WO2017119047A1 - 記録方法および記録装置 - Google Patents

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WO2017119047A1
WO2017119047A1 PCT/JP2016/005249 JP2016005249W WO2017119047A1 WO 2017119047 A1 WO2017119047 A1 WO 2017119047A1 JP 2016005249 W JP2016005249 W JP 2016005249W WO 2017119047 A1 WO2017119047 A1 WO 2017119047A1
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liquid
ink
image
porous body
recording medium
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PCT/JP2016/005249
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English (en)
French (fr)
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祥之 本田
坂本 敦
智 増田
山根 徹
恭介 出口
良助 廣川
大西 徹
毛利 明広
遠山 上
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キヤノン株式会社
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    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2002/012Ink jet with intermediate transfer member

Definitions

  • the present invention relates to a recording method and a recording apparatus.
  • an image is formed by directly or indirectly applying a liquid composition (ink) containing a color material onto a recording medium such as paper.
  • a liquid composition containing a color material
  • the recording medium may curl or cockling due to excessive absorption of the liquid component in the ink.
  • Patent Document 1 a treatment liquid having a function of aggregating solvent-insoluble components (coloring materials, etc.) in ink is applied onto a transfer body by a treatment liquid application unit, for example, an application roller, and then ink is applied. The configuration to do is also shown.
  • Patent Document 2 proposes a method of providing a throttle mechanism that squeezes out the liquid absorbed by the absorber.
  • Patent Document 3 it is proposed to provide a liquid recovery means for sucking and recovering the liquid absorbed by the liquid absorbing member.
  • a part of solid components such as coloring materials and resin fine particles contained in the ink image may be taken not only into the surface of the porous body but also into the interior.
  • the solid component that has entered the inside of the porous body clogs the pores of the porous body, clogging the performance of the porous body as an absorbent member, and the function as a means for removing the liquid component cannot be maintained. .
  • Patent Document 3 proposes that a difference is provided between the surface of the solvent absorbing roller and the internal surface energy to prevent the coloring material and the like from entering the pores of the porous body. (Sixth embodiment). Specifically, the internal surface energy ⁇ 2 is made smaller than the surface energy ⁇ 1 of the surface of the porous body. However, in this method, the liquid absorption capacity (capillary force) of the porous body is reduced, so that it is difficult to quickly absorb the liquid in the ink image, and the high-speed printing cannot be sufficiently handled.
  • the present invention suppresses the intrusion of the ink solids into the porous body during liquid absorption as described above, and makes it possible to simultaneously maintain the performance of the porous body and improve the durability.
  • the purpose is to provide.
  • an inkjet recording method includes: (1) a step of applying a reaction liquid containing an ink thickening component for increasing the viscosity of the ink to the recording medium; (2) forming a first image by applying ink to the recording medium to which the reaction liquid has been applied; (3) a liquid absorption step of bringing a liquid absorbing member having a porous body into contact with the first image and absorbing the liquid from the first image by the porous body; (4) a step of bringing a cleaning member into contact with the first surface of the porous body that contacts the first image, and cleaning the first surface; (5) a liquid recovery step of recovering the liquid absorbed in the porous body;
  • a recording method comprising: When the porous body contacts the first image, the ink height is higher than the second chemical species in the ink that reacts with the ink thickening component on the recording medium and in the porous body.
  • the first chemical species contributing to the reaction of the viscosity component is contained in a large
  • ink solids can be retained on the surface of the porous body, and the probability of entering the inside of the porous body can be reduced.
  • the ink solid content on the surface of the porous body can be removed by a cleaning method having little influence on the porous body, and it is possible to simultaneously maintain the liquid absorption performance of the porous body and improve the durability.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a transfer type inkjet recording apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows an example of a structure of the direct drawing type inkjet recording device in one Embodiment of this invention. It is a block diagram which shows the control system of the whole apparatus in the inkjet recording device shown in FIG.
  • FIG. 2 is a block diagram of a printer control unit in the transfer type inkjet recording apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a block diagram of a printer control unit in the direct drawing type inkjet recording apparatus shown in FIG. 2.
  • 4 is a schematic diagram illustrating an example of a cleaning device 14.
  • FIG. 3 is a flowchart of the sequence of the ink jet recording method in Example 1.
  • FIG. 6 is a flowchart of the sequence of an ink jet recording method in Example 3.
  • An ink jet recording method includes: (1) a step of applying a reaction liquid containing an ink thickening component for increasing the viscosity of the ink to the recording medium; (2) forming a first image by applying ink to the recording medium to which the reaction liquid has been applied; (3) a liquid absorption step of contacting a liquid absorbing member having a porous body on the first image and absorbing the liquid from the first image on the porous body; (4) a step of bringing a cleaning member into contact with the first surface of the porous body that contacts the first image, and cleaning the first surface; (5) a liquid recovery step of recovering the liquid absorbed in the porous body; An inkjet recording method in which at least the cycle of steps (1) to (4) is repeated, and the step (5) is performed a plurality of times equal to or less than the number of cycles of the cycles (1) to (4), When the porous body abuts on the first image, the
  • the first image is an ink image before liquid removal before being subjected to a liquid absorption process described later
  • the second image is a liquid absorption process and the content of the aqueous liquid component is This is a reduced ink image after liquid removal.
  • reaction solution applying step (1) any apparatus capable of applying the reaction liquid onto the recording medium may be used, and various conventionally known apparatuses can be appropriately used. Specific examples include a gravure offset roller, an inkjet head, a die coating device (die coater), a blade coating device (blade coater), and the like. In particular, an apparatus that can uniformly apply the reaction liquid to all areas on the recording medium that can be applied by an ink applying apparatus described later is preferable.
  • the reaction liquid contains a component for increasing the viscosity of the ink (ink viscosity increasing component).
  • a component for increasing the viscosity of ink means that a color material or resin, which is a part of the components constituting the ink, reacts chemically or physically adsorbs by contacting with the ink viscosity increasing component.
  • This increase in the viscosity of the ink includes not only a case where an increase in the ink viscosity is recognized, but also a case where the viscosity is locally increased by agglomeration of a part of the components constituting the ink such as a coloring material.
  • This ink viscosity-increasing component reduces the fluidity of a part of the ink and / or the component constituting the ink on the recording medium, thereby suppressing bleeding and beading during the first image formation. effective.
  • increasing the viscosity of the ink is also referred to as “viscosity of the ink”.
  • an ink viscosity increasing component known ones such as polyvalent metal ions, organic acids, cationic polymers, and porous fine particles can be used. Of these, polyvalent metal ions and organic acids are particularly suitable. It is also preferable to include a plurality of types of ink thickening components.
  • the content of the ink viscosity increasing component in the reaction liquid is preferably 5% by mass or more based on the total mass of the reaction liquid.
  • polyvalent metal ions examples include divalent metal ions such as Ca 2+ , Cu 2+ , Ni 2+ , Mg 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ and Zn 2+ , Fe 3+ , Cr 3+ , Y 3+ and Al 3+.
  • trivalent metal ions examples include oxalic acid, polyacrylic acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, glycolic acid, malonic acid, malic acid, maleic acid, ascorbic acid, levulinic acid, succinic acid, glutaric acid, glutamic acid, and fumaric acid.
  • Citric acid tartaric acid, lactic acid, pyrrolidone carboxylic acid, pyrone carboxylic acid, pyrrole carboxylic acid, furan carboxylic acid, pyridine carboxylic acid, coumaric acid, thiophene carboxylic acid, nicotinic acid, oxysuccinic acid, dioxysuccinic acid and the like.
  • the reaction solution can contain an appropriate amount of water or a low-volatile organic solvent.
  • the water used in this case is preferably water deionized by ion exchange or the like.
  • the reaction liquid can be used by appropriately adjusting the surface tension and viscosity by adding a surfactant or a viscosity modifier.
  • the material used is not particularly limited as long as it can coexist with the ink thickening component.
  • surfactants include acetylene glycol ethylene oxide adduct (“acetylenol E100”, trade name of Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.), perfluoroalkylethylene oxide adduct (“Megafac F444”, product of DIC Corporation). Name).
  • the liquid that the porous body of the liquid absorbing member absorbs from the first image includes the ink viscosity increasing component contained in the reaction liquid. It is characterized by.
  • the amount of the reaction liquid applied by the reaction liquid applying device 104 is applied more than the amount necessary for increasing the maximum ink amount of the ink to be applied next. Since the liquid component absorbed from the image contains the thickening component in the reaction liquid, the chemical species that contribute to the high viscosity in the ink and the unreacted ink thickening component are the liquid species. It will be included in the porous body of the absorbent member.
  • a chemical species that contributes to increasing the viscosity in the reaction liquid is referred to as a first chemical species
  • a chemical species that contributes to increasing the viscosity in the ink is referred to as a second chemical species.
  • the first chemical species include cation components such as polyvalent metal ions and proton ions or hydronium ions generated from organic acids as described above.
  • the second chemical species in the ink include an anion component that reacts with the cation component of the first chemical species, and examples include acid anions such as a carboxylic acid anion, a sulfonic acid anion, and a phosphoric acid anion.
  • the application amount of the reaction liquid may be an application amount that can form a substantially uniform layer when applying the reaction liquid to all areas on the recording medium that can be applied by the ink application device. Thereby, the fall of the roundness of an ink dot can be suppressed. In addition, application of an excessive reaction liquid may shrink more than necessary in the process of agglomerating ink solids, and image quality may be impaired. From this point of view, the application amount of the reaction liquid in the present embodiment is preferably from 0.05 g / m 2 or more 2 g / m 2 or less, 0.1 g / m 2 or more 1.3 g / m 2 or less is more preferable.
  • An ink jet head is used as an ink application device for applying ink.
  • an inkjet head for example, an ink is ejected by forming a bubble by causing film boiling in the ink by an electro-thermal converter, a form in which the ink is ejected by an electro-mechanical converter, and ink is discharged using static electricity. The form etc. which discharge are mentioned.
  • a known inkjet head can be used. Among these, those using an electro-thermal converter are preferably used from the viewpoint of high-speed and high-density printing. Drawing receives an image signal and applies a necessary ink amount to each position.
  • the ink application amount can be expressed by image density (duty) and ink thickness.
  • the average value obtained by multiplying the mass of each ink dot by the number of application and dividing by the printing area is the ink application amount (g / m 2). ).
  • the maximum ink application amount in the image area is the ink application amount applied in an area of at least 5 mm 2 or more in the area used as information on the recording medium from the viewpoint of removing the liquid component in the ink. Show.
  • the ink jet recording apparatus of the embodiment may have a plurality of ink jet heads in order to apply ink of each color on the recording medium.
  • the ink jet recording apparatus has four ink jet heads that eject the four types of ink onto a recording medium, respectively.
  • the ink application member may include an inkjet head that ejects ink (clear ink) that does not contain a color material.
  • a pigment or a mixture of a dye and a pigment can be used as the color material contained in the ink applied to the embodiment.
  • the kind of pigment that can be used as the color material is not particularly limited. Specific examples of the pigment include inorganic pigments such as carbon black; organic pigments such as azo, phthalocyanine, quinacridone, isoindolinone, imidazolone, diketopyrrolopyrrole, and dioxazine. These pigments can be used alone or in combination of two or more as required.
  • the kind of dye that can be used as the color material is not particularly limited.
  • the dye include direct dyes, acid dyes, basic dyes, disperse dyes, food dyes, and the like, and dyes having an anionic group can be used.
  • Specific examples of the dye skeleton include an azo skeleton, a triphenylmethane skeleton, a phthalocyanine skeleton, an azaphthalocyanine skeleton, a xanthene skeleton, and an anthrapyridone skeleton.
  • the content of the pigment in the ink is preferably 0.5% by mass or more and 15.0% by mass or less, and more preferably 1.0% by mass or more and 10.0% by mass or less with respect to the total mass of the ink. .
  • Dispersing agent for dispersing the pigment a known dispersing agent used for ink jet inks can be used.
  • a water-soluble dispersant having both a hydrophilic part and a hydrophobic part in the structure.
  • a pigment dispersant made of a resin obtained by copolymerizing at least a hydrophilic monomer and a hydrophobic monomer is preferably used.
  • a well-known thing is used suitably.
  • examples of the hydrophobic monomer include styrene and other styrene derivatives, alkyl (meth) acrylate, and benzyl (meth) acrylate.
  • examples of the hydrophilic monomer include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and the like.
  • the acid value of the dispersant is preferably 50 mgKOH / g or more and 550 mgKOH / g or less.
  • the weight average molecular weights of this dispersing agent are 1000 or more and 50000 or less.
  • the mass ratio of pigment to dispersant (pigment: dispersant) is preferably in the range of 1: 0.1 to 1: 3. It is also preferable to use a so-called self-dispersing pigment that does not use a dispersant, but that can be dispersed by surface modification of the pigment itself.
  • the ink used in the embodiment can be used by containing various fine particles having no color material. Among these, resin fine particles are preferable because they may be effective in improving image quality and fixability.
  • the material of the resin fine particles that can be used in the embodiment is not particularly limited, and a known resin can be appropriately used. Specifically, a homopolymer such as polyolefin, polystyrene, polyurethane, polyester, polyether, polyurea, polyamide, polyvinyl alcohol, poly (meth) acrylic acid and its salt, poly (meth) acrylate alkyl, polydiene, or the like And a copolymer obtained by polymerizing a plurality of monomers for producing these homopolymers.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the resin is preferably in the range of 1,000 to 2,000,000. Further, the amount of the resin fine particles in the ink is preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 40% by mass or less with respect to the total mass of the ink.
  • the resin fine particle dispersion in which the resin fine particles are dispersed in a liquid.
  • a dispersion method is not particularly limited, but a so-called self-dispersing resin fine particle dispersion in which a monomer having a dissociable group is homopolymerized or a resin obtained by copolymerizing a plurality of types is preferably used.
  • the dissociable group include a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group
  • examples of the monomer having this dissociable group include acrylic acid and methacrylic acid.
  • a so-called emulsified dispersion type resin fine particle dispersion in which resin fine particles are dispersed with an emulsifier can also be suitably used in the embodiment.
  • the emulsifier a known surfactant is preferable regardless of the low molecular weight or high molecular weight.
  • the surfactant is preferably a nonionic surfactant or a surfactant having the same charge as the resin fine particles.
  • the resin fine particle dispersion used in the aspect of the embodiment has a dispersed particle diameter of 10 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 100 nm or more and 500 nm or less.
  • the additive include n-hexadecane, dodecyl methacrylate, stearyl methacrylate, chlorobenzene, dodecyl mercaptan, blue dye (bluing agent), and polymethyl methacrylate.
  • the ink that can be used in the embodiment may include a surfactant.
  • a surfactant include acetylene glycol ethylene oxide adduct (acetylene E100, manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.).
  • the amount of the surfactant in the ink is preferably 0.01% by mass or more and 5.0% by mass or less with respect to the total mass of the ink.
  • the ink used in the embodiment can contain water and / or a water-soluble organic solvent as a solvent.
  • the water is preferably water deionized by ion exchange or the like.
  • the water content in the ink is preferably 30% by mass to 97% by mass with respect to the total mass of the ink, and more preferably 50% by mass to 95% by mass with respect to the total mass of the ink. preferable.
  • the kind of water-soluble organic solvent to be used is not particularly limited, and any known organic solvent can be used.
  • glycerin diethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, thiodiglycol, hexylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, 2-pyrrolidone, ethanol , Methanol, and the like.
  • the content of the water-soluble organic solvent in the ink is preferably 3% by mass or more and 70% by mass or less with respect to the total mass of the ink.
  • the ink that can be used in the embodiment includes, in addition to the above components, a pH adjuster, a rust inhibitor, a preservative, an antifungal agent, an antioxidant, a reduction agent, a water-soluble resin, and a neutralizer thereof.
  • various additives such as a viscosity modifier may be contained.
  • the first image is absorbed by bringing it into contact with a liquid absorbing member having a porous body, and the amount of liquid in the first image is reduced.
  • a contact surface with the first image of the liquid absorbing member is a first surface, and a porous body is disposed on the first surface.
  • the liquid absorbing member having such a porous body moves in conjunction with the movement of the recording medium, contacts the first image, and then recirculates to another first image at a predetermined cycle.
  • the shape include an endless belt shape and a drum shape.
  • the porous body of the liquid absorbing member according to the embodiment preferably uses a material having an average pore diameter on the first surface side smaller than the average pore diameter on the second surface side facing the first surface.
  • the pore diameter is preferably small, and the average pore diameter of the porous body on the first surface at least in contact with the image is preferably 10 ⁇ m or less. If it is 5 ⁇ m or less, the filterability of the ink is further increased.
  • the average pore diameter can be 0.2 ⁇ m or less.
  • the minimum of this average hole diameter is not specifically limited, For example, it can be 0.02 micrometer or more.
  • the average pore diameter means an average diameter on the surface of the first surface or the second surface, and can be measured by a known means such as a mercury intrusion method, a nitrogen adsorption method, or an SEM image observation. . If the diameter is kept small, the filterability can be increased. Color material that aggregates after the ink used reacts with the reaction liquid, or a color material that is set to a diameter that does not allow high-viscosity ink to pass through. It is good to suppress adhesion. Further, it is preferable to reduce the thickness of the porous body in order to obtain a uniform high air permeability.
