JP6303327B2 - インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6303327B2
JP6303327B2 JP2013169299A JP2013169299A JP6303327B2 JP 6303327 B2 JP6303327 B2 JP 6303327B2 JP 2013169299 A JP2013169299 A JP 2013169299A JP 2013169299 A JP2013169299 A JP 2013169299A JP 6303327 B2 JP6303327 B2 JP 6303327B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
ink composition
head
meth
recording method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013169299A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014240177A (ja
Inventor
景多▲郎▼ 中野
景多▲郎▼ 中野
光昭 吉沢
光昭 吉沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2013169299A priority Critical patent/JP6303327B2/ja
Priority to US14/227,145 priority patent/US9505221B2/en
Publication of JP2014240177A publication Critical patent/JP2014240177A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6303327B2 publication Critical patent/JP6303327B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/18Ink recirculation systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/19Ink jet characterised by ink handling for removing air bubbles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/10Printing inks based on artificial resins
    • C09D11/101Inks specially adapted for printing processes involving curing by wave energy or particle radiation, e.g. with UV-curing following the printing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/32Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/322Pigment inks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/12Embodiments of or processes related to ink-jet heads with ink circulating through the whole print head
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/0041Digital printing on surfaces other than ordinary paper
    • B41M5/0047Digital printing on surfaces other than ordinary paper by ink-jet printing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/0041Digital printing on surfaces other than ordinary paper
    • B41M5/0064Digital printing on surfaces other than ordinary paper on plastics, horn, rubber, or other organic polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/0081After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using electromagnetic radiation or waves, e.g. ultraviolet radiation, electron beams

