JP7019960B2 - 印刷装置、プログラム、及び印刷方法 - Google Patents

印刷装置、プログラム、及び印刷方法 Download PDF

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Description

本発明は印刷装置、プログラム、及び印刷方法に関する。
印刷装置としては、例えば、透明媒体に白色の背景を印刷した後にプロセスカラーの画像を形成する、あるいは、画像を形成した後に白色の背景を印刷する、若しくは、先塗り液や後塗り液などの処理液を塗布するものがある。
従来、背景用液体を吐出するノズル列と画像用液体を吐出するノズル列とを副走査方向にずらして配置したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
本発明の印刷装置は、印刷速度の低下を抑えつつ印刷品質を向上することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としての本発明の印刷装置は、画像を形成する第1液体を吐出する第1ノズル列と、前記第1液体とは異なる第2液体を吐出する第2ノズル列と、を含む液体吐出手段と、前記液体吐出手段を搭載して主走査方向に往復移動されるキャリッジと、媒体に対し、前記第1液体を吐出する領域を含む領域に前記第2液体を吐出させる制御をする制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記キャリッジの往路及び復路の双方向で前記第2ノズル列から前記第2液体を吐出させ、前記キャリッジの往路及び復路のいずれか一方向で前記第1ノズル列から前記第1液体を吐出させる制御をする手段
を備えている。
本発明によると、印刷速度の低下を抑えつつ印刷品質を向上させた印刷装置を提供することができる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る印刷装置の側面説明図である。 図2は、本発明の第1実施形態に係る印刷装置の要部平面説明図である。 図3は、本発明の第1実施形態に係る印刷装置のヘッドの平面説明図である。 図4は、本発明の第1実施形態に係る印刷装置の制御部の概要の説明に供するブロック説明図である。 図5は、本発明の印刷装置及び印刷方法に用いるインクの説明に供する平面説明図である。 図6は、本発明の印刷装置及び印刷方法に用いるインクの説明に供する平面説明図である。 図7は、本発明の印刷装置及び印刷方法に用いるインクの説明に供する平面説明図である。 図8は、本発明の印刷装置及び印刷方法に用いるインクの説明に供する平面説明図である。 図9は、本発明の印刷装置及び印刷方法に用いるインクの説明に供する平面説明図である。 図10は、本発明の第2実施形態の説明に供する平面説明図である。 図11は、本発明の第3実施形態の説明に供する平面説明図である。 図12は、本発明の第4実施形態の説明に供する平面説明図である。 図13は、本発明の第5実施形態の説明に供する平面説明図である。 図14は、本発明の第6実施形態の説明に供する平面説明図である。 図15は、本発明の印刷装置の出力までの流れの一例の説明に供するフロー図である。 図16は、本発明に係る印刷装置の他の構成の平面説明図である。 図17は、本発明に係る印刷装置の他の構成の正面説明図である。 図18は、本発明に係る印刷装置による印刷画像の結果の一例を示す平面図である。 図19は、本発明に係る印刷装置による印刷画像の他の結果の一例を示す平面図である。
(印刷装置、及び印刷方法)
本発明の印刷装置は、画像を形成する第1液体を吐出する第1ノズル列と、前記第1液体とは異なる第2液体を吐出する第2ノズル列と、を含む液体吐出手段と、前記液体吐出手段を搭載して主走査方向に往復移動されるキャリッジと、媒体に対し、前記第1液体を吐出する領域を含む領域に前記第2液体を吐出させる制御をする制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記キャリッジの往路及び復路の双方向で前記第2ノズル列から前記第2液体を吐出させ、前記キャリッジの往路及び復路のいずれか一方向で前記第1ノズル列から前記第1液体を吐出させる制御をする手段を備え、更に必要に応じて、その他の手段を備える。
本発明の印刷方法は、本発明の印刷装置を用いて印刷する印刷方法において、前記第1液体及び第2液体として、水、顔料、シロキサン化合物、下記一般式(1)の化合物、並びにポリカーボネート系ウレタン樹脂及びポリエステル系ウレタン樹脂の少なくともいずれかの樹脂を含有するインクを用い、更に必要に応じて、その他の工程を用いる。
Figure 0007019960000001
(ただし、前記一般式(1)中、R、R、及びRは、それぞれ、炭素数1以上5以下のアルキル基を表し、R、R、及びRは同一であっても、異なっていてもよい)
本発明の印刷装置は、画像形成における双方向色差を解消するために、双方向色差のない片方向印刷を行うようにした場合、画像形成領域以上の領域に背景用液体や処理液を塗布するときの速度も低下するという問題があるという知見に基づくものである。
以下、本発明の印刷装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。なお、本発明の印刷方法は、本発明の印刷装置により好適に実施される。
まず、本発明の第1実施形態に係る印刷装置について図1~図3を参照して説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る印刷装置の側面説明図、図2は同装置の要部平面説明図、図3はヘッドの平面説明図である。
前記印刷装置は、シリアル型インクジェット記録装置であり、媒体2に印刷する印刷部(画像形成部)101、媒体2を搬送する搬送部102、媒体2を収容するロール収納部103、媒体2を巻き取るロール巻き取り部104などを備えている。
印刷装置では、メディアとしての媒体2をロール状に巻き回したロール体1を使用する。ロール体1はロール収納部103に収納され、搬送ローラ対31でロール体1から媒体2を引きだして送り出す。
印刷部101は、液体吐出手段として、液体を吐出する複数のノズル列を有する液体吐出ヘッド(以下、「ヘッド」という。)11をキャリッジ12に搭載している。キャリッジ12は、主走査方向(図1では紙面垂直方向)に往復移動可能にガイド部材13に保持されている。
ここで、図3に示すように、ヘッド11は、液体を吐出する複数(m個)のノズルn1~nmを配列した複数のノズル列Na~Neを有し、ノズル配列方向を媒体搬送方向(副走査方向)にしてキャリッジ12に搭載されている。
ヘッド11のノズル列Naは、例えば、第2液体であるホワイト(W)などの背景色液体の吐出に使用する第2ノズル列を含む。ヘッド11のノズル列Nb~Neは、例えば、第1液体であるブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)及びシアン(C)などの画像形成用のプロセスカラーの液体の吐出に使用する第1ノズル列を含む。なお、この例では1つのヘッドが5つのノズル列Na~Neを有しているが、複数のヘッドで複数のノズル列を有する構成とすることもできる。
前記第1液体及び前記第2液体の記録媒体への付着量としては、印刷品質が担保される点から、1.5g/cm以上15g/cm以下が好ましい。
搬送部102は、印刷部101の媒体搬送方向(矢印A方向:副走査方向)上流側に、搬送手段である搬送ローラ21及び対向ローラ22が配置され、媒体2を挟んで搬送する。また、印刷部101に対向して媒体2を案内するプラテン部材25が配置されている。
ロール巻取り部104は、媒体2を巻き取る巻取りロール41を備えている。
そして、媒体2の搬送方向に沿ってプリヒータ51、プリントヒータ52、ポストヒータ53をそれぞれ配置している。
プリヒータ51は、印刷部101による印刷領域の手前で媒体2を加熱するヒータである。プリントヒータ52は、印刷部101による印刷領域で媒体2を加熱する加熱手段としてのヒータである。ポストヒータ53は、印刷部101による印刷がされた後の媒体2を加熱する加熱手段としてのヒータである。プリヒータ51とプリントヒータ52、ポストヒータ53には、セラミックスやニクロム線を用いた電熱ヒータ等を使用できる。
また、ポストヒータ53の下流側に、媒体2に温風を吹き付ける温風ファン54が設けられている。温風ファン54により、印刷面の液体に直接温風を当てることによって雰囲気の湿度を下げて完全に乾燥させる。
これらのヒータ51~53及び温風ファン54が搭載されていることで、塩化ビニル、PET、アクリルなどの液体がしみ込まない非浸透の媒体にも印刷が可能である。非浸透の媒体に対しては、溶剤系液体、樹脂成分の多い水性レジン液体などを使用することで良好な定着性が得られる。
前記加熱手段における加熱温度としては、第1液体及び第2液体中に含まれる有機溶媒の種類や量、及び添加する樹脂粒子の最低造膜温度に応じて変更することができ、更に印刷する印刷媒体の種類に応じて変更することができる。
前記加熱温度としては、乾燥性、及び造膜温度の点から、高いことが好ましく、40℃以上120℃以下が好ましく、40℃以上100℃以下がより好ましく、50℃以上90℃以下が特に好ましい。
次に、この装置の制御部の概要について図4のブロック説明図を参照して説明する。
制御部500は、この装置全体の制御を司るCPU501と、CPU501に本発明に係る制御を含む制御を実行させるための本発明に係るプログラムを含むプログラム、その他の固定データを格納するROM502と、印刷データ等を一時格納するRAM503とを含む主制御部500Aを備えている。
制御部500は、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ(NVRAM)504を備えている。また、制御部500は、画像データに対する各種信号処理等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するASIC505を備えている。
制御部500は、外部のホスト装置600から印刷データを受信するときに使用するデータ及び信号の送受を行うためのI/F506を備えている。
制御部500は、各種センサの検知信号を取り込むためのI/O507を備えている。
制御部500は、ヘッド11を駆動制御するヘッド駆動制御部508を備えている。
制御部500は、キャリッジ12を主走査方向に移動させる主走査モータ550を駆動するモータ駆動部510と、搬送ローラ21を回転駆動する搬送モータ551を駆動するモータ駆動部511を備えている。
制御部500は、温風ファン54を駆動するファン駆動部512と、ヒータ51~53を駆動するヒータ駆動部513を備えている。
制御部500は、ロール収納部103のロール体1からの媒体2の繰り出しを行う繰り出しモータ552を駆動するモータ駆動部514と、ロール巻き取り部104の巻取りロール41への巻取りを行う巻き取りモータ553を駆動するモータ駆動部515を備えている。
制御部500には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル522が接続されている。
