| 【発明の名称】 |
画像形成方法、インク、最終印刷物及び、記録装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】高林 敏行
【住所又は居所】東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会社内
【氏名】松島 幸治
【住所又は居所】東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】あらゆる記録材料に対しても高精細な画像を再現できるインクジェット記録による画像形成方法、インク、最終印刷物及び記録装置を提供する。
【解決手段】選択的にインク滴の吐出制御可能な複数のノズルを有する記録ヘッドで、活性光線照射により硬化するインクを吐出する画像形成方法において、記録材料の種類によって、インク着弾後の活性光線照射条件を変えることを特徴とする画像形成方法。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 選択的にインク滴の吐出制御可能な少なくとも一つのノズルを有する記録ヘッドで、活性光線により硬化するインクを記録材料面に吐出する画像形成方法において、インク着弾後の活性光線の照射条件を任意に可変する手段を有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】 インク着弾後に照射する活性光線の照射時間を任意に変えることを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項３】 インク着弾後に照射する活性光線の照射タイミングを任意に変えることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成方法。
【請求項４】 インク着弾後に照射する活性光線の照射強度を任意に変えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項５】 インク着弾後に照射する活性光線の照射エネルギーを任意に変えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項６】 インク着弾後に照射する光源の種類を任意に変えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項７】 インク着弾後に照射する活性光線の照射面積を任意に変えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項８】 インク着弾後に照射する活性光線の記録材料面に対する入射角度を任意に変えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項９】 インク着弾後に照射する活性光線の波長特性を任意に変えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項１０】 記録材料の種類によって、照射条件を任意に変えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項１１】 画像形成環境の温度、湿度及び気圧から選ばれる少なくとも１つの条件によって、照射条件を任意に変えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項１２】 画像形成環境の温度、湿度及び気圧から選ばれる少なくとも１つの変動に応じた入力手段を有し、入力に応じて照射条件を任意に変えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項１３】 形成する画像データに応じて、照射条件を任意に変えることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項１４】 総インク吐出量に応じて、照射条件を任意に変えることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項１５】 単位面積当たりのインク吐出量に応じて、照射条件を任意に変えることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項１６】 色別のインク吐出量に応じて、照射条件を任意に変えることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項１７】 吐出する色の順番に応じて、照射条件を任意に変えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項１８】 画像解像度に応じて、照射条件を任意に変えることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項１９】 インクの種類によって、照射条件を任意に変えることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項２０】 インクの粘度によって、照射条件を任意に変えることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項２１】 インクの表面張力によって、照射条件を任意に変えることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項２２】 インクの分光感度によって、照射条件を任意に変えることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項２３】 照射条件を設定するためのインプット情報が、バーコードであることを特徴とする請求項１０〜２２のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項２４】 照射条件を設定するためのインプット情報が、フロントから流されることを特徴とする請求項１０〜２２のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項２５】 照射条件を設定するためのインプット情報が、マニュアル入力されることを特徴とする請求項１０〜２２のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項２６】 照射条件がマニュアル入力されることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項２７】 吸光波長の異なる２種以上の光開始剤を併用することを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項記載の画像形成方法に用いられるインク。
