JP2011046075A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成に関する。 The present invention relates to image formation.
インクを利用した画像やデータ等の記録方法の一つとして、インクジェット記録方式がある。インクジェット記録方式の原理は、ノズル、スリット、或いは多孔質フィルム等から液体或いは溶融固体インクを吐出し、紙、布、フィルム等の記録媒体に記録を行うものである。 One of recording methods for images and data using ink is an inkjet recording method. The principle of the ink jet recording method is to perform recording on a recording medium such as paper, cloth, or film by discharging liquid or molten solid ink from a nozzle, slit, porous film or the like.
上記インクジェット記録方式としては、例えば、紫外線硬化ユニットが、紫外線照射ランプと不活性ガス供給部とそれらを囲むチャンバー部とで構成されており、不活性ガスにより酸素濃度を下げて、酸素重合阻害を回避する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 As the ink jet recording method, for example, an ultraviolet curing unit is composed of an ultraviolet irradiation lamp, an inert gas supply unit, and a chamber portion surrounding them, and the oxygen concentration is lowered by the inert gas to inhibit oxygen polymerization. A method for avoiding this has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、放射線硬化性インクをインクジェット記録ヘッドから吐出して非吸収性の記録媒体上に印字を行い画像を形成し、その際、吐出後のインクを放射線照射により硬化するか或いは増粘させた後に、表面形状を調整する手段によって調整する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。尚、表面形状を調整する手段としては、ロールやベルトで加圧する方法が挙げられ、この際ロールやベルトの内部に発熱ヒーターを配設してもよい。 In addition, radiation curable ink is ejected from an ink jet recording head and printed on a non-absorbent recording medium to form an image. At that time, the ejected ink is cured by irradiation or thickened. A method of adjusting the surface shape by means for adjusting the surface shape has been proposed (for example, see Patent Document 2). As a means for adjusting the surface shape, there is a method of applying pressure with a roll or a belt, and in this case, a heating heater may be provided inside the roll or belt.
更に、記録媒体上の紫外線硬化型インクを、予備硬化光源を内部に備えたローラで加圧する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。この際、上記紫外線硬化型インクは紫外線照射を受け始めた後に加圧を受け、紫外線照射から加圧を受けるまでの時間Ｔ１が、インクが半硬化する時間Ｔ２よりも長く（Ｔ１＞Ｔ２）、つまり加圧されるときにはインクは半硬化されている。また、上記Ｔ１とインクが硬化するＴ３の関係はＴ１＜Ｔ３である。 Further, a method has been proposed in which ultraviolet curable ink on a recording medium is pressurized with a roller having a pre-curing light source therein (see, for example, Patent Document 3). At this time, the ultraviolet curable ink is pressurized after starting to be irradiated with ultraviolet light, and the time T1 from the ultraviolet irradiation to the pressure is longer than the time T2 when the ink is semi-cured (T1> T2). That is, the ink is semi-cured when pressurized. The relationship between T1 and T3 at which the ink is cured is T1 <T3.
本発明の目的は、記録媒体に吐出された光硬化性液滴の硬化手段が小型化された画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus in which the curing means for the photocurable droplets discharged onto the recording medium is miniaturized.
上記課題は、以下の本発明によって達成される。
即ち、請求項１に係る発明は、
記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、
前記記録媒体上にラジカル重合型の光硬化性液滴を吐出する液滴吐出手段と、
前記光硬化性液滴が吐出された前記記録媒体を挟み込む挟み込み手段と、
前記挟み込み手段で挟み込まれた状態の前記光硬化性液滴を露光して硬化させる露光手段と、を備える画像形成装置である。
The above object is achieved by the present invention described below.
That is, the invention according to
A recording medium conveying means for conveying the recording medium;
Droplet ejection means for ejecting radical polymerization type photocurable droplets on the recording medium;
Sandwiching means for sandwiching the recording medium from which the photocurable droplets are discharged; and
And an exposure unit that exposes and cures the photocurable droplets sandwiched by the sandwiching unit.
請求項２に係る発明は、
前記挟み込み手段は、前記光硬化性液滴を押圧する押圧部材と該押圧部材に対向して配置される対向部材とを備え、
前記押圧部材は光透過性を有し、
前記露光手段が前記挟み込み手段で挟み込まれた状態の前記光硬化性液滴に対し、前記押圧部材を介した反対側から露光して硬化させる請求項１に記載の画像形成装置である。
The invention according to
The sandwiching means includes a pressing member that presses the photocurable droplet and a facing member that is disposed to face the pressing member,
The pressing member has light permeability,
2. The image forming apparatus according to
請求項３に係る発明は、
前記押圧部材が無端状のベルト部材である請求項１または請求項２に記載の画像形成装置である。
The invention according to claim 3
The image forming apparatus according to
請求項１に係る発明によれば、紫外線照射ランプと不活性ガス供給部とそれらを囲むチャンバーを用いて光硬化性液滴を硬化させる場合に比べ、記録媒体に吐出された光硬化性液滴の硬化手段が小型化された画像形成装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the photocurable liquid droplets discharged onto the recording medium are compared with the case where the photocurable liquid droplets are cured using the ultraviolet irradiation lamp, the inert gas supply unit, and the chamber surrounding them. An image forming apparatus in which the curing means is reduced in size is provided.
請求項２に係る発明によれば、露光装置が挟み込まれた状態の光硬化性液滴に対して対向部材側からのみ露光して硬化させる装置に比べ、記録媒体の選択性が広がる。 According to the second aspect of the present invention, the selectivity of the recording medium is widened as compared with a device that exposes and cures photocurable liquid droplets in a state where the exposure device is sandwiched only from the facing member side.
請求項３に係る発明によれば、押圧部材がロール部材である場合に比べ、高速印字を行っても、記録媒体の押圧部材からの良好な剥離ができる。 According to the invention which concerns on Claim 3, compared with the case where a press member is a roll member, even if it prints at high speed, favorable peeling from the press member of a recording medium can be performed.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同じ機能を有する部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明は省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is provided to the member which has the substantially same function throughout all the drawings, and the overlapping description may be abbreviate | omitted.
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る画像形成装置を示す構成図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to the first embodiment.
