WO2012029562A1 - インクジェット記録方法 - Google Patents

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WO2012029562A1
WO2012029562A1 PCT/JP2011/068805 JP2011068805W WO2012029562A1 WO 2012029562 A1 WO2012029562 A1 WO 2012029562A1 JP 2011068805 W JP2011068805 W JP 2011068805W WO 2012029562 A1 WO2012029562 A1 WO 2012029562A1
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WO
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recording medium
ink
recording
drying
unit
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Application number
PCT/JP2011/068805
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English (en)
French (fr)
Inventor
小林 潤
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US13/773,388 priority patent/US8733881B2/en

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/0081After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using electromagnetic radiation or waves, e.g. ultraviolet radiation, electron beams
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/10Printing inks based on artificial resins
    • C09D11/101Inks specially adapted for printing processes involving curing by wave energy or particle radiation, e.g. with UV-curing following the printing

Definitions

  • the present invention relates to an inkjet recording method.
  • ink moisture soaks into a recording medium such as paper, and the recording medium absorbs the ink moisture, whereby the recording medium expands and deforms, and wrinkles called cockle are generated, Even after drying, wrinkles and curls remain, causing deterioration in image quality.
  • a humidity detection device a dehumidification device inside the housing, a device having a control unit that controls the dehumidification device so that the humidity is the same as the target value, and a temperature detection device, a heating device, and a temperature inside the housing are the target values.
  • An image recording apparatus that controls the heating device is disclosed (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-138463).
  • the recording medium conveyance speed, the amount of moisture, the temperature, the atmosphere around the recording medium are related to the degree of drying of the recording medium that has passed through the waveguide.
  • An apparatus for detecting a parameter such as humidity and supplying an electromagnetic wave such as a microwave in the waveguide according to the parameter has been proposed (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-012752).
  • the ink that has landed on the print medium by a heat plate or hot air blowing means is used in accordance with the humidity detected by the humidity detecting means in the printing environment.
  • An apparatus for heating has been proposed (see, for example, JP-A-2002-137375).
  • an object of the present invention is to provide an ink jet recording method in which the moisture content of a recording medium is controlled to reliably cure an ultraviolet curable ink.
  • a sheet feeding step for feeding a recording medium
  • a discharging step for discharging aqueous ultraviolet curable ink onto the recording medium
  • a recording surface side surface of the recording medium after the discharging step The humidity adjustment step for adjusting the moisture content so that the moisture content difference from the recording surface-side surface moisture content of the recording medium in the paper feeding process is 2 g / m 2 or more and 5 g / m 2 or less, and the moisture content difference is adjusted.
  • a fixing step of curing and fixing the water-based ultraviolet curable ink on the recording medium with ultraviolet rays having an irradiation dose of 800 mJ / cm 2 or more.
  • the moisture difference of the recording medium is regulated to 2 to 5 g / m 2, so that the ultraviolet curable ink can be reliably cured and the film strength Can be obtained.
  • the recording surface side surface moisture content of the recording medium is measured using a paper moisture meter, and the moisture content difference is calculated. Provide a method.
  • a third aspect of the present invention includes a treatment liquid application step before the ejection step, and the moisture amount difference is calculated based on the type of the recording medium, the treatment liquid application amount to the recording medium, and the ink discharge amount.
  • An inkjet recording method for calculating is provided.
  • the moisture content difference can be calculated at low cost without the need for additional equipment.
  • the recording medium side surface temperature of the recording medium measured by a radiation thermometer is adjusted to a predetermined temperature range, and then the recording medium is irradiated with ultraviolet rays. I will provide a.
  • the temperature when the ink is cured with ultraviolet rays it is possible to prevent the curing reaction rate from being lowered due to the low temperature and the situation where the curing reaction is insufficient due to the lack of water due to the high temperature.
  • an ink jet recording method includes a coloring material, a polymerizable monomer that is polymerized by ultraviolet rays, an initiator that initiates polymerization of the polymerizable monomer by ultraviolet rays, and 50 Water-based ultraviolet curable ink containing at least% of water is used.
  • the present invention has the above-described configuration, it is possible to provide an ink jet recording method in which the moisture content of the recording medium is managed to reliably cure the ultraviolet curable ink.
  • 1 is a conceptual diagram illustrating an image recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is a conceptual diagram illustrating a main part of an image recording apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a conceptual diagram which shows the experimental apparatus which investigates the relationship between the moisture content of the recording medium and the adhesion evaluation of the ink after fixing in the image recording method which concerns on embodiment of this invention.
  • 6 is a table showing the moisture content of the recording medium and the adhesion evaluation of the ink after fixing in the image recording method according to the embodiment of the present invention. 6 is a table showing the moisture content of the recording medium and the adhesion evaluation of the ink after fixing in the image recording method according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of an inkjet recording apparatus that employs an inkjet recording method according to an embodiment of the present invention.
  • the inkjet recording apparatus 100 water-based ultraviolet curable inks of a plurality of colors are applied from the inkjet heads 172M, 172K, 172C, and 172Y to the recording surface of the recording medium P held on the impression cylinder (drawing drum 170) of the drawing unit 116.
  • the ink jet recording apparatus 100 applies a treatment liquid (including an aggregating agent that agglomerates components in the ink composition) onto the recording medium P before ink ejection, and reacts the treatment liquid with the ink liquid to cause the recording medium P to react.
  • This is an on-demand type image forming apparatus to which a two-component reaction (aggregation) method for image formation is applied.
  • the inkjet recording apparatus 100 mainly includes a paper feeding unit 112, a treatment liquid application unit 114, a drawing unit 116, a drying unit 118, a fixing unit 120, and a paper discharge unit 122. ing.
  • the paper feeding unit 112 is a mechanism for supplying the recording medium P to the processing liquid applying unit 114, and the paper feeding unit 112 has a recording medium P that is a sheet of paper stacked thereon.
  • the paper feed unit 112 is provided with a paper feed tray 150, and the recording medium P is fed from the paper feed tray 150 to the processing liquid application unit 114 one by one.
  • the paper feed tray 150 may be provided with a suction hole on the outer surface and connected to a suction unit that sucks the recording medium P by applying a negative pressure from the suction hole.
  • a paper moisture meter 113 for measuring the moisture content on the recording surface side surface of the recording medium P to be fed is provided inside the paper feeding unit 112.
  • a moisture meter 113 measures the amount of moisture contained in the recording medium P to be fed from the beginning. Further, as described later, a difference from the same moisture content of the recording medium P at the time of fixing by ultraviolet rays, which is measured by a paper moisture meter 181 provided in the fixing unit 120, is calculated.
  • a plurality of types of recording media P having different paper types and sizes can be used as the recording medium P.
  • a mode is also possible in which a plurality of paper trays (not shown) are provided in the paper feed unit 112 to distinguish and collect various recording media and the paper to be fed to the paper feed tray 150 is automatically switched from among the plurality of paper trays. .
  • a mode in which the operator selects or replaces the paper tray as required is also possible.
  • a sheet (cut paper) is used as the recording medium P.
  • a configuration in which a continuous paper (roll paper) is cut to a required size and fed is also possible.
  • the treatment liquid application unit 114 is a mechanism for applying the treatment liquid to the recording surface of the recording medium P.
  • the treatment liquid contains an aggregating agent that aggregates the components in the ink composition applied by the drawing unit 116.
  • the treatment liquid and ink come into contact with each other to cause an agglomeration reaction with the ink.
  • the ink promotes the separation between the colorant and the solvent, and does not cause bleeding or landing interference (unification) or color mixing after ink landing.
  • An image can be formed.
  • As a process liquid it can also comprise using another component other than a coagulant
  • the treatment liquid application unit 114 includes a paper feed cylinder 152, a treatment liquid drum 154, and a treatment liquid application device 156.
  • the treatment liquid drum 154 is a drum that holds the recording medium P and rotates and conveys it.
  • the processing liquid drum 154 includes a claw-shaped holding means (gripper) 155 on the outer peripheral surface thereof, and the recording medium P is sandwiched between the claw of the holding means 155 and the peripheral surface of the processing liquid drum 154. The tip can be held.
  • the treatment liquid drum 154 may be provided with suction holes on the outer peripheral surface thereof, and connected to suction means for sucking the recording medium P from the suction holes with negative pressure. As a result, the recording medium P can be held in close contact with the peripheral surface of the treatment liquid drum 154.
  • a processing liquid coating device 156 is provided outside the processing liquid drum 154 so as to face the peripheral surface thereof. In the recording medium P, the processing liquid is applied to the recording surface by the processing liquid application device 156.
  • the recording medium P to which the processing liquid is applied by the processing liquid applying unit 114 is transferred from the processing liquid drum 154 to the drawing drum 170 of the drawing unit 116 via the intermediate transfer unit 126 (first transfer cylinder transfer means).
  • the drawing unit 116 includes a drawing drum 170 and inkjet heads 172M, 172K, 172C, and 172Y. Although not shown in FIG. 1, a sheet pressing roller for removing the wrinkles of the recording medium P is disposed on the front side of the ink jet heads 172M, 172K, 172C, and 172Y with respect to the drawing drum 170. Also good.
  • the drawing drum 170 is provided with claw-shaped holding means (grippers) 171 on its outer peripheral surface, like the processing liquid drum 154, to hold and fix the leading end of the recording medium.
  • the drawing drum 170 has a plurality of suction holes on the outer peripheral surface, and the recording medium P is attracted to the outer peripheral surface of the drawing drum 170 by negative pressure.
  • contact between the paper P and the inkjet head 172 due to paper floating is avoided, and paper jamming is prevented.
  • image unevenness due to a variation in the clearance between the paper P and the inkjet head 172 is prevented.
  • the recording medium P fixed to the drawing drum 170 in this way is conveyed with the recording surface facing outward, and water-based ultraviolet curable ink is ejected from the inkjet heads 172M, 172K, 172C, 172Y onto this recording surface. Is done.
  • the inkjet heads 172M, 172K, 172C, and 172Y are full-line inkjet recording heads (inkjet heads) each having a length corresponding to the maximum width of the image forming area on the recording medium P.
  • a nozzle row in which a plurality of ink ejection nozzles are arranged over the entire width of the image forming area is formed.
  • Each inkjet head 172M, 172K, 172C, 172Y is installed so as to extend in a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium P (the rotation direction of the drawing drum 170).
  • Corresponding color ink droplets are ejected from the respective inkjet heads 172M, 172K, 172C, 172Y toward the recording surface of the recording medium P that is closely held on the drawing drum 170.
  • the ink comes into contact with the treatment liquid applied to the recording surface in advance by the treatment liquid application unit 114, and the color material (pigment) dispersed in the ink is aggregated to form a color material aggregate.
  • the color material flow on the recording medium P is prevented, and an image is formed on the recording surface of the recording medium P.
  • CMYK standard colors four colors
  • the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink, dark ink, and special ink are used as necessary.
  • Color ink may be added.
  • an ink jet head that discharges light (light color) ink such as light cyan and light magenta, and the arrangement order of the color heads is not particularly limited.
  • the drawing unit 116 configured as described above can perform drawing on the recording medium P in a single pass. Thereby, high-speed recording and high-speed output are possible, and productivity can be improved.
  • the recording medium P on which an image is formed by the drawing unit 116 is transferred from the drawing drum 170 to the drying drum 176 of the drying unit 118 via the intermediate conveyance unit 128 (second transfer cylinder conveyance unit).
  • the drying unit 118 is a mechanism for drying moisture contained in the solvent separated by the color material aggregating action, and includes a drying drum 176 and a solvent drying device 178 as shown in FIG. Similar to the treatment liquid drum 154, the drying drum 176 includes a claw-shaped holding unit (gripper) 177 on the outer peripheral surface thereof. The holding means 177 holds the leading end of the recording medium P and has a suction hole (not shown) on the outer peripheral surface of the drum so that the recording medium P can be adsorbed to the drying drum 176 by negative pressure. Further, an air blowing means 180 (adsorption assisting means) and a solvent drying device 178 are provided so as to face the outer peripheral surface of the drying drum 176.
  • a drying drum 176 Similar to the treatment liquid drum 154, the drying drum 176 includes a claw-shaped holding unit (gripper) 177 on the outer peripheral surface thereof. The holding means 177 holds the leading end of the recording medium P and has a suction hole (not shown) on the outer peripheral surface of the drum so
  • the air blowing means 180 is for assisting the adsorption of the recording medium P to the drying drum 176.
  • the air blowing unit 180 blows air obliquely toward the end of the recording medium P in the width direction, and the recording medium P held at the front end by the holding unit 177 moves from the front end side toward the rear end side. It is ensured to be adsorbed without generating.
  • the solvent drying device 178 is arranged at a position facing the outer peripheral surface of the drying drum 176, and includes hot air drying means 182 in which a plurality of combinations of IR heaters and fans are arranged.
  • hot air drying means 182 in which a plurality of combinations of IR heaters and fans are arranged.
  • Various drying conditions can be realized by appropriately adjusting the temperature and air volume of the hot air blown toward the recording medium P from each hot air jet nozzle of the hot air drying means 182.
  • the recording medium P is conveyed while being attracted and restrained to the outer peripheral surface of the drying drum 176 so that the recording surface faces outward, and the recording surface is dried by the IR heater and the hot air jet nozzle.
  • the drying drum 176 has suction means provided on the outer peripheral surface thereof, and suction means for performing suction from the suction hole with a negative pressure.
  • suction means for performing suction from the suction hole with a negative pressure.
  • the recording medium P can be held in close contact with the peripheral surface of the drying drum 176.
  • the recording medium P can be restrained by the drying drum 176 by performing negative pressure suction, the recording medium P can be prevented from being clogged.
  • the recording medium P that has been dried by the drying unit 118 is transferred from the drying drum 176 to the fixing drum 184 of the fixing unit 120 via the intermediate conveyance unit 130 (third transfer cylinder conveyance unit).
  • the fixing unit 120 includes a fixing drum 184, a pressing roller 188 (smoothing means), and an ultraviolet light source 190 (ultraviolet irradiation means).
  • the fixing drum 184 includes a claw-shaped holding unit (gripper) 185 on the outer peripheral surface, and the leading end of the recording medium P can be held by the holding unit 185.
  • the recording medium P is conveyed with the recording surface facing outward.
  • the recording surface is smoothed by the pressing roller 188, and then irradiated with ultraviolet rays from the ultraviolet light source 190. Curing / fixing is performed.
  • the pressing roller 188 smoothes the recording medium P by pressurizing the recording medium P dried with ink.
  • the ultraviolet light source 190 irradiates the image formed by the aqueous ultraviolet curable ink discharged on the recording medium P with ultraviolet rays to fix the ink.
  • an in-line sensor for inspecting an image formed on the recording medium P may be provided to face the outer peripheral surface of the fixing drum 184.
  • the in-line sensor is a measuring unit for measuring a check pattern, a moisture content, a surface temperature, a glossiness, and the like for an image fixed on the recording medium P.
  • a CCD line sensor can be suitably used.
  • a paper discharge unit 122 is provided following the fixing unit 120.
  • a paper discharge unit 192 is installed in the paper discharge unit 122.
  • a transfer drum 194 and a transport chain 196 are provided between the fixing drum 184 and the paper discharge unit 192 of the fixing unit 120.
  • the conveyance chain 196 is wound around the tension roller 198.
  • the recording medium P that has passed through the fixing drum 184 is sent to the transport chain 196 via the transfer drum 194 and is transferred from the transport chain 196 to the paper discharge unit 192.
  • the ink jet recording apparatus 100 of this example includes an ink storage / loading unit that supplies ink to each of the ink jet heads 172M, 172K, 172C, and 172Y, and a processing liquid.