【請求項２８】 光重合性単官能モノマーまたはオリゴマーと、光重合性二官能モノマーまたはオリゴマー、及び、光重合性多官能モノマーまたはオリゴマーを、それぞれ少なくとも一種以上併用することを特徴とする請求項２７記載のインク。
【請求項２９】 ２５℃における粘度が３５〜２００ｍＰ・ｓであることを特徴とする請求項２７又は２８記載のインク。
【請求項３０】 請求項１〜２６のいずれか１項記載の記録材料がプラスチックフィルムであることを特徴とする最終印刷物。
【請求項３１】 請求項１〜２６のいずれか１項記載の記録材料がシュリンクフィルムであることを特徴とする最終印刷物。
【請求項３２】 請求項１〜２６のいずれか１項記載の記録材料が粘着ラベルであることを特徴とする最終印刷物。
【請求項３３】 照射条件を任意に可変する手段を有することを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項記載の画像形成方法に用いられる記録装置。
【請求項３４】 記録ヘッド及びインクを４０〜１００℃に加熱する手段を有することを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項記載の画像形成方法に用いられる記録装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、あらゆる記録材料に高精細な画像を再現できるインクジェット記録方法による画像形成方法、インク、最終印刷物及び記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、インクジェット記録方式は簡便・安価に画像を作製出来るため、写真、各種印刷、マーキング、カラーフィルター等の特殊印刷など、様々な印刷分野に応用されてきている。特に微細なドットを出射・制御する記録装置、色再現域・耐久性・出射適性を改善したインク、およびインクの吸収性・色材の発色性・表面光沢などを飛躍的に向上させた専用紙を用い、銀塩写真に匹敵する画質を得ることも可能となっている。今日のインクジェット記録方式の画質向上は記録装置、インク、専用紙が全て揃って初めて達成されている。
【０００３】しかしながら専用紙が必要なインクジェットシステムは記録媒体が制限されること、記録媒体のコストアップが問題となる。そこで専用紙と異なる被転写媒体へインクジェット方式により記録する試みが多数なされている。具体的には、室温で固形のワックスインクを用いる相変化インクジェット方式、速乾性の有機溶剤を主体としたインクを用いる、ソルベント系インクジェット方式や、記録後ＵＶ光により架橋させるＵＶインクジェット方式などである。
【０００４】中でもＵＶインクジェット方式はソルベント系インクジェット方式に比べ比較的低臭気であり、速乾性、インク吸収性の無い記録媒体への記録が出来る点で、近年注目されつつある。特公平５−５４６６７号、特開平６−２００２０４号、特表２０００−５０４７７８号において、紫外線硬化型インクジェットインクが開示されている。
【０００５】しかしながら、これらのインクを用いたとしても、記録材料の種類や作業環境によって、着弾後のドット径が大きく変化してしまい、すべての記録材料に対して高精細な画像を形成することは不可能だった。また、画像解像度やインク吐出量、インクの種類、インク物性が異なっても同じ照射条件で硬化させるため、高精細な画像を形成することは不可能であった。
【０００６】更には、上記因子により画質だけでなく、インク収縮により記録材料がカールしてしまうなどの問題もあった。
【０００７】特に食品包装をはじめとする軟包装で使われる薄膜プラスチックフィルムや、粘着ラベルなどでは、記録材料によって表面エネルギーが大きく異なることが多く、インクの濡れ性が大きく変わることでドット径が全く変わってしまい、また、インク収縮の仕方も大きく変わり記録材料がカールしてしまう。
【０００８】上記課題があるため、軟包装材料への印刷にはＵＶインクジェット方式は実用化されていないのが現状である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、あらゆる記録材料に対しても高精細な画像を再現できるインクジェット記録による画像形成方法、インク、最終印刷物及び記録装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、以下の構成によって達成された。
【００１１】１．選択的にインク滴の吐出制御可能な少なくとも一つのノズルを有する記録ヘッドで、活性光線により硬化するインクを記録材料面に吐出する画像形成方法において、インク着弾後の活性光線の照射条件を任意に可変する手段を有することを特徴とする画像形成方法。
【００１２】２．インク着弾後に照射する活性光線の照射時間を任意に変えることを特徴とする前記１記載の画像形成方法。
【００１３】３．インク着弾後に照射する活性光線の照射タイミングを任意に変えることを特徴とする前記１又は２記載の画像形成方法。
