JP5442550B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
まず、本発明の実施形態であるインクジェット記録装置の全体構成を説明する。
給紙部10は、記録媒体22を描画部14に供給する機構である。給紙部10には、給紙トレイ50が設けられ、この給紙トレイ50から記録媒体22が一枚ずつ処理液付与部12に給紙される。
処理液付与部12は、記録媒体22の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は描画部14で付与されるインク中の色材(顔料)を凝集または析出させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。なお、処理液のより詳細な説明については後述する。
図1に示すように、描画部14は、描画ドラム70と、この描画ドラム70の外周面に対向する位置に近接配置されたインクジェットヘッド72M,72K,72C,72Yで構成される。インクジェットヘッド72M,72K,72C,72Yはそれぞれ、マゼンダ(M)、黒(K)、シアン(C)、イエロー(Y)の4色のインクに対応しており、描
画ドラム70の回転方向に上流側から順に配置される。
み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系のインクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
乾燥部16は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる工程である。図3に示すように、乾燥部16は、主として、乾燥ドラム76と、記録媒体22の記録面と該記録面の反対面である裏面とを両面加熱して記録面に形成された画像の乾燥を促進する両面加熱手段15と、記録媒体22の紙厚情報に応じて記録面と裏面とに付与する加熱強度を個別に制御する乾燥制御部134で構成される。
露光硬化部18は、UVランプ88及びインラインセンサ90で構成される。UVランプ88及びインラインセンサ90は、硬化ドラム84の周面に対向する位置に配置され、硬化ドラム84の回転方向の上流側から順に配置される。
図1に示すように、硬化部18に続いて排出部20が設けられている。排出部20は、排出トレイ92を備えており、この排出トレイ92と硬化部18の硬化ドラム84との間に、これらに対接するように渡し胴94、搬送ベルト96、張架ローラ98が設けられている。記録媒体22は、渡し胴94により搬送ベルト96に送られ、排出トレイ92に排出され、積層される。
次に、上記の如く構成されたインクジェット記録装置1を用いて、カックルとスタッカーブロッキングとの抑止を両立させる方法を説明する。
図6は、インクジェット記録装置1のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置1は、通信インターフェース120、システムコントローラ122、プリント制御部124、処理液付与制御部126、第1中間搬送制御部128、ヘッドドライバ130、第2中間搬送制御部132、乾燥制御部134、第3中間搬送制御部136、定着制御部138、インラインセンサ90、エンコーダ91、モータドライバ142、メモリ144、ヒータドライバ146、画像バッファメモリ148、吸引制御部149、送風制御部162等を備えている。
本発明におけるインク組成物は、顔料を含んでなり、必要に応じて、更に分散剤や界面活性剤、その他の成分を用いて構成することができる。なお、本発明においては、画像の耐性を向上させるために、インク液の粘度や表面張力を高くすることによって、記録媒体上をインクがぬれ広がりにくくすることも可能である。例えば、下記の成分の中で、顔料や樹脂粒子などの分散粒子成分を増やすことは、インク液の粘度を高めるだけでなく、凝集を速め、凝集体自体の強度向上にも期待できるので、好ましい。
本発明におけるインク組成物は、色材成分として顔料の少なくとも一種を含有する。顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機顔料、無機顔料のいずれであってもよい。顔料は、水に殆ど不溶であるか又は難溶である顔料であることが、インク着色性の点で好ましい。
本発明のインク組成物は、分散剤の少なくとも1種を含有することができる。前記顔料の分散剤としては、ポリマー分散剤、又は低分子の界面活性剤型分散剤のいずれでもよい。また、ポリマー分散剤は、水溶性の分散剤、又は非水溶性の分散剤のいずれでもよい。
本発明におけるインク組成物は、ポリマー粒子の少なくとも一種を含有することができる。このポリマー粒子は、後述の処理液又はこれを乾燥させた領域と接触した際に分散不安定化して凝集しインクを増粘させることによりインク組成物を固定化する機能を有し、インク組成物の記録媒体への定着性及び画像の耐擦過性をより向上させることができる。
本発明におけるインク組成物は、ポリマー粒子として、自己分散性ポリマー粒子の少なくとも一種を含有することが好ましい。この自己分散性ポリマーは、後述の処理液又はこれを乾燥させた領域と接触した際に分散不安定化して凝集しインクを増粘させることによりインク組成物を固定化する機能を有し、インク組成物の記録媒体への定着性及び画像の耐擦過性をより向上させることができる。また、自己分散性ポリマーは、吐出安定性及び前記顔料を含む系の液安定性(特に分散安定性)の観点からも好ましい樹脂粒子である。
本発明におけるインク組成物は、活性エネルギー線により重合する水溶性の重合性化合物の少なくとも一種を含有することができる。
本発明におけるインク組成物は、後述の処理液に含有すると共にあるいは含有せずに、活性エネルギー線により前記重合性化合物の重合を開始する開始剤の少なくとも1種を含有することができる。光重合開始剤は、1種単独で又は2種以上を混合して、あるいは増感剤と併用して使用することができる。
本発明におけるインク組成物は、水溶性有機溶媒の少なくとも1種を含有することができる。水溶性有機溶媒は、乾燥防止、湿潤あるいは浸透促進の効果を得ることができる。乾燥防止には、噴射ノズルのインク吐出口においてインクが付着乾燥して凝集体ができ、目詰まりするのを防止する乾燥防止剤として用いられ、乾燥防止や湿潤には、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶媒が好ましい。また、浸透促進には、紙へのインク浸透性を高める浸透促進剤として用いることができる。