  • a means for supplying the treatment liquid to the treatment liquid application section 114 such as a means for supplying the treatment liquid to the application section 114, and cleaning of each inkjet head 172M, 172K, 172C, 172Y (wiping of the nozzle surface, A head maintenance unit that performs purging, nozzle suction, and the like, a position detection sensor that detects the position of the recording medium P on the paper conveyance path, and a temperature sensor that detects the temperature of each part of the apparatus.
  • the ink (aqueous ultraviolet curable ink) used in the present invention will be described.
  • the aqueous ultraviolet curable ink includes a pigment, polymer particles, and a water-soluble polymerizable compound that is polymerized by active energy rays. Accordingly, the ink can be cured by irradiating with ultraviolet rays, and the ink has excellent abrasion resistance and high film strength.
  • the ink composition in the present invention contains a pigment, and can be constituted by using a dispersant, a surfactant, and other components as necessary.
  • the ink composition contains at least one pigment as a color material component.
  • the pigment is preferably a pigment that is almost insoluble or hardly soluble in water from the viewpoint of ink colorability.
  • the pigment is preferably a water-dispersible pigment in which at least a part of its surface is coated with a polymer dispersant.
  • the ink composition of the present invention can contain at least one dispersant.
  • the dispersant for the pigment may be either a polymer dispersant or a low molecular surfactant type dispersant.
  • the polymer dispersant may be either a water-soluble dispersant or a water-insoluble dispersant.
  • the weight average molecular weight of the polymer dispersant is preferably 3,000 to 100,000, more preferably 5,000 to 50,000, still more preferably 5,000 to 40,000, particularly preferably. 10,000 to 40,000.
  • the acid value of the polymer dispersant is preferably 100 KOHmg / g or less from the viewpoint of good aggregation when the treatment liquid comes into contact. Further, the acid value is more preferably from 25 to 100 KOH mg / g, further preferably from 25 to 80 KOH mg / g, particularly preferably from 30 to 65 KOH mg / g. When the acid value of the polymer dispersant is 25 or more, the stability of self-dispersibility is improved.
  • the polymer dispersant preferably contains a polymer having a carboxyl group from the viewpoint of self-dispersibility and aggregation rate when the treatment liquid comes into contact, and the polymer dispersant has a carboxyl group and an acid value of 25 to 80 KOHmg / g. More preferably.
  • a pigment and a dispersant in the present embodiment, from the viewpoint of light resistance and quality of the image, it is preferable to include a pigment and a dispersant, more preferably to include an organic pigment and a polymer dispersant, and further to include an organic pigment and a carboxyl group. It is particularly preferred to contain a polymer dispersant. Moreover, it is preferable that a pigment is coat
  • the average particle diameter of the pigment is preferably 10 to 200 nm, more preferably 10 to 150 nm, and even more preferably 10 to 100 nm.
  • the average particle diameter is 200 nm or less, the color reproducibility is good, and the droplet ejection characteristics when droplets are ejected by the ink jet method are good, and when it is 100 nm or less, the light resistance is good.
  • the particle size distribution of the color material is not particularly limited, and may be either a wide particle size distribution or a monodisperse particle size distribution. Two or more color materials having a monodisperse particle size distribution may be mixed and used.
  • the average particle size and particle size distribution of the pigment particles are determined by measuring the volume average particle size by a dynamic light scattering method using a nanotrack particle size distribution measuring device UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). It is what
  • the pigments may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the pigment in the ink composition is preferably 1 to 25% by mass, more preferably 2 to 20% by mass, and more preferably 5 to 20% by mass with respect to the ink composition from the viewpoint of image density. Is more preferable, and 5 to 15% by mass is particularly preferable.
  • the ink composition in the present invention can contain at least one kind of polymer particles.
  • the polymer particles have a function of fixing the ink composition by increasing the viscosity of the ink by aggregation and dispersion instability when contacted with a treatment liquid described later or a dried region thereof. It is possible to further improve the fixing property of an object to a recording medium and the scratch resistance of an image.
  • polymer particles having an anionic surface charge are used, and generally known latex is used as long as sufficient reactivity and ejection stability are obtained. It is preferable to use polymer particles.
  • the ink composition in the invention preferably contains at least one kind of self-dispersing polymer particles as polymer particles.
  • This self-dispersing polymer has a function of fixing the ink composition by destabilizing and agglomerating and aggregating the ink to increase the viscosity of the ink when it comes into contact with a treatment liquid described later or a dried region thereof. Fixability of the composition to a recording medium and image scratch resistance can be further improved.
  • Self-dispersing polymers are also preferred resin particles from the viewpoints of ejection stability and liquid stability (particularly dispersion stability) of the system containing the pigment.
  • Self-dispersing polymer particles are water-insoluble polymers that can be dispersed in an aqueous medium by the functional groups (especially acidic groups or salts thereof) of the polymer itself in the absence of other surfactants.
  • the acid value of the self-dispersing polymer in the present invention is preferably 50 KOHmg / g or less from the viewpoint of good cohesiveness when the treatment liquid comes into contact. Further, the acid value is more preferably 25 to 50 KOH mg / g, and further preferably 30 to 50 KOH mg / g. When the acid value of the self-dispersing polymer is 25 or more, the stability of the self-dispersing property is improved.
  • the particles of the self-dispersing polymer in the present invention preferably contain a polymer having a carboxyl group from the viewpoint of self-dispersibility and the aggregation rate when the treatment liquid comes into contact. More preferably, the polymer contains 50 KOH mg / g, more preferably a polymer having a carboxyl group and an acid value of 30 to 50 KOH mg / g.
  • the molecular weight of the water-insoluble polymer constituting the self-dispersing polymer particles is preferably from 3,000 to 200,000, more preferably from 5,000 to 150,000 in terms of weight average molecular weight. More preferably, it is 100,000.
  • weight average molecular weight By setting the weight average molecular weight to 3,000 or more, the amount of water-soluble components can be effectively suppressed.
  • self-dispersion stability can be improved by making a weight average molecular weight into 200,000 or less.
  • the weight average molecular weight is measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • GPC gel permeation chromatography
  • HLC-8220GPC manufactured by Tosoh Corporation
  • TSKgeL SuperHZM-H TSKgeL SuperHZ4000
  • TSKgeL SuperHZ2000 manufactured by Tosoh Corporation, 4.6 mm ID ⁇ 15 cm
  • THF tetrahydrofuran
  • the sample concentration is 0.35% by mass
  • the flow rate is 0.35 ml / min
  • the sample injection amount is 10 ⁇ l
  • the measurement temperature is 40 ° C.
  • an IR detector is used.
  • the calibration curves are “Standard sample TSK standard, polysrene”, “F-40”, “F-20”, “F-4”, “F-1”, “A-5000” manufactured by Tosoh Corporation. , “A-2500”, “A-1000”, and “n-propylbenzene”.
  • the average particle size of the self-dispersing polymer particles is preferably in the range of 10 nm to 400 nm, more preferably in the range of 10 to 200 nm, and still more preferably in the range of 10 to 100 nm.
  • the volume average particle size is 10 nm or more, the production suitability is improved, and when it is 1 ⁇ m or less, the storage stability is improved.
  • the average particle size and particle size distribution of the self-dispersing polymer particles were measured by the dynamic light scattering method using Nanotrac particle size distribution analyzer UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). Is required.
  • Self-dispersing polymer particles can be used singly or in combination of two or more.
  • the content of the self-dispersing polymer particles in the ink composition is preferably 1 to 30% by mass with respect to the ink composition from the viewpoint of aggregation rate and image glossiness. More preferably, it is mass%.
  • the content ratio of the pigment and the self-dispersing polymer particles in the ink composition is 1 / 0.0 from the viewpoint of image scratch resistance. 5 to 1/10 is preferable, and 1/1 to 1/4 is more preferable.
  • the ink composition of the present invention can contain at least one water-soluble polymerizable compound that is polymerized by active energy rays.
  • a nonionic or cationic polymerizable compound is preferable in that the reaction between the flocculant, the pigment, and the polymer particles is not hindered.
  • water-soluble means that it can be dissolved in water at a certain concentration or higher, and it can be dissolved in water-based ink (preferably uniformly).
  • the solubility may be increased by adding a water-soluble organic solvent, and it may be dissolved (desirably uniformly) in the ink.
  • the solubility in water is preferably 10% by mass or more, and more preferably 15% by mass or more.
  • a nonionic or cationic polymerizable compound is preferable in that the reaction between the flocculant, the pigment, and the polymer particles is not hindered, and the solubility in water is 10% by mass or more (more preferably 15% by mass or more).
  • the polymerizable compound is preferable.
  • a polyfunctional monomer is preferable from the viewpoint of enhancing scratch resistance, and a bifunctional to hexafunctional monomer is preferable, and from the viewpoint of compatibility between solubility and scratch resistance, bifunctional to tetrafunctional.
  • a polymeric compound can be contained individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the content of the polymerizable compound in the ink composition is preferably 30 to 300% by mass, more preferably 50 to 200% by mass, based on the total solid content of the pigment and self-dispersing polymer particles.
  • the content of the polymerizable compound is 30% by mass or more, the image strength is further improved and the image has excellent scratch resistance, and when it is 300% by mass or less, it is advantageous in terms of pile height.
  • At least one of the ink composition and the treatment liquid further contains an initiator that initiates polymerization of the polymerizable compound by active energy rays.
  • the ink composition of the present invention can contain at least one initiator that initiates polymerization of the polymerizable compound by active energy rays with or without being contained in the treatment liquid.
  • a photoinitiator can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types or using together with a sensitizer.
  • the initiator can contain a compound capable of initiating a polymerization reaction by active energy rays as appropriate.
  • the initiator starts generation of active species (radicals, acids, bases, etc.) by radiation or light, or electron beams.
  • An agent for example, a photopolymerization initiator
  • the content of the initiator in the ink composition is preferably 1 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass with respect to the polymerizable compound.
  • the content of the initiator is 1% by mass or more, the scratch resistance of the image is further improved, which is advantageous for high-speed recording, and when it is 40% by mass or more, it is advantageous in terms of ejection stability.
  • the ink composition in the invention can contain at least one water-soluble organic solvent.
  • the water-soluble organic solvent can obtain the effect of preventing drying, wetting or promoting penetration.
  • the ink adheres to and drys at the ink discharge port of the ejection nozzle and is used as an anti-drying agent to prevent clogging.
  • the vapor pressure is lower than that of water.
  • a water-soluble organic solvent is preferred.
  • it can be used as a penetration enhancer that enhances ink permeability to paper.
  • the anti-drying agent is preferably a water-soluble organic solvent having a vapor pressure lower than that of water.
  • Anti-drying agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the drying inhibitor is preferably in the range of 10 to 50% by mass in the ink composition.
  • a penetration accelerator it is suitable for the purpose of allowing the ink composition to permeate the recording medium (such as printing paper) better.
  • a penetration enhancer may be used individually by 1 type, or may be used together 2 or more types.
  • the content of the penetration accelerator is preferably in the range of 5 to 30% by mass in the ink composition.
  • the ink composition contains water, but the amount of water is not particularly limited. Among them, the preferable content of water is 10 to 99% by mass, more preferably 30 to 80% by mass, and still more preferably 50 to 70% by mass.
  • the ink composition in the present invention can be constituted using other additives in addition to the above components.
  • Other additives include, for example, anti-drying agents (wetting agents), anti-fading agents, emulsion stabilizers, penetration enhancers, ultraviolet absorbers, preservatives, anti-fungal agents, pH adjusters, surface tension adjusters, Well-known additives, such as a foaming agent, a viscosity modifier, a dispersing agent, a dispersion stabilizer, a rust preventive agent, a chelating agent, are mentioned.
  • FIG. 2 shows an enlarged view of the treatment liquid application unit 114, the drawing unit 116, the drying unit 118, and the fixing unit 120, which are the main parts of the inkjet recording apparatus 100 of the present embodiment.
  • the inkjet recording apparatus according to the present invention is described in more detail. explain.
  • the main part of the inkjet recording apparatus includes a processing liquid drum 154, an intermediate transport unit 126 (first transfer cylinder transport unit), a drawing drum 170, an intermediate transport unit 128 (second transfer cylinder transport unit), The drying drum 176, the intermediate conveyance unit 130 (third transfer cylinder conveyance unit), and the fixing drum 184 are arranged side by side.
  • the recording medium P is transported by the respective drums, and the processing liquid application, drawing, drying, and fixing (curing) are sequentially performed while being transported.
  • Each intermediate conveyance unit (intermediate conveyance unit 126, intermediate conveyance unit 128, intermediate conveyance unit 130) includes guide members 127, 129, and 131 with ribs, and arms that extend in directions facing each other by 180 degrees across the rotation shaft.
  • a holding claw (not shown) of the leading end of the recording medium grips the leading end of the recording medium P and rotates around the rotation axis.
  • the rear end of the recording medium P is free, and the recording medium P is conveyed along the guide members (127, 129, 131) so that the back side of the recording surface is convex.
  • intermediate transport units 126, 128, and 130 may be configured to use a chain gripper to grip the recording medium P and transport it with the back side convex.
  • the ink jet recording apparatus 100 of the present embodiment records an image on a recording surface of a recording medium P.
  • the recording medium P is not particularly limited, but is so-called high-quality paper used for general offset printing or the like.
  • General printing paper mainly composed of cellulose is relatively slow in ink absorption and drying in image recording by a general ink jet method using water-based ink, and color material movement is likely to occur after droplet ejection, and image quality is likely to deteriorate.
  • the inkjet recording apparatus 100 of the present embodiment can perform high-quality image recording excellent in color density and hue by suppressing color material movement.
  • coated paper used for general offset printing is preferred.
  • the coated paper is obtained by applying a coating material to the surface of high-quality paper, neutral paper, or the like that is mainly surface-treated with cellulose as a main component and is not generally surface-treated.
  • the coated paper is liable to cause quality problems such as glossiness and scratch resistance of the image in normal aqueous inkjet image formation.
  • gloss unevenness is suppressed and glossiness is reduced.
  • An image having good abrasion resistance can be obtained.
  • a coated paper having a base paper and a coat layer containing an inorganic pigment is preferably used, and a coated paper having a base paper and a coat layer containing kaolin and / or calcium bicarbonate is more preferably used.
  • art paper, coated paper, lightweight coated paper, or finely coated paper is more preferable.
  • the processing liquid application unit 114 applies the processing liquid to the recording surface of the recording medium P.
  • the film thickness of the processing liquid applied to the recording surface by the processing liquid coating apparatus 156 is sufficiently smaller than the droplet diameter of the ink ejected from the inkjet heads 172M, 172K, 172C, 172Y of the drawing unit 116. Is desirable. For example, when the ink droplet ejection amount is 2 pl (picoliter), the average diameter of the droplets is 15.6 ⁇ m. At this time, when the film thickness of the processing liquid is large, the ink dots float in the processing liquid without contacting the surface of the recording medium P. Therefore, in order to obtain a landing dot diameter of 30 ⁇ m or more when the ink droplet ejection amount is 2 pl, it is desirable that the film thickness of the treatment liquid is 3 ⁇ m or less.
  • the processing liquid coating device 156 is mainly configured by a processing liquid container, a metering roller, and a coating roller (not shown).
  • a processing liquid is stored in the processing liquid container, and a part of the measuring roller is immersed in the processing liquid.
  • the metering roller a metal roller and an anilox roller in which a large number of cells are regularly formed with a certain number of lines on a roller peripheral surface having a ceramic coating on the surface of the metal roller are preferably used.
  • the material of the metal roller iron, SUS, or the like is used. When iron is used as the material, the surface may be plated with chromium or the like in order to improve surface hydrophilicity, wear resistance, and rust resistance.
