インクジェット記録装置及び画像記録方法
【課題】吐出安定性、硬化性、硬化膜の基材密着性及び光沢性に優れたインクジェット記録装置、方法を提供する。
【解決手段】(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、式(I)で表される単官能重合性化合物と式(II)で表される多官能重合性化合物とを含有するインクを用い、仮硬化エネルギーを2から20mJ/cm2、本硬化エネルギーを200から560mJ/cm2とする。
【解決手段】(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、式(I)で表される単官能重合性化合物と式(II)で表される多官能重合性化合物とを含有するインクを用い、仮硬化エネルギーを2から20mJ/cm2、本硬化エネルギーを200から560mJ/cm2とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はインクジェット記録装置及び画像形成方法に係り、特に紫外線等の活性光線の照射によって硬化するインクを用いるインクジェット方式の画像形成技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、汎用の画像形成装置として、インクジェットヘッドからカラーインクを吐出させて、記録媒体上に所望の画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。近年、紙などの浸透性を有する媒体だけでなく、樹脂フィルムなどの非浸透性(難浸透性)媒体が使用されるようになり、媒体上に着弾したインクに活性光線として紫外線を照射して硬化させる装置が提案されている。かかる装置に適用される紫外線硬化型インクは、紫外線に対して所定の感度を有する開始剤が含有されている。
【0003】
紫外線硬化型インクが適用されるインクジェット記録装置では、インクジェットヘッドが搭載されるキャリッジに紫外線照射用の光源を搭載し、紫外線光源をインクジェットヘッドに追従して走査させ、媒体に着弾した直後のインク液滴に紫外線を照射して、インク液滴の位置ずれや着弾干渉を回避している。
【0004】
特許文献1及び特許文献2は、インクジェットヘッドの主走査方向の両側に配置された硬化用光源が記録媒体の搬送方向下流側に移動可能に構成された、紫外線硬化型のプリントシステムを開示している。特許文献1、2に記載されたプリントシステムは、インク打滴の直後に低光量の紫外線を照射してインク液滴を半硬化(仮硬化)させ、一定時間経過した後に高光量の紫外線を照射してインク液滴を本硬化させている。
【0005】
特許文献3は、第1のパスで付着させたインクの露出面が非硬化形態で、内部が硬化されるようにインクを部分的に硬化させる工程と、第1のパス及び第2のパスで付着させたインクを全体にわたって硬化させる工程と、を含む印刷方法を開示している。
【0006】
特許文献4は、仮硬化の照射エネルギーを本硬化の照射エネルギーの5パーセントから50パーセントとするインクジェットシステムを開示している。
【0007】
特許文献5は、本硬化の照射エネルギーの好ましい範囲として、200ミリジュール毎平方センチメートルから500ミリジュール毎平方センチメートル、仮硬化の照射エネルギーの好ましい範囲として、3ミリジュール毎平方センチメートルから30ミリジュール毎平方センチメートルを開示している。
【0008】
なお、打滴直後のインク滴の移動、変形を阻止する程度に、インクを部分的に硬化させる工程は、「仮硬化」、「部分硬化」、「半硬化」、「ピニング(pinning)」或いは「セット(set)」などと呼ばれる。本明細書では「仮硬化」、「ピニング」という用語を用いる。一方、仮硬化後に、さらなるUV照射を行い、インクを十分に硬化させる工程は「本硬化」或いは「キュアリング(curing)」と呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】米国特許第7600867号明細書
【特許文献2】米国特許第6457823号明細書
【特許文献3】特許第4519641号公報
【特許文献4】米国特許出願公開第2003/0035037号明細書
【特許文献5】特開2011−62995号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
仮硬化用の光源と本硬化用の光源が分離された構成は、上記特許文献1,2等に開示されているように従来知られているが、かかる構成における仮硬化や本硬化の最適光量は知られていない。
【0011】
インク組成物とメディアとの密着性を向上させるには、本硬化光源と仮硬化光源とを分離させ、仮硬化の光量をより低くすると効果的である。これは、インク組成物を仮硬化させた後に本硬化させると、インク組成物とメディアとの間に相互作用が働くためと考えられる。
【0012】
一方、仮硬化の光量が低すぎると、着弾干渉によるドット流れ(ドットの移動)や細線の再現性低下を招くばかりか、副走査方向の一スワス幅単位で起こる濃度むらや光沢むらに起因するバンドむら(バンディング)が発生して、致命的な画像品質の低下を引き起こす。他方、仮硬化の光量が高すぎると、インク組成物とメディアとの密着性を向上させることができず、仮硬化光源と本硬化光源とを分離させた本来の効果を得ることができない。
【0013】
また、表面自由エネルギーが高く、インク組成物が濡れ広がりにくいメディア(ポリ塩化ビニル等)が使用されると、特に双方向の画像形成を行う場合に、バンド内ではなく、バンド周期の光沢性の違いが顕著になる。
【0014】
本硬化について、照射エネルギー(照射光量)が大きいほど、インク組成物の硬化が進み、堅牢な画像膜が形成される。照射エネルギーは照度と照射時間の積で求められるので、照射エネルギーをより大きくするには、画像形成の速度を落として照射時間を大きくするか、照度を大きくすることが考えられる。画像形成の速度を落とすと生産性に直接の影響を与えてしまい、工業製品としての価値を低下させてしまう。
【0015】
照射を大きくすると、エネルギー損失の増加による発熱が問題となる。光源として紫外線を発光させる紫外線LEDが適用した場合には、LEDの数を増やすか、LEDの一素子あたりの発光量を大きくすることで、照度を大きくすることができる。現在使用可能な紫外LEDは可視光のLEDよりも発光効率が低く、投入される電力の80%から90%は熱として消費されてしまう。
【0016】
すなわち、照度を大きくするためにLEDの素子数を増やすと、エネルギー損失による発熱が問題となる。かかる問題を解決するために、本硬化光源を冷却するための装置の大型化してしまい、装置全体の大型化、製品コストの上昇により工業製品としての価値を低下させてしまう。
【0017】
特許文献1から特許文献3は、仮硬化と本硬化とを分離させた構成を開示しているものの、仮硬化に最適な硬化エネルギー、本硬化に最適な硬化エネルギーに関して開示をしていない。特許文献4,5は、仮硬化における照射エネルギー量及び本硬化における照射エネルギー量を例示しているものの、インク組成物などの他の条件との関係が明示されておらず、インクジェット方式の画像形成における、様々な条件に対応できるものではないといえる。
【0018】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、活性光線の照射により硬化する液体を用いた画像記録において、一定の画像品質及び一定の生産性が確保された好ましい画像記録が実現されるインクジェット記録装置及び画像記録方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0019】
上記目的を達成するために、本発明に係るインクジェット記録装置は、活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出したインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、前記インクジェットヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段と、前記仮硬化手段とは別に設けられ、前記仮硬化手段によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段と、を備え、前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)次式(I)で表される化合物とを含有し、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し1重量パーセント以上40重量パーセント以下であり、成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、成分A−2は、次式(II)で表される化合物を少なくとも2種含有し、成分A−2の含有量が成分Aの総重量に対し0.1重量パーセント以上25重量パーセント以下であり、前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下である。
【0020】
【化1】
【0021】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
【0022】
【化2】
【0023】
(式(II)中、R11はそれぞれ独立に水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0から5の整数を表す。)
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、仮硬化手段から記録媒体の描画エリアに与えられるエネルギーを2ミリジュール以上20ミリジュール以下とすることで、インクと媒体との密着性がより高められ、かつ、媒体上における着弾干渉による細線再現性の低下、濃度むら、光沢むらが回避され、好ましい画像を得ることができる。
【0025】
また、本硬化手段から記録媒体の描画エリアに与えられるエネルギーを200ミリジュール毎平方センチメートル以上560ミリジュール毎平方センチメートルとすることで、本硬化手段におけるエネルギー損失を抑えつつ、本硬化処理に費やされる時間をより短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図
【図2】図1に示すインクジェット記録装置の用紙搬送路を模式的に示す説明図
【図3】図1に示すインクジェットヘッド及び紫外線照射部の配置構成を示す平面透視図
【図4】インクジェットヘッドのノズル配置を示すインク吐出面の平面図
【図5】インクジェットヘッドの立体構造を示す断面図
【図6】図1に示すインクジェット記録装置のインク供給系の構成を示すブロック図
【図7】図1に示すインクジェット記録装置の制御系の要部構成を示すブロック図
【図8】N回書きのマルチパス印字による作画動作を説明する模式図
【図9】8回書きの各走査により記録される打滴位置の説明図
【図10】インクジェットヘッド及び紫外線照射部の配置構成を示す斜視図
【図11】a:仮硬化光源の構造例を示す平面図、:b本硬化光源の構造例を示す平面図
【図12】駆動状態における温度上昇の説明図
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【0028】
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図1は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図である。このインクジェット記録装置10は、紫外線硬化型インク(UV硬化インク)を用いて記録媒体12上にカラー画像を形成するワイドフォーマットプリンタである。ワイドフォーマットプリンタは、大型ポスターや商業用壁面広告など、広い描画範囲を記録するのに好適な装置である。ここでは、A3ノビ以上に対応するものを「ワイドフォーマット」と呼ぶ。
【0029】
インクジェット記録装置10は、装置本体20と、この装置本体20を支持する支持脚22と、を備えている。装置本体20には、記録媒体(メディア)12に向けてインクを吐出するドロップオンデマンド型のインクジェットヘッド24と、記録媒体12を支持するプラテン26と、ヘッド移動手段(走査手段)としてのガイド機構28及びキャリッジ30が設けられている。
【0030】
ガイド機構28は、プラテン26の上方において、記録媒体12の搬送方向(X方向)に直交し且つプラテン26の媒体支持面と平行な走査方向(Y方向)に沿って延在するように配置されている。キャリッジ30は、ガイド機構28に沿ってY方向に往復移動可能に支持されている。キャリッジ30には、インクジェットヘッド24が搭載されるとともに、記録媒体12上のインクに紫外線を照射する仮硬化光源(ピニング光源)32A、32Bと、本硬化光源(キュアリング光源)34A、34Bとが搭載されている。
【0031】
仮硬化光源32A、32Bは、インクジェットヘッド24から吐出されたインク滴が記録媒体12に着弾した後に、隣接液滴同士が合一化しない程度にインクを仮硬化させるための紫外線を照射する光源である。仮硬化光源32A、32Bから紫外線が照射されたインクは、着弾干渉を回避するものの、ドット展開がされる(十分に広がることができる)程度に仮硬化する。
【0032】
本硬化光源34A、34Bは、仮硬化後に追加露光を行い、最終的にインクを完全に硬化(本硬化)させるための紫外線を照射する光源である。本硬化光源34A、34Bは、記録媒体12上のインクに仮硬化光源32A、32Bから紫外線を照射した後の追加露光を行い、最終的にインクを完全に硬化(本硬化)させるための紫外線を照射する光源である。
【0033】
キャリッジ30上に配置されたインクジェットヘッド24、仮硬化光源32A、32B及び本硬化光源34A、34Bは、ガイド機構28に沿ってキャリッジ30とともに一体的に(一緒に)移動する。キャリッジ30の往復移動方向(Y方向)が「主走査方向」、記録媒体12の搬送方向(X方向)が「副走査方向」に相当する。
【0034】
記録媒体12には、紙、不織布、塩化ビニル、合成化学繊維、ポリエチレン、ポリエステル、ターポリンなど、材質を問わず、また、浸透性媒体、非浸透性媒体を問わず、様々な媒体を用いることができる。記録媒体12は、装置の背面側からロール紙状態(図2参照)で給紙され、印字後は装置正面側の巻き取りローラ(図1中不図示、図2の符号44)で巻き取られる。プラテン26上に搬送された記録媒体12に対して、インクジェットヘッド24からインク滴が吐出され、記録媒体12上に付着したインク滴に対して仮硬化光源32A、32B、本硬化光源34A、34Bから紫外線が照射される。
【0035】
図1において、装置本体20の正面に向かって左側の前面に、インクカートリッジ36の取り付け部38が設けられている。インクカートリッジ36は、紫外線硬化型インクを貯留する交換自在なインク供給源(インクタンク)である。インクカートリッジ36は、本例のインクジェット記録装置10で使用される各色インクに対応して設けられている。色別の各インクカートリッジ36は、それぞれ独立に形成された不図示のインク供給経路によってインクジェットヘッド24に接続される。各色のインク残量が少なくなった場合にインクカートリッジ36の交換が行われる。
【0036】
また、図示を省略するが、装置本体20の正面に向かって右側には、インクジェットヘッド24のメンテナンス部が設けられている。該メンテナンス部は、非印字時におけるインクジェットヘッド24を保湿するためのキャップと、インクジェットヘッド24のノズル面(インク吐出面)を清掃するための払拭部材(ブレード、ウエブ等)が設けられている。インクジェットヘッド24のノズル面をキャッピングするキャップは、メンテナンスのためにノズルから吐出されたインク滴を受けるためのインク受けが設けられている。
【0037】
〔記録媒体搬送路の説明〕
図2は、インクジェット記録装置10における記録媒体搬送路を模式的に示す説明図である。図2に示すように、プラテン26は逆樋状に形成され、その上面が記録媒体12の支持面(媒体支持面)となる。プラテン26の近傍における記録媒体搬送方向(X方向)の上流側には、記録媒体12を間欠搬送するための記録媒体搬送手段である一対のニップローラ40が配設される。このニップローラ40は記録媒体12をプラテン26上で記録媒体搬送方向へ移動させる。
【0038】
ロール・ツー・ロール方式の媒体搬送手段を構成する供給側のロール(送り出し供給ロール)42から送り出された記録媒体12は、印字部の入り口(プラテン26の記録媒体搬送方向の上流側)に設けられた一対のニップローラ40によって、記録媒体搬送方向に間欠搬送される。インクジェットヘッド24の直下の印字部に到達した記録媒体12は、インクジェットヘッド24により印字が実行され、印字後に巻き取りロール44に巻き取られる。印字部の記録媒体搬送方向の下流側には、記録媒体12のガイド46が設けられている。
【0039】
印字部においてインクジェットヘッド24と対向する位置にあるプラテン26の裏面(記録媒体12を支持する面と反対側の面)には、印字中の記録媒体12の温度を調整するための温調部50が設けられている。印字時の記録媒体12が所定の温度となるように調整されると、記録媒体12に着弾したインク液滴の粘度や、表面張力等の物性値が所望の値になり、所望のドット径を得ることが可能となる。なお、必要に応じて、温調部50の上流側にプレ温調部52を設けてもよいし、温調部50の下流側にアフター温調部54を設けてもよい。
【0040】
〔画像形成部の構成〕
図3は、キャリッジ30上に配置されるインクジェットヘッド24と仮硬化光源32A、32B及び本硬化光源34A、34Bの配置形態の例を示す平面透視図である。
【0041】
インクジェットヘッド24には、ホワイト(白)インク(W)(CL)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)、ライトシアン(Lc)、ライトマゼンタ(Lm)、クリア(透明)インクの各色のインクごとに、それぞれ色のインクを吐出するためのノズル列61W、61M、61Lm、61C、61Lc、61Y、61K、61CLが設けられている。図3ではノズル列を点線により図示し、ノズルの個別の図示は省略されている。また、以下の説明では、ノズル列61W、61M、61Lm、61C、61Lc、61Y、61K、61CLを総称して符号61を付してノズル列を表すことがある。
【0042】
インク色の種類(色数)や色の組合せについては本実施形態に限定されない。例えば、Lc、Lmのノズル列を省略する形態、CLやWのノズル列のいずれか一方を省略する形態、メタルインクのノズル列を追加する形態、Wのノズル列に代わりメタルインクのノズル列を具備する形態、特別色のインクを吐出するノズル列を追加する形態などが可能である。また、色別のノズル列の配置順序も特に限定はない。ただし、複数のインク種のうち紫外線に対する硬化感度の低いインクを仮硬化光源32A又は仮硬化光源32Bに近い側に配置する構成が好ましい。
【0043】
色別のノズル列61ごとにヘッドモジュールを構成し、これらを並べることによって、カラー描画が可能なインクジェットヘッド24を構成することができる。例えば、イエローインクを吐出するノズル列61Yを有するヘッドモジュール24Yと、マゼンタインクを吐出するノズル列61Mを有するヘッドモジュール24Mと、シアンインクを吐出するノズル列61Cを有するヘッドモジュール24Cと、黒インクを吐出するノズル列61Kを有するヘッドモジュール24Kと、Lc、Lm、CL、Wの各色のインクを吐出するノズル列61Lc、61Lm、61CL、61Wをそれぞれ有する各ヘッドモジュール24Lc、24Lm、24CL、24Wと、をキャリッジ30の往復移動方向(主走査方向、Y方向)に沿って並ぶように等間隔に配置する態様も可能である。色別のヘッドモジュール24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24Kのモジュール群(ヘッド群)を「インクジェットヘッド」と解釈してもよいし、各モジュールをそれぞれ「インクジェットヘッド」と解釈することも可能である。或いはまた、1つのインクジェットヘッド24の内部で色別にインク流路を分けて形成し、1ヘッドで複数色のインクを吐出するノズル列を備える構成も可能である。
【0044】
各ノズル列61は、複数個のノズルが一定の間隔で記録媒体搬送方向(副走査方向、X方向)に沿って1列に(直線的に)並んだものとなっている。本例のインクジェットヘッド24は、各ノズル列61を構成するノズルの配置ピッチ(ノズルピッチ)が254マイクロメートル(100dpi)、1列のノズル列61を構成するノズルの数は256ノズル、ノズル列61の全長Lw(ノズル列の全長)は約65ミリメートル(254マイクロメートル×255=64.8ミリメートル)である。また、吐出周波数は15kHzであり、駆動波形の変更によって10ピコリットル、20ピコリットル、30ピコリットルの3種類の吐出液滴量を打ち分けることができる。
【0045】
詳細は後述するが、本例に示すインクジェット記録装置10の画像記録には、マルチパス方式が適用される。また、マルチパス方式の画像記録に対応して、仮硬化光源32A、32B及び本仮硬化光源32A、32Bの露光制御が行われる。
【0046】
〔インクジェットヘッドの構造〕
図4(a)は、インクジェットヘッド24のノズル配置を示す平面透視図であり、一色分のノズル列61が一つのヘッドモジュール24を構成する形態として図示されている。同図に示すように、一色分のノズル列61は、副走査方向に沿って一列にノズル70が配置されている。各ノズル70は吐出させるインクが収容される圧力室72(破線により図示)と連通している。なお、図5(b)に示すように、ノズル70を二列の千鳥配置させる態様も可能である。
【0047】
図5は、インクジェットヘッド24の立体構造を示す断面図であり、1ノズル分(1吐出素子分)の構造が図示されている。本例に適用されるインクジェットヘッド24のインク吐出方式としては、圧電素子(ピエゾアクチュエータ)の変形によってインク滴を飛ばす方式(ピエゾジェット方式)が採用されている。紫外線硬化型インクは、一般に溶剤インクと比べて高粘度であるため、吐出力が比較的大きなピエゾジェット方式が有利である。
【0048】
なお、圧力室72内のインクを加熱するためのヒータを備え、インクの膜沸騰現象を利用してノズル70からインクを吐出させるサーマル方式を適用することも可能である。
【0049】
圧力室72は、ノズル流路71を介してノズル70と連通するととともに、供給口(供給絞り)74を介して共通流路76と連通される。共通流路76は、一色分のノズル列61(図3参照)を構成するノズル70のそれぞれに対応する圧力室72と連通して、各圧力室72に対してインクを供給している。
【0050】
圧力室72の天井面を構成する振動板78は、圧力室72の外側面の圧力室72に対応する位置に圧電素子80が設けられている。圧電素子80は、上部電極82と下部電極84との間に圧電体がはさまれた構造を有しており、上部電極82と下部電極84との間に駆動電圧が供給されるとひずみ変形が生じ、振動板78を変形させる。
【0051】
すなわち、画像データに応じて圧電素子80へ駆動電圧を供給すると、振動板78が変形して圧力室72の体積を収縮させ、圧力室72の体積減少に対応する量のインクがノズル70から吐出される。圧電素子80への駆動電圧の供給を停止させると、圧電素子80のひずみ変形が復元されるとともに圧力室72が元の形状に復元され、供給口74を介して共通流路76から圧力室72へインクが充填される。
【0052】
インクジェットヘッド24はノズルプレート70Aのインク吐出面70Bが親液性を有している。親液処理の方法として、ノズルプレート70Aのインク吐出面70Bの少なくとも一部に非撥インク性の層を1層以上形成する方法が挙げられる。
【0053】
具体的には、インク吐出面70Bの少なくとも一部に、金、ステンレス、鉄、チタン、タンタル、プラチナ、ロジウム、ニッケル、クロム、酸化ケイ素、窒化ケイ素及び窒化アルミニウムよりなる群から選ばれた少なくとも1種により形成された層を備えることが好ましく、金、ステンレス、鉄、チタン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムよりなる群から選ばれた少なくとも1種により形成された層を備えることがより好ましく、金、ステンレス及び酸化ケイ素よりなる群から選ばれた少なくとも1種により形成された層を備えることが更に好ましく、酸化ケイ素により形成された層を備えることも好ましい。
【0054】
親液処理方法としては、公知の方法を用いることができ、限定されないが、例えば(1)シリコン製のノズルプレートの表面を熱酸化して酸化ケイ素膜を形成する方法、(2)シリコンやシリコン以外の酸化膜を酸化的に形成する方法、若しくは、スパッタリングにより形成する方法、(3)金属膜を形成する方法、が挙げられる。これらの方法の詳細については、米国特許出願公開第2010/0141709号明細書を参照することができる。
【0055】
〔インク供給系の説明〕
図6は、インクジェット記録装置10のインク供給系の構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクカートリッジ36に収容されているインクは、供給ポンプ90によって吸引され、サブタンク92を介してインクジェットヘッド24に送られる。サブタンク92には、内部のインクの圧力を調整するための圧力調整部94が設けられている。
【0056】
圧力調整部94は、バルブ96を介してサブタンク92と連通される加減圧用ポンプ97と、バルブ96と加減圧用ポンプ97との間に設けられる圧力計98と、を具備している。
【0057】
通常の印字時は、加減圧用ポンプ97がサブタンク92内のインクを吸引する方向に動作し、サブタンク92の内部圧力及びインクジェットヘッド24の内部圧力が負圧に維持される。一方、インクジェットヘッド24のメンテナンス時は、加減圧用ポンプ77がサブタンク92内のインクを加圧する方向に動作し、サブタンク92の内部及びインクジェットヘッド24の内部が強制的に加圧され、インクジェットヘッド24内のインクがノズルを介して排出される。インクジェットヘッド24から強制的に排出されたインクは、上述したキャップ(図示せず)のインク受けに収容される。
【0058】
本例に示すインクジェット記録装置10は、図6に図示したインク供給系において、インクの温度が一定範囲内に保たれるように調整される。インクの温度を一定に保つための構成例として、サブタンク92内のインクの温度や、サブタンク92からインクジェットヘッド24へインクを供給するインク流路に温度センサ及びヒータを備え、温度センサの検出結果に基づきヒータを動作させる態様が挙げられる。
【0059】
また、インクカートリッジ36からインクジェットヘッド24の間のインクが通過する部分を断熱材で覆い、外部の温度変化の影響を受けないように構成する態様も好ましい。さらに、インクジェットヘッド24の内部にヒータを備え、インクジェットヘッド24の内部で温度管理をする態様も好ましい。
【0060】
本例に示すインクジェット記録装置では、25℃におけるインク粘度が50ミリパスカル・秒以下となるように調整され、吐出の安定性が確保さている。例えば、インク粘度が3ミリパスカル・秒から15ミリパスカル・秒となるように、インクが25℃から80℃に加熱される。より好ましくは、インク粘度が3ミリパスカル・秒から13ミリパスカル・秒になるように25〜50℃に加熱される。
【0061】
本発明に適用される放射線(活性光線)硬化型インク組成物は、概して通常インクジェット記録用インク組成物で使用される水性インク組成物より粘度が高いため、吐出時の温度変動による粘度変動が大きい。インク組成物の粘度変動は、液滴サイズの変化及び液滴吐出速度の変化に対して大きな影響を与え、ひいては画質劣化を引き起こす。したがって、吐出時のインク組成物の温度はできるだけ一定に保つことが必要である。
【0062】
よって、インクの温度の制御幅は、好ましくは設定温度の±5℃、より好ましくは設定温度の±2℃、更に好ましくは設定温度±1℃とすることが適当である。なお、インクの温度は、次に説明する制御系によって管理される。
【0063】
〔制御系の構成〕
図7は、インクジェット記録装置10の制御系の要部構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクジェット記録装置10は、制御手段としての制御装置102が設けられている。
【0064】
制御装置102としては、例えば、中央演算処理装置(CPU)を備えたコンピュータ等を用いることができる。制御装置102は、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置10の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。制御装置102には、記録媒体搬送制御部104、キャリッジ駆動制御部106、光源制御部108、画像処理部110、吐出制御部112が含まれる。これらの各部は、ハードウエア回路又はソフトウエア、若しくはこれらの組合せによって実現される。
【0065】
記録媒体搬送制御部104は、記録媒体12(図1参照)の搬送を行うための搬送駆動部114を制御する。搬送駆動部114は、図2に示すニップローラ40を駆動する駆動用モータ、及びその駆動回路が含まれる。プラテン26(図1参照)上に搬送された記録媒体12は、インクジェットヘッド24による主走査方向の往復走査(印刷パスの動き)に合わせて、副走査方向へ間欠送りされる。
【0066】
図7に示すキャリッジ駆動制御部106は、キャリッジ30(図1参照)を主走査方向に移動させるための主走査駆動部116を制御する。主走査駆動部116は、キャリッジ30の移動機構に連結される駆動用モータ、及びその制御回路が含まれる。光源制御部108は、LED駆動回路118を介して仮硬化光源32A、32BのUV‐LED素子(図7中不図示、図10に符号35を付して図示)の発光を制御するとともに、LED駆動回路119を介して本硬化光源34A、34BのUV‐LED素子の発光を制御する制御手段である。
【0067】
制御装置102は、操作パネル等の入力装置120、表示装置122が接続されている。入力装置120は、手動による外部操作信号を制御装置102へ入力する手段であり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、操作ボタンなど各種形態を採用しうる。表示装置122には、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、CRTなど、各種形態を採用し得る。オペレータは、入力装置120を操作することにより、作画モード(「作画フォーマット」と同義)の選択、印刷条件の入力や付属情報の入力・編集などを行うことができ、入力内容や検索結果等の各種情報は、表示装置122の表示を通じて確認することができる。
【0068】
また、インクジェット記録装置10には、各種情報を格納しておく情報記憶部124と、印刷用の画像データを取り込むための画像入力インターフェース126が設けられている。画像入力インターフェースには、シリアルインターフェースを適用してもよいし、パラレルインターフェースを適用してもよい。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。
【0069】
画像入力インターフェース126を介して入力された画像データは、画像処理部110にて印刷用のデータ(ドットデータ)に変換される。ドットデータは、一般に、多階調の画像データに対して色変換処理、ハーフトーン処理を行って生成される。色変換処理は、sRGBなどで表現された画像データ(例えば、RGB各色について8ビットの画像データ)をインクジェット記録装置10で使用するインク各色の色データに変換する処理である。
【0070】
ハーフトーン処理は、色変換処理により生成された各色の色データに対して、誤差拡散法や閾値マトリクス等の処理で各色のドットデータに変換する処理である。ハーフトーン処理の手段としては、誤差拡散法、ディザ法、閾値マトリクス法、濃度パターン法など、各種公知の手段を適用できる。ハーフトーン処理は、一般にM値(M≧3)の階調画像データをN値(N<M)の階調画像データに変換する。最も簡単な例では、二値(ドットのオンオフ)のドット画像データに変換するが、ハーフトーン処理において、ドットサイズの種類(例えば、大ドット、中ドット、小ドットなどの3種類)に対応した多値の量子化を行うことも可能である。
【0071】
こうして得られた二値又は多値の画像データ(ドットデータ)は、各ノズルの駆動(オン)/非駆動(オフ)、さらに、多値の場合には液滴量(ドットサイズ)を制御するインク吐出データ(打滴制御データ)として利用される。
【0072】
吐出制御部112は、画像処理部110において生成されたドットデータに基づいて、ヘッド駆動回路128に対する吐出制御信号を生成する。また、吐出制御部112は、駆動波形生成部(不図示)を備えている。駆動波形生成部は、インクジェットヘッド24の各ノズルに対応した吐出エネルギー発生素子(本例では、ピエゾ素子)を駆動するための駆動電圧の電圧波形を生成する手段である。
【0073】
駆動波形データは、予め情報記憶部124に格納されており、必要に応じて使用される駆動波形データが出力される。駆動波形生成部から出力された駆動波形は、ヘッド駆動回路128に供給される。なお、駆動波形生成部から出力される信号はデジタル波形データであってもよいし、アナログ電圧信号であってもよい。
【0074】
ヘッド駆動回路128を介してインクジェットヘッド24の各吐出エネルギー発生素子に対して、共通の駆動電圧が印加され、各ノズルの吐出タイミングに応じて各エネルギー発生素子の個別電極に接続されたスイッチ素子(不図示)のオンオフを切り換えることで、対応するノズルからインクが吐出される。
【0075】
情報記憶部124は、制御装置102のCPUが実行するプログラム、及び制御に必要な各種データなどが格納されている。情報記憶部124は、作画モードに応じた解像度の設定情報、パス数(スキャンの繰り返し数)、副走査送り量の制御に必要な送り量情報、仮硬化光源32A、32B及び本硬化光源34A、34Bの制御情報などが格納されている。
【0076】
エンコーダ130は、主走査駆動部116の駆動用モータ、及び搬送駆動部114の駆動用モータに取り付けられており、該駆動モータの回転量及び回転速度に応じたパルス信号を出力し、該パルス信号は制御装置102に送られる。エンコーダ130から出力されたパルス信号に基づいて、キャリッジ30の位置、及び記録媒体12(図1参照)の位置が把握される。
【0077】
センサ132は、装置各部に具備されるセンサ類が含まれる。例えば、キャリッジ30に取り付けられる記録媒体12の幅を検出するセンサにより、センサ132から得られたセンサ信号に基づいて記録媒体12の幅が把握される。
【0078】
センサ132の他の例として、インクの温度を検出する温度センサ、記録媒体の位置を検出する位置検出センサ、圧力センサなどが挙げられる。例えば、インクの温度を検出する温度センサから得られたインクの温度情報に基づいて、制御装置102は不図示のヒータ制御部に対して指令信号を送出し、該ヒータ制御部は制御装置102からの指令信号に基づいてヒータの動作を制御する。なお、図7に図示した構成は、適宜変更、追加、削除が可能である。
【0079】
〔作画モードについて〕
本例に示すインクジェット記録装置10は、マルチパス方式の描画制御が適用され、印字パス数の変更によって印字解像度(記録解像度)を変更することが可能である。例えば、高生産モード、標準モード、高画質モードの3種類の作画モードが用意され、各モードでそれぞれ印字解像度が異なる。印刷目的や用途に応じて作画モードを選択することができる。なお、以下の説明で使用される「dpi」は、「1インチあたりのドット数」を表している。
【0080】
高生産モードでは、600dpi(主走査方向)×400dpi(副走査方向)の解像度で印字が実行される。高生産モードの場合、主走査方向は2パス(2回の走査)によって600dpiの解像度が実現される。1回目の走査(キャリッジ30の往路)では300dpiの解像度でドットが形成される。2回目の走査(復路)では1回目の走査(往路)で形成されたドットの中間を300dpiで補間するようにドットが形成され、主走査方向について600dpiの解像度が得られる。
【0081】
一方、副走査方向については、ノズルピッチが100dpiであり、一回の主走査(1パス)により副走査方向に100dpiの解像度でドットが形成される。したがって、4パス印字(4回の走査)により、ノズルピッチ間の間を埋める補間印字を行うことで400dpiの解像度が実現される。なお、高生産モードのキャリッジ30の主走査速度は、1270ミリメートル毎秒である。
【0082】
標準モードでは、600dpi×800dpiの解像度で印字が実行され、主走査方向は2パス印字、副走査は8パス印字により600dpi×800dpiの解像度を得ている。
【0083】
高画質モードでは、1200×1200dpiの解像度で印字が実行され、主走査方向は4パス、副走査方向が12パスにより1200dpi×1200dpiの解像度を得ている。
【0084】
〔シングリング走査によるスワス幅について〕
ワイドフォーマット機の作画モードでは、解像度設定毎に、それぞれシングリング(インターレス)する作画条件が決定されている。具体的には、インクジェットヘッドの吐出ノズル列の幅Lw(ノズル列の長さ)をパス数(スキャン繰り返し回数)だけ分割してシングリング作画するので、インクジェットヘッドのノズル列幅、並びに、主走査方向及び副走査方向のパス数(インターレースする分割数)によってスワス幅が異なる。なお、マルチパス方式によるシングリング作画の詳細については、例えば、特開2004−306617号公報に説明されている。
【0085】
一例として、FUJIFILM Dimatix社製のSapphire QE-256/10(256ノズル、100dpi)ヘッドを用いた場合のシングリング作画によるパス数とスワス幅の関係は下表〔表5〕の様になる。作画によって想定されるスワス幅は使用するノズル列幅を主走査方向パス数と副走査方向パス数の積で分割した値となる。
【0086】
【表5】
【0087】
図8は、マルチパス印字方式による作画動作の模式図である。ここでは説明を簡単にするために、1列のノズル列を有するヘッド240を例に説明する。また、記録媒体を副走査方向へ間欠送りする構成について、図示の便宜上、記録媒体を停止させ、ヘッド240を副走査方向に相対的に間欠移動させるものとして説明する。
【0088】
このヘッド240は、複数のノズル242が副走査方向に一定のノズルピッチで並んだ1列のノズル列を有する。図8のヘッド240は、図3の各色のヘッドモジュール24W、24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24K、24K、24CLに対応し、ノズル242は図4のノズル70に対応している。
【0089】
ヘッド240が主走査方向(図8左右方向)に移動している時にノズル242から打滴が行われる。主走査方向に沿ったヘッド240の往復移動と、副走査方向(図8の縦方向)への記録媒体の間欠送りの組合せによって記録媒体上に2次元の描画が行われる。
【0090】