  • the air permeability can be indicated by a Gurley value defined by JIS P8117, and the Gurley value is preferably 10 seconds or less. However, if the porous body is thinned, it may be difficult to secure a sufficient capacity for absorbing the liquid component, and thus the porous body can have a multilayer structure.
  • the porous body has a multilayer structure
  • the first layer on the side in contact with the first image and the layer laminated on the surface of the first layer opposite to the contact surface with the first image will be described as the second layer.
  • the multilayer structure is also expressed in the order of stacking from the first layer.
  • the first layer may be referred to as an “absorbing layer” and the second and subsequent layers may be referred to as a “support layer”.
  • the material of the first layer is not particularly limited, and either a hydrophilic material having a contact angle with respect to water of less than 90 ° or a water repellent material having a contact angle of 90 ° or more is used. Can do.
  • the hydrophilic material is preferably selected from a single material such as cellulose or polyacrylamide, or a composite material thereof.
  • the surface of the following water-repellent material can also be used after being hydrophilized. Examples of the hydrophilization treatment include sputter etching, irradiation with radiation and H 2 O ions, and excimer (ultraviolet) laser light irradiation.
  • the contact angle with water is more preferably 60 ° or less.
  • the material of the first layer is preferably a water-repellent material having a low surface free energy, particularly a fluororesin, in order to suppress coloring material adhesion and to improve cleaning properties.
  • a fluororesin include polytetrafluoroethylene (hereinafter PTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF), perfluoroalkoxy fluororesin (PFA), Examples thereof include tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), ethylene / tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), and ethylene / chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PCTFE polychlorotrifluoroethylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PVDF polyvinyl fluoride
  • PFA per
  • These resins can be used singly or in combination of two or more as required, and may have a structure in which a plurality of films are laminated in the first layer.
  • a water-repellent material there is almost no effect of sucking up the liquid by capillary force, and it may take time to suck up the liquid when contacting the image for the first time. For this reason, it is preferable to impregnate the first layer with a liquid having a contact angle with the first layer of less than 90 °.
  • the liquid that is soaked in the first layer with respect to the liquid in the first image may be referred to as a preliminary permeation liquid.
  • a reaction solution can also be used as the preliminary permeation solution.
  • the preliminary osmotic solution is preferably prepared by mixing the first liquid (water) with a liquid having a low contact angle with the surfactant or the first layer.
  • the film thickness of the first layer is preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 35 ⁇ m or less, and further preferably 30 ⁇ m or less.
  • the film thickness was obtained by measuring the film thickness at any 10 points with a straight-forward micrometer OMV — 25 (manufactured by Mitutoyo) and calculating the average value.
  • the first layer can be produced by a known method for producing a thin film porous membrane. For example, it can be obtained by obtaining a sheet-like material of a resin material by a method such as extrusion molding and then stretching it to a predetermined thickness. Further, a porous film can be obtained by adding a plasticizer such as paraffin to the material at the time of extrusion molding and removing the plasticizer by heating at the time of stretching. The pore diameter can be adjusted by appropriately adjusting the amount of plasticizer to be added, the draw ratio, and the like.
  • a plasticizer such as paraffin
  • the second layer is preferably a breathable layer.
  • a layer may be a non-woven fabric of resin fibers or a woven fabric.
  • the material of the second layer is not particularly limited, but the contact angle with the first liquid is equal to or greater than that of the first layer so that the liquid absorbed toward the first layer does not flow backward.
  • a low material is preferred.
  • a single material such as polyolefin (polyethylene (PE), polypropylene (PP), etc.), polyurethane, nylon, etc., polyester (polyethylene terephthalate (PET), etc.), polysulfone (PSF), or the like
  • the composite material is preferably selected.
  • the second layer is preferably a layer having a larger pore size than the first layer.
  • the porous body having a multilayer structure may have three or more layers, and is not limited.
  • the layer after the third layer (also referred to as the third layer) is preferably a nonwoven fabric from the viewpoint of rigidity.
  • the same material as the second layer is used.
  • the liquid absorbing member may include a reinforcing member that reinforces the side surface of the liquid absorbing member in addition to the porous body having the above-described laminated structure. Moreover, you may have a joining member at the time of connecting the longitudinal direction edge part of a elongate sheet-shaped porous body to make a belt-shaped member. As such a material, a non-porous tape material or the like can be used, and it may be arranged at a position or a period not in contact with the image.
  • the method for forming the porous body by laminating the first layer and the second layer is not particularly limited. They may be simply overlapped or may be bonded together using a method such as adhesive lamination or heat lamination. From the viewpoint of air permeability, thermal lamination is preferred in the embodiment. Further, for example, a part of the first layer or the second layer may be melted and laminated by heating. Alternatively, a fusing material such as hot melt powder may be interposed between the first layer and the second layer and bonded together by heating. When the third layer or more are stacked, they may be stacked at once or sequentially, and the stacking order is appropriately selected. In the heating step, a laminating method is preferred in which the porous body is heated while sandwiching and pressing the porous body with a heated roller.
  • the cleaning step (4) is performed by bringing the cleaning member into contact with the first surface where the porous body is in contact with the first image, and separating the solid ink content on the first surface from the first surface.
  • a method that has less influence on the first surface of the porous body can be selected, and in particular, a cleaning member having a surface energy larger than that of the first surface of the porous body is brought into contact with the surface of the cleaning member. It is preferable to separate the solid content by dislocation adsorption.
  • the cleaning member preferably has a roll shape or a belt shape in which the contact surface moves in conjunction with the liquid absorbing member.
  • Liquid recovery step (5) of liquid absorbing member the liquid absorbed in the porous body is recovered so as to remain on the first surface side of the porous body.
  • Liquid recovery can be performed by any known means such as liquid extrusion using pressurized gas by an air knife or the like, pressing of an absorbing member such as a sponge, suction or throttling by applying negative pressure, etc. Means with little deterioration are preferred.
  • the liquid recovery may be performed from either the first surface or the second surface as long as the liquid absorbed by the porous material can remain on the first surface side of the porous material.
  • a method of spraying a pressurized gas with an air knife or the like on the second surface of the porous body and extruding and recovering from the second surface by pressure is preferable because the liquid tends to remain on the first surface side.
  • the pressure of the pressurized gas is adjusted and recovered so that the absorbed liquid remains on the first surface side of the porous body.
  • the liquid recovery step (5) can be performed simultaneously with the cleaning step (4).
  • the cleaning member by using a porous member as the cleaning member, it is possible to collect and clean the liquid component from the first surface of the liquid absorbing member. In this case as well, if liquid recovery is performed in which a part of the liquid absorbed in the porous body remains, the liquid remains on the first surface side of the porous body.
  • the ink when the porous body of the liquid absorbing member comes into contact with the first image, the ink is more than the second chemical species in the ink that reacts with the ink thickening component on the recording medium and in the porous body.
  • a large amount of the first chemical species contributing to the reaction of the thickening component is contained in molar equivalents per unit area.
  • the liquid that has been absorbed by bringing the liquid absorbing member into contact with the first image contains the ink viscosity increasing component, and (ii) the liquid that has been absorbed by the porous body.
  • the liquid containing the ink thickening component is recovered so as to remain on the first surface side of the porous body.
  • FIGS. 7A to 7D show images when the ink thickening component is excessively contained in the liquid absorbed from the recording medium
  • FIGS. 8A to 8C show images when the excessive ink thickening component is not contained. Show.
  • FIGS. 7A and 8A The state before liquid absorption of the liquid component is shown in FIGS. 7A and 8A, respectively.
  • the ink solid content coloring material 3a or resin contained in the first image 3
  • the fine particles 3b and the like enter the porous body 4 together with the absorbed liquid 5.
  • the ink solid matter that has entered clogs the pores of the porous body 4, and the liquid absorption performance deteriorates.
  • FIG. 7A since the ink viscosity increasing component 2 is excessively contained on the recording medium 1, the porous body 4 and the first image 3 come into contact with each other, so A coating 2A of the ink thickening component is formed on the contact surface of the body 4 (FIG. 7B), and the ink solid content contained in the first image 3 is separated from the ink thickening component on the surface of the porous body 4. It is presumed that the viscosity of the porous body 4 can be further increased by reacting, so that it can be partially retained on the surface of the porous body 4 without entering the inside of the porous body 4 as shown in FIG. 7C.
  • the ink thickening component is composed of the chemical species remaining on the porous body 4 side and the chemical species moving from the recording medium 1 side to the porous body 4 side as a population. If the surplus on the molar equivalent is established, it is considered that the above-described effect of retaining the ink solid content on the surface of the porous body 4 is exhibited. It is assumed that there is no need to have an excessive ink viscosity increasing component on the surface of the porous body 4 as compared with what remains on the recording medium 1 side without moving to the porous body 4 side.
  • the cleaning only needs to remove the thickened ink solids remaining on the surface of the porous body 4, and the cleaning 6m having a low burden on the porous body of the liquid absorbing member such as adsorption peeling is selected.
  • FIG. 7D the cleaning 6m having a low burden on the porous body of the liquid absorbing member such as adsorption peeling is selected.
  • the recording medium an image area where ink is applied and an image is formed, and a non-image area where ink is not applied and only the reaction liquid is applied are formed.
  • the excess amount of the ink thickening component is different between the image area and the non-image area, and the ink thickening component may not be sufficiently absorbed by the porous body in the image area. Therefore, in the first liquid absorption step, the ink solid content may permeate into the porous body.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a main sequence of the ink jet recording method according to the embodiment.
  • reaction liquid application (S1), ink application (S2), liquid absorption (S3), and cleaning (S4) are performed, and liquid recovery is performed from the liquid absorption member at this stage. Whether or not is necessary is determined.
  • the liquid recovery (S5) step is performed, and the process returns to S1 (cycle C2).
  • the liquid absorbing member has a larger liquid volume than the amount of liquid absorbed in one cycle of steps S1 to S4, and it is not always necessary to perform the next step of liquid recovery (S5) every cycle. .
  • step S5 it is possible to implement the cycle C1 in which the steps S1 to S4 are repeated until a predetermined liquid volume is reached. Note that the recording is ended without returning to the C2 cycle after S5. Further, as shown in FIG. 10, the steps S1 to S5 similar to the sequence of FIG. 9 may be performed as one cycle without determining whether or not liquid recovery is necessary.
  • the porous body contains the liquid containing the absorbed ink thickening component, and the density difference is reduced by the movement of the ink thickening component. .
  • step S5 the liquid is recovered so that the liquid remains on the first surface side of the porous body.
  • the main point of the mechanism in the embodiment is to reduce clogging of the porous body over a long period of time and to facilitate cleaning by reducing the probability that the ink solid content penetrates into the porous body.
  • the molar equivalent of the first chemical species such as proton ion (H + ) or hydronium ion (H 3 O + ) that contributes to increasing the viscosity of the ink in the reaction liquid to be applied
  • the molar equivalent of the second chemical species such as carboxylate ion (—COO ⁇ ) in the ink when the maximum amount of ink is applied is twice or more.
  • the ink thickening component in the reaction liquid is applied in an amount sufficiently larger than the amount necessary to increase the viscosity even with respect to the maximum ink amount to be applied. The probability of ink solids penetrating into the material is reduced.
  • the upper limit of the molar equivalent ratio between the first chemical species and the second chemical species is not particularly limited. It may be within a range in which a reaction liquid having a concentration that can be applied substantially uniformly can be prepared within the application amount of the reaction liquid that satisfies the absorbable liquid amount.
  • the liquid absorbed in the porous body in the step of contacting the image with the liquid absorbing member contains the ink viscosity increasing component, and (ii) in the liquid recovery step, the liquid is the liquid absorbing member. It is possible to achieve both performance maintenance and high durability of the porous body of the liquid absorbing member only when the two conditions of collecting so as to remain on the first surface side of the porous body are satisfied. Become.
  • the liquid absorbing member as shown in FIG.
  • the reaction liquid filling sequences PS1 and PS2 the ink thickening component is filled in the porous body, and the effect of the embodiment can be enhanced from the beginning.
  • the flow is the same as the cycle shown in FIG.
  • a reaction liquid containing an ink thickening component is applied on a recording medium such as a transfer medium in PS1.
  • a recording medium such as a transfer medium in PS1.
  • ink is applied onto the recording medium by ink application (S2) in the normal print sequence, but ink application is not performed in this sequence, and only the reaction liquid is absorbed by the liquid absorbing member. .
  • S2 ink application
  • S2 ink application
  • the effect of keeping the ink solid content on the surface of the porous body can be realized.
  • the above filling sequence of the embodiment is not applied only when the apparatus is started up.
  • the filling sequence is performed immediately before the printing operation. It is desirable. For example, it is conceivable to perform the filling sequence before the above cycle such as when the printing is not performed for a long time from the previous printing after the replacement of the liquid absorbing member.
  • the reaction liquid may be filled from the first surface of the porous body of the liquid absorbing member, and the reaction liquid may be directly applied to the liquid absorbing member. Thereafter, the sequence is the same as in FIG. 9 or FIG.
  • the ink jet recording apparatus of the embodiment includes an ink jet recording apparatus that forms a first image on a transfer body as a recording medium, and transfers the second image after liquid absorption by the liquid absorbing member to a recording medium; And an ink jet recording apparatus that forms a first image on a recording medium as a recording medium.
  • the former ink jet recording apparatus is hereinafter referred to as a transfer type ink jet recording apparatus for convenience, and the latter ink jet recording apparatus is hereinafter referred to as a direct drawing type ink jet recording apparatus for convenience.
  • a transfer type ink jet recording apparatus for convenience
  • the latter ink jet recording apparatus is hereinafter referred to as a direct drawing type ink jet recording apparatus for convenience.
  • the recording medium is a transfer body that temporarily holds a first image and a second image in which the first liquid is absorbed from the first image.
  • the transfer type ink jet recording apparatus includes a transfer unit including a transfer member that transfers the second image onto a recording medium on which the image is to be formed.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a schematic configuration of a transfer type inkjet recording apparatus of the present embodiment.
  • the transfer type inkjet recording apparatus 100 of the embodiment includes a transfer body 101 supported by a support member 102, a reaction liquid applying device 103 that applies a reaction liquid onto the transfer body 101, and a reaction liquid.
  • An ink applying device 104 that applies ink to the applied transfer member 101 to form a first image on the transfer member; a liquid absorbing device 105 that absorbs a liquid component from the first image on the transfer member; and a liquid A transfer member 106 that transfers the second image on the transfer body from which the components have been removed onto a recording medium 108 such as paper is provided.
  • the transfer type inkjet recording apparatus 100 may include a transfer body cleaning member 109 that cleans the surface of the transfer body 101 after the transfer as necessary.
  • the support member 102 rotates about the rotation shaft 102a in the direction of arrow A in FIG.
  • the transfer body 101 is moved by the rotation of the support member 102.
  • the reaction liquid by the reaction liquid applying device 103 and the ink application by the ink application device 104 are sequentially performed, and a first image is formed on the transfer body 101.
  • the first image formed on the transfer body 101 is moved to a position in contact with the liquid absorbing member 105 a included in the liquid absorbing device 105 by the movement of the transfer body 101.
  • the liquid absorbing member 105 a of the liquid absorbing device 105 moves in synchronization with the rotation of the transfer body 101.
  • the first image formed on the transfer body 101 is in contact with the moving liquid absorbing member 105a.
  • the liquid absorbing member 105a removes the liquid component from the image.
  • the liquid component is removed from the image after passing through the state in contact with the liquid absorbing member 105a.
  • it is a particularly preferable configuration that the image and the liquid absorbing member 105a are in contact with each other with a predetermined pressing force from the viewpoint of effectively functioning the liquid absorbing member 105a. If the removal of the liquid component is described from a different viewpoint, it can also be expressed as concentrating the ink constituting the first image formed on the transfer body.
  • Concentrating the ink means that the content ratio of the solid component such as a coloring material or resin contained in the ink increases as the liquid component contained in the ink decreases. Then, the second image from which the liquid component has been removed is moved to the transfer unit in contact with the recording medium by the movement of the transfer body 101, and contacts the recording medium 108 conveyed to the transfer unit by the recording medium conveying device 107. As a result, an image is formed on the recording medium 108.
  • the post-transfer ink image transferred onto the recording medium 108 is a reverse image of the second image, and in the following description, the first image (ink image before liquid removal) and the second image (after liquid removal) described above.
  • this post-transfer ink image may be referred to as a third image.
  • the reaction liquid since the ink is applied after the reaction liquid is applied on the transfer body to form an image, the reaction liquid remains in the non-image area without reacting with the ink.
  • the liquid absorbing member 105a is in contact with not only the image but also the unreacted reaction liquid, and also removes the liquid components of the reaction liquid. Therefore, in the above, it is expressed and described that the liquid component is removed from the image, but this is not a limited meaning of removing the liquid component only from the image, and at least the liquid component is removed from the image on the transfer body. It is used in the sense that it should be.
  • the liquid component in the reaction solution applied to the outer region of the first image can be removed.
