JP2021030558A - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】中間転写体110の表面に活性光線硬化型インクを付与する工程と、中間転写体110の表面に付与された活性光線硬化型インクに第1の活性光線を照射する第1の活性光線照射工程と、記録媒体140に活性光線硬化型インクを転写する工程と、を有する。第1の活性光線の波長は、中間転写体110の透過率が70%以上であり、かつ、活性光線硬化型インクの吸光度が0.01以上となる波長である。
【選択図】図1
Description
本発明の実施の形態に係る画像形成方法は、中間転写体の表面に活性光線硬化型インクを付与する工程と、上記中間転写体の表面に付与された活性光線硬化型インクに第1の活性光線を照射する第1の活性光線照射工程と、記録媒体に上記活性光線硬化型インクを転写する工程と、を有する。また、上記画像形成方法は、記録媒体に転写された上記活性光線硬化型インクに、第2の活性光線を照射する第2の活性光線照射工程をさらに有することが好ましい。
活性光線硬化型インクを付与する工程は、中間転写体の表面に活性光線硬化型インクを付与して、中間画像を形成する工程である。
本実施の形態に係る活性光線硬化型インクは、活性光線重合性化合物、および第1の重合開始剤と第2の重合開始剤とを含む、少なくとも2種類以上の重合開始剤を含み、活性光線の照射により上記活性光線重合性化合物が重合および架橋して硬化するインクである。また、上記活性光線硬化型インクは、必要に応じて、ゲル化剤、重合禁止剤、染料および顔料などの色材、顔料を分散させるための分散剤、顔料を基材に定着させるための定着樹脂、界面活性剤、pH調整剤、保湿剤、紫外線吸収剤などを含有してもよい。上記その他の成分は、上記組成物中に、1種類のみが含まれていてもよく、2種類以上が含まれていてもよい。
上記活性光線重合性化合物は、活性光線の照射により架橋または重合する化合物である。活性光線の例には、紫外線、エックス線およびγ線などが含まれる。上記活性光線の中では、紫外線が好ましい。上記活性光線重合性化合物の例には、ラジカル重合性化合物、カチオン重合性化合物、またはそれらの混合物が含まれる。上記活性光線重合性化合物の中では、ラジカル重合性化合物が好ましい。なお、上記活性光線重合性化合物は、モノマー、重合性オリゴマー、プレポリマーおよびこれらの混合物のいずれであってもよい。
本実施の形態に係る活性光線硬化型インクは、重合開始剤を含むことができる。上記重合開始剤は、活性光線の照射により、上記活性光線重合性化合物の重合を開始できるものであればよい。たとえば、上記活性光線硬化型インクがラジカル重合性化合物を有するときは、重合開始剤は光ラジカル開始剤とすることができ、上記活性光線硬化型インクがカチオン重合性化合物を有するときは、重合開始剤は光カチオン開始剤(光酸発生剤)とすることができる。
透過率(%T)=(I/I0)×100% (1)
吸光度(A) =−log(%T/100)
=−log(I/I0)
=log(I0/I) (2)
(I0:入力光の放射発散度、I:透過後の放射発散度)
上記活性光線硬化型インクは、重合禁止剤を含むことができる。
上記活性光線硬化型インクは、ゲル化剤を含むことができる。
上記活性光線硬化型インクは、色材を含むことができる。色材には、顔料および染料が含まれる。活性光線硬化型インクの分散安定性をより高め、かつ耐候性が高い画像を形成する観点からは、色材は顔料であることが好ましい。顔料の例には、有機顔料および無機顔料が含まれる。染料の例には、各種の油溶性染料が含まれる。
上記顔料は、分散剤で分散されていてもよい。上記分散剤は、上記顔料を十分に分散させることができればよい。分散剤の例には、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、およびステアリルアミンアセテートが含まれる。
上記活性光線硬化型インクは、塗膜の耐擦性およびブロッキング耐性をより高めるため、定着樹脂を含有してもよい。
上記活性光線硬化型インクは、界面活性剤を含有してもよい。
上記活性光線硬化型インクは、上記成分以外に、必要に応じて、多糖類、粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防黴剤、防錆剤などを含んでもよい。
上記活性光線硬化型インクの粘度は、40℃において、1×103mPa・s以上5×104mPa・s未満であることが好ましく、3×103mPa・s以上1×104mPa・s未満であることがより好ましい。インク付与時の中間転写体の温度における粘度が1×103mPa・s以上であると、中間転写体に付与された活性光線硬化型インクの液滴が広がり難く、液滴同士が合一し難い。一方で、インク付与時の中間転写体の温度における粘度が5×104mPa・s未満であると、インクジェットヘッドからの吐出性が良好となる。