N回のスキャン(走査)で所望の記録解像度の画像を完成させる場合、N回の副走査方向の間欠移動(相対移動)によるN+1走査目のときの用紙とヘッドの副走査方向の相対位置は、図示のような関係となる。つまり、N回書きを行うために、1回目、2回目、3回目・・・と間欠送りを行い、N+1回目に丁度、ヘッド(ノズル列)の長さ分に対応した位置につながるようにする。N回書きの動作がシームレスにつながるためには、1走査目の副走査位置から「ノズル列長+1ノズルピッチ」分だけ副走査方向に移動してN+1走査目が行われる。
【0091】
一例として、ノズル配列密度100npi(1インチあたりのノズル数の略)、256個のノズル242が並んだノズル列を有するヘッド100を用いて、主走査方向2パス、副走査方向4パス(主2×副4)の8パス(8回書き)で主走査600dpi×副走査400dpiの記録解像度を実現する場合を考える。
【0092】
記録解像度から定まる打滴点(画素)の間隔を「打滴点間隔」或いは「画素間隔」、若しくは「ドット間隔」と呼び、記録可能な打滴点の位置を表す格子(マトリクス)を「打滴点格子」或いは「画素格子」と呼ぶ。主走査600dpi×副走査400dpiの記録解像度の場合、主走査方向の打滴点間隔は、25.4(ミリメートル)/600≒42.3マイクロメートル、副走査方向の打滴点間隔は、25.4(ミリメートル)/400=63.5マイクロメートルである。
【0093】
これは、打滴点格子の1セル(1画素相当)の大きさ「42.3マイクロメートル×63.5マイクロメートル」を表している。記録媒体の送り制御やヘッド240からの打滴位置(打滴タイミング)の制御については、この記録解像度から定まる打滴点間隔を単位として送り量や位置が制御される。なお、記録解像度から定まる打滴点間隔を「解像度ピッチ」、或いは「画素ピッチ」と呼ぶ場合がある。
【0094】
N=8(主2×副4)の場合、主走査方向の打滴点ライン(走査線)を2回の走査で埋め、副走査方向の打滴点ライン(走査線)を4回の走査で埋めるように、8回の走査(パス)で2×4個の打滴点格子の記録が行われる。
【0095】
このような8回書きの描画動作による各走査の番号(1から8)と、その走査によって記録される打滴位置の関係を模式的に示したものが図9である。図9において1から8の数字が付された各セルは、ノズル242によって記録される打滴位置(画素位置)を表し、1〜8の数字は、その画素位置が第何回目の走査時に記録されるかという走査の番号を表している。「1」の数字が付されたセル(画素)は、1走査目で記録する打滴位置を表している。
【0096】
図9から明らかなように、各打滴位置を記録する走査順番を表す1から8の数字の配置分布は、主2×副4の「2×4」の格子が繰り返しの基本単位となっている。この2×4の格子を「基本単位格子」、或いは「2×4格子」と呼ぶことにする。2×4格子の埋め方(打滴順序)は、図9に示した例に限らず、種々想定できる。
【0097】
〔仮硬化光源、本硬化光源の詳細な説明〕
図10は、インクジェットヘッド及び紫外線照射部の配置構成を示す斜視図であり、図3に対応する斜視図である。なお、図10では色ごとにヘッドモジュール24W、24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24K、24K、24CLを備える態様が図示されている。
【0098】
図10に示すように、キャリッジ30(図3参照)は、8色に対応する8個のヘッドモジュール24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24Kが主走査方向(Y方向)に沿って配置され、さらに、該8個のヘッドモジュール24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24Kの主走査方向の両側にヘッドモジュール24W、24CLが配置されている。ヘッドモジュール24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24Kには、FUJIFILM Dimatix社製のSapphire QE-256/10が適用され、ヘッドモジュール24W、24CLには、同社製のSapphire QE-256/30が適用される。
【0099】
各ヘッドモジュール24W、24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24K、24CLのノズル面(インク吐出面70B、図5参照)と記録媒体12(図1参照)とのクリアランスZ1が、1.4ミリメートルから2.0ミリメートルの範囲で調整できるように、ヘッドモジュール24W、24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24K、24CLの高さ方向(Z方向)の位置を微調整するZ調整機構(不図示)が具備されている。
【0100】
仮硬化光源32A、32Bは、ヘッドモジュール24W、24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24K、24CLへの漏れ光の影響を考慮して、両端のヘッドモジュール24W、24CLから主走査方向に距離Y1だけ離されている。
【0101】
図10の距離Y1は、ヘッドモジュール24W、24CLのノズル列61W、61CLの主走査方向における中心位置から、仮硬化光源32A、32Bの紫外線発生領域の主走査方向における中心位置までの距離であり、例えば、110ミリメートルとされる。
【0102】
本硬化光源34A、34Bは、両端のヘッドモジュール24W、24CLから主走査方向に距離Y2だけ離されて配置されている。距離Y2は、ヘッドモジュール24W、24CLのノズル列61W、61CLの主走査方向における中心位置から、本硬化光源34A、34Bの最もヘッドモジュール24W、24CLよりのUV‐LED素子35の主走査方向における中心位置までの距離であり、例えば、140ミリメートルとされる。
【0103】
また、仮硬化光源32A、32Bと本硬化光源34A、34Bとの副走査方向における距離X1は、仮硬化光源32A、32Bの最も本仮硬化光源32A、32B側のUV‐LED素子35の副走査方向における中心位置から、本硬化光源34A、34Bの最も仮硬化光源32A、32B側のUV‐LED素子35の副走査方向における中心位置までの距離であり、例えば32ミリメートルとされる。
【0104】
この8個のヘッドモジュール24W、24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24K、24CL、及び仮硬化光源32A、32B、本硬化光源34A、34Bが搭載されたキャリッジ30は、記録媒体の幅方向(Y方向)に渡されたYバー(不図示)に沿って主走査方向に走査され、記録媒体は主走査方向に直交する副走査方向に搬送され、画像が形成される。
【0105】
すなわち、作画モード(マルチパス数)が決められると、キャリッジ30の走査速度が決められ、仮硬化光源32A、32B及び本硬化光源34A、34Bの発光量(電流値)が決められる。これらの制御は図7に図示した制御系の構成により実現されている。
【0106】
<仮硬化光源の構成例>
図11(a)は、仮硬化光源32A、32Bの構成例を示す平面図であり、仮硬化光源32A、32Bの紫外線放出面が図示されている。同図に示す仮硬化光源32A、32Bは24個のUV‐LED素子35を具備し、副走査方向について12個のUV‐LED素子35が等間隔に配置され、この副走査方向に沿うLED素子列が主走査方向について、二列の千鳥状に配置されている。
【0107】
UV−LED素子35には、例えば、発光波長(ピーク値)が385ナノメートル(380ナノメートルから390ナノメートル)の、日亜化学工業(株)社製の紫外発光LED、NC4U134A(商品名)を適用することができる。
【0108】
仮硬化光源32A、32Bは、照射面における照度のピークが約32ミリワット毎平方センチメートルから1270ミリワット毎平方センチメートルまで、電流制御によって調整することが可能である。主走査方向の照射幅は半値全幅で20ミリメートルであり、副走査方向の照射幅は半値全幅がノズル列の全長Lwよりわずかに長く(例えば、ノズル列の全長Lwの5%から10%程度長く)なっている。
【0109】
記録媒体上に打滴されたインクは、キャリッジ30(図3参照)とともに1270ミリメートル毎秒で主走査方向に走査され、該インクの上方を通過する仮硬化光源32A、32Bによって露光される。
【0110】
ヘッドモジュール24W、24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24K、24CLによる画像記録には、マルチパス方式(詳細後述)が適用されるので、記録媒体12はノズル列61の全長(図3のLw)をマルチパス数で分割した送りピッチで副走査方向へ搬送される。
【0111】
したがって、仮硬化光源32A、32Bから記録媒体12へ付与される照射エネルギーは、主走査方向の放射照度分布×主走査方向の通過時間(主走査方向の照射長さ/主走査方向の走査速度)×マルチパス数×仮硬化光源32A、32Bの通過回数として導出される。
【0112】
仮硬化光源32A、32Bは、単位面積あたりの照射エネルギーを0.5ミリジュール毎平方センチメートルから20.0ミリジュール毎平方センチメートルの範囲で調整することができる。例えば、主走査方向の照射長さが20ミリメートル、主走査方向の走査速度が1270ミリメートル毎秒とすると、20/1270×31.8(照度値(ミリワット毎平方センチメートル))=0.5ミリジュール毎平方センチメートルとなる。
【0113】
すなわち、照度値を31.8ミリワット毎平方センチメートルまで低減させると、仮硬化エネルギー0.5ミリジュール毎平方センチメートルを達成しうる。
【0114】
<本硬化光源の構成例>
図10(b)は、本硬化光源34A、34Bの構成例を示す平面図であり、本硬化光源34A、34Bの紫外線放出面が図示されている。同図に示す本硬化光源34A、34Bは12個のUV‐LED素子35を具備し、主走査方向について6個のUV‐LED素子35が等間隔に配置され、この主走査方向に沿うLED素子列が副走査方向につい二列の千鳥状に配置されている。
【0115】
12個のUV−LED素子35のうち6個は、配置ピッチPpyで主走査方向に配置され、6個のUV−LED素子35が配置ピッチPyxで副走査方向に配置される。UV−LED素子35には、仮硬化光源32A、32Bと同様に、日亜化学工業(株)社製のNC4U134Aを適用することができる。
【0116】
本硬化光源34A、34Bは、照射面における照度のピークが約800ミリワット毎平方センチメートルから3000ミリワット毎平方センチメートルまで電流制御によって調整できるものである。
【0117】
本硬化光源34A、34Bの主走査方向の照射幅は半値全幅で48ミリメートルであり、副走査方向の照射幅は半値全幅で20ミリメートルである。
【0118】
スワス幅が8ミリメートルの場合、記録媒体における該スワス幅の上を本硬化光源34A、34Bが2.5(=20ミリメートル(副走査方向の照射幅)/8ミリメートル(スワス幅))回通過する。本硬化光源34A、34Bの照射エネルギーのピークを800ミリジュール毎平方センチメートルとした場合に、本硬化光源34A、34Bのみで、記録媒体12に対して約149ミリジュール毎平方センチメートルのエネルギー付与することが可能である。
【0119】
記録媒体に付与される単位面積あたりの総エネルギーは、仮硬化光源32A、32Bによる硬化エネルギーと、本硬化光源34A、34Bによる硬化エネルギーの総和となる。
【0120】
本例では、インクを硬化させる活性光線の一例として紫外線を例示したが、インクに含まれる重合開始剤分解して、ラジカルなどの重合開始種を発生させ、その開始種の機能に重合性化合物の重合反応が、生起、促進されれば、他の活性光線を適用することも可能である。
【0121】
他の活性光線の例として、α線、γ線、電子線、X線、可視光又は赤外光などが使用され得る。活性光線のピーク波長は、増感剤の吸収特性にもよるが、例えば、200〜600ナノメートルであることが好ましく、300〜450ナノメートルであることがより好ましく、320〜420ナノメートルであることが更に好ましい。特に、活性光線は、ピーク波長が340〜410ナノメートルの範囲の紫外線であることが特に好ましい。
【0122】
本例に示すインクジェット記録装置では、ピーク波長が380〜390ナノメートル(385ナノメートルを中心としてプラスマイナス5ナノメートルの範囲)が最も好ましい。
【0123】
また、本硬化光源34A、34Bの発光源としては、UV‐LED素子35に限らず、UVランプなどを用いることも可能である。例えば、活性光線の光源としては、水銀ランプやガス・固体レーザー等が主に利用されており、紫外線光硬化型インクの硬化に使用される光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプが広く知られている。
【0124】
一方、環境保護の観点から水銀フリー化が強く望まれており、GaN系半導体紫外発光デバイスへの置き換えは産業的、環境的にも非常に有用である。更に、LED(UV−LED)、LD(UV−LD)は小型、高寿命、高効率、低コストであり、光硬化型インクジェット用光源として好ましい。
【0125】
〔記録媒体〕
本発明に係るインクジェット記録装置に適用される記録媒体としては、上述したように、紙、不織布、塩化ビニル、合成化学繊維、ポリエチレン、ポリエステル、ターポリンなど、材質を問わず、また、浸透性媒体、非浸透性媒体を問わず、様々な媒体を用いることができる。
【0126】
すなわち、本発明に係るインクジェット記録装置(画像形成方法)に適用可能な記録媒体として、支持体や記録材料として公知の記録媒体を使用することができる。例えば、紙、プラスチック(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、等)がラミネートされた紙、金属板(例えば、アルミニウム、亜鉛、銅等)、プラスチックフィルム(例えば、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、硝酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル(PVC)、アクリル樹脂等)、上述した金属がラミネートされ又は蒸着された紙又はプラスチックフィルム(複合アルミ板等)等が挙げられる。また、本発明に係るインクジェット記録装置に適用される記録媒体として、非吸収性記録媒体を好適に使用することができる。
【0127】
〔インク(インク組成物)〕
次に、本発明に係るインクジェット記録装置に適用されるインク(以下、「インク組成物」ともいう。)について詳細に説明する。
【0128】
本発明に適用されるインクは、以下に示す第1の実施形態又は第2の実施形態を満たすことにより、硬化性、吐出安定性に優れ、得られる硬化膜の基材密着性及び光沢性に優れた印刷物を得ることができる。
【0129】
本発明の第1の実施形態におけるインクジェットインク組成物は、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)式(I)で表される化合物とを含有し、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50〜90重量%であり、成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し10〜40重量%であり、成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5〜90重量%であり、成分A−2は、式(II)で表される化合物を少なくとも2種含有し、成分A−2の含有量が成分Aの総重量に対し0.1〜25重量%であることを特徴とする。
【0130】
【化5】
【0131】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
【0132】
【化6】
【0133】
(式(II)中、R11はそれぞれ独立に水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0〜5の整数を表す。)
本発明の第2の実施形態におけるインクジェットインク組成物は、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)式(I)で表される化合物とを含有し、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50〜90重量%であり、成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し10〜40重量%であり、成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5〜90重量%であり、成分A−2は、式(II’)で表される化合物を少なくとも1種含有し、成分A−2の含有量が成分Aの総重量に対し0.1〜25重量%であることを特徴とする。
【0134】
【化7】
【0135】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
【0136】
【化8】
【0137】
(式(II’)中、R11は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0〜5の整数を表し、p+q+r≧1の関係を満たす。)
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタアクリル」のいずれか一方、又は、その両方を含む語であり、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタアクリレート」のいずれか一方、又は、その両方を含む語である。
【0138】
本発明に適用されるインク組成物は、活性放射線(活性エネルギー線ともいう。)により硬化可能な油性のインク組成物である。「活性放射線」とは、その照射によりインク組成物中に開始種を発生させるエネルギーを付与できる放射線であり、α線、γ線、X線、紫外線、可視光線、電子線などを包含する。中でも、硬化感度及び装置の入手容易性の観点から紫外線及び電子線が好ましく、紫外線がより好ましい。
【0139】
本発明に適用されるインク組成物は、第1の実施態様として、成分A−1−1としてN−ビニルカプロラクタム、成分A−1−2としてサイクリックトリメチロールプロパンフォーマルアクリレート、成分A−2として式(II)で表される3官能エチレン性不飽和化合物を少なくとも2種含有し、成分Bとして、モノアシルホスフィンオキサイド化合物及び/又はビスアシルホスフィンオキサイド化合物、並びに、チオキサントン化合物を含有することが好ましい。本発明に適用されるインク組成物は、硬化性に優れたインクジェットインク組成物を提供することができる。
【0140】
本発明に適用されるインク組成物は、第2の実施態様として、成分A−1−1としてN−ビニルカプロラクタム、成分A−1−2としてサイクリックトリメチロールプロパンフォーマルアクリレート、成分A−2として式(II’)で表される3官能エチレン性不飽和化合物を少なくとも1種含有し、成分Bとして、モノアシルホスフィンオキサイド化合物及び/又はビスアシルホスフィンオキサイド化合物、並びに、チオキサントン化合物を含有することが好ましい。本発明に適用されるインク組成物は、硬化性に優れたインクジェットインク組成物を提供することができる。
【0141】
本発明に適用されるインク組成物は、成分Aとして、以下に説明する成分A−1及び成分A−2の化合物を含み、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50〜90重量%であり、成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し10〜40重量%であり、成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5〜90重量%であり、成分A−2の含有量が成分Aの総重量に対し0.1〜25重量%である。
【0142】
以下に、成分A−1及びA−2について説明する。
(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物
本発明に適用されるインク組成物は、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物を含有する。
【0143】
成分A−1としては、エチレン性不飽和基を1つ有するラジカル重合性化合物が好ましい。中でも、(成分A−1−1)N−ビニル化合物、及び(成分A−1−2)式(I)で表される化合物がより好ましい。
【0144】
本発明に適用されるインク組成物は、成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)式(I)で表される化合物とを含有することが更に好ましい。
【0145】
以下に、成分A−1−1及び成分A−1−2について説明する。
【0146】
本発明に適用されるインク組成物は、(成分A−1−1)N−ビニル化合物を含有する。
【0147】
成分A−1−1について、以下に説明する。
【0148】
成分A−1−1としては、N−ビニルラクタム類又はN−ビニルホルムアミドを好ましく含有することができる。また、N−ビニルラクタム類としては、式(a)で表される化合物が好ましい。
【0149】
<N−ビニルラクタム類>
本発明に適用されるインク組成物は、成分A−1−1として、式(a)で表される化合物を含有するのが好ましい。
【0150】
【化9】
【0151】
式(a)中、nは2〜6の整数を表し、インク組成物が硬化した後の柔軟性、被記録媒体との密着性、及び、原材料の入手性の観点から、nは3〜5の整数であることが好ましく、nが3又は5であることがより好ましく、nが5である、すなわちN−ビニルカプロラクタムであることが特に好ましい。N−ビニルカプロラクタムは安全性に優れ、汎用的で比較的安価に入手でき、特に良好なインク硬化性、及び硬化膜の被記録媒体への良好な密着性が得られるので好ましい。
【0152】
また、上記N−ビニルラクタム類は、ラクタム環上の水素原子がアルキル基、アリール基等の置換基により置換されていてもよく、ラクタム環と飽和又は不飽和環構造とが連結していてもよい。
【0153】
式(a)で表される化合物は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
【0154】
<N−ビニルホルムアミド>
N−ビニルホルムアミドとしては、下記構造の化合物が好ましく挙げられる。下記構造の化合物は、市販品として荒川化学工業(株)のビームセット770を入手することができる。
【0155】
【化9−2】
【0156】
<式(I)で表される化合物>
本発明に適用されるインク組成物は、成分A−1−2として、式(I)で表される化合物を含有する。
【0157】
以下に、本発明に適用されるインク組成物の成分A−1−2として用いられる、式(I)で表される化合物について説明する。
【0158】
【化10】
【0159】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
R1としては、水素原子又はメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
【0160】
R2及びR3としてはそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基が好ましく、R2及びR3が共に水素原子であることがより好ましい。
【0161】
X1における二価の連結基としては、本発明の効果を大きく損なうものでない限り特に制限はないが、二価の炭化水素基、又は、炭化水素基及びエーテル結合を組み合わせた二価の基であることが好ましく、二価の炭化水素基、ポリ(アルキレンオキシ)基、又は、ポリ(アルキレンオキシ)アルキレン基であることがより好ましい。また、前記二価の連結基の炭素数は、1〜60であることが好ましく、1〜20であることがより好ましい。
【0162】
X1としては、単結合、二価の炭化水素基、又は、炭化水素基及びエーテル結合を組み合わせた二価の基であることが好ましく、炭素数1〜20の二価の炭化水素基であることがより好ましく、炭素数1〜8の二価の炭化水素基であることが更に好ましく、メチレン基であることが特に好ましい。
【0163】
以下に成分A−1−2の具体例を挙げるが、これらの化合物に限定されるものではない。なお、下記の具体例中、Rは水素原子、又は、メチル基を表す。
【0164】
【化11】
【0165】
これらの中でも、サイクリックトリメチロールプロパンフォーマル(メタ)アクリレートが好ましく、サイクリックトリメチロールプロパンフォーマルアクリレート(CTFA)が特に好ましい。
【0166】
成分A−1−2は、市販品であってもよく、市販品の具体例としては、SR531(Sartomer社製)が好ましく挙げられる。
【0167】
本発明に適用されるインク組成物における成分A−1の含有量は、成分Aの総重量に対して、50〜90重量%であり、好ましくは50〜80重量%、更に好ましくは60〜80重量%である。
【0168】
成分A−1の含有量が、50重量%未満又は90重量%を超えると、所望の吐出安定性及び得られる硬化膜の基材密着性が得られなくなる。
【0169】
成分A−1を上記範囲で含有することにより、吐出安定性に優れ、得られる硬化膜の基材密着性に優れたインク組成物が得られる。
【0170】
また、本発明に適用されるインク組成物における成分A−1−1の含有量は、成分A−1の総重量に対し10〜40重量%であり、好ましくは15〜30重量%である。
【0171】
また、本発明に適用されるインク組成物における成分A−1−2の含有量は、成分A−1の総重量に対し5〜90重量%であり、好ましくは30〜90重量%である。
【0172】
(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物
本発明に適用されるインク組成物は、(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物を含有する。
【0173】
成分A−2としては、エチレン性不飽和基を2つ以上有するラジカル重合性化合物が好ましい。また、成分A−2としては、式(II)で表される化合物を含有する。
【0174】
<式(II)で表される化合物>
本発明の第1の実施態様のインク組成物は、成分A−2として、式(II)で表される化合物を少なくとも2種含有する。
【0175】
以下に、本発明に適用されるインク組成物の成分A−2として用いられる、式(II)で表される化合物について説明する。
【0176】
【化12】
【0177】
(式(II)中、R11はそれぞれ独立に水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0〜5の整数を表す。)
式(II)中、R11は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、アルキル基は直鎖でも分岐でもよい。置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基が挙げられる。R11は、好ましくは、水素原子、メチル基、エチル基、又はプロピル基であり、特に好ましくは水素原子又はメチル基である。
【0178】
式(II)中、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、アルキル基は直鎖でも分岐でもよい。置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基が挙げられる。R12は、好ましくは、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、メチロール基、エチロール基が挙げられ、特に好ましくは水素原子、メチル基、エチル基、又はメチロール基である。
【0179】
R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、好ましくは水素原子である。
【0180】
式(II)中、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、二価の連結基としては、本発明の効果を大きく損なうものでない限り特に制限はないが、二価の炭化水素基、又は、炭化水素基及びエーテル結合を組み合わせた二価の連結基であることが好ましい。
【0181】
X2としては、単結合、炭素数1〜6の二価の炭化水素基、又は炭素数1〜6のオキシアルキレン基であることが好ましく、単結合又はメチレン基であることが特に好ましい。
【0182】
式(II)中、p、q及びrはそれぞれ独立に、0〜5の整数を表す。p、q及びrはそれぞれ独立に、0〜3が好ましく、0〜2が特に好ましい。また、p、q及びrの値の好ましい組み合わせとしては、例えばp=q=r=0、p=q=r=1、又はp=q=r=2等が挙げられる。
【0183】
以下に、p、q及びrが好ましい値をとる場合の化合物の具体例について説明するが、これらに制限されるものではない。
【0184】
p=q=r=0を満たす場合の式(II)の化合物の好ましい態様としては、トリメチロールプロパントリアクリレート(R12はエチル基、R13は水素原子、X2はメチレン基の場合)、トリメチロールプロパントリメタアクリレート(R12はエチル基、R13はメチル基、X2はメチレン基の場合)、トリメチロールエタントリアクリレート(R12はメチル基、R13は水素原子、X2はメチレンの場合)、トリメチロールエタントリメタアクリレート(R12はメチル基、R13はメチル基、X2はメチレンの場合)、テトラメチロールメタントリアクリレート(R12はメチロール基、R13は水素原子、X2はメチレン基の場合)、テトラメチロールメタントリメタアクリレート(R12はメチロール基、R13はメチル基、X2はメチレン基の場合)、グリセリントリアクリレート(R12は水素原子、R13は水素原子、X2はメチレン基の場合)、グリセリントリメタアクリレート(R12は水素原子、R13はメチル基、X2はメチレン基の場合)が挙げられる。
【0185】
これらは、市販品として、Sartomer社からSR351S、SR444、SR350等として入手できる。
【0186】
p=q=r=1の場合の式(II)の化合物の好ましい態様としては、下記構造式の化合物が挙げられる。これらは、市販品として、Sartomer社からSR454、SR9020、SR492、デナコールアクリレートDA−314(ナガセケムテックス(株))等が入手できる。
【0187】
【化13】
【0188】
p、q及びrが、他の値をとる場合の式(II)の化合物の好ましい態様としては、下記構造式の化合物が挙げられる。これらは、市販品として、Sartomer社からSR9021、SR9035、SR415、東亞合成(株)からアロニックスM−320、新中村化学工業(株)からNKエステルA−GLy−9E等が入手できる。
【0189】
【化14】
【0190】
式(II)で表される化合物は、2種類以上を複数組み合わせて使用することが好ましい。その場合の好ましい態様は、(II−a)と(II−d)との混合使用、又は、トリメチロールプロパントリアクリレートと(II−d)との混合使用が挙げられ、トリメチロールプロパントリアクリレートと(II−d)との混合使用が特に好ましい。少なくとも1つがトリメチロールプロパントリアクリレートであることが好ましく、その含有量が成分Aの総重量に対し0.5〜8重量%であることが好ましい。
【0191】
本発明に適用されるインク組成物における、成分A−2の含有量は成分Aの総重量に対し0.1〜25重量%であり、より好ましくは、0.5〜10重量%、更に好ましくは、2〜9重量%である。
【0192】
上記範囲であると、硬化性、吐出安定性に優れ、得られる硬化膜の基材密着性及び光沢性に優れたインク組成物が得られる。
【0193】
<式(II’)で表される化合物>
本発明の第2の実施態様のインク組成物は、成分A−2として、式(II’)で表される化合物を少なくとも1種含有する。
【0194】
以下に、本発明に適用されるインク組成物の成分A−2として用いられる、式(II’)で表される化合物について説明する。
【0195】
【化15】
【0196】
(式(II’)中、R11は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0〜5の整数を表し、p+q+r≧1の関係を満たす。)
式(II’)中、R11、R12、R13、及びX2は、式(II)中のR11、R12、R13、及びX2と同義であり、好ましい態様も同様である。p、q及びrはそれぞれ独立に0〜5の整数を表し、p+q+r≧1の関係を満たす。p、q及びrはそれぞれ独立に、1〜3が好ましく、1又は2が特に好ましい。
【0197】
p、q及びrが好ましい値をとる場合の化合物の具体例は、式(II)で表される化合物の好ましい態様で挙げた化合物中の、(II−a)、(II−b)、(II−c)等が挙げられるが、これらに制限されるものではない。
【0198】
(成分A−1−3)芳香族炭化水素環を有する(メタ)アクリレート化合物
本発明に適用されるインク組成物は、A−1として更に(成分A−1−3)芳香族炭化水素環を有する(メタ)アクリレート化合物を好ましく含有することができる。
【0199】
成分A−1−3について、以下に説明する。
【0200】
成分A−1−3として、特開2009−96985号公報の段落0048〜0063に記載された、芳香族単官能ラジカル重合性モノマーが好ましく挙げられる。本発明においては、芳香族炭化水素環を有する単官能(メタ)アクリレート化合物としては、式(a−2)で表される化合物が好ましい。
【0201】
【化16】
【0202】
(式(a−2)中、R1は水素原子、又は、メチル基を表し、X1は二価の連結基を表し、Arは一価の芳香族炭化水素基を表す。)
式(a−2)中、R1として好ましくは、水素原子である。
【0203】
X1は二価の連結基を表し、エーテル結合(−O−)、エステル結合(−C(O)O−若しくは−OC(O)−)、アミド結合(−C(O)NR’−若しくは−NR’C(O)−)、カルボニル基(−C(O)−)、イミノ基(−NR’−)、置換基を有していてもよい炭素数1〜15のアルキレン基、又は、これらを2以上組み合わせた二価の基であることが好ましい。なお、R’は水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状若しくは環状アルキル基、又は、炭素数6〜20のアリール基を表す。置換基としては、ヒドロキシ基、ハロゲン原子が挙げられる。
【0204】
R1及びX1を含む部分(H2C=C(R1)−C(O)O−X1−)は、芳香族炭化水素環上の任意の位置で結合することができる。また、着色剤との親和性を向上させるという観点から、X1の芳香族炭化水素環と結合する端部は、酸素原子であることが好ましく、エーテル性酸素原子であることがより好ましい。式(a−2)におけるX1は、*−(LO)q−であることが好ましい。ここで、*は、式(a−2)のカルボン酸エステル結合との結合位置を示し、qは0〜10の整数であり、Lは炭素数2〜4のアルキレン基を表す。qは0〜4の整数であることが好ましく、0〜2の整数であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましい。(LO)qは、エチレンオキシド鎖又はプロピレンオキシド鎖であることが好ましい。
【0205】
Arは、一価の芳香族炭化水素基を表す。
【0206】
一価の芳香族炭化水素基としては、1〜4つの環を有する一価の単環又は多環芳香族炭化水素基が挙げられ、具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、1H−インデン、9H−フルオレン、1H−フェナレン、フェナントレン、トリフェニレン、ピレン、ナフタセン、テトラフェニレン、ビフェニレン、as−インダセン、s−インダセン、アセナフチレン、フルオランテン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、クリセン、プレイアンデン等から1つの水素原子を除いた基が挙げられる。
【0207】
中でも、本発明においては、フェニル基、ナフチル基であることが好ましく、単環芳香族炭化水素基、すなわちフェニル基であることがより好ましい。
【0208】
一価の芳香族炭化水素基は、芳香環上に置換基を有していてもよい。
【0209】
上記置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、カルボキシ基、炭素数1〜10のアシル基、ヒドロキシ基、置換若しくは無置換のアミノ基、チオール基、シロキサン基、又は、更に置換基を有していてもよい総炭素数30以下の炭化水素基若しくは複素環基であることが好ましい。
【0210】
前記置換基は、更に置換基を有していてもよく、例えば、ヒドロキシ基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基が挙げられる。
【0211】
一価の芳香族炭化水素基が複数の置換基を有する場合、前記置換基は同一でも異なっていてもよい。また置換基同士が結合して5員又は6員の環を形成してもよい
また、一価の芳香族炭化水素基は、芳香環上に置換基を有していないことが好ましい。
【0212】
本発明においては、式(a−2)で表される化合物としては、フェニル基を有する化合物が好ましく、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートがより好ましく、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレートが更に好ましく、2−フェノキシエチルアクリレート(PEA)が特に好ましい。
【0213】
本発明に適用されるインク組成物における、成分A−1−3の含有量は、成分A−1の総重量に対し5〜40重量%であり、より好ましくは8〜30重量%である。
【0214】
上記範囲であると、硬化性、吐出安定性に優れ、得られる硬化膜の基材密着性及び光沢性に優れたインク組成物が得られる。
【0215】
<他の重合性化合物>
本発明に適用されるインク組成物は、成分A−1及びA−2の内の、成分A−1−1、成分A−1−2、成分A−1−3及び式(II)で表される化合物以外の他の重合性化合物を含有していてもよい。
【0216】
他の重合性化合物としては、特に制限はないがエチレン性不飽和化合物が好ましい。
【0217】
他の重合性化合物としては、公知の重合性化合物を用いることができ、成分A−1−1、成分A−1−2、成分A−1−3及び式(II)で表される化合物以外の(メタ)アクリレート化合物、ビニルエーテル化合物、アリル化合物、不飽和カルボン酸類等が例示できる。例えば、特開2009−221414号公報に記載のラジカル重合性モノマー、特開2009−209289号公報に記載の重合性化合物、特開2009−191183号公報に記載のエチレン性不飽和化合物が挙げられる。
【0218】
本発明に適用されるインク組成物は、成分A−1−1、成分A−1−2、成分A−1−3及び式(II)で表される化合物以外の2官能(メタ)アクリレート化合物を、好ましく使用できる。2官能(メタ)アクリレート化合物としては、炭素数5以上の分岐を有していてもよい炭化水素鎖を有する2官能(メタ)アクリレート化合物が好ましい。
