JP6840552B2 - インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
さらに、転写体上の画像に含まれる液体成分を除去する手段として、熱エネルギーを用いずに、ローラ状の多孔質体をインク画像と接触させてインク画像から液体成分を吸収して除去する方法が提案されている(特許文献1)。また、特許文献1には、インク中の溶媒不溶成分(色材等)を凝集させる機能を有する液体を、付与ローラにて転写体上に付与し、その後インクを付与する構成も示されている。
転写体の表面に第一の液体と色材とを含むインクを用いて第一の画像を形成する工程と、
前記第一の画像に多孔質体を有する液吸収部材を接触させて、前記多孔質体に前記第一の画像から前記第一の液体の少なくとも一部を吸収して第二の画像を形成する液吸収工程と、
最終画像を形成するための記録媒体に前記第二の画像を転写する工程と、
前記転写が行われた後の前記転写体の表面をクリーニングする工程と、
を有するインクジェット記録方法であって、
前記第一の画像を形成する工程は、
前記インクの成分を凝集させる成分を含む反応液を前記転写体上に付与する工程と、
前記インクを前記転写体上に付与する工程と、を有し、
前記インクジェット記録方法は、前記液吸収工程の前に、少なくとも前記反応液が付与され、前記インクが付与されない非インク画像領域のみに対し、色材を含有せず、かつ、少なくとも水溶性樹脂と水溶性有機溶媒を含有し、前記転写体から前記記録媒体への前記第二の画像の転写性を向上させる成分を含む処理液を付与する工程を有し、前記処理液を付与して得られる前記反応液と前記処理液との混合物は、前記反応液よりも粘稠されていることを特徴とするインクジェット記録方法が提供される。
転写体の表面に第一の液体と色材とを含むインクを用いて第一の画像を形成する画像形成ユニットと、
前記第一の画像と接触し、前記第一の画像から前記第一の液体の少なくとも一部を吸収して第二の画像を形成する多孔質体を有する液吸収部材と、
前記第二の画像を、最終画像を形成すべき記録媒体上に転写する転写用の押圧部材を備えた転写ユニットと、
前記転写が行われた後の前記転写体の表面をクリーニングする転写体クリーニング部材と、
を備えるインクジェット記録装置であって、
前記画像形成ユニットは、
前記インクの成分を凝集させる成分を含む反応液を前記転写体上に付与する装置と、
前記インクを前記転写体上に付与する装置と、を含み、
前記インクジェット記録装置は、前記第一の画像と前記液吸収部材とが接触する前に、少なくとも前記反応液が付与され、前記インクが付与されない非インク画像領域のみに、色材を含有せず、かつ、少なくとも水溶性樹脂と水溶性有機溶媒を含有し、前記転写体から前記記録媒体への前記第二の画像の転写性を向上させる成分を含む処理液を付与する機構を備え、前記反応液と前記処理液の混合物は、前記反応液よりも粘稠されていることを特徴とするインクジェット記録装置が提供される。
本発明のインクジェット記録装置は、被記録体上に第一の液体と色材とを含む第一の画像を形成する画像形成ユニットと、前記第一の画像と接触し、前記第一の画像から前記第一の液体の少なくとも一部を吸収する多孔質体を有する液吸収部材とを備える。多孔質体を有する液吸収部材を被記録体上の第一の液体と色材とを含む第一の画像と接触させることで、第一の画像から第一の液体の少なくとも一部が除去される。この結果、紙などの記録媒体が第一の画像中の第一の液体を過剰に吸収することによるカールや、コックリングが抑制される。
反応液付与装置は、反応液を被記録体上に付与できるいかなる装置であってもよく、従来知られている各種装置を適宜用いることができる。具体的には、グラビアオフセットローラ、インクジェットヘッド、ダイコーティング装置(ダイコータ)、ブレードコーティング装置(ブレードコータ)などが挙げられる。反応液付与装置による反応液の付与は、被記録体上でインクと混合(反応)することができれば、インクの付与前に行っても、インクの付与後に行ってもよい。好ましくは、インクの付与前に反応液を付与する。反応液をインクの付与前に付与することによって、インクジェット方式による画像記録時に、隣接して付与されたインク同士が混ざり合うブリーディングや、先に着弾したインクが後に着弾したインクに引き寄せられてしまうビーディングを抑制することもできる。
反応液は、インクを高粘度化する成分(インク高粘度化成分)を含有する。ここで、インクの高粘度化とは、インクを構成している成分である色材や樹脂等がインク高粘度化成分と接触することによって化学的に反応し、あるいは物理的に吸着し、これによってインク全体の粘度の上昇が認められることである。このインクの高粘度化には、インク粘度の上昇が認められる場合のみならず、色材や樹脂などのインクを構成する成分の一部が凝集することにより局所的に粘度の上昇を生じる場合も含まれる。このインク高粘度化成分は、被記録体上でのインク及び/又はインクを構成している成分の一部の流動性を低下せしめて、第一の画像形成時のブリーディングや、ビーディングを抑制する効果がある。本発明において、インクを高粘度化することを「インクを粘稠する」とも称する。このようなインク高粘度化成分として、多価の金属イオン、有機酸、カチオンポリマー、多孔質性微粒子などの公知のものを用いることができる。中でも、特に多価の金属イオン及び有機酸が好適である。また、複数の種類のインク高粘度化成分を含有させることも好適である。尚、反応液中のインク高粘度化成分の含有量は、反応液全質量に対して5質量%以上であることが好ましい。
