JP7087787B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Description
また、例えば前記特許文献1または2に記載の発明において、コックリングやカ-ルの矯正効果を高めるためには、記録媒体を湾曲変形させるときに張力を掛ける必要があり、記録媒体に対して搬送かつ張力を与えるためにはベルト挟持などを行う構成が必須となる。しかし、従来の液体組成物(例えばインク)を用いて画像形成を行うと、画像定着性に劣ることからベルトに対して液体組成物の転写が起きてしまうという問題点があった。
1)顔料を含む液体組成物と、
前記液体組成物をシ-トに付与する付与手段と、
前記シ-トの変形を矯正するシ-ト矯正装置と、
前処理液と、前記液体組成物をシ-トに付与する前に前記前処理液をシ-トに付与する手段と、
を有し、
前記液体組成物は、下記一般式(I)で表される構造単位を有する共重合体を含有し、
前記シ-ト矯正装置は、前記シ-トを挟んで搬送するベルト対と、前記ベルト対が前記シ-トを挟み持つ領域内で前記ベルト対の一部を湾曲変形させる押し当て部材と、前記シ-トを加熱する加熱手段と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
-特定の構造を有する共重合体-
本発明における液体組成物(以下、インクと言うことがある)は、下記一般式(I)で表される構造単位を有する共重合体を含有する。
また、分子中にナフチル基またはビフェニル基を有する反応性化合物と重合性のモノマ-とを反応させることで、一般式(a)のモノマ-を得ることができる。
-COO-、-SO3 -、-PO3H-、-PO3 2-、-CON2-、-SO3N2-、-NH-C6H4-COO-、-NH-C6H4-SO3 -、-NH-C6H4-PO3H-、-NH-C6H4-PO3 2-、-NH-C6H4-CON2-、-NH-C6H4-SO3N2-
前記重合性界面活性剤は、1種又は2種以上を混合して使用してもよい。
カチオンの添加量としては、インクの保存安定性がより向上するため、共重合体に含まれるアニオン性親水性官能基のモル数に対して1倍以上2倍以下が好ましい。
カチオンとしては、インクの保存安定性がより向上するため、有機アンモニウムイオンが好ましい。
インク中に含まれるカチオン量については、処方量から計算することもできるが、インクそのものを分析することによっても求める事もできる。
インク中に含まれるカチオンの定量は、カチオンが金属イオンであれば、ICP発光分光分析装置により行うことができる。ICP発光分光分析装置としては、例えばICPE-9000(島津製作所製)、Optima8000(PerkinElmer社製)等が挙げられる。
また、カチオンが有機アンモニウムであれば、GC/MS分析によりインク中のカチオン量を定量することができる。GC/MS分析装置としては、GCMS-QP2010 Ultra(島津製作所製)、Agilent7000C(アジレントテクノロジ-社製)等が挙げられる。
有機アンモニウムイオンとしては、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラプロピルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオン、テトラヘキシルアンモニウムイオン、トリエチルメチルアンモニウムイオン、トリブチルメチルアンモニウムイオン、トリオクチルメチルアンモニウムイオン、2-ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムイオン、トリス(2-ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムイオン、プロピルトリメチルアンモニウムイオン、ヘキシルトリメチルアンモニウムイオン、オクチルトリメチルアンモニウムイオン、ノニルトリメチルアンモニウムイオン、デシルトリメチルアンモニウムイオン、ドデシルトリメチルアンモニウムイオン、テトラデシルトリメチルアンモニウムイオン、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムイオン、オクタデシルトリメチルアンモニウムイオンジドデシルジメチルアンモニウムイオン、ジテトラデシルジメチルアンモニウムイオン、ジヘキサデシルジメチルアンモニウムイオン、ジオクタデシルジメチルアンモニウムイオン、エチルヘキサデシルジメチルアンモニウムイオン、アンモニウムイオン、ジメチルアンモニウムイオン、トリメチルアンモニウムイオン、モノエチルアンモニウムイオン、ジエチルアンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、モノエタノ-ルアンモニウムイオン、ジエタノ-ルアンモニウムイオン、トリエタノ-ルアンモニウムイオン、メチルエタノ-ルアンモニウムイオン、メチルジエタノ-ルアンモニウムイオン、ジメチルエタノ-ルアンモニウムイオン、モノプロパノ-ルアンモニウムイオン、ジプロパノ-ルアンモニウムイオン、トリプロパノ-ルアンモニウムイオン、イソプロパノ-ルアンモニウムイオン、等が挙げられる。カチオンとしては、インクの保存安定性及び吐出信頼性が向上するため、有機アンモニウムイオンが好ましい。
