JP7388101B2 - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、画像形成方法および画像形成装置に関する。
インクジェット法は、簡便かつ安価に画像を作製できるため、各種印刷、マーキング、細線形成、カラーフィルター等の特殊印刷を含む様々な印刷分野に応用されている。特に、インクジェット法は、版を用いずデジタル印刷が可能であるため、多様な画像を少量ずつ形成するような用途に特に好適である。
インクジェット法によって、紙などのインクを吸収する記録媒体に画像を形成するとき、インクジェットヘッドから吐出されて記録媒体に着弾したインクの一部は、記録媒体の内部へ浸透する。そのため、インク使用量を低減して画像形成を低コスト化しようとすると、画像の隠蔽率が低下してしまい、形成した画像にムラが生じやすくなる。一方で、上記記録媒体への浸透を抑制して記録媒体の表面でインクを広がりやすくするため、インクを低粘度化すると、インクが滲みやすく、高精細な画像を形成しにくい。
これに対し、インクを浸透させにくい中間転写体の表面に中間画像を形成し、その後、上記中間画像を記録媒体に転写すれば、より少量のインクによっても隠蔽率の高い画像を形成することができ、かつ、インクの滲みも抑制できるため、より低コストで高精細な画像形成が可能になると期待される。
このとき、中間転写体の表面にプレコート層を形成し、上記プレコート層上に活性光線硬化型インクを付与し、形成された中間画像に活性光線を照射して、中間画像を構成する活性光線硬化型インクの液滴を増粘させる工程を有する画像形成方法が検討されている。
たとえば、特許文献1には、活性光線を透過させる中間転写体の表面に、揮発性の液体(例えば1価アルコール)を含む第1のインクを付与する工程と、上記中間転写体の表面に付与されたインク部分に、着色剤および重合性化合物を含む第2のインクを、インクジェット法により付与する工程と、上記第2のインクが付与された面とは反対の面側から、活性光線を照射し、上記第2のインクに含まれる重合性化合物を部分的に重合させる工程と、上記第2のインクを記録媒体に転写する工程と、上記記録媒体に転写された第2のインクを構成する重合性化合物を完全に硬化させる工程と、を有する記録物の製造方法が記載されている。特許文献1によると、第1のインクを用いて中間転写体の表面に被膜を形成することにより、上記被膜上に付与される第2のインクを所望する形状にできるとともに、第2のインクが必要以上に濡れ広がることを抑制できるとされている。
特開2013-184342号公報
本願発明者らが検討したところ、特許文献1のように、中間転写体の表面に、揮発性の液体を含む第1のインクを付与した後、上記第1のインクの表面に着色剤および重合性化合物を含む第2のインクを付与すると、第1のインクに含まれる揮発性の液体と、第2のインクに含まれる重合性化合物とが相溶してしまい、所望する転写性およびインクと記録媒体との定着性を得られないことがあった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、インクとプレコート液との相溶を抑制して、転写性および定着性に優れ、高精細な画像を得ることができる画像形成方法を提供すること、および画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一実施の形態に係る画像形成方法は、中間転写体の表面にプレコート液を付与する工程と、前記中間転写体の前記プレコート液が付与された面に活性光線硬化型インクを付与する工程と、前記付与された活性光線硬化型インクを増粘させる工程と、記録媒体に前記活性光線硬化型インクを転写する工程と、転写されたインクを硬化させる工程と、を有し、前記プレコート液と前記活性光線硬化型インクとは非相溶である。
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置は、中間転写体と、前記中間転写体の表面にプレコート液を付与するプレコート液付与部と、プレコート液が付与された面に活性光線硬化型インクを付与するインク付与部と、前記活性光線硬化型インクを増粘させる増粘部と、記録媒体に前記活性光線硬化型インクを転写する転写部と、転写された前記活性光線硬化型インクを硬化させる定着部と、を有し、前記プレコート液と前記活性光線硬化型インクとは非相溶である。
本発明によれば、インクとプレコート液との相溶を抑制して、定着性および転写性に優れ、高精細な画像を得ることができる画像形成方法を提供すること、および画像形成装置を提供することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成方法を実施するための画像形成装置の構成を示す模式図である。 図2は、本発明の一実施形態に係る画像形成方法を実施するための別の画像形成装置の構成を示す模式図である。 図3は、本発明の一実施形態に係る画像形成方法を実施するための別の画像形成装置の構成を示す模式図である。 図4は、従来の画像形成装置の構成を示す模式図である。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
1.画像形成方法
本発明の実施の形態に係る画像形成方法は、中間転写体の表面にプレコート液を付与する工程と、上記中間転写体のプレコート液が付与された面に活性光線硬化型インクを付与する工程と、付与された活性光線硬化型インクを増粘させる工程と、記録媒体に活性光線硬化型インクを転写する工程と、転写された活性光線硬化型インクを硬化させる工程と、を有する。上記活性光線硬化型インクを増粘させる工程は、第1の増粘工程と第2の増粘工程とを含む、少なくとも2つの増粘工程を有することが好ましい。また、本発明の実施の形態に係る、プレコート液と活性光線硬化型インク(後述)とは非相溶である。以下、各工程について説明する。
1-1.プレコート液を付与する工程
プレコート液を付与する工程は、中間転写体の表面にプレコート液を付与して、液体状のプレコート層を形成する工程である。なお、上記プレコート層と活性光線硬化型インクとは非相溶である。
[プレコート液]
本実施の形態に係るプレコート液は、水および水溶性有機溶剤などの液体成分を用いることができる。プレコート液中には、表面張力および粘度を調整するための調整剤を含んでも良い。
上記水溶性有機溶剤の例には、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリンが含まれる。
また、上記調整剤の例には界面活性剤や親水性高分子などが含まれる。
上記界面活性剤の例には、上記界面活性剤の例には、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類および脂肪酸塩類を含むアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類およびポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類を含むノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類および第四級アンモニウム塩類を含むカチオン性界面活性剤、シリコーン系の界面活性剤、ならびにフッ素系の界面活性剤が含まれる。上記界面活性剤の中では、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類が好ましい。
活性光線硬化型インクが、プレコート液の表面で適度に濡れ広がるようにするために、プレコート液の表面張力が、上記活性光線硬化型インクの表面張力よりも大きいことが好ましい。上記観点から、上記活性光線硬化型インクの表面張力は、25mN/m以上40mN/m以下であるのに対して、上記プレコート液の表面張力は、30mN/m以上70mN/m以下であることが好ましく、35mN/m以上60mN/m以下であることがより好ましく、40mN/m以上60mN/m以下であることがさらに好ましい。「表面張力」とは、白金板を用いてWilhelmy法(プレート法、垂直板法)で測定した表面張力のことを意味する。
上記表面張力は、23℃で、鉛直方向に保持した白金プレートの下端をプレコート液に接触させ、そのままの位置で白金プレートを保持するために必要な力をF(単位:mN)、白金プレートのプレコート液と接触している周囲長さをL(単位:m)、白金プレートとプレコート液との接触角をθとしたときに、r=F/(Lcosθ)で求められるrの値とすることができる。
上記プレコート液の表面張力を上記範囲にすることにより、上記プレコート液の表面で上記活性光線硬化型インクの液滴を適度に濡れ広がらせて、インク液滴の適正なドット径を得ることができる。これにより、形成される隠蔽率を向上させて、画像ムラの発生を抑制し、高精細な画像を得ることができる。
上記プレコート液の溶解度パラメータ(SP値)が、23以上であることが好ましく、24以上40以下であることがより好ましい。上記プレコート液の溶解度パラメータ(SP値)を23以上とすることにより、上記プレコート液が上記活性光線硬化型インクとより相溶しにくくすることができる。これにより、活性光線硬化型インクに含まれる活性光線重合性化合物がプレコート液に染み出しにくくなるので、プレコート液と活性光線硬化型インクの液滴との相溶による画質の劣化を抑制できる。
上記溶解度パラメータ(SP値)は、Fedorsが考案した計算方法に基づいて求めることができる(日本接着学会誌、vol.22、no.10(1986)(53)(566)(Journal of Adhesion Society of Japan)など参照)。上記Fedorsの理論溶解度パラメータ(SP値)は、以下の式で算出される。
SP値=(ΣΔel/ΣΔvl)1/2
ただし、ΣΔel=(ΔH-RT)、ΣΔvl=モル容量の和
また、上記プレコート液の粘度は、20℃において、1000cPs以上80000cPs以下であることが好ましい。上記プレコート液の粘度が、1000cPs以上であると、上記活性光線硬化型インクがプレコート液の表面に付与された際に、プレコート液が活性光線硬化型インクの濡れ広がりに追随することを抑制できる。これにより、インク液滴を適正な大きさにできることから、隠蔽率が向上し、画像ムラの発生を抑制できるので、高精細な画像を得ることができる。なお、20℃における、上記プレコート液の粘度は、ストレス制御型レオメータ(Anton Paar社製、Physica MCR301(コーンプレートの直径:75mm、コーン角:1.0°))で測定することができる。