  • the liquid component is not particularly limited as long as it does not have a certain shape, has fluidity, and has a substantially constant volume.
  • water, an organic solvent, or the like contained in ink or a reaction liquid can be used as the liquid component. Even when the above-described clear ink is included in the first image, the ink can be concentrated by the liquid absorption process.
  • the clear ink when the clear ink is applied on the color ink containing the color material applied on the transfer body 101, the clear ink is entirely present on the surface of the first image, or the first The clear ink partially exists at one or a plurality of locations on the surface of one image, and the others are color inks.
  • the porous body absorbs the liquid component of the clear ink on the surface of the first image, and the liquid component of the clear ink moves. Along with this, the liquid component in the color ink moves to the porous body side, so that the aqueous liquid component in the color ink is absorbed.
  • the liquid components of the color ink and the clear ink move to the porous body side to absorb the aqueous liquid component.
  • the clear ink may contain many components for improving the transferability of the image from the transfer body 101 to the recording medium. For example, the content rate of the component which becomes more adhesive to the recording medium by heating than the color ink is increased.
  • the transfer body 101 has a surface layer including an image forming surface.
  • various materials such as resin and ceramic can be used as appropriate, but a material having a high compression elastic modulus is preferable in terms of durability and the like.
  • Specific examples include condensates obtained by condensing acrylic resins, acrylic silicone resins, fluorine-containing resins, and hydrolyzable organosilicon compounds.
  • surface treatment may be performed.
  • Examples of the surface treatment include flame treatment, corona treatment, plasma treatment, polishing treatment, roughening treatment, active energy ray irradiation treatment, ozone treatment, surfactant treatment, and silane coupling treatment. A plurality of these may be combined. Moreover, arbitrary surface shapes can also be provided in the surface layer.
  • the transfer body preferably has a compression layer having a function of absorbing pressure fluctuation.
  • the compression layer absorbs deformation, disperses the fluctuation with respect to the local pressure fluctuation, and can maintain good transferability even during high-speed printing.
  • the compression layer member include acrylonitrile-butadiene rubber, acrylic rubber, chloroprene rubber, urethane rubber, and silicone rubber.
  • a predetermined amount of a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, and the like are blended, and a filler such as a foaming agent, hollow fine particles, or salt is blended as necessary to make it porous.
  • the porous rubber material includes a continuous pore structure in which the pores are continuous with each other and an independent pore structure in which the pores are independent from each other.
  • any structure may be used, and these structures may be used in combination.
  • the transfer body preferably has an elastic layer between the surface layer and the compression layer.
  • various materials such as resin and ceramic can be used as appropriate.
  • Various elastomer materials and rubber materials are preferably used in terms of processing characteristics and the like. Specifically, for example, fluorosilicone rubber, phenyl silicone rubber, fluoro rubber, chloroprene rubber, urethane rubber, nitrile rubber, ethylene propylene rubber, natural rubber, styrene rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, ethylene / propylene / butadiene copolymer, A nitrile butadiene rubber etc. are mentioned.
  • silicone rubber, fluorosilicone rubber, and phenyl silicone rubber are preferable in terms of dimensional stability and durability because they have a small compression set. Further, the change in elastic modulus with temperature is small, which is preferable in terms of transferability.
  • each layer surface layer, elastic layer, compression layer
  • you may provide the reinforcement layer with a high compression elastic modulus in order to suppress lateral elongation at the time of mounting
  • a woven fabric may be used as the reinforcing layer.
  • the transfer body can be produced by arbitrarily combining the layers made of the above materials.
  • the size of the transfer body can be freely selected according to the target print image size.
  • the shape of the transfer body is not particularly limited, and specific examples include a sheet shape, a roller shape, a belt shape, and an endless web shape.
  • the transfer body 101 is supported on a support member 102.
  • Various adhesives and double-sided tapes may be used as a method for supporting the transfer body.
  • the transfer member may be supported on the support member 102 using the installation member by attaching an installation member made of metal, ceramic, resin, or the like to the transfer member.
  • the support member 102 is required to have a certain degree of structural strength from the viewpoint of conveyance accuracy and durability.
  • metal, ceramic, resin or the like is preferably used for the material of the support member.
  • aluminum, iron, stainless steel, acetal resin, epoxy resin, polyimide, Polyethylene, polyethylene terephthalate, nylon, polyurethane, silica ceramics, and alumina ceramics are preferably used. It is also preferable to use these in combination.
  • the ink jet recording apparatus includes a reaction liquid applying device 103 that applies a reaction liquid to the transfer body 101.
  • a reaction liquid applying device 103 that applies a reaction liquid to the transfer body 101.
  • 1 is a gravure offset having a reaction solution storage unit 103a that stores a reaction solution, and reaction solution application members 103b and 103c that apply the reaction solution in the reaction solution storage unit 103a onto the transfer body 101.
  • the case of a roller is shown.
  • the ink jet recording apparatus includes an ink applying device 104 that applies ink to the transfer body 101 to which the reaction liquid is applied.
  • the reaction liquid and the ink are mixed to form a first image, and the liquid component is absorbed from the first image by the next liquid absorption device 105.
  • the liquid absorbing device 105 includes a liquid absorbing member 105 a and a pressing member 105 b that presses the liquid absorbing member 105 a against the first image on the transfer body 101.
  • the pressing member 105b has a cylindrical shape
  • the liquid absorbing member 105a has a belt shape
  • the belt-shaped liquid absorbing member 105a is pressed against the transfer body 101 by the cylindrical pressing member 105b. It may be a configuration.
  • the pressing member 105b has a columnar shape, and the liquid absorbing member 105a has a cylindrical shape formed on the peripheral surface of the columnar pressing member 105b.
  • the cylindrical pressing member 105b is a cylindrical liquid absorbing member 105a. May be configured to be pressed against the transfer body.
  • the liquid absorbing member 105a is preferably belt-shaped in consideration of the space in the ink jet recording apparatus. Further, the liquid absorbing device 105 having such a belt-shaped liquid absorbing member 105a may have a stretching member that stretches the liquid absorbing member 105a.
  • 105c, 105d, and 105e are tension rollers as tension members.
  • FIG. 1 is a tension rollers as tension members.
  • the pressing member 105b is also a roller member that rotates in the same manner as the stretching roller, but is not limited to this.
  • the liquid absorbing member 105a having a porous body is brought into contact with the first image by the pressing member 105b, whereby the liquid component contained in the first image is absorbed by the liquid absorbing member 105a.
  • various other conventionally used methods for example, a method using heating, a method of blowing low-humidity air, and a method of reducing pressure Etc. may be combined. Further, the liquid component may be further reduced by applying these methods to the second image in which the liquid component is reduced.
  • preprocessing is performed by preprocessing means (not shown in FIGS. 1 and 2) for applying a processing liquid to the liquid absorbing member. It is preferable to apply.
  • the treatment liquid used in this embodiment preferably contains water and a water-soluble organic solvent.
  • the water is preferably water deionized by ion exchange or the like.
  • the type of the water-soluble organic solvent is not particularly limited, and any known organic solvent such as ethanol or isopropyl alcohol can be used.
  • the application method is not particularly limited, but immersion or droplet dropping is preferable.
  • PS1 and PS2 shown in FIG. 11 may be implemented to make the reaction solution a pretreatment solution.
  • the pressure of the liquid absorbing member in this specification indicates the nip pressure between the recording medium and the liquid absorbing member, and is measured by a surface pressure distribution measuring instrument (I-SCAN manufactured by Nitta Co., Ltd.). The pressure is measured, the weight in the pressurizing region is divided by the area, and the value is calculated.
  • the working time for bringing the liquid absorbing member 105a into contact with the first image is preferably within 50 ms in order to further suppress the color material in the first image from adhering to the liquid absorbing member.
  • the operation time in this specification is calculated by dividing the pressure sensing width in the moving direction of the recording medium in the surface pressure measurement described above by the moving speed of the recording medium.
  • this action time is referred to as a liquid absorption nip time.
  • ⁇ Transfer member> there is provided means for transferring the second image on the transfer body 101 by bringing the transfer member 106 into contact with the recording medium 108 onto the recording medium 108 conveyed by the recording medium conveying means 107.
  • means for transferring the second image on the transfer body 101 by bringing the transfer member 106 into contact with the recording medium 108 onto the recording medium 108 conveyed by the recording medium conveying means 107.
  • the transfer member 106 is required to have a certain degree of structural strength from the viewpoint of conveyance accuracy and durability of the recording medium 108.
  • the material of the transfer member 106 is preferably a metal, ceramic, resin, or the like.
  • aluminum, iron, stainless steel, acetal resin, epoxy resin, polyimide, Polyethylene, polyethylene terephthalate, nylon, polyurethane, silica ceramics, and alumina ceramics are preferably used. Moreover, you may use combining these.
  • the contact time in the present embodiment indicates the time during which the recording medium 108 and the transfer body 101 are in contact with each other, and the contact pressure is measured with a contact pressure distribution measuring device (I-SCAN manufactured by Nitta Corporation). The measurement is performed, and the length in the conveyance direction of the pressurizing region is divided by the conveyance speed to calculate a value.
  • I-SCAN contact pressure distribution measuring device
  • the pressure when the second image on the transfer body 101 is brought into contact with the recording medium 108 is not limited.
  • the pressure is less than 9.8N / cm 2 (1kg / cm 2) or more 294.2N / cm 2 (30kg / cm 2).
  • the pressure in the present embodiment indicates the nip pressure between the recording medium 108 and the transfer body 101.
  • the surface pressure is measured by a surface pressure distribution measuring device, and the weight in the pressurizing region is divided by the area. Is calculated.
  • the temperature at which the second image on the transfer body 101 is brought into contact with the recording medium 108 is not particularly limited, but is preferably at least the glass transition point or the softening point of the resin component contained in the ink.
  • the heating includes a heating unit that heats the second image on the transfer body 101, the transfer body 101, and the recording medium 108.
  • the shape of the transfer means 106 is not particularly limited, and examples thereof include a roller shape.
  • the recording medium 108 is not particularly limited, and any known recording medium can be used.
  • the recording medium include a long product wound in a roll shape, or a single sheet cut into a predetermined size.
  • Examples of the material include paper, plastic film, wood board, cardboard, and metal film.
  • the recording medium conveying device 107 for conveying the recording medium 108 is constituted by a recording medium feeding roller 107a and a recording medium take-up roller 107b. It is not limited to.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the entire apparatus in the transfer type ink jet recording apparatus shown in FIG.
  • 301 is a recording data generation unit such as an external print server
  • 302 is an operation control unit such as an operation panel
  • 303 is a printer control unit for executing a recording process
  • 304 is a recording medium for conveying the recording medium.
  • a conveyance control unit 305 is an inkjet device for printing.
  • FIG. 4 is a block diagram of a printer control unit in the transfer type inkjet recording apparatus of FIG.
  • a CPU 401 controls the entire printer
  • a ROM 402 stores a control program for the CPU
  • a RAM 403 executes the program.
  • An application specific integrated circuit (ASIC) 404 includes a network controller, a serial IF controller, a head data generation controller, a motor controller, and the like.
  • Reference numeral 405 denotes a liquid absorption member conveyance control unit for driving the liquid absorption member conveyance motor 406, which is command-controlled from the ASIC 404 via the serial IF.
  • Reference numeral 407 denotes a transfer body drive control unit for driving the transfer body drive motor 408, which is similarly command-controlled from the ASIC 404 via the serial IF.
  • Reference numeral 409 denotes a head controller that performs final ejection data generation, drive voltage generation, and the like of the inkjet device 305.
  • a liquid absorbing member cleaning device 14 is provided.
  • the cleaning device 14 when the member 14 a comes into contact with the first surface of the liquid absorbing member 105 a, ink solids such as coloring materials and resin particles attached to the first surface of the liquid absorbing member are removed.
  • the cleaning device 14 includes a cleaning member 14a and, if necessary, a cleaning blade 14b as shown in FIG.
  • the cleaning member 14a may be made of any material such as resin, metal, rubber, etc., as long as it has the ability to contact the liquid absorbing member 105a and remove the ink solid matter adhering to the first surface. Absent.
  • a roller shape is shown in FIG.
  • a web shape, a belt shape, or the like may be used.
  • the cleaning member 14 a is disposed to face the stretching roller 105 c, but the cleaning device 14 having the cleaning member 14 a can be disposed at an arbitrary position between the stretching rollers.
  • a liquid recovery module 15 is used as a liquid recovery apparatus.
  • the liquid recovery module 15 is configured to spray a pressurized air from the second surface (inside) of the liquid absorbing member 105a by a pressurized gas ejection member such as an air knife 11 provided in the liquid recovery chamber 12, thereby allowing a liquid absorbing unit to
  • a pressurized gas ejection member such as an air knife 11 provided in the liquid recovery chamber 12, thereby allowing a liquid absorbing unit to
  • the liquid component penetrating into the interior of 105a is pushed out and blown off as droplets 13 (b) separated from the second surface of the porous body.
  • the droplet 13 (b) blown off is stored as the recovered liquid 13 (a) at the bottom of the liquid recovery chamber 12.
  • a backup roller 16 as shown in FIG.
  • the air knife 11 is provided inside the liquid recovery chamber 12, and pressurized air is supplied by a pressurized air supply tube (not shown).
  • the air knife 11 is provided with a slit for blowing out air, and the air blown from here is blown onto the second surface of the liquid absorbing member 105a, and the liquid pushed out of the liquid absorbing member 105a becomes the droplet 13 (b ) To discharge and fly.
  • the flying droplet 13 (b) is trapped inside the liquid recovery chamber 12 and stored as the recovered liquid 13 (a) at the bottom thereof.
  • the stored recovered liquid 13 (a) is discharged to the outside through a drain tube (not shown) as appropriate.
  • the liquid pushed out from the second surface may be collected by being dispersed as droplets as shown in the figure, or may be collected once by absorbing it with an absorbing member such as a sponge and then collecting it. May be.
  • the air knife 11 is applied from below the liquid absorbing member 105a so that the recovered liquid does not reattach to the liquid absorbing member 105a and collects at the bottom of the liquid collecting chamber 12.
  • the air knife 11 is applied to the liquid absorbing member 105a in a counter direction rather than a forward direction with respect to the conveying direction of the liquid absorbing member 105a.
  • the closest distance between the gas ejection part and the liquid absorbing member 105a is set to be close to 5 mm or less.
  • the meniscus force of the first layer is particularly obtained by configuring the liquid absorbing member 105a as a laminated body having a laminated structure having a first layer having a small pore size and a second layer having a large pore size. This is preferable because the liquid tends to remain in the absorption layer even after the liquid is collected by the air knife 11. Since the liquid remains in the first layer, when the liquid absorbing member 105a is used repeatedly, the liquid component including the ink thickening component is already held on the surface of the porous body that is in contact with the image. It will be.
  • the recording medium is a recording medium on which an image is to be formed.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a schematic configuration of the direct drawing type inkjet recording apparatus 200 according to the present embodiment.
  • the direct drawing type inkjet recording apparatus does not have the transfer body 101, the support member 102, and the transfer body cleaning unit 109, except that an image is formed on the recording medium 208. Means similar to those of the transfer type ink jet recording apparatus are included.
  • the liquid absorbing device 205 that absorbs the liquid component contained in the first image has the same configuration as that of the transfer type inkjet recording device, and a description thereof will be omitted.
  • the liquid absorbing device 205 includes a liquid absorbing member 205 a and a pressing member 205 b that presses the liquid absorbing member 205 a against the first image on the recording medium 208.
  • the liquid absorbing device 205 may have a stretching member that stretches the liquid absorbing member.
  • 205c, 205d, 205e, 205f, and 205g are stretching rollers as stretching members. Since the tension roller 205c is in contact with the first surface of the liquid absorbing member 205a, it may be used as the cleaning member 14a.
  • the number of tension rollers is not limited to five in FIG. 2, and a necessary number may be arranged according to the device design.
  • the printing unit for applying ink to the recording medium 208 by the ink applying device 204 and the liquid component removing unit for removing the liquid component by contacting the liquid absorbing member 205a with the first image on the recording medium A recording medium support member (not shown) that supports the medium from below may be provided.
  • the liquid recovery device 15 of the present embodiment shows an example in which a support member 17 is arranged instead of the configuration having the backup roller 16 shown in FIG.
  • the recording medium conveying device 207 is not particularly limited, and a conveying unit in a known direct drawing type ink jet recording apparatus can be used.
  • a recording medium conveying apparatus having a recording medium feeding roller 207a, a recording medium winding roller 207b, and recording medium conveying rollers 207c, 207d, 207e, and 207f.
  • the direct drawing type inkjet recording apparatus in the present embodiment has a control system for controlling each apparatus.
  • a block diagram showing a control system of the entire apparatus of the direct drawing type ink jet recording apparatus shown in FIG. 2 is as shown in FIG. 3 as in the case of the transfer type ink jet recording apparatus shown in FIG.
  • FIG. 5 is a block diagram of a printer control unit in the direct drawing type ink jet recording apparatus of FIG. Except for not having the transfer body drive control unit 407 and the transfer body drive motor 408, it is the same as the block diagram of the printer control unit in the transfer type inkjet recording apparatus in FIG. That is, a CPU 501 controls the entire printer, 502 a ROM for storing a control program for the CPU, and 503 a RAM for executing the program.
