画像形成方法、印刷物及び画像記録装置
【課題】文字品質に優れ、高精細な画像を記録することができ、かつ光沢に優れた印刷物が得られる画像形成方法、印刷物及び画像記録装置を提供する。
【解決手段】印加電圧に応動して変形動作するアクチュエータで隔壁を構成したインクジェット記録ヘッドと、アクチュエータを変形動作させ、インク室の拡大パルスと収縮パルスと間に、所定の休止時間を設けて駆動信号を発生する駆動信号発生手段を有し、駆動信号によりインク室の拡大と収縮を行てインク滴を吐出し、休止時間をクロストーク低下時間に設定したインクジェット記録ヘッドで、活性光線により硬化するインクジェットインクを記録材料上に吐出する画像形成方法において、該インクジェットインクが、少なくとも色剤と、水と、親水性主鎖に複数の側鎖を有し、活性エネルギー線を照射することにより、側鎖間で架橋結合可能な高分子化合物とを含有することを特徴とする画像形成方法。
【解決手段】印加電圧に応動して変形動作するアクチュエータで隔壁を構成したインクジェット記録ヘッドと、アクチュエータを変形動作させ、インク室の拡大パルスと収縮パルスと間に、所定の休止時間を設けて駆動信号を発生する駆動信号発生手段を有し、駆動信号によりインク室の拡大と収縮を行てインク滴を吐出し、休止時間をクロストーク低下時間に設定したインクジェット記録ヘッドで、活性光線により硬化するインクジェットインクを記録材料上に吐出する画像形成方法において、該インクジェットインクが、少なくとも色剤と、水と、親水性主鎖に複数の側鎖を有し、活性エネルギー線を照射することにより、側鎖間で架橋結合可能な高分子化合物とを含有することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、文字品質に優れ、高精細な画像を記録することができ、かつ光沢に優れた印刷物が得られる画像形成方法、印刷物及び画像記録装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
インクジェット記録方法は、比較的簡単な装置で、高精細な画像の記録が可能であり、各方面で急速な発展を遂げている。また、使用される用途も多岐にわたり、それぞれの目的にあった記録媒体あるいはインクが使用される。
【0003】
特に、近年では記録速度の大幅な向上がみられ、軽印刷用途にも耐え得る性能を持つプリンタの開発も行われている。しかしながら、インクジェットプリンタにおいてその性能を引き出すためにはインクの吸収性を付与したインクジェット専用紙が必要である。
【0004】
インクの吸収性があまり無いコート紙やアート紙、もしくは吸収性の全くないプラスチックフイルム上に記録する際には、異色インク液体同士が記録媒体上で混ざり色濁りを起こすいわゆるブリード等の課題があり、インクジェットに対して記録媒体の多様性をもたせる上で課題となっていた。
【0005】
上記の課題に対し、室温において固体のワックス等を素材とするホットメルト型インク組成物を用い、加熱等により液化し、何らかのエネルギーを加えて噴射させ、記録媒体上に付着しつつ冷却固化して記録ドットを形成するホットメルト型インクジェット記録方法が提案されている。しかしながらこのような方法で記録された画像は、インクドットが柔らかいワックス状であるため、ドットの盛り上がりに起因する品質の劣化や、擦過性能の不足等の課題があった。
【0006】
一方、紫外線を照射することにより硬化するインクジェット記録用インクが開示されている(特許文献1参照)。また、顔料が必須に含有され、かつ重合性材料として三官能以上のポリアクリレートが必須とされており、かつ、ケトン、アルコールを主溶剤とするいわゆる非水系インクが提案されている(特許文献2参照)。更に、水系の紫外線重合モノマーを用いたインクが提案されている(特許文献3参照)。
【0007】
これらの方法では、インク自身を硬化成分により硬化させるため非吸収性の媒体に対しても記録が可能となったが、色剤以外の硬化成分が多量に含有し、かつ揮発しないため記録面がインクドットにより盛り上がり、画質、特に光沢の不自然さを生じさせた。
【0008】
さらに、従来公知の硬化性分に対しては安全上の懸念点があり、たとえ安全性をクリアしたとしても物質選択の狭さがあり素材、物性の自由な設計を行えないという課題があった。
【0009】
一方、インクジェット記録ヘッドにより、インクを吐出するインクジェット記録方式として、ピエゾ方式、サーマル方式、コンティニュアス方式等が知られているが、吐出安定性等の観点から、圧電部材を用いたピエゾ方式が広く用いられている。このピエゾ方式は、印可電圧に応じて変形作動する圧電部材等のアクチュエータにより、インク室内の圧力を変化させてインクノズルよりインク液滴を吐出させる方法である。一般的なインクジェット記録ヘッドでは、高画質、高精細の画像を形成する観点から、多数のインク室及びインクノズルが設けられているが、画像形成の際、インク室の圧力変動が、近傍のインク室のインクに大きな変動を与えるというクロストークが発生する問題があり、この結果、インク液滴の飛翔精度の低下等を引き起こし、高精細の画像形成の大きな妨げとなっている。
【0010】
上記のクロストークを解決する方法の一つとして、インク室隔壁を構成するアクチュエータを変形動作させてそのインク室の容積を拡大させる拡大パルスと、アクチュエータを変形動作させてそのインク室の容積を収縮させる収縮パルスを間に、所定の休止時間を設けて、アクチュエータに印加する駆動信号を連続的に複数回発生する駆動信号発生手段を設け、駆動信号発生手段からの駆動信号の複数回発生によりインク室の容積の拡大と収縮を繰り返し行ってインク吐出口から複数のインク滴を連続的に吐出させるとともに、休止時間を隣接するインク室間のクロストークを低下させる時間に設定することにより改良する方法が提案されている(特許文献4参照)。この技術と活性光線硬化型インク(ラジカル重合とカチオン重合)との組合せが開示されている(特許文献5参照)が、これらのインクでは重合性成分がインクの構成比率として、5割以上で使用されるため、印字部が盛り上がり光沢感のない画像となる。また溶剤系インク(低表面張力)のため、普通紙ではフェザリングや裏抜けが発生するという問題があった。
【特許文献1】米国特許第4,228,438号明細書
【特許文献2】特公平5−64667号公報
【特許文献3】特開平7−224241号公報
【特許文献4】特開2002−19103号公報
【特許文献5】特開2004−188768号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、文字品質に優れ、高精細な画像を記録することができ、かつ光沢に優れた印刷物が得られる画像形成方法、印刷物及び画像記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
【0013】
1.隣接するインク室の印加電圧に応動して変形動作するアクチュエータで隔壁を構成したインク滴を吐出するインクノズルを設けたインク室を複数配列し、該インク室にそれぞれ連通してインクを供給する共通インク室を設けたインクジェット記録ヘッドと、
インク室隔壁を構成するアクチュエータを変形動作させて、そのインク室の容積を拡大させる拡大パルスと、該アクチュエータを変形動作させてそのインク室の容積を収縮させる収縮パルスとの間に、所定の休止時間を設けて該アクチュエータに印加する駆動信号を連続的に複数回発生する駆動信号発生手段とを有し、
該駆動信号発生手段からの駆動信号の複数回発生によりインク室の容積の拡大と収縮を繰り返し行い、インクノズルから複数のインク滴を連続的に吐出させるとともに、該休止時間を隣接するインク室間のクロストークを低下させる時間に設定したインクジェット記録ヘッドで、活性光線により硬化するインクジェットインクを記録材料上に吐出する画像形成方法において、
該インクジェットインクが、少なくとも色剤と、水と、親水性主鎖に複数の側鎖を有し、活性エネルギー線を照射することにより、側鎖間で架橋結合可能な高分子化合物とを含有することを特徴とする画像形成方法。
【0014】
2.前記拡大パルスと収縮パルスとの間の休止時間を、その拡大パルスの中心とその収縮パルスの中心との時間差がインク室内のインクの固有振動周期に等しくなるように設定したことを特徴とする前記1に記載の画像形成方法。
【0015】
3.前記インクジェットインクは、高分子化合物をインク全質量に対して、0.8質量%以上、5.0質量%以下含有することを特徴とする前記1または2に記載の画像形成方法。
【0016】
4.前記インクジェットインクが含有する高分子化合物の親水性主鎖が、ポリ酢酸ビニルのケン化物であり、ケン化度が77%以上、99%以下、重合度が200以上、4000以下であることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
【0017】
5.前記インクジェットインクが含有する高分子化合物は、親水性主鎖に対する前記側鎖の変性率が0.8モル%以上、4モル%以下であることを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の画像形成方法。
【0018】
6.非吸収性記録材料を用い、前記1〜5のいずれか1項に記載の画像形成方法により作製したことを特徴とする印刷物。
【0019】
7.前記1〜5のいずれか1項に記載の画像形成方法で用いることを特徴とする画像記録装置。
【発明の効果】
【0020】
本発明により、文字品質に優れ、高精細な画像を記録することができ、かつ光沢に優れた印刷物が得られる画像形成方法、印刷物及び画像記録装置を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【0022】
本発明の画像形成方法で用いるインクは水性インクであるが、この様なインクを用いる場合、しばしばヘッドからの出射安定性などが不安定となる。以下に説明する記録ヘッドの駆動方法では、クロストークついては改善されていたが、吐出した後の液滴出射性の課題については十分とは言えなかった。本発明は、こうした課題を低減するため、インク組成に対する工夫と同時に記録ヘッドの駆動方法についても、本発明に係る駆動方法を用いることで、この課題の解消が可能となった。ここでの液滴出射性とは、インクの吐出安定性(吐出するしない)だけでなく、吐出後のインク液滴がキチンと形成させず、インク飛び散りが発生しないことを意味し、着弾後の文字品質等の向上するという効果が得られた。これは、液滴出射性が、インクに本発明に係る高分子化合物が含有されることで、ヘッドノズル周辺のインクの濡れ性が改善され、同時に該インクの液物性に適したヘッドの駆動条件にすることにより達成された。
【0023】
すなわち、本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、隣接するインク室の印加電圧に応動して変形動作するアクチュエータで隔壁を構成したインク滴を吐出するインクノズルを設けたインク室を複数配列し、該インク室にそれぞれ連通してインクを供給する共通インク室を設けたインクジェット記録ヘッドと、インク室隔壁を構成するアクチュエータを変形動作させて、そのインク室の容積を拡大させる拡大パルスと、該アクチュエータを変形動作させてそのインク室の容積を収縮させる収縮パルスとの間に、所定の休止時間を設けて該アクチュエータに印加する駆動信号を連続的に複数回発生する駆動信号発生手段とを有し、該駆動信号発生手段からの駆動信号の複数回発生によりインク室の容積の拡大と収縮を繰り返し行い、インクノズルから複数のインク滴を連続的に吐出させるとともに、該休止時間を隣接するインク室間のクロストークを低下させる時間に設定したインクジェット記録ヘッドで、活性光線により硬化するインクジェットインクを記録材料上に吐出する画像形成方法において、該インクジェットインクが、少なくとも色剤と、水と、親水性主鎖に複数の側鎖を有し、活性エネルギー線を照射することにより、側鎖間で架橋結合可能な高分子化合物とを含有することを特徴とする画像形成方法により、文字品質に優れ、高精細な画像を記録することができ、かつ光沢に優れた印刷物が得られる画像形成方法を実現できることを見出し、本発明に至った次第である。
【0024】
以下に、本発明の詳細を説明する。
【0025】
《画像記録装置》
はじめに、本発明の画像形成方法で用いる画像記録装置について、その詳細を図面を適宜参照しながら説明する。なお、図面の画像記録層装置あるいはインクジェット記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドともいう)は、あくまでも本発明の記録方法あるいは画像記録装置で用いることのできる一態様であり、本発明がこれらの図面に記載されている内容にのみ限定されるものではない。
【0026】
図1は、本発明の画像記録装置の要部の構成を示す正面図である。
【0027】
画像記録装置Aは、ヘッドキャリッジB、記録ヘッドC、照射手段D、プラテン部E等を備えて構成される。この画像記録装置Aは、記録材料Pの下にプラテン部Eが設置されている。プラテン部Eは、紫外線を吸収する機能を有しており、記録材料Pを通過してきた余分な紫外線を吸収する。その結果、高精細な画像を非常に安定に再現できる。
【0028】
記録材料Pは、ガイド部材Fに案内され、搬送手段(図示せず)の作動により、図1における手前から奥の方向に移動する。ヘッド走査手段(図示せず)は、ヘッドキャリッジBを図1におけるY方向に往復移動させることにより、ヘッドキャリッジBに保持された記録ヘッドCの走査を行なう。
【0029】
ヘッドキャリッジBは記録材料Pの上側に設置され、記録材料P上の画像印刷に用いる色の数に応じて後述する記録ヘッドCを複数個、吐出口を下側に配置して収納する。ヘッドキャリッジBは、図1におけるY方向に往復自在な形態で画像記録装置A本体に対して設置されており、ヘッド走査手段の駆動により、図1におけるY方向に往復移動する。
【0030】
尚、図1ではヘッドキャリッジBがホワイト(W)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、ホワイト(W)の記録ヘッドCを収納するものとして描図を行なっているが、実施の際にはヘッドキャリッジBに収納される記録ヘッドCの色数は適宜決められるものである。
【0031】
記録ヘッドの詳細については後述するが、この記録ヘッドCは、インク供給手段(図示せず)により供給された活性光線硬化型インク(例えば、紫外線硬化型インク)を、内部に複数個備えられた吐出手段(図示せず)の作動により、吐出口から記録材料Pに向けて吐出する。記録ヘッドCにより吐出される紫外線硬化型インクは色材、架橋結合可能な高分子化合物、開始剤等を含んで組成されており、紫外線の照射を受けることで開始剤が触媒として作用することに伴なう架橋反応によって硬化する性質を有する。
【0032】
記録ヘッドCは記録材料Pの一端からヘッド走査手段の駆動により、図1におけるY方向に記録材料Pの他端まで移動するという走査の間に、記録材料Pにおける一定の領域(着弾可能領域)に対し、紫外線硬化型の本発明に係るインクジェットインク(以下、単にインクともいう)をインク滴として吐出し、該着弾可能領域にインク滴を着弾させる。
【0033】
上記走査を適宜回数行ない、1領域の着弾可能領域に向けてインクの吐出を行なった後、搬送手段で記録材料Pを図1における手前から奥方向に適宜移動させ、再びヘッド走査手段による走査を行ないながら、記録ヘッドCにより上記着弾可能領域に対し、図1における奥方向に隣接した次の着弾可能領域に対してインクの吐出を行なう。
【0034】
上述の操作を繰り返し、ヘッド走査手段及び搬送手段と連動して記録ヘッドCからインクを吐出することにより、記録材料P上にインク滴の集合体からなる画像が形成される。
【0035】
次いで、本発明の係るインクジェット記録ヘッドとクロストークを防止するための駆動方法の詳細について説明する。
【0036】
インクジェット記録ヘッドとしては、隣接するインク室の隔壁を圧電部材等のアクチュエータで構成したオンディマンド方式のインクジェット記録ヘッドが知られている。このヘッドは、隔壁で仕切られた多数のインク室を高密度に並べることが容易にできるという利点を有する。
【0037】
例えば、アクチュエータとして圧電部材を使用したインクジェット記録ヘッドは、図2及び図3に示すように、2枚の長方形の圧電部材1、2を分極方向が互いに板厚方向で外側に向いて反対になるように張合わせ、これを圧電部材よりも誘電率の低い基板3の上に固着し、この圧電部材1、2を、例えば、ダイヤモンドカッタを使用して、一定の間隔で平行に同じ幅で、同じ深さ、同じ長さの複数の長溝を切削加工し、これによりインク室4を形成している。
【0038】
インク室4の側面と底面に無電解ニッケルメッキにより電極5を形成し、更にインク室4の後端から前記基板3の後部上面に同じく無電解ニッケルメッキにより電極6を形成し、基板3の後端上面に駆動回路を形成した回路基板7を接着固定している。
【0039】
前記圧電部材1、2のインク室4の上には、共通インク室8を構成する枠状部材9を接着固定し、その枠状部材9の上を共通インク室8に連通するインク供給口10を設けた天板11により閉塞している。また、前記各圧電部材1、2の先端に複数のインク吐出口12を設けたオリィフィスプレート13を接着剤で接着固定している。
【0040】
次に、このインクジェット記録ヘッドの動作原理について説明する。
【0041】
図4の(a)において、5つのインク室4a、4b、4c、4d、4eに着目し、各インク室4a〜4eの電極5a〜5eを接地電位にした状態で中央のインク室4cの電極5cに正電圧を印加すると、圧電部材1、2は図中矢印で示すように分極方向が互いに外側に向いているため、せん断歪みにより、インク室4cの両側面はインク室4cの容積を収縮するように内側に変形する。
【0042】
また、各インク室4a〜4eの電極5a〜5eを接地電位にした状態で中央のインク室4cに隣接するインク室4a、4b、4d、4eの電極5a、5b、5d、5eに正電圧を印加すると、図4の(b)に示すように、インク室4cの電極5cの両側面は逆にインク室4cの容積を拡大するように外側に変形する。このようなインク室の変形を利用してインク室からインク滴を吐出させる。具体的には、インク室の容積を拡大して共通インク室8からこのインク室にインクを充填させた後、このインク室の容積を収縮させることでインク室内の圧力を高めインク吐出口12からインク滴を吐出させることになる。
【0043】
次いで、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの駆動方法について説明する。
【0044】
図5は本実施の形態のインクジェット記録ヘッドの駆動装置の構成を示すブロック図である。図5において、21は、各部を制御するプリンタコントローラ、22は、このプリンタコントローラ21からの印刷データを記憶する画像メモリ、23は、プリンタコントローラ21により制御され、画像メモリ22に記憶した印刷データをヘッド駆動回路24に転送する印刷データ転送ブロックである。
【0045】
ヘッド駆動回路24は、印刷データ転送ブロック23から転送される印刷データに基づいてインクジェット記録ヘッド25を駆動するようになっている。ヘッド駆動回路24がインクジェット記録ヘッド25を駆動するときの駆動波形は駆動波形制御回路26によって制御され、この駆動波形制御回路26は前記プリンタコントローラ21により制御されるようになっている。
【0046】
本発明に用いるインクジェット記録ヘッド25は、シェアモードタイプのインクジェット記録ヘッドであり、その構成は図2及び図3に示したインクジェット記録ヘッドと同一である。
【0047】
図6〜図8は、ヘッド駆動回路24がインクジェット記録ヘッド25のインク室を駆動するときの駆動波形を示す図である。なお、図中、i−3、i−2、i−1、i、i+1、i+2、i+3は連続して連なったインク室を示している。
【0048】