  • the cell structure of the anilox roller for example, those having 150 to 400 lines, a cell depth of 20 to 75 ⁇ m, and a cell capacity of 30 to 3 cm 2 / m 2 can be suitably used.
  • the diameter of the measuring roller is, for example, 20 mm or more and 100 mm or less.
  • the measuring roller is rotatably supported and connected to a motor (not shown), and is rotated at a constant speed. Therefore, the processing liquid in the processing liquid container can be attached to the surface of the measuring roller, and this processing liquid can be transferred to the surface of the coating roller.
  • the rotation direction of the metering roller may be the same as that of the application roller, and the peripheral speed of the outer periphery of the roller may be the same as that of the application roller or a speed difference.
  • the peripheral speed of the metering roller is preferably 80% or more and 140% or less with respect to the peripheral speed of the application roller.
  • Measured doctor blade is in contact with the surface of the measuring roller.
  • the doctor blade is arranged on the upstream side in the rotation direction of the measuring roller with respect to the contact position between the measuring roller and the applying roller, and can measure the application liquid by scraping off the application liquid on the surface of the measuring roller. Thereby, the coating liquid measured by the doctor blade can be supplied to the coating roller.
  • a rubber roller having a rubber layer such as EPDM or silicon on the surface is preferably used as the application roller.
  • the application roller is rotatably supported and connected to a motor (not shown) and is driven to rotate at a constant speed.
  • the rotation direction of the application roller is the same as that of the processing liquid drum 154, and the peripheral speed of the roller outer periphery is also rotated at the same speed as that of the processing liquid drum 154.
  • the processing liquid transferred from the metering roller to the application roller is applied to the recording medium P held on the processing liquid drum 154.
  • the processing liquid coating device 156 applies the processing liquid with the roller, it is possible to apply the processing liquid to the recording medium P uniformly and with a small coating amount. Further, the processing liquid coating apparatus 156 contacts and separates the rollers of the processing liquid coating unit for each recording medium so as not to contaminate the processing liquid coating conveyance cylinder (processing liquid drum 154). It is preferable.
  • the treatment liquid drum 154 conveys the recording medium P with a holding claw that holds the tip of the recording medium P. As a result, the recording medium P can be conveyed at high speed, and the occurrence of paper conveyance jams can be reduced.
  • the processing liquid applied to the recording medium P may be dried by providing an IR heater and a hot air jet nozzle on the outer periphery of the processing liquid drum 154 so as to face the peripheral surface.
  • an IR heater or a warm air ejection nozzle is provided, the IR heater is controlled to a high temperature (for example, 180 ° C.), and the warm air ejection nozzle uses a high temperature (for example, 70 ° C.) for a constant amount of air (for example, 9 m 3). / Min.)
  • a high temperature for example, 70 ° C.
  • a constant amount of air for example, 9 m 3
  • Min. To the recording medium P.
  • moisture in the solvent of the processing liquid is evaporated, and a thin film layer of the processing liquid is formed on the recording surface of the recording medium P.
  • the processing liquid drum 154 may be controlled to a predetermined temperature (for example, 50 ° C.).
  • the treatment liquid contains an aggregating agent that aggregates the components in the ink composition applied by the drawing unit 116.
  • the flocculant may be a compound that can change the pH of the ink composition, a polyvalent metal salt, or a polyallylamine.
  • a compound that can change the pH of the ink composition is preferable, and a compound that can lower the pH of the ink composition is more preferable.
  • Preferred examples of the compound capable of lowering the pH of the ink composition include highly water-soluble acidic substances (phosphoric acid, oxalic acid, malonic acid, citric acid, derivatives of these compounds, and salts thereof).
  • an acidic substance having high water solubility is preferable, and an organic acid is preferable and an organic acid having a valence of 2 or more is more preferable from the viewpoint of improving the aggregation property and fixing the entire ink. Furthermore, an acidic substance having a valence of 2 to 3 is particularly preferable.
  • an organic acid having a first pKa of 3.5 or less is preferable, and an organic acid of 3.0 or less is more preferable.
  • phosphoric acid, oxalic acid, malonic acid, Preferred examples include citric acid.
  • acidic substances may be used alone or in combination of two or more. Thereby, cohesion can be improved and the whole ink can be fixed.
  • the content of the flocculant for aggregating the ink composition in the treatment liquid is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 3 to 45% by mass, and still more preferably 5 to 40% by mass. is there.
  • the pH (25 ° C.) of the ink composition is preferably 8.0 or more, and the pH (25 ° C.) of the treatment liquid is preferably in the range of 0.5 to 4. As a result, it is possible to increase the image density, resolution, and speed of inkjet recording.
  • the processing liquid can have other additives.
  • additives include anti-drying agents (wetting agents), anti-fading agents, emulsion stabilizers, penetration enhancers, UV absorbers, antiseptics, anti-fungal agents, pH adjusters, surface tension adjusters, antifoaming agents,
  • Well-known additives such as a viscosity modifier, a dispersing agent, a dispersion stabilizer, a rust preventive agent, and a chelating agent, are mentioned.
  • the configuration in which the treatment liquid application method using the roller is exemplified, but the application of the treatment liquid is not limited to the application method, and a known method such as an inkjet method or an immersion method is applied. Can be done.
  • the coating method can be performed by a known coating method using a bar coater, an extrusion die coater, an air doctor coater, a blade coater, a rod coater, a knife coater, a squeeze coater, a reverse roll coater, or the like.
  • the treatment liquid application step may be provided either before or after the ink application step using the ink composition.
  • an aspect in which the ink application process is provided after the treatment liquid is applied in the treatment liquid application process is preferable.
  • a treatment liquid for aggregating the pigment and / or self-dispersing polymer particles in the ink composition is applied in advance.
  • An embodiment in which an ink composition is applied so as to come into contact with the treatment liquid applied on the medium P to form an image is preferable. Thereby, inkjet recording can be speeded up, and an image with high density and resolution can be obtained even at high speed recording.
  • the amount of the treatment liquid applied is not particularly limited as long as the ink composition can be aggregated.
  • the amount of the aggregation agent applied is preferably set to an amount of 0.1 g / m 2 or more. Among these, an amount that gives an amount of the flocculant of 0.2 to 0.7 g / m 2 is preferable.
  • the applied amount of the flocculant is 0.1 g / m 2 or more, good high-speed flocculence can be maintained according to various usage forms of the ink composition.
  • the amount of the flocculant applied is 0.7 g / m 2 or less because the surface properties of the applied recording medium are not adversely affected (such as a change in gloss).
  • the processing liquid application unit 114 records the processing liquid while measuring the processing liquid by the processing liquid coating device 156 while holding and transporting the leading end portion of the recording medium P by the holding means 155 provided on the outer peripheral surface of the processing liquid drum 154. A treatment liquid is applied to the medium P.
  • the recording medium P to which the processing liquid is applied by the processing liquid applying unit 114 is conveyed to the next drawing unit 116 by the intermediate conveying unit (first transfer cylinder conveying means) 126.
  • the recording medium P is held by a holding claw (not shown) of the intermediate conveyance unit 126, and is conveyed so that the recording surface faces inward and the back surface has a convex shape along the guide member 127.
  • the intermediate transport unit 126 has hot air drying means (not shown) inside (near the rotating shaft) and applies hot air to the recording surface (front surface) side of the recording medium P facing the inside during transport. You may be set as the structure which dries the process liquid provided to the surface. Accordingly, when ink is ejected onto the recording medium P in the drawing unit 116, movement of the landing ink on the recording medium P at the time of ink adhesion is prevented.
  • the drawing drum 170 of the drawing unit 116 holds the leading end portion of the recording medium P conveyed by the intermediate conveyance unit 126 by holding means 171 provided on the outer peripheral surface of the drawing drum 170. At the same time, the recording medium P is sucked and fixed to the outer peripheral surface of the drawing drum 170 by a suction hole (not shown) provided on the outer peripheral surface of the drawing drum 170 and conveyed. Aqueous ultraviolet curable ink is then applied from the inkjet heads 172M, 172K, 172C, 172Y toward the surface (recording surface) of the recording medium P fixed to the outer peripheral surface of the drawing drum 170, to which the processing liquid is applied. Dropped.
  • the amount of ink droplets ejected from each of the inkjet heads 172M, 172K, 172C, 172Y is preferably 1 to 10 pl (picoliter), more preferably 1.5 to 6 pl, from the viewpoint of obtaining a high-definition image. preferable.
  • CMYK standard colors four colors
  • the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink, dark ink, and special ink are used as necessary.
  • Color ink may be added.
  • an ink jet head that discharges light (light color) ink such as light cyan and light magenta, and the arrangement order of the color heads is not particularly limited.
  • the drawing unit 116 configured as described above performs drawing on the recording medium P in a single pass.
  • the recording medium P on which an image is formed by the drawing unit 116 is transferred from the drawing drum 170 to the drying drum 176 of the drying unit 118 via the intermediate conveyance unit (second transfer cylinder conveyance unit) 128.
  • the intermediate transport unit 128 holds the recording medium P received from the drawing drum 170 by a holding claw (not shown), the recording surface of the recording medium P faces inward, and the back side faces the guide member 129. It is conveyed so as to have a convex shape along.
  • the intermediate transport unit 128 has hot air drying means (drying means) (not shown) inside, and hot air is blown onto the recording surface side of the recording medium P facing inward during transport to be ejected onto the surface.
  • the ink may be dried.
  • the drying unit 118 is a mechanism for drying moisture contained in the solvent separated by the color material aggregating action, and a plurality of combinations of IR heaters and fans are provided at positions facing the drying drum 176 and the outer peripheral surface of the drying drum 176.
  • the arranged hot air drying means 182 is configured.
  • a blowing unit 180 (adsorption assisting unit) is provided on the upstream side (in the rotation direction of the drying drum 176) of the plurality of hot air drying units 182 so as to face the outer periphery of the drying drum 176, and the humidity inside the drying unit 118
  • a humidity control means 80 for adjusting the humidity and a humidity sensor (not shown) are provided.
  • the drying drum 176 is provided with a claw-shaped holding means (gripper) 177 on the outer peripheral surface thereof like the processing liquid drum 154, and the holding means 177 can hold the front end of the recording medium P. Further, the drying drum 176 has a plurality of suction holes on its outer peripheral surface, and adsorbs the recording medium P to the outer peripheral surface of the drying drum 176 by negative pressure, and restrains the recording medium P so as to be in close contact with it.
  • the recording medium P is dried by applying hot air to the recording medium P constrained by the drying drum 176 from the hot air jet nozzle of the hot air drying means 182.
  • the hot air blowing nozzle of the hot air drying means 182 is configured to blow hot air controlled to a predetermined temperature toward the recording medium P with a constant air volume, and each of the IR heaters is controlled to a predetermined temperature.
  • each of the IR heaters is controlled to a predetermined temperature.
  • moisture contained in the recording surface of the recording medium P held on the drying drum 176 is evaporated and a drying process is performed.
  • the drying drum 176 of the drying unit 118 is structurally separated from the drawing drum 170 of the drawing unit 116, in the inkjet heads 172M, 172K, 172C, 172Y, the head meniscus portion is dried by thermal drying. Ink ejection failure can be reduced. Further, there is a degree of freedom in setting the temperature of the drying unit 118, and an optimal drying temperature can be set.
  • the evaporated water it is preferable to discharge the evaporated water to the outside of the apparatus together with air by a discharge means (not shown). Further, the collected air may be cooled by a cooler (radiator) or the like and collected as a liquid.
  • the outer peripheral surface of the drying drum 176 is controlled to a predetermined temperature. Drying is promoted by heating from the back surface of the recording medium P, and image destruction during fixing can be prevented.
  • the range of the surface temperature of the drying drum 176 is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably 75 ° C. or lower from the viewpoint of safety of maintenance work such as cleaning ink adhering to the surface of the drying drum 176 (preventing burns due to high temperature).
  • the drying drum 176 is preferably heated to a predetermined temperature before the recording medium P is conveyed. By heating the drying drum 176, drying can be promoted, so that image destruction can be prevented and cuckling can be prevented.
  • the heating temperature is preferably in the same temperature range as the surface temperature of the drying drum 176.
  • Heating is preferably performed at a predetermined temperature in the sucked state in order to prevent a temperature drop when sucked.
  • the recording medium P is held while the recording surface of the recording medium P faces outward (that is, in a state where the recording surface of the recording medium P is curved so as to be a convex side), and is dried while being rotated and conveyed.
  • production of the wrinkles and floating of P can be prevented, and the drying nonuniformity resulting from these can be prevented reliably.
  • the air blowing means 180 (adsorption assisting means) provided on the upstream side of the hot air drying means 182 is for assisting the adsorption of the recording medium P to the drying drum 176.
  • the blowing unit 180 blows in an oblique direction toward the rear end side of the recording medium P so as to be applied obliquely toward the end side in the width direction of the recording medium P, and further controls to increase the wind force at the rear end. .
  • the sheet floating at the rear end of the recording medium P is prevented, and the recording medium P is removed so that it can be uniformly dried and uniformly adsorbed.
  • the suction force of the drying drum 176 can be expressed by (opening area) ⁇ (pressure per unit area).
  • the suction force can be increased by increasing the area occupied by the suction holes in the recording medium suction holding region, that is, the aperture ratio.
  • the opening ratio of the suction holes provided on the outer peripheral surface of the drying drum 176 is preferably 1% or more and 75% or less with respect to the contact area between the outer peripheral surface of the drying drum 176 and the recording medium P. This is because if the aperture ratio is less than 1%, the expansion deformation of the recording medium P due to water absorption after recording cannot be sufficiently suppressed, and the drying drum 176 itself is also warmed. Drying is also promoted by contact, but when the aperture ratio exceeds 75%, the contact area between the back surface of the recording medium P and the outer peripheral surface of the drying drum 176 decreases, and thus the recording medium P is in a state of being held by suction. However, sufficient drying performance cannot be obtained, and there is a possibility that the cockle is also deteriorated.
  • the opening ratio of the suction holes on the outer peripheral surface of the drying drum 176 is set to 1% or more and 75% or less, it is possible to prevent the suppression of cockle and improve the drying performance.
  • the aperture ratio is set by the diameter of the suction holes, the hole pitch, the shape and arrangement of the holes.
  • the hole diameter is preferably designed to be not less than 0.4 mm and not more than 1.5 mm so as not to cause a dent mark (suction mark) of the recording medium P due to negative pressure suction.
  • the hole pitch is preferably from 0.1 mm to 5 mm in order to prevent thermal deformation of the outer peripheral surface of the drying drum 176 and to ensure rigidity. This is because if the distance between the holes is too far away, the effect of suppressing the deformation of the recording medium is insufficient and the generation of wrinkles cannot be suppressed so much. Further, if the shape of the suction hole is a corner (acute angle), stress concentrates on the corner, and therefore a shape with a rounded corner is preferable.
  • the suction hole is formed in an elliptical shape or a long hole shape in which the circumferential direction is the major axis direction and the axial direction is the minor axis direction, thereby equalizing the circumferential deformation and the axial deformation of the recording medium P. You can also.
  • the recording medium P is held on the outer peripheral surface of the drying drum 176 so that the recording surface of the recording medium P faces outward (that is, in a state where the recording surface of the recording medium P is convex), and is rotated and conveyed.
  • drying it is possible to prevent the recording medium P from wrinkling and floating, and to reliably prevent unevenness in drying due to these.
  • a humidity adjusting means 80 for adjusting the humidity is further provided inside the drying unit 118.
  • Humidity control means 80 is configured so that the amount of water contained in recording medium P (described later) falls within a desired range, so that the recording medium P in the drying unit 118 is not dried too much and the moisture is not excessive. Adjust.