【0219】
2官能(メタ)アクリレート化合物の好ましい例としては、炭素数5以上の炭化水素鎖を分子内に有する2官能(メタ)アクリレート化合物であり、具体的には、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド(PO)変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、PO変性ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、デカンジオールジ(メタ)アクリレート、ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリデカンジオールジ(メタ)アクリレート、オクタデカンジオールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、及び、シクロヘキサンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、PO変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートが特に好ましく挙げられる。
【0220】
本発明に適用されるインク組成物は、成分A−1−1、成分A−1−2、成分A−1−3及び式(II)で表される化合物以外の重合性化合物として、更に3官能以上の(メタ)アクリレート化合物を用いることもできる。4官能(メタ)アクリレート化合物の好ましい例としては、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0221】
その他の多官能(メタ)アクリレートとしては、ビス(4−(メタ)アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン等が挙げられる。
【0222】
また、他の重合性化合物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸及びそれらの塩、エチレン性不飽和基を有する無水物、アクリロニトリル、スチレン、更に種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、不飽和ウレタン等のラジカル重合性化合物が挙げられる。
【0223】
他の重合性化合物として具体的には、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、カルビトール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、オリゴエステル(メタ)アクリレート、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、エポキシ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸誘導体、その他、アリルグリシジルエーテル、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート等のアリル化合物の誘導体が挙げられる。
【0224】
更に具体的には、山下晋三編「架橋剤ハンドブック」(1981年、大成社);加藤清視編「UV・EB硬化ハンドブック(原料編)」(1985年、高分子刊行会);ラドテック研究会編「UV・EB硬化技術の応用と市場」79頁(1989年、(株)シーエムシー出版);滝山栄一郎著「ポリエステル樹脂ハンドブック」(1988年、日刊工業新聞社)等に記載の市販品又は業界で公知のラジカル重合性又は架橋性のモノマー、オリゴマー及びポリマーを用いることができる。
【0225】
他の重合性化合物の分子量は、80〜2,000であることが好ましく、80〜1,000であることがより好ましく、80〜800であることが更に好ましい。
【0226】
本発明に適用されるインク組成物は、成分A−1−1、成分A−1−2、成分A−1−3及び式(II)で表される化合物以外の他の重合性化合物として、単官能ビニルエーテル化合物を用いることも好ましい。
【0227】
好適に用いられる単官能ビニルエーテル化合物としては、例えば、エチレングリコールモノビニルエーテル、トリエチレングリコールモノビニルエーテル、ヒドロキシエチルモノビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシノニルモノビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル等が挙げられる。
【0228】
また、多官能ビニルエーテル化合物を用いることもできる。好適に用いられる多官能ビニルエーテル化合物としては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジ又はトリビニルエーテル化合物が挙げられる。
【0229】
本発明に適用されるインク組成物が、成分A−1及びA−2の内の成分A−1−1、成分A−1−2、成分A−1−3及び式(II)で表される化合物以外の他の重合性化合物を含有する場合、他の重合性化合物の含有量は、重合性化合物の全重量に対し、1〜50重量%が好ましく、2〜40重量%がより好ましく、2〜30重量%が特に好ましい。
【0230】
(成分B)ラジカル重合開始剤
本発明に適用されるインク組成物は、(成分B)ラジカル重合開始剤を含む。支持体上に吐出されたインク組成物は、活性放射線を照射することによって硬化する。これは、本発明に適用されるインク組成物に含まれるラジカル重合開始剤が活性放射線の照射により分解して、ラジカルなどの重合開始種を発生し、その開始種の機能に重合性化合物の重合反応が、生起、促進されるためである。
【0231】
なお、本発明におけるラジカル重合開始剤は、活性放射線等の外部エネルギーを吸収して重合開始種を生成する化合物だけでなく、特定の活性エネルギー線を吸収して重合開始剤の分解を促進させる化合物(いわゆる、増感剤)も含まれる。本発明に適用されるインク組成物において、ラジカル重合開始剤と共に増感剤が存在すると、系中の増感剤が活性放射線を吸収して励起状態となり、ラジカル重合開始剤と接触することによってラジカル重合開始剤の分解を促進させ、より高感度の硬化反応を達成させることができる。増感剤としては例えば、特開2008−208190号公報に記載のものが挙げられる。
【0232】
本発明に適用されるインク組成物は、成分Bとして、(成分B−1)モノアシルホスフィンオキサイド化合物及び/又は(成分B−2)ビスアシルホスフィンオキサイド化合物、並びに、(成分B−3)チオキサントン化合物を含有することが好ましい。
【0233】
成分Bと、前記成分A−1、A−2、及び成分Cとの組み合わせにより、硬化性、吐出安定性に優れ、得られる硬化膜の基材密着性及び光沢性に優れたインク組成物が得られる。
【0234】
以下に、成分B−1〜成分B−3について説明する。
【0235】
(成分B−1)モノアシルホスフィンオキサイド化合物
(成分B−1)モノアシルホスフィン化合物としては、特に制限はなく、公知のものを用いることができるが、下記式(b−1)で表される化合物であることが好ましい。
【0236】
【化17】
【0237】
(式(b−1)中、R1D、R2D、R3Dは、それぞれ独立に、メチル基又はエチル基を置換基として有していてもよい芳香族炭化水素基を表す。)
式(b−1)で表されるモノアシルフォスフィンオキサイド化合物としては、R1D〜R3Dが、それぞれ独立に、置換基としてメチル基を有していてもよいフェニル基であることが好ましく、R2D及びR3Dがフェニル基であり、R1Dが1〜3個のメチル基を有するフェニル基であることがより好ましい。
【0238】
中でも、式(b−1)で表されるモノアシルフォスフィンオキサイド化合物としては、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(Darocur TPO:チバ・ジャパン社製、Lucirin TPO:BASF社製)が好ましい。
【0239】
成分B−1の含有量は、インク組成物全体の0.1〜3重量%が好ましく、0.5〜3重量%であることがより好ましい。
【0240】
(成分B−2)ビスアシルホスフィンオキサイド化合物
(成分B−2)ビスアシルホスフィンオキサイド化合物としては、特に制限はなく、公知のものを用いることができるが、下記式(b−2)で表される化合物であることが好ましい。
【0241】
【化18】
【0242】
(式(b−2)中、R1E、R2E及びR3Eはそれぞれ独立に、メチル基又はエチル基を置換基として有していてもよい芳香族炭化水素基を表す。)
ビスアシルホスフィンオキサイド化合物としては、公知の化合物が使用できる。例えば、特開平3−101686号公報、特開平5−345790号公報、特開平6−298818号公報に記載のビスアシルホスフィンオキサイド化合物が挙げられる。
【0243】
具体例としては、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−4−エトキシフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−4−プロピルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−2−ナフチルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−1−ナフチルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−4−クロロフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−2,4−ジメトキシフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)デシルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−4−オクチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロ3,4,5−トリメトキシベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロ−3,4,5−トリメトキシベンゾイル)−4−エトキシフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2−メチル−1−ナフトイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2−メチル−1−ナフトイル)−4−エトキシフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2−メチル−1−ナフトイル)−2−ナフチルホスフィンオキサイド、ビス(2−メチル−1−ナフトイル)−4−プロピルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2−メチル−1−ナフトイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2−メトキシ−1−ナフトイル)−4−エトキシフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2−クロロ−1−ナフトイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド等が挙げられる。
【0244】
これらの中でも、ビスアシルホスフィンオキサイド化合物としては、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド(IRGACURE 819:BASFジャパン(株)製)、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイドなどが好ましい。
【0245】
成分B−2の含有量は、インク組成物全体の0.5〜10重量%が好ましく、1〜5重量%であることがより好ましい。
【0246】
(成分B−3)チオキサントン化合物
本発明に適用されるインク組成物は、重合開始剤として(成分B−3)チオキサントン化合物を好ましく含有することができる。
【0247】
チオキサントン化合物としては、特に制限はなく、公知のものを用いることができるが、下記式(b−3)で表される化合物であることが好ましい。
【0248】
【化19】
【0249】
前記式(b−3)において、R1F、R2F、R3F、R4F、R5F、R6F、R7F及びR8Fはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アルキルチオ基、アルキルアミノ基(一置換及び二置換の場合を含む。なお、以下においても同様である。)、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、カルボキシ基又はスルホ基を表す。上記アルキル基、アルキルチオ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、及び、アシル基におけるアルキル部分の炭素数は、1〜20であることが好ましく、1〜8であることがより好ましく、1〜4であることが更に好ましい。
【0250】
R1F、R2F、R3F、R4F、R5F、R6F、R7F及びR8Fは、それぞれ隣接する2つが互いに連結して環を形成していてもよい。これらが環を形成する場合の環構造としては、5又は6員環の脂肪族環、芳香族環などが挙げられ、炭素原子以外の元素を含む複素環であってもよく、また、形成された環同士が更に組み合わさって2核環、例えば、縮合環を形成していてもよい。これらの環構造は置換基を更に有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アルキルチオ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、カルボキシ基及びスルホ基が挙げられる。形成された環構造が複素環である場合のヘテロ原子の例としては、N、O、及びSを挙げることができる。
【0251】
チオキサントン化合物としては、チオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−ドデシルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2,3−ジエチルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−シクロヘキシルチオキサントン、4−シクロヘキシルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、1−メトキシカルボニルチオキサントン、2−エトキシカルボニルチオキサントン、3−(2−メトキシエトキシカルボニル)チオキサントン、4−ブトキシカルボニルチオキサントン、3−ブトキシカルボニル−7−メチルチオキサントン、1−シアノ−3−クロロチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−クロロチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−エトキシチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−アミノチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−フェニルスルフリルチオキサントン、3,4−ジ[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシカルボニル]チオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−(1−メチル−1−モルホリノエチル)チオキサントン、2−メチル−6−ジメトキシメチルチオキサントン、2−メチル−6−(1,1−ジメトキシベンジル)チオキサントン、2−モルホリノメチルチオキサントン、2−メチル−6−モルホリノメチルチオキサントン、n−アリルチオキサントン−3,4−ジカルボキシミド、n−オクチルチオキサントン−3,4−ジカルボキシイミド、N−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)チオキサントン−3,4−ジカルボキシイミド、1−フェノキシチオキサントン、6−エトキシカルボニル−2−メトキシチオキサントン、6−エトキシカルボニル−2−メチルチオキサントン、チオキサントン−2−ポリエチレングリコールエステル、2−ヒドロキシ−3−(3,4−ジメチル−9−オキソ−9H−チオキサントン−2−イルオキシ)−N,N,N−トリメチル−1−プロパンアミニウムクロリドが例示できる。これらの中でも、入手容易性や硬化性の観点から、チオキサントン、2,3−ジエチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−シクロヘキシルチオキサントン、4−シクロヘキシルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、及び、4−イソプロピルチオキサントンが好ましく、2−イソプロピルチオキサントン、及び、4−イソプロピルチオキサントンがより好ましい。
【0252】
成分B−3の含有量は、インク組成物全体の0.5〜10重量%が好ましく、1〜5重量%がより好ましい。
【0253】
(成分B−4)α−アミノアルキルケトン化合物
本発明に適用されるインク組成物は、成分Bとして更に(成分B−4)α−アミノアルキルフェノン化合物を含有することが好ましい。成分B−4を含有することにより更に硬化性に優れたインク組成物が得られる。成分B−4は、式(b−4)で表される化合物であることが好ましい。
【0254】
【化20】
【0255】
式(b−4)中、R1、R2、及びR3は、それぞれ独立にヒドロキシ基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、又は、置換基を有していてもよいアミノ基を表し、Xは、水素原子、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。R1、R2、又はR3の少なくとも1つは置換していてもよいアミノ基を表す。なお、R1、R2、R3、及びXがアミノ基である場合の置換基は、互いに結合して複素環基を形成してもよい。置換基としては、炭素数1〜10のアルキル基が挙げられる。
【0256】
成分B−4としては、式(b−4−1)及び式(b−4−2)のいずれかで表される化合物が好ましい。
【0257】
【化21】
【0258】
式(b−4−1)中、R4、R5、R6、及びR7は、それぞれ置換基を有していてもよいアルキル基を表し、R4とR5、及びR6とR7の少なくともいずれかが互いに結合して複素環基を形成してもよい。R1、R2、及び、置換基は、式(b−4)におけるとR1、R2、及び、置換基とそれぞれ同義である。
【0259】
【化22】
【0260】
式(b−4−2)中、R8は、置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
【0261】
R1、R2、及び、置換基は、式(b−4)におけるR1、R2、及び、置換基と同義であり、R4及びR5は、式(b−4−1)におけるR4及びR5と同義である。
【0262】
前記複素環基としては、特に制限はなく、適宜選択することができるが、例えば、モルホリノ基が好ましい。
【0263】
α−アミノアルキルフェノン化合物としては、例えば、市販品として、IRGACURE369(BASFジャパン(株)製)、IRGACURE907(BASFジャパン(株)製)などが好適に挙げられる。
【0264】
成分B−4の含有量は、インク組成物全体の0.5〜10重量%が好ましく、1〜5重量%がより好ましい。
【0265】
本発明における成分Bの好ましい実施態様は、成分B−1及び/又はB−2、並びにB−3とを含有することであり、より好ましくは、少なくとも成分B−1を含有しその含有量がインク組成物全重量の3重量%以下であることである。更に好ましいのは、成分B−1、B−3及びB−4とを組み合わせて含有することであり、特に好ましいのは、成分B−1〜B−3を組み合わせて含有することである。
【0266】
本発明における成分Bの総含有量は、インク組成物全体の1〜20重量%であることが好ましく、5〜15重量%であることがより好ましく、8〜10重量%であることが更に好ましい。
【0267】
本発明に適用されるインク組成物は、成分B−1〜B−4の重合開始剤以外のその他の重合開始剤を含んでもよい。その他の重合開始剤としては、モノアシルホスフィン化合物、α−ヒドロキシケトン化合物、芳香族ケトン類、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、及び、炭素ハロゲン結合を有する化合物等が挙げられる。
【0268】
上記重合開始剤の詳細については、当業者に公知であり、例えば、特開2009−185186号公報の段落0090〜0116に記載されている。
【0269】
(成分C)着色剤
本発明に適用されるインク組成物は、(成分C)着色剤を含有する。
【0270】
成分Cは、形成された画像部の視認性を向上させることに寄与している。成分Cとしては、特に制限はないが、耐候性に優れ、色再現性に富んだ顔料及び油溶性染料が好ましく、溶解性染料等の公知の着色剤から任意に選択して使用できる。成分Cは、活性放射線による硬化反応の感度を低下させないという観点から、重合禁止剤として機能しない化合物を選択することが好ましい。
【0271】
以下に、成分Cとして使用される顔料及び染料について説明する。
【0272】
本発明に使用できる顔料としては、特に限定されるわけではないが、例えばカラーインデックスに記載される下記の番号の有機又は無機顔料が使用できる。
【0273】
赤又はマゼンタ顔料としては、C.I.ピグメントレッド3(「Pigment Red 3」ともいう。)、5、19、22、31、38、42、43、48:1、48:2、48:3、48:4、48:5、49:1、53:1、57:1、57:2、58:4、63:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、88、104、108、112、122、123、144、146、149、166、168、169、170、177、178、179、184、185、202、208、216、226、257、C.I.ピグメントバイオレット3(「Pigment Violet 3」ともいう。)、19、23、29、30、37、50、88、C.I.ピグメントオレンジ13(「Pigment Orange 13」ともいう。)、16、20、36、青又はシアン顔料としては、C.I.ピグメントブルー1(「Pigment Blue 1」ともいう。)、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17−1、22、27、28、29、36、60、緑顔料としては、C.I.ピグメントグリーン7(「Pigment Green 7」ともいう。)、26、36、50、黄顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1(「Pigment Yellow 1」ともいう。)、3、12、13、14、17、34、35、37、55、74、81、83、93、94、95、97、108、109、110、120、137、138、139、150、153、154、155、157、166、167、168、180、185、193、黒顔料としては、C.I.ピグメントブラック7(「Pigment Black 7」ともいう。)、28、26、白色顔料としては、C.I.ピグメントホワイト6(「Pigment White 6」ともいう。)、18、21などが目的に応じて使用できる。
【0274】
本発明においては、水非混和性有機溶媒に溶解する範囲で分散染料を用いることもできる。分散染料は一般に水溶性の染料も包含するが、本発明においては水非混和性有機溶媒に溶解する範囲で用いることが好ましい。
【0275】
分散染料の好ましい具体例としては、C.I.ディスパースイエロー 5、42、54、64、79、82、83、93、99、100、119、122、124、126、160、184:1、186、198、199、201、204、224及び237;C.I.ディスパーズオレンジ 13、29、31:1、33、49、54、55、66、73、118、119及び163;C.I.ディスパーズレッド 54、60、72、73、86、88、91、92、93、111、126、127、134、135、143、145、152、153、154、159、164、167:1、177、181、204、206、207、221、239、240、258、277、278、283、311、323、343、348、356及び362;C.I.ディスパーズバイオレット 33;C.I.ディスパーズブルー 56、60、73、87、113、128、143、148、154、158、165、165:1、165:2、176、183、185、197、198、201、214、224、225、257、266、267、287、354、358、365及び368;並びにC.I.ディスパーズグリーン 6:1及び9等が挙げられる。
【0276】
着色剤は、インク組成物に添加された後、適度に当該インク組成物内で分散することが好ましい。着色剤の分散には、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等の各分散装置を用いることができる。
【0277】
着色剤は、インク組成物の調製に際して、各成分と共に直接添加してもよい。また、分散性向上のため、あらかじめ溶剤又は本発明に使用する重合性化合物のような分散媒体に添加し、均一分散あるいは溶解させた後、配合することもできる。
【0278】
本発明において、溶剤が硬化画像に残留する場合の耐溶剤性の劣化、及び、残留する溶剤のVOC(Volatile Organic Compound:揮発性有機化合物)の問題を避けるためにも、着色剤は、重合性化合物のような分散媒体に予め添加して、配合することが好ましい。すなわち、溶剤を含まないことが好ましい。なお、分散適性の観点のみを考慮した場合、着色剤の添加に使用する重合性化合物は、最も粘度の低いモノマーを選択することが好ましい。着色剤はインク組成物の使用目的に応じて、1種又は2種以上を適宜選択して用いればよい。
【0279】
なお、インク組成物中において固体のまま存在する顔料などの着色剤を使用する際には、着色剤粒子の平均粒径は、好ましくは0.005〜0.5マイクロメートル、より好ましくは0.01〜0.45マイクロメートル、更に好ましくは0.015〜0.4マイクロメートルとなるよう、着色剤、分散剤、分散媒体の選定、分散条件、ろ過条件を設定することが好ましい。この粒径管理によって、ヘッドノズルの詰まりを抑制し、インク組成物の保存安定性、透明性及び硬化感度を維持することができるので好ましい。
【0280】
インク組成物中における成分Cの含有量は、色、及び使用目的により適宜選択されるが、インク組成物全体の重量に対し、0.1〜20重量%であることが好ましく、0.5〜10重量%であることがより好ましく、1〜5重量%であることが更に好ましい。
【0281】
<分散剤>
本発明に適用されるインク組成物は、分散剤を含有することが好ましい。特に顔料を使用する場合において、顔料をインク組成物中に安定に分散させるため、分散剤を含有することが好ましい。分散剤としては、高分子分散剤が好ましい。なお、本発明における「高分子分散剤」とは、重量平均分子量が1,000以上の分散剤を意味する。
【0282】
高分子分散剤としては、DISPERBYK−101、DISPERBYK−102、DISPERBYK−103、DISPERBYK−106、DISPERBYK−111、DISPERBYK−161、DISPERBYK−162、DISPERBYK−163、DISPERBYK−164、DISPERBYK−166、DISPERBYK−167、DISPERBYK−168、DISPERBYK−170、DISPERBYK−171、DISPERBYK−174、DISPERBYK−182(BYKケミー社製);EFKA4010、EFKA4046、EFKA4080、EFKA5010、EFKA5207、EFKA5244、EFKA6745、EFKA6750、EFKA7414、EFKA745、EFKA7462、EFKA7500、EFKA7570、EFKA7575、EFKA7580(エフカアディティブ社製);ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100(サンノプコ(株)製);ソルスパース(SOLSPERSE)3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、22000、24000、26000、28000、32000、36000、39000、41000、71000などの各種ソルスパース分散剤(Noveon社製);アデカプルロニックL31、F38、L42、L44、L61、L64、F68、L72、P95、F77、P84、F87、P94、L101、P103、F108、L121、P−123((株)ADEKA製);イオネットS−20(三洋化成工業(株)製);ディスパロン KS−860、873SN、874(高分子分散剤)、#2150(脂肪族多価カルボン酸)、#7004(ポリエーテルエステル型)(楠本化成(株)製)が挙げられる。
【0283】
インク組成物中における分散剤の含有量は、使用目的により適宜選択されるが、インク組成物全体の重量に対し、0.05〜15重量%であることが好ましい。
【0284】
<界面活性剤>
本発明に適用されるインク組成物は、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤を含有しないか、又は、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤の総含有量が、インク組成物の全重量に対し、0.01重量%未満であることが好ましく、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤を含有しないか、又は、0.005重量%以下であることがより好ましく、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤を含有しないことが特に好ましい。
【0285】
なお、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤以外の界面活性剤としては、特開昭62−173463号、同62−183457号の各公報に記載されたものが挙げられる。例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第四級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。
【0286】
また、本発明に適用されるインク組成物は、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤以外の界面活性剤も、含有しないか、又は、その含有量が、インク組成物の全重量に対し、0.01重量%未満であることが好ましく、含有しないか、又は、その含有量が、0.005重量%以下であることがより好ましく、含有しないことが特に好ましい。
【0287】
市販品で入手できるシリコ−ン系界面活性剤としては、例えば、BYK−307(BYK Chemie社製)が挙げられる。
【0288】
<オリゴマー>
本発明に適用されるインク組成物は、オリゴマーを含有することが好ましい。
【0289】
オリゴマーは、一般に有限個(一般的には5〜100個)のモノマーが結合した重合体であり、オリゴマーと称される公知の化合物を任意に選択可能であるが、本発明においては、重量平均分子量が400〜10,000(より好ましくは500〜5,000)の重合体を選択することが好ましい。
【0290】
前記オリゴマーは、ラジカル重合性基を有していてもよい。前記ラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和基が好ましく、(メタ)アクリロキシ基がより好ましい。
【0291】
本発明におけるオリゴマーとしては、いかなるオリゴマーでもよいが、例えば、オレフィン系(エチレンオリゴマー、プロピレンオリゴマー、ブテンオリゴマー等)、ビニル系(スチレンオリゴマー、ビニルアルコールオリゴマー、ビニルピロリドンオリゴマー、アクリレートオリゴマー、メタクリレートオリゴマー等)、ジエン系(ブタジエンオリゴマー、クロロプレンゴム、ペンタジエンオリゴマー等)、開環重合系(ジ−,トリ−,テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリエチルイミン等)、重付加系(オリゴエステルアクリレート、ポリアミドオリゴマー、ポリイソシアネートオリゴマー)、付加縮合オリゴマー(フェノール樹脂、アミノ樹脂、キシレン樹脂、ケトン樹脂等)等を挙げることができる。この中で、オリゴエステル(メタ)アクリレートが好ましく、その中では、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレートがより好ましく、ウレタン(メタ)アクリレートが更に好ましい。
【0292】
ウレタン(メタ)アクリレートとしては、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート、芳香族ウレタン(メタ)アクリレートが好ましく挙げられるが、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレートがより好ましく挙げられる。
【0293】
また、ウレタン(メタ)アクリレートは、4官能以下のウレタン(メタ)アクリレートであることが好ましく、2官能以下のウレタン(メタ)アクリレートであることがより好ましい。
【0294】
ウレタン(メタ)アクリレートを含有することにより、基材の密着性に優れ、硬化性に優れるインク組成物が得られる。
【0295】
オリゴマーについて、オリゴマーハンドブック(古川淳二監修、(株)化学工業日報社)も参照することができる。
【0296】
また、オリゴマーの市販品としては、以下に示すものが例示できる。
【0297】
ウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、第一工業製薬(株)製のR1204、R1211、R1213、R1217、R1218、R1301、R1302、R1303、R1304、R1306、R1308、R1901、R1150等や、ダイセル・サイテック(株)製のEBECRYLシリーズ(例えば、EBECRYL230、270、4858、8402、8804、8807、8803、9260、1290、1290K、5129、4842、8210、210、4827、6700、4450、220)、新中村化学工業(株)製のNKオリゴU−4HA、U−6HA、U−15HA、U−108A、U200AX等、東亞合成(株)製のアロニックスM−1100、M−1200、M−1210、M−1310、M−1600、M−1960、Sartomer社製のCN964A85、CN962、CN983等が挙げられる。
【0298】
ポリエステル(メタ)アクリレートとしては、例えば、ダイセル・サイテック(株)製のEBECRYLシリーズ(例えば、EBECRYL770、IRR467、81、84、83、80、675、800、810、812、1657、1810、IRR302、450、670、830、870、1830、1870、2870、IRR267、813、IRR483、811等)、東亞合成(株)製のアロニックスM−6100、M−6200、M−6250、M−6500、M−7100、M−8030、M−8060、M−8100、M−8530、M−8560、M−9050等が挙げられる。
【0299】
また、エポキシ(メタ)アクリレートとしては、例えば、ダイセル・サイテック(株)製のEBECRYLシリーズ(例えば、EBECRYL600、860、2958、3411、3600、3605、3700、3701、3703、3702、3708、RDX63182、6040等)等が挙げられる。
【0300】
オリゴマーは、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
【0301】
本発明に適用されるインク組成物におけるオリゴマーの含有量としては、インク組成物の全重量に対して、0.1〜50重量%であることが好ましく、0.5〜20重量%であることがより好ましく、1〜10重量%であることが更に好ましい。
【0302】
<その他の成分>
本発明に適用されるインク組成物は、必要に応じて、前記各成分以外に、共増感剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、褪色防止剤、導電性塩類、溶剤、塩基性化合物等を含んでいてもよい。これらその他の成分としては、公知のものを用いることができ、例えば、特開2009−221416号公報に記載されているものが挙げられる。
【0303】
本発明に適用されるインク組成物は、保存性を高める観点から、重合禁止剤を含有することが好ましい。
【0304】
インク組成物をインクジェット記録用インク組成物として使用する場合には、25〜80℃の範囲で加熱、低粘度化して吐出することが好ましく、熱重合によるヘッド詰まりを防ぐために、重合禁止剤を添加することが好ましい。
【0305】
重合禁止剤としては、ニトロソ系重合禁止剤、ハイドロキノン、ベンゾキノン、p−メトキシフェノール、TEMPO、TEMPOL、クペロンAl、ヒンダードアミン等が挙げられ、中でもニトロソ系重合禁止剤、ヒンダードアミン系重合禁止剤が好ましい。
【0306】
本発明に好ましく使用されるニトロソ系重合禁止剤の具体例を以下に示すがこれらに限定されるものではない。
【0307】
【化23】
【0308】
ニトロソ系重合禁止剤の市販品として、FIRSTCURE ST−1(Chem First社製)等が挙げられる。ヒンダードアミン系重合禁止剤の市販品としてTINUVIN292、TINUVIN770DF、TINUVIN765、TINUVIN123が挙げられる。
【0309】
本発明に適用されるインク組成物中における重合禁止剤の含有量は0.01〜2重量%が好ましく、0.1〜1.5重量%がより好ましく、0.2〜1.2重量%が更に好ましい。上記の数値の範囲内であると、インク組成物の調製時、保管時の重合を抑制でき、インクジェットノズルの詰まりを防止できる。
【実施例】
【0310】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【0311】
なお、以下の記載における「部」とは、特に断りのない限り「重量部」、「%」は「重量%」を示すものとする。
【0312】
本発明で使用した素材は下記に示す通りである。
・IRGALITE BLUE GLVO(シアン顔料、BASFジャパン(株)製)
・CINQUASIA MAGENTA RT−355−D(マゼンタ顔料、BASFジャパン(株)製)
・NOVOPERM YELLOW H2G(イエロー顔料、クラリアント社製)
