KR20200020861A - 잉크젯 화상 형성 방법 및 잉크젯 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

중간 화상의 액체 흡수체에 접촉하기 전의 복소 탄성률(Pa)이 상용 대수로 4.0 이상이고, 기록 매체에 접촉하기 전의 복소 탄성률(Pa)이 상용 대수로 7.0 이하인 잉크젯 화상 형성 방법 및 잉크젯 화상 형성 장치이다.

Description

잉크젯 화상 형성 방법 및 잉크젯 화상 형성 장치

본 발명은 잉크젯 화상 형성 방법 및 잉크젯 화상 형성 장치에 관한 것이다.

잉크젯 기록 장치로 대표되는 액계 화상 형성 장치에 있어서, 활성 에너지선으로 경화되는 잉크를 이용한 기록 장치가 제안되어, 실용화되어 있다. 일반적으로 경화에 이용되는 활성 에너지선은 자외선인 경우가 많다. 잉크는, 자외선의 조사에 의하여 중합 반응이 진행되어 경화물로 되기 때문에, 인쇄 직후에도 견뢰성이 높은 인쇄물이 얻어진다는 이점을 갖는다. 그러나 많은 자외선 경화성 잉크(이하, UV 경화성 잉크라 함)는, 잉크 성분 전부가 자외선의 조사에 의하여 경화되어 버리기 때문에, 잉크 부여량에 따라 화상 표면의 높이(화상의 두께)가 달라서, 표면이 평평한 화상을 얻는 것이 어렵다. 또한 잉크젯 헤드로부터 잉크를 토출시키기 위하여 잉크는 저점도여야만 한다. 그 때문에, 저점도이면서 자외선의 조사에 의하여 경화되는 성분을 다량으로 함유시킬 필요가 있다. 그러나 이 저점도이면서 자외선의 조사에 의하여 경화되는 성분은 휘발성이 있어서, 악취의 발생이나 환경에 대한 영향 등의 과제가 있다.

상기 과제에 대하여, 물을 주성분으로 하는 수성 UV 경화성 잉크가 제안되어 있다. 주성분이 물인 점에서, 표면이 평평한 화상이 얻어지고 악취의 발생이나 환경에 대한 영향도 작다.

그러나 수성 잉크의 일반적인 성질로서, 기록 매체가 잉크 중의 수분을 흡수함으로써 컬이나 코클링을 일으키는 경우가 있다.

본 발명자들은, 수성 UV 경화성 잉크에 있어서의 이와 같은 과제를 해결하기 위한 방법의 하나로서 다음과 같은 방법을 제안하였다. 즉, 본 발명자들은 전사체 상에서 중간 화상을 형성하고, 그 후, 전사체 상의 중간 화상에 포함되는 액체 성분을 송풍이나 가열 등에 의하여 건조한 후, 종이 등의 기록 매체에 중간 화상을 전사하는 방법을 제안하였다(특허문헌 1 및 2).

한편, 기록 매체 상에 부여한 수성 UV 경화성 잉크로부터 액체 성분을 제거하는 수단으로서, 송풍이나 가열 등에 의한 건조 대신, 액체 흡수체를 화상에 접촉시킴으로써 화상으로부터 액체 성분을 흡수 제거하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 3). 액체 흡수체를 이용함으로써, 송풍이나 가열 등에 의한 건조와 비교하여, 액체 성분의 제거에 필요한 에너지를 저감시키거나, 화상으로부터 액체 성분을 제거하기 위한 처리 시간을 단축하거나, 액체 성분의 제거율을 잉크의 부여량에 의존하기 어렵게 하는 등의 효과를 기대할 수 있다.

일본 특허 제5008645호 공보 일본 특허 공개 제2012-86499호 공보 일본 특허 제4714949호 공보

그러나 특허문헌 3에 기재된 방법에서는, 기록 매체에 수성 UV 경화성 잉크를 직접 부여하기 때문에 액체 성분의 기록 매체로의 침투는 회피할 수 없어서, 여전히 컬이나 코클링은 생기기 쉬운 상태에 있었다. 또한 특허문헌 3에 기재된 액체 흡수체를 특허문헌 1 및 2와 같은 전사형 화상 형성 장치에 단순히 적용시킨 경우, 전사체 상의 중간 화상을 액체 흡수체로는 이행시키지 않고 또한 기록 매체에는 양호하게 전사시킨다는, 상반되는 성질을 양립시키는 것이 어렵다는 것을 알게 되었다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은, 중간 화상의 액체 흡수체로의 이행을 경감하면서 중간 화상을 기록 매체에 양호하게 전사하는 것이 가능한 잉크젯 화상 형성 방법 및 잉크젯 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 이하의 본 발명에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 잉크젯 화상 형성 방법은,

전사체에, 적어도 물과, 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분을 포함하는 잉크를 부여하여 제1 중간 화상을 형성하는 제1 공정과,

상기 제1 중간 화상에 활성 에너지선을 조사하여 제2 중간 화상을 형성하는 제2 공정과,

상기 제2 중간 화상에 액체 흡수체를 접촉시켜, 상기 제2 중간 화상에 포함되는 액체 성분의 적어도 일부를 제거하여 제3 중간 화상을 형성하는 제3 공정과,

상기 제3 중간 화상을 상기 전사체로부터 기록 매체로 전사하여 상기 기록 매체 상에 화상을 형성하는 제4 공정을 갖고,

상기 제2 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이 상용 대수로 4.0 이상이고 상기 제3 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이 상용 대수로 7.0 이하인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 잉크젯 화상 형성 장치는,

전사체와,

상기 전사체 상에, 적어도 물과, 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분을 포함하는 잉크를 부여하여 제1 중간 화상을 형성하는 잉크 부여 장치와,

상기 제1 중간 화상에 활성 에너지선을 조사하여 제2 중간 화상을 형성하는 활성 에너지선 조사 장치와,

상기 제2 중간 화상에 액체 흡수체를 접촉시켜, 상기 제2 중간 화상에 포함되는 액체 성분의 적어도 일부를 제거하여 제3 중간 화상을 형성하는 액체 흡수 장치와,

제3 중간 화상을 상기 전사체로부터 기록 매체로 전사하여, 상기 기록 매체 상에 화상을 형성하는 전사 장치를 갖고, 상기 제2 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이 상용 대수로 4.0 이상이고 상기 제3 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이 7.0 이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 중간 화상의 액체 흡수체로의 이행을 경감하면서 중간 화상을 기록 매체에 양호하게 전사하는 것이 가능한 잉크젯 화상 형성 방법 및 잉크젯 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 전사형 잉크젯 기록 장치의 구성의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 전사형 잉크젯 기록 장치에 있어서의, 장치 전체의 제어 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 전사형 잉크젯 기록 장치에 있어서의 프린터 제어부의 블록도이다.

이하에, 본 발명에 따른 잉크젯 화상 형성 방법 및 잉크젯 화상 형성 장치를, 잉크젯 기록 장치를 예시하여 상세히 설명한다. 단, 구성, 구조, 재료, 설정 등은, 발명을 적용하는 각종 조건에 따라 적절히 변경할 수 있는 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 취지의 것은 아니다.

본 발명에 따른 잉크젯 기록 장치는, 본 발명에 따른 잉크젯 화상 형성 방법을 적용한 전사형 잉크젯 기록 장치(잉크젯 화상 형성 장치)이다. 본 발명에 따른 잉크젯 화상 형성 방법은, 이하의 제1 내지 제4 공정을 갖고, 제2 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이 상용 대수로 4.0 이상이고 제3 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이 상용 대수로 7.0 이하인 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명에 따른 잉크젯 화상 형성 장치는, 상기 제2 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)을 상용 대수로 4.0 이상으로 하고, 또한 상기 제3 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)을, 상용 대수로 7.0 이하로 되도록 제어하고 있다. 본 특징은, 예를 들어 본 발명에 따른 잉크젯 기록 장치에 있어서, 활성 에너지선 조사 장치 및 액체 흡수 장치가, 이하의 조건을 설정하는 기능을 가짐으로써 실시될 수 있다.

제2 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)을 상용 대수로 4.0 이상으로 하고, 또한 제3 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)을 7.0 이하로 한다.

(제1 공정)

전사체에, 적어도 물과, 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분을 포함하는 잉크를 부여하여 제1 중간 화상을 형성하는 공정이다.

(제2 공정)

상기 제1 중간 화상에 활성 에너지선을 조사하여 제2 중간 화상을 형성하는 공정이다.

(제3 공정)

상기 제2 중간 화상에 액체 흡수체를 접촉시켜, 상기 제2 중간 화상에 포함되는 액체 성분의 적어도 일부를 제거하여 제3 중간 화상을 형성하는 공정이다.

(제4 공정)

상기 제3 중간 화상을 상기 전사체로부터 기록 매체로 전사하여 상기 기록 매체 상에 화상을 형성하는 공정이다.

이하에, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 전사형 잉크젯 기록 장치에 대하여 설명한다. 또한 본 발명에 있어서, 피토출 매체로서의 전사체 상에 잉크를 토출하여 잉크 상을 형성하고, 액체 흡수체에 의한 잉크 상으로부터의 액 흡수 후의 잉크 상을 기록 매체로 전사하는 잉크젯 기록 장치를, 편의적으로 전사형 잉크젯 기록 장치라 칭한다.

<전사형 잉크젯 기록 장치>

도 1은, 본 실시 형태의 전사형 잉크젯 기록 장치(100)의 개략 구성의 일례를 도시하는 모식도이다. 이 기록 장치는, 전사체(101)를 통하여 기록 매체(108)에 잉크 상을 전사함으로써 기록물을 제조하는, 매엽식 잉크젯 기록 장치이다. 본 실시 형태에서는, X 방향, Y 방향, Z 방향이 각각 잉크젯 기록 장치(100)의 폭 방향(전장 방향), 깊이 방향, 높이 방향을 나타내고 있다. 기록 매체(108)는 X 방향으로 반송된다.

본 실시 형태의 전사형 잉크젯 기록 장치(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이 이하의 부재 또는 장치를 갖는다.

·지지 부재(102) 및 지지 부재(102)에 의하여 지지된 전사체(101).

·전사체(101) 상에 잉크를 부여하여 제1 중간 화상을 형성하는 잉크젯 헤드를 구비한 잉크 부여 장치(104)

·제1 중간 화상에 활성 에너지선인 자외선을 조사하여 제2 중간 화상을 형성하는 활성 에너지선 조사 장치인 자외선 조사 장치(110).

·전사체(101) 상의 제2 중간 화상에 포함되는 액체 성분의 적어도 일부를 제거하여 제3 중간 화상을 형성하는 액체 흡수 장치(105).

·액체 성분을 제거한 전사체(101) 상의 제3 중간 화상을 종이 등의 기록 매체(108) 상에 전사하여 화상을 형성하기 위한 전사용 압박 부재(106)를 갖는 전사 장치.

전사형 잉크젯 기록 장치(100)는 필요에 따라, 전사체(101) 상에 잉크와 반응하는 반응액을 부여하는 반응액 부여 장치(103)를 가져도 된다. 또한 전사형 잉크젯 기록 장치(100)는, 전사한 후의 전사체(101)의 표면을 클리닝하는 전사체 클리닝 부재(109)를 갖고 있어도 된다. 당연한 일이기는 하지만, 이하의 부재 또는 장치는 각각, 이용되는 기록 매체(108)에 대응하는 만큼의 길이를 Y 방향으로 갖고 있다.

·전사체(101)

·반응액 부여 장치(103)

·잉크 부여 장치(104)의 잉크젯 헤드

·액체 흡수 장치(105)

·전사체 클리닝 부재(109)

·압박 부재(106)

전사체(101)는 지지 부재(102)의 회전축(102a)을 중심으로 하여 도 1의 화살표 방향으로 회전한다. 이 지지 부재(102)의 회전에 의하여 전사체(101)가 이동한다. 이동하는 전사체(101) 상에, 필요에 따라 반응액 부여 장치(103)에 의하여 반응액, 및 잉크 부여 장치(104)에 의하여 잉크가 순차 부여되어, 전사체(101) 상에 잉크 상인 제1 중간 화상이 형성된다. 전사체(101) 상에 형성된 제1 중간 화상은, 자외선 조사 장치(110)에 의한 자외선의 조사를 받아서 제2 중간 화상으로 된 후, 전사체(101)의 이동에 의하여, 액체 흡수 장치(105)가 갖는 액체 흡수체(105a)와 접촉하는 위치까지 이동한다.

전사체(101)와 액체 흡수 장치(105)는 전사체(101)의 회전에 동기하여 이동한다. 전사체(101) 상에 형성된 제2 중간 화상은, 이 이동하는 액체 흡수체(105a)와 접촉한 상태를 거친다. 이 동안에 액체 흡수체(105a)는, 전사체 상의 제2 중간 화상에 포함되는 액체 성분의 적어도 일부를 제거하여 제3 중간 화상을 형성한다.

액체 성분의 제거를 다른 시점에서 설명하면, 전사체(101) 상에 형성된 제2 중간 화상을 구성하는 잉크를 농축한다고도 표현할 수 있다. 잉크를 농축한다는 것은, 잉크에 포함되는 액체 성분이 감소함으로써, 잉크에 포함되는 색재나 수지와 같은 고형분의 액체 성분에 대한 함유 비율이 증가한다는 것을 의미한다.

그리고 액체 성분이 제거된, 액 제거 후의 중간 화상인 제3 중간 화상은, 액 제거 전의 중간 화상인 제2 중간 화상에 비해 잉크가 농축된 상태로 되고, 나아가 전사체(101)에 의하여, 기록 매체 반송 장치(107)에 의하여 반송되는 기록 매체(108)와 접촉하는 전사부로 이동된다. 액 제거 후의 제3 중간 화상이 기록 매체(108)와 접촉하고 있는 동안에, 압박 부재(106)가 전사체(101)를 압박함으로써 기록 매체(108) 상에 화상이 전사된다. 기록 매체(108) 상에 전사된 전사 후의 화상은, 액 제거 전의 제2 중간 화상 및 액 제거 후의 제3 중간 화상의 반전 화상이다.