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

本発明は、インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置に関する。
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。例えば、特許文献1には、画像均一性(画像部と非画像部の光沢差の縮小)、鮮鋭性(エッジシャープネス)、ブリード耐性に優れ、かつくっつき耐性が向上したインクジェット用インク組成物を提供することを目的として、少なくとも色剤、水及び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を含有するインクジェット用インクであって、インク組成物の表面張力が19mN/m以上、35mN/m未満であるインクジェット用インク組成物が開示されている。
この引用文献1では、インクジェット用インク中の溶存酸素濃度は、2ppm以下であることが好ましく、インクジェットインク中の溶存酸素濃度が2ppmを超えると、インク吐出時にキャビテーションが発生し、出射不良が起こりやすくなることが開示されている。
特開2007−45936号公報
しかしながら、インクジェット用インク中の溶存酸素量を単純に少なくすると、インクジェット記録装置内のインク組成物は、その保存安定性に劣る。このことは、溶存窒素量を単純に少なくしても同様である。一方で、溶存空気量の多いインク組成物をヘッドから長時間連続吐出すると、ノズル抜けが発生し、吐出安定性が劣る。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、吐出安定性、及び保存安定性に優れたインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、インク収容体中のインク組成物の溶存空気量と、吐出されるインク組成物の溶存空気量と、表面張力とを所定の値に調整することにより上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
〔1〕
インク収容体に収容された非水系光硬化型インク組成物を、インク供給経路を介してヘッドへ供給し、該ヘッドから被記録媒体へ吐出するインクジェット記録方法であって、
前記非水系光硬化型インク組成物は、ラジカル重合性化合物を含み、表面張力が25mN/m以下であり、
前記インク収容体に収容されている前記非水系光硬化型インク組成物は、溶存空気量が7ppm以上であり、
前記インク供給経路から前記ヘッドへ供給される際の前記非水系光硬化型インク組成物は、溶存空気量が30ppm以下である、インクジェット記録方法。
〔2〕
前記非水系光硬化型インク組成物が、光重合開始剤としてチオキサントン系化合物及びアシルホスフィンオキシド系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種をさらに含む、前項〔1〕に記載のインクジェット記録方法。
〔3〕
前記ヘッドは、前記非水系光硬化型インク組成物に圧力を付与する圧力室を有し、該圧力室より下流に段差部を有する、前項〔1〕又は〔2〕に記載のインクジェット記録方法。
〔4〕
前記インク収容体に収容されている前記非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量が7〜25ppmであり、
前記インク供給経路から前記ヘッドへ供給される際の前記非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量が7〜30ppmである、前項〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
〔5〕
前記非水系光硬化型インク組成物の20℃における粘度が、8〜40mPa・sである、前項〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
〔6〕
前記非水系光硬化型インク組成物が、無機白色顔料を含む、前項〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
〔7〕
前記インク収容体に収容された前記非水系光硬化型インク組成物を、前記インク供給経路を介して前記ヘッドへ供給する際に、
前記インク供給経路内の非水系光硬化型インク組成物の流速を5m/分以上とする、前項〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
〔8〕
前記インク供給経路に脱気機構を備えない、前項〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
〔9〕
前記インク供給経路に循環機構を備える、前項〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
〔10〕
前記非水系光硬化型インク組成物を、チューブポンプを用いてヘッドへ供給する、前項〔1〕〜〔9〕のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
〔11〕
インク供給経路にインクの初期充填を行い、初期充填の際のヘッドから排出するインクの量が50ml以下である、前項〔1〕〜〔10〕のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
〔12〕
前記インク収容体に収容されている前記非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量と、前記インク収容体から前記インク供給経路へインクが移動してから12時間後に前記インク供給経路から前記ヘッドへ供給される際の前記非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量との差(後者−前者)が、10ppm以下である、〔1〕〜〔11〕のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
〔13〕
前項〔1〕〜〔12〕のいずれか1項に記載の前記インクジェット記録方法で記録を行う、インクジェット記録装置。
本実施形態に係るプリンターの構成を示す斜視図である。 本実施形態で用いるヘッドの構成を模式的に示す分解斜視図である。 本実施形態で用いるヘッドの内部構成を模式的に示す部分断面図である。 本実施形態で用いるヘッドのノズルを拡大して示す部分断面である。 本実施形態で用いうる循環機構の構成を示す概略図である。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。又上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
〔インクジェット記録方法〕
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、インク収容体に収容された非水系光硬化型インク組成物(以下、単に「インク組成物」ともいう。)を、インク供給経路を介してヘッドへ供給し、該ヘッドから被記録媒体へ吐出するインクジェット記録方法であって、前記非水系光硬化型インク組成物は、ラジカル重合性化合物を含み、表面張力が25mN/m以下であり、前記インク収容体に収容されている前記非水系光硬化型インク組成物は、溶存空気量が7ppm以上であり、前記ヘッドから吐出されるときの前記非水系光硬化型インク組成物は、溶存空気量が30ppm以下である。
〔非水系光硬化型インク組成物〕
本実施形態に係るインクジェット記録方法で用いる非水系光硬化型インク組成物を用いる。非水系光硬化型インク組成物を用いることにより、水などの揮発性の溶媒を乾燥させることが不要になり印刷速度に優れる。
(表面張力)
非水系光硬化型インク組成物は、表面張力が25mN/m以下であり、23mN/m以下であることが好ましく、22mN/m以下であることがより好ましい。表面張力が25mN/m以下であることにより、初期充填する際に、インク供給経路の内壁への気泡の残留を低減でき、吐出安定性により優れる。また、表面張力の下限値は特に限定されないが、10mN/m以上が好ましく、15mN/m以上がより好ましく、17mN/m以上がさらに好ましい。下限値が上記範囲内にあることにより、吐出安定性がより優れる場合がある。なお、表面張力は実施例に記載の方法により測定することができる。
(インク収容体に収容された非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量)
インク収容体に収容された非水系光硬化型インク組成物は、溶存空気量が7ppm以上であり、10ppm以上が好ましく、15ppm以上がより好ましい。上記範囲以上であることにより、保存中の重合性化合物の重合を有効に阻害し、インク組成物の保存安定性により優れる。上限値は特に限定されないが、40ppm以下が好ましく、30ppm以下がより好ましく、25ppm以下がさらに好ましい。上記範囲以下であることにより、インク調製時の溶存空気量安定性に優れる傾向にある。また、記録装置が脱機機構を備えていない場合は、30ppm以下とすることが好ましい。また、記録装置内で溶存空気量が上昇することを考慮し吐出安定性を一層優れたものとする点で7〜25ppmとすることが好ましく、7〜15ppmとすることがより好ましい。一方、保存安定性を一層優れたものとし、かつ溶存空気量安定性にも優れる点で15〜25ppmとすることが好ましい。
なお、本実施形態において、インク組成物(インク収容体に収容されたもの及びヘッドから吐出されるもの)の溶存空気量は、溶存酸素量と溶存窒素量の合計量である。インク組成物の溶存空気量は、実施例に記載の方法により測定することができる。
なお、インク収容体に収容されたインク組成物における溶存空気量のうちの溶存酸素量と溶存窒素量の比率は、インク調製を大気下で行い、あるいはインク調製の際に大気下で減圧脱気した場合に、(溶存酸素量:溶存窒素量)の体積基準で、(10:90)〜(35:65)となる傾向があり、さらには、(20:80)〜(35:65)となる傾向がある。この場合、インク調製が簡単となり好ましい。
本実施形態におけるインク組成物は吐出安定性に優れ、インクジェット記録装置に好適に使用可能なものである。なお、インクジェット記録装置内のインク流路をインク組成物が通過するときに空気がインクに溶け込むため、後述のヘッドから吐出されるインク組成物おける溶存空気量は、インク収容体に収容されたインク組成物におけるものよりも高くなる場合がある。
(ヘッドから吐出される非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量)
ヘッドから吐出される非水系光硬化型インク組成物は、溶存空気量が30ppm以下であり、25ppm以下が好ましい。空気量の上限値が上記範囲以下であることにより、インク供給経路内等に残った気泡が記録中に徐々にヘッドに移動してヘッドにおいてノズルの不吐出の原因となることを抑制でき、吐出安定性に優れる傾向にある。また、溶存空気量の下限値は特に限定されないが、7ppm以上が好ましく、15ppm以上がより好ましく、20ppm以上がさらに好ましい。合計量の下限値が上記範囲以上の場合、記録装置に脱気装置を備えない場合でも実現することができ記録装置の低コスト化の点で有利である。上記の各課題を考慮して、7〜30ppmとすることが好ましく、7〜25ppmとすることがより好ましく、15〜25ppmとすることがさらに好ましい。ヘッドから吐出される非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量は、実施例に記載の方法により測定することができる。
実施例のようにインク供給経路のヘッドとの接続点の直前の位置から非水系光硬化型インク組成物を採取することで、インク供給経路からヘッドへ供給される際の非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量を測定することができる。つまり、ヘッドへのインク供給中の、インク供給経路のヘッド側の端に存在する非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量であるということもできる。連続記録中は、ヘッドに供給された非水系光硬化型インク組成物は滞留することなくヘッドから吐出され、ヘッドの中で溶存空気量は変化しないと考えられる。よって、記録に際し、インク供給経路からヘッドへ供給される際の非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量は、ヘッドから吐出される非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量であると考えることができる。なお、インク供給経路からヘッドへ供給される際の非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量と変わらない溶存空気量を測定することができればよく、インク採集方法は実施例の方法に限らず、例えばヘッドからインクを採集してもよい。
なお、記録装置が、インク組成物中の溶存酸素あるいは溶存窒素のいずれかのみを増減させるような装置を備えていない場合、ヘッドから吐出されるインク組成物における溶存酸素量と溶存窒素量の比率は、前述のインク収容体に収容されたインク組成物における溶存酸素量と溶存窒素量の比率が保たれる。
インクジェット記録装置内のインク組成物中の溶存空気量は、インク供給経路を構成する部材を空気が透過しインクに空気が溶け込むこと、インク収容体を構成する部材を空気が透過しインクに空気が溶け込むこと、などが原因で上昇する。また、溶存空気量は、大スケールでインク組成物を調整すると安定しない場合もある。このようなヘッドから吐出される溶存空気量の調整は、インク収容体に収容されるインク組成物の溶存空気量を調整することで行うことができる。
(粘度)
非水系光硬化型インク組成物の20℃における粘度は、40mPa・s以下であることが好ましく、30mPa・s以下であることがより好ましく、25mPa・s以下であることがさらに好ましく、15mPa・s以下であることが特に好ましい。20℃における粘度の下限は、8mPa・s以上が好ましい。上記範囲以下であることにより吐出安定性に優れ、初期充填の際の気泡の残留もより少ない傾向にある。また、上記範囲以上であることにより、硬化シワがより抑制される傾向にある。
(ラジカル重合性化合物)
本実施形態に係るインク組成物は、ラジカル重合性化合物を含む。このようなラジカル重合性化合物としては、特に限定されないが、具体的には、従来公知の、単官能、2官能、及び3官能以上の多官能のモノマー及びオリゴマーが使用可能である。重合性化合物は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。以下これら重合性化合物について例示する。
単官能、2官能、及び3官能以上の多官能のモノマーとしては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸及びマレイン酸の不飽和カルボン酸;該不飽和カルボン酸の塩;上記不飽和カルボン酸のエステル、ウレタン、アミド及び無水物;アクリロニトリル、スチレン、種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、並びに不飽和ウレタンが挙げられる。また、単官能、2官能、及び3官能以上の多官能のオリゴマーとしては、例えば、直鎖アクリルオリゴマーの上記のモノマーから形成されるオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレート、オキセタン(メタ)アクリレート、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート、芳香族ウレタン(メタ)アクリレート及びポリエステル(メタ)アクリレートが挙げられる。