第１実施形態に係る画像形成装置１０３は、図１に示すように、例えば、記録媒体Ｐを搬送する対向部材としての搬送ベルト１０と、記録媒体Ｐ上にラジカル重合型の光硬化性液滴であるインク滴３０Ａを吐出する液滴吐出装置としてのインクジェット記録ヘッド３０と、搬送ベルト１０と対向して備えられ、インク滴３０Ａが吐出された記録媒体Ｐを搬送ベルト（対向部材）１０とで挟み込む押圧部材としての押圧ベルト１６Ａとを備え、上記搬送ベルト１０（対向部材）および押圧ベルト（押圧部材）１６Ａで挟み込み手段を形成している。また、上記挟み込み手段で挟み込まれた状態のインク滴３０Ａに対し、押圧ベルト１６Ａを介した反対側から露光して前記インク滴３０Ａを硬化させる露光装置としての紫外線照射装置１８、を備える。
As shown in FIG. 1, the
尚、上記において押圧ベルト１６Ａは、紫外線照射装置１８から露光される光（紫外線）を透過する必要があり、具体的には紫外線に対する透過率が７０％以上であることが必要である。更に第１実施形態における押圧ベルト１６Ａは、酸素非透過性の材質からなる必要がある。
また、搬送ベルト１０は、例えば、４つの支持ロール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄにより内周面側から張力を掛けつつ回転するように支持されて配設されている。また搬送ベルト１０は、記録媒体Ｐの幅と同等またはそれ以上の幅（軸方向長さ）を有している。
In the above, the
The
ここで、本実施形態に係る画像形成装置に作用について説明する。
上記の通り、本実施形態に係る画像形成装置１０３は、記録媒体Ｐ上にインク滴３０Ａを吐出し着弾させてインク画像を形成する画像形成装置である。該インク滴３０Ａとしてラジカル重合型の紫外線硬化性インクを用いた場合、ラジカル重合方式では，空気と接している「表面」近傍の活性ラジカルが酸素によって失活することによる重合阻害を受けて、硬化性が低下することが考えられる。特に、低粘度のインクではインク中の酸素の拡散が早いため、重合阻害の影響がより大きくなる。
また特に、高画質化のためにインク滴３０Ａのサイズを小さくした場合や、着弾したインクが盛り上がった形状（半球状）をしている場合には、その比表面積が大きくなり、着弾したインクが濡れ広がった場合にも比表面積が大きくなるため、酸素による重合阻害が顕著に発生することが考えられる。
Here, the operation of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
As described above, the
In particular, when the size of the
これに対し、本実施形態に係る画像形成装置１０３においては、着弾したインク滴３０Ａ（硬化前のインク画像）に対して紫外線照射装置１８から紫外線を照射する際、インク滴３０Ａが着弾した記録媒体Ｐが搬送ベルト１０と押圧ベルト１６Ａとで挟み込まれる。搬送ベルト１０と押圧ベルト１６Ａとの挟み込みによる圧力で、両ベルトで挟みこまれた領域（即ち、搬送ベルト１０の移動によって記録媒体Ｐのインク滴３０Ａが着弾した部分が両ベルトで挟み込まれる領域に突入し、脱出するまでの領域）では、インク画像が押圧ベルト１６Ａおよび記録媒体Ｐの両方に接触した状態が維持される。押圧ベルト１６Ａと記録媒体Ｐとで挟み込まれた状態は、すなわち空気（酸素）から遮断された状態となる。また、盛り上がった形状で形成されたインクのドット（画像）は、押圧ベルト１６Ａおよび搬送ベルト１０により圧力が印加されるため、盛り上がりが押し潰される。
In contrast, in the
第１実施形態に係る画像形成装置１０３では、押圧ベルト１６Ａと搬送ベルト１０とによって挟み込まれ、空気（酸素）から遮断された状態のインク滴３０Ａ（硬化前のインク画像）に対し、紫外線照射装置１８から紫外線を照射し、インク滴３０Ａを硬化させる。具体的には、記録媒体Ｐのインク滴３０Ａが着弾した部分が押圧ベルト１６Ａに接触した後（接触開始位置を通過した後）に紫外線照射を開始し、記録媒体Ｐのインク滴３０Ａが着弾した部分が押圧ベルト１６Ａから剥離される前（剥離位置に到達する前）に紫外線照射を終了する。これによりインク滴３０Ａが記録媒体Ｐの表面と強固に密着し、且つインク滴３０Ａが硬化して、強固なインク画像が形成される。この際、既述の通り、インク滴３０Ａが押圧ベルト１６Ａと記録媒体Ｐとに接触し空気（酸素）から遮断された状態で紫外線を照射するため、インク滴３０Ａの酸素による重合阻害の影響が効果的に回避されると考えられる。そのため、酸素の遮断を行わない場合と比べて、紫外線による重合効率が高くなり、低いエネルギーでのインクの硬化が実現される。
In the
また、低いエネルギーでの硬化が実現されるため、消費電力が抑えられ省エネ化も達成し得る。 Further, since curing with low energy is realized, power consumption can be suppressed and energy saving can be achieved.
次に、記録媒体Ｐのインク滴３０Ａが着弾した部分が押圧ベルト１６Ａから剥離される位置（剥離位置）において、硬化されたインク滴３０Ａ（インク画像）を有する記録媒体Ｐが押圧ベルト１６Ａから剥離されて、画像の形成が完了する。
Next, the recording medium P having the cured
尚、本実施形態においては、インク滴３０Ａと接する押圧ベルト１６Ａの表面は、良好な剥離性を得る観点から表面エネルギーが低いことが望ましい。具体的には、表面自由エネルギー（γＴ）が低いことが望ましく、特に表面自由エネルギー（γＴ）は、インク滴３０Ａに接する表面における記録媒体Ｐの表面自由エネルギー（γＰ）よりも低いことが望ましく、下記式が成り立つ条件であることがより望ましい。
式：γＰ−γＴ＞１０
In the present embodiment, it is desirable that the surface of the
Formula: γ P −γ T > 10
表面自由エネルギーの値は、例えば、以下の方法により求められる。
具体的には、接触角計ＣＡＭ−２００（ＫＳＶ社製）を用い、Ｚｉｓｍａｎ法を用いた装置内臓のプログラム計算にて算出される。
The value of the surface free energy is obtained by the following method, for example.
Specifically, using a contact angle meter CAM-200 (manufactured by KSV), it is calculated by a program calculation of the internal organs of the apparatus using the Zisman method.
次いで、本実施形態に係る画像形成装置に用いられる各部材や各装置等について説明する。 Next, each member and each device used in the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
≪ラジカル重合型の光硬化性液滴≫
本実施形態において用いられるインク滴３０Ａ等のラジカル重合型の光硬化性液滴について説明する。
≪Radically polymerized photocurable droplet≫
A radical polymerization type photocurable droplet such as the
・光硬化性材料
光硬化性液滴は、外部からの光の刺激により硬化する光硬化性材料を少なくとも含んでいる。ここで、光硬化性液滴に含有される「外部からの光の刺激により硬化する光硬化性材料」とは、外部からの光の刺激によって硬化し、「硬化性樹脂」となる材料を意味する。具体的には、例えば、硬化性のモノマー、硬化性のマクロマー、硬化性のオリゴマー、硬化性のプレポリマー等が挙げられる。
-Photocurable material The photocurable droplet contains at least a photocurable material that is cured by an external light stimulus. Here, the “photocurable material that cures by external light stimulation” contained in the photocurable droplet means a material that is cured by external light stimulation and becomes a “curable resin”. To do. Specific examples include curable monomers, curable macromers, curable oligomers, and curable prepolymers.
光硬化性材料としては、例えば、紫外線光硬化性材料、電子線光硬化性材料等が挙げられる。紫外線光硬化性材料は最も望ましい。電子線光硬化性材料は、重合開始剤が不要である。 Examples of the photocurable material include an ultraviolet photocurable material and an electron beam photocurable material. UV light curable materials are most desirable. The electron beam photocurable material does not require a polymerization initiator.
紫外線光硬化性材料を硬化することにより得られる「紫外線硬化性樹脂」としては、例えば、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイミド樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニルエーテル樹脂などが挙げられる。そして、その光硬化性液滴は、紫外線硬化性のモノマー、紫外線硬化性のマクロマー、紫外線硬化性のオリゴマー、及び紫外線硬化性のプレポリマーの少なくとも１種を含んでいる。また、光硬化性液滴は、紫外線硬化反応を進行させるための紫外線重合開始剤を含んでいることが望ましい。さらに光硬化性液滴は、重合反応をより進行させるための、反応助剤、重合促進剤等を含んでいてもよい。 Examples of the “ultraviolet curable resin” obtained by curing the ultraviolet photocurable material include acrylic resin, methacrylic resin, urethane resin, polyester resin, maleimide resin, epoxy resin, oxetane resin, polyether resin, and polyvinyl ether. Resin etc. are mentioned. The photocurable droplet contains at least one of an ultraviolet curable monomer, an ultraviolet curable macromer, an ultraviolet curable oligomer, and an ultraviolet curable prepolymer. The photocurable droplet preferably contains an ultraviolet polymerization initiator for allowing the ultraviolet curing reaction to proceed. Furthermore, the photocurable droplet may contain a reaction aid, a polymerization accelerator, etc. for further proceeding the polymerization reaction.