また有機酸としては、例えば、シュウ酸、ポリアクリル酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、レブリン酸、コハク酸、グルタル酸、グルタミン酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、オキシコハク酸、ジオキシコハク酸等が挙げられる。
インクを付与するインク付与装置として、インクジェットヘッドを用いる。インクジェットヘッドとしては、例えば電気−熱変換体によりインクに膜沸騰を生じさせ気泡を形成することでインクを吐出する形態、電気−機械変換体によってインクを吐出する形態、静電気を利用してインクを吐出する形態等が挙げられる。本発明では、公知のインクジェットヘッドを用いることができる。中でも特に高速で高密度の印刷の観点からは、電気−熱変換体を利用したものが好適に用いられる。描画は画像信号を受け、各位置に必要な量のインクを付与することにより行われる。
本発明に適用されるインクの各成分について説明する。
本発明に適用されるインクに含有される色材は、顔料を含むことが好ましい。例えば、色材として、顔料又は染料と顔料との混合物を用いることが好ましい。色材として用いることができる顔料の種類は特に限定されない。顔料の具体例としては、カーボンブラックなどの無機顔料;アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、イソインドリノン系、イミダゾロン系、ジケトピロロピロール系、ジオキサジン系などの有機顔料を挙げることができる。これらの顔料は、必要に応じて1種又は2種以上を用いることができる。
インク中の顔料の含有量は、インク全質量に対し0.5質量%以上15.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上10.0質量%以下であることがより好ましい。
顔料を分散させる分散剤としては、インクジェット用インクに用いられる公知の分散剤を使用することができる。中でも本発明の態様においては、構造中に親水性部と疎水性部とを併せ持つ水溶性の分散剤を用いることが好ましい。特に、少なくとも親水性のモノマーと疎水性のモノマーとを含んで共重合させた樹脂からなる顔料分散剤が好ましく用いられる。ここで用いられる各モノマーについては特に制限はなく、公知のものが好適に用いられる。具体的には、疎水性モノマーとしては、スチレン及びその他のスチレン誘導体、アルキル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。また親水性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等が挙げられる。
また分散剤を用いず、顔料自体を表面改質して分散可能としたいわゆる自己分散顔料を用いることも本発明においては好適である。
本発明に適用されるインクは、色材を有しない各種微粒子を含有させた状態で用いることができる。中でも樹脂微粒子は画像品位や定着性の向上に効果がある場合があり好適である。本発明に用いることのできる樹脂微粒子の材質としては、特に限定されず公知の樹脂を適宜用いることができる。具体的には、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリ尿素、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アクリル酸及びその塩、ポリ(メタ)アクリル酸アルキル、ポリジエン等の単独重合物、または、これらの単独重合物を生成するためのモノマーを複数組み合わせて重合した共重合物が挙げられる。該樹脂の重量平均分子量(Mw)は、1,000以上2,000,000以下の範囲が好適である。またインク中における樹脂微粒子の量は、インク全質量に対して1質量%以上50質量%以下が好ましく、より好ましくは2質量%以上40質量%以下である。
本発明では、反応液またはインクのいずれかに活性エネルギー線で硬化する成分を含有させることが好ましい。活性エネルギー線で硬化する成分を液吸収工程前に硬化させることで、液吸収部材への色材付着が抑制される場合がある。
本発明に用いる活性エネルギー線の照射により硬化する成分としては、活性エネルギー線の照射により硬化し照射前より不溶性となる成分を用いる。例としては一般的な紫外線硬化樹脂を用いることができる。紫外線硬化性樹脂は水に溶けないものが多いが、本発明に好適に用いられる水系インクに適応できる材料としては、その構造に紫外線で硬化可能なエチレン性不飽和結合を少なくとも有し、かつ親水性の結合基を有することが好ましい。親水性の結合基としては例えば、水酸基、カルボキシル基、燐酸基、スルホン酸基およびこれらの塩、エーテル結合、アミド結合などが挙げられる。また、本発明に用いられる該硬化する成分は親水性のものが好ましい。また、活性エネルギー線としては、紫外線、赤外線、電子線などが挙げられる。
さらに、本発明では、反応液またはインクのいずれかに重合開始剤を含むことが好ましい。本発明に用いられる重合開始剤は、活性エネルギー線によってラジカルを生成する化合物であればいずれのものでもよい。