図6は各インク室i−3〜i+3にそれぞれ正の電圧を所定のタイミングで印加してそれぞれ7ドロップ駆動するときの駆動波形を示し、図7は動作しないインク室に印加する電圧が接地電位になるように設定して各インク室i−3〜i+3をそれぞれ7ドロップ駆動するときの駆動波形を示している。
【0049】
図6の駆動波形を使用しても図7の駆動波形を使用してもインク室は同じ動作を行うものであるが、ここでは図7の駆動波形を使用してインク室を駆動する場合について述べる。
【0050】
このシェアモードタイプの記録ヘッドは、i−3番目、i番目、i+3番目のインク室は同時駆動するが、その間にあるi±2番目、i±1番目のインク室は同時に駆動させない、また、i−2番目、i+1番目のインク室は同時駆動するがその間にあるi番目、i−1番目のインク室は同時に駆動させない、また、i−1番目、i+2番目のインク室は同時駆動するがその間にあるi番目、i+1番目のインク室は同時に駆動させないというように3分割駆動を行うようになっている。この3分割駆動により駆動するインク室に隣接するインク室が直接に影響を受けて、例えば、インクの誤吐出等が発生しないようにしている。
【0051】
図7に示す各駆動波形W3は、図8で示す構成の駆動パルスW4が7つ連なったもので、それぞれの駆動パルスW4は、インク室を拡大させる負電圧パルスである拡大パルスW4aとパルス印加を休止させる休止時間W4bとインク室を収縮させる正電圧パルスである収縮パルスW4cとで形成されている。
【0052】
このインクジェット記録ヘッドは、この駆動パルスW4が1個印加されると小さなインク滴を1つ吐出させる1ドロップ駆動し、この駆動パルスW4が1〜7個の範囲で連なることで1〜7ドロップ駆動が選択的に行われ、これにより白を除いて7階調印字が可能になっている。
【0053】
拡大パルスW4aの中心と収縮パルスW4cの中心との時間差は2ALで、インク室内のインクの固有振動周期に等しい時間に設定されている。拡大パルスW4aのパルス時間幅は1ALに設定され、収縮パルスW4cのパルス時間幅は0.6AL〜1ALの範囲、ここでは1ALに設定されている。なお、ALは時間の単位であり、インク室内の圧力が固有振動により正圧から負圧へ、あるいは、負圧から正圧へと反転する時間で、インク室内のインクの固有振動周期の半分の時間になっている。
【0054】
次に、図8で示される駆動パルスが、インクジェット記録ヘッド25のインク室に印加されたときのインク室内の圧力変化について、図9を参照して説明する。先ず、拡大パルスW4aはその波形の立ち下がりでインク室の容積を拡大させ、内部のインクの圧力は負圧P1となる。そして、波形の立ち下がりから1ALの時間が経過すると、インク室内部のインクの圧力は固有振動により正圧P2になる。さらに、拡大パルスW4aが終わると、インク室が収縮してインクの圧力はP2からP3にさらに上昇し、インク室のインク吐出口からインクの吐出が開始される。
【0055】
インクの吐出が開始されてからおよそ0.5ALの時間が経過すると、インク室内のインクの圧力は固有振動により負圧P4に転じる。そして、拡大パルスW4aの立ち上がりから1AL経過した時点で、インクの吐出が終了する。その時点で休止時間W4bが終了し、収縮パルスW4cの立ち上がりによってインク室は収縮し、インク室の負圧状態はP5からP6に緩和される。
【0056】
収縮パルスW4cの立ち上がりから1AL経過した時点では、インクの圧力は正圧P7になっている。その時点で収縮パルスW4cが立ち下がり、収縮していたインク室が元の状態に戻り、インク室の圧力がほとんど0になる。このように、図8に示す駆動パルスをインクジェット記録ヘッドのインク室に与えることにより、クロストークを発生しやすいインクの固有振動周波数をもつ残留圧力振動をほぼ0にすることができる。
【0057】
また、駆動パルスとして、図10に示すような駆動パルスW6を使用してもよい。この駆動パルスW6は、拡大パルスW6aの中心と収縮パルスW6cの中心との時間差を2ALに保ったまま、収縮パルスW6cのパルス時間幅を狭めたもので、その分休止時間W6bは1ALよりも長くなる。
【0058】
このような駆動パルスW6は、例えば、拡大パルスW6aにより発生する圧力振動が収縮パルスW6cを印加する時点で減衰しているようなヘッドの場合に有効であり、このようなヘッドに対しては、より一層残留圧力振動を減衰させることができるという効果を奏する。
【0059】
《インクジェットインク》
次に、本発明に係るインクジェットインクについて説明する。
【0060】
本発明の画像形成方法においては、本発明に係るインクジェットインクを使用することで、従来知られている紫外線硬化型インク(溶剤系インク)と異なり、優れた光沢を得ることができる。また、インクへ本発明に係る水溶性高分子を少量添加することでより、クロストークが低減されるという利点もある。更に、このような組成のインクと前記駆動条件の場合、吐出したインク液滴が非常に安定しかつ飛び散りも低減することで、文字品質が非常に向上したと考えている。
【0061】
〔活性エネルギー線架橋性高分子化合物〕
本発明に係る親水性主鎖に複数の側鎖を有し、活性エネルギー線を照射することにより側鎖間で架橋結合可能な高分子化合物とは、ポリ酢酸ビニルのケン化物、ポリビニルアセタール、ポリエチレンオキサイド、ポリアルキレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、または前記親水性樹脂の誘導体、ならびにこれらの共重合体からなる群より選ばれる少なくとも一種の親水性樹脂に対して、側鎖に光二量化型、光分解型、光重合型、光変性型、光解重合型等の変性基を導入したものである。光重合型の架橋性基が感度、生成される画像の性能の観点から望ましい。
【0062】
親水性主鎖においては、側鎖の導入に対する簡便性や、取り扱いの観点からポリ酢酸ビニルのケン化物が好ましく、その重合度は200以上、4000以下が好ましく、200以上、2000以下がハンドリングの観点からより好ましい。主鎖に対する側鎖の変性率は0.3モル%以上、4モル%以下が好ましく、0.8モル%以上、4モル%以下が反応性の観点からより好ましい。0.3モル%より小さいと架橋性が不足し本発明の効果が小さくなり、4モル%より大きいと架橋密度が大きくなり硬くてもろい膜となり、膜の強度が落ちてしまう。
【0063】
光二量化型の変性基としては、ジアゾ基、シンナモイル基、スチルバゾニウム基、スチルキノリウム基等を導入したものが好ましく、例えば、特開昭60−129742号公報等の公報に記載された感光性樹脂(組成物)が挙げられる。
【0064】
特開昭60−129742号公報記載の感光性樹脂は、ポリビニルアルコール構造体中にスチルバゾニウム基を導入した下記一般式(1)で表される化合物である。
【0065】
【化1】
【0066】
式中、R1は炭素数1〜4のアルキル基を表し、A-はカウンターアニオンを表す。
【0067】
特開昭56−67309号公報記載の感光性樹脂は、ポリビニルアルコール構造体中に、下記一般式(2)で表される2−アジド−5−ニトロフェニルカルボニルオキシエチレン構造、または、下記一般式(3)で表され、4−アジド−3−ニトロフェニルカルボニルオキシエチレン構造を有する樹脂組成物である。
【0068】
【化2】
【0069】
また、下記一般式(4)で表される変性基も好ましく用いられる。
【0070】
【化3】
【0071】
式中、Rはアルキレン基または芳香族環を表す。好ましくはベンゼン環である。
【0072】
光重合型の変性基としては、例えば、特開2000−181062号、特開2004−189841号に示される下記一般式(5)で表される樹脂が反応性との観点から好ましい。
【0073】
【化4】
【0074】
式中、R2はメチル基または水素原子を表し、nは1または2を表し、Xは−(CH2)m−COO−または−O−を表し、Yは芳香族環または単結合手を表し、mは0〜6までの整数を表す。
【0075】
また、特開2004−161942号公報に記載されている光重合型の下記一般式(6)で表される変性基を、従来公知の水溶性樹脂に用いることも好ましい。
【0076】
【化5】
【0077】
式中、R3はメチル基または水素原子を表し、R4は炭素数2〜10の直鎖状または分岐状のアルキレン基を表す。
【0078】
このような活性エネルギー線架橋型の樹脂は、インク全質量に対して0.8質量%〜5.0質量%含有することが好ましい。0.8質量%以上存在することで、架橋効率が向上し、架橋後のインク粘度の急激な上昇によりビーディングやカラーブリードがより好ましくなる。5.0質量%以下であれば、インク物性やインクヘッド内状態に悪影響しにくくなり、出射性やインク保存性の観点で好ましい。また、上記記録方法におけるクロストークもより発生しにくくなり、更に印字も盛り上がりも少なくなるため光沢の上でも好ましい。
【0079】
このような活性エネルギー線架橋型の高分子化合物においては、元々ある程度の分子量を持つ主鎖に対して側鎖間で架橋結合を介して架橋をするため、一般的な連鎖反応を介してモノマーが重合して生成した従来公知の活性エネルギー線硬化型樹脂に対し、光子一つ当たりの分子量増加効果が著しく大きい。一方、従来公知の活性エネルギー線硬化型の樹脂は架橋点の数は制御不可能であるため、硬化後の膜の物性をコントロールすることができず、硬くてもろい膜となりやすい。
【0080】
本発明に用いられる樹脂においては架橋点の数は親水性主鎖の長さと、側鎖の導入量で完全に制御でき、目的に応じたインク膜の物性制御が可能である。
【0081】
更に、従来公知の活性エネルギー線硬化型樹脂を用いたインクが、色材以外のほぼ全量が硬化に関与する成分であるため、硬化後のドットが盛り上がり、光沢に代表される画質劣化が著しいのに対し、本発明に係るインクジェットインクは、架橋性高分子化合物の使用量が少量ですみ、それに対して乾燥成分が多いため、乾燥後の画質向上が図られ、かつ定着性も良い。
【0082】
〔光重合開始剤、増感剤〕
本発明においては、光重合開始剤や増感剤を添加するのも好ましい。これらの化合物は溶媒に溶解、または分散した状態か、もしくは感光性樹脂に対して化学的に結合されていてもよい。
【0083】
適用される光重合開始剤、光増感剤について特に制限はなく、従来公知の物を用いることができるが、水溶性の光重合開始剤、光増感剤が混合性、反応効率の観点から好ましい。特に4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン(HMPK)、チオキサントンアンモニウム塩(QTX)、ベンゾフェノンアンモニウム塩(ABQ)が水系溶媒への混合性という観点で好ましい。
【0084】
さらに、樹脂との相溶製の観点から下記一般式(7)で表される4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン(n=1、HMPK)や、そのエチレンオキシド付加物(n=2〜5)がより好ましい。
【0085】
【化6】
【0086】
式中、nは1〜5の整数を表す。
【0087】
また、他には一例としベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ビス−N,N−ジメチルアミノベンゾフェノン、ビス−N,N−ジエチルアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4′−ジメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類。チオキサトン、2、4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、クロロチオキサントン、イソプロポキシクロロチオキサントン等のチオキサントン類。エチルアントラキノン、ベンズアントラキノン、アミノアントラキノン、クロロアントラキノン等のアントラキノン類。アセトフェノン類。ベンゾインメチルエーテル等のベンゾインエーテル類。2,4,6−トリハロメチルトリアジン類、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(m−メトキシフェニル)イミダゾール2量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−フェニルイミダゾール2量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−フェニルイミダゾール2量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、2,−ジ(p−メトキシフェニル)−5−フェニルイミダゾール2量体、2−(2,4−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体の2,4,5−トリアリールイミダゾール2量体、ベンジルジメチルケタール、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−1−プロパノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、フェナントレンキノン、9,10−フェナンスレンキノン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等ベンゾイン類、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9,9′−アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体、ビスアシルフォスフィンオキサイド、及びこれらの混合物等が好ましく用いられ、上記は単独で使用しても混合して使用してもかまわない。
【0088】
これらの光重合開始剤に加え、促進剤等を添加することもできる。これらの例として、p−ジメチルアミノ安息香酸エチル、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等があげられる。
【0089】
これらの光重合開始剤は親水性主鎖に対して、側鎖にグラフト化されていても好ましい。
【0090】
〔色剤〕
本発明のインクジェット用インクに用いられる色剤としては、インクジェットで公知の各種染料または顔料を用いることができるが、活性エネルギー線架橋型の樹脂の側鎖のイオン性との組合せから、アニオン性であることが好ましい。
【0091】
(染料)
本発明で用いることのできる染料としては、特に制限はなく、酸性染料、直接染料、反応性染料等の水溶性染料、分散染料等が挙げられ、好ましいのはアニオン性染料である。
【0092】
[水溶性染料]
本発明で用いることのできるアニオン性の水溶性染料としては、例えば、アゾ染料、メチン染料、アゾメチン染料、キサンテン染料、キノン染料、フタロシアニン染料、トリフェニルメタン染料、ジフェニルメタン染料等を挙げることができ、その具体的化合物を以下に示す。ただし、これら例示した化合物に限定されるものではない。
【0093】
〈C.I.アシッドイエロー〉
1、3、11、17、18、19、23、25、36、38、40、42、44、49、59、61、65、67、72、73、79、99、104、110、114、116、118、121、127、129、135、137、141、143、151、155、158、159、169、176、184、193、200、204、207、215、219、220、230、232、235、241、242、246、
〈C.I.アシッドオレンジ〉
3、7、8、10、19、24、51、56、67、74、80、86、87、88、89、94、95、107、108、116、122、127、140、142、144、149、152、156、162、166、168、
〈C.I.アシッドレッド〉
88、97、106、111、114、118、119、127、131、138、143、145、151、183、195、198、211、215、217、225、226、249、251、254、256、257、260、261、265、266、274、276、277、289、296、299、315、318、336、337、357、359、361、362、364、366、399、407、415、
〈C.I.アシッドバイオレット〉
17、19、21、42、43、47、48、49、54、66、78、90、97、102、109、126、
〈C.I.アシッドブルー〉
1、7、9、15、23、25、40、62、72、74、80、83、90、92、103、104、112、113、114、120、127、128、129、138、140、142、156、158、171、182、185、193、199、201、203、204、205、207、209、220、221、224、225、229、230、239、249、258、260、264、278、279、280、284、290、296、298、300、317、324、333、335、338、342、350、
〈C.I.アシッドグリーン〉
9、12、16、19、20、25、27、28、40、43、56、73、81、84、104、108、109、
〈C.I.アシッドブラウン〉
2、4、13、14、19、28、44、123、224、226、227、248、282、283、289、294、297、298、301、355、357、413、
〈C.I.アシッドブラック〉
1、2、3、24、26、31、50、52、58、60、63、107、109、112、119、132、140、155、172、187、188、194、207、222、
〈C.I.ダイレクトイエロー〉
8、9、10、11、12、22、27、28、39、44、50、58、79、86、87、98、105、106、130、132、137、142、147、153、
〈C.I.ダイレクトオレンジ〉
6、26、27、34、39、40、46、102、105、107、118、
〈C.I.ダイレクトレッド〉
2、4、9、23、24、31、54、62、69、79、80、81、83、84、89、95、212、224、225、226、227、239、242、243、254、
〈C.I.ダイレクトバイオレット〉
9、35、51、66、94、95、
〈C.I.ダイレクトブルー〉
1、15、71、76、77、78、80、86、87、90、98、106、108、160、168、189、192、193、199、200、201、202、203、218、225、229、237、244、248、251、270、273、274、290、291、
〈C.I.ダイレクトグリーン〉
26、28、59、80、85、
〈C.I.ダイレクトブラウン〉
44、106、115、195、209、210、222、223、
〈C.I.ダイレクトブラック〉
17、19、22、32、51、62、108、112、113、117、118、132、146、154、159、169、
〈C.I.ベイシックイエロー〉
1、2、11、13、15、19、21、28、29、32、36、40、41、45、51、63、67、70、73、91、
〈C.I.ベイシックオレンジ〉
2、21、22、
〈C.I.ベイシックレッド〉
1、2、12、13、14、15、18、23、24、27、29、35、36、39、46、51、52、69、70、73、82、109、
〈C.I.ベイシックバイオレット〉
1、3、7、10、11、15、16、21、27、39、
〈C.I.ベイシックブルー〉
1、3、7、9、21、22、26、41、45、47、52、54、65、69、75、77、92、100、105、117、124、129、147、151、
〈C.I.ベイシックグリーン〉
1、4、
〈C.I.ベイシックブラウン〉
1、
〈C.I.リアクティブイエロー〉
2、3、7、15、17、18、22、23、24、25、27、37、39、42、57、69、76、81、84、85、86、87、92、95、102、105、111、125、135、136、137、142、143、145、151、160、161、165、167、168、175、176、
〈C.I.リアクティブオレンジ〉
