JP2021053850A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献1または特許文献2に開示されているいずれの手段を用いた場合も、ポリエステルやナイロンなどの合成繊維を主成分とする布帛においては、着弾したインクが繊維上に濡れ広がりにくく画像濃度のむらが悪化するという課題があった。
1)25℃において寿命時間15m秒の動的表面張力が30mN/m以上50mN/m以下のインクと、前記インクを吐出するヘッドと、を有し、
前記ヘッドはノズル面を備え、天然繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ヘッドから連続して吐出される液滴間の着弾距離よりも、合成繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ヘッドから連続して吐出される液滴間の着弾距離が短いことを特徴とする画像形成装置。
本発明における、天然繊維を主成分とする布帛としては、天然繊維を質量割合で50%以上含む布帛を指す。天然繊維の種類としては、以下に限定されないが、綿、麻、絹、羊毛等が挙げられる。
本発明における、合成繊維を主成分とする布帛としては、合成繊維を質量割合で50%よりも多く含む布帛を指す。合成繊維の種類としては、以下に限定されないが、ポリエステル、ナイロン、レーヨン等が挙げられる。
合成繊維を主成分とする布帛の目付は、例えば60〜230g/m2であり、好ましくは80〜200g/m2である。
本実施形態の画像形成装置の記録モードには、少なくとも、天然繊維を主成分とする布帛に記録を行う第一記録モードと、合成繊維を主成分とする布帛に記録を行う第二記録モードが存在する。画像形成装置は、第一記録モードと第二記録モードを切替可能である。
液滴間の着弾距離とは、隣り合うインクのドットの中心部間の距離である。
上記液滴間の着弾距離をより近くするとは、換言すると、隣り合うインクのドットの位置の距離を短くするように設定を変更する。このとき、着弾距離の変更は、公知の方法を用いることができる。ヘッドの駆動周波数を変更することや、ヘッドを備えるキャリッジの走査速度を遅くすることや、記録媒体の送り量を小さくすることなどがあげられる。
第二の実施形態では、第二記録モードを選択した場合、布帛に対してヘッドから吐出するインクの吐出速度を、より遅くするように設定を変更する。このとき、吐出速度の変更は、公知の方法を用いることができる。ヘッドの駆動周波数を変更することや、圧電体に印加する電圧を変更することなどがあげられる。
この第二の実施形態によれば、合成繊維を主成分とする布帛に対しても、高発色かつ画像濃度むらの少ない画像が得られる。
第三の実施形態では、第二記録モードを選択した場合、布帛に対してヘッドから吐出するインクの滴サイズを、第一記録モードにおけるインクの滴サイズよりも大きくなるような変更を行う。このとき、滴サイズの変更には、公知の方法を用いることができる。例えば、ヘッドがピエゾ式の場合、ピエゾに付加する電圧を大きくすることや、ピエゾの引き込み量を大きくすること、インクを合一させることなどがあげられる。サーマル式のヘッドを用いた場合であっても、公知の方法を用いることができる。
また、インクの滴サイズの測定方法としては、以下の方法も可能である。まず、フィルム等の非浸透メディアやシリコンオイルに画像を出力し、画像の出力前後における重量変化を測定する。次いで、吐出した滴数で割り、一滴当たりの重量に換算する。そして、インクの密度を計測し、インク滴を球とみなして球の体積の公式を用いて一滴あたりの直径を見積もることにより、滴サイズを求める。
第四の実施形態では、第二記録モードを選択した場合、記録媒体である布帛とヘッドの距離を短くする変更を行う。このとき、ヘッドと記録媒体との距離の変更は、公知の方法を用いることができる。記録媒体を保持するプラテンを上昇させることや、ヘッドを備えるキャリッジを下げるなどの手段が用いられる。
キャリッジ走査レール13は、キャリッジ10を記録媒体の搬送方向とは垂直の方向に移動させるためのレールである。
図示されるように、キャリッジ10は、第1のヘッド11と第2のヘッド12を備えている。なお、図2ではキャリッジ走査レール13は省略している。
また、プラテン15は、プラテン移動レール19に沿って移動する。
図示されるように、プラテン15はプラテン移動レール19に沿って移動するものであり、図中(C)で示される矢印方向に移動する。記録媒体はプラテン15上に保持されて移動するため、プラテン15の移動方向と記録媒体の搬送方向は一致する。
また、図示されるように、第2のヘッド12は記録媒体の搬送方向において第1のヘッド11よりも下流側に配置されている。
本実施形態の排気部14は、第1のヘッド11とプラテン15(又は記録媒体)との間における気体が、記録媒体の搬送方向における上流側に流れるように配置されていることが好ましい。また、図4の矢印(D)に示すように、装置本体22の内部の気体が外部に排出されるようにしている。
図示されるように、本実施形態の液体を吐出する装置では、排気部14は複数設けられている。本実施形態において、複数の排気部14は、全て記録媒体の搬送方向(図中(C))において第1のヘッド11よりも上流側に配置されている。
これにより、気体の排気方向が記録媒体の搬送方向の上流に向かうこととなり、上述した効果を発揮することができる。
なお、記録媒体の厚みは、毛羽立ち部分を除いて測定する。また、測定前に押圧部材等により平滑にしてから測定する。
図9は、画像形成装置が備える入力部に入力された布帛の情報をもとに布帛の種類を判別する形態である。
まず、布帛を画像形成装置にセットする(S100)。
次に布帛が天然繊維を主成分とするか、合成繊維を主成分とするか、を入力部に入力された布帛の情報に基づいて判別する(S101)。
布帛が天然繊維である場合、第一記録モードが選択され(S102)、インクの滴サイズ、着弾距離および/またはヘッド−布帛間距離が調整され(S103)、布帛に対してインクを吐出し、画像が形成される(S104)。
一方、布帛が合成繊維である場合、第二記録モードが選択され(S105)、インクの滴サイズ、着弾距離および/またはヘッド−布帛間距離が調整され(S106)、布帛に対してインクを吐出し、画像が形成される(S107)。
以下、インクに用いる有機溶剤、水、色材、樹脂、添加剤等について説明する。