また、他の単官能モノマーや多官能モノマーとして、N−ビニル化合物を含んでいてもよい。N−ビニル化合物としては、特に限定されないが、例えば、N−ビニルフォルムアミド、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、及びアクリロイルモルホリン、並びにそれらの誘導体などが挙げられる。これらのなかでも、(メタ)アクリル酸のエステル、即ち(メタ)アクリレートが好ましい。
重合性化合物のうち、(メタ)アクリル酸のエステル、即ち(メタ)アクリレートが好ましい。
単官能(メタ)アクリレートとしては、特に限定されないが、例えば、イソアミル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル−ジグリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、ラクトン変性可とう性(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、及びジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でも、フェノキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
単官能(メタ)アクリレートの含有量は、インク組成物の総質量(100質量%)に対して、30〜85質量%であることが好ましく、40〜75質量%であることがより好ましい。上記好ましい範囲とすることにより、硬化性、開始剤溶解性、保存安定性、吐出安定性により優れる傾向にある。
単官能(メタ)アクリレートとしては、ビニルエーテル基を含有するものも挙げられる。このような単官能(メタ)アクリレートとしては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸1−メチル−3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−ビニロキシメチルプロピル、(メタ)アクリル酸2−メチル−3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1,1−ジメチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸6−ビニロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸p−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸m−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸o−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノビニルエーテル、及び(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコールモノビニルエーテル、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらのなかでも、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、が好ましい。
これらの中でも、インクをより低粘度化でき、引火点が高く、かつ、インクの硬化性に優れるため、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル、即ち、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル及びメタクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルのうち少なくともいずれかが好ましく、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルがより好ましい。アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル及びメタクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルは、何れも単純な構造であって分子量が小さいため、インクを顕著に低粘度化することができる。(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルとしては、(メタ)アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル及び(メタ)アクリル酸2−(1−ビニロキシエトキシ)エチルが挙げられ、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルとしては、アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル及びアクリル酸2−(1−ビニロキシエトキシ)エチルが挙げられる。なお、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルの方が、メタクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルに比べて硬化性の面で優れている。
上記ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類、特に(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチルの含有量は、インク組成物の総質量(100質量%)に対して、10〜70質量%が好ましく、30〜50質量%がより好ましい。含有量が10質量%以上であると、インクを低粘度化でき、かつ、インクの硬化性を一層優れたものとすることができる。一方で、含有量が70質量%以下であると、インクの保存安定性を優れた状態に維持することができる。
上記(メタ)アクリレートのうち、2官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのEO(エチレンオキサイド)付加物ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO(プロピレンオキサイド)付加物ジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、及びペンタエリスリトール骨格若しくはジペンタエリスリトール骨格を有する3官能以上の(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でも、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートが好ましい。そのうち、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール骨格若しくはジペンタエリスリトール骨格を有する3官能以上の(メタ)アクリレートが好ましい。インク組成物が、多官能(メタ)アクリレートを単官能(メタ)アクリレートに加えて含むことがより好ましい。
2官能以上の多官能(メタ)アクリレートの含有量は、インク組成物の総質量(100質量%)に対して、5〜60質量%であることが好ましく、15〜60質量%であることがより好ましく、20〜50質量%であることがさらに好ましい。上記好ましい範囲とすることにより、硬化性、保存安定性、吐出安定性により優れる傾向にある。
上記(メタ)アクリレートのうち、3官能以上の多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、カウプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、及びカプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが挙げられる。
これらの中でも、重合性化合物は単官能(メタ)アクリレートを含むことが好ましい。この場合、インク組成物が低粘度となり、光重合開始剤その他の添加剤の溶解性に優れ、かつ、インクジェット記録時の吐出安定性が得られやすい。さらに塗膜の強靭性、耐熱性、及び耐薬品性が増すため、単官能(メタ)アクリレート及び2官能(メタ)アクリレートを併用することがより好ましく、中でもフェノキシエチル(メタ)アクリレート及びジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートを併用することがさらに好ましい。
ラジカル重合性化合物の含有量は、インク組成物の総質量(100質量%)に対して、97質量%以下であることが好ましく、50〜95質量%であることがより好ましく、60〜95質量%であることがさらに好ましい。ラジカル重合性化合物の含有量が上記範囲内であることにより、硬化性、硬化物の耐擦性や密着性により優れる傾向にある。
(光重合開始剤)
本実施形態に用いるインク組成物は、光重合開始剤を含んでもよい。放射線の中でも紫外線(UV)を用いることにより、安全性に優れ、且つ光源ランプのコストを抑えることができるインク組成物を提供することができる。そのため、光重合開始剤としては、光(紫外線)のエネルギーによって、ラジカル活性種を生成し、重合性化合物の重合を開始させる光ラジカル重合開始剤が好ましい。
このような光重合開始剤は、特に限定されないが、例えば、チオキサントン系化合物及びアシルホスフィンオキシド系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。インク組成物がチオキサントン系化合物又はアシルホスフィンオキシド系化合物を含むことにより、LED照射による硬化性が良好となる傾向にある。その一方で、インク組成物がこれら化合物を含むと吐出安定性が悪くなる恐れもあるが、本実施形態に係るインクジェット記録方法であれば、吐出安定性に優れる記録方法となる。そのため、これら化合物を含む場合には、本実施形態に係るインクジェット記録方法が特に有用となる。なお、チオキサントン系化合物又はアシルホスフィンオキシド系化合物を使用するとヘッドからの吐出安定性が劣る原因は、これら化合物がインク組成物中に微細な粒子として存在することにより、この粒子が気泡核となって、インク組成物中に溶けていた酸素がインク組成物の保存中に気泡となって現れることを促進するためと推察されるが、これは一推察であり、原因はこれに限られない。
(チオキサントン系化合物)
チオキサントン系化合物は、紫外線の照射による光重合によって、被記録媒体の表面に存在するインク組成物を硬化させて印字を形成するために用いられ、チオキサントン系化合物を含有することで、インク組成物の硬化性を向上させることができる。放射線の中でも紫外線(UV)を用いることにより、安全性により優れ、且つ光源ランプのコストを一層抑えることができる。チオキサントン系化合物の含有量は、インクに対し、0.3〜3質量%とすることが好ましい。
チオキサントン系化合物としては、特に限定されないが、具体的には、チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントンに代表されるジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントンに代表されるイソプロピルチオキサントン、及び2−クロロチオキサントンに代表されるクロロチオキサントンからなる群より選ばれた1種以上を含むことが好ましい。このなかでも、ジエチルチオキサントンを含むことが好ましい。ジエチルチオキサントンを含むことにより、幅広い領域の紫外光(UV光)をより効率良く活性種に変換できる傾向にある。
(アシルホスフィンオキシド系化合物)
アシルホスフィンオキシド系化合物は、チオキサントン系化合物と組み合わせることにより、UV−LEDによる硬化プロセスにより優れるインク組成物となり、インク組成物の硬化性が一層優れる傾向にある。
アシルホスフィンオキサイド系化合物としては、特に限定されないが、具体的には、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド、及びビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド等が挙げられる。アシルホスフィンオキシド系化合物の含有量は、インクに対し、3〜17質量%とすることが好ましく、5〜13質量%とすることがより好ましい。
(その他の光ラジカル重合開始剤)
その他の光ラジカル重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、芳香族ケトン類、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物(チオフェニル基含有化合物など)、α−アミノアルキルフェノン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、及びアルキルアミン化合物が挙げられる。
光重合開始剤の含有量は、インク組成物の総質量(100質量%)に対し、3〜20質量%が好ましく、5〜15質量%がより好ましく、7〜13質量%がさらに好ましい。含有量が上記範囲以上であることにより、インク組成物の硬化性がより優れる傾向にある。また、含有量が上記範囲以下であることにより、吐出安定性がより優れる傾向にある。
(色材)
本実施形態に係るインク組成物は、色材を含んでもよい。色材としては、色材は、顔料及び染料のうち少なくとも一方を用いることができる。
(顔料)
色材として顔料を用いることにより、インク組成物の耐光性を向上させることができる。顔料は、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用することができる。
このなかでも無機白色顔料を含むことが好ましい。無機白色顔料を使用すると、一般的にはヘッドからの吐出安定性が劣る傾向があるため、本実施形態に係るインクジェット記録方法が特に有用となる。無機白色顔料を使用するとヘッドからの吐出安定性が劣る原因は、無機白色顔料がインク組成物中に微細な粒子として存在することにより、この粒子が気泡核となって、インク組成物中に溶けていた酸素がインク組成物の保存中に気泡となって現れることを促進するためと推察される。しかし、これは一推察であり、原因はこれに限られない。また、無機白色顔料は一般に使用する顔料の含有量が多いことも原因のひとつと推察される。
無機白色顔料としては、特に限定されないが、例えば、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化ケイ素、ケイ酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化セリウム、タルク、クレイ等の、金属酸化物、金属炭酸化物、金属硫酸化物、金属ケイ酸化物などがあげられ、金属酸化物が入手しやすさから好ましい。
