JP7092971B2 - 画像形成方法、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態に係る画像形成方法は、顔料、水、樹脂、及び有機溶剤を含む液体組成物を吸水性の記録媒体に付与して画像を形成する画像形成方法であって、前記液体組成物が付与された記録媒体をロール状に巻き取る巻取工程を有し、前記巻取工程において巻き取られた前記記録媒体上に形成された画像形成部の単位面積あたりの、画像部に含まれる有機溶剤の量B[mg/cm2]と、記録媒体に含まれる前記有機溶剤と、の総量A[mg/cm2]が、1.00×10-3≦A≦4.00×10-1であるときに、前記総量Aと、前記有機溶剤の量Bと、の比率B/Aが、0.010≦B/A≦0.100である。
上記の画像形成方法に用いられる液体組成物は、顔料、水、樹脂、及び有機溶剤を含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。
顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、混晶を使用しても良い。
顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンダ顔料、シアン顔料、白色顔料、緑色顔料、橙色顔料、金色や銀色などの光沢色顔料やメタリック顔料などを用いることができる。
無機顔料として、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を使用することができる。
また、有機顔料としては、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、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)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。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。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
顔料の具体例として、黒色用としては、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、または銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料が挙げられる。
さらに、カラー用としては、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、180、185、213、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(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、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264、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、15:4(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、等が挙げられる。
水としては、特に制限はないが、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水などの純水又は超純水などが例示される。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。
上記の樹脂としては、水分散性の樹脂が好適に用いられる。水分散性の樹脂は、水に分散する樹脂からなり、樹脂被覆顔料における樹脂とは区別される。水分散性の樹脂としては、樹脂自身が親水基を持ち自己分散性を持つもの、樹脂自身は自己分散性を持たず界面活性剤や親水基を持つ他の樹脂により分散性を付与したものなどが例示される。水分散性の樹脂としては、造膜性、即ち、画像形成性に優れ、かつ高撥水性、高耐水性、高耐候性を有するものが、高耐水性で高画像濃度、高発色性の画像を形成できる点で有用である。このような水分散性の樹脂としては、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例示される。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。
本発明に使用する有機溶剤としては特に制限されず、水溶性有機溶剤を用いることができる。例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類や多価アルコールアリールエーテル類などのエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類が挙げられる。