  • the humidifying means and the drying means may be appropriately combined to form the humidity adjusting means 80, and the humidifying means and the drying means are not particularly limited, and are generally used steam type / fan type.
  • a humidifier such as an ultrasonic type may be used as a humidifying means, or an electrothermal dryer may be used as the drying means.
  • a paper moisture meter 181 for measuring the moisture content on the recording surface side of the recording medium P fixed by ultraviolet rays is provided inside the fixing unit 120.
  • the moisture content of the recording medium P before ink ejection is the total of the moisture contained in the treatment liquid applied by the treatment liquid application unit 114 in addition to the moisture contained in the recording medium P from the beginning.
  • ink droplets are ejected by the ink jet head 172 in the drawing unit 116, and in addition to the above-described water amount, the water amount contained in the ink droplets is added, so that the water amount of the recording medium P conveyed to the drying unit 118 is reduced. It is determined.
  • the moisture content on the recording surface side of the recording medium P is measured with the paper moisture meter 181, and this value and the recording medium P measured with the moisture meter provided inside the paper feeding portion 112 at the time of fixing by the ultraviolet rays in the fixing portion 120 are recorded from the beginning.
  • the humidity control means 80 adjusts the humidity in the drying unit 118 so that the difference from the recording surface-side surface moisture content is 2 g / m 2 or more and 5 g / m 2 or less.
  • the adjustment is preferably performed by printing a test image when the apparatus is started up, or by constantly checking the paper moisture meter during actual operation and automatically controlling the humidity control means 80 based on the result.
  • the type of the recording medium P and the processing to the recording medium P by the treatment liquid applying device 156 are performed.
  • the difference in surface water content of the recording medium P may be calculated from various conditions such as the amount of liquid applied and the amount of ink discharged to the recording medium P by the ink jet head 172.
  • the recording medium P that has been dried by the drying unit 118 is transferred from the drying drum 176 to the fixing drum 184 of the fixing unit 120 via the intermediate conveyance unit (third transfer cylinder conveyance unit) 130.
  • the fixing drum 184 When the fixing drum 184 receives the recording medium P from the intermediate conveyance unit 130, the fixing drum 184 holds the leading end portion of the recording medium P by the holding unit 185 provided on the outer peripheral surface of the fixing drum 184 and winds the recording medium P around the outer peripheral surface. Transport.
  • the recording medium P which is wound around the outer peripheral surface of the fixing drum 184 and conveyed is pressed by a pressing roller (smoothing means) 188 disposed opposite to the fixing drum 184 and pressed against the fixing drum 184 to curl. Is corrected and wrinkles are removed.
  • the pressing roller 188 is disposed so as to be in pressure contact with the fixing drum 184, and constitutes a nip roller with the fixing drum 184. As a result, the recording medium P is sandwiched between the pressing roller 188 and the fixing drum 184 and nipped at a predetermined nip pressure (for example, 0.15 MPa), and smoothing processing is performed.
  • a predetermined nip pressure for example, 0.15 MPa
  • the pressing roller 188 may be a heating roller.
  • the pressing roller 188 may be configured as a heating roller in which a halogen lamp is incorporated in a metal pipe such as aluminum having good thermal conductivity.
  • a radiation thermometer 183 for measuring the surface temperature of the recording medium P is provided in the drying unit 118.
  • the radiation thermometer 183 measures the surface temperature of the recording medium P on which the ultraviolet curable ink has been ejected in a non-contact manner, and sends it to a control unit (not shown) as surface temperature data.
  • the control unit controls the temperature of the above-described pressing roller 188, for example, according to the surface temperature from the data, and adjusts the surface of the recording medium P to the optimum temperature.
  • an IR heater or the like may be separately provided in the vicinity of the conveyance surface of the recording medium P instead of the pressing roller 188.
  • the recording medium P is cured and fixed by being irradiated with ultraviolet rays from an ultraviolet light source 190 disposed opposite to the fixing drum 184.
  • a plurality of ultraviolet light sources 190 may be used. Accordingly, by reducing the irradiation intensity of each ultraviolet light source 190, it becomes possible to increase the curing conditions with the irradiation time, and it is possible to reduce the cost and reduce the heat generation amount of the ultraviolet light source 190.
  • a paper moisture meter 181 is provided on the upstream side in the transport direction of the ultraviolet light source 190. As described above, the recording medium P at this time is different from the recording surface side surface moisture content included from the beginning. The amount of water is adjusted so that is 2 g / m 2 or more and 5 g / m 2 or less.
  • the ultraviolet light source 190 is not particularly limited, and for example, a metal halide lamp, a mercury lamp, an excimer laser, an ultraviolet laser, a black light, a cold cathode tube, an LED, a laser diode, and the like can be applied.
  • a mercury lamp tube or black light is preferably used.
  • a light emitting diode that emits ultraviolet rays having an emission wavelength peak of 350 to 420 nm and a maximum illuminance on the surface of the recording medium of 10 to 2000 mW / cm 2 is preferably used.
  • the peak wavelength of the ultraviolet light irradiated by the ultraviolet light source 190 is preferably 200 to 600 nm, more preferably 300 to 450 nm, and still more preferably 350 to 450 nm, depending on the absorption characteristics of the ink composition.
  • the irradiation energy of the ultraviolet light source 190 is preferably 2000 mJ / cm 2 or less, more preferably 10 to 2000 mJ / cm 2, and still more preferably 800 to 2000 mJ / cm 2.
  • the ink jet recording apparatus of the present invention it is appropriate to irradiate the recording surface of the recording medium with ultraviolet rays, preferably for 0.01 to 10 seconds, more preferably for 0.1 to 2 seconds.
  • each ultraviolet light source 190 that are ultraviolet irradiation means may be provided.
  • the irradiation intensity of each ultraviolet light source 190 can be reduced, and the curing conditions can be achieved by the total irradiation time, and effects such as cost reduction and reduction in the amount of heat generated by the ultraviolet light source 190 can be expected.
  • Table 1 are adhesion evaluation results for the ink after fixing when the ultraviolet irradiation amount and the moisture content of the recording medium P before the fixing step are changed.
  • the ultraviolet curing is insufficient and the film strength of the ink portion may be insufficient.
  • low density discharge (2.4 to 3.0 pl) conditions where the amount of radical generation is relatively large and the droplet volume is small, the amount of moisture on the recording surface side surface of the recording medium P and the moisture contained from the beginning. It is presumed that the larger the difference from the amount, the smaller the influence of oxygen polymerization inhibition or the greater the mobility of radicals. Therefore, the adhesive cures efficiently in the region where the amount of ultraviolet irradiation is small, and the adhesion evaluation becomes “ ⁇ ”.
  • the region of the difference in water amount that results in an adhesion evaluation of “ ⁇ ” at a suitable ultraviolet irradiation amount of 800 mJ / cm 2 or more over the entire droplet volume of 2.4 to 5.0 pl is 2 to 5 g / cm 2.
  • the water content difference is less than 2 g / cm 2, it does not cure sufficiently in the low-density discharge area of the print area, and when the water content difference is greater than 5 g / cm 2, it sufficiently cures in the high-density discharge area of the print area. The knowledge that it does not is obtained. Experimental conditions and methods are shown below.
  • Pigment Blue 15 3 (Chromophtal Jet Magenta DMQ (Pigment Red 122, manufactured by Ciba Japan)), 5 parts of the above polymer dispersant P-1, 42 parts of methyl ethyl ketone, and 1 mol / L aqueous NaOH solution 5.5 parts and 87.2 parts of ion-exchanged water were mixed and dispersed with a bead mill using 0.1 mm ⁇ zirconia beads for 2 to 6 hours.
  • DMQ Chromophtal Jet Magenta DMQ (Pigment Red 122, manufactured by Ciba Japan)
  • Methyl ethyl ketone was removed from the obtained dispersion under reduced pressure at 55 ° C., and a part of water was further removed, whereby a dispersion (colored particles) of resin-coated magenta pigment having a pigment concentration of 10.2% by mass (M) )
  • Magenta ink -Resin coated magenta pigment dispersion (M) ... 6% (solid content concentration) ⁇ Polymerization initiator ⁇ ⁇ ⁇ 3% ⁇ NK ester: 20% ⁇ Orphine E1010 (manufactured by Nissin Chemical Co., Ltd .; surfactant ... 1% ⁇ Urea (Nissan Chemical Co., Ltd.) 3% ⁇ Ion-exchanged water: remaining amount (added to 100% by mass in total)
  • Treatment liquid -Malonic acid (manufactured by Tateyama Kasei Co., Ltd .; acidic compound) 25.0% ⁇ Tripropylene glycol monomethyl ether (water-soluble organic solvent) 5% ⁇ Ion-exchanged water: remaining amount (added to 100% by mass in total)
  • an OK top coat + (basis weight 104.7 g / m 2) was prepared, an image was formed as shown below, and the formed image was evaluated as follows. All the recording media used OK Topcoat +.
  • the above magenta ink was used as the ink composition, and an ink set was constituted with the treatment liquid, and a line image and a solid image were formed by four-color single-pass recording by the method described below.
  • the treatment liquid application unit 12 that sequentially discharges the aqueous treatment liquid in the recording medium conveyance direction (arrow direction in the drawing) and the applied aqueous treatment liquid are dried.
  • UV having a treatment liquid drying zone 13 to be discharged, an ink discharge section 14 for discharging various water-based inks, an ink drying zone 15 for drying the discharged water-based ink, and a UV irradiation lamp 16S capable of irradiating ultraviolet rays (UV).
  • An ink jet apparatus provided with the irradiation unit 16 was prepared.
  • the treatment liquid drying zone 13 is provided with a blower (not shown) for sending drying air to the recording surface side of the recording medium and drying, and an infrared heater (not shown) is provided on the non-recording surface side of the recording medium.
  • the temperature and air volume are adjusted to evaporate (dry) 70% by mass or more of water in the aqueous treatment liquid until 900 msec has elapsed after the treatment liquid is applied by the treatment liquid application unit. Has been.
  • the ink discharge unit 14 includes a black ink discharge head 30K, a cyan ink discharge head 30C, a magenta ink discharge head 30M, and a yellow ink discharge head 30Y, which are sequentially arranged in the transport direction (arrow direction).
  • Each head is a 1200 dpi / 20 inch wide full line head.
  • Each color image can be ejected and recorded in the main scanning direction by a single pass.
  • a storage tank (not shown) connected to each of the ink ejection heads of the ink jet apparatus configured as shown in FIG. 3 is loaded with the ink obtained above, and a solid image and a 1200 dpi line are loaded on the recording medium. Images were recorded.
  • a line image is recorded by ejecting a 1200-dpi line with a width of 1 dot, a line with a width of 2 dots, and a line with a width of 4 dots in a single pass in the main scanning direction, and a solid image is a sample in which the recording medium is cut to A5 size. Ink was ejected over the entire surface to obtain a solid image.
  • the conditions for recording are as follows.
  • Treatment liquid application step The treatment liquid was applied to the entire surface of the recording medium with a roll coater whose application amount was controlled by an anilox roller (number of lines: 100 to 300 / inch) so that the application amount was 1.4 g / m2.
  • Wind speed 10m / s -Temperature: Heated by a contact type flat heater from the opposite side (back side) of the recording surface of the recording medium so that the surface temperature of the recording surface of the recording medium was 60 ° C.
  • the UV irradiation unit 16 was irradiated with UV light (a metal halide lamp manufactured by Eye Graphics Co., Ltd., maximum irradiation wavelength: 365 nm) so that the integrated irradiation amount was 100 to 1500 mJ / cm 2, and the image was cured.
  • UV light a metal halide lamp manufactured by Eye Graphics Co., Ltd., maximum irradiation wavelength: 365 nm
  • the cellophane tape was affixed to the marking screen of the evaluation sample on which the solid image was formed, and the adhesive surface of the cellophane tape after slowly peeling off and the marking screen were visually observed and evaluated according to the following evaluation criteria. .
  • the evaluation criteria are as follows. ⁇ ... The peeling of the image (coloring material) was not visible on the seal screen. ⁇ ... Slight peeling of the image (coloring material) was observed on the marking screen, but there is no practical problem. ⁇ : Level of image (coloring material) peeling off on the marking screen, which is a practical problem. X: Large peeling of the image (coloring material) was visible on the seal screen.
  • the paper feeding process for feeding the recording medium the ejection process for ejecting the aqueous ultraviolet curable ink onto the recording medium, and the recording of the recording medium after the ejection process.
  • an inkjet recording method using an aqueous ultraviolet curable ink has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this.
  • Reference numeral 12 denotes a treatment liquid application unit.
  • Reference numeral 14 denotes an ink discharge portion.
  • Reference numeral 16 denotes a UV irradiation unit.
  • Reference numeral 80 denotes humidity control means.
  • Reference numeral 82 denotes a humidity sensor.
  • Reference numeral 100 denotes an ink jet recording apparatus.
  • Reference numeral 112 denotes a paper feeding unit.
  • Reference numeral 113 denotes a paper moisture meter.
  • Reference numeral 114 denotes a processing liquid application unit.
  • Reference numeral 116 denotes a drawing unit.
  • Reference numeral 118 denotes a drying unit.
  • Reference numeral 120 denotes a fixing unit.
  • Reference numeral 122 denotes a paper discharge unit.
  • Reference numeral 172 denotes an inkjet head.
  • Reference numeral 176 denotes a drying drum.
  • Reference numeral 177 denotes a holding means.
  • Reference numeral 178 denotes a solvent drying device.
  • Reference numeral 180 denotes a blowing means.
  • Reference numeral 181 denotes a paper moisture meter.
  • Reference numeral 182 denotes hot air drying means.
  • Reference numeral 184 denotes a fixing drum.
  • Reference numeral 188 denotes a pressing roller.
  • Reference numeral 190 denotes an ultraviolet light source.
  • Reference numeral 192 denotes a paper discharge unit.
  • Reference symbol P denotes a recording medium.

