JP7275577B2 - 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
水系インク組成物を記録ヘッドから吐出して記録媒体に付着させるインク付着工程と、
凝集剤を含む処理液を記録ヘッドから吐出して記録媒体に付着させる処理液付着工程と、を備え、
前記処理液を吐出する記録ヘッドは、前記処理液を循環させる循環流路を有する。
前記処理液が樹脂を含んでもよい。
前記処理液が樹脂を含み、前記樹脂が、前記凝集剤としてのカチオンポリマーであるか、又は樹脂粒子であってもよい。
前記処理液が、前記凝集剤と、樹脂粒子と、を含んでもよい。
前記樹脂粒子が、アニオン性樹脂、ノニオン性樹脂の一種又は二種以上であってもよい。
前記樹脂が樹脂粒子であって、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂の一種又は二種以上であってもよい。
前記樹脂が樹脂粒子であって、該樹脂粒子のガラス転移温度が40.0℃以上であってもよい。
前記処理液が、含窒素溶剤を含んでもよい。
前記処理液に含まれる全有機溶剤に対する前記含窒素溶剤の含有量が、50.0質量%以上であってもよい。
前記処理液が、前記含窒素溶剤として非環状アミド類を含有してもよい。
前記処理液付着工程において、前記記録媒体に付着した処理液を乾燥機構により乾燥させる乾燥工程を備えてもよい。
前記乾燥機構が、伝導式、送風式、放射式の一種又は二種以上であってもよい。
前記処理液付着工程における前記記録媒体の表面温度が30.0℃以上であってもよい。
前記記録媒体が低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体であってもよい。
前記循環流路を流通する前記処理液の流量が、前記記録ヘッドから前記記録媒体に吐出する前記処理液の最大吐出量の0.1倍以上5.0倍以下であってもよい。
前記処理液付着工程で用いる前記記録ヘッドが、前記処理液に圧力を付与してノズルから吐出させる圧力室を備え、
前記循環流路は、前記圧力室を通過した前記処理液を当該圧力室に再び供給してもよい。
前記処理液付着工程において、前記循環流路は、前記処理液を、前記記録ヘッドの外へ排出し、再び前記記録ヘッドへ供給してもよい。
前記記録ヘッドが、ライン型ヘッドであってもよい。
前記記録ヘッドが、シリアル型ヘッドであってもよい。
前記処理液付着工程、前記インク付着工程を、前記記録ヘッドが主走査方向に移動する複数回の主走査と、前記記録媒体が前記主走査方向に交差する副走査方向へ移動する複数回の副走査と、により行い、
前記記録ヘッドは、ノズルが前記副走査方向に並び前記処理液を吐出する第1吐出ノズル群と、ノズルが前記副走査方向に並び前記水系インク組成物を吐出する第2吐出ノズル群と、を有し、
前記第1吐出ノズル群は、前記主走査方向に投影した場合に、前記第2吐出ノズル群と重なる部分を有してもよい。
水系インク組成物を吐出して記録媒体に付着させる記録ヘッドと、
凝集剤を含む処理液を吐出して記録媒体に付着させる記録ヘッドと、を備え、
前記処理液を吐出する記録ヘッドは、前記処理液を循環させる循環流路を有する。
(22)本発明に係る記録ヘッドと処理液のセットの一態様は、
凝集剤を含む処理液と、
前記処理液を吐出する記録ヘッドと、を備え、
前記処理液を吐出する記録ヘッドは、前記処理液を循環させる循環流路を有し、
水系インク組成物を記録ヘッドから吐出して記録媒体に付着させ、前記処理液を前記記録ヘッドから吐出して記録媒体に付着させる、インクジェット記録方法に用いるものである。
本実施形態のインクジェット記録方法は、水系インク組成物を記録ヘッドから吐出して記録媒体に付着させるインク付着工程と、凝集剤を含む処理液を循環させる循環流路を有する記録ヘッドから、処理液を吐出して記録媒体に付着させる処理液付着工程と、を備え
る。以下、まず記録媒体について説明し、その後各工程について説明する。
本実施形態に係るインクジェット記録方法で画像を形成する記録媒体は、水系インク組成物及び処理液等の液体を吸収する記録面を有するものであっても、液体を吸収する記録面を有しないものであってもよい。したがって記録媒体としては、特に制限はなく、例えば、紙、フィルム、布等の液体吸収性記録媒体、印刷本紙などの液体低吸収性記録媒体、金属、ガラス、高分子等の液体非吸収性記録媒体などが挙げられる。しかし、本実施形態のインクジェット記録方法の優れた効果は、液体低吸収性又は液体非吸収性の記録媒体に対して画像を記録する場合により顕著となる。
TAPPI紙パルプ試験方法2000年版」の規格No.51「紙及び板紙-液体吸収性試験方法-ブリストー法」に述べられている。これに対して、液体吸収性の記録媒体とは、液体非吸収性及び液体低吸収性に該当しない記録媒体のことを示す。なお、本明細書では、液体低吸収性及び液体非吸収性を、単に低吸収性及び非吸収性と称することがある。
よい。