さらに、反応速度を向上させるために光の吸収波長を広げる役割を有する増感剤を併用することも極めて好ましい形態の一つである。
本発明において用いることのできるインクは界面活性剤を含んでいてもよい。界面活性剤としては、具体的には、アセチレングリコールエチレンオキシド付加物(商品名:アセチレノールE100、川研ファインケミカル株式会社製)等が挙げられる。インク中の界面活性剤の量は、インク全質量に対して0.01質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。
本発明において用いるインクは、溶剤として水及び/または水溶性有機溶剤を含むことができる。水は、イオン交換等により脱イオンした水であることが好ましい。また、インク中の水の含有量は、インク全質量に対して30質量%以上97質量%以下であることが好ましく、インク全質量に対して50質量%以上95質量%以下であることがより好ましい。
また、インク中の水溶性有機溶剤の含有量は、インク全質量に対して3質量%以上70質量%以下であることが好ましい。
本発明に用いることのできるインクは上記成分以外にも必要に応じて、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、水溶性樹脂及びその中和剤、粘度調整剤など種々の添加剤を含有してもよい。
本発明は、少なくとも第一の液体組成物(反応液)が付与され、第二の液体組成物(インク)が付与されない領域(非インク画像領域)、すなわち第一の液体組成物(反応液)のみが付与される領域に対し、第三の液体組成物(処理液)を付与することを特徴とする。なお、非インク画像領域とは、画像の縁部も含め、インクが付与されない領域を意味する。本発明に用いる処理液は、色材を含有せず、かつ、少なくとも水溶性樹脂と水溶性有機溶媒を含む。その他の成分としては、インクに用いられる色材以外の各種材料を使用することができる。水溶性樹脂と水溶性有機溶媒を含んでいれば、上記インクから色材を除いた、いわゆるクリアインクを用いることもできる。なお、処理液を付与して得られる第一の液体組成物と処理液との混合物は、第一の液体組成物よりも粘稠されている。
水溶性樹脂は、親水性部位と疎水性部位の両方を有することが好ましい。具体的には、アクリル酸やメタクリル酸などカルボキシル基を有するモノマーを用いて重合したアクリル樹脂;ジメチロールプロピオン酸などアニオン性基を有するジオールを用いて重合したウレタン樹脂などが挙げられる。処理液中の水溶性樹脂の含有量は、処理液全質量に対して0.5質量%以上15質量%以下であることが好ましく、1質量%以上5質量%以下であることがより好ましい。
また、水溶性樹脂の酸価は、50mgKOH/g以上300mgKOH/g以下であることが好ましい。さらに、水溶性樹脂のゲル浸透クロマトグラフ分析(GPC)により得られるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、1,000以上30,000以下であることが好ましい。
水溶性有機溶媒の種類は特に限定されず、公知の有機溶剤をいずれも用いることができる。具体的には、グリセリン、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、2−ピロリドン、エタノール、メタノール等が挙げられる。また、処理液中の水溶性有機溶媒の含有量は、処理液全質量に対して3質量%以上70質量%以下であることが好ましく、5質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
本発明は、転写体上の、高粘度化インクで形成された第一の画像から、第一の液体の少なくとも一部を、多孔質体を有する液吸収部材と接触させることで吸収し、第一の画像中の液体成分の含有量を減少させ、第二の画像を形成する液吸収工程を有する。液吸収部材の第一の画像との接触面を第一の面とし、第一の面に多孔質体が配置される。このような多孔質体を有する液吸収部材は、被記録体の移動に連動して移動し、第一の画像と接触した後、所定の周期で別の第一の画像に再接触する循環して液吸収が可能な形状を有するものが好ましい。例えば、無端ベルト状やドラム状などの形状が挙げられる。液吸収部材によって画像から液体成分を除去することで、画像に含まれる残存液体成分に起因する紙などの記録媒体に画像が転写された後のカールや、コックリングや、重ねた紙への裏移り等の画像乱れを抑制することができる。
本発明においては、液吸収工程を行う前に、非インク画像領域に処理液を付与しているため、液吸収部材への反応液付着が抑制される。その結果、液吸収部材を繰り返し使用した場合においても、画像から安定的に液体分を吸収することができる。
以下に、多孔質体及びその多孔質体の製造方法について説明する。なお、本発明において、多孔質体は多数の孔を有する材料であればよく、例えば、繊維同士が交差することによって形成される孔を多数有する材料も本発明における多孔質体に含まれる。
本発明に係る液吸収部材の多孔質体は、第一面側の平均孔径が、第一面と対向する第二面側の平均孔径よりも小さいものを使用することが好ましい。多孔質体へのインク色材付着を抑制するため、多孔質体の孔径は小さいことが好ましく、少なくとも画像と接触する第一面側の多孔質体の平均孔径は、10μm以下であることが好ましい。なお、本発明において、平均孔径とは、第一面または第二面の表面での平均直径のことを示し、公知の手段、例えば水銀圧入法や、窒素吸着法、SEM画像観察等で測定可能である。