以下、インクに用いる有機溶剤、水、色材、樹脂、添加剤等について説明する。
本発明のインクは、SP値が8.9~12.0の有機溶剤(有機溶剤X)を少なくとも1種含有することが好ましい。これにより、記録媒体への濡れ性が向上し、塗工層を持つ吸インク性の悪いコ-ト紙などの商業印刷用紙にもインク成分が浸透し、ビ-ディングを抑制することが可能となる。
上記SP値はヒルデブラント(Hildebrand)によって導入された正則溶液論により定義された値であり、二成分系溶液の溶解度の目安となる。また、本発明におけるSP値は、Fedors法で算出した値である。正則溶液理論における凝集エネルギ-密度の平方根で示され、単位は(J/cm3)0.5である。一般に普及している簡易ソフトで算出できる。
インクにおける水の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上90質量%以下が好ましく、20質量%以上60質量%以下がより好ましい。
本発明のインクは、色材(着色剤)を含むことができる。
着色剤には、界面活性剤で顔料を分散した界面活性剤分散、樹脂で顔料を分散した樹脂分散、顔料の表面を樹脂で被覆した樹脂被覆分散及び顔料表面に親水基を設けた自己分散顔料などがあるが、水分散性着色剤が好ましい。
また、一般的な有機顔料、又は無機顔料の粒子を有機顔料若しくはカ-ボンブラックで被覆した複合顔料を用いることもできる。前記複合顔料は、無機顔料の粒子の存在下で有機顔料を析出させる方法や、無機顔料と有機顔料を機械的に混合摩砕するメカノケミカル法等により作製することができる。更に必要に応じて、ポリシロキサン、アルキルシランから生成されるオルガノシラン化合物の層を、無機顔料と有機顔料の中間に設けることにより両者の接着性を向上させることもできる。
前記無機顔料粒子と、被覆材である有機顔料若しくはカ-ボンブラックの質量比は、3:1~1:3が好ましく、3:2~1:2がより好ましい。被覆材が少ないと発色性や着色力が低下することがあり、被覆材が多くなると透明性や色調が悪くなることがある。
上記複合顔料としては、戸田工業社製のシリカ/カ-ボンブラック複合材料、シリカ/フタロシアニンPB15:3複合材料、シリカ/ジスアゾイエロ-複合材料、シリカ/キナクリドンPR122複合材料などが、一次平均粒径が小さいので好適である。
なお、本発明では、色調調整の目的で染料を併用しても構わないが、耐候性を劣化させない範囲内で使用する必要がある。
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカ-ボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加することで、水中に分散可能とする方法が挙げられる。
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能とする方法が挙げられる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。
分散剤として、竹本油脂社製RT-100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。
分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
顔料に、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを得ることが可能である。また、顔料と、その他水や分散剤などを混合して顔料分散体としたものに、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを製造することも可能である。
顔料分散体は、水、顔料、顔料分散剤、必要に応じてその他の成分を混合、分散し、粒径を調整して得られる。分散は分散機を用いると良い。
顔料分散体における顔料の粒径については特に制限はないが、顔料の分散安定性が良好となり、吐出安定性、画像濃度などの画像品質も高くなる点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上500nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。顔料の粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave-UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
顔料分散体における顔料の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