・SPECIAL BLACK 250(ブラック顔料、BASFジャパン(株)製)
・SOLSPERSE32000(分散剤、Noveon社製)
・NVC(V−CAP、N−ビニルカプロラクタム、アイエスピー・ジャパン(株)製)
・NVF:N−ビニルホルムアミド(ビームセット770、荒川化学工業(株)製)
・CTFA(SR531、サイクリックトリメチロールプロパンフォーマルアクリレート、5重量%のトリメチロールプロパントリアクリレートを含有、Sartomer社製)
・PEA(SR339、フェノキシエチルアクリレート、Sartomer社製)
・IBOA(SR506、イソボロニルアクリレート、Sartomer社製)
・SR351S(トリメチロールプロパントリアクリレート、Sartomer社製)
・SR454(式(II−a)の化合物、Sartomer社製)
・SR9020(式(II−b)の化合物、Sartomer社製)
・SR9021(式(II−c)の化合物、Sartomer社製)
・DPGDA(SR508、ジプロピレングリコールジアクリレート、Sartomer社製)
・SR9035:エチレンオキシド15モル付加トリメチロールプロパントリアクリレート、Sartomer社製)
・CN964A85(オリゴマー、2官能脂肪族ウレタンアクリレート、15重量%トリプロピレングリコールジアクリレート含有、Sartomer社製)
・CN962(オリゴマー、2官能脂肪族ウレタンアクリレート、Sartomer社製)
・IRGACURE369(α−アミノアルキルケトン光重合開始剤、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、BASFジャパン(株)製)
・IRGACURE819(光重合開始剤、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、BASFジャパン(株)製)
・TPO(DAROCURE TPO、光重合開始剤、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、BASFジャパン(株)製)
・ITX(増感剤、イソプロピルチオキサントン、シェルケミカルズジャパン(株)製)
・ST−1(FIRSTCURE ST−1、重合禁止剤、トリス(N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシアミン)アルミニウム塩(8重量%)とフェノキシエチルアクリレート(92重量%)との混合物、Chem First社製)
・BYK−307(シリコーン系界面活性剤、BYK Chemie社製)
(マゼンタミルベースの調製)
・マゼンタ顔料:CINQUASIA MAGENTA RT−355D(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 30重量部
・SR9003(プロポキシ化(2)ネオペンチルグリコールジアクリレート(ネオペンチルグリコールプロピレンオキサイド2モル付加物をジアクリレート化した化合物、SARTOMER社製) 49重量部
・SOLSPERSE32000(分散剤、Noveon社製) 20重量部
・FIRSTCURE ST−1(重合禁止剤、Chem First社製) 1重量部
上記の成分を撹拌混合し、マゼンタミルベースを得た。なお、顔料ミルベースの調製は分散機モーターミルM50(アイガー社製)に入れて、直径0.65ミリメートルのジルコニアビーズを用い、周速9メートル毎秒で8時間分散した。
【0313】
(シアンミルベースの調製)
・シアン顔料:IRGALITE BLUE GLVO(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 30重量部
・SR9003 49重量部
・SOLSPERSE32000 20重量部
・FIRSTCURE ST−1 1重量部
上記の成分を、マゼンタミルベースの調製と同様の分散条件で撹拌混合し、シアンミルベースを得た。
【0314】
(イエローミルベースの調製)
・イエロー顔料:NOVOPERM YELLOW H2G(クラリアント社製)
30重量部
・SR9003 29重量部
・BYK168(分散剤、BYK Chemie社製) 40重量部
・FIRSTCURE ST−1(重合禁止剤、Chem First社製) 1重量部
上記の成分をマゼンタミルベースの調製と同様の分散条件で撹拌混合し、イエローミルベースを得た。
【0315】
(ブラックミルベースの調製)
・ブラック顔料:SPECIAL BLACK 250(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 30重量部
・SR9003 49重量部
・SOLSPERSE32000 20重量部
・FIRSTCURE ST−1 1重量部
上記の成分を、マゼンタミルベースの調製と同様の分散条件で撹拌混合し、ブラックミルベースを得た。
【0316】
(実施例1〜22及び比較例1〜10のインク組成物)
<インク組成物の作製方法>
表1及び表2に記載の素材を混合、撹拌することで、各インク組成物を調製し、実施例1〜22、及び、比較例1〜10のインクをそれぞれ得た。なお、表中の数値は各成分の配合量(重量部)を表す。
【0317】
画像は双向印刷モード8回のマルチパスにおいて描画する。この場合ヘッドノズルを略スワス幅で8分割された最上流側のスワス幅ノズル列から吐出されたインク組成物には、15回のピニング露光が施される。下流端側のスワス幅ノズル列から吐出されたインク組成物には1〜3回の上流端側からのインク組成物への露光よりも少ない回数、ピニング露光が行われる。
【0318】
インク組成物へのピニング露光が施された後、被記録媒体がキュアリング露光光源への直下まで副走査搬送され、(キュアリング光源の副走査方向の幅/スワス幅×2(左右))回のキュアリング露光が施される。
【0319】
ピニング露光光量、キュアリング露光光量の適した範囲を求める前に、先ず、総露光光量を350ミリジュール毎平方センチメートルと仮定して、インクの硬化感度、基材密着性、吐出安定性、光沢度の評価、測定を行った。
【0320】
<硬化感度の評価>
上記印刷方法によりポリ塩化ビニル製のシート上に12マイクロメートル膜厚の100パーセントのベタ画像を印刷した。
【0321】
印刷後の表面の色移りとベトツキが無くなる露光エネルギーによって硬化感度を定義した。印刷後の表面のベトツキの有無は触診で、色移りは印刷直後に普通紙(富士ゼロックス(株)社製コピー用紙C2)を押し付け判断した。色移り、ベトツキがないほど感度が高いと評価し、以下の基準で評価した。この場合3以上が実用上の問題がないことになる。
【0322】
5:色移りなし、ベトツキなし。
【0323】
4:色移りなし、ベトツキもほとんどなし。
【0324】
3:色移りなし、ややベトツキあり。
【0325】
2:若干色移りあり、ややべとつきあり。
【0326】
1:色移りあり、ベトツキあり
<基材密着性の評価>
ポリ塩化ビニル性基材との密着性評価方法としてクロスハッチテスト(JIS K5600−5−6)を行った。上記インクジェット記録方法に従い、画像部の平均膜厚が12マイクロメートルのベタ画像を描画した。その後、各々の印刷物に対して、クロスハッチテストを実施した。なお、評価は、JIS K5600−5−6に従い、0〜5の6段階評価とした。ここで、評価0がカットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にも剥がれがないことを意味し以下の分類で評価した。
【0327】
5:JIS K5600−5−6による評価 0
4:JIS K5600−5−6による評価 1
3:JIS K5600−5−6による評価 2
2:JIS K5600−5−6による評価 3
1:JIS K5600−5−6による評価 4,5
評価3以上が実用上許容できる。
【0328】
<吐出安定性の評価>
得られたインク組成物を室温(25℃)で二週間保存後、上記インクジェット記録装置を用いて、被記録媒体への記録を行い、常温(25℃)で3時間連続印字したときの、ドット抜け及びインクの飛び散りの有無を目視にて観察し、下記基準により評価した。
【0329】
5:ドット抜け又はインクの曲がりが発生しない。
【0330】
4:ドット抜け又はインクの飛び散りの発生が1〜2回発生する。
【0331】
3:ドット抜け又はインクの飛び散りが3〜4回発生する。
【0332】
2:ドット抜け又はインクの飛び散りが5回以上発生する。
【0333】
1:ドット抜け又はインクの飛び散りが10回以上発生する。
【0334】
評価3以上が実用上許容できる。
【0335】
<光沢度の測定>
被記録媒体として、三菱製紙製の特菱アート紙(坪量104グラム枚平方メートル)を用い、上記インクジェット記録方法に従い、ベタ画像を描画した。得られたベタ画像について、JIS Z8741に基づき、Sheen Instruments社製光沢度計を用い、測定角60°で測定を行った。下記基準に従い評価点をつけた。
【0336】
5:光沢度25以上
4:光沢度20以上25未満
3:光沢度15以上20未満
2:光沢度10以上15未満
1:光沢度10未満
評価3以上が実用上許容できる。
【0337】
以上の評価結果を〔表1〕及び〔表2〕に記した。なお、表中の「−」は当該成分が非含有であることを表す。また、表中の(*)印は、下記を意味する。(*1)は、ST−1中に含まれる92重量%のPEA(溶剤)の量を含むことを表す。(*2)は、CTF中の不純物である5重量%のTMPTAの量を含むことを表す。(*3)は、各ミルベース中のSR9003の量を含むことを表す。
【0338】
【表1】
【0339】
【表2】
【0340】
<硬化エネルギーの評価>
次に、仮硬化エネルギー(ピニング露光量)、本硬化エネルギー(キュアリング露光量)の適正範囲を求める評価、実験について以下に説明する。
【0341】
上記したインクの硬化感度、基材密着性、吐出安定性、光沢度の評価、測定結果から、上記〔表1〕に示される実施例9,10,8,12をそれぞれY,M,C,K色のインクセットとして選択した。
【0342】
上記した硬化感度、基材密着性、吐出安定性、光沢度の評価、測定と同様に、インクジェット記録装置として、上記したインクジェット記録装置10を適用した。なお、仮硬化光源及び本硬化光源の発光波長(ピーク値)は385ナノメートルとした。なお、仮硬化光源及び本硬化光源の発光波長(ピーク値)は、380ナノメートル以上390ナノメートル以下の範囲で同様の結果を得られると予想される。
【0343】
ピニング露光量が小さいときは画像形成した際に、1スワス内のバンドの中に濃度の異なるムラ、光沢感の異なるムラが発生することがバンディング現象として一般的に知られている。このバンディング現象を見るために、YMCK単色と2次色(RGB)、3次色(YMC色の混合による黒)、4次色(YMCK混合による黒)色からなる9色の30ミリメートル×40ミリメートル程のパッチを平網点率、40パーセント、60パーセント、80パーセント、100パーセントで、縦(副走査方向)に並べた評価画像を出力して、目視による比較評価を行った。被記録媒体としてはバンディング現象が比較的発生し易いと思われたコート紙、OKトップコート(王子製紙(株))を用いた。
【0344】
目視評価でバンディングの優位差が現れたK単色、3次色、4次色による比較結果を〔表3〕に示す。下記基準に従い評価点をつけた。
【0345】
5:バンディングがどの方向からも目視されない。
【0346】
4:バンディングがある方向から僅かに視認される。
【0347】
3:バンディングが僅かにあるが印刷物として許容される。
【0348】
2:バンディングが視認され、印刷物として許容できない。
【0349】
1:バンディングが顕著であり、印刷物としての価値が低い。
【0350】
【表3】
【0351】
ピニング露光量を4ミリジュール毎平方センチメートルとして、キュアリング露光量を149ミリジュール毎平方センチメートルから560ミリジュール毎平方センチメートルまで変化させて、被記録媒体としてポリ塩化ビニル製のシート上に、バンディングを比較した際と同じ画像を作画して、その硬化したインク面の硬化性と密着性をインク組成物の比較と同じように比較評価した。下記基準に従い評価点をつけた。
【0352】
結果を〔表4〕に示す。
【0353】
【表4】
【0354】
上記〔表3〕及び〔表4〕に示した評価結果から、上記〔表1〕に示したインクを用いた画像記録では、仮硬化エネルギーとして、2ミリジュール毎平方センチメートル以上20ミリジュール毎平方センチメートル以下が好ましい。
【0355】
室温中において仮硬化光源から1平方センチメートルあたり560ミリジュールを与えた場合の温度上昇の様子を図12に示す。
【0356】
実験に供したプリンターは、ラジエータ、ファン、冷却水タンクからなる水冷システムである。ラジエータがファンで空冷されながら、ラジエータ中の冷却水が、水タンク、左本硬化光源、左仮硬化光光源、右仮硬化光源の冷却パッド、右本硬化光源の冷却パッドを循環し、ラジエータに戻る循環システムを有する。
【0357】
図12において、P1はラジエータの出力、P2はラジエータの入力、P3は水タンク、P4は本硬化光源の水パイプ入力、P5は本硬化光源側の冷却パッド側面、P6は本硬化光源の水パイプ出力における測定値を表している。
【0358】
図12中、最も高温に達するカーブがキュアリング光源の水冷パッドの温度(P5)であり、最も近い温度になっているものが、そのパッドから出た冷却水の流れるパイプ表面温度(P6)である。
【0359】
次に高温に達するものがラジエータへの冷却水の入力部(P2)、そのラジエータによって冷却された冷却水の流れ出る部分が下から2番目(20分後)のカーブ(P1)である。冷却水タンク中の冷却水の温度が下から3番目の温度(P3)(20分後)となる。
【0360】
この評価によって温度上昇的にも1平方センチメートルあたり560ミリジュールでは、LEDの冷却として問題ないことが確認された。
【0361】
以上、本発明に適用されるインクジェット記録装置及びインクジェットヘッド駆動方法について詳細に説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更が可能である。
【0362】
〔付記〕
上記に詳述した実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
【0363】
(第1態様):活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出したインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、前記インクジェットヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段と、前記仮硬化手段とは別に設けられ、前記仮硬化手段によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段と、を備え、前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、前記ラジカル重合開始剤量がインク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下であるとともに、前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下であるインクジェット記録装置。
【0364】
かかる態様によれば、仮硬化手段から記録媒体の描画エリアに与えられるエネルギーを2ミリジュール以上20ミリジュール以下とすることで、インクと媒体との密着性がより高められ、かつ、媒体上における着弾干渉による細線再現性の低下、濃度むら、光沢むらが回避され、好ましい画像を得ることができる。
【0365】
また、本硬化手段から記録媒体の描画エリアに与えられるエネルギーを200ミリジュール毎平方センチメートル以上560ミリジュール毎平方センチメートルとすることで、本硬化手段におけるエネルギー損失を抑えつつ、本硬化処理に費やされる時間をより短くすることができる。
【0366】
(第2態様):活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出したインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、前記インクジェットヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段と、前記仮硬化手段とは別に設けられ、前記仮硬化手段によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段と、を備え、前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1の単官能ラジカル重合性化合物がN-ビニル化合物であるとともに、その含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、アクリレートオリゴマーを含有するとともに、アシルフォスフィン系からなるラジカル重合開始剤量が、インク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下含有するとともに、前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下であるインクジェット記録装置。
【0367】
(第3態様):活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出したインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、前記インクジェットヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段と、前記仮硬化手段とは別に設けられ、前記仮硬化手段によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段と、を備え、前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)次式(I)で表される化合物とを含有し、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し1重量パーセント以上40重量パーセント以下であり、成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下であるインクジェット記録装置。
【0368】
【化1】
【0369】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
(第4態様):前記インクは、成分A−2は、次式(II)で表される化合物を少なくとも2種含有し、成分A−2の含有量が成分Aの総重量に対し0.1重量パーセント以上25重量パーセント以下である。
【0370】
【化2】
【0371】
(式(II)中、R11はそれぞれ独立に水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0から5の整数を表す。)
(第5態様):前記仮硬化手段は、発光ダイオードを具備しているインクジェット記録装置。
【0372】
かかる態様によれば、電流制御による照射エネルギーの調整が容易であり、照射エネルギーの調整範囲を広範囲にすることができる。
【0373】
かかる態様において、複数の発光ダイオードを備え、複数の発光ダイオードを所定の配置パターンで配置する態様が好ましい。
【0374】
(第6態様):前記仮硬化手段の発光波長のピークは、380ナノメートル以上390ナノメートル以下であるインクジェット記録装置。
【0375】
かかる態様によれば、上記インクに適した好ましい硬化エネルギーを得ることができる。
【0376】
(第7態様):前記インクは、成分A−1−1がN−ビニルカプロラクタムであるインクジェット記録装置。
【0377】
(第8態様):前記インクは、成分A−1として、更に(成分A−1−3)芳香族炭化水素環を有する(メタ)アクリレート化合物を、成分A−1の総重量に対し5重量パーセント以上40重量パーセント以下含有するインクジェット記録装置。
【0378】
(第9態様):前記インクは、成分Bとして、(成分B−1)モノアシルホスフィンオキサイド化合物及び/又は(成分B−2)ビスアシルホスフィンオキサイド化合物、並びに、(成分B−3)チオキサントン化合物を含有するインクジェット記録装置。
【0379】
(第10態様):前記インクは、前記式(II)で表される化合物の少なくとも1つがトリメチロールプロパントリアクリレートであり、その含有量が成分Aの総重量に対し0.5重量パーセント以上8重量パーセント以下であるインクジェット記録装置。
【0380】
(第11態様):前記インクは、成分Bとして、成分B−1を含有し、その含有量がインク組成物全重量に対し3重量パーセント以下であるインクジェット記録装置。
【0381】
(第12態様):成分A−2として、式(II’)で表される化合物を少なくとも1種含有するインクジェット記録装置。
【0382】
【化3】
【0383】
(式(II’)中、R11は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0〜5の整数を表し、p+q+r≧1の関係を満たす。)
(第13態様):活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動させながら、インクジェットヘッドから前記インクを吐出させるインク吐出工程と、前記記録媒体を前記相対移動方向と直交する方向へ搬送する記録媒体搬送工程と、前記インクジェットヘッドとともに前記記録媒体に対して相対移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化工程と、前記仮硬化工程によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化工程と、を含み、前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、前記ラジカル重合開始剤量がインク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下であるとともに、前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下である画像記録方法。
【0384】
(第14態様):活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動させながら、インクジェットヘッドから前記インクを吐出させるインク吐出工程と、前記記録媒体を前記相対移動方向と直交する方向へ搬送する記録媒体搬送工程と、前記インクジェットヘッドとともに前記記録媒体に対して相対移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化工程と、前記仮硬化工程によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化工程と、を含み、前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1の単官能ラジカル重合性化合物がN-ビニル化合物であるとともに、その含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、アクリレートオリゴマーを含有するとともに、アシルフォスフィン系からなるラジカル重合開始剤量が、インク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下含有するとともに、前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下である画像記録方法。
【0385】
(第15態様):活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動させながら、インクジェットヘッドから前記インクを吐出させるインク吐出工程と、前記記録媒体を前記相対移動方向と直交する方向へ搬送する記録媒体搬送工程と、前記インクジェットヘッドとともに前記記録媒体に対して相対移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化工程と、前記仮硬化工程によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化工程と、を含み、前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)式(I)で表される化合物とを含有し、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し1重量パーセント以上40重量パーセント以下であり、成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、前記仮硬化工程の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、前記本硬化工程の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下である画像記録方法。
【0386】
【化1】
【0387】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
【符号の説明】
【0388】
10…インクジェット記録装置、12…記録媒体、24,24W,24M,24Lm,24C,24Lc,24Y,24K…インクジェットヘッド、32A、32B…仮硬化光源、34A、34B…本硬化光源、70…ノズル
【技術分野】
【0001】
本発明はインクジェット記録装置及び画像形成方法に係り、特に紫外線等の活性光線の照射によって硬化するインクを用いるインクジェット方式の画像形成技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、汎用の画像形成装置として、インクジェットヘッドからカラーインクを吐出させて、記録媒体上に所望の画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。近年、紙などの浸透性を有する媒体だけでなく、樹脂フィルムなどの非浸透性(難浸透性)媒体が使用されるようになり、媒体上に着弾したインクに活性光線として紫外線を照射して硬化させる装置が提案されている。かかる装置に適用される紫外線硬化型インクは、紫外線に対して所定の感度を有する開始剤が含有されている。
【0003】
紫外線硬化型インクが適用されるインクジェット記録装置では、インクジェットヘッドが搭載されるキャリッジに紫外線照射用の光源を搭載し、紫外線光源をインクジェットヘッドに追従して走査させ、媒体に着弾した直後のインク液滴に紫外線を照射して、インク液滴の位置ずれや着弾干渉を回避している。
【0004】
特許文献1及び特許文献2は、インクジェットヘッドの主走査方向の両側に配置された硬化用光源が記録媒体の搬送方向下流側に移動可能に構成された、紫外線硬化型のプリントシステムを開示している。特許文献1、2に記載されたプリントシステムは、インク打滴の直後に低光量の紫外線を照射してインク液滴を半硬化(仮硬化)させ、一定時間経過した後に高光量の紫外線を照射してインク液滴を本硬化させている。
【0005】
特許文献3は、第1のパスで付着させたインクの露出面が非硬化形態で、内部が硬化されるようにインクを部分的に硬化させる工程と、第1のパス及び第2のパスで付着させたインクを全体にわたって硬化させる工程と、を含む印刷方法を開示している。
【0006】
特許文献4は、仮硬化の照射エネルギーを本硬化の照射エネルギーの5パーセントから50パーセントとするインクジェットシステムを開示している。
【0007】
特許文献5は、本硬化の照射エネルギーの好ましい範囲として、200ミリジュール毎平方センチメートルから500ミリジュール毎平方センチメートル、仮硬化の照射エネルギーの好ましい範囲として、3ミリジュール毎平方センチメートルから30ミリジュール毎平方センチメートルを開示している。
【0008】
なお、打滴直後のインク滴の移動、変形を阻止する程度に、インクを部分的に硬化させる工程は、「仮硬化」、「部分硬化」、「半硬化」、「ピニング(pinning)」或いは「セット(set)」などと呼ばれる。本明細書では「仮硬化」、「ピニング」という用語を用いる。一方、仮硬化後に、さらなるUV照射を行い、インクを十分に硬化させる工程は「本硬化」或いは「キュアリング(curing)」と呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】米国特許第7600867号明細書
【特許文献2】米国特許第6457823号明細書
【特許文献3】特許第4519641号公報
【特許文献4】米国特許出願公開第2003/0035037号明細書
【特許文献5】特開2011−62995号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
仮硬化用の光源と本硬化用の光源が分離された構成は、上記特許文献1,2等に開示されているように従来知られているが、かかる構成における仮硬化や本硬化の最適光量は知られていない。
【0011】
インク組成物とメディアとの密着性を向上させるには、本硬化光源と仮硬化光源とを分離させ、仮硬化の光量をより低くすると効果的である。これは、インク組成物を仮硬化させた後に本硬化させると、インク組成物とメディアとの間に相互作用が働くためと考えられる。
【0012】
一方、仮硬化の光量が低すぎると、着弾干渉によるドット流れ(ドットの移動)や細線の再現性低下を招くばかりか、副走査方向の一スワス幅単位で起こる濃度むらや光沢むらに起因するバンドむら(バンディング)が発生して、致命的な画像品質の低下を引き起こす。他方、仮硬化の光量が高すぎると、インク組成物とメディアとの密着性を向上させることができず、仮硬化光源と本硬化光源とを分離させた本来の効果を得ることができない。
【0013】
また、表面自由エネルギーが高く、インク組成物が濡れ広がりにくいメディア(ポリ塩化ビニル等)が使用されると、特に双方向の画像形成を行う場合に、バンド内ではなく、バンド周期の光沢性の違いが顕著になる。
【0014】
本硬化について、照射エネルギー(照射光量)が大きいほど、インク組成物の硬化が進み、堅牢な画像膜が形成される。照射エネルギーは照度と照射時間の積で求められるので、照射エネルギーをより大きくするには、画像形成の速度を落として照射時間を大きくするか、照度を大きくすることが考えられる。画像形成の速度を落とすと生産性に直接の影響を与えてしまい、工業製品としての価値を低下させてしまう。
【0015】
照射を大きくすると、エネルギー損失の増加による発熱が問題となる。光源として紫外線を発光させる紫外線LEDが適用した場合には、LEDの数を増やすか、LEDの一素子あたりの発光量を大きくすることで、照度を大きくすることができる。現在使用可能な紫外LEDは可視光のLEDよりも発光効率が低く、投入される電力の80%から90%は熱として消費されてしまう。
【0016】
すなわち、照度を大きくするためにLEDの素子数を増やすと、エネルギー損失による発熱が問題となる。かかる問題を解決するために、本硬化光源を冷却するための装置の大型化してしまい、装置全体の大型化、製品コストの上昇により工業製品としての価値を低下させてしまう。
【0017】
特許文献1から特許文献3は、仮硬化と本硬化とを分離させた構成を開示しているものの、仮硬化に最適な硬化エネルギー、本硬化に最適な硬化エネルギーに関して開示をしていない。特許文献4,5は、仮硬化における照射エネルギー量及び本硬化における照射エネルギー量を例示しているものの、インク組成物などの他の条件との関係が明示されておらず、インクジェット方式の画像形成における、様々な条件に対応できるものではないといえる。
【0018】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、活性光線の照射により硬化する液体を用いた画像記録において、一定の画像品質及び一定の生産性が確保された好ましい画像記録が実現されるインクジェット記録装置及び画像記録方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0019】
上記目的を達成するために、本発明に係るインクジェット記録装置は、活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出したインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、前記インクジェットヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段と、前記仮硬化手段とは別に設けられ、前記仮硬化手段によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段と、を備え、前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)次式(I)で表される化合物とを含有し、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し1重量パーセント以上40重量パーセント以下であり、成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、成分A−2は、次式(II)で表される化合物を少なくとも2種含有し、成分A−2の含有量が成分Aの総重量に対し0.1重量パーセント以上25重量パーセント以下であり、前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下である。
【0020】
【化1】
【0021】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
【0022】
【化2】
【0023】
(式(II)中、R11はそれぞれ独立に水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0から5の整数を表す。)
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、仮硬化手段から記録媒体の描画エリアに与えられるエネルギーを2ミリジュール以上20ミリジュール以下とすることで、インクと媒体との密着性がより高められ、かつ、媒体上における着弾干渉による細線再現性の低下、濃度むら、光沢むらが回避され、好ましい画像を得ることができる。
【0025】
また、本硬化手段から記録媒体の描画エリアに与えられるエネルギーを200ミリジュール毎平方センチメートル以上560ミリジュール毎平方センチメートルとすることで、本硬化手段におけるエネルギー損失を抑えつつ、本硬化処理に費やされる時間をより短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図
【図2】図1に示すインクジェット記録装置の用紙搬送路を模式的に示す説明図
【図3】図1に示すインクジェットヘッド及び紫外線照射部の配置構成を示す平面透視図
【図4】インクジェットヘッドのノズル配置を示すインク吐出面の平面図
【図5】インクジェットヘッドの立体構造を示す断面図
【図6】図1に示すインクジェット記録装置のインク供給系の構成を示すブロック図
【図7】図1に示すインクジェット記録装置の制御系の要部構成を示すブロック図
【図8】N回書きのマルチパス印字による作画動作を説明する模式図
【図9】8回書きの各走査により記録される打滴位置の説明図
【図10】インクジェットヘッド及び紫外線照射部の配置構成を示す斜視図
【図11】a:仮硬化光源の構造例を示す平面図、:b本硬化光源の構造例を示す平面図
【図12】駆動状態における温度上昇の説明図
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【0028】
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図1は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図である。このインクジェット記録装置10は、紫外線硬化型インク(UV硬化インク)を用いて記録媒体12上にカラー画像を形成するワイドフォーマットプリンタである。ワイドフォーマットプリンタは、大型ポスターや商業用壁面広告など、広い描画範囲を記録するのに好適な装置である。ここでは、A3ノビ以上に対応するものを「ワイドフォーマット」と呼ぶ。
【0029】
インクジェット記録装置10は、装置本体20と、この装置本体20を支持する支持脚22と、を備えている。装置本体20には、記録媒体(メディア)12に向けてインクを吐出するドロップオンデマンド型のインクジェットヘッド24と、記録媒体12を支持するプラテン26と、ヘッド移動手段(走査手段)としてのガイド機構28及びキャリッジ30が設けられている。
【0030】
ガイド機構28は、プラテン26の上方において、記録媒体12の搬送方向(X方向)に直交し且つプラテン26の媒体支持面と平行な走査方向(Y方向)に沿って延在するように配置されている。キャリッジ30は、ガイド機構28に沿ってY方向に往復移動可能に支持されている。キャリッジ30には、インクジェットヘッド24が搭載されるとともに、記録媒体12上のインクに紫外線を照射する仮硬化光源(ピニング光源)32A、32Bと、本硬化光源(キュアリング光源)34A、34Bとが搭載されている。
【0031】
仮硬化光源32A、32Bは、インクジェットヘッド24から吐出されたインク滴が記録媒体12に着弾した後に、隣接液滴同士が合一化しない程度にインクを仮硬化させるための紫外線を照射する光源である。仮硬化光源32A、32Bから紫外線が照射されたインクは、着弾干渉を回避するものの、ドット展開がされる(十分に広がることができる)程度に仮硬化する。
【0032】
本硬化光源34A、34Bは、仮硬化後に追加露光を行い、最終的にインクを完全に硬化(本硬化)させるための紫外線を照射する光源である。本硬化光源34A、34Bは、記録媒体12上のインクに仮硬化光源32A、32Bから紫外線を照射した後の追加露光を行い、最終的にインクを完全に硬化(本硬化)させるための紫外線を照射する光源である。
【0033】
キャリッジ30上に配置されたインクジェットヘッド24、仮硬化光源32A、32B及び本硬化光源34A、34Bは、ガイド機構28に沿ってキャリッジ30とともに一体的に(一緒に)移動する。キャリッジ30の往復移動方向(Y方向)が「主走査方向」、記録媒体12の搬送方向(X方向)が「副走査方向」に相当する。
【0034】
記録媒体12には、紙、不織布、塩化ビニル、合成化学繊維、ポリエチレン、ポリエステル、ターポリンなど、材質を問わず、また、浸透性媒体、非浸透性媒体を問わず、様々な媒体を用いることができる。記録媒体12は、装置の背面側からロール紙状態(図2参照)で給紙され、印字後は装置正面側の巻き取りローラ(図1中不図示、図2の符号44)で巻き取られる。プラテン26上に搬送された記録媒体12に対して、インクジェットヘッド24からインク滴が吐出され、記録媒体12上に付着したインク滴に対して仮硬化光源32A、32B、本硬化光源34A、34Bから紫外線が照射される。