本実施形態のインクジェット記録方法は、処理液付着工程を含む。処理液付着工程は、凝集剤を含む処理液を記録媒体に付着させる工程である。
本実施形態のインクジェット記録方法で使用する処理液は、凝集剤を含有する。ここで凝集剤とは、インク付着工程において使用する水系インク組成物に含まれる、色材や樹脂粒子等の成分の一部又は全部を凝集させる作用を有する。
凝集剤は、水系インク組成物に含まれる色材及び樹脂粒子等と反応することで、色材及び/又は樹脂粒子を凝集させることができる。このような凝集により、例えば、色材の発色性を高めること、画像の定着性を高めること、及び/又は、水系インク組成物の粘度を高めることができる。
リウム、炭酸亜鉛、硫化亜鉛、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、硝酸銅、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸アルミニウム等が挙げられる。これらの多価金属塩は、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。これらの中でも、水への十分な溶解性を確保でき、かつ、処理液による跡残りが低減する(跡が目立たなくなる)ため、硫酸マグネシウム、硝酸カルシウム及び塩化カルシウムのうち少なくともいずれかが好ましく、硫酸マグネシウム、硝酸カルシウムがより好ましい。なお、これらの金属塩は、原料形態において水和水を有していてもよい。
度1~10(mPa・s)、固形分濃度20質量%の水溶液)などを挙げることができる。さらにカチオン性のポリアミン系樹脂の市販品の具体例としては、FL-14(SNF社製)、アラフィックス100、251S、255、255LOX(荒川化学社製)、DK-6810、6853、6885;WS-4010、4011、4020、4024、4027、4030(星光PMC社製)、パピオゲンP-105(センカ社製)、スミレーズレジン650(30)、675A、6615、SLX-1(田岡化学工業社製)、カチオマスター(登録商標)PD-1、7、30、A、PDT-2、PE-10、PE-30、DT-EH、EPA-SK01、TMHMDA-E(四日市合成社製)、ジェットフィックス36N、38A、5052(里田化工社製)が挙げられる。
オン性官能基を有する樹脂などが挙げられる。カチオン性官能基としてはアミノ基などが挙げられる。
処理液は、機能を損なわない限り、凝集剤の他に、水、有機溶剤、界面活性剤、樹脂粒子、ワックス、添加剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート化剤、粘度調整剤、酸化防止剤、防黴剤等の成分を含有してもよい。ここで説明するその他の成分は、後述の水系インク組成物にも用い得るものであり、好ましい選択や配合量等が異なる場合を含めて、本項で説明する。
本実施形態に係るインクジェット記録方法で使用する処理液及び水系インク組成物は、水を含有してもよい。処理液及び水系インク組成物は水系であることが好ましい。水系とは主要な溶媒成分の1つとして水を含有する組成物である。水は主となる溶媒成分として含んでもよく、乾燥により蒸発飛散する成分である。水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水又は超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものであることが好ましい。また、紫外線照射又は過酸化水素添加等により滅菌した水を用いると、処理液や水系インク組成物を長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を抑制できるので好適である。水の含有量は処理液又は水系インク組成物の総量に対して好ましくは45質量%以上であり、より好ましくは50質量%以上98質量%以下であり、さらに好ましくは55質量%以上95質量%以下である。
本実施形態に係るインクジェット記録方法で用いる処理液及び/又は水系インク組成物は、有機溶剤を含有してもよい。有機溶剤は水溶性の有機溶剤であることが好ましい。有機溶剤の機能の一つは、記録媒体に対する処理液及び水系インク組成物の濡れ性を向上させることや、処理液及び水系インク組成物の保湿性を高めることが挙げられる。有機溶剤としては、エステル類、アルキレングリコールエーテル類、環状エステル類、含窒素溶剤、多価アルコール等を挙げることができる。含窒素溶剤としては環状アミド類、非環状アミド類などを挙げることができる。非環状アミド類としてはアルコキシアルキルアミド類などが挙げられる。
リコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メトキシブチルアセテート、等のグリコールモノアセテート類、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、エチレングリコールアセテートプロピオネート、エチレングリコールアセテートブチレート、ジエチレングリコールアセテートブチレート、ジエチレングリコールアセテートプロピオネート、ジエチレングリコールアセテートブチレート、プロピレングリコールアセテートプロピオネート、プロピレングリコールアセテートブチレート、ジプロピレングリコールアセテートブチレート、ジプロピレングリコールアセテートプロピオネート、等のグリコールジエステル類が挙げられる。
に、それらのカルボニル基に隣接するメチレン基の水素が炭素数1~4のアルキル基によって置換された化合物を挙げることができる。
類は、1種単独か又は2種以上を混合して使用することができる。
処理液及び水系インク組成物は、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤は、処理液や水系インク組成物の表面張力を低下させ記録媒体や下地との濡れ性を向上させる機能を備える。界面活性剤の中でも、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、及びフッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。
04、61、DF37、CT111、CT121、CT131、CT136、TG、GA、DF110D(以上全て商品名、エア・プロダクツ&ケミカルズ社製)、オルフィンB、Y、P、A、STG、SPC、E1004、E1010、PD-001、PD-002W、PD-003、PD-004、EXP.4001、EXP.4036、EXP.4051、AF-103、AF-104、AK-02、SK-14、AE-3(以上全て商品名、日信化学工業社製)、アセチレノールE00、E00P、E40、E100(以上全て商品名、川研ファインケミカル社製)が挙げられる。
処理液及び水系インク組成物は、添加剤として、尿素類、アミン類、糖類等を含有してもよい。尿素類としては、尿素、エチレン尿素、テトラメチル尿素、チオ尿素、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等、及び、ベタイン類(トリメチルグリシン、トリエチルグリシン、トリプロピルグリシン、トリイソプロピルグリシン、N,N,N-トリメチルアラニン、N,N,N-トリエチルアラニン、N,N,N-トリイソプロピルアラニン、N,N,N-トリメチルメチルアラニン、カルニチン、アセチルカルニチン等)等が挙げられる。
本実施形態に係る記録方法で使用する処理液は、樹脂粒子を含有してもよい。樹脂粒子は、記録媒体に付着させた水系インク組成物の成分の密着性や耐擦過性を向上させる、いわゆる定着用樹脂として機能する場合がある。このような樹脂粒子としては、例えば、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、フルオレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ロジン変性
樹脂、テルペン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル系樹脂、エチレン酢酸ビニル系樹脂等からなる樹脂粒子が挙げられる。これらの樹脂粒子は、エマルジョン形態で取り扱われることが多いが、粉体の性状であってもよい。また、樹脂粒子は1種単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。
-メタクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。スチレンアクリル系樹脂には、市販品を用いても良く、例えば、ジョンクリル62J、7100、390、711、511、7001、632、741、450、840、74J、HRC-1645J、734、852、7600、775、537J、1535、PDX-7630A、352J、352D、PDX-7145、538J、7640、7641、631、790、780、7610(商品名、BASF社製)、モビニール966A、975N(商品名、日本合成化学工業社製)などが挙げられる。
、632、741、450、840、74J、HRC-1645J、734、852、7600、775、537J、1535、PDX-7630A、352J、352D、PDX-7145、538J、7640、7641、631、790、780、7610(以上、BASF社製)、NKバインダーR-5HN(新中村化学工業株式会社製)、ハイドランWLS-210(非架橋性ポリウレタン:DIC株式会社製)、ジョンクリル7610(BASF社製)等の中から選択して用いてもよい。
処理液は樹脂を含んでも良い。樹脂としては、前述した、凝集剤としてカチオン性樹脂や、樹脂粒子が挙げられる。その他の樹脂として、水溶性のアニオン性樹脂やノニオン性樹脂が挙げられる。