1、4、5、7、11、12、13、15、16、20、30、35、56、64、67、69、70、72、74、82、84、86、87、91、92、93、95、107、
〈C.I.リアクティブレッド〉
2、3、5、8、11、21、22、23、24、28、29、31、33、35、43、45、49、55、56、58、65、66、78、83、84、106、111、112、113、114、116、120、123、124、128、130、136、141、147、158、159、171、174、180、183、184、187、190、193、194、195、198、218、220、222、223、228、235、
〈C.I.リアクティブバイオレット〉
1、2、4、5、6、22、23、33、36、38、
〈C.I.リアクティブブルー〉
2、3、4、5、7、13、14、15、19、21、25、27、28、29、38、39、41、49、50、52、63、69、71、72、77、79、89、104、109、112、113、114、116、119、120、122、137、140、143、147、160、161、162、163、168、171、176、182、184、191、194、195、198、203、204、207、209、211、214、220、221、222、231、235、236、
〈C.I.リアクティブグリーン〉
8、12、15、19、21、
〈C.I.リアクティブブラウン〉
2、7、9、10、11、17、18、19、21、23、31、37、43、46、
〈C.I.リアクティブブラック〉
5、8、13、14、31、34、39、
〈C.I.フードブラック〉
1、2、
等を挙げることができる。
【0094】
更に、染料として、下記一般式(8)で表される化合物または一般式(9)で表される化合物が挙げられる。
【0095】
【化7】
【0096】
上記一般式(8)において、R1は水素原子または置換可能な置換基を表し、水素原子またはフェニルカルボニル基が好ましい。R2は異なってもよく水素原子または置換可能な置換基を表し、水素原子が好ましい。R3は水素原子または置換可能な置換基を表し、水素原子またはアルキル基が好ましい。R4は水素原子または置換可能な置換基を表し、水素原子、アリールオキシ基が好ましい。R5は異なってもよく水素原子または置換可能な置換基を表し、スルホン酸基が好ましい。nは1〜4の整数を表し、mは1〜5の整数を表す。
【0097】
上記一般式(9)において、Xはフェニル基またはナフチル基を表し、置換可能な置換基で置換されていてもよく、スルホン酸基またはカルボキシル基で置換されていることが好ましい。Yは水素イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、アンモニウムイオンまたはアルキルアンモニウムイオンを表す。R6は異なってもよく水素原子またはナフタレン環に置換可能な置換基を表す。qは1または2を表す。pは1〜4の整数を表す。ただし、q+p=5である。Zは置換可能な置換基を表し、カルボニル基、スルホニル基または下記一般式(10)で表される基を表し、特に、下記一般式(10)で表される基が好ましい。
【0098】
【化8】
【0099】
上記一般式(10)において、W1、W2はそれぞれ異なっていてもよいハロゲン原子、アミノ基、水酸基、アルキルアミノ基またはアリールアミノ基を表し、ハロゲン原子、水酸基またはアルキルアミノ基が好ましい。
【0100】
[分散染料]
また、分散染料としては、アゾ系分散染料、キノン系分散染料、アントラキノン系分散染料、キノフタロン系分散染料等種々の分散染料を用いることができ、以下にその具体的化合物を挙げる。
【0101】
〈C.I.Disperse Yellow〉
3、4、5、7、9、13、23、24、30、33、34、42、44、49、50、51、54、56、58、60、63、64、66、68、71、74、76、79、82、83、85、86、88、90、91、93、98、99、100、104、108、114、116、118、119、122、124、126、135、140、141、149、160、162、163、164、165、179、180、182、183、184、186、192、198、199、202、204、210、211、215、216、218、224、227、231、232、
〈C.I.Disperse Orange〉
1、3、5、7、11、13、17、20、21、25、29、30、31、32、33、37、38、42、43、44、45、47、48、49、50、53、54、55、56、57、58、59、61、66、71、73、76、78、80、89、90、91、93、96、97、119、127、130、139、142、
〈C.I.Disperse Red〉
1、4、5、7、11、12、13、15、17、27、43、44、50、52、53、54、55、56、58、59、60、65、72、73、74、75、76、78、81、82、86、88、90、91、92、93、96、103、105、106、107、108、110、111、113、117、118、121、122、126、127、128、131、132、134、135、137、143、145、146、151、152、153、154、157、159、164、167、169、177、179、181、183、184、185、188、189、190、191、192、200、201、202、203、205、206、207、210、221、224、225、227、229、239、240、257、258、277、278、279、281、288、298、302、303、310、311、312、320、324、328、
〈C.I.Disperse Violet〉
1、4、8、23、26、27、28、31、33、35、36、38、40、43、46、48、50、51、52、56、57、59、61、63、69、77、
〈C.I.Disperse Green〉
9、
〈C.I.Disperse Brown〉
1、2、4、9、13、19、
〈C.I.Disperse Blue〉
3、7、9、14、16、19、20、26、27、35、43、44、54、55、56、58、60、62、64、71、72、73、75、79、81、82、83、87、91、93、94、95、96、102、106、108、112、113、115、118、120、122、125、128、130、139、141、142、143、146、148、149、153、154、158、165、167、171、173、174、176、181、183、185、186、187、189、197、198、200、201、205、207、211、214、224、225、257、259、267、268、270、284、285、287、288、291、293、295、297、301、315、330、333、
〈C.I.Disperse Black〉
1、3、10、24
等が挙げられる。
【0102】
これら上記列挙した染料は、「染色ノート第21版」(出版;色染社)等に記載されている。
【0103】
(顔料)
本発明に使用できる顔料としては、従来公知の有機及び無機顔料が使用できる。例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料や、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリレン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサンジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロニ顔料等の多環式顔料や、酸性染料型レーキ等の染料レーキや、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等の有機顔料、カーボンブラック等の無機顔料が挙げられるが、アニオン性顔料であることが好ましい。
【0104】
具体的な有機顔料を以下に例示する。
【0105】
マゼンタまたはレッド用の顔料としては、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。
【0106】
オレンジまたはイエロー用の顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー138等が挙げられる。
【0107】
グリーンまたはシアン用の顔料としては、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
【0108】
顔料の分散方法としては、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種分散機を用いることができる。また、顔料分散体の粗粒分を除去する目的で、遠心分離装置を使用すること、フィルターを使用することも好ましい。
【0109】
本発明のインクにおいては、顔料表面にスルホン酸、カルボン酸等の極性基をペンダントした自己分散顔料、あるいは高分子分散剤を用いて分散した顔料が好ましい。
【0110】
本発明に適用可能な高分子分散剤としては、特に制限はなく、水溶性樹脂または非水溶性樹脂が用いられる。これらの高分子としては、例えば、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、メタクリル酸、メタクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた単一の単量体からなる重合体、あるいは2種以上の単量体からなる共重合体およびこれらの塩を挙げることができる。またポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、セルロース誘導体、ゼラチン、ポリエチレングリコールなどの水溶性高分子も用いることができる。
【0111】
これら水溶性樹脂のインク全量に対する含有量としては、0.1〜10質量%が好ましく、更に好ましくは、0.3〜5質量%である。また、これらの水溶性樹脂は二種以上併用することも可能である。
【0112】
本発明のインクジェット用インクに使用する顔料分散体の平均粒径は、500nm以下が好ましく200nm以下がより好ましく、10nm以上、200nm以下であることが好ましく、10nm以上、150nm以下がより好ましい。顔料分散体の平均粒径が500nmを越えると、分散が不安定となり。また、顔料分散体の平均粒径が10nm未満になっても顔料分散体の安定性が悪くなりやすく、インクの保存安定性が劣化しやすくなる。
【0113】
顔料分散体の粒径測定は、光散乱法、電気泳動法、レーザードップラー法等を用いた市販の粒径測定機器により求めることが出来る。また、透過型電子顕微鏡による粒子像撮影を少なくとも100粒子以上に対して行い、この像をImage−Pro(メディアサイバネティクス製)等の画像解析ソフトを用いて統計的処理を行うことによっても求めることが可能である。
【0114】
〔水溶性溶媒〕
本発明のインクに適用可能な溶媒としては、水性液媒体が好ましく用いられ、水及び水溶性有機溶剤等の混合溶媒が更に好ましく用いられる。好ましく用いられる水溶性有機溶剤の例としては、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール)、多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール)、多価アルコールエーテル類(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル)、アミン類(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン)、アミド類(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、複素環類(例えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等)、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド)等が挙げられる。
【0115】
〔界面活性剤〕
本発明のインクに好ましく使用される界面活性剤としては、アルキル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、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、アルキルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩、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、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル類、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、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド等の活性剤、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。
【0116】
これらの界面活性剤は顔料の分散剤としても用いることが出来、特にアニオン性界面活性剤を好ましく用いることができる。
【0117】
〔各種添加剤〕
本発明のインクにおいては、その他に従来公知の添加剤を含有することができる。例えば蛍光増白剤、消泡剤、潤滑剤、防腐剤、増粘剤、帯電防止剤、マット剤、水溶性多価金属塩、酸塩基、緩衝液等pH調整剤、酸化防止剤、表面張力調整剤、非抵抗調整剤、防錆剤、無機顔料等である。
【0118】
《インクジェット記録方法》
本発明のインクを用いたインクジェット記録方法では、本発明のインクジェット用インクを記録媒体上に吐出し、活性エネルギー線を照射してインクを硬化させる。
【0119】
以下、インクジェット用インクへの活性エネルギー線照射方法について説明する。
【0120】
〔活性エネルギー線照射〕
(活性エネルギー線)
本発明でいう活性エネルギー線としては、例えば、電子線、紫外線、α線、β線、γ線、エックス線等が挙げられるが、人体への危険性や、取り扱いが容易で、工業的にもその利用が普及している電子線や紫外線が好ましい。本発明では特に紫外線が好ましい。
【0121】
電子線を用いる場合には、照射する電子線の量は0.1〜30Mradの範囲が望ましい。0.1Mrad未満では十分な照射効果が得られず、30Mradを越えると支持体等を劣化させる可能性があるため、好ましくない。
【0122】
紫外線を用いる場合は、光源として、例えば、数100Paから1MPaまでの動作圧力を有する低圧、中圧、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプや紫外域の発光波長を持つキセノンランプ、冷陰極管、熱陰極管、LED等従来公知の物が用いられる。
【0123】
(インク着弾後の光照射条件)
活性エネルギー線の照射条件としては、記録媒体上にインクが着弾した後、0.001〜1.0秒の間に活性エネルギー線が照射されることが好ましく、より好ましくは0.001〜0.5秒である。高精細な画像を形成するためには、照射タイミングができるだけ早いことが特に重要となる。
【0124】
(活性エネルギー線の照射方法)
活性エネルギー線の照射方法として、その基本的な方法が特開昭60−132767号に開示されている。これによると、ヘッドユニットの両側に光源を設け、シャトル方式でヘッドと光源を走査する。照射は、インク着弾後、一定時間を置いて行われることになる。更に、駆動を伴わない別光源によって硬化を完了させる。米国特許第6,145,979号では、照射方法として、光ファイバーを用いた方法や、コリメートされた光源をヘッドユニット側面に設けた鏡面に当て、記録部へ紫外線を照射する方法が開示されている。本発明のインクジェット記録方法においては、これらの何れの照射方法も用いることができる。
【0125】
また、活性エネルギー線を照射を2段階に分け、まずインク着弾後0.001〜2.0秒の間に前述の方法で活性エネルギー線を照射し、更に活性エネルギー線を照射する方法も好ましい態様の1つである。活性エネルギー線の照射を2段階に分けることで、よりインク硬化の際に起こる記録材料の収縮を抑えることが可能となる。
【0126】
(プリンター部材)
本発明のインクジェット記録方法で使用されるインクジェットプリンターで用いる部材としては、活性光線、例えば、紫外線の乱反射によるヘッド面への照射を防ぐために、活性エネルギー線に対する透過率や反射率が低い物が好ましい。
【0127】
また、照射ユニットに対してはシャッターが搭載されている物が好ましく、例えば、紫外線を用いる時、シャッター開閉時の照度の比がシャッター開/シャッター閉=10以上であることが好ましく100以上がより好ましく、10000以上が更に好ましい。
【0128】
《記録媒体》
本発明のインクを用いたインクジェット記録方法に適用可能な記録媒体としては、様々な種類の記録媒体を使用することができ、例えば、紙、プラスチック、金属、布、ゴムなどを挙げることができる。これらのうち一般的に画像を形成する用途としてのインクジェット記録媒体として好ましいのは、紙、プラスチックフィルムである。
【0129】
紙には、塗工紙、非塗工紙があり、塗工紙としては、1m2あたりの塗工量が片面20g前後のアート紙、1m2あたりの塗工量が片面10g前後のコート紙、1m2あたりの塗工量が片面5g前後の軽量コート紙、微塗工紙、マット調仕上げのマットコート紙、ダル調仕上げのダルコート紙、新聞用紙などを挙げることが出来る。非塗工紙としては、化学パルプ100%使用の印刷用紙A、化学パルプ70%以上使用の印刷用紙B、化学パルプ40%以上70%未満使用の印刷用紙C、化学パルプ40%未満使用の印刷用紙D、機械パルプを含有しカレンダー処理を行ったグラビア用紙などを挙げることが出来る。更に詳しくは、「最新紙加工便覧」紙加工便覧編集委員会編、テックタイムス発行、「印刷工学便覧」日本印刷学会編、などに詳細に記載されている。
【0130】
普通紙とは、非塗工用紙、特殊印刷用紙及び情報用紙の一部に属す、80〜200μmの非コート紙が用いられる。本発明で用いられる普通紙としては、例えば、上級印刷紙、中級印刷紙、下級印刷紙、薄様印刷紙、微塗工印刷用紙、色上質紙等特殊印刷用紙、フォーム用紙、PPC用紙、その他情報用紙等があり、具体的には下記する用紙及びこれらを用いた各種の変性/加工用紙があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。上質紙及び色上質紙、再生紙、複写用紙・色もの、OCR用紙、ノーカーボン紙・色もの、ユポ60、80、110ミクロン、ユポコート70、90ミクロン等の合成紙、その他片面アート紙68kg、コート紙90kg、フォームマット紙70、90、110kg、発泡PET38ミクロン、みつおりくん(以上、小林記録紙)、OK上質紙、ニューOK上質紙、サンフラワー、フェニックス、OKロイヤルホワイト、輸出上質紙(NPP、NCP、NWP、ロイヤルホワイト)OK書籍用紙、OKクリーム書籍用紙、クリーム上質紙、OK地図用紙、OKいしかり、きゅうれい、OKフォーム、OKH、NIP−N(以上、新王子製紙)、金王、東光、輸出上質紙、特需上質紙、書籍用紙、書籍用紙L、淡クリーム書籍用紙、小理教科書用紙、連続伝票用紙、上質NIP用紙、銀環、金陽、金陽(W)、ブリッジ、キャピタル、銀環書籍、ハープ、ハープクリーム、SKカラー、証券用紙、オペラクリーム、オペラ、KYPカルテ、シルビアHN、エクセレントフォーム、NPIフォームDX(以上、日本製紙)、パール、金菱、ウスクリーム上質紙、特製書籍用紙、スーパー書籍用紙、書籍用紙、ダイヤフォーム、インクジェットフォーム(以上、三菱製紙)、金毯V、金毯SW、白象、高級出版用紙、クリーム金毯、クリーム白象、証券・金券用紙、書籍用紙、地図用紙、複写用紙、HNF(以上、北越製紙)しおらい、電話帳表紙、書籍用紙、クリームしおらい、クリームしおらい中ラフ、クリームしおらい大ラフ、DSK(以上、大昭和製紙)、せんだいMP上質紙、錦江、雷鳥上質、掛紙、色紙原紙、辞典用紙、クリーム書籍、白色書籍、クリーム上質紙、地図用紙、連続伝票用紙(以上、中越パルプ)、OP金桜(チューエツ)、金砂、参考書用紙、交換証用紙(白)、フォーム印刷用紙、KRF、白フォーム、カラーフォーム、(K)NIP、ファインPPC、紀州インクジェット用紙(以上、紀州製紙製)、たいおう、ブライトフォーム、カント、カントホワイト、ダンテ、CM用紙、ダンテコミック、ハイネ、文庫本用紙、ハイネS、ニューAD用紙、ユトリロエクセル、エクセルスーパーA、カントエクセル、エクセルスーパーB、ダンテエクセル、ハイネエクセル、エクセルスーパーC、エクセルスーパーD、ADエクセル、エクセルスーパーE、ニューブライトフォーム、ニューブライトNIP(以上、大王製紙製)、日輪、月輪、雲嶺、銀河、白雲、ワイス、月輪エース、白雲エース、雲岑エース(以上、日本紙業製)、たいおう、ブライトフォーム、ブライトニップ(以上、名古屋パルプ)、牡丹A、金鳩、特牡丹、白牡丹A、白牡丹C、銀鳩、スーパー白牡丹A、淡クリーム白牡丹、特中質紙、白鳩、スーパー中質紙、青鳩、赤鳩、金鳩Mスノービジョン、スノービジョン、金鳩スノービジョン、白鳩M、スーパーDX、はまなすO、赤鳩M、HKスーパー印刷紙(以上、本州製紙製)、スターリンデン(A・AW)、スターエルム、スターメイプル、スターローレル、スターポプラ、MOP、スターチェリーI、チェリーIスーパー、チェリーIIスーパー、スターチェリーIII、スターチェリーIV、チェリーIIIスーパー、チェリーIVスーパー(以上、丸住製紙製)、SHF(以上、東洋パルプ製)、TRP(以上、東海パルプ製)等が挙げられる。