ここで、紫外線硬化性のモノマーとしては、例えば、アルコール／多価アルコール／アミノアルコール類のアクリル酸エステル、アルコール／多価アルコール類のメタクリル酸エステル、アクリル脂肪族アミド、アクリル脂環アミド、アクリル芳香族アミド類等のラジカル光硬化性材料；エポキシモノマー、オキセタンモノマー、ビニルエーテルモノマー等のカチオン光硬化性材料；などが挙げられる。上記紫外線硬化性のマクロマー、紫外線硬化性のオリゴマー、紫外線硬化性のプレポリマーとしては、これらモノマーを定められた重合度で重合させたものの他、エポキシ、ウレタン、ポリエステル、ポリエーテル骨格に、アクリロイル基やメタクリロイル基を付加した、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ウレタンメタクリレート、ポリエステルメタクリレート等のラジカル光硬化性材料が挙げられる。 Here, examples of the ultraviolet curable monomer include alcohol / polyhydric alcohol / amino alcohol acrylic ester, alcohol / polyhydric alcohol methacrylate, acrylic aliphatic amide, acrylic alicyclic amide, acrylic aromatic Radical photocurable materials such as group amides; cationic photocurable materials such as epoxy monomers, oxetane monomers, vinyl ether monomers; and the like. The ultraviolet curable macromer, the ultraviolet curable oligomer, and the ultraviolet curable prepolymer include those obtained by polymerizing these monomers at a predetermined polymerization degree, epoxy, urethane, polyester, polyether skeleton, acryloyl group And radical curable materials such as epoxy acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, polyether acrylate, urethane methacrylate, and polyester methacrylate to which methacryloyl group is added.
硬化反応がラジカル反応により進行するタイプである上記光硬化性液滴においては、紫外線重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、チオキサントン系、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシケトン、α−ヒドロキシアルキルフェノン、α−アミノケトン、α−アミノアルキルフェノン、モノアシルフォスフィンオキサイド、ビスアシルフォスフィンオキサイド、ヒドロキシベンゾフェノン、アミノベンゾフェノン、チタノセン型、オキシムエステル型、オキシフェニル酢酸エステル型などが挙げられる。 In the photocurable droplets in which the curing reaction proceeds by radical reaction, examples of the ultraviolet polymerization initiator include benzophenone, thioxanthone, benzyldimethyl ketal, α-hydroxyketone, α-hydroxyalkylphenone, α -Aminoketone, α-aminoalkylphenone, monoacylphosphine oxide, bisacylphosphine oxide, hydroxybenzophenone, aminobenzophenone, titanocene type, oxime ester type, oxyphenylacetate type and the like.
電子線光硬化性材料を硬化することにより得られる「電子線硬化性樹脂」としては、例えば、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。そして、その光硬化性液滴は、電子線硬化性のモノマー、電子線硬化性のマクロマー、電子線硬化性のオリゴマー、及び電子線硬化性のプレポリマーの少なくとも１種を含んでいる。 Examples of the “electron beam curable resin” obtained by curing the electron beam curable material include acrylic resins, methacrylic resins, urethane resins, polyester resins, polyether resins, and silicone resins. The photocurable droplet contains at least one of an electron beam curable monomer, an electron beam curable macromer, an electron beam curable oligomer, and an electron beam curable prepolymer.
ここで、電子線硬化性のモノマー、電子線硬化性のマクロマー、電子線硬化性のオリゴマー、電子線硬化性のプレポリマーとしては、紫外線硬化性の材料として列挙したものがそのまま使用し得る。 Here, as the electron beam curable monomer, the electron beam curable macromer, the electron beam curable oligomer, and the electron beam curable prepolymer, those listed as ultraviolet curable materials can be used as they are.
以上のように、光硬化性材料は、紫外線、電子線等の光エネルギーにより硬化（例えば、重合反応が進行することによる硬化）するものであれば何でもよい。
上記光硬化性材料の中でも、硬化速度の速い材料（例えば、重合の反応速度が速い材料）が望ましい。
As described above, the photocurable material may be anything as long as it is cured by light energy such as ultraviolet rays and electron beams (for example, curing by the progress of the polymerization reaction).
Among the photocurable materials, materials having a high curing rate (for example, materials having a high polymerization reaction rate) are desirable.
光硬化性材料は、記録媒体等との濡れ性を考慮して、Ｓｉやフッ素等による変性がされていてもよい。また光硬化性材料は、硬化速度と硬化度を考慮すると、多官能のプレポリマーを含有するのが望ましい。 The photocurable material may be modified with Si, fluorine, or the like in consideration of wettability with a recording medium or the like. Moreover, it is desirable that the photocurable material contains a polyfunctional prepolymer in consideration of the curing speed and the curing degree.
また、光硬化性液滴には、上記硬化反応に寄与する主成分（モノマー、マクロマー、オリゴマー、およびプレポリマー、重合開始剤等）を溶解または分散するための水や有機溶媒を含んでいてもよい。但し、当該主成分の比率が例えば３０質量％以上の範囲が挙げられる。 In addition, the photocurable droplet may contain water or an organic solvent for dissolving or dispersing the main components (monomer, macromer, oligomer, prepolymer, polymerization initiator, etc.) that contribute to the curing reaction. Good. However, the range whose the ratio of the said main component is 30 mass% or more is mentioned, for example.
・記録材
さらに光硬化性液滴には、記録材を含んでもよい。記録材としては、主に色材が挙げられる。色材としては、染料、顔料のいずれも用いられるが、顔料であること望ましい。顔料としては有機顔料、無機顔料のいずれも使用され、黒色顔料ではファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料等が挙げられる。黒色とシアン、マゼンタ、イエローの３原色顔料のほか、赤、緑、青、茶、白等の特定色顔料や、金、銀色等の金属光沢顔料、無色または淡色の体質顔料、プラスチックピグメント等を使用してもよい。また、本実施形態のために、新規に合成した顔料でも構わない。
Recording material The photocurable droplet may further contain a recording material. As the recording material, a color material is mainly used. As the coloring material, either a dye or a pigment is used, but a pigment is desirable. As the pigment, both organic pigments and inorganic pigments are used. As black pigments, carbon black pigments such as furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black can be used. In addition to black, cyan, magenta and yellow primary pigments, special color pigments such as red, green, blue, brown and white, metallic luster pigments such as gold and silver, colorless or light color extender pigments, plastic pigments, etc. May be used. In addition, a newly synthesized pigment may be used for the present embodiment.
また、シリカ、アルミナ、または、ポリマービード等をコアとして、その表面に染料または顔料を固着させた粒子、染料の不溶レーキ化物、着色エマルション、着色ラテックス等を顔料として使用する方法もある。 Further, there is a method in which particles having silica or alumina, polymer beads, or the like as a core and having a dye or pigment fixed on the surface thereof, an insoluble raked product of dye, a colored emulsion, or colored latex are used as a pigment.
ここで、色材として顔料を使用した場合には、併せて顔料分散剤を用いることが望ましい。使用される顔料分散剤としては、高分子分散剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等が挙げられる。 Here, when a pigment is used as the color material, it is desirable to use a pigment dispersant together. Examples of the pigment dispersant used include a polymer dispersant, an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant.
これら顔料分散剤は、単独で用いても、二種類以上を併用しても構わない。顔料分散剤の添加量は、顔料により大きく異なるため一概には言えないが、一般に顔料に対し、合計で０．１質量％以上１００質量％以下が挙げられる。 These pigment dispersants may be used alone or in combination of two or more. The amount of the pigment dispersant added varies greatly depending on the pigment, so it cannot be generally stated. However, in general, the total amount is 0.1% by mass or more and 100% by mass or less based on the pigment.
色材として水に自己分散可能な顔料も用いられる。水に自己分散可能な顔料とは、顔料表面に水に対する可溶化基を数多く有し、高分子分散剤が存在しなくとも水中で分散する顔料のことを指す。具体的には、通常のいわゆる顔料に対して酸・塩基処理、カップリング剤処理、ポリマーグラフト処理、プラズマ処理、酸化／還元処理等の表面改質処理等を施すことにより、水に自己分散可能な顔料が得られる。 A pigment that can be self-dispersed in water is also used as a coloring material. A pigment that can be self-dispersed in water refers to a pigment that has many water-solubilizing groups on the surface of the pigment and disperses in water without the presence of a polymer dispersant. Specifically, it can be self-dispersed in water by subjecting ordinary so-called pigments to surface modification treatments such as acid / base treatment, coupling agent treatment, polymer graft treatment, plasma treatment, oxidation / reduction treatment, etc. Pigments are obtained.