次に、本発明の第1実施形態について図5を参照して説明する。図5は同実施形態の説明に供する平面説明図である。なお、図5(a)はヘッドの平面説明図、図5(b)は媒体上での印刷過程を説明する平面説明図である(以下同様である。)。
ここでは、ノズル列Na~Neは、例えば192個(m=192)のノズルnを有する。
本実施形態では、ノズル列Naを構成するノズルn1~n192のうち、副走査方向上流側のノズルn1~n96の部分を、第2液体である背景色液体である背景用インク(例えば白色インクとする。)を吐出する第2ノズル列N2として使用する。つまり、ヘッド11は、少なくとも一部が第1液体とは異なる第2液体を吐出する第2ノズル列N2として使用される複数のノズルを含むノズル列Naを有している。
一方、ノズル列Nb~Neを構成するノズルn1~n192のうち、副走査方向下流側領域のノズルn97~ノズルn192の部分を、第1液体である画像形成用液体(例えば、YMCKインク)を吐出する第1ノズル列N1として使用する。
なお、第2液体を使用するときには、第2ノズル列N2、第1ノズル列N1に含まれないノズルは不使用ノズルとなり、第2液体を使用しないときには、ノズル列Nb~Neのすべてのノズルを画像形成用液体の吐出に使用する。
次に、本実施形態における背景色印刷及び画像印刷の制御について説明する。
ここでは、キャリッジ12の往路及び復路の双方向移動において、第2ノズル列N2を使用して白色インクを媒体2に吐出して、白色インクによる背景を印刷する。この白色インクを吐出する背景領域は、画像を印刷する領域のすべてを含む領域であり、いわゆるベタ印刷を行う。
そして、背景が完成した領域に対し、キャリッジ12の往路及び復路のいずれか一方の片方向移動において、第1ノズル列N1を使用して画像形成用液体を吐出して、画像を形成する。
このように、背景は双方向印刷を行い、画像は片方向印刷で形成する。
つまり、双方向印刷を行うと、色境界滲みや双方向色差が生じるなど印刷品質が低下することになり、片方向印刷では印刷速度が低下することになる。そこで、単色である背景色は、双方向印刷を行って印刷速度の低下を抑制し、画像は片方向印刷を行うことで印刷品質を向上する。
ここで、図6~図9を用いて印刷品質の向上メカニズムについて更に詳細に説明する。
図6~図9は記録媒体70上に着弾したインク71及び72を示す。図6に示すように、記録媒体70上に先行して着弾したインク71の乾燥が進んだ後に、隣接インク71が着弾した場合、インク71は粘度が高くなった状態あるいは半硬化した状態になっており、その近傍にインク72が着弾してもインク滴同士は混ざり合わない。インク滴同士が混ざり合わない場合、インク滴の形状が残り、図8に示すようにインク層表面に凹凸が形成されてしまう。
一方、図7に示すように、先行して着弾したインク71の乾燥が進まないうちに、隣接するインク72が着弾した場合、インク71とインク72のインク滴同士が混ざり合う。インク滴同士が混ざり合う場合、図7に示すように、インク滴の形状が残らず、図9に示すようにインク層表面は滑らかになり、光沢性を向上させることができる。
乾燥性のよいインクを用いると、平滑性(光沢性)が低下する傾向にあるが、第2液体を双方向印刷により吐出するため、乾燥性の高いインクを用いても平滑性が低下することを抑制することができる。
これにより、背景を印刷する場合でも、印刷速度の低下を抑えつつ印刷品質を向上することができる。
また、背景を双方向で印刷することによって、片方向で印刷する場合に比べて、白色インクの付着量を多くすることができる。例えば、1/4インターレース印字を行うとすると、画像は片方向16スキャンで印刷し、背景は双方向32スキャンで印刷することになる。
このように、白色インクの付着量が多くなることで、濃度が高くなって、例えば背景色の隠蔽性が向上する。
つまり、透明媒体に白色インクで白ベタの背景を形成し、バックライトなどで照明する場合、白ベタの濃度が低いと、白背景の隠蔽性が低くなり、バックライトの形状が透けて見えるという不具合が生じる。
そこで、本実施形態のように、白色インクは双方向で吐出して白色インクの付着量を多くすることで、白ベタの濃度を高くし、白背景の隠蔽性を上げることができる。
そして、白色インクは双方向で吐出して背景を印刷するので、同じ濃度の背景を形成するのであれば、片方向で背景を印刷する場合と同じ印刷速度でもノズル数を少なくすることができる。これにより、キャリッジの小型化を図れる。
次に、本発明の第2実施形態について図10を参照して説明する。図10は同実施形態の説明に供する平面説明図である。
ヘッド11のノズル列Na~Neは同じ長さ(ノズル数)であるので、第1ノズル列N1と第2ノズル列N2とを、主走査方向で重ならない位置まで、副走査方向にずらすためには、第1ノズル列N1として使用するノズル数が多くなれば、第2ノズル列N2として使用するノズル数が少なくなる関係にある。
本実施形態では、第1ノズル列N1として使用するノズル数を第2ノズル列N2として使用するノズル数よりも多くしている。
これにより、第1ノズル列N1として使用できるノズル数が第1実施形態よりも多くなって、画像形成速度を向上することができる。
この場合、第2ノズル列N2の長さ(ノズル数)を第1ノズル列N1の長さ(ノズル数)の1/2倍とすることで、第1実施形態に対して、印刷速度を1.5倍にすることができる。つまり、片方向印刷による印刷速度の低下を抑制することができる。
一方、背景は双方向印刷であるので、画像形成用インクの付着量と同じ付着量で背景を印刷することができ、使用ノズル数を少なくした場合の背景色の隠蔽性の低下を抑制することができる。この場合、濃度の高い第2液体である背景用液体を使用することで、背景色の隠蔽性をより確保することができる。
次に、本発明の第3実施形態について図11を参照して説明する。図11は同実施形態の説明に供する平面説明図である。
本実施形態では、第2ノズル列N2と第1ノズル列N1とは、副走査方向に離間させて割り付けている。例えば、第2ノズル列N2には副走査方向最上流側からノズル長の1/4の間のノズルnを割り当て、第1ノズル列N1は副走査方向最下流側からノズル長の1/2の間のノズルnを割り当てている。この場合、第2ノズル列N2と第1ノズル列N1との間にはノズル長の1/4相当分の不使用ノズルが介在することになる。
これにより、第2ノズル列N2で背景を片方向印刷し終わってから第1ノズル列N1で画像が形成されるまでの間に時間が空くことになる。この時間は、背景用インクの乾燥時間となる。
つまり、例えば白ベタの上に画像形成用インクを吐出した場合、白色インクの乾燥が不十分であると、その上に打たれた画像形成用インクが白色インクの中に沈み込んだり、滲みが発生したりするため、乾燥時間を設けることにより、そのような不具合を解消することができる。
なお、ここでは、この場合、第2ノズル列N2と第1ノズル列N1との間にはノズル長の1/4相当分の不使用ノズルを介在させたが、例えば、ノズル長の1/3相当分の不使用ノズルを介在させることで、乾燥時間を長くすることができる。
前記片方向印刷であると、白色インクを吐出して背景を印刷する場合、復路では白インクを吐出しないため、復路移動時間を乾燥時間とすることができる。一方、双方向印刷の場合、復路においても白インクが吐出されるため、片方向印刷に比べ乾燥時間を増加させないと白色インクの乾燥が不十分となり、画像形成用インクが色インクの中に沈み込んだり、滲みが発生することがある。
前記乾燥時間を増加させる方法としては、例えば、片方向印刷の場合の不使用ノズルの長さよりも双方向印刷時の不使用ノズルを長く(不使用ノズルの数を多く)する方法などが挙げられる。より具体的には、例えば、片方向印刷では、ノズル長の1/5相当分の不使用ノズルを介在させるだけ十分であっても、双方向印刷では、ノズル長の1/4相当分、場合によっては1/3相当分の不使用ノズルを介在させることで、乾燥時間を増加させる方法などが挙げられる。
また、マルチスキャンの場合は、復路が複数あり、片方向印刷と双方向印刷との乾燥時間において、スキャンした回数に応じて、乾燥時間が発生する。例えば、シングルスキャンにおける片方向印刷と双方向印刷との乾燥時間の違いを不使用ノズルの長さで計算すると、双方向印刷時不使用ノズル相当分(1/4)から、片方向印刷時不使用ノズル相当分(1/5相当分)を引いた1/20相当分となる。スキャン回数がn回(n=2以上)のマルチスキャンの場合は、シングルスキャンであるn=1の場合の1/20相当分に対してn倍した不使用ノズルが必要となる。n=2の場合は、シングルスキャンの双方向印刷時の不使用ノズル相当分(1/4)に1/10相当分(1/20相当分を2倍)のノズルを加えた7/20相当分の不使用ノズルとすることで、白色インクの乾燥が不十分となることを回避することができる。
次に、本発明の第4実施形態について図12を参照して説明する。図12は同実施形態の説明に供する平面説明図である。
本実施形態では、ヘッド11は、6つのノズル列Na~Nfを有している。そして、ノズル列Na、Nbを第2液体である背景用インク(白色インク)を吐出する第2ノズル列N2に使用するノズルを含むノズル列、ノズル列Nc~Nfを第1液体である画像形成用インクを吐出する第1ノズル列N1に使用するノズルを含むノズル列としている。
この場合、第1ノズル列N1、第2ノズル列N2の割り当ては前記第3実施形態と同様としている。
これにより、第3実施形態に比べて白色インクの付着量を2倍にすることができ、背景濃度を高くして、白色インクの隠蔽性を高くすることができる。白色インクの濃度を高くするため含有顔料の濃度を高くすると、インク自体の粘度が高くなったり、液体カートリッジや供給経路内で顔料が沈降したりするなどの不都合が発生しやすくなり、扱いづらくなることがある。このような場合でも白色インクを吐出するノズル列数を多くすることで、顔料濃度を高くしなくても、白背景の隠蔽性を高くすることができる。
次に、本発明の第5実施形態について図13を参照して説明する。図13は同実施形態の説明に供する平面説明図である。
本実施形態でも、ヘッド11は、6つのノズル列Na~Nfを有している。そして、ノズル列Na、Nbを第2液体である白色インクを吐出する第2ノズル列N2に使用するノズルを含むノズル列、ノズル列Nc~Nfを第1液体である画像形成用インクを吐出する第1ノズル列N1に使用するノズルを含むノズル列としている。
そして、副走査方向上流側から第1ノズル列N1を割り当て、不使用ノズルを介在させて、副走査方向下流側に第2ノズル列N2を割り当てている。
これにより、画像を印刷した後に白背景を印刷することができる。この場合、媒体2が透明であるとき、記録した画像は透明な媒体2を裏面から見ることになる。
次に、本発明の第6実施形態について図14を参照して説明する。図14は同実施形態
の説明に供する平面説明図である。
本実施形態でも、ヘッド11は、6つのノズル列Na~Nfを有している。そして、ノズル列Na、Nbを第2液体である白色インクを吐出する第2ノズル列N2に使用するノズルを含むノズル列、ノズル列Nc~Nfを第1液体である画像形成用インクを吐出する第1ノズル列N1に使用するノズルを含むノズル列としている。