顔料分散体に対し、必要に応じて、フィルタ-、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
本発明では、界面活性剤としてポリエ-テル変性シロキサン化合物を用いることが好ましい。これにより、本発明の効果が高まるとともに、ヘッドノズルプレ-ト撥インク層に濡れ難いインクとなり、インクのノズル付着による吐出不良を防ぎ、吐出安定性が向上する。また、特に問題になりやすいノズル撥インク層面にインクが付着し難く、吐出不良が生じ難いインクとなる。
フッ素系界面活性剤としては、パ-フルオロアルキルリン酸エステル化合物、パ-フルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパ-フルオロアルキルエ-テル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエ-テルポリマ-化合物などが挙げられる。 これらの中でも、パ-フルオロアルキルエ-テル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエ-テルポリマ-化合物は起泡性が少ないため好ましく、特に一般式(F-1)及び一般式(F-2)で表わされるフッ素系界面活性剤が好ましい。
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。
本発明のインクには、前記成分の他に、必要に応じて、公知の種々の添加剤を加えても良い。その例としては、浸透剤、抑泡剤(消泡剤)、水分散性樹脂、pH調整剤、防腐防黴剤、キレ-ト試薬、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤などが挙げられる。
浸透剤としては、炭素数8~11の非湿潤剤性ポリオ-ル化合物又はグリコ-ルエ-テル化合物を少なくとも1種が好ましい。ここで、非湿潤剤性とは、25℃の水中において0.2~5.0質量%の間の溶解度を有することを意味する。これらの浸透剤の中でも、下記一般式(2)で表される1,3-ジオ-ル化合物が好ましく、2-エチル-1,3-ヘキサンジオ-ル[溶解度:4.2%(25℃)]、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオ-ル[溶解度:2.0%(25℃)]が特に好ましい。
抑泡剤は、インクに微量添加することによって、その発泡を抑えるために用いられる。ここで、発泡とは液体が薄い膜になって空気を包むことである。この泡の生成にはインクの表面張力や粘度等の特性が関与する。即ち、水のように表面張力が高い液体は、液体の表面積をできるだけ小さくしようとする力が働くため発泡し難い。これに対し、高粘度で高浸透性のインクは、表面張力が低いために発泡し易く、溶液の粘性により生成した泡が維持されやすく消泡し難い。
水分散性樹脂としては、造膜性(画像形成性)に優れ、かつ高撥水性、高耐水性、高耐候性を備えたものが、高耐水性で高画像濃度(高発色性)の画像記録に有用であり、例えば、縮合系合成樹脂、付加系合成樹脂、天然高分子化合物などが挙げられる。
これらの中でも、特にアクリル-シリコ-ン樹脂微粒子及びフッ素系樹脂微粒子が好ましい。また、前記水分散性樹脂を2種類以上併用してもよい。
不飽和単量体の乳化重合の場合には、不飽和単量体、重合開始剤、界面活性剤、連鎖移動剤、キレ-ト剤、及びpH調整剤などを添加した水中で反応させて樹脂エマルジョンを得るため、容易に水分散性樹脂を得ることができ、樹脂構成を替えやすく、目的の性質を作りやすい。
水分散性樹脂のインク中の含有量は、固形分で、0.5~10質量%が好ましく、1~8質量%がより好ましい。
pH調整剤としては、調合されるインクに悪影響を及ぼさずにpHを7~11に調整でき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る。
その例としては、アルコ-ルアミン類、アルカリ金属元素の水酸化物、アンモニウムの水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、などが挙げられる。
pHが7~11の範囲を外れると、インクジェットのヘッドやインク供給ユニットを溶かし出す量が大きく、インクの変質や漏洩、吐出不良などの不具合が生じることがある。
前記アルコ-ルアミン類としては、例えば、ジエタノ-ルアミン、トリエタノ-ルアミン、2-アミノ-2-エチル-1,3プロパンジオ-ル等が挙げられる。
前記アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
前記アンモニウムの水酸化物としては、例えば、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物などが挙げられる。
前記ホスホニウム水酸化物としては、例えば、第4級ホスホニウム水酸化物などが挙げられる。
前記アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。