上記活性光線硬化型インクは、前述の活性光線重合性化合物、第1の重合開始剤と第2の重合開始剤とを含む、少なくとも2種類以上の重合開始剤、重合禁止剤、色材と、任意のその他の成分とを、加熱下において混合することにより調製することができる。この際、得られた混合液を所定のフィルターで濾過することが好ましい。なお、顔料を含有するインクを調製する際は、顔料、活性光線重合性化合物を含む顔料分散液を調製し、その後、顔料分散液と他の成分とを混合することが好ましい。顔料分散液は、分散剤をさらに含んでもよい。
上記活性光線硬化型インクを中間転写体の表面に付与する方法は、特に限定されず、スプレー塗布、浸漬法、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット法などの公知の方法を使用することができる。本実施の形態では、中間転写体の表面に活性光線硬化型インクを付与して、中間画像を形成する工程では、活性光線硬化型インクを、インクジェットヘッドから吐出して、中間転写体の表面に付与する、インクジェット法を用いることが好ましい。
中間転写体は、芳香族ポリイミド(PI)、芳香族ポリアミドイミド(PAI)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、芳香族ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、芳香族ポリカーボネート、および芳香族ポリエーテルケトンなどのベンゼン環を含む構造単位を有する樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ならびにこれらの混合物または共重合物などを含む基材層を有する。また、中間転写体は、基材層に加えて、インクの付与面側に、シリコーンゴム(SR)、クロロプンゴム(CR)、ニトリルゴム(NBR)およびエピクロルヒドリンゴム(ECO)などのゴム、エラストマーおよび弾性樹脂など含む弾性層、ならびに、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)、およびポリフッ化ビニリデン(PVDF)などのフッ素樹脂ならびにアクリル樹脂などを含む表面層、の双方またはいずれかを有してもよい。
プレコート液は、水および水溶性有機溶剤などの液体成分を用いることができる。プレコート液中には、表面張力および粘度を調整するための調整剤を含んでも良い。
第1の活性光線照射工程は、中間転写体の表面に付与された活性光線硬化型インクに第1の活性光線を照射する工程である。第1の活性光線照射工程では、第1の活性光線を中間転写体の裏面側から照射することにより、中間転写体の表面に付与された活性光線硬化型インクを、裏面側の硬度が高くなり、表面側の硬度が低くなるように増粘させることができる。そのため、活性光線硬化型インクは、転写時の押圧による組成物のつぶれが生じにくく、かつ、転写時に記録媒体への十分な濡れ性を有するため記録媒体への定着性が高まりやすい。
活性光線硬化型インクを転写する工程は、第1の活性光線照射工程において増粘された活性光線硬化型インクを、中間転写体から記録媒体の表面に転写する工程である。記録媒体に転写する際に、上記中間転写体の表面に形成された活性光線硬化型インクを加圧部材で加圧する工程を、さらに含んでもよい。上記画像を加圧する際の、上記加圧部材の温度は、20℃以上90℃以下であることが好ましく、20℃以上80℃以下であることがより好ましい。上記加圧部材の温度を上記範囲にすることにより、上記活性光線硬化型インクのガラス転移点(Tg)が室温よりも高い場合であっても、転写性を低下させることなく、上記活性光線硬化型インクを中間転写体から上記記録媒体に転写することができる。なお、第1の活性光線の照射は、転写する工程と同時に行ってもよい。
第2の活性光線照射工程は、記録媒体に転写された活性光線硬化型インクに、第2の活性光線を照射する工程である。上記第2の活性光線の波長は、上記第1の活性光線の波長よりも短波長であることが好ましい。第2の活性光線の波長は330nm〜460nmであること好ましく、370nm以上410nm未満であることがより好ましい。
図1は、本発明の実施の形態に係るインクジェット用の画像形成装置100の例示的な構成を示す模式図である。
以下の手順で第1の活性光線照射工程および第2の活性光線照射工程における活性光線の照射波長を検討した。
中間転写体として、透明ポリイミドフィルム「TORMED TypeX」(株式会社I.S.T社製、「TORMED」は同社の登録商標)を用いて、透明ポリイミドフィルムの透過率が70%以上となる活性光線の照射波長を求めた。上記透過率は、分光光度計「UV−2550」(株式会社島津製作所製)を用いて測定した。上記透明ポリイミドフィルムの透過率が70%となる活性光線の波長は、400nm以上であり、透過率が85%以上となる活性光線の波長は420nm以上であった。
以下の手順で転写性を確認するための活性光線硬化型インク1を調製した。