【0131】
〈各種フィルム〉
各種フィルムとしては、一般的に使用されているものはすべて使用できる。例えば、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルムなどがある。また、写真用印画紙であるレジンコートペーパーや合成紙であるユポ紙なども使用できる。
【0132】
〈各種インクジェット用記録媒体〉
各種インクジェット用記録媒体としては、基材に吸収性支持体や非吸収性支持体を用いて、表面にインク受容層が形成されたものである。インク受容層としては、コート層、膨潤層、微細空隙層からなるものがある。
【0133】
膨潤層は水溶性ポリマーからなるインク受容層が膨潤することでインクを吸収する。微細空隙層は2次粒径が20〜200nm程度の無機あるいは有機微粒子とバインダーからなり、100nm程度の微細な空隙がインクを吸収する。
【0134】
近年は、基材に、紙基材の両面をオレフィン樹脂で被覆したRCペーパーを用いて上記微細空隙層を設けたインクジェット記録媒体が、写真画像の面で好んで用いられている。
【実施例】
【0135】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量%」を表す。
【0136】
《高分子化合物の合成》
〔高分子化合物1の合成〕
グリシジルメタクリレート56g、p−ヒドロキシベンズアルデヒド48g、ピリジン2g、及びN−ニトロソ−フェニルヒドロキシアミンアンモニウム塩1gを反応容器に入れ、80℃の湯浴中で8時間攪拌した。
【0137】
次に、重合度300、ケン化率88%のポリ酢酸ビニルケン化物45gをイオン交換水225gに分散した後、この溶液にリン酸4.5gと上記反応で得られたp−(3−メタクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシ)ベンズアルデヒドを、ポリビニルアルコール(ポリ酢酸ビニルケン化物)に対し、変性率が3モル%になる様に加え、90℃で6時間攪拌した。得られた溶液を室温まで冷却した後、塩基性イオン交換樹脂30gを加え1時間攪拌した。その後イオン交換樹脂を濾過し、ここに光重合開始剤として、イルガキュア2959(チバスペシャリティケミカルズ社製)を、上記15%の水溶液100gに対して0.1gの割合で混合し、その後イオン交換水で希釈して、高分子化合物1の10%水溶液を得た。
【0138】
〔高分子化合物2〜4の合成〕
上記高分子化合物1の合成において、ポリ酢酸ビニルケン化物の重合度、ケン化度と、p−(3−メタクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシ)ベンズアルデヒドの仕込量を適宜変更し、表1に記載の重合度、変性率、ケン化度の高分子化合物2〜4を調製した。
【0139】
《顔料分散液の調製》
〔イエロー顔料分散液の調製〕
以下の各添加剤を混合し、0.5mmのジルコニアビーズを体積率で50%充填したサンドグラインダーを用いて分散し、イエロー顔料の含有量が10%のイエロー顔料分散液を調製した。このイエロー顔料分散液に含まれるイエロー顔料粒子の平均粒径は112nmであった。なお、粒径測定はマルバーン社製ゼータサイザ1000HSにより行った。
【0140】
C.I.ピグメントイエロー74 12部
ジョンクリル61(アクリルスチレン系樹脂分散剤、ジョンソン社製) 3部
グリセリン 15部
イオン交換水 70部
〔マゼンタ顔料分散液、シアン顔料分散液の調製〕
上記イエロー顔料分散液の調製において、C.I.ピグメントイエロー74に代えて、マゼンタ顔料分散液はC.I.ピグメントレッド122を、シアン顔料分散液はC.I.ピグメントブルー15:3を用いた以外は同様にして、マゼンタ顔料分散液、シアン顔料分散液を調製した。各顔料粒子の平均粒径は、マゼンタ顔料粒子は81nm、シアン顔料粒子は95nmであった。
【0141】
〔ブラック顔料分散液の調製〕
Cabot社製のカーボンブラック自己分散物cabo−jet300をイオン交換水で希釈して、カーボンブラック含有量が10%のブラック顔料分散液を調製した。得られたブラック顔料分散液に含まれるカーボンブラック粒子の平均粒径は154nmであった。なお、粒径測定はマルバーン社製ゼータサイザ1000HSにより行った。
【0142】
《インクセットの調製》
〔インクセット1の調製〕
(イエローインクの調製)
高分子化合物1の10%水溶液 20部
ジエチレングリコール 10部
グリセリン 10部
トリエチレングリコールモノブチルエーテル 10部
イエロー顔料分散液 40部
サーフィノール465(Air Products社製) 0.5部
以上の各構成材料を混合した後、イオン交換水を加え全量を100部とし、イエローインクを調製した。
【0143】
(マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクの調製)
上記イエローインクの調製において、イエロー顔料分散液に代えて、マゼンタ顔料分散液、シアン顔料分散液、ブラック顔料分散液をそれぞれ用いた以外は同様にして、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクを調製した。
【0144】
〔インクセット2〜6の調製〕
上記インクセット1の調製において、高分子化合物及び添加量を表1に記載の様に変更した以外は同様にして、インクセット2〜6を調製した。なお、高分子化合物の添加量が多いインクセットでは、水分を所定量蒸発させ、20%水溶液として使用した。
【0145】
〔インクセット7の調製:比較例〕
上記インクセット1の調製において、各インクより高分子化合物1を除いた以外は同様にして、インクセット7を調製した。
【0146】
〔インクセット8の調製:比較例〕
(イエローインクの調製)
C.I.ピグメントイエロー74 4部
高分子分散剤(ソルパース3200 Avecia製) 10部
重合性モノマー:OXT221(オキセタン 東亞合成株式会社) 80部
光酸発生剤:CS5102(日本曹達社) 5部
開始剤助剤:C17001(日本曹達社) 1部
上記の各構成成分を混合した後、分散処理を行いイエローインクを調製した。
【0147】
(マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクの調製)
上記イエローインクの調製において、色材としてC.I.ピグメントイエロー74に代えて、マゼンタインクはC.I.ピグメントレッド122、シアンインクはC.I.ピグメントブルー15:3、ブラックインクはカーボンブラックを用いた以外は同様にして、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクを調製した。
【0148】
【表1】
【0149】
《インクジェット画像形成方法》
〔インクジェット画像記録装置〕
ピエゾ型インクジェットノズルを備えた、図1に記載のようなインクジェット画像記録装置を用いた。
【0150】
記録ヘッドについては、前記図2〜図10で詳述した構成からなるインク室隔壁を構成するアクチュエータを変形動作させてそのインク室の容積を拡大させる拡大パルスと、該アクチュエータを変形動作させてそのインク室の容積を収縮させる収縮パルスとの間に、所定の休止時間を設けて該アクチュエータに印加する駆動信号を連続的に複数回発生する駆動信号発生手段を有し、該駆動信号発生手段からの駆動信号の複数回発生によりインク室の容積の拡大と収縮を繰り返し行い、インクノズルから複数のインク滴を連続的に吐出させるとともに、該休止時間を隣接するインク室間のクロストークを低下させる時間に設定したインクジェット記録ヘッドを用い、拡大パルスと収縮パルスとの間の休止時間を、その拡大パルスの中心とその収縮パルスの中心との時間差がインク室内のインクの固有振動周期に等しくなるように設定し、更に、インク室のインク温度を検出するインク温度検出手段を設け、このインク温度検出手段でインク温度を検出することにより、インク温度によるインクの固有振動周期の変化に応じて拡大パルスと収縮パルスとの間の休止時間を制御した。これを駆動制御方法1という。また、上記の駆動信号制御方式に代えて、図11、図12に記載の駆動波形からなる方法(これを、駆動制御方法2と称す)でも画像形成を行った。
【0151】
〔画像印字及び評価〕
上記調製した各インクセットを、上記インクジェット画像記録装置に装填して画像形成を行い、得られた画像について以下に各評価を行った。
【0152】
(文字品質の評価)
ノズル口径25μm、駆動周波数12kHz、ノズル数128、ノズル密度180dpi(本発明でいうdpiとは、2.54cmあたりのドット数を表す。)であるピエゾ型ヘッドを用い、最大記録密度720×720dpiのオンデマンド型のインクジェットプリンタを使用し、アート紙(王子製紙製 NKアート金藤N)にブラックインクで6ポイントMS明朝体文字を印字し、その印字画像について文字のガサツキ及び各色1ドットの形状をルーペで拡大観察し、下記の評価基準に従って文字品質の評価を行った。
【0153】
なお、各インクを連続吐出し、着弾した後0.1秒後に、120W/cmメタルハライドランプ(日本電池社製 MAL 400NL、電源電力3kW・hr)を照射した。
【0154】
◎:ガサツキがなく、ドット形状も真円である
○:僅かにガサツキが認められるが、ドット形状は真円である
△:ガサツキが認められ、ドット形状もやや乱れているが、許容の範囲である
×:ガサツキが認められ、ドット形状も悪く、実用上問題となるレベル。
【0155】
××:ガサツキ、ドット形状共に極めて悪い。
【0156】
(カラーブリード耐性の評価)
ノズル口径25μm、駆動周波数12kHz、ノズル数128、ノズル密度180dpiであるピエゾ型ヘッドを用い、最大記録密度720×720dpiのオンデマンド型のインクジェットプリンタを使用し、アート紙(王子製紙製 NKアート金藤N)にマゼンダベタ地の上に巾100μmの黒細線をプリントした後、目視観察し、下記の基準に従ってカラーブリード耐性の評価を行った。
【0157】
なお、各インクを連続吐出し、着弾した後0.1秒後に、120W/cmメタルハライドランプ(日本電池社製 MAL 400NL、電源電力3kW・hr)を照射した。
【0158】
◎:細線とベタの境界線がはっきりしている
○:わずかに境界がにじんでいる箇所があるが、実用上問題のない品質である
△:境界部ににじみが認められるが、実用上許容限界内の品質である
×:境界部で明らかなにじみの発生が認められ、線幅が1.5倍ほどとなり、実用上問題となる品質である
××:細線とベタ部の境界が不明瞭な品質であり、ブリード耐性が極めて乏しい
〔光沢感〕
ノズル口径25μm、駆動周波数12kHz、ノズル数128、ノズル密度180dpiであるピエゾ型ヘッドを用い、最大記録密度720×720dpiのオンデマンド型のインクジェットプリンタを使用し、アート紙(王子製紙製 NKアート金剛N)に10cm×10cmの黒ベタをプリントし、目視観察し、下記の基準に従って光沢感の評価を行った。
【0159】
なお、各インクを連続吐出し、着弾した後0.1秒後に、120W/cmメタルハライドランプ(日本電池社製 MAL 400NL 電源電力3kW・hr)を照射した。
【0160】
◎:記録面と下地の光沢度差がほとんど無く自然である
○:記録面と下地の光沢度が少し異なるが、許容できるレベル。
【0161】
△:記録面と下地の光沢度が少し異なることが目視で観察でき、かつ記録面の光沢度が著しく下地より高い。
【0162】
×:記録面と下地の光沢度がはっきり異なることが目視で観察でき、かつ記録面の光沢度が著しく下地より高い。
【0163】
××:記録面と下地の光沢度がはっきり異なることが目視で観察でき、かつ記録面の光沢度が著しく下地より低い。
【0164】
(フェザリングの評価)
ノズル口径25μm、駆動周波数12kHz、ノズル数128、ノズル密度180dpiであるピエゾ型ヘッドを用い、最大記録密度720×720dpiのオンデマンド型のインクジェットプリンタを使用し、普通紙(コニカミノルタビジネステクノロジー社製 First Class紙)に巾250μm、長さ5cmの黒細線をプリントし、目視観察し、下記の基準に従ってフェザリングの評価を行った。
【0165】
なお、各インクを連続吐出し、着弾した後0.1秒後に、120W/cmメタルハライドランプ(日本電池社製 MAL 400NL 電源電力3kW・hr)を照射した。
【0166】
◎:滲みにより線が太ることも無く細線が再現されている
○:滲みにより線が太ることはないが5箇所未満、紙繊維に沿ったインク滲みが観測される
△:滲みにより線が太ることはないが、10箇所未満、紙繊維に沿ったインク滲みが観測される
×:滲みにより線が若干太り、紙繊維に沿ったインク滲みも10箇所以上観測される。
【0167】
××:滲みによる線太りが激しく、紙繊維に沿ったインク滲みも20箇所以上観測される
(濃度の測定)
ノズル口径25μm、駆動周波数12kHz、ノズル数128、ノズル密度180dpiであるピエゾ型ヘッドを用い、最大記録密度720×720dpiのオンデマンド型のインクジェットプリンタを使用し、普通紙(コニカミノルタビジネステクノロジー社製 First Class紙)に10cm×10cmの黒ベタをプリントし、黒濃度をX−Rite社の反射濃測計により測定し、以下の基準に沿って評価した。
【0168】
なお、各インクを連続吐出し、着弾した後0.1秒後に、ピエゾ型ヘッドの両端に配置した120W/cmメタルハライドランプ(日本電池社製 MAL 400NL 電源電力3kW・hr)を照射した。
【0169】
◎:黒濃度1.5以上
○:黒濃度1.4以上、1.5未満
△:黒濃度1.2以上、1.4未満
×:黒濃度0.8以上、1.2未満
××:黒濃度0.8未満
以上により得られた結果を、表2に示す。
【0170】
【表2】
【0171】
表2に記載の結果より明らかなように、本発明のインクセットを用いた画像記録方法は、インク吸収性ない記録媒体でも文字品質と光沢に優れ、普通紙においてもフェザリング耐性に優れ、高い画像濃度が得られることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【0172】
【図1】本発明に用いられる画像記録装置の要部の構成の一例を示す正面図である。
【図2】本発明に用いられるインクジェットヘッドの構成の一例を示す縦断面図である。
【図3】本発明に用いられるインクジェットヘッドの部分の一例を示す横断面図である。
【図4】本発明に用いられるインクジェットヘッドの動作原理の一例を示す断面図である。
【図5】本発明に用いられるインクジェットヘッド駆動装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図6】本発明に係るヘッド駆動波形の一例を示す図である。
【図7】本発明に係るヘッド駆動波形の他の一例を示す図である。
【図8】図7における駆動波形の一つの駆動パルスの構成の一例を示す図。
【図9】図8の駆動パルスをインク室に印可したときのインク室の圧力変化を示す波形図。
【図10】本発明に係る駆動パルスの他の一例を示す図である。
【図11】従来の3分割駆動時の駆動波形を示す図である。
【図12】図12の駆動波形の一つの駆動パルスの構成を示す図である。
【符号の説明】
【0173】
A 画像記録装置
B ヘッドキャリッジ
C 記録ヘッド
D 照射手段
E プラテン部
F ガイド部材
H 蛇腹構造
P 記録材料
1、2 圧電部材
4 インク室
12 インク吐出口
24 インク駆動回路
25 インクジェットヘッド
26 駆動波形制御回路
【技術分野】
【0001】
本発明は、文字品質に優れ、高精細な画像を記録することができ、かつ光沢に優れた印刷物が得られる画像形成方法、印刷物及び画像記録装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
インクジェット記録方法は、比較的簡単な装置で、高精細な画像の記録が可能であり、各方面で急速な発展を遂げている。また、使用される用途も多岐にわたり、それぞれの目的にあった記録媒体あるいはインクが使用される。
【0003】
特に、近年では記録速度の大幅な向上がみられ、軽印刷用途にも耐え得る性能を持つプリンタの開発も行われている。しかしながら、インクジェットプリンタにおいてその性能を引き出すためにはインクの吸収性を付与したインクジェット専用紙が必要である。
【0004】
インクの吸収性があまり無いコート紙やアート紙、もしくは吸収性の全くないプラスチックフイルム上に記録する際には、異色インク液体同士が記録媒体上で混ざり色濁りを起こすいわゆるブリード等の課題があり、インクジェットに対して記録媒体の多様性をもたせる上で課題となっていた。
【0005】
上記の課題に対し、室温において固体のワックス等を素材とするホットメルト型インク組成物を用い、加熱等により液化し、何らかのエネルギーを加えて噴射させ、記録媒体上に付着しつつ冷却固化して記録ドットを形成するホットメルト型インクジェット記録方法が提案されている。しかしながらこのような方法で記録された画像は、インクドットが柔らかいワックス状であるため、ドットの盛り上がりに起因する品質の劣化や、擦過性能の不足等の課題があった。
【0006】
一方、紫外線を照射することにより硬化するインクジェット記録用インクが開示されている(特許文献1参照)。また、顔料が必須に含有され、かつ重合性材料として三官能以上のポリアクリレートが必須とされており、かつ、ケトン、アルコールを主溶剤とするいわゆる非水系インクが提案されている(特許文献2参照)。更に、水系の紫外線重合モノマーを用いたインクが提案されている(特許文献3参照)。
【0007】
これらの方法では、インク自身を硬化成分により硬化させるため非吸収性の媒体に対しても記録が可能となったが、色剤以外の硬化成分が多量に含有し、かつ揮発しないため記録面がインクドットにより盛り上がり、画質、特に光沢の不自然さを生じさせた。
【0008】
さらに、従来公知の硬化性分に対しては安全上の懸念点があり、たとえ安全性をクリアしたとしても物質選択の狭さがあり素材、物性の自由な設計を行えないという課題があった。
【0009】