上記以外の無機顔料としては、特に限定されないが、例えば、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、チャネルブラックのカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、酸化鉄、を使用することができる。
有機顔料としては、特に限定されないが、例えば、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートアゾ顔料のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、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、キノフタロン顔料の多環式顔料、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)、染色レーキ(塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料が挙げられる。
更に詳しく言えば、ブラックインクに使用されるカーボンブラックとしては、No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B(以上、三菱化学社(Mitsubishi Chemical Corporation)製)、Raven 5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255、Raven 700(以上、コロンビアカーボン(Carbon Columbia)社製)、Rega1 400R、Rega1 330R、Rega1 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400(キャボット社(CABOT JAPAN K.K.)製)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color B1ack S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black 4(以上、デグッサ(Degussa)社製)が挙げられる。
ホワイトインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントホワイト 6、18、21が挙げられる。
イエローインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントイエロー 1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、16、17、24、34、35、37、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、99、108、109、110、113、114、117、120、124、128、129、133、138、139、147、151、153、154、167、172、180が挙げられる。
マゼンタインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントレッド 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、88、112、114、122、123、144、146、149、150、166、168、170、171、175、176、177、178、179、184、185、187、202、209、219、224、245、又はC.I.ピグメントバイオレット 19、23、32、33、36、38、43、50が挙げられる。
シアンインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントブルー 1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:34、15:4、16、18、22、25、60、65、66、C.I.バットブルー 4、60が挙げられる。
また、マゼンタ、シアン、及びイエロー以外の顔料としては、例えば、C.I.ピグメント グリーン 7,10、C.I.ピグメントブラウン 3,5,25,26、C.I.ピグメントオレンジ 1,2,5,7,13,14,15,16,24,34,36,38,40,43,63が挙げられる。
上記顔料は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記の顔料を使用する場合、その平均粒子径は300nm以下が好ましく、50〜200nmがより好ましい。平均粒子径が上記の範囲内にあると、インク組成物における吐出安定性や分散安定性などの信頼性に一層優れるとともに、優れた画質の画像を形成することができる。ここで、本明細書における平均粒子径は、動的光散乱法により測定される。顔料の中でも、無機白色顔料を使用する場合、その平均粒径は、吐出安定性や記録物の白色度の点で100nm〜1μmが好ましく、200〜400nmがより好ましく、200〜300nmがさらに好ましい。
(染料)
色材として染料を用いることができる。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る。上記染料として、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。
上記染料は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
色材の含有量は、優れた隠蔽性及び色再現性が得られるため、インク組成物の総質量(100質量%)に対して、0.3〜25質量%が好ましい。また、色材が白色顔料の場合、吐出安定性、記録物の白色度の点で、10〜25質量%がより好ましく15〜23質量%がさらに好ましい。また、また、色材が白色顔料以外の色材の場合、吐出安定性、記録物の発色性の点で、0.5〜10質量%がより好ましく0.5〜5質量%がさらに好ましい。
(分散剤)
インク組成物が顔料を含む場合、顔料分散性をより良好なものとするため、分散剤をさらに含んでもよい。分散剤として、特に限定されないが、例えば、高分子分散剤などの顔料分散液を調製するのに慣用されている分散剤が挙げられる。その具体例として、ポリオキシアルキレンポリアルキレンポリアミン、ビニル系ポリマー及びコポリマー、アクリル系ポリマー及びコポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、アミノ系ポリマー、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマー、含フッ素ポリマー、及びエポキシ樹脂のうち一種以上を主成分とするものが挙げられる。高分子分散剤の市販品として、味の素ファインテクノ社製のアジスパーシリーズ、アベシア(Avecia)社やノベオン(Noveon)社から入手可能なソルスパーズシリーズ(Solsperse 36000)、BYKChemie社製のディスパービックシリーズ、楠本化成社製のディスパロンシリーズが挙げられる。
(その他の添加剤)
インク組成物は、上記に挙げた添加剤以外の添加剤(成分)を含んでもよい。このような成分としては、特に制限されないが、例えば従来公知の、スリップ剤(界面活性剤)、重合促進剤、浸透促進剤、及び湿潤剤(保湿剤)、並びにその他の添加剤があり得る。上記のその他の添加剤として、例えば従来公知の、定着剤、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、キレート剤、pH調整剤、及び増粘剤が挙げられる。
〔インクジェット記録装置〕
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、インク収容体に収容されたインク組成物を、インク収容体からインク供給経路を介してヘッドへ供給し、該ヘッドから被記録媒体へ吐出するインクジェット記録方法である。以下、本実施形態に係るインクジェット記録方法に用いうるインクジェット記録装置について説明する。
本実施形態に係るインクジェット記録方法に用いうるインクジェット記録装置は、上記インクジェット記録方法で記録を行うものである。本実施形態のインクジェット記録装置は、特に限定されず、後述する、インク収容体、インク供給経路、ヘッドを有することができる。その他の構造は、従来と同様の構成であってもよい。以下図面を用いて説明する。
図1は、本実施形態で用いるプリンター1の構成の一例を示す斜視図である。図1に示すプリンター1は、シリアルプリンターである。シリアルプリンターとは、所定の方向に移動するキャリッジにヘッドが搭載されており、キャリッジの移動に伴ってヘッドが移動することにより被記録媒体上に液滴を吐出する印刷装置のことをいう。
図1に示すように、プリンター1は、ヘッド2及びヘッド装置3を搭載するキャリッジ4と、ヘッド2の下方に配設され被記録媒体Pが搬送されるプラテン5と、キャリッジ4を被記録媒体Pの媒体幅方向に移動させるキャリッジ移動機構7と、被記録媒体Pを媒体送り方向に搬送する媒体送り機構8と、を有するものである。また、プリンター1は、当該プリンター1全体の動作を制御する制御部CONTを有している。なお、上記媒体幅方向とは、主走査方向(ヘッド走査方向)である。上記媒体送り方向とは、副走査方向(主走査方向に直交する方向)である。ヘッド装置3はヘッド駆動回路などヘッドに関連する装置である。プリンター1は図示しないインク収容体をキャリッジ4以外の場所に着脱可能に装着している。
図1に示す、プリンター1においては、インク収容体に収容された非水系光硬化型インク組成物を、インク収容体からインク供給経路(図示せず)を介してヘッド2へ供給し、該ヘッド2から被記録媒体へ吐出する。
制御部CONTは、上述したキャリッジ4、ヘッド2、キャリッジ移動機構7、媒体送り機構8等の各動作の実行タイミング等を制御したり、連携させたりする実行動作を行うことができる。
図2は、ヘッド2の構成の一例を模式的に示す分解斜視図である。図3は、ヘッド2の内部構成の一例を模式的に示す部分断面図である。図4は、ヘッド2のノズル21の一例を拡大して示す部分断面図である。
図2の例では、ヘッド2は、流路形成基板10、ノズルプレート20、保護基板30、コンプライアンス基板40、ヘッドケース110、板状部材400を有する。
流路形成基板10は、例えば、本実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には二酸化シリコンからなる弾性膜50が形成されている。なお、流路形成基板10は、シリコン単結晶基板以外の材料、例えば、金属板やセラミック板などであってもよい。
流路形成基板10には、隔壁11によって区画された複数の圧力室12がその幅方向に並設された列が2列設けられている。また、各列の圧力室12の長手方向外側の領域には連通部13が形成され、連通部13と各圧力室12とが、各圧力室12毎に設けられたインク導入経路14及び連通路15を介して連通されている。連通部13は、後述する保護基板30のリザーバー部31と連通して圧力室12の列毎に共通のインク室となるリザーバー100の一部を構成する。インク導入経路14は、圧力室12よりも狭い幅で形成されており、連通部13から圧力室12に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
流路形成基板10の開口面側には、各圧力室12のインク導入経路14とは反対側の端部近傍に連通するノズル21が設けられたノズルプレート20が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。本実施形態では、流路形成基板10に圧力室12が並設された列を2列設けたため、1つのヘッド2には、ノズル21の並設されたノズル列が2列設けられている。なお、ノズルプレート20は、例えばガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
これらの中でも、ノズルプレート20は、シリコン単結晶、シリコン多結晶等のシリコン結晶を用いることが好ましい。これらの中でも、ノズルプレート20は、シリコン単結晶であることがより好ましい。ノズルプレートがシリコン結晶からなる場合には、公知のエッチングプロセス(例えば、ウェットエッチングやドライエッチング)によって、精度良い加工が可能であり、これらの組み合わせによってノズルを形成する場合が多い。そのため、シリコン結晶からなるノズルプレートを用いると、パンチング等によってノズルを形成するより場合よりも、ノズルをより高密度(例えば、ノズル密度300dpi以上)に形成できる。一方、このような場合は、下記に述べるような段差部を有するノズルとなりやすい。
ノズル21は、液滴の吐出性能を高めるために、ノズルの開口径が段階的に変化するように形成されており、2段以上の多段形状で形成される。例えば、図4に示すように、ノズル21は、大口径部21aと、当該大口径部21aよりも開口径の小さい小口径部21bと、からなる。大口径部21aおよび小口径部21bは、インク組成物の液滴を吐出する方向に向かって、この順(大口径部21a、小口径部bの順)に設けられる。
〔ヘッド〕
ヘッド2により非水系光硬化型インク組成物を被記録媒体へ吐出する。ヘッド2は、非水系光硬化型インク組成物に圧力を付与する圧力室12を有し、該圧力室12より下流の流路に段差部を有するものとすることができる。
段差部を有するヘッド2は、図4に示すように、ノズルプレート20をエッチングしてノズル21を作製する際にノズル21内に段差形状が残ってしまうといった製造方法上の都合により段差部を有する場合や、ノズル21のインク組成物の吐出する側の流路抵抗を、段階的にノズル径を小さくすることで下げつつ、インク組成物の吐出性能を高められるなどといった理由で意図的に段差を設ける場合に、作製される。「段差部」とは、インク移動方向の断面積が段階的に変化している個所をいう。段差部を有する場所は、ノズルプレート20に限らず、圧力室12より下流であればよく、例えば、圧力室12とノズルプレート20の間にインクが通過する流路を備えている場合にこの流路であってもよい。この場合、圧力室とノズルの位置を離して配置することができるなど利点がある。
ここで、「ノズル」とは、インクに圧力を付与してノズル開口からインク組成物を吐出させるための圧力室より下流側の、ノズル開口までの部分をいい、好ましくはノズル開口が設けられた板(ノズルプレート)に設けられた部分をいう。
気泡はインク供給経路中の角や段差がある部分に特に残りやすく、このような気泡はヘッドからのフラッシングやインク組成物の吸引クリーニングでも除去が困難である。このような気泡が印刷中に徐々にヘッド2に移動してきて、気泡による吐出不良の原因となりうると推察される。また、ヘッド2は、その製造方法に起因して生じる段差を、ノズル21内部に有するものがある。この段差に気泡が残りやすく、気泡によって圧力室12の圧力が相殺され吐出力が弱められることにより吐出安定性が劣ったり、印刷中の気泡の吐出によりインク組成物の吐出不良の原因になったりすると推察される。そのため、このような場合には本実施形態に係るインクジェット記録方法が特に有用となる。
ノズルのインク組成物が吐出する側(インクが移動する方向)の流路の断面積が相対的に狭くなるように形成しても、広くなるように形成していてもよい。このなかでも、吐出性能を高める点で吐出する側の面積を小さくすることが好ましい。