【００１４】４．インク着弾後に照射する活性光線の照射強度を任意に変えることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００１５】５．インク着弾後に照射する活性光線の照射エネルギーを任意に変えることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００１６】６．インク着弾後に照射する光源の種類を任意に変えることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００１７】７．インク着弾後に照射する活性光線の照射面積を任意に変えることを特徴とする前記１〜６のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００１８】８．インク着弾後に照射する活性光線の記録材料面に対する入射角度を任意に変えることを特徴とする前記１〜７のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００１９】９．インク着弾後に照射する活性光線の波長特性を任意に変えることを特徴とする前記１〜８のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００２０】１０．記録材料の種類によって、照射条件を任意に変えることを特徴とする前記１〜９のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００２１】１１．画像形成環境の温度、湿度及び気圧から選ばれる少なくとも１つの条件によって、照射条件を任意に変えることを特徴とする前記１〜１０のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００２２】１２．画像形成環境の温度、湿度及び気圧から選ばれる少なくとも１つの変動に応じた入力手段を有し、入力に応じて照射条件を任意に変えることを特徴とする前記１〜１０のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００２３】１３．形成する画像データに応じて、照射条件を任意に変えることを特徴とする前記１〜１２のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００２４】１４．総インク吐出量に応じて、照射条件を任意に変えることを特徴とする前記１〜１３のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００２５】１５．単位面積当たりのインク吐出量に応じて、照射条件を任意に変えることを特徴とする前記１〜１４のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００２６】１６．色別のインク吐出量に応じて、照射条件を任意に変えることを特徴とする前記１〜１５のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００２７】１７．吐出する色の順番に応じて、照射条件を任意に変えることを特徴とする前記１〜１６のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００２８】１８．画像解像度に応じて、照射条件を任意に変えることを特徴とする前記１〜１７のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００２９】１９．インクの種類によって、照射条件を任意に変えることを特徴とする前記１〜１８のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００３０】２０．インクの粘度によって、照射条件を任意に変えることを特徴とする前記１〜１９のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００３１】２１．インクの表面張力によって、照射条件を任意に変えることを特徴とする前記１〜２０のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００３２】２２．インクの分光感度によって、照射条件を任意に変えることを特徴とする前記１〜２１のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００３３】２３．照射条件を設定するためのインプット情報が、バーコードであることを特徴とする前記１０〜２２のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００３４】２４．照射条件を設定するためのインプット情報が、フロントから流されることを特徴とする前記１０〜２２のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００３５】２５．照射条件を設定するためのインプット情報が、マニュアル入力されることを特徴とする前記１０〜２２のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００３６】２６．照射条件がマニュアル入力されることを特徴とする前記１〜２２のいずれか１項記載の画像形成方法。
【００３７】２７．吸光波長の異なる２種以上の光開始剤を併用することを特徴とする前記１〜２６のいずれか１項記載の画像形成方法に用いられるインク。
【００３８】２８．光重合性単官能モノマーまたはオリゴマーと、光重合性二官能モノマーまたはオリゴマー、及び、光重合性多官能モノマーまたはオリゴマーを、それぞれ少なくとも一種以上併用することを特徴とする前記２７記載のインク。
【００３９】２９．２５℃における粘度が３５〜２００ｍＰ・ｓであることを特徴とする前記２７又は２８記載のインク。
【００４０】３０．前記１〜２６のいずれか１項記載の記録材料がプラスチックフィルムであることを特徴とする最終印刷物。
【００４１】３１．前記１〜２６のいずれか１項記載の記録材料がシュリンクフィルムであることを特徴とする最終印刷物。
【００４２】３２．前記１〜２６のいずれか１項記載の記録材料が粘着ラベルであることを特徴とする最終印刷物。
【００４３】３３．照射条件を任意に可変する手段を有することを特徴とする前記１〜２６のいずれか１項記載の画像形成方法に用いられる記録装置。
【００４４】３４．記録ヘッド及びインクを４０〜１００℃に加熱する手段を有することを特徴とする前記１〜２６のいずれか１項記載の画像形成方法に用いられる記録装置。