一方、インクジェット記録ヘッドにより、インクを吐出するインクジェット記録方式として、ピエゾ方式、サーマル方式、コンティニュアス方式等が知られているが、吐出安定性等の観点から、圧電部材を用いたピエゾ方式が広く用いられている。このピエゾ方式は、印可電圧に応じて変形作動する圧電部材等のアクチュエータにより、インク室内の圧力を変化させてインクノズルよりインク液滴を吐出させる方法である。一般的なインクジェット記録ヘッドでは、高画質、高精細の画像を形成する観点から、多数のインク室及びインクノズルが設けられているが、画像形成の際、インク室の圧力変動が、近傍のインク室のインクに大きな変動を与えるというクロストークが発生する問題があり、この結果、インク液滴の飛翔精度の低下等を引き起こし、高精細の画像形成の大きな妨げとなっている。
【0010】
上記のクロストークを解決する方法の一つとして、インク室隔壁を構成するアクチュエータを変形動作させてそのインク室の容積を拡大させる拡大パルスと、アクチュエータを変形動作させてそのインク室の容積を収縮させる収縮パルスを間に、所定の休止時間を設けて、アクチュエータに印加する駆動信号を連続的に複数回発生する駆動信号発生手段を設け、駆動信号発生手段からの駆動信号の複数回発生によりインク室の容積の拡大と収縮を繰り返し行ってインク吐出口から複数のインク滴を連続的に吐出させるとともに、休止時間を隣接するインク室間のクロストークを低下させる時間に設定することにより改良する方法が提案されている(特許文献4参照)。この技術と活性光線硬化型インク(ラジカル重合とカチオン重合)との組合せが開示されている(特許文献5参照)が、これらのインクでは重合性成分がインクの構成比率として、5割以上で使用されるため、印字部が盛り上がり光沢感のない画像となる。また溶剤系インク(低表面張力)のため、普通紙ではフェザリングや裏抜けが発生するという問題があった。
【特許文献1】米国特許第4,228,438号明細書
【特許文献2】特公平5−64667号公報
【特許文献3】特開平7−224241号公報
【特許文献4】特開2002−19103号公報
【特許文献5】特開2004−188768号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、文字品質に優れ、高精細な画像を記録することができ、かつ光沢に優れた印刷物が得られる画像形成方法、印刷物及び画像記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
【0013】
1.隣接するインク室の印加電圧に応動して変形動作するアクチュエータで隔壁を構成したインク滴を吐出するインクノズルを設けたインク室を複数配列し、該インク室にそれぞれ連通してインクを供給する共通インク室を設けたインクジェット記録ヘッドと、
インク室隔壁を構成するアクチュエータを変形動作させて、そのインク室の容積を拡大させる拡大パルスと、該アクチュエータを変形動作させてそのインク室の容積を収縮させる収縮パルスとの間に、所定の休止時間を設けて該アクチュエータに印加する駆動信号を連続的に複数回発生する駆動信号発生手段とを有し、
該駆動信号発生手段からの駆動信号の複数回発生によりインク室の容積の拡大と収縮を繰り返し行い、インクノズルから複数のインク滴を連続的に吐出させるとともに、該休止時間を隣接するインク室間のクロストークを低下させる時間に設定したインクジェット記録ヘッドで、活性光線により硬化するインクジェットインクを記録材料上に吐出する画像形成方法において、
該インクジェットインクが、少なくとも色剤と、水と、親水性主鎖に複数の側鎖を有し、活性エネルギー線を照射することにより、側鎖間で架橋結合可能な高分子化合物とを含有することを特徴とする画像形成方法。
【0014】
2.前記拡大パルスと収縮パルスとの間の休止時間を、その拡大パルスの中心とその収縮パルスの中心との時間差がインク室内のインクの固有振動周期に等しくなるように設定したことを特徴とする前記1に記載の画像形成方法。
【0015】
3.前記インクジェットインクは、高分子化合物をインク全質量に対して、0.8質量%以上、5.0質量%以下含有することを特徴とする前記1または2に記載の画像形成方法。
【0016】
4.前記インクジェットインクが含有する高分子化合物の親水性主鎖が、ポリ酢酸ビニルのケン化物であり、ケン化度が77%以上、99%以下、重合度が200以上、4000以下であることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
【0017】
5.前記インクジェットインクが含有する高分子化合物は、親水性主鎖に対する前記側鎖の変性率が0.8モル%以上、4モル%以下であることを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の画像形成方法。
【0018】
6.非吸収性記録材料を用い、前記1〜5のいずれか1項に記載の画像形成方法により作製したことを特徴とする印刷物。
【0019】
7.前記1〜5のいずれか1項に記載の画像形成方法で用いることを特徴とする画像記録装置。
【発明の効果】
【0020】
本発明により、文字品質に優れ、高精細な画像を記録することができ、かつ光沢に優れた印刷物が得られる画像形成方法、印刷物及び画像記録装置を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【0022】
本発明の画像形成方法で用いるインクは水性インクであるが、この様なインクを用いる場合、しばしばヘッドからの出射安定性などが不安定となる。以下に説明する記録ヘッドの駆動方法では、クロストークついては改善されていたが、吐出した後の液滴出射性の課題については十分とは言えなかった。本発明は、こうした課題を低減するため、インク組成に対する工夫と同時に記録ヘッドの駆動方法についても、本発明に係る駆動方法を用いることで、この課題の解消が可能となった。ここでの液滴出射性とは、インクの吐出安定性(吐出するしない)だけでなく、吐出後のインク液滴がキチンと形成させず、インク飛び散りが発生しないことを意味し、着弾後の文字品質等の向上するという効果が得られた。これは、液滴出射性が、インクに本発明に係る高分子化合物が含有されることで、ヘッドノズル周辺のインクの濡れ性が改善され、同時に該インクの液物性に適したヘッドの駆動条件にすることにより達成された。
【0023】
すなわち、本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、隣接するインク室の印加電圧に応動して変形動作するアクチュエータで隔壁を構成したインク滴を吐出するインクノズルを設けたインク室を複数配列し、該インク室にそれぞれ連通してインクを供給する共通インク室を設けたインクジェット記録ヘッドと、インク室隔壁を構成するアクチュエータを変形動作させて、そのインク室の容積を拡大させる拡大パルスと、該アクチュエータを変形動作させてそのインク室の容積を収縮させる収縮パルスとの間に、所定の休止時間を設けて該アクチュエータに印加する駆動信号を連続的に複数回発生する駆動信号発生手段とを有し、該駆動信号発生手段からの駆動信号の複数回発生によりインク室の容積の拡大と収縮を繰り返し行い、インクノズルから複数のインク滴を連続的に吐出させるとともに、該休止時間を隣接するインク室間のクロストークを低下させる時間に設定したインクジェット記録ヘッドで、活性光線により硬化するインクジェットインクを記録材料上に吐出する画像形成方法において、該インクジェットインクが、少なくとも色剤と、水と、親水性主鎖に複数の側鎖を有し、活性エネルギー線を照射することにより、側鎖間で架橋結合可能な高分子化合物とを含有することを特徴とする画像形成方法により、文字品質に優れ、高精細な画像を記録することができ、かつ光沢に優れた印刷物が得られる画像形成方法を実現できることを見出し、本発明に至った次第である。
【0024】
以下に、本発明の詳細を説明する。
【0025】
《画像記録装置》
はじめに、本発明の画像形成方法で用いる画像記録装置について、その詳細を図面を適宜参照しながら説明する。なお、図面の画像記録層装置あるいはインクジェット記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドともいう)は、あくまでも本発明の記録方法あるいは画像記録装置で用いることのできる一態様であり、本発明がこれらの図面に記載されている内容にのみ限定されるものではない。
【0026】
図1は、本発明の画像記録装置の要部の構成を示す正面図である。
【0027】
画像記録装置Aは、ヘッドキャリッジB、記録ヘッドC、照射手段D、プラテン部E等を備えて構成される。この画像記録装置Aは、記録材料Pの下にプラテン部Eが設置されている。プラテン部Eは、紫外線を吸収する機能を有しており、記録材料Pを通過してきた余分な紫外線を吸収する。その結果、高精細な画像を非常に安定に再現できる。
【0028】
記録材料Pは、ガイド部材Fに案内され、搬送手段(図示せず)の作動により、図1における手前から奥の方向に移動する。ヘッド走査手段(図示せず)は、ヘッドキャリッジBを図1におけるY方向に往復移動させることにより、ヘッドキャリッジBに保持された記録ヘッドCの走査を行なう。
【0029】
ヘッドキャリッジBは記録材料Pの上側に設置され、記録材料P上の画像印刷に用いる色の数に応じて後述する記録ヘッドCを複数個、吐出口を下側に配置して収納する。ヘッドキャリッジBは、図1におけるY方向に往復自在な形態で画像記録装置A本体に対して設置されており、ヘッド走査手段の駆動により、図1におけるY方向に往復移動する。
【0030】
尚、図1ではヘッドキャリッジBがホワイト(W)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、ホワイト(W)の記録ヘッドCを収納するものとして描図を行なっているが、実施の際にはヘッドキャリッジBに収納される記録ヘッドCの色数は適宜決められるものである。
【0031】
記録ヘッドの詳細については後述するが、この記録ヘッドCは、インク供給手段(図示せず)により供給された活性光線硬化型インク(例えば、紫外線硬化型インク)を、内部に複数個備えられた吐出手段(図示せず)の作動により、吐出口から記録材料Pに向けて吐出する。記録ヘッドCにより吐出される紫外線硬化型インクは色材、架橋結合可能な高分子化合物、開始剤等を含んで組成されており、紫外線の照射を受けることで開始剤が触媒として作用することに伴なう架橋反応によって硬化する性質を有する。
【0032】
記録ヘッドCは記録材料Pの一端からヘッド走査手段の駆動により、図1におけるY方向に記録材料Pの他端まで移動するという走査の間に、記録材料Pにおける一定の領域(着弾可能領域)に対し、紫外線硬化型の本発明に係るインクジェットインク(以下、単にインクともいう)をインク滴として吐出し、該着弾可能領域にインク滴を着弾させる。
【0033】
上記走査を適宜回数行ない、1領域の着弾可能領域に向けてインクの吐出を行なった後、搬送手段で記録材料Pを図1における手前から奥方向に適宜移動させ、再びヘッド走査手段による走査を行ないながら、記録ヘッドCにより上記着弾可能領域に対し、図1における奥方向に隣接した次の着弾可能領域に対してインクの吐出を行なう。
【0034】
上述の操作を繰り返し、ヘッド走査手段及び搬送手段と連動して記録ヘッドCからインクを吐出することにより、記録材料P上にインク滴の集合体からなる画像が形成される。
【0035】
次いで、本発明の係るインクジェット記録ヘッドとクロストークを防止するための駆動方法の詳細について説明する。
【0036】
インクジェット記録ヘッドとしては、隣接するインク室の隔壁を圧電部材等のアクチュエータで構成したオンディマンド方式のインクジェット記録ヘッドが知られている。このヘッドは、隔壁で仕切られた多数のインク室を高密度に並べることが容易にできるという利点を有する。
【0037】
例えば、アクチュエータとして圧電部材を使用したインクジェット記録ヘッドは、図2及び図3に示すように、2枚の長方形の圧電部材1、2を分極方向が互いに板厚方向で外側に向いて反対になるように張合わせ、これを圧電部材よりも誘電率の低い基板3の上に固着し、この圧電部材1、2を、例えば、ダイヤモンドカッタを使用して、一定の間隔で平行に同じ幅で、同じ深さ、同じ長さの複数の長溝を切削加工し、これによりインク室4を形成している。
【0038】
インク室4の側面と底面に無電解ニッケルメッキにより電極5を形成し、更にインク室4の後端から前記基板3の後部上面に同じく無電解ニッケルメッキにより電極6を形成し、基板3の後端上面に駆動回路を形成した回路基板7を接着固定している。
【0039】
前記圧電部材1、2のインク室4の上には、共通インク室8を構成する枠状部材9を接着固定し、その枠状部材9の上を共通インク室8に連通するインク供給口10を設けた天板11により閉塞している。また、前記各圧電部材1、2の先端に複数のインク吐出口12を設けたオリィフィスプレート13を接着剤で接着固定している。
【0040】
次に、このインクジェット記録ヘッドの動作原理について説明する。
【0041】
図4の(a)において、5つのインク室4a、4b、4c、4d、4eに着目し、各インク室4a〜4eの電極5a〜5eを接地電位にした状態で中央のインク室4cの電極5cに正電圧を印加すると、圧電部材1、2は図中矢印で示すように分極方向が互いに外側に向いているため、せん断歪みにより、インク室4cの両側面はインク室4cの容積を収縮するように内側に変形する。
【0042】
また、各インク室4a〜4eの電極5a〜5eを接地電位にした状態で中央のインク室4cに隣接するインク室4a、4b、4d、4eの電極5a、5b、5d、5eに正電圧を印加すると、図4の(b)に示すように、インク室4cの電極5cの両側面は逆にインク室4cの容積を拡大するように外側に変形する。このようなインク室の変形を利用してインク室からインク滴を吐出させる。具体的には、インク室の容積を拡大して共通インク室8からこのインク室にインクを充填させた後、このインク室の容積を収縮させることでインク室内の圧力を高めインク吐出口12からインク滴を吐出させることになる。
【0043】
次いで、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの駆動方法について説明する。
【0044】
図5は本実施の形態のインクジェット記録ヘッドの駆動装置の構成を示すブロック図である。図5において、21は、各部を制御するプリンタコントローラ、22は、このプリンタコントローラ21からの印刷データを記憶する画像メモリ、23は、プリンタコントローラ21により制御され、画像メモリ22に記憶した印刷データをヘッド駆動回路24に転送する印刷データ転送ブロックである。
【0045】
ヘッド駆動回路24は、印刷データ転送ブロック23から転送される印刷データに基づいてインクジェット記録ヘッド25を駆動するようになっている。ヘッド駆動回路24がインクジェット記録ヘッド25を駆動するときの駆動波形は駆動波形制御回路26によって制御され、この駆動波形制御回路26は前記プリンタコントローラ21により制御されるようになっている。
【0046】
本発明に用いるインクジェット記録ヘッド25は、シェアモードタイプのインクジェット記録ヘッドであり、その構成は図2及び図3に示したインクジェット記録ヘッドと同一である。
【0047】
図6〜図8は、ヘッド駆動回路24がインクジェット記録ヘッド25のインク室を駆動するときの駆動波形を示す図である。なお、図中、i−3、i−2、i−1、i、i+1、i+2、i+3は連続して連なったインク室を示している。
【0048】
図6は各インク室i−3〜i+3にそれぞれ正の電圧を所定のタイミングで印加してそれぞれ7ドロップ駆動するときの駆動波形を示し、図7は動作しないインク室に印加する電圧が接地電位になるように設定して各インク室i−3〜i+3をそれぞれ7ドロップ駆動するときの駆動波形を示している。
【0049】
図6の駆動波形を使用しても図7の駆動波形を使用してもインク室は同じ動作を行うものであるが、ここでは図7の駆動波形を使用してインク室を駆動する場合について述べる。
【0050】
このシェアモードタイプの記録ヘッドは、i−3番目、i番目、i+3番目のインク室は同時駆動するが、その間にあるi±2番目、i±1番目のインク室は同時に駆動させない、また、i−2番目、i+1番目のインク室は同時駆動するがその間にあるi番目、i−1番目のインク室は同時に駆動させない、また、i−1番目、i+2番目のインク室は同時駆動するがその間にあるi番目、i+1番目のインク室は同時に駆動させないというように3分割駆動を行うようになっている。この3分割駆動により駆動するインク室に隣接するインク室が直接に影響を受けて、例えば、インクの誤吐出等が発生しないようにしている。
【0051】
図7に示す各駆動波形W3は、図8で示す構成の駆動パルスW4が7つ連なったもので、それぞれの駆動パルスW4は、インク室を拡大させる負電圧パルスである拡大パルスW4aとパルス印加を休止させる休止時間W4bとインク室を収縮させる正電圧パルスである収縮パルスW4cとで形成されている。
【0052】
このインクジェット記録ヘッドは、この駆動パルスW4が1個印加されると小さなインク滴を1つ吐出させる1ドロップ駆動し、この駆動パルスW4が1〜7個の範囲で連なることで1〜7ドロップ駆動が選択的に行われ、これにより白を除いて7階調印字が可能になっている。
【0053】
拡大パルスW4aの中心と収縮パルスW4cの中心との時間差は2ALで、インク室内のインクの固有振動周期に等しい時間に設定されている。拡大パルスW4aのパルス時間幅は1ALに設定され、収縮パルスW4cのパルス時間幅は0.6AL〜1ALの範囲、ここでは1ALに設定されている。なお、ALは時間の単位であり、インク室内の圧力が固有振動により正圧から負圧へ、あるいは、負圧から正圧へと反転する時間で、インク室内のインクの固有振動周期の半分の時間になっている。
【0054】
次に、図8で示される駆動パルスが、インクジェット記録ヘッド25のインク室に印加されたときのインク室内の圧力変化について、図9を参照して説明する。先ず、拡大パルスW4aはその波形の立ち下がりでインク室の容積を拡大させ、内部のインクの圧力は負圧P1となる。そして、波形の立ち下がりから1ALの時間が経過すると、インク室内部のインクの圧力は固有振動により正圧P2になる。さらに、拡大パルスW4aが終わると、インク室が収縮してインクの圧力はP2からP3にさらに上昇し、インク室のインク吐出口からインクの吐出が開始される。
【0055】
インクの吐出が開始されてからおよそ0.5ALの時間が経過すると、インク室内のインクの圧力は固有振動により負圧P4に転じる。そして、拡大パルスW4aの立ち上がりから1AL経過した時点で、インクの吐出が終了する。その時点で休止時間W4bが終了し、収縮パルスW4cの立ち上がりによってインク室は収縮し、インク室の負圧状態はP5からP6に緩和される。
【0056】
収縮パルスW4cの立ち上がりから1AL経過した時点では、インクの圧力は正圧P7になっている。その時点で収縮パルスW4cが立ち下がり、収縮していたインク室が元の状態に戻り、インク室の圧力がほとんど0になる。このように、図8に示す駆動パルスをインクジェット記録ヘッドのインク室に与えることにより、クロストークを発生しやすいインクの固有振動周波数をもつ残留圧力振動をほぼ0にすることができる。
【0057】
また、駆動パルスとして、図10に示すような駆動パルスW6を使用してもよい。この駆動パルスW6は、拡大パルスW6aの中心と収縮パルスW6cの中心との時間差を2ALに保ったまま、収縮パルスW6cのパルス時間幅を狭めたもので、その分休止時間W6bは1ALよりも長くなる。
【0058】
このような駆動パルスW6は、例えば、拡大パルスW6aにより発生する圧力振動が収縮パルスW6cを印加する時点で減衰しているようなヘッドの場合に有効であり、このようなヘッドに対しては、より一層残留圧力振動を減衰させることができるという効果を奏する。