流路のインク組成物が吐出する方向(インクが移動する方向)の流路の断面積が相対的に変化する(狭くなるあるいは広くなる)ように段差部を形成する場合において、段差部は、断面積が変化する部分同士の接続部の角度を60°以上とすることが好ましく、70℃以上とすることが好ましく、80°以上とすることがさらに好ましい。図4においては約90°である。ここで「角度」とは、流路(図4においてはノズル21)のインク組成物が移動する方向に沿って流路の断面積が段階的に変化する箇所(段差部)に対する、インクが移動する方向の上流側の壁面(図4においては大口径部21a)を、段差部より下流側まで延長した仮想的な流路(図4においてはa)と、段差部において当該上流側の壁面に接続する壁面(図4においてはc)と、がなす角度bをいう。なお、壁面21aと壁面cとが接続する部分の角の先端は丸みを持っていてもよい。図2においてdは、壁面cと小口径部21bとが接続される部分である。
なお、断面積が変化している個所(段差部)は複数あってもよい。ノズルのインク組成物の吐出する側の最外部(ノズル開口)におけるノズル径は10〜30μmが好ましく、15〜25μmがより好ましい。
〔インク収容体〕
本実施形態に係るインクジェット記録方法で用いるインク収容体は、非水系光硬化型インク組成物を収容できるものであれば特に限定されない。
インク収容体の構成材料としては、以下に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリプロピレン(PP)等のプラスチック、各種の金属(合金を含む。)、並びにポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、及びポリプロピレン等のポリオレフィンが挙げられる。また、これらに限らず、上記の各ポリマーを適当な比率で配合あるいはラミネートして得られるポリマーやそのフィルム等であってもよい。
インク収容体の構成材料の中でも、インク組成物に接触する構成材料の酸素透過度(以下、単に「酸素透過度」という。)は、5.0cc・20μm/(m2・day・atm)以下が好ましく、2.0cc・20μm/(m2・day・atm)以下がより好ましい。酸素透過度が上記範囲内であると、保管中のインク組成物の溶存酸素量が変化しにくくなる傾向にある。上記の構成材料ないし部材としては、特に限定されることはない。インクパックの場合、フィルムを熱融着(ヒートシール)して袋状に加工して用いることができる。インクパックに用いるフィルムとしては、高密度、低密度、又は線状低密度のポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、及びポリスチレン、等の延伸プラスチックフィルムが挙げられる。複数層のフィルムを貼りあわせた積層フィルムとしてもよい。上記のフィルムで上記酸素透過度が得られる場合はフィルムのみから構成してもよいし、上記のフィルムにガスバリア層を積層することで酸素透過度を確保してもよい。ガスバリア層は、アルミニウム層などの金属層、酸化ケイ素や酸化アルミニウム層などの無機酸化物層を用いてもよいし、上記のフィルムのなかでも酸素透過度の低いエチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコールなどを積層してもよい。フィルムの総膜厚としては50μm以上が好ましく、70μm以上が好ましく、70〜200μmがより好ましい。上記膜厚であると保管中のインク組成物の溶存酸素量が変化しにくく、パックの強度や柔軟性が得られる。これらの中でも酸素透過度が低く、強度が優れる点で、エチレン−ビニルアルコール共重合体からなるフィルムが好ましい。また、パック以外の収容体の場合は、上記の他に、その他の合成樹脂、ガラス、及び金属などが挙げられる。
なお、本明細書における酸素透過度は、単位をcc・20μm/(m2・day・atm)とし、当該「atm」は23℃且つ相対湿度65%の条件下での圧力(atm)とする。また、当該酸素透過度は、ISO 14663−2:1999(Annex C)に定められた方法で、即ち電量分析センサーを用いてフィルムを透過する酸素の透過速度を(相対湿度が平衡状態に達した時に)測定することで、算出できる。
上記インク収容体の態様としては、特に限定されないが、例えば、パック、ボトル、タンク、ビン、缶が挙げられる。これらの中でも、汎用されており、かつ、後述の酸素透過度を所望の値に制御しやすいため、パック、ボトル、タンクが好ましく、パックがより好ましく、フィルムのパックが特に好ましい。
〔インク供給経路〕
インク供給経路は、インク収容体に収容されたインク組成物をヘッド2へ供給するための流路である。樹脂などにより形成された管であることが柔軟性の点で好ましい。インク収容体に収容された非水系光硬化型インク組成物を、インク収容体からインク供給経路を介してヘッド2へ供給する際における、このインク供給経路内の非水系光硬化型インク組成物の流速(インク供給経路における距離/分)が3m/分以上であることが好ましく、4m/分以上であることがより好ましく、5m/分以上であることがさらに好ましい。また、流速の上限は特に限定されないが、15m/分以下であることが好ましく、10m/分以下であることがより好ましい。流速が上記範囲以上であることにより、記録速度がより速くできる。流速が上記範囲化以下であることにより、インク供給経路中の気泡の移動が遅いために、吐出安定性により優れる傾向にある。なお、上記流速はインク組成物を送液するポンプによって制御することができる。また、インク供給経路の断面の径(直径)は特に制限されないが、1〜10mmが好ましく、2〜7mmがより好ましい。
(脱気機構)
インク供給経路は脱気機構を備えていてもよく、備えている場合、記録装置においてインクの溶存空気を低下させることが可能であるが、記録開始前に脱気時間が必要となったり、インク収容体のインクの溶存空気量が非常に高い場合、充分脱気するのが困難となったりする場合がある。一方、脱気機構を備えない場合、記録装置をより簡単なものにでき低コスト化が可能であるが、記録装置においてインク組成物の溶存空気量を低下させることができないため吐出安定性が低下する場合があり、本実施形態に係るインクジェット記録方法が特に有用である。
(循環機構)
インク供給経路は循環機構を備えることが好ましい。循環気候はインク供給経路からヘッドの方向に供給したインクのうち少なくとも一部のインクをノズルから吐出することなくインク供給経路に戻す機構である。循環機構を備えることにより、インクの成分の沈降を防止する効果がある。特に、無機白色顔料を含むインク組成物を用いる場合には、無機白色顔料の沈降を防止する為にインク供給経路にインク循環機構を設けることが好ましく、その場合、インク供給経路におけるインク循環機構でも気泡が残留する結果、気泡の残留量が多くなり、特に吐出安定性が劣る傾向にある。このような場合でも本実施形態に係るインクジェット記録方法が特に有用となる。
図5に、循環機構を有するインク供給経路の構成の一例を表す概略図を示す。図5に示すインク吐出装置501は、ヘッド502、インクタンク503(インク収容体)、インク流路504、ポンプ505a、拭き取り手段506、ヘッドからインクをインク流路504に戻してインクを循環させる戻り流路(ヘッド502より図の左方の流路)を備えている。ヘッド502は、インク組成物520を吐出する複数のノズル521の開口部522を一面に形成してあり、圧電素子等によりノズル521内のインク組成物520を押出すことで、ノズル521の開口部522からインク組成物520を吐出する。さらに、ヘッド502は、インク流路504からインク組成物を取入れるインク取入口502bと、インク組成物を戻り流路に排出するインク排出口502aと、複数のノズル521、インク取入口502b及びインク排出口502aを連通する内部経路502cとを有している。
インク循環経路は、ヘッド502のインク取入口502bとインク排出口502aとを管で繋ぎ、インク組成物520を循環させる経路である。図5では、インク流路504と、ヘッド502の内部経路502cと、戻り流路、とにより環状経路を形成し、インク組成物520を循環させる。特に、金属粒子等の粒子成分を含むインク組成物520の場合、印刷を停止している間、ヘッド502内でインク組成物520の粒子成分が沈降し、粒子成分同士が凝集するのを防止するため、環状経路にインク組成物520を循環させていることが好ましい。インク循環経路504は、例えば、径が1〜10mmの管を用いることができ、材質はシリコン系配管を用いることができる。循環経路の1周の長さは、800mm〜10mとすることができ、さらに1〜9mとすることができ、特に3〜8mとすることができる。
ポンプ505aは、インク循環経路内のヘッド502より上流側に配置され、ヘッド502にインク組成物520を供給する。ヘッド502にインク組成物520を供給して、環状経路にインク組成物520を循環させることで、ヘッド502の内部経路502cのインク組成物520が流動し、ヘッド502内でインク組成物520の粒子成分が沈降し、粒子成分同士が凝集するのを防止することができる。
無機白色顔料を含むインク組成物を用いインク循環経路を備える場合、インクジェット記録中は、インク排出部からのインク組成物の戻りがなく、インク組成物を循環経路で循環しなくてもよく、また、インクジェット記録中も一部のインクの循環をさせてもよい。一方で、インクジェット記録停止中は、ノズル開口部に図示しないキャップをし、ポンプによりインク循環流路にてインク組成物を循環させることが好ましい。また、無機白色顔料を含まないインク組成物を用いる場合には、循環機構を備えないインク供給経路としてもよいし、循環機構を備えインク循環させてもよいし、循環機構は備えるがインク循環を行なわないようにしてもよい。
(ポンプ)
非水系光硬化型インク組成物を供給する手段としては、特に限定されないが、例えば、ポンプ(例えば図5に示すポンプ505a)が挙げられる。ポンプとしては、特に限定されないが、例えば、チューブポンプ、ギアポンプ、ダイアフラムポンプが挙げられる。このなかでも、チューブポンプが好ましい。チューブポンプを用いることにより、低コスト化やインクに圧力がかからず溶存空気量の上昇がより少ない傾向にある。
(加温機構)
吐出する際のインクの粘度は吐出しやすさの点で20mPa・s以下が好ましく、15mPa・s以下がより好ましい。吐出する際のインクの粘度の下限は限られるものではないが4mPa・s以上が好ましい。記録装置がインクを加温してインクの粘度を下げる加温機構を備える場合、加温して吐出する際のインクの温度において、インクの粘度が上記範囲以下としてもよい。記録装置がインクを加温してインクの粘度を下げる加温機構を備えない場合は、常温、例えば20℃においてインクの粘度が上記範囲以下としてもよい。
(初期充填)
記録装置を使用する際に、インク供給経路に初めてインクを充填する場合やインク供給経路を洗浄してから改めてインクを充填する場合など、インク供給経路が空の状態からインクを充填する際(インクの初期充填)には、インク供給経路やヘッド内に残留してしまった大きな気泡を排出するために、ヘッドからインクを排出してもよい。この場合のヘッドから排出するインクの量は、インクの無駄を低減するために50ml以下とすることが好ましく、30ml以下とすることがより好ましく20ml以下とすることがさらに好ましい。排出するインクの量の下限は0ml(排出しない)としてもよい。あるいは、ヘッドから排出する排出量はインク収容体からヘッドまでのインク供給経路の流路の容積以下とすることが好ましい。この場合のインク供給経路の流路の容積はインク供給経路が循環機構を有する場合は、ヘッドからインクが戻る戻り流路の容積も含めた流路の容積である。排出量が上記以下の場合、インク供給経路に残った微細な気泡によりインクの溶存空気量が上昇する場合があり、本発明が特に有用である。
(記録装置における非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量の上昇)
記録装置において非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量は、上述の通り上昇する場合がある。インク収容体からインク供給経路に移動する際の(移動する直前の)非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量と、インク供給経路からヘッドへ供給される際の非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量との差(後者−前者)は、20ppm以下が好ましく、15ppm以下がより好ましく、10ppm以下がさらに好ましく、5ppm以下が特に好ましく3ppm以下が一層好ましい。上記のインク収容体からインク供給経路に移動する際の非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量は、つまり、記録を行う際のインク収容体に収容されている非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量である。
中でも、インク収容体からインク供給経路に移動してから、12H(時間)後にインク供給経路からヘッドへ供給される際の非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量の差が上記の範囲であることが好ましい。上記の範囲である場合、ヘッド吐出安定性に一層優れる。当該差の下限は限られるものではないが、−20ppm以上とすればよく、0ppm以上とすることがより良い。また、溶存酸素量の上昇を許容しつつも、ヘッド吐出安定性を優れたものとし、記録装置の設計の自由度の確保や低コスト化の点で、当該差の下限は、2ppm以上が好ましく、5ppm以上がより好ましい。
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
[インク組成物用の材料]
下記の実施例及び比較例において使用したインク組成物用の主な材料は、以下の通りである。
〔色材〕
C.I.ピグメントホワイト(PW6)
C.I.ピグメントバイオレット(PV19)
〔ラジカル重合性化合物〕
VEEA(アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル、日本触媒社製)
PEA(フェノキシエチルアクリレート、大阪有機化学社(OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD.)製)
DPGDA(ジプロピレングリコールジアクリレート、サートマー社製)
2MTA(2メトキシエチルアクリレート、大阪有機化学工業社製)
〔光重合開始剤〕
IRGACURE 819(BASF社製商品名、固形分100%)
DAROCURE TPO(BASF社製商品名、固形分100%)
Speedcure DETX(Lambson社製商品名、固形分100%)
IRGACURE 369(BASF社製商品名、固形分100%)
〔重合禁止剤〕
MEHQ(p−メトキシフェノール)
〔シリコン系界面活性剤〕
UV3500(ビックケミージャパン社製製品名)
UV3700(ビックケミージャパン社製製品名)
BYK350(ビックケミージャパン社製製品名)
BYK381(ビックケミージャパン社製製品名)
[インク組成物の調製]
各材料を下記の表1に示す組成(質量%)で混合し、十分に撹拌し、大気中においてインク組成物を調整した。さらに、これらインク組成物に対して真空ポンプで脱気をし、その脱気時間を調整して溶存酸素量及び溶存窒素量の異なる各インク組成物を得た。