본 실시 형태에서는, 전사체(101) 상에는, 바람직하게는 반응액이 부여되고 나서 잉크가 부여되어 중간 화상이 형성되기 때문에, 잉크에 의한 중간 화상이 형성되지 않는 비화상 영역에는 반응액이 잉크와 반응하는 일 없이 남아 있다. 본 장치에서는, 액체 흡수체(105a)는 중간 화상으로부터뿐 아니라 미반응된 반응액과도 접촉하여 반응액의 액체 성분도 아울러 제거하고 있다.

따라서 이상의 설명에서는 중간 화상으로부터 액체 성분을 제거한다고 표현하고 있지만, 상기 표현은 중간 화상으로부터만 액체 성분을 제거하는 것을 한정적으로 의미하는 것은 아니며, 적어도 전사체(101) 상의 중간 화상으로부터 액체 성분을 제거하기만 하면 된다는 것을 의미한다.

또한 액체 성분은, 일정 형태를 갖지 않고, 유동성을 갖고, 거의 일정한 체적을 갖는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니다.

예를 들어 잉크나 반응액에 포함되는 물이나 유기 용매 등을 액체 성분으로서 들 수 있다.

본 실시 형태의 전사형 잉크젯 기록 장치의 각 구성에 대하여 이하에 설명한다.

<전사체>

전사체(101)는, 화상 형성면을 포함하는 표면층을 갖는 것이 바람직하다. 표면층의 재료로서는 수지, 세라믹 등 각종 재료를 적절히 이용할 수 있지만, 내구성 등의 관점에서 압축 탄성률이 높은 재료가 바람직하다. 구체적으로는, 아크릴 수지, 아크릴 실리콘 수지, 불소 함유 수지, 가수분해성 유기 규소 화합물을 축합하여 얻어지는 축합물 등을 들 수 있다. 반응액의 습윤성, 전사성 등을 향상시키기 위하여 표면 처리를 실시하여 이용해도 된다. 표면 처리로서는 프레임 처리, 코로나 처리, 플라스마 처리, 연마 처리, 조화(粗化) 처리, 활성 에너지선 조사 처리, 오존 처리, 계면 활성제 처리, 실란 커플링 처리 등을 들 수 있다. 이들을 복수 조합해도 된다. 또한 표면층에 임의의 표면 형상을 마련할 수도 있다.

또한 전사체는, 압력 변동을 흡수하는 기능을 갖는 압축층을 갖는 것이 바람직하다. 압축층을 마련함으로써, 압축층이 변형을 흡수하고 국소적인 압력 변동에 대하여 그 변동을 분산시켜, 고속 인쇄 시에 있어서도 양호한 전사성을 유지할 수 있다. 압축층의 재료로서는, 예를 들어 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 아크릴 고무, 클로로프렌 고무, 우레탄 고무, 실리콘 고무 등을 들 수 있다. 상기 고무 재료의 성형 시에 소정량의 가황제, 가황 촉진제 등을 배합하고, 추가로, 발포제, 중공 미립자, 또는 식염 등의 충전제를 필요에 따라 배합하여 다공질로 한 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 다양한 압력 변동에 대하여 기포 부분이 체적 변화를 수반하여 압축되기 때문에 압축 방향 이외에 대한 변형이 작아서, 보다 안정된 전사성, 내구성을 얻을 수 있다. 다공질 고무 재료로서는, 각 기공이 서로 연속된 연속 기공 구조의 것과, 각 기공이 각각 독립된 독립 기공 구조의 것이 있다. 본 발명에서는 어느 구조여도 되며, 이들 구조를 병용해도 된다.

또한 전사체는, 표면층과 압축층 사이에 탄성층을 갖는 것이 바람직하다. 탄성층의 재료로서는 수지, 세라믹 등 각종 재료를 적절히 이용할 수 있다. 가공 특성 등의 관점에서 각종 엘라스토머 재료, 고무 재료가 바람직하게 이용된다. 구체적으로는, 예를 들어 플루오로실리콘 고무, 페닐실리콘 고무, 불소 고무, 클로로프렌 고무, 우레탄 고무, 니트릴 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 천연 고무, 스티렌 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 에틸렌/프로필렌/부타디엔의 공중합체, 니트릴부타디엔 고무 등을 들 수 있다. 특히 실리콘 고무, 플루오로실리콘 고무, 페닐 실리콘 고무는, 압축 영구 변형이 작기 때문에 치수 안정성, 내구성 면에서 바람직하다. 또한 온도에 의한 탄성률의 변화가 작아서 전사성의 관점에서도 바람직하다.

전사체를 구성하는 각 층(표면층, 탄성층, 압축층) 사이에, 이들을 고정·보유 지지하기 위하여 각종 접착제나 양면 테이프를 이용해도 된다. 또한 장치에 장착할 때의 횡 신장의 억제나, 빳빳함을 유지하기 위하여, 압축 탄성률이 높은 보강층을 마련해도 된다. 또한 직포를 보강층으로 해도 된다. 전사체는, 상기 재질에 의한 각 층을 임의로 조합하여 제작할 수 있다.

전사체의 크기는, 목적으로 하는 인쇄 화상 사이즈에 맞추어 자유로이 선택할 수 있다. 전사체의 형상으로서는 특별히 제한되지 않으며, 구체적으로는 시트 형상, 롤러 형상, 벨트 형상, 무단 웹 형상 등을 들 수 있다.

<지지 부재>

전사체(101)는 지지 부재(102) 상에 지지되어 있다. 전사체(101)의 지지 방법으로서 각종 접착제나 양면 테이프를 이용해도 된다. 또는 전사체에, 금속, 세라믹, 수지 등을 재질로 한 설치용 부재를 설치함으로써, 설치용 부재를 이용하여 전사체(101)를 지지 부재(102) 상에 지지해도 된다.

지지 부재(102)는, 그 반송 정밀도나 내구성의 관점에서 어느 정도의 구조 강도가 요구된다. 지지 부재의 재질로는 금속, 세라믹, 수지 등이 바람직하게 이용된다. 그 중에서도 특히, 전사 시의 가압에 견딜 수 있는 강성이나 치수 정밀도 외에, 동작 시의 이너셔를 경감하여 제어의 응답성을 향상시키기 위하여 알루미늄, 철, 스테인레스, 아세탈 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나일론, 폴리우레탄, 실리카 세라믹스, 알루미나 세라믹스가 바람직하게 이용된다. 또한 이들을 조합하여 이용하는 것도 바람직하다.

<반응액 부여 장치>

본 실시 형태의 잉크젯 기록 장치는, 전사체(101)에 반응액을 부여하는 반응액 부여 장치(103)를 갖는 것이 바람직하다. 반응액은, 잉크와 접촉함으로써 전사체(피토출 매체라고도 함) 상에서의 잉크 및/또는 잉크 조성물의 일부의 유동성을 저하시켜, 잉크에 의한 화상 형성 시의 블리딩이나 비딩을 억제할 수 있다. 구체적으로는, 반응액에 포함되는 반응제(잉크 고점도화 성분이라고도 칭함)가, 잉크를 구성하고 있는 조성물의 일부인 색재나 수지 등과 접촉함으로써 화학적으로 반응하거나, 또는 물리적으로 흡착된다. 이것에 의하여, 잉크 전체의 점도의 상승이나, 색재 등 잉크를 구성하는 성분의 일부가 응집하는 것에 의한 국소적인 점도의 상승을 생기게 하여, 잉크 및/또는 잉크 조성물의 일부의 유동성을 저하시킬 수 있다. 도 1의 반응액 부여 장치(103)는, 반응액을 수용하는 반응액 수용부(103a)와, 반응액 수용부(103a)에 있는 반응액을 전사체(101) 상에 부여하는 반응액 부여 부재(103b, 103c)를 갖는 그라비아 오프셋 롤러의 경우를 나타내고 있다.

반응액 부여 장치(103)는, 반응액을 피토출 매체 상에 부여할 수 있는 어떠한 장치여도 되며, 종래부터 알려져 있는 각종 장치를 적절히 이용할 수 있다. 구체적으로는 그라비아 오프셋 롤러, 잉크젯 헤드, 다이 코팅 장치(다이 코터), 블레이드 코팅 장치(블레이드 코터) 등을 들 수 있다. 반응액 부여 장치(103)에 의한 반응액의 부여는, 피토출 매체 상에서 잉크와 혼합(반응)할 수 있으면, 잉크의 부여 전에 행해도, 잉크의 부여 후에 행해도 된다. 바람직하게는 잉크의 부여 전에 반응액을 부여한다. 반응액을 잉크의 부여 전에 부여함으로써, 잉크젯 방식에 의한 화상 기록 시에, 인접하여 부여된 잉크끼리가 서로 혼합되는 블리딩이나, 먼저 착탄한 잉크가 나중에 착탄한 잉크에 끌어당겨져 버리는 비딩을 억제할 수도 있다.

<반응액>

이하, 본 실시 형태에 적용되는 반응액을 구성하는 각 성분에 대하여 상세히 설명한다.

(반응제)

반응액은, 잉크와 접촉함으로써 잉크 중의 음이온성기를 갖는 성분(수지, 자기 분산 안료 등)을 응집시키는 것이며, 반응제를 함유한다. 반응제로서는, 예를 들어 다가 금속 이온, 양이온성 수지 등의 양이온성 성분이나, 유기산 등 들 수 있다.

다가 금속 이온으로서는, 예를 들어 Ca²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺, Mg²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺ 및 Zn²⁺ 등의 2가의 금속 이온이나, Fe³⁺, Cr³⁺, Y³⁺ 및 Al³⁺ 등의 3가의 금속 이온을 들 수 있다. 반응액에 다가 금속 이온을 함유시키기 위해서는, 다가 금속 이온과 음이온이 결합하여 구성되는 다가 금속염(수화물이어도 됨)을 이용할 수 있다. 음이온으로서는, 예를 들어 Cl^-, Br^-, I^-, ClO^-, ClO₂ ^-, ClO₃ ^-, ClO₄ ^-, NO₂ ^-, NO₃ ^-, SO₄ ^2-, CO₃ ^2-, HCO₃ ^-, PO₄ ^3-, HPO₄ ^2- 및 H₂PO₄ ^- 등의 무기 음이온; HCOO^-, (COO^-)₂, COOH(COO^-), CH₃COO^-, C₂H₄(COO^-)₂, C₆H₅COO^-, C₆H₄(COO^-)₂ 및 CH₃SO₃ ^- 등의 유기 음이온을 들 수 있다. 반응제로서 다가 금속 이온을 이용하는 경우, 반응액 중의 다가 금속염 환산의 함유량(질량%)은, 반응액 전체 질량을 기준으로 하여 1.00질량% 이상 20.00질량% 이하인 것이 바람직하다.

유기산을 함유하는 반응액은, 산성 영역(pH 7.0 미만, 바람직하게는 pH 2.0 내지 5.0)에 완충능을 가짐으로써, 잉크 중에 존재하는 성분의 음이온성기를 산형으로 하여 응집시키는 것이다. 유기산으로서는, 예를 들어 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 벤조산, 글리콜산, 락트산, 살리실산, 피롤카르복실산, 푸란카르복실산, 피콜린산, 니코틴산, 티오펜카르복실산, 레불린산, 쿠마린산 등의 모노카르복실산 및 그의 염; 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 세바스산, 프탈산, 말산, 타르타르산 등의 디카르복실산 및 그의 염이나 수소염; 시트르산, 트리멜리트산 등의 트리카르복실산 및 그의 염이나 수소염; 피로멜리트산 등의 테트라카르복실산 및 그의 염이나 수소염 등을 들 수 있다. 그 중에서도 전사성 및 내블로킹성의 관점에서 히드록시산인 것이 바람직하다. 반응액 중의 유기산의 함유량(질량%)은 1.00질량% 이상 50.00질량% 이하인 것이 바람직하다.

양이온성 수지로서는, 예를 들어 1 내지 3급 아민의 구조를 갖는 수지, 4급 암모늄염의 구조를 갖는 수지 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 비닐아민, 알릴아민, 비닐이미다졸, 비닐피리딘, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 에틸렌이민, 구아니딘 등의 구조를 갖는 수지 등을 들 수 있다. 반응액에 있어서의 용해성을 높이기 위하여, 양이온성 수지와 산성 화합물을 병용하거나 양이온성 수지에 4급화 처리를 실시하거나 할 수도 있다. 반응제로서 양이온성 수지를 이용하는 경우, 반응액 중의 양이온성 수지의 함유량(질량%)은, 반응액 전체 질량을 기준으로 하여 1.00질량% 이상 10.00질량% 이하인 것이 바람직하다.

(반응제 이외의 성분)

반응제 이외의 성분으로서는, 잉크에 이용할 수 있는 것으로서 후술되고 있는 수성 매체, 그 외의 첨가제 등과 마찬가지의 것을 이용할 수 있다.

<잉크 부여 장치>

본 실시 형태의 잉크젯 기록 장치는, 전사체(101)에 잉크를 부여하는 잉크 부여 장치(104)를 갖는다. 잉크 부여 장치는, 제1 공정, 즉, 상기 전사체 상에, 적어도 물과, 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분을 포함하는 잉크를 부여하여, 상기 전사체 상에 제1 중간 화상을 형성하는 공정을 실시할 수 있는 장치이다. 전사체(101) 상에서는 잉크에 의하여, 잉크 상인 제1 중간 화상이 형성된다. 또한 전사체 상에 반응액이 부여되는 경우에는 반응액과 잉크가 혼합되고, 반응액과 잉크에 의하여 잉크 상인 제1 중간 화상이 형성된다.