本実施形態に係るインクジェット記録方法で使用する処理液及び水系インク組成物は、さらに必要に応じて、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート化剤、粘度調整剤、酸化防止剤、防黴剤等の成分を含有してもよい。
処理液は、記録媒体への濡れ拡がり性を適切なものとする観点から、25.0℃における表面張力は、40.0mN/m以下、好ましくは38.0mN/m以下、より好ましくは35.0mN/m以下、さらに好ましくは30.0mN/m以下であることが好ましい。
本実施形態のインクジェット記録方法は、水系インク組成物を記録媒体に付着させるインク付着工程を含む。
水系インク組成物は、少なくとも、水と、色材と、樹脂粒子と、を含む。水については、上記「 1.2.1.2.(1)水」で説明した通りであり、樹脂粒子は、上記「1.2.1.2.(5)樹脂粒子」で説明した通りであるので、それぞれ、「処理液」との語句を「水系インク組成物」と読み替えることにより説明を省略する。
水系インク組成物は、色材を含む。色材としては、顔料、染料のいずれも用いることができ、カーボンブラック、チタンホワイトを含む無機顔料、有機顔料、油溶染料、酸性染料、直接染料、反応性染料、塩基性染料、分散染料、昇華型染料等を用いることができる。本実施形態のインクでは、色材が分散樹脂により分散されていてもよい。
ドブルー9、45、249、C.I.アシッドブラック1、2、24、94等を例示できる。
等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし2種類以上を併用してもよい。
水系インク組成物は、機能を損なわない限り、水、色材の他に、分散剤、有機溶剤、界面活性剤、ワックス、添加剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート化剤、粘度調整剤、酸化防止剤、防黴剤等の成分を含有してもよい。これらのうち、有機溶剤、界面活性剤、添加剤は、上述の処理液と同様であるので説明を省略する。
本実施形態の水系インク組成物は、顔料や分散染料等の非水溶性の物質のための分散剤を含んでもよい。分散剤は、上述の色材のうち非水溶性の色材をインク中で分散させる機能を有している。分散剤としては、特に限定されないが、アニオン系分散剤、ノニオン系分散剤、高分子分散剤(樹脂分散剤、分散樹脂等ともいうことがある。)が挙げられる。
ル-(メタ)アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン-(メタ)アクリル酸共重合体等の(メタ)アクリル系樹脂及びその塩;スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体等のスチレン系樹脂及びその塩;イソシアネート基とヒドロキシル基とが反応したウレタン結合を含む高分子化合物(樹脂)であって直鎖状の及び/又は分岐状であってもよく、架橋構造の有無を問わないウレタン系樹脂及びその塩;ポリビニルアルコール類;ビニルナフタレン-マレイン酸共重合体及びその塩;酢酸ビニル-マレイン酸エステル共重合体及びその塩;並びに;酢酸ビニル-クロトン酸共重合体及びその塩等の水溶性樹脂を挙げることができる。
水系インク組成物は、ワックスを含有してもよい。ここで説明するワックスは、非白色インクにも用い得るものであり、好ましい選択や配合量等が異なる場合を含めて、本項で説明する。なお、ワックスは、処理液に含有されてもよいが、凝集や増粘を生じる場合があるため、処理液には含有されないことが好ましい。ワックスは、インクによる画像に滑沢を付与する機能を備えるので、インクによる画像の剥がれ等を低減できる。
水系インク組成物は、記録媒体にインクジェット法により付着される(インク組成物付着工程)。そのため、水系インク組成物の粘度は、20℃において、1.5mPa・s以上15.0mPa・s以下とすることが好ましく、1.5mPa・s以上7.0mPa・s以下とすることがより好ましく、1.5mPa・s以上5.5mPa・s以下とすることがより好ましい。水系インク組成物は、インクジェット法によって記録媒体に付着されるので、所定の画像を効率的に記録媒体に形成することが容易である。インク組成物を記録媒体に付着させる工程に用いる記録ヘッドは、インク組成物を循環させる循環流路を備えるものでもよく、備えないものでもよい。インク組成物の吐出安定性などがより優れる点で、備えるものが好ましい。インクジェット法の詳細は後述する。
れる記録領域において、水系インク組成物の付着量が最大である領域において上記のインク組成物の付着量であることが好ましい。この場合、有用な記録物の作成が可能である点で好ましい。
本実施形態のインクジェット記録装置は、上述の処理液を循環させる循環流路を有し、該処理液を吐出して記録媒体に付着させる記録ヘッドを備え、上述の処理液及び上述の水系インク組成物を前記記録ヘッドから吐出して記録媒体に付着させる。