本発明において、第一の層の材料は特に限定されることはなく、水に対する接触角が90°未満の親水性材料と、水に対する接触角が90°以上の撥水性の材料のいずれも使用することができる。親水性材料の場合、水に対する接触角60°以下であることがより好ましい。親水性材料の場合、毛管力により液体を吸い上げる効果がある。
親水性材料としては、セルロースやポリアクリルアミドなどの単一素材、またはこれらの複合材料などから好ましく選択される。また、下記の撥水性材料の表面を親水化処理して用いることもできる。親水化処理としては、スパッタエッチング法、放射線やH2Oイオン照射、エキシマ(紫外線)レーザー光照射などの方法が挙げられる。
本発明において、第二の層は通気性を有する層であることが好ましい。このような層は樹脂繊維の不織布でもよいし、織布でもよい。第二の層の材料としては、特に限定されないが、第一の層側へ吸収した液体が逆流しないように、第一の層に対して第一の液体との接触角が同等かそれよりも低い材料であることが好ましい。具体的には、ポリオレフィン(ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)など)、ポリウレタン、ナイロンなどのポリアミド、ポリエステル(ポリエチレンテレフタラート(PET)など)、ポリスルフォン(PSF)などの単一素材、またはこれらの複合材料などから好ましく選択される。また、第二の層は第一の層よりも孔径の大きな層であることが好ましい。
本発明において、多層構造の多孔質体は3層以上の構成であってもよく、限定されない。三層目(第三の層ともいう)以降の層としては、剛性の観点から不織布が好ましい。材料としては第二の層と同様なものが用いられる。
液吸収部材は、上記の積層構造の多孔質体以外に、液吸収部材の側面を補強する補強部材を有してもよい。また、長尺のシート形状の多孔質体の長手方向端部を繋いでベルト状の部材とする際の接合部材を有してもよい。このような材料としては非孔質のテープ材などを用いることができ、画像と接触しない位置あるいは周期に配置すればよい。
第一の層と第二の層を積層して多孔質体を形成する方法は、特に限定されることはない。重ね合わせるだけでもよいし、接着剤ラミネートまたは熱ラミネートなどの方法を用いて互いに接着してもよい。通気性の観点から、本発明においては熱ラミネートが好ましい。また、例えば、加熱により、第一の層または第二の層の一部を溶融させて接着積層してもよい。また、ホットメルトパウダーのような融着材を第一の層と第二の層の間に介在させて加熱により互いに接着積層してもよい。第三の層以上を積層する場合は、一度に積層させてもよいし、順次積層させてもよく、積層順に関しては適宜選択される。加熱工程では、加熱されたローラで多孔質体を挟み込んで加圧しながら、多孔質体を加熱するラミネート法が好ましい。
画像から液吸収部材に吸収された液体成分は、公知の手段により液吸収部材から除去することが可能である。例としては、加熱による方法、低湿空気を送風する方法、減圧する方法、多孔質体を絞る方法等が挙げられる。
本発明のインクジェット記録装置としては、被記録体としての転写体上に第一の画像を形成し、液吸収部材による第一の液体吸収後の第二の画像を記録媒体へ転写するインクジェット記録装置と、被記録体としての記録媒体上に第一の画像を形成するインクジェット記録装置とが挙げられる。なお、本発明において、前者のインクジェット記録装置を、以下便宜的に転写型インクジェット記録装置と称し、後者のインクジェット記録装置を、以下便宜的に直接描画型インクジェット記録装置と称する。
以下にそれぞれのインクジェット記録装置について説明する。
図1は、本実施形態の転写型インクジェット記録装置の概略構成の一例を示す模式図である。
転写型インクジェット記録装置100は、第一の画像と、前記第一の画像から第一の液体の少なくとも一部を吸収した第二の画像を一時的に保持する転写体101を備えている。また、転写型インクジェット記録装置100は、前記第二の画像を、画像を形成すべき記録媒体108、すなわち目的とする用途に応じた最終画像を形成するための記録媒体上に転写する転写用の押圧部材106を備えた転写ユニットを含む。
そして、第一の画像から液体成分が除去された後の第二の画像は、転写体101の移動により、記録媒体搬送装置107によって搬送される記録媒体108と接触する転写部に移動される。液体成分が除去された後の第二の画像が記録媒体108と接触している間に、押圧部材106が記録媒体108を押圧することによって、記録媒体108上にインク像が形成される。記録媒体108上に転写された転写後のインク像は、第二の画像の反転画像である。以降の説明では、上述した第一の画像(液除去前インク像)、第二の画像(液除去後インク像)とは別に、この転写後のインク像を第三の画像ということがある。
したがって、以上では、第一の画像から液体成分を除去すると表現して説明しているが、第一の画像のみから液体成分を除去するという限定的な意味合いではなく、少なくとも転写体上の第一の画像から液体成分を除去していればよいという意味合いで用いている。例えば、第一の画像とともに第一の画像の外側領域に付与された反応液中の液体成分を除去することも可能である。なお、液体成分は、一定の形を持たず、流動性を有し、ほぼ一定の体積を有するものであれば、特に限定されるものではない。例えば、インクや反応液に含まれる水や有機溶媒等が液体成分として挙げられる。