본 실시 형태에서는, 잉크를 부여하는 잉크 부여 장치로서 잉크젯 헤드를 이용한다. 잉크젯 헤드로서는, 예를 들어 전기-열 변환체에 의하여 잉크에 막비등을 생기게 하여 기포를 형성함으로써 잉크를 토출하는 형태, 전기-기계 변환체에 의하여 잉크를 토출하는 형태, 정전기를 이용하여 잉크를 토출하는 형태 등을 들 수 있다. 본 실시 형태에서는, 공지된 잉크젯 헤드를 이용할 수 있다. 그 중에서도 특히, 고속이고 고밀도의 인쇄 관점에서는 전기-열 변환체를 이용한 것이 적합하게 이용된다. 묘화는, 화상 신호를 받아서 각 위치에 필요한 잉크량을 부여한다.

본 실시 형태에서는 잉크젯 헤드는, Y 방향으로 연장 설치된 풀 라인 헤드이며, 사용 가능한 최대 사이즈의 기록 매체 화상 기록 영역의 폭만큼을 커버하는 범위에 노즐이 배열되어 있다. 잉크젯 헤드는 그 하면(전사체(101)측)에, 노즐이 개구된 잉크 토출면을 갖고 있으며, 잉크 토출면은 미소한 간극(수 밀리미터 정도)을 두고 전사체(101)의 표면과 대향하고 있다.

잉크 부여 장치(104)는, 피토출 매체 상에 각 색의 컬러 잉크를 부여하기 위하여 잉크젯 헤드를 복수 갖고 있어도 된다. 예를 들어 옐로 잉크, 마젠타 잉크, 시안 잉크, 블랙 잉크를 이용하여 각각의 색 화상을 형성하는 경우, 잉크 부여 장치는, 상기 4종류의 잉크를 피토출 매체 상에 각각 토출하는 4개의 잉크젯 헤드를 갖게 된다. 이들은 X 방향으로 나열되도록 배치된다.

또한 잉크 부여 장치(104)는, 색재를 함유하지 않거나, 또는 함유한다고 하더라도 그 비율이 매우 낮아서 실질적으로 투명한 클리어 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드를 포함하고 있어도 된다. 그리고 이 클리어 잉크를, 반응액, 컬러 잉크와 함께 잉크 상을 형성하기 위하여 이용할 수 있다. 예를 들어 화상의 광택성을 향상시키기 위하여 이 클리어 잉크를 이용할 수 있다. 전사 후의 화상이 광택감을 띠도록, 배합하는 수지 성분을 적절히 조정하고, 나아가 클리어 잉크의 토출 위치를 제어하면 된다. 이 클리어 잉크는, 최종 기록물에서는 컬러 잉크보다도 표층측에 있는 편이 바람직하므로, 전사체형 기록 장치에서는 컬러 잉크보다도 먼저 전사체(101) 상에 부여하도록 한다. 그 때문에, 잉크 부여 장치(104)와 대면하는 전사체(101)의 이동 방향에 있어서, 클리어 잉크용 잉크젯 헤드를 컬러 잉크용 잉크젯 헤드보다 상류측에 배치할 수 있다.

또한 클리어 잉크는, 광택용과는 별도로, 전사체(101)로부터 기록 매체로의 화상의 전사성을 향상시키기 위하여 이용할 수 있다. 예를 들어 클리어 잉크는, 컬러 잉크보다도 점착성을 발현하는 성분을 많이 포함시켜 이를 컬러 잉크에 부여함으로써, 전사체(101) 상에 부여하는 전사성 향상액으로서 클리어 잉크를 이용할 수 있다. 예를 들어 잉크 부여 장치(104)와 대면하는 전사체(101)의 이동 방향에 있어서, 전사성 향상용 클리어 잉크를 위한 잉크젯 헤드를 컬러 잉크용 잉크젯 헤드보다 하류측에 배치해 둔다. 그리고 컬러 잉크를 전사체(101)에 부여한 후, 컬러 잉크 부여 후의 전사체(101) 상에 클리어 잉크를 부여함으로써, 잉크 상의 최표면에는 클리어 잉크가 존재하게 된다. 전사 장치에서의 기록 매체로의 잉크 상의 전사에 있어서, 잉크 상의 표면의 클리어 잉크는 어느 정도의 점착력으로 기록 매체(108)에 점착되며, 이것에 의하여 액 제거 후의 잉크 상이 기록 매체(108)로 이동하기 쉬워진다.

<수성 활성 에너지선 경화성 잉크>

본 실시 형태의 잉크로는, 적어도 물과, 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분을 포함하는 잉크를 이용한다. 또한 이후, 활성 에너지선으로서 자외선(UV)을 이용하는 경우에 이용되는 잉크를 수성 UV 경화성 잉크라 칭하는 경우가 있다.

(친수성 중합성 성분)

활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 자외선 경화성 수지 등을 들 수 있다. 자외선 경화성 수지는 물에 용해되지 않는 것이 많지만, 본 발명에 적합하게 이용되는 수성 잉크에 적응할 수 있는 재료로서는, 그 구조에, 자외선으로 경화 가능한 에틸렌성 불포화 결합을 갖고, 또한 친수성 결합기를 갖는 것이 바람직하다. 친수성을 갖기 위한 결합기로서는, 예를 들어 수산기, 카르복실기, 인산기, 술폰산기 및 이들의 염, 에테르 결합, 아미드 결합 등을 들 수 있다.

본 발명에 이용되는 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분은 친수성의 것이 바람직하다(이하, 친수성 중합성 성분이라 나타냄). 여기서 말하는 중합성 성분인 화합물(중합성 화합물)이 친수성이라는 것은, 그 화합물이 이하의 (1) 내지 (3)의 상태 중 어느 것임을 의미한다.

(1) 중합성 화합물이, 물과 혼화할 수 있는 유기 용제에 가용이며, 해당 유기 용제 용액이 수용성이다.

(2) 중합성 화합물 자체는 비수용성이라도, 물에 유화 가능한 형태로 처리가 실시되어 있다.

(3) 중합성 화합물이 수용성이다.

·상기 (1)의 상태에 대하여

본 발명에 있어서 물과 혼화할 수 있는 유기 용제로서는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 티오디글리콜, 헥실렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 글리세린, 2-피롤리돈 등을 들 수 있다.

·상기 (2)의 상태에 대하여

본 발명에 있어서 중합성 화합물 자체는 비수용성이더라도, 중합성 화합물을 물에 유화 가능한 형태로 처리함으로써 에멀션, 디스퍼전 형태로 수성 잉크에 적용할 수 있다. 이와 같은 처리 방법으로서는, 중합성 화합물을 계면 활성제 등으로 유화 분산하거나, 분산 가능한 음이온성기 등의 친수기를 중합성 화합물의 구조에 부여하거나 하는 방법을 들 수 있다. 이와 같은 처리가 실시된 시판품으로서는, 예를 들어 아라카와 가가쿠사 제조의 빔셋 EM-90, 빔셋 EM-92이나 신나카무라 가가쿠 고교사 제조의 UA-7100, UA-W2 등을 들 수 있다.

·상기 (3)의 상태에 대하여

본 발명에 있어서 친수성 중합성 성분 중 적어도 1종이 수용성인 것이 바람직하다. 또한 상온에서 액체인 것이 특히 바람직하다. 또한 친수성 중합성 성분은 라디칼 중합성 물질인 것이 바람직하다. 친수성 중합성 성분은 (메트)아크릴아미드 구조를 갖는 것이 더욱 바람직하다. 친수성 중합성 성분은 추가로 반응액에도 함유되어 있어도 된다.

이하에 친수성 중합성 성분의 바람직한 예를 표 1에 나타낸다.

[표 1-1]

[표 1-2]

(친수성 중합 개시제)

본 발명에 이용되는 중합 개시제는 친수성인 것이 바람직하다.

친수성 중합성 성분이 라디칼 중합성 물질인 경우, 친수성 중합 개시제는, 활성 에너지선에 의하여 라디칼을 생성하는 화합물이면 어느 것이어도 된다. 친수성 중합 개시제 중에서도, 수용성의 관점에서 하기 일반식 (2), (4) 내지 (7)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 화합물인 것이 바람직하다.

상기 식 중의 R₂는 알킬기 또는 페닐기를 나타내고, R₃은 알킬옥시기 또는 페닐기를 나타내고, R₄는 하기 일반식 (3)으로 표시되는 기를 나타낸다.

상기 식 중의 R₅는 -[CH₂]_x2-(x2는 0 또는 1) 또는 페닐렌기를 나타내고, m2는 0 내지 10의 정수를 나타내고, n2는 0 또는 1을 나타내고, R₆은 수소 원자, 술폰기, 카르복실기, 히드록실기, 또는 이들의 염을 나타낸다.

상기 식 중의 m3은 1 이상의 정수를 나타내고, n3은 0 이상의 정수를 나타내고, m3+n3은 1 내지 8의 정수를 나타낸다.

상기 식 중의 R₁₀ 및 R₁₁은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기를 나타내고, m4는 5 내지 10의 정수를 나타낸다.

상기 식 중의 R₁₀ 및 R₁₁은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기를 나타내고, R₁₂는 -(CH₂)_x-(x는 0 또는 1), -O-(CH₂)_y-(y는 1 또는 2), 또는 페닐렌기를 나타낸다.

상기 식 중의 R₁₀ 및 R₁₁은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다.

일반식 (6) 및 일반식 (7) 중의 M은 각각 독립적으로, 수소 원자, 염을 형성하는 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 또는 HNR₇R₈R₉로 표시되는 암모늄(R₇, R₈, R₉는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 5의 저급 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 모노히드록실 치환 저급 알킬기, 또는 페닐기를 나타냄)이다.

이들 중에서는, 저악취성이나 UV-LED 대응성 등의 관점에서 일반식 (2), (4) 및 (5)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 특히 일반식 (2) 및 (4)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.

상기 일반식 (2)에 있어서의 R₂로 나타나는 알킬기 및 페닐기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 이러한 치환기로서는 이하의 것을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 할로겐, 탄소수 1 내지 5의 저급 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 저급 알킬옥시기, 상기 일반식 (3)으로 표시되는 기, 술폰기, 카르복실기, 히드록실기를 들 수 있다. 특히 바람직한 R₂는, 탄소수 1 내지 5의 저급 알킬기를 치환기로서 갖는 페닐기이다.

상기 일반식 (3)에 있어서의 R₅로 표시되는 페닐렌기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 이러한 치환기로서는 이하의 것을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 할로겐, 탄소수 1 내지 5의 저급 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 저급 알킬옥시기, 술폰기, 카르복실기, 히드록실기를 들 수 있다.

상기 일반식 (2) 중의 R₂의 페닐기, 일반식 (3) 중의 R₅의 페닐렌기가 치환기로서 술폰기, 카르복실기, 히드록실기를 갖는 경우, 염을 형성하고 있어도 된다. 즉, -SO₃M, -CO₂M 및 -OM으로 표시할 수 있다. 또한 일반식 (3)에 있어서의 R₆이 술폰기, 카르복실기, 히드록실기인 경우에도 마찬가지로 -SO₃M, -CO₂M 및 -OM으로 표시할 수 있다. 이러한 M은 일반식 (6) 및 일반식 (7) 중의 M과 마찬가지로 정의된다.

상기 일반식 (2)에 있어서의 R₃으로 표시되는 알킬옥시기 및 페닐기는 치환기를 갖고 있어도 되며, 이러한 치환기로서는, 할로겐, 탄소수 1 내지 5의 저급 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 저급 알킬옥시기를 들 수 있다. 특히 바람직한 R₃은 알킬옥시기이며, 그 중에서도 -OC₂H₅ 및 OC(CH₃)₃이다.

상기 일반식 (5) 내지 (7)에 있어서의 R₁₀ 및 R₁₁로 표시되는 알킬기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 이러한 치환기로서는 이하의 것을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 할로겐, 술폰기, 카르복실기, 히드록실기를 들 수 있다.

이들 친수성 중합 개시제의 특히 바람직한 구체예로서는, 예를 들어 이하의 표 2에 나타내는 구조의 친수성 중합 개시제를 들 수 있지만, 본 발명에서 사용하는 친수성 중합 개시제는 이들에 한정되는 것은 아니다.

[표 2]

친수성 중합 개시제로서 티오크산톤계 친수성 중합 개시제 등을 이용하는 경우에는, 수소 공여제를 첨가하는 것이 바람직하다. 수소 공여제로서는, 예를 들어 트리에탄올아민, 모노에탄올아민 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

또한 2종류 이상의 친수성 중합 개시제를 조합하여 사용할 수 있다. 2종류 이상의 친수성 중합 개시제를 첨가함으로써, 1종류의 친수성 중합 개시제에서는 유효하게 이용할 수 없는 파장의 광을 이용하여 추가적인 라디칼의 발생을 기대할 수 있다. 또한 상기한 바와 같은 친수성 중합 개시제는, 활성 에너지선으로서 전자선을 이용하여 잉크를 경화시키는 전자선 경화법을 채용하는 경우에는 반드시 필요하지는 않다.

또한 상기 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분은, 활성 에너지선 경화 촉매와 조합하여 이용해도 된다. 이러한 경화 촉매로서는, α-히드록시케톤, 벤질케탈, 아실포스핀, 티오크산톤 등의 골격을 갖고, 또한 반응성을 최대한으로 발휘하기 위해서도 친수성인 것이 바람직하다. 친수성을 가지기 위한 결합기로서는, 예를 들어 수산기, 카르복실기, 인산기, 술폰산기 및 이들의 염, 에테르 결합, 아미드 결합 등을 들 수 있으며, 그것들 중 어느 것도 적합하게 이용할 수 있다. 또한 본 발명에 이용되는 재료는, 물에 1질량% 이상 용해되는 것이 바람직하다.