  • Reference numeral 504 denotes an ASIC including a network controller, a serial IF controller, a head data generation controller, a motor controller, and the like.
  • Reference numeral 505 denotes a liquid absorption member conveyance control unit for driving the liquid absorption member conveyance motor 506, and is command-controlled from the ASIC 504 via the serial IF.
  • Reference numeral 509 denotes a head controller that performs final ejection data generation, drive voltage generation, and the like of the inkjet device 305.
  • a sheet having a low liquid absorbency may be used as the recording medium 208 to which the reaction liquid is applied with PS1.
  • Example 1 the transfer type inkjet recording apparatus 100 shown in FIG. 1 is used.
  • the image formation on the recording medium in the present embodiment is started by applying the reaction liquid on the transfer body 101 supported by the support member 102 according to the sequence shown in FIG.
  • the reaction liquid applied at this time contains an ink thickening component as described above.
  • a 0.5 mm thick PET sheet coated with a silicone rubber (KE12 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) to a thickness of 0.3 mm was used as the elastic layer of the transfer body 101. Further, glycidoxypropyltriethoxysilane and methyltriethoxysilane were mixed at a molar ratio of 1: 1 to prepare a mixture of a condensate obtained by heating under reflux and a photocationic polymerization initiator (SP150 manufactured by ADEKA).
  • SP150 photocationic polymerization initiator
  • An atmospheric pressure plasma treatment is performed so that the contact angle of water on the elastic layer surface is 10 degrees or less, the mixture is applied onto the elastic layer, UV irradiation (high pressure mercury lamp, accumulated exposure 5000 mJ / cm 2 ), heat A transfer body 101 was formed by forming a film by curing (150 ° C. for 2 hours) and forming a surface layer having a thickness of 0.5 ⁇ m on the elastic layer.
  • a double-sided tape is used to hold the transfer body 101 between the transfer body 101 and the support member 102.
  • the surface of the transfer body 101 is set to 60 ° C. by a heating means (not shown).
  • the application amount of the reaction liquid was changed by changing the reaction liquid application members 103b and 103c.
  • the reaction liquid applied by the reaction liquid applying apparatus 103 in the present example has the following composition, and the applied amount was 0.3 g / m 2 .
  • the molar amount of proton ions in the reaction solution acting as the ink thickening component was about 0.9 mmol / m 2 .
  • Ink is then applied to the transfer body 101 to which the reaction liquid has been applied as described above by the ink application device 104.
  • the ink in this example was prepared as follows.
  • aqueous resin solution styrene-ethyl acrylate-acrylic acid copolymer, acid value 150, weight average molecular weight (Mw) 8,000, resin content 20
  • ⁇ Preparation of resin particle dispersion 20 parts of ethyl methacrylate, 3 parts of 2,2′-azobis- (2-methylbutyronitrile) and 2 parts of n-hexadecane were mixed and stirred for 0.5 hour. This mixture was added dropwise to 75 parts of an 8% aqueous solution of a styrene-butyl acrylate-acrylic acid copolymer (acid value: 130 mgKOH / g, weight average molecular weight (Mw): 7,000) and stirred for 0.5 hour. did. Next, the ultrasonic wave was irradiated for 3 hours with the ultrasonic irradiation machine. Subsequently, a polymerization reaction was performed in a nitrogen atmosphere at 80 ° C. for 4 hours, and after cooling at room temperature, filtration was performed to prepare a resin particle dispersion having a resin content of 25.0% by mass.
  • the ink applicator 104 uses an ink jet head that discharges ink in an on-demand manner using an electro-thermal conversion element, and a maximum applied amount of prepared ink is 26 g / m 2 on the photoreceptor 101 to which the reaction liquid has been applied. To form a first image. At this time, the molar amount of the carboxylate ion in the ink that reacts with the proton ion acting as the ink viscosity increasing component in the reaction liquid was 0.6 mmol / m 2 .
  • the molar amount of proton ions that contribute to increasing the viscosity of the ink in the reaction liquid applied for image formation reacts with the proton ions in the reaction liquid when the maximum amount of ink is applied. It was about 1.5 times the molar amount of carboxylate ions in the ink that contributed to higher viscosity. Since both proton ions and carboxylate ions are monovalent, the molar equivalent ratio (H + / COO ⁇ ) is also about 1.5.
  • the liquid absorbing member 105a is brought into contact with the first image formed on the transfer body 101 by the ink applying device 104, so that excess liquid in the first image is absorbed by the liquid absorbing member 105a.
  • the liquid absorbing member 105a is adjusted by the liquid absorbing member conveying rollers 105c, 105d, and 105e so as to be equal to the moving speed of the transfer body 101.
  • the recording medium 108 is also conveyed by the recording medium feeding roller 107a and the recording medium take-up roller 107b so that the recording medium 108 has the same moving speed as the transfer body 101.
  • Example 1 As the liquid absorbing member 105a in Example 1, a belt having porous PTFE having an average pore diameter of 3 ⁇ m and a thickness of 100 ⁇ m as a porous body was used. With such a configuration, the liquid absorbing member 105a is brought into contact with the first image formed on the transfer body 101 to absorb the liquid in the first image. The nip pressure between the transfer member 101 and the liquid absorbing member 105a is applied to the pressing member 105b so that the average pressure is 9.8 N / cm 2 (1 kg / cm 2 ). Thereafter, the second image with a reduced liquid content is transferred to the recording medium 108.
  • aurora-coated paper manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd., basis weight 104 g / m 2 ) was used as the recording medium 108.
  • the liquid absorbing member 105a that has absorbed the liquid is attached to a contact surface (first surface) with the first image by the cleaning roller 14a facing the liquid absorbing member conveying roller 105c. Remove the cleaning.
  • the cleaning roller 14a was brought into contact with the liquid absorbing member 105a at 9.8 N / cm 2 (1 kg / cm 2 ) using EPDM rubber having a rubber hardness of 40 °. Further, as shown in FIG. 6, the cleaning device 14 scrapes off deposits adhering to the cleaning roller 14a with the cleaning blade 14b.
  • the air knife 11 provided in the liquid recovery chamber 12 permeates the liquid absorbing member 105a by blowing pressurized air from the second surface facing the first surface of the liquid absorbing member 105a.
  • the liquid component is blown off as droplets 13 (b) and collected as the recovered liquid 13 (a) in the liquid recovery chamber 12.
  • recovery was performed by controlling the air pressure so that a part of the liquid remained in the porous body of the liquid absorbing member 105a.
  • Example 2 The cycle was repeated in the same manner as in Example 1 except that the porous body of the liquid absorbing member 105a of Example 1 was changed to a two-layered porous body.
  • the first layer is PTFE having an average pore diameter of 0.2 ⁇ m and a thickness of 25 ⁇ m
  • the second layer is composed of two layers of nonwoven fabric having an average pore diameter of 15 ⁇ m and a thickness of 100 ⁇ m. The layer was brought into contact with the first image on the transfer body as the surface (first surface) of the liquid absorbing member 105a.
  • Example 3 In Example 1, the PS1 and PS2 reaction liquid filling sequence shown in FIG. 11 was changed to a sequence for performing the printing sequence first.
  • Example 4 Compared to Example 1, the amount of reaction solution applied was changed to 0.5 g / m 2 . At this time, the molar amount of proton ions in the reaction solution is about 1.4 mmol / m 2, which is relative to the molar amount of carboxylate ions that contribute to increasing the viscosity of the ink in the ink when the maximum amount of ink is applied. About 2.4 times.
  • Example 5 Compared to Example 2, the amount of reaction solution applied was changed to 0.5 g / m 2 . At this time, the molar amount of proton ions in the reaction solution is about 1.4 mmol / m 2, which is relative to the molar amount of carboxylate ions that contribute to increasing the viscosity of the ink in the ink when the maximum amount of ink is applied. About 2.4 times.
  • Example 1 (Comparative Example 1) Compared to Example 1, the amount of reaction solution applied was changed to 0.15 g / m 2 .
  • the molar amount of proton ions in the reaction solution at this time is about 0.4 mmol / m 2 , and the molar amount of carboxylate ions contributing to the increase in the viscosity of the ink in the ink when the maximum amount of ink is applied. About 0.7 times.
  • Comparative Example 2 In contrast to Comparative Example 1, a means for ultrasonic cleaning with an alkaline detergent was used as the cleaning means.