自己分散顔料としては、その表面に官能基として少なくともスルホン酸、スルホン酸塩、カルボン酸、またはカルボン酸塩を有する顔料であることが望ましい。より望ましくは、表面に官能基として少なくともカルボン酸、またはカルボン酸塩を有する顔料である。 The self-dispersing pigment is preferably a pigment having at least sulfonic acid, sulfonate, carboxylic acid, or carboxylate as a functional group on the surface thereof. More desirably, the pigment has at least a carboxylic acid or a carboxylate as a functional group on the surface.
更に、樹脂により被覆された顔料等も使用される。これは、マイクロカプセル顔料と呼ばれ、大日本インキ化学工業社製、東洋インキ社製などの市販のマイクロカプセル顔料だけでなく、本実施形態のために試作されたマイクロカプセル顔料等も使用される。 Furthermore, a pigment coated with a resin is also used. This is called a microcapsule pigment, and not only a commercially available microcapsule pigment made by Dainippon Ink Chemical Co., Ltd. or Toyo Ink, but also a microcapsule pigment produced as a prototype for this embodiment is used. .
また、高分子物質を上記顔料に物理的に吸着または化学的に結合させた樹脂分散型顔料も用いられる。 In addition, a resin-dispersed pigment in which a polymer substance is physically adsorbed or chemically bonded to the pigment is also used.
記録材としては、その他、親水性のアニオン染料、直接染料、カチオン染料、反応性染料、高分子染料等や油溶性染料等の染料類、染料で着色したワックス粉・樹脂粉類やエマルション類、蛍光染料や蛍光顔料、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、フェライトやマグネタイトに代表される強磁性体等の磁性体類、酸化チタン、酸化亜鉛に代表される半導体や光触媒類、その他有機、無機の電子材料粒子類などが挙げられる。 Other recording materials include hydrophilic anionic dyes, direct dyes, cationic dyes, reactive dyes, dyes such as polymer dyes and oil-soluble dyes, wax powders / resin powders and emulsions colored with dyes, Fluorescent dyes and fluorescent pigments, infrared absorbers, ultraviolet absorbers, magnetic materials such as ferromagnetic materials represented by ferrite and magnetite, semiconductors and photocatalysts represented by titanium oxide and zinc oxide, and other organic and inorganic electrons Examples include material particles.
記録材の含有量（濃度）は、例えばインクに対して５質量％以上３０質量％以下の範囲が挙げられる。 The content (concentration) of the recording material is, for example, in the range of 5% by mass to 30% by mass with respect to the ink.
・溶媒
また光硬化性液滴には、上記硬化反応に寄与する主成分（モノマー、マクロマー、オリゴマー、およびプレポリマー、重合開始剤等）を溶解または分散するための水性溶媒や油性溶媒を含んでいてもよい。
・ Solvent The photocurable droplets also contain an aqueous or oily solvent for dissolving or dispersing the main components (monomers, macromers, oligomers, prepolymers, polymerization initiators, etc.) that contribute to the curing reaction. May be.
まず水性溶媒について説明する。水性溶媒としては、水が挙げられ、特にイオン交換水、超純水、蒸留水、限外濾過水を使用することがよい。また、水性溶媒と共に、水溶性有機溶媒を用いてもよい。水溶性有機溶媒としては、多価アルコール類、多価アルコール類誘導体、含窒素溶媒、アルコール類、含硫黄溶媒等が使用される。また水溶性有機溶媒としては、その他、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等も用いられる。 First, the aqueous solvent will be described. Examples of the aqueous solvent include water. In particular, ion exchange water, ultrapure water, distilled water, and ultrafiltered water are preferably used. A water-soluble organic solvent may be used together with the aqueous solvent. As the water-soluble organic solvent, polyhydric alcohols, polyhydric alcohol derivatives, nitrogen-containing solvents, alcohols, sulfur-containing solvents and the like are used. In addition, as the water-soluble organic solvent, propylene carbonate, ethylene carbonate and the like are also used.
水溶性有機溶媒は１種類以上使用してもよい。水溶性有機溶媒の含有量としては、例えば１質量％以上７０質量％以下の範囲が挙げられる。 One or more water-soluble organic solvents may be used. As content of a water-soluble organic solvent, the range of 1 mass% or more and 70 mass% or less is mentioned, for example.
次に、油性溶媒について説明する。油性溶媒としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、アルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、グリコール類、含窒素溶媒、植物油等の有機溶媒が使用される。
上記溶媒は単独もしくは二種以上併用してもよい。
Next, the oily solvent will be described. As the oily solvent, organic solvents such as aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, alcohols, ketones, esters, ethers, glycols, nitrogen-containing solvents, vegetable oils and the like are used.
The above solvents may be used alone or in combination of two or more.
・その他の添加剤
次に、その他の添加剤について説明する。光硬化性液滴には、その他、必要に応じて、界面活性材が添加される。
界面活性剤の種類としては、各種のアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられ、望ましくは、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤が用いられる。
-Other additives Next, other additives will be described. In addition, a surfactant is added to the photocurable droplets as necessary.
Examples of the surfactant include various anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants and the like, and desirably anionic surfactants and nonionic surfactants. An agent is used.
これらの界面活性剤は単独で使用しても混合して使用してもよい。また界面活性剤の親水性／疎水性バランス（ＨＬＢ）は、溶解性等を考慮すると例えば３以上２０以下の範囲が挙げられる。 These surfactants may be used alone or in combination. The hydrophilic / hydrophobic balance (HLB) of the surfactant is, for example, in the range of 3 to 20 in consideration of solubility.
これらの界面活性剤の添加量は、例えば０．００１質量％以上５質量％以下が挙げられる。 As for the addition amount of these surfactants, 0.001 mass% or more and 5 mass% or less are mentioned, for example.
また、光硬化性液滴には、その他、浸透性を調整する目的で浸透剤、吐出性改善等の特性制御を目的でポリエチレンイミン、ポリアミン類、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等や、導電率、ｐＨを調整するために水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属類の化合物等、その他、ｐＨ緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤、およびキレート化剤等も添加される。 In addition, the photocurable liquid droplets include a polyethyleneimine, polyamines, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, ethylcellulose, carboxymethylcellulose, etc. for the purpose of controlling properties such as a penetrant and dischargeability improvement for the purpose of adjusting permeability. In order to adjust conductivity and pH, compounds of alkali metals such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide, etc., pH buffering agents, antioxidants, fungicides, viscosity modifiers, conductive agents Further, an ultraviolet absorber, a chelating agent and the like are also added.
・特性
次に、光硬化性液滴の好適な特性について説明する。まず、光硬化性液滴の表面張力は、例えば２０ｍＮ／ｍ以上４５ｍＮ／ｍ以下の範囲が挙げられる。
ここで、表面張力としては、ウイルヘルミー型表面張力計（協和界面科学株式会社製）を用い、２３℃、５５％ＲＨの環境において測定した値を採用した。
-Characteristic Next, the suitable characteristic of a photocurable droplet is demonstrated. First, the surface tension of the photocurable droplet is, for example, in the range of 20 mN / m to 45 mN / m.
Here, as the surface tension, a value measured in an environment of 23 ° C. and 55% RH using a Wilhelmy type surface tension meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) was adopted.
光硬化性液滴の粘度は、１．５ｍＰａ・ｓ以上３０ｍＰａ・ｓ以下の範囲が挙げられる。
ここで、粘度としては、レオマット１１５（Ｃｏｎｔｒａｖｅｓ製）を測定装置として用いて、測定温度は２３℃、せん断速度は１４００ｓ−１の条件で測定した値を採用した。
The viscosity of the photocurable droplet may be in the range of 1.5 mPa · s to 30 mPa · s.
Here, as the viscosity, a value measured using a rheomat 115 (manufactured by Contraves) as a measuring device under the conditions of a measurement temperature of 23 ° C. and a shear rate of 1400 s −1 was adopted.
なお、光硬化性液滴は、上記構成に限定されるものではない。記録材以外に、例えば、液晶材料、電子材料など機能性材料を含むものであってもよい。 In addition, a photocurable droplet is not limited to the said structure. In addition to the recording material, for example, a functional material such as a liquid crystal material or an electronic material may be included.
