JP6076859B2 - Image forming method and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、記録媒体にインク液を打滴して画像を形成する画像形成方法、及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming method and an image forming apparatus for forming an image by ejecting ink liquid onto a recording medium.
従来、用紙等の記録媒体に、インク中に分散する顔料等を凝集させる処理液を付与し、その後、インクジェット記録ヘッドによりインク液を打滴して画像を形成する画像形成装置が知られている(例えば、特許文献1〜4参照)。
特許文献1には、インク凝集処理液を汎用コート紙に付与してからインク液を打滴して画像形成を行う技術が開示されている。
特許文献2には、インクと反応してインクを凝集又は不溶化させる処理液を付与してコート紙に画像形成を行う際に、コート紙の表面温度が水の沸点未満の温度になるように制御することにより、ブリスタ(膨れ)発生を防止する技術が開示されている。
特許文献3には、用紙の透気度に応じた打滴量でインク液を打滴するインクジェット記録装置が開示されている。
特許文献4には、炭酸カルシウムを含むコート紙にブリスタが発生する実施例が記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an image forming apparatus that applies a treatment liquid that agglomerates pigments dispersed in ink to a recording medium such as paper, and then forms an image by ejecting the ink liquid with an ink jet recording head. (For example, see
In
しかしながら、コート紙のコート層に含まれる成分とインク凝集用の処理液とが反応して発生したガスによってブリスタが生ずることがある。 However, blisters may be generated by the gas generated by the reaction between the components contained in the coat layer of the coated paper and the treatment liquid for ink aggregation.
本発明は上記事実を考慮し、コート層に含まれる成分とインク凝集用の凝集処理液とが反応して発生するガスにより生ずるブリスタを抑制することができる画像形成方法、及び画像形成装置を提供することを課題とする。 In consideration of the above facts, the present invention provides an image forming method and an image forming apparatus capable of suppressing blisters generated by a gas generated by a reaction between a component contained in a coating layer and an aggregating treatment liquid for aggregating ink. The task is to do.
本発明の第1態様に係る画像形成方法は、インク液の色材を凝集させる凝集処理液を、画像形成用紙のコート層に付与する凝集処理液付与工程と、前記凝集処理液の付与された前記画像形成用紙を加熱乾燥する乾燥工程と、前記凝集処理液が付与されて前記乾燥工程を経た前記画像形成用紙に前記インク液を打滴して画像を形成するインク打滴工程と、を含んで画像形成を行う画像形成装置に用いられ、前記凝集処理液と前記コート層に含まれる成分とが反応して生成されるガスによって生ずる前記コート層のブリスタを抑制可能な前記インク液の打滴量、及び前記コート層の層最高到達温度を前記画像形成用紙の種類毎に予め設定し、前記乾燥工程における前記コート層の層最高到達温度T[単位:°C]を、80≦T≦100とした。 In the image forming method according to the first aspect of the present invention, an aggregation treatment liquid application step for applying an aggregation treatment liquid for aggregating the color material of the ink liquid to the coat layer of the image forming paper and the aggregation treatment liquid are applied. A drying step of heating and drying the image forming paper, and an ink dropping step of forming an image by depositing the ink liquid onto the image forming paper that has been subjected to the drying step after the aggregation treatment liquid is applied. Ink droplet ejection of the ink liquid, which is used in an image forming apparatus that performs image formation with the above-described method and can suppress blisters in the coating layer generated by a gas generated by a reaction between the aggregation processing liquid and components contained in the coating layer An amount and a maximum layer temperature of the coat layer are set in advance for each type of the image forming paper, and a maximum layer temperature T [unit: ° C] of the coat layer in the drying step is set to 80 ≦ T ≦ 100. It was .
第1態様に係る画像形成方法では、凝集処理液付与工程で、インク液の色材を凝集させる凝集処理液を画像形成用紙のコート層に付与する。
乾燥工程では、凝集処理液の付与された画像形成用紙を加熱乾燥する。
インク打滴工程では、凝集処理液が付与されて乾燥工程を経た画像形成用紙にインク液を打滴して画像を形成する。記録面に付与された凝集処理液にインク液が打滴されることで、インク中に分散する色材が凝集され、色材凝集体が形成される。
ここで、凝集処理液とコート層に含まれる成分とが反応してガスが生成された場合、ガスがコート層から外部に迅速かつスムーズに透過すれば、コート層にブリスタを発生することはない。
しかしながら、コート層に付着したインク液の量が多い場合には、乾燥後のインクがガスの透過を抑えてしまい、コート層がガスによって膨らむ、即ち、ブリスタが発生する。したがって、ブリスタの発生を抑制するためには、コート層に対するインク液の打滴量を制御する必要がある。
また、凝集処理液を付与したコート層を加熱すると、凝集処理液とコート層に含まれる成分との化学反応が促進されて短時間でガスが発生するため、コート層にブリスタが発生する場合がある。したがって、ブリスタの発生を抑制するためには、コート層の層最高到達温度も制御する必要がある。
第1態様に係る画像形成方法では、凝集処理液とコート層に含まれる成分とが反応して生成されるガスによって生ずるコート層のブリスタを抑制可能なインク液の打滴量、及びコート層の層最高到達温度を画像形成用紙の種類毎に予め設定しておく。
したがって、画像形成時には、予め設定した複数種類の画像形成用紙の中から、画像形成に用いる画像形成用紙を選択することができ、選択した画像形成用紙に対応したコート層の層最高到達温度、及びインク液の打滴量に基づいて画像の形成を行うことで、コート層で発生する炭酸ガスによって生ずるブリスタを抑制することができる。
In the image forming method according to the first aspect, in the aggregation treatment liquid application step, an aggregation treatment liquid for aggregating the color material of the ink liquid is applied to the coat layer of the image forming paper.
In the drying step, the image forming paper to which the aggregation treatment liquid is applied is heated and dried.
In the ink droplet ejection step, an image is formed by depositing the ink liquid onto the image forming paper that has been subjected to the drying step after the aggregation treatment liquid is applied. When the ink liquid is ejected onto the aggregation treatment liquid applied to the recording surface, the color material dispersed in the ink is aggregated to form a color material aggregate.
Here, in the case where a gas is generated by the reaction of the aggregating treatment liquid and the components contained in the coat layer, blisters are not generated in the coat layer if the gas permeates quickly and smoothly from the coat layer to the outside. .
However, when the amount of ink liquid adhering to the coat layer is large, the dried ink suppresses gas permeation, and the coat layer swells with gas, that is, blisters are generated. Therefore, in order to suppress the generation of blisters, it is necessary to control the ink droplet ejection amount on the coating layer.
In addition, when the coating layer to which the aggregating treatment liquid is applied is heated, a chemical reaction between the aggregating treatment liquid and the components contained in the coating layer is promoted and gas is generated in a short time, so that blisters may occur in the coating layer. is there. Therefore, in order to suppress the generation of blisters, it is also necessary to control the highest layer reachable temperature of the coat layer.
In the image forming method according to the first aspect, the droplet ejection amount of the ink liquid capable of suppressing blistering of the coating layer caused by the gas generated by the reaction between the aggregation treatment liquid and the component contained in the coating layer, and the coating layer The maximum layer temperature is set in advance for each type of image forming paper.
Therefore, at the time of image formation, an image forming sheet used for image formation can be selected from a plurality of preset image forming sheets, and the highest layer temperature reached by the coat layer corresponding to the selected image forming sheet, and By forming an image based on the droplet ejection amount of the ink liquid, blisters generated by the carbon dioxide gas generated in the coat layer can be suppressed.
本発明の第2態様に係る画像形成方法は、第1態様に係る画像形成方法において、インク液は、紫外線が照射されることで硬化する。 The image forming method according to the second aspect of the present invention is the image forming method according to the first aspect, wherein the ink liquid is cured by being irradiated with ultraviolet rays.
本発明の第2態様に係る画像形成方法では、インク液が紫外線の照射によって硬化し、画像形成用紙に画像が定着される。 In the image forming method according to the second aspect of the present invention, the ink liquid is cured by irradiation with ultraviolet rays, and the image is fixed on the image forming paper.
本発明の第3態様に係る画像形成方法発明は、第2態様に係る画像形成方法において、インク液を打滴した後、画像形成用紙に紫外線を照射する。 The image forming method according to the third aspect of the present invention is the image forming method according to the second aspect , wherein after the ink liquid is ejected, the image forming paper is irradiated with ultraviolet rays.
本発明の第3態様に係る画像形成方法によれば、インク液を打滴した後、画像形成用紙に紫外線を照射することで、インク液を硬化させることが出来る。 According to the image forming method of the third aspect of the present invention, the ink liquid can be cured by irradiating the image forming paper with ultraviolet rays after the ink liquid has been deposited.
本発明の第4態様に係る画像形成装置は、インク液の色材を凝集させる凝集処理液を、画像形成用紙のコート層に付与する処理液付与装置と、前記凝集処理液の付与された前記画像形成用紙を加熱乾燥する乾燥装置と、前記凝集処理液が付与されて前記加熱乾燥を経た前記画像形成用紙に前記インク液を打滴して画像を形成するインク打滴装置と、前記凝集処理液と前記コート層に含まれる成分とが反応して生成されるガスによって生ずる前記コート層のブリスタを抑制可能な前記インク液の打滴量、及び前記コート層の層最高到達温度を前記画像形成用紙の種類毎に予め設定可能な制御手段と、を有し、前記制御手段は、予め設定した前記コート層の層最高到達温度、及び前記インク液の打滴量に基づいて前記乾燥装置の加熱量、及び前記インク打滴装置の打滴量を制御し、前記乾燥装置で加熱乾燥する前記コート層の層最高到達温度T[単位:°C]を、80≦T≦100とする。 An image forming apparatus according to a fourth aspect of the present invention includes a treatment liquid application device that applies an aggregation treatment liquid for aggregating a color material of an ink liquid to a coat layer of an image forming sheet, and the above-described aggregation treatment liquid. A drying device that heats and drys the image forming paper; an ink ejection device that forms an image by depositing the ink liquid onto the image forming paper that has been subjected to the heat drying after the aggregation processing liquid is applied; and the aggregation processing The amount of droplets of the ink liquid that can suppress blistering of the coating layer generated by the gas generated by the reaction between the liquid and the component contained in the coating layer, and the highest layer temperature of the coating layer are formed as the image. Control means that can be preset for each type of paper, and the control means heats the drying device based on a preset maximum temperature of the coat layer and a droplet ejection amount of the ink liquid. Amount, and said Controls the droplet ejection volume of ink droplet ejection device, the drying device in the heating and drying layers highest temperature T [Unit: ° C] of the coating layer, and 80 ≦ T ≦ 100.
本発明の第4態様に係る画像形成装置によれば、処理液付与装置で、インク液の色材を凝集させる凝集処理液を、画像形成用紙のコート層に付与することが出来る。乾燥装置では、凝集処理液の付与された画像形成用紙を加熱乾燥することが出来る。インク打滴装置では、凝集処理液が付与されて乾燥工程を経た画像形成用紙にインク液を打滴して画像を形成することができる。記録面に付与された凝集処理液にインク液が打滴されると、インク中に分散する色材が凝集され、色材凝集体が形成される。 According to the image forming apparatus of the fourth aspect of the present invention, it is possible to apply the aggregation treatment liquid for aggregating the color material of the ink liquid to the coating layer of the image forming paper with the treatment liquid application apparatus. In the drying device, the image forming paper to which the aggregation treatment liquid is applied can be heated and dried. In the ink droplet ejecting apparatus, an image can be formed by ejecting the ink liquid onto the image forming paper that has been subjected to the drying process after the aggregation treatment liquid is applied. When the ink liquid is ejected onto the aggregation treatment liquid applied to the recording surface, the color material dispersed in the ink is aggregated to form a color material aggregate.
本発明の第4態様に係る画像形成装置では、凝集処理液とコート層に含まれる成分とが反応して生成されるガスによって生ずるコート層のブリスタを抑制可能なインク液の打滴量、及びコート層の層最高到達温度を画像形成用紙の種類毎に予め設定することが出来る。
制御手段は、凝集処理液とコート層に含まれる成分とが反応して生成されるガスによって生ずるコート層のブリスタを抑制可能なコート層の層最高到達温度と、インク液の打滴量に基づいて乾燥装置の加熱量、及びインク打滴装置の打滴量を制御し、乾燥装置で加熱乾燥する前記コート層の層最高到達温度T[単位:°C]を、80≦T≦100とする。
画像形成時に、予め設定した複数種類の画像形成用紙の中から、画像形成に用いる画像形成用紙を選択すれば、選択した画像形成用紙に対応したコート層の層最高到達温度、及びインク液の打滴量に基づいて画像の形成を行うことができ、コート層で発生する炭酸ガスによって生ずるブリスタを抑制することができる。
In the image forming apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the droplet ejection amount of the ink liquid that can suppress blistering of the coat layer caused by the gas generated by the reaction between the aggregation treatment liquid and the component contained in the coat layer, and The highest layer reaching temperature of the coat layer can be preset for each type of image forming paper.
The control means is based on the maximum reachable temperature of the coat layer capable of suppressing blistering of the coat layer caused by the gas generated by the reaction between the aggregating treatment liquid and the components contained in the coat layer, and the droplet ejection amount of the ink liquid. Then, the heating amount of the drying device and the droplet ejection amount of the ink droplet ejection device are controlled, and the maximum layer temperature T [unit: ° C] of the coating layer heated and dried by the drying device is set to 80 ≦ T ≦ 100. .
When an image forming paper to be used for image formation is selected from a plurality of preset image forming papers during image formation, the maximum layer layer reaching temperature corresponding to the selected image forming paper and the ink liquid deposition are selected. An image can be formed based on the droplet amount, and blisters generated by carbon dioxide generated in the coating layer can be suppressed.
本発明の画像記録方法、及び画像記録装置では、コート層に含まれる成分とインク凝集用の凝集処理液とが反応して発生するガスにより生ずるブリスタを抑制することができる。 In the image recording method and the image recording apparatus of the present invention, blisters generated by the gas generated by the reaction between the components contained in the coat layer and the aggregation treatment liquid for ink aggregation can be suppressed.