또한 반응 속도를 향상시키기 위하여 광의 흡수 파장을 확장하는 역할을 갖는 증감재를 병용하는 것도 바람직한 형태 중 하나이다.

사용되는 잉크는, 색재와 중합성 성분(바람직하게는 친수성 중합성 성분)을 포함하는 것 이외에는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서는 착색제를 넣지 않고 투명 잉크로서 이용하는 경우도 있다. 색재로서는 일반적으로 염료나 안료, 또한 이들의 분산체가 적합하게 이용된다.

염료로서는 한정을 받지 않으며, 일반적으로 사용되는 염료라면 문제없이 이용할 수 있다. 예로서는 C.I 다이렉트 블루 6, 8, 22, 34, 70, 71, 76, 78, 86, 142, 199, C.I 애시드 블루 9, 22, 40, 59, 93, 102, 104, 117, 120, 167, 229, C.I 다이렉트 레드 1, 4, 17, 28, 83, 227, C.I 애시드 레드 1, 4, 8, 13, 14, 15, 18, 21, 26, 35, 37, 249, 257, 289, C.I 다이렉트 옐로 12, 24, 26, 86, 98, 132, 142, C.I 애시드 옐로 1, 3, 4, 7, 11, 12, 13, 14, 19, 23, 25, 34, 44, 71, C.I 푸드 블랙 1, 2, C.I 애시드 블랙 2, 7, 24, 26, 31, 52, 112, 118 등을 들 수 있다.

안료로서는 한정을 받지 않으며, 일반적으로 사용되는 안료라면 문제없이 이용할 수 있다. 예로서는, C.I 피그먼트 블루 1, 2, 3, 15:3, 16, 22, C.I 피그먼트 레드 5, 7, 12, 48(Ca), 48(Mn) 57(Ca), 112, 122, C.I 피그먼트 옐로 1, 2, 3, 13, 16, 83, 카본 블랙 No 2300, 900, 33, 40, 52, MA7, 8, MCF88(미쓰비시 가세이 제조), RAVEN1255(컬럼비아 제조), REGAL330R, 660R, MOGUL(캐봇), Color Black FW1, FW18, S170, S150, Printex35(데구사) 등을 들 수 있다.

상기 염료 및 안료를 분산할 수 있는 분산 수지로서는, 수용성이고 중량 평균 분자량이 1000 내지 15000 정도인 것이 적합하게 사용된다. 예로서는, 이하의 모노머를 포함하는 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체, 또한 이들의 염 등을 들 수 있다.

·스티렌 및 그의 유도체

·비닐나프탈렌 및 그의 유도체

·α, β-에틸렌성 불포화 카르복실산의 지방족 알코올에스테르

·아크릴산 및 그의 유도체

·말레산 및 그의 유도체

·이타콘산 및 그의 유도체

·푸마르산 및 그의 유도체.

또한 분산 수지를 이용하지 않고 광경화성 수지를 단독으로 이용할 수도 있다.

또한 본 발명은 잉크 형태로서의 한정을 받지 않으며, 자기 분산 타입, 수지 분산 타입, 마이크로 캡슐 타입 등의 사용도 적절히 가능하다.

잉크 중에는, 잉크젯 토출성이나 건조성을 제어하기 위하여 유기 용제를 포함해도 된다. 사용하는 유기 용제는, 고비점이고 증기압이 낮은 수용성 재료가 바람직하며, 예로서는 상술한 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 티오디글리콜, 헥실렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 글리세린 등이다. 또한 점도, 표면 장력 등을 조정하는 성분으로서, 에틸알코올이나 이소프로필알코올 등의 알코올류나 각종 계면 활성제를 첨가할 수도 있다.

잉크 중의 각 성분의 배합비에 대해서도, 한정을 받는 일 없이, 선택한 잉크젯 기록 방식이나 헤드의 토출력, 노즐 직경 등으로부터 토출 가능한 범위에서 조정 가능하다. 일반적으로는 색재 0.1 내지 10질량%, 분산 수지 0.1 내지 10질량%, 친수성 중합성 성분 3 내지 40질량%, 친수성 중합성 개시제 0 내지 10질량%, 용제 0 내지 10질량%, 계면 활성제 0.1 내지 10질량%이며, 나머지는 순수이다.

<활성 에너지선 조사 장치>

활성 에너지선 조사 장치는, 상기 제2 공정, 구체적으로는, 상기 제1 중간 화상에 활성 에너지선을 조사하여 상기 제2 중간 화상을 형성하는 공정을 실시할 수 있는 장치이다. 활성 에너지선 조사 장치로서는, 중합 개시제의 흡수 파장 등의 중합을 진행시킬 수 있는 파장의 광을 조사할 수 있는 장치라면, 공지된 조사 장치를 특별히 한정하지 않고 이용할 수 있지만, 자외선 조사 장치를 이용하는 것이 바람직하다. 여기서 말하는 자외선이란, 파장이 엄밀히 400㎚ 이하로 한정되는 것은 아니며, 중합을 진행시킬 수 있는, 주로 단파장의 광을 가리키고 있고, 경우에 따라서는 가시광이 포함되는 경우도 있다. 자외선 조사 장치로서는, 예를 들어 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, 엑시머 램프, LED 등을 들 수 있다.

본 발명에서는, 제2 및 제3 중간 화상의 점탄성을 제어하기 위하여, 잉크 부여 장치(104)보다 뒤이고 액체 흡수 장치(105)보다 앞(110c)의 위치에 적어도 하나 이상의 자외선 조사 장치를 배치한다. 이 경우, 잉크를 완전히 경화시켜도 되고, 완전히 경화시키지 않는 반경화 상태에 머물게 하는 조건에서 자외선 조사를 행해도 된다. 반경화 상태로 함으로써 경화물을 보다 유연한 상태로 할 수 있어서, 전사성을 보다 양호하게 하는 등의 효과를 기대할 수 있다. 또한 물을 많이 포함한 상태에서 경화시키면 경화물은 겔상으로 되는 경우가 있으며, 겔상의 경화물로부터 단순히 물을 제거하더라도 견뢰성이 불충분한 경우가 있다. 액체 흡수체와 접촉시키기 위하여 먼저 반경화 상태로 하고, 물의 양을 감소시키고 나서 본 경화시키는 것은 좋은 방법이다.

본 실시 형태의 잉크젯 화상 형성 장치에 있어서, 자외선 조사 장치는, 잉크 부여 장치보다 뒤이고 액체 흡수 장치보다 앞(110c)의 위치에 적어도 하나 이상의 자외선 조사 장치를 배치할 필요가 있다. 본 발명에서는 이 이외에, 화상의 임시 고정, 반경화, 완전 경화 등 그 역할에 따라 임의의 위치에 임의의 조건에서 임의의 수의 자외선 조사 장치를 배치할 수 있으며, 그것들은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 주로 블리딩이나 비딩의 억제를 목적으로 하여 자외선 조사 장치를 잉크 부여 장치의 각 헤드 사이에 배치할 수 있다(110a). 또한 기록 매체로의 정착이나 견뢰성의 발현(이하, 본 경화)을 목적으로 하여 자외선 조사 장치를 기록 매체 상의 최종 화상에 대하여 배치할 수도 있다(110d).

또한 각각의 자외선 조사는 복수의 자외선 조사 장치에 의하여 행해져도 된다. 예를 들어 110c 위치에 대한 110b 위치와 같이 연속하여 조사해도 되고, 110c 위치에 대한 110a 위치와 같이 떨어진 장소에서 조사해도 된다.

자외선의 조사 조건으로는 파장 이외에 조도나 적산 광량을 들 수 있다. 조도는 단위 면적당 방사속을 나타내는 값이며, 단위로서 ㎽/㎠를 이용하는 경우가 많다. 적산 광량은, 조도를 시간으로 적분한 단위 면적당 에너지를 나타내는 값이며, 단위로서 mJ/㎠를 이용하는 경우가 많다. 모두, 자외선에 대응한 일반적인 조도계로 측정하는 것이 가능하다.

<액체 흡수 장치>

본 실시 형태에 있어서, 액체 흡수 장치(105)는, 제3 공정, 즉, 상기 제2 중간 화상에 액체 흡수체를 접촉시켜, 상기 제2 중간 화상에 포함되는 액체 성분의 적어도 일부를 제거하여, 제3 중간 화상을 형성하는 공정을 실시할 수 있는 장치이다. 액체 흡수 장치(105)는, 액체 흡수체(105a), 및 액체 흡수체(105a)를 전사체(101) 상의 제2 중간 화상에 접촉시키는 액 흡수용 위치 조정 부재(105b)를 갖는다. 또한 액체 흡수체(105a) 및 위치 조정 부재(105b)의 형상에 대해서는 특별히 제한이 없다. 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이, 위치 조정 부재(105b)가 원기둥 형상이고, 액체 흡수체(105a)가 벨트 형상이며, 원기둥 형상의 위치 조정 부재(105b)로 벨트 형상의 액체 흡수체(105a)를 전사체(101)에 접촉시키는 구성이어도 된다. 또한 위치 조정 부재(105b)가 원기둥 형상이고, 액체 흡수체(105a)가, 원기둥 형상의 위치 조정 부재(105b)의 둘레면 상에 형성된 원통 형상이며, 원기둥 형상의 위치 조정 부재(105b)로 원통 형상의 액체 흡수체(105a)를 전사체(101)에 접촉시키는 구성이어도 된다.

본 실시 형태에 있어서, 잉크젯 기록 장치 내에서의 스페이스 등을 고려하면, 액체 흡수체(105a)는 벨트 형상인 것이 바람직하다.

또한 이와 같은 벨트 형상의 액체 흡수체(105a)를 갖는 액체 흡수 장치(105)는, 액체 흡수체(105a)를 스트레칭하는 스트레칭 부재를 갖고 있어도 된다. 도 1에 있어서, 105c는 스트레칭 부재로서의 스트레칭 롤러이다. 도 1에 있어서, 위치 조정 부재(105b)도 스트레칭 롤러와 마찬가지로 회전하는 롤러 부재로 하고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

액체 흡수 장치(105)에서는, 다공질체를 갖는 액체 흡수체(105a)를 위치 조정 부재(105b)에 의하여 제2 중간 화상에 접촉시킴으로써, 제2 중간 화상에 포함되는 액체 성분의 적어도 일부를 액체 흡수체(105a)에 흡수시켜 액체 성분을 감소시킨다. 제2 중간 화상 중의 액체 성분을 감소시키는 방법으로서, 액체 흡수체를 접촉시키는 본 방식에 더해, 그 외 종래부터 이용되고 있는 각종 수법, 예를 들어 가열에 의한 방법, 저습 공기를 송풍하는 방법, 감압하는 방법 등을 조합해도 된다. 또한 액체 성분을 감소시킨, 액 제거 후의 제2 중간 화상에 이들 방법을 적용하여 액체 성분을 더 감소시켜도 된다.

(액체 흡수체)

액체 흡수체(105a)는, 전사체(101) 상의 제2 중간 화상에 접촉함으로써, 제2 중간 화상에 포함되는 액체 성분의 적어도 일부를 제거한다. 액체 흡수체의 재질로서는, 유기, 무기, 또는 그것들의 하이브리드를 포함하는 다공질이나 섬유, 고분자 흡수재 등을 들 수 있다. 표면과 내부의 조성, 구조는 특별히 구별되지 않으며, 동일해도 되고 기능에 따라 상이해도 된다.

액체 흡수체에는 친수 재료, 발수 재료를 모두 사용할 수 있다. 친수 재료로서는, 셀룰로오스, 폴리아크릴아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 폴리에테르술폰, 폴리아크릴산나트륨 등의 유기 재료, 알루미나나 실리카, 유리 섬유 등의 무기 재료를 들 수 있다. 또한 발수 재료를 스퍼터 에칭법, 방사선이나 H₂O 이온 조사, 엑시머(자외선) 레이저광 조사, 플라스마 조사 등의 방법에 의하여 친수화 처리해도 된다. 액체 흡수체가 친수성이면, 모관력에 의하여 액체, 특히 물을 자발적으로 빨아올리는 효과가 있어서 액체를 양호하게 제거할 수 있다.

발수 재료로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌(이하, PTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리불화비닐(PVF), 퍼플루오로알콕시불소 수지(PFA), 사불화에틸렌·육불화프로필렌 공중합체(FEP), 에틸렌·사불화에틸렌 공중합체(ETFE), 에틸렌·클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(ECTFE) 등의 불소 수지나, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 등을 들 수 있다. 액체 흡수체가 발수성이면, 화상 중의 색재 등의 부착을 억제하거나 클리닝성을 높이거나 할 수 있다. 한편, 액체 흡수체가 발수성인 경우, 모관력에 의하여 액체를 빨아올리는 효과가 작다. 그 때문에, 액체 흡수체와의 접촉각이 90° 미만인 액체를 미리 액체 흡수체에 스며들게 해 두는 것이 바람직하다. 또한 중간 화상과 접촉할 때, 적절한 맞닿음압이나 흡인압을 인가하는 것이 바람직하다.

액체 흡수체는 다공질이나 섬유 등이며, 액체가 침투 또는 투과할 수 있는 세공을 갖는 것이 바람직하다. 액체 흡수체가 세공을 갖는 경우, 그 구멍 직경이, 전사체에 남겨 두어야 할 중간 화상 중의 고체 성분, 용해 성분, 또는 그것들로부터 얻어지는 조성물(이하, 이형할 내용물)의 사이즈보다 대략 동등하거나 그보다 작은 상태인 것이 바람직하다. 한편, 구멍 직경이 지나치게 작으면 액체의 흐름 저항이 증대되기 때문에, 고체 성분을 응집시키거나 용해 성분을 석출시키거나 중합시키거나 하여 그 사이즈를 크게 하거나 그 점도를 높게 하는 등, 잉크측에 고안을 추가하는 것도 바람직하다.