また、上述したクリアインクが第一の画像に含まれている場合においても、液吸収処理によるインクの濃縮を行うことができる。例えば、転写体101上に付与された色材を含有するカラーインクの上にクリアインクが付与されると、第一の画像の表面には全面的にクリアインクが存在しているか、あるいは、第一の画像の表面の一箇所または複数箇所にクリアインクが部分的に存在し、他の箇所にはカラーインクが存在する。第一の画像において、カラーインク上にクリアインクが存在している箇所では、多孔質体が第一の画像の表面のクリアインクの液体成分を吸収し、クリアインクの液体成分が移動する。それに伴ってカラーインク中の液体成分が多孔質体側へ移動することで、カラーインク中の液体成分が吸収される。一方、第一の画像の表面にクリアインクの領域とカラーインクの領域が存在している箇所では、カラーインク及びクリアインクのそれぞれの液体成分が多孔質体側へ移動することで液体成分が吸収される。なお、このクリアインクには、転写体101から記録媒体108への画像の転写性を向上させるための成分を多く含ませておいてもよい。例えばカラーインクよりも加熱により記録媒体への粘着性が高くなる成分の含有率を高くしておくことが挙げられる。
転写体101は、画像形成面を含む表面層を有する。表面層の材料としては、樹脂、セラミック等各種材料を適宜用いることができるが、耐久性等の点で圧縮弾性率の高い材料が好ましい。具体的には、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、フッ素含有樹脂、加水分解性有機ケイ素化合物を縮合して得られる縮合物等が挙げられる。反応液の濡れ性、転写性等を向上させるために、表面処理を施して用いてもよい。表面処理としては、フレーム処理、コロナ処理、プラズマ処理、研磨処理、粗化処理、活性エネルギー線照射処理、オゾン処理、界面活性剤処理、シランカップリング処理などが挙げられる。これらを複数組み合わせてもよい。また、表面層に任意の表面形状を設けることもできる。
転写体101は、支持部材102上に支持されている。転写体の支持方法として、各種接着剤や両面テープを用いてもよい。または、転写体に金属、セラミック、樹脂等を材質とした設置用部材を取り付けることで、設置用部材を用いて転写体を支持部材102上に支持してもよい。
本実施形態のインクジェット記録装置は、転写体101に反応液を付与する反応液付与装置103を有する。図1の反応液付与装置103は、反応液を収容する反応液収容部103aと、反応液収容部103aにある反応液を転写体101上に付与する反応液付与部材103b、103cを有するグラビアオフセットローラの場合を示している。
本実施形態のインクジェット記録装置は、反応液を付与された転写体101にインクを付与するインク付与装置104を有する。反応液とインクとが混合されることで第一の画像が形成され、次の液吸収装置105にて第一の画像から液体成分が吸収される。
本実施形態において、液吸収装置105は、液吸収部材105a、および、液吸収部材105aを転写体101上の第一の画像に押し当てる液吸収用の押圧部材105bを有する。なお、液吸収部材105aおよび押圧部材105bの形状については特に制限がない。例えば、図1に示すように、押圧部材105bが円柱形状であり、液吸収部材105aがベルト形状であって、円柱形状の押圧部材105bでベルト形状の液吸収部材105aを転写体101に押し当てる構成であってもよい。また、押圧部材105bが円柱形状であり、液吸収部材105aが円柱形状の押圧部材105bの周面上に形成された円筒形状であって、円柱形状の押圧部材105bで円筒形状の液吸収部材105aを転写体に押し当てる構成であってもよい。
以下、液吸収装置105における、各種条件と構成について詳細に述べる。
本実施形態において、多孔質体を有する液吸収部材105aを第一の画像に接触させる前に、液吸収部材に湿潤液を付与する前処理装置(図1および2では不図示)によって前処理を施すことが好ましい。本発明に用いる湿潤液は、水及び水溶性有機溶剤を含有することが好ましい。水は、イオン交換等により脱イオンした水であることが好ましい。また、水溶性有機溶剤の種類は特に限定されず、エタノールやイソプロピルアルコール等の公知の有機溶剤のいずれも用いることができる。本発明に用いる液吸収部材の前処理において、多孔質体への湿潤液の付与方法は特に限定されないが、浸漬や液滴滴下が好ましい。また、この湿潤液の表面張力を調整する成分としては特に制限はないが、界面活性剤を用いることが好ましい。界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤の少なくとも1種を用いることが好ましく、フッ素系界面活性剤を用いることがより好ましい。また、湿潤液中の界面活性剤の含有量は、湿潤液全質量に対して0.2質量%以上であることが好ましく、0.4質量%以上がより好ましく、0.5質量%以上がさらに好ましい。また、湿潤液中の界面活性剤の含有量の上限は特に限定されないが、界面活性剤の湿潤液中における溶解性の観点から、湿潤液全質量に対して10質量%であることが好ましい。
