JP5598122B2 - インクジェット記録方法およびインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
本発明に係るインクジェット記録方法の一態様は、
第1方向に並んで配置され、互いに異なる組成の放射線硬化型インク組成物の液滴を記録媒体に吐出する複数のヘッドと、
前記複数のヘッド毎の前記第1方向における所定の側に配置され前記記録媒体に吐出された液滴に活性放射線を照射する第1光源と、
を有するインクジェット記録装置を用いたインクジェット記録方法であって、
前記複数のヘッドから前記液滴を吐出して前記記録媒体に着弾させる第1工程と、
前記液滴の着弾後500ms以内に前記第1光源によって活性放射線を前記液滴に照射する第2工程と、
を含み、
前記第2工程において、前記液滴に照射された照射エネルギーは、前記各放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]の5%以上10%以下の範囲内である。
適用例1において、
前記第1光源は、LEDを用いることができる。
請求項1または請求項2において、
前記液滴の着弾後500msを超えてから活性放射線を前記液滴に照射する第3工程を備えることができる。
適用例3において、
少なくとも前記第2工程と前記第3工程とを含む活性放射線照射工程によって、前記液滴に照射された照射エネルギーの合計は、E90[mJ/cm2]以上であることができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか1例において、
さらに、前記複数のヘッドおよび前記第1光源を搭載して、前記第1方向に沿って往復移動するキャリッジを有し、
前記第1工程および前記第2工程は、前記キャリッジを往復移動させながら行われることができる。
適用例1ないし適用例5のいずれか1例において、
前記E90は、120[mJ/cm2]以上300[mJ/cm2]以下であることができる。
本発明に係るインクジェット記録装置の一態様は、
第1方向に並んで配置され、互いに異なる組成の放射線硬化型インク組成物の液滴を記録媒体に吐出する複数のヘッドと、
前記複数のヘッド毎の前記第1方向における所定の側に配置され前記記録媒体に吐出された液滴に活性放射線を照射する第1光源と、
を有し、
適用例1ないし適用例6のいずれか1例に記載のインクジェット記録方法に用いる。
本発明に係るインクジェット記録方法に用いるインクジェット記録装置は、第1方向に並んで配置され、互いに異なる組成の放射線硬化型インク組成物の液滴を記録媒体に吐出する複数のヘッドと、前記複数のヘッド毎の前記第1方向における所定の側に配置され前記記録媒体に吐出された液滴に活性放射線を照射する第1光源、を有する。
以下、本実施形態に係るインクジェット記録方法に用いるインクジェット記録装置について、図1〜図4を参照しながら説明する。
複数のヘッド52は、第1方向MSに沿って往復移動して、放射線硬化型インク組成物の液滴をノズル孔53から吐出して記録媒体Pに液滴を着弾させることができる。
第1光源90は、複数のヘッド52と共に第1方向MSに移動することができる。第1光源90の移動については、上述した複数のヘッド52の移動と同様であるのでその説明を省略する。
本実施形態に係る第2光源は、複数のヘッド52と共に第1方向MSに移動することができる。第2光源の移動については、上述した複数のヘッド52の移動と同様であるのでその説明を省略する。
本実施形態のインクジェット記録装置20は、以下の構成を有することができる。
本発明に係るインクジェット記録方法に用いるインクジェット記録装置20は、複数のヘッド52毎に第1光源90が設けられているので、液滴に最初に照射される照射エネルギーを最適なものとすることができる。そのため、光沢性および色濃度に優れ、滲みの低減された画像を記録媒体上に形成することができる。
本発明の一実施形態に係るインクジェット記録方法は、上述したインクジェット記録装置を用いたインクジェット記録方法であって、前記複数のヘッドから前記液滴を吐出して前記記録媒体に着弾させる第1工程と、前記液滴の着弾後500ms以内に前記第1光源によって活性放射線を前記液滴に照射する第2工程と、を含み、前記第2工程において、前記液滴に照射された照射エネルギーは、前記各放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]の5%以上10%以下の範囲内であることを特徴とする。また、本発明において「画像」とは、ドット群から形成される印字パターンを示し、テキスト印字、ベタ印字も含める。以下、各工程について詳細に説明する。
第1工程は、複数のヘッドから放射線硬化型インク組成物の液滴を吐出して、記録媒体に着弾させる工程である。上述したインクジェット記録装置20を用いる場合に、第1工程では、ヘッド52A〜52Dの少なくとも1つのヘッドから放射線硬化型インク組成物の液滴を吐出させて、記録媒体P上に着弾させる。