上記のその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択され、界面活性剤、水分散性樹脂、消泡剤、防腐防黴剤、pH調整剤、キレート試薬、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、及び光安定化剤などが例示される。
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
一般式(F-2)
上記一般式(F-2)で表される化合物において、YはH、又はCnF2n+1でnは1~6の整数、又はCH2CH(OH)CH2-CnF2n+1でnは4~6の整数、又はCpH2p+1でpは1~19の整数である。aは4~14の整数である。
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡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。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
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。
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
pH調整剤としては、液体組成物への影響を及ぼさずにpHを、4以上12以下、好ましくは7以上11以下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。pHが、4以上12以下であると、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多くなったり、インクの変質や漏洩、吐出不良が発生したりすることを防ぐことができる。
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含むフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、及びリン系酸化防止剤などが例示される。
紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、及びニッケル錯塩系紫外線吸収剤などが例示される。
液体組成物は、各顔料、樹脂、有機溶剤、水、及び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、更に必要に応じて撹拌混合して製造される。撹拌混合には、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、及び高速の分散機などが用いられる。
上記の液体組成物の粘度は、例えば、粘度計(RE80L、東機産業社製)を用いて測定される。液体組成物の25℃における粘度は、6.0mPa・s以上10.0mPa・s以下であることが好ましい。粘度が6.0mPa・s以上であるとコックリングが生じにくく、画像品質が向上し、10.0mPa・s以下であると、画像濃度が向上し、ブロッキングが起こりにくく、画像品質が向上する。
記録媒体は、液体組成物が一時的にでも付着するものを意味する。吸水性の記録媒体とは、動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の記録媒体への転移量が0.1mL/m2以上である記録媒体を指す。純水の転移量は、動的走査吸液計(K350シリーズD型、協和精工株式会社製)を用いて測定することができる。接触時間100msにおける転移量は、それぞれ接触時間の近隣接触時間における転移量の測定値から補間して求めることができる。
本発明の画像形成装置は、顔料、水、樹脂、及び有機溶剤を含む液体組成物を吸水性の記録媒体に付与して画像部を形成する画像形成装置であって、前記液体組成物を収容する収容手段と、前記収容手段に収容された液体組成物を前記記録媒体に付与する付与手段と、前記液体組成物が付与された記録媒体を巻き取る巻取手段と、を有し、前記巻取手段に巻き取られた前記記録媒体上に形成された画像形成部の単位面積あたりの、画像部に含まれる有機溶剤の量B[mg/cm2]と、記録媒体に含まれる前記有機溶剤と、の総量A[mg/cm2]が、1.00×10-3≦A≦4.00×10-1であるときに、前記総量Aと、前記有機溶剤の量Bと、の比率B/Aが、0.010≦B/A≦0.100である。
(1)巻き取りによる加圧:ロール状に連続紙を巻き取ることで、画像部が形成された記録媒体に圧力を加える場合の圧力については、連続紙の横幅方向(巻き取り時の回転軸方向)の中心位置であり、連続紙の積層方向に20cm以上の厚みがある箇所に圧力計測用のセンサーシートを配置し、さらに連続紙の巻き取りを継続した時のセンサーシートが読み取った値とする。
(2)積層された記録媒体の自重による加圧:積層された記録媒体の自重により、画像部が形成された記録媒体に圧力を加える場合の圧力については、画像部が形成された記録媒体の中心位置に圧力計測用のセンサーシートを配置し、その上に、5cm以上記録媒体を積み重ねた時にセンサーシートが読み取った値とする。
(3)押圧ローラ:押圧ローラにより、画像部が形成された記録媒体に圧力を加える場合の圧力については、画像部が形成された記録媒体の中央に圧力計測用のセンサーシートを配置し、それを押圧ローラに通した時のセンサーシートが読み取った値とする。