また、上記プレコート液の付与量は、1g/m以上50g/m以下であることが好ましく、2g/m以上30g/m以下であることがより好ましい。上記プレコート液の付与量を1g/m以上とすることにより、活性光線硬化型インクをより十分に濡れ広がらせることができ、かつ、活性光線硬化型インクの転写性をより高めることができる。上記プレコート液の付与量を50g/m以下とすることにより、活性光線硬化型インクの液滴がプレコート液に沈み込むことによる転写性の低下などを抑制することができる。
[プレコート液の付与方法]
上記プレコート液は、スプレー塗布、ノズルやスリットを用いたスパイラル塗布、ディッピング塗布、ロールコーター塗布など公知の液体塗布方法を用いることができる。上記プレコート液は粘度が高いため、ロールコーター塗布方法を用いて中間転写体の表面全体に付与することが好ましい。
活性光線硬化型インクを中間転写体の表面に付与する前に、プレコート液を中間転写体の表面全体に付与することにより、記録媒体への転写時に中間転写体の表面から中間画像が剥離しやすくなる。
1-2.活性光線硬化型インクを付与する工程
活性光線硬化型インクを付与する工程は、中間転写体の表面に形成された液体状のプレコート層の表面に活性光線硬化型インクを付与して、中間画像を形成する工程である。
[活性光線硬化型インク]
本実施の形態に係る活性光線硬化型インクは、活性光線重合性化合物を含み、活性光線の照射により上記活性光線重合性化合物が重合および架橋して硬化するインクである。また、上記活性光線硬化型インクは、必要に応じて、重合開始剤、ゲル化剤、重合禁止剤、染料および顔料などの色材、顔料を分散させるための分散剤、顔料を基材に定着させるための定着樹脂、界面活性剤、pH調整剤、保湿剤、紫外線吸収剤などを含有してもよい。上記その他の成分は、上記組成物中に、1種類のみが含まれていてもよく、2種類以上が含まれていてもよい。
(活性光線重合性化合物)
上記活性光線重合性化合物は、活性光線の照射により架橋または重合する化合物である。活性光線の例には、紫外線、エックス線およびγ線などが含まれる。上記活性光線の中では、紫外線が好ましい。上記活性光線重合性化合物の例には、ラジカル重合性化合物、カチオン重合性化合物、またはそれらの混合物が含まれる。上記活性光線重合性化合物の中では、ラジカル重合性化合物が好ましい。なお、上記活性光線重合性化合物は、モノマー、重合性オリゴマー、プレポリマーおよびこれらの混合物のいずれであってもよい。
ラジカル重合性化合物とは、分子中にエチレン性不飽和二重結合基を有する化合物である。ラジカル重合性化合物は、単官能または多官能の化合物でありうる。ラジカル重合性化合物の例には、不飽和カルボン酸エステル化合物である、(メタ)アクリレートが含まれる。なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートまたはメタアクリレートを意味し、「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基またはメタアクリロイル基を意味し、「(メタ)アクリル」は、アクリルまたはメタクリルを意味する。
単官能の(メタ)アクリレートの例には、イソアミル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソミルスチル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル-ジグリコール(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチル-フタル酸およびt-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレートが含まれる。
多官能の(メタ)アクリレートの例には、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートおよびトリプロピレングリコールジアクリレートなどの2官能の(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートなどの3官能の(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレートおよびペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレートなどの3官能以上の(メタ)アクリレート;ポリエステルアクリレートオリゴマーを含む(メタ)アクリロイル基を有するオリゴマー、ならびにこれらの変性物などが含まれる。上記変性物の例には、エチレンオキサイド基を挿入したエチレンオキサイド変性(EO変性)アクリレート、およびプロピレンオキサイドを挿入したプロピレンオキサイド変性(PO変性)アクリレートが含まれる。
また、カチオン重合性化合物とは、分子中にカチオン重合性基を有する化合物である。カチオン重合性化合物の例には、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物およびオキセタン化合物などが含まれる。
上記エポキシ化合物の例には、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3′,4′-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビニルシクロヘキセンモノエポキサイド、ε-カプロラクトン変性3,4-エポキシシクロヘキシルメチル3′,4′-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、1-メチル-4-(2-メチルオキシラニル)-7-オキサビシクロ[4,1,0]ヘプタン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル-5,5-スピロ-3,4-エポキシ)シクロヘキサノン-メタ-ジオキサンおよびビス(2,3-エポキシシクロペンチル)エーテルなどの脂環式エポキシ樹脂、1,4-ブタンジオールのジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル、プロピレングリコールのジグリシジルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、およびグリセリンなどの脂肪族多価アルコールに1種類または2種類以上のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドなど)を付加することにより得られるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテルなどを含む脂肪族エポキシ化合物、ならびに、ビスフェノールAまたはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールAまたはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル、およびノボラック型エポキシ樹脂などを含む芳香族エポキシ化合物などが含まれる。
上記ビニルエーテル化合物の例には、エチルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、イソプロペニルエーテル-o-プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、およびオクタデシルビニルエーテルなどを含むモノビニルエーテル化合物、ならびにエチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、およびトリメチロールプロパントリビニルエーテルなどを含むジまたはトリビニルエーテル化合物などが含まれる。
上記オキセタン化合物の例には、3-ヒドロキシメチル-3-メチルオキセタン、3-ヒドロキシメチル-3-エチルオキセタン、3-ヒドロキシメチル-3-プロピルオキセタン、3-ヒドロキシメチル-3-ノルマルブチルオキセタン、3-ヒドロキシメチル-3-フェニルオキセタン、3-ヒドロキシメチル-3-ベンジルオキセタン、3-ヒドロキシエチル-3-メチルオキセタン、3-ヒドロキシエチル-3-エチルオキセタン、3-ヒドロキシエチル-3-プロピルオキセタン、3-ヒドロキシエチル-3-フェニルオキセタン、3-ヒドロキシプロピル-3-メチルオキセタン、3-ヒドロキシプロピル-3-エチルオキセタン、3-ヒドロキシプロピル-3-プロピルオキセタン、3-ヒドロキシプロピル-3-フェニルオキセタン、3-ヒドロキシブチル-3-メチルオキセタン、1,4ビス{[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン、3-エチル-3-(2-エチルヘキシロキシメチル)オキセタンおよびジ[1-エチル(3-オキセタニル)]メチルエーテルなどが含まれる。
上記活性光線重合性化合物の含有量は、例えば、活性光線硬化型インクの全質量に対して1.0質量%以上97質量%以下であることが好ましく、30質量%以上90質量%以下とすることがより好ましい。
(重合開始剤)
本実施の形態に係る活性光線硬化型インクは、重合開始剤を含むことができる。上記重合開始剤は、活性光線の照射により、上記活性光線重合性化合物の重合を開始できるものであればよい。たとえば、上記活性光線硬化型インクがラジカル重合性化合物を有するときは、重合開始剤は光ラジカル開始剤とすることができ、上記活性光線硬化型インクがカチオン重合性化合物を有するときは、重合開始剤は光カチオン開始剤(光酸発生剤)とすることができる。
ラジカル重合開始剤には、分子内結合開裂型のラジカル重合開始剤と分子内水素引き抜き型のラジカル重合開始剤とが含まれる。
分子内結合開裂型のラジカル重合開始剤の例には、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-メチルチオフェニル)プロパン-1-オン、および2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノンなどを含むアセトフェノン系の開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、およびベンゾインイソプロピルエーテルなどを含むベンゾイン類、2,4,6-トリメチルベンゾインジフェニルホスフィンオキシドなどを含むアシルホスフィンオキシド系の開始剤、ならびに、ベンジルおよびメチルフェニルグリオキシエステルなどが含まれる。