本発明の一実施形態に係る画像形成装置10の一例について図1〜図3に従って説明する。なお、図中の矢印UPは、鉛直方向上方を示す。
An example of the
(全体構成)
図1に示されるように、本実施形態に係る画像形成装置10は、記録媒体としての画像形成用紙Pに水性UVインク(水性媒体を使用したUV(紫外線)硬化型のインク)を用いてインクジェット方式で画像を形成する装置である。この画像形成装置10は、主として、画像形成用紙Pを給紙する給紙部12と、給紙部12から給紙された画像形成用紙Pの表面(画像記録面)に所定の処理液を付与する処理液付与部14と、処理液付与部14で処理液が付与された画像形成用紙Pの乾燥処理を行う処理液乾燥部16と、処理液乾燥部16で乾燥処理が施された画像形成用紙Pの表面に画像を形成する画像記録部18と、画像記録部18で画像が形成された画像形成用紙Pの乾燥処理を行うインク乾燥部20と、インク乾燥部20で乾燥処理された画像形成用紙PにUV照射処理(定着処理)を行って画像を画像形成用紙Pに定着させるUV照射処理部22と、UV照射処理部22でUV照射処理された画像形成用紙Pを排紙する排紙部24と、を備えて構成されている。
(overall structure)
As shown in FIG. 1, the
<給紙部>
給紙部12は、主として、画像形成用紙Pが積載される給紙台30と、画像形成用紙Pを送り出すサッカー装置32と、送り出された画像形成用紙Pを搬送する給紙ローラ34と、画像形成用紙Pを搬送する搬送ベルト36と、画像形成用紙Pの先端部を揃える前当て部材38と、回転しながら画像形成用紙Pを搬送する給紙ドラム40と、を含んで構成されている。
<Paper Feeder>
The
本実施形態の画像形成装置10に用いる画像形成用紙Pは、支持体にコート層を設けた、いわゆるコート紙である。コート紙としては、例えば、アート紙、上質コート紙、中質コート紙、上質軽量コート紙、中質軽量コート紙、微塗工印刷用紙等がある。
画像形成用紙Pに好適に使用可能な支持体としては、例えば、LBKP、NBKP等の化学パルプ;GP、PGW、RMP、TMP、CTMP、CMP、CGP等の機械パルプ;DIP等の古紙パルプなどの木材パルプと、顔料とを主成分とし、バインダー、さらにサイズ剤、定着剤、歩留まり向上剤、カチオン化剤、紙力増強剤等の各種添加剤を1種以上混合し、長網抄紙機、円網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機等の各種装置を使用して製造される原紙などが挙げられる。
The image forming paper P used in the
Examples of the support that can be suitably used for the image forming paper P include chemical pulps such as LBKP and NBKP; mechanical pulps such as GP, PGW, RMP, TMP, CTMP, CMP, and CGP; waste paper pulps such as DIP The main component is wood pulp and pigment, and one or more additives such as binders, sizing agents, fixing agents, yield improvers, cationizing agents, paper strength enhancing agents, etc. are mixed together. Examples include base paper produced using various apparatuses such as a net paper machine and a twin wire paper machine.
支持体の坪量は、通常、40〜600g/m2程度であるが、特に制限されるものではない。本実施形態の画像形成装置10で用いる画像形成用紙Pは、上記のような支持体上に、コート層を塗設したものである。コート層は顔料およびバインダーを主成分とする塗被組成物から構成されるものであり、支持体上に少なくとも1層塗設される。
The basis weight of the support is usually about 40 to 600 g / m 2 , but is not particularly limited. The image forming paper P used in the
上記顔料としては、少なくとも炭酸カルシウムを含んでいる。なお、顔料には、炭酸カルシウム以外の成分、例えば、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、加水ハロイサイト、水酸化マグネシウム等の無機顔料;スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機顔料が含まれていても良い。 The pigment contains at least calcium carbonate. The pigment includes components other than calcium carbonate, such as kaolin, talc, calcium sulfate, barium sulfate, titanium dioxide, zinc oxide, zinc sulfide, zinc carbonate, satin white, aluminum silicate, diatomaceous earth, calcium silicate, magnesium silicate. , Synthetic amorphous silica, colloidal silica, alumina, colloidal alumina, pseudoboehmite, aluminum hydroxide, lithopone, zeolite, hydrous halloysite, magnesium hydroxide, inorganic pigments; styrene plastic pigment, acrylic plastic pigment, polyethylene, micro Organic pigments such as capsules, urea resins, and melamine resins may be included.
上記バインダーとしては、例えば、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉等の澱粉誘導体;カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体;カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、ポリビニルアルコールまたはその誘導体;各種鹸化度のポリビニルアルコール又はそのシラノール変性物、カルボキシル化物、カチオン化物等の各種誘導体;ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体等の共役ジエン系共重合体ラテックス;アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体等のアクリル系重合体ラテックス;エチレン酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体ラテックス;或はこれら各種重合体のカルボキシ基等の官能基含有単量体による官能基変性重合体ラテックス;メラミン樹脂、尿素樹脂等の熱硬化性合成樹脂等の水性接着剤;ポリメチルメタクリレート等のアクリル;酸エステル;メタクリル酸エステルの重合体又は共重合体樹脂;ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルブチラール、アルキッド樹脂等の合成樹脂系接着剤等を挙げることができる。 Examples of the binder include starch derivatives such as oxidized starch, etherified starch and phosphate esterified starch; cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose; casein, gelatin, soybean protein, polyvinyl alcohol or derivatives thereof; various saponification degrees Polyvinyl alcohol or various derivatives thereof such as silanol-modified products, carboxylated products, and cationized products thereof; conjugated diene copolymer latexes such as polyvinylpyrrolidone, maleic anhydride resin, styrene-butadiene copolymer, and methyl methacrylate-butadiene copolymer Acrylic polymer latex such as polymer or copolymer of acrylic acid ester and methacrylic acid ester; vinyl polymer latex such as ethylene vinyl acetate copolymer; Functional group-modified polymer latex with functional group-containing monomers such as xy groups; water-based adhesives such as thermosetting synthetic resins such as melamine resins and urea resins; acrylics such as polymethyl methacrylate; acid esters; Polymer or copolymer resin; Synthetic resin adhesives such as polyurethane resin, unsaturated polyester resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl butyral, alkyd resin, and the like.
更に、コート層には、例えば、染料定着剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、螢光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤などの各種添加剤を適宜配合することができる。 Further, the coating layer includes, for example, a dye fixing agent, a pigment dispersant, a thickener, a fluidity improver, an antifoaming agent, a foam suppressor, a release agent, a foaming agent, a penetrating agent, a coloring dye, a coloring pigment, Various additives such as a fluorescent whitening agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, an antiseptic, an antibacterial agent, a water resistant agent, a wet paper strength enhancer, and a dry paper strength enhancer can be appropriately blended.
給紙台30は、給紙台30に積載された最上位の画像形成用紙Pの高さが一定の高さになるように給紙台30を昇降させる給紙台昇降装置(図示省略)を備えている。 The sheet feeding table 30 is provided with a sheet feeding table lifting / lowering device (not shown) that raises and lowers the sheet feeding table 30 so that the height of the uppermost image forming sheet P stacked on the sheet feeding table 30 becomes a constant height. I have.
サッカー装置32は、昇降自在かつ揺動自在に設けられたサクションフット32Aを備え、このサクションフット32Aによって画像形成用紙Pの上面を吸着保持して、画像形成用紙Pを給紙台30から給紙ローラ34に送り出すようになっている。
The soccer device 32 includes a
具体的には、サクションフット32Aは、給紙台30に積載された最上位の画像形成用紙Pの先端側の上面を吸着保持して、画像形成用紙Pを引き上げ、引き上げた画像形成用紙Pの先端を給紙ローラ34に向けて送り出すようになっている。
Specifically, the
搬送ベルト36は、シート部材の搬送方向の下流側(以下たんに搬送方向下流側という)で下方となるように傾斜して配置され、その搬送面の上に載置された画像形成用紙Pを搬送面に沿って前当て部材38まで案内する。
The
また、搬送ベルト36の搬送面の上方には、搬送ベルト36によって搬送される画像形成用紙Pの浮きや凹凸を抑制する板状のリテーナ36Bが画像形成用紙Pの搬送方向及び画像形成用紙Pの幅方向(画像形成用紙Pが搬送される搬送方向に対して直交する方向)に並んで複数個設けられている。
In addition, a plate-
さらに、画像形成用紙Pの搬送方向に並べられた一のリテーナ36Bと他のリテーナ36Bとの間には、搬送される画像形成用紙Pを搬送ベルト36の搬送面に押し付けるコロ36Cが設けられている。
Further, a
前当て部材38は、画像形成用紙Pの幅方向(以下たんにシート部材幅方向という)に複数個設けられ、画像形成用紙Pの先端部がシート部材幅方向に並べられた前当て部材38に当る(押し込まれる)ことで画像形成用紙Pの姿勢が矯正されるようになっている。
A plurality of
さらに、前当て部材38は、姿勢が矯正された画像形成用紙Pを回転する給紙ドラム40に受け渡すように、前当て部材38を揺動させる揺動装置(図示省略)を備えている。
Further, the
給紙ドラム40は円筒状に形成され、給紙ドラム40を回転させる駆動源(図示省略)が設けられている。さらに、給紙ドラム40の外周面上には、搬送される画像形成用紙Pの先端部を保持するグリッパ40Aが備えられている。
The paper feed drum 40 is formed in a cylindrical shape, and a drive source (not shown) for rotating the paper feed drum 40 is provided. Further, on the outer peripheral surface of the paper supply drum 40, a
この構成により、給紙ドラム40は、グリッパ40Aによって画像形成用紙Pの先端部を保持して回転することにより、画像形成用紙Pを周面に巻き掛けながら、処理液付与部14へ画像形成用紙Pを搬送する。
With this configuration, the paper feed drum 40 is rotated while holding the leading end of the image forming paper P by the
<処理液付与部>
処理液付与部14は、主として、画像形成用紙Pを搬送する処理液塗布ドラム42と、処理液塗布ドラム42によって搬送される画像形成用紙Pの表面に液滴(インク)中の色材(顔料粒子)を凝集させる処理液を塗布する処理液塗布部材の一例としての処理液塗布ユニット44と、を含んで構成されている。
<Processing liquid application part>
The processing
処理液塗布ドラム42は円筒状に形成され、処理液塗布ドラム42を回転させる駆動源(図示省略)が設けられている。さらに、処理液塗布ドラム42の外周面上には、搬送される画像形成用紙Pの先端部を保持するグリッパ42Aが備えられている。
The processing liquid coating drum 42 is formed in a cylindrical shape, and a drive source (not shown) for rotating the processing liquid coating drum 42 is provided. Further, on the outer peripheral surface of the treatment liquid coating drum 42, a
この構成により、処理液塗布ドラム42は、グリッパ42Aによって給紙ドラム40から受け渡された画像形成用紙Pの先端部を保持して回転することにより、画像形成用紙Pを周面に巻き掛けながら、処理液乾燥部16へ画像形成用紙Pを搬送する。
With this configuration, the treatment liquid application drum 42 rotates while holding the leading end portion of the image forming paper P transferred from the paper supply drum 40 by the
処理液塗布ユニット44は、主として、画像形成用紙Pに処理液を塗布する塗布ローラ44Aと、処理液が貯留される処理液槽44Bと、処理液槽44Bに貯留された処理液を汲み上げて、塗布ローラ44Aに供給する汲み上げローラ44Cと、を含んで構成されている。この構成により、処理液塗布ユニット44は、処理液塗布ドラム42によって搬送される画像形成用紙Pの表面に処理液をローラ塗布する。
The processing
尚、本実施形態では、処理液付与部14を塗布ローラ44Aによる方式で説明したが、本発明はそれだけに限らず、処理液はジェッティングで打滴する方法やスプレーで散布する方式等、他の方式を用いて付与しても良い。
In the present embodiment, the processing
(処理液)
処理液は、インク液中の成分を凝集させる凝集剤を含んでいる。
(Processing liquid)
The treatment liquid contains an aggregating agent that aggregates the components in the ink liquid.
凝集剤としては、インク液のpHを変化させることができる化合物であっても、多価金属塩であっても、ポリアリルアミン類であってもよい。本実施形態においては、インク液の凝集性の観点から、インク液のpHを変化させることができる化合物が好ましく、インク液のpHを低下させ得る化合物がより好ましい。インク液のpHを低下させ得る化合物としては、水溶性の高い酸性物質(リン酸、シュウ酸、マロン酸、クエン酸、もしくはこれらの化合物の誘導体又はこれらの塩など)が好適に挙げられる。 The aggregating agent may be a compound capable of changing the pH of the ink liquid, a polyvalent metal salt, or a polyallylamine. In the present embodiment, from the viewpoint of the cohesiveness of the ink liquid, a compound capable of changing the pH of the ink liquid is preferable, and a compound capable of lowering the pH of the ink liquid is more preferable. Preferred examples of the compound capable of lowering the pH of the ink liquid include highly water-soluble acidic substances (phosphoric acid, oxalic acid, malonic acid, citric acid, derivatives of these compounds, and salts thereof).
このように、凝集剤としては、水溶性の高い酸性物質が好ましく、凝集性を高め、インク全体を固定化させる点で、有機酸が好ましく、2価以上の有機酸がより好ましい。さらに、2価以上3価以下の酸性物質が特に好ましい。この2価以上の有機酸としては、その第1pKaが3.5以下の有機酸が好ましく、さらに3.0以下の有機酸がより好ましく、具体的には、リン酸、シュウ酸、マロン酸、クエン酸などが好適に挙げられる。 As described above, as the flocculant, an acidic substance having high water solubility is preferable, and an organic acid is preferable and an organic acid having a valence of 2 or more is more preferable from the viewpoint of improving the aggregation property and fixing the entire ink. Furthermore, an acidic substance having a valence of 2 to 3 is particularly preferable. As the divalent or higher organic acid, an organic acid having a first pKa of 3.5 or less is preferable, and an organic acid of 3.0 or less is more preferable. Specifically, phosphoric acid, oxalic acid, malonic acid, Preferred examples include citric acid.
凝集剤で、酸性物質は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これにより、凝集性を高め、インク全体を固定化することができる。インク液を凝集させる凝集剤の処理液中における含有量としては、1〜50質量%が好ましく、より好ましくは、3〜45質量%であり、さらに好ましくは、5〜40質量%の範囲である。また、インク液のpH(25℃)が8.0以上であって、処理液のpH(25℃)が0.5〜4の範囲が好ましい。これにより、画像濃度、解像度及びインクジェット記録の高速化を図ることができる。 In the flocculant, the acidic substance may be used alone or in combination of two or more. Thereby, cohesion can be improved and the whole ink can be fixed. The content of the flocculant for aggregating the ink liquid in the treatment liquid is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 3 to 45% by mass, and still more preferably 5 to 40% by mass. . Further, it is preferable that the pH (25 ° C.) of the ink liquid is 8.0 or more and the pH (25 ° C.) of the treatment liquid is in the range of 0.5 to 4. As a result, it is possible to increase the image density, resolution, and speed of inkjet recording.