顔料分散剤(アジスパーPB824、味の素ファインテクノ株式会社製、「アジスパー」は味の素株式会社の登録商標)9.0質量部と、活性光線重合性化合物(トリプロピレングリコールジアクリレート)70.0質量部と、重合禁止剤(Irgastab UV10、BASF社製、「Irgastab」は同社の登録商標)0.02質量部と、をステンレスビーカーに入れ、65℃のホットプレートで加熱しながら、1時間加熱撹拌した。
ゲル化剤「ルナックBA」(ベヘニン酸、花王株式会社製、「ルナック」は同社の登録商標)5.0質量%と、活性光線重合性化合物(ポリエチレングリコール#400ジアクリレート)29.9質量%と、6EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート23.0質量%と、4EO変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート15.0質量%と、第1の重合開始剤「IRGACURE 819」(BASF社製、「IRGACURE」はBASF社の登録商標)8.0質量%と、界面活性剤「KF−352」(信越化学工業株式会社製)0.1質量%と、顔料分散液19.0質量%と、をステンレスビーカーに入れ、これを80℃のホットプレートで加熱しながら1時間撹拌した。得られた溶液を加熱しながら、ADVATEC社製テフロン(登録商標)3μmメンブランフィルターで濾過することによりインク1を得た。
透過率(%T)=(I/I0)×100% (1)
吸光度(A) =−log(%T/100)
=−log(I/I0)
=log(I0/I) (2)
(評価方法)
第1の活性光線を照射して、活性光線硬化型インクが中間転写体から記録媒体(OKトップコート128g/m2、王子製紙株式会社製)に転写しているかを目視にて判定した。
○:90%以上のドットが転写している
△:70%以上90%未満のドットが転写している
×:インクが破断して転写しない、もしくはインクが硬化して転写しない
第1の活性光線を照射された活性光線硬化型インクを用いて、第2の活性光線を照射後の活性光線硬化型インク1と記録媒体との定着性を確認した。その結果を表2に示す。
(評価方法)
第1の活性光線の照射後、第2の活性光線を照射して、記録媒体に定着させた活性光線硬化型インクの表面を、指にベンコット(旭化成株式会社製、「ベンコット」は同社の登録商標)を巻き付けて擦り表面のベタつきを評価した。
○:90%以上のドットが、剥離およびドットの崩れはなく記録媒体上に定着している
△:70%以上90%未満のドットが、剥離およびドットの崩れなく記録媒体上に定着している
×:記録媒体上のドットが剥離する、もしくはドットが崩れて記録媒体上に定着していない
上記第1の活性光線の照射波長と第2の活性光線の照射波長との組み合わせを決定するために、さらに画像乱れ、中間転写体の耐久性の評価を下記条件で行った。各評価結果を表3に示す。
(評価方法)
活性光線硬化型インク1を、ピエゾ型インクジェットノズルを備えたインクジェットヘッドを有するインクジェット記録装置に導入し、ペルチェ冷却ユニットを用いて25℃とした中間転写体に対し、解像度720×720dpiの条件でそれぞれ2cm×2cmの正方形状のベタ画像(100%印字)を印字した。得られた画像のドット円形度を目視にて判定した。なお、下記評価においては、△以上が実用上好ましいと判断した。
○:ドットは円形である
△:ドットは円形ではないがドット形状は維持している
×:隣り合うドットがくっつきドット形状が維持されていない
(評価方法)
紫外線照射装置を用いて380nm、16W・hr/cm2の紫外線中に暴露し、暴露後の中間転写体と暴露していない転写体とを目視にて比較した。
○:変色がない
△:若干変色している
×:変色している
以下の手順で第1の活性光線照射工程および第2の活性光線照射工程における活性光線の照射波長を検討した。
中間転写体は、実施例1と同様の透明ポリイミドフィルム「TORMED TypeX」を用いた。
以下の手順で転写性を確認するための活性光線硬化型インク2を調製した。
顔料分散液は、活性光線硬化型インク1と同様にして、調製した。
ゲル化剤「ルナックBA」(ベヘニン酸、花王株式会社製、「ルナック」は同社の登録商標)5.0質量%と、活性光線重合性化合物(ポリエチレングリコール#400ジアクリレート)29.9質量%と、6EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート23.0質量%と、4EO変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート15.0質量%と、第1の重合開始剤「IRGACURE 819」(BASF社製)2.0質量%と、第2の重合開始剤「IRGACURE 369」6.0質量%と、界面活性剤「KF−352」(信越化学工業株式会社製)0.1質量%と、顔料分散液19.0質量%と、をステンレスビーカーに入れ、これを80℃のホットプレートで加熱しながら1時間撹拌した。得られた溶液を加熱しながら、ADVATEC社製テフロン(登録商標)3μmメンブランフィルターで濾過することによりインク2を得た。