本実施形態に係るインクジェット記録方法が実施されるインクジェット記録装置の一例をについて図面を参照しながら説明する。本実施形態に係るインクジェット記録方法が実施されるインクジェット記録装置は、処理液付着工程、インク付着工程を、記録ヘッドが主走査方向に移動する複数回の主走査と、記録媒体が主走査方向に交差する副走査方向へ移動する複数回の副走査と、により行い、記録ヘッドは、ノズルが副走査方向に並び処理液を吐出する第1吐出ノズル群と、ノズルが副走査方向に並び水系インク組成物を吐出する第2吐出ノズル群と、を有し、第1吐出ノズル群及び第2吐出ノズル群は、主走査方向に投影した場合に互いに重なる部分を有する。また、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
る。図1においては、矢印SSで示す記録媒体Mの搬送方向である副走査方向に交差する方向である。図2においては、記録媒体Mの幅方向、つまりS1-S2で表される方向が主走査方向MSであり、T1→T2で表される方向が副走査方向SSである。なお、1回の走査で主走査方向、すなわち、矢印S1又は矢印S2の何れか一方の方向に走査が行われる。そして、記録ヘッド2の主走査と、記録媒体Mの搬送である副走査を複数回繰り返し行うことで、記録媒体Mに対して記録する。すなわち、処理液付着工程、インク付着工程は、記録ヘッド2が主走査方向に移動する複数回の主走査と、記録媒体Mが主走査方向に交差する副走査方向へ移動する複数回の副走査と、により行われる。
ト113により各インク付着のタイミング、水系インク組成物や処理液のドットサイズ等が制御される。また、キャリッジユニット112及びヘッドユニット113の制御の組合せにより、1走査あたりの処理液や水系インク組成物の付着量が制御される。
以下、各ノズル列における記録に用いるノズルの集合を吐出ノズル群という。また、各ノズル列における記録に用いるノズルの集合を不吐出ノズル群ということとする。吐出ノズル群は、記録に用い記録に際し吐出を行うよう設定されたノズルの集合であり、そのようなノズルであれば、記録中にノズルの意図しない不具合により吐出不良となってしまったノズルも吐出ノズル群に含める。また、不吐出ノズル群は、記録に用いず記録に際し吐出を行わないよう設定されたノズルの集合であり、そのようなノズルであって、メンテナンス目的などの画像の形成以外の目的の吐出は行うノズルも、不吐出ノズル群に含める。
処理液の吐出ノズル群が、インク組成物の吐出ノズル群よりも副走査方向SSにおける上流側に設けられているので、処理液のほうがインク組成物よりも先の主走査で記録媒体Mの同じ領域に付着することになる。
吐出ノズル群及び不吐出ノズル群のノズル列における長さや数も独立に適宜に設計することができる。
本実施形態のインクジェット記録装置は、少なくとも処理液の循環流路を有する記録ヘッドにより吐出される。すなわち、少なくとも処理液が、循環流路によって循環される。また、記録ヘッドは、水系インク組成物を循環させる循環流路を有してもよい。
分解斜視図である。図6において、記録媒体Mの表面に平行な平面をX-Y平面とし、X-Y平面に垂直な方向を以下ではZ方向と表記する。記録ヘッド2による処理液の吐出方向がZ方向に相当する。
複数の圧電素子44がY方向に配列する。したがって、第1部分P1及び第2部分P2の各々における複数の圧力室C又は複数の圧電素子44にわたり連続するように、循環液室65がY方向に延在すると換言することも可能である。また、図6に示すように、循環液室65と液体貯留室Rとが相互に間隔をあけてY方向に延在し、当該間隔内に圧力室Cと連通路63とノズルNとが位置するということも可能である。
3に連通する。他方、各排出路72のうち中心面O側の端部は循環液室65に平面視で重なる。すなわち、排出路72は循環液室65に連通する。このように、複数の連通路63の各々が排出路72を介して循環液室65に連通する。したがって、図7に破線の矢印で図示される通り、各連通路63内の処理液は排出路72を介して循環液室65に供給される。すなわち、本実施形態では、第1列L1に対応する複数の連通路63と第2列L2に対応する複数の連通路63とが1個の循環液室65に対して共通に連通する。
ことが可能である。また、第1列L1に対応する連通路63と第2列L2に対応する連通路63とが両者間の循環液室65に共通に連通するため、第1列L1に対応する各排出路72が連通する循環液室と第2列L2に対応する各排出路72が連通する循環液室とを別個に設けた構成と比較して、液体噴射ヘッド26の構成が簡素化される、ひいては小型化が実現されるという利点もある。
本実施形態のインクジェット記録方法は、処理液、水系インク組成物をそれぞれ記録媒体へ付着させる工程を有する。しかし、必要に応じさらに処理液及び水系インク組成物の1種以上を記録媒体へ付着させる工程を含んでいてもよい。この場合、これらの工程の順序及び回数に制限はなく、必要に応じて適宜に行うことができる。さらに、本実施形態のインクジェット記録方法は、記録媒体に付着した液体を乾燥させる乾燥工程や、記録媒体を加熱する工程(後加熱工程)等を備えてもよい。