≪液滴吐出手段≫
次いで、本実施形態において用いられるインクジェット記録ヘッド３０等の液滴吐出手段について説明する。
≪Droplet ejection means≫
Next, the droplet discharge means such as the ink
インクジェット記録ヘッド３０は、例えば、搬送ベルト１０によって搬送される記録媒体Ｐにインク滴３０Ａ等の液滴を吐出するための手段である。
記録ヘッド３０は、張力が掛けられて回転支持された搬送ベルト１０における非屈曲領域上で、且つ搬送ベルト１０表面と記録ヘッド３０のノズル面との距離が例えば０．７ｍｍ以上１．５ｍｍ以下にして配置されている。
The ink
The
また、図１に示す記録ヘッド３０は、例えば、記録媒体Ｐの幅と同等またはそれ以上の幅を持つライン型インクジェット記録ヘッドが用いられている。
記録ヘッド３０の液滴の付与方式は、圧電素子駆動型、発熱素子駆動型等、液滴を付与し得る方式であれば制限はない。
Further, as the
The method for applying the droplets of the
≪記録媒体≫
次いで、本実施形態において用いられる記録媒体Ｐについて説明する。
記録媒体Ｐとしては、浸透媒体（例えば、普通紙や、コート紙等）、非浸透媒体（例えば、アート紙、樹脂フィルムなど）、いずれも適用される。記録媒体Ｐは、これらに限られず、その他、半導体基板など工業製品も含まれる。
<< Recording medium >>
Next, the recording medium P used in the present embodiment will be described.
As the recording medium P, a permeation medium (for example, plain paper, coated paper, etc.) and a non-penetration medium (for example, art paper, resin film, etc.) are applied. The recording medium P is not limited to these, and includes other industrial products such as semiconductor substrates.
≪押圧部材≫
次いで、本実施形態において用いられる押圧ベルト１６Ａ等の押圧部材について説明する。
≪Pressing member≫
Next, pressing members such as the
第１実施形態における押圧ベルト１６Ａは、酸素非透過性の材質からなるベルトである。押圧ベルト１６Ａの材料としては、例えば、各種の樹脂（例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、フッ素系樹脂等）、各種のゴム（例えば、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、エピクロロヒドリンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等）等、ステンレス等の金属材料等が挙げられる。押圧ベルト１６Ａは、単層構成でもよいし、積層構成でもよい。
The
上記の通り、本実施形態においては、紫外線照射装置１８が押圧ベルト１６Ａの内側（インク滴３０Ａと接する面の反対側）に設けられているため、紫外線等は押圧ベルト１６Ａを透過した後にインク滴３０Ａに照射される。したがって、押圧ベルト１６Ａは、インク滴３０Ａに効率よく紫外線を照射させ、反応熱の発生を抑制するため、紫外線透過性が高く、紫外線に対する耐久性が高いものが望ましい。具体的には、例えば、押圧ベルト１６Ａの紫外線透過率が７０％以上であることが望ましい。押圧ベルト１６Ａの紫外線透過率が上記範囲であることにより、インク滴３０Ａの硬化反応に必要な紫外線エネルギーが効率よくインク滴３０Ａに供給されると共に、押圧ベルト１６Ａが紫外線を吸収すること等による熱の発生が抑制される。
As described above, in the present embodiment, since the
尚、紫外線透過率は以下の方法により測定され、本明細書に記載の数値は該方法によって測定されたものである。
紫外可視分光光度計（商品名：Ｕ−５７０、日本分光社製）を用いて、波長３６５ｎｍ以上４００ｎｍ以下における分光スペクトルを測定し、この押圧ベルト１６Ａの紫外線透過率を測定する。尚、測定を行う押圧ベルト１６Ａの試験片は、実際に使用する押圧ベルトより採取し、膜厚も実際に使用する膜厚にて測定を行い、押圧ベルト１６Ａの紫外線透過率の測定が行われる。
The ultraviolet transmittance was measured by the following method, and the numerical values described in this specification were measured by the method.
Using a UV-visible spectrophotometer (trade name: U-570, manufactured by JASCO Corporation), a spectral spectrum at a wavelength of 365 nm to 400 nm is measured, and the ultraviolet transmittance of the
この押圧ベルト１６Ａを形成する材料としては、具体的には、例えば、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）、ポリイミドフイルム、ポリオレフィン系フィルム等が挙げられる。
Specific examples of the material forming the
また前述の通り、本実施形態においてはインク滴３０Ａに接する表面における押圧ベルト１６Ａの表面自由エネルギー（γＴ）が低いことが望ましい。特に、表面自由エネルギー（γＴ）は、インク滴３０Ａに接する表面における記録媒体Ｐの表面自由エネルギー（γＰ）よりも低いことが望ましく、下記式が成り立つ条件であることがより望ましい。
式：γＰ−γＴ＞１０
表面自由エネルギーの値は、前述の方法により求められる。
As described above, in this embodiment, it is desirable that the surface free energy (γ T ) of the
Formula: γ P −γ T > 10
The value of the surface free energy is obtained by the method described above.
押圧ベルト１６Ａは、上記表面自由エネルギー（γＴ）の値を低くするために、インク滴３０Ａに接する表面に表面離型層を設けてもよい。
表面離型層に用いられる材料としては、例えば、フッ素系樹脂材料等が挙げられ、具体的には、例えば、フッソ樹脂、フッソ変性ウレタンおよびシリコーン樹脂、共重合フッソゴム、フッソ樹脂−共重合ビニルエーテル、ＰＦＡ（４フッ化エチレンパーフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合塗料）などの粉体塗料または樹脂チューブ、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン）塗料、ＰＴＦＥ分散ウレタン塗料、さらにＥＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）チューブ、ＰＶｄＦ（ポリビニリデンフルオライド）、ＰＨＶ（ポリテトラフルオロビニリデン）樹脂材料等が挙げられる。
この中でも、上記光の刺激に対する透過性の高い材料を用いることが望ましい。また、上記光の刺激に対する透過性の低い材料を用いる場合は、表面離型層の膜厚を薄くする方が望ましい。
The
Examples of the material used for the surface release layer include fluorine-based resin materials. Specifically, for example, fluorine resin, fluorine-modified urethane and silicone resin, copolymerized fluorine rubber, fluorine resin-copolymerized vinyl ether, Powder paint or resin tube such as PFA (tetrafluoroethylene perfluoroalkoxy resin), FEP (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer paint), PTFE (tetrafluoroethylene) paint, PTFE-dispersed urethane paint, Furthermore, an ETFE (polytetrafluoroethylene) tube, PVdF (polyvinylidene fluoride), a PHV (polytetrafluorovinylidene) resin material, etc. are mentioned.
Among these, it is desirable to use a material having high transparency to the light stimulus. Moreover, when using the said material with low permeability | transmittance with respect to the irritation | stimulation of light, it is desirable to make the film thickness of a surface release layer thin.
尚、本実施形態における押圧部材としては、必ずしもベルト状である必要はなく、ロール状の押圧部材を用いてもよい。ロール状の押圧部材としては、例えば、金属製や樹脂製等の芯金表面に、前述の挟み込みベルトを巻き付けたロール等が挙げられる。
但し、押圧部材としては、より広いニップが得られ、空気の遮断が良好に行われ、より効率的に硬化しうる点から、ベルト状のものがより望ましい。
In addition, as a press member in this embodiment, it does not necessarily need to be belt-shaped and you may use a roll-shaped press member. Examples of the roll-shaped pressing member include a roll in which the above-described sandwich belt is wound around the surface of a metal or resin core.
However, as the pressing member, a belt-shaped member is more preferable because a wider nip can be obtained, air can be blocked well, and curing can be performed more efficiently.