第2工程は、液滴が記録媒体に着弾した後、500ms以内に第1光源90によって活性放射線を液滴に照射する工程である。以下、図2を用いて、複数のヘッド52がC方向に移動する場合を例にとって、第2工程を説明する。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、上記の第2工程の後であって、液滴の着弾後500msを超えてから活性放射線を液滴に照射する第3工程を備えることができる。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、液滴が記録媒体に着弾した後、第1光源により、500ms以内であって、かつ、E90[mJ/cm2]の5%以上10%以下の範囲内になるように、活性放射線が記録媒体上の液滴に照射される。これにより、記録媒体上に形成される画像の滲みが低減でき、光沢性に優れ、色濃度の高い画像を形成することができる。
本実施形態に係るインクジェット記録方法に用いるインクジェット記録装置における複数のヘッドは、互いに異なる組成の放射線硬化型インク組成物を吐出する。また、互いに異なる組成の放射線硬化型インク組成物とは、インクに含有する成分の種類およびインクに含まれる成分の含有量の少なくとも一方が異なるものをいう。以下、本実施形態に係るインクジェット記録方法に用いる放射線硬化型インク組成物について、詳細に説明する。
本実施形態に係る放射線硬化型インク組成物は、重合性化合物を含有する。重合性化合物としては、以下に示す単官能モノマー、二官能モノマー、三官能モノマー、ウレタンアクリレートオリゴマー、アミノアクリレート等が挙げられる。
本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、光重合開始剤を含有してもよい。光重合開始剤とは、記録媒体の上に吐出された放射線硬化型インク組成物に活性放射線を照射することによって、前述した反応成分の共重合反応を開始させる機能を有する化合物の総称である。
本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、必要に応じて、顔料、分散剤、スリップ剤、光増感剤、重合禁止剤等の添加剤を含有することができる。
(1)粘度
本実施形態に係る放射線硬化型インク組成物の20℃における粘度は、好ましくは5mPa・s以上50mPa・s以下であり、より好ましくは20mPa・s以上40mPa・s以下である。放射線硬化型インク組成物の20℃における粘度が前記範囲内にあると、ノズルから放射線硬化型インク組成物が適量吐出され、放射線硬化型インク組成物の飛行曲がりや飛散を一層低減することができるため、インクジェット記録装置に好適に使用することができる。なお、粘度の測定は、粘弾性試験機MCR−300(Pysica社製)を用いて、20℃の環境下で、Shear Rateを10〜1000に上げていき、Shear Rate200時の粘度を読み取った。
本実施形態に係る放射線硬化型インク組成物の20℃における表面張力は、好ましくは20mN/m以上30mN/m以下である。放射線硬化型インク組成物の20℃における表面張力が前記範囲内にあると、放射線硬化型インク組成物が撥液処理されたノズルに濡れにくくなる。これにより、ノズルから放射線硬化型インク組成物が適量吐出され、放射線硬化型インク組成物の飛行曲がりや飛散を一層低減することができるため、インクジェット記録装置に好適に使用することができる。なお、表面張力の測定は、自動表面張力計CBVP−Z(協和界面科学社製)を用いて、20℃の環境下で、白金プレートをインクで濡らした時の表面張力を確認した。
本実施形態に係る放射線硬化型インク組成物のE90(mJ/cm2)は、好ましくは120mJ/cm2以上300mJ/cm2以下である。放射線硬化型インク組成物のE90が上記範囲内にあると、上述したインクジェット記録装置20に用いることが容易になる。なお、E90の測定は、FT−IR(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製、製品名「MAGNA−IR 860 Nicolet」)を用いて行うことができる。
本実施形態に係るインクジェット記録方法に用いる記録媒体としては、インク非吸収性または低吸収性であることが好ましい。本実施形態のインクジェット記録方法を用いると、記録媒体がインク非吸収性または低吸収性であっても、良好な画像を形成することができる。
本発明の一実施形態に係る記録物は、前述したインクジェット記録方法によって記録されたものである。記録媒体の上に記録した画像は、前述したインクジェット記録方法によって記録されたものであるので、滲みが少なく、画像の光沢性に優れ、色濃度が高い。
図5は、第2実施形態に係るインクジェット記録装置120の上面を示す模式図である。第2実施形態に係るインクジェット記録装置120は、いわゆるライン型のインクジェットプリンターである点が第1実施形態と異なる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