分子内水素引き抜き型のラジカル重合開始剤の例には、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4,4’-ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチル-ジフェニルサルファイド、アクリル化ベンゾフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、および3,3’-ジメチル-4-メトキシベンゾフェノンなどを含むベンゾフェノン系の開始剤、2-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントンなどを含むチオキサントン系の開始剤、ミヒラーケトン、4,4’-ジエチルアミノベンゾフェノンなどを含むアミノベンゾフェノン系の開始剤、10-ブチル-2-クロロアクリドン、2-エチルアンスラキノン、9,10-フェナンスレンキノン、ならびにカンファーキノンなどが含まれる。
カチオン系の重合開始剤の例には、光酸発生剤が含まれる。光酸発生剤の例には、ジアゾニウム、アンモニウム、ヨードニウム、スルホニウム、およびホスホニウムなどを含む芳香族オニウム化合物のB(C 、PF 、AsF 、SbF 、CFSO 塩など、スルホン酸を発生するスルホン化物、ハロゲン化水素を光発生するハロゲン化物、ならびに鉄アレン錯体などが含まれる。
(ゲル化剤)
本実施の形態に係る活性光線硬化型インクは、ゲル化剤を含むことができる。ゲル化剤は、常温では固体であるが、加熱すると液体となることにより、上記活性光線硬化型インクを温度変化に応じてゾルゲル相変移させることができる有機物である。
また、上記ゲル化剤は、インクのゲル化温度以下の温度で、インク中で結晶化することが好ましい。ここで、ゲル化温度とは、加熱によりゾル化または液体化したインクを冷却していったときに、インクがゾルからゲルに相転移し、インクの粘度が急変する温度をいう。具体的には、ゾル化または液体化したインクを、例えば、レオメータMCR300(Anton Paar社製)で粘度を測定しながら冷却していき、粘度が急激に上昇した温度を、そのインクのゲル化温度とすることができる。
上記ゲル化剤がインク中で結晶化すると、板状に結晶化した上記ゲル化剤およびワックスによって形成された三次元空間に活性光線重合性化合物が内包される構造が形成されることがある(このような構造を、以下「カードハウス構造」という)。カードハウス構造が形成されると、液体の活性光線重合性化合物が上記空間内に保持されるため、インクが付着して形成されたドットがより濡れ広がりにくくなり、インクのピニング性がより高まる。インクのピニング性が高まると、インクが記録媒体に付着して形成されたドット同士が合一しにくくなる。
ゲル化剤の例には、ジペンタデシルケトン、ジヘプタデシルケトン、ジリグノセリルケトン、ジベヘニルケトン、ジステアリルケトン、ジエイコシルケトン、ジパルミチルケトン、ジミリスチルケトン、ラウリルミリスチルケトン、ラウリルパルミチルケトン、ミリスチルパルミチルケトン、ミリスチルステアリルケトン、ミリスチルベヘニルケトン、パルミチルステアリルケトン、バルミチルベヘニルケトンおよびステアリルベヘニルケトン等の脂肪族ケトンワックス;パルミチン酸セチル、ステアリン酸ステアリル、ベヘニン酸ベヘニル、イコサン酸イコシル、ステアリン酸ベヘニル、ステアリン酸パルミチル、ステアリン酸ラウリル、パルミチン酸ステアリル、ミリスチン酸ミリスチル、ミリスチン酸セチル、ミリスチン酸オクチルドデシル、オレイン酸ステアリル、エルカ酸ステアリル、リノール酸ステアリル、オレイン酸ベヘニルおよびリノール酸アラキジル等の脂肪族エステルワックス;N-ラウロイル-L-グルタミン酸ジブチルアミド、N-(2-エチルヘキサノイル)-L-グルタミン酸ジブチルアミド等のアミド化合物;1,3:2,4-ビス-O-ベンジリデン-D-グルシトール等のジベンジリデンソルビトール類;パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタム等の石油系ワックス;キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ロウ、ホホバ油、ホホバ固体ロウ、およびホホバエステル等の植物系ワックス;ミツロウ、ラノリンおよび鯨ロウ等の動物系ワックス;モンタンワックス、および水素化ワックス等の鉱物系ワックス;硬化ヒマシ油または硬化ヒマシ油誘導体;モンタンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体またはポリエチレンワックス誘導体等の変性ワックス;ベヘン酸、アラキジン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、オレイン酸、およびエルカ酸等の高級脂肪酸;ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール等の高級アルコール;12-ヒドロキシステアリン酸等のヒドロキシステアリン酸;12-ヒドロキシステアリン酸誘導体;ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、12-ヒドロキシステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド;N-ステアリルステアリン酸アミド、N-オレイルパルミチン酸アミド等のN-置換脂肪酸アミド;N,N’-エチレンビスステアリルアミド、N,N’-エチレンビス-12-ヒドロキシステアリルアミド、およびN,N’-キシリレンビスステアリルアミド等の特殊脂肪酸アミド;ドデシルアミン、テトラデシルアミンまたはオクタデシルアミンなどの高級アミン;ステアリルステアリン酸、オレイルパルミチン酸、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等の脂肪酸エステル化合物;ショ糖ステアリン酸、ショ糖パルミチン酸等のショ糖脂肪酸エステル;ポリエチレンワックス、α-オレフィン無水マレイン酸共重合体ワックス等の合成ワックス;重合性ワックス;ダイマー酸;ダイマージオール等が含まれる。これらのワックスは、1種類のみを単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。
これらのうち、インクのピニング性をより高める観点からは、脂肪族ケトンワックス、脂肪族エステルワックス、高級脂肪酸、高級アルコールおよび脂肪酸アミドが好ましく、ケト基またはエステル基を挟んで両側に配置された炭素鎖の炭素数がいずれも9以上25以下である脂肪族ケトンワックスまたは脂肪族エステルワックスがより好ましい。
上記ゲル化剤の含有量は、活性光線硬化型インクの全質量に対して0.5質量%以上10.0質量%未満であることが好ましく、活性光線硬化型インクの全質量に対して1.0質量%以上10.0質量%未満であることがより好ましく、活性光線硬化型インクの全質量に対して2.0質量%以上7.0質量%以下であることがさらに好ましい。
(重合禁止剤)
上記活性光線硬化型インクは、重合禁止剤を含むことができる。
上記重合禁止剤の例には、(アルキル)フェノール、ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、p-メトキシフェノール、t-ブチルカテコール、t-ブチルハイドロキノン、ピロガロール、1,1-ピクリルヒドラジル、フェノチアジン、p-ベンゾキノン、ニトロソベンゼン、2,5-ジ-t-ブチル-p-ベンゾキノン、ジチオベンゾイルジスルフィド、ピクリン酸、クペロン、アルミニウムN-ニトロソフェニルヒドロキシルアミン、トリ-p-ニトロフェニルメチル、N-(3-オキシアニリノ-1,3-ジメチルブチリデン)アニリンオキシド、ジブチルクレゾール、シクロヘキサノンオキシムクレゾール、グアヤコール、o-イソプロピルフェノール、ブチラルドキシム、メチルエチルケトキシム、シクロヘキサノンオキシムが含まれる。
上記重合禁止剤の含有量は、インクの全質量に対して0.05質量%以上0.2質量%以下とすることができる。
(色材)
上記活性光線硬化型インクは、色材を含むことができる。色材には、顔料および染料が含まれる。活性光線硬化型インクの分散安定性をより高め、かつ耐候性が高い画像を形成する観点からは、色材は顔料であることが好ましい。顔料の例には、有機顔料および無機顔料が含まれる。染料の例には、各種の油溶性染料が含まれる。
上記顔料は、形成すべき画像の色などに応じて、例えば、カラーインデックスに記載される赤またはマゼンタ顔料、黄顔料、緑顔料、青またはシアン顔料および黒顔料から選択することができる。
顔料または染料の含有量は、インクの全質量に対して0.1質量%以上20.0質量%以下であることが好ましく、0.4質量%以上10.0質量%以下であることがより好ましい。顔料または染料の含有量が、インクの全質量に対して0.1質量%以上であると、得られる画像の発色が十分となる。顔料または染料の含有量がインクの全質量に対して20.0質量%以下であると、インクの粘度が高まりすぎない。
(分散剤)
上記顔料は、分散剤で分散されていてもよい。上記分散剤は、上記顔料を十分に分散させることができればよい。分散剤の例には、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、およびステアリルアミンアセテートが含まれる。
(定着樹脂)
上記活性光線硬化型インクは、塗膜の耐擦性およびブロッキング耐性をより高めるため、定着樹脂を含有してもよい。
定着樹脂の例には、(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂、マレイン酸樹脂、ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ニトロセルロース、酢酸セルロース、エチルセルロース、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、およびアルキド樹脂が含まれる。
上記定着樹脂の含有量は、例えば、活性光線重合性化合物の全質量に対して1.0質量%以上10.0質量%以下とすることができる。
(界面活性剤)
上記活性光線硬化型インクは、界面活性剤を含有してもよい。