【００４５】本発明を更に詳しく説明する。本発明において用いるインクジェット記録用インクは少なくとも重合性モノマー、開始剤から構成される。
【００４６】画像形成方法本発明の画像形成方法ではインク組成物をインクジェット記録方式により記録材料上に吐出、描画し、次いで紫外線などの活性光線を照射してインクを硬化させる。
【００４７】インクの吐出条件としては、ヘッド及びインクを４０〜１００℃に加熱し、インク粘度を下げて吐出することが吐出安定性の点で好ましい。活性光線硬化型インクは、概して水性インクより粘度が高いため、温度変動による粘度変動幅が大きい。粘度変動はそのまま液滴サイズ、液滴吐出速度に大きく影響を与え、画質劣化を起こすため、インク温度を出来るだけ一定に保つことが必要である。インク温度の制御幅は設定温度±５℃、好ましくは設定温度±２℃、更に好ましくは設定温度±１℃である。
【００４８】そして、重要なプロセスが照射条件である。基本的な照射方法は、特開昭６０−１３２７６７号に開示されている。これによると、ヘッドユニットの両側に光源を設け、シャトル方式でヘッドと光源を走査する。照射は、インク着弾後、一定時間を置いて行われることになる。更に、駆動を伴わない別光源によって硬化を完了させる。米国特許第６，１４５，９７９号では、照射方法として、光ファイバーを用いた方法や、コリメートされた光源をヘッドユニット側面に設けた鏡面に当て、記録部へＵＶ光を照射する方法が開示されている。本発明の画像形成方法においては、これらのいずれの照射方法も用いることが可能である。
【００４９】本発明においては、照射条件を任意に可変する手段をもつ。具体的には、インク着弾後に照射する照射時間、照射タイミング、照射強度、照射エネルギー、照射する光源の種類、照射面積、記録材料面に対する活性光線の入射角度、照射する活性光線の波長特性を可変する手段を持つことが好ましい。更に、各条件を組み併せて変えることも好ましい。
【００５０】照射時間については、０．０５〜９０秒の範囲で調整することが好ましい。照射タイミングについてはインク着弾後０．０１〜５秒の範囲で調整することが好ましい。照射強度については、照射する活性光線のピーク波長において０．１〜５０００ｍＷ／ｃｍ2の範囲で調整することが好ましい。照射エネルギーについては、照射する活性光線のピーク波長において２０〜５００ｍＪ／ｃｍ2の範囲で調整することが好ましい。照射する光源の種類については、ＵＶ−Ａ，ＵＶ−Ｂ，ＵＶ−Ｃなどの紫外線、真空紫外線、可視光の他、γ線、β線などを用いることが出来る。紫外線の例としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、無電極ＵＶランプ、ＵＶレーザー、キセノンランプ、捕虫灯、冷陰極管、殺菌灯、ＬＥＤを用いることが出来るが、これらに限定されない。照射光量を上げる為には、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、無電極ＵＶランプ、ＵＶレーザー、キセノンランプ、などを用い、あまり光量を必要としない場合には、捕虫灯、冷陰極菅、殺菌灯、ＬＥＤなどを用いる。照射面積については、例えば記録ヘッドユニットの両側に光源を設け、シャトル方式でヘッドと光源を走査するような照射面積の小さい場合、記録ヘッド上に線光源を数本並べて１画像全体を面露光する照射面積の大きい場合、記録材料の巾より少し長い線光源を記録材料の搬送方向垂直に設置し一定間隔照射する場合などがある。活性光線の記録材料に対する入射角度については、１０〜９０度の範囲で調整することが好ましい。基本的には記録材料に垂直（９０度）に照射するが、記録ヘッド横から斜めに照射し（記録材料に対する入射角５度〜９０度弱）インク着弾とほぼ同時に活性光線を照射できることが好ましい。照射する活性光線の波長特性としては、波長ピークが２００〜４５０ｎｍの範囲で調整することが好ましい。例えば、２段階に分けて照射を行う場合、着弾直後は、相対的に短波長（２００〜３００ｎｍ）成分の多い光を照射しインク表面を選択的に硬化することでドット径の拡がりを抑制し、その後の照射では長波長成分（３００〜４５０ｎｍ）の多い光を照射しインク内部まで硬化してインク膜強度及び記録材料への密着性を確保する、といった硬化のさせ方が可能となる。この照射方法により、あらゆる記録材料に対しても高精細な画像を形成することが可能となるばかりでなく、硬化によるインクの収縮および発生する反応熱を２段階に分散させることで、急激なインク収縮、発熱を防ぎ、カール防止を行うことが可能となる。
【００５１】本発明においては、表面の濡れ性や吸水性、及び、厚さが異なる様々な記録材料に対しても、着弾したインクのドット径を一定に保ち高精彩な画像を形成し、かつ、インクの収縮により記録材料がカールしないようにするために、記録材料の種類によって、照射条件を変えることが好ましい。
【００５２】例えば、表面の濡れ性の良い記録材料や多孔質な記録材料の場合には、瞬時に着弾後のドットの拡がりを抑制するように照射条件を設定し、表面の濡れ性の悪い記録材料の場合には、着弾後しばらくドットが広がるように調整する。また、記録材料によって、光源の熱に対する耐性が異なり、記録材料が熱で収縮しないように照射条件を調整する。従来のＵＶインクジェット方式では、上記調整は不十分であり、記録材料の種類により、ドット径がバラバラになったり記録材料がカールしてしまうことで、軟包装印刷やラベル印刷で使用できるレベルではなかった。
【００５３】本発明においては、画像形成環境の温度及び／又は湿度及び／又は気圧によらずに、着弾したインクのドット径を一定に保ち高精彩な画像を形成し、かつ、インクの収縮により記録材料がカールしないようにするために、画像形成環境の温度及び／又は湿度及び／又は気圧によって、照射条件を変えることが好ましい。
【００５４】例えば、温度や湿度が高かったり気圧が低い場合、インクのドット径の拡がりを抑制するように照射条件を設定する。従来のＵＶインクジェット方式では、他のインクジェット方式と比較して、特に画像形成環境の温度及び／又は湿度及び／又は気圧による影響を受けやすく、ドット径がバラバラになったり記録材料がカールしてしまうことで、軟包装印刷やラベル印刷で使用できるレベルではなかった。