画像形成装置は、記録媒体に対して上記の液体組成物、及び必要に応じて任意の処理液を吐出することで記録部に画像部を形成するものであれば制限はない。画像形成装置としては、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファクシミリ/複写装置の複合機、立体造形装置などが例示される。
続いて、画像形成方法の一例として、画像形成装置1を用いた画像形成方法について説明する。この画像形成方法は、液体付与工程と、乾燥工程と、巻取工程とを含む。
液体付与工程は、給紙された記録媒体2に対して、液体付与手段4により液体組成物を付与して画像を形成する工程である。形成される画像は、文字、図形などの有意なものに限定されず、例えば、幾何学模様などのパターン、3次元像なども含まれる。
乾燥工程は、加熱手段5により、液体組成物が付与された記録媒体2を加熱して記録媒体2を乾燥させる工程である。記録媒体2を乾燥させる方法としては、特に制限はないが、液体組成物が付与された記録媒体に温風などの加熱された流体を接触させる方法、液体組成物が付与された記録媒体と加熱された物体とを接触させ伝熱により加熱する方法、赤外線や遠赤外線といったエネルギー線により液体組成物が付与された記録媒体を加熱する方法などがある。
巻取工程は、前記インクを付与した前記記録媒体をロール状に巻き取る工程である。
巻取手段は、前記インクを付与した前記記録媒体をロール状に巻き取る手段である。
前記巻取工程は、前記巻取手段により好適に実施することができる。
前記巻取手段としては、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、Rewinding module RW6(Hunkeler社製)などを用いることができる。
前記圧力としては、前記記録媒体が、連続紙である場合に、前記インクを付与した後の前記連続紙をロール状に巻くことにより生じることが好ましい。巻取り装置を用いて前記連続紙をロール状に巻き取る巻取工程において、前記巻取り装置が前記連続紙を巻き取るテンションにより、前記連続紙上の画像に圧力が加わることが好ましい。前記連続紙を巻き取る巻取工程において、前記連続紙にかかるテンションによりかかる画像への圧力があれば、本発明の効果を得ることができる。
記録媒体の温度の測定方法としては、特に制限はないが、熱電対やサーミスターのような接触式の温度計、赤外線温度計のような非接触式の温度計などを用いる方法が例示される。
上記の巻取工程後において、記録媒体の単位面積あたりに含まれる有機溶剤と、この記録媒体に形成された画像部の単位面積あたりに含まれる有機溶剤との総量A[mg/cm2]が、1.00×10-3≦A≦4.00×10-1であるときに、総量Aと、記録媒体に形成された画像部の単位面積あたりに含まれる有機溶剤の量B[mg/cm2]と、の比率B/Aは0.010≦B/A≦0.100である。比率B/Aを上記の所定の範囲内にすることで、加圧による画像欠陥が起こらず、コックリングの矯正や、光沢度や画像濃度の高い画像形成が可能である。なお、液体組成物に対して1.00質量%未満の有機溶剤については、総量A、量Bを算出する際に考慮しなくてもよい。
M[mg/(g・cm2)]×2.00[g]
後の画像濃度をYとしたときに、Y/X≦0.10となるようにする。このときの画像濃度については、X-Rite938(エックスライト社製)により測色する。
画像部の単位面積あたりに含まれる顔料と樹脂の総量は、20[μg/cm2]以上200[μg/cm2]以下が好ましい。20[μg/cm2]以上であると、画像濃度が向上し、200[μg/cm2]以下であると、コックリングが生じにくくなり画像品質が向上する。画像部の単位面積あたりに含まれる顔料と樹脂の総量は、印字チャートのドットの数及びヘッドから吐出される液体組成物の吐出量を変化させることで調整することができる。
ここで、記録媒体に形成された画像部の単位面積あたりに含まれる顔料、及び樹脂の総量の求め方は、以下のとおりである。
(1)1cm2の記録媒体に形成された画像部を、記録媒体を含めて以下の材料と混合し、ジューサーミキサーMetalLine_TM8100(テスコム社製)にて1分間撹拌する。
・30℃高純水:100g
・3.75質量%の水酸化ナトリウム水溶液:0.2mL
・1.5質量%のDI-7020(花王株式会社製)水溶液:0.2mL
(2)300mLのガラスビーカーに撹拌後の液体を投入し、そこへ、エアーポンプ ノンノイズS-100(日本動物薬品株式会社製)にて、空気を1.0L/分の流量で12時間吹き込み続ける。
(3)エアーを吹き込んだ液を、106μm目開きの篩にて濾過し、濾液を採取する。
(4)得られた濾液に1.0mol/Lの塩酸を50mL投入し、濾液に含まれる炭酸カルシウムを溶解させる。
(5)(4)で得られた液を下記の条件で遠心分離し、沈殿物(インク由来の樹脂及び顔料)を採取する。
・遠心分離装置:CS150GX(日立工機株式会社製)
・アングルローター:S150AT