Figure 0006303327
[インクジェット記録装置]
SC-S30650(セイコーエプソン社(Seiko Epson Corporation)製)を改造したもの(以下、「改造機」という。)を用いた。改造部分は、以下の循環機構を備えた点、ヘッドにインクを加温する加温機構(ヒーター)を設けた点、キャリッジのヘッドの横に光源を備えた点である。
循環機構は、プリンターのインク収容体(インクカートリッジ)からヘッドまでのインク供給経路において、インク収容体の装着位置の直後からヘッド直前までの間にインク供給経路の往路と並行して復路(戻り流路)を設けてインク循環を可能なものとした。チューブポンプ(ウェルコ社製チューブポンプ、WP1000)を往路に設けた。インク供給経路内のインク組成物の流速(以下、「インク流速」という。)は、チューブポンプにより制御した。インク供給経路の往路及び復路は、直径(内径)3mmのシリコンゴム製とした。インク収容体からヘッドまでのインク供給経路(往路)の長さ及び復路の長さをそれぞれ約3mとした。
ヘッドは、ヘッドNo.1と、No.2とを準備した。ヘッドNo.1は、段差部を有するものであり、シリコン製ノズルプレートをドライエッチングすることによりノズル形成したものとした。ヘッドNo.1のノズルピッチは360dpiとした。ノズルプレートノズルのインク組成物が吐出する側の最外部のノズル径は20μmとした。
また、ヘッドNo.2は、段差部を有さないものであり、ステンレスプレートをパンチングすることによってノズルを形成したノズルプレートとした。このヘッドNo.2は段差部を有しない、すなわち、ノズルプレートのインク組成物が流入する側と吐出する側の表面におけるノズル径が同じであった。ヘッドNo.2のノズルピッチは180dpiとした。ただし2列のノズル列を、列同士のノズルがノズルピッチの半分の距離、ノズルが並ぶ方向に位置をずらして配置すること(千鳥配列)で、見かけのノズルピッチを360dpiとした。ノズルプレートノズルのインク組成物が吐出する側の最外部のノズル径は20μmとした。
〔表面張力の測定方法〕
協和界面科学(株)製の表面張力計「CBVP−Z」を用いて、Wilhelmy法にて表面張力を測定した。以下、Wilhelmy法について説明する。測定子(白金プレート)が液体の表面に触れると、液体が測定子に対してぬれ上がる。このとき、測定子の周辺に沿って表面張力がはたらき、測定子を液中に引き込もうとする。この引き込む力を読み取り、表面張力を測定する。測定は常温常圧下で行った。温度は具体的には25℃とした。
〔インク収容体に収容された非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量の測定方法〕
インク収容体に収容された非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量は、インクを調製しインク収容体に収容する際のインクの溶存空気量をアジレント製のガスクロマトグラフ「6890N」を用いて、溶存酸素量と溶存空気量をそれぞれ測定して、これらを合計して溶存空気量として求めた。キャリアガスはそれぞれヘリウムガスを用いた。インク組成物の溶存酸素量及び溶存窒素量は、それぞれ所定の体積のインク組成物(液体)中に溶存する酸素(気体)及び窒素(気体)の体積をppmで示したものである。
〔インク粘度ランク〕
各インク組成物の20℃の粘度を、粘度計(Physica社製 製品名MCR−300)で測定し、下記基準によりインク粘度ランクを決定した。コーン(径75mm、角度1°)を用い、回転速度を100rpmとした。
A:8mPa・s未満
B:8以上〜15mPa・s以下
C:15超過〜25mPa・s以下
D:25mPa・s超過
〔インク保存安定性評価〕
各インク組成物をインク収容体に収容し、60℃で7日間、加速試験を行った後に、20℃におけるインク粘度を測定し、増粘率(加速試験後の20℃におけるインク粘度/加速試験前の20℃におけるインク粘度×100)を求め、以下の基準により評価をした。
インク粘度の測定は上記「インク粘度ランク」で用いた方法と同様の方法で行なった。
(評価基準)
A1:3%未満
A2:3〜5%
B:5%超
〔インク調製時の溶存空気量の安定性評価〕
50Lの各インク組成物を調製し、表1中の溶存空気量となるような各脱気時間を、脱気開始からの脱気時間10分ごとにインクの溶存空気量を測定し、表1中の溶存空気量となった時点の累積脱気時間に10分を加算することで決定した。決定した脱気時間で10回、インク組成物の調製を行った。脱気は真空ポンプでおこなった。溶存空気量の安定性評価は、インク調整時の脱気による溶存空気量の安定性を見るために行ったものであり、インク組成は同じで溶存空気量を異ならせたインクNo.1〜6についておこなった。
(評価基準)
A:調整したインク組成物の溶存空気量が、10回とも表1中の各溶存空気量以下であった。
B:調製したインク組成物の溶存空気量が、表1中の各溶存空気量以下とならなかったことが1回以上あった。
[インクジェット記録方法]
(初期充填:実施例1〜12、比較例1〜8)
上記のようにして調製したインク組成物を収容したインク収容体(インクカートリッジ)をそれぞれ用意し、インク組成物が全く充填されていない改造機にインク収容体を装着し、チューブポンプを用いてインク組成物をヘッドへ供給し、改造機内にインク組成物を充填した。なお、白インク組成物(インクNo.1〜14,16〜18)を充填するヘッドは、循環機構を備えるインク供給経路とした。マゼンタインク組成物(インクNo.15)を充填するヘッドは、循環機構を備えない(図5の戻り流路を備えない)インク供給経路とした。初期充填の際には、充填の最に発生する大きな気泡を排除するために、インク組成物10mLをヘッドから排出した。こうして初期充填を完了した。完了後、直ちに下記各評価を行なった。結果を表2に示す。
なお、初期充填後、吐出の開始前に、インク粘度ランクがC、Dのものについてはヘッドに設けたヒーターでインク組成物を加温してインク粘度を10mPa・sにして吐出を行い、粘度ランクA、Bは加温しないで吐出を行った。
〔ヘッド吐出安定性評価〕
インク流速が6m/分の実施例及び比較例では、上記充填をした改造機を用いて、ヘッドから12kHzの吐出周波数にて60分間の連続吐出を行った。また、インク流速が4m/分の実施例12では、上記充填をした改造機を用いて、8kHzの吐出周波数にて60分間の連続吐出を行った。連続吐出中の5分毎にノズル吐出検査を行い連続吐出完了時もノズル吐出検査を行った。ノズル吐出検査で1回でも不吐出と判定されたノズルは不吐出ノズルとした。下記基準で不吐出ノズル数を評価した。なお、ヘッドの全ノズル数は360個であった。
(不吐出ノズル数)
A1:0〜1本であった。
A2:2〜4本であった。
A3:5〜7であった。
B :8〜15本であった。
C :16〜40本であった。
D :41本以上であった。
〔ヘッド吐出安定性(早期)評価〕
上記ヘッド吐出安定性評価において、60分間の連続吐出の最初の5分が経過した時点で行ったノズル検査について、下記基準で不吐出ノズル数を検査した。
(不吐出ノズル数)
A:不吐出ノズルが0個であった。
B:不吐出ノズルが1個以上あった。
〔ヘッドから吐出される非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量の測定方法〕
実施例1〜12、比較例1〜8においては、上記のヘッド吐出安定性評価の完了時に、インク供給経路のヘッドとの接続点の直前の位置から非水系光硬化型インク組成物を採取し、インクの溶存空気量を前述と同様にしてアジレント製のガスクロマトグラフ「6890N」を用いて測定して求めた。
〔硬化性評価〕
上記充填をした改造機を用いて、720×720dpiのベタパターン(硬化後の膜厚10μm)となるインクを付着させた。記録媒体は、PETフィルム(PET50A PLシン、リンテック社製)を用いた。付着中は1パス毎に20mJ/cm2の紫外線の照射を行い、付着後、さらに照射を行い、このインク塗膜を硬化させるのに要した照射エネルギーの合計に基づいて硬化性を以下の評価基準で評価した。照射は、強度800mW/cm2、ピーク波長395nmである紫外線を用いて行い、硬化した塗膜(硬化膜)を、綿棒を用いて90g加重で15回擦り、傷が付かなくなる時点の硬化エネルギー(照射エネルギー)を求めた。なお、照射エネルギー[mJ/cm2]は、光源から照射される被照射表面における照射強度[mW/cm2]を測定し、これと照射継続時間[s]との積から求めた。照射強度の測定は、紫外線強度計UM−10、受光部UM−400(いずれもコニカミノルタセンシング社(KONICA MINOLTA SENSING, INC.)製)を用いて行った。下記評価基準により硬化性を評価した。
(評価基準)
A:200mJ/cm2以下
B:200mJ/cm2超300mJ/cm2以下
C:300mJ/cm2
〔硬化シワ評価〕
上記硬化性評価で作成した硬化後の塗膜を観察し、下記評価基準で評価した。
(評価基準)
A:ルーペで観察しても硬化膜表面に凹凸が見えなかった。
B:目視で観察しても硬化膜表面に凹凸が見えなかったが、ルーペで観察すると硬化膜表面に凹凸が見えた。
C:目視で観察しても硬化膜表面に凹凸が見えた。
(実施例13〜16、比較例9〜11)
初期充填が完了してから12時間放置後に、上記の各評価と同様にして評価を行った。色材として白色顔料を含むインク組成物を用いた例は、放置中、循環機構を使用してインクを6m/分の速度で循環させた。結果を表3に示す。本例においては表中の溶存空気量は、12H放置後(吐出安定性評価開始前)にインク供給経路のヘッドとの接続点の直前の位置から非水系光硬化型インク組成物を採取し、溶存空気量を同様に測定したものである。
(参考例1、2)
初期充填完了後に、インク組成物を1000mL、ヘッドから排出した。インク収容体のインクがインクエンドに近づいた場合は、インクエンドになる前に、同じ条件で用意した新しいインク収容体に交換した。排出後12時間放置し、放置後に、上記の各評価と同様にして評価を行った。放置中、循環機構を使用してインクを6m/分の速度で循環させた。結果を表3に示す。本例においては表中の溶存空気量は、12H放置後(吐出安定性評価開始前)にインク供給経路のヘッドとの接続点の直前の位置から非水系光硬化型インク組成物を採取し、溶存空気量を同様に測定したものである。
Figure 0006303327
Figure 0006303327
以上より、本発明に係るインクジェット記録方法であれば吐出安定性に優れていることが分かった。
実施例1〜4から、吐出されるインクの溶存空気が低いほど吐出安定が一層優れることがわかった。
実施例7は使用したインクの顔料の含有量が少ない例であるが、吐出安定性が一層優れる傾向があり、一方、実施例2のように使用したインクの顔料の含有量が多い場合、隠蔽性の高い記録物の作成が可能である反面、吐出安定性が若干低下したため、本発明が特に有用であった。
段差部を有するヘッドNo.1(例えば実施例2)はノズルピッチを高くしやすいなど利点のあるノズルであるが、段差部を有しないヘッドNo.2(実施例11)と比べて吐出安定性が低下する傾向があり、本発明が特に有用であることが示された。
インクの流速が遅い場合(実施例12)は、これよりインクの流速が速い場合(実施例2)と比べて、吐出安定性が若干改善されたが、濃い濃度の画像を記録しヘッドから吐出するインク量が多い場合にインクが不足する場合があり、インクの流速を速くしてインクが多量に必要な場合でも記録を可能とする場合に本発明が特に有用であることが示された。
インクの粘度が低いほど、吐出安定性が一層優れることが示され(実施例1と実施例8と実施例9の比較)が、反面、インクの粘度が低い場合、硬化シワが劣る傾向が見られた(実施例10)。インク粘度が所定の範囲内の場合に、吐出安定性、硬化シワを共に一層優れたものにできることが示された。
インクが含有する光重合開始剤としてアシルホスフィンオキシド系化合物及びチオキサントン系化合物の含有量が多い例(実施例2)は、これらの開始剤の含有量が少ない実施例6と比べて吐出安定性が若干劣ったが、反面、硬化性が優れていた。このことから、インクが光重合開始剤としてアシルホスフィンオキシド系化合物あるいはチオキサントン系化合物の何れかを含有する場合、本発明が特に有用であることがわかった。
また、比較例2のように、ヘッドから吐出されるインク組成物の溶存空気量が高いと、吐出安定性が低下し、硬化性もやや低下することが示された。さらに、比較例3のように、表面張力が25mN/mよりも高いと、ヘッドから吐出されるインク組成物の溶存空気量が低いにもかかわらず吐出安定性が悪いことが示された。
また、初期充填から12時間放置後の評価の結果によると、表面張力が所定値以下のインク組成物を使用した場合は、12時間放置により若干溶存空気量が上昇した(実施例13等)。一方、表面張力が所定値以上のインク組成物を使用した場合は、12時間放置により、何れも溶存空気量が大幅に上昇することが示された(比較例7等)。なお、マゼンタインクを用いる実施例16は、白色インクを用いた実施例14と比べて溶存空気量の上昇の程度が少ないことが示された。これはインク流路全体の長さが短いためと推察される。
さらに、初期充填の際にインク組成物を1000mLヘッドから排出してから、12時間放置させた後の評価の結果によると、初期充填の際インク組成物を多めに排出すると、溶存酸素量及び溶存窒素量の上昇の程度は、表面張力が低いインク組成物(インクNo.3)を用いた参考例1と表面張力が高いインク組成物(インクNo.8)を用いた参考例2とで同じ程度となることが示された。これは、初期充填時にインク組成物を多めに排出することで、インク供給経路に付着し残された微小な気泡の残存が減ったためと推察される。
これらのことから、インク収容体に収容されたインクの溶存空気量を低くし、インクの表面張力を低くしておくことが、記録装置にインクを充填した後に記録装置におけるインクの溶存空気量の上昇を防止する点で好ましいことがわかった。なお、実施例2で初期充填の完了時(吐出安定性評価の前)に、インク供給経路のヘッドとの接続点の直前の位置からインクを採取し溶存空気量を測定したところ15ppmであり、インク収容体のインクの溶存空気量と変化はなかった。
また、インク供給経路に備えたポンプとしてチューブポンプに変えてダイアフラムポンプ(イワキ社製、商品名 LK)を用いたこと以外は実施例13と同様にして評価を行ったところ、溶存空気量が19ppmであった。インク供給経路におけるインクの溶存酸素の上昇を少なくする点でチューブポンプが好ましいことがわかった。
1…プリンター、2…ヘッド、3…インク収容体、4…キャリッジ、5…プラテン、7…キャリッジ移動機構、8…媒体送り機構、10…流路形成基板、11…隔壁、12…圧力室、13…連通部、14…インク導入経路、15…連通路、20…ノズルプレート、21…ノズル、21a…大口径部、21b…小口径部、30…保護基板、31…リザーバー部、40…コンプライアンス基板、50…弾性膜、100…リザーバー、110…ヘッドケース、400…板状部材、503…インク収容体、520…インク、505a…ポンプ(チューブポンプ使用)、502…ヘッド、521…ノズル、522…ノズル開口部、502a…インク排出部、502b…インク流入部、502c…ヘッド内インク循環流路、504…インク循環流路、501…インク供給装置、506…インク拭き取り装置、P…非記録媒体、CONT…制御部。