【0035】
図1において、装置本体20の正面に向かって左側の前面に、インクカートリッジ36の取り付け部38が設けられている。インクカートリッジ36は、紫外線硬化型インクを貯留する交換自在なインク供給源(インクタンク)である。インクカートリッジ36は、本例のインクジェット記録装置10で使用される各色インクに対応して設けられている。色別の各インクカートリッジ36は、それぞれ独立に形成された不図示のインク供給経路によってインクジェットヘッド24に接続される。各色のインク残量が少なくなった場合にインクカートリッジ36の交換が行われる。
【0036】
また、図示を省略するが、装置本体20の正面に向かって右側には、インクジェットヘッド24のメンテナンス部が設けられている。該メンテナンス部は、非印字時におけるインクジェットヘッド24を保湿するためのキャップと、インクジェットヘッド24のノズル面(インク吐出面)を清掃するための払拭部材(ブレード、ウエブ等)が設けられている。インクジェットヘッド24のノズル面をキャッピングするキャップは、メンテナンスのためにノズルから吐出されたインク滴を受けるためのインク受けが設けられている。
【0037】
〔記録媒体搬送路の説明〕
図2は、インクジェット記録装置10における記録媒体搬送路を模式的に示す説明図である。図2に示すように、プラテン26は逆樋状に形成され、その上面が記録媒体12の支持面(媒体支持面)となる。プラテン26の近傍における記録媒体搬送方向(X方向)の上流側には、記録媒体12を間欠搬送するための記録媒体搬送手段である一対のニップローラ40が配設される。このニップローラ40は記録媒体12をプラテン26上で記録媒体搬送方向へ移動させる。
【0038】
ロール・ツー・ロール方式の媒体搬送手段を構成する供給側のロール(送り出し供給ロール)42から送り出された記録媒体12は、印字部の入り口(プラテン26の記録媒体搬送方向の上流側)に設けられた一対のニップローラ40によって、記録媒体搬送方向に間欠搬送される。インクジェットヘッド24の直下の印字部に到達した記録媒体12は、インクジェットヘッド24により印字が実行され、印字後に巻き取りロール44に巻き取られる。印字部の記録媒体搬送方向の下流側には、記録媒体12のガイド46が設けられている。
【0039】
印字部においてインクジェットヘッド24と対向する位置にあるプラテン26の裏面(記録媒体12を支持する面と反対側の面)には、印字中の記録媒体12の温度を調整するための温調部50が設けられている。印字時の記録媒体12が所定の温度となるように調整されると、記録媒体12に着弾したインク液滴の粘度や、表面張力等の物性値が所望の値になり、所望のドット径を得ることが可能となる。なお、必要に応じて、温調部50の上流側にプレ温調部52を設けてもよいし、温調部50の下流側にアフター温調部54を設けてもよい。
【0040】
〔画像形成部の構成〕
図3は、キャリッジ30上に配置されるインクジェットヘッド24と仮硬化光源32A、32B及び本硬化光源34A、34Bの配置形態の例を示す平面透視図である。
【0041】
インクジェットヘッド24には、ホワイト(白)インク(W)(CL)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)、ライトシアン(Lc)、ライトマゼンタ(Lm)、クリア(透明)インクの各色のインクごとに、それぞれ色のインクを吐出するためのノズル列61W、61M、61Lm、61C、61Lc、61Y、61K、61CLが設けられている。図3ではノズル列を点線により図示し、ノズルの個別の図示は省略されている。また、以下の説明では、ノズル列61W、61M、61Lm、61C、61Lc、61Y、61K、61CLを総称して符号61を付してノズル列を表すことがある。
【0042】
インク色の種類(色数)や色の組合せについては本実施形態に限定されない。例えば、Lc、Lmのノズル列を省略する形態、CLやWのノズル列のいずれか一方を省略する形態、メタルインクのノズル列を追加する形態、Wのノズル列に代わりメタルインクのノズル列を具備する形態、特別色のインクを吐出するノズル列を追加する形態などが可能である。また、色別のノズル列の配置順序も特に限定はない。ただし、複数のインク種のうち紫外線に対する硬化感度の低いインクを仮硬化光源32A又は仮硬化光源32Bに近い側に配置する構成が好ましい。
【0043】
色別のノズル列61ごとにヘッドモジュールを構成し、これらを並べることによって、カラー描画が可能なインクジェットヘッド24を構成することができる。例えば、イエローインクを吐出するノズル列61Yを有するヘッドモジュール24Yと、マゼンタインクを吐出するノズル列61Mを有するヘッドモジュール24Mと、シアンインクを吐出するノズル列61Cを有するヘッドモジュール24Cと、黒インクを吐出するノズル列61Kを有するヘッドモジュール24Kと、Lc、Lm、CL、Wの各色のインクを吐出するノズル列61Lc、61Lm、61CL、61Wをそれぞれ有する各ヘッドモジュール24Lc、24Lm、24CL、24Wと、をキャリッジ30の往復移動方向(主走査方向、Y方向)に沿って並ぶように等間隔に配置する態様も可能である。色別のヘッドモジュール24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24Kのモジュール群(ヘッド群)を「インクジェットヘッド」と解釈してもよいし、各モジュールをそれぞれ「インクジェットヘッド」と解釈することも可能である。或いはまた、1つのインクジェットヘッド24の内部で色別にインク流路を分けて形成し、1ヘッドで複数色のインクを吐出するノズル列を備える構成も可能である。
【0044】
各ノズル列61は、複数個のノズルが一定の間隔で記録媒体搬送方向(副走査方向、X方向)に沿って1列に(直線的に)並んだものとなっている。本例のインクジェットヘッド24は、各ノズル列61を構成するノズルの配置ピッチ(ノズルピッチ)が254マイクロメートル(100dpi)、1列のノズル列61を構成するノズルの数は256ノズル、ノズル列61の全長Lw(ノズル列の全長)は約65ミリメートル(254マイクロメートル×255=64.8ミリメートル)である。また、吐出周波数は15kHzであり、駆動波形の変更によって10ピコリットル、20ピコリットル、30ピコリットルの3種類の吐出液滴量を打ち分けることができる。
【0045】
詳細は後述するが、本例に示すインクジェット記録装置10の画像記録には、マルチパス方式が適用される。また、マルチパス方式の画像記録に対応して、仮硬化光源32A、32B及び本仮硬化光源32A、32Bの露光制御が行われる。
【0046】
〔インクジェットヘッドの構造〕
図4(a)は、インクジェットヘッド24のノズル配置を示す平面透視図であり、一色分のノズル列61が一つのヘッドモジュール24を構成する形態として図示されている。同図に示すように、一色分のノズル列61は、副走査方向に沿って一列にノズル70が配置されている。各ノズル70は吐出させるインクが収容される圧力室72(破線により図示)と連通している。なお、図5(b)に示すように、ノズル70を二列の千鳥配置させる態様も可能である。
【0047】
図5は、インクジェットヘッド24の立体構造を示す断面図であり、1ノズル分(1吐出素子分)の構造が図示されている。本例に適用されるインクジェットヘッド24のインク吐出方式としては、圧電素子(ピエゾアクチュエータ)の変形によってインク滴を飛ばす方式(ピエゾジェット方式)が採用されている。紫外線硬化型インクは、一般に溶剤インクと比べて高粘度であるため、吐出力が比較的大きなピエゾジェット方式が有利である。
【0048】
なお、圧力室72内のインクを加熱するためのヒータを備え、インクの膜沸騰現象を利用してノズル70からインクを吐出させるサーマル方式を適用することも可能である。
【0049】
圧力室72は、ノズル流路71を介してノズル70と連通するととともに、供給口(供給絞り)74を介して共通流路76と連通される。共通流路76は、一色分のノズル列61(図3参照)を構成するノズル70のそれぞれに対応する圧力室72と連通して、各圧力室72に対してインクを供給している。
【0050】
圧力室72の天井面を構成する振動板78は、圧力室72の外側面の圧力室72に対応する位置に圧電素子80が設けられている。圧電素子80は、上部電極82と下部電極84との間に圧電体がはさまれた構造を有しており、上部電極82と下部電極84との間に駆動電圧が供給されるとひずみ変形が生じ、振動板78を変形させる。
【0051】
すなわち、画像データに応じて圧電素子80へ駆動電圧を供給すると、振動板78が変形して圧力室72の体積を収縮させ、圧力室72の体積減少に対応する量のインクがノズル70から吐出される。圧電素子80への駆動電圧の供給を停止させると、圧電素子80のひずみ変形が復元されるとともに圧力室72が元の形状に復元され、供給口74を介して共通流路76から圧力室72へインクが充填される。
【0052】
インクジェットヘッド24はノズルプレート70Aのインク吐出面70Bが親液性を有している。親液処理の方法として、ノズルプレート70Aのインク吐出面70Bの少なくとも一部に非撥インク性の層を1層以上形成する方法が挙げられる。
【0053】
具体的には、インク吐出面70Bの少なくとも一部に、金、ステンレス、鉄、チタン、タンタル、プラチナ、ロジウム、ニッケル、クロム、酸化ケイ素、窒化ケイ素及び窒化アルミニウムよりなる群から選ばれた少なくとも1種により形成された層を備えることが好ましく、金、ステンレス、鉄、チタン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムよりなる群から選ばれた少なくとも1種により形成された層を備えることがより好ましく、金、ステンレス及び酸化ケイ素よりなる群から選ばれた少なくとも1種により形成された層を備えることが更に好ましく、酸化ケイ素により形成された層を備えることも好ましい。
【0054】
親液処理方法としては、公知の方法を用いることができ、限定されないが、例えば(1)シリコン製のノズルプレートの表面を熱酸化して酸化ケイ素膜を形成する方法、(2)シリコンやシリコン以外の酸化膜を酸化的に形成する方法、若しくは、スパッタリングにより形成する方法、(3)金属膜を形成する方法、が挙げられる。これらの方法の詳細については、米国特許出願公開第2010/0141709号明細書を参照することができる。
【0055】
〔インク供給系の説明〕
図6は、インクジェット記録装置10のインク供給系の構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクカートリッジ36に収容されているインクは、供給ポンプ90によって吸引され、サブタンク92を介してインクジェットヘッド24に送られる。サブタンク92には、内部のインクの圧力を調整するための圧力調整部94が設けられている。
【0056】
圧力調整部94は、バルブ96を介してサブタンク92と連通される加減圧用ポンプ97と、バルブ96と加減圧用ポンプ97との間に設けられる圧力計98と、を具備している。
【0057】
通常の印字時は、加減圧用ポンプ97がサブタンク92内のインクを吸引する方向に動作し、サブタンク92の内部圧力及びインクジェットヘッド24の内部圧力が負圧に維持される。一方、インクジェットヘッド24のメンテナンス時は、加減圧用ポンプ77がサブタンク92内のインクを加圧する方向に動作し、サブタンク92の内部及びインクジェットヘッド24の内部が強制的に加圧され、インクジェットヘッド24内のインクがノズルを介して排出される。インクジェットヘッド24から強制的に排出されたインクは、上述したキャップ(図示せず)のインク受けに収容される。
【0058】
本例に示すインクジェット記録装置10は、図6に図示したインク供給系において、インクの温度が一定範囲内に保たれるように調整される。インクの温度を一定に保つための構成例として、サブタンク92内のインクの温度や、サブタンク92からインクジェットヘッド24へインクを供給するインク流路に温度センサ及びヒータを備え、温度センサの検出結果に基づきヒータを動作させる態様が挙げられる。
【0059】
また、インクカートリッジ36からインクジェットヘッド24の間のインクが通過する部分を断熱材で覆い、外部の温度変化の影響を受けないように構成する態様も好ましい。さらに、インクジェットヘッド24の内部にヒータを備え、インクジェットヘッド24の内部で温度管理をする態様も好ましい。
【0060】
本例に示すインクジェット記録装置では、25℃におけるインク粘度が50ミリパスカル・秒以下となるように調整され、吐出の安定性が確保さている。例えば、インク粘度が3ミリパスカル・秒から15ミリパスカル・秒となるように、インクが25℃から80℃に加熱される。より好ましくは、インク粘度が3ミリパスカル・秒から13ミリパスカル・秒になるように25〜50℃に加熱される。
【0061】
本発明に適用される放射線(活性光線)硬化型インク組成物は、概して通常インクジェット記録用インク組成物で使用される水性インク組成物より粘度が高いため、吐出時の温度変動による粘度変動が大きい。インク組成物の粘度変動は、液滴サイズの変化及び液滴吐出速度の変化に対して大きな影響を与え、ひいては画質劣化を引き起こす。したがって、吐出時のインク組成物の温度はできるだけ一定に保つことが必要である。
【0062】
よって、インクの温度の制御幅は、好ましくは設定温度の±5℃、より好ましくは設定温度の±2℃、更に好ましくは設定温度±1℃とすることが適当である。なお、インクの温度は、次に説明する制御系によって管理される。
【0063】
〔制御系の構成〕
図7は、インクジェット記録装置10の制御系の要部構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクジェット記録装置10は、制御手段としての制御装置102が設けられている。
【0064】
制御装置102としては、例えば、中央演算処理装置(CPU)を備えたコンピュータ等を用いることができる。制御装置102は、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置10の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。制御装置102には、記録媒体搬送制御部104、キャリッジ駆動制御部106、光源制御部108、画像処理部110、吐出制御部112が含まれる。これらの各部は、ハードウエア回路又はソフトウエア、若しくはこれらの組合せによって実現される。
【0065】
記録媒体搬送制御部104は、記録媒体12(図1参照)の搬送を行うための搬送駆動部114を制御する。搬送駆動部114は、図2に示すニップローラ40を駆動する駆動用モータ、及びその駆動回路が含まれる。プラテン26(図1参照)上に搬送された記録媒体12は、インクジェットヘッド24による主走査方向の往復走査(印刷パスの動き)に合わせて、副走査方向へ間欠送りされる。
【0066】
図7に示すキャリッジ駆動制御部106は、キャリッジ30(図1参照)を主走査方向に移動させるための主走査駆動部116を制御する。主走査駆動部116は、キャリッジ30の移動機構に連結される駆動用モータ、及びその制御回路が含まれる。光源制御部108は、LED駆動回路118を介して仮硬化光源32A、32BのUV‐LED素子(図7中不図示、図10に符号35を付して図示)の発光を制御するとともに、LED駆動回路119を介して本硬化光源34A、34BのUV‐LED素子の発光を制御する制御手段である。
【0067】
制御装置102は、操作パネル等の入力装置120、表示装置122が接続されている。入力装置120は、手動による外部操作信号を制御装置102へ入力する手段であり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、操作ボタンなど各種形態を採用しうる。表示装置122には、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、CRTなど、各種形態を採用し得る。オペレータは、入力装置120を操作することにより、作画モード(「作画フォーマット」と同義)の選択、印刷条件の入力や付属情報の入力・編集などを行うことができ、入力内容や検索結果等の各種情報は、表示装置122の表示を通じて確認することができる。
【0068】
また、インクジェット記録装置10には、各種情報を格納しておく情報記憶部124と、印刷用の画像データを取り込むための画像入力インターフェース126が設けられている。画像入力インターフェースには、シリアルインターフェースを適用してもよいし、パラレルインターフェースを適用してもよい。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。
【0069】
画像入力インターフェース126を介して入力された画像データは、画像処理部110にて印刷用のデータ(ドットデータ)に変換される。ドットデータは、一般に、多階調の画像データに対して色変換処理、ハーフトーン処理を行って生成される。色変換処理は、sRGBなどで表現された画像データ(例えば、RGB各色について8ビットの画像データ)をインクジェット記録装置10で使用するインク各色の色データに変換する処理である。
【0070】
ハーフトーン処理は、色変換処理により生成された各色の色データに対して、誤差拡散法や閾値マトリクス等の処理で各色のドットデータに変換する処理である。ハーフトーン処理の手段としては、誤差拡散法、ディザ法、閾値マトリクス法、濃度パターン法など、各種公知の手段を適用できる。ハーフトーン処理は、一般にM値(M≧3)の階調画像データをN値(N<M)の階調画像データに変換する。最も簡単な例では、二値(ドットのオンオフ)のドット画像データに変換するが、ハーフトーン処理において、ドットサイズの種類(例えば、大ドット、中ドット、小ドットなどの3種類)に対応した多値の量子化を行うことも可能である。
【0071】
こうして得られた二値又は多値の画像データ(ドットデータ)は、各ノズルの駆動(オン)/非駆動(オフ)、さらに、多値の場合には液滴量(ドットサイズ)を制御するインク吐出データ(打滴制御データ)として利用される。
【0072】
吐出制御部112は、画像処理部110において生成されたドットデータに基づいて、ヘッド駆動回路128に対する吐出制御信号を生成する。また、吐出制御部112は、駆動波形生成部(不図示)を備えている。駆動波形生成部は、インクジェットヘッド24の各ノズルに対応した吐出エネルギー発生素子(本例では、ピエゾ素子)を駆動するための駆動電圧の電圧波形を生成する手段である。
【0073】
駆動波形データは、予め情報記憶部124に格納されており、必要に応じて使用される駆動波形データが出力される。駆動波形生成部から出力された駆動波形は、ヘッド駆動回路128に供給される。なお、駆動波形生成部から出力される信号はデジタル波形データであってもよいし、アナログ電圧信号であってもよい。
【0074】
ヘッド駆動回路128を介してインクジェットヘッド24の各吐出エネルギー発生素子に対して、共通の駆動電圧が印加され、各ノズルの吐出タイミングに応じて各エネルギー発生素子の個別電極に接続されたスイッチ素子(不図示)のオンオフを切り換えることで、対応するノズルからインクが吐出される。
【0075】
情報記憶部124は、制御装置102のCPUが実行するプログラム、及び制御に必要な各種データなどが格納されている。情報記憶部124は、作画モードに応じた解像度の設定情報、パス数(スキャンの繰り返し数)、副走査送り量の制御に必要な送り量情報、仮硬化光源32A、32B及び本硬化光源34A、34Bの制御情報などが格納されている。
【0076】
エンコーダ130は、主走査駆動部116の駆動用モータ、及び搬送駆動部114の駆動用モータに取り付けられており、該駆動モータの回転量及び回転速度に応じたパルス信号を出力し、該パルス信号は制御装置102に送られる。エンコーダ130から出力されたパルス信号に基づいて、キャリッジ30の位置、及び記録媒体12(図1参照)の位置が把握される。
【0077】
センサ132は、装置各部に具備されるセンサ類が含まれる。例えば、キャリッジ30に取り付けられる記録媒体12の幅を検出するセンサにより、センサ132から得られたセンサ信号に基づいて記録媒体12の幅が把握される。
【0078】
センサ132の他の例として、インクの温度を検出する温度センサ、記録媒体の位置を検出する位置検出センサ、圧力センサなどが挙げられる。例えば、インクの温度を検出する温度センサから得られたインクの温度情報に基づいて、制御装置102は不図示のヒータ制御部に対して指令信号を送出し、該ヒータ制御部は制御装置102からの指令信号に基づいてヒータの動作を制御する。なお、図7に図示した構成は、適宜変更、追加、削除が可能である。
【0079】
〔作画モードについて〕
本例に示すインクジェット記録装置10は、マルチパス方式の描画制御が適用され、印字パス数の変更によって印字解像度(記録解像度)を変更することが可能である。例えば、高生産モード、標準モード、高画質モードの3種類の作画モードが用意され、各モードでそれぞれ印字解像度が異なる。印刷目的や用途に応じて作画モードを選択することができる。なお、以下の説明で使用される「dpi」は、「1インチあたりのドット数」を表している。
【0080】
高生産モードでは、600dpi(主走査方向)×400dpi(副走査方向)の解像度で印字が実行される。高生産モードの場合、主走査方向は2パス(2回の走査)によって600dpiの解像度が実現される。1回目の走査(キャリッジ30の往路)では300dpiの解像度でドットが形成される。2回目の走査(復路)では1回目の走査(往路)で形成されたドットの中間を300dpiで補間するようにドットが形成され、主走査方向について600dpiの解像度が得られる。
【0081】
一方、副走査方向については、ノズルピッチが100dpiであり、一回の主走査(1パス)により副走査方向に100dpiの解像度でドットが形成される。したがって、4パス印字(4回の走査)により、ノズルピッチ間の間を埋める補間印字を行うことで400dpiの解像度が実現される。なお、高生産モードのキャリッジ30の主走査速度は、1270ミリメートル毎秒である。
【0082】
標準モードでは、600dpi×800dpiの解像度で印字が実行され、主走査方向は2パス印字、副走査は8パス印字により600dpi×800dpiの解像度を得ている。
【0083】
高画質モードでは、1200×1200dpiの解像度で印字が実行され、主走査方向は4パス、副走査方向が12パスにより1200dpi×1200dpiの解像度を得ている。
【0084】
〔シングリング走査によるスワス幅について〕
ワイドフォーマット機の作画モードでは、解像度設定毎に、それぞれシングリング(インターレス)する作画条件が決定されている。具体的には、インクジェットヘッドの吐出ノズル列の幅Lw(ノズル列の長さ)をパス数(スキャン繰り返し回数)だけ分割してシングリング作画するので、インクジェットヘッドのノズル列幅、並びに、主走査方向及び副走査方向のパス数(インターレースする分割数)によってスワス幅が異なる。なお、マルチパス方式によるシングリング作画の詳細については、例えば、特開2004−306617号公報に説明されている。
【0085】
一例として、FUJIFILM Dimatix社製のSapphire QE-256/10(256ノズル、100dpi)ヘッドを用いた場合のシングリング作画によるパス数とスワス幅の関係は下表〔表5〕の様になる。作画によって想定されるスワス幅は使用するノズル列幅を主走査方向パス数と副走査方向パス数の積で分割した値となる。
【0086】
【表5】
【0087】
図8は、マルチパス印字方式による作画動作の模式図である。ここでは説明を簡単にするために、1列のノズル列を有するヘッド240を例に説明する。また、記録媒体を副走査方向へ間欠送りする構成について、図示の便宜上、記録媒体を停止させ、ヘッド240を副走査方向に相対的に間欠移動させるものとして説明する。
【0088】
このヘッド240は、複数のノズル242が副走査方向に一定のノズルピッチで並んだ1列のノズル列を有する。図8のヘッド240は、図3の各色のヘッドモジュール24W、24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24K、24K、24CLに対応し、ノズル242は図4のノズル70に対応している。
【0089】
ヘッド240が主走査方向(図8左右方向)に移動している時にノズル242から打滴が行われる。主走査方向に沿ったヘッド240の往復移動と、副走査方向(図8の縦方向)への記録媒体の間欠送りの組合せによって記録媒体上に2次元の描画が行われる。
【0090】
N回のスキャン(走査)で所望の記録解像度の画像を完成させる場合、N回の副走査方向の間欠移動(相対移動)によるN+1走査目のときの用紙とヘッドの副走査方向の相対位置は、図示のような関係となる。つまり、N回書きを行うために、1回目、2回目、3回目・・・と間欠送りを行い、N+1回目に丁度、ヘッド(ノズル列)の長さ分に対応した位置につながるようにする。N回書きの動作がシームレスにつながるためには、1走査目の副走査位置から「ノズル列長+1ノズルピッチ」分だけ副走査方向に移動してN+1走査目が行われる。
【0091】
一例として、ノズル配列密度100npi(1インチあたりのノズル数の略)、256個のノズル242が並んだノズル列を有するヘッド100を用いて、主走査方向2パス、副走査方向4パス(主2×副4)の8パス(8回書き)で主走査600dpi×副走査400dpiの記録解像度を実現する場合を考える。
【0092】
記録解像度から定まる打滴点(画素)の間隔を「打滴点間隔」或いは「画素間隔」、若しくは「ドット間隔」と呼び、記録可能な打滴点の位置を表す格子(マトリクス)を「打滴点格子」或いは「画素格子」と呼ぶ。主走査600dpi×副走査400dpiの記録解像度の場合、主走査方向の打滴点間隔は、25.4(ミリメートル)/600≒42.3マイクロメートル、副走査方向の打滴点間隔は、25.4(ミリメートル)/400=63.5マイクロメートルである。
【0093】
これは、打滴点格子の1セル(1画素相当)の大きさ「42.3マイクロメートル×63.5マイクロメートル」を表している。記録媒体の送り制御やヘッド240からの打滴位置(打滴タイミング)の制御については、この記録解像度から定まる打滴点間隔を単位として送り量や位置が制御される。なお、記録解像度から定まる打滴点間隔を「解像度ピッチ」、或いは「画素ピッチ」と呼ぶ場合がある。
【0094】
N=8(主2×副4)の場合、主走査方向の打滴点ライン(走査線)を2回の走査で埋め、副走査方向の打滴点ライン(走査線)を4回の走査で埋めるように、8回の走査(パス)で2×4個の打滴点格子の記録が行われる。
【0095】
このような8回書きの描画動作による各走査の番号(1から8)と、その走査によって記録される打滴位置の関係を模式的に示したものが図9である。図9において1から8の数字が付された各セルは、ノズル242によって記録される打滴位置(画素位置)を表し、1〜8の数字は、その画素位置が第何回目の走査時に記録されるかという走査の番号を表している。「1」の数字が付されたセル(画素)は、1走査目で記録する打滴位置を表している。
【0096】
図9から明らかなように、各打滴位置を記録する走査順番を表す1から8の数字の配置分布は、主2×副4の「2×4」の格子が繰り返しの基本単位となっている。この2×4の格子を「基本単位格子」、或いは「2×4格子」と呼ぶことにする。2×4格子の埋め方(打滴順序)は、図9に示した例に限らず、種々想定できる。
【0097】
〔仮硬化光源、本硬化光源の詳細な説明〕
図10は、インクジェットヘッド及び紫外線照射部の配置構成を示す斜視図であり、図3に対応する斜視図である。なお、図10では色ごとにヘッドモジュール24W、24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24K、24K、24CLを備える態様が図示されている。
【0098】
図10に示すように、キャリッジ30(図3参照)は、8色に対応する8個のヘッドモジュール24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24Kが主走査方向(Y方向)に沿って配置され、さらに、該8個のヘッドモジュール24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24Kの主走査方向の両側にヘッドモジュール24W、24CLが配置されている。ヘッドモジュール24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24Kには、FUJIFILM Dimatix社製のSapphire QE-256/10が適用され、ヘッドモジュール24W、24CLには、同社製のSapphire QE-256/30が適用される。
【0099】
各ヘッドモジュール24W、24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24K、24CLのノズル面(インク吐出面70B、図5参照)と記録媒体12(図1参照)とのクリアランスZ1が、1.4ミリメートルから2.0ミリメートルの範囲で調整できるように、ヘッドモジュール24W、24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24K、24CLの高さ方向(Z方向)の位置を微調整するZ調整機構(不図示)が具備されている。
【0100】
仮硬化光源32A、32Bは、ヘッドモジュール24W、24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24K、24CLへの漏れ光の影響を考慮して、両端のヘッドモジュール24W、24CLから主走査方向に距離Y1だけ離されている。
【0101】
図10の距離Y1は、ヘッドモジュール24W、24CLのノズル列61W、61CLの主走査方向における中心位置から、仮硬化光源32A、32Bの紫外線発生領域の主走査方向における中心位置までの距離であり、例えば、110ミリメートルとされる。
【0102】
本硬化光源34A、34Bは、両端のヘッドモジュール24W、24CLから主走査方向に距離Y2だけ離されて配置されている。距離Y2は、ヘッドモジュール24W、24CLのノズル列61W、61CLの主走査方向における中心位置から、本硬化光源34A、34Bの最もヘッドモジュール24W、24CLよりのUV‐LED素子35の主走査方向における中心位置までの距離であり、例えば、140ミリメートルとされる。
【0103】
また、仮硬化光源32A、32Bと本硬化光源34A、34Bとの副走査方向における距離X1は、仮硬化光源32A、32Bの最も本仮硬化光源32A、32B側のUV‐LED素子35の副走査方向における中心位置から、本硬化光源34A、34Bの最も仮硬化光源32A、32B側のUV‐LED素子35の副走査方向における中心位置までの距離であり、例えば32ミリメートルとされる。
【0104】
この8個のヘッドモジュール24W、24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24K、24CL、及び仮硬化光源32A、32B、本硬化光源34A、34Bが搭載されたキャリッジ30は、記録媒体の幅方向(Y方向)に渡されたYバー(不図示)に沿って主走査方向に走査され、記録媒体は主走査方向に直交する副走査方向に搬送され、画像が形成される。
【0105】
すなわち、作画モード(マルチパス数)が決められると、キャリッジ30の走査速度が決められ、仮硬化光源32A、32B及び本硬化光源34A、34Bの発光量(電流値)が決められる。これらの制御は図7に図示した制御系の構成により実現されている。
【0106】
<仮硬化光源の構成例>
図11(a)は、仮硬化光源32A、32Bの構成例を示す平面図であり、仮硬化光源32A、32Bの紫外線放出面が図示されている。同図に示す仮硬化光源32A、32Bは24個のUV‐LED素子35を具備し、副走査方向について12個のUV‐LED素子35が等間隔に配置され、この副走査方向に沿うLED素子列が主走査方向について、二列の千鳥状に配置されている。
【0107】
UV−LED素子35には、例えば、発光波長(ピーク値)が385ナノメートル(380ナノメートルから390ナノメートル)の、日亜化学工業(株)社製の紫外発光LED、NC4U134A(商品名)を適用することができる。
【0108】
仮硬化光源32A、32Bは、照射面における照度のピークが約32ミリワット毎平方センチメートルから1270ミリワット毎平方センチメートルまで、電流制御によって調整することが可能である。主走査方向の照射幅は半値全幅で20ミリメートルであり、副走査方向の照射幅は半値全幅がノズル列の全長Lwよりわずかに長く(例えば、ノズル列の全長Lwの5%から10%程度長く)なっている。
【0109】
記録媒体上に打滴されたインクは、キャリッジ30(図3参照)とともに1270ミリメートル毎秒で主走査方向に走査され、該インクの上方を通過する仮硬化光源32A、32Bによって露光される。
【0110】
ヘッドモジュール24W、24M、24Lm、24C、24Lc、24Y、24K、24CLによる画像記録には、マルチパス方式(詳細後述)が適用されるので、記録媒体12はノズル列61の全長(図3のLw)をマルチパス数で分割した送りピッチで副走査方向へ搬送される。
【0111】
したがって、仮硬化光源32A、32Bから記録媒体12へ付与される照射エネルギーは、主走査方向の放射照度分布×主走査方向の通過時間(主走査方向の照射長さ/主走査方向の走査速度)×マルチパス数×仮硬化光源32A、32Bの通過回数として導出される。
【0112】
仮硬化光源32A、32Bは、単位面積あたりの照射エネルギーを0.5ミリジュール毎平方センチメートルから20.0ミリジュール毎平方センチメートルの範囲で調整することができる。例えば、主走査方向の照射長さが20ミリメートル、主走査方向の走査速度が1270ミリメートル毎秒とすると、20/1270×31.8(照度値(ミリワット毎平方センチメートル))=0.5ミリジュール毎平方センチメートルとなる。
【0113】
すなわち、照度値を31.8ミリワット毎平方センチメートルまで低減させると、仮硬化エネルギー0.5ミリジュール毎平方センチメートルを達成しうる。
【0114】
<本硬化光源の構成例>
図10(b)は、本硬化光源34A、34Bの構成例を示す平面図であり、本硬化光源34A、34Bの紫外線放出面が図示されている。同図に示す本硬化光源34A、34Bは12個のUV‐LED素子35を具備し、主走査方向について6個のUV‐LED素子35が等間隔に配置され、この主走査方向に沿うLED素子列が副走査方向につい二列の千鳥状に配置されている。
【0115】
12個のUV−LED素子35のうち6個は、配置ピッチPpyで主走査方向に配置され、6個のUV−LED素子35が配置ピッチPyxで副走査方向に配置される。UV−LED素子35には、仮硬化光源32A、32Bと同様に、日亜化学工業(株)社製のNC4U134Aを適用することができる。
【0116】
本硬化光源34A、34Bは、照射面における照度のピークが約800ミリワット毎平方センチメートルから3000ミリワット毎平方センチメートルまで電流制御によって調整できるものである。
【0117】
本硬化光源34A、34Bの主走査方向の照射幅は半値全幅で48ミリメートルであり、副走査方向の照射幅は半値全幅で20ミリメートルである。
【0118】
スワス幅が8ミリメートルの場合、記録媒体における該スワス幅の上を本硬化光源34A、34Bが2.5(=20ミリメートル(副走査方向の照射幅)/8ミリメートル(スワス幅))回通過する。本硬化光源34A、34Bの照射エネルギーのピークを800ミリジュール毎平方センチメートルとした場合に、本硬化光源34A、34Bのみで、記録媒体12に対して約149ミリジュール毎平方センチメートルのエネルギー付与することが可能である。
【0119】
記録媒体に付与される単位面積あたりの総エネルギーは、仮硬化光源32A、32Bによる硬化エネルギーと、本硬化光源34A、34Bによる硬化エネルギーの総和となる。
【0120】
本例では、インクを硬化させる活性光線の一例として紫外線を例示したが、インクに含まれる重合開始剤分解して、ラジカルなどの重合開始種を発生させ、その開始種の機能に重合性化合物の重合反応が、生起、促進されれば、他の活性光線を適用することも可能である。
【0121】
他の活性光線の例として、α線、γ線、電子線、X線、可視光又は赤外光などが使用され得る。活性光線のピーク波長は、増感剤の吸収特性にもよるが、例えば、200〜600ナノメートルであることが好ましく、300〜450ナノメートルであることがより好ましく、320〜420ナノメートルであることが更に好ましい。特に、活性光線は、ピーク波長が340〜410ナノメートルの範囲の紫外線であることが特に好ましい。
【0122】
本例に示すインクジェット記録装置では、ピーク波長が380〜390ナノメートル(385ナノメートルを中心としてプラスマイナス5ナノメートルの範囲)が最も好ましい。
【0123】
また、本硬化光源34A、34Bの発光源としては、UV‐LED素子35に限らず、UVランプなどを用いることも可能である。例えば、活性光線の光源としては、水銀ランプやガス・固体レーザー等が主に利用されており、紫外線光硬化型インクの硬化に使用される光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプが広く知られている。
【0124】
一方、環境保護の観点から水銀フリー化が強く望まれており、GaN系半導体紫外発光デバイスへの置き換えは産業的、環境的にも非常に有用である。更に、LED(UV−LED)、LD(UV−LD)は小型、高寿命、高効率、低コストであり、光硬化型インクジェット用光源として好ましい。
【0125】
〔記録媒体〕
本発明に係るインクジェット記録装置に適用される記録媒体としては、上述したように、紙、不織布、塩化ビニル、合成化学繊維、ポリエチレン、ポリエステル、ターポリンなど、材質を問わず、また、浸透性媒体、非浸透性媒体を問わず、様々な媒体を用いることができる。
【0126】
すなわち、本発明に係るインクジェット記録装置(画像形成方法)に適用可能な記録媒体として、支持体や記録材料として公知の記録媒体を使用することができる。例えば、紙、プラスチック(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、等)がラミネートされた紙、金属板(例えば、アルミニウム、亜鉛、銅等)、プラスチックフィルム(例えば、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、硝酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル(PVC)、アクリル樹脂等)、上述した金属がラミネートされ又は蒸着された紙又はプラスチックフィルム(複合アルミ板等)等が挙げられる。また、本発明に係るインクジェット記録装置に適用される記録媒体として、非吸収性記録媒体を好適に使用することができる。
【0127】
〔インク(インク組成物)〕
次に、本発明に係るインクジェット記録装置に適用されるインク(以下、「インク組成物」ともいう。)について詳細に説明する。