着色剤としてブラック顔料18質量部、分散剤として1.2質量部に、単官能モノマーとしてのフェノキシエチルアクリレートを加えて全体を100質量部とし、混合撹拌して混合物とした。この混合物を、サンドミル(安川製作所株式会社製)を用いて、ジルコニアビーズ(直径1.5mm)と共に6時間分散処理を行った。その後、ジルコニアビーズをセパレータで分離することにより、ブラック顔料分散液を得た。
表1に記載の組成(質量%)となるように、重合性化合物、光重合開始剤、スリップ剤、重合禁止剤を混合し完全に溶解させた後、これに前記ブラック顔料分散液をブラック顔料の濃度が表1に記載の濃度となるように撹拌しながら滴下した。滴下終了後、常温で1時間混合撹拌し、さらに5μmのメンブランフィルターでろ過して、ブラック放射線硬化型インク組成物を得た。また、同様にして、シアン放射線硬化型インク組成物、マゼンタ放射線硬化型インク組成物、およびイエロー放射線硬化型インク組成物を得た。
(1)重合性化合物
・フェノキシアクリレート(大阪有機化学工業株式会社、商品名「V#192」)
・ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート(日立化成工業株式会社製、商品名「FA−512ASL」)
・ジシクロペンテニルアクリレート(日立化成工業株式会社製、商品名「FA−511ASL」)
・N−ビニルカプロラクタム(BASF社製、商品名「N−ビニルカプロラクタム」)
・トリプロピレングリコールジアクリレート(新中村化学工業株式会社製、商品名「APG−200」)
(2)重合禁止剤
・p−メトキシフェノール(関東化学株式会社製)
(3)スリップ剤
・BYK−UV3500(ビックケミー・ジャパン株式会社製、ポリエーテル変性アクリル基を有するポリジメチルシロキサン)
(4)光重合開始剤
・IRGACURE 819(チバ・ジャパン株式会社製、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、光重合開始剤)
・DAROCUR TPO(チバ・ジャパン株式会社製、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、光重合開始剤)
・KAYACURE DETX−S(日本化薬株式会社製、2,4−ジエチルチオキサントン、光重合開始剤)
(5)分散剤
・Solsperse36000(LUBRIZOL社製)
(6)顔料
・MICROLITH−WA Black C−WA(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製、ブラック顔料)
・IRGALITE BLUE GLVO(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製、シアン顔料)
・CROMOPHTAL PinkPT(SA) GLVOチバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製、マゼンタ顔料
・IRGALITE YELLOW LBGチバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製、イエロー顔料
放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な活性放射線の照射エネルギー(E90)[mW/cm2]は、FT−IR(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製、製品名「MAGNA−IR 860 Nicolet」)を用いて、活性放射線の照射前後の各放射線硬化型インク組成物おけるビニル基の吸収スペクトルのピーク(810cm−1)から求めた。
これにより、放射線硬化型インク組成物が硬化率90%になるときにおける活性放射線の照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]を求めた。得られた各放射線硬化型インク組成物のE90値を表1に示す。
各評価試験に用いたインクジェット記録装置は、以下の通りである。
インクジェットプリンターPX−G5000(セイコーエプソン株式会社製)を、上述したインクジェット記録装置20と同様の構成になるように改造した。具体的には、4つの独立したヘッドと、ヘッド毎の両側に設けられた第1光源と、ヘッドにおける記録媒体の送り側に設けられた第2光源と、を有するように改造した。
インクジェットプリンターPX−G5000(セイコーエプソン株式会社製)を次のように改造した。具体的には、1つのヘッドと、ヘッドの移動方向の両側に設けられた第1光源と、ヘッドにおける記録媒体の送り側に設けられた第2光源と、を有するように改造した。
3.5.1.記録物の作成
第1記録装置または第2記録装置を用いて、常温、常圧下で、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色が接触するようにPETフィルム上に放射線硬化型インク組成物の液滴を吐出させると共に、第1光源から前記液滴に紫外線を照射した後、PETフィルムを送り、さらに、第2光源から前記液滴に紫外線を照射した。