・チューブ:PAシールチューブ(材質:ポリプロピレンコポリマー)
・遠心分離回転数:150,000rpm
・遠心分離時間:15分
(6)得られた沈殿物全量を直径12cmのガラスシャーレに入れ、恒温乾燥機DNF301(ヤマト科学株式会社製)において120℃で12時間乾燥させる。乾燥後に得られた沈殿物の重量が、記録媒体に形成された画像部の1cm2あたりに含まれる顔料と樹脂の総量となる。
<モノマーの合成>
62.0g(525mmol)の1,6-ヘキサンジオール(東京化成工業株式会社製)を700mLの塩化メチレン中に溶解させた溶液に、20.7g(262mmol)のピリジンを加えた。この溶液に、50.0g(262mmol)の2-ナフタレンカルボニルクロリド(東京化成工業株式会社製)が100mLの塩化メチレンに溶解している溶液を、撹拌しながら2時間かけて滴下し、室温(25℃)で6時間撹拌した。さらに、この溶液を水洗した後、有機相を単離した。次に、溶液を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/メタノール(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ー(ガラスカラム(内径:100mm×カラム長:500mm)、球状シリカゲル60N(中性、関東化学株式会社製))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。
3.80g(52.7mmol)のアクリル酸(シグマアルドリッチ社製)、及び11.26g(26.3mmol)の[モノマーM-1]を75mLの乾燥メチルエチルケトンに溶解してモノマー溶液を調製した。モノマー溶液の10質量%をアルゴン気流下で75℃まで加熱した後、残りのモノマー溶液に0.59g(3.61mmol)の2,2’-アゾイソ(ブチロニトリル、東京化成工業株式会社製)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。この溶液を、室温(25℃)まで冷却し、反応溶液を得た。得られた反応溶液をヘキサンに投下した。これにより、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。
<カーボンブラック分散体PD-1の調製>
37.5質量部の共重合体R-1の10質量%水溶液に、30.0質量部のカーボンブラック(商品名:NIPEX160、エボニックジャパン株式会社製)及び32.5質量部のイオン交換水を加えて12時間撹拌した。撹拌後の液体を、ディスクタイプのビーズミルKDL型(株式会社シンマルエンタープライゼス製)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のジルコニアボールを使用した。さらに、平均孔径が1.2μmのメンブレンフィルター(商品名:ミニザルト、ザルトリウス・ジャパン株式会社製)で循環分散後の液体をろ過し、顔料濃度が30質量%になるようにイオン交換水を加えて、カーボンブラック分散体PD-1を得た。
<カーボンブラック分散体PD-2の調製>
特開2012-207202号公報の〔顔料表面改質処理〕の方法Aに記載の方法と同様にして、自己分散型顔料分散体を作製した。
<シアン顔料分散体PD-3の調製>
顔料分散体の調製例1において、カーボンブラックをピグメントブルー15:3(商品名:クロモファインブルー、大日精化工業株式会社製)に変更した以外は、顔料分散体の調製例1と同様にして、顔料濃度が30質量%のシアン顔料分散体PD-3を得た。
<マゼンタ顔料分散体PD-4の調製>
顔料分散体の調製例1において、カーボンブラック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、顔料分散体の調製例1と同様にして、顔料濃度が30質量%のマゼンタ顔料分散体PD-4を得た。
<イエロー顔料分散体PD-5の調製>
顔料分散体の調製例1において、カーボンブラック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、顔料分散体の調製例1と同様にして、顔料濃度が30質量%のイエロー顔料分散体PD-5を得た。
<ガラス転移点(Tg)73℃のアクリル-シリコーンポリマー粒子分散体RD-1の調製>
機械式撹拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管、及び滴下ロートを備えた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(花王株式会社製、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。混合後の液体に、反応開始剤のt-ブチルパーオキソベンゾエート3.0g、イソアスコルビン酸ナトリウム1.0gを加え、5分間後にメタクリル酸メチル65g、メタクリル酸-2-エチルヘキシル135g、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(25℃)まで冷却し、水酸化ナトリウムでpHを7~8に調整した。次いでエバポレータによりエタノールを留去し、水分調節をして、固形分濃度が40質量%であるアクリル-シリコーンポリマー粒子分散体730gを得た。分散体中のポリマー粒子の体積累積平均粒径(D50)を、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)を用いて測定したところ、111nmであった。また、樹脂のガラス転移温度(Tg)をThermo plus EVO2高感度示差走査熱量計DSC8231(株式会社リガク製)を用いて測定したところ、73℃であった。