また、処理液には、その他の添加物を分有することができる。この添加物としては、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、キレート剤などの公知の添加剤が挙げられる。 Further, the processing liquid can contain other additives. These additives include anti-drying agents (wetting agents), anti-fading agents, emulsion stabilizers, penetration enhancers, UV absorbers, antiseptics, anti-fungal agents, pH adjusters, surface tension adjusters, antifoaming agents, Well-known additives, such as a viscosity modifier, a dispersing agent, a dispersion stabilizer, a rust preventive agent, and a chelating agent, are mentioned.
<処理液乾燥部>
処理液乾燥部16は、主として、画像形成用紙Pを搬送する処理液乾燥ドラム46と、処理液乾燥ドラム46の外表面に沿って湾曲した用紙搬送ガイド48と、処理液乾燥ドラム46によって搬送される画像形成用紙Pの表面に熱風を吹き当てて処理液を乾燥させる処理液乾燥部材の一例としての処理液乾燥処理ユニット50と、を含んで構成されている。
<Processing liquid drying section>
The processing
処理液乾燥ドラム46は円筒状に形成され、処理液乾燥ドラム46を回転させる駆動源(図示省略)が設けられている。さらに、処理液乾燥ドラム46の外周面上には、搬送される画像形成用紙Pの先端部を保持するグリッパ46Aが備えられている。
The treatment
この構成により、処理液乾燥ドラム46は、グリッパ46Aによって処理液塗布ドラム42から受け渡された画像形成用紙Pの先端部を保持して回転することにより、画像形成用紙Pを周面に巻き掛けながら画像記録部18へ画像形成用紙Pを搬送する。
With this configuration, the processing
処理液乾燥処理ユニット50は、処理液乾燥ドラム46の内側に2個配置され、内部にヒータ50Aと、ヒータ50Aで暖められた空気を画像形成用紙Pの表面に吹き付けるファン50Bと、を備えている。
Two processing liquid
ここで、用紙搬送ガイド48には、画像形成用紙Pの記録面(コート層)の温度を非接触で計測する赤外線温度計51が配置されている。この赤外線温度計51は、画像形成装置10の制御を行う後述する制御装置88(図3参照)に接続されている。
制御装置88が赤外線温度計51から送られた温度情報に基づいて、処理液乾燥処理ユニット50から画像形成用紙Pに向けて吹き付けられる熱風の温度と風量を適宜調節することにより、様々な乾燥条件を実現することができる。
Here, an
Based on the temperature information sent from the
<画像記録部>
画像記録部18は、主として、画像形成用紙Pを搬送する画像記録ドラム52と、画像記録ドラム52によって搬送される画像形成用紙Pを押圧して画像記録ドラム52の周面に密着させる押圧ローラ54と、画像形成用紙PにC、M、Y、Kの各色の液滴(インク滴)を打滴する画像形成部材の一例としての記録ヘッド56C、56M、56Y、56Kと、画像形成用紙Pに形成された画像情報を読み取るインラインセンサ58と、インクミストを捕捉するミストフィルタ60と、画像記録ドラム52を冷却するドラム冷却ユニット62と、を含んで構成される。なお、以後の説明では、Y,M,C,Kを区別して説明する必要が無い場合は、Y,M,C,Kを省略して記載する。
<Image recording unit>
The
画像記録ドラム52は円筒状に形成され、画像記録ドラム52を回転させる駆動源(図示省略)が設けられている。さらに、画像記録ドラム52の外周面上には、搬送される画像形成用紙Pの先端部を保持するグリッパ52Aが備えられている。
The
この構成により、画像記録ドラム52は、グリッパ52Aによって処理液乾燥ドラム46から受け渡された画像形成用紙Pの先端部を保持して回転することにより、画像形成用紙Pを周面に巻き掛けながらインク乾燥部20へ画像形成用紙Pを搬送する。
With this configuration, the
なお、本実施形態の画像記録ドラム52及び前述した処理液乾燥ドラム46は、外周面上の2カ所にグリッパ52A、46Aが配設され、1回の回転で2枚の画像形成用紙Pを搬送できるように構成されている。
The
また、画像記録ドラム52の周面には、多数の吸引穴(図示せず)が形成されている。画像記録ドラム52の周面に巻き掛けられた画像形成用紙Pは、この吸引穴から吸引されることにより、画像記録ドラム52の周面に吸着保持されながら搬送されるようになっている。
A number of suction holes (not shown) are formed on the peripheral surface of the
押圧ローラ54は、画像記録ドラム52のシート部材受取位置(処理液乾燥ドラム46から画像形成用紙Pを受け取る位置)の近傍に配置される。この押圧ローラ54は、ゴムローラで構成され、画像記録ドラム52の周面に押圧させて配置される。これにより、画像形成用紙Pは、押圧ローラ54と画像記録ドラム52との挟持部を通過することにより画像記録ドラム52の周面に密着させられるようになっている。
The pressure roller 54 is disposed in the vicinity of the sheet member receiving position of the image recording drum 52 (the position where the image forming paper P is received from the processing liquid drying drum 46). The pressing roller 54 is composed of a rubber roller and is arranged so as to be pressed against the peripheral surface of the
各記録ヘッド56は、押圧ローラ54に対して搬送方向下流側に一定の間隔をもって配置され、シート部材幅に対応したフルラインヘッドとされている。さらに、記録ヘッド56には、液滴を打滴するノズルが形成されたノズル面(図示省略)が画像記録ドラム52の周面に対向して設けられている。
Each of the recording heads 56 is arranged at a constant interval on the downstream side in the conveyance direction with respect to the pressing roller 54, and is a full line head corresponding to the sheet member width. Further, the recording head 56 is provided with a nozzle surface (not shown) on which nozzles for ejecting droplets are formed so as to face the peripheral surface of the
(インク)
各記録ヘッド56から打滴するインク液は、水性UVインクが用いられる。水性UVインクは、打滴後に紫外線(UV)を照射することにより硬化するインクである。
(ink)
A water-based UV ink is used as the ink liquid ejected from each recording head 56. The aqueous UV ink is an ink that is cured by irradiating ultraviolet rays (UV) after droplet ejection.
本実施形態におけるインク液は、顔料を含んでおり、必要に応じて、さら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。インク液は、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ため、インク着色性及び耐久性の点で好ましい。また、顔料は、その表面の少なくとも一部がポリマー分散剤で被覆された水分散性顔料であることが好ましい。 The ink liquid in the present embodiment contains a pigment, and can be configured using a dispersant, a surfactant, and other components as necessary. The ink liquid contains at least one pigment as a color material component. There is no restriction | limiting in particular as a pigment, According to the objective, it can select suitably, For example, any of an organic pigment and an inorganic pigment may be sufficient. Since the pigment is almost insoluble or hardly soluble in water, the pigment is preferable in terms of ink colorability and durability. The pigment is preferably a water-dispersible pigment in which at least a part of its surface is coated with a polymer dispersant.
本実施形態のインク液は、分散剤の少なくとも一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。 The ink liquid of the present embodiment can contain at least one dispersant. The dispersant for the pigment may be either a polymer dispersant or a low molecular surfactant type dispersant. The polymer dispersant may be either a water-soluble dispersant or a water-insoluble dispersant.
ポリマー分散剤の重量平均分子量は、3,000〜100,000が好ましく、より好ましくは、5,000〜50,000であり、さらに好ましくは、5,000〜40,000であり、特に好ましくは、10,000〜40,000である。 The weight average molecular weight of the polymer dispersant is preferably 3,000 to 100,000, more preferably 5,000 to 50,000, still more preferably 5,000 to 40,000, particularly preferably. 10,000 to 40,000.
ポリマー分散剤の酸価としては、処理液が接触したときの凝集性が良好である観点から、100KOHmg/g以下が好ましい。さらには、酸価は、25〜100KOHmg/gがより好ましく、25〜80KOHmg/gがさらに好ましく、30〜65KOHmg/gが特に好ましい。ポリマー分散剤の酸価が25以上であると、自己分散性の安定性が良好になる。
なお、ポリマーの酸化は、JIS規格(JIS K0070:1992年)に記載の方法により求めた。
The acid value of the polymer dispersant is preferably 100 KOHmg / g or less from the viewpoint of good aggregation when the treatment liquid comes into contact. Furthermore, the acid value is more preferably 25 to 100 KOH mg / g, further preferably 25 to 80 KOH mg / g, and particularly preferably 30 to 65 KOH mg / g. When the acid value of the polymer dispersant is 25 or more, the stability of self-dispersibility is improved.
The oxidation of the polymer was determined by the method described in JIS standard (JIS K0070: 1992).
ポリマー分散剤は、自己分散性と処理液が接触したときの凝集速度の観点から、カルボキシル基を有するポリマーを含むことが好ましく、カルボキシル基を有し、酸価が25〜80KOHmg/gのポリマーを含むことがより好ましい。 The polymer dispersant preferably contains a polymer having a carboxyl group from the viewpoint of self-dispersibility and aggregation rate when the treatment liquid comes into contact, and the polymer dispersant has a carboxyl group and an acid value of 25 to 80 KOHmg / g. More preferably.
本実施形態においては、画像の耐光性や品質などの観点から、インク液は顔料と分散剤とを含むことが好ましく、有機顔料とポリマー分散剤とを含むことがより好ましく、さらに有機顔料とカルボキシル基を含むポリマー分散剤とを含むことが特に好ましい。また、顔料は、凝集性の観点からカルボキシル基を有するポリマー分散剤に被覆され、水不溶性であることが好ましい。さらに、凝集性の観点からは、後述の自己分散性ポリマーの粒子の酸価の方が、前記ポリマー分散剤の酸価よりも小さいことが好ましい。 In the present embodiment, from the viewpoints of image light resistance and quality, the ink liquid preferably contains a pigment and a dispersant, more preferably an organic pigment and a polymer dispersant, and further includes an organic pigment and a carboxyl. It is particularly preferred to contain a polymer dispersant containing groups. Moreover, it is preferable that a pigment is coat | covered with the polymer dispersing agent which has a carboxyl group from a cohesive viewpoint, and is water-insoluble. Furthermore, from the viewpoint of cohesiveness, it is preferable that the acid value of the self-dispersing polymer particles described below is smaller than the acid value of the polymer dispersant.
顔料の平均粒子径としては、10nm〜200nmが好ましく、10nm〜150nmがより好ましく、10nm〜100nmがさらに好ましい。平均粒子径は、200nm以下であると色再現性が良好になり、インクジェット法で打滴する際の打滴特性が良好となり、100nm以下であると耐光性が良好になる。また、色材の粒径分布に関しては、特に制限はなく、広い粒径分布又は単分散性の粒径分布のいずれであってもよい。また、単分散性の粒径分布を持つ色材を2種以上混合して使用してもよい。 The average particle diameter of the pigment is preferably 10 nm to 200 nm, more preferably 10 nm to 150 nm, and even more preferably 10 nm to 100 nm. When the average particle diameter is 200 nm or less, the color reproducibility is good, and the droplet ejection characteristics when droplets are ejected by the ink jet method are good, and when it is 100 nm or less, the light resistance is good. Further, the particle size distribution of the color material is not particularly limited, and may be either a wide particle size distribution or a monodisperse particle size distribution. Two or more color materials having a monodisperse particle size distribution may be mixed and used.
なお、色材(顔料粒子)の平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求められるものである。 The average particle size and particle size distribution of the color material (pigment particles) are measured by the dynamic light scattering method using Nanotrac particle size distribution analyzer UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). Is required.
顔料は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。顔料のインク液中における含有量としては、画像濃度の観点から、インク液に対して、1〜25質量%であることが好ましく、2〜20質量%がより好ましく、5〜20質量%がさらに好ましく、5〜15質量%が特に好ましい。 You may use a pigment individually by 1 type or in combination of 2 or more types. As content in the ink liquid of a pigment, it is preferable that it is 1-25 mass% with respect to an ink liquid from a viewpoint of image density, 2-20 mass% is more preferable, and 5-20 mass% is further. Preferably, 5 to 15% by mass is particularly preferable.
本実施形態におけるインク液は、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価して凝集し、インクを増粘させることによりインク液を固定化する機能を有し、インク液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。 The ink liquid in the present embodiment can contain at least one kind of polymer particles. The polymer particles have a function of fixing the ink liquid by increasing the viscosity of the ink by aggregating by dispersion instability when contacted with a treatment liquid described later or a region where the liquid is dried. Fixability to a recording medium and image scratch resistance can be further improved.
凝集剤と反応するために、アニオン性の表面電荷を有するポリマー粒子が用いられ、充分な反応性、打滴性が得られる範囲で、広く一般に知られているラテックスが用いられるが、特に自己分散性のポリマー粒子を用いることが好ましい。 In order to react with the flocculant, polymer particles having an anionic surface charge are used, and widely known latexes are used as long as sufficient reactivity and droplet ejection properties are obtained. It is preferable to use polymer particles.
本実施形態におけるインク液は、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液を固定化する機能を有し、インク液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、打滴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。 The ink liquid in the present embodiment preferably contains at least one kind of self-dispersing polymer particles as polymer particles. This self-dispersing polymer has a function of fixing the ink liquid by destabilizing and agglomerating and thickening the ink when it comes into contact with a treatment liquid described later or a dried area thereof, The fixing property to the recording medium and the scratch resistance of the image can be further improved. Self-dispersing polymers are also preferred resin particles from the viewpoint of droplet ejection stability and liquid stability (particularly dispersion stability) of a system containing the pigment.
自己分散性ポリマーの粒子とは、他の界面活性剤の不存在下に、ポリマー自身が有する官能基(特に酸性基又はその塩)によって、水性媒体中で分散状態となり得る水不溶性ポリマーであって、遊離の乳化剤を含有しない水不溶性ポリマーの粒子を意味する。
自己分散性ポリマーについては、特開2010−69805号公報の段落番号[0063]〜[0088]に詳細に記載され、ここに記載の自己分散性のポリマー粒子は、本発明に好適に使用しうる。
Self-dispersing polymer particles are water-insoluble polymers that can be dispersed in an aqueous medium by the functional groups (especially acidic groups or salts thereof) of the polymer itself in the absence of other surfactants. Means water-insoluble polymer particles which do not contain free emulsifiers.