本実施形態のインクジェット記録方法は、乾燥工程を有してもよい。本実施形態に係るインクジェット記録方法は、処理液や水系インク組成物の付着工程の前又は付着工程の際に記録媒体を乾燥する工程を備えてもよい。乾燥工程は、記録を停止して放置する手段、の他に、乾燥機構を用いて乾燥させる手段により行うことができる。乾燥機構を用いて乾燥させる手段としては、記録媒体に対して常温の送風や温風の送風を行う手段(送風式)、及び、記録媒体に熱を発生する放射線(赤外線等)を照射する手段(放射式)、記録媒体に接して記録媒体に熱を伝える部材(伝導式)、並びに、これらの手段の2種以上を組
み合わせが挙げられる。乾燥工程を有する場合、これらの中でも送風式で行われることがより好ましい。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、上記の各付着工程後に、さらに記録媒体を加熱する後加熱工程を備えてもよい。後加熱工程は、例えば、適宜の加熱手段を用いて行うことができる。後加熱工程は、例えば、アフターヒーター(後述のインクジェット記録装置の例では加熱ヒーター5が相当する。)により行われる。また、加熱手段は、インクジェット記録装置に備えられた加熱手段に限らず、他の乾燥手段を用いてもよい。これにより得られる画像を乾燥させ、より十分に定着させることができるので、例えば、記録物を早期に使用できる状態にすることができる。
本実施形態は、記録ヘッドと処理液のセットとすることができる。セットは、凝集剤を含む処理液と、処理液を吐出する記録ヘッドと、を備え、処理液を吐出する記録ヘッドは、処理液を循環させる循環流路を有し、水系インク組成物を記録ヘッドから吐出して記録媒体に付着させ、処理液を記録ヘッドから吐出して記録媒体に付着させる、インクジェット記録方法に用いるものである、記録ヘッドと処理液のセット、とすることができる。処理液、水系インク組成物、記録ヘッド、記録方法などは前述のものとすることができる。
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下、「部」「%」は、特に記載のない限り、質量基準である。
表1及び表2に示す材料組成にて、材料組成の異なる処理液R1~R20、水系インク組成物INK1を調製した。各組成物は、表1及び表2に示す材料を容器中に入れ、マグネチックスターラーにて2時間撹拌混合した後、孔径5μmのメンブランフィルターにて濾過してゴミや粗大粒子等の不純物を除去することにより調製した。なお、表1、表2中の数値は、全て質量%を示し、純水は組成物の全質量が100質量%となるように添加した。
樹脂粒子:
・タケラックW-635:ノニオン性樹脂、ウレタン系樹脂、樹脂粒子、Tg=70.0℃(三井化学ポリウレタン社製)
・タケラックW-6061:アニオン性樹脂、ウレタン系樹脂、樹脂粒子、Tg=25.
0℃(三井化学ポリウレタン社製)
・ビニブラン700:アニオン性樹脂、塩化ビニル系樹脂、樹脂粒子、Tg=70.0℃(日信化学工業社製)
・ポリゾールAT860:アニオン性樹脂、アクリル系樹脂、樹脂粒子、Tg=60.0℃(昭和電工社製)
・タケラックW-6020:アニオン性樹脂、ウレタン系樹脂、樹脂粒子、Tg=90.0℃(三井化学ポリウレタン社製)
・カチオマスターPDT-2:カチオン性樹脂、アミン系樹脂、水溶性、Tg=70.0℃(四日市合成社製。)
・SF620:カチオン性樹脂、ウレタン系樹脂、樹脂粒子、Tg=45.0℃(第一工業製薬社製)
・硫酸Mg:硫酸マグネシウム7水和物(表中の配合量は、水和水を除いた値とした。)その他:
・BYK348:シリコーン系界面活性剤「BYK348」BYK社製
・P.B.15:3 : C.I.ピグメントブルー15:3
2.2.1.記録試験
ラインプリンターとして、セイコーエプソン株式会社製L-4533Aを改造して使用した。記録ヘッドを記録中の位置を固定させライン型記録装置(ラインプリンター)として構成した。記録媒体搬送方向の上流側に処理液ヘッドを、下流側にインク組成物ヘッドを配置した。
図4のように構成し、ノズルが副走査方向に並び処理液を吐出する第1ノズル列(ノズル列15a)と、ノズルが副走査方向に並び水系インク組成物を吐出する第2ノズル列(ノズル列15b)と、を有するものとした。第1ノズル列が、主走査方向に投影した場合に、第2ノズル列と重なるように構成した。
方式1:同時打ち:第1ノズル列全体を処理液の吐出ノズル群として記録に用い、第2ノズル列全体をインク組成物の吐出ノズル群として記録に用いた。記録ヘッドの走査中に、処理液及び水系インク組成物の吐出が同時に行われる記録方式(1パスで処理液及び水系インク組成物の両者が付着)であって、処理液のノズル列及び水系インク組成物のノズル列の全てのノズルが吐出ノズル群となる方式。