<ガラス転移点(Tg)32℃のアクリル-シリコーンポリマー粒子分散体RD-2の調製>
水分散性樹脂分散体の調製例1において、メタクリル酸メチル65gを20gに、メタクリル酸-2-エチルヘキシル135gを180gに変更した以外は、水分散性樹脂分散体の調製例1と同様にして、固形分濃度が40質量%、D50が120nm、Tgが32℃の水分散性樹脂分散体RD-2を得た。
<ガラス転移点(Tg)50℃のアクリル-シリコーンポリマー粒子分散体RD-3の調製>
水分散性樹脂分散体の調製例1において、メタクリル酸メチル65gを42gに、メタクリル酸-2-エチルヘキシル135gを158gに変更した以外は、水分散性樹脂分散体の調製例1と同様にして、固形分濃度が40質量%、D50が115nm、Tgが50℃の水分散性樹脂分散体RD-3を得た。
<ガラス転移点(Tg)140℃のアクリル-シリコーンポリマー粒子分散体RD-4の調製>
水分散性樹脂分散体の調製例1において、メタクリル酸メチル65gを81gに、メタクリル酸-2-エチルヘキシル135gを119gに変更した以外は、水分散性樹脂分散体の調製例1と同様にして、固形分濃度が40質量%、D50が101nm、Tgが140℃の水分散性樹脂分散体RD-4を得た。
<ガラス転移点(Tg)154℃のアクリル-シリコーンポリマー粒子分散体RD-5の調製>
水分散性樹脂分散体の調製例1において、メタクリル酸メチル65gを115gに、メタクリル酸-2-エチルヘキシル135gを85gに変更した以外は、水分散性樹脂分散体の調製例1と同様にして、固形分濃度が40質量%、D50が124nm、Tgが154℃の水分散性樹脂分散体RD-5を得た。
<ブラックインク1(IK-1)の調製>
撹拌機を備えた容器に、イソプロピレングリコール25.0質量部、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン5.0質量部、グリセリン1.0質量部、及びシリコーン系界面活性剤1(ポリエーテル変性シロキサンコポリマー、商品名:TEGO WET 270、エボニックジャパン株式会社製)2.0質量部を入れ、30分間混合撹拌した。次いで、カーボンブラック分散体PD-1 20.0質量部、及びイオン交換水58.3質量部を加え、60分間混合撹拌した。さらにアクリル-シリコーンポリマー粒子分散体RD-1 5.0質量部を添加し、30分間混合撹拌して混合物を得た。得られた混合物を、平均孔径が1.2μmのメンブレンフィルター(商品名:ミニザルト、ザルトリウス・ジャパン株式会社製)で加圧濾過し、粗大粒子及びごみを除去して、ブラックインク1を得た。
<IK-2~17、RIK-1~4、IC-1、IM-1、IY-1の調製>
ブラックインクの調製例1において、組成を下記表1~4に示すように変更した以外は、ブラックインクの調製例1と同様にして、ブラックインクIK-2~17、RIK-1~4、シアンインクIC-1、マゼンタインクIM-1、イエローインクIY-1を得た。なお、表1~4における配合量の単位は質量部である。
・イソプロピレングリコール:東京化成工業株式会社製
・1,2-プロパンジオール:東京化成工業株式会社製
・3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン:宇部興産株式会社製
・グリセリン:東京化成工業株式会社製
・シリコーン系界面活性剤1:エボニック社製、商品名:TEGO WET 270、ポリエーテル変性シロキサンコポリマー
・シリコーン系界面活性剤2:日信化学工業株式会社製、商品名:シルフェイス SAG503A、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤
・水分散性ウレタン樹脂分散体:第一工業製薬株式会社製、商品名:スーパーフレックス126
得られた各インクを用いて、1cm四方のベタ画像の評価チャートを作成した。具体的には、23℃で50%RHの環境下において、ノズル口径が22μm、ノズル数1,280のシャトルヘッド方式のピエゾ型記録ヘッドを用いて、記録解像度が1,200dpi×1,200dpiの評価チャートを記録媒体の片面に印字した。なお、ここでいうdpiとは、2.54cm当たりのドット数を意味する。各インクを用いて、残留溶剤の総量A評価用、残留溶剤の量B評価用、画像濃度/コックリング/耐ブロッキング性(1)、ブロッキング性(2)評価用に複数のチャートを作製した。評価チャートについては、画像部の単位面積が含有する顔料と樹脂の合計が下記表6に示す付着量になるように、1滴あたりの滴量とドットの数を調整した。また、評価チャートを作製するのに用いた記録媒体を、下記表6に記載した。