そして、副走査方向上流側から第1ノズル列N1Aを割り当て、不使用ノズルを介在させて、副走査方向中央部に第2ノズル列N2を割り当て、不使用ノズルを介在させて、副走査方向下流側に第1ノズル列N1Bを割り当てている。
このように構成することで、透明な媒体2の上に初めに画像形成用インクで画像を印刷し、続いてその上に白色インクで背景を印刷し、さらにその上に再度画像形成用インクで画像を印刷することができる。このように三層印刷することにより、媒体2の両面から、記録した画像を見ることができる。
また、上流側の第1ノズル列N1Aと中央部の第2ノズル列N2との間に不使用ノズルを介在させることで、画像の乾燥時間を確保でき、中央部の第2ノズル列N2と下流側の第1ノズル列N1Bとの間に不使用ノズルを介在させることで、白色インクの乾燥時間を確保できる。
次に、本発明に係る印刷装置の他の構成について図16及び図17を参照して説明する。図16は同印刷装置の平面説明図、図17は同じく正面説明図である。
この印刷装置は、液体として紫外線硬化型インクを使用する装置である。キャリッジ12のヘッド11を挟んで、主走査方向の両側には、それぞれ紫外線照射装置16が搭載されている。
なお、上記実施形態では、第2液体が背景用液体である例で説明しているが、画像のにじみを低減したり、媒体への密着性を向上したりするための先塗り液(処理液)、あるいは、画像保護などのために画像の上に形成するクリアインク、定着性を向上する後塗り液(処理液)を第2液体として吐出する場合などにも同様に適用することができる。
(プログラム)
本発明のプログラムは、画像を形成する第1液体を吐出する第1ノズル列と、前記第1液体とは異なる第2液体を吐出する第2ノズル列と、を含む液体吐出手段と、前記液体吐出手段を搭載して主走査方向に往復移動されるキャリッジと、を備える画像形成装置において、媒体に対し、前記第1液体を吐出する領域を含む領域に前記第2液体を吐出させる制御をコンピュータに行わせるプログラムであって、前記キャリッジの往路及び復路の双方向で前記第2ノズル列から前記第2液体を吐出させ、前記キャリッジの往路及び復路のいずれか一方向で前記第1ノズル列から前記第1液体を吐出させる制御を前記コンピュータに行わせる。
本発明のプログラムは、本発明の印刷装置を実行させるのに好適に用いることができる。
次に、上記印刷装置の出力までの流れの一例について、図15のフロー図を参照して説明する。
パーソナルコンピュータなどのホスト600から、画像情報、プロファイル情報、ヒータ制御情報、出力モード情報などのコマンドが入力される。背景有無や層数、背景と画像の上下関係は、ユーザーがホスト600で背景と画像を積層した積層画像を作成するときに指定することができる。このような情報もコマンドの中に含まれる。
そして、コマンドを解析して背景有りか否かを判別する。
このとき、背景有りでなければ、通常の画像形成用インクを出力(吐出)して画像を形成する。
これに対し、背景有りであれば、二層か三層からの判別を行う。
そして、二層でなければ、つまり、三層であれば、前記第6実施形態で説明したように、画像形成用インク出力-背景用インク出力-画像形成用インク出力を行い、画像-背景(白ベタ)-画像の三層の出力を行う。
これに対し、二層であれば、表刷りか裏刷りかの判別を行う。表刷りは、背景用インク(白色インク)を下地としてその上に画像形成用インクで画像を出力するもので、裏刷りは、透明媒体に画像形成用インクで画像を出力しその上に背景用インク(白色インク)を出力して、裏面から観察できるようにするものである。
ここで、裏刷りの場合には、前記第5実施形態で説明したように、画像形成用インクを出力した後に背景用インクの出力を行う。これに対し、表刷りの場合には、前記第4実施形態で説明したように、背景用インクを出力した後に画像形成用インクの出力を行う。
このようにして、さまざまな背景構成に対して、高速に出力が可能である。
なお、前記実施形態では、第1液体としての画像形成用液体として、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色を用いた構成を例として説明したが、4色の他に特色としてオレンジ、グリーン、レッド、ブルーなどを加えた構成、あるいはライトシアン、ライトマゼンタ、グレーなどのライトインクを加えた構成などとすることもできる。逆にブラックを含まない構成とすることもできる。
また、第2液体としての背景用液体(背景用インク)として白色インクを例としたが、白以外にシルバー、ゴールドなどのメタリックインクなどを用いる構成とすることもできる。
(インク)
本発明の印刷装置に用いる液体としては、特に制限なく、例えば、インクを用いることができる。前記インクとしては、水、有機溶剤、色材、樹脂粒子およびシロキサン化合物を含有するインクを用いると、乾燥性を高めることができ、好適に画像形成の高速化を図ることができる。
本発明者らは、シロキサン化合物をインクに加えることでインクの乾燥性が著しく向上することを知見した。その理由については定かではないが、シロキサン化合物をインクに加えることで、各種非浸透メディアとの親和性が向上し、インクが記録媒体へ付着後、すぐに広がり表面積を拡大し、乾燥効率が高まるためと推察される。前記インクの非浸透メディアへの乾燥性が向上することにより、白先刷り印刷、白後刷り印刷、三層印刷などにおいて、色境界のにじみを抑制し、高品位の画像を得ることができる。
また、印刷品質を向上させるために、白インクによる画像とカラーインクによる画像の光沢性を一致させたい場合がある。例えば、乾燥性の高い白インクを使用し、白インクとカラーインクの両方で片方向印刷を行うと、白インクは凹凸が生じで光沢性が低くなり、白インクによる画像に比べてカラーインクによる画像の光沢性が高くなり、双方の光沢性が一致しない場合がある。本発明の印刷装置を用いることにより、白インクを片方向印刷から双方向印刷に変更することで白インクとカラーインクの乾燥時間に差をつけ光沢性の不一致を解消することができる。
即ち、双方向印刷において、カラーインクの乾燥性よりも白インクの乾燥性を高くすることにより、片方向印刷による光沢性の不一致を低減させることができる。
前記白先刷り印刷とは、白色インクにより下地及び背景の少なくともいずれかを形成後、カラーインクにより画像形成を行う印刷方法である。
前記白後刷り印刷とは、カラーインクによる画像形成後、白色インクにより下地及び背景の少なくともいずれかを形成する印刷方法である。
前記三層印刷とは、カラーインクによる画像形成後、白色インクにより下地及び背景の少なくともいずれかを形成し、さらにカラーインクにより画像形成を行う印刷方法である。
<シロキサン化合物>
前記シロキサン化合物としては、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、ポリジメチルシロキサンなどのポリシロキサン部を有する化合物(シリコーン系化合物)の側鎖及び末端の少なくともいずれかに、親水性の官能基又は親水性ポリマー鎖を有する化合物などが挙げられる。
前記親水性の官能基又は親水性ポリマー鎖としては、例えば、ポリエーテル結合(ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキンドやこれらの共重合体など)、ポリグリセリン(CΗO(CHCH(OH)CHO)-Hなど)、ピロリドン、ベタイン(CΗN+Me-CHCOO―など)、硫酸塩(CO(CO)-SONaなど)、リン酸塩(CΗO(CO)-P(=O)OHONaなど)、4級塩(CN+MeCl-など)、が挙げられる。なお、上記化学式中nは、1以上の整数を表わす。
また、前記親水性の官能基又は親水性ポリマー鎖としては、末端に重合性ビニル基を有するポリジメチルシロキサンなどと共重合可能なその他のモノマー(該モノマーの少なくとも一部には(メタ)アクリル酸やその塩などの親水性モノマーを用いることが好ましい)との共重合で得られる側鎖に、ポリジメチルシロキサンなどのシリコーン系化合物鎖を有するビニル系共重合体なども挙げられる。
これらの中でも、ポリシロキサン部を有する化合物が、親水性ポリマー鎖を有するものが好ましく、前記親水性ポリマー鎖としては、ポリエーテル結合を含有するものが好ましい。
前記シロキサン化合物としては、疎水基にメチルポリシロキサン、親水基にポリオキシエチレンの構造をもつ、非イオン界面活性剤であることが好ましい。
前記シロキサン化合物のHLBとしては、8.0以下であることが好ましい。HLBが8.0以下であると、非浸透メディアへの記録時において、インク乾燥性を向上することができる。
前記HLB(親水基/疎水基バランス「Hydrophile- Lipophile Barance」)とは、以下の数式1に示すグリフィン法により求められる。
HLB=20×(親水部の式量の総和/分子量)・・・数式1
前記シロキサン化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、市販品を用いることができ、前記市販品としては、例えば、シルフェイスSAG005(日信化学工業株式会社製;HLB=7.0)、シルフェイスSAG008(日信化学工業株式会社製;HLB=7.0)、FZ2110(東レ・ダウ株式会社製;HLB=1.0)、FZ2166(東レ・ダウ株式会社製;HLB=5.8)、SH-3772M(東レ・ダウ株式会社製;HLB=6.0)、L7001(東レ・ダウ株式会社製;HLB=7.4)、SH-3773M(東レ・ダウ株式会社製;HLB=8.0)、KF-945(信越化学工業株式会社製;HLB=4.0)、KF-6017(信越化学工業株式会社製;HLB=4.5)、FormBan MS-575(Ultra Addives Inc.社製;HLB=5.0)などが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記シロキサン化合物の含有量としては、インク全量に対して、0.1質量%以上4.0質量%以下が好ましく、1.0質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。前記含有量が、1.0~2.0質量%であると、非浸透メディアへのインク定着性を向上させることにより、光沢等の画像品質を向上させることができる。
前記シロキサン化合物をインクに加えることにより、インクの乾燥性を向上させることができ、不使用ノズル増加させることなく双方向印刷においても、片方向印刷と同等の乾燥時間で印刷を行うことができる。また、シロキサン化合物の含有量と不使用ノズルの長さとを調整することにより、最適な乾燥時間となるように調整することができる。
<樹脂粒子>
前記樹脂粒子としては、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、ポリエステル樹脂粒子;ポリウレタン樹脂粒子;エポキシ樹脂粒子;ポリアミド樹脂粒子;ポリエーテル樹脂粒子;アクリル樹脂粒子;アクリル-シリコーン樹脂粒子;フッ素系樹脂などの縮合系合成樹脂粒子;ポリオレフィン樹脂粒子、ポリスチレン系樹脂粒子、ポリビニルアルコール系樹脂粒子、ポリビニルエステル系樹脂粒子、ポリアクリル酸系樹脂粒子、不飽和カルボン酸系樹脂などの付加系合成樹脂粒子;セルロース類、ロジン類、天然ゴムなどの天然高分子などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用して用いてもよい。