【0128】
本発明に適用されるインクは、以下に示す第1の実施形態又は第2の実施形態を満たすことにより、硬化性、吐出安定性に優れ、得られる硬化膜の基材密着性及び光沢性に優れた印刷物を得ることができる。
【0129】
本発明の第1の実施形態におけるインクジェットインク組成物は、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)式(I)で表される化合物とを含有し、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50〜90重量%であり、成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し10〜40重量%であり、成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5〜90重量%であり、成分A−2は、式(II)で表される化合物を少なくとも2種含有し、成分A−2の含有量が成分Aの総重量に対し0.1〜25重量%であることを特徴とする。
【0130】
【化5】
【0131】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
【0132】
【化6】
【0133】
(式(II)中、R11はそれぞれ独立に水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0〜5の整数を表す。)
本発明の第2の実施形態におけるインクジェットインク組成物は、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)式(I)で表される化合物とを含有し、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50〜90重量%であり、成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し10〜40重量%であり、成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5〜90重量%であり、成分A−2は、式(II’)で表される化合物を少なくとも1種含有し、成分A−2の含有量が成分Aの総重量に対し0.1〜25重量%であることを特徴とする。
【0134】
【化7】
【0135】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
【0136】
【化8】
【0137】
(式(II’)中、R11は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0〜5の整数を表し、p+q+r≧1の関係を満たす。)
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタアクリル」のいずれか一方、又は、その両方を含む語であり、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタアクリレート」のいずれか一方、又は、その両方を含む語である。
【0138】
本発明に適用されるインク組成物は、活性放射線(活性エネルギー線ともいう。)により硬化可能な油性のインク組成物である。「活性放射線」とは、その照射によりインク組成物中に開始種を発生させるエネルギーを付与できる放射線であり、α線、γ線、X線、紫外線、可視光線、電子線などを包含する。中でも、硬化感度及び装置の入手容易性の観点から紫外線及び電子線が好ましく、紫外線がより好ましい。
【0139】
本発明に適用されるインク組成物は、第1の実施態様として、成分A−1−1としてN−ビニルカプロラクタム、成分A−1−2としてサイクリックトリメチロールプロパンフォーマルアクリレート、成分A−2として式(II)で表される3官能エチレン性不飽和化合物を少なくとも2種含有し、成分Bとして、モノアシルホスフィンオキサイド化合物及び/又はビスアシルホスフィンオキサイド化合物、並びに、チオキサントン化合物を含有することが好ましい。本発明に適用されるインク組成物は、硬化性に優れたインクジェットインク組成物を提供することができる。
【0140】
本発明に適用されるインク組成物は、第2の実施態様として、成分A−1−1としてN−ビニルカプロラクタム、成分A−1−2としてサイクリックトリメチロールプロパンフォーマルアクリレート、成分A−2として式(II’)で表される3官能エチレン性不飽和化合物を少なくとも1種含有し、成分Bとして、モノアシルホスフィンオキサイド化合物及び/又はビスアシルホスフィンオキサイド化合物、並びに、チオキサントン化合物を含有することが好ましい。本発明に適用されるインク組成物は、硬化性に優れたインクジェットインク組成物を提供することができる。
【0141】
本発明に適用されるインク組成物は、成分Aとして、以下に説明する成分A−1及び成分A−2の化合物を含み、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50〜90重量%であり、成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し10〜40重量%であり、成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5〜90重量%であり、成分A−2の含有量が成分Aの総重量に対し0.1〜25重量%である。
【0142】
以下に、成分A−1及びA−2について説明する。
(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物
本発明に適用されるインク組成物は、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物を含有する。
【0143】
成分A−1としては、エチレン性不飽和基を1つ有するラジカル重合性化合物が好ましい。中でも、(成分A−1−1)N−ビニル化合物、及び(成分A−1−2)式(I)で表される化合物がより好ましい。
【0144】
本発明に適用されるインク組成物は、成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)式(I)で表される化合物とを含有することが更に好ましい。
【0145】
以下に、成分A−1−1及び成分A−1−2について説明する。
【0146】
本発明に適用されるインク組成物は、(成分A−1−1)N−ビニル化合物を含有する。
【0147】
成分A−1−1について、以下に説明する。
【0148】
成分A−1−1としては、N−ビニルラクタム類又はN−ビニルホルムアミドを好ましく含有することができる。また、N−ビニルラクタム類としては、式(a)で表される化合物が好ましい。
【0149】
<N−ビニルラクタム類>
本発明に適用されるインク組成物は、成分A−1−1として、式(a)で表される化合物を含有するのが好ましい。
【0150】
【化9】
【0151】
式(a)中、nは2〜6の整数を表し、インク組成物が硬化した後の柔軟性、被記録媒体との密着性、及び、原材料の入手性の観点から、nは3〜5の整数であることが好ましく、nが3又は5であることがより好ましく、nが5である、すなわちN−ビニルカプロラクタムであることが特に好ましい。N−ビニルカプロラクタムは安全性に優れ、汎用的で比較的安価に入手でき、特に良好なインク硬化性、及び硬化膜の被記録媒体への良好な密着性が得られるので好ましい。
【0152】
また、上記N−ビニルラクタム類は、ラクタム環上の水素原子がアルキル基、アリール基等の置換基により置換されていてもよく、ラクタム環と飽和又は不飽和環構造とが連結していてもよい。
【0153】
式(a)で表される化合物は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
【0154】
<N−ビニルホルムアミド>
N−ビニルホルムアミドとしては、下記構造の化合物が好ましく挙げられる。下記構造の化合物は、市販品として荒川化学工業(株)のビームセット770を入手することができる。
【0155】
【化9−2】
【0156】
<式(I)で表される化合物>
本発明に適用されるインク組成物は、成分A−1−2として、式(I)で表される化合物を含有する。
【0157】
以下に、本発明に適用されるインク組成物の成分A−1−2として用いられる、式(I)で表される化合物について説明する。
【0158】
【化10】
【0159】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
R1としては、水素原子又はメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
【0160】
R2及びR3としてはそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基が好ましく、R2及びR3が共に水素原子であることがより好ましい。
【0161】
X1における二価の連結基としては、本発明の効果を大きく損なうものでない限り特に制限はないが、二価の炭化水素基、又は、炭化水素基及びエーテル結合を組み合わせた二価の基であることが好ましく、二価の炭化水素基、ポリ(アルキレンオキシ)基、又は、ポリ(アルキレンオキシ)アルキレン基であることがより好ましい。また、前記二価の連結基の炭素数は、1〜60であることが好ましく、1〜20であることがより好ましい。
【0162】
X1としては、単結合、二価の炭化水素基、又は、炭化水素基及びエーテル結合を組み合わせた二価の基であることが好ましく、炭素数1〜20の二価の炭化水素基であることがより好ましく、炭素数1〜8の二価の炭化水素基であることが更に好ましく、メチレン基であることが特に好ましい。
【0163】
以下に成分A−1−2の具体例を挙げるが、これらの化合物に限定されるものではない。なお、下記の具体例中、Rは水素原子、又は、メチル基を表す。
【0164】
【化11】
【0165】
これらの中でも、サイクリックトリメチロールプロパンフォーマル(メタ)アクリレートが好ましく、サイクリックトリメチロールプロパンフォーマルアクリレート(CTFA)が特に好ましい。
【0166】
成分A−1−2は、市販品であってもよく、市販品の具体例としては、SR531(Sartomer社製)が好ましく挙げられる。
【0167】
本発明に適用されるインク組成物における成分A−1の含有量は、成分Aの総重量に対して、50〜90重量%であり、好ましくは50〜80重量%、更に好ましくは60〜80重量%である。
【0168】
成分A−1の含有量が、50重量%未満又は90重量%を超えると、所望の吐出安定性及び得られる硬化膜の基材密着性が得られなくなる。
【0169】
成分A−1を上記範囲で含有することにより、吐出安定性に優れ、得られる硬化膜の基材密着性に優れたインク組成物が得られる。
【0170】
また、本発明に適用されるインク組成物における成分A−1−1の含有量は、成分A−1の総重量に対し10〜40重量%であり、好ましくは15〜30重量%である。
【0171】
また、本発明に適用されるインク組成物における成分A−1−2の含有量は、成分A−1の総重量に対し5〜90重量%であり、好ましくは30〜90重量%である。
【0172】
(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物
本発明に適用されるインク組成物は、(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物を含有する。
【0173】
成分A−2としては、エチレン性不飽和基を2つ以上有するラジカル重合性化合物が好ましい。また、成分A−2としては、式(II)で表される化合物を含有する。
【0174】
<式(II)で表される化合物>
本発明の第1の実施態様のインク組成物は、成分A−2として、式(II)で表される化合物を少なくとも2種含有する。
【0175】
以下に、本発明に適用されるインク組成物の成分A−2として用いられる、式(II)で表される化合物について説明する。
【0176】
【化12】
【0177】
(式(II)中、R11はそれぞれ独立に水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0〜5の整数を表す。)
式(II)中、R11は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、アルキル基は直鎖でも分岐でもよい。置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基が挙げられる。R11は、好ましくは、水素原子、メチル基、エチル基、又はプロピル基であり、特に好ましくは水素原子又はメチル基である。
【0178】
式(II)中、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、アルキル基は直鎖でも分岐でもよい。置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基が挙げられる。R12は、好ましくは、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、メチロール基、エチロール基が挙げられ、特に好ましくは水素原子、メチル基、エチル基、又はメチロール基である。
【0179】
R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、好ましくは水素原子である。
【0180】
式(II)中、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、二価の連結基としては、本発明の効果を大きく損なうものでない限り特に制限はないが、二価の炭化水素基、又は、炭化水素基及びエーテル結合を組み合わせた二価の連結基であることが好ましい。
【0181】
X2としては、単結合、炭素数1〜6の二価の炭化水素基、又は炭素数1〜6のオキシアルキレン基であることが好ましく、単結合又はメチレン基であることが特に好ましい。
【0182】
式(II)中、p、q及びrはそれぞれ独立に、0〜5の整数を表す。p、q及びrはそれぞれ独立に、0〜3が好ましく、0〜2が特に好ましい。また、p、q及びrの値の好ましい組み合わせとしては、例えばp=q=r=0、p=q=r=1、又はp=q=r=2等が挙げられる。
【0183】
以下に、p、q及びrが好ましい値をとる場合の化合物の具体例について説明するが、これらに制限されるものではない。
【0184】
p=q=r=0を満たす場合の式(II)の化合物の好ましい態様としては、トリメチロールプロパントリアクリレート(R12はエチル基、R13は水素原子、X2はメチレン基の場合)、トリメチロールプロパントリメタアクリレート(R12はエチル基、R13はメチル基、X2はメチレン基の場合)、トリメチロールエタントリアクリレート(R12はメチル基、R13は水素原子、X2はメチレンの場合)、トリメチロールエタントリメタアクリレート(R12はメチル基、R13はメチル基、X2はメチレンの場合)、テトラメチロールメタントリアクリレート(R12はメチロール基、R13は水素原子、X2はメチレン基の場合)、テトラメチロールメタントリメタアクリレート(R12はメチロール基、R13はメチル基、X2はメチレン基の場合)、グリセリントリアクリレート(R12は水素原子、R13は水素原子、X2はメチレン基の場合)、グリセリントリメタアクリレート(R12は水素原子、R13はメチル基、X2はメチレン基の場合)が挙げられる。
【0185】
これらは、市販品として、Sartomer社からSR351S、SR444、SR350等として入手できる。
【0186】
p=q=r=1の場合の式(II)の化合物の好ましい態様としては、下記構造式の化合物が挙げられる。これらは、市販品として、Sartomer社からSR454、SR9020、SR492、デナコールアクリレートDA−314(ナガセケムテックス(株))等が入手できる。
【0187】
【化13】
【0188】
p、q及びrが、他の値をとる場合の式(II)の化合物の好ましい態様としては、下記構造式の化合物が挙げられる。これらは、市販品として、Sartomer社からSR9021、SR9035、SR415、東亞合成(株)からアロニックスM−320、新中村化学工業(株)からNKエステルA−GLy−9E等が入手できる。
【0189】
【化14】
【0190】
式(II)で表される化合物は、2種類以上を複数組み合わせて使用することが好ましい。その場合の好ましい態様は、(II−a)と(II−d)との混合使用、又は、トリメチロールプロパントリアクリレートと(II−d)との混合使用が挙げられ、トリメチロールプロパントリアクリレートと(II−d)との混合使用が特に好ましい。少なくとも1つがトリメチロールプロパントリアクリレートであることが好ましく、その含有量が成分Aの総重量に対し0.5〜8重量%であることが好ましい。
【0191】
本発明に適用されるインク組成物における、成分A−2の含有量は成分Aの総重量に対し0.1〜25重量%であり、より好ましくは、0.5〜10重量%、更に好ましくは、2〜9重量%である。
【0192】
上記範囲であると、硬化性、吐出安定性に優れ、得られる硬化膜の基材密着性及び光沢性に優れたインク組成物が得られる。
【0193】
<式(II’)で表される化合物>
本発明の第2の実施態様のインク組成物は、成分A−2として、式(II’)で表される化合物を少なくとも1種含有する。
【0194】
以下に、本発明に適用されるインク組成物の成分A−2として用いられる、式(II’)で表される化合物について説明する。
【0195】
【化15】
【0196】
(式(II’)中、R11は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0〜5の整数を表し、p+q+r≧1の関係を満たす。)
式(II’)中、R11、R12、R13、及びX2は、式(II)中のR11、R12、R13、及びX2と同義であり、好ましい態様も同様である。p、q及びrはそれぞれ独立に0〜5の整数を表し、p+q+r≧1の関係を満たす。p、q及びrはそれぞれ独立に、1〜3が好ましく、1又は2が特に好ましい。
【0197】
p、q及びrが好ましい値をとる場合の化合物の具体例は、式(II)で表される化合物の好ましい態様で挙げた化合物中の、(II−a)、(II−b)、(II−c)等が挙げられるが、これらに制限されるものではない。
【0198】
(成分A−1−3)芳香族炭化水素環を有する(メタ)アクリレート化合物
本発明に適用されるインク組成物は、A−1として更に(成分A−1−3)芳香族炭化水素環を有する(メタ)アクリレート化合物を好ましく含有することができる。
【0199】
成分A−1−3について、以下に説明する。
【0200】
成分A−1−3として、特開2009−96985号公報の段落0048〜0063に記載された、芳香族単官能ラジカル重合性モノマーが好ましく挙げられる。本発明においては、芳香族炭化水素環を有する単官能(メタ)アクリレート化合物としては、式(a−2)で表される化合物が好ましい。
【0201】
【化16】
【0202】
(式(a−2)中、R1は水素原子、又は、メチル基を表し、X1は二価の連結基を表し、Arは一価の芳香族炭化水素基を表す。)
式(a−2)中、R1として好ましくは、水素原子である。
【0203】
X1は二価の連結基を表し、エーテル結合(−O−)、エステル結合(−C(O)O−若しくは−OC(O)−)、アミド結合(−C(O)NR’−若しくは−NR’C(O)−)、カルボニル基(−C(O)−)、イミノ基(−NR’−)、置換基を有していてもよい炭素数1〜15のアルキレン基、又は、これらを2以上組み合わせた二価の基であることが好ましい。なお、R’は水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状若しくは環状アルキル基、又は、炭素数6〜20のアリール基を表す。置換基としては、ヒドロキシ基、ハロゲン原子が挙げられる。
【0204】
R1及びX1を含む部分(H2C=C(R1)−C(O)O−X1−)は、芳香族炭化水素環上の任意の位置で結合することができる。また、着色剤との親和性を向上させるという観点から、X1の芳香族炭化水素環と結合する端部は、酸素原子であることが好ましく、エーテル性酸素原子であることがより好ましい。式(a−2)におけるX1は、*−(LO)q−であることが好ましい。ここで、*は、式(a−2)のカルボン酸エステル結合との結合位置を示し、qは0〜10の整数であり、Lは炭素数2〜4のアルキレン基を表す。qは0〜4の整数であることが好ましく、0〜2の整数であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましい。(LO)qは、エチレンオキシド鎖又はプロピレンオキシド鎖であることが好ましい。
【0205】
Arは、一価の芳香族炭化水素基を表す。
【0206】
一価の芳香族炭化水素基としては、1〜4つの環を有する一価の単環又は多環芳香族炭化水素基が挙げられ、具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、1H−インデン、9H−フルオレン、1H−フェナレン、フェナントレン、トリフェニレン、ピレン、ナフタセン、テトラフェニレン、ビフェニレン、as−インダセン、s−インダセン、アセナフチレン、フルオランテン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、クリセン、プレイアンデン等から1つの水素原子を除いた基が挙げられる。
【0207】
中でも、本発明においては、フェニル基、ナフチル基であることが好ましく、単環芳香族炭化水素基、すなわちフェニル基であることがより好ましい。
【0208】
一価の芳香族炭化水素基は、芳香環上に置換基を有していてもよい。
【0209】
上記置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、カルボキシ基、炭素数1〜10のアシル基、ヒドロキシ基、置換若しくは無置換のアミノ基、チオール基、シロキサン基、又は、更に置換基を有していてもよい総炭素数30以下の炭化水素基若しくは複素環基であることが好ましい。
【0210】
前記置換基は、更に置換基を有していてもよく、例えば、ヒドロキシ基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基が挙げられる。
【0211】
一価の芳香族炭化水素基が複数の置換基を有する場合、前記置換基は同一でも異なっていてもよい。また置換基同士が結合して5員又は6員の環を形成してもよい
また、一価の芳香族炭化水素基は、芳香環上に置換基を有していないことが好ましい。
【0212】
本発明においては、式(a−2)で表される化合物としては、フェニル基を有する化合物が好ましく、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートがより好ましく、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレートが更に好ましく、2−フェノキシエチルアクリレート(PEA)が特に好ましい。
【0213】
本発明に適用されるインク組成物における、成分A−1−3の含有量は、成分A−1の総重量に対し5〜40重量%であり、より好ましくは8〜30重量%である。
【0214】
上記範囲であると、硬化性、吐出安定性に優れ、得られる硬化膜の基材密着性及び光沢性に優れたインク組成物が得られる。
【0215】
<他の重合性化合物>
本発明に適用されるインク組成物は、成分A−1及びA−2の内の、成分A−1−1、成分A−1−2、成分A−1−3及び式(II)で表される化合物以外の他の重合性化合物を含有していてもよい。
【0216】
他の重合性化合物としては、特に制限はないがエチレン性不飽和化合物が好ましい。
【0217】
他の重合性化合物としては、公知の重合性化合物を用いることができ、成分A−1−1、成分A−1−2、成分A−1−3及び式(II)で表される化合物以外の(メタ)アクリレート化合物、ビニルエーテル化合物、アリル化合物、不飽和カルボン酸類等が例示できる。例えば、特開2009−221414号公報に記載のラジカル重合性モノマー、特開2009−209289号公報に記載の重合性化合物、特開2009−191183号公報に記載のエチレン性不飽和化合物が挙げられる。
【0218】
本発明に適用されるインク組成物は、成分A−1−1、成分A−1−2、成分A−1−3及び式(II)で表される化合物以外の2官能(メタ)アクリレート化合物を、好ましく使用できる。2官能(メタ)アクリレート化合物としては、炭素数5以上の分岐を有していてもよい炭化水素鎖を有する2官能(メタ)アクリレート化合物が好ましい。
【0219】
2官能(メタ)アクリレート化合物の好ましい例としては、炭素数5以上の炭化水素鎖を分子内に有する2官能(メタ)アクリレート化合物であり、具体的には、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド(PO)変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、PO変性ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、デカンジオールジ(メタ)アクリレート、ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリデカンジオールジ(メタ)アクリレート、オクタデカンジオールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、及び、シクロヘキサンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、PO変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートが特に好ましく挙げられる。
【0220】
本発明に適用されるインク組成物は、成分A−1−1、成分A−1−2、成分A−1−3及び式(II)で表される化合物以外の重合性化合物として、更に3官能以上の(メタ)アクリレート化合物を用いることもできる。4官能(メタ)アクリレート化合物の好ましい例としては、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0221】
その他の多官能(メタ)アクリレートとしては、ビス(4−(メタ)アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン等が挙げられる。
【0222】
また、他の重合性化合物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸及びそれらの塩、エチレン性不飽和基を有する無水物、アクリロニトリル、スチレン、更に種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、不飽和ウレタン等のラジカル重合性化合物が挙げられる。
【0223】
他の重合性化合物として具体的には、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、カルビトール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、オリゴエステル(メタ)アクリレート、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、エポキシ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸誘導体、その他、アリルグリシジルエーテル、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート等のアリル化合物の誘導体が挙げられる。
【0224】
更に具体的には、山下晋三編「架橋剤ハンドブック」(1981年、大成社);加藤清視編「UV・EB硬化ハンドブック(原料編)」(1985年、高分子刊行会);ラドテック研究会編「UV・EB硬化技術の応用と市場」79頁(1989年、(株)シーエムシー出版);滝山栄一郎著「ポリエステル樹脂ハンドブック」(1988年、日刊工業新聞社)等に記載の市販品又は業界で公知のラジカル重合性又は架橋性のモノマー、オリゴマー及びポリマーを用いることができる。
【0225】
他の重合性化合物の分子量は、80〜2,000であることが好ましく、80〜1,000であることがより好ましく、80〜800であることが更に好ましい。
【0226】
本発明に適用されるインク組成物は、成分A−1−1、成分A−1−2、成分A−1−3及び式(II)で表される化合物以外の他の重合性化合物として、単官能ビニルエーテル化合物を用いることも好ましい。
【0227】
好適に用いられる単官能ビニルエーテル化合物としては、例えば、エチレングリコールモノビニルエーテル、トリエチレングリコールモノビニルエーテル、ヒドロキシエチルモノビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシノニルモノビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル等が挙げられる。
【0228】
また、多官能ビニルエーテル化合物を用いることもできる。好適に用いられる多官能ビニルエーテル化合物としては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジ又はトリビニルエーテル化合物が挙げられる。
【0229】
本発明に適用されるインク組成物が、成分A−1及びA−2の内の成分A−1−1、成分A−1−2、成分A−1−3及び式(II)で表される化合物以外の他の重合性化合物を含有する場合、他の重合性化合物の含有量は、重合性化合物の全重量に対し、1〜50重量%が好ましく、2〜40重量%がより好ましく、2〜30重量%が特に好ましい。
【0230】
(成分B)ラジカル重合開始剤
本発明に適用されるインク組成物は、(成分B)ラジカル重合開始剤を含む。支持体上に吐出されたインク組成物は、活性放射線を照射することによって硬化する。これは、本発明に適用されるインク組成物に含まれるラジカル重合開始剤が活性放射線の照射により分解して、ラジカルなどの重合開始種を発生し、その開始種の機能に重合性化合物の重合反応が、生起、促進されるためである。
【0231】
なお、本発明におけるラジカル重合開始剤は、活性放射線等の外部エネルギーを吸収して重合開始種を生成する化合物だけでなく、特定の活性エネルギー線を吸収して重合開始剤の分解を促進させる化合物(いわゆる、増感剤)も含まれる。本発明に適用されるインク組成物において、ラジカル重合開始剤と共に増感剤が存在すると、系中の増感剤が活性放射線を吸収して励起状態となり、ラジカル重合開始剤と接触することによってラジカル重合開始剤の分解を促進させ、より高感度の硬化反応を達成させることができる。増感剤としては例えば、特開2008−208190号公報に記載のものが挙げられる。
【0232】
本発明に適用されるインク組成物は、成分Bとして、(成分B−1)モノアシルホスフィンオキサイド化合物及び/又は(成分B−2)ビスアシルホスフィンオキサイド化合物、並びに、(成分B−3)チオキサントン化合物を含有することが好ましい。
【0233】
成分Bと、前記成分A−1、A−2、及び成分Cとの組み合わせにより、硬化性、吐出安定性に優れ、得られる硬化膜の基材密着性及び光沢性に優れたインク組成物が得られる。
【0234】
以下に、成分B−1〜成分B−3について説明する。
【0235】
(成分B−1)モノアシルホスフィンオキサイド化合物
(成分B−1)モノアシルホスフィン化合物としては、特に制限はなく、公知のものを用いることができるが、下記式(b−1)で表される化合物であることが好ましい。
【0236】
【化17】
【0237】
(式(b−1)中、R1D、R2D、R3Dは、それぞれ独立に、メチル基又はエチル基を置換基として有していてもよい芳香族炭化水素基を表す。)
式(b−1)で表されるモノアシルフォスフィンオキサイド化合物としては、R1D〜R3Dが、それぞれ独立に、置換基としてメチル基を有していてもよいフェニル基であることが好ましく、R2D及びR3Dがフェニル基であり、R1Dが1〜3個のメチル基を有するフェニル基であることがより好ましい。
【0238】
中でも、式(b−1)で表されるモノアシルフォスフィンオキサイド化合物としては、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(Darocur TPO:チバ・ジャパン社製、Lucirin TPO:BASF社製)が好ましい。
【0239】
成分B−1の含有量は、インク組成物全体の0.1〜3重量%が好ましく、0.5〜3重量%であることがより好ましい。
【0240】
(成分B−2)ビスアシルホスフィンオキサイド化合物
(成分B−2)ビスアシルホスフィンオキサイド化合物としては、特に制限はなく、公知のものを用いることができるが、下記式(b−2)で表される化合物であることが好ましい。
【0241】
【化18】
【0242】
(式(b−2)中、R1E、R2E及びR3Eはそれぞれ独立に、メチル基又はエチル基を置換基として有していてもよい芳香族炭化水素基を表す。)
ビスアシルホスフィンオキサイド化合物としては、公知の化合物が使用できる。例えば、特開平3−101686号公報、特開平5−345790号公報、特開平6−298818号公報に記載のビスアシルホスフィンオキサイド化合物が挙げられる。
【0243】
具体例としては、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−4−エトキシフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−4−プロピルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−2−ナフチルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−1−ナフチルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−4−クロロフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−2,4−ジメトキシフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)デシルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロベンゾイル)−4−オクチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロ3,4,5−トリメトキシベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジクロロ−3,4,5−トリメトキシベンゾイル)−4−エトキシフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2−メチル−1−ナフトイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2−メチル−1−ナフトイル)−4−エトキシフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2−メチル−1−ナフトイル)−2−ナフチルホスフィンオキサイド、ビス(2−メチル−1−ナフトイル)−4−プロピルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2−メチル−1−ナフトイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2−メトキシ−1−ナフトイル)−4−エトキシフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2−クロロ−1−ナフトイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド等が挙げられる。
【0244】
これらの中でも、ビスアシルホスフィンオキサイド化合物としては、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド(IRGACURE 819:BASFジャパン(株)製)、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイドなどが好ましい。
【0245】
成分B−2の含有量は、インク組成物全体の0.5〜10重量%が好ましく、1〜5重量%であることがより好ましい。
【0246】
(成分B−3)チオキサントン化合物
本発明に適用されるインク組成物は、重合開始剤として(成分B−3)チオキサントン化合物を好ましく含有することができる。
【0247】
チオキサントン化合物としては、特に制限はなく、公知のものを用いることができるが、下記式(b−3)で表される化合物であることが好ましい。
【0248】
【化19】
【0249】
前記式(b−3)において、R1F、R2F、R3F、R4F、R5F、R6F、R7F及びR8Fはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アルキルチオ基、アルキルアミノ基(一置換及び二置換の場合を含む。なお、以下においても同様である。)、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、カルボキシ基又はスルホ基を表す。上記アルキル基、アルキルチオ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、及び、アシル基におけるアルキル部分の炭素数は、1〜20であることが好ましく、1〜8であることがより好ましく、1〜4であることが更に好ましい。
【0250】
R1F、R2F、R3F、R4F、R5F、R6F、R7F及びR8Fは、それぞれ隣接する2つが互いに連結して環を形成していてもよい。これらが環を形成する場合の環構造としては、5又は6員環の脂肪族環、芳香族環などが挙げられ、炭素原子以外の元素を含む複素環であってもよく、また、形成された環同士が更に組み合わさって2核環、例えば、縮合環を形成していてもよい。これらの環構造は置換基を更に有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アルキルチオ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、カルボキシ基及びスルホ基が挙げられる。形成された環構造が複素環である場合のヘテロ原子の例としては、N、O、及びSを挙げることができる。
【0251】