・npi上質(普通紙、日本製紙株式会社製)
・ルミアートグロス(コート紙、MONDI社製)
・OKトップコート+(コート紙、王子製紙株式会社製)
・オーロラコート(コート紙、日本製紙株式会社製)
面圧分布測定システムI-SCAN(ニッタ株式会社製);センサーシートとしてI-SCAN#5027(ニッタ株式会社製)を用いて、記録媒体にかかる圧力を測定した。
なお、本実施例は重りを用いて実施しているが、同様に圧力が加わる限りは、巻取装置等を用いた場合においても同様の結果が得られる。代替実験として実施している。
評価チャートの画像部の画像濃度をX-Rite938(エックスライト社製)を用いて測定し、下記評価基準により評価した。なお、画像濃度については、重りを取りはずした直後と、25℃で50%RHの環境下、1週間放置した後のそれぞれの状態で評価を行った。
-ブラックインクの評価基準-
AA:1.20以上
A:1.10以上1.20未満
B:1.00以上1.10未満
C:1.00未満
-シアンインクの評価基準-
AA:1.00以上
A:0.90以上1.00未満
B:0.80以上0.90未満
C:0.80未満
-マゼンタインクの評価基準-
AA:0.90以上
A:0.80以上0.90未満
B:0.70以上0.80未満
C:0.70未満
-イエローインクの評価基準-
AA:0.75以上
A:0.70以上0.75未満
B:0.65以上0.70未満
C:0.65未満
-ブラックインクの評価基準-
AA:2.00以上
A:1.90以上2.00未満
B:1.80以上1.90未満
C:1.80未満
-シアンインクの評価基準-
AA:2.00以上
A:1.90以上2.00未満
B:1.80以上1.90未満
C:1.80未満
-マゼンタインクの評価基準-
AA:1.90以上
A:1.80以上1.90未満
B:1.70以上1.80未満
C:1.70未満
-イエローインクの評価基準-
AA:1.00以上
A:0.90以上1.00未満
B:0.80以上0.90未満
C:0.80未満
評価チャートの画像部について、ハンディ光沢計PC-IIM型(日本電色工業株式会社製)を用いて、60°光沢度を測定し、下記評価基準により評価した。
AA:光沢度10以上
A:光沢度7以上10未満
B:光沢度5以上7未満
C:光沢度5未満
AA:光沢度30以上
A:光沢度25以上30未満
B:光沢度20以上25未満
C:光沢度20未満
評価チャートの画像部及びその輪郭部を目視観察し、コックリングの度合いを下記の評価基準により評価した。なお、コックリングについては、重りを取りはずした直後と、25℃で50%RHの環境下において1時間放置した後、及び25℃で50%RHの環境下において1週間放置した後の3つの条件にて評価を行った。
[評価基準]
AA:画像部及び輪郭部にコックリング(シワ)は全く認められない。
A:画像部または画像部の輪郭部のいずれか一方にごくわずかにコックリングが認められるが実用上問題ないレベル。
B:画像部及び画像部の輪郭部の両方にごくわずかにコックリングが認められるが実用上問題ないレベル。
C:画像部または画像部の輪郭部に明確なコックリングが認められる。
耐ブロッキング性(1)については、評価チャート作製時の放置後重りを外し、重ねていたゴムシートと未印字の紙を取り外した時の
・未印字の紙の画像部側の面への顔料の転写度合い
・画像部の顔料の剥がれ度合い
のそれぞれについて下記評価基準により評価を行った。
AA:顔料の転写は全く見られない。
A:ごくわずかに紙への顔料の転写が見られる(紙全体の1%未満の面積の転写)が、実用上問題のないレベル。
B:わずかに紙への顔料の転写が見られる(紙全体の1%以上10%未満の面積の転写)が実用上問題のないレベル。
C:明確な紙への顔料の転写が見られる(紙全体の10%以上の面積の転写)
AA:画像部の顔料の剥がれは全く見られない。
A:ごくわずかに画像部に顔料の剥がれがみられる(画像部全体の0.5%未満の剥がれ)が、実用上問題のないレベル。
B:わずかに画像部の顔料の剥がれが見られる((画像部全体の0.5%以上5%未満の剥がれ)が、実用上問題のないレベル。
C:明確な画像部の顔料の剥がれが見られる(紙全体の5%以上の面積の剥がれ)
耐ブロッキング性(2)目視評価用チャートは、印字、乾燥後、加圧する際に、印字部同士を重ね合わせたものを用いた。耐ブロッキング性(2)については、耐ブロッキング性(1)目視評価用チャート作製時の放置後重りを外し、重ねていたゴムシートと印字された一方の紙とを取り外した時の画像部ともう一方の画像部の顔料の剥がれ具合と記録媒体の張り付き具合を下記の評価基準により評価した。
[評価基準]
AA:画像部の顔料の剥がれはほとんどみられず、紙同士の貼りつきもない。
A:画像部の顔料の剥がれはほとんどみられないが、紙同士の貼りつきがある。
B:画像部の顔料の剥がれが見られる。(画像部全体の2.0%未満の剥がれ)
C:明確な画像部の顔料の剥がれが見られる。(画像部全体の2.0%以上の剥がれ)
2 記録媒体
3 給紙手段
4 液体付与手段
5 加熱手段
6 巻取手段