また前述の通り、記録媒体Ｐおよび対向部材１０として透明（即ち紫外線等の光に対する透過率が高い）なものを用いる場合には、紫外線照射装置１８等の露光装置を対向部材１０の内側（記録媒体Ｐと接する面の反対側）に設けて、紫外線等の光を対向部材１０側からインク滴３０Ａに照射してもよい。その場合、押圧ベルト１６Ａ等の押圧部材としては、透明（即ち紫外線等の光に対する透過率が高い）なものを用いる必要はない。
Further, as described above, when the recording medium P and the facing
また、押圧ベルト１６Ａは、付着したインク滴３０Ａを除去するためのクリーニング装置を備えていてもよい。該クリーニング装置としては、例えば、ブレードクリーニング、粘着ロールクリーニング等が挙げられる。
Further, the
≪露光手段≫
次いで、本実施形態において用いられる紫外線照射装置１８等の露光手段について説明する。
押圧ベルト１６Ａの内側（インク滴３０Ａと接する面の反対側）には、記録媒体Ｐ上に着弾したインク滴３０Ａに紫外線等の光の刺激を付与するための紫外線照射装置１８等の露光手段が設けられている。尚、前述の通り、記録媒体Ｐおよび対向部材１０として透明（即ち紫外線等の光に対する透過率が高い）なものを用いる場合には、紫外線照射装置１８等の露光手段は、対向部材１０の内側（記録媒体Ｐと接する面の反対側）に設けて、紫外線等の光を対向部材１０側からインク滴３０Ａに照射してもよい。
<< Exposure means >>
Next, exposure means such as the
On the inner side of the
ここで、紫外線照射装置１８としては、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、デイープ紫外線ランプ、マイクロ波を用い外部から無電極で水銀灯を励起するランプ、紫外線レーザー、キセノンランプ、ＵＶ−ＬＥＤ（紫外線発光ダイオード）などが適用される。
Here, as the
＜第２実施形態＞
図２は、第２実施形態に係る画像形成装置のインクジェット記録ヘッド、押圧ベルト、および紫外線照射装置の部分を拡大して示す構成図である。第２実施形態に係る画像形成装置は、スキャン型のインクジェット記録ヘッドを用いた態様であり、図２は記録媒体Ｐの搬送方向から見た図である（従って図１とは視点が異なる）。
Second Embodiment
FIG. 2 is an enlarged configuration diagram illustrating portions of the ink jet recording head, the pressing belt, and the ultraviolet irradiation device of the image forming apparatus according to the second embodiment. The image forming apparatus according to the second embodiment is an aspect using a scan type ink jet recording head, and FIG. 2 is a view as seen from the conveyance direction of the recording medium P (thus, the viewpoint is different from FIG. 1).
第２実施形態に係る画像形成装置は、図２に示すように、記録媒体Ｐの幅と同等またはそれ以上の幅を持つライン型インクジェット記録ヘッドではなく、記録媒体Ｐよりも狭い幅を持ち記録媒体Ｐの搬送方向と直行する方向に移動するスキャン型インクジェット記録ヘッド１３０を備え、且つ該スキャン型インクジェット記録ヘッド１３０が移動する方向（記録媒体Ｐの搬送方向と直行する方向）の後ろ側に、押圧ベルト１１６Ａおよび紫外線照射装置１１８を備える。押圧ベルト１１６Ａおよび紫外線照射装置１１８は、スキャン型インクジェット記録ヘッド１３０の移動に追随して移動する。これ以外の構成については、第１実施形態に記載の構成が採用されるため、その説明を省略する。
As shown in FIG. 2, the image forming apparatus according to the second embodiment is not a line-type inkjet recording head having a width equal to or larger than the width of the recording medium P, but has a width narrower than that of the recording medium P. A scan type
ここで、第２実施形態に係る画像形成装置の作用について説明する。
第２実施形態においては、スキャン型インクジェット記録ヘッド１３０より、インク滴３０Ａが吐出され、記録媒体Ｐ上に画像が形成される。スキャン型インクジェット記録ヘッド１３０は、記録媒体Ｐの搬送方向と直行する方向（図２における矢印方向）に移動しながらインク滴３０Ａを吐出し、記録媒体Ｐの一端に到達するとまた他端まで戻り、この動作を繰り返して画像を形成する。
Here, the operation of the image forming apparatus according to the second embodiment will be described.
In the second embodiment,
第２実施形態に係る画像形成装置においては、着弾したインク滴３０Ａ（硬化前のインク画像）に対して、スキャン型インクジェット記録ヘッド１３０の移動に追随して移動する紫外線照射装置１１８から紫外線が照射される。この際、インク滴３０Ａが着弾した記録媒体Ｐが搬送ベルト１０と押圧ベルト１１６Ａとで挟み込まれる。搬送ベルト１０と押圧ベルト１１６Ａとの挟み込みによる圧力で、両ベルトで挟みこまれた領域（即ち、押圧ベルト１１６Ａの移動によって記録媒体Ｐのインク滴３０Ａが着弾した部分が両ベルトで挟み込まれる領域に突入し、脱出するまでの領域）では、インク画像が押圧ベルト１１６Ａおよび記録媒体Ｐの両方に接触した状態が維持される。押圧ベルト１１６Ａと記録媒体Ｐとで挟み込まれた状態は、すなわち空気（酸素）から遮断された状態となる。また、盛り上がった形状で形成されたインクのドット（画像）は、押圧ベルト１１６Ａおよび搬送ベルト１０により圧力が印加されるため、盛り上がりが押し潰される。
In the image forming apparatus according to the second embodiment, ultraviolet rays are irradiated from the
第２実施形態に係る画像形成装置では、押圧ベルト１１６Ａと搬送ベルト１０とによって挟み込まれ、空気（酸素）から遮断された状態のインク滴３０Ａ（硬化前のインク画像）に対し、紫外線照射装置１１８から紫外線を照射し、インク滴３０Ａを硬化させる。具体的には、記録媒体Ｐのインク滴３０Ａが着弾した部分が押圧ベルト１１６Ａに接触した後（接触開始位置を通過した後）に紫外線照射を開始し、記録媒体Ｐのインク滴３０Ａが着弾した部分が押圧ベルト１１６Ａから剥離される前（剥離位置に到達する前）に紫外線照射を終了する。これによりインク滴３０Ａが記録媒体Ｐの表面と強固に密着し、且つインク滴３０Ａが硬化して、強固なインク画像が形成される。この際、既述の通り、インク滴３０Ａが押圧ベルト１１６Ａと記録媒体Ｐとに接触し空気（酸素）から遮断された状態で紫外線を照射するため、インク滴３０Ａの酸素による重合阻害の影響が効果的に回避されると考えられる。そのため、酸素の遮断を行わない場合と比べて、紫外線による重合効率が高くなり、低いエネルギーでのインクの硬化が実現される。
In the image forming apparatus according to the second embodiment, the
また、低いエネルギーでの硬化が実現されるため、消費電力が抑えられ省エネ化も達成し得る。 Further, since curing with low energy is realized, power consumption can be suppressed and energy saving can be achieved.