  • Evaluation was performed by the following evaluation method under the conditions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 described above.
  • the evaluation results are shown in Table 1.
  • the evaluation criteria AA to B of the following evaluation items were acceptable levels, and C was an unacceptable level.
  • Liquid absorption performance The liquid absorption performance was evaluated by visually confirming the curl of the recording medium 108 after transfer. AA: Even when the evaluation was repeated 10,000 times, the liquid absorption performance was not deteriorated. A: Even when the evaluation was repeated 1000 times, the liquid absorption performance was not deteriorated. B: In the case where the evaluation was repeated 1000 times, the liquid absorption performance was slightly deteriorated, but it was a level having no practical problem. C: When repeatedly evaluated 1000 times, the liquid absorption performance was greatly deteriorated, resulting in a practical problem.

Abstract

被記録体への反応液付与S1、インク付与S2による第一画像の形成と、第一画像から液吸収部材の多孔質体での液吸収S3、多孔質体のクリーニングS4、多孔質体からの液回収S5を繰り返すインクジェット記録方法であって、第一画像と多孔質体が接触する際に、被記録体上及び多孔質体内にインク中のインク高粘度化に寄与する第二の化学種よりも反応液中のインク高粘度化に寄与する第一の化学種が単位面積あたりのモル当量において多く含まれ、かつ液体回収S5において、液体が多孔質体の第一の画像との当接面側に残存するように回収する。

Description

記録方法および記録装置
本発明は,記録方法および記録装置に関する。
インクジェット記録方式では、色材を含む液体組成物(インク)を紙等の記録媒体上に直接または間接的に付与することで画像を形成している。この時、記録媒体がインク中の液体成分を過剰に吸収することによるカールや、コックリングが生じることがある。
そこで、インク中の液体成分を速やかに除去するため、記録媒体を温風や赤外線等の手段を用いて乾燥する方法がある。また、転写体上で画像を形成し、その後転写体上の画像に含まれる液体成分を熱エネルギー等により乾燥した後、紙等の記録媒体に画像を転写する方法がある。
さらに、転写体上の画像に含まれる液体成分を除去する手段として、熱エネルギーを用いずに、ローラ状の多孔質体をインク画像と接触させてインク画像から液体成分を吸収して除去する方法が提案されている(特許文献1)。また、特許文献1には、インク中の溶媒不溶成分(色材等)を凝集させる機能を有する処理液を処理液付与部、例えば、付与ローラにて転写体上に付与し、その後インクを付与する構成も示されている。
さらに吸収体に吸収された液体を回収する機構を設けることが提案されている。特許文献2では、吸収体に吸収された液体を絞り出す絞り機構を設ける方法が提案されている。特許文献3では、液体吸収部材に吸収された液体を吸引回収する液体回収手段を設けることが提案されている。
特開2009-45851号公報 特開2001-179959号公報 特開2007-268975号公報
多孔質体を用いてインク画像から液体分を吸収する場合、インク画像に含まれる色材や樹脂微粒子などの固形成分の一部が多孔質体の表面のみならず内部にまで取り込まれることがある。多孔質体内部に侵入した固形成分は多孔質体の孔部を塞いで目詰まりしてしまい、吸収部材としての多孔質体の性能が低下し、液体成分の除去手段としての機能を維持できなくなる。多孔質体の性能を回復させるには、目詰まりの原因となる固形成分を除去することが考えられる。特許文献3のような吸引回収する方法で多孔質体の内部にまで侵入した固形成分を除去しようとすれば、多孔質体の劣化は避けられない。特許文献3は、この問題を解決するために溶媒吸収ローラの表面と内部の表面エネルギーとに差を設け、色材等が多孔質体の孔内へ侵入することを阻止することが提案されている(第6実施形態)。具体的には多孔質体の表面の表面エネルギーγ1よりも内部の表面エネルギーγ2を小さくするというものである。しかし、この方法では多孔質体の液体吸収能(毛管力)が低下するためインク画像中の液体を速やかに吸収することが困難となり、高速印字に十分対応できない。高速印字に対応させようとする場合、インク画像中の液体を多孔質内部に押し込むように多孔質体のインク画像への接触圧を高める必要が生ずるが、その場合、色材等の固形成分が多孔質体の内部に侵入してしまう畏れが有る。
そこで、本発明は、このように液体吸収時に多孔質体内にインク固形分が侵入することを抑制し、多孔質体の性能の維持と耐久性の向上を両立させることを可能にしたインクジェット記録方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の一形態に係るインクジェット記録方法は、
(1)被記録体にインクを高粘度化するインク高粘度化成分を含む反応液を付与する工程と、
(2)前記反応液が付与された被記録体にインクを付与することで第一の画像を形成する工程と、
(3)前記第一の画像に多孔質体を有する液吸収部材を接触させて、前記多孔質体により前記第一の画像から液体を吸収する液吸収工程と、
(4)前記多孔質体の前記第一の画像と当接する第一の面にクリーニング部材を接触させ、当該第一の面をクリーニングする工程と、
(5)前記多孔質体に吸収された液体を回収する液体回収工程と、
を有する記録方法であって、
 前記多孔質体が前記第一の画像に接触する際に、前記被記録体上及び前記多孔質体内に前記インク高粘度化成分と反応する前記インク中の第二の化学種よりも前記インク高粘度化成分の反応に寄与する第一の化学種が単位面積あたりのモル当量において多く含まれ、かつ前記液体回収工程において、液体が前記多孔質体の第一の面側に残存するように回収することを特徴とする。
本発明の一形態によれば、多孔質体の表面でインク固形分を留めおくことができ、多孔質体の内部に侵入する確率を減らすことができる。この結果、多孔質体に対して影響の少ないクリーニング方法で多孔質体表面のインク固形分を除去でき、多孔質体の液吸収性能の維持と耐久性の向上を両立させることが可能となる。
本発明の一実施形態における転写型インクジェット記録装置の構成の一例を示す模式図である。 本発明の一実施形態における直接描画型インクジェット記録装置の構成の一例を示す模式図である。 図1、2に示すインクジェット記録装置における、装置全体の制御システムを示すブロック図である。 図1に示す転写型インクジェット記録装置におけるプリンタ制御部のブロック図である。 図2に示す直接描画型インクジェット記録装置におけるプリンタ制御部のブロック図である。 クリーニング装置14の一例を示す模式図である。 本発明の液吸収メカニズムを説明するイメージ図である。 本発明の液吸収メカニズムを説明するイメージ図である。 本発明の液吸収メカニズムを説明するイメージ図である。 本発明の液吸収メカニズムを説明するイメージ図である。 本発明外の液吸収メカニズムを説明するイメージ図である。 本発明外の液吸収メカニズムを説明するイメージ図である。 本発明外の液吸収メカニズムを説明するイメージ図である。 本発明のインクジェット記録方法のシーケンスのフロー図である。 実施例1におけるインクジェット記録方法のシーケンスのフロー図である。 実施例3におけるインクジェット記録方法のシーケンスのフロー図である。
以下、好適な実施の形態を挙げて、本発明について詳細に説明する。
本発明一形態のインクジェット記録方法は、
(1)被記録体にインクを高粘度化するインク高粘度化成分を含む反応液を付与する工程と、
(2)前記反応液が付与された被記録体にインクを付与することで第一の画像を形成する工程と、
(3)前記第一の画像に多孔質体を有する液吸収部材を当接して、前記多孔質体に前記第一の画像から液体を吸収する液吸収工程と、
(4)前記多孔質体の前記第一の画像と当接する第一の面にクリーニング部材を接触させ、当該第一の面をクリーニングする工程と、
(5)前記多孔質体に吸収された液体を回収する液体回収工程と、
を有し、少なくとも工程(1)~(4)のサイクルを繰り返し、前記工程(5)が前記(1)~(4)のサイクルの繰り返し数以下の複数回行われるインクジェット記録方法であって、
前記多孔質体が前記第一の画像に当接する際に、前記被記録体上及び前記多孔質体内に前記インク高粘度化成分と反応する前記インク中の第二の化学種よりも前記インク高粘度化成分の反応に寄与する第一の化学種が単位面積あたりのモル当量において多く含まれ、かつ前記液体回収工程において、液体が前記多孔質体の第一の面側に残存するように回収することを特徴とする。
なお、第一の画像とは、後述する液吸収処理に供される前の液除去前インク像のことであり、第二の画像とは、液吸収処理を行って水性液体成分の含有量が低減された液除去後インク像のことである。
<反応液付与工程(1)>
反応液付与は、反応液を被記録体上に付与できるいかなる装置を用いてもよく、従来知られている各種装置を適宜用いる事ができる。具体的には、グラビアオフセットローラ、インクジェットヘッド、ダイコーティング装置(ダイコータ)、ブレードコーティング装置(ブレードコータ)などが挙げられる。特に、後述するインク付与装置で付与可能な被記録体上の領域全てに反応液を均一に付与できる装置が好ましい。反応液をインクの付与前に付与することによって、インクジェット方式による画像記録時に、隣接して付与されたインク同士が混ざり合うブリーディングや、先に着弾したインクが後に着弾したインクに引き寄せられてしまうビーディングを抑制することができる。
<反応液>
反応液は、インクを高粘度化する成分(インク高粘度化成分)を含有する。インクの高粘度化とは、インクを構成している成分の一部である色材や樹脂等がインク高粘度化成分と接触することによって化学的に反応し、あるいは物理的に吸着し、これによってインク全体の粘度の上昇が認められることである。このインクの高粘度化には、インク粘度の上昇が認められる場合のみならず、色材などインクを構成する成分の一部が凝集する事により局所的に粘度の上昇を生じる場合をも含む。このインク高粘度化成分は被記録体上でのインク及び/又はインクを構成している成分の一部の流動性を低下せしめて、第一の画像形成時のブリーディングや、ビーディングを抑制する効果がある。本発明において、インクを高粘度化することを“インクを粘稠する”とも称する。このようなインク高粘度化成分として、多価の金属イオン、有機酸、カチオンポリマー、多孔質性微粒子などの公知のものを用いることができる。中でも、特に多価の金属イオン及び有機酸が好適である。また、複数の種類のインク高粘度化成分を含有させることも好適である。尚、反応液中のインク高粘度化成分の含有量は、反応液全質量に対して5質量%以上であることが好ましい。
多価金属イオンとしては、例えば、Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+及びZn2+等の二価の金属イオンや、Fe3+、Cr3+、Y3+及びAl3+等の三価の金属イオンが挙げられる。
また有機酸としては、例えば、シュウ酸、ポリアクリル酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、レブリン酸、コハク酸、グルタル酸、グルタミン酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、オキシコハク酸、ジオキシコハク酸等が挙げられる。
反応液は水や低揮発性の有機溶剤を適量含有することができる。この場合に用いる水はイオン交換等により脱イオンした水であることが好ましい。また本実施形態での反応液に用いることのできる有機溶剤としては特に限定されず、公知の有機溶剤を用いることができる。
また、反応液は界面活性剤や粘度調整剤を加えてその表面張力や粘度を適宜調整して用いることができる。用いられる材料としてはインク高粘度化成分と共存できるものであれば特に制限は無い。具体的に用いられる界面活性剤としては、アセチレングリコールエチレンオキシド付加物(「アセチレノールE100」、川研ファインケミカル株式会社製商品名)、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物(「メガファックF444」、DIC株式会社製商品名)等が挙げられる。
本実施形態では、液吸収部材のクリーニング性向上のために、液吸収部材が有する多孔質体が第一の画像から吸収する液体に反応液に含まれるインク高粘度化成分が含まれていることを特徴とする。この状態を実現させるために、反応液付与装置104によって付与される反応液量を、次に付与されるインクの最大インク量を高粘度化させるのに必要な量よりも多く付与する。画像から吸収する液体成分に反応液中の高粘度化成分が含まれていることにより、インク中の高粘度化に寄与する化学種とは未反応のインク高粘度化成分の化学種が、液吸収部材の多孔質体に含まれることになる。反応液中の高粘度化に寄与する化学種を第一の化学種、インク中の高粘度化に寄与する化学種を第二の化学種という。第一の化学種としては、上記したように多価金属イオンや、有機酸から発生するプロトンイオンもしくはヒドロニウムイオンなどのカチオン成分が挙げられる。インク中の第二の化学種としては、第一の化学種のカチオン成分と反応するアニオン成分が挙げられ、カルボン酸アニオン、スルホン酸アニオン、リン酸アニオンなどの各酸アニオンなどが挙げられる。
なお、反応液の付与量はインク付与装置で付与可能な被記録体上の領域全てに反応液を付与する際に、略均一な層が形成できる付与量であればよい。これによりインクドットの真円度の低下が抑制できる。また、過剰の反応液の付与は、インク固形分の凝集過程で必要以上に収縮し、画像品位が損なわれることがある。このような観点から、本実施形態における反応液の付与量は0.05g/m以上2g/m以下が好ましく、0.1g/m以上1.3g/m以下がより好ましい。
<インク付与工程(2)>
インクを付与するインク付与装置として、インクジェットヘッドを用いる。インクジェットヘッドとしては、例えば電気-熱変換体によりインクに膜沸騰を生じさせ気泡を形成することでインクを吐出する形態、電気-機械変換体によってインクを吐出する形態、静電気を利用してインクを吐出する形態等が挙げられる。実施形態では、公知のインクジェットヘッドを用いることができる。中でも特に高速で高密度の印刷の観点からは電気-熱変換体を利用したものが好適に用いられる。描画は画像信号を受け、各位置に必要なインク量を付与する。
インク付与量は画像濃度(duty)やインク厚みで表現することができるが、実施形態では各インクドットの質量に付与個数を掛け、印字面積で割った平均値をインク付与量(g/m)とした。尚、画像領域における最大インク付与量とは、インク中の液体分を除去する観点より、被記録体の情報として用いられる領域内において、少なくとも5mm以上の面積において付与されているインク付与量を示す。
実施形態のインクジェット記録装置は、被記録体上に各色のインクを付与するために、インクジェットヘッドを複数有していてもよい。例えば、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクを用いてそれぞれの色画像を形成する場合、インクジェット記録装置は上記4種類のインクを被記録体上にそれぞれ吐出する4つのインクジェットヘッドを有する。
また、インク付与部材は、色材を含有しないインク(クリアインク)を吐出するインクジェットヘッドを含んでいてもよい。
<インク>
実施形態に適用されるインクの各成分について説明する。
(色材)
実施形態に適用されるインクに含有される色材として、顔料又は染料と顔料との混合物を用いることができる。色材として用いることができる顔料の種類は特に限定されない。顔料の具体例としては、カーボンブラックなどの無機顔料;アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、イソインドリノン系、イミダゾロン系、ジケトピロロピロール系、ジオキサジン系などの有機顔料を挙げることができる。これらの顔料は、必要に応じて1種又は2種以上を用いることができる。
色材として用いることができる染料の種類は特に限定されない。染料の具体例としては、直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料、食用染料などを挙げることができ、アニオン性基を有する染料を用いることができる。染料骨格の具体例としては、アゾ骨格、トリフェニルメタン骨格、フタロシアニン骨格、アザフタロシアニン骨格、キサンテン骨格、アントラピリドン骨格などが挙げられる。
インク中の顔料の含有量は、インク全質量に対し0.5質量%以上15.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上10.0質量%以下であることがより好ましい。
(分散剤)
顔料を分散させる分散剤としては、インクジェット用インクに用いられる公知の分散剤を使用することができる。中でも実施形態においては構造中に親水性部と疎水性部とを併せ持つ水溶性の分散剤を用いることが好ましい。特に、少なくとも親水性のモノマーと疎水性のモノマーとを含んで共重合させた樹脂からなる顔料分散剤が好ましく用いられる。ここで用いられる各モノマーについては特に制限はなく、公知のものが好適に用いられる。具体的には、疎水性モノマーとしては、スチレン及びその他のスチレン誘導体、アルキル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。また親水性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等が挙げられる。
該分散剤の酸価は50mgKOH/g以上550mgKOH/g以下であることが好ましい。また、該分散剤の重量平均分子量は1000以上50000以下であることが好ましい。尚、顔料と分散剤との質量比(顔料:分散剤)としては1:0.1~1:3の範囲であることが好ましい。
また分散剤を用いず、顔料自体を表面改質して分散可能としたいわゆる自己分散顔料を用いることも好適である。
(樹脂微粒子)
実施形態で用いるインクは、色材を有しない各種微粒子を含有させて用いることができる。中でも樹脂微粒子は画像品位や定着性の向上に効果がある場合があり好適である。
実施形態で用いることのできる樹脂微粒子の材質としては、特に限定されず公知の樹脂を適宜用いることができる。具体的には、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリ尿素、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アクリル酸及びその塩、ポリ(メタ)アクリル酸アルキル、ポリジエン等の単独重合物、または、これらの単独重合物を生成するためのモノマーを複数組み合わせて重合した共重合物が挙げられる。該樹脂の重量平均分子量(Mw)は、1,000以上2,000,000以下の範囲が好適である。またインク中における樹脂微粒子の量は、インク全質量に対して1質量%以上50質量%以下が好ましく、より好ましくは2質量%以上40質量%以下である。
さらに実施形態の態様においては、該樹脂微粒子が液中に分散した樹脂微粒子分散体として用いることが好ましい。分散の手法については特に限定はないが、解離性基を有するモノマーを単独重合もしくは複数種共重合させた樹脂を用いて分散させたいわゆる自己分散型樹脂微粒子分散体は好適である。ここで解離性基としてはカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等が挙げられ、この解離性基を有するモノマーとしてはアクリル酸やメタクリル酸等が挙げられる。また、乳化剤により樹脂微粒子を分散させたいわゆる乳化分散型樹脂微粒子分散体も、同様に実施形態に好適に用いることができる。ここで言う乳化剤としては、低分子量、高分子量に関わらず公知の界面活性剤が好ましい。該界面活性剤は、ノニオン性界面活性剤か、もしくは樹脂微粒子と同じ電荷を持つ界面活性剤が好ましい。