【0059】
《インクジェットインク》
次に、本発明に係るインクジェットインクについて説明する。
【0060】
本発明の画像形成方法においては、本発明に係るインクジェットインクを使用することで、従来知られている紫外線硬化型インク(溶剤系インク)と異なり、優れた光沢を得ることができる。また、インクへ本発明に係る水溶性高分子を少量添加することでより、クロストークが低減されるという利点もある。更に、このような組成のインクと前記駆動条件の場合、吐出したインク液滴が非常に安定しかつ飛び散りも低減することで、文字品質が非常に向上したと考えている。
【0061】
〔活性エネルギー線架橋性高分子化合物〕
本発明に係る親水性主鎖に複数の側鎖を有し、活性エネルギー線を照射することにより側鎖間で架橋結合可能な高分子化合物とは、ポリ酢酸ビニルのケン化物、ポリビニルアセタール、ポリエチレンオキサイド、ポリアルキレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、または前記親水性樹脂の誘導体、ならびにこれらの共重合体からなる群より選ばれる少なくとも一種の親水性樹脂に対して、側鎖に光二量化型、光分解型、光重合型、光変性型、光解重合型等の変性基を導入したものである。光重合型の架橋性基が感度、生成される画像の性能の観点から望ましい。
【0062】
親水性主鎖においては、側鎖の導入に対する簡便性や、取り扱いの観点からポリ酢酸ビニルのケン化物が好ましく、その重合度は200以上、4000以下が好ましく、200以上、2000以下がハンドリングの観点からより好ましい。主鎖に対する側鎖の変性率は0.3モル%以上、4モル%以下が好ましく、0.8モル%以上、4モル%以下が反応性の観点からより好ましい。0.3モル%より小さいと架橋性が不足し本発明の効果が小さくなり、4モル%より大きいと架橋密度が大きくなり硬くてもろい膜となり、膜の強度が落ちてしまう。
【0063】
光二量化型の変性基としては、ジアゾ基、シンナモイル基、スチルバゾニウム基、スチルキノリウム基等を導入したものが好ましく、例えば、特開昭60−129742号公報等の公報に記載された感光性樹脂(組成物)が挙げられる。
【0064】
特開昭60−129742号公報記載の感光性樹脂は、ポリビニルアルコール構造体中にスチルバゾニウム基を導入した下記一般式(1)で表される化合物である。
【0065】
【化1】
【0066】
式中、R1は炭素数1〜4のアルキル基を表し、A-はカウンターアニオンを表す。
【0067】
特開昭56−67309号公報記載の感光性樹脂は、ポリビニルアルコール構造体中に、下記一般式(2)で表される2−アジド−5−ニトロフェニルカルボニルオキシエチレン構造、または、下記一般式(3)で表され、4−アジド−3−ニトロフェニルカルボニルオキシエチレン構造を有する樹脂組成物である。
【0068】
【化2】
【0069】
また、下記一般式(4)で表される変性基も好ましく用いられる。
【0070】
【化3】
【0071】
式中、Rはアルキレン基または芳香族環を表す。好ましくはベンゼン環である。
【0072】
光重合型の変性基としては、例えば、特開2000−181062号、特開2004−189841号に示される下記一般式(5)で表される樹脂が反応性との観点から好ましい。
【0073】
【化4】
【0074】
式中、R2はメチル基または水素原子を表し、nは1または2を表し、Xは−(CH2)m−COO−または−O−を表し、Yは芳香族環または単結合手を表し、mは0〜6までの整数を表す。
【0075】
また、特開2004−161942号公報に記載されている光重合型の下記一般式(6)で表される変性基を、従来公知の水溶性樹脂に用いることも好ましい。
【0076】
【化5】
【0077】
式中、R3はメチル基または水素原子を表し、R4は炭素数2〜10の直鎖状または分岐状のアルキレン基を表す。
【0078】
このような活性エネルギー線架橋型の樹脂は、インク全質量に対して0.8質量%〜5.0質量%含有することが好ましい。0.8質量%以上存在することで、架橋効率が向上し、架橋後のインク粘度の急激な上昇によりビーディングやカラーブリードがより好ましくなる。5.0質量%以下であれば、インク物性やインクヘッド内状態に悪影響しにくくなり、出射性やインク保存性の観点で好ましい。また、上記記録方法におけるクロストークもより発生しにくくなり、更に印字も盛り上がりも少なくなるため光沢の上でも好ましい。
【0079】
このような活性エネルギー線架橋型の高分子化合物においては、元々ある程度の分子量を持つ主鎖に対して側鎖間で架橋結合を介して架橋をするため、一般的な連鎖反応を介してモノマーが重合して生成した従来公知の活性エネルギー線硬化型樹脂に対し、光子一つ当たりの分子量増加効果が著しく大きい。一方、従来公知の活性エネルギー線硬化型の樹脂は架橋点の数は制御不可能であるため、硬化後の膜の物性をコントロールすることができず、硬くてもろい膜となりやすい。
【0080】
本発明に用いられる樹脂においては架橋点の数は親水性主鎖の長さと、側鎖の導入量で完全に制御でき、目的に応じたインク膜の物性制御が可能である。
【0081】
更に、従来公知の活性エネルギー線硬化型樹脂を用いたインクが、色材以外のほぼ全量が硬化に関与する成分であるため、硬化後のドットが盛り上がり、光沢に代表される画質劣化が著しいのに対し、本発明に係るインクジェットインクは、架橋性高分子化合物の使用量が少量ですみ、それに対して乾燥成分が多いため、乾燥後の画質向上が図られ、かつ定着性も良い。
【0082】
〔光重合開始剤、増感剤〕
本発明においては、光重合開始剤や増感剤を添加するのも好ましい。これらの化合物は溶媒に溶解、または分散した状態か、もしくは感光性樹脂に対して化学的に結合されていてもよい。
【0083】
適用される光重合開始剤、光増感剤について特に制限はなく、従来公知の物を用いることができるが、水溶性の光重合開始剤、光増感剤が混合性、反応効率の観点から好ましい。特に4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン(HMPK)、チオキサントンアンモニウム塩(QTX)、ベンゾフェノンアンモニウム塩(ABQ)が水系溶媒への混合性という観点で好ましい。
【0084】
さらに、樹脂との相溶製の観点から下記一般式(7)で表される4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン(n=1、HMPK)や、そのエチレンオキシド付加物(n=2〜5)がより好ましい。
【0085】
【化6】
【0086】
式中、nは1〜5の整数を表す。
【0087】
また、他には一例としベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ビス−N,N−ジメチルアミノベンゾフェノン、ビス−N,N−ジエチルアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4′−ジメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類。チオキサトン、2、4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、クロロチオキサントン、イソプロポキシクロロチオキサントン等のチオキサントン類。エチルアントラキノン、ベンズアントラキノン、アミノアントラキノン、クロロアントラキノン等のアントラキノン類。アセトフェノン類。ベンゾインメチルエーテル等のベンゾインエーテル類。2,4,6−トリハロメチルトリアジン類、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(m−メトキシフェニル)イミダゾール2量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−フェニルイミダゾール2量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−フェニルイミダゾール2量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、2,−ジ(p−メトキシフェニル)−5−フェニルイミダゾール2量体、2−(2,4−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体の2,4,5−トリアリールイミダゾール2量体、ベンジルジメチルケタール、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−1−プロパノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、フェナントレンキノン、9,10−フェナンスレンキノン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等ベンゾイン類、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9,9′−アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体、ビスアシルフォスフィンオキサイド、及びこれらの混合物等が好ましく用いられ、上記は単独で使用しても混合して使用してもかまわない。
【0088】
これらの光重合開始剤に加え、促進剤等を添加することもできる。これらの例として、p−ジメチルアミノ安息香酸エチル、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等があげられる。
【0089】
これらの光重合開始剤は親水性主鎖に対して、側鎖にグラフト化されていても好ましい。
【0090】
〔色剤〕
本発明のインクジェット用インクに用いられる色剤としては、インクジェットで公知の各種染料または顔料を用いることができるが、活性エネルギー線架橋型の樹脂の側鎖のイオン性との組合せから、アニオン性であることが好ましい。
【0091】
(染料)
本発明で用いることのできる染料としては、特に制限はなく、酸性染料、直接染料、反応性染料等の水溶性染料、分散染料等が挙げられ、好ましいのはアニオン性染料である。
【0092】
[水溶性染料]
本発明で用いることのできるアニオン性の水溶性染料としては、例えば、アゾ染料、メチン染料、アゾメチン染料、キサンテン染料、キノン染料、フタロシアニン染料、トリフェニルメタン染料、ジフェニルメタン染料等を挙げることができ、その具体的化合物を以下に示す。ただし、これら例示した化合物に限定されるものではない。
【0093】
〈C.I.アシッドイエロー〉
1、3、11、17、18、19、23、25、36、38、40、42、44、49、59、61、65、67、72、73、79、99、104、110、114、116、118、121、127、129、135、137、141、143、151、155、158、159、169、176、184、193、200、204、207、215、219、220、230、232、235、241、242、246、
〈C.I.アシッドオレンジ〉
3、7、8、10、19、24、51、56、67、74、80、86、87、88、89、94、95、107、108、116、122、127、140、142、144、149、152、156、162、166、168、
〈C.I.アシッドレッド〉
88、97、106、111、114、118、119、127、131、138、143、145、151、183、195、198、211、215、217、225、226、249、251、254、256、257、260、261、265、266、274、276、277、289、296、299、315、318、336、337、357、359、361、362、364、366、399、407、415、
〈C.I.アシッドバイオレット〉
17、19、21、42、43、47、48、49、54、66、78、90、97、102、109、126、
〈C.I.アシッドブルー〉
1、7、9、15、23、25、40、62、72、74、80、83、90、92、103、104、112、113、114、120、127、128、129、138、140、142、156、158、171、182、185、193、199、201、203、204、205、207、209、220、221、224、225、229、230、239、249、258、260、264、278、279、280、284、290、296、298、300、317、324、333、335、338、342、350、
〈C.I.アシッドグリーン〉
9、12、16、19、20、25、27、28、40、43、56、73、81、84、104、108、109、
〈C.I.アシッドブラウン〉
2、4、13、14、19、28、44、123、224、226、227、248、282、283、289、294、297、298、301、355、357、413、
〈C.I.アシッドブラック〉
1、2、3、24、26、31、50、52、58、60、63、107、109、112、119、132、140、155、172、187、188、194、207、222、
〈C.I.ダイレクトイエロー〉
8、9、10、11、12、22、27、28、39、44、50、58、79、86、87、98、105、106、130、132、137、142、147、153、
〈C.I.ダイレクトオレンジ〉
6、26、27、34、39、40、46、102、105、107、118、
〈C.I.ダイレクトレッド〉
2、4、9、23、24、31、54、62、69、79、80、81、83、84、89、95、212、224、225、226、227、239、242、243、254、
〈C.I.ダイレクトバイオレット〉
9、35、51、66、94、95、
〈C.I.ダイレクトブルー〉
1、15、71、76、77、78、80、86、87、90、98、106、108、160、168、189、192、193、199、200、201、202、203、218、225、229、237、244、248、251、270、273、274、290、291、
〈C.I.ダイレクトグリーン〉
26、28、59、80、85、
〈C.I.ダイレクトブラウン〉
44、106、115、195、209、210、222、223、
〈C.I.ダイレクトブラック〉
17、19、22、32、51、62、108、112、113、117、118、132、146、154、159、169、
〈C.I.ベイシックイエロー〉
1、2、11、13、15、19、21、28、29、32、36、40、41、45、51、63、67、70、73、91、
〈C.I.ベイシックオレンジ〉
2、21、22、
〈C.I.ベイシックレッド〉
1、2、12、13、14、15、18、23、24、27、29、35、36、39、46、51、52、69、70、73、82、109、
〈C.I.ベイシックバイオレット〉
1、3、7、10、11、15、16、21、27、39、
〈C.I.ベイシックブルー〉
1、3、7、9、21、22、26、41、45、47、52、54、65、69、75、77、92、100、105、117、124、129、147、151、
〈C.I.ベイシックグリーン〉
1、4、
〈C.I.ベイシックブラウン〉
1、
〈C.I.リアクティブイエロー〉
2、3、7、15、17、18、22、23、24、25、27、37、39、42、57、69、76、81、84、85、86、87、92、95、102、105、111、125、135、136、137、142、143、145、151、160、161、165、167、168、175、176、
〈C.I.リアクティブオレンジ〉
1、4、5、7、11、12、13、15、16、20、30、35、56、64、67、69、70、72、74、82、84、86、87、91、92、93、95、107、
〈C.I.リアクティブレッド〉
2、3、5、8、11、21、22、23、24、28、29、31、33、35、43、45、49、55、56、58、65、66、78、83、84、106、111、112、113、114、116、120、123、124、128、130、136、141、147、158、159、171、174、180、183、184、187、190、193、194、195、198、218、220、222、223、228、235、
〈C.I.リアクティブバイオレット〉
1、2、4、5、6、22、23、33、36、38、
〈C.I.リアクティブブルー〉
2、3、4、5、7、13、14、15、19、21、25、27、28、29、38、39、41、49、50、52、63、69、71、72、77、79、89、104、109、112、113、114、116、119、120、122、137、140、143、147、160、161、162、163、168、171、176、182、184、191、194、195、198、203、204、207、209、211、214、220、221、222、231、235、236、
〈C.I.リアクティブグリーン〉
8、12、15、19、21、
〈C.I.リアクティブブラウン〉
2、7、9、10、11、17、18、19、21、23、31、37、43、46、
〈C.I.リアクティブブラック〉
5、8、13、14、31、34、39、
〈C.I.フードブラック〉
1、2、
等を挙げることができる。
【0094】
更に、染料として、下記一般式(8)で表される化合物または一般式(9)で表される化合物が挙げられる。
【0095】
【化7】
【0096】
上記一般式(8)において、R1は水素原子または置換可能な置換基を表し、水素原子またはフェニルカルボニル基が好ましい。R2は異なってもよく水素原子または置換可能な置換基を表し、水素原子が好ましい。R3は水素原子または置換可能な置換基を表し、水素原子またはアルキル基が好ましい。R4は水素原子または置換可能な置換基を表し、水素原子、アリールオキシ基が好ましい。R5は異なってもよく水素原子または置換可能な置換基を表し、スルホン酸基が好ましい。nは1〜4の整数を表し、mは1〜5の整数を表す。
【0097】
上記一般式(9)において、Xはフェニル基またはナフチル基を表し、置換可能な置換基で置換されていてもよく、スルホン酸基またはカルボキシル基で置換されていることが好ましい。Yは水素イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、アンモニウムイオンまたはアルキルアンモニウムイオンを表す。R6は異なってもよく水素原子またはナフタレン環に置換可能な置換基を表す。qは1または2を表す。pは1〜4の整数を表す。ただし、q+p=5である。Zは置換可能な置換基を表し、カルボニル基、スルホニル基または下記一般式(10)で表される基を表し、特に、下記一般式(10)で表される基が好ましい。
【0098】
【化8】
【0099】
上記一般式(10)において、W1、W2はそれぞれ異なっていてもよいハロゲン原子、アミノ基、水酸基、アルキルアミノ基またはアリールアミノ基を表し、ハロゲン原子、水酸基またはアルキルアミノ基が好ましい。
【0100】
[分散染料]
また、分散染料としては、アゾ系分散染料、キノン系分散染料、アントラキノン系分散染料、キノフタロン系分散染料等種々の分散染料を用いることができ、以下にその具体的化合物を挙げる。
【0101】
〈C.I.Disperse Yellow〉
3、4、5、7、9、13、23、24、30、33、34、42、44、49、50、51、54、56、58、60、63、64、66、68、71、74、76、79、82、83、85、86、88、90、91、93、98、99、100、104、108、114、116、118、119、122、124、126、135、140、141、149、160、162、163、164、165、179、180、182、183、184、186、192、198、199、202、204、210、211、215、216、218、224、227、231、232、