次に、押圧ベルト１１６Ａが記録媒体Ｐのインク滴３０Ａが着弾した部分を通過して剥離される位置（剥離位置）において、硬化されたインク滴３０Ａ（インク画像）を有する記録媒体Ｐが押圧ベルト１１６Ａから剥離されて、画像の形成が完了する。
尚、本実施形態においては、インク滴３０Ａと接する押圧ベルト１１６Ａの表面は、良好な剥離性を得る観点から表面エネルギーが低いことが望ましい。具体的には、表面自由エネルギー（γＴ）が低いことが望ましく、特に表面自由エネルギー（γＴ）は、インク滴３０Ａに接する表面における記録媒体Ｐの表面自由エネルギー（γＰ）よりも低いことが望ましく、下記式が成り立つ条件であることがより望ましい。
式：γＰ−γＴ＞１０
Next, at a position (peeling position) where the
In the present embodiment, the surface of the
Formula: γ P −γ T > 10
尚、図２においては、一方向に移動する場合にのみインク滴３０Ａを吐出するスキャン型インクジェット記録ヘッド１３０の構成を示しているが、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すごとく、両方向の何れに移動する場合にもインク滴３０Ａを吐出するスキャン型インクジェット記録ヘッド２３０を用いてもよい。この場合には、スキャン型インクジェット記録ヘッド２３０の移動方向の両側に押圧ベルト２１６Ａ−１，２１６Ａ−２および紫外線照射装置２１８−１，２１８−２を配置してもよい。尚、その際には、スキャン型インクジェット記録ヘッド２３０の移動方向に対して下流に配置される押圧ベルト２１６Ａ−１および紫外線照射装置２１８−１（または押圧ベルト２１６Ａ−２および紫外線照射装置２１８−２）にて挟み込みと紫外線照射を行うように、動作を制御する。動作制御とは、少なくとも紫外線照射装置２１８−１，２１８−２による紫外線照射を制御することを指し、更には押圧ベルト２１６Ａ−１または２１６Ａ−２による挟み込みを制御する（換言すると記録媒体Ｐから押圧ベルト２１６Ａ−１または２１６Ａ−２を離間させる）ことが望ましい。
また、押圧ベルト２１６Ａ−１および２１６Ａ−２は、スキャン型インクジェット記録ヘッド２３０の移動速度と等速に搬送されるように駆動制御されることが望ましい。
2 shows the configuration of the scan type ink
Further, it is desirable that the
＜第３実施形態＞
図４は、第３実施形態に係る画像形成装置を示す構成図である。第３実施形態に係る画像形成装置は、４つのライン型インクジェット記録ヘッドを用いた態様であり、図４は記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向から見た図である。
<Third Embodiment>
FIG. 4 is a configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to the third embodiment. The image forming apparatus according to the third embodiment is an aspect in which four line-type ink jet recording heads are used, and FIG. 4 is a view as seen from a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium P.
第３実施形態に係る画像形成装置は、記録媒体Ｐ１に黒色のインク滴３０Ａを吐出するインクジェット記録ヘッド３３０Ｋ、シアン色のインク滴３０Ａを吐出するインクジェット記録ヘッド３３０Ｃ、マゼンタ色のインク滴３０Ａを吐出するインクジェット記録ヘッド３３０Ｍ、イエロー色のインク滴３０Ａを吐出するインクジェット記録ヘッド３３０Ｙを有し、これら４つのインクジェット記録ヘッド３３０Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの記録媒体Ｐ１の搬送方向下流側に、押圧ベルト３１６Ａおよび紫外線照射装置３１８を備える。尚、図４における３４０はプラテン、３４２は圧力対向ロールである。これ以外の構成については、第１実施形態に記載の構成が採用されるため、その説明を省略する。
第３実施形態に係る画像形成装置は、特に、記録媒体Ｐ１として、液浸透性のメディア（例えば上質紙やコート紙等）を用いる場合に好適である。液浸透性のメディアに着弾したインク滴３０Ａは、液浸透性のメディアの表面における凹凸の影響、インク滴３０Ａが濡れ拡がることによる影響で仮固定される。
In the image forming apparatus according to the third embodiment, an
The image forming apparatus according to the third embodiment is particularly suitable when a liquid-permeable medium (for example, high-quality paper or coated paper) is used as the recording medium P1. The
ここで、第３実施形態に係る画像形成装置に作用について説明する。
第３実施形態においては、インクジェット記録ヘッド３３０Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙより、インク滴３０Ａが吐出され、記録媒体Ｐ１上に画像が形成される。
Here, the operation of the image forming apparatus according to the third embodiment will be described.
In the third embodiment,
第３実施形態に係る画像形成装置においては、着弾したインク滴３０Ａ（硬化前のインク画像）に対して、紫外線照射装置３１８から紫外線が照射される。この際、インク滴３０Ａが着弾した記録媒体Ｐ１が搬送ベルト１０と押圧ベルト３１６Ａとで挟み込まれる。搬送ベルト１０と押圧ベルト３１６Ａとの挟み込みによる圧力で、両ベルトで挟みこまれた領域（即ち、押圧ベルト３１６Ａの移動によって記録媒体Ｐ１のインク滴３０Ａが着弾した部分が両ベルトで挟み込まれる領域に突入し、脱出するまでの領域）では、インク画像が押圧ベルト３１６Ａおよび記録媒体Ｐ１の両方に接触した状態が維持される。押圧ベルト３１６Ａと記録媒体Ｐ１とで挟み込まれた状態は、すなわち空気（酸素）から遮断された状態となる。また、盛り上がった形状で形成されたインクのドット（画像）は、押圧ベルト３１６Ａおよび搬送ベルト１０により圧力が印加されるため、盛り上がりが押し潰される。
In the image forming apparatus according to the third embodiment, ultraviolet rays are irradiated from the
第３実施形態に係る画像形成装置では、押圧ベルト３１６Ａと搬送ベルト１０とによって挟み込まれ、空気（酸素）から遮断された状態のインク滴３０Ａ（硬化前のインク画像）に対し、紫外線照射装置３１８から紫外線を照射し、インク滴３０Ａを硬化させる。具体的には、記録媒体Ｐ１のインク滴３０Ａが着弾した部分が押圧ベルト３１６Ａに接触した後（接触開始位置を通過した後）に紫外線照射を開始し、記録媒体Ｐ１のインク滴３０Ａが着弾した部分が押圧ベルト３１６Ａから剥離される前（剥離位置に到達する前）に紫外線照射を終了する。これによりインク滴３０Ａが記録媒体Ｐ１の表面と強固に密着し、且つインク滴３０Ａが硬化して、強固なインク画像が形成される。この際、既述の通り、インク滴３０Ａが押圧ベルト３１６Ａと記録媒体Ｐ１とに接触し空気（酸素）から遮断された状態で紫外線を照射するため、インク滴３０Ａの酸素による重合阻害の影響が効果的に回避されると考えられる。そのため、酸素の遮断を行わない場合と比べて、紫外線による重合効率が高くなり、低いエネルギーでのインクの硬化が実現される。
In the image forming apparatus according to the third embodiment, an
また、低いエネルギーでの硬化が実現されるため、消費電力が抑えられ省エネ化も達成し得る。 Further, since curing with low energy is realized, power consumption can be suppressed and energy saving can be achieved.
次に、記録媒体Ｐ１のインク滴３０Ａが着弾した部分が押圧ベルト３１６Ａから剥離される位置（剥離位置）において、硬化されたインク滴３０Ａ（インク画像）を有する記録媒体Ｐ１が押圧ベルト３１６Ａから剥離されて、画像の形成が完了する。
尚、本実施形態においては、インク滴３０Ａと接する押圧ベルト３１６Ａの表面は、良好な剥離性を得る観点から表面エネルギーが低いことが望ましい。具体的には、表面自由エネルギー（γＴ）が低いことが望ましく、特に表面自由エネルギー（γＴ）は、インク滴３０Ａに接する表面における記録媒体Ｐの表面自由エネルギー（γＰ）よりも低いことが望ましく、下記式が成り立つ条件であることがより望ましい。
式：γＰ−γＴ＞１０
Next, the recording medium P1 having the cured
In the present embodiment, it is desirable that the surface of the
Formula: γ P −γ T > 10
＜第４実施形態＞
図５は、第４実施形態に係る画像形成装置を示す構成図である。第４実施形態に係る画像形成装置は、４つのライン型インクジェット記録ヘッドを用い、且つ４つの押圧ベルトおよび４つの紫外線照射装置を用いた態様であり、図５は記録媒体Ｐ２の搬送方向と直交する方向から見た図である。
<Fourth embodiment>
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to the fourth embodiment. The image forming apparatus according to the fourth embodiment uses four line-type ink jet recording heads, and uses four pressing belts and four ultraviolet irradiation devices. FIG. 5 is orthogonal to the conveyance direction of the recording medium P2. It is the figure seen from the direction to do.