防腐防黴剤としては、例えば、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2-ピリジンチオ-ル-1-オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノ-ルナトリウム、等が挙げられる。
キレ-ト試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等がある。
防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコ-ル酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリト-ル、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライトなどが挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、フェノ-ル系酸化防止剤(ヒンダ-ドフェノ-ル系酸化防止剤を含む)、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、などが挙げられる。
前記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾ-ル系紫外線吸収剤、サリチレ-ト系紫外線吸収剤、シアノアクリレ-ト系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤、などが挙げられる。
本発明のインクは、前記共重合体と、その他の成分とを水性媒体中に分散又は溶解し、更に必要に応じて攪拌混合して製造する。この攪拌混合は、例えば、サンドミル、ホモジナイザ-、ボ-ルミル、ペイントシェイカ-、超音波分散機等により行うことができ、攪拌混合は通常の攪拌羽を用いた攪拌機、マグネチックスタ-ラ-、高速の分散機等で行うことができる。
本発明のインクは、本発明の効果が良好に発現するという観点から、また、記録媒体に対する濡れ性および浸透性を適切とし、画像品質を担保しつつ、浸透を早めることで定着性を向上し、ベルトへの転写を抑えるという観点から、25℃の条件下において、最大泡圧法による表面寿命15msecでの動的表面張力Aと、前記インクの25℃での静的表面張力Bとが、10.0%≦[(A-B)/(A+B)]×100≦19.0%を満たすことが好ましい。また、上記と同様の観点から、前記動的表面張力Aは34.0mN/m以下であることが好ましい。さらに、前記静的表面張力Bは20.0mN/m以上30.0mN/m以下であることが好ましい。
前記動的表面張力Aは、例えば、SITA DynoTester(SITA社製)を用いて、25℃で測定することができる。
前記インクの静的表面張力Bは、例えば、自動表面張力計(DY-300、協和界面科学株式会社製)を用いて、25℃で測定することができる。
上記粘度は、例えば粘度計(RE-550L、東機産業社製)を用いて、25℃で測定することができる。
また、本発明の画像形成方法は、液体組成物(インク)をシ-トに付与する付与工程と、シ-ト矯正装置を用いて前記シ-トの変形を矯正するシ-ト矯正工程と、を有し、前記液体組成物は、下記一般式(I)で表される構造単位を有する共重合体を含有し、前記シ-ト矯正装置は、前記シ-トを挟んで搬送するベルト対と、前記ベルト対が前記シ-トを挟み持つ領域内で前記ベルト対の一部を湾曲変形させる押し当て部材と、前記シ-トを加熱する加熱手段と、を備えていることを特徴とする。
また、本発明のインクは、インクカ-トリッジ等の容器中に収容して使用してもよい。
本発明では、例えば公知のインクジェット方式やコ-ト法により前処理液を記録媒体に塗布し、前記前処理液を塗布した記録媒体にインクを付与して画像を形成することができる。
前処理液は凝集剤として金属塩、有機溶剤、水を含有し、必要に応じて界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤等を含有してもよい。有機溶剤、界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤はインクに用いる材料と同様の材料を使用でき、その他、公知の前処理液に用いられる材料を使用できる。
金属塩としては、2価以上の特定の多価金属イオンと、これら多価金属イオンに結合する陰イオンから構成され得る。金属塩は、カルシウム塩、マグネシウム塩、ニッケル塩、アルミニウム塩、ホウ素塩、亜鉛塩等から選択できるが、カルシウム塩、マグネシウム塩が好ましく、マグネシウム塩が特に好ましい。なお、金属塩は、必要に応じて2種以上を組み合わせることもできる。
無機金属塩の具体例としては、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、臭化カルシウム、臭化マグネシウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウムなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