これらの中でも、インクの分散安定性及び高光沢性の点から、ポリウレタン樹脂粒子が好ましい。前記ポリウレタン樹脂粒子であると、シロキサン化合物の分散性がよく、インクの造膜性が向上することから、乾燥性に優れ、画像形成を高速化することができる。
前記樹脂粒子としては、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、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
<<ポリウレタン樹脂粒子>>
前記ポリウレタン樹脂粒子としては、特に制限はなく、例えば、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られるポリウレタン樹脂粒子などが挙げられる。
-ポリオール-
前記ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオールなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
--ポリエーテルポリオール--
前記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、活性水素原子を2個以上有する化合物の1種又は2種以上を出発原料として、アルキレンオキサイドを付加重合させたものなどが挙げられる。
前記出発原料としては、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、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記アルキレンオキサイドとしては、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、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、エピクロルヒドリン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記ポリエーテルポリオールとしては、非常に優れた耐擦過性を付与できるインク用バインダーが得られる点から、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコールなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
--ポリカーボネートポリオール--
前記ポリカーボネートポリオールとしては、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、炭酸エステルとポリオールとを反応させて得られるもの、ホスゲンとビスフェノールA等とを反応させて得られるものなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記炭酸エステルとしては、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、メチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルカーボネート、ジエチルカーボネート、シクロカーボネート、ジフェニルカーボネートなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記ポリオールとしては、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、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,5-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノール-A、ビスフェノール-F、4,4’-ビフェノールなどの比較的低分子量のジヒドロキシ化合物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコールなどのポリエーテルポリオール、ポリヘキサメチレンアジペート、ポリヘキサメチレンサクシネート、ポリカプロラクトンなどのポリエステルポリオールなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
--ポリエステルポリオール--
前記ポリエステルポリオールとしては、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、低分子量のポリオールとポリカルボン酸とをエステル化反応して得られるもの、ε-カプロラクトン等の環状エステル化合物を開環重合反応して得られるポリエステル、これらの共重合ポリエステルなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記低分子量のポリオールとしては、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、エチレングリコール、プロピレングリコールなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記ポリカルボン酸としては、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、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、これらの無水物又はエステル形成性誘導体などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
-ポリイソシアネート-
前記ポリイソシアネートとしては、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、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族又は脂環式ジイソシアネートなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、脂肪族又は脂環式ジイソシアネートが好ましい。前記脂肪族又は脂環式ジイソシアネートであると、非常に高い長期耐候性を有する塗膜を形成することができ、ポスターや看板などの屋外向けの用途として使用することができる。
更に、少なくとも1種の脂環式ジイソシアネートを使用することにより、画像を形成した場合に塗膜強度、及び耐擦過性を得ることができるので好ましい。
前記脂環式ジイソシアネートとしては、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、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記脂環式ジイソシアネートの含有量としては、ポリウレタン樹脂全量に対して、60質量%以上が好ましい。
<<ポリウレタン樹脂粒子の製造方法>>
前記ポリウレタン樹脂粒子は、通常用いられている製造方法により得ることができ、例えば、以下の方法などが挙げられる。
まず、無溶剤下又は有機溶剤の存在下で、前記ポリオールと前記ポリイソシアネートを、イソシアネート基が過剰になる当量比で反応させて、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーを製造する。
次いで、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマー中のアニオン性基を必要に応じて中和剤により中和し、その後、鎖延長剤と反応させて、最後に必要に応じて系内の有機溶剤を除去することによって得ることができる。
前記ポリウレタン樹脂粒子の製造に使用できる有機溶剤としては、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、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類;アセトニトリル等のニトリル類;ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドンなどのアミド類などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記鎖延長剤としては、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、ポリアミンやその他の活性水素基含有化合物などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記ポリアミンとしては、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、エチレンジアミン、1,2-プロパンジアミン、1,6-ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、2,5-ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジアミン、1,4-シクロヘキサンジアミン等のジアミン類;ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン類;ヒドラジン、N,N’-ジメチルヒドラジン、1,6-ヘキサメチレンビスヒドラジン等のヒドラジン類;コハク酸ジヒドラジッド、アジピン酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド等のジヒドラジド類などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記その他の活性水素基含有化合物としては、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、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、サッカロース、メチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等のグリコール類;ビスフェノールA、4,4’-ジヒドロキシジフェニル、4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、水素添加ビスフェノールA、ハイドロキノン等のフェノール類;水などが挙げられる。これらは、インクの保存安定性が低下しない範囲内であれば、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記ポリウレタン樹脂粒子としては、高光沢性の点から、ポリカーボネート系ウレタン樹脂粒子が好ましい。前記ポリカーボネート系ウレタン樹脂粒子であると、屋外用途のような過酷な環境において使用される記録物において、高光沢性を維持するインクが得ることができる。