実施形態の態様に用いる樹脂微粒子分散体は、10nm以上1000nm以下の分散粒径を有することが好ましく、さらに100nm以上500nm以下の分散粒径を有することがより好ましい。
また実施形態の態様に用いる樹脂微粒子分散体を作製する際に、安定化のために各種添加剤を加えておくことも好ましい。該添加剤としては、例えば、n-ヘキサデカン、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ステアリル、クロロベンゼン、ドデシルメルカプタン、青色染料(ブルーイング剤)、ポリメチルメタクリレート等が挙げられる。
(界面活性剤)
実施形態に用いることのできるインクは界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤としては、具体的には、アセチレングリコールエチレンオキシド付加物(アセチレノ-ルE100、川研ファインケミカル株式会社製)等が挙げられる。インク中の界面活性剤の量は、インク全質量に対して0.01質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。
(水及び水溶性有機溶剤)
実施形態に用いるインクは溶剤として水及び/または水溶性有機溶剤を含むことができる。水は、イオン交換等により脱イオンした水であることが好ましい。また、インク中の水の含有量は、インク全質量に対して30質量%以上97質量%以下であることが好ましく、インク全質量に対して50質量%以上95質量%以下であることがより好ましい。
また用いる水溶性有機溶剤の種類は特に限定されず、公知の有機溶剤をいずれも用いることができる。具体的には、グリセリン、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、2-ピロリドン、エタノール、メタノール、等が挙げられる。もちろん、これらの中から選択した2種類以上のものを混合して用いることも出来る。また、インク中の水溶性有機溶剤の含有量は、インク全質量に対して3質量%以上70質量%以下であることが好ましい。 
(その他添加剤)
実施形態に用いることのできるインクは上記成分以外にも必要に応じて、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、水溶性樹脂及びその中和剤、粘度調整剤など種々の添加剤を含有してもよい。
<液吸収工程(3)>
実施形態では、第一の画像に多孔質体を有する液吸収部材と接触させることで吸収し、第一の画像中の液体量を減少させる。液吸収部材の第一の画像との接触面を第一面とし、第一面に多孔質体が配置される。このような多孔質体を有する液吸収部材は、被記録体の移動に連動して移動し、第一の画像と当接した後、所定の周期で別の第一の画像に再当接する循環して液吸収が可能な形状を有するものが好ましい。例えば、無端ベルト状やドラム状などの形状が挙げられる。
(多孔質体)
実施形態に係る液吸収部材の多孔質体は、第一面側の平均孔径が、第一面と対向する第二面側の平均孔径よりも小さい物を使用することが好ましい。多孔質体へのインク固形分付着を抑制するため、孔径は小さいことが好ましく、少なくとも画像と接触する側の第一面の多孔質体の平均孔径は、10μm以下であることが好ましく、さらには5μm以下であるとインクの濾過性がより高まる。さらには、平均孔径は0.2μm以下とすることもできる。該平均孔径の下限は特に限定されないが、例えば0.02μm以上とすることができる。なお、実施形態において平均孔径とは第一面または第二面の表面での平均直径のことを示し、公知の手段、例えば水銀圧入法や、窒素吸着法、SEM画像観察等で測定可能である。径を小さくしておくと濾過性を高くすることができる。使用するインクが反応液と反応した後に凝集した色材、あるいは高粘度化したインクが通り抜けないような径の大きさに設定し、多孔質体の第1の層より奥の層への色材付着を抑制するとよい。また、均一に高い通気性とするために多孔質体の厚みを薄くすることが好ましい。通気性はJIS P8117で規定されるガーレ値で示すことができ、ガーレ値は10秒以下であることが好ましい。
但し、多孔質体を薄くすると、液体成分を吸収するために必要な容量を十分に確保しづらくなる場合があるため、多孔質体を多層構成とすることが可能である。
次に、多孔質体を多層構成とする場合の実施形態について説明する。ここでは第一の画像に接触する側の第一の層、第一の層の第一の画像との接触面と反対の面に積層される層を第二の層として説明する。さらに多層の構成についても順次第一の層からの積層順で表記する。なお、本明細書において、第一の層を「吸収層」、第二の層以降を「支持層」ということがある。
[第一の層]
実施形態において、第一の層の材料は特に限定されることはなく、水に対する接触角が90°未満の親水性材料と、接触角が90°以上の撥水性の材料のいずれも使用することができる。
親水性材料としては、セルロースやポリアクリルアミドなどの単一素材、またはこれらの複合材料などから好ましく選択される。また、下記の撥水性材料の表面を親水化処理して用いることもできる。親水化処理としては、スパッタエッチング法、放射線やHOイオン照射、エキシマ(紫外線)レーザー光照射などの方法が挙げられる。
親水性材料の場合、水に対する接触角が60°以下であることがより好ましい。親水性材料の場合、毛管力により液体、特に水を吸い上げる効果がある。
一方、色材付着を抑制するため、及び、クリーニング性を高くするため、第一の層の材料は、表面自由エネルギーの低い撥水性材料、特にフッ素樹脂であることが好ましい。フッ素樹脂としては、具体的に、ポリテトラフルオロエチレン(以下PTFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)、エチレン・四フッ化エチレン共重合体(ETFE)、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)等が挙げられる。これらの樹脂は、必要に応じて1種又は2種以上を用いることができ、第一の層の中に複数の膜が積層された構成でもよい。撥水性材料の場合、毛管力により液体を吸い上げる効果が殆どなく、初めて画像と接触する際に液体の吸い上げに時間を要することがある。このため、第一の層中に第一の層との接触角が90°未満である液体をしみ込ませておくことが好ましい。第一の画像中の液体に対して、第一の層中にしみ込ませておく液体を予備浸透液ということがある。予備浸透液として反応液を用いることもできる。液吸収部材の第1の面から塗布することで第一の層中にしみ込ませておくことができる。予備浸透液は、第一の液体(水)に界面活性剤や第一の層との接触角の低い液体を混合して調製することが好ましい。
実施形態において、第一の層の膜厚は、50μm以下であることが好ましく、35μm以下であるとより良く、30μm以下がさらに好ましい。例えば孔径は0.2μm以下であっても、該厚さが35μm以下であることにより、流抵抗の増加を抑制でき、画像流れを抑制できる。下記で説明する実施例において、膜厚は、直進式のマイクロメーターOMV_25(ミツトヨ製)で任意の10点の膜厚を測定し、その平均値を算出することで得た。
第一の層は、公知の薄膜多孔質膜の製造方法により製造することができる。例えば、押出成形などの方法で樹脂材料のシート状物を得た後、所定の厚みに延伸することで得ることができる。また、押出成形時の材料にパラフィン等の可塑剤を添加し、延伸時に加熱などにより可塑剤を除去することで多孔質膜として得ることができる。孔径は添加する可塑剤の添加量、延伸倍率などを適宜調整することで調節することができる。
[第二の層]
第二の層は通気性をもつ層であることが好ましい。このような層は樹脂繊維の不織布でもよいし、織布でも良い。第二の層の材料としては、特に限定されないが、第一の層側へ吸収した液体が逆流しないように、第一の層に対して第一の液体との接触角が同等かそれよりも低い材料であることが好ましい。具体的には、ポリオレフィン(ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)など)、ポリウレタン、ナイロンなどのポリアミド、ポリエステル(ポリエチレンテレフタラート(PET)など)、ポリスルフォン(PSF)などの単一素材、またはこれらの複合材料などから好ましく選択される。また、第二の層は第一の層よりも孔径の大きな層であることが好ましい。
[第三の層]
多層構造の多孔質体は3層以上の構成であってもよく、限定されない。三層目(第三の層ともいう)以降の層としては剛性の観点から不織布が好ましい。材料としては第二の層と同様なものが用いられる。
[その他の材料]
液吸収部材には、上記の積層構造の多孔質体以外に、液吸収部材の側面を補強する補強部材を有してもよい。また、長尺のシート形状の多孔質体の長手方向端部を繋いでベルト状の部材とする際の接合部材を有してもよい。このような材料としては非孔質のテープ材などを用いることができ、画像と接触しない位置あるいは周期に配置すればよい。
[多孔質体の製造方法]
第一の層と第二の層を積層して多孔質体を形成する方法は、特には限定されることはない。重ね合わせるだけでもよいし、接着剤ラミネートまたは熱ラミネートなどの方法を用いて互いに接着してもよい。通気性の観点から、実施形態においては熱ラミネートが好ましい。また、例えば、加熱により、第一の層または第二の層の一部を溶融させて接着積層してもよい。また、ホットメルトパウダーのような融着材を第一の層と第二の層の間に介在させて加熱により互いに接着積層してもよい。第三の層以上を積層する場合は、一度に積層させてもよいし、順次積層させてもよく、積層順に関しては適宜選択される。
加熱工程では、加熱されたローラで多孔質体を挟み込んで加圧しながら、多孔質体を加熱するラミネート法が好ましい。
<液吸収部材のクリーニング工程(4)>
クリーニング工程(4)は、多孔質体が第一の画像と当接する第一の面にクリーニング部材を接触させて、第一の面上のインク固形分を第一の面から分離することで行う。ここでは、多孔質体の第一の面への影響が少ない方法が選択でき、特に、多孔質体の第一の面よりも表面エネルギーの大きいクリーニング部材を接触させて、クリーニング部材の表面にインク固形分を転位吸着させて分離することが好ましい。液吸収部材がベルト状やロール状など回転移動する場合、クリーニング部材は液吸収部材と連動して当接面が移動するロール形状やベルト形状であることが好ましい。
<液吸収部材の液回収工程(5)>
液回収工程(5)では、多孔質体に吸収された液体が多孔質体の第一の面側に残るように回収する。液回収はエアナイフ等による加圧気体による液体押し出しや、スポンジ等の吸収部材の押し当て、負圧印加による吸引、絞り等、公知の手段を何れも用いることが可能であるが、液吸収部材の劣化が少ない手段が好ましい。液回収は、多孔質体に吸収された液体が多孔質体の第一の面側に残すことができるのであれば、第一の面、第二の面のいずれから行ってもよい。中でも多孔質体の第二の面にエアナイフ等による加圧気体を吹きつけ、圧力により第二の面から押し出して回収する方法は、第一の面側に液体を残存させ易く、好ましい。その際吸収された液体が多孔質体の第一の面側に残るように、加圧気体の噴出圧を調整して回収する。また、多孔質体として第一の面表面での平均孔径が第二の面の表面での平均孔径より小さい多孔質体を使用すること、特に積層構造の多孔質体を使用することが好ましい。
なお、液回収工程(5)はクリーニング工程(4)と同時に行うこともできる。例えば、クリーニング部材として多孔質の部材を使用することで、液吸収部材の第一の面から液体成分の回収とクリーニングとを行うことができる。この場合も、多孔質体に吸収された液体が一部残る液回収を行えば、多孔質体の第一の面側に液体が残ることになる。
<メカニズムの説明>
実施形態では、液吸収部材の多孔質体が第一の画像に当接する際に、被記録体上及び多孔質体内にインク高粘度化成分と反応するインク中の第二の化学種よりもインク高粘度化成分の反応に寄与する第一の化学種が単位面積あたりのモル当量において多く含まれていることを特徴とする。上記状態を実現させるために、(i)第一の画像に液吸収部材を接触させて吸収された液体にインク高粘度化成分が含まれ、かつ(ii)多孔質体に吸収された液体を回収する液回収工程において、インク高粘度化成分を含む液体が多孔質体の第一の面側に残存するように回収することを特徴としている。
上述した2つの構成による効果を、発明者は以下メカニズムによると推測している。
まず、被記録体上から吸収する液体にインク高粘度化成分が余剰に含まれる場合のイメージを図7A~7D、余剰のインク高粘度化成分が含まれない場合のイメージを図8A~8Cに示す。
液体分を液吸収する前の状態を、それぞれ図7A、図8Aに示す。被記録体上に余剰のインク高粘度化成分が含まれない図8Aの状態で液吸収を行うと、図8Bに示すように第一の画像3に含まれるインク固形分(色材3aや樹脂微粒子3bなど)が多孔質体4の内部に吸収した液体5と共に侵入する場合がある。この場合、侵入したインク固形分が多孔質体4の孔を詰まらせてしまい、液吸収性能が劣化する。液吸収性能の劣化を抑制するには液吸収部材をクリーニングして、液吸収部材内部のインク固形分を除去する必要があるが、液吸収部材内部のインク固形分を取り除くには強力なクリーニング6Sが必要になり、液吸収部材の耐久性を劣化させてしまう(図8C)。多孔質体の孔の目詰まりは、液吸収を繰り返す度に侵入するインク固形分によって徐々に進行し、サイクル数が増えるに従って液吸収性の劣化として顕著となる。
これに対して、図7Aでは、被記録体1上にインク高粘度化成分2が余剰に含まれているために、多孔質体4と第一の画像3とが接触することで、多孔質体4の当接面にインク高粘度化成分の被膜2Aが形成され(図7B)、第一の画像3内に含まれるインク固形分が、多孔質体4の表面でインク高粘度化成分とさらに反応して高粘度化し、図7Cに示すように多孔質体4の内部に侵入することなく、多孔質体4の表面で一部留めることが可能になると推測している。このとき、多孔質体4の表面において、多孔質体4側に残存していた化学種と被記録体1側から多孔質体4側へ移動する化学種とを母集団としてインク高粘度化成分のモル当量上の余剰が成り立てば、上述したインク固形分を多孔質体4の表面に留める効果が発揮されると考えられる。多孔質体4側へ移動せずに被記録体1側に留まり続けるものに対してまで余剰なインク高粘度化成分が多孔質体4の表面になくともよいと想定される。
これによって、クリーニングは多孔質体4の表面で留まっている高粘度化したインク固形分のみを取り除けばよくなり、吸着剥離などの液吸収部材の多孔質体に負担の少ないクリーニング6mを選択することができる(図7D)。ただし、被記録体上ではインクが付与され画像が形成される画像領域と、インクが付与されず反応液のみが付与された非画像領域とが形成される。このため、画像領域と非画像領域とではインク高粘度化成分の余剰量が異なり、画像領域では十分なインク高粘度化成分を多孔質体で吸収できない場合がある。そのため、初回の液吸収工程ではインク固形分が多孔質体内部に浸透することがある。反応液を多く付与すれば、画像領域での余剰分も十分確保できるが、その分吸収すべき液量が増加し、十分に液吸収できずに目的とするカールやコックリングの抑制ができなくなる。また、反応液の付与量が多くなりすぎることで、液吸収時に画像が押し流される「画像流れ」が生じて画像品位が低下することがある。反応液中のインク高粘度化成分の濃度も必要以上に高くすれば、反応液の粘度が高くなり、均一な反応液付与が困難となる。このように反応液の付与量は制限されるため、画像領域でインク固形分を多孔質体の表面に留めおくことができない場合がある。
図9は、実施形態に係るインクジェット記録方法の主要シーケンスを説明するフローである。上記で説明したように、記録を開始すると、反応液付与(S1)、インク付与(S2)、液吸収(S3)、クリーニング(S4)の各工程を行い、この段階で液吸収部材から液回収の要否を判定する。液回収が必要と判断された場合には液回収(S5)の工程を実施し、S1に戻る(サイクルC2)。通常、液吸収部材はS1~S4の工程の1サイクルで吸収される液体量よりも大きな液容量を有しており、必ずしも1サイクル毎に次の液回収(S5)の工程を行う必要はない。したがって、所定の液容量に達するまでS1~S4工程を繰り返すサイクルC1を実施することができる。なお、記録を終了するときはS5の後C2のサイクルに戻らずに終了する。また、図10に示すように、液回収の要否を判定せずに、図9のシーケンスと同様のS1~S5の工程を1サイクルとして行ってもよい。このようにサイクルC1、C2を繰り返すことで、多孔質体中には吸収したインク高粘度化成分を含む液体が含まれることとなり、また、インク高粘度化成分の移動により濃度差の減少が起こる。S5工程では、液体が多孔質体の第一の面側に残るように液体を回収する。液回収毎に多孔質体内部のインク高粘度化成分を含む液体を全て回収してしまうと、サイクルC2毎にインク高粘度化成分の濃度差減少がリセットされてしまい、上記したように画像領域で付着物を多孔質体の表面に留めおくことができずに、多孔質体の内部にインク固形分が浸透する確率が高くなり、液吸収性能や耐久性を満足できなくなる。実施形態におけるメカニズムの要点は、多孔質体内部へのインク固形分の浸透する確率を減らすことで、長期に亘り多孔質体の目詰まりを抑制すると共に、クリーニングを容易にすることにある。
反応液付与(S1)では、付与される反応液中のインク高粘度化に寄与するプロトンイオン(H)もしくはヒドロニウムイオン(H)などの第一の化学種のモル当量を、インクが最大量付与された時のインク中のカルボン酸イオン(-COO)等の第二の化学種のモル当量の2倍以上とすることが好ましい。それにより、反応液中のインク高粘度化成分は、付与される最大インク量に対しても高粘度化させるために必要な量よりも十分に多い量が付与されることになり、初回から多孔質体内部へのインク固形分の浸透する確率が減る。2回目以降は被記録体上及び多孔質体内に含まれる第一の化学種のモル当量もより多くなり、インク固形分を多孔質体の表面に留めおく効果が高くなり、クリーニング性能がより向上する。第一の化学種と第二の化学種とのモル当量比(第一の化学種のモル当量/第二の化学種のモル当量)の上限は特に制限されず、インク付与後に液吸収部材で吸収可能な液量を満たす反応液の付与量内において、略均一に付与できる濃度の反応液を調製できる範囲であればよい。
このように、(i)画像に液吸収部材が接触する工程において多孔質体に吸収された液体にインク高粘度化成分が含まれ、かつ(ii)前記液回収工程において、液体が液吸収部材の多孔質体の第一の面側に残存するように回収する、という2つの条件を満たした場合のみ、液吸収部材が有する多孔質体の性能維持と高耐久性を両立することが可能となる。 
また、上記サイクルの開始前、例えば、装置立ち上げ時において、初期から高粘度化成分が十分に液吸収部材の多孔質体に存在するようにするため、図11に示すように液吸収部材への反応液の充填シーケンスPS1、PS2を実施することで、多孔質体内部にインク高粘度化成分を充填し、実施形態による効果を初期時から高めることが可能になる。このシーケンスでは、PS2の反応液吸収の後は図10で示したサイクルと同じフローとなる。
このシーケンスは、まずPS1において転写体等の被記録体上に、インク高粘度化成分を含む反応液が付与される。次にPS2において、通常の印字シーケンスではインク付与(S2)によって被記録体上にインクが付与されるが、本シーケンスにおいてはインク付与を実施せず、液吸収部材に反応液のみが吸収される。これによって、装置立ち上げ時に液吸収部材にインク高粘度化成分を略均一に充填することが可能となり、装置立ち上げの印字試行回数1回目から、良好なインク高粘度化成分の被膜2Aが形成されることになり、インク固形分を多孔質体の表面に留めおくという効果が発現可能となる。
また、実施形態の上記充填シーケンスは、装置立ち上げ時のみに適用されるものではなく、液吸収部材に反応液が充填されていない状態で印字動作を行う状況においては、印字動作直前に実施されることが望ましい。例えば、液吸収部材の交換後、直前の印字から長時間印字が実施されなかったとき、等の上記サイクルの前に充填シーケンスを実施することが考えられる。
なお、PS1工程及びPS2工程は、反応液を液吸収部材の多孔質体の第一の面から充填できればよく、直接液吸収部材に反応液を塗布してもよい。その後は、図9または図10と同じシーケンスとなる。
次に上述した実施形態のインクジェット記録方法を実施可能なインクジェット記録装置の具体的な実施形態例について説明する。
実施形態のインクジェット記録装置としては、被記録体としての転写体上に第一の画像を形成し、液吸収部材による液体吸収後の第二の画像を記録媒体へ転写するインクジェット記録装置と、被記録体としての記録媒体上に第一の画像を形成するインクジェット記録装置とが挙げられる。なお、前者のインクジェット記録装置を、以下便宜的に転写型インクジェット記録装置と称し、後者のインクジェット記録装置を、以下便宜的に直接描画型インクジェット記録装置と称する。
以下にそれぞれのインクジェット記録装置について説明する。
(転写型インクジェット記録装置)