チオキサントン化合物としては、チオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−ドデシルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2,3−ジエチルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−シクロヘキシルチオキサントン、4−シクロヘキシルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、1−メトキシカルボニルチオキサントン、2−エトキシカルボニルチオキサントン、3−(2−メトキシエトキシカルボニル)チオキサントン、4−ブトキシカルボニルチオキサントン、3−ブトキシカルボニル−7−メチルチオキサントン、1−シアノ−3−クロロチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−クロロチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−エトキシチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−アミノチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−フェニルスルフリルチオキサントン、3,4−ジ[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシカルボニル]チオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−(1−メチル−1−モルホリノエチル)チオキサントン、2−メチル−6−ジメトキシメチルチオキサントン、2−メチル−6−(1,1−ジメトキシベンジル)チオキサントン、2−モルホリノメチルチオキサントン、2−メチル−6−モルホリノメチルチオキサントン、n−アリルチオキサントン−3,4−ジカルボキシミド、n−オクチルチオキサントン−3,4−ジカルボキシイミド、N−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)チオキサントン−3,4−ジカルボキシイミド、1−フェノキシチオキサントン、6−エトキシカルボニル−2−メトキシチオキサントン、6−エトキシカルボニル−2−メチルチオキサントン、チオキサントン−2−ポリエチレングリコールエステル、2−ヒドロキシ−3−(3,4−ジメチル−9−オキソ−9H−チオキサントン−2−イルオキシ)−N,N,N−トリメチル−1−プロパンアミニウムクロリドが例示できる。これらの中でも、入手容易性や硬化性の観点から、チオキサントン、2,3−ジエチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−シクロヘキシルチオキサントン、4−シクロヘキシルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、及び、4−イソプロピルチオキサントンが好ましく、2−イソプロピルチオキサントン、及び、4−イソプロピルチオキサントンがより好ましい。
【0252】
成分B−3の含有量は、インク組成物全体の0.5〜10重量%が好ましく、1〜5重量%がより好ましい。
【0253】
(成分B−4)α−アミノアルキルケトン化合物
本発明に適用されるインク組成物は、成分Bとして更に(成分B−4)α−アミノアルキルフェノン化合物を含有することが好ましい。成分B−4を含有することにより更に硬化性に優れたインク組成物が得られる。成分B−4は、式(b−4)で表される化合物であることが好ましい。
【0254】
【化20】
【0255】
式(b−4)中、R1、R2、及びR3は、それぞれ独立にヒドロキシ基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、又は、置換基を有していてもよいアミノ基を表し、Xは、水素原子、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。R1、R2、又はR3の少なくとも1つは置換していてもよいアミノ基を表す。なお、R1、R2、R3、及びXがアミノ基である場合の置換基は、互いに結合して複素環基を形成してもよい。置換基としては、炭素数1〜10のアルキル基が挙げられる。
【0256】
成分B−4としては、式(b−4−1)及び式(b−4−2)のいずれかで表される化合物が好ましい。
【0257】
【化21】
【0258】
式(b−4−1)中、R4、R5、R6、及びR7は、それぞれ置換基を有していてもよいアルキル基を表し、R4とR5、及びR6とR7の少なくともいずれかが互いに結合して複素環基を形成してもよい。R1、R2、及び、置換基は、式(b−4)におけるとR1、R2、及び、置換基とそれぞれ同義である。
【0259】
【化22】
【0260】
式(b−4−2)中、R8は、置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
【0261】
R1、R2、及び、置換基は、式(b−4)におけるR1、R2、及び、置換基と同義であり、R4及びR5は、式(b−4−1)におけるR4及びR5と同義である。
【0262】
前記複素環基としては、特に制限はなく、適宜選択することができるが、例えば、モルホリノ基が好ましい。
【0263】
α−アミノアルキルフェノン化合物としては、例えば、市販品として、IRGACURE369(BASFジャパン(株)製)、IRGACURE907(BASFジャパン(株)製)などが好適に挙げられる。
【0264】
成分B−4の含有量は、インク組成物全体の0.5〜10重量%が好ましく、1〜5重量%がより好ましい。
【0265】
本発明における成分Bの好ましい実施態様は、成分B−1及び/又はB−2、並びにB−3とを含有することであり、より好ましくは、少なくとも成分B−1を含有しその含有量がインク組成物全重量の3重量%以下であることである。更に好ましいのは、成分B−1、B−3及びB−4とを組み合わせて含有することであり、特に好ましいのは、成分B−1〜B−3を組み合わせて含有することである。
【0266】
本発明における成分Bの総含有量は、インク組成物全体の1〜20重量%であることが好ましく、5〜15重量%であることがより好ましく、8〜10重量%であることが更に好ましい。
【0267】
本発明に適用されるインク組成物は、成分B−1〜B−4の重合開始剤以外のその他の重合開始剤を含んでもよい。その他の重合開始剤としては、モノアシルホスフィン化合物、α−ヒドロキシケトン化合物、芳香族ケトン類、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、及び、炭素ハロゲン結合を有する化合物等が挙げられる。
【0268】
上記重合開始剤の詳細については、当業者に公知であり、例えば、特開2009−185186号公報の段落0090〜0116に記載されている。
【0269】
(成分C)着色剤
本発明に適用されるインク組成物は、(成分C)着色剤を含有する。
【0270】
成分Cは、形成された画像部の視認性を向上させることに寄与している。成分Cとしては、特に制限はないが、耐候性に優れ、色再現性に富んだ顔料及び油溶性染料が好ましく、溶解性染料等の公知の着色剤から任意に選択して使用できる。成分Cは、活性放射線による硬化反応の感度を低下させないという観点から、重合禁止剤として機能しない化合物を選択することが好ましい。
【0271】
以下に、成分Cとして使用される顔料及び染料について説明する。
【0272】
本発明に使用できる顔料としては、特に限定されるわけではないが、例えばカラーインデックスに記載される下記の番号の有機又は無機顔料が使用できる。
【0273】
赤又はマゼンタ顔料としては、C.I.ピグメントレッド3(「Pigment Red 3」ともいう。)、5、19、22、31、38、42、43、48:1、48:2、48:3、48:4、48:5、49:1、53:1、57:1、57:2、58:4、63:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、88、104、108、112、122、123、144、146、149、166、168、169、170、177、178、179、184、185、202、208、216、226、257、C.I.ピグメントバイオレット3(「Pigment Violet 3」ともいう。)、19、23、29、30、37、50、88、C.I.ピグメントオレンジ13(「Pigment Orange 13」ともいう。)、16、20、36、青又はシアン顔料としては、C.I.ピグメントブルー1(「Pigment Blue 1」ともいう。)、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17−1、22、27、28、29、36、60、緑顔料としては、C.I.ピグメントグリーン7(「Pigment Green 7」ともいう。)、26、36、50、黄顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1(「Pigment Yellow 1」ともいう。)、3、12、13、14、17、34、35、37、55、74、81、83、93、94、95、97、108、109、110、120、137、138、139、150、153、154、155、157、166、167、168、180、185、193、黒顔料としては、C.I.ピグメントブラック7(「Pigment Black 7」ともいう。)、28、26、白色顔料としては、C.I.ピグメントホワイト6(「Pigment White 6」ともいう。)、18、21などが目的に応じて使用できる。
【0274】
本発明においては、水非混和性有機溶媒に溶解する範囲で分散染料を用いることもできる。分散染料は一般に水溶性の染料も包含するが、本発明においては水非混和性有機溶媒に溶解する範囲で用いることが好ましい。
【0275】
分散染料の好ましい具体例としては、C.I.ディスパースイエロー 5、42、54、64、79、82、83、93、99、100、119、122、124、126、160、184:1、186、198、199、201、204、224及び237;C.I.ディスパーズオレンジ 13、29、31:1、33、49、54、55、66、73、118、119及び163;C.I.ディスパーズレッド 54、60、72、73、86、88、91、92、93、111、126、127、134、135、143、145、152、153、154、159、164、167:1、177、181、204、206、207、221、239、240、258、277、278、283、311、323、343、348、356及び362;C.I.ディスパーズバイオレット 33;C.I.ディスパーズブルー 56、60、73、87、113、128、143、148、154、158、165、165:1、165:2、176、183、185、197、198、201、214、224、225、257、266、267、287、354、358、365及び368;並びにC.I.ディスパーズグリーン 6:1及び9等が挙げられる。
【0276】
着色剤は、インク組成物に添加された後、適度に当該インク組成物内で分散することが好ましい。着色剤の分散には、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等の各分散装置を用いることができる。
【0277】
着色剤は、インク組成物の調製に際して、各成分と共に直接添加してもよい。また、分散性向上のため、あらかじめ溶剤又は本発明に使用する重合性化合物のような分散媒体に添加し、均一分散あるいは溶解させた後、配合することもできる。
【0278】
本発明において、溶剤が硬化画像に残留する場合の耐溶剤性の劣化、及び、残留する溶剤のVOC(Volatile Organic Compound:揮発性有機化合物)の問題を避けるためにも、着色剤は、重合性化合物のような分散媒体に予め添加して、配合することが好ましい。すなわち、溶剤を含まないことが好ましい。なお、分散適性の観点のみを考慮した場合、着色剤の添加に使用する重合性化合物は、最も粘度の低いモノマーを選択することが好ましい。着色剤はインク組成物の使用目的に応じて、1種又は2種以上を適宜選択して用いればよい。
【0279】
なお、インク組成物中において固体のまま存在する顔料などの着色剤を使用する際には、着色剤粒子の平均粒径は、好ましくは0.005〜0.5マイクロメートル、より好ましくは0.01〜0.45マイクロメートル、更に好ましくは0.015〜0.4マイクロメートルとなるよう、着色剤、分散剤、分散媒体の選定、分散条件、ろ過条件を設定することが好ましい。この粒径管理によって、ヘッドノズルの詰まりを抑制し、インク組成物の保存安定性、透明性及び硬化感度を維持することができるので好ましい。
【0280】
インク組成物中における成分Cの含有量は、色、及び使用目的により適宜選択されるが、インク組成物全体の重量に対し、0.1〜20重量%であることが好ましく、0.5〜10重量%であることがより好ましく、1〜5重量%であることが更に好ましい。
【0281】
<分散剤>
本発明に適用されるインク組成物は、分散剤を含有することが好ましい。特に顔料を使用する場合において、顔料をインク組成物中に安定に分散させるため、分散剤を含有することが好ましい。分散剤としては、高分子分散剤が好ましい。なお、本発明における「高分子分散剤」とは、重量平均分子量が1,000以上の分散剤を意味する。
【0282】
高分子分散剤としては、DISPERBYK−101、DISPERBYK−102、DISPERBYK−103、DISPERBYK−106、DISPERBYK−111、DISPERBYK−161、DISPERBYK−162、DISPERBYK−163、DISPERBYK−164、DISPERBYK−166、DISPERBYK−167、DISPERBYK−168、DISPERBYK−170、DISPERBYK−171、DISPERBYK−174、DISPERBYK−182(BYKケミー社製);EFKA4010、EFKA4046、EFKA4080、EFKA5010、EFKA5207、EFKA5244、EFKA6745、EFKA6750、EFKA7414、EFKA745、EFKA7462、EFKA7500、EFKA7570、EFKA7575、EFKA7580(エフカアディティブ社製);ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100(サンノプコ(株)製);ソルスパース(SOLSPERSE)3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、22000、24000、26000、28000、32000、36000、39000、41000、71000などの各種ソルスパース分散剤(Noveon社製);アデカプルロニックL31、F38、L42、L44、L61、L64、F68、L72、P95、F77、P84、F87、P94、L101、P103、F108、L121、P−123((株)ADEKA製);イオネットS−20(三洋化成工業(株)製);ディスパロン KS−860、873SN、874(高分子分散剤)、#2150(脂肪族多価カルボン酸)、#7004(ポリエーテルエステル型)(楠本化成(株)製)が挙げられる。
【0283】
インク組成物中における分散剤の含有量は、使用目的により適宜選択されるが、インク組成物全体の重量に対し、0.05〜15重量%であることが好ましい。
【0284】
<界面活性剤>
本発明に適用されるインク組成物は、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤を含有しないか、又は、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤の総含有量が、インク組成物の全重量に対し、0.01重量%未満であることが好ましく、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤を含有しないか、又は、0.005重量%以下であることがより好ましく、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤を含有しないことが特に好ましい。
【0285】
なお、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤以外の界面活性剤としては、特開昭62−173463号、同62−183457号の各公報に記載されたものが挙げられる。例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第四級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。
【0286】
また、本発明に適用されるインク組成物は、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤以外の界面活性剤も、含有しないか、又は、その含有量が、インク組成物の全重量に対し、0.01重量%未満であることが好ましく、含有しないか、又は、その含有量が、0.005重量%以下であることがより好ましく、含有しないことが特に好ましい。
【0287】
市販品で入手できるシリコ−ン系界面活性剤としては、例えば、BYK−307(BYK Chemie社製)が挙げられる。
【0288】
<オリゴマー>
本発明に適用されるインク組成物は、オリゴマーを含有することが好ましい。
【0289】
オリゴマーは、一般に有限個(一般的には5〜100個)のモノマーが結合した重合体であり、オリゴマーと称される公知の化合物を任意に選択可能であるが、本発明においては、重量平均分子量が400〜10,000(より好ましくは500〜5,000)の重合体を選択することが好ましい。
【0290】
前記オリゴマーは、ラジカル重合性基を有していてもよい。前記ラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和基が好ましく、(メタ)アクリロキシ基がより好ましい。
【0291】
本発明におけるオリゴマーとしては、いかなるオリゴマーでもよいが、例えば、オレフィン系(エチレンオリゴマー、プロピレンオリゴマー、ブテンオリゴマー等)、ビニル系(スチレンオリゴマー、ビニルアルコールオリゴマー、ビニルピロリドンオリゴマー、アクリレートオリゴマー、メタクリレートオリゴマー等)、ジエン系(ブタジエンオリゴマー、クロロプレンゴム、ペンタジエンオリゴマー等)、開環重合系(ジ−,トリ−,テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリエチルイミン等)、重付加系(オリゴエステルアクリレート、ポリアミドオリゴマー、ポリイソシアネートオリゴマー)、付加縮合オリゴマー(フェノール樹脂、アミノ樹脂、キシレン樹脂、ケトン樹脂等)等を挙げることができる。この中で、オリゴエステル(メタ)アクリレートが好ましく、その中では、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレートがより好ましく、ウレタン(メタ)アクリレートが更に好ましい。
【0292】
ウレタン(メタ)アクリレートとしては、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート、芳香族ウレタン(メタ)アクリレートが好ましく挙げられるが、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレートがより好ましく挙げられる。
【0293】
また、ウレタン(メタ)アクリレートは、4官能以下のウレタン(メタ)アクリレートであることが好ましく、2官能以下のウレタン(メタ)アクリレートであることがより好ましい。
【0294】
ウレタン(メタ)アクリレートを含有することにより、基材の密着性に優れ、硬化性に優れるインク組成物が得られる。
【0295】
オリゴマーについて、オリゴマーハンドブック(古川淳二監修、(株)化学工業日報社)も参照することができる。
【0296】
また、オリゴマーの市販品としては、以下に示すものが例示できる。
【0297】
ウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、第一工業製薬(株)製のR1204、R1211、R1213、R1217、R1218、R1301、R1302、R1303、R1304、R1306、R1308、R1901、R1150等や、ダイセル・サイテック(株)製のEBECRYLシリーズ(例えば、EBECRYL230、270、4858、8402、8804、8807、8803、9260、1290、1290K、5129、4842、8210、210、4827、6700、4450、220)、新中村化学工業(株)製のNKオリゴU−4HA、U−6HA、U−15HA、U−108A、U200AX等、東亞合成(株)製のアロニックスM−1100、M−1200、M−1210、M−1310、M−1600、M−1960、Sartomer社製のCN964A85、CN962、CN983等が挙げられる。
【0298】
ポリエステル(メタ)アクリレートとしては、例えば、ダイセル・サイテック(株)製のEBECRYLシリーズ(例えば、EBECRYL770、IRR467、81、84、83、80、675、800、810、812、1657、1810、IRR302、450、670、830、870、1830、1870、2870、IRR267、813、IRR483、811等)、東亞合成(株)製のアロニックスM−6100、M−6200、M−6250、M−6500、M−7100、M−8030、M−8060、M−8100、M−8530、M−8560、M−9050等が挙げられる。
【0299】
また、エポキシ(メタ)アクリレートとしては、例えば、ダイセル・サイテック(株)製のEBECRYLシリーズ(例えば、EBECRYL600、860、2958、3411、3600、3605、3700、3701、3703、3702、3708、RDX63182、6040等)等が挙げられる。
【0300】
オリゴマーは、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
【0301】
本発明に適用されるインク組成物におけるオリゴマーの含有量としては、インク組成物の全重量に対して、0.1〜50重量%であることが好ましく、0.5〜20重量%であることがより好ましく、1〜10重量%であることが更に好ましい。
【0302】
<その他の成分>
本発明に適用されるインク組成物は、必要に応じて、前記各成分以外に、共増感剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、褪色防止剤、導電性塩類、溶剤、塩基性化合物等を含んでいてもよい。これらその他の成分としては、公知のものを用いることができ、例えば、特開2009−221416号公報に記載されているものが挙げられる。
【0303】
本発明に適用されるインク組成物は、保存性を高める観点から、重合禁止剤を含有することが好ましい。
【0304】
インク組成物をインクジェット記録用インク組成物として使用する場合には、25〜80℃の範囲で加熱、低粘度化して吐出することが好ましく、熱重合によるヘッド詰まりを防ぐために、重合禁止剤を添加することが好ましい。
【0305】
重合禁止剤としては、ニトロソ系重合禁止剤、ハイドロキノン、ベンゾキノン、p−メトキシフェノール、TEMPO、TEMPOL、クペロンAl、ヒンダードアミン等が挙げられ、中でもニトロソ系重合禁止剤、ヒンダードアミン系重合禁止剤が好ましい。
【0306】
本発明に好ましく使用されるニトロソ系重合禁止剤の具体例を以下に示すがこれらに限定されるものではない。
【0307】
【化23】
【0308】
ニトロソ系重合禁止剤の市販品として、FIRSTCURE ST−1(Chem First社製)等が挙げられる。ヒンダードアミン系重合禁止剤の市販品としてTINUVIN292、TINUVIN770DF、TINUVIN765、TINUVIN123が挙げられる。
【0309】
本発明に適用されるインク組成物中における重合禁止剤の含有量は0.01〜2重量%が好ましく、0.1〜1.5重量%がより好ましく、0.2〜1.2重量%が更に好ましい。上記の数値の範囲内であると、インク組成物の調製時、保管時の重合を抑制でき、インクジェットノズルの詰まりを防止できる。
【実施例】
【0310】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【0311】
なお、以下の記載における「部」とは、特に断りのない限り「重量部」、「%」は「重量%」を示すものとする。
【0312】
本発明で使用した素材は下記に示す通りである。
・IRGALITE BLUE GLVO(シアン顔料、BASFジャパン(株)製)
・CINQUASIA MAGENTA RT−355−D(マゼンタ顔料、BASFジャパン(株)製)
・NOVOPERM YELLOW H2G(イエロー顔料、クラリアント社製)
・SPECIAL BLACK 250(ブラック顔料、BASFジャパン(株)製)
・SOLSPERSE32000(分散剤、Noveon社製)
・NVC(V−CAP、N−ビニルカプロラクタム、アイエスピー・ジャパン(株)製)
・NVF:N−ビニルホルムアミド(ビームセット770、荒川化学工業(株)製)
・CTFA(SR531、サイクリックトリメチロールプロパンフォーマルアクリレート、5重量%のトリメチロールプロパントリアクリレートを含有、Sartomer社製)
・PEA(SR339、フェノキシエチルアクリレート、Sartomer社製)
・IBOA(SR506、イソボロニルアクリレート、Sartomer社製)
・SR351S(トリメチロールプロパントリアクリレート、Sartomer社製)
・SR454(式(II−a)の化合物、Sartomer社製)
・SR9020(式(II−b)の化合物、Sartomer社製)
・SR9021(式(II−c)の化合物、Sartomer社製)
・DPGDA(SR508、ジプロピレングリコールジアクリレート、Sartomer社製)
・SR9035:エチレンオキシド15モル付加トリメチロールプロパントリアクリレート、Sartomer社製)
・CN964A85(オリゴマー、2官能脂肪族ウレタンアクリレート、15重量%トリプロピレングリコールジアクリレート含有、Sartomer社製)
・CN962(オリゴマー、2官能脂肪族ウレタンアクリレート、Sartomer社製)
・IRGACURE369(α−アミノアルキルケトン光重合開始剤、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、BASFジャパン(株)製)
・IRGACURE819(光重合開始剤、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、BASFジャパン(株)製)
・TPO(DAROCURE TPO、光重合開始剤、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、BASFジャパン(株)製)
・ITX(増感剤、イソプロピルチオキサントン、シェルケミカルズジャパン(株)製)
・ST−1(FIRSTCURE ST−1、重合禁止剤、トリス(N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシアミン)アルミニウム塩(8重量%)とフェノキシエチルアクリレート(92重量%)との混合物、Chem First社製)
・BYK−307(シリコーン系界面活性剤、BYK Chemie社製)
(マゼンタミルベースの調製)
・マゼンタ顔料:CINQUASIA MAGENTA RT−355D(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 30重量部
・SR9003(プロポキシ化(2)ネオペンチルグリコールジアクリレート(ネオペンチルグリコールプロピレンオキサイド2モル付加物をジアクリレート化した化合物、SARTOMER社製) 49重量部
・SOLSPERSE32000(分散剤、Noveon社製) 20重量部
・FIRSTCURE ST−1(重合禁止剤、Chem First社製) 1重量部
上記の成分を撹拌混合し、マゼンタミルベースを得た。なお、顔料ミルベースの調製は分散機モーターミルM50(アイガー社製)に入れて、直径0.65ミリメートルのジルコニアビーズを用い、周速9メートル毎秒で8時間分散した。
【0313】
(シアンミルベースの調製)
・シアン顔料:IRGALITE BLUE GLVO(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 30重量部
・SR9003 49重量部
・SOLSPERSE32000 20重量部
・FIRSTCURE ST−1 1重量部
上記の成分を、マゼンタミルベースの調製と同様の分散条件で撹拌混合し、シアンミルベースを得た。
【0314】
(イエローミルベースの調製)
・イエロー顔料:NOVOPERM YELLOW H2G(クラリアント社製)
30重量部
・SR9003 29重量部
・BYK168(分散剤、BYK Chemie社製) 40重量部
・FIRSTCURE ST−1(重合禁止剤、Chem First社製) 1重量部
上記の成分をマゼンタミルベースの調製と同様の分散条件で撹拌混合し、イエローミルベースを得た。
【0315】
(ブラックミルベースの調製)
・ブラック顔料:SPECIAL BLACK 250(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 30重量部
・SR9003 49重量部
・SOLSPERSE32000 20重量部
・FIRSTCURE ST−1 1重量部
上記の成分を、マゼンタミルベースの調製と同様の分散条件で撹拌混合し、ブラックミルベースを得た。
【0316】
(実施例1〜22及び比較例1〜10のインク組成物)
<インク組成物の作製方法>
表1及び表2に記載の素材を混合、撹拌することで、各インク組成物を調製し、実施例1〜22、及び、比較例1〜10のインクをそれぞれ得た。なお、表中の数値は各成分の配合量(重量部)を表す。
【0317】
画像は双向印刷モード8回のマルチパスにおいて描画する。この場合ヘッドノズルを略スワス幅で8分割された最上流側のスワス幅ノズル列から吐出されたインク組成物には、15回のピニング露光が施される。下流端側のスワス幅ノズル列から吐出されたインク組成物には1〜3回の上流端側からのインク組成物への露光よりも少ない回数、ピニング露光が行われる。
【0318】
インク組成物へのピニング露光が施された後、被記録媒体がキュアリング露光光源への直下まで副走査搬送され、(キュアリング光源の副走査方向の幅/スワス幅×2(左右))回のキュアリング露光が施される。
【0319】
ピニング露光光量、キュアリング露光光量の適した範囲を求める前に、先ず、総露光光量を350ミリジュール毎平方センチメートルと仮定して、インクの硬化感度、基材密着性、吐出安定性、光沢度の評価、測定を行った。
【0320】
<硬化感度の評価>
上記印刷方法によりポリ塩化ビニル製のシート上に12マイクロメートル膜厚の100パーセントのベタ画像を印刷した。
【0321】
印刷後の表面の色移りとベトツキが無くなる露光エネルギーによって硬化感度を定義した。印刷後の表面のベトツキの有無は触診で、色移りは印刷直後に普通紙(富士ゼロックス(株)社製コピー用紙C2)を押し付け判断した。色移り、ベトツキがないほど感度が高いと評価し、以下の基準で評価した。この場合3以上が実用上の問題がないことになる。
【0322】
5:色移りなし、ベトツキなし。
【0323】
4:色移りなし、ベトツキもほとんどなし。
【0324】
3:色移りなし、ややベトツキあり。
【0325】
2:若干色移りあり、ややべとつきあり。
【0326】
1:色移りあり、ベトツキあり
<基材密着性の評価>
ポリ塩化ビニル性基材との密着性評価方法としてクロスハッチテスト(JIS K5600−5−6)を行った。上記インクジェット記録方法に従い、画像部の平均膜厚が12マイクロメートルのベタ画像を描画した。その後、各々の印刷物に対して、クロスハッチテストを実施した。なお、評価は、JIS K5600−5−6に従い、0〜5の6段階評価とした。ここで、評価0がカットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にも剥がれがないことを意味し以下の分類で評価した。
【0327】
5:JIS K5600−5−6による評価 0
4:JIS K5600−5−6による評価 1
3:JIS K5600−5−6による評価 2
2:JIS K5600−5−6による評価 3
1:JIS K5600−5−6による評価 4,5
評価3以上が実用上許容できる。
【0328】
<吐出安定性の評価>
得られたインク組成物を室温(25℃)で二週間保存後、上記インクジェット記録装置を用いて、被記録媒体への記録を行い、常温(25℃)で3時間連続印字したときの、ドット抜け及びインクの飛び散りの有無を目視にて観察し、下記基準により評価した。
【0329】
5:ドット抜け又はインクの曲がりが発生しない。
【0330】
4:ドット抜け又はインクの飛び散りの発生が1〜2回発生する。
【0331】
3:ドット抜け又はインクの飛び散りが3〜4回発生する。
【0332】
2:ドット抜け又はインクの飛び散りが5回以上発生する。
【0333】
1:ドット抜け又はインクの飛び散りが10回以上発生する。
【0334】
評価3以上が実用上許容できる。
【0335】
<光沢度の測定>
被記録媒体として、三菱製紙製の特菱アート紙(坪量104グラム枚平方メートル)を用い、上記インクジェット記録方法に従い、ベタ画像を描画した。得られたベタ画像について、JIS Z8741に基づき、Sheen Instruments社製光沢度計を用い、測定角60°で測定を行った。下記基準に従い評価点をつけた。
【0336】
5:光沢度25以上
4:光沢度20以上25未満
3:光沢度15以上20未満
2:光沢度10以上15未満
1:光沢度10未満
評価3以上が実用上許容できる。
【0337】
以上の評価結果を〔表1〕及び〔表2〕に記した。なお、表中の「−」は当該成分が非含有であることを表す。また、表中の(*)印は、下記を意味する。(*1)は、ST−1中に含まれる92重量%のPEA(溶剤)の量を含むことを表す。(*2)は、CTF中の不純物である5重量%のTMPTAの量を含むことを表す。(*3)は、各ミルベース中のSR9003の量を含むことを表す。
【0338】
【表1】
【0339】
【表2】
【0340】
<硬化エネルギーの評価>
次に、仮硬化エネルギー(ピニング露光量)、本硬化エネルギー(キュアリング露光量)の適正範囲を求める評価、実験について以下に説明する。
【0341】
上記したインクの硬化感度、基材密着性、吐出安定性、光沢度の評価、測定結果から、上記〔表1〕に示される実施例9,10,8,12をそれぞれY,M,C,K色のインクセットとして選択した。
【0342】
上記した硬化感度、基材密着性、吐出安定性、光沢度の評価、測定と同様に、インクジェット記録装置として、上記したインクジェット記録装置10を適用した。なお、仮硬化光源及び本硬化光源の発光波長(ピーク値)は385ナノメートルとした。なお、仮硬化光源及び本硬化光源の発光波長(ピーク値)は、380ナノメートル以上390ナノメートル以下の範囲で同様の結果を得られると予想される。
【0343】
ピニング露光量が小さいときは画像形成した際に、1スワス内のバンドの中に濃度の異なるムラ、光沢感の異なるムラが発生することがバンディング現象として一般的に知られている。このバンディング現象を見るために、YMCK単色と2次色(RGB)、3次色(YMC色の混合による黒)、4次色(YMCK混合による黒)色からなる9色の30ミリメートル×40ミリメートル程のパッチを平網点率、40パーセント、60パーセント、80パーセント、100パーセントで、縦(副走査方向)に並べた評価画像を出力して、目視による比較評価を行った。被記録媒体としてはバンディング現象が比較的発生し易いと思われたコート紙、OKトップコート(王子製紙(株))を用いた。
【0344】
目視評価でバンディングの優位差が現れたK単色、3次色、4次色による比較結果を〔表3〕に示す。下記基準に従い評価点をつけた。
【0345】
5:バンディングがどの方向からも目視されない。
【0346】
4:バンディングがある方向から僅かに視認される。
【0347】
3:バンディングが僅かにあるが印刷物として許容される。
【0348】
2:バンディングが視認され、印刷物として許容できない。
【0349】
1:バンディングが顕著であり、印刷物としての価値が低い。
【0350】
【表3】
【0351】
ピニング露光量を4ミリジュール毎平方センチメートルとして、キュアリング露光量を149ミリジュール毎平方センチメートルから560ミリジュール毎平方センチメートルまで変化させて、被記録媒体としてポリ塩化ビニル製のシート上に、バンディングを比較した際と同じ画像を作画して、その硬化したインク面の硬化性と密着性をインク組成物の比較と同じように比較評価した。下記基準に従い評価点をつけた。
【0352】
結果を〔表4〕に示す。
【0353】
【表4】
【0354】
上記〔表3〕及び〔表4〕に示した評価結果から、上記〔表1〕に示したインクを用いた画像記録では、仮硬化エネルギーとして、2ミリジュール毎平方センチメートル以上20ミリジュール毎平方センチメートル以下が好ましい。
【0355】
室温中において仮硬化光源から1平方センチメートルあたり560ミリジュールを与えた場合の温度上昇の様子を図12に示す。
【0356】
実験に供したプリンターは、ラジエータ、ファン、冷却水タンクからなる水冷システムである。ラジエータがファンで空冷されながら、ラジエータ中の冷却水が、水タンク、左本硬化光源、左仮硬化光光源、右仮硬化光源の冷却パッド、右本硬化光源の冷却パッドを循環し、ラジエータに戻る循環システムを有する。
【0357】
図12において、P1はラジエータの出力、P2はラジエータの入力、P3は水タンク、P4は本硬化光源の水パイプ入力、P5は本硬化光源側の冷却パッド側面、P6は本硬化光源の水パイプ出力における測定値を表している。
【0358】
図12中、最も高温に達するカーブがキュアリング光源の水冷パッドの温度(P5)であり、最も近い温度になっているものが、そのパッドから出た冷却水の流れるパイプ表面温度(P6)である。
【0359】
次に高温に達するものがラジエータへの冷却水の入力部(P2)、そのラジエータによって冷却された冷却水の流れ出る部分が下から2番目(20分後)のカーブ(P1)である。冷却水タンク中の冷却水の温度が下から3番目の温度(P3)(20分後)となる。
【0360】
この評価によって温度上昇的にも1平方センチメートルあたり560ミリジュールでは、LEDの冷却として問題ないことが確認された。
【0361】
以上、本発明に適用されるインクジェット記録装置及びインクジェットヘッド駆動方法について詳細に説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更が可能である。
【0362】
〔付記〕
上記に詳述した実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
【0363】