転写体上の第一の画像を押圧する液吸収部材の圧力が2.9N/cm2(0.3kgf/cm2)以上であれば、第一の画像中の液体成分をより短時間に固液分離でき、第一の画像中から液体成分を除去できるため好ましい。尚、本明細書における液吸収部材の圧力とは、被記録体と液吸収部材との間のニップ圧を示しており、面圧分布測定器(商品名:I−SCAN、新田株式会社製)にて面圧測定を行い、加圧領域における加重を面積で割り、値を算出したものである。
第一の画像に液吸収部材105aを接触させる作用時間は、第一の画像中の色材が液吸収部材へ付着することをより抑制するために、50ms(ミリ秒)以内であることが好ましい。尚、本明細書における作用時間とは、上述した面圧測定における、被記録体の移動方向における圧力感知幅を、被記録体の移動速度で割って算出される。以降、この作用時間を液吸収ニップ時間と称する。
本実施形態においては、第二の画像と記録媒体搬送装置107によって搬送される記録媒体108とが接触している間に、転写用の押圧部材106が記録媒体108を押圧することによって、記録媒体108上にインク像が転写される。転写体101上の第一の画像に含まれる液体成分を除去した後の第二の画像を、記録媒体108へ転写することにより、カールや、コックリング等を抑制した記録画像を得ることが可能となる。
転写用の押圧部材106の形状については特に制限されないが、例えばローラ形状のものが挙げられる。
本実施形態において、記録媒体108は特に限定されず、公知の記録媒体をいずれも用いることができる。記録媒体としては、ロール状に巻回された長尺物、あるいは所定の寸法に裁断された枚葉のものが挙げられる。材質としては、紙、プラスチックフィルム、木板、段ボール、金属フィルムなどが挙げられる。
本実施形態における転写型インクジェット記録装置は、各装置を制御する制御システムを有する。図3は、図1に示す転写型インクジェット記録装置における、装置全体の制御システムを示すブロック図である。
401はプリンタ全体を制御するCPU、402は前記CPUの制御プログラムを格納するためのROM、403はプログラムを実行するためのRAMである。404はネットワークコントローラ、シリアルIFコントローラ、ヘッドデータ生成用コントローラ、モーターコントローラ等を内蔵した特定用途向けの集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)である。405は液吸収部材搬送モータ406を駆動するための液吸収部材搬送制御部であり、ASIC404からシリアルIFを介して、コマンド制御される。407は転写体駆動モータ408を駆動するための転写体駆動制御部であり、同様にASIC404からシリアルIFを介してコマンド制御される。409はヘッド制御部であり、インクジェットデバイス305の最終吐出データ生成、駆動電圧生成等を行う。
本発明における別の実施形態として、直接描画型インクジェット記録装置が挙げられる。直接描画型インクジェット記録装置において、被記録体は画像を形成すべき記録媒体、すなわち目的とする最終画像を形成すべき記録媒体である。
図2は、本実施形態における直接描画型インクジェット記録装置200の概略構成の一例を示す模式図である。直接描画型インクジェット記録装置は、前述した転写型インクジェット記録装置と比較し、転写体101、支持部材102、転写体クリーニング部材109を有さず、記録媒体208上で画像を形成する点以外は、転写型インクジェット記録装置と同様の部材を有する。したがって、記録媒体208に反応液を付与する反応液付与装置203、記録媒体208にインクを付与するインク付与装置204、および、記録媒体208上の第一の画像に接触する液吸収部材205aにより、第一の画像に含まれる液体成分を吸収する液吸収装置205は、転写型インクジェット記録装置と同様の構成を有しており、説明を省略する。
本実施形態の直接描画型インクジェット記録装置において、記録媒体搬送装置207は特に限定されず、公知の直接描画型インクジェット記録装置における搬送装置を用いることができる。例として、図2に示すように、記録媒体繰り出しローラ207a、記録媒体巻き取りローラ207b、記録媒体搬送ローラ207c、207d、207e、207fを有する記録媒体搬送装置が挙げられる。
本実施形態における直接描画型インクジェット記録装置は、各装置を制御する制御システムを有する。図2に示す直接描画型インクジェット記録装置における、装置全体の制御システムを示すブロック図は、図1に示す転写型インクジェット記録装置と同様に、図3に示す通りである。
<反応液の調製>
反応液付与装置103により付与される反応液としては、以下に示す組成を有する反応液を用いた。尚、イオン交換水の「残部」は、反応液を構成する全成分の合計が100.0質量部となる量を意味する(以下同様)。
・グルタル酸 21.0部
・グリセリン 5.0部
・界面活性剤(商品名:メガファックF444、DIC株式会社製) 5.0部
・イオン交換水 残部
カーボンブラック(商品名:モナク1100、キャボット製)10部、樹脂水溶液(スチレン−アクリル酸エチル−アクリル酸共重合体、酸価150、重量平均分子量(Mw)8,000、樹脂の含有量が20.0質量%の水溶液を水酸化カリウム水溶液で中和したもの)15部、及び純水75部を混合した。この混合物をバッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを200部充填し、水冷しながら、5時間分散処理を行った。得られた分散液を遠心分離して、粗大粒子を除去することにより、顔料の含有量が10.0質量%のブラック顔料分散体を得た。