転写型インクジェット記録装置において、被記録体は、第一の画像と、前記第一の画像から第一の液体を吸収した第二の画像を一時的に保持する転写体である。また、転写型インクジェット記録装置は、前記第二の画像を、画像を形成すべき記録媒体上に転写する転写部材を備えた転写ユニットを含む。
図1は、本実施形態の転写型インクジェット記録装置の概略構成の一例を示す模式図である。
実施形態の転写型インクジェット記録装置100は、図1に示すように、支持部材102によって支持された転写体101と、転写体101上に反応液を付与する反応液付与装置103と、反応液が付与された転写体101上にインクを付与し、転写体上で第一の画像を形成するインク付与装置104と、転写体上の第一の画像から液体成分を吸収する液吸収装置105、液体成分を除去した転写体上の第二の画像を紙などの記録媒体108上に転写する転写部材106を有する。また、転写型インクジェット記録装置100は、必要に応じて転写した後の転写体101の表面をクリーニングする転写体クリーニング部材109を有していてもよい。
支持部材102は、回転軸102aを中心として図1の矢印Aの方向に回転する。この支持部材102の回転により、転写体101が移動される。移動された転写体101上に、反応液付与装置103による反応液、および、インク付与装置104によるインクの付与が順次行われ、転写体101上に第一の画像が形成される。転写体101上に形成された第一の画像は、転写体101の移動により、液吸収装置105が有する液吸収部材105aと接触する位置まで移動される。
液吸収装置105の液吸収部材105aは、転写体101の回転に同期して移動する。転写体101上に形成された第一の画像はこの移動する液吸収部材105aと接触した状態を経る。この間に液吸収部材105aは画像から液体成分を除去する。
なお、画像は液吸収部材105aと接触した状態を経ることで液体成分が除かれる。このとき画像と液吸収部材105aとは所定の押圧力をもって接触した状態とされることが本装置構成では液吸収部材105aを効果的に機能させる観点で特に好ましい構成である。
液体成分の除去を異なる視点で説明すれば、転写体上に形成された第一の画像を構成するインクを濃縮するとも表現することができる。インクを濃縮するとは、インクに含まれる液体成分が減少することによって、インクに含まれる色材や樹脂といった固形分の液体成分に対する含有割合が増加することを意味する。
そして、液体成分が除去された第二の画像は、転写体101の移動により、記録媒体と接触する転写部に移動され、記録媒体搬送装置107によって転写部に搬送された記録媒体108に接触することによって、記録媒体108上に画像を形成する。記録媒体108上に転写された転写後インク像は第二の画像の反転画像であり、以降の説明では、上述した第一の画像(液除去前インク像)、第二の画像(液除去後インク像)と区別してこの転写後インク像を第三の画像ということがある。
なお、転写体上には反応液が付与されてからインクが付与されて画像が形成されるため、非画像領域には反応液がインクと反応することなく残っている。本装置では液吸収部材105aは画像からのみならず、未反応の反応液とも接触し、反応液の液体成分も併せて除去している。
したがって、以上では、画像から液体成分を除去すると表現し説明しているが、画像のみから液体成分を除去するという限定的な意味合いではなく、少なくとも転写体上の画像から液体成分を除去していればよいという意味合いで用いている。例えば、第一の画像とともに第一の画像の外側領域に付与された反応液中の液体成分を除去することも可能である。
なお、液体成分は、一定の形を持たず、流動性を有し、ほぼ一定の体積を有するものであれば、特に限定されるものではない。
例えば、インクや反応液に含まれる水や有機溶媒等が液体成分として挙げられる。
また、上述したクリアインクが第一の画像に含まれている場合においても、液吸収処理によるインクの濃縮を行うことができる。例えば、転写体101上に付与された色材を含有するカラーインクの上にクリアインクが付与されると、第一の画像の表面には全面的にクリアインクが存在しているか、若しくは、第一の画像の表面の一箇所あるいは複数箇所にクリアインクが部分的に存在し、他はカラーインクとなっている。第1の画像の表面に全面的にクリアインクが存在している場合には、多孔質体が第一の画像の表面のクリアインクの液体成分を吸収し、クリアインクの液体成分が移動する。それに伴ってカラーインク中の液体成分が多孔質体側へ移動することで、カラーインク中の水性液体成分が吸収される。一方、第一の画像の表面にクリアインクの領域とカラーインクの領域が存在している箇所では、カラーインク及びクリアインクのそれぞれの液体成分が多孔質体側へ移動することで水性液体成分が吸収される。なお、このクリアインクには、転写体101から記録媒体への画像の転写性を向上させるための成分を多く含ませておいてもよい。例えばカラーインクよりも加熱により記録媒体への粘着性が高くなる成分の含有率を高くしておくことが挙げられる。
本実施形態の転写型インクジェット記録装置の各構成について図1を参照して以下に説明する。
<転写体>
転写体101は、画像形成面を含む表面層を有する。表面層の部材としては、樹脂、セラミック等各種材料を適宜用いることができるが、耐久性等の点で圧縮弾性率の高い材料が好ましい。具体的には、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、フッ素含有樹脂、加水分解性有機ケイ素化合物を縮合して得られる縮合物等が挙げられる。反応液の濡れ性、転写性等を向上させるために、表面処理を施して用いてもよい。表面処理としては、フレーム処理、コロナ処理、プラズマ処理、研磨処理、粗化処理、活性エネルギー線照射処理、オゾン処理、界面活性剤処理、シランカップリング処理などが挙げられる。これらを複数組み合わせてもよい。また、表面層に任意の表面形状を設けることもできる。
また転写体は、圧力変動を吸収する機能を有する圧縮層を有することが好ましい。圧縮層を設けることで、圧縮層が変形を吸収し、局所的な圧力変動に対してその変動を分散し、高速印刷時においても良好な転写性を維持することができる。圧縮層の部材としては、例えばアクリロニトリル-ブタジエンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。上記ゴム材料の成形時に、所定量の加硫剤、加硫促進剤等を配合し、さらに発泡剤、中空微粒子或いは食塩等の充填剤を必要に応じて配合し多孔質としたものが好ましい。これにより、様々な圧力変動に対して気泡部分が体積変化を伴って圧縮されるため、圧縮方向以外への変形が小さく、より安定した転写性、耐久性を得ることができる。多孔質のゴム材料としては、各気孔が互いに連続した連続気孔構造のものと、各気孔がそれぞれ独立した独立気孔構造のものがある。本実施形態ではいずれの構造であってもよく、これらの構造を併用してもよい。
さらに転写体は、表面層と圧縮層との間に弾性層を有することが好ましい。弾性層の部材としては、樹脂、セラミック等、各種材料を適宜用いることができる。加工特性等の点で、各種エラストマー材料、ゴム材料が好ましく用いられる。具体的には、例えばフルオロシリコーンゴム、フェニルシリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、スチレンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン/プロピレン/ブタジエンのコポリマー、ニトリルブタジエンゴム等が挙げられる。特に、シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、フェニルシリコーンゴムは、圧縮永久ひずみが小さいため、寸法安定性、耐久性の面で好ましい。また、温度による弾性率の変化が小さく、転写性の点でも好ましい。
転写体を構成する各層(表面層、弾性層、圧縮層)の間に、これらを固定・保持するために各種接着剤や両面テープを用いてもよい。また、装置に装着する際の横伸びの抑制や、コシを保つために圧縮弾性率が高い補強層を設けてもよい。また、織布を補強層としてもよい。転写体は前記材質による各層を任意に組み合わせて作製することができる。
転写体の大きさは、目的の印刷画像サイズに合わせて自由に選択することができる。転写体の形状としては、特に制限されず、具体的にはシート形状、ローラ形状、ベルト形状、無端ウェブ形状等が挙げられる。
<支持部材>
転写体101は、支持部材102上に支持されている。転写体の支持方法として、各種接着剤や両面テープを用いてもよい。または、転写体に金属、セラミック、樹脂等を材質とした設置用部材を取り付けることで、設置用部材を用いて転写体を支持部材102上に支持してもよい。
支持部材102は、その搬送精度や耐久性の観点からある程度の構造強度が求められる。支持部材の材質には金属、セラミック、樹脂等が好ましく用いられる。中でも特に、転写時の加圧に耐え得る剛性や寸法精度のほか、動作時のイナーシャを軽減して制御の応答性を向上するために、アルミニウム、鉄、ステンレス、アセタール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリウレタン、シリカセラミクス、アルミナセラミクスが好ましく用いられる。またこれらを組み合わせて用いるのも好ましい。
<反応液付与装置>
本実施形態のインクジェット記録装置は、転写体101に反応液を付与する反応液付与装置103を有する。図1の反応液付与装置103は、反応液を収容する反応液収容部103aと、反応液収容部103aにある反応液を転写体101上に付与する反応液付与部材103b、103cを有するグラビアオフセットローラの場合を示している。
<インク付与装置>
本実施形態のインクジェット記録装置は、反応液を付与された転写体101にインクを付与するインク付与装置104を有する。反応液とインクとが混合されることで第一の画像が形成され、次の液吸収装置105にて第一の画像から液体成分が吸収される。
<液吸収装置>
本実施形態において、液吸収装置105は、液吸収部材105a、および、液吸収部材105aを転写体101上の第一の画像に押し当てる押圧部材105bを有する。なお、液吸収部材105aおよび押圧部材105bの形状については特に制限がない。例えば、図1に示すように、押圧部材105bが円柱形状であり、液吸収部材105aがベルト形状であって、円柱形状の押圧部材105bでベルト形状の液吸収部材105aを転写体101に押し当てる構成であってもよい。また、押圧部材105bが円柱形状であり、液吸収部材105aが円柱形状の押圧部材105bの周面上に形成された円筒形状であって、円柱形状の押圧部材105bで円筒形状の液吸収部材105aを転写体に押し当てる構成であってもよい。
本実施形態において、インクジェット記録装置内でのスペース等を考慮すると、液吸収部材105aはベルト形状であることが好ましい。
また、このようなベルト形状の液吸収部材105aを有する液吸収装置105は、液吸収部材105aを張架する張架部材を有していてもよい。図1において、105c、105d、105eは張架部材としての張架ローラである。図1において、押圧部材105bも張架ローラと同様に回転するローラ部材としているが、これに限定されるものではない。
液吸収装置105では、多孔質体を有する液吸収部材105aを押圧部材105bによって第一の画像に接触させることで、第一の画像に含まれる液体分を液吸収部材105aに吸収させ、第一の画像から液体分を減少させた第二の画像とする。第一の画像中の液体分を減少させる方法として、液吸収部材を接触する本方式に加え、その他従来用いられている各種手法、例えば、加熱による方法、低湿空気を送風する方法、減圧する方法等を組み合わせても良い。また、液体成分を減少させた第二の画像にこれらの方法を適用してさらに液体成分を減少させてもよい。
以下、液吸収装置105における、各種条件と構成について詳細に述べる。
(前処理)
本実施形態において、多孔質体を有する液吸収部材105aを第一の画像に接触させる前に、液吸収部材に処理液を付与する前処理手段(図1および2では不図示)によって前処理を施すことが好ましい。本実施形態に用いる処理液は、水及び水溶性有機溶剤を含有することが好ましい。水は、イオン交換等により脱イオンした水であることが好ましい。また、水溶性有機溶剤の種類は特に限定されず、エタノールやイソプロピルアルコール等の公知の有機溶剤をいずれも用いる事ができる。本実施形態に用いる液吸収部材の前処理において、付与方法は特に限定されないが、浸漬や液滴滴下が好ましい。この前処理として図11に示すPS1,PS2を実施して反応液を前処理液としてもよい。
(加圧条件)
転写体上の第一の画像に対して接触する液吸収部材の圧力が2.9N/cm(0.3kgf/cm)以上であれば、第一の画像中の液体をより短時間に固液分離でき、第一の画像中から液体成分を除去できるため好ましい。尚、本明細書における液吸収部材の圧力とは、被記録体と液吸収部材との間のニップ圧を示しており、面圧分布測定器(新田株式会社製 I-SCAN)にて面圧測定を行い、加圧領域における加重を面積で割り、値を算出したものである。
(作用時間)
第一の画像に液吸収部材105aを接触させる作用時間は、第一の画像中の色材が液吸収部材へ付着することをより抑制するために、50ms以内であることが好ましい。尚、本明細書における作用時間とは、上述した面圧測定における、被記録体の移動方向における圧力感知幅を、被記録体の移動速度で割って算出される。以降、この作用時間を液吸収ニップ時間と称す。
このようにして、転写体101上には、第一の画像から液体分が吸収され、液体分の減少した第二の画像が形成される。第二の画像は次に転写部において記録媒体108上に転写される。転写時の装置構成及び条件について説明する。
<転写部材>
本実施形態では、記録媒体搬送手段107によって搬送される記録媒体108上に転写体101上の第二の画像を、転写部材106により記録媒体108に接触させることで転写する手段を有する。転写体101上の第一の画像に含まれる液体成分を除去した後に、記録媒体108へ転写することにより、カールや、コックリング等を抑制した記録画像を得ることが可能となる。
転写部材106は記録媒体108の搬送精度や耐久性の観点からある程度の構造強度が求められる。転写部材106の材質には金属、セラミック、樹脂等が好ましく用いられる。中でも特に、転写時の加圧に耐え得る剛性や寸法精度のほか、動作時のイナーシャを軽減して制御の応答性を向上するために、アルミニウム、鉄、ステンレス、アセタール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリウレタン、シリカセラミクス、アルミナセラミクスが好ましく用いられる。またこれらを組み合わせて用いてもよい。
転写体101上の第二の画像を記録媒体108に接触させる時間については特に制限はないが、転写が良好に行われ、かつ転写体の耐久性を損なわないようにするために、5ms以上100ms以下であることが好ましい。尚、本実施形態における接触させる時間とは、記録媒体108と転写体101間が接触している時間を示しており、面圧分布測定器(新田株式会社製 I-SCAN)にて面圧測定を行い、加圧領域の搬送方向長さを搬送速度で割り、値を算出したものである。
また、転写体101上の第二の画像を記録媒体108に接触させる際の圧力についても特に制限はないが、転写が良好に行われ、かつ転写体の耐久性を損なわないようにする。このために、圧力が9.8N/cm(1kg/cm)以上294.2N/cm(30kg/cm)以下であることが好ましい。尚、本実施形態における圧力とは、記録媒体108と転写体101間のニップ圧を示しており、面圧分布測定器にて面圧測定を行い、加圧領域における加重を面積で割り、値を算出したものである。
転写体101上の第二の画像を記録媒体108に接触させる温度についても特に制限はないが、インクに含まれる樹脂成分のガラス転移点以上又は軟化点以上であることが好ましい。また、加熱には転写体101上の第二の画像、転写体101及び記録媒体108を加熱する加熱手段を備える態様が好ましい。
転写手段106の形状については特に制限されないが、例えばローラ形状のものが挙げられる。
<記録媒体および記録媒体搬送装置>
本実施形態において、記録媒体108は特に限定されず、公知の記録媒体をいずれも用いることができる。記録媒体としては、ロール状に巻回された長尺物、あるいは所定の寸法に裁断された枚葉のものが挙げられる。材質としては、紙、プラスチックフィルム、木板、段ボール、金属フィルムなどが挙げられる。
また、図1において、記録媒体108を搬送するための記録媒体搬送装置107は、記録媒体繰り出しローラ107aおよび記録媒体巻き取りローラ107bによって構成されているが、記録媒体を搬送できればよく、特にこの構成に限定されるものではない。
<制御システム>
本実施形態における転写型インクジェット記録装置は、各装置を制御する制御システムを有する。図3は図1に示す転写型インクジェット記録装置における、装置全体の制御システムを示すブロック図である。
図3において、301は外部プリントサーバー等の記録データ生成部、302は操作パネル等の操作制御部、303は記録プロセスを実施するためのプリンタ制御部、304は記録媒体を搬送するための記録媒体搬送制御部、305は印刷するためのインクジェットデバイスである。
図4は図1の転写型インクジェット記録装置におけるプリンタ制御部のブロック図である。
401はプリンタ全体を制御するCPU、402は前記CPUの制御プログラムを格納するためのROM、403はプログラムを実行するためのRAMである。404はネットワークコントローラ、シリアルIFコントローラ、ヘッドデータ生成用コントローラ、モーターコントローラ等を内蔵した特定用途向けの集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)である。405は液吸収部材搬送モータ406を駆動するための液吸収部材搬送制御部であり、ASIC404からシリアルIFを介して、コマンド制御される。407は転写体駆動モータ408を駆動するための転写体駆動制御部であり、同様にASIC404からシリアルIFを介してコマンド制御される。409はヘッド制御部であり、インクジェットデバイス305の最終吐出データ生成、駆動電圧生成等を行う。
<クリーニング装置>
本実施形態では図1に示すように液吸収部材のクリーニング装置14を有する。クリーニング装置14では、部材14aが液吸収部材105aの第一の面に接触することにより、液吸収部材の第一の面に付着した色材や樹脂粒子等のインク固形分を除去する。クリーニング装置14はクリーニング部材14aと、さらに必要に応じて図6に示すようなクリーニングブレード14bとを含んで構成される。クリーニング部材14aは、液吸収部材105aに接触し、第一の面上に付着したインク固形分を除去する性能を有していれば、樹脂、金属、ゴム等どのような材料を用いてもかまわない。また、図1にはローラ状の形状をしめしたが、ウェブ状、ベルト状などの構成でも構わない。また、図1では、張架ローラ105cに対向してクリーニング部材14aを配置しているが、張架ローラ間の任意の位置にクリーニング部材14aを有するクリーニング装置14を配置することができる。
<液回収装置>
本実施形態においては、図1に示すように、液体回収装置として液回収モジュール15を用いる。液回収モジュール15は、液回収チャンバ12内に設けられたエアナイフ11などの加圧気体噴出部材により、液吸収部材105aの第二の面(内側)から加圧空気を吹き付けることにより、液吸収部105a内部に浸透した液体分を押し出し、多孔質体の第二の面から離間した液滴13(b)として吹き飛ばす。吹き飛ばされた液滴13(b)は液回収チャンバ12底部に回収液13(a)として貯留される。液回収モジュール15に対向する液吸収部材105aの第一の面(表面)側には、図1に示すようなバックアップローラ16を配置して、加圧気体を当てることにより液吸収部材105aが外側に膨れることを抑えると共に、吹き飛ばされた液滴13(b)の液吸収部105aへの再付着を防止することができる。エアナイフ11は液回収チャンバ12内部に設けられており、不図示の加圧空気供給チューブにより、加圧空気が供給されている。エアナイフ11には、空気を吹き出すためのスリットが設けられており、ここから吹き出す空気が液吸収部材105aの第二の面に吹き付けられ、液吸収部材105aから押し出された液体が液滴13(b)となって排出、飛翔する。飛翔した液滴13(b)は、液回収チャンバ12内部におさまり、その底部に回収液13(a)として貯留される。貯留された回収液13(a)は、適宜ドレンチューブ(不図示)などを通じて外部に排出される。第二の面から押し出された液体は、図示するように液滴として飛散させて回収させる構成をとっても良いし、スポンジ等の吸収部材で一旦吸収させて更にこれを絞ることで回収する構成を取っても良い。回収された液体が液吸収部材105aに再付着することなく液回収チャンバ12の底部にたまるようにするため、本実施形態では、エアナイフ11は液吸収部材105aの下から当てる構成をとっている。また、良好な液回収量を得るため、液吸収部材105aに対するエアナイフ11の当て方としては、加圧気体が液吸収部材105aの搬送方向に対して順方向よりもカウンター方向に当て、エアナイフ11の気体噴出部と液吸収部材105aとの最近接距離は5mm以下に近づける、といった構成としている。また本発明では、特に、小孔径の第一の層と大孔径の第二の層とを有する積層構造の多孔質体を液吸収部材105aの構成とすることにより、第一の層のメニスカス力によりエアナイフ11による液回収後も液体が吸収層内に残存しやすいため、好ましい。液体が第一の層に残存することにより、繰り返し液吸収部材105aを用いた際に、画像に接触される多孔質体の表面にはすでにインク高粘度化成分を含む液体成分が保持されていることになる。 