Claims (13)
- 顔料、水、樹脂、及び有機溶剤を含む液体組成物を吸水性の記録媒体に付与して画像を形成する画像形成方法であって、
前記液体組成物が付与された記録媒体をロール状に巻き取る巻取工程を有し、
前記巻取工程において巻き取られた前記記録媒体上に形成された画像形成部の単位面積あたりの、画像部に含まれる有機溶剤の量B[mg/cm2]と、記録媒体に含まれる前記有機溶剤と、の総量A[mg/cm2]が、
1.00×10-3≦A≦4.00×10-1
であるときに、前記総量Aと、前記有機溶剤の量Bと、の比率B/Aが
0.010≦B/A≦0.100
であり、
前記巻取工程において、前記液体組成物が付与された記録媒体に対して、1.00×10 -3 kgf/cm 2 以上1.00×10kgf/cm 2 以下の圧力が加わることを特徴とする画像形成方法。 - 前記巻取工程において、前記液体組成物が付与された前記記録媒体に対して、5.00×10 -1 kgf/cm 2 以上1.00×10kgf/cm 2 以下の圧力が加わる請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記記録媒体に形成された画像部の単位面積あたりに含まれる顔料、及び樹脂の総量は、20[μg/cm 2 ]以上200[μg/cm 2 ]以下である請求項1又は2に記載の画像形成方法。
- 前記樹脂のガラス転移温度は、50℃以上140℃以下である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記巻取工程において、30℃以上60℃以下の記録媒体に前記圧力を加える請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記液体組成物が付与された記録媒体に対して、120℃以上の温風を当てて、前記記録媒体を乾燥する乾燥工程を有する請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記液体組成物の25℃における粘度は、6.0mPa・s以上10.0mPa・s以下である請求項1乃至6のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記液体組成物の25℃における粘度をη0とし、大気圧、50℃の環境で揮発成分を揮発させて、揮発させる前の質量に対し60質量%にした液体組成物の25℃における粘度をη1とした場合に、η1/η0は、5.0以上30.0以下である請求項1乃至7のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記吸水性の記録媒体の坪量は、75[g/m 2 ]以上190[g/m 2 ]以下である請求項1乃至8のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記液体組成物は、イソプロピレングリコールを含む請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 顔料、水、樹脂、及び有機溶剤を含む液体組成物を吸水性の記録媒体に付与して画像部を形成する画像形成方法であって、
前記液体組成物が付与された記録媒体に対して、1.00×10 -3 kgf/cm 2 以上1.00×10kgf/cm 2 以下の圧力が加わる工程を有し、
前記圧力が加わる工程において巻き取られた前記記録媒体上に形成された画像形成部の単位面積あたりの、画像部に含まれる有機溶剤の量B[mg/cm 2 ]と、記録媒体に含まれる前記有機溶剤と、の総量A[mg/cm 2 ]が、
1.00×10 -3 ≦A≦4.00×10 -1
であるときに、前記総量Aと、前記有機溶剤の量Bと、の比率B/Aが
0.010≦B/A≦0.100
であることを特徴とする画像形成方法。 - 前記圧力が加わる工程は、前記記録媒体を巻き取ることによる加圧、積層された前記記録媒体の自重による加圧、及び押圧ローラで前記記録媒体を押圧することによる加圧、のいずれかにより実施される請求項11に記載の画像形成方法。
- 顔料、水、樹脂、及び有機溶剤を含む液体組成物を吸水性の記録媒体に付与して画像部を形成する画像形成装置であって、
前記液体組成物を収容する収容手段と、
前記収容手段に収容された液体組成物を前記記録媒体に付与する付与手段と、
前記液体組成物が付与された記録媒体を巻き取る巻取手段と、を有し、
前記巻取手段に巻き取られた前記記録媒体上に形成された画像形成部の単位面積あたりの、画像部に含まれる有機溶剤の量B[mg/cm 2 ]と、記録媒体に含まれる前記有機溶剤と、の総量A[mg/cm 2 ]が、
1.00×10 -3 ≦A≦4.00×10 -1
であるときに、前記総量Aと、前記有機溶剤の量Bと、の比率B/Aが
0.010≦B/A≦0.100
であり、
前記巻取手段において、前記液体組成物が付与された記録媒体に対して、1.00×10 -3 kgf/cm 2 以上1.00×10kgf/cm 2 以下の圧力が加わることを特徴とする画像形成装置。
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