The self-dispersing polymer is described in detail in paragraphs [0063] to [0088] of JP 2010-69805 A, and the self-dispersing polymer particles described herein can be suitably used in the present invention. .
本実施形態における自己分散性ポリマーの酸価としては、処理液が接触したときの凝集性が良好である観点から、50KOHmg/g以下が好ましい。さらには、この酸価は25〜50KOHmg/gがより好ましく、30〜50KOHmg/gがさらに好ましい。自己分散性ポリマーの酸価が25以上であると、自己分散性の安定性が良好になる。 The acid value of the self-dispersing polymer in the present embodiment is preferably 50 KOHmg / g or less from the viewpoint of good cohesion when the treatment liquid comes into contact. Further, the acid value is more preferably 25 to 50 KOH mg / g, and further preferably 30 to 50 KOH mg / g. When the acid value of the self-dispersing polymer is 25 or more, the stability of the self-dispersing property is improved.
本実施形態における自己分散性ポリマーの粒子は、自己分散性と処理液が接触したときの凝集速度の観点から、カルボキシル基を有するポリマーを含むことが好ましく、カルボキシル基を有し、酸価が25〜50KOHmg/gのポリマーを含むことがより好ましく、カルボキシル基を有し、酸価が30〜50KOHmg/gのポリマーを含むことがより好ましい。 The self-dispersing polymer particles in the present embodiment preferably contain a polymer having a carboxyl group from the viewpoint of self-dispersibility and agglomeration speed when the treatment liquid comes into contact, and have a carboxyl group and an acid value of 25. It is more preferable to include a polymer having ˜50 KOH mg / g, and it is more preferable to include a polymer having a carboxyl group and an acid value of 30 to 50 KOH mg / g.
自己分散性ポリマーの粒子を構成する水不溶性ポリマーの分子量としては、重量平均分子量で3,000〜20万であることが好ましく、5,000〜15万であることがより好ましく、10,000〜10万であることがさらに好ましい。重量平均分子量を3,000以上とすることで水溶性成分量を効果的に抑制することができる。また、重量平均分子量を20万以下とすることで、自己分散安定性を高めることができる。 The molecular weight of the water-insoluble polymer constituting the self-dispersing polymer particles is preferably 3,000 to 200,000, more preferably 5,000 to 150,000 in terms of weight average molecular weight, and 10,000 to 10,000. More preferably, it is 100,000. By setting the weight average molecular weight to 3,000 or more, the amount of water-soluble components can be effectively suppressed. Moreover, self-dispersion stability can be improved by making a weight average molecular weight into 200,000 or less.
なお、重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフ(GPC)で測定される。GPCは、HLC−8220GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとして、TSKgeL SuperHZM−H、TSKgeL SuperHZ4000、TSKgeL SuperHZ2000(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を3本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる。また、条件としては、試料濃度を0.35/min.、流速を0.35ml/min.、サンプル注入量を10μl、測定温度を40℃とし、IR検出器を用いて行う。 The weight average molecular weight is measured by gel permeation chromatography (GPC). For GPC, HLC-8220GPC (manufactured by Tosoh Corporation) is used, and as columns, TSKgeL SuperHZM-H, TSKgeL SuperHZ4000, TSKgeL SuperHZ2000 (manufactured by Tosoh Corporation, 4.6 mm ID × 15 cm) are used as eluents. Use THF (tetrahydrofuran). As conditions, the sample concentration was 0.35 / min. The flow rate is 0.35 ml / min. The sample injection volume is 10 μl, the measurement temperature is 40 ° C., and an IR detector is used.
また、検量線は、東ソー(株)製、「標準試料TSK standard、polystrene」、「F−40」、「F−20」、「F−4」、「F−1」、「A−5000」、「A−2500」、「A−1000」、「n−プロピルベンゼン」の8サンプルから作製する。 In addition, calibration curves are manufactured by Tosoh Corporation, “Standard sample TSK standard, polysrene”, “F-40”, “F-20”, “F-4”, “F-1”, “A-5000”. , “A-2500”, “A-1000”, “n-propylbenzene”.
自己分散性ポリマーの粒子の平均粒子径は、体積平均粒子径で10nm〜400nmの範囲が好ましく、10nm〜200nmの範囲がより好ましく、10〜100nmの範囲がさらに好ましい。体積平均粒子径は、10nm以上であると製造適性が向上し、1μm以下であると保存安定性が向上する。 The average particle size of the self-dispersing polymer particles is preferably in the range of 10 nm to 400 nm, more preferably in the range of 10 nm to 200 nm, and still more preferably in the range of 10 to 100 nm. When the volume average particle size is 10 nm or more, the production suitability is improved, and when it is 1 μm or less, the storage stability is improved.
なお、自己分散性ポリマーの粒子の平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求められるものである。 The average particle size and particle size distribution of the self-dispersing polymer particles are measured by the dynamic light scattering method using Nanotrac particle size distribution analyzer UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). Is required.
自己分散性ポリマーの粒子は、1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。自己分散性ポリマーの粒子のインク液中における含有量としては、凝集速度や画像の光沢性などの観点から、インク液に対して、1〜30質量%であることが好ましく、5〜15質量%であることがより好ましい。 The self-dispersing polymer particles can be used singly or in combination of two or more. The content of the self-dispersing polymer particles in the ink liquid is preferably 1 to 30% by mass, and preferably 5 to 15% by mass with respect to the ink liquid from the viewpoints of the aggregation speed and the glossiness of the image. It is more preferable that
また、インク液中の顔料と自己分散性ポリマーの粒子との含有比率(例えば、水不溶性顔料粒子/自己分散性ポリマーの粒子)としては、画像の耐擦過性などの観点から1/0.5〜1/10であることが好ましく、1/1〜1/4であることがより好ましい。 The content ratio of the pigment and the self-dispersing polymer particles in the ink liquid (for example, water-insoluble pigment particles / self-dispersing polymer particles) is 1 / 0.5 from the viewpoint of image scratch resistance. It is preferably ˜1 / 10, more preferably 1/1 to ¼.
本実施形態におけるインク液は、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。
重合性化合物としては、凝集剤と顔料、ポリマー粒子との反応を妨げない点で、ノニオン性又はカチオン性の重合性化合物が好ましい。また、水溶性とは、水に一定濃度以上溶解できることをいい、水性のインク中に(望ましくは均一に)溶解し得るものであればよい。また、水溶性有機溶剤を添加することにより溶解度が上がってインク中に(望ましくは均一に)溶解するものであってもよい。具体的には、水に対する溶解度が10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましい。
The ink liquid in the present embodiment can contain at least one water-soluble polymerizable compound that is polymerized by active energy rays.
As the polymerizable compound, a nonionic or cationic polymerizable compound is preferable in that the reaction between the flocculant, the pigment, and the polymer particles is not hindered. The term “water-soluble” means that it can be dissolved in water at a certain concentration or higher, and it can be dissolved in water-based ink (preferably uniformly). Further, the solubility may be increased by adding a water-soluble organic solvent, and it may be dissolved (desirably uniformly) in the ink. Specifically, the solubility in water is preferably 10% by mass or more, and more preferably 15% by mass or more.
重合性化合物としては、凝集剤と顔料、ポリマー粒子との反応を妨げない点で、ノニオン性又はカチオン性の重合性化合物が好ましく、25°Cの水に対する溶解度が10質量%以上(さらには15質量%以上)の重合性化合物が好ましい。 As the polymerizable compound, a nonionic or cationic polymerizable compound is preferable in that it does not interfere with the reaction between the flocculant, the pigment, and the polymer particles, and the solubility in water at 25 ° C. is 10% by mass or more (further 15 (Mass% or more) polymerizable compound is preferable.
本実施形態における重合性化合物としては、擦過耐性を高め得る観点から、多官能のモノマーが好ましく、2官能〜6官能のモノマーが好ましく、溶解性と擦過耐性の両立の観点から、2官能〜4官能のモノマーが好ましい。重合性化合物は、1種単独又は2種以上を組み合わせて含有することができる。 As the polymerizable compound in the present embodiment, a polyfunctional monomer is preferable from the viewpoint of enhancing scratch resistance, and a bifunctional to hexafunctional monomer is preferable, and from the viewpoint of compatibility between solubility and scratch resistance, bifunctional to 4 Functional monomers are preferred. A polymeric compound can be contained individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
重合性化合物のインク液中における含有量としては、顔料及び自己分散性ポリマーの粒子の合計の固形分に対して、30〜300質量%が好ましく、50〜200質量%がより好ましい。重合性化合物の含有量は、30質量%以上であると画像強度がより向上して画像の耐擦過性に優れ、300質量%以下であるとパイルハイトの点で有利である。 The content of the polymerizable compound in the ink liquid is preferably 30 to 300% by mass, more preferably 50 to 200% by mass, based on the total solid content of the pigment and the self-dispersing polymer particles. When the content of the polymerizable compound is 30% by mass or more, the image strength is further improved and the image has excellent scratch resistance, and when it is 300% by mass or less, it is advantageous in terms of pile height.
インク液及び処理液の少なくとも一方が、さらに、活性エネルギー線により重合性化合物の重合を開始する開始剤を含む。 At least one of the ink liquid and the treatment liquid further includes an initiator that initiates polymerization of the polymerizable compound by active energy rays.
本実施形態におけるインク液は、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。 The ink liquid in the present embodiment can contain at least one initiator that initiates polymerization of the polymerizable compound by active energy rays with or without being contained in the treatment liquid. A photoinitiator can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types or using together with a sensitizer.
開始剤は、活性エネルギー線により重合反応を開始し得る化合物を適宜選択して含有することができ、例えば、放射線もしくは光、又は電子線により活性種(ラジカル、酸、塩基など)を発生する開始剤(例えば、光重合開始剤等)を用いることができる。 The initiator can contain a compound capable of initiating a polymerization reaction by active energy rays as appropriate. For example, the initiator starts generation of active species (radicals, acids, bases, etc.) by radiation or light, or electron beams. An agent (for example, a photopolymerization initiator) can be used.
開始剤を含有する場合、インク液中における開始剤の含有量としては、重合性化合物に対して、1〜40質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましい。開始剤の含有量は、1質量%以上であると画像の耐擦過性がより向上し、高速記録に有利であり、40質量%以下であると打滴安定性の点で有利である。 When the initiator is contained, the content of the initiator in the ink liquid is preferably 1 to 40% by mass and more preferably 5 to 30% by mass with respect to the polymerizable compound. When the initiator content is 1% by mass or more, the scratch resistance of the image is further improved, which is advantageous for high-speed recording, and when it is 40% by mass or less, it is advantageous in terms of droplet ejection stability.
本実施形態におけるインク液は、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。水溶性有機溶媒を含有することで、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る。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。 The ink liquid in the present embodiment can contain at least one water-soluble organic solvent. By containing the water-soluble organic solvent, it is possible to obtain the effect of preventing drying, wetting or promoting penetration. In order to prevent drying, the ink adheres and dries at the ink outlet of the ejection nozzle to form an aggregate and is used as a drying preventing agent that prevents clogging. A water-soluble organic solvent having a vapor pressure lower than that of water is preferable for preventing drying and wetting. Further, for penetration promotion, it can be used as a penetration enhancer that enhances ink permeability to paper.
乾燥防止剤としては、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶媒であることが好ましい。乾燥防止剤は、1種単独で用いても2種以上併用してもよい。乾燥防止剤の含有量は、インク液中に10〜50質量%の範囲とするのが好ましい。 The drying inhibitor is preferably a water-soluble organic solvent having a vapor pressure lower than that of water. Anti-drying agents may be used alone or in combination of two or more. The content of the drying inhibitor is preferably in the range of 10 to 50% by mass in the ink liquid.
インク液は、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、さらに好ましくは、50〜70質量%である。 The ink liquid contains water, but the amount of water is not particularly limited. Among these, the preferable content of water is 10 to 99% by mass, more preferably 30 to 80% by mass, and still more preferably 50 to 70% by mass.
本実施形態におけるインク液は、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。 The ink liquid in the present embodiment can be configured using other additives in addition to the above components. Other additives include, for example, anti-drying agents (wetting agents), anti-fading agents, emulsion stabilizers, penetration enhancers, ultraviolet absorbers, preservatives, anti-fungal agents, pH adjusters, surface tension adjusters, Well-known additives, such as a foaming agent, a viscosity modifier, a dispersing agent, a dispersion stabilizer, a rust preventive agent, a chelating agent, are mentioned.