第４実施形態に係る画像形成装置は、記録媒体Ｐ２に黒色のインク滴３０Ａを吐出するインクジェット記録ヘッド４３０Ｋ、シアン色のインク滴３０Ａを吐出するインクジェット記録ヘッド４３０Ｃ、マゼンタ色のインク滴３０Ａを吐出するインクジェット記録ヘッド４３０Ｍ、イエロー色のインク滴３０Ａを吐出するインクジェット記録ヘッド４３０Ｙを有する。また、それぞれのインクジェット記録ヘッド４３０Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの下流側（記録媒体Ｐ２の移動方向下流側）には、それぞれ押圧ベルト４１６ＡＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙおよび紫外線照射装置４１８Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙを備える。尚、図５における４４０はプラテンである。これ以外の構成については、第１実施形態に記載の構成が採用されるため、その説明を省略する。
In the image forming apparatus according to the fourth embodiment, an
第４実施形態に係る画像形成装置は、特に、記録媒体Ｐ２として、液非浸透性のメディア（例えばフィルム系、金属系等）を用いる場合に好適である。液非浸透性のメディアは、異なる色のインク滴が吐出されると、混色を起こす場合があるが、それぞれのインクジェット記録ヘッド４３０Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの下流側に、それぞれ押圧ベルト４１６ＡＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙおよび紫外線照射装置４１８Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙを備えることで、各色のインク滴３０Ａがその都度硬化され、混色が防止される。その結果、効率よくインク滴３０Ａが硬化される。
The image forming apparatus according to the fourth embodiment is particularly suitable when a liquid-impermeable medium (for example, a film system or a metal system) is used as the recording medium P2. The liquid-impermeable medium may cause color mixing when ink droplets of different colors are ejected. However, the pressure belts 416AK, C are disposed downstream of the respective ink jet recording heads 430K, C, M, Y. , M, and Y and the
ここで、第４実施形態に係る画像形成装置に作用について説明する。
第４実施形態においては、インクジェット記録ヘッド４３０Ｋより、インク滴３０Ａが吐出され、記録媒体Ｐ２上に画像が形成される。着弾した黒色のインク滴３０Ａ（硬化前のインク画像）に対して、紫外線照射装置４１８Ｋから紫外線が照射される。この際、インク滴３０Ａが着弾した記録媒体Ｐ２が搬送ベルト１０と押圧ベルト４１６ＡＫとで挟み込まれる。搬送ベルト１０と押圧ベルト４１６ＡＫとの挟み込みによる圧力で、両ベルトで挟みこまれた領域（即ち、押圧ベルト４１６ＡＫの移動によって記録媒体Ｐ２のインク滴３０Ａが着弾した部分が両ベルトで挟み込まれる領域に突入し、脱出するまでの領域）では、インク画像が押圧ベルト４１６ＡＫおよび記録媒体Ｐ２の両方に接触した状態が維持される。押圧ベルト４１６ＡＫと記録媒体Ｐ２とで挟み込まれた状態は、すなわち空気（酸素）から遮断された状態となる。また、盛り上がった形状で形成されたインクのドット（画像）は、押圧ベルト４１６ＡＫおよび搬送ベルト１０により圧力が印加されるため、盛り上がりが押し潰される。
Here, the operation of the image forming apparatus according to the fourth embodiment will be described.
In the fourth embodiment,
第４実施形態に係る画像形成装置では、押圧ベルト４１６ＡＫと搬送ベルト１０とによって挟み込まれ、空気（酸素）から遮断された状態のインク滴３０Ａ（硬化前のインク画像）に対し、紫外線照射装置４１８Ｋから紫外線を照射し、インク滴３０Ａを硬化させる。具体的には、記録媒体Ｐ２のインク滴３０Ａが着弾した部分が押圧ベルト４１６ＡＫに接触した後（接触開始位置を通過した後）に紫外線照射を開始し、記録媒体Ｐ２のインク滴３０Ａが着弾した部分が押圧ベルト４１６ＡＫから剥離される前（剥離位置に到達する前）に紫外線照射を終了する。これによりインク滴３０Ａが記録媒体Ｐ２の表面と強固に密着し、且つインク滴３０Ａが硬化して、強固なインク画像が形成される。この際、既述の通り、インク滴３０Ａが押圧ベルト４１６ＡＫと記録媒体Ｐ２とに接触し空気（酸素）から遮断された状態で紫外線を照射するため、インク滴３０Ａの酸素による重合阻害の影響が効果的に回避されると考えられる。そのため、酸素の遮断を行わない場合と比べて、紫外線による重合効率が高くなり、低いエネルギーでのインクの硬化が実現される。
In the image forming apparatus according to the fourth embodiment, the
また、低いエネルギーでの硬化が実現されるため、消費電力が抑えられ省エネ化も達成し得る。 Further, since curing with low energy is realized, power consumption can be suppressed and energy saving can be achieved.
次に、記録媒体Ｐ２のインク滴３０Ａが着弾した部分が押圧ベルト４１６ＡＫから剥離される位置（剥離位置）において、硬化されたインク滴３０Ａ（インク画像）を有する記録媒体Ｐ２が押圧ベルト４１６ＡＫから剥離されて、画像の形成が完了する。
その後、インクジェット記録ヘッド４３０Ｃ，Ｍ，Ｙ、紫外線照射装置４１８Ｃ，Ｍ，Ｙ、押圧ベルト４１６ＡＣ，Ｍ，Ｙにおいても、黒色のインク滴３０Ａにおける方法によって各色の画像が形成される。
Next, the recording medium P2 having the cured
Thereafter, an image of each color is also formed on the inkjet recording heads 430C, M, Y, the ultraviolet irradiation devices 418C, M, Y, and the pressing belts 416AC, M, Y by the method using the
尚、本実施形態においては、インク滴３０Ａと接する押圧ベルト４１６ＡＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの表面は、良好な剥離性を得る観点から表面エネルギーが低いことが望ましい。具体的には、表面自由エネルギー（γＴ）が低いことが望ましく、特に表面自由エネルギー（γＴ）は、インク滴３０Ａに接する表面における記録媒体Ｐの表面自由エネルギー（γＰ）よりも低いことが望ましく、下記式が成り立つ条件であることがより望ましい。
式：γＰ−γＴ＞１０
In the present embodiment, the surface of the pressure belt 416AK, C, M, Y that is in contact with the
Formula: γ P −γ T > 10
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 支持ロール
１０ 搬送ベルト
１６Ａ，１１６Ａ，２１６Ａ，３１６Ａ，４１６ＡＫ，４１６ＡＣ，４１６ＡＭ，４１６ＡＹ 押圧ベルト
１８，１１８，２１８，３１８，４１８Ｋ，４１８Ｃ，４１８Ｍ，４１８Ｙ 紫外線照射装置
３０，３３０Ｋ，３３０Ｃ，３３０Ｍ，３３０Ｙ，４３０Ｋ，４３０Ｃ，４３０Ｍ，４３０Ｙ インクジェット記録ヘッド
３０Ａ インク滴
１０３ 画像形成装置
１３０，２３０ スキャン型インクジェット記録ヘッド
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２ 記録媒体
10A, 10B, 10C, 10D Support roll 10 Conveying
Claims (3)
前記記録媒体上にラジカル重合型の光硬化性液滴を吐出する液滴吐出手段と、
前記光硬化性液滴が吐出された前記記録媒体を挟み込む挟み込み手段と、
前記挟み込み手段で挟み込まれた状態の前記光硬化性液滴を露光して硬化させる露光手段と、
を備える画像形成装置。 A recording medium conveying means for conveying the recording medium;
Droplet ejection means for ejecting radical polymerization type photocurable droplets on the recording medium;
Sandwiching means for sandwiching the recording medium from which the photocurable droplets are discharged; and
Exposure means for exposing and curing the photocurable droplets sandwiched by the sandwiching means; and
An image forming apparatus comprising:
前記押圧部材は光透過性を有し、
前記露光手段が前記挟み込み手段で挟み込まれた状態の前記光硬化性液滴に対し、前記押圧部材を介した反対側から露光して硬化させる請求項１に記載の画像形成装置。 The sandwiching means includes a pressing member that presses the photocurable droplet and a facing member that is disposed to face the pressing member,
The pressing member has light permeability,
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the exposure unit exposes and cures the photocurable droplets sandwiched by the sandwiching unit from the opposite side through the pressing member.
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