(第1態様):活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出したインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、前記インクジェットヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段と、前記仮硬化手段とは別に設けられ、前記仮硬化手段によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段と、を備え、前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、前記ラジカル重合開始剤量がインク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下であるとともに、前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下であるインクジェット記録装置。
【0364】
かかる態様によれば、仮硬化手段から記録媒体の描画エリアに与えられるエネルギーを2ミリジュール以上20ミリジュール以下とすることで、インクと媒体との密着性がより高められ、かつ、媒体上における着弾干渉による細線再現性の低下、濃度むら、光沢むらが回避され、好ましい画像を得ることができる。
【0365】
また、本硬化手段から記録媒体の描画エリアに与えられるエネルギーを200ミリジュール毎平方センチメートル以上560ミリジュール毎平方センチメートルとすることで、本硬化手段におけるエネルギー損失を抑えつつ、本硬化処理に費やされる時間をより短くすることができる。
【0366】
(第2態様):活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出したインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、前記インクジェットヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段と、前記仮硬化手段とは別に設けられ、前記仮硬化手段によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段と、を備え、前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1の単官能ラジカル重合性化合物がN-ビニル化合物であるとともに、その含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、アクリレートオリゴマーを含有するとともに、アシルフォスフィン系からなるラジカル重合開始剤量が、インク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下含有するとともに、前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下であるインクジェット記録装置。
【0367】
(第3態様):活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出したインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、前記インクジェットヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段と、前記仮硬化手段とは別に設けられ、前記仮硬化手段によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段と、を備え、前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)次式(I)で表される化合物とを含有し、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し1重量パーセント以上40重量パーセント以下であり、成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下であるインクジェット記録装置。
【0368】
【化1】
【0369】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
(第4態様):前記インクは、成分A−2は、次式(II)で表される化合物を少なくとも2種含有し、成分A−2の含有量が成分Aの総重量に対し0.1重量パーセント以上25重量パーセント以下である。
【0370】
【化2】
【0371】
(式(II)中、R11はそれぞれ独立に水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0から5の整数を表す。)
(第5態様):前記仮硬化手段は、発光ダイオードを具備しているインクジェット記録装置。
【0372】
かかる態様によれば、電流制御による照射エネルギーの調整が容易であり、照射エネルギーの調整範囲を広範囲にすることができる。
【0373】
かかる態様において、複数の発光ダイオードを備え、複数の発光ダイオードを所定の配置パターンで配置する態様が好ましい。
【0374】
(第6態様):前記仮硬化手段の発光波長のピークは、380ナノメートル以上390ナノメートル以下であるインクジェット記録装置。
【0375】
かかる態様によれば、上記インクに適した好ましい硬化エネルギーを得ることができる。
【0376】
(第7態様):前記インクは、成分A−1−1がN−ビニルカプロラクタムであるインクジェット記録装置。
【0377】
(第8態様):前記インクは、成分A−1として、更に(成分A−1−3)芳香族炭化水素環を有する(メタ)アクリレート化合物を、成分A−1の総重量に対し5重量パーセント以上40重量パーセント以下含有するインクジェット記録装置。
【0378】
(第9態様):前記インクは、成分Bとして、(成分B−1)モノアシルホスフィンオキサイド化合物及び/又は(成分B−2)ビスアシルホスフィンオキサイド化合物、並びに、(成分B−3)チオキサントン化合物を含有するインクジェット記録装置。
【0379】
(第10態様):前記インクは、前記式(II)で表される化合物の少なくとも1つがトリメチロールプロパントリアクリレートであり、その含有量が成分Aの総重量に対し0.5重量パーセント以上8重量パーセント以下であるインクジェット記録装置。
【0380】
(第11態様):前記インクは、成分Bとして、成分B−1を含有し、その含有量がインク組成物全重量に対し3重量パーセント以下であるインクジェット記録装置。
【0381】
(第12態様):成分A−2として、式(II’)で表される化合物を少なくとも1種含有するインクジェット記録装置。
【0382】
【化3】
【0383】
(式(II’)中、R11は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0〜5の整数を表し、p+q+r≧1の関係を満たす。)
(第13態様):活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動させながら、インクジェットヘッドから前記インクを吐出させるインク吐出工程と、前記記録媒体を前記相対移動方向と直交する方向へ搬送する記録媒体搬送工程と、前記インクジェットヘッドとともに前記記録媒体に対して相対移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化工程と、前記仮硬化工程によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化工程と、を含み、前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、前記ラジカル重合開始剤量がインク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下であるとともに、前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下である画像記録方法。
【0384】
(第14態様):活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動させながら、インクジェットヘッドから前記インクを吐出させるインク吐出工程と、前記記録媒体を前記相対移動方向と直交する方向へ搬送する記録媒体搬送工程と、前記インクジェットヘッドとともに前記記録媒体に対して相対移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化工程と、前記仮硬化工程によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化工程と、を含み、前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1の単官能ラジカル重合性化合物がN-ビニル化合物であるとともに、その含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、アクリレートオリゴマーを含有するとともに、アシルフォスフィン系からなるラジカル重合開始剤量が、インク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下含有するとともに、前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下である画像記録方法。
【0385】
(第15態様):活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動させながら、インクジェットヘッドから前記インクを吐出させるインク吐出工程と、前記記録媒体を前記相対移動方向と直交する方向へ搬送する記録媒体搬送工程と、前記インクジェットヘッドとともに前記記録媒体に対して相対移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化工程と、前記仮硬化工程によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化工程と、を含み、前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)式(I)で表される化合物とを含有し、成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し1重量パーセント以上40重量パーセント以下であり、成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、前記仮硬化工程の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、前記本硬化工程の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下である画像記録方法。
【0386】
【化1】
【0387】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
【符号の説明】
【0388】
10…インクジェット記録装置、12…記録媒体、24,24W,24M,24Lm,24C,24Lc,24Y,24K…インクジェットヘッド、32A、32B…仮硬化光源、34A、34B…本硬化光源、70…ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項1】
活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドから吐出したインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、
前記インクジェットヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、
前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段と、
前記仮硬化手段とは別に設けられ、前記仮硬化手段によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段と、
を備え、
前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、
成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、
成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、前記ラジカル重合開始剤量がインク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下であるとともに、
前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、
前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下であるインクジェット記録装置。
【請求項2】
活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドから吐出したインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、
前記インクジェットヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、
前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段と、
前記仮硬化手段とは別に設けられ、前記仮硬化手段によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段と、
を備え、
前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、
成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、
成分A−1の単官能ラジカル重合性化合物がN-ビニル化合物であるとともに、
その含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、アクリレートオリゴマーを含有するとともに、アシルフォスフィン系からなるラジカル重合開始剤量が、インク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下含有するとともに、
前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、
前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下であるインクジェット記録装置。
【請求項3】
活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドから吐出したインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、
前記インクジェットヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、
前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段と、
前記仮硬化手段とは別に設けられ、前記仮硬化手段によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段と、
を備え、
前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、
成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、
成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)次式(I)で表される化合物とを含有し、
成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、
成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し1重量パーセント以上40重量パーセント以下であり、
成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、
前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、
前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下であるインクジェット記録装置。
【化1】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
【請求項4】
前記インクは、成分A−2は、次式(II)で表される化合物を少なくとも2種含有し、
成分A−2の含有量が成分Aの総重量に対し0.1重量パーセント以上25重量パーセント以下である請求項3に記載のインクジェット記録装置。
【化2】
(式(II)中、R11はそれぞれ独立に水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0から5の整数を表す。)
【請求項5】
前記仮硬化手段は、発光ダイオードを具備する請求項1から4のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項6】
前記仮硬化手段の発光波長のピークは、380ナノメートル以上390ナノメートル以下である請求項1から5のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項7】
前記インクは、成分A−1−1がN−ビニルカプロラクタムである請求項3から6のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項8】
前記インクは、成分A−1として、更に(成分A−1−3)芳香族炭化水素環を有する(メタ)アクリレート化合物を、成分A−1の総重量に対し5重量パーセント以上40重量パーセント以下含有する請求項1から7のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項9】
前記インクは、成分Bとして、(成分B−1)モノアシルホスフィンオキサイド化合物及び/又は(成分B−2)ビスアシルホスフィンオキサイド化合物、並びに、(成分B−3)チオキサントン化合物を含有する請求項1から8のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項10】
前記インクは、前記式(II)で表される化合物の少なくとも1つがトリメチロールプロパントリアクリレートであり、その含有量が成分Aの総重量に対し0.5重量パーセント以上8重量パーセント以下である請求項9に記載のインクジェット記録装置。
【請求項11】
前記インクは、成分Bとして、成分B−1を含有し、その含有量がインク組成物全重量に対し3重量パーセント以下である請求項3から10のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項12】
成分A−2として、式(II’)で表される化合物を少なくとも1種含有する請求項1から11のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【化3】
(式(II’)中、R11は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0〜5の整数を表し、p+q+r≧1の関係を満たす。)
【請求項13】
活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動させながら、インクジェットヘッドから前記インクを吐出させるインク吐出工程と、
前記記録媒体を前記相対移動方向と直交する方向へ搬送する記録媒体搬送工程と、
前記インクジェットヘッドとともに前記記録媒体に対して相対移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化工程と、
前記仮硬化工程によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化工程と、
を含み、
前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、
成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、
成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、前記ラジカル重合開始剤量がインク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下であるとともに、
前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、
前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下である画像記録方法。
【請求項14】
活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動させながら、インクジェットヘッドから前記インクを吐出させるインク吐出工程と、
前記記録媒体を前記相対移動方向と直交する方向へ搬送する記録媒体搬送工程と、
前記インクジェットヘッドとともに前記記録媒体に対して相対移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化工程と、
前記仮硬化工程によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化工程と、
を含み、
前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、
成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、
成分A−1の単官能ラジカル重合性化合物がN-ビニル化合物であるとともに、
その含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、アクリレートオリゴマーを含有するとともに、アシルフォスフィン系からなるラジカル重合開始剤量が、インク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下含有するとともに、
前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、
前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下である画像記録方法。
【請求項15】
活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動させながら、インクジェットヘッドから前記インクを吐出させるインク吐出工程と、
前記記録媒体を前記相対移動方向と直交する方向へ搬送する記録媒体搬送工程と、
前記インクジェットヘッドとともに前記記録媒体に対して相対移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化工程と、
前記仮硬化工程によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化工程と、
を含み、
前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、
成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、
成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)式(I)で表される化合物とを含有し、
成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、
成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し1重量パーセント以上40重量パーセント以下であり、
成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、
前記仮硬化工程の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、
前記本硬化工程の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下である画像記録方法。
【化1】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
【請求項1】
活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドから吐出したインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、
前記インクジェットヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、
前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段と、
前記仮硬化手段とは別に設けられ、前記仮硬化手段によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段と、
を備え、
前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、
成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、
成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、前記ラジカル重合開始剤量がインク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下であるとともに、
前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、
前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下であるインクジェット記録装置。
【請求項2】
活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドから吐出したインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、
前記インクジェットヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、
前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段と、
前記仮硬化手段とは別に設けられ、前記仮硬化手段によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段と、
を備え、
前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、
成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、
成分A−1の単官能ラジカル重合性化合物がN-ビニル化合物であるとともに、
その含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、アクリレートオリゴマーを含有するとともに、アシルフォスフィン系からなるラジカル重合開始剤量が、インク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下含有するとともに、
前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、
前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下であるインクジェット記録装置。
【請求項3】
活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドから吐出したインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、
前記インクジェットヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、
前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段と、
前記仮硬化手段とは別に設けられ、前記仮硬化手段によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段と、
を備え、
前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、
成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、
成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)次式(I)で表される化合物とを含有し、
成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、
成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し1重量パーセント以上40重量パーセント以下であり、
成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、
前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、
前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下であるインクジェット記録装置。
【化1】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
【請求項4】
前記インクは、成分A−2は、次式(II)で表される化合物を少なくとも2種含有し、
成分A−2の含有量が成分Aの総重量に対し0.1重量パーセント以上25重量パーセント以下である請求項3に記載のインクジェット記録装置。
【化2】
(式(II)中、R11はそれぞれ独立に水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0から5の整数を表す。)
【請求項5】
前記仮硬化手段は、発光ダイオードを具備する請求項1から4のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項6】
前記仮硬化手段の発光波長のピークは、380ナノメートル以上390ナノメートル以下である請求項1から5のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項7】
前記インクは、成分A−1−1がN−ビニルカプロラクタムである請求項3から6のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項8】
前記インクは、成分A−1として、更に(成分A−1−3)芳香族炭化水素環を有する(メタ)アクリレート化合物を、成分A−1の総重量に対し5重量パーセント以上40重量パーセント以下含有する請求項1から7のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項9】
前記インクは、成分Bとして、(成分B−1)モノアシルホスフィンオキサイド化合物及び/又は(成分B−2)ビスアシルホスフィンオキサイド化合物、並びに、(成分B−3)チオキサントン化合物を含有する請求項1から8のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項10】
前記インクは、前記式(II)で表される化合物の少なくとも1つがトリメチロールプロパントリアクリレートであり、その含有量が成分Aの総重量に対し0.5重量パーセント以上8重量パーセント以下である請求項9に記載のインクジェット記録装置。
【請求項11】
前記インクは、成分Bとして、成分B−1を含有し、その含有量がインク組成物全重量に対し3重量パーセント以下である請求項3から10のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項12】
成分A−2として、式(II’)で表される化合物を少なくとも1種含有する請求項1から11のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【化3】
(式(II’)中、R11は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基を表し、R12は水素原子、又は置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基を表し、R13はそれぞれ独立に水素原子、又はメチル基を表し、X2は単結合、又は二価の連結基を表し、p、q及びrはそれぞれ独立に0〜5の整数を表し、p+q+r≧1の関係を満たす。)
【請求項13】
活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動させながら、インクジェットヘッドから前記インクを吐出させるインク吐出工程と、
前記記録媒体を前記相対移動方向と直交する方向へ搬送する記録媒体搬送工程と、
前記インクジェットヘッドとともに前記記録媒体に対して相対移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化工程と、
前記仮硬化工程によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化工程と、
を含み、
前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、
成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、
成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、前記ラジカル重合開始剤量がインク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下であるとともに、
前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、
前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下である画像記録方法。
【請求項14】
活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動させながら、インクジェットヘッドから前記インクを吐出させるインク吐出工程と、
前記記録媒体を前記相対移動方向と直交する方向へ搬送する記録媒体搬送工程と、
前記インクジェットヘッドとともに前記記録媒体に対して相対移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化工程と、
前記仮硬化工程によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化工程と、
を含み、
前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、
成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、
成分A−1の単官能ラジカル重合性化合物がN-ビニル化合物であるとともに、
その含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、アクリレートオリゴマーを含有するとともに、アシルフォスフィン系からなるラジカル重合開始剤量が、インク組成物全体の1重量パーセント以上20重量パーセント以下含有するとともに、
前記仮硬化手段による仮硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、
前記本硬化手段による本硬化の際の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下である画像記録方法。
【請求項15】
活性光線の照射により硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを記録媒体に対して相対移動させながら、インクジェットヘッドから前記インクを吐出させるインク吐出工程と、
前記記録媒体を前記相対移動方向と直交する方向へ搬送する記録媒体搬送工程と、
前記インクジェットヘッドとともに前記記録媒体に対して相対移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化工程と、
前記仮硬化工程によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化工程と、
を含み、
前記インクは、(成分A)ラジカル重合性化合物、(成分B)ラジカル重合開始剤、及び、(成分C)着色剤を含有し、
成分Aとして、(成分A−1)単官能ラジカル重合性化合物と(成分A−2)多官能ラジカル重合性化合物とを含有し、
成分A−1として、(成分A−1−1)N−ビニル化合物と(成分A−1−2)式(I)で表される化合物とを含有し、
成分A−1の含有量が成分Aの総重量に対し50重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、
成分A−1−1の含有量が成分A−1の総重量に対し1重量パーセント以上40重量パーセント以下であり、
成分A−1−2の含有量が成分A−1の総重量に対し5重量パーセント以上90重量パーセント以下であり、
前記仮硬化工程の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり2ミリジュール以上20ミリジュール以下であり、
前記本硬化工程の照射エネルギーは、1平方センチメートルあたり200ミリジュール以上560ミリジュール以下である画像記録方法。
【化1】
(式(I)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又は、エチル基を表し、X1は単結合、又は、二価の連結基を表す。)
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2013−78862(P2013−78862A)
【公開日】平成25年5月2日(2013.5.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−218697(P2011−218697)
【出願日】平成23年9月30日(2011.9.30)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年5月2日(2013.5.2)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年9月30日(2011.9.30)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】
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