前記ポリウレタン樹脂粒子としては、市販品を使用してもよく、前記市販品としては、例えば、ユーコートUX-485(ポリカーボネート系ウレタン樹脂粒子)、ユーコートUWS-145(ポリエステル系ウレタン樹脂粒子)、パーマリンUA-368T(ポリカーボネート系ウレタン樹脂粒子)、パーマリンUA-200(ポリエーテル系ウレタン樹脂粒子)(以上、三洋化成工業株式会社製)などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記樹脂粒子の体積平均粒径としては、10nm以上1,000nm以下が好ましく、10nm以上200nm以下がより好ましく、10nm以上100nm以下が特に好ましい。
前記体積平均粒径が10nm以上1,000nm以下の樹脂粒子を用いることで、インクを循環させる循環手段を有するインク吐出装置に用いた場合に、優れたインク供給性や吐出信頼性を得られると共に、印刷媒体など被印刷物上でインクが乾燥する過程で樹脂粒子が有機溶剤に溶解しやすく、樹脂の広がりの効果を得やすいことから高光沢の画像を形成することができる。
前記体積平均粒径を測定する方法としては、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、粒度分析装置(装置名:マイクロトラック MODEL UPA9340、日機装株式会社製)を用いて測定することができる。
インク中に樹脂粒子を含有する場合、前記樹脂粒子の合計含有量としては、インクの分散安定性の点から、インク全量に対して、1質量%以上15質量%以下が好ましく、基材への定着性、及び塗膜の平滑性が向上する点、高い光沢度を得ることができる点から、5質量%以上12質量%以下がより好ましく、5質量%以上10質量%以下が特に好ましい。
前記樹脂粒子の定性及び定量としては、例えば、「プラスチック材料の各動特性の試験法と評価結果(22);安田武夫著、プラスチックス:日本プラスチック工業連盟誌/「プラスチックス」編集委員会編」に詳述されているような方法で確認することができる。具体的には、以下に示すような測定装置を用いた分析により確認することができる。
[赤外線分光分析(IR)]
樹脂粒子の持っている各種の官能基の吸収波長を測定し、既知の樹脂粒子のIRスペクトルと比較することによる樹脂粒子の定性分析を行うことができる。また、各樹脂粒子の官能基の吸収の吸光度を比較することにより、数種類のモノマーや樹脂粒子の相対量の比較を行うことができる。
[熱分析(DS/A、TG/DTA)]
示差走査型熱量分析(DS/A)や示差熱分析(DTA)を用いて樹脂粒子の融点、ガラス転移点等を測定することによりポリマーを同定することができる。
[熱分解ガスクロマトグラフィ(PyGC)]
熱分解生成物をガスクロマトグラフィにより分離し、組成分析や構造解析を行うことができる。
なお、PyGCに質量分析計を直結し、熱分解により生成した分解生成物を同定しておくとより正確な分析を行うことができる。
[核磁気共鳴法(NMR)]
既知の樹脂粒子のスペクトルと比較して、樹脂粒子の同定、及び確認を行うことができる。未知樹脂粒子の場合は分子構造の推定を行うことができる。さらに共重合体や複数のポリマーのブレンド物の組成比やブレンド比の定量分析を行うことができる。
前記測定装置を用いて樹脂粒子の分析を行う前に、前処理として遠心分離によりインク中の着色剤成分を沈降させ、樹脂粒子を含んだ上澄みを回収したり、適当な有機溶剤を用いて樹脂粒子を抽出したりしておくことも分析精度を高める手段として有効である。
記録後に加熱を行うと、残留溶剤が低減して接着性を向上させることができる。特に、樹脂粒子の最低造膜温度(以下、「MFT」とも称することがある)が80℃を超える場合、樹脂の造膜不良をなく、画像堅牢性を向上する点から、加熱をすることが好ましい。
前記最低造膜温度とは、エマルジョンをアルミニウム等の金属板の上に薄く流延し、温度を上げていったときに透明な連続フィルムが形成される最低温度のことを意味し、最低造膜温度未満の温度領域では、エマルジョンは白色粉末状となる温度をいい、具体的には、「造膜温度試験装置」(株式会社井元製作所製)、「TP-801 MFTテスター」(テスター産業株式会社製)などの市販の最低造膜温度測定装置で測定される値を意味する。
また、樹脂の粒子径の制御によっても変化するため、これらの制御因子により樹脂の最低造膜温度を目的の値とすることができる。
前記樹脂エマルジョンの最低造膜温度を調整する方法としては、例えば、樹脂のガラス転移点(以下、「Tg」とも称することがある)をコントロールすることで調整することができ、樹脂粒子が共重合体である場合には、共重合体を形成するモノマーの比率を変えることにより調整することができる。
<有機溶剤>
前記有機溶剤としては、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、水溶性有機溶剤、下記一般式(1)で表される化合物などが挙げられる。
Figure 0007019960000002
(ただし、前記一般式(1)中、R、R、及びRは、それぞれ、炭素数1以上5以下のアルキル基を示し、R、R、及びRは同一であっても、異なっていてもよい)
-水溶性有機溶剤-
前記水溶性有機溶剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,3-ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類;2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-ヒドロキシエチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチルイミダゾリジノン、ε-カプロラクタム、γ-ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物;ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド等のアミド類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン等のアミン類;ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物;プロピレンカーボネイト;炭酸エチレンなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、高光沢性、及び粒子の凝集の防止の点から、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましい。また、高い耐擦過性、耐溶剤性、及び樹脂の造膜を促進する点から、沸点が200℃未満である、1,2-プロパンジオール、1,2-ブタンジオールが好ましい。
前記有機溶剤の含有量としては、特に制限はなく、インク全量に対して、20質量%以上70質量%以下が好ましく、30質量%以上60質量%以下がより好ましい。前記含有量が、20質量%以上70質量%以下であると、乾燥性に優れ、かつ、良好な吐出安定性を得ることができる。
-一般式(1)で表される化合物-
前記一般式(1)で表される化合物は、インクの乾燥工程において、樹脂が造膜するのを促進するため乾燥性を高めることができる。
前記一般式(1)中、R、R、及びRは、それぞれ、炭素数1以上5以下のアルキル基を表し、R、R、及びRは同一であっても、異なっていてもよい。
前記炭素数1以上5以下のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソブロピル基、ブチル基、ペンチル基などが挙げられる。
前記一般式(1)で表される化合物としては、例えば、下記構造式(1-1)で表される3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド;下記構造式(1-2)で表される3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド;3-メトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミドなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、乾燥性、密着性、耐擦過性、非転写性、及び高光沢性の点から、下記構造式(1-1)で表される3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドが好ましい。
Figure 0007019960000003
Figure 0007019960000004
前記一般式(1)で表される化合物であると、有機溶剤と前記樹脂粒子との相溶性を高め、分散性を向上させることができる。また、前記一般式(1)で表される化合物は、非浸透メディアへの浸透性も高いため、インク基材への十分な濡れ性を確保できる。その結果、更にインクの乾燥性に優れた画像を得ることができる。
また、前記一般式(1)で表される化合物としては、樹脂粒子と、ある程度の親和性を持ちつつ比較的沸点の低い、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール等の有機溶剤を併用することで、インク中における樹脂粒子の分散安定性を確保でき、かつ記録後の画像ベタ部の均一性を向上させることができ、優れた画像品位を得ることができる。
前記一般式(1)で表される化合物としては、市販品を用いることができ、前記市販品としては、例えば、商品名「エクアミドM-100」(出光興産株式会社製、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、前記一般式中、R:メチル基、R:メチル基、R:メチル基)、商品名「エクアミドB100」(出光興産株式会社製、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、前記一般式中、R:メチル基、R:メチル基、R:ブチル基)などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記一般式(1)で表される化合物の含有量としては、インク全量に対して、5質量%以上55質量%以下が好ましく、10質量%以上45質量%以下がより好ましい。前記含有量が、5質量%以上55質量%以下であると、均一に混合される効果が高まり、インクジェット印刷方法に用いた場合に良好な吐出性を得ることができる。また、非浸透メディアへの濡れ性が優れたインクを製造しやすくなる。
前記一般式(1)で表される化合物の含有量は、ガスクロマトグラフ質量分析(GCMS)法などにより確認することができる。具体的には、インクをガスクロマトグラフィー質量分析法(GC/MS)、含まれている溶剤の定性分析を行う。溶剤の種類が特定できたら、各溶剤の濃度の検量線を作成し、インク中に含まれる各溶剤の定量をすることができる。
<水>