エチルメタクリレート20部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)3部、及びn−ヘキサデカン2部を混合し、0.5時間攪拌した。この混合物を、スチレン−アクリル酸ブチル−アクリル酸共重合体(酸価:130mgKOH/g、重量平均分子量(Mw):7,000)の8質量%水溶液75部に滴下して、0.5時間攪拌した。次に、超音波照射機で超音波を3時間照射した。続いて、窒素雰囲気下で、80℃にて4時間重合反応を行い、室温冷却後にろ過して、樹脂の含有量が25.0質量%である樹脂微粒子分散体を調製した。
前記顔料分散体及び前記樹脂微粒子分散体を、下記各成分と混合した。
・顔料分散体(色材の含有量は10.0質量%) 40.0質量%
・樹脂微粒子分散体 20.0質量%
・水溶性樹脂(前記樹脂水溶液中の樹脂) 1.5質量%
・グリセリン 7.0質量%
・ポリエチレングリコール(数平均分子量(Mn)1,000) 2.5質量%
・界面活性剤 0.5質量%
(商品名:アセチレノールE100、川研ファインケミカル株式会社製)
・イオン交換水 残部
上記成分を十分撹拌して分散した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム株式会社製)にて加圧ろ過を行い、ブラックインクを調製した。
以下に示す組成を有する処理液を調製した。
・水溶性樹脂(前記樹脂水溶液中の樹脂) 2.5質量%
・グリセリン 6.0質量%
・ポリエチレングリコール(数平均分子量(Mn)1,000) 2.5質量%
・界面活性剤 0.5質量%
(商品名:アセチレノールE100、川研ファインケミカル株式会社製)
・イオン交換水 残部
図1に示す転写型インクジェット記録装置を用いた。転写体101は、両面テープにより支持部材102に固定されている。厚さ0.5mmのPETシートに、シリコーンゴム(商品名:KE12、信越化学工業株式会社製)を0.3mmの厚さにコーティングしたシートを転写体101の弾性層として用いた。さらに、グリシドキシプロピルトリエトキシシランとメチルトリエトキシシランとをモル比1:1で混合し、加熱還流することにより得られる縮合物と、光カチオン重合開始剤(商品名:SP150、ADEKA製)との混合物を調製した。前記弾性層表面の水の接触角が10度以下となるように大気圧プラズマ処理を行った。その後、前記混合物を弾性層上に付与し、UV照射(高圧水銀ランプ、積算露光量:5000mJ/cm2)および熱硬化(150℃、2時間)により成膜し、前記弾性層上に厚さ0.5μmの表面層を形成した転写体101を作製した。尚、転写体101の表面は、加熱装置(不図示)により60℃に維持した。
液吸収部材105aの液体の吸収量の変化は、電子天秤(商品名:AUX−320、島津製作所社製)を用いて、各回で得られた転写体上の第一の画像と第二の画像との重量変化、すなわち、液吸収工程前後における重量変化を測定して算出した。
色材付着量は、液吸収工程前後の液吸収部材105aの波長λ(580nm)における反射率変化を平面分光測定器(商品名:PSA−700E、JFEテクノリサーチ社製)により測定し、算出した。
実施例1において、処理液を、インクとして用いたブラックインクから色材成分を除いたクリアインクに変更した以外は、実施例1と同様に画像形成および評価を行った。尚、非インク画像領域に付与された水溶性樹脂量は0.12g/m2、水溶性有機溶媒量(グリセリン、ポリエチレングリコール、アセチレノールE100)は0.8g/m2であった。結果を、表1及び表2に示す。
処理液の付与量を4g/m2とした以外は、実施例1と同様に画像形成および評価を行った。尚、非インク画像領域に付与された水溶性樹脂量は0.1g/m2、水溶性有機溶媒量(グリセリン、ポリエチレングリコール、アセチレノールE100)は0.36g/m2であった。結果を、表1及び表2に示す。
処理液の付与量を12g/m2とした以外は、実施例2と同様に画像形成および評価を行った。尚、非インク画像領域に付与された水溶性樹脂量は0.18g/m2、水溶性有機溶媒量(グリセリン、ポリエチレングリコール、アセチレノールE100)は1.2g/m2であった。結果を、表1及び表2に示す。
処理液を付与しなかった以外は、実施例1と同様に画像形成および評価を行った。結果を、表1及び表2に示す。
処理液中の水溶性樹脂含有量を0%とした以外は、実施例1と同様に画像形成および評価を行った。尚、非インク画像領域に付与された水溶性樹脂量は0g/m2、水溶性有機溶媒量(グリセリン、ポリエチレングリコール、アセチレノールE100)は0.72g/m2であった。評価結果を、表1及び表2に示す。
処理液中の水溶性有機溶媒含有量(グリセリン、ポリエチレングリコール、アセチレノールE100)を0%とした以外は、実施例1と同様にサンプル画像形成および評価を行った。尚、非インク画像領域に付与された水溶性樹脂量は0.2g/m2、水溶性有機溶媒量(グリセリン、ポリエチレングリコール、アセチレノールE100)は0g/m2であった。評価結果を、表1及び表2に示す。
101 転写体
102 支持部材
102a 支持部材の回転軸
103 反応液付与装置
103a 反応液収容部
103b、c 反応液付与部材
104 インク付与装置
105 液吸収装置
105a 液吸収部材
