JP6124037B2 - インクジェット記録装置および画像形成方法 - Google Patents
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Description
態様または適用例として実現することができる。
本発明にかかるインクジェット記録装置の一態様は、
第1方向に移動されるとともに、光硬化型インク組成物の液滴をノズル孔から吐出して記録媒体に前記液滴を付着させるヘッドと、
前記ヘッドとともに移動され、前記ヘッドの前記第1方向の両端側にそれぞれ配置され、前記記録媒体に付着された液滴に光を照射する光源と、
を備え、
前記光源は、前記第1方向に交差する第2方向の一方側の端に位置する前記ノズル孔よりも、前記第2方向の一方側に突出して配置された突出部を有し、
前記ヘッドを移動させた後、前記記録媒体を前記第2方向の一方側へ単位距離だけ移動させ、その後、前記ヘッドを前記第1方向の反対の向きに移動させる動作を行うことを特徴とする。
適用例1において、
前記突出部の前記第2方向の大きさは、前記記録媒体の前記第2方向の前記単位距離よりも大きくすることができる。
適用例1または適用例2において、
前記光源は、発光波長が365nm以上410nm以下の発光素子であることができる。
本発明にかかる画像形成方法の一態様は、
適用例1ないし適用例3のいずれか一例に記載されたインクジェット記録装置を用いて、前記記録媒体に光硬化型インク組成物によって画像を形成する画像形成方法であって、
前記光硬化型インク組成物は、前記記録媒体に付着された後、1回目の前記光源の光の照射によって10%以上20%未満の硬化率まで硬化され、2回目の前記光源の光の照射によって20%以上40%未満の硬化率まで硬化されることを特徴とする。
される。これにより、光硬化型インク組成物によって形成される画像の混色を抑制しつつ、精細度および光沢度が良好な画像を形成することができる。
適用例4において、
前記1回目の前記光源の光の照射および前記2回目の前記光源の光の照射の間の時間間隔は、1秒以上10秒以下であることができる。
図1は、本発明にかかるインクジェット記録装置の一実施形態であるインクジェット記録装置100を模式的に示す斜視図である。図2は、本実施形態のヘッド10および光源20の側面を模式的に示す図である。図3は、本実施形態のヘッド10および光源20の下面を模式的に示す図である。
本実施形態にかかるインクジェット記録ヘッド10は、第1方向に移動されるとともに、光硬化型インク組成物の液滴をノズル孔から吐出して記録媒体に前記液滴を付着させることができる。本明細書では、インクジェット記録ヘッド10のことを単にヘッド10と称することがある。
ッドを備えたものと、積層型のインクジェット記録ヘッドを備えたものに分類することができる。薄膜型のインクジェット記録ヘッドは、いわゆるユニモルフ型の圧電アクチュエーターを含み、当該圧電アクチュエーターの変位によって、インク組成物をノズルから吐出させる態様のものである。一方、積層型のインクジェット記録ヘッドは、積層型の圧電素子のd31モードの駆動により、ノズルに連通する圧力室の壁を押してノズルから吐出させる態様のものである。後者のインクジェット記録ヘッドは、圧電素子が圧力室の壁を押すことから、縦モードのインクジェット記録ヘッドとも称される。
本実施形態のインクジェット記録装置100は、第1光源20を備える。
1.3.1.補助光源
インクジェット記録装置100は、光源20の他に必要に応じて、補助光源を有してもよい。このような補助光源の一例としては、上述のヘッド10とともに移動し、ヘッド10の、記録媒体Pの走査方向SSの一方の端に配置されるものを挙げることができる。
本実施形態のインクジェット記録装置100は、以下の構成を有することができる。
本実施形態のインクジェット記録装置100は、ヘッド10および記録媒体Pは、以下のように動作することができる。
該液滴を通過することにより、この移動方向の前方に配置された光源20(1回目のピニングに用いられた側の光源20)によって、2回目のピニングを受け、さらに、この移動方向の後方に配置された光源20によって、3回目のピニングを受ける。
光源20によるピニングの程度は、液滴中の光硬化型インク組成物の転化率(硬化率)、すなわち、液滴全体の組成物に対する硬化された組成物の割合によって表現することができ、例えば、転化率(硬化率)で表現する場合、1回目のピニングでは、10%以上20%未満であることが好ましい。光源20による1回目のピニングは、光硬化型インク組成物の液滴が、大幅に濡れ広がることや、顕著に混色することを抑制するために行われ、これらの現象を完全に抑えるものではない。
様に、光硬化型インク組成物の液滴が、大幅に濡れ広がることや、顕著に混色することを抑制するために行われるが、これらの現象を完全に抑えるものであってもよい。
本実施形態のインクジェット記録装置100のヘッド10によって吐出される光硬化型インク組成物としては、例えば、少なくとも、重合性化合物と、光重合開始剤とを含有するものが挙げられる。
本実施形態の光硬化型インク組成物は、重合性化合物を含有する。このような重合性化合物としては、光カチオン重合性および光ラジカル重合性の少なくとも一方を有するものが挙げられる。光硬化型インク組成物に含有される重合性化合物は、一分子内に光カチオン重合性の官能基と光ラジカル重合性の官能基を有してもよい。重合性化合物は、単量体であるモノマーと二量体から数量体もしくは分子量が数千程度までのオリゴマーを含む。それらの含有量は、インクジェット用インクとして使用可能な粘度範囲になるように調整される。