本発明の印刷装置には、水を含まない溶剤インクを用いることも可能であるが、環境に影響を与えない安全性の高いインクとして、水を含む水性インクを用いることも可能である。水性インクに用いる前記水としては、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、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水;超純水などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記水の含有量としては、インク全量に対して、15質量%以上60質量%以下が好ましい。前記含有量が、15質量%以上であると、インクの粘度上昇を抑制することにより吐出安定性を向上でき、60質量%以下であると、非浸透メディアへの濡れ性が好適となり、画像品位を向上できる。
<その他の成分>
前記その他の成分としては、例えば、色材、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤、ヒンダードフェノール及びヒンダードフェノールアミンのようなゴム、並びにプラスチックス用無色老化防止剤などが挙げられる。
<色材>
前記色材は、時に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、白色色材、画像形成用色材などが挙げられる。
-白色色材-
前記白色色材の白色度の基準としては、ISO-2469(JIS-8148)に基づいて測定される白色度の値が70以上の場合、白色のインクの色材として好適に用いられる。
前記白色インクは、本発明の印刷装置における第2液体として好適に用いることができ、背景用及び下地用の少なくともいずれかに用いることができる。
前記白色色材としては、酸化チタン、酸化鉄、酸化スズ、酸化ジルコニウム、チタン酸鉄(鉄とチタンの複合酸化物)などを挙げることができる。
-画像形成用色材-
前記画像形成用色材は、画像形成用インクの色材として好適に用いることができる。
前記画像形成用インクは、本発明の印刷装置における第1液体として好適に用いることができる。
前記画像形成用インクとしては、カラーインク(以後、プロセスカラーインクとも称することがある)、特色インク、黒色インク、灰色インク、クリアインク、メタリックインク、非白色インクなどが挙げられる。
なお、前記クリアインクとは、着色剤を含まず、主に樹脂粒子、有機溶剤及び水からなるインクを意味する。
前記カラーインクとしては、例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ライトシアンインク、ライトマゼンタインク、レッドインク、グリーンインク、ブルーインク、オレンジインク、バイオレットインクなどが挙げられる。
前記画像形成用色材としては、非白色を呈するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、染料、顔料などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、顔料が好ましい。
前記顔料としては、例えば、無機顔料、有機顔料などが挙げられる。
前記無機顔料として、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、染料キレート、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記アゾ顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記多環式顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記染料キレートとしては、例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
その他、中空樹脂粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
これらの顔料のうち、溶媒と親和性の良いものが好ましく用いられる。
前記顔料としては、黒色用としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
また、カラー用としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155;C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51;C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、219;C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63;C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
その他の顔料としては、例えば、カーボンブラックの表面にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加し水中に分散可能とした自己分散顔料などが使用できる。
また、顔料をマイクロカプセルに包含させ、前記顔料を水中に分散可能なもの、すなわち、顔料粒子を含有させた樹脂微粒子であってもよい。
この場合、インクに含有される顔料としては、すべて樹脂微粒子に封入または吸着されている必要はなく、顔料がインク中に分散していてもよい。
前記顔料の数平均粒径としては、特に制限はなく、最大個数換算で最大頻度が20nm以上150nm以下が好ましい。数平均粒径が、20nm以上であると、分散操作、分級操作が容易になり、150nm以下であると、インク組成物としての顔料分散安定性が良くなるばかりでなく、吐出安定性にも優れ、画像濃度などの画像品質も高くなり好ましい。
前記数平均粒径は、例えば、粒度分析装置(マイクロトラック MODEL UPA9340、日機装株式会社製)を用いて測定することができる。
分散剤を用いて顔料を分散する場合には、従来公知のものであればいずれも使用することができ、例えば、高分子分散剤、水溶性界面活性剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー17、23、42、44、79、142;C.I.アシッドレッド52、80、82、249、254、289;C.I.アシッドブルー9、45、249;C.I.アシッドブラック1、2、24、94;C.I.フードブラック1、2;C.I.ダイレクトイエロー1、12、24、33、50、55、58、86、132、142、144、173;C.I.ダイレクトレッド1、4、9、80、81、225、227;C.I.ダイレクトブルー1、2、15、71、86、87、98、165、199、202;C.I.ダイレクドブラック19、38、51、71、154、168、171、195;C.I.リアクティブレッド14、32、55、79、249;C.I.リアクティブブラック3、4、35などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記メタリックインクに用いる色材としては、例えば、金属単体、合金、又は金属化合物を微粉砕してなる微粉末などが挙げられる。
前記メタリックインクに用いる色材としては、例えば、アルミニウム、銀、金、ニッケル、クロム、スズ、亜鉛、インジウム、チタン、シリコン、銅、及びプラチナよりなる一群の金属単体などが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、これらの一群の金属を組み合わせて得られる合金であってもよく、これらの一群の金属単体又は合金の酸化物、窒化物、硫化物、炭化物を微粉砕して得られる粒子などが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
<防腐防黴剤>
前記防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オンなどが挙げられる。
<pH調整剤>
前記pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
[インクの製造方法]
前記インクの製造方法としては、例えば、水、有機溶剤、一般式(1)で表される化合物、樹脂粒子、及び更に必要に応じて、その他の成分を水性媒体中に分散又は溶解し、適宜撹拌混合して製造することができる。前記撹拌混合としては、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシェイカー、超音波分散機、通常の撹拌羽を用いた撹拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機などが挙げられる。
-インク物性-
インクの物性としては、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、粘度が、印刷媒体に記録した場合の文字品位等の画像品質の点から、25℃で、2mPa・s以上が好ましく、3mPa・s以上20mPa・s以下がより好ましい。 前記粘度が、2mPa・s以上であると、吐出安定性を向上できる。
(インクカートリッジ)
前記インクを収容する容器としては、例えば、インクカートリッジなどが挙げられる。
前記インクカートリッジとしては、プロセスカラーインク、特色インク、白色インク(下地及びまたは背景用インク)を容器中に収容するインクカートリッジを含む。
前記インクカートリッジとしては、前記インクを容器中に収容してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材などを有してなる。
前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じて、その形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを少なくとも有するものなどが挙げられる。
(記録物)
記録物は、記録媒体上に、前記インクにより記録された画像を有する。
<記録媒体>
記録媒体としては特に制限はなく、普通紙、光沢紙、特殊紙、布などを用いることもできるが、非浸透性メディアを用いても良好な画像形成が可能である。
前記非浸透性メディアとは、水透過性、吸収性が低い表面を有する基材であり、内部に多数の空洞があっても外部に開口していない材質も含まれ、より定量的には、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m以下である基材をいう。
前記非浸透性メディアとしては、例えば、塩化ビニル樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルムを、好適に使用することができる。
記録媒体としては、一般的な記録媒体として用いられるものに限られず、壁紙、床材、タイル等の建材、Tシャツなど衣料用等の布、テキスタイル、皮革等を適宜使用することができる。また、記録媒体を搬送する経路の構成を調整することにより、セラミックスやガラス、金属などを使用することもできる。
以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
(顔料分散液の調製例1)
<ブラック顔料分散液の調製>