〈C.I.Disperse Orange〉
1、3、5、7、11、13、17、20、21、25、29、30、31、32、33、37、38、42、43、44、45、47、48、49、50、53、54、55、56、57、58、59、61、66、71、73、76、78、80、89、90、91、93、96、97、119、127、130、139、142、
〈C.I.Disperse Red〉
1、4、5、7、11、12、13、15、17、27、43、44、50、52、53、54、55、56、58、59、60、65、72、73、74、75、76、78、81、82、86、88、90、91、92、93、96、103、105、106、107、108、110、111、113、117、118、121、122、126、127、128、131、132、134、135、137、143、145、146、151、152、153、154、157、159、164、167、169、177、179、181、183、184、185、188、189、190、191、192、200、201、202、203、205、206、207、210、221、224、225、227、229、239、240、257、258、277、278、279、281、288、298、302、303、310、311、312、320、324、328、
〈C.I.Disperse Violet〉
1、4、8、23、26、27、28、31、33、35、36、38、40、43、46、48、50、51、52、56、57、59、61、63、69、77、
〈C.I.Disperse Green〉
9、
〈C.I.Disperse Brown〉
1、2、4、9、13、19、
〈C.I.Disperse Blue〉
3、7、9、14、16、19、20、26、27、35、43、44、54、55、56、58、60、62、64、71、72、73、75、79、81、82、83、87、91、93、94、95、96、102、106、108、112、113、115、118、120、122、125、128、130、139、141、142、143、146、148、149、153、154、158、165、167、171、173、174、176、181、183、185、186、187、189、197、198、200、201、205、207、211、214、224、225、257、259、267、268、270、284、285、287、288、291、293、295、297、301、315、330、333、
〈C.I.Disperse Black〉
1、3、10、24
等が挙げられる。
【0102】
これら上記列挙した染料は、「染色ノート第21版」(出版;色染社)等に記載されている。
【0103】
(顔料)
本発明に使用できる顔料としては、従来公知の有機及び無機顔料が使用できる。例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料や、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリレン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサンジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロニ顔料等の多環式顔料や、酸性染料型レーキ等の染料レーキや、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等の有機顔料、カーボンブラック等の無機顔料が挙げられるが、アニオン性顔料であることが好ましい。
【0104】
具体的な有機顔料を以下に例示する。
【0105】
マゼンタまたはレッド用の顔料としては、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。
【0106】
オレンジまたはイエロー用の顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー138等が挙げられる。
【0107】
グリーンまたはシアン用の顔料としては、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
【0108】
顔料の分散方法としては、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種分散機を用いることができる。また、顔料分散体の粗粒分を除去する目的で、遠心分離装置を使用すること、フィルターを使用することも好ましい。
【0109】
本発明のインクにおいては、顔料表面にスルホン酸、カルボン酸等の極性基をペンダントした自己分散顔料、あるいは高分子分散剤を用いて分散した顔料が好ましい。
【0110】
本発明に適用可能な高分子分散剤としては、特に制限はなく、水溶性樹脂または非水溶性樹脂が用いられる。これらの高分子としては、例えば、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、メタクリル酸、メタクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた単一の単量体からなる重合体、あるいは2種以上の単量体からなる共重合体およびこれらの塩を挙げることができる。またポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、セルロース誘導体、ゼラチン、ポリエチレングリコールなどの水溶性高分子も用いることができる。
【0111】
これら水溶性樹脂のインク全量に対する含有量としては、0.1〜10質量%が好ましく、更に好ましくは、0.3〜5質量%である。また、これらの水溶性樹脂は二種以上併用することも可能である。
【0112】
本発明のインクジェット用インクに使用する顔料分散体の平均粒径は、500nm以下が好ましく200nm以下がより好ましく、10nm以上、200nm以下であることが好ましく、10nm以上、150nm以下がより好ましい。顔料分散体の平均粒径が500nmを越えると、分散が不安定となり。また、顔料分散体の平均粒径が10nm未満になっても顔料分散体の安定性が悪くなりやすく、インクの保存安定性が劣化しやすくなる。
【0113】
顔料分散体の粒径測定は、光散乱法、電気泳動法、レーザードップラー法等を用いた市販の粒径測定機器により求めることが出来る。また、透過型電子顕微鏡による粒子像撮影を少なくとも100粒子以上に対して行い、この像をImage−Pro(メディアサイバネティクス製)等の画像解析ソフトを用いて統計的処理を行うことによっても求めることが可能である。
【0114】
〔水溶性溶媒〕
本発明のインクに適用可能な溶媒としては、水性液媒体が好ましく用いられ、水及び水溶性有機溶剤等の混合溶媒が更に好ましく用いられる。好ましく用いられる水溶性有機溶剤の例としては、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール)、多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール)、多価アルコールエーテル類(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル)、アミン類(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン)、アミド類(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、複素環類(例えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等)、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド)等が挙げられる。
【0115】
〔界面活性剤〕
本発明のインクに好ましく使用される界面活性剤としては、アルキル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、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、アルキルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩、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、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル類、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、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド等の活性剤、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。
【0116】
これらの界面活性剤は顔料の分散剤としても用いることが出来、特にアニオン性界面活性剤を好ましく用いることができる。
【0117】
〔各種添加剤〕
本発明のインクにおいては、その他に従来公知の添加剤を含有することができる。例えば蛍光増白剤、消泡剤、潤滑剤、防腐剤、増粘剤、帯電防止剤、マット剤、水溶性多価金属塩、酸塩基、緩衝液等pH調整剤、酸化防止剤、表面張力調整剤、非抵抗調整剤、防錆剤、無機顔料等である。
【0118】
《インクジェット記録方法》
本発明のインクを用いたインクジェット記録方法では、本発明のインクジェット用インクを記録媒体上に吐出し、活性エネルギー線を照射してインクを硬化させる。
【0119】
以下、インクジェット用インクへの活性エネルギー線照射方法について説明する。
【0120】
〔活性エネルギー線照射〕
(活性エネルギー線)
本発明でいう活性エネルギー線としては、例えば、電子線、紫外線、α線、β線、γ線、エックス線等が挙げられるが、人体への危険性や、取り扱いが容易で、工業的にもその利用が普及している電子線や紫外線が好ましい。本発明では特に紫外線が好ましい。
【0121】
電子線を用いる場合には、照射する電子線の量は0.1〜30Mradの範囲が望ましい。0.1Mrad未満では十分な照射効果が得られず、30Mradを越えると支持体等を劣化させる可能性があるため、好ましくない。
【0122】
紫外線を用いる場合は、光源として、例えば、数100Paから1MPaまでの動作圧力を有する低圧、中圧、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプや紫外域の発光波長を持つキセノンランプ、冷陰極管、熱陰極管、LED等従来公知の物が用いられる。
【0123】
(インク着弾後の光照射条件)
活性エネルギー線の照射条件としては、記録媒体上にインクが着弾した後、0.001〜1.0秒の間に活性エネルギー線が照射されることが好ましく、より好ましくは0.001〜0.5秒である。高精細な画像を形成するためには、照射タイミングができるだけ早いことが特に重要となる。
【0124】
(活性エネルギー線の照射方法)
活性エネルギー線の照射方法として、その基本的な方法が特開昭60−132767号に開示されている。これによると、ヘッドユニットの両側に光源を設け、シャトル方式でヘッドと光源を走査する。照射は、インク着弾後、一定時間を置いて行われることになる。更に、駆動を伴わない別光源によって硬化を完了させる。米国特許第6,145,979号では、照射方法として、光ファイバーを用いた方法や、コリメートされた光源をヘッドユニット側面に設けた鏡面に当て、記録部へ紫外線を照射する方法が開示されている。本発明のインクジェット記録方法においては、これらの何れの照射方法も用いることができる。
【0125】
また、活性エネルギー線を照射を2段階に分け、まずインク着弾後0.001〜2.0秒の間に前述の方法で活性エネルギー線を照射し、更に活性エネルギー線を照射する方法も好ましい態様の1つである。活性エネルギー線の照射を2段階に分けることで、よりインク硬化の際に起こる記録材料の収縮を抑えることが可能となる。
【0126】
(プリンター部材)
本発明のインクジェット記録方法で使用されるインクジェットプリンターで用いる部材としては、活性光線、例えば、紫外線の乱反射によるヘッド面への照射を防ぐために、活性エネルギー線に対する透過率や反射率が低い物が好ましい。
【0127】
また、照射ユニットに対してはシャッターが搭載されている物が好ましく、例えば、紫外線を用いる時、シャッター開閉時の照度の比がシャッター開/シャッター閉=10以上であることが好ましく100以上がより好ましく、10000以上が更に好ましい。
【0128】
《記録媒体》
本発明のインクを用いたインクジェット記録方法に適用可能な記録媒体としては、様々な種類の記録媒体を使用することができ、例えば、紙、プラスチック、金属、布、ゴムなどを挙げることができる。これらのうち一般的に画像を形成する用途としてのインクジェット記録媒体として好ましいのは、紙、プラスチックフィルムである。
【0129】
紙には、塗工紙、非塗工紙があり、塗工紙としては、1m2あたりの塗工量が片面20g前後のアート紙、1m2あたりの塗工量が片面10g前後のコート紙、1m2あたりの塗工量が片面5g前後の軽量コート紙、微塗工紙、マット調仕上げのマットコート紙、ダル調仕上げのダルコート紙、新聞用紙などを挙げることが出来る。非塗工紙としては、化学パルプ100%使用の印刷用紙A、化学パルプ70%以上使用の印刷用紙B、化学パルプ40%以上70%未満使用の印刷用紙C、化学パルプ40%未満使用の印刷用紙D、機械パルプを含有しカレンダー処理を行ったグラビア用紙などを挙げることが出来る。更に詳しくは、「最新紙加工便覧」紙加工便覧編集委員会編、テックタイムス発行、「印刷工学便覧」日本印刷学会編、などに詳細に記載されている。
【0130】
普通紙とは、非塗工用紙、特殊印刷用紙及び情報用紙の一部に属す、80〜200μmの非コート紙が用いられる。本発明で用いられる普通紙としては、例えば、上級印刷紙、中級印刷紙、下級印刷紙、薄様印刷紙、微塗工印刷用紙、色上質紙等特殊印刷用紙、フォーム用紙、PPC用紙、その他情報用紙等があり、具体的には下記する用紙及びこれらを用いた各種の変性/加工用紙があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。上質紙及び色上質紙、再生紙、複写用紙・色もの、OCR用紙、ノーカーボン紙・色もの、ユポ60、80、110ミクロン、ユポコート70、90ミクロン等の合成紙、その他片面アート紙68kg、コート紙90kg、フォームマット紙70、90、110kg、発泡PET38ミクロン、みつおりくん(以上、小林記録紙)、OK上質紙、ニューOK上質紙、サンフラワー、フェニックス、OKロイヤルホワイト、輸出上質紙(NPP、NCP、NWP、ロイヤルホワイト)OK書籍用紙、OKクリーム書籍用紙、クリーム上質紙、OK地図用紙、OKいしかり、きゅうれい、OKフォーム、OKH、NIP−N(以上、新王子製紙)、金王、東光、輸出上質紙、特需上質紙、書籍用紙、書籍用紙L、淡クリーム書籍用紙、小理教科書用紙、連続伝票用紙、上質NIP用紙、銀環、金陽、金陽(W)、ブリッジ、キャピタル、銀環書籍、ハープ、ハープクリーム、SKカラー、証券用紙、オペラクリーム、オペラ、KYPカルテ、シルビアHN、エクセレントフォーム、NPIフォームDX(以上、日本製紙)、パール、金菱、ウスクリーム上質紙、特製書籍用紙、スーパー書籍用紙、書籍用紙、ダイヤフォーム、インクジェットフォーム(以上、三菱製紙)、金毯V、金毯SW、白象、高級出版用紙、クリーム金毯、クリーム白象、証券・金券用紙、書籍用紙、地図用紙、複写用紙、HNF(以上、北越製紙)しおらい、電話帳表紙、書籍用紙、クリームしおらい、クリームしおらい中ラフ、クリームしおらい大ラフ、DSK(以上、大昭和製紙)、せんだいMP上質紙、錦江、雷鳥上質、掛紙、色紙原紙、辞典用紙、クリーム書籍、白色書籍、クリーム上質紙、地図用紙、連続伝票用紙(以上、中越パルプ)、OP金桜(チューエツ)、金砂、参考書用紙、交換証用紙(白)、フォーム印刷用紙、KRF、白フォーム、カラーフォーム、(K)NIP、ファインPPC、紀州インクジェット用紙(以上、紀州製紙製)、たいおう、ブライトフォーム、カント、カントホワイト、ダンテ、CM用紙、ダンテコミック、ハイネ、文庫本用紙、ハイネS、ニューAD用紙、ユトリロエクセル、エクセルスーパーA、カントエクセル、エクセルスーパーB、ダンテエクセル、ハイネエクセル、エクセルスーパーC、エクセルスーパーD、ADエクセル、エクセルスーパーE、ニューブライトフォーム、ニューブライトNIP(以上、大王製紙製)、日輪、月輪、雲嶺、銀河、白雲、ワイス、月輪エース、白雲エース、雲岑エース(以上、日本紙業製)、たいおう、ブライトフォーム、ブライトニップ(以上、名古屋パルプ)、牡丹A、金鳩、特牡丹、白牡丹A、白牡丹C、銀鳩、スーパー白牡丹A、淡クリーム白牡丹、特中質紙、白鳩、スーパー中質紙、青鳩、赤鳩、金鳩Mスノービジョン、スノービジョン、金鳩スノービジョン、白鳩M、スーパーDX、はまなすO、赤鳩M、HKスーパー印刷紙(以上、本州製紙製)、スターリンデン(A・AW)、スターエルム、スターメイプル、スターローレル、スターポプラ、MOP、スターチェリーI、チェリーIスーパー、チェリーIIスーパー、スターチェリーIII、スターチェリーIV、チェリーIIIスーパー、チェリーIVスーパー(以上、丸住製紙製)、SHF(以上、東洋パルプ製)、TRP(以上、東海パルプ製)等が挙げられる。
【0131】
〈各種フィルム〉
各種フィルムとしては、一般的に使用されているものはすべて使用できる。例えば、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルムなどがある。また、写真用印画紙であるレジンコートペーパーや合成紙であるユポ紙なども使用できる。
【0132】
〈各種インクジェット用記録媒体〉
各種インクジェット用記録媒体としては、基材に吸収性支持体や非吸収性支持体を用いて、表面にインク受容層が形成されたものである。インク受容層としては、コート層、膨潤層、微細空隙層からなるものがある。
【0133】
膨潤層は水溶性ポリマーからなるインク受容層が膨潤することでインクを吸収する。微細空隙層は2次粒径が20〜200nm程度の無機あるいは有機微粒子とバインダーからなり、100nm程度の微細な空隙がインクを吸収する。
【0134】
近年は、基材に、紙基材の両面をオレフィン樹脂で被覆したRCペーパーを用いて上記微細空隙層を設けたインクジェット記録媒体が、写真画像の面で好んで用いられている。
【実施例】
【0135】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量%」を表す。
【0136】
《高分子化合物の合成》
〔高分子化合物1の合成〕
グリシジルメタクリレート56g、p−ヒドロキシベンズアルデヒド48g、ピリジン2g、及びN−ニトロソ−フェニルヒドロキシアミンアンモニウム塩1gを反応容器に入れ、80℃の湯浴中で8時間攪拌した。
【0137】
次に、重合度300、ケン化率88%のポリ酢酸ビニルケン化物45gをイオン交換水225gに分散した後、この溶液にリン酸4.5gと上記反応で得られたp−(3−メタクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシ)ベンズアルデヒドを、ポリビニルアルコール(ポリ酢酸ビニルケン化物)に対し、変性率が3モル%になる様に加え、90℃で6時間攪拌した。得られた溶液を室温まで冷却した後、塩基性イオン交換樹脂30gを加え1時間攪拌した。その後イオン交換樹脂を濾過し、ここに光重合開始剤として、イルガキュア2959(チバスペシャリティケミカルズ社製)を、上記15%の水溶液100gに対して0.1gの割合で混合し、その後イオン交換水で希釈して、高分子化合物1の10%水溶液を得た。
【0138】
〔高分子化合物2〜4の合成〕