上記活性光線硬化型インク2に含有される第1の重合開始剤「IRGACURE 819」と第2の重合開始剤「IRGACURE 369」の第1の活性光線の照射波長に対する吸光度を実施例1と同様の方法で求めた。また、活性光線硬化型インク2の転写性は、実施例1と同様の方法で評価した。その結果を表4に示す。
第2の活性光線照射工程おける照射波長の決定は、第1の活性光線を照射された活性光線硬化型インクに対して、第2の活性光線を照射することにより決定した。第2の活性光線を照射後の活性光線硬化型インク2の定着性を実施例1と同様の方法で確認した。その結果を表5に示す。
設定した第1の活性光線の照射波長と、第2の活性光線の照射波長での画像乱れの評価、転写性、定着性、および中間転写体の耐久性評価を行った。各評価は、実施例1と同様の方法で行った。また、比較としてその前後の波長についても評価を行った。その結果を表6に示す。
110 中間転写体
120 インク付与部
121 中間画像形成部
130 第1の活性光線照射部
140 記録媒体
150 転写部
151 加圧部
160 第2の活性光線照射部
170、171、172 支持ローラ
180 クリーニング部
190 搬送路
Claims (13)
- 中間転写体の表面に活性光線硬化型インクを付与する工程と、
前記中間転写体の表面に付与された活性光線硬化型インクに第1の活性光線を照射する第1の活性光線照射工程と、
記録媒体に前記活性光線硬化型インクを転写する工程と、
を有し、
前記第1の活性光線の波長は、前記中間転写体の透過率が70%以上であり、かつ、前記活性光線硬化型インクの吸光度が0.01以上となる波長である、画像形成方法。 - 前記活性光線硬化型インクの吸光度は、前記活性光線硬化型インクに含まれる重合開始剤の吸光度である、請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記第1の活性光線の波長は、前記活性光線硬化型インクの吸光度が0.01以上0.2未満となる波長である、請求項1または請求項2に記載の画像形成方法。
- 前記第1の活性光線照射工程は、前記中間転写体の表面に活性光線硬化型インクを付与する工程が開始されてから前記記録媒体に前記活性光線硬化型インクを転写する工程が完了するまでの間に行われる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記第1の活性光線の波長は、400nm〜500nmである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記記録媒体に転写された前記活性光線硬化型インクに、第2の活性光線を照射する第2の活性光線照射工程をさらに有し、
前記第2の活性光線の波長は、前記第1の活性光線の波長よりも短波長である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像形成方法。 - 前記第2の活性光線の波長は、前記活性光線硬化型インクの吸光度が0.2以上となる波長である、請求項6に記載の画像形成方法。
- 前記活性光線硬化型インクは、第1の重合開始剤と第2の重合開始剤とを含む、少なくとも2種類以上の重合開始剤を含有する、請求項6または請求項7に記載の画像形成方法。
- 前記第2の重合開始剤は、前記第1の活性光線の波長に対する吸光度が0.01以下であり、かつ、前記第2の活性光線の波長に対する吸光度が0.01以上である、請求項8に記載の画像形成方法。
- 前記活性光線硬化型インクの全質量に対する、前記第2の重合開始剤の含有量は、前記活性光線硬化型インクの全質量に対する、前記第1の重合開始剤の含有量よりも多い、請求項8または請求項9に記載の画像形成方法。
- 前記第1の活性光線における第1の重合開始剤の吸光度は0.1以上であり、かつ、第2の活性光線における第2の重合開始剤の吸光度は0.2以上である、請求項8〜10のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記活性光線硬化型インクは、インクジェット法により付与される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 中間転写体と、
前記中間転写体の表面に活性光線硬化型インクを付与するインク付与部と、
前記中間転写体の表面に付与された活性光線硬化型インクに第1の活性光線を照射する第1の活性光線照射部と、
記録媒体に前記活性光線硬化型インクを転写する転写部と、
前記記録媒体に転写された前記活性光線硬化型インクに、第2の活性光線を照射する第2の活性光線照射部と、
を有し、
前記第1の活性光線照射部は、前記中間転写体の透過率が70%以上であり、かつ、前記活性光線硬化型インクの吸光度が0.01以上となる波長の活性光線を照射する、
画像形成装置。
Priority Applications (2)
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