界面活性剤は、インクの表面張力を調整して、付与後のインクの基材に対する濡れ性を調整したり、隣接する液滴間の合一を抑制したりすることができる。
界面活性剤の例には、シリコーン系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、およびパーフルオロアルケニル基を有するフッ素系界面活性剤などが含まれる。
界面活性剤の含有量は、活性光線硬化型インクの全質量に対して0.001質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.001質量%以上1.0質量%以下であることがより好ましい。
(その他の成分)
上記活性光線硬化型インクは、上記成分以外に、必要に応じて、多糖類、粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防黴剤、防錆剤などを含んでもよい。
(活性光線硬化型インクの物性)
上記活性光線硬化型インクの粘度は、40℃において、1×10mPa・s以上5×10mPa・s未満であることが好ましく、3×10mPa・s以上1×10mPa・s未満であることがより好ましい。インク付与時の中間転写体の温度における粘度が1×10mPa・s以上であると、中間転写体に付与された活性光線硬化型インクの液滴が広がり難く、液滴同士が合一し難い。一方で、インク付与時の中間転写体の温度における粘度が5×10mPa・s未満であると、インクジェットヘッドからの吐出性が良好となる。
また、インクジェットヘッドからの射出性をより高める観点からは、上記活性光線硬化型インクの80℃における粘度は3mPa・s以上20mPa・s以下であることが好ましい。80℃における粘度が3mPa・s以上20mPa・s以下であると、インクジェットヘッドからの上記活性光線硬化型組成物の射出時に組成物がゲル化しにくいため、より安定して上記活性光線重合性化合物を射出することができる。また、活性光線硬化型インクがゲル化剤を含有している場合には、着弾して常温に降温した際にインクを十分にゲル化させる観点から、上記活性光線硬化型インクの25℃における粘度は1000mPa・s以上であることが好ましい。25℃における粘度は1000mPa・s以上であると、中間転写体に付与されたインク液滴が広がり難く、液滴同士が合一し難い。
上記活性光線硬化型インクの40℃における粘度、80℃における粘度、および40℃における貯蔵弾性率は、レオメータにより、活性光線硬化型インクの動的粘弾性の温度変化を測定することにより求めることができる。たとえば、上記活性光線硬化型インクの40℃における粘度および80℃における粘度は、レオメータにより、活性光線硬化型インクを100℃に加熱し、ストレス制御型レオメータ(AntonPaar社製、Physica MCR301(コーンプレートの直径:75mm、コーン角:1.0°))によって粘度を測定しながら、剪断速度11.7(1/s)、降温速度0.1℃/sの条件で40℃までインクを冷却して得られた粘度の温度変化曲線において40℃および80℃における粘度をそれぞれ読み取ることにより求める。
また、上記活性光線硬化型インクの溶解度パラメータ(SP値)は、15以上20以下であることが好ましい。上記活性光線硬化型インクの溶解度パラメータ(SP値)を15以上20以下とすることにより、上記液体状のプレコート層と相溶することを抑制できる。これにより、活性光線硬化型インクに含まれる活性光線重合性化合物がプレコート液に染み出しにくくなるので、プレコート液と活性光線硬化型インクの液滴との相溶による画質の劣化を抑制できる。
[活性光線硬化型インクの調製方法]
上記活性光線硬化型インクは、前述の活性光線重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、色材と、任意のその他の成分とを、加熱下において混合することにより調製することができる。この際、得られた混合液を所定のフィルターで濾過することが好ましい。なお、顔料を含有するインクを調製する際は、顔料、活性光線重合性化合物を含む顔料分散液を調製し、その後、顔料分散液と他の成分とを混合することが好ましい。顔料分散液は、分散剤をさらに含んでもよい。
上記顔料分散液は、活性光線重合性化合物に顔料を分散して調製することができる。顔料の分散は、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカーなどを用いて行えばよい。このとき、分散剤を添加してもよい。
[活性光線硬化型インクの付与方法]
上記活性光線硬化型インクを上記液体状のプレコート層の表面に付与する方法は、特に限定されず、スプレー塗布、浸漬法、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット法などの公知の方法を使用することができる。本実施の形態では、上記液体状のプレコート層の表面に活性光線硬化型インクを付与して、中間画像を形成する工程では、活性光線硬化型インクを、インクジェットヘッドから吐出して、上記液体状のプレコート層の表面に付与する、インクジェット法を用いることが好ましい。
インクジェット法で使用するインクジェットヘッドは、オンデマンド方式およびコンティニュアス方式のいずれのインクジェットヘッドでもよい。オンデマンド方式のインクジェットヘッドの例には、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型およびシェアードウォール型を含む電気-機械変換方式、ならびにサーマルインクジェット型およびバブルジェット(「バブルジェット」はキヤノン株式会社の登録商標)型を含む電気-熱変換方式等が含まれる。
また、インクジェットヘッドは、スキャン式およびライン式のいずれのインクジェットヘッドでもよい。
このとき、活性光線硬化型インクの液滴の吐出性を高めるために、インクジェットヘッド内の活性光線硬化型インクを40~120℃に加熱して、上記加熱された活性光線硬化型インクを吐出することが好ましい。
また、上記活性光線硬化型インクがゲル化剤を含むときは、インクジェットヘッド内の活性光線硬化型インクの温度を、活性光線硬化型のゲル化温度より10℃以上40℃未満高い温度に設定することが好ましい。インクジェットヘッド内の活性光線硬化型インクの温度をゲル化温度+10℃以上にすることで、インクジェットヘッド内もしくはノズル表面で活性光線硬化型インクがゲル化することがなく、活性光線硬化型インクを良好に射出することができる。また、インクジェットヘッド内の活性光線硬化型インクの温度を活性光線硬化型インクのゲル化温度+40℃未満とすることで、インクジェットヘッドの熱的負荷を小さくすることができる。特に、ピエゾ素子を用いたインクジェットヘッドでは、熱的負荷による性能低下が生じやすいため、活性光線硬化型インクの温度を上記範囲内とすることが特に好ましい。
上記活性光線硬化型インクがゲル化剤を含むときは、中間転写体の表面に付与された活性光線硬化型インクは、ゲル化剤が結晶化してピニングされる。これにより、活性光線硬化型インクが付与されて形成されたドットがより濡れ広がりにくくなり、活性光線硬化型インクが上記中間転写体の表面に着弾して形成されたドット同士が合一するのを抑制することができる。
このとき、活性光線硬化型インクのピニング性を高めるために、中間転写体の表面温度をゲル化剤のゲル化温度の付近またはそれ以下としてもよい。
(中間転写体)
中間転写体は、芳香族ポリイミド(PI)、芳香族ポリアミドイミド(PAI)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、芳香族ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、芳香族ポリカーボネート、および芳香族ポリエーテルケトンなどのベンゼン環を含む構造単位を有する樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ならびにこれらの混合物または共重合物などを含む基材層を有する。また、中間転写体は、基材層に加えて、インクの付与面側に、シリコーンゴム(SR)、クロロプンゴム(CR)、ニトリルゴム(NBR)およびエピクロルヒドリンゴム(ECO)などのゴム、エラストマーおよび弾性樹脂など含む弾性層、ならびに、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)、およびポリフッ化ビニリデン(PVDF)などのフッ素樹脂ならびにアクリル樹脂などを含む表面層、の双方またはいずれかを有してもよい。
あるいは、中間転写体は、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリイミドフィルム、1,4-ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、ポリフェニレンサルフィドフィルム、ポリスチレン(PS)フィルム、ポリプロピレン(PP)フィルム、ポリサルホンフィルム、アラミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリエチレン(PE)フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ナイロンフィルム、ポリイミドフィルム、およびアイオノマーフィルムなどの樹脂フィルム、セロハン、酢酸セルロースなどのセルロース誘導体から形成されていてもよい。
本実施の形態に係る中間転写体は、活性光線を透過させる材料からなることが好ましい。活性光線を透過させる材料であれば、特に限定されない。上記中間転写体の透過率は、70%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。中間転写体の透過率が、70%以上であると、中間転写体の裏面側から活性光線を照射しても、十分な量の活性光線が中間画像の裏面側に到達することができるので、裏面側の活性光線硬化型インクの硬度を高くして、表面側の活性光線硬化型インクの硬度が低くなるように増粘させることができる。上記中間転写体の透過率は、分光光度計「UV-2550」(株式会社島津製作所製)を用いて測定することができる。
1-3.活性光線硬化型インクを増粘させる工程
活性光線硬化型インクを増粘させる工程は、中間転写体のプレコート液が付与された面に付与された活性光線硬化型インクに、温度または光の外部刺激を与えて増粘させる工程である。本実施の形態に係る活性光線硬化型インクを増粘させる工程は、第1の増粘工程と第2の増粘工程とを含む、少なくとも2つの増粘工程を有することが好ましい。