105b 液吸収用の押圧部材
105c、d、e 張架ローラ
106 転写用の押圧部材
107 記録媒体搬送装置
107a 記録媒体繰り出しローラ
107b 記録媒体巻き取りローラ
108 記録媒体
109 転写体クリーニング部材
Claims (14)
- 転写体の表面に第一の液体と色材とを含むインクを用いて第一の画像を形成する工程と、
前記第一の画像に多孔質体を有する液吸収部材を接触させて、前記多孔質体に前記第一の画像から前記第一の液体の少なくとも一部を吸収して第二の画像を形成する液吸収工程と、
最終画像を形成するための記録媒体に前記第二の画像を転写する工程と、
前記転写が行われた後の前記転写体の表面をクリーニングする工程と、
を有するインクジェット記録方法であって、
前記第一の画像を形成する工程は、
前記インクの成分を凝集させる成分を含む反応液を前記転写体上に付与する工程と、
前記インクを前記転写体上に付与する工程と、を有し、
前記インクジェット記録方法は、前記液吸収工程の前に、少なくとも前記反応液が付与され、前記インクが付与されない非インク画像領域のみに対し、色材を含有せず、かつ、少なくとも水溶性樹脂と水溶性有機溶媒を含有し、前記転写体から前記記録媒体への前記第二の画像の転写性を向上させる成分を含む処理液を付与する工程を有し、前記処理液を付与して得られる前記反応液と前記処理液との混合物は、前記反応液よりも粘稠されていることを特徴とするインクジェット記録方法。 - 前記第一の液体が水を含む請求項1に記載のインクジェット記録方法。
- 前記反応液が付与され、前記インクが付与されない非インク画像領域に対する前記水溶性有機溶媒の付与量が、0.3g/m2以上1.2g/m2以下である請求項1または2に記載のインクジェット記録方法。
- 前記多孔質体の、前記第一の画像と接触する第一面の表面の平均孔径が10μm以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記反応液を前記転写体上に付与する工程と、
前記インクを前記転写体上に付与する工程と、
前記処理液を付与する工程と、
前記液吸収工程と、
をこの順で有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。 - 前記転写体上の前記第一の画像を押圧する前記液吸収部材の圧力が2.9N/cm 2 以上である請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記第一の画像に前記液吸収部材を接触させる時間は50ミリ秒以内である請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 転写体の表面に第一の液体と色材とを含むインクを用いて第一の画像を形成する画像形成ユニットと、
前記第一の画像と接触し、前記第一の画像から前記第一の液体の少なくとも一部を吸収して第二の画像を形成する多孔質体を有する液吸収部材と、
前記第二の画像を、最終画像を形成すべき記録媒体上に転写する転写用の押圧部材を備えた転写ユニットと、
前記転写が行われた後の前記転写体の表面をクリーニングする転写体クリーニング部材と、
を備えるインクジェット記録装置であって、
前記画像形成ユニットは、
前記インクの成分を凝集させる成分を含む反応液を前記転写体上に付与する装置と、
前記インクを前記転写体上に付与する装置と、を含み、
前記インクジェット記録装置は、前記第一の画像と前記液吸収部材とが接触する前に、少なくとも前記反応液が付与され、前記インクが付与されない非インク画像領域のみに、色材を含有せず、かつ、少なくとも水溶性樹脂と水溶性有機溶媒を含有し、前記転写体から前記記録媒体への前記第二の画像の転写性を向上させる成分を含む処理液を付与する機構を備え、前記反応液と前記処理液の混合物は、前記反応液よりも粘稠されていることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記第一の液体が水を含む請求項8に記載のインクジェット記録装置。
- 前記処理液を付与する機構は、前記水溶性有機溶媒の付与量を、0.3g/m2以上1.2g/m2以下で付与する機構である請求項8または9に記載のインクジェット記録装置。
- 前記多孔質体の、前記第一の画像と接触する第一面の表面の平均孔径が10μm以下である請求項8〜10のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記反応液を前記転写体上に付与する装置と、
前記インクを前記転写体上に付与する装置と、
前記処理液を付与する機構と、
前記液吸収部材と
がこの順で配置された、請求項8〜11のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。 - 前記転写体上の前記第一の画像を押圧する前記液吸収部材の圧力が2.9N/cm 2 以上である請求項8〜12のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記第一の画像に前記液吸収部材を接触させる時間は50ミリ秒以内である請求項8〜13のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
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