図1に示すように、インラインセンサ58は、記録ヘッド56に対して搬送方向下流側に一定の間隔をもって配置され、各色の記録ヘッド56によって画像形成用紙Pに形成された画像情報を読み取るようになっている。また、インラインセンサ58の搬送方向下流側には、インラインセンサ58に画像形成用紙Pが接触するのを防止する接触防止板59が設置される。この接触防止板59は、搬送の不具合等によって画像形成用紙Pに浮きが生じた場合に、画像形成用紙Pがインラインセンサ58に接触するのを防止する。
As shown in FIG. 1, the in-line sensor 58 is arranged at a constant interval on the downstream side in the transport direction with respect to the recording head 56 so as to read image information formed on the image forming paper P by the recording head 56 of each color. It has become. Further, a
ミストフィルタ60は、記録ヘッド56とインラインセンサ58との間に配置され、画像記録ドラム52の周辺の空気を吸引してインクミストを捕捉する。これにより、インラインセンサ58へのインクミストの進入が抑制され、読み取り不良等の発生が防止されるようになっている。
The
ドラム冷却ユニット62は、画像記録ドラム52の下部周面と対向して設けられ、主として、エアコン(図示省略)と、このエアコンから供給される冷気を画像記録ドラム52の周面に吹き当てるダクト62Aと、を含んで構成されている。
The drum cooling unit 62 is provided to face the lower peripheral surface of the
<インク乾燥部>
インク乾燥部20は、主として、画像が形成された画像形成用紙Pを搬送する搬送部材の一例としてのチェーングリッパ64と、チェーングリッパ64によって搬送される画像形成用紙Pに張力を付与する吸着プレート72と、チェーングリッパ64によって搬送される画像形成用紙Pを乾燥処理するインク乾燥処理ユニット68と、を含んで構成されている。
<Ink drying section>
The ink drying unit 20 mainly includes a
チェーングリッパ64は、画像記録ドラム52に近接して設置される第一スプロケット63Aと、排紙部24に設置されて回転自在とされる第二スプロケット63Bと、第一スプロケット63Aと第二スプロケット63Bとに巻き掛けられる無端状のチェーン63Cと、チェーン63Cの走行をガイドする複数のチェーンガイド(図示省略)と、で構成されるチェーン体64Aを備えている。また、第一スプロケット63Aには、第一スプロケット63Aを回転させる駆動源(図示省略)が設けられている。
The
このチェーン体64Aは、画像形成用紙Pの幅方向に間隔を空けて2個設けられ、この一対のチェーン体64Aに跨るように、搬送される画像形成用紙Pの先端部を保持する保持部材の一例としてのグリッパ64Bが複数個設けられている(図2参照)。
Two
つまり、チェーングリッパ64は、一対のチェーン体64Aと、複数個のグリッパ64Bと、を含んで構成されている。
That is, the
チェーンガイドは、所定位置に配置されて、チェーン63Cが所定の経路を走行可能にガイドする。本実施例の画像形成装置10では、第二スプロケット63Bが第一スプロケット63Aよりも高い位置に配設される。このため、チェーン63Cが、途中で傾斜するような走行経路が形成される。具体的には、チェーン63Cの経路は、第一スプロケット63Aと同じ高さの第一水平搬送経路70Aと、傾斜搬送経路70Bと、第二スプロケット63Bと同じ高さの第二水平搬送経路70Cとで構成されている。このため、進行方向が変わる各経路の交点に、図示しないチェーンガイドが設けられている。
The chain guide is arranged at a predetermined position, and the
吸着プレート72は、チェーングリッパ64により画像形成用紙Pが搬送される搬送経路に沿って配設される。具体的には、第一水平搬送経路70Aと傾斜搬送経路70Bとを走行するチェーン63Cに沿って配置されている。
The
また、吸着プレート72の内部には、ファン82が設けられ、吸着プレート72の吸着面72A(チェーングリッパ64側を向いた面)には、画像形成用紙Pの裏面を吸着する吸着力が生じるようになっている。
Further, a
これにより、チェーングリッパ64によって先端部を保持されながら搬送される画像形成用紙Pは、吸着プレート72の吸着面72Aと摺接しながら搬送され、画像形成用紙Pには、張力が生じるようになっている。
As a result, the image forming paper P that is conveyed while its leading end is held by the
また、インク乾燥処理ユニット68は、搬送される画像形成用紙Pを挟んで第一水平搬送経路70Aに配置された吸着プレート72の反対側に配置され、搬送される画像形成用紙Pの表面に熱風を吹き付けて画像形成用紙Pを加熱乾燥する複数個の赤外線ヒータ78を備えている。
The ink
なお、インク乾燥部20の構成については、詳細を後述する。 The configuration of the ink drying unit 20 will be described later in detail.
<UV照射処理部>
UV照射処理部22は、チェーングリッパ64によって搬送される画像形成用紙Pに紫外線を照射する紫外線ランプの一例としてのUV照射ユニット74を備えている。これにより、UV照射ユニット74が、画像形成用紙Pに形成された画像に紫外線(UV)を照射して、画像を画像形成用紙Pに定着させるようになっている。
<UV irradiation processing part>
The UV
<排紙部>
排紙部24は、UV照射され、グリッパ64Bから開放された画像形成用紙Pが積み重ねられて回収される排紙台76を備えている。また、この排紙台76は、排紙台76に積み重ねられる最上位の画像形成用紙Pを常に一定の高さに位置させるための昇降装置(図示省略)を備えている。これにより、排紙部24では、一連の画像記録処理が行われた画像形成用紙Pが排紙台76に積み重ねられて回収されるようになっている。
<Output section>
The
以上の構成により、画像形成用紙Pの表面に画像を形成する場合に給紙部12では、給紙台30の上に積載された画像形成用紙Pが、サッカー装置32によって上から順に1枚ずつ引き上げられて、給紙ローラ34に給紙される。給紙ローラ34に給紙された画像形成用紙Pは、搬送ベルト36に向けて送り出され、搬送ベルト36の上に載せられる。
With the above configuration, when forming an image on the surface of the image forming paper P, in the
搬送ベルト36の上に載せられた画像形成用紙Pは、周回する搬送ベルト36によって搬送される。そして、その搬送過程で、画像形成用紙Pは、リテーナ36Bによって搬送ベルト36の搬送面に押し付けられ、凹凸が矯正される。搬送ベルト36によって搬送された画像形成用紙Pは、先端が前当て部材38に当てられることにより、傾きが矯正される。その後、画像形成用紙Pは、給紙ドラム40に受け渡される。そして、その給紙ドラム40によって処理液付与部14へと搬送される。
The image forming paper P placed on the
処理液付与部14では、給紙ドラム40から受け渡された画像形成用紙Pは、処理液塗布ドラム42で受け取られる。処理液塗布ドラム42は、画像形成用紙Pの先端部をグリッパ42Aで保持して、回転することにより、画像形成用紙Pを周面に巻き掛けて搬送する。この搬送過程で塗布ローラ44Aが画像形成用紙Pの表面に押圧され、画像形成用紙Pの表面に処理液が塗布される(処理液付与工程)。
In the processing
処理液乾燥部16では、処理液塗布ドラム42から受け渡された画像形成用紙Pは、処理液乾燥ドラム46で受け取られる。処理液乾燥ドラム46は、画像形成用紙Pの先端部をグリッパ46Aで保持して回転することにより、画像形成用紙Pを搬送する。この際、処理液乾燥ドラム46は、画像形成用紙Pの表面(処理液が付与された面)を内側に向けて搬送する。
In the processing
画像形成用紙Pは、処理液乾燥ドラム46によって搬送される過程で処理液乾燥ドラム46の内側に設置された処理液乾燥処理ユニット50から熱風が吹きつけられ、乾燥処理される(処理液乾燥工程)。
In the course of being conveyed by the processing
画像記録部18では、処理液乾燥ドラム46から受け渡された画像形成用紙Pは、画像記録ドラム52で受け取られる。画像記録ドラム52は、画像形成用紙Pの先端部をグリッパ52Aで保持して、回転することにより、画像形成用紙Pを搬送する。画像記録ドラム52に受け渡された画像形成用紙Pは、押圧ローラ54を通過することにより、画像記録ドラム52の周面に密着される。これと同時に画像記録ドラム52の吸着穴から吸引されて、画像形成用紙Pは、画像記録ドラム52の外周面上に吸着保持される。
In the
画像形成用紙Pは、この状態で搬送されて、各色の記録ヘッド56と対向する位置を通過する。そして、その通過時に各色の記録ヘッド56から液滴(インク)が表面に打滴されて、表面にカラー画像が形成される(画像形成工程)。 The image forming paper P is conveyed in this state, and passes through a position facing the recording head 56 of each color. Then, during the passage, droplets (ink) are ejected from the recording heads 56 of the respective colors onto the surface, and a color image is formed on the surface (image forming process).
各色の記録ヘッド56によって画像が形成された画像形成用紙Pは、インラインセンサ58と対向する位置を通過する。そして、そのインラインセンサ58の通過時に画像形成用紙Pの表面に形成された画像情報が読み取られる。この画像情報の読み取りは必要に応じて行われ、読み取られた画像から打滴不良等の検査が行われる。これにより、例えば、打滴不良等の異常を直ちに検出することができ、その対応を迅速に行うことができる。 The image forming paper P on which an image is formed by the recording head 56 of each color passes through a position facing the inline sensor 58. Then, image information formed on the surface of the image forming paper P when the inline sensor 58 passes is read. The reading of the image information is performed as necessary, and an inspection for defective droplet ejection is performed from the read image. Thereby, for example, an abnormality such as a droplet ejection defect can be detected immediately, and the response can be performed quickly.
インク乾燥部20では、画像記録ドラム52から受け渡された画像形成用紙Pは、チェーングリッパ64で受け取られる。チェーングリッパ64は、画像形成用紙Pの先端部をグリッパ64Bで保持して、吸着プレート72に沿わせて画像形成用紙Pを搬送する。
In the ink drying unit 20, the image forming paper P delivered from the
チェーングリッパ64に受け渡された画像形成用紙Pは、第一水平搬送経路70Aを搬送される。この第一水平搬送経路70Aを搬送される過程で画像形成用紙Pは、赤外線ヒータ78によって加熱乾燥される(液滴乾燥工程)。
The image forming paper P delivered to the
UV照射処理部22では、チェーングリッパ64によって傾斜搬送経路70Bを搬送される画像形成用紙Pの表面に対して、UV照射ユニット74から紫外線が照射される。これにより、画像形成用紙Pに形成された画像にUV照射処理が施され、画像が画像形成用紙Pに定着する(光照射工程)。
In the UV
排紙部24では、UV照射され、グリッパ64Bから開放された画像形成用紙Pが排紙台76に積み重ねられて回収される。このように、一連の画像記録処理が行われた画像形成用紙Pが排紙台76に積み重ねられて回収される。
In the
次に、インク乾燥部20等の構成について詳細に説明する。
図2に示されるように、吸着プレート72は、多数の吸着孔及び排出孔が外周面に形成された箱状の筐体80と、筐体80の吸着面72A(チェーングリッパ64側を向いた面)に吸着力を生じさせる前述したファン82とを備えている。
Next, the configuration of the ink drying unit 20 and the like will be described in detail.
As shown in FIG. 2, the
この構成により、チェーングリッパ64のグリッパ64Bによって先端部が保持しながら搬送される画像形成用紙Pの裏面は吸着面72Aに吸着される。これにより、画像形成用紙Pは、吸着プレート72の吸着面72Aと摺接しながら搬送され、画像形成用紙Pには、画像形成用紙Pを画像形成用紙Pの搬送方向に引っ張る張力が生じるようになっている。
With this configuration, the back surface of the image forming sheet P conveyed while the leading end is held by the
つまり、画像形成用紙Pに画像形成用紙Pの搬送方向の張力を生じさせる張力付与手段の一例としての張力付与装置86は、チェーングリッパ64と、吸着プレート72とを含んで構成されている。
That is, the tension applying device 86 as an example of a tension applying unit that generates tension in the conveyance direction of the image forming paper P on the image forming paper P includes the
ここで、画像形成用紙Pに生じる張力は、100N/m〜1000N/mとなるように、吸着面72Aの吸着力及びチェーングリッパ64の搬送力が決められている。
Here, the suction force of the
さらに、図1に示されるように、搬送される画像形成用紙Pを挟んで吸着プレート72の反対側には、前述したように、インク乾燥処理ユニット68に備えられた赤外線ヒータ78が画像形成用紙Pの搬送方向に並んで複数個設けられている。
Further, as shown in FIG. 1, as described above, the
また、全ての赤外線ヒータ78によって、画像形成用紙Pを加熱乾燥することで、張力付与装置86によって画像形成用紙Pに張力が生じている状態で画像形成用紙Pの残水量が3g/m2以下となるように、各赤外線ヒータ78の出力が決められている。
Further, the image forming paper P is heated and dried by all the
ここで、残水量とは、インク水分の残水量であり、画像形成用紙Pに元々含まれる水分は考慮されないものである。例えば、液滴打滴時に、インク水分量が10g/m2であった場合に、画像形成用紙Pを乾燥させることで、インク水分量を3g/m2以下にすることである。 Here, the residual water amount is the residual water amount of the ink moisture, and the moisture originally contained in the image forming paper P is not taken into consideration. For example, when the ink moisture content is 10 g / m 2 at the time of droplet ejection, the ink moisture content is reduced to 3 g / m 2 or less by drying the image forming paper P.