液体状のプレコート層の表面に付与された活性光線硬化型インクは、目的とする高精細な画像を形成するために、プレコート層で適正なドット径に制御される必要がある。しかしながら、液体状のプレコート液層の表面に活性光線硬化型インクを付与すると、プレコート層と上記インクが相溶し、上記インクの濡れ広がりに追随してプレコート層も動いてしまうので、上記インクのドット径が過剰に拡大してしまうおそれがある。そうすると、プレコート層の表面に付与されるインクの液滴のドット間距離により、プレコート層の移動距離も変動し、それに合わせて上記インクのドット径も変動してしまう。
通常、プレコート層の表面に活性光線硬化型インクが付与されてから、上記インクが濡れ広がり、それに追随してプレコート層が移動して、上記インクのドット径が確定するまで約50msecを要する。そのため、プレコート層の表面に活性光線硬化型インクを付与してから、50msec以内に上記インクの粘度を高めることにより、プレコート層の動きによるインクのドット径の過剰な拡大を抑制することができる。
[第1の増粘工程]
第1の増粘工程は、中間転写体のプレコート液が付与された面(プレコート層)に活性光線硬化型インクを付与する工程が開始されてから記録媒体に活性光線硬化型インクを転写する工程の前に行われる工程である。
上記第1の増粘工程では、中間転写体の表面の温度変化により、上記活性光線硬化型インクを増粘させてもよいし、活性光線の照射により上記活性光線硬化型インクを増粘させてもよい。以下、中間転写体の表面の温度変化により活性光線硬化型インクを増粘させる第1の増粘工程を「第1の増粘工程A」、活性光線の照射により上記活性光線硬化型インクを増粘させる第1の増粘工程を「第1の増粘工程B」とする。
(第1の増粘工程A)
第1の増粘工程Aは、表面温度を30~55℃に制御された中間転写体の表面に、より高温に加熱されてゾル化された状態であるゲル化剤を含む活性光線硬化型インクを着弾させて、上記活性光線硬化型インクを増粘させる工程である。
第1の増粘工程Aでは、射出温度が80℃の上記活性光線硬化型インクが、活性光線硬化型インクのゲル化温度以下、例えば、40℃に設定された中間転写体の表面に付与されることにより、上記活性光線硬化型インクをゾルからゲルに相転移させて、上記活性光線硬化型インクの粘度を上昇させる。このときの上記活性光線硬化型インクの粘度は、40℃において、1×10mPa・s以上であることが好ましい。増粘後の活性光線硬化型インクの粘度を上記範囲にすることにより、液体状のプレコート層の表面に付与された活性光線硬化型インクの液滴が、プレコート層と相溶して過剰に濡れ広がることを抑制できる。なお、「ゲル化温度」とは、加熱によりゾル化または液体化したインクを冷却していったときに、インクがゾルからゲルに相転移し、インクの粘度が急変する温度をいう。
(第1の増粘工程B)
第1の増粘工程Bは、中間転写体の裏面側から活性光線を照射して、活性光線硬化型インクを増粘させる工程である。なお、上記活性光線は、紫外線であることが好ましい。
第1の増粘工程Bでは、活性光線を透過する中間転写体の裏面側から、1mJ/cm以上100mJ/cm以下の照射量の活性光線(波長360~500nm)を照射することにより、上記活性光線硬化型インクに含まれる活性光線重合性化合物の一部を重合させて、上記活性光線硬化型インクの粘度を上昇させる。このときの上記活性光線硬化型インクの粘度は、40℃において、1×10mPa・s以上であることが好ましい。
増粘後の活性光線硬化型インクの粘度を上1×10mPa・s以上とすることにより、液体状のプレコート層の表面に付与された活性光線硬化型インクの液滴が過剰に濡れ広がることを抑制することができる。これにより、目的とする高精細な画像を形成することができる。
第1の増粘工程1Bでは、プレコート層の表面に活性光線硬化型インクの付与が終了した後に、付与した活性光線硬化型インク全体に活性光線を照射してもよいし、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)をプレコート層の表面に付与するたびに活性光線を照射してもよい。各色を付与するたびに、活性光線を照射することにより、プレコート層の動きにインクが追従することによる上記インクのドット径の過剰な拡大を抑制しやすくなる。
なお、中間転写体の表面とは、活性光線硬化型インクが付与されている面(転写工程においては、記録媒体と接触する面)のことであり、中間転写体の裏面とは、活性光線硬化型インクが付与されていない面(転写工程においては、記録媒体と接触しない面)のことである。
[第2の増粘工程]
第2の増粘工程は、第1の増粘工程完了後に、中間転写体の裏面側から活性光線を照射して、活性光線硬化型インクを増粘させる工程である。第2の増粘工程で用いられる活性光線は、紫外線であることが好ましい。第2の増粘工程は、上記第1の増粘工程の完了後、記録媒体に上記活性光線硬化型インクを転写する工程の前に行ってもよく、上記第1の増粘工程の完了後、記録媒体に活性光線硬化型インクを転写している時に行ってもよい。第2の増粘工程が、上記活性光線硬化型インクを記録媒体に転写する工程の前に行われる場合には、活性光線硬化型インクの粘度は、1×10mPa・s以上であることが好ましく、1×10mPa・s以上1×10mPa・s以下であることがより好ましい。また、第2の増粘工程が、上記活性光線硬化型インクを転写している時に行われる場合には、1×10mPa・s以上であることが好ましい。第2の増粘工程において、活性光線硬化型インクの粘度が1×10mPa・s以上であるときは、活性光線硬化型インクが転写部(後述)で内部破断することなく、記録媒体に転写することができる。
第2の増粘工程で照射される活性光線の照射量は、30mJ/cm以上500mJ/cm以下であることが好ましく、照射される活性光線の波長は、360nm~500nmであることが好ましく、400nm~450nmであることがより好ましく、400nm以上440nm未満であることがさらに好ましい。
上記中間転写体は活性光線を透過させるため、中間転写体の裏面側から照射された場合であっても、活性光線が、活性光線硬化型インクに到達するので、中間転写体に接触して押圧される裏面側の硬度がより高くなり、かつ、記録媒体に接触する表面側の硬度がより低くなるように増粘させることができる。これにより、活性光線硬化型インクが、転写時の押圧による組成物のつぶれが生じにくく、かつ、転写時に記録媒体への十分な濡れ性を有する状態にできるため記録媒体への転写性を高めることができる。
1-4.活性光線硬化型インクを転写する工程
活性光線硬化型インクを転写する工程は、第1および第2の増粘工程において増粘された活性光線硬化型インクを、中間転写体から記録媒体の表面に転写する工程である。記録媒体に転写する際に、上記中間転写体の表面に形成された活性光線硬化型インクを加圧部材で加圧する工程を、さらに含んでもよい。上記画像を加圧する際の、上記加圧部材の温度は、20℃以上90℃以下であることが好ましく、20℃以上80℃以下であることがより好ましい。上記加圧部材の温度を上記範囲にすることにより、上記活性光線硬化型インクのガラス転移点(Tg)が室温よりも高い場合であっても、転写性を低下させることなく、上記活性光線硬化型インクを中間転写体から上記記録媒体に転写することができる。なお、上述したように第2の増粘工程では、活性光線の照射を転写する工程と同時に行ってもよい。
1-5.活性光線硬化型インクを本硬化する工程
活性光線硬化型インクを本硬化する工程では、記録媒体に転写された活性光線硬化型インク(中間画像)に活性光線(紫外線)を照射して、上記活性光線硬化型インク(中間画像)を完全に硬化させる工程である。これにより、記録媒体の表面に、目的とする高精細な画像が形成される。なお、当該工程で照射される活性光線の波長は360nm~440nmであることがより好ましい。これにより、活性光線硬化型インクを本硬化させることにより、記録媒体と活性光線硬化型インクの定着性を高めることができる。
2.画像形成装置
2-1.画像形成装置100
図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成方法を実施するための画像形成装置100の構成を示す模式図である。
図1に示されるように、本実施の形態に係る画像形成装置100は、中間転写体110の表面にプレコート液を付与するプレコート液付与部120と、中間転写体110の表面温度を調整するための温度制御部130と、中間転写体110の表面温度測定部131と、活性光線硬化型インクを付与するインク付与部140と、活性光線硬化型インクを増粘させる第1の増粘部150および第2の増粘部151と、記録媒体Sに活性光線硬化型インクを転写する転写部160と、記録媒体Sに転写された活性光線硬化型インクに活性光線を照射する定着部170と、を有する。画像形成装置100は、さらに、無端状ベルトの形状を有する中間転写体110を張架する支持ローラ111、112および113と、記録媒体Sに転写されずに中間転写体110の表面に残存した活性光線硬化型インクを中間転写体110の表面から除去するクリーニング部180と、を有する。
中間転写体110は、支持ローラ111、112および113によって張架され、かつ回転移動し、中間画像形成部141によって中間転写体110の表面に形成された中間画像を転写部160に搬送する。
3つの支持ローラ111、112および113のうち、少なくとも1つのローラは、駆動ローラであり、中間転写体110をA方向に回転させる。
中間転写体110は、芳香族ポリイミド(PI)、芳香族ポリアミドイミド(PAI)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、芳香族ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、芳香族ポリカーボネート、および芳香族ポリエーテルケトンなどのベンゼン環を含む構造単位を有する樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ならびにこれらの混合物または共重合物などを含む基材層を有する。中間転写体110は、基材層に加えて、インクの着弾面側に、シリコーンゴム(SR)、クロロプンゴム(CR)、ニトリルゴム(NBR)およびエピクロルヒドリンゴム(ECO)などのゴム、エラストマーおよび弾性樹脂など含む弾性層、ならびに、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)、およびポリフッ化ビニリデン(PVDF)などのフッ素樹脂ならびにアクリル樹脂などを含む表面層、の双方またはいずれかを有してもよい。