액체 흡수체의 형상으로서는, 일단 중간 화상에 접촉한 후, 순환하여 다시 접촉하여 액 흡수가 가능한 형상을 갖는 것도 바람직하며, 예를 들어 벨트나 드럼 등의 형상을 들 수 있다. 또한 액체 흡수체는, 중간 화상으로의 접촉 시에 거의 압박하지 않고 모관력이나 재료와의 친화성을 구동력으로 하여 액체를 흡수해도 되고, 압박하여 세공에 압입하는 작용을 부가하거나 해도 된다.

또한 잉크가 부여되지 않는 비화상 영역에도 반응액이 부여되는 경우는 있을 수 있다. 액체 흡수체는 중간 화상으로부터뿐 아니라 반응액의 액체 성분도 아울러 제거할 수 있다. 중간 화상으로부터 액체 성분을 제거한다는 표현은, 중간 화상만으로부터 액체 성분을 제거한다는 한정적인 뜻이 아니라, 적어도 전사체 상에 부여된 액체 성분을 제거하면 된다는 뜻으로 이용하고 있다.

액체 성분은, 일정한 형태를 갖지 않고, 유동성을 갖고, 거의 일정한 체적을 갖는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 잉크나 반응액에 포함되는 물이나 유기 용매 등을 액체 성분으로서 들 수 있다.

이와 같이 하여 전사체(101) 상에는, 액체 성분의 적어도 일부가 흡수되어 액체 성분이 감소한 잉크 상(화상)이 형성된다. 이 액 제거 후의 잉크 상은, 다음에 전사 장치에 있어서 기록 매체(108) 상에 전사된다. 전사 시의 장치 구성 및 조건에 대하여 설명한다

<전사 장치>

전사 장치에서는, 제4 공정, 즉, 제3 중간 화상을 상기 간 전사체로부터 기록 매체로 전사하여, 상기 기록 매체 상에 화상을 형성하는 공정을 실시한다. 구체적으로는, 기록 매체 반송 수단(107)에 의하여 반송되는 기록 매체(108) 상에, 전사체(101) 상의 액 제거 후의 제3 중간 화상을 전사용 압박 부재(106)에 의하여 기록 매체(108)에 접촉시킴으로써 전사한다. 전사체(101) 상의 제2 중간 화상에 포함되는 액체 성분의 적어도 일부를 제거하여 제3 중간 화상으로 한 후에 기록 매체(108)에 전사함으로써, 컬이나 코클링 등을 억제한 기록 화상을 얻는 것이 가능하게 된다.

압박 부재(106)는, 기록 매체(108)의 반송 정밀도나 내구성의 관점에서 어느 정도의 구조 강도가 요구된다. 압박 부재(106)의 재질로는 금속, 세라믹, 수지 등이 바람직하게 이용된다. 그 중에서도 특히, 전사 시의 가압에 견딜 수 있는 강성이나 치수 정밀도 외에, 동작 시의 이너셔를 경감하여 제어의 응답성을 향상시키기 위하여, 알루미늄, 철, 스테인레스, 아세탈 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나일론, 폴리우레탄, 실리카 세라믹스, 알루미나 세라믹스가 바람직하게 이용된다. 또한 이들을 조합하여 이용해도 된다.

전사체(101) 상의 액 제거 후의 제3 중간 화상을 기록 매체(108)에 전사하기 위하여 압박 부재(106)가 전사체를 압박하는 압박 시간에 대해서는, 특별히 제한은 없다. 또한 본 실시 형태에 있어서의 압박 시간이란, 기록 매체(108)와 전사체(101)가 접촉하고 있는 시간을 나타내고 있으며, 가압 영역의 반송 방향 길이를 반송 속도로 나누어 값을 산출한 것이다.

전사체(101) 상의 액 제거 후의 제3 중간 화상을 기록 매체(108)에 전사하기 위하여 압박 부재(106)가 전사체(101)를 압박하고 있을 때의 온도에 대해서도, 특별히 제한은 없다.

압박 부재(106)의 형상에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 롤러 형상의 것을 들 수 있다.

전사체(101) 상의 화상을 기록 매체(108)에 압접시키는 압력 및 시간은, 전사성이나 그 외의 조건을 감안하여 적절히 조정하면 된다. 일반적으로 압력이 클수록, 시간이 길수록 종이 등 기록 매체의 요철에 대한 추종성은 양호화되어, 실 접촉 면적이 증대되어 전사성은 양호해진다. 한편, 압력이 지나치게 크면, 종이의 질감이 손상되거나 전사체의 내구성을 손상시키거나 할 가능성이 높아진다. 또한 압력이 클수록, 시간이 길수록 전사용 압박 부재에 걸리는 총압이 커지기 때문에, 장치 구성은 대형화되기 쉽다.

전사체(101) 상의 화상을 기록 매체(108)에 압접시키는 온도에 대해서도 특별히 제한은 없으며, 이들 온도로 하기 위하여 전사체(101) 상의 중간 화상, 전사체(101) 및 기록 매체(108)를 가열하는 가열 수단을 구비하고 있어도 된다.

<기록 매체 및 기록 매체 반송 장치>

실시 형태에 있어서, 기록 매체(108)는 특별히 한정되지 않으며, 공지된 기록 매체의 어느 것도 이용할 수 있다. 기록 매체로서는, 롤형으로 권회된 긴 형상물, 또는 소정의 치수로 재단된 매엽의 것을 들 수 있다. 재질로서는 종이, 플라스틱 필름, 목판, 골판지, 금속 필름 등을 들 수 있다. 또한 도 1에 있어서, 기록 매체(108)를 반송하기 위한 기록 매체 반송 장치(107)는 기록 매체 조출 롤러(107a) 및 기록 매체 권취 롤러(107b)에 의하여 구성되어 있지만, 기록 매체를 반송할 수 있으면 되며 특별히 이 구성에 한정되는 것은 아니다.

<제어 시스템>

본 실시 형태에 있어서의 전사형 잉크젯 기록 장치는, 각 장치를 제어하는 제어 시스템을 갖는다. 도 2는, 도 1에 도시하는 전사형 잉크젯 기록 장치에 있어서의, 장치 전체의 제어 시스템을 도시하는 블록도이다. 도 2에 있어서, 301은 외부 프린트 서버 등의 기록 데이터 생성부이고, 302는 조작 패널 등의 조작 제어부이고, 303은 기록 프로세스를 실시하기 위한 프린터 제어부이다. 또한 304는 기록 매체를 반송하기 위한 기록 매체 반송 제어부이고, 305는 인쇄하기 위한 잉크젯 디바이스이다.

도 3은, 도 1의 전사형 잉크젯 기록 장치에 있어서의 프린터 제어부의 블록도이다. 401은 프린터 전체를 제어하는 CPU, 402는 상기 CPU의 제어 프로그램을 저장하기 위한 ROM, 403은 프로그램을 실행하기 위한 RAM이다. 404는 네트워크 컨트롤러, 시리얼 IF 컨트롤러, 헤드 데이터 생성용 컨트롤러, 모터 컨트롤러 등을 내장한 특정 용도용 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit: ASIC)이다. 405는 액체 흡수체 반송 모터(406)를 구동하기 위한 액체 흡수체 반송 제어부이고, ASIC(404)로부터 시리얼 IF를 통하여 커맨드 제어된다. 407은 전사체 구동 모터(408)를 구동하기 위한 전사체 구동 제어부이며, 마찬가지로 ASIC(404)로부터 시리얼 IF를 통하여 커맨드 제어된다. 409는 헤드 제어부이며, 잉크젯 디바이스(305)의 최종 토출 데이터 생성, 구동 전압 생성 등을 행한다.

본 발명을 적용한 잉크젯 화상 형성 장치에서는, 전사체 상의 중간 화상에 대하여 자외선을 조사한 후에 액체 흡수체를 접촉시켜, 다시 기록 매체에 대하여 전사를 행한다. 중간 화상이 부드러우면, 전사는 양호하게 행해지지만 액체 흡수체로의 색 번짐이라는 중간 화상의 이행이 발생하기 쉬워진다. 한편, 중간 화상이 단단하면, 액체 흡수체로의 중간 화상의 이행은 경감되지만 전사가 불충분해지기 쉽다. 본 발명자들은 검토 결과, 양호한 최종 화상을 얻기 위해서는, 액체 흡수체에 접촉하기 전의 점탄성과, 기록 매체에 접촉하기 전의 점탄성을 적정한 범위로 제어해 두는 것이 중요하다는 것을 알아내었다. 구체적으로는, 제2 중간 화상의 복소 탄성률을 상용 대수로 4.0 이상으로 하고 제3 중간 화상의 복소 탄성률을 상용 대수로 7.0 이하로 함으로써, 중간 화상의 액체 흡수체로의 이행을 경감하면서 중간 화상을 기록 매체에 양호하게 전사할 수 있음을 본 발명자들은 알아내었다. 여기서 중간 화상의 액체 흡수체로의 이행이란, 반드시 색재만을 가리키는 것은 아니며, 중간 화상에 남겨 두어야 할 자외선의 조사에 의하여 경화된 수지 등의 고형분 등, 이형해야 할 내용물(액체 성분 이외의 중간 화상을 구성하는 성분)이 액체 흡수체로 이행되어 버리는 것을 의미한다.

제2 중간 화상의 복소 탄성률의 상용 대수와 제3 중간 화상의 복소 탄성률이 상기 범위 내로 됨으로써 액체 흡수체로의 화상의 이행이 경감되어 전사성이 양호해지는 것에 대한 상세한 메커니즘은 불명확하지만, 본 발명자들은, 중간 화상이 만족시켜야 할 점탄성의 조건에 대하여 이하와 같이 생각하고 있다.

먼저, 중간 화상이 액체 흡수체나 기록 매체로 이행 또는 전사되는 상태에 대하여 고찰하면, 중간 화상의 액체 흡수체나 기록 매체에 대한 부착력이 크게 되어 있다. 이는, 액체 흡수체나 기록 매체의 미세한 요철에 중간 화상의 구성 성분이 침투하여 접촉 면적이 증대되는 것이 큰 원인으로 되고 있다고 추측된다.

침투 길이(침투 깊이)를 l, 요철의 간격 또는 구멍 직경의 반경을 r이라 하였을 때, 습윤의 정도 α를 구조 사이즈에 대한 침투 길이 α로 하여 하기 (1) 식과 같이 정의한다.

상기 (1) 식에 있어서, α가 1보다 크다는 것은, 침투 길이가 요철의 간격이나 구멍 직경보다도 큰 것을 의미하며, 중간 화상과의 접촉 면적이 커서 중간 화상이 부착되기 쉬운 상태임을 나타내고 있다. α가 1보다 작으면, 중간 화상과의 접촉 면적이 작아서 중간 화상이 부착되기 어려운 상태인 것을 나타내고 있다.

다음으로, 동적 점탄성의 개념을 이용하여 복소 탄성률 G^*를 하기 (2) 식과 같이 정의한다.

상기 (2) 식에 있어서, G'은 저장 탄성률, G"은 손실 탄성률, ε₀은 변형률의 진폭, σ₀은 응력의 진폭, δ은 변형률과 응력의 위상차이다.

이하에서는 특별히 위상차를 신경 쓰지 않으므로, 특별히 언급이 없는 한 G^*의 절댓값을, 하기 (3) 식에 나타낸 바와 같이 그대로 복소 탄성률로 정의한다.

또한 복소 탄성률은, 하기 (4) 식에 나타낸 바와 같이, 각주파수 ω를 이용하여 복소 점도 η^*와 상호 변환 가능하다.

여기서, 중간 화상의 점탄성과, 액체 흡수체나 기록 매체로의 침투 길이의 관계를 생각하면, Olsson-Pihl의 식을 복소 점도까지 확장하여 하기 (5) 식과 같이 기술할 수 있다.

상기 (5) 식에 있어서, γ는 중간 화상의 표면 장력, θ는 중간 화상의 액체 흡수체 또는 기록 매체에 대한 접촉각, p는 중간 화상과 액체 흡수체 혹은 기록 매체 사이에 작용하는 압력(이하, 맞닿음압)이다. t는, 중간 화상이 액체 흡수체 또는 기록 매체와의 접촉부를 통과하는 시간(이하, 닙 시간)이다.

동적 점탄성에서는 통상, 사인파의 입력에 대한 응답을 생각한다. 중간 화상이 액체 흡수체나 기록 매체로부터 받는 변형률은 반드시 사인파적이지는 않지만, 제1 근사로서는 주파수를 f라 하여 하기 (6) 식으로 정의할 수 있다.

따라서 하기 (7) 식과 상기 (4) 식을 이용하여, 상기 (5) 식은 하기 (8) 식과 같이 바꿔 쓸 수 있다.

이 상기 (8) 식에 상기 (1) 식을 대입하여 α와 1의 대소 관계를 정리함으로써, 복소 탄성률에 대하여 하기 (9) 식을 얻는다.

상기 (9) 식의 부등호가 반전될 때, 중간 화상의 액체 흡수체로의 중간 화상의 이행이나 기록 매체에 대한 전사성이 변화된다고 생각할 수 있다.

그래서, 실제의 화상 형성 프로세스에서 취할 수 있는 조건을 대입하여, 중간 화상의 액체 흡수체에 접촉하기 전의 제2 중간 화상의 복소 탄성률과, 기록 매체에 접촉하기 전의 제3 중간 화상의 복소 탄성률에 대하여 적정한 범위를 구하기로 한다.