。N−ビニル化合物の具体例としては、例えば、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロール、N−ビニルアセトアミド、N
−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、およびそれらの誘導体が挙げられ、これらの化合物の中でも特にN−ビニルカプロラクタムが好ましい。
本実施形態の光硬化型インク組成物は、光重合開始剤を含有する。光重合開始剤としては、光によって、重合性化合物の重合を引き起こす活性種を生じる物質を挙げることができる。
4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル]−2
−メチル−プロパン−1−オン)、IRGACURE 907(2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン)、IRGACURE 369(2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1)、IRGACURE 379(2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン)、DAROCUR TPO(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)、IRGACURE 819(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)、IRGACURE 784(ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム)、IRGACURE OXE 01(1.2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)])、IRGACURE OXE 02(エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム))、IRGACURE 754(オキシフェニル酢酸、2−[2−オキソ−2−フェニルアセトキシ
エトキシ]エチルエステルとオキシフェニル酢酸、2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチ
ルエステルの混合物)(以上、チバ・ジャパン社(Ciba Japan K.K.)製)、DETX
−S(2,4−ジエチルチオキサントン)(日本化薬社(Nippon Kayaku Co., Ltd.
)製)、Lucirin TPO、LR8893、LR8970(以上、BASF社製)、及びユベクリルP36(UCB社製)が挙げられる。
1.6.3.1.色材および分散剤
本実施形態の光硬化型インク組成物は、色材および分散剤を含有することができる。
Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color Black S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、又はSpecial Black 4等を挙げることができる。
C.I.Pigment Yellow 16, C.I.Pigment Yellow 17, C.I.Pigment Yellow 24, C.I.Pigment Yellow 34, C.I.Pigment Yellow 35, C.I.Pigment Yellow 37, C.I.Pigment Yellow 53, C.I.Pigment Yellow 55, C.I.Pigment Yellow 65, C.I.Pigment Yellow 73, C.I.Pigment Yellow 74, C.I.Pigment Yellow 75, C.I.Pigment Yellow
81, C.I.Pigment Yellow 83, C.I.Pigment Yellow 93, C.I.Pigment Yellow 94,
C.I.Pigment Yellow 95, C.I.Pigment Yellow 97, C.I.Pigment Yellow 98, C.I.Pigment Yellow 99, C.I.Pigment Yellow 108, C.I.Pigment Yellow 109, C .I.Pigment Yellow 110, C.I.Pigment Yellow 113, C.I.Pigment Yellow 114, C.I.Pigment Yellow 117, C.I.Pigment Yellow 120, C.I.Pigment Yellow 124, C.I.Pigment Yellow 128, C.I.Pigment Yellow 129, C.I.Pigment Yellow 133, C.I.Pigment Yellow 138, C.I.Pigment Yellow 139, C.I.Pigment Yellow 147, C.I.Pigment Yellow 151, C.I.Pigment Yellow 153, C.I.Pigment Yellow 154, C.I.Pigment Yellow 167, C.I.Pigment Yellow 172, C.I.Pigment Yellow 180等が挙げられる。
Red 14, C.I.Pigment Red 15, C.I.Pigment Red 16, C.I.Pigment Red 17,