あるいは、中間転写体110は、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、1,4-ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、ポリフェニレンサルフィドフィルム、ポリスチレン(PS)フィルム、ポリプロピレン(PP)フィルム、ポリサルホンフィルム、アラミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリエチレン(PE)フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ナイロンフィルム、ポリイミドフィルム、およびアイオノマーフィルムなどの樹脂フィルム、セロハン、酢酸セルロースなどのセルロース誘導体から形成されていてもよい。
活性光線の波長に対する中間転写体110の透過率は、70%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。中間転写体110は、活性光線の波長に対する透過率を70%以上にすることができる材料であれば、特に限定されない。
中間転写体110における、逆三角形状の左右の頂点部分に位置する支持ローラ111、112および113に張架された部分は、インク付与部140から付与された活性光線硬化型インクの着弾面となっている。中間転写体110における、逆三角形状の下側の頂点部分に位置する支持ローラ111は、中間転写体110を搬送路190に向けて所定のニップ圧により加圧する加圧ローラであり、インク付与部140から吐出された活性光線硬化型インクが付与して形成された中間画像を記録媒体Sに転写する加圧部161として機能する。なお、中間転写体110の温度は、上記活性光線硬化型インクのゲル化温度よりも5℃以上低く設定されていることが好ましく、10~20℃低い温度に設定されていることがより好ましい。
プレコート液付与部120は、表面をスポンジで被覆されたロールコーター121、およびスクレーパー122を有する。ロールコーター121は、中間転写体110の表面にプレコート液を付与する。スクレーパー122は、過剰量のプレコート液を除去して付与されたプレコート液の表面を平滑化し、中間転写体110の表面にプレコート液が所定の厚みで広がってなるプレコート層を形成する。なお、プレコート液付与部120では、バーコーターを用いる方法やインクジェット法などを用いてもよい。
温度制御部130は、中間転写体110の表面温度を調整する。支持ローラ112の内部に配置されることが好ましい。また、温度制御部130は、中間転写体110を所定の温度(30~55℃)に維持する。温度制御部130は、例えば、各種ヒータ等でありうる。
表面温度測定部131は、温度制御部130で調整される中間転写体110の表面温度を測定する。表面温度測定部131としては、接触式の熱電対や、非接触式の放射温度計などを用いることができる。
インク付与部140でもある中間画像形成部141は、本実施の形態ではインクジェット法により中間画像を形成するインク付与部であり、それぞれY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色の活性光線硬化型組成物(インクジェットインク)をノズルから吐出して中間転写体110の表面に付与させる、インクジェットヘッド140Y、140M、140Cおよび140Kを有する。インクジェットヘッド140Y、140M、140Cおよび140Kは、上記各色の活性光線硬化型インクを、中間転写体110の表面のうち形成されるべき画像に応じた位置に付与して、中間画像を形成する。
第1の増粘部150は、中間転写体110の温度を、活性光線硬化型インクのゲル化温度よりも5℃以上低く設定されていることが好ましく、10~20℃低い温度に設定されていることがより好ましい。本実施の形態では、中間転写体110の温度は、30~55℃に設定される。上記温度設定は、温度制御部130で行われる。中間転写体110の温度を上記インクのゲル化温度よりも低くすることにより、中間転写体110の表面に付与された上記インクが、速やかにゾルからゲルに相転移して、上記インクの粘度を上昇させることができる。このときの上記活性光線硬化型インクの粘度は、40℃において、1×10mPa・s以上であることが好ましく、1×10mPa・s以上1×10mPa・s以下であることがより好ましい。増粘後の活性光線硬化型インクの粘度を上記範囲にすることにより、液体状のプレコート層の表面に着弾した活性光線硬化型インクの液滴が過剰に濡れ広がり、滲んでしまうことを抑制できる。
第2の増粘部151は、第1の増粘部150による増粘工程の完了後、記録媒体Sに活性光線硬化型インクを転写する転写部160に到達する前の位置に配置され、中間転写体110の裏面側から活性光線を照射する。第2の増粘部151で照射される活性光線は、紫外線であることが好ましい。上記第2の増粘部における上記活性光線硬化型インクの粘度は、40℃において、1×10mPa・s以上であることが好ましい。また、第2の増粘部151で照射される活性光線の波長は360nm~500nmであることが好ましく、400nm~450nmであることがより好ましく、400nm以上440nm未満であることがさらに好ましい。
本実施の形態に係る中間転写体110は活性光線を透過させるため、第2の増粘部151において、中間転写体110の裏面側から照射された場合であっても、活性光線が、活性光線硬化型インクに到達するので、中間転写体110に接触して押圧される裏面側の硬度がより高くなり、かつ、記録媒体Sに接触する表面側の硬度がより低くなるように増粘させることができる。これにより、活性光線硬化型インクが、転写時の押圧による組成物のつぶれが生じにくく、かつ、転写時に記録媒体への十分な濡れ性を有する状態にできるため記録媒体への転写性を高めることができる。
転写部160は、中間転写体110と搬送路190とが最接近した部分であって、支持ローラ111、112および113によって中間転写体110が搬送路190の方向に付勢されることにより、中間転写体110が接する搬送路190の表面を加圧する。中間転写体110の表面に形成されて搬送されてきた、第1の増粘部150、第2の増粘部151で増粘された活性光線硬化型インクと、搬送路190の表面に配置されて搬送されてきた記録媒体Sとが転写部160において接触され、支持ローラ111を介して中間転写体110から搬送路190側に加圧されることで、記録媒体Sに転写される。
搬送路190は、例えば、金属ドラムで構成され、中間画像を転写される記録媒体Sを搬送する。搬送路190は、中間転写体110の一部の表面に接して配置され、支持ローラ111よって中間転写体110の上記接する表面が加圧されることで、転写部160が形成される。搬送路190は、記録媒体Sの先端を固定する爪(不図示)を有してもよい。搬送路190は、当該爪に記録媒体Sの先端を固定し、図1における反時計回り方向に回転することで、記録媒体Sを転写部160に搬送する。
定着部170は、搬送路190による記録媒体Sの搬送方向における、転写部160より下流側に配置され、搬送路190の表面に向けて活性光線(紫外線)を照射する。これにより、定着部170は、記録媒体Sに転写された中間画像に活性光線を照射して、中間画像を構成する活性光線硬化型インクを硬化(本硬化)させる。これにより、記録媒体Sの表面に、目的とする高精細な画像が形成される。
クリーニング部180は、ウェブローラーやスポンジローラー等のクリーニングローラーであり、転写部160の下流側で、中間転写体110の表面に接触する。クリーニング部180は、上記クリーニングローラーが駆動回転することで、転写部160において記録媒体Sに転写されずに中間転写体110の表面に残存した残組成物(残塗布物)を除去する。
なお、以上の説明では、インクジェット法により中間転写体の移動する表面に中間画像を形成しているが、中間画像の形成方法は特に限定されず、スプレー塗布、浸漬法、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷などの公知の方法を使用することができる。これらの方法のうち、活性光線硬化型インクの液滴によるドットが集合してなる画像を形成するため、活性光線硬化型インクの液滴のつぶれがより発生しやすい、インクジェット法による画像形成時に、上記画像形成装置によって活性光線硬化型インクのつぶれを抑制できる硬化は顕著に奏される。
2-2.画像形成装置200
図2は、本発明の一実施形態に係る画像形成方法を実施するための別の画像形成装置200の構成を示す模式図である。画像形成装置200は、第1の増粘部210の構成のみが画像形成装置100と異なる。そこで、画像形成装置100と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図2に示されるように、画像形成装置200に係る第1の増粘部210は、中間転写体の裏側から活性光線を照射して活性光線硬化型インクを増粘させる。第1の増粘部210は、活性光線照射装置211、212、213、214を複数有してもよいし、中間転写体110の表面に付与された活性光線硬化型インク全体を照射できるような活性光線照射装置(不図示)を1つ有していてもよい。活性光線照射装置211、212、213、214を配置する場合、上記活性光線照射装置は、それぞれインクジェットヘッド140Yと140Cとの間、140Cと140Mとの間、140Mと140Kとの間に配置されることが好ましい。なお、第1の増粘部210において、活性光線照射装置を用いる場合には、温度制御部130を配置していなくてもよい。
上記第1の増粘部210において、活性光線を照射された活性光線硬化型インクの粘度は、40℃において、1×10mPa・s以上であることが好ましい。増粘後の活性光線硬化型インクの粘度を上記範囲にすることにより、液体状のプレコート層の表面に着弾した活性光線硬化型インクの液滴が過剰に濡れ広がり、滲んでしまうことを抑制できる。