以下に記載の処方の混合物をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル(シンマルエンタープライゼス社KDL型、メディア:直径0.3mmジルコニアボール使用)で7時間循環分散してブラック顔料分散液(顔料固形分濃度:20質量%)を得た。
カーボンブラック顔料(商品名:Monarch800、キャボット社製)15質量部
アニオン性界面活性剤(パイオニンA-51-B、竹本油脂株式会社製)・・2質量部
イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・83質量部
(顔料分散液の調製例2)
<シアン顔料分散液の調製>
カーボンブラック顔料を、ピグメントブルー15:3(商品名:LIONOL BLUE FG-7351、東洋インキ株式会社製)に変更した以外は、顔料分散液の調製例1と同様にして、シアン顔料分散液(顔料固形分濃度:20質量%)を得た。
(顔料分散液の調製例3)
<マゼンタ顔料分散液の調製>
カーボンブラック顔料を、ピグメントレッド122(商品名:トナーマゼンタEO02、クラリアントジャパン株式会社製)に変更した以外は、顔料分散液の調製例1と同様にして、マゼンタ顔料分散液(顔料固形分濃度:20質量%)を得た。
(顔料分散液の調製例4)
<イエロー顔料分散液の調製>
カーボンブラック顔料を、ピグメントイエロー74(商品名:ファーストイエロー531、大日精化工業株式会社製)に変更した以外は、顔料分散液の調製例1と同様にして、イエロー顔料分散液(顔料固形分濃度:20質量%)を得た。
(顔料分散液の調製例5)
<ホワイト顔料分散液の調製>
酸化チタン(商品名:STR-100W、堺化学工業株式会社製)25質量部、顔料分散剤(商品名:TEGO Dispers651、エボニック社製)5質量部、水70質量部を混合し、ビーズミル(商品名:リサーチラボ、株式会社シンマルエンタープライゼス製)にて、直径:0.3mmのジルコニアビーズを充填率60%、8m/sにて5分間分散し、白色顔料分散液(顔料固形分濃度:25質量%)を得た。
(樹脂粒子の調製例1)
<ポリカーボネート系ウレタン樹脂エマルジョンの調製>
撹拌機、還流冷却管及び温度計を挿入した反応容器に、ポリカーボネートジオール(1,6-ヘキサンジオールとジメチルカーボネートの反応生成物(数平均分子量(Mn):1,200)1,500g、2,2-ジメチロールプロピオン酸(以下、「DMPA」とも称することがある)220g、及びN-メチルピロリドン(以下、「NMP」とも称することがある)1,347gを窒素気流下で仕込み、60℃に加熱してDMPAを溶解させた。
次いで、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート1,445g、及びジブチルスズジラウリレート(触媒)2.6gを加えて90℃まで加熱し、5時間かけてウレタン化反応を行い、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーを得た。この反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン149gを添加・混合したものの中から4,340gを抜き出して、強撹拌下、水5,400g及びトリエチルアミン15gの混合溶液の中に加えた。次いで、氷1,500gを投入し、35質量%の2-メチル-1,5-ペンタンジアミン水溶液626gを加えて鎖延長反応を行い、固形分濃度が30質量%となるように溶媒を留去し、ポリカーボネート系ウレタン樹脂エマルジョンを得た。
前記ポリカーボネート系ウレタン樹脂エマルジョンを用いて、造膜温度試験装置(装置名:1530、株式会社井元製作所製)で最低造膜温度を測定した。前記最低造膜温度は55℃であった。
(樹脂粒子の調製例2)
<ポリエーテル系ウレタン樹脂エマルジョンの調製>
温度計、窒素ガス導入管、及び撹拌器を備えた窒素置換された容器中で、ポリエーテルポリオール(商品名:PTMG1000、三菱化学株式会社製、平均分子量:1,000)100.2質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸15.7質量部、イソホロンジイソシアネート48.0質量部、有機溶剤としてメチルエチルケトン77.1質量部を、触媒としてジブチルスズジレウレート(以下、「DMTDL」とも称することがある)0.06質量部を使用し反応させた。
前記反応を4時間継続した後、希釈溶剤としてメチルエチルケトン30.7質量部を供給し、更に反応を継続した。
前記反応物の平均分子量が20,000以上60,000以下の範囲に達した時点で、メタノール1.4質量部を投入し、前記反応を終了することによって、ウレタン樹脂の有機溶剤溶液を得た。
前記ウレタン樹脂の有機溶剤溶液に、48質量%水酸化カリウム水溶液を13.4質量部加えることで前記ウレタン樹脂が有するカルボキシル基を中和し、次いで、水715.3質量部を加え十分に撹拌した後、エージング及び脱溶剤することによって、固形分30質量%のポリエーテル系ウレタン樹脂エマルジョンを得た。
前記ポリエーテル系ウレタン樹脂エマルジョンについて、前記ポリカーボネート系ウレタン樹脂エマルジョンの調製例1と同様にして、造膜温度試験装置で最低造膜温度を測定した。前記最低造膜温度は43℃であった。
(樹脂粒子の調製例3)
<ポリエステル系ウレタン樹脂エマルジョンの調製>
ポリエーテルポリオール(商品名:PTMG1000、三菱化学株式会社製、平均分子量:1,000)を、ポリエステルポリオール(商品名:ポリライトOD-X-2251、DIC株式会社製、平均分子量:2,000)に変更した以外は、前記ポリエーテル系ウレタン樹脂エマルジョンの調製例2と同様にして、固形分30質量%のポリエステル系ウレタン樹脂エマルジョンを得た。
前記ポリエステル系ウレタン樹脂エマルジョンについて、前記ポリカーボネート系ウレタン樹脂エマルジョンの調製と同様にして、造膜温度試験装置(装置名:1530、株式会社井元製作所製)で最低造膜温度を測定した。前記最低造膜温度は74℃であった。
(樹脂粒子の調製例4)
<アクリル樹脂エマルジョンの調製>
撹拌機、還流コンデンサー、滴下装置、及び温度計を備えた反応容器に、イオン交換水900g、及びラウリル硫酸ナトリウム1gを仕込み、撹拌下に窒素置換しながら70℃まで昇温した。内温を70℃に保ち、重合開始剤として過硫酸カリウム4gを添加し、溶解後、予めイオン交換水450g、ラウリル硫酸ナトリウム3gにアクリルアミド20gにスチレン615g、ブチルアクリレート30g、及びメタクリル酸350gを撹拌下に加えて作製した乳化物を、反応溶液内に連続的に4時間かけて滴下した。滴下終了後、3時間反応させ、水性エマルジョンを得た。
得られた水性エマルジョンを常温まで冷却した後、イオン交換水及び水酸化ナトリウム水溶液を添加して固形分濃度30質量%、pH8のアクリル樹脂エマルジョンを得た。
前記アクリル樹脂エマルジョンについて、前記ポリカーボネート系ウレタン樹脂エマルジョンの調製例1と同様にして、造膜温度試験装置(装置名:1530、株式会社井元製作所製)で最低造膜温度を測定した。前記最低造膜温度は53℃であった。
<インク1の調製>
ブラック顔料分散液20質量%、ポリカーボネート系ウレタン樹脂エマルジョン(固形分濃度30質量%)を樹脂固形分換算で10質量%、1,2-プロパンジオール12質量%、1,2-ブタンジオール5質量%、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド(商品名:エクアミドM-100、出光興産株式会社製)17質量%、シロキサン化合物(商品名:FZ2110、 東レ・ダウ株式会社製、HLB=1.0)1質量%、防腐剤(商品名:プロキセルLV、アビシア株式会社製)0.1質量%、及び高純水12質量%を混合撹拌し、0.2μmポリプロピレンフィルター(日本ポール株式会社製)にて濾過することによりインク1を調製した。
(インク2~6の調製)
インク1において、表1に記載の組成、及び含有量に変更した以外は、インク1と同様にして、インク2~6を調製した。
Figure 0007019960000005
なお、実施例において使用した、成分の商品名、及び製造会社名については下記のとおりである。
・カーボンブラック顔料(商品名:Monarch800、キャボット社製)
・ピグメントブルー15:3(商品名:LIONOL BLUE FG-7351、東洋インキ株式会社製)
・アニオン性界面活性剤(パイオニンA-51-B、竹本油脂株式会社製)
・ピグメントレッド122(商品名:トナーマゼンタEO02、クラリアントジャパン株式会社製)
・ピグメントイエロー74(商品名:ファーストイエロー531、大日精化工業株式会社製)
・酸化チタン(商品名:STR-100W、堺化学工業株式会社製)
・顔料分散剤(商品名:TEGO Dispers651、エボニック社製)
・ポリエーテルポリオール(商品名:PTMG1000、三菱化学株式会社製、平均分子量:1,000)
・ポリエステルポリオール(商品名:ポリライトOD-X-2251、DIC株式会社製、平均分子量:2,000)
・3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド(商品名:エクアミドM-100、出光興産株式会社製)
・シロキサン化合物(商品名:FZ2110、東レ・ダウ株式会社製、HLB=1.0)
・防腐剤(商品名:プロキセルLV、アビシア株式会社製)
(実施例1)
調製したインクを下記表2に記載の組み合わせで本発明の印刷装置に充填し、ポリ塩化ビニルフィルム(商品名:CPPVWP1300、桜井株式会社製)記録媒体に対して、インク6(白色インク)を用いて下地を形成した後に、インク1及び2により、図18及び19に示す斜線パターン画像及びベタ画像を記録する白先刷り印刷(第1実施形態)を実施した。
(実施例2~9、及び12)
実施例1において、下記表2に記載の組成、及び含有量に変更した以外は、実施例と同様にして、実施例2~9、及び12を実施した。実施例12で用いたインクとしては、市販のRICOH Proインク(商品名:RICOH Pro AR インク、株式会社リコー製)を用いた。
(実施例10)
実施例1において、インク1及び3により、図18及び19に示す斜線パターン画像及びベタ画像を記録した後に、インク6により白色インク層を形成する白後刷り印刷(第5実施形態)を実施した以外は、実施例1と同様にして、実施例10を実施した。
(実施例11)
実施例1において、インク1及び3により、図18及び19に示す斜線パターン画像及びベタ画像を記録した後に、インク6により白色インク層を形成し、その後さらにインク1及び3により、図18及び19に示す斜線パターン画像及びベタ画像を記録する三層印刷(第6実施形態)を実施した以外は、実施例1と同様にして、実施例11を実施した。
次に、以下のようにして、「にじみの有無」を評価した。結果を表2に示す。
<にじみの有無>
ポリ塩化ビニルフィルムに形成した斜線パターン画像及びベタ画像のマス境界におけるにじみの有無を目視により観察し、下記評価基準に基づいて、「にじみ(ブリーディング)の有無」を評価した。なお、評価が「△」以上であれば、使用上問題のないレベルである。