本発明に使用する有機溶剤としては特に制限されず、水溶性有機溶剤を用いることができる。例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類や多価アルコールアリールエーテル類などのエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類が挙げられる。
水溶性有機溶剤の具体例としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,3−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、エチル−1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ペトリオール等の多価アルコール類、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、テトラエチ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エチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、3−メトキシ−N,N-ジメチルプロピオンアミド、3−ブトキシ−N,N-ジメチルプロピオンアミド等のアミド類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。
湿潤剤として機能するだけでなく、良好な乾燥性を得られることから、沸点が250℃以下の有機溶剤を用いることが好ましい。
グリコールエーテル化合物の具体例としては、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、テトラエチ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エチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類などが挙げられる。
インクにおける水の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上90質量%以下が好ましく、20質量%〜60質量%がより好ましい。
色材としては特に限定されず、顔料、染料を使用可能である。
顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、混晶を使用しても良い。
顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンダ顔料、シアン顔料、白色顔料、緑色顔料、橙色顔料、金色や銀色などの光沢色顔料やメタリック顔料などを用いることができる。
無機顔料として、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。
また、有機顔料としては、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性の良いものが好ましく用いられる。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
顔料の具体例として、黒色用としては、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(C.I.ピグメントブラック7)類、または銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料があげられる。
さらに、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155、180、185、213、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3、15:4(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36、等がある。
染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー 17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド 52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー 9,45,249、C.I.アシッドブラック 1,2,24,94、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35が挙げられる。
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカーボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加することで、水中に分散可能とする方法が挙げられる。
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能とする方法が挙げられる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。
竹本油脂社製RT−100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。
分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
顔料に、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを得ることが可能である。また、顔料と、その他水や分散剤などを混合して顔料分散体としたものに、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを製造することも可能である。
前記顔料分散体は、水、顔料、顔料分散剤、必要に応じてその他の成分を混合、分散し、粒径を調整して得られる。分散は分散機を用いると良い。
顔料分散体における顔料の粒径については特に制限はないが、顔料の分散安定性が良好となり、吐出安定性、画像濃度などの画像品質も高くなる点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上500nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。顔料の粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