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Abstract

 記録媒体の水分量を管理して紫外線硬化型インクを確実に硬化させるインクジェット記録方法を提供する。 記録媒体を給紙する給紙工程と、水性紫外線硬化型インクを前記記録媒体上に吐出する吐出工程と、前記吐出工程後における前記記録媒体の記録面側表面水分量を、前記給紙工程における当該記録媒体の記録面側表面水分量との水分量差が2g/m2以上5g/m2以下となるように調整する調湿工程と、前記水分量差に調整された前記記録媒体上の前記水性紫外線硬化型インクを照射量800mJ/cm2以上の紫外線で硬化させ定着させる定着工程と、を含むことにより記録媒体の水分量を管理して紫外線硬化型インクを確実に硬化させるインクジェット記録方法。

Description

インクジェット記録方法
 本発明はインクジェット記録方法に関する。
 従来、水性紫外線硬化型インクを用いるインクジェット記録方法では、紙などの記録媒体にインク水分が染み込み、記録媒体がこのインク水分を吸収することにより記録媒体が膨張変形し、カックルと呼ばれる皺が生じ、乾燥後も皺やカールが残り、画像品質の低下を招いている。
 そこで筐体内部の湿度検知装置と除湿装置と湿度が目標値と同じになるように除湿装置を制御する制御部を有する装置、および、筐体内部の温度検知装置と加熱装置と温度が目標値になるように加熱装置を制御する画像記録装置が開示されている(例えば、特開2005-138463号公報参照)。
 また、記録媒体をより均一に乾燥させることを目的として、導波管の内部を通過した記録媒体の乾燥の度合いに関連する、記録媒体の搬送速度、水分量、温度、記録媒体周囲の大気の湿度などのパラメータを検出し、当該パラメータに応じて導波管内部にマイクロ波などの電磁波を供給する装置が提案されている(例えば、特開2010-012752号公報参照)。
 さらに、多湿環境下においてもカチオン重合型紫外線硬化型インクを重合させることを目的として、印刷環境の湿度検知手段が検知した湿度に応じて、ヒートプレートや熱風吹き付け手段によって印刷媒体に着弾したインクを加熱する装置が提案されている(例えば、特開2002-137375号公報参照)。
 しかし上記の各特許文献(特開2005-138463号公報、特開2010-012752号公報、特開2002-137375号公報)に記載の構成では、水性紫外線硬化型インクを使用した際に、乾燥ユニットを通過して定着ユニットへ到達する記録媒体中に含まれる水分量が適切でない場合、印画部の膜強度等に問題を生じ、画像品質の低下を招く可能性がある。
 すなわち上記の各特許文献に記載の構成においては、記録媒体に含まれる水分量の最適な値の範囲や、その水分量の範囲とそれ以外の範囲とでの硬化効率の違いなどに関する記載がなく、水分量を最適な範囲に維持することができないという問題がある。
 本発明は上記事実を考慮し、記録媒体の水分量を管理して紫外線硬化型インクを確実に硬化させるインクジェット記録方法を提供することを課題とする。
 本発明の第1の態様は、記録媒体を給紙する給紙工程と、水性紫外線硬化型インクを前記記録媒体上に吐出する吐出工程と、前記吐出工程後における前記記録媒体の記録面側表面水分量を、前記給紙工程における当該記録媒体の記録面側表面水分量との水分量差が2g/m2以上5g/m2以下となるように調整する調湿工程と、前記水分量差に調整された前記記録媒体上の前記水性紫外線硬化型インクを照射量800mJ/cm2以上の紫外線で硬化させ定着させる定着工程と、を含むインクジェット記録方法を提供する。
 上記の発明によれば、好適な照射量800mJ/cm2以上の紫外線による定着時に、記録媒体の水分量差を2~5g/m2に規定することで、紫外線硬化型インクを確実に硬化させ膜強度を確保するインクジェット記録方法とすることができる。
 本発明の第2の態様は、前記給紙工程と前記調湿工程において、紙水分計を用いて前記記録媒体の記録面側表面水分量をそれぞれ測定し、前記水分量差を算出するインクジェット記録方法を提供する。
 上記の発明によれば、紙水分計を用いることで正確な水分量の測定を行うことができる。
 本発明の第3の態様は、前記吐出工程の前に処理液付与工程を含み、前記記録媒体の種類、前記記録媒体への処理液付与量、およびインク吐出量に基づいて前記水分量差を算出するインクジェット記録方法を提供する。
 上記の発明によれば、諸条件から水分量を算出することで、追加機器の必要なく低コストで水分量差の算出を行うことができる。
 本発明の第4の態様は、前記定着工程は、放射温度計で測定された前記記録媒体の記録面側表面温度を所定の温度範囲に調整した後に前記記録媒体に紫外線を照射するインクジェット記録方法を提供する。
 上記の発明によれば、インクを紫外線硬化させる際に温度管理を行うことで、低温による硬化反応速度の低下、および高温による水不足で硬化反応不十分となる事態を防ぐことができる。
 また、本発明に好適なインクとして、請求項5に記載のインクジェット記録方法は、色材と、紫外線により重合する重合性モノマーと、紫外線により前記重合性モノマーの重合を開始する開始剤と、50%以上の水と、を少なくとも含む水性紫外線硬化型インクを用いる。
 本発明は上記構成としたので、記録媒体の水分量を管理して紫外線硬化型インクを確実に硬化させるインクジェット記録方法とすることができる。
本発明の実施形態に係る画像記録装置を示す概念図である。 本発明の実施形態に係る画像記録装置の主要部を示す概念図である。 本発明の実施形態に係る画像記録方法における記録媒体の水分量と定着後インクの密着性評価との関係を調べる実験装置を示す概念図である。 本発明の実施形態に係る画像記録方法における記録媒体の水分量と定着後インクの密着性評価とを示す表である。 本発明の実施形態に係る画像記録方法における記録媒体の水分量と定着後インクの密着性評価とを示す表である。
 以下、図面を参照して本発明に係る実施形態の一例について説明する。
 図1は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録方法を採用したインクジェット記録装置の全体構成を示した概略構成図である。
 このインクジェット記録装置100は、描画部116の圧胴(描画ドラム170)に保持された記録媒体Pの記録面に、インクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yから複数色の水性紫外線硬化型のインクを打滴して所望のカラー画像を形成する圧胴直描方式のインクジェット記録装置である。またインクジェット記録装置100はインクの打滴前に記録媒体P上に処理液(インク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を含む)を付与し、処理液とインク液を反応させて記録媒体P上で画像形成を行う2液反応(凝集)方式が適用されたオンデマンドタイプの画像形成装置である。
 すなわち、図1に示すように、インクジェット記録装置100は、主として、給紙部112、処理液付与部114、描画部116、乾燥部118、定着部120、及び排紙部122を備えて構成されている。
 給紙部112は、記録媒体Pを処理液付与部114に供給する機構であり、当該給紙部112には、枚葉紙である記録媒体Pが積層されている。給紙部112には、給紙トレイ150が設けられ、この給紙トレイ150から記録媒体Pが一枚ずつ処理液付与部114に給紙されるようになっている。記録媒体Pの浮き上がりを防止するために、給紙トレイ150は外面に吸引孔を設けるとともに、吸引孔から負圧をかけ記録媒体Pの吸引を行う吸引手段を接続されていてもよい。
 また給紙部112内部には、給紙される記録媒体Pの記録面側表面の水分量を測定する紙水分計113が設けられている。紙水分計113により、給紙される記録媒体Pに当初から含まれている水分量が測定される。さらに後述するように定着部120内部に設けられている紙水分計181で測定される、紫外線による定着時の記録媒体Pの同水分量との差が算出される。
 本実施形態のインクジェット記録装置100においては、記録媒体Pとして、紙種や大きさ(用紙サイズ)の異なる複数種類の記録媒体Pを使用することができる。給紙部112において各種の記録媒体をそれぞれ区別して集積する複数の用紙トレイ(図示省略)を備え、これら複数の用紙トレイの中から給紙トレイ150に送る用紙を自動で切り換える態様も可能である。必要に応じてオペレータが用紙トレイを選択し、若しくは交換する態様も可能である。なお、本例では、記録媒体Pとして、枚葉紙(カット紙)を用いるが、連続用紙(ロール紙)から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。
 処理液付与部114は、記録媒体Pの記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部116で付与されるインク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を含む。処理液とインクとが接触することによりインクと凝集反応を起こし、インクは色材と溶媒との分離が促進され、インク着弾後の滲みや着弾干渉(合一)あるいは混色が発生せず高品位画像の形成が可能となる。なお、処理液としては、凝集剤の他に必要に応じてさらに他の成分を用いて構成することもできる。インク組成物と共に処理液を用いることで、インクジェット記録を高速化でき、高速記録しても濃度、解像度の高い描画性(例えば、細線や微細部分の再現性)に優れた画像が得られる。
 図1に示すように、処理液付与部114は、給紙胴152、処理液ドラム154、及び処理液塗布装置156を備えている。処理液ドラム154は、記録媒体Pを保持し、回転搬送させるドラムである。処理液ドラム154は、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)155を備え、この保持手段155の爪と処理液ドラム154の周面の間に記録媒体Pを挟み込むことによって記録媒体Pの先端を保持できるようになっている。処理液ドラム154は、その外周面に吸引孔を設けるとともに、吸引孔から負圧で記録媒体Pを吸引する吸引手段を接続してもよい。これにより記録媒体Pを処理液ドラム154の周面に密着保持することができる。
 処理液ドラム154の外側には、その周面に対向して処理液塗布装置156が設けられる。記録媒体Pは、処理液塗布装置156によって記録面に処理液が塗布される。
 処理液付与部114で処理液が付与された記録媒体Pは、処理液ドラム154から中間搬送部126(第1渡し胴搬送手段)を介して描画部116の描画ドラム170へ受け渡される。
 描画部116は、描画ドラム170、及びインクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yを備えている。なお、図1では図示を省略しているが、描画ドラム170に対してインクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yの手前側に記録媒体Pの皺をとるための用紙抑えローラを配置するようにしても良い。
 描画ドラム170は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)171を備え、記録媒体の先端部を保持固定するようになっている。また、描画ドラム170は、外周面に複数の吸引孔を有し、負圧によって記録媒体Pを描画ドラム170の外周面に吸着させる。これにより、用紙浮きによる用紙Pとインクジェットヘッド172との接触が回避され、用紙ジャムが防止される。また、用紙Pとインクジェットヘッド172とのクリアランス変動による画像ムラが防止される。
 このように描画ドラム170に固定された記録媒体Pは、記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面にインクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yから水性紫外線硬化型のインクが打滴される。
 インクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yは、それぞれ記録媒体Pにおける画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型のインクジェット方式の記録ヘッド(インクジェットヘッド)である。各インクジェットヘッド172のインク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列が形成されている。各インクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yは、記録媒体Pの搬送方向(描画ドラム170の回転方向)と直交する方向に延在するように設置されている。
 描画ドラム170上に密着保持された記録媒体Pの記録面に向かって各インクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yから、対応する色インクの液滴が吐出される。これにより、処理液付与部114で予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材(顔料)が凝集され、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体P上での色材流れなどが防止され、記録媒体Pの記録面に画像が形成されるようになっている。
 なお、本例では、CMYKの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系(淡色系)インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定されない。
 以上のように構成された描画部116により、記録媒体Pに対してシングルパスで描画を行うことができる。これにより、高速記録及び高速出力が可能であり、生産性を高めることができる。
 描画部116で画像が形成された記録媒体Pは、描画ドラム170から中間搬送部128(第2渡し胴搬送手段)を介して、乾燥部118の乾燥ドラム176へ受け渡される。
 乾燥部118は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、図1に示すように、乾燥ドラム176及び溶媒乾燥装置178を備えている。乾燥ドラム176は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)177を備えている。この保持手段177によって記録媒体Pの先端を保持するとともに、ドラム外周表面に吸引孔(図示省略)を有し、負圧により記録媒体Pを乾燥ドラム176に吸着できるようになっている。また乾燥ドラム176の外周面に対向するように、送風手段180(吸着補助手段)と溶媒乾燥装置178が設けられている。
 送風手段180は、記録媒体Pの乾燥ドラム176への吸着を補助するためのものである。送風手段180は記録媒体Pの幅方向の端部側に向かって斜めに風を当てて、保持手段177によってその先端を保持された記録媒体Pが、先端側から後端側に向かって、皺が発生することなく確実に吸着されるようにするものである。
 溶媒乾燥装置178は、乾燥ドラム176の外周面に対向する位置に配置され、IRヒータ等とファンの組み合わせを複数配置した熱風乾燥手段182で構成されている。熱風乾燥手段182の各熱風噴出しノズルから記録媒体Pに向けて吹き付けられる熱風の温度と風量を適宜調節することにより、様々な乾燥条件を実現することができる。記録媒体Pは記録面が外側を向くように、乾燥ドラム176の外周面に吸着拘束されて搬送され、この記録面に対して上記IRヒータ及び温風噴出しノズルによる乾燥処理が行われる。
 また、乾燥ドラム176は、その外周面に吸引孔を設けるとともに、負圧で吸引孔から吸引を行う吸引手段を有している。これにより記録媒体Pを乾燥ドラム176の周面に密着保持することができる。また、負圧吸引を行うことにより、記録媒体Pを乾燥ドラム176に拘束することができるので、記録媒体Pのカックルを防止することができる。
 乾燥部118で乾燥処理が行われた記録媒体Pは、乾燥ドラム176から中間搬送部130(第3渡し胴搬送手段)を介して定着部120の定着ドラム184に受け渡される。
 定着部120は、定着ドラム184、押圧ローラ188(平滑化手段)、及び紫外線光源190(紫外線照射手段)で構成される。定着ドラム184は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)185を備え、この保持手段185によって記録媒体Pの先端を保持できるようになっている。
 定着ドラム184の回転により、記録媒体Pは記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面に対して、押圧ローラ188による平滑化処理が行われた後、紫外線光源190からの紫外線照射による硬化・定着が行われる。
 押圧ローラ188は、インクが乾燥された記録媒体Pを加圧することによって記録媒体Pを平滑化するものである。また、紫外線光源190は、記録媒体P上に吐出された水性紫外線硬化型インクによって形成された画像に紫外線を照射して、インクの定着を行うものである。
 なお、定着ドラム184の外周面に対向して記録媒体Pに形成された画像の検査を行うインラインセンサを設けてもよい。インラインセンサは、記録媒体Pに定着された画像について、チェックパターンや水分量、表面温度、光沢度などを計測するための計測手段であり、例えばCCDラインセンサを好適に用いることができる。
 定着部120に続いて排紙部122が設けられている。排紙部122には、排紙ユニット192が設置される。定着部120の定着ドラム184から排紙ユニット192までの間に、渡し胴194、搬送チェーン196が設けられている。搬送チェーン196は、張架ローラ198に巻き掛けられている。定着ドラム184を通過した記録媒体Pは、渡し胴194を介して、搬送チェーン196に送られ、搬送チェーン196から排紙ユニット192へと受け渡される。