上記高分子化合物1の合成において、ポリ酢酸ビニルケン化物の重合度、ケン化度と、p−(3−メタクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシ)ベンズアルデヒドの仕込量を適宜変更し、表1に記載の重合度、変性率、ケン化度の高分子化合物2〜4を調製した。
【0139】
《顔料分散液の調製》
〔イエロー顔料分散液の調製〕
以下の各添加剤を混合し、0.5mmのジルコニアビーズを体積率で50%充填したサンドグラインダーを用いて分散し、イエロー顔料の含有量が10%のイエロー顔料分散液を調製した。このイエロー顔料分散液に含まれるイエロー顔料粒子の平均粒径は112nmであった。なお、粒径測定はマルバーン社製ゼータサイザ1000HSにより行った。
【0140】
C.I.ピグメントイエロー74 12部
ジョンクリル61(アクリルスチレン系樹脂分散剤、ジョンソン社製) 3部
グリセリン 15部
イオン交換水 70部
〔マゼンタ顔料分散液、シアン顔料分散液の調製〕
上記イエロー顔料分散液の調製において、C.I.ピグメントイエロー74に代えて、マゼンタ顔料分散液はC.I.ピグメントレッド122を、シアン顔料分散液はC.I.ピグメントブルー15:3を用いた以外は同様にして、マゼンタ顔料分散液、シアン顔料分散液を調製した。各顔料粒子の平均粒径は、マゼンタ顔料粒子は81nm、シアン顔料粒子は95nmであった。
【0141】
〔ブラック顔料分散液の調製〕
Cabot社製のカーボンブラック自己分散物cabo−jet300をイオン交換水で希釈して、カーボンブラック含有量が10%のブラック顔料分散液を調製した。得られたブラック顔料分散液に含まれるカーボンブラック粒子の平均粒径は154nmであった。なお、粒径測定はマルバーン社製ゼータサイザ1000HSにより行った。
【0142】
《インクセットの調製》
〔インクセット1の調製〕
(イエローインクの調製)
高分子化合物1の10%水溶液 20部
ジエチレングリコール 10部
グリセリン 10部
トリエチレングリコールモノブチルエーテル 10部
イエロー顔料分散液 40部
サーフィノール465(Air Products社製) 0.5部
以上の各構成材料を混合した後、イオン交換水を加え全量を100部とし、イエローインクを調製した。
【0143】
(マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクの調製)
上記イエローインクの調製において、イエロー顔料分散液に代えて、マゼンタ顔料分散液、シアン顔料分散液、ブラック顔料分散液をそれぞれ用いた以外は同様にして、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクを調製した。
【0144】
〔インクセット2〜6の調製〕
上記インクセット1の調製において、高分子化合物及び添加量を表1に記載の様に変更した以外は同様にして、インクセット2〜6を調製した。なお、高分子化合物の添加量が多いインクセットでは、水分を所定量蒸発させ、20%水溶液として使用した。
【0145】
〔インクセット7の調製:比較例〕
上記インクセット1の調製において、各インクより高分子化合物1を除いた以外は同様にして、インクセット7を調製した。
【0146】
〔インクセット8の調製:比較例〕
(イエローインクの調製)
C.I.ピグメントイエロー74 4部
高分子分散剤(ソルパース3200 Avecia製) 10部
重合性モノマー:OXT221(オキセタン 東亞合成株式会社) 80部
光酸発生剤:CS5102(日本曹達社) 5部
開始剤助剤:C17001(日本曹達社) 1部
上記の各構成成分を混合した後、分散処理を行いイエローインクを調製した。
【0147】
(マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクの調製)
上記イエローインクの調製において、色材としてC.I.ピグメントイエロー74に代えて、マゼンタインクはC.I.ピグメントレッド122、シアンインクはC.I.ピグメントブルー15:3、ブラックインクはカーボンブラックを用いた以外は同様にして、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクを調製した。
【0148】
【表1】
【0149】
《インクジェット画像形成方法》
〔インクジェット画像記録装置〕
ピエゾ型インクジェットノズルを備えた、図1に記載のようなインクジェット画像記録装置を用いた。
【0150】
記録ヘッドについては、前記図2〜図10で詳述した構成からなるインク室隔壁を構成するアクチュエータを変形動作させてそのインク室の容積を拡大させる拡大パルスと、該アクチュエータを変形動作させてそのインク室の容積を収縮させる収縮パルスとの間に、所定の休止時間を設けて該アクチュエータに印加する駆動信号を連続的に複数回発生する駆動信号発生手段を有し、該駆動信号発生手段からの駆動信号の複数回発生によりインク室の容積の拡大と収縮を繰り返し行い、インクノズルから複数のインク滴を連続的に吐出させるとともに、該休止時間を隣接するインク室間のクロストークを低下させる時間に設定したインクジェット記録ヘッドを用い、拡大パルスと収縮パルスとの間の休止時間を、その拡大パルスの中心とその収縮パルスの中心との時間差がインク室内のインクの固有振動周期に等しくなるように設定し、更に、インク室のインク温度を検出するインク温度検出手段を設け、このインク温度検出手段でインク温度を検出することにより、インク温度によるインクの固有振動周期の変化に応じて拡大パルスと収縮パルスとの間の休止時間を制御した。これを駆動制御方法1という。また、上記の駆動信号制御方式に代えて、図11、図12に記載の駆動波形からなる方法(これを、駆動制御方法2と称す)でも画像形成を行った。
【0151】
〔画像印字及び評価〕
上記調製した各インクセットを、上記インクジェット画像記録装置に装填して画像形成を行い、得られた画像について以下に各評価を行った。
【0152】
(文字品質の評価)
ノズル口径25μm、駆動周波数12kHz、ノズル数128、ノズル密度180dpi(本発明でいうdpiとは、2.54cmあたりのドット数を表す。)であるピエゾ型ヘッドを用い、最大記録密度720×720dpiのオンデマンド型のインクジェットプリンタを使用し、アート紙(王子製紙製 NKアート金藤N)にブラックインクで6ポイントMS明朝体文字を印字し、その印字画像について文字のガサツキ及び各色1ドットの形状をルーペで拡大観察し、下記の評価基準に従って文字品質の評価を行った。
【0153】
なお、各インクを連続吐出し、着弾した後0.1秒後に、120W/cmメタルハライドランプ(日本電池社製 MAL 400NL、電源電力3kW・hr)を照射した。
【0154】
◎:ガサツキがなく、ドット形状も真円である
○:僅かにガサツキが認められるが、ドット形状は真円である
△:ガサツキが認められ、ドット形状もやや乱れているが、許容の範囲である
×:ガサツキが認められ、ドット形状も悪く、実用上問題となるレベル。
【0155】
××:ガサツキ、ドット形状共に極めて悪い。
【0156】
(カラーブリード耐性の評価)
ノズル口径25μm、駆動周波数12kHz、ノズル数128、ノズル密度180dpiであるピエゾ型ヘッドを用い、最大記録密度720×720dpiのオンデマンド型のインクジェットプリンタを使用し、アート紙(王子製紙製 NKアート金藤N)にマゼンダベタ地の上に巾100μmの黒細線をプリントした後、目視観察し、下記の基準に従ってカラーブリード耐性の評価を行った。
【0157】
なお、各インクを連続吐出し、着弾した後0.1秒後に、120W/cmメタルハライドランプ(日本電池社製 MAL 400NL、電源電力3kW・hr)を照射した。
【0158】
◎:細線とベタの境界線がはっきりしている
○:わずかに境界がにじんでいる箇所があるが、実用上問題のない品質である
△:境界部ににじみが認められるが、実用上許容限界内の品質である
×:境界部で明らかなにじみの発生が認められ、線幅が1.5倍ほどとなり、実用上問題となる品質である
××:細線とベタ部の境界が不明瞭な品質であり、ブリード耐性が極めて乏しい
〔光沢感〕
ノズル口径25μm、駆動周波数12kHz、ノズル数128、ノズル密度180dpiであるピエゾ型ヘッドを用い、最大記録密度720×720dpiのオンデマンド型のインクジェットプリンタを使用し、アート紙(王子製紙製 NKアート金剛N)に10cm×10cmの黒ベタをプリントし、目視観察し、下記の基準に従って光沢感の評価を行った。
【0159】
なお、各インクを連続吐出し、着弾した後0.1秒後に、120W/cmメタルハライドランプ(日本電池社製 MAL 400NL 電源電力3kW・hr)を照射した。
【0160】
◎:記録面と下地の光沢度差がほとんど無く自然である
○:記録面と下地の光沢度が少し異なるが、許容できるレベル。
【0161】
△:記録面と下地の光沢度が少し異なることが目視で観察でき、かつ記録面の光沢度が著しく下地より高い。
【0162】
×:記録面と下地の光沢度がはっきり異なることが目視で観察でき、かつ記録面の光沢度が著しく下地より高い。
【0163】
××:記録面と下地の光沢度がはっきり異なることが目視で観察でき、かつ記録面の光沢度が著しく下地より低い。
【0164】
(フェザリングの評価)
ノズル口径25μm、駆動周波数12kHz、ノズル数128、ノズル密度180dpiであるピエゾ型ヘッドを用い、最大記録密度720×720dpiのオンデマンド型のインクジェットプリンタを使用し、普通紙(コニカミノルタビジネステクノロジー社製 First Class紙)に巾250μm、長さ5cmの黒細線をプリントし、目視観察し、下記の基準に従ってフェザリングの評価を行った。
【0165】
なお、各インクを連続吐出し、着弾した後0.1秒後に、120W/cmメタルハライドランプ(日本電池社製 MAL 400NL 電源電力3kW・hr)を照射した。
【0166】
◎:滲みにより線が太ることも無く細線が再現されている
○:滲みにより線が太ることはないが5箇所未満、紙繊維に沿ったインク滲みが観測される
△:滲みにより線が太ることはないが、10箇所未満、紙繊維に沿ったインク滲みが観測される
×:滲みにより線が若干太り、紙繊維に沿ったインク滲みも10箇所以上観測される。
【0167】
××:滲みによる線太りが激しく、紙繊維に沿ったインク滲みも20箇所以上観測される
(濃度の測定)
ノズル口径25μm、駆動周波数12kHz、ノズル数128、ノズル密度180dpiであるピエゾ型ヘッドを用い、最大記録密度720×720dpiのオンデマンド型のインクジェットプリンタを使用し、普通紙(コニカミノルタビジネステクノロジー社製 First Class紙)に10cm×10cmの黒ベタをプリントし、黒濃度をX−Rite社の反射濃測計により測定し、以下の基準に沿って評価した。
【0168】
なお、各インクを連続吐出し、着弾した後0.1秒後に、ピエゾ型ヘッドの両端に配置した120W/cmメタルハライドランプ(日本電池社製 MAL 400NL 電源電力3kW・hr)を照射した。
【0169】
◎:黒濃度1.5以上
○:黒濃度1.4以上、1.5未満
△:黒濃度1.2以上、1.4未満
×:黒濃度0.8以上、1.2未満
××:黒濃度0.8未満
以上により得られた結果を、表2に示す。
【0170】
【表2】
【0171】
表2に記載の結果より明らかなように、本発明のインクセットを用いた画像記録方法は、インク吸収性ない記録媒体でも文字品質と光沢に優れ、普通紙においてもフェザリング耐性に優れ、高い画像濃度が得られることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【0172】
【図1】本発明に用いられる画像記録装置の要部の構成の一例を示す正面図である。
【図2】本発明に用いられるインクジェットヘッドの構成の一例を示す縦断面図である。
【図3】本発明に用いられるインクジェットヘッドの部分の一例を示す横断面図である。
【図4】本発明に用いられるインクジェットヘッドの動作原理の一例を示す断面図である。
【図5】本発明に用いられるインクジェットヘッド駆動装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図6】本発明に係るヘッド駆動波形の一例を示す図である。
【図7】本発明に係るヘッド駆動波形の他の一例を示す図である。
【図8】図7における駆動波形の一つの駆動パルスの構成の一例を示す図。
【図9】図8の駆動パルスをインク室に印可したときのインク室の圧力変化を示す波形図。
【図10】本発明に係る駆動パルスの他の一例を示す図である。
【図11】従来の3分割駆動時の駆動波形を示す図である。
【図12】図12の駆動波形の一つの駆動パルスの構成を示す図である。
【符号の説明】
【0173】
A 画像記録装置
B ヘッドキャリッジ
C 記録ヘッド
D 照射手段
E プラテン部
F ガイド部材
H 蛇腹構造
P 記録材料
1、2 圧電部材
4 インク室
12 インク吐出口
24 インク駆動回路
25 インクジェットヘッド
26 駆動波形制御回路
【特許請求の範囲】
【請求項1】
隣接するインク室の印加電圧に応動して変形動作するアクチュエータで隔壁を構成したインク滴を吐出するインクノズルを設けたインク室を複数配列し、該インク室にそれぞれ連通してインクを供給する共通インク室を設けたインクジェット記録ヘッドと、
インク室隔壁を構成するアクチュエータを変形動作させて、そのインク室の容積を拡大させる拡大パルスと、該アクチュエータを変形動作させてそのインク室の容積を収縮させる収縮パルスとの間に、所定の休止時間を設けて該アクチュエータに印加する駆動信号を連続的に複数回発生する駆動信号発生手段とを有し、
該駆動信号発生手段からの駆動信号の複数回発生によりインク室の容積の拡大と収縮を繰り返し行い、インクノズルから複数のインク滴を連続的に吐出させるとともに、該休止時間を隣接するインク室間のクロストークを低下させる時間に設定したインクジェット記録ヘッドで、活性光線により硬化するインクジェットインクを記録材料上に吐出する画像形成方法において、
該インクジェットインクが、少なくとも色剤と、水と、親水性主鎖に複数の側鎖を有し、活性エネルギー線を照射することにより、側鎖間で架橋結合可能な高分子化合物とを含有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項2】
前記拡大パルスと収縮パルスとの間の休止時間を、その拡大パルスの中心とその収縮パルスの中心との時間差がインク室内のインクの固有振動周期に等しくなるように設定したことを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
【請求項3】
前記インクジェットインクは、高分子化合物をインク全質量に対して、0.8質量%以上、5.0質量%以下含有することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成方法。
【請求項4】
前記インクジェットインクが含有する高分子化合物の親水性主鎖が、ポリ酢酸ビニルのケン化物であり、ケン化度が77%以上、99%以下、重合度が200以上、4000以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
【請求項5】
前記インクジェットインクが含有する高分子化合物は、親水性主鎖に対する前記側鎖の変性率が0.8モル%以上、4モル%以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成方法。
【請求項6】
非吸収性記録材料を用い、請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成方法により作製したことを特徴とする印刷物。
【請求項7】
請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成方法で用いることを特徴とする画像記録装置。
【請求項1】
隣接するインク室の印加電圧に応動して変形動作するアクチュエータで隔壁を構成したインク滴を吐出するインクノズルを設けたインク室を複数配列し、該インク室にそれぞれ連通してインクを供給する共通インク室を設けたインクジェット記録ヘッドと、
インク室隔壁を構成するアクチュエータを変形動作させて、そのインク室の容積を拡大させる拡大パルスと、該アクチュエータを変形動作させてそのインク室の容積を収縮させる収縮パルスとの間に、所定の休止時間を設けて該アクチュエータに印加する駆動信号を連続的に複数回発生する駆動信号発生手段とを有し、
該駆動信号発生手段からの駆動信号の複数回発生によりインク室の容積の拡大と収縮を繰り返し行い、インクノズルから複数のインク滴を連続的に吐出させるとともに、該休止時間を隣接するインク室間のクロストークを低下させる時間に設定したインクジェット記録ヘッドで、活性光線により硬化するインクジェットインクを記録材料上に吐出する画像形成方法において、
該インクジェットインクが、少なくとも色剤と、水と、親水性主鎖に複数の側鎖を有し、活性エネルギー線を照射することにより、側鎖間で架橋結合可能な高分子化合物とを含有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項2】
前記拡大パルスと収縮パルスとの間の休止時間を、その拡大パルスの中心とその収縮パルスの中心との時間差がインク室内のインクの固有振動周期に等しくなるように設定したことを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
【請求項3】
前記インクジェットインクは、高分子化合物をインク全質量に対して、0.8質量%以上、5.0質量%以下含有することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成方法。
【請求項4】
前記インクジェットインクが含有する高分子化合物の親水性主鎖が、ポリ酢酸ビニルのケン化物であり、ケン化度が77%以上、99%以下、重合度が200以上、4000以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
【請求項5】
前記インクジェットインクが含有する高分子化合物は、親水性主鎖に対する前記側鎖の変性率が0.8モル%以上、4モル%以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成方法。
【請求項6】
非吸収性記録材料を用い、請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成方法により作製したことを特徴とする印刷物。
【請求項7】
請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成方法で用いることを特徴とする画像記録装置。
【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2007−136859(P2007−136859A)
【公開日】平成19年6月7日(2007.6.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−333999(P2005−333999)
【出願日】平成17年11月18日(2005.11.18)
【出願人】(000001270)コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年6月7日(2007.6.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年11月18日(2005.11.18)
【出願人】(000001270)コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Fターム(参考)】
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