(直接描画型のインクジェット記録装置)
本発明における別の実施形態として、直接描画型インクジェット記録装置が挙げられる。直接描画型インクジェット記録装置において、被記録体は画像を形成すべき記録媒体である。
図2は、本実施形態における直接描画型インクジェット記録装置200の概略構成の一例を示す模式図である。直接描画型インクジェット記録装置は、前述した転写型インクジェット記録装置と比較し、転写体101、支持部材102、転写体クリーニング手段109を有さず、記録媒体208上で画像を形成する点以外は、転写型インクジェット記録装置と同様の手段を有する。
したがって、記録媒体208に反応液を付与する反応液付与装置203、記録媒体208にインクを付与するインク付与装置204、および、記録媒体208上の第一の画像に接触する液吸収部材205aにより、第一の画像に含まれる液体成分を吸収する液吸収装置205は、転写型インクジェット記録装置と同様の構成を有しており、説明を省略する。
なお、本実施形態の直接描画型インクジェット記録装置において、液吸収装置205は液吸収部材205a、および、液吸収部材205aを記録媒体208上の第一の画像に押し当てる押圧部材205bを有する。また、液吸収部材205aおよび押圧部材205bの形状については特に制限がなく、転写型インクジェット記録装置で使用可能な液吸収部材および押圧部材と同様の形状のものを用いることができる。また、液吸収装置205は、液吸収部材を張架する張架部材を有していてもよい。図2において、205c、205d、205e、205f、205gは張架部材としての張架ローラである。張架ローラ205cは、液吸収部材205aの第一の面と接触していることから、これをクリーニング部材14aとして兼用してもよい。張架ローラの数は図2の5個に限定されるものではなく、装置設計に応じて必要数を配置すれば良い。また、インク付与装置204によって記録媒体208にインクを付与する印字部、および、液吸収部材205aを記録媒体上の第一の画像に接触し、液体成分を除去する液体成分除去部には、記録媒体を下から支える不図示の記録媒体支持部材を有していてもよい。また、本実施形態の液回収装置15は、図1に示すバックアップローラ16を有する構成に代えて、支持部材17を配置した例を示している。
<記録媒体搬送装置>
本実施形態の直接描画型インクジェット記録装置において、記録媒体搬送装置207は特に限定されず、公知の直接描画型インクジェット記録装置における搬送手段を用いることができる。例として、図2に示すように、記録媒体繰り出しローラ207a、記録媒体巻き取りローラ207b、記録媒体搬送ローラ207c、207d、207e、207fを有する記録媒体搬送装置が挙げられる。
<制御システム>
本実施形態における直接描画型インクジェット記録装置は、各装置を制御する制御システムを有する。図2に示す直接描画型インクジェット記録装置における、装置全体の制御システムを示すブロック図は、図1に示す転写型インクジェット記録装置と同様に、図3に示す通りである。
図5は図2の直接描画型インクジェット記録装置におけるプリンタ制御部のブロック図である。転写体駆動制御部407及び転写体駆動モータ408を有さない以外は図4における転写型インクジェット記録装置におけるプリンタ制御部のブロック図と同等である。すなわち、501はプリンタ全体を制御するCPU、502は前記CPUの制御プログラムを格納するためのROM、503はプログラムを実行するためのRAMである。504はネットワークコントローラ、シリアルIFコントローラ、ヘッドデータ生成用コントローラ、モーターコントローラ等を内蔵したASICである。505は液吸収部材搬送モータ506を駆動するための液吸収部材搬送制御部であり、ASIC504からシリアルIFを介して、コマンド制御される。509はヘッド制御部であり、インクジェットデバイス305の最終吐出データ生成、駆動電圧生成等を行う。
直接描画型インクジェット記録装置において、図11に示すシーケンスを行う場合、PS1で反応液を付与する記録媒体208として、吸液性の低いシートなどを用いてもよい。
以下、実施例及び比較例を用いて本発明について更に詳細に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。尚、以下の実施例の記載において、「部」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
(実施例1)
本実施例では図1に示す転写型インクジェット記録装置100を用いた。
本実施例における記録媒体上への画像形成は、前述のように、支持部材102に支持された転写体101上に、図10に示すシーケンスにより反応液付与から開始される。このとき付与される反応液は前述したようにインク高粘度化成分を含んでいる。
本実施例では、厚さ0.5mmのPETシートにシリコーンゴム(信越化学工業株式会社製KE12)を0.3mmの厚さにコーティングしたシートを転写体101の弾性層として用いた。さらにグリシドキシプロピルトリエトキシシランとメチルトリエトキシシランとをモル比1:1で混合し、加熱還流により得られる縮合物と光カチオン重合開始剤(ADEKA製SP150)の混合物を作製した。弾性層表面の水の接触角を10度以下となるように大気圧プラズマ処理を行い、前記混合物を弾性層上に付与し、UV照射(高圧水銀ランプ、積算露光量5000mJ/cm)、熱硬化(150℃2時間)により成膜し、弾性層上に厚さ0.5μmの表面層を形成した転写体101を作製した。
本構成においては、なお説明の簡略のため図示を省略しているが、転写体101と支持部材102の間に転写体101を保持するために両面テープを用いた。
また、本構成においては、転写体101の表面は図示しない加熱手段により60℃としている。また、以下の実施例、比較例においては反応液の付与量は反応液付与部材103b、103cを変更することで付与量を変更した。
本実施例における反応液付与装置103により付与される反応液は、以下組成のものを用い、付与量は0.3g/mとした。
・グルタル酸               21.0部
・グリセリン                5.0部
・水酸化カリウム              0.9部
・界面活性剤(製品名:メガファックF444、DIC(株)製)  5.0部
・イオン交換水                 残部
本実施例において反応液が0.3g/m付与されたとき、インク高粘度化成分として作用する反応液内のプロトンイオンのモル量は約0.9mmol/mであった。前述のように反応液を付与された転写体101には、次にインク付与装置104によってインクが付与される。本実施例におけるインクは以下のように調製した。
<顔料分散体の調製>
カーボンブラック(製品名:モナク1100、キャボット製)10部、樹脂水溶液(スチレン-アクリル酸エチル-アクリル酸共重合体、酸価150、重量平均分子量(Mw)8,000、樹脂の含有量が20.0質量%の水溶液を水酸化カリウム水溶液で中和したもの)15部、純水75部を混合し、バッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを200部充填し、水冷しつつ、5時間分散処理を行った。この分散液を遠心分離して、粗大粒子を除去した後、顔料の含有量が10.0質量%のブラック顔料分散体を得た。
<樹脂粒子分散体の調製>
エチルメタクリレート20部、2,2’-アゾビス-(2-メチルブチロニトリル)3部、n-ヘキサデカン2部を混合し、0.5時間攪拌した。この混合物を、スチレン-アクリル酸ブチル-アクリル酸共重合体(酸価:130mgKOH/g、重量平均分子量(Mw):7,000)の8%水溶液75部に滴下して、0.5時間攪拌した。次に超音波照射機で超音波を3時間照射した。続いて、窒素雰囲気下で80℃、4時間重合反応を行い、室温冷却後にろ過して、樹脂の含有量が25.0質量%である樹脂粒子分散体を調製した。
<インクの調製>
上記で得られた樹脂粒子分散体、及び、顔料分散体を下記各成分と混合した。尚、イオン交換水の残部は、インクを構成する全成分の合計が100.0質量%となる量のことである。
・顔料分散体(色材の含有量は10.0質量%) 40.0質量%
・樹脂粒子分散体               20.0質量%
・グリセリン                 7.0質量%
・ポリエチレングリコール(数平均分子量(Mn):1,000) 3.0質量%
・界面活性剤                 0.5質量%
(アセチレノールE100、川研ファインケミカル(株)製)
・イオン交換水                  残部
これを十分撹拌して分散した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム株式会社製)にて加圧ろ過を行い、ブラックインクを調製した。
インク付与装置104は電気-熱変換素子を用いオンデマンド方式にてインク吐出を行うタイプのインクジェットヘッドを使用し、反応液が付与された感光体101上に調製インクを最大付与量26g/mで付与し、第一の画像を形成した。このとき、反応液中のインク高粘度化成分として作用するプロトンイオンと反応するインク中のカルボン酸イオンのモル量は0.6mmol/mであった。
本実施例において、画像形成のために付与される反応液中のインク高粘度化に寄与するプロトンイオンのモル量は、インクが最大量付与された時の反応液のプロトンイオンと反応してインク高粘度化に寄与するインク中のカルボン酸イオンのモル量の約1.5倍であった。プロトンイオンとカルボン酸イオンは共に1価であるので、モル当量比(H/COO)も約1.5である。
次に、転写体101上にインク付与装置104により形成された第一の画像に対し、液吸収部材105aを当接することで第一の画像中の余分な液体を液吸収部材105aに吸収する。
液吸収部材105aは液吸収部材搬送ローラ105c、105d、105eによって、転写体101の移動速度と等速になるよう調節されている。同様に、記録媒体108も、転写体101の移動速度と等速となるように、記録媒体108は記録媒体繰り出しローラ107aおよび記録媒体巻き取りローラ107bによって搬送される。
本実施例1における液吸収部材105aは、平均孔径3μm、厚さ100μmの多孔質PTFEを多孔質体として有するベルトを用いた。
このような構成で、転写体101上に形成された第一の画像に対し、液吸収部材105aを当接し、第一の画像中の液体を吸収した。転写体101と液吸収部材105aとの間のニップ圧は、平均圧力が9.8N/cm(1kg/cm)となるよう押圧部材105bに圧力が印加されている。その後、液体分の減少した第二の画像を記録媒体108に転写する。本実施例においては、記録媒体108としてオーロラコート紙(日本製紙株式会社製・坪量104g/m)を用いた。
一方、液体を吸収した液吸収部材105aは、液吸収部材搬送ローラ105cに対向するクリーニングローラ14aにより、第一の画像との当接面(第一の面)に付着する色材等の付着物をクリーニング除去する。クリーニングローラ14aは、ゴム硬度40°のEPDMゴムを用いて、9.8N/cm(1kg/cm)で液吸収部材105aに接触させた。また、クリーニング装置14は、図6に示すようにクリーニングローラ14aに付着した付着物をクリーニングブレード14bで掻き取るようにした。
その後、液回収チャンバ12内に設けられたエアナイフ11により、液吸収部材105aの第一の面に対向する第二の面からエアナイフ11で加圧空気を吹き付けることにより、液吸収部材105a内部に浸透した液体分を液滴13(b)として吹き飛ばし、液回収チャンバ12内に回収液13(a)として回収する。この時、一部の液体分が液吸収部材105aの多孔質体内に残るようにエア圧力を制御して回収を行った。
上記条件にて、反応液付与、インク付与、液吸収、クリーニング、液回収のサイクルを、繰り返し動作を行った。ベルト状の液吸収部材105aが1回転することを1回とカウントした。
(実施例2)
実施例1の液吸収部材105aの多孔質体を2層構成の多孔質体とした以外は実施例1と同様にサイクルを繰り返し行った。多孔質体は、第一の層が平均孔径0.2μm、厚さ25μmのPTFEであり、第二の層が平均孔径15μm、厚さ100μmの不織布の二層で構成されており、第一の層を液吸収部材105aの表面(第一の面)として、転写体上の第一の画像に接触させた。
(実施例3)
実施例1において、印字シーケンスとして図11にて示したPS1,PS2の反応液充填シーケンスを最初に行うシーケンスに、変更した。
(実施例4)
実施例1に対し、反応液の付与量を0.5g/mに変更した。この際の反応液内のプロトンイオンのモル量は約1.4mmol/mであり、インクが最大量付与された時のインク中のインク高粘度化に寄与するカルボン酸イオンのモル量に対し、約2.4倍であった。
(実施例5)
実施例2に対し、反応液の付与量を0.5g/mに変更した。この際の反応液内のプロトンイオンのモル量は約1.4mmol/mであり、インクが最大量付与された時のインク中のインク高粘度化に寄与するカルボン酸イオンのモル量に対し、約2.4倍であった。
(比較例1)
実施例1に対し、反応液の付与量を0.15g/mに変更した。この際の反応液内のプロトンイオンのモル量は約0.4mmol/mであり、インクが最大量付与された時のインク中のインク高粘度化に寄与するカルボン酸イオンのモル量に対し、約0.7倍であった。
(比較例2)
比較例1に対し、クリーニング手段として、アルカリ性洗剤で超音波洗浄する手段を用いた。
(比較例3)
実施例1に対し、エアナイフの圧力調整により、液回収毎にほぼ完全に液吸収部材105aに液体が残らない状態とした。
上述した実施例1~5、比較例1~3の条件において、以下の評価手法により評価した。評価結果を表1に示す。下記の各評価項目の評価基準のAA~Bを許容レベルとし、Cを許容できないレベルとした。
<液吸収性能>
液吸収性能は転写後の記録媒体108のカールを目視で確認し、評価した。
AA:10000回繰り返し評価した場合においても、液吸収性能の劣化が見られなかった。
A:1000回繰り返し評価した場合においても、液吸収性能の劣化が見られなかった。
B:1000回繰り返し評価した場合において、わずかに液吸収性能の劣化が見られたが、実用上問題のないレベルであった。
C:1000回繰り返し評価した場合に、大きく液吸収性能の劣化が見られ、実用上の問題が発生した。
<液吸収部材の耐久性>
液吸収部材の耐久性は、耐久後の液吸収部材の表面の状態を目視で確認して評価した。
B:1000回繰り返し評価した場合において、損傷はあっても極めて小さく実用上問題となるレベルではない。
C:1000回繰り返し評価した場合において、目視レベルである程度の傷が見られる場合があった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
この出願は2016年1月5日に出願された日本国特許出願番号2016-000746、2016年1月29日に出願された日本国特許出願番号2016-016269、および2016年5月27日に出願された日本国特許出願番号2016-106189の優先権を主張するものであり、それらの内容を引用してこの出願の一部とするものである。
1 被記録媒体
2 反応液(インク高粘度化成分)
3 第一の画像
3a 色材
3b 樹脂微粒子
4 多孔質体
41 第一の層
42 第二の層
5 液体
6m、6s クリーニング
11 エアナイフ
12 液回収チャンバ
13(a) 回収液
13(b) 液滴
14 クリーニング装置
14a クリーニング部材
15 液回収装置
16 バックアップローラ
17 支持部材
100 転写型インクジェット記録装置
101 転写体
102 支持部材
102a 支持部材の回転軸
103 反応液付与装置
103a 反応液収容部
103b、c 反応液付与部材
104 インク付与装置
105 液吸収装置
105a 液吸収部材
105b 押圧部材
105c、d、e 張架ローラ
106 転写部材
107 記録媒体搬送装置
107a 記録媒体繰り出しローラ
107b 記録媒体巻き取りローラ
108 記録媒体
109 転写体クリーニング部材


 

Claims (12)

  1. (1)被記録体にインクを高粘度化するインク高粘度化成分を含む反応液を付与する工程と、
    (2)前記反応液が付与された被記録体にインクを付与することで第一の画像を形成する工程と、
    (3)前記第一の画像に多孔質体を有する液吸収部材を接触させて、前記多孔質体により前記第一の画像から液体を吸収する液吸収工程と、
    (4)前記多孔質体の前記第一の画像と当接する第一の面にクリーニング部材を接触させ、当該第一の面をクリーニングする工程と、
    (5)前記多孔質体に吸収された液体を回収する液体回収工程と、
    を有する記録方法であって、
     前記多孔質体が前記第一の画像に接触する際に、前記被記録体上及び前記多孔質体内に前記インク高粘度化成分と反応する前記インク中の第二の化学種よりも前記インク高粘度化成分の反応に寄与する第一の化学種が単位面積あたりのモル当量において多く含まれ、かつ前記液体回収工程において、液体が前記多孔質体の第一の面側に残存するように回収することを特徴とするインクジェット記録方法。
  2. 前記工程(1)は、前記工程(2)で付与される最大インク量を高粘度化させるのに必要な量よりも多く反応液を付与することを特徴とする請求項1に記載の記録方法。
  3. 前記工程(2)で付与される最大インク量における前記第二の化学種のモル当量に対し、前記工程(1)で付与される反応液中の前記第一の化学種のモル当量が2倍以上であることを特徴とする請求項2に記載の記録方法。
  4. 前記第一の画像との当接とは別に、(6)前記反応液を、前記多孔質体の第一の面から充填する工程を含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の記録方法。
  5. 前記工程(6)は、前記サイクルの開始前に、前記反応液を被記録体上に付与し、前記多孔質体を前記反応液のみと接触させる工程であることを特徴とする請求項4に記載の記録方法。
  6. 前記工程(6)は、前記液吸収部材の交換後の最初の前記サイクルの前に実施されることを特徴とする請求項4に記載の記録方法。
  7. 前記多孔質体は前記第一の面の表面の平均孔径が、該第一の面に対向する第二の面の表面の平均孔径に対して小さく、かつ前記工程(5)では、前記多孔質体の前記第二の面に対して加圧気体をあてることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の記録方法。
  8. 前記多孔質体が第一の平均孔径を有する第一の層と、前記第一の平均孔径よりも大きな第二の平均孔径を有する第二の層の積層構造であり、前記第一の層が前記第一の面、前記第二の層が前記第二の面を構成する請求項7に記載の記録方法。
  9. 前記工程(5)は、前記工程(1)~(4)のサイクル毎に行われる請求項1乃至8の何れか1項に記載の記録方法。
  10. 前記被記録体は、前記第一の画像と、前記第一の画像から前記液体を吸収した第二の画像を一時的に保持する転写体であって、前記第二の画像を記録媒体上に転写して第三の画像を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の記録方法。
  11.  前記被記録体が、画像を形成すべき記録媒体である請求項1乃至9のいずれか1項に記載の記録方法。
  12. 被記録体にインクを高粘度化するインク高粘度化成分を含む反応液を付与する反応液付与手段と、
     前記反応液が付与された被記録体にインクを付与することで第一の画像を形成する形成手段と、
    前記第一の画像に多孔質体を有する液吸収部材を接触させて、前記多孔質体により前記第一の画像から液体を吸収する液吸収手段と、
     前記多孔質体の前記第一の画像と当接する第一の面にクリーニング部材を接触させ、当該第一の面をクリーニング手段と、
     前記多孔質体に吸収された液体を回収する液体回収手段と、
    を有する記録装置であって、
     前記多孔質体が前記第一の画像に接触する際に、前記被記録体上及び前記多孔質体内に前記インク高粘度化成分と反応する前記インク中の第二の化学種よりも前記インク高粘度化成分の反応に寄与する第一の化学種が単位面積あたりのモル当量において多く含まれ、前記液体回収手段は、液体が前記多孔質体の第一の面側に残存するように回収することを特徴とする記録装置。

     
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