有機酸金属塩の具体例としては、パントテン酸、プロピオン酸、アスコルビン酸、酢酸、及び乳酸のカルシウム塩、マグネシウム塩などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明のインクを用いて記録を行うことが可能な記録媒体には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシ-ト、汎用印刷用紙などが挙げられる。しかし、本発明のインクは、商業印刷用紙に対しても他の用紙と同様に良好な記録が可能である点で、非常に優れたものである。
ここでいう商業印刷用紙とは、支持体の少なくとも一方の面上に塗工層を有する印刷用紙のことであり、例えば、塗工層材料として炭酸カルシウムやカオリン等のフィラ-を用いた印刷用紙が挙げられる。また、商業印刷用紙の一例である印刷コ-ト紙は、塗工層がクレ-(カオリン)や炭酸カルシウムなどの白色顔料と、デンプンなどの接着剤(バインダ-)で作られている。
記録媒体の中でも、画像品質(画像濃度、彩度、ビ-ディング、カラ-ブリ-ド)に優れ、かつ光沢性が高く、更にスミア定着性にも優れた画像が記録できる点から、吸液特性が一定範囲内の記録媒体が好適である。具体的には、支持体の少なくとも一方の面上に塗工層を有する商業印刷用紙が挙げられ、前記塗工層を有する面の、動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の前記印刷用紙への転移量が2~35mL/m2であり、かつ接触時間400msにおける純水の前記印刷用紙への転移量が3~40mL/m2である印刷用紙が好ましい。これよりも純水の転移量が少なすぎると、ビ-ディング(隣り合ったドットが引き付けあったりして画像にブツブツ感が出るような現象)及びカラ-ブリ-ド(色間の滲み)が発生し易くなることがあり、純水の転移量が多すぎると、記録後のインクドット径が所望の径よりも小さくなりベタ画像が埋まらないことがある。
立体造形物を造形するための立体造形装置は、公知のものを使用することができ、特に限定されないが、例えば、インクの収容手段、供給手段、吐出手段や乾燥手段等を備えるものを使用することができる。立体造形物には、インクを重ね塗りするなどして得られる立体造形物が含まれる。また、記録媒体等の基材上にインクを付与した構造体を加工してなる成形加工品も含まれる。成形加工品は、例えば、シ-ト状、フィルム状に形成された記録物や構造体に対して、加熱延伸や打ち抜き加工等の成形加工を施したものであり、例えば、自動車、OA機器、電気・電子機器、カメラ等のメ-タ-や操作部のパネルなど、表面を加飾後に成形する用途に好適に使用される。
記録媒体、メディア、被印刷物は、いずれも同義語とする。
<共重合体R-1の合成>
[モノマ-の合成]
62.0g(525mmol)の1,6-ヘキサンジオ-ル(東京化成社製)を700mLの塩化メチレン中に溶解させた後、20.7g(262mmol)のピリジンを加えた。次に、50.0g(262mmol)の2-ナフタレンカルボニルクロリド(東京化成社製)を100mLの塩化メチレンに溶解させた溶液を、攪拌しながら2時間で滴下した後、室温で6時間攪拌した。さらに、水洗した後、有機相を単離した。次に、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を留去した。さらに、溶離液として、塩化メチレン/メタノ-ル(体積比98/2)混合溶媒を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィ-により精製し、52.5gの2-ナフトエ酸-2-ヒドロキシエチルエステルを得た。
42.1g(155mmol)の2-ナフトエ酸-2-ヒドロキシエチルエステルを80mLの乾燥メチルエチルケトン中に溶解させた後、60℃まで昇温した。次に、24.0g(155mmol)のカレンズMOI(2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネ-ト)(昭和電工社製)を20mLの乾燥メチルエチルケトン中に溶解させた溶液を、攪拌しながら1時間で滴下した後、70℃で12時間攪拌した。さらに、室温まで冷却した後、溶媒を留去した。次に、溶離液として、塩化メチレン/メタノ-ル(体積比99/1)混合溶媒を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィ-により精製し、57.0gの下記の化学式(1)で表される[モノマ-M-1]を得た。