得られた記録物について、色毎に他色との接触部分における滲みを観察して評価した。なお、評価基準の分類については以下のとおりであり、○の評価であると滲みのない良好な画像を形成していると判断できる。
○:他色への滲みなし
△:他色への滲みがわずかに認められる
×:他色への滲みが認められる
得られた記録物について、JIS Z8741に基づいて、光沢度計MULTI Gloss 268(コニカミノルタ社製)を用いて、得られた画像の60度における鏡面光沢度を色毎に測定した。得られた画像の光沢度の評価基準は以下のとおりであり、B以上の評価で光沢が認められるものである。
A:光沢度70以上
B:光沢度50以上70未満
C:光沢度30以上50未満
D:光沢度30未満
得られた記録物について、測色器(製品名:Spectrolino,GretagMacbeth社製)を用いて、光学濃度(OD値)を色毎に測定した。得られた画像の評価基準は以下のとおりであり、OD値が1.8以上であると発色性に優れた画像を形成していると判断できる。
OD値1.8以上:色濃度が高く、発色性が良好
OD値1.8未満:色濃度が低く、発色性が悪い
FT−IR(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製、製品名「MAGNA−IR 860 Nicolet」)を用いて、活性放射線の照射前の各放射線硬化型インク組成物と、得られた記録物と、のビニル基の吸収スペクトルのピーク(810cm−1)を比較することで求めた。
得られた記録物を20℃で16時間保った後、学振型摩擦堅牢試験機AB−301(テスター産業株式会社製を用いて、荷重500g,摩擦回数100回の条件で、摩擦用白綿布(カナキン3号)を取り付けた摩擦子と記録物とを擦り合わせ、画像の表面状態を目視にて観察した。なお、評価基準は以下のとおりであり、○の評価であると耐擦性に優れた画像を形成していると判断できる。
○:画像の表面に擦り跡が認められない
△:画像の表面に擦り跡が認められる
×:画像が記録媒体から剥がれ、記録媒体の素地が見える
以上の評価結果を表2に記載した。
Claims (7)
- 第1方向に並んで配置され、互いに異なる組成の放射線硬化型インク組成物の液滴を記録媒体に吐出する複数のヘッドと、
前記複数のヘッド毎の前記第1方向における所定の側に配置され前記記録媒体に吐出された液滴に活性放射線を照射する第1光源と、
を有するインクジェット記録装置を用いたインクジェット記録方法であって、
前記複数のヘッドから前記液滴を吐出して前記記録媒体に着弾させる第1工程と、
前記液滴の着弾後500ms以内に前記第1光源によって活性放射線を前記液滴に照射する第2工程と、
前記第2工程の後に行われる活性放射線を前記液滴に照射する第3工程と、
を含み、
前記第2工程において、前記液滴に照射された照射エネルギーは、前記各放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]の5%以上10%以下の範囲内であり、
前記複数のヘッドから吐出される各放射線硬化型インク組成物は、アシルホスフィンオキサイド系の光重合開始剤を含有し、
前記第1光源は、LEDを用いる、
インクジェット記録方法。 - 請求項1において、
前記複数のヘッドから吐出される各放射線硬化型インク組成物は、光重合開始剤を5質量%以上15質量%以下含有する、インクジェット記録方法。 - 請求項1または請求項2において、
前記液滴の着弾後500msを超えてから活性放射線を前記液滴に照射する前記第3工程を備える、インクジェット記録方法。 - 請求項3において、
少なくとも前記第2工程と前記第3工程とを含む活性放射線照射工程によって、前記液滴に照射された照射エネルギーの合計は、E90[mJ/cm2]以上である、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、
さらに、前記複数のヘッドおよび前記第1光源を搭載して、前記第1方向に沿って往復移動するキャリッジを有し、
前記第1工程および前記第2工程は、前記キャリッジを往復移動させながら行われる、
インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、
前記E90は、120[mJ/cm2]以上300[mJ/cm2]以下である、インクジェット記録方法。 - 第1方向に並んで配置され、互いに異なる組成の放射線硬化型インク組成物の液滴を記録媒体に吐出する複数のヘッドと、
前記複数のヘッド毎の前記第1方向における所定の側に配置され前記記録媒体に吐出された液滴に活性放射線を照射する第1光源と、
を有し、
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法に用いる、インクジェット記録装置。
Priority Applications (9)
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