まず、ノズル面の表面を布で軽く2、3回叩き、処理液を吐出しなくなったノズルをノズル列中に半分程度設けた。この吐出しなくなったノズルはそのままにした状態で、吸引クリーニングは行わないまま2時間連続で、上記の記録試験と同じ条件で模擬記録を行った。模擬記録後、上記の吐出しなくなったノズルに対し、次のような吐出安定性の試験を行った。下記評価基準により連続吐出を評価し、結果を表3~表5に記載した。なお、別途、上記のインクを吐出しなくなったノズルをノズル列中に半分程度設けた段階で直ちに吸引クリーニングを1回行ったところ、全例とも全ノズル回復した。なお模擬記録後に吸
引クリーニングを行っても吐出しないノズルは、圧力室内に異物の付着が見られた。
A:1回の吸引クリーニングで全ノズル吐出した。
B:2回の吸引クリーニングで全ノズル吐出した。
C:3回の吸引クリーニングで全ノズル吐出した。
D:3回の吸引クリーニングで吐出しないノズルがあった。
記録試験を2時間連続で行った。記録完了後、処理液のノズルの着弾位置ずれ検査を行い、ノズル間距離の2分の1以上の距離の位置ずれが見られたノズルの割合を確認し、以下の基準で評価して、結果を表3~表5に記載した。なお、飛行曲りのあるノズルは、ノズル内やノズル開口の周囲に異物が見られた。
A:2%以下
B:2%超4%以下
C:4%超6%以下
D:6%超
上記記録方法により得られた記録物の記録パターンを目視で観察し、以下の評価基準により画質を評価し、結果を表3~表5に記載した。
A:記録パターン内部のむらやパターン縁のインクのにじみがなかった。
B:記録パターン内部のむらはないがパターン縁のインクのにじみが若干あった。
C:記録パターン内部のむらが目立った。
上記記録方法により得られた記録物の記録パターン部分を、学振型摩擦堅牢度試験機AB-301(テスター産業社製の商品名)に白綿布(JIS L 0803準拠)を取り付けた摩擦子で、荷重330gをかけて60往復擦った。そして、記録媒体の記録パターン部分の剥がれを目視で観察し、下記評価基準により評価し、結果を表3~表5に記載した。
A:記録パターンの傷や剥がれや白綿布へのインクの移りがなかった。
B:記録パターンの目立つ傷や剥がれは見られなかったが白綿布へのインクの移りが見られた。
C:記録パターンに目立つ傷や剥がれがややあった。
D:記録パターンに目立つ傷や剥がれがかなりあった。
凝集剤を含む処理液を、ヘッド循環機構により処理液を循環させて記録した各実施例では、いずれも吐出安定性が良好であった。これに対して、ヘッド循環機構により処理液を循環させなかった各比較例では、いずれも吐出安定性が不良であった。以下詳細を記す。
実施例2、10から、カチオン性の樹脂粒子を含むと、これ以外の樹脂を含む場合よりも耐擦性がやや劣った。
実施例6と11の比較から、ウレタン系樹脂粒子を含む場合、耐擦性が特に優れた。
実施例6と8の比較から、樹脂粒子のガラス転移点が低すぎないほうが耐擦性や吐出安定性がより優れた。
実施例15をみると、含窒素溶剤が少ないと、耐擦性が若干劣ることが分かった。
実施例13と2の比較から、含窒素溶剤として非環状アミドを含む場合、耐擦性がより優れていた。
実施例16をみると、送風による乾燥を行わない場合、吐出安定性は良好であるものの、画質が悪くなることが分かる。
実施例17と8、18と3の比較から、処理液の付着量が、多いほうが画質がより優れ、少ないほうが吐出安定性や耐擦性がより優れていた。
比較例3から、処理液を循環させない場合において、処理液が樹脂を含まない場合は、樹脂を含む場合よりも、吐出安定性はやや優れていた。
比較例1、2、4~7から、処理液を循環させない場合において、処理液が樹脂粒子を含まない場合や、カチオン性の樹脂粒子やノニオン性の樹脂粒子を含む場合は、アニオン性の樹脂粒子を含む場合よりも吐出安定性や若干よかった。
比較例8と9の比較から、処理液を循環させない場合において、処理液同時うちのほうが吐出安定性がより劣っていた。
また、各参考例をみると、凝集剤を含まない処理液を用いる場合、画質が劣っていた。また、ヘッド循環機構で処理液を循環させることを行わない場合でも、吐出安定性は、比較例よりは良かった。
Claims (21)
- 水系インク組成物を記録ヘッドから吐出して記録媒体に付着させるインク付着工程と、
凝集剤を含む処理液を記録ヘッドから吐出して記録媒体に付着させる処理液付着工程と、
前記処理液付着工程において、前記記録媒体に付着した処理液を乾燥機構により乾燥させる乾燥工程と、
を備え、
前記処理液が樹脂を含み、前記樹脂が、前記凝集剤としてのカチオンポリマーであるか、又は樹脂粒子であり、
前記樹脂粒子のガラス転移温度が、40.0℃以上であり、
前記処理液を吐出する記録ヘッドは、前記処理液を循環させる循環流路を有する、インクジェット記録方法。 - 請求項1において、
前記処理液における前記樹脂の含有量が、処理液の全質量に対して、0.1質量%以上20.0質量%以下である、インクジェット記録方法。 - 請求項1又は請求項2において、