먼저, 액체 흡수체의 제2 중간 화상의 복소 탄성률에 접촉하기 전에 대하여 γ=20mN/m, θ=60°, r=1㎛, p=10gf/㎠라 하면, 상기 (9) 식으로부터 8.2×10³㎩(=10^3.9㎩)를 얻는다. 여기서 γ와 cosθ를 변화시켰다고 하더라도, 서로는 Zisman-plot에서 알려진 바와 같이 부의 상관 관계에 있어서 그 곱은 크게 바뀌지는 않는다. 또한 r의 최댓값은 화상의 도트 사이즈나 막 두께로 정해지며, 크게 바꿀 수 없다. p의 최솟값은, 확실히 맞닿는 것을 보증할 수 있는 기계적인 정밀도로 정해지며, 이 또한 크게 바꿀 수 없다. 따라서 제2 중간 화상의 액체 흡수체로의 이행을 경감하기 위해서는, 제2 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이, 액체 흡수체에 접촉하기 전에 상용 대수로 4.0 이상으로 되어 있으면 된다고 생각할 수 있다. 또한 바람직하게는 5.0 이상이다. 또한 여기서는 친수성 액체 흡수체를 상정하였지만, 소수성 액체 흡수체의 경우에는 상기 (9) 식의 제1항 대신 제2항이 지배적으로 되며, 역시 적정한 복소 탄성률의 범위는 바뀌지 않는다.

액체 흡수체에 접촉하기 전의 제2 중간 화상의 복소 탄성률의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 중간 화상의 내부에 보유된 액체 성분이 중간 화상의 표면으로 나오기 쉽게 함으로써 액체 성분의 제거를 보다 효율적으로 행하기 위하여, 제2 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이, 액체 흡수체에 접촉하기 전에 상용 대수로 10.0 이하인 것이 바람직하다.

다음으로, 기록 매체에 접촉하기 전의 제3 중간 화상의 복소 탄성률에 대하여 γ=20mN/m, θ=60°, r=1㎛, p=100kgf/㎠라 하면, 상기 (9) 식으로부터 3.9×10⁶㎩(=10^6.6㎩)을 얻는다. 여기서, γ와 cosθ의 곱이 크게 바뀌지 않는다는 것은 상술한 바와 같다. r은 기록 매체의 조도(요철의 간격)를 나타내고 있지만, 조도가 작은 코트지에서 1㎛ 정도인 것이 일반적이다. p의 최댓값은, 종이의 질감을 손상시키지 않는 조건이나 기계적인 제약으로 정해지며, 크게 바뀌는 경우는 없다. 따라서 제3 중간 화상의 기록 매체에 대한 전사성을 양호하게 하기 위해서는, 제3 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이, 기록 매체에 접촉하기 전에 상용 대수로 7.0 이하로 되어 있으면 된다고 생각할 수 있다. 또한 바람직하게는 6.0 이하이다.

기록 매체에 접촉하기 전의 제3 중간 화상의 복소 탄성률의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 전사 시에 있어서의 중간 화상의 내부에서의 응집 파괴, 소위 '억지 분리'를 발생하기 어렵게 하기 위하여 제3 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이, 기록 매체에 접촉하기 전에 상용 대수로 3.0 이상인 것이 바람직하다.

이상을 정리하면 이하의 결론을 얻는다.

중간 화상의 복소 탄성률(Pa)을, 액체 흡수체에 접촉하기 전에 상용 대수로 4.0 이상으로 하고 기록 매체에 접촉하기 전에 7.0 이하로 함으로써, 액체 흡수체로의 중간 화상의 이행을 경감하여 기록 매체로의 전사를 양호하게 행할 수 있다. 보다 바람직하게는 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이, 액체 흡수체에 접촉하기 전에 상용 대수로 5.0 이상이고 기록 매체에 접촉하기 전에 6.0 이하이다. 또한 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이, 액체 흡수체에 접촉하기 전에 상용 대수로 10.0 이하이고 기록 매체에 접촉하기 전에 3.0 이상인 것도 보다 바람직하다.

다양한 조건에 따라 이 범위는 바뀌는 것으로 생각할 수도 있지만, 상술한 바와 같이 실제로 양호한 잉크젯 화상 형성 장치를 설계했다면 이 범위를 일탈하는 일은 없다.

또한 액체 흡수체에 접촉하기 전에 있어서, 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)의 상용 대수가, 반드시 기록 매체에 접촉하기 전의 상한인 7.0 이하일 필요는 없다. 중간 화상의 복소 탄성률은, 후술하는 바와 같은 액체의 제거나, 기록 매체에 접촉하기 전에 가열하는 것 등에 의하여, 액체 흡수체에 접촉한 후에 저하시킬 수 있는 경우가 있기 때문이다.

복소 탄성률의 측정에는, 동적 점탄성을 측정할 수 있는 일반적인 레오미터를 사용할 수 있다. 중간 화상을 직접 측정해도 되고, 화상 형성 중의 상태를 본뜬 잉크막을 측정해도 된다. 동적 점탄성의 측정에는, 입력할 변형률의 주파수를 지정할 수 있지만, 이 주파수는 상기 (6) 식과 같이 닙 시간의 역수로 하는 것이 바람직하다.

상기 범위로 복소 탄성률을 제어하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 잉크 중의 중합성 성분의 배합량이나 배합비, 또는 자외선 조사의 적산 광량이나 조도에 의한 제어는 적합하게 이용할 수 있다. 또한 가열이나 냉각에 의한 온도 변화나 건조 등의 수분량 변화에 의하여 복소 탄성률을 제어하는 것도 가능하다. 반응액에 의한 응집 등도 복소 탄성률에 일정한 영향을 준다. 이하, 복소 탄성률에 일정한 영향을 주는 조건, 조작 등에 대하여 설명한다.

제1 중간 화상에 있어서, 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분의 상태는 복소 탄성률에 일정한 영향을 준다. 즉, 제1 중간 화상에 활성 에너지선을 조사하는 제2 공정에 있어서, 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분이 움직이기 쉬운 상태이고 또한 그 농도가 높으면, 형성된 반응 생성물은 고분자량이고 또한 분자 간 상호 작용이 큰 견고한 경화물을 형성하기 쉽다. 그 때문에, 제2 공정 전의 중간 화상 함유되는 수분량이, 중간 화상의 전체 질량을 기준으로 하여 90질량% 이하인 것이 바람직하고, 80질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 70질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

제2 공정 전의 중간 화상 중의 수분량은, 잉크 부여 직후의 제1 중간 화상의 질량과, 제2 공정 전(즉, 자외선 조사 전)의 중간 화상의 질량을 측정하고, 그 차를 이용하여 잔존 수분량을 구할 수 있다.

잉크 중에는 중합성 성분으로서, 적어도 단관능의 중합성 성분과 다관능의 중합성 성분의 양쪽을 함유하고 있으면 보다 바람직하다. 단관능의 중합성 성분만을 가지면, 지나치게 부드러워지는 경우가 많다. 한편, 다관능의 중합성 성분만을 가지면, 가요성이나 파단 신율이 떨어지기 쉬워지는 경우가 많다. 다관능의 중합성 성분에 더해 단관능의 중합성 성분을 가짐으로써 가요성이나 파단 신율이 향상된다. 그 때문에, 중간 화상의 복소 탄성률이 상기 범위에 있고 또한 중간 화상의 파괴 등이 경감되어, 액체 흡수체로의 색 번짐의 경감이나 전사성의 향상을 한층 더 기대할 수 있다. 단관능의 중합성 성분과 다관능의 중합성 성분의 배합비는 특별히 한정되지 않지만, 다관능의 중합성 성분이 단관능의 중합성 성분의 1/60 이상 함유되어 있으면 보다 바람직하다.

활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분은, 유연성을 부여하는 성분과 그물눈 구조를 부여하는 성분을 함유하는 것이 바람직하다. 유연성을 부여하는 성분은, 단관능 성분 또는 2관능 성분을 적어도 1종 함유한 것이며, 적어도 1종이 단관능 성분인 것이 보다 바람직하다. 그물눈 구조를 부여하는 성분은 2관능 이상의 다관능 성분을 적어도 1종 함유한 것이며, 3관능 이상의 다관능 성분인 것이 보다 바람직하다.

유연성을 부여하는 성분인 2관능 성분과, 그물눈 구조를 형성하는 2관능 성분은, 동일한 성분이어도 다른 성분이어도 된다. 또한 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분은 2관능 성분만으로 구성되어도 된다.

상기 활성 에너지선을 조사에 의하여 경화되는 성분은, 적어도 1종이 수용성인 것이 바람직하다. 또한 수용성 성분 중 적어도 1종이, 상기 유연성을 부여하는 성분인 것이 보다 바람직하다. 특히 잉크 안정성, 기재와의 밀착성, 경화 피막의 친수성 부여의 관점에서, 수용성 성분 중 적어도 1종이 아크릴아미드 구조 또는 메타크릴아미드 구조를 갖고 있는 것이 한층 더 바람직하다.

본 발명에 있어서, 활성 에너지선에 의하여 경화되는 성분의 조성은, 하기 일반식 (Ⅰ)로 나타나는 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

일반식 (Ⅰ)의 범위는 0 이상 1.20 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.20 이상 0.90 이하인 것이 더욱 바람직하다.

잉크 중의 수분 함유율은, 토출성이나 보존성 등의 잉크의 안정성과 활성 에너지선 경화성을 효과적으로 부여하기 위하여, 잉크 전체 질량을 기준으로 하여 85질량% 이하인 것이 바람직하고, 80질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 75질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 70질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.

일반식 (Ⅰ)은, 유연성을 갖게 하는 쇄상의 수에 대하여 가교 구조를 갖게 하는 그물눈 구조의 수, 즉, 가교 밀도를 나타낸 것이다. 일반식 (Ⅰ)의 값은, 본 발명에 따른 잉크 중에 함유하는 각각의 성분의 몰수를 관능기 수에 곱하여 각각의 성분의 관능기의 몰수를 구하고, 관능기 총수로서 상기 식에 대입하여 구할 수 있다. 활성 에너지선에 의하여 경화되는 성분이 2관능 성분을 포함하는 경우, 이 2관능 성분은, 유연성을 부여하는 성분이고 또한 그물눈 구조를 형성하는 성분에도 해당한다. 이 때문에, 일반식 (Ⅰ) 중의 대수로 표시되는 분수의, 분자에 있어서의 2관능 성분과, 분모의 다관능 성분의 양쪽에 카운트된다. 또한 활성 에너지선에 의하여 경화되는 성분이 2관능 성분만인 경우, 분자 및 분모의 값은 동일한 값으로 되기 때문에 일반식 (Ⅰ)의 값은 0으로 된다.

활성 에너지선으로 경화되는 성분 중 적어도 1종이 수용성이면, 수성 잉크의 안정성이 향상되기 때문에 바람직하다. 활성 에너지선으로 경화되는 수용성 성분 중 적어도 1종이, 상기 유연성을 부여하는 성분이면 보다 바람직하다. 활성 에너지선으로 경화되는 수용성 성분 중 적어도 1종이 아크릴아미드 구조 또는 메타크릴아미드 구조를 가지면 더욱 바람직하다.

활성 에너지선이 자외선인 경우, 일반적으로 적산 광량의 증가에 수반하여 중간 화상의 복소 탄성률은 증대되어 가서, 결국 일정 값에 수렴되어 간다. 적산 광량을 제어함으로써, 이 수렴되는 값까지의 범위에서 복소 탄성률을 제어할 수 있다. 적산 광량은 특별히 한정되지 않지만, 1mJ/㎠ 내지 10J/㎠인 것이 바람직하다. 또한 10mJ/㎠ 내지 1J/㎠이면 보다 바람직하다. 단, 수렴에 접근하기까지는, 복소 탄성률은 적산 광량에 대하여 지수함수적으로 증대되기 때문에, 자외선에 대하여 은폐성이 높은 잉크를 이용한 경우 등, 잉크의 투입량의 차이 등에 의하여 복소 탄성률에 불균일이 생기기 쉽다. 그 때문에, 복소 탄성률의 제어에 있어서는, 적산 광량뿐 아니라 잉크의 조성을 병용하여 제어하는 것이 보다 바람직하다. 그 후에, 적산 광량에 대한 복소 탄성률의 변화가 작아지는 적산 광량을 이용하여 상기 범위로 복소 탄성률을 제어하는 것이 바람직하다.

이상의 관점에서 적산 광량은, 수렴되는 복소 탄성률의 63%(1-e^-1이고, 지수함수적인 완화 현상의 지표로 이용되는 양)로 되는 적산 광량의 1/100 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한 자외선의 조도나 조도 분포에 의해서도 중간 화상의 복소 탄성률을 제어할 수 있다. 조도를 높게 하면, 동일한 적산 광량을 단시간에 얻을 수 있기 때문에 프로세스의 고속화나 소형화에 유리해진다. 그러나 적산 광량이 동일하더라도 조도가 높으면, 복소 탄성률은 저하되는 경우가 있음을 알 수 있었다. 조도가 높으면 중간 화상의 분자량이 저하되는 것이 확인되었으며, 동시에 생성되는 라디칼 농도가 높아짐으로써, 재결합 등에 의한 정지 반응에 의하여 분자량이 저하되어 복소 탄성률이 저하되는 것으로 생각된다. 이 영향은, 본디 분자량이 커서 복소 탄성률이 클 때는 경감되고, 본디 분자량이 작아서 복소 탄성률이 작을 때 보다 현저해진다. 따라서 고조도에서의 조사는, 전사성을 양호하게 하는 복소 탄성률의 범위에 들어가게 하는 것에 그다지 유효하게 작용하지는 않으며, 오히려 액체 흡수체로의 화상의 이행을 경감하는 복소 탄성률의 범위로부터 벗어나도록 불리하게 작용하는 경우가 많다.

그러나 본 발명자들의 검토로는, 높은 조도에서의 조사를 할 때도, 그 전에 낮은 조도에서의 조사를 행하면 고조도의 조사에 의한 복소 탄성률의 저하를 억제할 수 있음을 알 수 있었다. 이는, 중합 반응의 초기에 어느 정도 분자량이 큰 핵으로 되는 구조를 형성함으로써, 고조도에 의한 분자량 저하를 억제하고 있기 때문으로 예상된다.