一方、本実施形態の画像形成装置10に用いられる画像形成用紙Pの紙目は、一例として、画像形成用紙Pの搬送方向に直交している。つまり、画像形成用紙Pには、紙目に対して直交する方向の張力が付与されるようになっている。ここで、紙目とは、紙の繊維が並んでいる方向を言う。
On the other hand, the grain of the image forming paper P used in the
なお、図示しないが、画像形成装置10には、上記構成の他、各記録ヘッド56C、56M、56Y、56Kにインクを供給するインク貯留タンク、処理液付与部14に対して処理液を供給する手段を備えると共に、各記録ヘッド56C、56M、56Y、56Kのクリーニング(ノズル面のワイピング、パージ、ノズル吸引等)を行なうヘッドメンテナンス部や、媒体搬送路上における画像形成用紙Pの位置を検出する位置検出センサ、装置各部の温度を検出する温度センサなどを備えており、これらは図3に示す制御装置88に接続されている。
なお、制御装置88には、さらに、画像形成用紙Pの種類、装置の状態等を表示可能な表示装置90、装置の各種操作を行うための操作パネル92、赤外線温度計51が接続されている。
また、制御装置88の記憶装置(図示せず)には、複数の画像形成用紙Pに対応する、王研式透気度pの値、インク液の打滴量、及び処理液を付与後の画像形成用紙Pを加熱乾燥する際のコート層の温度等の関係を示した各装置を制御するためのマップ(条件)が予め記憶されている。
Although not shown, in addition to the above-described configuration, the
The
Further, the storage device (not shown) of the
以下に制御装置88が行う制御の手順について説明する。
コート層における炭酸カルシウムの量を厚さで表したときの寸法をtca[単位:μm]、画像形成用紙Pの王研式透気度をp[単位:sec]、画像形成用紙Pにおける炭酸ブリスタ発生懸念指標をy=tca×p/1000[単位:μm・sec]、処理液の乾燥工程におけるコート層の層最高到達温度をT[単位:°C]、インク液の液滴を1平方インチ当たり1.44×106個打滴したときのインク液の液滴1個当たりの平均打滴量をV[単位:pl(ピコリットル)]、V1=−(1.5/10)[単位:pl/°C]×(T−100)[単位:°C]+2.8[単位:pl]としたときに、炭酸ブリスタ発生懸念指標23≦y[単位:μm・sec]≦609、V[単位:pl(ピコリットル)]≦min(V1,4.3)[演算したV1の値と4.3のうちの値が小さい方を表す。]、及び80≦T[単位:°C]≦100を満たすように、インク液の平均打滴量V、及びコート層の層最高到達温度Tが設定される。なお、平均打滴量Vは、C、M、Y、Kの各色のインク液を含む。
A control procedure performed by the
The dimension when the amount of calcium carbonate in the coat layer is expressed in thickness is tca [unit: μm], the Wangken air permeability of the image forming paper P is p [unit: sec], and the blister carbonate on the image forming paper P The occurrence concern index is y = tca × p / 1000 [unit: μm · sec], the highest layer temperature reached in the coating layer in the treatment liquid drying step is T [unit: ° C], and the ink liquid droplet is 1 square inch. 1.44 × 10 6 droplets per droplet The average droplet ejection amount per droplet of ink liquid is V [unit: pl (picoliter)], V1 = − (1.5 / 10) [unit : Pl / ° C] × (T-100) [unit: ° C] +2.8 [unit: pl] Carbonic acid blister
ここで、tcaは、予め画像形成用紙Pのコート層を分析して、コート層中の炭酸カルシウムのみを層にしてその厚みを表したものであり、画像形成用紙P毎の値が制御装置88に予め記憶される。
炭酸ブリスタ発生懸念指標yは、tca×p/1000を演算した画像形成用紙P毎の値が制御装置88に予め記憶される。
また、処理液の乾燥工程におけるコート層の層最高到達温度Tを80≦T[単位:°C]≦100の範囲にすること、炭酸ブリスタ発生懸念指標yを23≦y≦609[単位:μm・sec]の範囲にすること、平均打滴量Vを演算したV1の値と4.3のうちの値が小さい方以下とすることが、制御装置88に予め設定される。
王研式透気度pは、装置に用いる各画像形成用紙Pについて、予め王研式透気度試験機を用いて計測しておき、制御装置88に各画像形成用紙P毎の王研式透気度pが予め記憶される。
なお、王研式透気度試験機としては、旭精工株式会社 王研式透気度・平滑度試験機EYO 5型を用いた。
Here, tca represents a thickness obtained by analyzing the coat layer of the image forming paper P in advance and forming only the calcium carbonate in the coat layer, and the value for each image forming paper P is the
As the carbonic acid blister generation concern index y, a value for each image forming sheet P obtained by calculating tca × p / 1000 is stored in the
Further, the maximum layer temperature T of the coating layer in the drying step of the treatment liquid is set in the range of 80 ≦ T [unit: ° C] ≦ 100, and the carbonic acid blister generation concern index y is 23 ≦ y ≦ 609 [unit: μm. In the
The Oken air permeability p is measured in advance for each image forming paper P used in the apparatus by using the Oken air permeability tester, and the
As the Oken type air permeability tester, Asahi Seiko Co., Ltd. Oken type air permeability and smoothness
本実施形態の画像形成装置10では、画像形成を行う前に、操作パネル92を操作して予め設定しておいた画像形成用紙Pの種類を選択する。画像形成用紙Pの種類が選択されると、制御装置88は、予め設定された条件を満たして処理が行われるように各部の制御を行う。
In the
(作用、効果)
次に、本実施形態の画像形成装置10の作用及び効果について説明する。
図1に示されるように、給紙部12から給紙された画像形成用紙Pは、回転する給紙ドラム40、及び処理液塗布ドラム42の外周面に沿って搬送される。
処理液付与部14では、処理液塗布ユニット44が、処理液塗布ドラム42の外周面に沿って搬送される画像形成用紙Pの記録面(コート層)に処理液(インク凝集処理液)を付与する。
(Function, effect)
Next, the operation and effect of the
As shown in FIG. 1, the image forming paper P fed from the
In the treatment
さらに、処理液が付与された画像形成用紙Pは、処理液乾燥ドラム46の外周面に沿って搬送され、加熱乾燥される。
画像記録部18では、各色の記録ヘッド56C、56M、56Y、56Kが、画像記録ドラム52によって搬送される画像形成用紙Pの記録面(コート層)にインク液を打滴して画像形成用紙Pに画像を形成する。その際、処理液付与部14で予め記録面に付与された処理液にインク液が接触し、インク液中に分散する顔料、樹脂粒子が凝集し、凝集体が形成される。これにより、画像形成用紙P上での顔料流れなどが防止され、画像形成用紙Pの記録面に画像が形成される。
Further, the image forming paper P to which the processing liquid has been applied is conveyed along the outer peripheral surface of the processing
In the
また、記録面に画像が形成された画像形成用紙Pは、インク乾燥部20に搬送される。インク乾燥部20では、画像形成用紙Pの記録面が赤外線ヒータ78で加熱されることで、インク液打滴後に画像形成用紙Pに含まれる水分の乾燥が行われる(凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を減少させる)。
Further, the image forming paper P on which an image is formed on the recording surface is conveyed to the ink drying unit 20. In the ink drying unit 20, the recording surface of the image forming paper P is heated by the
さらに、加熱乾燥された画像形成用紙Pは、UV照射処理部22に搬送される。UV照射処理部22では、インクで形成された画像がUV照射ユニット74から照射された紫外線により硬化して画像形成用紙Pに定着する。
画像の定着が終了した画像形成用紙Pは、排紙台76に排出される。
Further, the heat-dried image forming paper P is conveyed to the UV
The image forming paper P on which image fixing has been completed is discharged to a
本実施形態の画像形成装置10では、画像形成を行う前に、操作パネル92を操作して予め設定しておいた画像形成用紙Pの種類を選択する。
制御装置88は、選択された画像形成用紙Pに対応した各種設定値(炭酸ブリスタ発生懸念指標をy=tca×p/1000[単位:μm・sec]、処理液の乾燥工程におけるコート層の層最高到達温度をT[単位:°C]、インク液の液滴を1平方インチ当たり1.44×106個打滴したときのインク液の液滴1個当たりの平均打滴量をV[単位:pl(ピコリットル)]、V1=−(1.5/10)[単位:pl/°C]×(T−100)[単位:°C]+2.8[単位:pl]としたときに、炭酸ブリスタ発生懸念指標23≦y[単位:μm・sec]≦609、V[単位:pl(ピコリットル)]≦min(V1,4.3)[演算したV1の値と4.3のうちの値が小さい方を表す。]、及び80≦T[単位:°C]≦100を満たすような範囲内で、層最高到達温度T、インク液の平均打滴量Vを設定する。そして、設定された層最高到達温度T、インク液の平均打滴量Vを用いて画像形成処理を行う。
このように、画像形成装置10は、画像形成用紙Pに応じてインク液の打滴量V、及びコート層の層最高到達温度Tを最適に設定して処理を行うので、コート層中に発生した炭酸ガスによるコート層のブリスタを抑制することが出来る。
In the
The
As described above, the
なお、インク液の平均打滴量V、コート層の層最高到達温度T等は予め設定した条件を満たしていれば、この範囲内で適宜変更することができる。また、コート層の層最高到達温度Tは、画像形成用紙毎に予め設定した温度に固定しても良く、設定された範囲内で適宜変更しても良い。
例えば、操作パネル92で画像形成用紙Pの種類を選択することで、予め設定されたコート層の層最高到達温度T(固定値)が表示され、コート層の層最高到達温度Tが表示された値となるように制御装置88は赤外線ヒータ78を制御することが出来る。
また、操作パネル92で画像形成用紙Pの種類を選択することで、予め設定されたコート層の層最高到達温度Tの範囲が表示され、表示された温度範囲の中から、所望の温度を設定することで、設定した所望の温度となるように制御装置88は赤外線ヒータ78を制御することも出来る。
インク液の平均打滴量Vは、下限値を2.8[単位:pl]とすることが好ましい。インク液の平均打滴量Vが2.8[単位:pl]よりも少なくなると、ベタ部の濃度が低くなり、実用範囲外となる場合がある。
Note that the average droplet ejection amount V of the ink liquid, the highest layer reachable temperature T of the coating layer, and the like can be appropriately changed within this range as long as preset conditions are satisfied. Further, the highest layer reachable temperature T of the coat layer may be fixed to a temperature set in advance for each image forming sheet, or may be appropriately changed within a set range.
For example, by selecting the type of the image forming paper P on the
In addition, by selecting the type of image forming paper P on the
The average droplet ejection volume V of the ink liquid is preferably set to a lower limit of 2.8 [unit: pl]. If the average droplet ejection amount V of the ink liquid is less than 2.8 [unit: pl], the solid portion density is lowered and may be outside the practical range.
<用紙、インク液の打滴量、処理液乾燥時の温度の関係>
図4の表1は、画像形成用紙Pの紙厚み、紙の種類、王研式透気度p(単位:sec)、コート層厚み(単位:μm)、コート層中の炭酸カルシウムの量(%)、炭酸カルシウムの量を厚みに変換した値tca(単位:μm)、炭酸ブリスタ懸念指標y=tca×p/1000(単位:μm・sec)を示したものである。
図5の表2は、炭酸ブリスタ発生懸念指標y、処理液付与後の乾燥時における画像形成用紙Pのコート層の最高到達温度、インク液の1液滴当たりの平均の液滴量(単位:plピコリットル)を変化させたときの、炭酸ブリスタの発生状況を3段階で官能評価した結果である。評価は、OK(問題無し)を3、許容できる範囲内を2、許容範囲外を1とした。
図6の表3は、炭酸ブリスタ発生懸念指標y、処理液付与後の乾燥時における画像形成用紙Pのコート層の最高到達温度、インク液の1液滴当たりの平均の液滴量(単位:plピコリットル)を変化させたときの、画像形成用紙Pのコート層表面の膜質を3段階で官能評価した結果である。膜質は、画像形成面に重りを載せて重りに対して画像形成用紙Pを引きずり、画像形成面を目視で検査した。評価は、OK(問題無し)を3、許容できる範囲内を2、許容範囲外を1とした。
図7の表4は、画像形成用紙Pの炭酸ブリスタの発生状況と、コート層表面の膜質とを総合して評価した結果である。評価は、OK(問題無し)を3、許容できる範囲内を2、許容範囲外を1とした。
<Relationship between paper, ink droplet ejection amount, and processing liquid drying temperature>
Table 1 in FIG. 4 shows the thickness of the image forming paper P, the type of paper, the Oken air permeability p (unit: sec), the thickness of the coat layer (unit: μm), and the amount of calcium carbonate in the coat layer ( %), A value tca (unit: μm) obtained by converting the amount of calcium carbonate into thickness, and a carbonic acid blister concern index y = tca × p / 1000 (unit: μm · sec).
Table 2 in FIG. 5 shows the carbon dioxide blister generation concern index y, the maximum temperature reached by the coating layer of the image forming paper P when dried after the treatment liquid is applied, and the average droplet amount per droplet of ink liquid (unit: It is the result of sensory evaluation in three stages of the state of carbonic acid blister generation when pl picoliter) was changed. In the evaluation, OK (no problem) was 3, 2 within the allowable range, and 1 outside the allowable range.
Table 3 in FIG. 6 shows the carbon dioxide blister generation concern index y, the maximum temperature reached by the coating layer of the image forming paper P during drying after the treatment liquid is applied, and the average droplet amount per droplet of ink liquid (unit: This is a result of sensory evaluation of the film quality on the surface of the coating layer of the image forming paper P in three stages when changing (pl picoliter). As for the film quality, a weight was placed on the image forming surface, the image forming paper P was dragged against the weight, and the image forming surface was visually inspected. In the evaluation, OK (no problem) was 3, 2 within the allowable range, and 1 outside the allowable range.
Table 4 in FIG. 7 shows the results of comprehensive evaluation of the occurrence of carbonic acid blisters on the image forming paper P and the film quality on the surface of the coat layer. In the evaluation, OK (no problem) was 3, 2 within the allowable range, and 1 outside the allowable range.
図5の表2に示すように、炭酸ブリスタ発生懸念指標yが大きく、画像形成用紙Pのコート層の最高到達温度が高く、かつインク液の打滴量が大きくなると、炭酸ブリスタが発生しやすくなることが分かる。インク液の打滴量の下限値を2.8plとしているのは、インク液の打滴量が2.8pl未満になると、画像のベタ部濃度が低く、実用範囲が狭いため、評価対象外としているためである。インク液の打滴量の上限値を4.3plとしているのは、インク液の打滴量が4.3plを超えると、炭酸ブリスタが発生しやすくなり、また、必要以上にインクを使用するためである。また、画像形成用紙Pのコート層の最高到達温度が高すぎると(例えば、100°Cを超えた場合)、インク液の打滴量を減らしても炭酸ブリスタが発生しやすくなる。
インク液の液滴1個当たりの平均打滴量V1=−(1.5/10)[単位:pl/°C]×(T−100)[単位:°C]+2.8[単位:pl]は、炭酸ブリスタの発生による評価を許容の2以上とするために実験結果から導き出されたものである。
As shown in Table 2 of FIG. 5, when the carbonic acid blister generation concern index y is large, the maximum temperature reached by the coating layer of the image forming paper P is high, and the amount of ink droplets deposited is large, carbonic blisters are likely to occur. I understand that The lower limit of the ink droplet ejection amount is set to 2.8 pl. When the ink droplet ejection amount is less than 2.8 pl, the solid area density of the image is low and the practical range is narrow. Because it is. The reason why the upper limit of the ink droplet ejection amount is 4.3 pl is that when the ink droplet ejection amount exceeds 4.3 pl, carbon dioxide blisters are likely to occur, and more ink is used than necessary. It is. Further, if the maximum temperature reached by the coating layer of the image forming paper P is too high (for example, when the temperature exceeds 100 ° C.), carbonic acid blisters are likely to be generated even if the ink droplet ejection amount is reduced.
Average droplet ejection amount V1 per droplet of ink liquid V1 = − (1.5 / 10) [unit: pl / ° C.] × (T−100) [unit: ° C] +2.8 [unit: pl ] Is derived from experimental results in order to make the evaluation based on the generation of carbonic acid blisters to be 2 or more.
図6の表3に示すように、画像形成用紙Pのコート層の最高到達温度が低いと(例えば、70°C以下)、水分が画像形成用紙Pに多く浸透してしまい、紙変形量が大きくなって膜質が低下する。
したがって、炭酸ブリスタの発生を抑え、かつ膜質を確保するには、炭酸ブリスタ発生懸念指標y、処理液乾燥時のコート層の最高到達温度、インク液の液滴量を最適に制御しなければならないことが分かる。
なお、評価結果から、yを351以下とすることで、ブリスタの発生を許容範囲に全ておさめることが可能であることが分かる。
以上のように、図7の表4の評価結果の「3:OK(問題無し)」、及び「2:許容できる範囲内」となる平均打滴量V、及び前記コート層の層最高到達温度Tを、画像形成用紙Pに応じて設定することで、ブリスタの発生を抑制することが出来る。
なお、表には記載していないが、インク液の打滴量を零とすれば、炭酸ブリスタの発生は当然ながら抑えられ、膜質に問題が生じることも無い。
As shown in Table 3 of FIG. 6, when the maximum temperature reached by the coating layer of the image forming paper P is low (for example, 70 ° C. or less), a large amount of moisture penetrates the image forming paper P, and the amount of paper deformation is small. It becomes larger and the film quality deteriorates.