前記顔料分散体における顔料の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
前記顔料分散体は、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
インク中に含有する樹脂の種類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリルスチレン系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂などが挙げられる。
これらの樹脂からなる樹脂粒子を用いても良い。樹脂粒子を、水を分散媒として分散した樹脂エマルションの状態で、色材や有機溶剤などの材料と混合してインクを得ることが可能である。前記樹脂粒子としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。また、これらは、1種を単独で用いても、2種類以上の樹脂粒子を組み合わせて用いてもよい。
前記体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
インクには、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤等を加えても良い。
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
シリコーン系界面活性剤には特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。中でも高pHでも分解しないものが好ましく、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、前記シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物が、起泡性が小さいので特に好ましい。前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2、NH(CH2CH2OH)3等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。
これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一般式(S-1)式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF−618、KF−642、KF−643(信越化学工業株式会社)、EMALEX−SS−5602、SS−1906EX(日本エマルジョン株式会社)、FZ−2105、FZ−2118、FZ−2154、FZ−2161、FZ−2162、FZ−2163、FZ−2164(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社)、BYK−33、BYK−387(ビックケミー株式会社)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(東芝シリコン株式会社)などが挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物などが挙げられる。これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少ないため好ましく、特に一般式(F-1)及び一般式(F-2)で表わされるフッ素系界面活性剤が好ましい。
一般式(F-2)
CnF2n+1−CH2CH(OH)CH2−O−(CH2CH2O)a−Y
上記一般式(F-2)で表される化合物において、YはH、又はCmF2m+1でmは1〜6の整数、又はCH2CH(OH)CH2−CmF2m+1でmは4〜6の整数、又はCpH2p+1でpは1〜19の整数である。nは1〜6の整数である。aは4〜14の整数である。
上記のフッ素系界面活性剤としては市販品を使用してもよい。この市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも、旭硝子株式会社製);フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも、住友スリーエム株式会社製);メガファックF−470、F−1405、F−474(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR、キャプストーンFS−30、FS−31、FS−3100、FS−34、FS−35(いずれも、Chemours社製);FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも、株式会社ネオス社製)、ポリフォックスPF−136A,PF−156A、PF−151N、PF−154、PF−159(オムノバ社製)、ユニダインDSN-403N(ダイキン工業株式会社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する浸透性、濡れ性、均染性が著しく向上する点から、Chemours社製のFS−3100、FS−34、FS−300、株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW、オムノバ社製のポリフォックスPF−151N及びダイキン工業株式会社製のユニダインDSN-403Nが特に好ましい。
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オンなどが挙げられる。
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
インクの25℃での粘度は、印字濃度や文字品位が向上し、また、良好な吐出性が得られる点から、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE−80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクの表面張力としては、記録媒体上で好適にインクがレベリングされ、インクの乾燥時間が短縮される点から、25℃で、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7〜12が好ましく、8〜11がより好ましい。