Claims (19)

  1. インク収容体に収容された非水系光硬化型インク組成物を、インク供給経路を介してヘッドへ供給し、該ヘッドから被記録媒体へ吐出するインクジェット記録方法であって、
    前記非水系光硬化型インク組成物は、ラジカル重合性化合物として2官能以上の(メタ)アクリレートをインク組成物の総質量に対して11.6質量%以上含み、表面張力が25mN/m以下であり、20℃における粘度が25mPa・s以下であり、
    前記インク収容体に収容されている前記非水系光硬化型インク組成物は、溶存空気量が7ppm以上であり、
    前記インク供給経路から前記ヘッドへ供給される際の前記非水系光硬化型インク組成物は溶存空気量が15ppm以下であり、
    前記インク供給経路に循環機構を備え、循環機構を循環した非水系光硬化型インク組成物を前記ヘッドへ供給する、インクジェット記録方法。
  2. 前記非水系光硬化型インク組成物が、光重合開始剤としてチオキサントン系化合物及びアシルホスフィンオキシド系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種をさらに含む、請求項1に記載のインクジェット記録方法。
  3. 前記ヘッドは、前記非水系光硬化型インク組成物に圧力を付与する圧力室を有し、該圧力室より下流に段差部を有する、請求項1又は2に記載のインクジェット記録方法。
  4. 前記インク収容体に収容されている前記非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量が7〜25ppmであり、
    前記インク供給経路から前記ヘッドへ供給される際の前記非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量が7〜15ppmである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  5. 前記非水系光硬化型インク組成物の20℃における粘度が、8〜25mPa・sである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  6. 前記非水系光硬化型インク組成物が、無機白色顔料含むホワイトインクである、請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  7. 前記インク収容体に収容された前記非水系光硬化型インク組成物を、前記インク供給経路を介して前記ヘッドへ供給する際に、
    前記インク供給経路内の非水系光硬化型インク組成物の流速を5m/分以上とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  8. 前記インク供給経路に脱気機構を備えない、請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  9. 前記非水系光硬化型インク組成物の20℃における粘度が、15mPa・s超、25mPa・s以下である、請求項1〜8のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  10. 前記非水系光硬化型インク組成物を、チューブポンプを用いてヘッドへ供給する、請求項1〜9のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  11. インク供給経路にインクの初期充填を行い、初期充填の際のヘッドから排出するインクの量が50ml以下である、請求項1〜10のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  12. 前記インク収容体に収容されている前記非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量と、前記インク収容体から前記インク供給経路へインクが移動してから12時間後に前記インク供給経路から前記ヘッドへ供給される際の前記非水系光硬化型インク組成物の溶存空気量との差(後者−前者)が、10ppm以下である、請求項1〜11のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  13. 前記非水系光硬化型インク組成物が、光重合開始剤としてチオキサントン系化合物をインク組成物に対して2質量%以下含む、請求項1〜12のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  14. 前記非水系光硬化型インク組成物が、光重合開始剤としてアシルホスフィンオキシド系化合物をインク組成物に対して8質量%以下含む、請求項1〜13のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  15. 被記録媒体に付着した前記非水系光硬化型インク組成物をLED照射により紫外線を照射して硬化する工程を備える、請求項1〜14のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  16. 前記非水系光硬化型インク組成物が、2官能以上の(メタ)アクリレートをインク組成物の総質量に対して15〜50質量%含む請求項1〜15のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  17. 前記非水系光硬化型インク組成物が、単官能(メタ)アクリレートを含む請求項1〜16のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  18. 前記非水系光硬化型インク組成物が、ラジカル重合性化合物をインク組成物の総質量に対して50質量%以上含む請求項1〜17のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  19. 請求項1〜18のいずれか1項に記載の前記インクジェット記録方法で記録を行う、インクジェット記録装置。
JP2013169299A 2013-03-29 2013-08-17 インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置 Active JP6303327B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013169299A JP6303327B2 (ja) 2013-03-29 2013-08-17 インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
US14/227,145 US9505221B2 (en) 2013-03-29 2014-03-27 Ink jet recording method and ink jet recording apparatus