3.80g(52.7mmol)のアクリル酸(アルドリッチ社製)、及び11.26g(26.3mmol)の[モノマ-M-1]を75mLの乾燥メチルエチルケトンに溶解してモノマ-溶液を調製した。モノマ-溶液の10%をアルゴン気流下で75℃まで加熱した後、残りのモノマ-溶液に0.59g(3.61mmol)の2,2’-アゾイソ(ブチロニトリル)(東京化成社製)を溶解した溶液を1.5時間かけて滴下し、75℃で4時間撹拌した。室温まで冷却し、得られた反応溶液をヘキサンに投下した。析出した共重合体をろ別し、減圧乾燥して、14.55gの[共重合体R-1](重量平均分子量(Mw):30,000)を得た。
得られた[共重合体R-1]を5.00g(カルボキシル基量17.5mmol)秤取して、35質量%濃度のテトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(東京化成社製)7.36g(テトラエチルアンモニウムイオン含有量17.5mmol)とイオン交換水37.64gを加えて、混合・撹拌し、[共重合体R-1]の10質量%水溶液を調製した。
(調製例1)
[ブラック顔料分散体PD-1の調製]
40.0部の共重合体R-1の10質量%水溶液に、16.0部のカ-ボンブラック(NIPEX160、degussa社製及び44.0部のイオン交換水を加えて12時間攪拌した。次に、ディスクタイプのビ-ズミルKDL型(シンマルエンタ-プライゼス社製)を用いて、周速10m/sで1時間循環分散させた。このとき、メディアとして、直径が0.3mmのジルコニアボ-ルを使用した。さらに、孔径が1.2μmのメンブレンフィルタ-でろ過した後、顔料の濃度が16質量%になるようにイオン交換水を加えて、ブラック顔料分散体PD-1を得た。
[シアン顔料分散体PD-2の調製]
カ-ボンブラックの代わりにピグメントブル-15:3(大日精化社製、クロモファインブル-)を用いた以外は、顔料分散体PD-1と同様にして、顔料の濃度が16質量%のシアン顔料分散体PD-2を得た。
[マゼンタ顔料分散体PD-3の調製]
カ-ボンブラックの代わりにピグメントレッド122(クラリアント社製、トナ-マゼンタEO02)を用いた以外は、顔料分散体PD-1と同様にして、顔料の濃度が16質量%のマゼンタ顔料分散体PD-3を得た。
[イエロ-顔料分散体PD-4の調製]
カ-ボンブラックの代わりにピグメントイエロ-74(大日精化社製、ファ-ストイエロ-531)を用いた以外は、顔料分散体PD-1と同様にして、顔料の濃度が16質量%のイエロ-顔料分散体PD-4を得た。
(調製例5)
-樹脂微粒子分散体1の調製-
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管、及び滴下ロ-トを備えた1Lのフラスコ内を充分に窒素ガス置換した後、イオン交換水350gに、8.0gのラテムルS-180(花王社製、反応性陰イオン性界面活性剤)を加えて混合し、65℃に昇温した。次いで、反応開始剤のt-ブチルパ-オキソベンゾエ-ト3.0g、イソアスコルビン酸ナトリウム1.0gを加え、5分後にメタクリル酸メチル45g、メタクリル酸-2-エチルヘキシル160g、アクリル酸5g、メタクリル酸ブチル45g、メタクリル酸シクロヘキシル30g、ビニルトリエトキシシラン15g、ラテムルS-180 8.0g、及びイオン交換水340gの混合物を、3時間かけて滴下した。次いで、80℃で2時間加熱熟成した後、常温まで冷却し、水酸化ナトリウムでpHを7~8に調整した。次いでエバポレ-タによりエタノ-ルを留去し、水分調節をして、固形分40%のアクリル-シリコ-ンポリマ-微粒子分散体730gを得た。分散体中のポリマ-微粒子の体積平均粒径(D50)を、粒度分布測定装置(日機装社製、ナノトラックUPA-EX150)で測定したところ125nmであった。
-樹脂微粒子分散体2の調製-
59.8g(140mmol)のモノマ-M-1を2.02g(28.0mmol)のアクリル酸に溶解し、100gのイオン交換水、3.00gのアクアロンKH-10(第一工業製薬社製のアニオン性ラジカル反応性界面活性剤)、及び1.00gの過硫酸アンモニウムを加え、ホモミキサ-でプレエマルジョンを形成した。次いで、100gのイオン交換水に2.00gのアクアロンKH-10を加え、アルゴン気流下で80℃まで加熱した後、プレエマルジョンのうち10%を加え、30分間初期重合させた。
次いで、残りのプレエマルジョンを2時間かけて滴下しながら重合させた後、更に80℃で2時間重合させた。冷却後、ろ過し、アンモニア水で中和して、固形分濃度30%の共重合体CP-11(重量平均分子量(Mw):21000、数平均分子量(Mn):9700)の樹脂微粒子分散体2を得た。
-ポリマ-溶液Aの調製-
(合成例1)
-ポリマ-分散液の調製-