이상의 관점에서, 자외선의 조사는 하류보다 상류에서 조도가 작은 것이 보다 바람직하다. 또한 자외선의 조사가 복수의 조사 장치에 의하여 행해지고, 하류의 조사 장치의 조도보다 상류의 조사 장치의 조도가 작은 것도 보다 바람직하다. 복수의 조사 장치는 제3 공정 전에 연속하여 배치되어 있어도 되고, 적어도 하나가 화상의 임시 고정의 목적 등으로 잉크 부여 장치의 헤드 사이 등에 제3 공정과 떨어져서 배치되어 있어도 된다.

조도가 낮은 조사의 적산 광량은 조도가 높은 조사의 적산 광량보다 대폭 적어도 된다. 보다 바람직하게는, 조도가 낮은 조사의 적산 광량은 조도가 높은 조사의 적산 광량의 1/100 이상이면 된다. 한편, 조도가 낮은 조사의 조도는, 조도가 높은 조사의 조도와 어느 정도 큰 차가 있으면 된다. 보다 바람직하게는, 조도가 낮은 조사의 조도는 조도가 높은 조사의 조도의 1/2 이하이면 된다.

중간 화상의 복소 탄성률은, 액체가 제거됨으로써 변화되는 경우가 있다. 통상, 고형분을 포함한 액체나 용액으로부터 용매를 제거해 가면 고형분이나 용질의 농도가 상승하여 증점한다. 그러나, 적어도 수성 UV 경화성 잉크에 있어서는, 자외선 조사 후에 액체를 제거함으로써 복소 탄성률이 저하되는 경우가 있음을 알 수 있었다. 이때, 가열 등에 의한 온도 변화는 특별히 부여하고 있지 않다. 또한 액체 흡수체에 의한 액체의 제거뿐 아니라 단순한 건조에 의해서도 동일한 현상이 발생하기 때문에, 액체 흡수체의 접촉에 의한 요변성의 발현 등도 주된 요인은 아니다. 또한 완전히 건조시키면 복소 탄성률은 증대로 돌아서기 때문에, 액 제거에 의한 복소 탄성률의 저하는 중간적인 양의 액 제거에 의하여 발생한다는 것이 알려져 있다. 이 현상의 메커니즘은, 충분히 명확하지는 않지만 이하와 같이 추측할 수 있다.

수성 UV 경화성 잉크에 있어서는, 자외선의 조사에 의하여 물을 많이 포함한 겔로 되는 경우가 있다. 겔은 3차원의 그물눈 구조를 가지며, 그 구조 중에 물을 머금듯이 보유하고 있다. 겔을 구성하는 분자쇄의 구조나 물과의 친화성에 따라서는, 물이 유동하기 어려운 상태로 된다. 또한 분자쇄 자체도, 그 물에 신장됨과 함께 지지되어 변형되기 어려워져, 높은 복소 탄성률을 나타낸다. 그 상태로부터 물을 제거해 가면, 분자쇄의 변형이 허용되게 되어 복소 탄성률을 감소시켜 간다. 완전히 건조하면, 분자쇄끼리가 근접하여 분자 간 결합을 생기게 하여 다시 변형이 곤란해져, 복소 탄성률은 증대로 돌아선다.

어쨋든, 액체의 제거에 의하여 중간 화상의 복소 탄성률이 작아지는 것은, 액체 흡수체에 접촉하기 전의 제2 중간 화상의 복소 탄성률을 크게 하고 기록 매체에 접촉하기 전의 제3 중간 화상의 복소 탄성률을 작게 하는 것에 기여한다. 이 때문에, 액체의 제거에 의하여 중간 화상의 복소 탄성률이 작아지는 것은, 액체 흡수체로의 화상의 이행의 경감이나 전사성의 향상을 한층 더 기대할 수 있기 때문에 바람직하다. 액체의 제거율은 95% 이하이면 보다 바람직하다.

실시예

이하에, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명은, 그 요지를 초과하지 않는 한 하기 실시예에 의하여 전혀 한정되는 것은 아니다. 이하에서 특별히 언급하지 않는 한 「부」는 질량부를 나타내고 「%」는 질량%를 나타낸다.

(안료 분산액의 조제)

이하의 원료를 혼합한 후, 얻어진 혼합물을 뱃치식 종형 샌드 밀(아이멕스 제조)에 투입하고, 0.3㎜ 직경의 지르코니아 비즈를 200부 충전하고 수랭하면서 5시간 분산 처리를 행하였다.

·피그먼트 레드 122: 10%

·수지 수용액(안료 분산제): 15%

수지: 스티렌-아크릴산-아크릴산에틸 공중합체

(산가 150, 중량 평균 분자량 8000 고형분 20%의 수용액, 중화제 KOH)

·이온 교환수: 75%

다음으로, 이 분산액을, 원심 분리기에 걸어 조대 입자를 제거한 후, 안료 농도가 10%인 안료 분산액 1을 얻었다.

(잉크의 조제)

하기에 나타내는 조성으로 잉크 1 내지 29를 조제하였다.

·안료 분산액 1: 20.00%

·중합성 성분

·중합성 성분 1(표 1의 No.1)

·중합성 성분 2(표 1의 No.2)

·중합성 성분 5(표 1의 No.5)

·중합성 성분 7(표 1의 No.7)

·중합성 성분 10(표 1의 No.10)

·중합성 성분 13(표 1의 No.13)

·그 외의 중합성 성분

·중합 개시제 1(표 2의 PI-1)

·계면 활성제(가와켄 파인 케미컬 제조, 아세틸레놀 EH): 1.00%

·이온 교환수: 잔부

상기 조성에 있어서, 중합성 성분과 중합 개시제의 비율은 일반식 (Ⅰ)의 중변과 함께 표 3에 나타낸다.

잉크 27과 잉크 29는, 그 외의 중합성 성분으로서 UV 경화 에멀션인 다이세이 케미컬 제조의 「WBR-829D」(고형분 38.6%)를 사용하여, 그 고형분이 표 3에 기재된 비율로 되도록 조제하였다.

잉크 28은, 그 외의 중합성 성분으로서 UV 경화 에멀션인 다이셀 사이텍사 제조의 「USECOAT7655」(고형분 35%)를 사용하여, 그 고형분이 표 3에 기재된 비율로 되도록 조제하였다.

또한 이들 UV 경화 에멀션은, 본 발명에서 정의하는 유연성을 부여하는 성분을 함유하지 않는다.

잉크 1 내지 6, 11, 13 내지 20, 및 22 내지 24는 중합성 성분으로서 단관능 모노머와 다관능 모노머의 양쪽을 함유하고 있다.

또한 잉크 1 내지 6, 및 11 내지 20은 일반식 (Ⅰ)을 만족시키고 있다.

[표 3]

<실시예 1 내지 20>

본 실시예에서는, 이하와 같은 전사형 잉크젯 기록 장치를 이용하여 화상 형성을 행하였다. 전사체로는 하기 구성의 것을 이용하며, 접착제에 의하여 지지 부재에 고정한 후에 반송 속도 600㎜/s로 반송하였다. 전사형 잉크젯 기록 장치는 가열, 냉각 기구는 특별히 갖고 있지 않다.

(전사체)

두께 0.5㎜의 PET 시트에 실리콘 고무(신에쓰 가가쿠 고교 가부시키가이샤 제조, 상품명 「KE12」)를 0.3㎜의 두께로 코팅하여 탄성층으로 하였다. 글리시독시프로필트리에톡시실란과 메틸트리에톡시실란을 몰비 1:1로 혼합하고, 가열 환류에 의하여 얻어지는 축합물과 광 양이온 중합 개시제(ADEKA 제조, 상품명 「옵토머 SP150」)의 혼합물을 제작하였다. 탄성층 표면의 물 접촉각을, 10도 이하로 되도록 대기압 플라스마 처리를 행하였다. 그 후, 상기 혼합물을 탄성층 상에 부여하고 UV 조사(고압 수은 램프, 적산 노광량 5000mJ/㎠), 열경화(150℃, 2시간)에 의하여 성막하여, 탄성체 상에 두께 0.5㎛의 표면층을 형성한 전사체(101)를 제작하였다.

먼저, 전사체에 반응액 부여 장치로 하기 조성의 반응액을 부여하였다. 반응액 부여 장치로는 그라비아 오프셋 롤러를 이용하고, 이하의 반응액을 0.6g/㎡ 부여하였다.

(반응액)

·글루타르산: 50.0%

·KOH: 2.0%

·계면 활성제(SN 웨트 125, 산노프코 제조): 1.5%

·2-피롤리돈: 5.0%

·이온 교환수: 41.5%

이어서, 전사체에 잉크 부여 장치로 상기 조성의 잉크 1 내지 20을 각각 부여하여 제1 중간 화상을 형성하였다. 실시예 1 내지 20은, 부여하는 잉크의 종류를 바꾼 것이며, 각각의 대응 관계를 표 4에 나타낸다. 잉크 부여 장치로는, 전기-열 변환 소자를 이용하여 온 디맨드 방식으로 잉크 토출을 행하는 타입의 잉크젯 헤드(노즐열 밀도 1200dpi)를 사용하며, 주파수 14.173㎑로 구동시켜 잉크를 10g/㎡ 부여하였다. 잉크젯 헤드는, 소위 시리얼로 주사시키는 것이 아니라, 노즐열을 기록 매체의 반송 방향에 대하여 대략 직교시켜 고정하였다.

반응액 및 잉크의 부여량은, 부여 전후의 전사체의 중량을 측정함으로써 산출하였다.

이어서, 전사체 상의 제1 중간 화상에, UV-LED 조사 장치(UV-LED L60Ⅱ, 파장 395㎚, 우시오 덴키 제조)를 둘 이용하여 자외선을 조사하여, 제2 중간 화상을 형성하였다. 각각의 피크 조도는 200㎽/㎠이고, 각 적산 광량은 50mJ/㎠, 합하여 100mJ/㎠로 하였다.

이어서, 전사체 상의 제2 중간 화상에 액체 흡수체(포어프론(등록 상표) 친 수막 HPW-045-30, 스미토모 덴코 파인 폴리머사 제조)를 접촉시켜 잉크 용매를 제거하여, 제3 중간 화상을 형성하였다. 액체 흡수체는, 구멍 직경 450㎚, 두께 30㎛의 다공질 친수 PTFE막이다. 압박 부재는, 표면의 10㎜가 스펀지로 구성된 φ100㎜의 롤러이며, 액체 흡수체를 표면에 담지시켜 압력 9.8h㎩(10gf/㎠)로 잉크 화상에 압박하였다. 닙 폭은 20㎜이고 접촉 시간은 33㎳였다.

이어서, 기록 매체를 전사체 상의 제3 중간 화상에 압접시켜, 제3 중간 화상을 전사체로부터 기록 매체로 전사하여 해당 기록 매체 상에 화상을 형성하였다. 기록 매체로서는 코트지(오로라 코트지, 평량 127.9g/㎡, 닛폰 세이시 제조)를 이용하며, 반송 속도 600㎜/s로 반송하였다. 전사용 압박 부재는, 표면의 3㎜가 고무로 구성된 φ150㎜의 롤러이며, 압력 9.8㎫(100kgf/㎠)로 제3 중간 화상에 압박하였다. 닙 폭은 20㎜이고 접촉 시간은 33㎳였다.

(복소 탄성률(Pa)의 측정)

중간 화상의 복소 탄성률을 이하와 같이 측정하였다.

먼저, 전사체 대신 유리 기판을 이용하고, 그 이외에는 상술한 방법으로 유리 기판 상에 중간 화상을 형성하였다. 중간 화상을 형성하는 과정에 있어서, 자외선 조사 후이자 액체 흡수체에 접촉하기 전에, 제2 중간 화상이 형성된 유리 기판을 취출하고 곧바로 복소 탄성률의 측정을 행하였다. 또한 액체 흡수체에 접촉한 후이자 기록 매체에 접촉하기 전에, 제3 중간 화상이 형성된 유리 기판을 취출하고 곧바로 복소 탄성률의 측정을 행하였다.

복소 탄성률의 측정에는, 안톤파사 제조의 「레오미터 MCR302」(상품명)를 이용하였다. 진동 모드에서, 주파수는 닙 시간의 역수인 30㎐, 변위는 1%, 노멀 포스는 1N으로 하였다. 표 4에 복소 탄성률(Pa)의 측정 결과를 나타낸다.

표 4로부터, 실시예 1 내지 20의 제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률은 모두 상용 대수로 4.0 이상이었다. 또한 제3 중간 화상(기록 매체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률은 모두 7.0 이하였다. 또한 실시예 6의 제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률은 상용 대수로 7.0 이상이었지만 제3 중간체(기록 매체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률은 7.0 이하였다.

<실시예 21 내지 24>

부여하는 잉크를 표 4와 같이 변경하고 반응액의 부여를 행하지 않았다. 그 이외에는 실시예 1 내지 20과 마찬가지로 화상 형성과 복소 탄성률의 측정을 행하였다.

제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률은 모두 상용 대수로 4.0 이상이었다. 또한 제3 중간 화상(기록 매체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률은 모두 7.0 이하였다.

[표 4]

<비교예 1 내지 7>

부여하는 잉크를 표 5와 같이 변경하였다. 그 이외에는 실시예 1 내지 20과 마찬가지로 화상 형성과 복소 탄성률의 측정을 행하였다.