C.I.Pigment Red 18, C.I.Pigment Red 19, C.I.Pigment Red 21, C.I.Pigment Red 22, C.I.Pigment Red 23, C.I.Pigment Red 30, C.I.Pigment Red 31, C.I.Pigment Red 32, C.I.Pigment Red 37, C.I.Pigment Red 38, C.I.Pigment Red 40, C.I.Pigment Red 41, C.I.Pigment Red 42, C.I.Pigment Red 48(Ca), C.I.Pigment Red 48(Mn), C.I.Pigment Red 57(Ca),C.I.Pigment Red 57:1, C.I.Pigment Red 88, C.I.Pigment Red 112, C.I.Pigment Red 114, C.I.Pigment Red 122, C.I.Pigment Red 123, C.I.Pigment Red 144, C.I.Pigment
Red 146, C.I.Pigment Red 149, C.I.Pigment Red 150, C.I.Pigment Red 166, C.I.Pigment Red 168, C.I.Pigment Red 170, C.I.Pigment Red 171, C.I.Pigment Red 175, C.I.Pigment Red 176,C.I.Pigment Red 177, C.I.Pigment Red 178, C.I.Pigment Red 179, C.I.Pigment Red 184, C.I.Pigment Red 185, C.I.Pigment Red 187, C.I.Pigment Red 202, C.I.Pigment Red 209, C.I.Pigment Red 219, C.I.Pigment Red 224, C.I.Pigment Red 245, 又はC.I.Pigment Violet 19, C.I.Pigment Violet 23, C.I.Pigment Violet 32, C.I.Pigment Violet 33, C.I.Pigment Violet 36, C.I.Pigment Violet 38, C.I.Pigment Violet 43, C.I.Pigment Violet 50等が挙げられる。
Green 7, C.I.Pigment Green 10, C.I.Pigment Brawn 3, C.I.Pigment Brawn
5, C.I.Pigment Brawn 25, C.I.Pigment Brawn 26, C.I.Pigment Orange 1, C.I.Pigment Orange 2, C.I.Pigment Orange 5, C.I.Pigment Orange 7, C.I.Pigment Orange 13, C.I.Pigment Orange 14, C.I.Pigment Orange 15, C.I.Pigment
Orange 16, C.I.Pigment Orange 24, C.I.Pigment Orange 34, C.I.Pigment Orange 36, C.I.Pigment Orange 38, C.I.Pigment Orange 40, C.I.Pigment Orange 43, C.I.Pigment Orange 63, 等が挙げられる。
本実施形態の光ラジカル重合性化合物からなる光硬化型インク組成物には重合促進剤を含有させても良い。光ラジカル重合の場合には、重合促進剤としては、特に限定されないが、Darocur EHA、EDB(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、EBECRYL 7100(ダイセル・サイテック社製)等が挙げられる。
られる。
本実施形態の光硬化型インク組成物は、少なくとも上記重合性化合物および上記重合開始剤を含有する。そのため光硬化型インク組成物は、光源20の光を照射することにより硬化されることができる。
本実施形態のインクジェット記録装置100によれば、ヘッド10の第1方向の両側に配置された光源20を備えることにより、光硬化型インク組成物に対して、少なくとも2回の予備硬化(ピニング)を行うことができる。そのため、記録媒体に形成される画像の混色、精細度および光沢を容易に制御することができる。これのより、例えば、光硬化型インク組成物を用いて、混色が少なく、精細度および光沢度が良好な画像を、記録媒体に対して形成することができる。また、本実施形態のインクジェット記録装置100によれば、光源20が突出部20Aを有して配置されるため、上記2回以上のピニングを確実に行うことができる。
本実施形態の画像形成方法は、上述のインクジェット記録装置100を用いて、上述の光硬化型インク組成物を吐出させ、記録媒体に付着させることを含む。以下では、インクジェット記録装置100を用いて、記録媒体P上に光硬化型インク組成物を吐出し、記録
媒体P上に付着させてドット群を形成する画像形成方法の一例を示す。
本工程は、インクジェット記録装置100のヘッド10から、光硬化型インク組成物を液滴として吐出させ、当該液滴を記録媒体P上に付着させる工程である。
2.2.1.第1ピニング工程
本工程は、光を光源20によって、記録媒体Pに付着された液滴に照射する工程である。以下では、図2に示す、ヘッド10の走査方向MSの矢印Aの方向に、ヘッド10が移動する場合を例にとって、本工程を説明する。
本工程は、光を光源20によって、記録媒体Pに付着された液滴に照射する工程である。以下では、図2に示す、ヘッド10の走査方向MSの矢印Bの方向に、ヘッド10が移動する場合を例にとって、本工程を説明する。