第2の増粘部151では、中間転写体110の裏面側から活性光線を照射する。第2の増粘部151で照射される活性光線は、紫外線であることが好ましい。上記第2の増粘部151における上記活性光線硬化型インクの粘度は、40℃において、1×10mPa・s以上であることが好ましい。また、第2の増粘部310で照射される活性光線の波長は360nm~500nmであることが好ましく、400nm~450nmであることがより好ましく、400nm以上440nm未満であることがさらに好ましい。
2-3.画像形成装置300
図3は、本発明の一実施形態に係る画像形成方法を実施するための別の画像形成装置300の構成を示す模式図である。画像形成装置300は、加熱部132を有する点、および第2の増粘部310の構成のみが画像形成装置100と異なる。そこで、画像形成装置100と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図3に示されるように、画像形成装置300に係る第2の増粘部310は、第1の増粘部150による増粘工程の完了後、記録媒体Sに活性光線硬化型インクを転写する転写部160より下流の位置に配置され、記録媒体Sに活性光線硬化型インクを転写している時に活性光線を照射できる位置に配置されることが好ましい。
第2の増粘部310では、中間転写体110の裏面側から活性光線を照射する。第2の増粘部310で照射される活性光線は、紫外線であることが好ましい。上記第2の増粘部310における上記活性光線硬化型インクの粘度は、40℃において、1×10mPa・s以上であることが好ましい。また、第2の増粘部310で照射される活性光線の波長は400nm~500nmであることが好ましく、400nm~450nmであることがより好ましく、400nm以上440nm未満であることがさらに好ましい。
本実施の形態に係る中間転写体110は活性光線を透過させるため、第2の増粘部310において、中間転写体110の裏面側から照射された場合であっても、活性光線が、活性光線硬化型インクに到達するので、中間転写体110に接触して押圧される裏面側の硬度がより高くなり、かつ、記録媒体Sに接触する表面側の硬度がより低くなるように増粘させることができる。これにより、活性光線硬化型インクが、転写時の押圧による組成物のつぶれが生じにくく、かつ、転写時に記録媒体への十分な濡れ性を有する状態にできるため記録媒体への転写性を高めることができる。
2-4.画像形成装置400
図4は、従来の画像形成装置400の構成を示す模式図である。画像形成装置400は、表面温度が30~55℃に制御された中間転写体の表面に、活性光線硬化型インクを着弾させて、上記活性光線硬化型インクを増粘させる工程(第1の増粘工程)を有し、第2の増粘工程を有さない点のみが画像形成装置100と異なる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
1.中間転写体
中間転写体は、ポリイミド(PI)から形成された厚さ80μmの基材層の上に、シリコーンゴムから形成された厚さ300μmの弾性層、アルミニウムを蒸着して形成した厚さ100nmの反射層、およびポリポリピレン(PP)から形成した厚さ300μmの透明層がこの順に積層された、軸方向長さが800mmの無端状ベルトを用い、3つの支持ローラ(うち1つは加圧ローラー)に逆三角形状に張架した。加圧ローラは、φ100、ゴム圧10mmのローラを用いた。加圧ローラによる転写部の荷重は、80Nとした。
1.プレコート液の調製
1-1.プレコート液1
純水99質量部と、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(界面活性剤)1質量部と、を混合した希釈液を作製し、グリセリン(水溶性有機溶剤)100質量部に対して上記希釈液1質量部を混合することにより、プレコート液1を得た。
1-2.プレコート液2
純水99質量部と、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(界面活性剤)1質量部と、を混合した希釈液を作製し、ジグリセリングリセリン(水溶性有機溶剤)100質量部に対して上記希釈液1質量部を混合することにより、プレコート液2を得た。
1-3.プレコート液3
純水99質量部と、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(界面活性剤)1質量部と、を混合した希釈液を作製し、ポリジグリセリン(水溶性有機溶剤)100質量部に対して上記希釈液1質量部を混合することにより、プレコート液3を得た。
1-4.プレコート液4
エタノール(水溶性有機溶剤)をプレコート液4とした。
2.活性光線硬化型インクの調製
活性光線硬化型インクを以下の手順で調製した。
2-1.顔料分散液の調製
顔料分散剤(アジスパーPB824、味の素ファインテクノ株式会社製、「アジスパー」は味の素株式会社の登録商標)9.0質量部と、活性光線重合性化合物(トリプロピレングリコールジアクリレート)70.0質量部と、重合禁止剤(Irgastab UV10、BASF社製、「Irgastab」は同社の登録商標)0.02質量部と、をステンレスビーカーに入れ、65℃のホットプレートで加熱しながら、1時間加熱撹拌した。
上記混合液を室温まで冷却した後、これにPigment Red 122(大日精化工業株式会社製、クロモファインレッド6112JC)21.0質量部を加えた。混合液を、直径0.5mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて8時間分散処理した。その後、ジルコニアビーズを除去して顔料分散液を得た。
2-2.活性光線硬化型インク1(ゲル化剤含有)の調製
ゲル化剤「ルナックBA」(ベヘニン酸、花王株式会社製、「ルナック」は同社の登録商標)5.0質量%と、活性光線重合性化合物(ポリエチレングリコール#400ジアクリレート)29.8質量%と、6EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート 23.0質量%と、4EO変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート 15.0質量%と、重合開始剤「DAROCUR TPO」(BASF社製、「DAROCUR」は同社の登録商標)6.0質量%と、重合開始剤「ITX」(DKSHジャパン社製)1.0質量%と、重合開始剤「DAROCUR EDB」(BASF社製)1.0質量%と、重合禁止剤「Irgastab UV-10」(BASF社製)0.1質量%、および界面活性剤「KF-352」(信越化学工業株式会社製)0.1質量%と、顔料分散液 19.0質量%をステンレスビーカーに入れ、これを80℃のホットプレートで加熱しながら1時間撹拌した。得られた溶液を加熱しながら、ADVATEC社製テフロン(登録商標)3μmメンブランフィルターで濾過することによりインク1を得た。
2-3.活性光線硬化型インク2(ゲル化剤非含有)の調製
活性光線重合性化合物(ポリエチレングリコール#400ジアクリレート)34.8質量%と、6EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート 23.0質量%と、4EO変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート 15.0質量%と、重合開始剤「DAROCUR TPO」(BASF社製、「DAROCUR」は同社の登録商標)6.0質量%と、重合開始剤「ITX」(DKSHジャパン社製)1.0質量%と、重合開始剤「DAROCUR EDB」(BASF社製)1.0質量%と、重合禁止剤「Irgastab UV-10」(BASF社製)0.1質量%、および界面活性剤「KF-352」(信越化学工業株式会社製)0.1質量%と、顔料分散液 19.0質量%をステンレスビーカーに入れ、これを80℃のホットプレートで加熱しながら1時間撹拌した。得られた溶液を加熱しながら、ADVATEC社製テフロン(登録商標)3μmメンブランフィルターで濾過することによりインク2を得た。
3.画像形成
3-1.画像形成方法1
図1に示す構成を有する画像形成装置を用いて、以下の条件で画像を形成した。
表面をスポンジで被覆されたロールコーターと、スクレーパーと、を有するプレコート液付与部において、上記プレコート液のいずれかを中間転写体の表面に付与して液体状のプレコート層を形成した。
温度制御部である、中間転写体を張架するローラ内に配置されているヒータまたはペルチェ素子により、中間転写体の表面温度を40℃に設定した。このときの表面温度は非画像部に設置した接触式の熱電対を用いて測定した。
ピエゾ型インクジェットノズルを備えたインクジェット記録ヘッドを有する画像形成装置に上記活性光線硬化型インク1を導入し、上記温度制御部により40℃に設定された、プレコート層を有する中間転写体に対し、上記活性光線硬化型インクを着弾させ、解像度720×720dpiの条件でそれぞれ20cm×20cmの正方形状のベタ画像(100%印字)を印字した。このときの活性光線硬化型インクの粘度は、40℃において、2.0×10mPa・sであった。
第2の増粘部では、中間転写体の裏面側から波長395nmのUV-LED光源を用いて活性光線を照射した。このときの活性光線の照射強度は3.0mW/cmとした。このときの活性光線硬化型インクの粘度は、40℃において、4.5×10mPa・sであった。
転写部により、ベタ画像を記録媒体(OKトップコート紙128g/m、王子製紙株式会社製)に転写し、記録媒体に転写された活性光線硬化型インクの表面に波長395nmのUV-LED光源を用いて活性光線を照射して、画像1を得た。
3-2.画像形成方法2
図2に示す構成を有する画像形成装置を用いて、以下の条件で画像を形成した。
表面をスポンジで被覆されたロールコーターと、スクレーパーと、を有するプレコート液付与部において、上記プレコート液のいずれかを中間転写体の表面に付与して、液体状のプレコート層を形成した。
ピエゾ型インクジェットノズルを備えたインクジェット記録ヘッドを有する画像形成装置上記活性光線硬化型インク2を導入し、プレコート層を有する中間転写体に対し、上記インクを着弾させ、それぞれのインクジェットヘッド間に配置される活性光線照射装置で、活性光線(波長395nm、照射強度は0.3mW/cm)を中間転写体の裏面側から照射して、解像度720×720dpiの条件でそれぞれ20cm×20cmの正方形状のベタ画像(100%印字)を印字した。このときの活性光線硬化型インクの粘度は、40℃において、3.5×10mPa・sであった。