 また、図1には示されていないが、本例のインクジェット記録装置100は、上記構成の他、各インクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yにインクを供給するインク貯蔵/装填部や、処理液付与部114に対して処理液を供給する手段など、処理液付与部114に対して処理液を供給する手段を備えるとともに、各インクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yのクリーニング(ノズル面のワイピング、パージ、ノズル吸引等)を行うヘッドメンテナンス部や、用紙搬送路上における記録媒体Pの位置を検出する位置検出センサ、装置各部の温度を検出する温度センサなどを備えている。
<水性紫外線硬化型インク>
 ここで、本発明において用いられるインク(水性紫外線硬化型インク)について説明する。水性紫外線硬化型インクは、顔料、ポリマー粒子、及び活性エネルギー線により重合する水溶性の重合性化合物を含んでいる。これにより、紫外線を照射することでインクを硬化させることが可能であり、耐擦性に優れ膜強度が高いインクとされている。
 本発明におけるインク組成物は、顔料を含んでおり、必要に応じて、さらに分散剤や界面活性剤、その他の成分を用いて構成することができる。インク組成物は、色材成分として顔料の少なくとも一種を含有する。顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機顔料、無機顔料のいずれであってもよい。顔料は、水に殆ど不溶であるか又は難溶である顔料であることが、インク着色性の点で好ましい。また、顔料は、その表面の少なくとも一部がポリマー分散剤で被覆された水分散性顔料であることが好ましい。
 本発明のインク組成物は、分散剤の少なくとも一種を含有することができる。前記顔料の分散剤としては、ポリマー分散剤又は低分子の界面活性剤型分散剤のいずれでもよい。また、ポリマー分散剤は、水溶性の分散剤又は非水溶性の分散剤のいずれでもよい。
 ポリマー分散剤の重量平均分子量は、3,000~100,000が好ましく、より好ましくは、5,000~50,000であり、さらに好ましくは、5,000~40,000であり、特に好ましくは、10,000~40,000である。
 ポリマー分散剤の酸価としては、処理液が接触したときの凝集性が良好である観点から、100KOHmg/g以下が好ましい。さらには、酸価は、25~100KOHmg/gがより好ましく、25~80KOHmg/gがさらに好ましく、30~65KOHmg/gが特に好ましい。ポリマー分散剤の酸価が25以上であると、自己分散性の安定性が良好になる。
 ポリマー分散剤は、自己分散性と処理液が接触したときの凝集速度の観点から、カルボキシル基を有するポリマーを含むことが好ましく、カルボキシル基を有し、酸価が25~80KOHmg/gのポリマーを含むことがより好ましい。
 本実施形態においては、画像の耐光性や品質などの観点から、顔料と分散剤とを含むことが好ましく、有機顔料とポリマー分散剤とを含むことがより好ましく、さらに有機顔料とカルボキシル基を含むポリマー分散剤とを含むことが特に好ましい。また、顔料は、凝集性の観点からカルボキシル基を有するポリマー分散剤に被覆され、水不溶性であることが好ましい。さらに、凝集性の観点からは、後述の自己分散性ポリマーの粒子の酸価の方が、前記ポリマー分散剤の酸価よりも小さいことが好ましい。
 顔料の平均粒子径としては、10~200nmが好ましく、10~150nmがより好ましく、10~100nmがさらに好ましい。平均粒子径は、200nm以下であると色再現性が良好になり、インクジェット法で打滴する際の打滴特性が良好となり、100nm以下であると耐光性が良好になる。また、色材の粒径分布に関しては、特に制限はなく、広い粒径分布又は単分散性の粒径分布のいずれであってもよい。また、単分散性の粒径分布を持つ色材を2種以上混合して使用してもよい。
 なお、顔料粒子の平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA-EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求められるものである。
 顔料は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。顔料のインク組成物中における含有量としては、画像濃度の観点から、インク組成物に対して、1~25質量%であることが好ましく、2~20質量%がより好ましく、5~20質量%がさらに好ましく、5~15質量%が特に好ましい。
 本発明におけるインク組成物は、ポリマー粒子の少なくとも一種を含有することができる。このポリマー粒子は、後述の処理液又はこれを乾燥させた領域と接触した際に分散不安定価して凝集し、インクを増粘させることによりインク組成物を固定化する機能を有し、インク組成物の記録媒体への定着性及び画像の耐擦過性をより向上させることができる。
 凝集剤と反応するために、アニオン性の表面電荷を有するポリマー粒子が用いられ、充分な反応性、吐出安定性が得られる範囲で、広く一般に知られているラテックスが用いられるが、特に自己分散性のポリマー粒子を用いることが好ましい。
 本発明におけるインク組成物は、ポリマー粒子として、自己分散性ポリマー粒子の少なくとも一種を含有することが好ましい。この自己分散性ポリマーは、後述の処理液又はこれを乾燥させた領域と接触した際に分散不安定化して凝集しインクを増粘させることによりインク組成物を固定化する機能を有し、インク組成物の記録媒体への定着性及び画像の耐擦過性をより向上させることができる。また、自己分散性ポリマーは、吐出安定性及び前記顔料を含む系の液安定性(特に分散安定性)の観点からも好ましい樹脂粒子である。
 自己分散性ポリマーの粒子とは、他の界面活性剤の不存在下に、ポリマー自身が有する官能基(特に酸性基又はその塩)によって、水性媒体中で分散状態となり得る水不溶性ポリマーであって、遊離の乳化剤を含有しない水不溶性ポリマーの粒子を意味する。
 本発明における自己分散性ポリマーの酸価としては、処理液が接触したときの凝集性が良好である観点から、50KOHmg/g以下が好ましい。さらには、この酸価は25~50KOHmg/gがより好ましく、30~50KOHmg/gがさらに好ましい。自己分散性ポリマーの酸価が25以上であると、自己分散性の安定性が良好になる。
 本発明における自己分散性ポリマーの粒子は、自己分散性と処理液が接触したときの凝集速度の観点から、カルボキシル基を有するポリマーを含むことが好ましく、カルボキシル基を有し、酸価が25~50KOHmg/gのポリマーを含むことがより好ましく、カルボキシル基を有し、酸価が30~50KOHmg/gのポリマーを含むことがより好ましい。
 自己分散性ポリマーの粒子を構成する水不溶性ポリマーの分子量としては、重量平均分子量で3,000~20万であることが好ましく、5,000~15万であることがより好ましく、10,000~10万であることがさらに好ましい。重量平均分子量を3,000以上とすることで水溶性成分量を効果的に抑制することができる。また、重量平均分子量を20万以下とすることで、自己分散安定性を高めることができる。
 なお、重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフ(GPC)で測定される。GPCは、HLC-8220GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとして、TSKgeL SuperHZM-H、TSKgeL SuperHZ4000、TSKgeL SuperHZ2000(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を3本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる。また、条件としては、試料濃度を0.35質量%、流速を0.35ml/min、サンプル注入量を10μl、測定温度を40℃とし、IR検出器を用いて行う。
また、検量線は、東ソー(株)製、「標準試料TSK standard,polystrene」、「F-40」、「F-20」、「F-4」、「F-1」、「A-5000」、「A-2500」、「A-1000」、「n-プロピルベンゼン」の8サンプルから作製する。
 自己分散性ポリマーの粒子の平均粒子径は、体積平均粒子径で10nm~400nmの範囲が好ましく、10~200nmの範囲がより好ましく、10~100nmの範囲がさらに好ましい。体積平均粒子径は、10nm以上であると製造適性が向上し、1μm以下であると保存安定性が向上する。
 なお、自己分散性ポリマーの粒子の平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA-EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求められるものである。
 自己分散性ポリマーの粒子は、1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。自己分散性ポリマーの粒子のインク組成物中における含有量としては、凝集速度や画像の光沢性などの観点から、インク組成物に対して、1~30質量%であることが好ましく、5~15質量%であることがより好ましい。
 また、インク組成物中の顔料と自己分散性ポリマーの粒子との含有比率(例えば、水不溶性顔料粒子/自己分散性ポリマーの粒子)としては、画像の耐擦過性などの観点から1/0.5~1/10であることが好ましく、1/1~1/4であることがより好ましい。
 本発明におけるインク組成物は、活性エネルギー線により重合する水溶性の重合性化合物の少なくとも一種を含有することができる。重合性化合物としては、凝集剤と顔料、ポリマー粒子との反応を妨げない点で、ノニオン性又はカチオン性の重合性化合物が好ましい。また、水溶性とは、水に一定濃度以上溶解できることをいい、水性のインク中に(望ましくは均一に)溶解し得るものであればよい。また、水溶性有機溶剤を添加することにより溶解度が上がってインク中に(望ましくは均一に)溶解するものであってもよい。具体的には、水に対する溶解度が10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましい。
 重合性化合物としては、凝集剤と顔料、ポリマー粒子との反応を妨げない点で、ノニオン性又はカチオン性の重合性化合物が好ましく、水に対する溶解度が10質量%以上(さらには15質量%以上)の重合性化合物が好ましい。
 本発明における重合性化合物としては、擦過耐性を高め得る観点から、多官能のモノマーが好ましく、2官能~6官能のモノマーが好ましく、溶解性と擦過耐性の両立の観点から、2官能~4官能のモノマーが好ましい。重合性化合物は、1種単独又は2種以上を組み合わせて含有することができる。
 重合性化合物のインク組成物中における含有量としては、顔料及び自己分散性ポリマーの粒子の合計の固形分に対して、30~300質量%が好ましく、50~200質量%がより好ましい。重合性化合物の含有量は、30質量%以上であると画像強度がより向上して画像の耐擦過性に優れ、300質量%以下であるとパイルハイトの点で有利である。
 インク組成物及び処理液の少なくとも一方が、さらに、活性エネルギー線により重合性化合物の重合を開始する開始剤を含む。
 本発明におけるインク組成物は、処理液に含有すると共にあるいは含有せずに、活性エネルギー線により重合性化合物の重合を開始する開始剤の少なくとも1種を含有することができる。光重合開始剤は1種単独で又は2種以上を混合して、あるいは増感剤と併用して使用することができる。
 開始剤は、活性エネルギー線により重合反応を開始し得る化合物を適宜選択して含有することができ、例えば、放射線もしくは光、又は電子線により活性種(ラジカル、酸、塩基など)を発生する開始剤(例えば、光重合開始剤等)を用いることができる。
 開始剤を含有する場合、インク組成物中における開始剤の含有量としては、重合性化合物に対して、1~40質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましい。開始剤の含有量は、1質量%以上であると画像の耐擦過性がより向上し、高速記録に有利であり、40質量%以上であると吐出安定性の点で有利である。
 本発明におけるインク組成物は、水溶性有機溶媒の少なくとも1種を含有することができる。水溶性有機溶媒は、乾燥防止、湿潤あるいは浸透促進の効果を得ることができる。乾燥防止には、噴射ノズルのインク吐出口においてインクが付着乾燥して凝集体ができ、目詰まりするのを防止する乾燥防止剤として用いられ、乾燥防止や湿潤には、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶媒が好ましい。また、浸透促進には、紙へのインク浸透性を高める浸透促進剤として用いることができる。
 乾燥防止剤としては、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶媒であることが好ましい。乾燥防止剤は、1種単独で用いても2種以上併用してもよい。乾燥防止剤の含有量は、インク組成物中に10~50質量%の範囲とするのが好ましい。
 浸透促進剤としては、インク組成物を記録媒体(印刷用紙など)により良く浸透させる目的にとって好適である。浸透促進剤は、1種単独で用いても2種以上併用してもよい。浸透促進剤の含有量は、インク組成物中に5~30質量%の範囲であるのが好ましい。また、浸透促進剤は、画像の滲み、紙抜け(プリントスルー)を起こさない量の範囲内で使用することが好ましい。
 インク組成物は、水を含有するものであるが、水の量には特に制限はない。中でも、水の好ましい含有量は、10~99質量%であり、より好ましくは、30~80質量%であり、さらに好ましくは、50~70質量%である。
 本発明におけるインク組成物は、上記成分以外にその他の添加剤を用いて構成することができる。その他の添加剤としては、例えば、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
<各部の詳細>
 図2に、本実施形態のインクジェット記録装置100の主要部である処理液付与部114、描画部116、乾燥部118及び定着部120を拡大して示し、本発明に係るインクジェット記録装置についてさらに詳しく説明する。
 図2に示すように、インクジェット記録装置の主要部には処理液ドラム154、中間搬送部126(第1渡し胴搬送手段)、描画ドラム170、中間搬送部128(第2渡し胴搬送手段)、乾燥ドラム176、中間搬送部130(第3渡し胴搬送手段)及び定着ドラム184が、並んで配置されている。それぞれのドラムにより記録媒体Pが搬送され、搬送されるうちに処理液付与、描画、乾燥、定着(硬化)が順に行われるようになっている。
 各中間搬送部(中間搬送部126、中間搬送部128、中間搬送部130)は、それぞれリブ付きのガイド部材127、129、131を備え、回転軸を挟んで180度対向する方向に延びたアームの先端部の保持爪(図示省略)が記録媒体Pの先端部を把持して回転軸の回りを回転する。記録媒体Pの後端部はフリーの状態で、それぞれガイド部材(127、129、131)に沿って記録媒体Pを記録面の裏面側が凸になるようにして搬送するように構成されている。
 なお、中間搬送部126、128、130は、チェーングリッパを用いて、記録媒体Pを掴んで、裏面側を凸にして搬送するように構成してもよい。
 本実施形態のインクジェット記録装置100は、記録媒体Pの記録面上に画像を記録するものであり、記録媒体Pとしては、特に制限はないが、一般のオフセット印刷などに用いられる、所謂上質紙、コート紙、アート紙などのセルロースを主体とする一般印刷用紙を用いることができる。セルロースを主体とする一般印刷用紙は、水性インクを用いた一般のインクジェット法による画像記録においては比較的インクの吸収、乾燥が遅く、打滴後に色材移動が起こりやすく、画像品質が低下しやすいが、本実施形態のインクジェット記録装置100では、色材移動を抑制して色濃度、色相に優れた高品位の画像記録が可能である。
 なお、記録媒体の中でも、一般のオフセット印刷などに用いられる所謂塗工紙が好ましい。塗工紙は、セルロースを主体とした一般に表面処理されていない上質紙や中性紙等の表面にコート材を塗布してコート層を設けたものである。塗工紙は、通常の水性インクジェットによる画像形成においては、画像の光沢や擦過耐性など、品質上の問題を生じやすいが、本実施形態のインクジェット記録装置100では、光沢ムラが抑制されて光沢性、耐擦性の良好な画像を得ることができる。特に、原紙と無機顔料を含むコート層とを有する塗工紙を用いるのが好ましく、原紙とカオリン及び/又は重炭酸カルシウムを含むコート層とを有する塗工紙を用いるのがより好ましい。具体的には、アート紙、コート紙、軽量コート紙、又は微塗工紙がより好ましい。
 前述したように、処理液付与部114は、記録媒体Pの記録面に処理液を付与するものである。
 処理液塗布装置156によって記録面に処理液が塗布される処理液の膜厚は、描画部116のインクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yから打滴されるインクの液滴径より充分に小さいことが望ましい。例えば、インクの打滴量が2pl(ピコリットル)のときには、液滴の平均直径は15.6μmである。このとき、処理液の膜厚が大きい場合には、インクドットが記録媒体Pの表面に接触することなく、処理液内で浮遊する。そこで、インクの打滴量が2plのときに着弾ドット径を30μm以上得るためには、処理液の膜厚を3μm以下にすることが望ましい。