組成物の硬化率として、第1ピニング工程の硬化率を含めて、20%以上40%未満となるようにする。このようにすれば、例えば、記録媒体P上における液滴Iを、所望の形状としたり、複数の液滴Iがある場合には、それらの混色を所望の程度にすることができる。また、第2ピニング工程によるピニングの程度は、転化率で20%以上35%未満であることがより好ましく、20%以上30%未満であることがさらに好ましい。
以下、いくつかの実験例を示し、本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
各実験例に共通する光硬化型インク組成物のセットを調製した。
各実験例の評価試料は、インクジェット記録装置として、インクジェットプリンターPX−G920(セイコーエプソン株式会社製)を改造したものを用いて作成した。該プリンターの各色のインクカートリッジに、上述の光硬化型インク組成物のセットを導入した。該プリンターは、改造された結果、波長395nmのLEDで構成された光源が上記実施形態で説明したと同様に、ヘッドの走査方向の両側に設けられ、記録媒体Pの移動の単位距離よりも大きい第2方向の大きさを有する突出部を備えている。各実験例において、ヘッドのノズル孔の列の長さは、2.54cmとし、ノズル孔の列にはノズル孔がヘッドの移動方向と直交する方向に並び、ノズル孔の列におけるノズル数は180個とし、ノズル孔の列におけるノズル密度(ヘッドの移動方向と直交する方向の単位距離当たりのノズル数)は(180/2.54)/cmとし、記録媒体の移動方向における突出部の長さは10mmとし、記録媒体の移動の単位距離は、約6.35mmとし、移動方向の記録密度(記録媒体の移動方向の単位距離当たりに付着が可能な液滴の数)はノズル密度の4倍とした。
各実験例の試料は、記録媒体として、A4サイズにカットした塩化ビニルシートを用い、これに、表1に示す硬化率となるように、各光源の光量を設定して作製した。
得られた各実験例の試料につき、カラーブリード、線幅、および光沢を評価した。
表1をみると、各実験例において、第1照射および第2照射における硬化率を変化させることにより、カラーブリード、線幅、および光沢を有意に変化させることが可能であることが判明した。すなわち、実験例で使用したインクジェット記録装置を用いれば、記録媒体に付着される光硬化型インク組成物の液滴の濡れ広がり方、および表面形状を広い範囲で変化させることができることが判明した。
Claims (8)
- 第1方向に移動されるとともに、光硬化型インク組成物の液滴をノズル孔から吐出して記録媒体に前記液滴を付着させるヘッドと、
前記ヘッドとともに移動され、前記ヘッドの前記第1方向の両端側にそれぞれ配置され、前記記録媒体に付着された液滴に光を照射する光源と、
前記第1方向に交差する第2方向の一方側の端に位置する前記ノズル孔よりも、前記第2方向の一方側に突出して配置された光源の突出部と、を備え、
前記ヘッドを移動させた後、前記記録媒体を前記第2方向の一方側へ単位距離だけ移動させ、その後、前記ヘッドを前記第1方向の反対の向きに移動させる動作を行うインクジェット記録装置を用いて、前記記録媒体に光硬化型インク組成物によって画像を形成する画像形成方法であって、
前記光源は、発光波長が365nm以上410nm以下の紫外線発光ダイオードであり、
前記光硬化型インク組成物が、重合性化合物を含有し、
前記光硬化型インク組成物が、光重合開始剤としてアシルフォスフィンオキサイドを、インク組成物全体に対して3質量%以上15質量%以下含有し、
1回目の前記光源の光の照射および2回目の光の照射の間の時間間隔は、1秒以上10秒以下であり、
前記1回目の光の照射および前記2回目の光の照射により、それぞれ、前記光硬化型インク組成物の予備硬化を行い、
前記2回目の光の照射の後にさらに1回以上の光の照射を行い、前記光硬化型インク組成物の本硬化を行い、
硬化に用いられる最終的な光の照射量が50mJ/cm 2 以上15,000mJ/cm 2 以下であり、
前記光硬化型インク組成物が、光重合開始剤としてチオキサントンを、前記アシルフォスフィンオキサイドとの合計で、インク組成物全体に対して15質量%以下含有する、画像形成方法。 - 前記突出部の前記第2方向の大きさは、前記記録媒体の前記第2方向の前記単位距離よりも大きい、請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記光硬化型インク組成物が、前記重合性化合物をインク組成物全体に対して10質量%以上95質量%以下含有する、請求項1または請求項2に記載の画像形成方法。
- 前記光硬化型インク組成物は、非水系インク組成物である、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記光硬化型インク組成物が、前記重合性化合物としてN−ビニルカプロラクタムを含有する、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記光硬化型インク組成物が、前記重合性化合物として単官能(メタ)アクリレートを含有する、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記2回目の照射の後、前記記録媒体を前記第2方向の一方側へ単位距離移動させた後、ヘッドを第1方向に移動させる動作により前記さらに照射を行う、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の画像形成方法により記録を行うインクジェット記録装置であって、当該画像形成方法で用いられるものである前記インクジェット記録装置である、インクジェット記録装置。
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