前処理液は、凝集剤、有機溶剤、水を含有し、必要に応じて界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤等を含有しても良い。
有機溶剤、界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤は、インクに用いる材料と同様の材料を使用でき、その他、公知の処理液に用いられる材料を使用できる。
凝集剤の種類は特に限定されず、水溶性カチオンポリマー、酸、多価金属塩等が挙げられる。
後処理液は、透明な層を形成することが可能であれば、特に限定されない。後処理液は、有機溶剤、水、樹脂、界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤等、必要に応じて選択し、混合して得られる。また、後処理液は、記録媒体に形成された記録領域の全域に塗布しても良いし、インク像が形成された領域のみに塗布しても良い。
最大泡圧法とは、測定する液体に浸漬させたプローブの先端部分から気泡を放出させ、泡を放出するために必要な最大圧力から表面張力を求める方法である。
気泡の半径がプローブ先端の半径に等しくなるとき、最大圧力を示し、このときのインクの動的表面張力σは次式で表される。
(ここで、rはプローブ先端の半径、ΔPは気泡にかかる最大圧力と最小値との差である)
すなわち、本実施形態の画像形成装置は、25℃において寿命時間15m秒の動的表面張力が30mN/m以上50mN/m以下のインクと、前記インクを吐出するヘッドと、を有し、天然繊維からなる布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ヘッドから連続して吐出される液滴間の着弾距離よりも、合成繊維を含む布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ヘッドから連続して吐出される液滴間の着弾距離が短いことを特徴とする。
以下の処方混合物をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル(株式会社シンマルエンタープライゼス製、KDL型、メディア:直径0.3mmジルコニアボール使用)で7時間循環分散してブラック顔料分散体(顔料濃度:15質量%)を得た。
・カーボンブラック顔料(商品名:Monarch800、キャボット社製) ・・・15部
・アニオン性界面活性剤(商品名:パイオニンA−51−B、竹本油脂株式会社製) ・・・2部
・イオン交換水 ・・・83部
以下手順により樹脂粒子分散液を得た。
まず、攪拌機、温度計、及び還流管を備えた500mLのセパラブルフラスコに、T5651(ポリカーボネートジオール、旭化成製)50部、ジメチロールプロピオン酸3部、イソホロンジイソシアネート24部、モレキュラーシーブにより脱水処理したアセトン42部を仕込み、窒素気流下にて70℃まで昇温した後、2−エチルヘキサン酸スズを200ppm加え、系内のイソシアネート濃度を測定しながら70℃にて3時間〜10時間反応させた。次いで、系内の温度を40℃まで下げ、必要に応じてトリエチルアミンを添加した後300rpmの速度で攪拌しながらイオン交換水140部を添加し、1時間攪拌した後、イソホロンジアミン2部を加え、3時間〜6時間攪拌した。その後、室温まで冷却し、エバポレーターにて溶媒を留去し、イオン交換水により固形分30%になるように調整することで樹脂粒子分散液を得た。
以下の処方で材料を混合し、一時間撹拌した後、1.2μmセルロースアセテートメンブランフィルターにて加圧濾過し、前処理液を得た。
プロピレングリコール 25部
トリエチレングリコール 5部
Wet 270(Evonik社製) 0.5部
BYK348(ビックケミー社製) 0.5部
Envirogem AD01(AIR PRODUCT社製) 0.5部
プロキセルLV:Benzisothiazolin-3-one溶液(ロンザジャパン社製) 0.3部
塩化マグネシウム・6水和物 5部
イオン交換水 残部(合計100部)
下記表1の処方(質量%)において各成分を混合し、ブラックインク1〜7を調製した。
なお、表中の材料は以下を表す。
・サーフィノール420:アセチレン系界面活性剤(日信化学工業社製)
・BYK348:シリコーン系界面活性剤(ビックケミー社製)
・AD01:Envirogem AD01(AIR PRODUCT社製)
・プロキセルLV:Benzisothiazolin-3-one溶液(ロンザジャパン社製)
得られたインク1〜7の25℃における寿命時間15m秒の動的表面張力は表1に示すとおりである。
前記画像形成装置に前処理液、ブラックインクを充填し、トムス社製綿Tシャツ(Printstar 085‐CVT、ホワイト)に、付着量1.5mg/cm2でブラックインクを塗布してべた画像を形成し、160℃に設定したヒートプレスにて1分間乾燥させることで各評価用画像を得た。
前記画像形成装置に前処理液、ブラックインクを充填し、トムス社製ポリエステルTシャツ(glimmer 00300‐ACT、ホワイト)に、付着量0.5mg/cm2で前処理液を均一に塗布した後、未乾燥状態のまま付着量1.5mg/cm2でブラックインクを塗布してべた画像を形成し、160℃に設定したヒートプレスにて1分間乾燥させることで各評価用画像を得た。
ヘッドから連続して吐出される液滴間の着弾距離は、駆動周波数を制御することにより調整した。
またプラテンの昇降機能を制御することにより、ヘッドと前記布帛との距離(ギャップ)を表2に示すように調整した。
ヘッドと前記布帛との距離(ギャップ)は布帛の毛羽立ちを除いて測定した。ここでは、押圧部材により布帛を平滑にしてから測定を行った。
得られた各評価用画像について、X-rite exactを用いて測色し、画像ODを評価した。
〔評価基準〕
A:ODが1.3以上
B:ODが1.25以上1.3未満
C:ODが1.20以上1.25未満
D:ODが1.20未満
得られた各評価用画像について、以下の基準により評価した。
〔評価基準〕
A:画像濃度むらが認められず明瞭である
B:画像濃度むらがほぼ認められない
C:画像濃度むらがやや認められるが実用可能なレベルである
D:画像濃度むらがはっきりと認められ実用に耐えないレベルである
11 第1のヘッド
12 第2のヘッド
13 キャリッジ走査レール
14 排気部
15 プラテン
16 支持部材
17 プラテン移動台
18 メンテナンスユニット
19 プラテン移動レール
22 装置本体
30 記録媒体
40 加熱手段
Claims (16)