 処理液塗布装置156は、主として処理液容器、計量ローラ、塗布ローラによって構成されている(図示せず)。処理液容器には、処理液が貯留されており、この処理液に計量ローラの一部が浸漬される。計量ローラとしては、金属ローラ及び金属ローラ表面にセラミックコーティングを施したローラ周面に一定の線数で規則正しく多数のセルが形成されたアニロックスローラが好適に用いられる。金属ローラの材質としては鉄及びSUS等が用いられる。材質として鉄を用いた場合には、表面の親水性の向上、耐磨耗性の向上及び防錆性を向上させるため、表面にクロム等のメッキを施してもよい。アニロックスローラのセル構造としては、例えば、線数150線以上400線以下、セル深さ20μm以上75μm以下、セル容量30cm3/m2以上60cm3/m2以下のものを好適に用いることができる。計量ローラの直径は、例えば20mm以上100mm以下で形成される。
 計量ローラは回動自在に支持されるとともに不図示のモータに連結され、一定の速度で回転駆動される。従って、処理液容器内の処理液を計量ローラの表面に付着させ、この処理液を塗布ローラの表面に転移させることができる。計量ローラの回転方向は塗布ローラと同方向であり、ローラ外周の周速度は塗布ローラと同速、もしくは速度差を設けてもよい。速度差を設ける場合には塗布ローラの周速度に対して計量ローラの周速度を80%以上140%以下が好適に用いられる。塗布ローラと計量ローラとの周速度を調整することにより、計量ローラから塗布ローラへの、処理液の転移率を調整することが可能であり、記録媒体Pへの塗布膜厚を調整することができる。
 計量ローラの表面には、計量用のドクターブレードが当接するように設けられている。ドクターブレードは、計量ローラと塗布ローラとの接触位置に対して、計量ローラの回転方向の上流側に配置され、計量ローラの表面の塗布液を掻き落として計量できるようになっている。これにより、ドクターブレードで計量された塗布液を塗布ローラに供給することができる。
 塗布ローラはEPDMやシリコンなどのゴム層を表面に有するゴムローラが好適に用いられる。塗布ローラは回動自在に支持されるとともに不図示のモータに連結され、一定の速度で回転駆動される。塗布ローラの回転方向は処理液ドラム154と同方向であり、ローラ外周の周速度も処理液ドラム154と同速度で回転する。これによって計量ローラから塗布ローラへ転移された処理液が処理液ドラム154上に保持された記録媒体Pに塗布される。
 このように、処理液塗布装置156はローラで処理液を塗布するようにしたため、処理液を均一に、かつ塗布量を少なく記録媒体Pに塗布することが可能である。また、処理液塗布装置156は、処理液塗布の搬送胴(処理液ドラム154)を汚さないようにするために、処理液塗布手段のローラを記録媒体毎に接触及び離間させるようになっていることが好ましい。処理液ドラム154は、記録媒体Pの先端を保持する保持爪で記録媒体Pを搬送する。これにより、記録媒体Pの高速搬送が可能であり、また用紙搬送ジャムの発生を低減することができる。
 なお、処理液ドラム154の外周に、その周面に対向してIRヒータ及び温風噴出しノズルを設けて、記録媒体Pに塗布された処理液を乾燥するようにしてもよい。IRヒータや温風噴出しノズルを設けた場合には、IRヒータは高温(例えば180℃)に制御され、温風噴出しノズルは高温(例えば70℃)の温風を一定の風量(例えば9m3/分)で記録媒体Pに向けて吹き付けるように構成される。このIRヒータ及び温風噴出しノズルによる加熱によって、処理液の溶媒中の水分が蒸発し、処理液の薄膜層が記録媒体Pの記録面に形成される。このように処理液を薄層化することによって、描画部116で打滴するインクのドットが記録媒体Pの記録面と接触し、必要なドット径が得られるとともに、薄層化した処理液成分と反応して色材凝集が起こり、記録媒体Pの記録面に固定する作用が得られやすい。なお、処理液ドラム154を所定の温度(例えば50℃)に制御するようにしてもよい。
 また、処理液は、描画部116で付与されるインク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を含んでいる。
 凝集剤としては、インク組成物のpHを変化させることができる化合物であっても、多価金属塩であっても、ポリアリルアミン類であってもよい。本実施形態においては、インク組成物の凝集性の観点から、インク組成物のpHを変化させることができる化合物が好ましく、インク組成物のpHを低下させ得る化合物がより好ましい。インク組成物のpHを低下させ得る化合物としては、水溶性の高い酸性物質(リン酸、シュウ酸、マロン酸、クエン酸、もしくはこれらの化合物の誘導体又はこれらの塩など)が好適に挙げられる。
 このように、凝集剤としては、水溶性の高い酸性物質が好ましく、凝集性を高め、インク全体を固定化させる点で、有機酸が好ましく、2価以上の有機酸がより好ましい。さらに、2価以上3価以下の酸性物質が特に好ましい。この2価以上の有機酸としては、その第1pKaが3.5以下の有機酸が好ましく、さらに3.0以下の有機酸がより好ましく、具体的には、リン酸、シュウ酸、マロン酸、クエン酸などが好適に挙げられる。
 凝集剤で、酸性物質は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これにより、凝集性を高め、インク全体を固定化することができる。インク組成物を凝集させる凝集剤の処理液中における含有量としては、1~50質量%が好ましく、より好ましくは、3~45質量%であり、さらに好ましくは、5~40質量%の範囲である。また、インク組成物のpH(25℃)が8.0以上であって、処理液のpH(25℃)が0.5~4の範囲が好ましい。これにより、画像濃度、解像度及びインクジェット記録の高速化を図ることができる。
 また、処理液には、その他の添加物を分有することができる。この添加物としては、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤などの公知の添加剤が挙げられる。
 上述したように本実施形態では、ローラによる処理液の塗布方式を適用した構成を例示したが、処理液の付与は、塗布法に限定されず、インクジェット法や浸漬法などの公知の方法を適用して行うことができる。なお、塗布法としては、バーコーター、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター等を用いた公知の塗布方法によって行うことができる。
 なお、処理液付与工程は、インク組成物を用いたインク付与工程の前又は後のいずれに設けてもよい。本実施形態においては、処理液付与工程で処理液を付与した後にインク付与工程を設けた態様が好ましい。具体的には、記録媒体P上に、インク組成物を付与する前に、予めインク組成物中の顔料及び/又は自己分散性ポリマーの粒子を凝集させるための処理液を付与しておき、記録媒体P上に付与された処理液に接触するようにインク組成物を付与して画像化する態様が好ましい。これにより、インクジェット記録を高速化でき、高速記録しても濃度、解像度の高い画像を得ることができる。
 また処理液の付与量としては、インク組成物を凝集可能であれば特に制限はないが、好ましくは、凝集剤の付与量が0.1g/m2以上となる量とすることができる。中でも、凝集剤の付与量が0.2~0.7g/m2となる量が好ましい。凝集剤は、付与量が0.1g/m2以上であるとインク組成物の種々の使用形態に応じ良好な高速凝集性が保てる。また、凝集剤の付与量が0.7g/m2以下であることは、付与した記録媒体の表面性に悪影響(光沢の変化等)を与えない点で好ましい。
 処理液付与部114は、処理液ドラム154の外周面に設けられた保持手段155により記録媒体Pの先端部を保持して搬送しながら、処理液塗布装置156により、処理液を計量しつつ記録媒体Pに処理液を塗布する。
 処理液付与部114で処理液が付与された記録媒体Pは、中間搬送部(第1渡し胴搬送手段)126によって次の描画部116へ搬送される。記録媒体Pは、中間搬送部126の保持爪(図示省略)によってその先端部を保持されて、記録面が内側を向き、裏面側がガイド部材127に沿って凸形状となるように搬送される。
 また、中間搬送部126は、その内部(回転軸付近)に熱風乾燥手段(図示省略)を有し、搬送中内側を向いている記録媒体Pの記録面(表面)側に熱風を当てて、表面に付与された処理液を乾燥させる構成とされていてもよい。これにより、描画部116において記録媒体Pにインクが打滴されたとき、インク付着時における記録媒体P上での着弾インクの移動が防止される。
 描画部116の描画ドラム170は、中間搬送部126によって搬送されてきた記録媒体Pの先端部を、描画ドラム170外周面に設けられた保持手段171により保持する。それとともに、描画ドラム170外周面に設けられた吸引孔(図示省略)によって記録媒体Pを描画ドラム170外周面に吸着、固定して搬送する。そして、描画ドラム170の外周面に固定された記録媒体Pの、処理液が付与されている表面(記録面)に向けて、インクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yから水性紫外線硬化型のインクが打滴される。
<描画部>
 図2に示す描画部116において、描画ドラム170上に密着保持された記録媒体Pの記録面に向かって各インクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yから、対応する色インクの液滴が吐出される。これにより、処理液付与部114で予め記録媒体Pの記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材(顔料)が凝集され、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体P上での色材流れなどが防止され、記録媒体Pの記録面に画像が形成されるようになっている。
 なお、各インクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yから吐出されるインクの液滴量としては、高精細な画像を得る観点で、1~10pl(ピコリットル)が好ましく、1.5~6plがより好ましい。また、画像のムラ、連続階調のつながりを改良する観点で、異なる液滴量を組み合わせて吐出することも有効であり、このような場合でも本発明は好適に適用される。
 なお、本例では、CMYKの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系(淡色系)インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定されない。以上のように構成された描画部116により、記録媒体Pに対してシングルパスで描画を行う。
<乾燥部>
 描画部116で画像が形成された記録媒体Pは、描画ドラム170から中間搬送部(第2渡し胴搬送手段)128を介して乾燥部118の乾燥ドラム176へ受け渡される。中間搬送部128は、描画ドラム170から受け取った記録媒体Pを、保持爪(図示せず)によってその先端部を保持して、記録媒体Pの記録面が内側を向き、裏面側がガイド部材129に沿って凸形状となるようにして搬送する。
 なお、中間搬送部128は、その内部に不図示の熱風乾燥手段(乾燥手段)を有し、搬送中内側を向いている記録媒体Pの記録面側に熱風を吹き付けて、表面に打滴されたインクを乾燥させる構成とされていてもよい。これにより、インク打滴直後に、インクを乾燥することができるので、インク浸透による記録媒体Pのカックルを低減しやすくなり、乾燥部118における乾燥ドラム176における吸引拘束時の吸着皴の発生を抑止しやすくなる。
 乾燥部118は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、乾燥ドラム176、及び乾燥ドラム176の外周面に対向する位置にIRヒータ等とファンの組み合わせを複数配置した熱風乾燥手段182が構成されている。
 また、乾燥ドラム176の外周に対向して、複数の熱風乾燥手段182の(乾燥ドラム176の回転方向の)上流側に送風手段180(吸着補助手段)が設けられ、また乾燥部118内部の湿度を調整する調湿手段80および湿度センサ(図示せず)が設けられている。
 乾燥ドラム176は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)177を備え、この保持手段177によって記録媒体Pの先端を保持できるようになっている。また、乾燥ドラム176は、その外周面に複数の吸引孔を有し、負圧により記録媒体Pを乾燥ドラム176外周面に吸着し、密着するように拘束して搬送する。このように乾燥ドラム176に拘束された記録媒体Pに対して、熱風乾燥手段182の熱風噴出ノズルから熱風を当てて記録媒体Pを乾燥する。
 これにより、記録媒体Pにおけるカックルの発生が防止される。また、記録媒体Pを乾燥ドラム176の外周面に密着させることで、熱風乾燥手段182に記録媒体Pが接触することによるジャムの発生や用紙燃えを防止することができる。
 熱風乾燥手段182の熱風噴出しノズルは、所定の温度に制御された温風を一定の風量で記録媒体Pに向けて吹き付けるように構成され、IRヒータは、それぞれ所定の温度に制御される。これらの熱風噴出しノズル及びIRヒータによって、乾燥ドラム176に保持された記録媒体Pの記録面に含まれる水分が蒸発され、乾燥処理が行われる。その際、乾燥部118の乾燥ドラム176は、描画部116の描画ドラム170に対して構造上分離しているので、インクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yにおいて、熱乾燥によるヘッドメニスカス部の乾燥によるインクの不吐出を低減することができる。また、乾燥部118の温度設定に自由度があり、最適な乾燥温度を設定することができる。
 なお、蒸発した水分は図示を省略した排出手段によりエアとともに機外に排出することが好ましい。また、回収されたエアを冷却器(ラジエータ)などで冷却して液体として回収してもよい。
 また、乾燥ドラム176は、その外周面を所定の温度に制御することが好ましい。記録媒体Pの裏面から加熱を行うことによって乾燥が促進され、定着時における画像破壊を防止することができる。
乾燥ドラム176の表面温度の範囲は、50℃以上が好ましく、より好ましくは60℃以上である。また、上限については、特に限定されるものではないが、乾燥ドラム176の表面に付着したインクをクリーニングするなどのメンテナンス作業の安全性(高温による火傷防止)の観点から75℃以下が好ましい。
 また、乾燥ドラム176は、記録媒体Pが搬送される前に所定の温度に加熱しておくことが好ましい。乾燥ドラム176を加熱しておくことで、乾燥を促進させることができるので、画像破壊を防止するとともに、カックルを防止することができる。加熱温度は、上記乾燥ドラム176の表面温度と同じ温度範囲とすることが好ましい。
 加熱は、吸引した際の温度低下を防止するため、吸引した状態で所定の温度とすることが好ましい。また、吸引しないで加熱を行う場合は、吸引した際の温度低下を考慮して、所定の温度より高い温度になるように加熱することが好ましい。また、記録媒体Pの記録面が外側を向くように(すなわち、記録媒体Pの記録面が凸側となるように湾曲させた状態で)保持し、回転搬送しながら乾燥することで、記録媒体Pの皺や浮きの発生を防止でき、これらに起因する乾燥ムラを確実に防止することができる。
 また、熱風乾燥手段182の上流側に設けられた送風手段180(吸着補助手段)は、乾燥ドラム176への記録媒体Pの吸着を補助するためのものである。送風手段180は、記録媒体P後端側に向かって斜め方向に送風し、記録媒体P幅方向の端部側に向かって斜めに当てるようにし、さらに後端で風力が大きくなるように制御する。これにより、記録媒体P後端での用紙浮きが防止されるとともに、記録媒体Pの吸着皺を取り、均一乾燥と均一吸着を可能とする。このように送風手段180という記録媒体Pに対して非接触な吸着補助手段を用いることで、接触手段を用いて吸着補助を行った場合に、記録媒体Pのまだ乾燥していないインクが接触手段に転写されて画像不良が発生するのを防止することができる。
 乾燥ドラム176の吸引力は(開口面積)×(単位面積あたりの圧力)で表すことができる。吸引力は、記録媒体吸着保持領域における吸引孔の占める面積、すなわち、開口率を高くすることで吸引力をより高くすることができる。
 また、乾燥ドラム176の外周面に設けられた吸引孔の開口率は、乾燥ドラム176外周面と記録媒体Pとの接触面積に対して、1%以上75%以下であることが好ましい。これは、開口率が1%未満であると、記録後の吸水による記録媒体Pの膨張変形を充分に抑止することができず、また、乾燥ドラム176自体も温まっており記録媒体Pはこれに接することによっても乾燥が促進されるが、開口率が75%を超えると、記録媒体Pの裏面と乾燥ドラム176外周面との接触面積が低下するため、記録媒体Pを吸着保持した状態であっても充分な乾燥性能を得ることができず、カックルも悪化する虞がある。
 従って、乾燥ドラム176の外周面における吸引孔の開口率を1%以上75%以下とすることで、カックルの抑制防止及び乾燥性能の向上を図ることができる。
 なお、開口率は、吸引孔の径、孔ピッチ、孔の形状及び配置により設定される。孔径は、0.4mm以上、また負圧吸引による記録媒体Pの凹み痕(吸着痕)がつかないように、1.5mm以下に設計することが好ましい。孔ピッチは、乾燥ドラム176外周面の熱変形の防止や剛性確保のため、0.1mm以上5mm以下が好ましい。孔の間隔があまり離れすぎると記録媒体の変形抑止効果が不足し、皺の発生をそれほど抑制できないからである。また、吸引孔の形状は、角(鋭角)形状があると、角部に応力が集中するので、角部を丸めた形状が好ましい。
 
 また、回転搬送体では、吸着圧力による記録媒体Pの変形量は周方向よりも軸方向の方が大きくなる。従って、吸引孔は、周方向を長軸方向、軸方向を短軸方向とした楕円形状又は長穴形状とすることで、記録媒体Pの周方向の変形と軸方向の変形を均等にすることもできる。