Therefore, in order to suppress the generation of carbonic acid blisters and ensure the film quality, the carbonic acid blister generation concern index y, the maximum temperature at which the coating layer is reached when the treatment liquid is dried, and the ink liquid droplet amount must be optimally controlled. I understand that.
From the evaluation results, it can be seen that by setting y to be 351 or less, it is possible to keep all blisters within an allowable range.
As described above, the evaluation results in Table 4 in FIG. 7 are “3: OK (no problem)” and “2: Within an acceptable range”, and the average droplet deposition amount V, and the highest layer reachable temperature of the coating layer. By setting T according to the image forming paper P, the occurrence of blisters can be suppressed.
Although not shown in the table, if the ink droplet ejection amount is set to zero, the occurrence of carbonic acid blisters is naturally suppressed, and there is no problem in film quality.
上記表の評価を出すにあたって行った試験条件は以下の通りである。
<インク液の調整>
以下、インク液の調整について具体的に説明するが、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
The test conditions conducted for the evaluation in the above table are as follows.
<Ink liquid adjustment>
Hereinafter, the adjustment of the ink liquid will be described in detail, but is not limited to the following examples. Unless otherwise specified, “part” is based on mass.
[ポリマー分散剤1溶液の調製]
反応容器に、スチレン6部、ステアリルメタクリレート11部、スチレンマクロマーAS−6(東亜合成(株)製)4部、ブレンマーPP−500(日油(株)製)5部、メタクリル酸5部、2−メルカプトエタノール0.05部、及びメチルエチルケトン24部を加え、混合溶液を調液した。一方、滴下ロートに、スチレン14部、ステアリルメタクリレート24部、スチレンマクロマーAS−6(東亜合成(株)製)9部、ブレンマーPP−500(日油(株)製)9部、メタクリル酸10部、2−メルカプトエタノール0.13部、メチルエチルケトン56部、及び2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.2部を加え、混合溶液を調液した。
その後、窒素雰囲気下、反応容器内の混合溶液を攪拌しながら75℃まで昇温し、滴下ロート中の混合溶液を1時間かけて徐々に滴下した。滴下終了から2時間経過後、これに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.2部をメチルエチルケトン12部に溶解させた溶液を3時間かけて滴下した。滴下後、75℃で2時間熟成させた後、更に80℃で2時間熟成させ、ポリマー分散剤1溶液を得た。
[Preparation of
In a reaction vessel, 6 parts of styrene, 11 parts of stearyl methacrylate, 4 parts of styrene macromer AS-6 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 5 parts of Bremer PP-500 (manufactured by NOF Corporation), 5 parts of methacrylic acid, 2 -0.05 part of mercaptoethanol and 24 parts of methyl ethyl ketone were added to prepare a mixed solution. Meanwhile, in a dropping funnel, 14 parts of styrene, 24 parts of stearyl methacrylate, 9 parts of styrene macromer AS-6 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 9 parts of Blenmer PP-500 (manufactured by NOF Corporation), 10 parts of methacrylic acid 2-mercaptoethanol (0.13 parts), methyl ethyl ketone (56 parts), and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (1.2 parts) were added to prepare a mixed solution.
Thereafter, the mixed solution in the reaction vessel was heated to 75 ° C. with stirring in a nitrogen atmosphere, and the mixed solution in the dropping funnel was gradually dropped over 1 hour. Two hours after the completion of the dropwise addition, a solution obtained by dissolving 1.2 parts of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) in 12 parts of methyl ethyl ketone was added dropwise thereto over 3 hours. After the dropwise addition, the mixture was aged at 75 ° C. for 2 hours, and further aged at 80 ° C. for 2 hours to obtain a
得られたポリマー分散剤1溶液の一部を採取し、溶媒を除去した。得られた固形分をテトラヒドロフランで0.1質量%に希釈し、高速GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)HLC−8220GPC(東ソー(株)製)にて、TSKgeL SuperHZM−H、TSKgeL SuperHZ4000、及びTSKgeL SuperHZ2000(東ソー(株)製)を3本直列につなぎ、ポリマー分散剤1の重量平均分子量を測定した。測定されたポリマー分散剤1の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で25,000であった。また、JIS規格(JIS K0070:1992)に記載の方法により求めたポリマー分散剤1の酸価は、99mgKOH/gであった。
A part of the obtained
[顔料分散液Mの調製]
得られたポリマー分散剤1溶液を固形分換算で5.0g、マゼンタ顔料(Pigment Red 122、大日精化(株)製)10.0g、メチルエチルケトン40.0g、1mol/L(リットル;以下同様)の水酸化ナトリウム8.0g、及びイオン交換水82.0gを、0.1mmジルコニアビーズ300gと共にベッセルに供給し、レディーミル分散機(アイメックス(株)製)を用いて1000rpmで6時間分散した。得られた分散液をエバポレーターでメチルエチルケトンが充分に留去できるまで減圧濃縮し、さらに顔料濃度が10質量%になるまで濃縮して、樹脂被覆マゼンタ顔料の顔料分散液Mを調製した。
得られた顔料分散液Mの体積平均粒子径(二次粒子)を、Micorotrac粒度分布測定装置(商品名:Version 10.1.2−211BH、日機装(株)製)を用いて動的光散乱法により測定したところ、84nmであった。
[Preparation of pigment dispersion M]
5.0 g of the obtained
The volume average particle diameter (secondary particles) of the obtained pigment dispersion M is subjected to dynamic light scattering using a Microtrac particle size distribution analyzer (trade name: Version 10.1.2-211BH, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). It was 84 nm when measured by the method.
[顔料分散液Yの調製]
顔料分散液Mの調製において、顔料としてPigment Red 122を用いたところを、このPigment Red 122の代わりに、Irgalite Yellow GS(ピグメント・イエロー74、BASF・ジャパン(株)製)を用いたこと以外は、顔料分散液Mの調製と同様にして、樹脂被覆イエロー顔料の顔料分散液Yを得た。顔料分散液Mの場合と同様の方法により測定した顔料分散液Yの体積平均粒子径(二次粒子)は、75nmであった。
[Preparation of pigment dispersion Y]
In the preparation of Pigment Dispersion Liquid M, Pigment Red 122 was used as a pigment, except for using Irgalite Yellow GS (
[顔料分散液Kの調製]
顔料分散液Mの調製において、顔料としてPigment Red 122を用いたところを、このPigment Red 122の代わりに、カーボンブラックMA−100(三菱化学(株)製)を用いたこと以外は、顔料分散液Mの調製と同様にして、樹脂被覆ブラック顔料の顔料分散液Kを得た。顔料分散液Mの場合と同様の方法により測定した顔料分散液Kの体積平均粒子径(二次粒子)は、80nmであった。
[Preparation of pigment dispersion K]
In the preparation of Pigment Dispersion Liquid M, Pigment Red 122 was used as a pigment, except that Carbon Black MA-100 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used instead of Pigment Red 122. In the same manner as in the preparation of M, a pigment dispersion K of a resin-coated black pigment was obtained. The volume average particle diameter (secondary particles) of the pigment dispersion K measured by the same method as in the case of the pigment dispersion M was 80 nm.
[顔料分散液Cの調製]
顔料分散液Cとして、CABO−JET250C(シアン顔料分散液、顔料:Pigment Blue 15:4(PB15:4)、CABOT(株)製)を用意した。顔料分散液Cは、PB15:4が樹脂で被覆された樹脂被覆シアン顔料の顔料分散液である。顔料分散液Mの場合と同様の方法により測定した顔料分散液Cの体積平均粒子径(二次粒子)は、110nmであった。
[Preparation of pigment dispersion C]
As the pigment dispersion C, CABO-JET250C (cyan pigment dispersion, pigment: Pigment Blue 15: 4 (PB15: 4), manufactured by CABOT Co., Ltd.) was prepared. The pigment dispersion C is a pigment dispersion of a resin-coated cyan pigment in which PB15: 4 is coated with a resin. The volume average particle diameter (secondary particles) of the pigment dispersion C measured by the same method as in the case of the pigment dispersion M was 110 nm.
[(メタ)アクリルアミドM−1の合成]
多官能の重合性化合物として、下記の(メタ)アクリルアミドM−1(以下、「多価(メタ)アクリルアミドM−1」という。)を以下の方法に従って合成した。
[Synthesis of (Meth) acrylamide M-1]
As a polyfunctional polymerizable compound, the following (meth) acrylamide M-1 (hereinafter referred to as “multivalent (meth) acrylamide M-1”) was synthesized according to the following method.
−第一工程−
スターラーバーを備えた容積1Lの三口フラスコに、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(東京化成工業(株)製)121g(1当量)、50質量%の水酸化カリウム水溶液84ml、及びトルエン423mlを加えて攪拌し、水浴下、反応系中を20℃〜25℃に維持し、アクリロニトリル397.5g(7.5当量)を2時間かけて滴下した。滴下後、1.5時間攪拌した。その後、トルエン540mlを反応系中に追加し、その反応混合物を分液漏斗へ移し、水層を除いた。残った有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、セライトろ過を行ない、減圧下で溶媒留去することにより、アクリロニトリル付加体を得た。得られた物質(アクリロニトリル付加体)の1H−NMR及びMSによる分析
結果は、既知物と良い一致を示したため、更に精製することなく、次の還元反応に用いた。
-First step-
To a 1 L three-necked flask equipped with a stirrer bar was added 121 g (1 equivalent) of tris (hydroxymethyl) aminomethane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 84 ml of a 50 mass% potassium hydroxide aqueous solution, and 423 ml of toluene. The mixture was stirred and the reaction system was maintained at 20 ° C. to 25 ° C. in a water bath, and 397.5 g (7.5 equivalents) of acrylonitrile was added dropwise over 2 hours. After dropping, the mixture was stirred for 1.5 hours. Thereafter, 540 ml of toluene was added to the reaction system, the reaction mixture was transferred to a separatory funnel, and the aqueous layer was removed. The remaining organic layer was dried over magnesium sulfate, filtered through Celite, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain an acrylonitrile adduct. The analysis results by 1H-NMR and MS of the obtained substance (acrylonitrile adduct) showed good agreement with known substances, and thus were used for the next reduction reaction without further purification.
−第二工程−
容積1Lのオートクレーブに、得られたアクリロニトリル付加体24g、Ni触媒48g(ラネーニッケル2400、W.R.Grace&Co.社製)、及び25質量%アンモニア水溶液(水:メタノール=1:1)600mlを入れ、懸濁させて反応容器を密閉した。反応容器に10Mpaの水素を導入し、反応温度25℃で16時間反応させた。
原料の消失を1H−NMRにて確認し、反応混合物をセライト濾過し、セライトをメタノールで数回洗浄した。濾液を減圧下で溶媒留去することにより、ポリアミン体を得た。得られた物質(ポリアミン体)は、更に精製することなく、次の反応に用いた。
-Second step-
In an autoclave having a volume of 1 L, 24 g of the obtained acrylonitrile adduct, 48 g of Ni catalyst (Raney nickel 2400, manufactured by WR Grace & Co.), and 600 ml of 25% by mass aqueous ammonia solution (water: methanol = 1: 1) were placed. The reaction vessel was sealed by suspending. 10 Mpa of hydrogen was introduced into the reaction vessel and reacted at a reaction temperature of 25 ° C. for 16 hours.
The disappearance of the raw materials was confirmed by 1H-NMR, the reaction mixture was filtered through Celite, and the Celite was washed several times with methanol. The filtrate was evaporated under reduced pressure to obtain a polyamine compound. The obtained substance (polyamine body) was used in the next reaction without further purification.
−第三工程−
攪拌機を備えた容積2Lの三口フラスコに、得られたポリアミン体30g、炭酸水素ナトリウム120g(14当量)、ジクロロメタン1L、及び水50mlを加えて、氷浴下、アクリル酸クロリド92.8g(10当量)を3時間かけて滴下した。滴下後、室温で3時間攪拌した。原料の消失を1H−NMRにて確認した後、反応混合物を減圧下で溶媒留去した。続いて、反応混合物を硫酸マグネシウムで乾燥させ、セライトろ過を行ない、減圧下で溶媒留去した。最後に、カラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/メタノール=4:1)にて精製することで、常温下、多価(メタ)アクリルアミドM−1の固体を得た。上記の3工程を経て得られた多価(メタ)アクリルアミドM−1の収率は、40%であった。
なお、多価(メタ)アクリルアミドM−1は、前述の一般式(1)において、R1=H、R2=C3H6、R3=CH2、及びX=Y=Z=0となる下記構造の化合物であった。
-Third step-
To a 2 L three-necked flask equipped with a stirrer, 30 g of the polyamine obtained, 120 g of sodium hydrogen carbonate (14 equivalents), 1 L of dichloromethane and 50 ml of water were added, and 92.8 g (10 equivalents) of acrylic acid chloride in an ice bath. ) Was added dropwise over 3 hours. After dropping, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. After confirming disappearance of the raw material by 1H-NMR, the reaction mixture was evaporated under reduced pressure. Subsequently, the reaction mixture was dried over magnesium sulfate, filtered through celite, and the solvent was distilled off under reduced pressure. Finally, it was purified by column chromatography (ethyl acetate / methanol = 4: 1) to obtain a polyvalent (meth) acrylamide M-1 solid at room temperature. The yield of polyvalent (meth) acrylamide M-1 obtained through the above three steps was 40%.
The polyvalent (meth) acrylamide M-1 is a compound having the following structure in which R1 = H, R2 = C3H6, R3 = CH2, and X = Y = Z = 0 in the general formula (1). It was.