前記処理液が前記カチオンポリマーを含み、前記カチオンポリマーがカチオン性のウレタン系樹脂、カチオン性のアミン系樹脂、及び、カチオン性のオレフィン系樹脂から選択される、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項において、
前記処理液が、前記凝集剤と、樹脂粒子と、を含む、インクジェット記録方法。 - 請求項4において、
前記樹脂粒子が、アニオン性樹脂、ノニオン性樹脂の一種又は二種以上である、インクジェット記録方法。 - 請求項4において、
前記樹脂粒子が、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂の一種又は二種以上である、インクジェット記録方法。 - 請求項4において、
前記樹脂粒子のガラス転移温度が40.0℃以上100℃以下である、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか一項において、
前記処理液が、含窒素溶剤を含む、インクジェット記録方法。 - 請求項8において、
前記処理液に含まれる全有機溶剤に対する前記含窒素溶剤の含有量が、50.0質量%以上である、インクジェット記録方法。 - 請求項8又は請求項9において、
前記処理液が、前記含窒素溶剤として非環状アミド類を含有する、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項10のいずれか一項において、
前記乾燥工程における前記記録媒体の表面温度が45.0℃以下である、インクジェット記録方法。 - 請求項11において、
前記乾燥機構が、伝導式、送風式、放射式の一種又は二種以上である、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項12のいずれか一項において、
前記処理液付着工程における前記記録媒体の表面温度が30.0℃以上である、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項13のいずれか一項において、
前記記録媒体が低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体である、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項14のいずれか一項において、
前記循環流路を流通する前記処理液の流量が、前記記録ヘッドから前記記録媒体に吐出する前記処理液の最大吐出量の0.1倍以上5.0倍以下である、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項15のいずれか一項において、
前記処理液付着工程で用いる前記記録ヘッドが、前記処理液に圧力を付与してノズルから吐出させる圧力室を備え、
前記循環流路は、前記圧力室を通過した前記処理液を当該圧力室に再び供給する、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項16のいずれか一項において、
前記処理液付着工程において、前記循環流路は、前記処理液を、前記記録ヘッドの外へ排出し、再び前記記録ヘッドへ供給する、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項17のいずれか一項において、
前記記録ヘッドが、ライン型ヘッドである、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項18のいずれか一項において、
前記記録ヘッドが、シリアル型ヘッドである、インクジェット記録方法。 - 請求項19において、
前記処理液付着工程、前記インク付着工程を、前記記録ヘッドが主走査方向に移動する複数回の主走査と、前記記録媒体が前記主走査方向に交差する副走査方向へ移動する複数回の副走査と、により行い、
前記記録ヘッドは、ノズルが前記副走査方向に並び前記処理液を吐出する第1吐出ノズル群と、ノズルが前記副走査方向に並び前記水系インク組成物を吐出する第2吐出ノズル群と、を有し、
前記第1吐出ノズル群は、前記主走査方向に投影した場合に、前記第2吐出ノズル群と重なる部分を有する、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項20に記載のインクジェット記録方法で記録を行う記録装置であって、前記処理液と、前記水系インク組成物と、
前記水系インク組成物を吐出して記録媒体に付着させる記録ヘッドと、
前記凝集剤を含む処理液を吐出して記録媒体に付着させる記録ヘッドと、
を備え、
前記処理液を吐出する記録ヘッドは、前記処理液を循環させる循環流路を有する、インクジェット記録装置。
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