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管、及び滴下ロ-トを備えた1Lフラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレ-ト12.0g、ポリエチレングリコ-ルメタクリレ-ト4.0g、スチレンマクロマ-(東亜合成株式会社製、商品名:AS-6)4.0g、及びメルカプトエタノ-ル0.4gを仕込み、65℃に昇温した。次に、スチレン100.8g、アクリル酸25.2g、ラウリルメタクリレ-ト108.0g、ポリエチレングリコ-ルメタクリレ-ト36.0g、ヒドロキシエチルメタクリレ-ト60.0g、スチレンマクロマ-(東亜合成株式会社製、商品名:AS-6)36.0g、メルカプトエタノ-ル3.6g、アゾビスジメチルバレロニトリル2.4g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を2.5時間かけてフラスコ内に滴下した。滴下終了後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を0.5時間かけてフラスコ内に滴下した。65℃で1時間熟成した後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8gを添加し、更に1時間熟成した。反応終了後、フラスコ内に、メチルエチルケトン364gを添加し、濃度が50%のポリマ-溶液800gを得た。
-フタロシアニン顔料含有ポリマ-微粒子分散体の調製-
合成例1で合成したポリマ-溶液28g、フタロシアニン顔料26g、1mol/Lの水酸化カリウム溶液13.6g、メチルエチルケトン20g、及びイオン交換水30gを十分に攪拌した後、三本ロ-ルミルを用いて混練した。得られたペ-ストをイオン交換水200gに投入し、十分に攪拌した後、エバポレ-タ-を用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、シアン色のポリマ-微粒子分散体(シアン顔料含有ポリマ-粒子分散体)を調製した。
-ジメチルキナクリドン顔料含有ポリマ-微粒子分散体の調製-
調製例7のフタロシアニン顔料を、C.I.ピグメントレッド122に変更した以外は、調製例7と同様にして、マゼンタ色のポリマ-微粒子分散体(マゼンタ顔料含有ポリマ-粒子分散体)を調製した。
-モノアゾ黄色顔料含有ポリマ-微粒子分散体の調製-
調製例7のフタロシアニン顔料を、C.I.ピグメントイエロ-74に変更した以外は、調製例7と同様にして、黄色のポリマ-微粒子分散体(イエロ-顔料含有ポリマ-粒子分散体)を調製した。
-カ-ボンブラック顔料含有ポリマ-微粒子分散体の調製-
調製例7のフタロシアニン顔料をカ-ボンブラック(一次粒子径19nm、DBP吸油量115mL/100g)に変更した以外は、調製例7と同様にして、黒色のポリマ-微粒子分散体(ブラック顔料含有ポリマ-粒子分散体)を調製した。
[前処理液調製例]
硫酸マグネシウム 10.0%
1,3ブタンジオ-ル 10.0%
グリセリン 10.0%
2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオ-ル 2.0%
TEGO Wet270(エボニック社製、有効成分10%) 0.5%
プロキセルLV 0.2%
1,2,3-ベンゾトリアゾ-ル 0.1%
イオン交換水を加えて100%とした。
(調製例I-1)
攪拌機を備えた容器に、下記表1の配合処方に従って、30分間混合撹拌した(ただし、ブラック顔料分散体PD-1、樹脂微粒子分散体1および純水を除く)。次いで、調製例1のブラック顔料分散体PD-1及び純水を加え、60分間混合撹拌した。更に樹脂微粒子分散体1を30分間混合撹拌した。得られた混合物を、平均孔径1.2μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルタ-で加圧濾過し、粗大粒子及びごみを除去して、実施例1のインクI-1を得た。
・TEGO Wet270:ポリエ-テル変性シロキサン化合物(エボニック社製、有効成分10%)
・ユニダイン DSN403N:ポリオキシエチレンパ-フロロアルキルエ-テル(ダイキン工業社製、有効成分100%)
インクの粘度は、粘度計(RE-550L、東機産業株式会社製)を使用して、25℃で測定した。
インクのpHは、pHメ-タ-計(HM-30R型、TOA-DKK株式会社製)を用いて、25℃で測定した。
最大泡圧法による表面寿命15msec時の動的表面張力をSITA_DynoTester(SITA社製)を用いて、25℃で測定した。
自動表面張力計(DY-300、協和界面科学社製)を用いて、25℃で測定した。
図1の印刷装置を用い、300dpi×300dpi、かつ1画素当たり4.0pLとしてインクを吐出して、記録媒体1(OKトップコ-ト+米坪量104.7g/m2(王子製紙社製))に形成した印刷物中の5cm×5cmのベタ画像部分のビ-ディングを目視により確認し、以下の基準で評価した。なお、シ-ト矯正装置における加熱温度は100℃とし、前処理を行う場合には、バ-コ-タ-を用いて前処理液を付与した記録媒体を用いた。
〔評価基準〕
A:全くなし
B:僅かにあり
C:かなりあり
D:激しくあり
前記<ビ-ディング>評価と同様にベタ画像を印字した後、印刷部分の用紙変形の度合いを目視により次の4段階にて官能評価した。 本発明において、AまたはBの評価であれば、コックリングが抑制されているとする。
〔評価基準〕