- 25℃において寿命時間15m秒の動的表面張力が30mN/m以上50mN/m以下のインクと、前記インクを吐出するヘッドと、を有し、
天然繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ヘッドから連続して吐出される液滴間の着弾距離よりも、合成繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ヘッドから連続して吐出される液滴間の着弾距離が短いことを特徴とする画像形成装置。 - 天然繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ヘッドから連続して吐出される液滴間の着弾距離よりも、合成繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ヘッドから連続して吐出される液滴間の着弾距離が、10μm以上短いことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記天然繊維を主成分とする布帛及び前記合成繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記インクの液滴間の着弾距離が、10μm以上100μm以下である請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 前記合成繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときのインクの滴サイズが、前記天然繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときのインクの滴サイズよりも大きいことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記合成繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときのインクの滴サイズが、前記天然繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときのインクの滴サイズよりも、1滴あたりの容量として3pL以上大きいことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記天然繊維を主成分とする布帛及び前記合成繊維を主成分とする布帛に対して吐出されるインクの滴サイズが、1滴あたりの容量として5pL以上30pL以下である請求項1から5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記ヘッドはノズル面を備え、前記天然繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ノズル面と前記布帛との距離よりも、前記合成繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ノズル面と前記布帛との距離が短いことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記天然繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ノズル面と前記布帛との距離よりも、前記合成繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ノズル面と前記布帛との距離が、1mm以上短いことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記天然繊維を主成分とする布帛及び前記合成繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ノズル面と前記布帛との距離が、0.5mm以上5mm以下である請求項7または8に記載の画像形成装置。
- 前記布帛を保持する布帛保持部材を有し、
前記ヘッドはノズル面を備え、前記天然繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ノズル面と前記布帛保持部材との距離よりも、前記合成繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ノズル面と前記布帛保持部材との距離が短いことを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記インクの25℃において寿命時間15m秒の動的表面張力が32mN/m以上45mN/m以下であることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記布帛の成分を検知する検知手段を有する請求項1から11のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記布帛の種類及び/又は前記布帛の成分を入力する入力部を有する請求項1から12のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記検知手段又は前記入力部により得た前記布帛の情報をもとに、前記ノズルと前記布帛との距離を変更する請求項12又は13に記載の画像形成装置。
- 25℃において寿命時間15m秒の動的表面張力が30mN/m以上50mN/m以下のインクと、前記インクを吐出するヘッドと、を有し、
天然繊維からなる布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ヘッドから連続して吐出される液滴間の着弾距離よりも、合成繊維を含む布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ヘッドから連続して吐出される液滴間の着弾距離が短いことを特徴とする画像形成装置。 - 25℃において寿命時間15m秒の動的表面張力が30mN/m以上50mN/m以下のインクを吐出するヘッドを有し、
天然繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ヘッドから連続して吐出される液滴間の着弾距離よりも、合成繊維を主成分とする布帛に対して前記インクを吐出するときの前記ヘッドから連続して吐出される液滴間の着弾距離が短いことを特徴とする画像形成装置。
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