비교예 1 내지 3 및 6의 제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률(Pa)은 상용 대수로 4.0보다 작았다. 비교예 1은, 중합성 성분이 단관능의 중합성 성분 1만을 포함하고, 특히 복소 탄성률이 작았다. 또한 비교예 1 내지 3 및 6은, 제2 중간 화상이 액체 흡수체에 접촉하였을 때, 제2 중간 화상으로부터 액체 흡수체로 대부분 색 번짐되어 버려서, 제3 중간 화상(기록 매체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률에 대해서는 측정할 수 없었다. 비교예 4, 5 및 7의 제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률(Pa)은 상용 대수로 4.0 이상이었지만 제3 중간 화상(기록 매체에 접촉하기 전)이 7.0 이상이었다.

<비교예 8>

부여하는 잉크를 표 5와 같이 변경하고 반응액의 부여를 행하지 않았다. 그 이외에는 실시예 1 내지 20과 마찬가지로 화상 형성과 복소 탄성률의 측정을 행하였다.

제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률(Pa)은 상용 대수로 4.0보다 작았다. 이는, UV 경화 에멀션이 응집되거나 조막되거나 하기 이전에 자외선을 조사하더라도, 입자 간이 이어져 있지 않으므로 막 전체의 복소 탄성률이 상승하지 않기 때문으로 생각된다. 또한 제2 중간 화상이 액체 흡수체에 접촉하였을 때, 제2 중간 화상으로부터 액체 흡수체로 대부분 색 번짐되어 버려서, 제3 중간 화상(기록 매체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률에 대해서는 측정할 수 없었다.

[표 5]

<실시예 25와 26>

자외선의 조사 조건을 표 6에 나타낸 바와 같이 상류의 조사 장치와 하류의 조사 장치로 변경한 것 이외에는, 실시예 3과 마찬가지로 화상 형성과 복소 탄성률의 측정을 행하였다. 또한 비교를 알기 쉽게 하기 위하여 표 6에 실시예 3의 자외선 조사 조건 및 측정 결과를 재게재하였다.

[표 6]

실시예 25와 26은, 제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률은 상용 대수로 4.0 이상이었다. 또한 제3 중간 화상(기록 매체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률은 7.0 이하였다. 그러나 실시예 25에서는, 제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률이 실시예 3의 제2 중간 화상의 복소 탄성률보다 저하되어 있었다. 한편, 실시예 26에서는, 제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률이 실시예 3의 중간 화상의 복소 탄성률과 거의 바뀌지 않았다. 또한 실시예 26에 있어서, 하류에서의 자외선 조사를 행하지 않고 상류만의 조사에 그치게 한바, 제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률(Pa)은 상용 대수로 4.2였다. 이상으로부터, 실시예 26에 있어서 제2 중간 화상의 복소 탄성률은, 상류의 조사뿐 아니라 상류의 조사와 하류의 조사의 조합에 의하여 실시예 3의 제2 중간 화상의 복소 탄성률과 동등한 값에 도달해 있음을 알 수 있었다.

<비교예 9>

자외선의 조사 조건을 표 7에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는, 비교예 5와 마찬가지로 화상 형성과 복소 탄성률의 측정을 행하였다. 또한 비교를 알기 쉽게 하기 위하여 비교예 5의 자외선 조사 조건 및 측정 결과를 표 7에 나타낸다.

[표 7]

비교예 9는 비교예 5와 마찬가지로, 제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률(Pa)이 상용 대수로 4.0 이상이었다. 또한 비교예 9는 비교예 5와 마찬가지로, 제3 중간 화상(기록 매체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률이 7.0 이상으로 되어 있었다. 실시예 25가, 실시예 3과 비교하여 제2 및 제3 중간 화상의 복소 탄성률이 모두 저하된 데 비해, 비교예 9에서는 비교예 5와 비교하여 제2 및 제3 중간 화상의 복소 탄성률은 거의 변화되지 않았다.

<실시예 27과 28>

본 실시예에서는, 중간 화상을 액체 흡수체에 접촉시키고 나서 기록 매체에 접촉시키기까지의 동안에 상온의 바람을 분사하여 건조를 촉진하고, 액체의 제거율을 표에 나타낸 바와 같이 조정한 것 이외에는, 실시예 4와 마찬가지로 화상 형성과 복소 탄성률의 측정을 행하였다. 결과를 표 8에 나타낸다. 또한 비교를 알기 쉽게 하기 위하여 실시예 3의 액 제거율 및 측정 결과를 표 8에 나타낸다. 액체의 제거율은, 중간 화상의 중량을 측정함으로써 산출하였다.

[표 8]

실시예 27 및 28은, 제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률은 상용 대수로 4.0 이상이었다. 또한 제3 중간 화상(기록 매체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률은 7.0 이하였다. 실시예 27에서는 실시예 4와 마찬가지로, 제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률보다 제3 중간 화상(기록 매체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률은 저하되었다. 그러나 실시예 28에서는, 제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률보다 제3 복소 탄성률(기록 매체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률은 증대되었다.

<비교예 10과 11>

부여하는 잉크를 잉크 14로 변경하고, 또한 자외선의 조사 조건을 표 9와 같이 변경하였다. 그 이외에는 실시예 1 내지 20과 마찬가지로 화상 형성과 복소 탄성률의 측정을 행하였다.

[표 9]

비교예 10은 완전한 경화에 이르러 있고, 비교예 11은 완전한 경화에 이르기 전의 반경화 상태였다. 모두 액체 흡수체에 접촉하기 전의 복소 탄성률(Pa)이 상용 대수로 4.0 이상이었지만, 기록 매체에 접촉하기 전에 7.0 이상으로 되어 있었다.

<실시예 29>

본 실시예에서는, 반응액에 함유되는 유기산인 글루타르산을 시트르산으로 변경한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 화상 형성과 복소 탄성률의 측정을 행하였다. 결과를 표 10에 나타낸다.

[표 10]

<평가>

상기와 같은 실시예, 비교예에 기초하여 화상 형성을 행하고, 이하와 같은 수법으로 액체 흡수체로의 색 번짐과 전사성을 평가하였다. 광학 농도(OD라고도 함)의 측정에는, X-rite사 제조의 분광 반사 농도계 504를 사용하여 마젠타의 농도를 측정하였다. 또한 베이스로 되는 액체 흡수체 또는 전사체의 광학 농도를 미리 측정해 두고 그 값을 감산하였다.

(액체 흡수체로의 색 번짐)

화상 형성 후에 액체 흡수체의 광학 농도를 측정하고, 그 값에 기초하여 이하의 판정 기준에 따라 평가를 행하였다.

A: OD가 0.05 이하이다.

B: OD가 0.05보다 크고 0.20 이하이다.

C: OD가 0.20보다 크다.

(전사성)

화상 형성 후에 전사체의 광학 농도를 측정하고, 그 값에 기초하여 이하의 판정 기준에 따라 평가를 행하였다. 전사체의 광학 농도는, 채 전사되지 못하고 남은 양에 대응하고 있으며, 이 값이 작다는 것은 전사성이 양호하다는 것을 나타내고 있다.

A: OD가 0.05 이하이다.

B: OD가 0.05보다 크고 0.20 이하이다.

C: OD가 0.20보다 크다.

평가한 결과를 표 11 내지 17에 나타낸다. 제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률(Pa)이 상용 대수로 4.0 이상일 때, 액체 흡수체로의 색 번짐을 경감할 수 있었다. 또한 제3 중간 화상(기록 매체에 접촉하기 전)의 복소 탄성률(Pa)이 상용 대수로 7.0 이하일 때, 양호하게 전사를 행할 수 있었다.

또한 잉크가 적어도 단관능의 중합성 성분과 다관능의 중합성 성분의 양쪽을 함유하여 이루어질 때, 보다 액체 흡수체로의 색 번짐을 경감하여 보다 전사성을 높일 수 있었다.

또한 잉크가 일반식 (Ⅰ)을 만족시킬 때, 보다 액체 흡수체로의 색 번짐을 경감하여 보다 전사성을 높일 수 있었다.

또한 자외선의 조사가, 조도가 다른 복수의 조사 장치에 의하여 행해지고, 하류의 조사 장치의 조도보다 상류의 조사 장치의 조도가 작을 때, 보다 액체 흡수체로의 색 번짐을 경감할 수 있었다.

또한 액체 성분이 제거됨으로써 중간 화상의 복소 탄성률이, 제2 중간 화상(액체 흡수체에 접촉하기 전)보다 제3 중간 화상(기록 매체에 접촉하기 전) 쪽이 작아질 때, 보다 양호하게 전사할 수 있었다.

[표 11]

[표 12]

[표 13]

[표 14]

[표 15]

[표 16]

[표 17]

본 발명은, 제2 및 제3 중간 화상의 복소 탄성률을 특정 범위로 조정한 것이다. 이것에 의하여, 중간 화상의 액체 흡수체로의 이행을 경감하면서 중간 화상을 기록 매체에 양호하게 전사하는 잉크젯 화상 형성 방법 및 잉크젯 화상 형성 장치를 제공할 수 있었다.

본 출원은, 2017년 6월 30일에 출원된 일본 특허 출원 번호 제2017-129728호 및 2017년 6월 30일에 출원된 일본 특허 출원 번호 제2017-129729호의 우선권을 주장하는 것이며, 그 내용들을 인용하여 본 출원의 일부로 하는 것이다.

100: 전사형 잉크젯 기록 장치
101: 전사체
104: 잉크 부여 장치
105: 액체 흡수 장치
105a: 액체 흡수체
106: 전사용 압박 부재
107: 기록 매체 반송 장치
108: 기록 매체
110: 자외선 조사 장치

Claims (16)

1. 전사체에, 적어도 물과, 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분을 포함하는 잉크를 부여하여 제1 중간 화상을 형성하는 제1 공정과,
   상기 제1 중간 화상에 활성 에너지선을 조사하여 제2 중간 화상을 형성하는 제2 공정과,
   상기 제2 중간 화상에 액체 흡수체를 접촉시켜, 상기 제2 중간 화상에 포함되는 액체 성분의 적어도 일부를 제거하여 제3 중간 화상을 형성하는 제3 공정과,
   상기 제3 중간 화상을 상기 전사체로부터 기록 매체로 전사하여 상기 기록 매체 상에 화상을 형성하는 제4 공정을 갖고,
   상기 제2 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이 상용 대수로 4.0 이상이고 상기 제3 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이 상용 대수로 7.0 이하인 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상 형성 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 잉크가, 적어도 단관능의 중합성 성분과 다관능의 중합성 성분의 양쪽을 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상 형성 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분이, 유연성을 부여하는 성분으로서 단관능 성분 또는 2관능 성분을 적어도 1종 함유하고, 그물눈 구조를 부여하는 성분으로서 2관능 이상의 다관능 성분을 적어도 1종 함유하여 이루어지는 수성 잉크이며, 상기 활성 에너지선에 의하여 경화되는 성분이, 하기 일반식 (Ⅰ)로 나타나는 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상 형성 방법.
   

   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분 중 적어도 1종이 수용성인 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 활성 에너지선으로 경화되는 수용성 성분 중 적어도 1종이, 상기 유연성을 부여하는 성분인 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 활성 에너지선으로 경화되는 수용성 성분 중 적어도 1종이 아크릴아미드 구조 또는 메타크릴아미드 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 공정이, 활성 에너지선의 조도가 다른 복수의 조사 장치에 의하여 행해지고, 하류의 조사 장치의 조도보다 상류의 조사 장치의 조도가 작은 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상 형성 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 중간 화상의 복소 탄성률보다 상기 제3 중간 화상의 복소 탄성률 쪽이 작은 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상 형성 방법.
9. 전사체와,
   상기 전사체 상에, 적어도 물과, 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분을 포함하는 잉크를 부여하여, 제1 중간 화상을 형성하는 잉크 부여 장치와,
   상기 제1 중간 화상에 활성 에너지선을 조사하여 제2 중간 화상을 형성하는 활성 에너지선 조사 장치와,
   상기 제2 중간 화상에 액체 흡수체를 접촉시켜, 상기 제2 중간 화상에 포함되는 액체 성분의 적어도 일부를 제거하여, 제3 중간 화상을 형성하는 액체 흡수 장치와,
   제3 중간 화상을 상기 전사체로부터 기록 매체로 전사하여, 상기 기록 매체 상에 화상을 형성하는 전사 장치를 갖고, 상기 제2 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이 상용 대수로 4.0 이상이고 상기 제3 중간 화상의 복소 탄성률(Pa)이 7.0 이하인 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상 형성 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 잉크 부여 장치가, 적어도 단관능의 중합성 성분과, 다관능의 중합성 성분의 양쪽을 함유하여 이루어지는 잉크를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상 형성 장치.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 잉크 부여 장치는, 상기 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분이, 유연성을 부여하는 성분으로서 단관능 성분 또는 2관능 성분을 적어도 1종 함유하고, 그물눈 구조를 부여하는 성분으로서 2관능 이상의 다관능 성분을 적어도 1종 함유하고, 또한 하기 일반식 (Ⅰ)로 나타나는 관계를 만족시키는 수성 잉크를 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상 형성 장치.
    

    
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크 부여 장치는, 상기 활성 에너지선의 조사에 의하여 경화되는 성분 중 적어도 1종이, 수용성인 잉크를 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상 형성 장치.
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크 부여 장치는, 상기 활성 에너지선으로 경화되는 수용성 성분 중 적어도 1종이, 상기 유연성을 부여하는 성분인 잉크를 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상 형성 장치.
14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크 부여 장치는, 상기 활성 에너지선으로 경화되는 수용성 성분 중 적어도 1종이 아크릴아미드 구조 또는 메타크릴아미드 구조를 갖는 잉크를 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상 형성 장치.
15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    활성 에너지선의 조도가 다른 복수의 조사 장치를 갖고, 하류의 조사 장치의 조도보다 상류의 조사 장치의 조도가 작은 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상 형성 장치.
16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 중간 화상의 복소 탄성률보다 상기 제3 중간 화상의 복소 탄성률 쪽이 작은 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상 형성 장치.

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