A:用紙変形の発生が無く、良好なレベル。
B:用紙変形の発生が若干確認されるが、実使用上問題とならないレベル。
C:用紙変形の発生が満遍なく見られ、実使用上問題となるレベル。
D:用紙変形の発生が著しく、印字に支障が起こるレベル。
前記<ビ-ディング>評価と同様に記録媒体にベタ画像を印字した後、シ-ト矯正装置のベルトへの顔料の転写具合を目視観察し、転写性を下記評価基準により評価した。
〔評価基準〕
A:ベルトへの顔料の転写はみられない。
B:ベルトへの顔料の転写はほとんどみられない(ベタ画像全体の5%未満の面積の転写)。
C:わずかにベルトへの顔料の転写が見られる(ベタ画像全体の10%未満の面積の転写)。
D:明確なベルトへの顔料の転写が見られる(ベタ画像全体の10%以上の面積の転写)。
100 搬入部
110 搬入トレイ
120 給送装置
130 レジストロ-ラ対
200 印刷部
201 渡し胴
202 受け渡し胴
210 担持ドラム
211 吸引装置
220 液体吐出部
220C、220M、220Y、220K 液体吐出ヘッド
300 乾燥部
301 吸引搬送ベルト
302 温風吹付け手段
303 駆動ロ-ラ
304 従動ロ-ラ
400 搬出部
410 排出トレイ
600 シ-ト矯正部
P シ-ト
601 シ-ト矯正装置
602 ベルト対
603、603A、603B 押し当てロ-ラ
603a 周面
604 ヒ-タ
606、607 対向ロ-ラ(対向部材)
608 ホルダ部材
609 対向ロ-ラユニット
611 上ベルト
612 下ベルト
621A、621B 搬送ロ-ラ
622A、622B ステアリングコントロ-ルロ-ラ
623A、623B テンションロ-ラ
624A、625A、624B、625B 従動ロ-ラ
628 ブラケット
629 回転軸
633、633A、633B 曲面部材
633a 湾曲面
634 ヒ-タ部
643 押し当て部材
644 発熱手段
645 基台
646 接触部材
646a 先端部
653A、653B 押し当てロ-ラ
654A、654B 加熱ロ-ラ
Claims (9)
- 顔料を含む液体組成物と、
前記液体組成物をシ-トに付与する付与手段と、
前記シ-トの変形を矯正するシ-ト矯正装置と、
前処理液と、前記液体組成物をシ-トに付与する前に前記前処理液をシ-トに付与する手段と、
を有し、
前記液体組成物は、下記一般式(I)で表される構造単位を有する共重合体を含有し、
前記シ-ト矯正装置は、前記シ-トを挟んで搬送するベルト対と、前記ベルト対が前記シ-トを挟み持つ領域内で前記ベルト対の一部を湾曲変形させる押し当て部材と、前記シ-トを加熱する加熱手段と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
- 前記液体組成物が、25℃の条件下において、最大泡圧法による表面寿命15msecでの動的表面張力Aが34.0mN/m以下であり、前記動的表面張力Aと、前記液体組成物の25℃での静的表面張力Bとが、10.0%≦[(A-B)/(A+B)]×100≦19.0%を満たす請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記液体組成物の25℃での静的表面張力Bが、20.0mN/m以上30.0mN/m以下である請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記液体組成物が、ポリエ-テル変性シロキサン化合物を含有することを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記前処理液は、無機金属塩を含むことを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記無機金属塩は、硫酸マグネシウムであることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記押し当て部材は、前記ベルト対の一部を一の方向に湾曲変形させる第1の押し当て部材と、前記第1の押し当て部材が前記ベルト対を湾曲変形させる方向とは逆の方向に前記ベルト対の一部を湾曲変形させる第2の押し当て部材と、を有することを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の画像形成装置。
- 顔料を含む液体組成物をシ-トに付与する付与工程と、
シ-ト矯正装置を用いて前記シ-トの変形を矯正するシ-ト矯正工程と、
前記付与工程の前に前処理液を前記シ-トに付与する工程と、
を有し、
前記液体組成物は、下記一般式(I)で表される構造単位を有する共重合体を含有し、
前記シ-ト矯正装置は、前記シ-トを挟んで搬送するベルト対と、前記ベルト対が前記シ-トを挟み持つ領域内で前記ベルト対の一部を湾曲変形させる押し当て部材と、前記シ-トを加熱する加熱手段と、を備えていることを特徴とする画像形成方法。
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