インク組成物は、水を含有するものであるが、水の量には特に制限はない。中でも、水の好ましい含有量は、10〜99質量%であり、より好ましくは30〜80質量%であり、更に好ましくは50〜70質量%である。
本発明におけるインク組成物は、上記成分以外にその他の添加剤を用いて構成することができる。その他の添加剤としては、例えば、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
処理液は、既述のインク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を少なくとも含み、必要に応じて、さらに他の成分を用いて構成することができる。インク組成物と共に処理液を用いることで、インクジェット記録を高速化でき、高速記録しても濃度、解像度の高い描画性(例えば細線や微細部分の再現性)に優れた画像が得られる。また、処理液やインク組成物の処方を改善することにより、形成された画像自体の強度を高めることができ、高圧送風などによる画像の耐久性を補強することができる。
本発明のインクジェット記録方法は、記録媒体に上に画像を記録するものである。
次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図7の表に記載されるように、試験には以下の5種類の坪量を有する記録媒体を使用した。
・OKトップコート…坪量127gsm
・OKトップコート…坪量157gsm
・アイベスト …坪量210gsm
・アイベスト …坪量310gsm
(処理液付与部の処理液付与条件)
処理液塗布装置は、上記処理液付与部において説明したローラ方式のものを用いて、処理液を記録媒体の記録面に1.7g/m2塗布した。処理液付与条件は、5種類の記録媒体全て同じ条件である。
使用インクは、顔料5質量%、水性UVモノマー20質量%、開始剤3質量%、顔料分散剤1.5質量%、界面活性剤1質量%、超純水…残部の組成のものを用いた。
図7の表に記載されるように、記録面及び裏面に付与した加熱強度は、「強」「中」「弱」の3段階とした。ここで、「強」は記録媒体の記録面及び裏面における温度が70℃の場合であり、「中」は60℃の場合、「弱」は50℃の場合である。また、記録面に形成された画像に粘着性が生じる乾燥後の記録面の許容限界温度は72℃であった。また、加熱時間は記録面及び裏面ともに同じで4.5秒間(渡し胴1.5秒+乾燥ドラム1.5秒+渡し胴1.5秒)で行った。加熱時間は、5種類の記録媒体全て同じ条件である。
硬化部のUV硬化条件は、UVランプピーク波長370nm、照射エネルギー800mJ/cm2で行った。UV硬化条件は、5種類の記録媒体全て同じ条件である。
記録媒体に形成されたカックルの状態を目視にて評価した。
△…カックルが発生し、記録品位がやや不良
×…カックルが強く発生し記録品位が不良
(スタッカーブロッキングの評価基準)
排出部の排出トレイに100枚の記録媒体を積層した時点でスタッカーブロッキングの発生を目視で観察した。
△…スタッカーブロッキングが散発する。
その結果、坪量が104gsmの紙厚みの記録媒体を使用した場合には、記録媒体の記録面の加熱強度を「強」にすると共に、裏面の加熱強度を「強」に制御することによって、カックルとスタッカーブロッキングの両方とも○の評価になった。また、記録面の加熱強度を「強」→「弱」に移行させるにしたがって、スタッカーブロッキングは○であったがカックルの評価が×になった。
Claims (8)
- 記録媒体上に水性インクを打滴して記録面に画像を形成する描画部と、前記画像が形成された記録面を乾燥する乾燥部とを少なくとも備えたインクジェット記録装置において、
前記乾燥部は、
前記記録面と該記録面の反対面である裏面とを両面加熱して前記記録面の乾燥を行う両面加熱手段と、
前記記録媒体の紙厚情報に応じて前記記録面と前記裏面とに付与する加熱強度を個別に制御する乾燥制御部、を備え、
前記乾燥制御部は、前記記録媒体の紙厚が厚くなるほど、前記記録面側よりも前記裏面側に付与する加熱強度が大きくなるように制御することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記乾燥制御部は、前記記録媒体の紙厚に対応する紙種類ごとに、前記水性インクの打滴量と乾燥後の記録面の許容限界温度との関係テーブルが予め入力された記憶部と、紙種類と打滴量とを入力する入力部と、を備え、前記乾燥制御部は、入力された紙種類及び打滴量によって関係テーブルから選択される記録面の許容限界温度を超えないように前記記録面と裏面とを個別に制御することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 前記乾燥制御部は、
前記乾燥部で乾燥された記録媒体の記録面温度を測定する非接触式の温度センサを有し、該温度センサの測定温度に応じて前記記録面と前記裏面とに付与する加熱強度を個別に制御することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 前記乾燥制御部は、
前記描画部で打滴された記録媒体の伸縮量を測定する伸縮量センサを有し、該伸縮量センサの測定伸縮量に応じて前記記録面と前記裏面とに付与する加熱強度を個別に制御することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 前記乾燥部は、
前記記録媒体の裏面側を吸着させて吸着搬送するドラムと、
前記ドラムの外周面に沿って設けられ、前記記録媒体の記録面側を加熱する第1加熱手段と、
前記ドラムの外周面を加熱することで前記吸着させて搬送される記録媒体の裏面を接触加熱する第2加熱手段と、を備えることを特徴とする請求項1〜4の何れか1に記載のインクジェット記録装置。 - 前記描画部の前段に、前記水性インクを増粘させる機能を有する凝集剤を含む処理液を前記記録媒体上に付与する処理液付与手段を備えることを特徴とする請求項1〜5の何れか1に記載のインクジェット記録装置。
- 前記乾燥部の後段に、前記記録面を硬化する硬化部を備えることを特徴とする請求項1〜6の何れか1に記載のインクジェット記録装置。
- 請求項1〜7の何れか1の構成を直列に2段に設け、前記記録媒体の両面に画像を形成することを特徴とするインクジェット記録装置。
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