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013071599 2013-03-29
JP2013071599 2013-03-29
JP2013100997 2013-05-13
JP2013100997 2013-05-13
JP2013169299A JP6303327B2 (ja) 2013-03-29 2013-08-17 インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017247343A Division JP2018099890A (ja) 2013-03-29 2017-12-25 インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014240177A JP2014240177A (ja) 2014-12-25
JP6303327B2 true JP6303327B2 (ja) 2018-04-04

Family

ID=51620436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013169299A Active JP6303327B2 (ja) 2013-03-29 2013-08-17 インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9505221B2 (ja)
JP (1) JP6303327B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023032405A1 (ja) 2021-08-30 2023-03-09 富士フイルム株式会社 液体供給装置、液体吐出システム、印刷システム及び液体循環方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011024328A1 (ja) * 2009-08-31 2011-03-03 ローランドディー.ジー.株式会社 インクジェット式記録装置、その制御用コンピュータプログラム、およびその使用方法
WO2015136694A1 (ja) * 2014-03-14 2015-09-17 東洋インキScホールディングス株式会社 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ組成物
JP6233144B2 (ja) * 2014-03-31 2017-11-22 東洋インキScホールディングス株式会社 活性エネルギー線硬化型インキ組成物および印刷物
JP2016172336A (ja) * 2015-03-16 2016-09-29 セイコーエプソン株式会社 インクジェット記録方法
JP2017007130A (ja) * 2015-06-18 2017-01-12 東芝テック株式会社 インクジェット記録装置及びインクジェット記録装置のメンテナンス方法
JP6501651B2 (ja) * 2015-06-26 2019-04-17 理想科学工業株式会社 非水系インクジェット印刷方法
US10300706B2 (en) * 2016-12-22 2019-05-28 Ricoh Company, Ltd. Ink including silver particle and water, inkjet printing device including ink, and inkjet printing method using ink
JP7037433B2 (ja) * 2017-11-29 2022-03-16 株式会社ミマキエンジニアリング インクジェット記録装置
JP7114958B2 (ja) * 2018-03-16 2022-08-09 株式会社リコー 硬化型組成物、硬化型インク、硬化物、収容容器、液体吐出装置、及び液体吐出方法
JP2019155858A (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 株式会社リコー 白色硬化型組成物、白色硬化型インク、収容容器、及び液体吐出装置、及び液体吐出方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01180351A (ja) * 1988-01-12 1989-07-18 Seiko Epson Corp インク貯留装置
JP2000085153A (ja) * 1998-07-15 2000-03-28 Seiko Epson Corp インクジェット記録装置及びその初期充填方法
JP2006159722A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Canon Inc インクジェット記録装置
JP2007045936A (ja) 2005-08-10 2007-02-22 Konica Minolta Holdings Inc インクジェット用インク、インクジェット用インクセット及びインクジェット記録方法
JP2007283753A (ja) * 2006-03-20 2007-11-01 Seiko Epson Corp インク収容体及び保存方法
JP5315975B2 (ja) * 2008-12-19 2013-10-16 セイコーエプソン株式会社 ノズル基板、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置並びにこれらの製造方法
JP5225156B2 (ja) * 2009-02-27 2013-07-03 富士フイルム株式会社 活性放射線硬化型インクジェット記録用インク組成物、インクジェット記録方法及び印刷物
JP2011195686A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Fujifilm Corp インクジェット記録用インクセット及び画像形成方法
JP5664461B2 (ja) * 2011-06-08 2015-02-04 セイコーエプソン株式会社 光硬化型インクジェット記録用インク組成物、並びにその保存方法及び保存容器
JP5486556B2 (ja) * 2011-06-28 2014-05-07 富士フイルム株式会社 インク組成物、インク容器及びインクジェット記録方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023032405A1 (ja) 2021-08-30 2023-03-09 富士フイルム株式会社 液体供給装置、液体吐出システム、印刷システム及び液体循環方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014240177A (ja) 2014-12-25
US20140292962A1 (en) 2014-10-02
US9505221B2 (en) 2016-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6303327B2 (ja) インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
JP6798943B2 (ja) インクジェット記録装置、インクジェット記録方法
JP6142506B2 (ja) インクジェットインク組成物、インク収容体、インクジェット記録方法
JP6760352B2 (ja) インクジェット記録方法、インクジェット記録装置
US9493667B2 (en) UV curable ink jet recording ink composition, ink container and ink jet recording apparatus
JP5910167B2 (ja) インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
JP2021038345A (ja) インクセットおよびインクジェット方法
JP2020131490A (ja) 記録装置及び記録装置のメンテナンス方法
US9272527B2 (en) Ink jet method, ink jet apparatus, and ink jet composition storing body
JP6288236B2 (ja) 紫外線硬化型インクジェット記録用インク組成物、インク収容体、及びインクジェット記録装置
JP6551486B2 (ja) インク収容体、インクジェット記録方法
CN111546774B (zh) 喷墨方法、喷墨装置、喷墨头以及喷墨用组件
US10259235B2 (en) Ink jet method and ink jet apparatus
JP2018099890A (ja) インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
CN111546776B (zh) 喷墨方法以及喷墨装置
JP6369584B2 (ja) インクジェット記録方法
JP2021095508A (ja) インクセット及びインクジェット方法
JP2016147436A (ja) インクジェット方法及びインクジェット装置
JP6226011B2 (ja) インク収容体、インクジェット記録方法
JP2022015456A (ja) インクジェット方法
JP6326925B2 (ja) 放射線硬化型インクジェット組成物、放射線硬化型インクジェット組成物収容体、インクジェット方法、放射線硬化型インクジェット組成物の製造方法
JP2016150499A (ja) メンテナンス方法及び吐出装置
JP2022099495A (ja) インクセット及びインクジェット記録方法
JP2021102692A (ja) インクセット及びインクジェット方法
JP2017001284A (ja) インク収容容器及びインクジェット記録装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20150113

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160324

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20160616

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20160624

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170426

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170926

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171215

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20171225

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180219

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6303327

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150