[評価基準]
◎:50m/hの生産性において、全てのマス境界において、図18及び19に示すようなにじみの無い画像である
○:45m/hの生産性において、全てのマス境界において、図18及び19に示すようなにじみの無い画像である
△:40m/hの生産性において、全てのマス境界において、図18及び19に示すようなにじみの無い画像である
Figure 0007019960000006
実施例1~12の結果より、本発明の印刷装置を用いることにより、印刷速度の低下を押えつつ、印刷品質の高い画像が記録できることがわかった。
また、インクとして、水、有機溶剤、顔料、樹脂粒子およびシロキサン化合物を有するインクを用いることにより、乾燥性の高い白インクとすることができ、前記白インクを用いて背景を形成することにより、双方向印刷においてもカラーインクを形成するインク膜の平滑性が上昇し、光沢性を有する画像を得ることができた。すなわち、図18及び19に示すように、にじみを抑制し、高品質の画像を記録することが可能であることがわかった。特に、樹脂粒子として、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂を用いると、にじみに対して効果的であることがわかった。
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 画像を形成する第1液体を吐出する第1ノズル列と、前記第1液体とは異なる第2液体を吐出する第2ノズル列と、を含む液体吐出手段と、
前記液体吐出手段を搭載して主走査方向に往復移動されるキャリッジと、
媒体に対し、前記第1液体を吐出する領域を含む領域に前記第2液体を吐出させる制御をする制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記キャリッジの往路及び復路の双方向で前記第2ノズル列から前記第2液体を吐出させ、
前記キャリッジの往路及び復路のいずれか一方向で前記第1ノズル列から前記第1液体を吐出させる制御をする手段を備えていることを特徴とする印刷装置である。
<2> 前記第2ノズル列の長さが、前記第1ノズル列の長さよりも短い前記<1>に記載の印刷装置である。
<3> 前記第2ノズル列の長さが、前記第1ノズル列の長さの1/2倍である前記<2>に記載の印刷装置である。
<4> 前記第2ノズル列と前記第1ノズル列とは、主走査方向と直交する副走査方向に離間している前記<1>から<3>のいずれかに記載の印刷装置である。
<5> 前記第2液体が背景を形成する背景用液体である前記<1>から<4>のいずれかに記載の印刷装置である。
<6> 前記第1液体及び第2液体が、水、有機溶剤、色材、樹脂粒子、及びシロキサン化合物を含有する前記<1>から<5>のいずれかに記載の印刷装置である。
<7> 前記樹脂粒子が、ウレタン樹脂である前記<6>に記載の印刷装置である。
<8> 前記ウレタン樹脂が、ポリカーボネート系ウレタン樹脂、及びポリエステル系ウレタン樹脂から選択される少なくともいずれかである前記<7>に記載の印刷装置である。
<9> 前記有機溶剤が、下記一般式(1)で表される化合物を含む前記<6>から<8>のいずれかに記載の印刷装置である。
Figure 0007019960000007
(ただし、前記一般式(1)中、R、R、及びRは、それぞれ、炭素数1以上5以下のアルキル基を表し、R、R、及びRは同一であっても、異なっていてもよい)
<10> 前記有機溶剤が、下記一般式(1-1)で表される3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドを含む前記<6>から<9>のいずれかに記載の印刷装置である。
Figure 0007019960000008
<11> 前記有機溶剤が、下記一般式(1-2)で表される3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドを含む前記<6>から<10>のいずれかに記載の印刷装置である。
Figure 0007019960000009
<12> 前記有機溶剤が、3-メトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミドを含む前記<6>から<11>のいずれかに記載の印刷装置である。
<13> 前記色材が、白色色材及び画像形成用色材から選択される少なくともいずれかである前記<6>から<12>のいずれかに記載の印刷装置である。
<14> 前記白色色材が、酸化チタン、酸化鉄、酸化スズ、酸化ジルコニウム、及びチタン酸鉄から選択される少なくとも1種である前記<13>に記載の印刷装置である。
<15> 前記画像形成用色材が、カラーインク、特色インク、黒色インク、灰色インク、クリアインク、メタリックインク、及び非白色インクから選択される少なくとも1種である前記<13>から<14>のいずれかに記載の印刷装置である。
<16> 前記画像形成用色材が、無機顔料及び有機顔料から選択される少なくともいずれかである前記<13>から<15>のいずれかに記載の印刷装置である。
<17> 前記無機顔料が、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、及びクロムイエローから選択される少なくとも1種である前記<16>に記載の印刷装置である。
<18> 前記液体吐出手段は、複数のノズル列を有する1又は複数の液体吐出ヘッドで構成されている前記<1>から<17>のいずれかに記載の印刷装置である。
<19> 画像を形成する第1液体を吐出する第1ノズル列と、前記第1液体とは異なる第2液体を吐出する第2ノズル列と、を含む液体吐出手段と、
前記液体吐出手段を搭載して主走査方向に往復移動されるキャリッジと、を備える画像形成装置において、媒体に対し、前記第1液体を吐出する領域を含む領域に前記第2液体を吐出させる制御をコンピュータに行わせるプログラムであって、
前記キャリッジの往路及び復路の双方向で前記第2ノズル列から前記第2液体を吐出させ、
前記キャリッジの往路及び復路のいずれか一方向で前記第1ノズル列から前記第1液体を吐出させる制御を前記コンピュータに行わせることを特徴とするプログラムである。
<20> 前記<1>から<18>のいずれかに記載の印刷装置を用いて印刷する印刷方法において、
前記第1液体及び前記第2液体として、水、顔料、シロキサン化合物、下記一般式(1)の化合物、並びにポリカーボネート系ウレタン樹脂及びポリエステル系ウレタン樹脂の少なくともいずれかの樹脂を含有するインクを用いることを特徴とする印刷方法である。
Figure 0007019960000010
(ただし、前記一般式(1)中、R、R、及びRは、それぞれ、炭素数1以上5以下のアルキル基を表し、R、R、及びRは同一であっても、異なっていてもよい)
前記<1>から<18>のいずれかに記載の印刷装置、前記<19>に記載のプログラム、及び前記<20>に記載の印刷方法によると、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
特許第5425357号公報
1 ロール体
2 印刷媒体
11 ヘッド
Na~Nf ノズル列
N1、N1A、N1B 第1ノズル列
N2 第2ノズル列
12 キャリッジ
21 搬送ローラ
25 プラテン部材
41 巻取りロール
101 印刷部
102 搬送部
103 ロール収納部
104 ロール巻取り部
500 制御部

Claims (11)

  1. 画像を形成するプロセスカラーの第1液体を吐出する第1ノズル列と、前記第1液体とは異なる単色の背景色の第2液体を吐出する第2ノズル列と、を含む液体吐出手段と、
    前記液体吐出手段を搭載して主走査方向に往復移動されるキャリッジと、
    媒体に対し、前記第1液体を吐出する領域を含む領域に前記第2液体を吐出させる制御をする制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記キャリッジの往路及び復路の双方向で前記第2ノズル列から前記第2液体を吐出させ、
    前記キャリッジの往路及び復路のいずれか一方向で前記第1ノズル列から前記第1液体を吐出させる制御をする手段を備えていることを特徴とする印刷装置。
  2. 前記第2ノズル列の長さが、前記第1ノズル列の長さよりも短い請求項1に記載の印刷装置。
  3. 前記第2ノズル列の長さが、前記第1ノズル列の長さの1/2倍である請求項2に記載の印刷装置。
  4. 前記第2ノズル列と前記第1ノズル列とは、主走査方向と直交する副走査方向に離間している請求項1から3のいずれかに記載の印刷装置。
  5. 前記第1液体及び前記第2液体が、水、有機溶剤、色材、樹脂粒子、及びシロキサン化合物を含有する請求項1から4のいずれかに記載の印刷装置。
  6. 前記樹脂粒子が、ウレタン樹脂である請求項5に記載の印刷装置。
  7. 前記ウレタン樹脂が、ポリカーボネート系ウレタン樹脂、及びポリエステル系ウレタン樹脂から選択される少なくともいずれかである請求項6に記載の印刷装置。
  8. 前記有機溶剤が、下記一般式(1)で表される化合物を含む請求項5から7のいずれかに記載の印刷装置。
    Figure 0007019960000011
    (ただし、前記一般式(1)中、R 、R 、及びR は、それぞれ、炭素数1以上5以下のアルキル基を表し、R 、R 、及びR は同一であっても、異なっていてもよい)
  9. 前記液体吐出手段が、複数のノズル列を有する1又は複数の液体吐出ヘッドで構成されている請求項1から8のいずれかに記載の印刷装置。
  10. 画像を形成するプロセスカラーの第1液体を吐出する第1ノズル列と、前記第1液体とは異なる単色の背景色の第2液体を吐出する第2ノズル列と、を含む液体吐出手段と、
    前記液体吐出手段を搭載して主走査方向に往復移動されるキャリッジと、を備える画像形成装置において、媒体に対し、前記第1液体を吐出する領域を含む領域に前記第2液体を吐出させる制御をコンピュータに行わせるプログラムであって、
    前記キャリッジの往路及び復路の双方向で前記第2ノズル列から前記第2液体を吐出させ、
    前記キャリッジの往路及び復路のいずれか一方向で前記第1ノズル列から前記第1液体を吐出させる制御を前記コンピュータに行わせることを特徴とするプログラム。
  11. 請求項1から9のいずれかに記載の印刷装置を用いて印刷する印刷方法において、
    前記第1液体及び前記第2液体として、水、顔料、シロキサン化合物、下記一般式(1)の化合物、並びにポリカーボネート系ウレタン樹脂及びポリエステル系ウレタン樹脂の少なくともいずれかの樹脂を含有するインクを用いることを特徴とする印刷方法。
    Figure 0007019960000012
    (ただし、前記一般式(1)中、R 、R 、及びR は、それぞれ、炭素数1以上5以下のアルキル基を表し、R 、R 、及びR は同一であっても、異なっていてもよい)
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