第2の増粘部では、中間転写体の裏面側から波長395nmのUV-LED光源を用いて活性光線を照射した。このときの活性光線の照射強度は1.0mW/cmとした。このときの活性光線硬化型インクの粘度は、1.2×10mPa・sであった。
転写部により、ベタ画像を記録媒体(OKトップコート紙128g/m)に転写し、記録媒体に転写された活性光線硬化型インクの表面に波長395nmのUV-LED光源を用いて活性光線を照射して、画像2を得た。
3-3.画像形成方法3
図3に示す構成を有する画像形成装置を用いて、以下の条件で画像を形成した。
グラビアロールコーターと、スクレーパーと、を有するプレコート液付与部において、上記プレコート液のいずれかを中間転写体の表面に付与して液体状のプレコート層を形成した。
中間転写体を張架するローラ内に配置されているヒータまたはペルチェ素子で中間転写体の表面温度を制御し、かつ、中間転写体の表面温度を加熱する加熱部により中間転写体の表面温度を40℃に設定した。
ピエゾ型インクジェットノズルを備えたインクジェット記録ヘッドを有する画像形成装置に上記活性光線硬化型インク1を導入し、プレコート層を有し、表面温度が40℃の中間転写体に対し、上記インクを着弾させて、解像度720×720dpiの条件でそれぞれ20cm×20cmの正方形状のベタ画像(100%印字)を印字した。このときの活性光線硬化型インクの粘度は、2.0×10mPa・sであった。
活性光線硬化型インクを記録媒体(OKトップコート紙128g/m)に転写している時に、中間転写体の裏面側から波長395nmのUV-LED光源を用いて活性光線を照射した。このときの活性光線の照射強度は3.0mW/cmとした。このときの活性光線硬化型インクの粘度は、4.5×10mPa・sであった。
転写部により、ベタ画像を記録媒体(OKトップコート紙128g/m)に転写し、記録媒体に転写された活性光線硬化型インクの表面に波長395nmのUV-LED光源を用いて活性光線を照射して、画像3を得た。
3-4.画像形成方法4
図4に示す構成を有する画像形成装置を用いて、以下の条件で画像を形成した。
グラビアロールコーター、スクレーパーと、を有するプレコート液付与部において、上記プレコート液のいずれかを中間転写体の表面に付与して液体状のプレコート層を形成した。
ピエゾ型インクジェットノズルを備えたインクジェット記録ヘッドを有する画像形成装置に上記活性光線硬化型インク1を導入し、プレコート層を有し、表面温度が40℃の中間転写体に対し、上記インクを着弾させて、解像度720×720dpiの条件でそれぞれ20cm×20cmの正方形状のベタ画像(100%印字)を印字した。このときの活性光線硬化型インクの粘度は、4.5×10mPa・sであった。
ベタ画像を記録媒体(OKトップコート紙128g/m)に転写し、記録媒体に転写された活性光線硬化型インクの表面に波長395nmのUV-LED光源を用いて活性光線を照射して、画像4を得た。
4.評価
活性光線硬化型インク1、2およびプレコート液1~4を用いて、画像形成方法1~4を行い、プレコート液と活性光線硬化型インクとの相溶性の評価、ドット径の制御評価、転写性の評価を下記条件で行った。
4-1.相溶性の評価
(評価方法)
画像形成装置に、各記録媒体を600mm/sで搬送し、10枚の30cm×30cmのベタ画像および10%濃度のハーフトーン像を形成し、ハーフトーン部のドットの形状を観察した。
(評価基準)
○:相溶していない
△:ドットの境界が相溶しているが実用上問題なし
×:相溶しており、実用不可
4-2.ドット径制御の評価
(評価方法)
画像形成装置に、各記録媒体を600mm/sで搬送し、10枚の30cm×30cmのベタ画像および10%濃度のハーフトーン像を形成し、ハーフトーン部のドットの形状をマイクロスコープを用いて拡大し、測定した。
(評価基準)
○:ドット径のばらつきが10%未満
△:ドット径のばらつきが10%以上20%未満
×:ドット径のばらつきが20%以上
4-3.転写性の評価
(評価方法)
第1の活性光線を照射して、活性光線硬化型インクが中間転写体から記録媒体(OKトップコート紙128g/m、王子製紙株式会社製)に転写しているかを目視にて判定した。
(評価基準)
○:90%以上のドットが転写している
△:70%以上90%未満のドットが転写している
×:インクが破断して転写しない、もしくはインクが硬化して転写しない
上記評価結果を表1に示す。
Figure 0007388101000001
プレコート液のSP値と活性光線硬化型インクのSP値との差が6以上となる、プレコート液と活性光線硬化型インクとの組み合わせを選択することにより、プレコート液にインクが滲むことを抑制できることがわかった。また、第1の増粘工程を有することにより、ドット径を制御できることがわかった。第2の増粘工程を有することにより、転写性も向上することがわかった。
プレコート層を中間転写体の表面に付与したあとに、活性光線硬化型インクを付与すると転写性が高まることがわかった。
本発明の画像形成方法を用いることにより、定着性および転写性に優れ、高精細な画像を得ることができる。そのため、本発明は、活性光線硬化型インクを用いた中間転写方式の画像形成方法の適用の幅を広げ、同分野の技術の進展および普及に貢献することが期待される。
100、200、300、400 画像形成装置
110 中間転写体
111、112、113 支持ローラ
120 プレコート液付与部
121 ロールコーター
122 スクレーパー
130 温度制御部
131 温度測定部
132 加熱部
140 インク付与部
141 中間画像形成部
150、210 第1の増粘部
151、310 第2の増粘部
160 転写部
161 加圧部
170 定着部
180 クリーニング部
190 搬送路
211、212、213、214 活性光線照射装置
S 記録媒体

Claims (16)

  1. 中間転写体の表面にプレコート液を付与する工程と、
    前記付与された前記プレコート液の表面に活性光線硬化型インクを付与し、前記プレコート液の内部に前記活性光線硬化型インクを沈み込ませずに中間画像を形成する工程と、
    前記付与された活性光線硬化型インクを増粘させる工程と、
    記録媒体に前記活性光線硬化型インクを転写する工程と、
    前記転写されたインクを硬化させる工程と、
    を有し、
    前記増粘させる工程は、第1の増粘工程と第2の増粘工程とを含み、
    前記プレコート液と前記活性光線硬化型インクとは非相溶である、
    画像形成方法。
  2. 前記第1の増粘工程は、前記中間転写体の前記プレコート液が付与された面に前記活性光線硬化型インクを付与する工程が開始されてから前記記録媒体に前記活性光線硬化型インクを転写する工程の前に行われる、請求項に記載の画像形成方法。
  3. 前記第1の増粘工程は、前記中間転写体の表面の温度変化により前記活性光線硬化型インクを増粘させる、請求項または請求項に記載の画像形成方法。
  4. 前記第1の増粘工程は、活性光線の照射により前記活性光線硬化型インクを増粘させる、請求項または請求項に記載の画像形成方法。
  5. 前記第2の増粘工程は、前記第1の増粘工程の完了後、前記記録媒体に前記活性光線硬化型インクを転写する工程の前に行われる、請求項1~4のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  6. 前記第2の増粘工程は、前記第1の増粘工程の完了後、前記記録媒体に前記活性光線硬化型インクを転写している時に行われる、請求項1~4のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  7. 前記第2の増粘工程は、前記中間転写体の裏側から活性光線を照射して前記活性光線硬化型インクを増粘させる、請求項または請求項に記載の画像形成方法。
  8. 前記活性光線硬化型インクは、ゲル化剤を含む、請求項1~のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  9. 前記活性光線硬化型インクを増粘させる工程における、前記中間転写体の表面の温度は30~55℃である、請求項1~のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  10. 前記中間転写体は、活性光線を透過させる材料からなる、請求項1~のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  11. 前記プレコート液の表面張力は、前記活性光線硬化型インクの表面張力よりも大きい、請求項1~10のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  12. 前記プレコート液の溶解度パラメータが23以上である、請求項1~11のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  13. 前記活性光線硬化型インクの溶解度パラメータが15以上20以下である、請求項1~12のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  14. 前記プレコート液の粘度は、20℃において、10000cPs以上である、請求項1~13のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  15. 前記活性光線硬化型インクは、インクジェット法により付与される、請求項1~14のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  16. 中間転写体と、
    前記中間転写体の表面にプレコート液を付与するプレコート液付与部と、
    前記付与されたプレコート液の表面に活性光線硬化型インクを付与し、前記プレコート液の内部に前記活性光線硬化型インクを沈み込ませずに中間画像を形成するインク付与部と、
    前記活性光線硬化型インクを増粘させる増粘部と、
    記録媒体に前記活性光線硬化型インクを転写する転写部と、
    転写された前記活性光線硬化型インクを硬化させる定着部と、
    を有し、
    前記増粘部は、第1の増粘部と第2の増粘部とを有し、
    前記プレコート液と前記活性光線硬化型インクとは非相溶である、
    画像形成装置。
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