[自己分散性ポリマー粒子P−1(ポリマー粒子)の合成]
攪拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた容積2Lの三口フラスコに、メチルエチルケトン360.0gを仕込んで、75℃まで昇温した。その後、フラスコ内温度を75℃に維持しながら、ベンジルメタクリレート151.2g、メチルメタクリレート172.8g、メタクリル酸36.0g、メチルエチルケトン72g、及び「V−601」(和光純薬工業(株)製)1.44gからなる混合溶液を、2時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、これに「V−601」0.72g及びメチルエ
チルケトン36.0gからなる溶液を加え、75℃で2時間攪拌した後、更に「V−601」0.72g及びイソプロパノール36.0gからなる溶液を加え、75℃で2時間攪拌した。その後、85℃に昇温して、更に2時間攪拌を続けて、ベンジルメタクリレート/メチルメタクリレート/メタクリル酸(=42/48/10[質量比])共重合体のポリマー溶液を得た。
得られたベンジルメタクリレート/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体の、ポリマー分散剤1の場合と同様の方法により測定した重量平均分子量(Mw)は、58000であり、酸価は、32.6mgKOH/gであった。
[Synthesis of self-dispersing polymer particles P-1 (polymer particles)]
360.0 g of methyl ethyl ketone was charged into a 2 L three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, and a nitrogen gas introduction tube, and the temperature was raised to 75 ° C. Thereafter, while maintaining the temperature in the flask at 75 ° C., 151.2 g of benzyl methacrylate, 172.8 g of methyl methacrylate, 36.0 g of methacrylic acid, 72 g of methyl ethyl ketone, and “V-601” (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) A mixed solution consisting of 1.44 g was added dropwise at a constant speed so that the addition was completed in 2 hours. After completion of the dropwise addition, a solution consisting of 0.72 g of “V-601” and 36.0 g of methyl ethyl ketone was added thereto, followed by stirring at 75 ° C. for 2 hours, and further comprising 0.72 g of “V-601” and 36.0 g of isopropanol. The solution was added and stirred at 75 ° C. for 2 hours. Thereafter, the temperature was raised to 85 ° C., and stirring was further continued for 2 hours to obtain a polymer solution of a benzyl methacrylate / methyl methacrylate / methacrylic acid (= 42/48/10 [mass ratio]) copolymer.
The weight average molecular weight (Mw) of the obtained benzyl methacrylate / methyl methacrylate / methacrylic acid copolymer measured by the same method as in the case of the
次に、得られたポリマー溶液668.3gを秤量し、これにイソプロパノール388.3g及び1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液145.7mlを加え、反応容器内温度を80℃に昇温した。次に、蒸留水720.1gを20ml/minの速度で滴下し、水分散化させた後、大気圧下にて、反応容器内温度を80℃で2時間、85℃で2時間、及び90℃で2時間保った。その後、反応容器内を減圧し、イソプロパノール、メチルエチルケトン、及び蒸留水を合計で913.7g留去し、固形分濃度(ポリマー粒子濃度)28.0質量%の自己分散性ポリマー粒子P−1(ポリマー粒子)の水分散物を得た。 Next, 668.3 g of the obtained polymer solution was weighed, 388.3 g of isopropanol and 145.7 ml of 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution were added thereto, and the temperature in the reaction vessel was raised to 80 ° C. Next, 720.1 g of distilled water was dropped at a rate of 20 ml / min to disperse in water, and then the atmospheric temperature was changed to 80 ° C. for 2 hours, 85 ° C. for 2 hours, and 90 ° under atmospheric pressure. Hold at ℃ for 2 hours. Thereafter, the pressure in the reaction vessel was reduced, and 913.7 g of isopropanol, methyl ethyl ketone, and distilled water were distilled off in total, and self-dispersing polymer particles P-1 (polymer) having a solid content concentration (polymer particle concentration) of 28.0% by mass. An aqueous dispersion of particles) was obtained.
自己分散性ポリマー粒子P−1の構成成分のうち、ベンジルメタクリレートに由来する構成成分、メチルメタクリレートに由来する構成成分、及びメタクリル酸に由来する構成成分を、以下ではそれぞれ、「構成成分A」、「構成成分B」、及び「構成成分C」ともいう。
また、構成成分A、構成成分B、及び構成成分Cの質量比〔構成成分Aの質量/構成成分Bの質量/構成成分Cの質量〕を、以下では、構成成分の質量比〔A/B/C〕ともいう。
Among the constituents of the self-dispersing polymer particles P-1, the constituents derived from benzyl methacrylate, the constituents derived from methyl methacrylate, and the constituents derived from methacrylic acid are hereinafter referred to as “constituent component A”, Also referred to as “component B” and “component C”.
In addition, the mass ratio of the constituent component A, the constituent component B, and the constituent component C [the mass of the constituent component A / the mass of the constituent component B / the mass of the constituent component C] is hereinafter referred to as the mass ratio [A / B of the constituent components]. / C].
上記にて得られた自己分散性ポリマー粒子P−1のガラス転移温度(Tg)を以下の方法で測定したところ、90℃であった。 It was 90 degreeC when the glass transition temperature (Tg) of the self-dispersing polymer particle P-1 obtained above was measured with the following method.
−ガラス転移温度(Tg)の測定−
固形分で0.5gの自己分散性ポリマー粒子の水分散物を50℃で4時間、減圧乾燥させ、ポリマー固形分を得た。得られたポリマー固形分を用いて、エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製の示差走査熱量計(DSC)EXSTAR6220によりTgを測定した。サンプル量5mgをアルミパンに密閉し、窒素雰囲気下、以下の温度プロファイルで2回目の昇温時の測定データにおけるDSCのピークトップの値をTgとした。
30℃→−50℃ (50℃/分で冷却)
−50℃→120℃(20℃/分で昇温)
120℃→−50℃(50℃/分で冷却)
−50℃→120℃(20℃/分で昇温)
[実験例1]
〔インク液1の調製〕
下記組成の成分を混合し、メンブレンフィルタ(孔径0.5μm)を通して粗大粒子を除去し、ブラックインクであるインク液1(以下、適宜「インク1」という。」を調製した。
-Measurement of glass transition temperature (Tg)-
An aqueous dispersion of self-dispersing polymer particles having a solid content of 0.5 g was dried under reduced pressure at 50 ° C. for 4 hours to obtain a polymer solid content. Using the obtained polymer solid content, Tg was measured with a differential scanning calorimeter (DSC) EXSTAR 6220 manufactured by SII Nanotechnology. A sample amount of 5 mg was sealed in an aluminum pan, and the DSC peak top value in the measurement data at the second temperature increase in the following temperature profile in a nitrogen atmosphere was defined as Tg.
30 ° C to -50 ° C (cooled at 50 ° C / min)
−50 ° C. → 120 ° C. (temperature rising at 20 ° C./min)
120 ° C to -50 ° C (cooled at 50 ° C / min)
−50 ° C. → 120 ° C. (temperature rising at 20 ° C./min)
[Experiment 1]
[Preparation of ink liquid 1]
Components having the following composition were mixed, coarse particles were removed through a membrane filter (pore diameter 0.5 μm), and ink liquid 1 (hereinafter referred to as “
<インク液1の組成>
・顔料分散液K ・・・2.0質量%
・顔料分散液M ・・・0.5質量%
・顔料分散液C ・・・0.5質量%
・ヒドロキシエチルアクリルアミド ・・・5.0質量%
(興人フィルム&ケミカルズ(株)製)
・多価(メタ)アクリルアミドM−1 ・・・8.0質量%
・1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]
−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン ・・・3.0質量%
(「IRGACURE2959」、BASF・ジャパン(株)製、重合開始剤)
・化合物(III)−1 ・・・1.0質量%
(一般式(III)で表される化合物の例示化合物、添加剤)
・2−ピロリドン ・・・7.0質量%
(一般式(B)で表される化合物の具体例、水溶性溶剤)
・グリセリン ・・・2.0質量%
・オルフィンE1010(界面活性剤、日信化学工業(株)製) ・・・1.0質量%
・自己分散性ポリマー粒子(P−1) ・・・2.0質量%
・スノーテックスXS(コロイダルシリカ、日産化学(株)製) ・・・0.3質量%
・BYK−024(消泡剤、ビックケミー・ジャパン(株)製) ・・・0.01質量%
・トリエタノールアミン ・・・0.2質量%
・イオン交換水 ・・・全体で100質量%としたときの残量
<Composition of
・ Pigment dispersion K: 2.0% by mass
・ Pigment dispersion M: 0.5% by mass
-Pigment dispersion C: 0.5% by mass
・ Hydroxyethylacrylamide: 5.0% by mass
(Manufactured by Kojin Film & Chemicals Co., Ltd.)
・ Multivalent (meth) acrylamide M-1 ... 8.0 mass%
1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl]
-2-Hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one ・ ・ ・ 3.0% by mass
("IRGACURE2959", manufactured by BASF Japan Ltd., polymerization initiator)
Compound (III) -1 ... 1.0% by mass
(Exemplary compounds and additives of the compound represented by the general formula (III))
・ 2-Pyrrolidone: 7.0% by mass
(Specific examples of compounds represented by formula (B), water-soluble solvent)
・ Glycerin: 2.0% by mass
・ Orphine E1010 (surfactant, manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) ... 1.0% by mass
-Self-dispersing polymer particles (P-1) ... 2.0 mass%
・ Snowtex XS (Colloidal silica, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) ・ ・ ・ 0.3% by mass
-BYK-024 (antifoaming agent, manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) ... 0.01% by mass
・ Triethanolamine: 0.2% by mass
・ Ion-exchanged water: Remaining amount when 100% by mass as a whole
<処理液の調製>
下記組成の成分を混合して、処理液を調製した。処理液のpHは1.1であった。
〜処理液の組成〜
・マロン酸(和光純薬工業(株)製) … 25%
・ジエチレングリコールモノメチルエーテル(和光純薬工業(株)製) … 20%
・エマルゲンP109(花王(株)製、ノニオン性界面活性剤) … 1%
・イオン交換水 … 54%
処理液の付与量:1.5g/m2±10%
<Preparation of treatment solution>
The processing liquid was prepared by mixing components having the following composition. The pH of the treatment liquid was 1.1.
~ Composition of treatment liquid ~
・ Malonic acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) ... 25%
・ Diethylene glycol monomethyl ether (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 20%
・ Emulgen P109 (Kao Co., Ltd., nonionic surfactant) 1%
・ Ion exchange water 54%
Application amount of treatment liquid: 1.5 g / m 2 ± 10%
<その他の実施形態>
以上、本発明の一実施形態について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
<Other embodiments>
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to said Example at all, and can implement in a various aspect in the range which does not deviate from the summary of this invention.
10 画像形成装置
18 画像記録部(インク打滴装置)
22 照射処理部(紫外線照射装置)
44 処理液塗布ユニット(処理液付与装置)
46 処理液乾燥ドラム(乾燥装置)
51 赤外線温度計
56 記録ヘッド(インク打滴装置)
88 制御装置
90 表示装置
92 操作パネル
P 画像形成用紙
10
22 Irradiation processing unit (ultraviolet irradiation device)
44 Treatment liquid application unit (treatment liquid application device)
46 Treatment liquid drying drum (drying equipment)
51 Infrared thermometer 56 Recording head (ink ejection device)
88
Claims (4)
前記凝集処理液の付与された前記画像形成用紙を加熱乾燥する乾燥工程と、
前記凝集処理液が付与されて前記乾燥工程を経た前記画像形成用紙に前記インク液を打滴して画像を形成するインク打滴工程と、
を含んで画像形成を行う画像形成装置に用いられ、
前記凝集処理液と前記コート層に含まれる成分とが反応して生成されるガスによって生ずる前記コート層のブリスタを抑制可能な前記インク液の打滴量、及び前記コート層の層最高到達温度を前記画像形成用紙の種類毎に予め設定し、
前記乾燥工程における前記コート層の層最高到達温度T[単位:°C]を、80≦T≦100とした、画像形成方法。 An aggregation treatment liquid application step for applying an aggregation treatment liquid for aggregating the color material of the ink liquid to the coat layer of the image forming paper;
A drying step of heating and drying the image forming paper provided with the aggregation treatment liquid;
An ink droplet ejection step for forming an image by ejecting the ink liquid onto the image forming paper that has been subjected to the drying step after the aggregation treatment liquid has been applied;
Is used in an image forming apparatus that performs image formation,
The amount of droplets of the ink liquid that can suppress blistering of the coating layer caused by the gas generated by the reaction between the aggregating treatment liquid and the component contained in the coating layer, and the highest layer reachable temperature of the coating layer Preset for each type of image forming paper ,
The image forming method , wherein a layer maximum temperature T [unit: ° C] of the coat layer in the drying step is 80 ≦ T ≦ 100 .
The image forming method according to claim 2, further comprising an ultraviolet irradiation step of irradiating the image forming surface of the image forming paper with ultraviolet rays by an ultraviolet irradiation device after the ink droplet ejection step.
前記凝集処理液の付与された前記画像形成用紙を加熱乾燥する乾燥装置と、
前記凝集処理液が付与されて前記加熱乾燥を経た前記画像形成用紙に前記インク液を打滴して画像を形成するインク打滴装置と、
前記凝集処理液と前記コート層に含まれる成分とが反応して生成されるガスによって生ずる前記コート層のブリスタを抑制可能な前記インク液の打滴量、及び前記コート層の層最高到達温度を前記画像形成用紙の種類毎に予め設定可能な制御手段と、を有し、
前記制御手段は、予め設定した前記コート層の層最高到達温度、及び前記インク液の打滴量に基づいて前記乾燥装置の加熱量、及び前記インク打滴装置の打滴量を制御し、前記乾燥装置で加熱乾燥する前記コート層の層最高到達温度T[単位:°C]を、80≦T≦100とする、画像形成装置。 A treatment liquid application device for applying an aggregation treatment liquid for aggregating the color material of the ink liquid to the coat layer of the image forming paper;
A drying device for heating and drying the image forming paper to which the aggregation treatment liquid is applied;
An ink droplet ejecting apparatus that forms an image by ejecting the ink liquid onto the image forming paper that has been subjected to the heat drying after the aggregation treatment liquid is applied;
The amount of droplets of the ink liquid that can suppress blistering of the coating layer caused by the gas generated by the reaction between the aggregating treatment liquid and the component contained in the coating layer, and the highest layer reachable temperature of the coating layer Control means that can be preset for each type of image forming paper,
The control means controls the heating amount of the drying device and the droplet ejection amount of the ink droplet ejection device based on the preset maximum layer temperature of the coat layer and the droplet ejection amount of the ink liquid , An image forming apparatus , wherein a layer maximum temperature T [unit: ° C] of the coat layer that is heated and dried by a drying device is 80 ≦ T ≦ 100 .
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