 また、乾燥ドラム176の外周面に、記録媒体Pの記録面が外側を向くように(すなわち、記録媒体Pの記録面が凸側となるように湾曲させた状態で)保持し、回転搬送しながら乾燥することで、記録媒体Pの皺や浮きの発生を防止でき、これらに起因する乾燥ムラを確実に防止する。
 熱風乾燥手段182による乾燥条件を制御することにより湿度調整を行うことも可能だが、本実施形態においては、さらに乾燥部118内部には湿度を調整する調湿手段80が設けられている。調湿手段80は記録媒体Pに含まれる水分量(後述)が所望の範囲内に収まるように、乾燥部118内部の記録媒体Pを乾燥しすぎないように、且つ水分過剰とならないように湿度を調節する。
 具体的には、加湿手段と乾燥手段とを適宜組み合わせて調湿手段80とすればよく、加湿手段および乾燥手段としては特に限定されるものではなく、一般的に使用されるスチーム式・ファン式・超音波式などの加湿器を用いることで加湿手段としてもよく、また電熱式ドライヤなどを乾燥手段として用いてもよい。
 また後述するように定着部120内部には、紫外線により定着される記録媒体Pの記録面側表面水分量を測定する紙水分計181が設けられている。インク吐出前の記録媒体Pの水分量は、当初から記録媒体Pに含まれていた水分に加えて処理液付与部114で付与された処理液に含まれる水分の合計となる。この上に描画部116でインクジェットヘッド172によりインク滴が吐出され、上記の水分量に加えてインク滴に含まれる水分量が加わることで、乾燥部118に搬送される記録媒体Pの水分量が決定される。紙水分計181で記録媒体Pの記録面側表面水分量を測定し、定着部120における紫外線による定着時にこの値と給紙部112内部に設けられた水分計で測定した記録媒体Pに当初から含まれていた記録面側表面水分量との差が2g/m2以上5g/m2以下となるように乾燥部118内の湿度を調湿手段80で調節する。当該調節は、装置立ち上げ時にテスト画像を印字することにより、或いは、本稼動時に紙水分計を常時チェックし、その結果に基づいて調湿手段80を自動制御することにより行うと好適である。
 また、実際に紙水分計181と給紙部112内部に設けられた紙水分計113とで水分量を実測するかわりに、記録媒体Pの種類、処理液付与装置156による記録媒体Pへの処理液付与量、およびインクジェットヘッド172による記録媒体Pへのインク吐出量などの諸条件から、記録媒体Pの表面水分量の差を算出してもよい。
<定着部>
 乾燥部118で乾燥処理が行われた記録媒体Pは、乾燥ドラム176から中間搬送部(第3渡し胴搬送手段)130を介して定着部120の定着ドラム184に受け渡される。
 定着ドラム184は、中間搬送部130から記録媒体Pを受け取ると、定着ドラム184の外周面に設けられた保持手段185で記録媒体Pの先端部を保持して記録媒体Pを外周面に巻きつけて搬送する。
 定着ドラム184の外周面に巻きつけられて搬送される記録媒体Pは、定着ドラム184に対向して配置された押圧ローラ(平滑化手段)188により加圧され、定着ドラム184に押しつけられてカールが矯正され皺が取り除かれる。
 押圧ローラ188は、定着ドラム184に対して圧接するように配置されており、定着ドラム184との間でニップローラを構成するようになっている。これにより、記録媒体Pは、押圧ローラ188と定着ドラム184との間に挟まれ、所定のニップ圧(例えば、0.15MPa)でニップされ、平滑化処理が行われる。
 また、押圧ローラ188は、加熱ローラであってもよい。例えば、押圧ローラ188を、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラとして構成してもよい。この押圧ローラ188で記録媒体Pを加熱するとともに押圧することによって、インクに含まれるラテックスのTg温度(ガラス転移点温度)以上の熱エネルギーが付与され、ラテックス粒子が溶融され、記録媒体Pの画像表面の凹凸がレベリングされ、光沢性が得られる。
 乾燥部118内には記録媒体Pの表面温度を測定する放射温度計183が設けられている。放射温度計183は紫外線硬化型インクが吐出された記録媒体Pの表面温度を非接触で測定し、図示しない制御部へ表面温度データとして送る。制御部はデータから表面温度に応じて例えば前述の押圧ローラ188などの温度を制御し、記録媒体Pの表面を最適な温度に温調する。あるいは押圧ローラ188に替えて記録媒体Pの搬送面近傍に別途、IRヒータなどが設けられていてもよい。
 次に記録媒体Pは、定着ドラム184に対向して配置された紫外線光源190による紫外線照射を受け硬化・定着が行われる。ここで紫外線光源190を複数用いてもよい。これにより、一つ一つの紫外線光源190の照射強度を低減することにより、照射時間で硬化条件を稼ぐことが可能となり、コストダウン及び紫外線光源190の発熱量低減を図ることができる。また、紫外線光源190の搬送方向上流側には紙水分計181が設けられており、前述したように、このとき記録媒体Pにおいては、当初から含まれていた記録面側表面水分量との差が2g/m2以上5g/m2以下となるようにその水分量が調節されている。
 紫外線光源190としては、特に限定されるものではなく、例えば、メタルハライドランプ、水銀ランプ、エキシマレーザー、紫外線レーザー、ブラックライト、冷陰極管、LED、レーザダイオード等が適用可能であり、メタルハライドランプ管、水銀ランプ管もしくはブラックライトなどが好適に用いられる。より好ましくは、発光波長ピークが350~420nmであり、且つ、記録媒体表面上での最高照度が10~2000mW/cm2である紫外線を発生する発光ダイオードが好適に用いられる。
 紫外線光源190の照射する紫外線のピーク波長は、インク組成物の吸収特性にもよるが、200~600nmが好ましく、より好ましくは、300~450nmであり、さらに好ましくは、350~450nmである。
 紫外線光源190の照射エネルギーとしては、2000mJ/cm2以下が好ましく、より好ましくは、10~2000mJ/cm2であり、さらに好ましくは、800~2000mJ/cm2である。
また、本発明のインクジェット記録装置では、紫外線は記録媒体の記録面に対して、好ましくは、0.01~10秒、より好ましくは、0.1~2秒照射することが適当である。
 なお、紫外線照射手段である紫外線光源190を複数個設けてもよい。これにより1つ1つの紫外線光源190の照射強度を低減し、照射時間の合計で硬化条件を稼ぐことが可能となり、コストダウン、紫外線光源190の発熱量低減などの効果が期待できる。
<インク吐出量ごとの最適紫外線強度と記録媒体の水分量の関係>
 図4Aおよび図4B(表1)は、紫外線照射量と、定着工程前の記録媒体Pの水分量とを変化させた場合の定着後のインクについての密着性評価結果である。
 水性紫外線硬化型インクは紫外線による硬化の際に、記録媒体中に含まれる水分が少な過ぎれば紫外線硬化が不十分となり、インク部分の膜強度が不足してしまう虞がある。ラジカル発生量が相対的に多い、液滴体積の小さい低密度吐出(2.4~3.0pl)条件においては、記録媒体Pの記録面側表面上の水分量と当初から含まれていた水分量との差が多いほうが酸素重合阻害の影響が小さく、あるいはラジカルのモビリティが大きいと推測されるために、紫外線照射量の少ない領域で効率よく硬化して密着性評価「○」となる。
 一方でラジカル発生量が相対的に少なくなる、液滴体積の大きい高密度吐出(4.0~5.0pl)条件においては、水分量差が少ないほうが、二重結合密度が濃くなっていると推測されるために、紫外線照射量の少ない領域で効率よく硬化して密着性○となる結果を得た。
 これらのことから、液滴体積2.4~5.0plの全域で好適な紫外線照射量800mJ/cm2以上で密着性評価「○」となる水分量差の領域は、2~5g/cm2である。水分量差が2g/cm2よりも少ない場合、印画部の低密度吐出領域では十分に硬化せず、また水分量差が5g/cm2よりも多い場合、印画部の高密度吐出領域では十分に硬化しないという知見が得られている。実験条件および方法を下記に示す。
・樹脂被覆マゼンタ顔料分散物(M)
 ピグメント・ブルー15:3(Chromophthal Jet Magenta DMQ(ピグメント・レッド122、チバ・ジャパン社製))10部と、上記ポリマー分散剤P-1を5部と、メチルエチルケトン42部と、1mol/L NaOH水溶液5.5部と、イオン交換水87.2部とを混合し、ビーズミルにより0.1mmφジルコニアビーズを用いて2~6時間分散した。
 得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去することにより、顔料濃度が10.2質量%の樹脂被覆マゼンタ顔料の分散物(着色粒子)(M)を得た。
マゼンタインク:
・樹脂被覆マゼンタ顔料の分散物(M)        ・・・ 6%(固形分濃度)
・重合開始剤                    ・・・ 3%
・NKエステル                   ・・・ 20%
・オルフィンE1010(日信化学(株)製;界面活性剤・・・ 1%
・尿素(日産化学工業株式会社)            ・・・3%
・イオン交換水・・・残量(全量で100質量%となるよう加えた)
処理液:
・マロン酸(立山化成(株)製;酸性化合物)         ・・・25.0%
・トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(水溶性有機溶媒)・・・5%
・イオン交換水・・・残量(全量で100質量%となるよう加えた)
 記録媒体(塗工紙)として、OKトップコート+(坪量104.7g/m2)を用意して、以下に示すようにして画像を形成し、形成された画像について以下の評価を行った。記録媒体には、全てOKトップコート+を用いた。
 インク組成物として、上記マゼンタインクを用い、処理液と共にインクセットを構成し、下記に示す方法で、4色シングルパス記録によりライン画像とベタ画像を形成した。まず、図4A、図4Bに示すように、記録媒体の搬送方向(図中の矢印方向)に向かって順次、水性処理液を吐出する処理液付与部12と、付与された水性処理液を乾燥させる処理液乾燥ゾーン13と、各種水性インクを吐出するインク吐出部14と、吐出された水性インクを乾燥させるインク乾燥ゾーン15と、紫外線(UV)を照射可能なUV照射ランプ16Sを備えたUV照射部16とが配設されたインクジェット装置を準備した。
 処理液乾燥ゾーン13は記録媒体の記録面側には乾燥風を送って乾燥を行なう送風器(図示せず)を備え、記録媒体の非記録面側には赤外線ヒータ(図示せず)を備えており、処理液付与部で処理液の付与を開始した後900msecが経過するまでに、温度・風量を調節して水性処理液中の水の70質量%以上を蒸発(乾燥)できるように構成されている。
 また、インク吐出部14は、搬送方向(矢印方向)にブラックインク吐出用ヘッド30K、シアンインク吐出用ヘッド30C、マゼンタインク吐出用ヘッド30M、及びイエローインク吐出用ヘッド30Yが順次配置されており、各ヘッドは1200dpi/20inch幅フルラインヘッドである。各色の画像をシングルパスで主走査方向に吐出して記録できるようになっている。
 本実験では図3に示すように構成されたインクジェット装置のインク吐出用ヘッドにそれぞれ繋がる貯留タンク(図示せず)に、上記で得たインクを装填して、記録媒体にベタ画像及び1200dpiのライン画像を記録した。
 ライン画像は、1200dpiの幅1ドットのライン、幅2ドットのライン、幅4ドットのラインをシングルパスで主走査方向に吐出して記録し、ベタ画像は、記録媒体をA5サイズにカットしたサンプルの全面にインクを吐出してベタ画像とした。尚、記録する際の諸条件は下記の通りである。
1.処理液付与工程
 記録媒体の全面に、アニロックスローラ(線数100~300/インチ)で塗布量が制御されたロールコーターにて付与量が1.4g/m2となるように処理液を塗布した。
2.処理工程
 次いで、下記条件にて処理液が塗布された記録媒体について乾燥処理及び浸透処理を施した。
・風速:10m/s
・温度:記録媒体の記録面側の表面温度が60℃となるように、記録媒体の記録面の反対側(背面側)から接触型平面ヒータで加熱した。
3.インク付与工程
 その後、処理液が塗布された記録媒体の塗布面に、下記条件にてインク組成物をインクジェット方式で吐出し、ライン画像、ベタ画像をそれぞれ形成した。
・ヘッド:1200dpi/20inch幅のピエゾフルラインヘッドを4色分配置
・吐出液滴量:2.4~5.0pL
・駆動周波数:30kHz
4.インク乾燥工程
 次いで、インク組成物が付与された記録媒体を、記録媒体の記録面側表面の水分量が当初から含まれていた水分量よりもカーフフィッシャー水分量計で測定して1.0~7.0g/m2多く含まれるようになるように、記録媒体の記録面の反対側(背面側)から熱風乾燥した。
5.UV露光工程
 画像乾燥後、UV照射部16において、UV光(アイグラフィックス(株)製 メタルハライドランプ 最大照射波長 365nm)を積算照射量100~1500mJ/cm2になるように照射して画像を硬化した。
6.硬化感度評価
 セロハンテープを上記ベタ画像が形成された評価用サンプルの印画面に貼り付け、ゆっくりと引き剥がした後のセロハンテープの接着面、および印画面を目視により観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。
 評価基準としては以下の通り。
 ◎ … 印画面に画像(色材)のはがれが視認できなかった。
 ○ … 印画面に画像(色材)のはがれがわずかに認められたが実用上問題ない。
 △ … 印画面に画像(色材)のはがれが視認でき、実用上問題になるレベル。
 × … 印画面に画像(色材)の大きなはがれが視認できた。
<効果>
 前述のように、水性紫外線硬化型インクを用いた本実施形態のプロセスにおいて、乾燥部118内で記録媒体Pの水分量差を2g/m2以上、5g/m2以下に調整することで、吐出液量2.4pl~5.0plの広範囲でインクの膜強度(密着性評価結果)を実用上問題のないレベルに収めることができる。
<まとめ>
 以上説明したように、本実施形態においては、記録媒体を給紙する給紙工程と、水性紫外線硬化型インクを前記記録媒体上に吐出する吐出工程と、前記吐出工程後における前記記録媒体の記録面側表面水分量を、前記給紙工程における当該記録媒体の記録面側表面水分量との水分量差が2g/m2以上5g/m2以下となるように調整する調湿工程と、前記水分量差に調整された前記記録媒体上の前記水性紫外線硬化型インクを照射量800mJ/cm2以上の紫外線で硬化させ定着させる定着工程と、を含むインクジェット記録方法としたため、記録媒体の水分量を管理して紫外線硬化型インクを確実に硬化させるインクジェット記録方法とすることができる。
<その他>
 以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
 例えば上記実施形態では水性紫外線硬化型インクを用いたインクジェット記録方法を例に挙げたが、これに限定せず例えば他の種類の記録方法においても記録媒体の湿度を一定に保つ必要のある構成であれば本発明の実施形態が適用されていてもよい。
 日本出願2010-193854の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
 符号12は処理液付与部である。
符号14はインク吐出部である。
符号16はUV照射部である。
符号80は調湿手段である。
符号82は湿度センサである。
符号100はインクジェット記録装置である。
符号112は給紙部である。
符号113は紙水分計である。
符号114は処理液付与部である。
符号116は描画部である。
符号118は乾燥部である。
符号120は定着部である。
符号122は排紙部である。
符号172はインクジェットヘッドである。
符号176は乾燥ドラムである。
符号177は保持手段である。
符号178は溶媒乾燥装置である。
符号180は送風手段である。
符号181は紙水分計である。
符号182は熱風乾燥手段である。
符号184は定着ドラムである。
符号188は押圧ローラである。
符号190は紫外線光源である。
符号192は排紙ユニットである。
符号Pは記録媒体である。 

Claims (5)

  1. 記録媒体を給紙する給紙工程と、
    水性紫外線硬化型インクを前記記録媒体上に吐出する吐出工程と、
     前記吐出工程後における前記記録媒体の記録面側表面水分量を、前記給紙工程における当該記録媒体の記録面側表面水分量との水分量差が2g/m2以上5g/m2以下となるように調整する調湿工程と、
     前記水分量差に調整された前記記録媒体上の前記水性紫外線硬化型インクを照射量800mJ/cm2以上の紫外線で硬化させ定着させる定着工程と、を含むインクジェット記録方法。
  2. 前記給紙工程と前記調湿工程において、紙水分計を用いて前記記録媒体の記録面側表面水分量をそれぞれ測定し、前記水分量差を算出する、請求項1に記載のインクジェット記録方法。
  3. 前記吐出工程の前に処理液付与工程を含み、
    前記記録媒体の種類、前記記録媒体への処理液付与量、およびインク吐出量に基づいて前記水分量差を算出する工程を含む、請求項1に記載のインクジェット記録方法。
  4. 前記定着工程では放射温度計で測定された前記記録媒体の記録面側表面温度を所定の温度範囲に調整した後に前記記録媒体に紫外線を照射する請求項1~請求項3の何れか1項に記載のインクジェット記録方法。
  5. 前記水性紫外線硬化型インクは、色材と、紫外線により重合する重合性モノマーと、紫外線により前記重合性モノマーの重合を開始する開始剤と、50%以上の水と、を少なくとも含む請求項1~請求項4の何れか1項に記載のインクジェット記録方法。
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