【００５５】本発明においては、形成する画像データに応じて、照射条件を変えることが好ましい。
【００５６】更に好ましくは、総インク吐出量に応じて、照射条件を変える。従来のＵＶインクジェット方式をはじめとする活性光線硬化インクジェット方式では、他のインクジェット方式と比較して、特に総インク吐出量による影響を受けやすく、ドット径がバラバラになったり記録材料がカールしてしまうことで、軟包装印刷やラベル印刷で使用できるレベルではなかった。
【００５７】また、更に好ましくは、形成する画像が大サイズな場合にも、部分的な調整も可能とするために、単位面積あたりのインク吐出量に応じて、照射条件を変える。
【００５８】更に好ましくは、色別のインク吐出量に応じて、照射条件を変える。従来のＵＶインクジェット方式をはじめとする活性光線硬化インクジェット方式特有の問題で、色により硬化特性が異なるため、重要な問題である。明度の低いインクを重ねると、下部のインクまで照射線が到達しにくく、硬化感度の阻害、残留モノマーの増加および臭気の発生、密着性の劣化が生じやすいためで、従来のＵＶインクジェット方式では解決することができなかった。
【００５９】更に好ましくは、吐出する色の順番に応じて、照射条件を変える。これも上記と同様で、従来のＵＶインクジェット方式をはじめとする活性光線硬化インクジェット方式特有の問題で、色により硬化特性が異なるため、高精細な画像を形成するためには照射条件を調整することが好ましい。照射は、全色を吐出した後まとめて露光することも可能だが、１色毎に露光するほうが、硬化促進の観点で好ましい。
【００６０】本発明においては、インクの種類によって、照射条件を変えることが好ましい。更に好ましくは、インクの粘度によって、照射条件を変える。従来技術としては、吐出安定性のためにインク粘度により記録ヘッド部の温度調整をすることはあったが、本発明においては、高精細な画像を形成するために、インクの粘度によって、インク着弾後の照射条件を変えることが好ましい。
【００６１】また、インクの表面張力によって、照射条件を変えることも好ましい。特に非吸収性の記録材料に画像を形成する場合には、インクの表面張力によってドットの拡がりが大きく変わってしまうため、積極的に照射条件を変えないと、高精細な画像を形成するのは難しい。従来のＵＶインクジェット方式をはじめとする活性光線硬化インクジェット方式で、非吸収性の記録材料に画像を形成する場合に、インクの表面張力により照射条件を変えることは成されていなかった。
【００６２】更に、インクの分光感度によって、照射条件を変えることも好ましい。分光感度はインク中の顔料の種類ばかりでなく、光開始剤の種類、光重合性モノマー及び／またはオリゴマーの種類などにより様々であり、分光感度に合わせて効率的に活性光線を照射することが好ましい。従来のＵＶインクジェット方式をはじめとする活性光線硬化インクジェット方式では、使用するインクの分光感度により照射条件を可変する手段を持っておらず、各記録装置毎に専用のインクを用いているのが通常であった。
【００６３】次に、本発明に用いられるインクについて説明する。本発明のインクに用いられる、重合性モノマーとしては、各種（メタ）アクリレートモノマーが使用出来る。例えば、イソアミルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、イソミルスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、２−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、２−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−アクリロイロキシエチルコハク酸、２−アクリロイロキシエチルフタル酸、２−アクリロイロキシエチル−２−ヒドロキシエチル−フタル酸、ラクトン変性可とう性アクリレート、ｔ−ブチルシクロヘキシルアクリレート等の単官能モノマー、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ビスフェノールＡのＥＯ付加物ジアクリレート、ビスフェノールＡのＰＯ付加物ジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート等の２官能モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、カウプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の三官能以上の多官能モノマーが挙げられる。
【００６４】この他、重合性のオリゴマー類も、モノマー同様に配合可能である。重合性オリゴマーとしては、エポキシアクリレート、脂肪族ウレタンアクリレート、芳香族ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、直鎖アクリルオリゴマー等が挙げられる。
【００６５】本発明においては、重合性のモノマーとして、単官能、二官能、三官能以上の多官能モノマーを併用することが特に好ましい。単官能モノマーは硬化時の収縮率を下げる効果が大きく、また低粘度でインクジェット記録時の吐出安定性が得られやすい。二官能モノマーは適度な感度と様々な記録材料への接着性に優れる。三官能以上の多官能モノマーは感度および硬化後の膜強度を得られる。これら三者を併用することで、硬化収縮によるカールや波打ちの防止、基材への接着性・追従性、高感度化・高画質化、が達成される。特に印刷後基材自体を収縮させるシュリンクフィルムの場合には非常に有効である。
【００６６】単官能モノマーはインク組成物全体の５〜４０質量％、二官能モノマーは５〜４０質量％、三官能以上の多官能モノマーは５〜３０質量％含有させることが好ましい。併用するモノマーは、その溶解性パラメーター（ＳＰ値）の最大値と最小値の差が、１以上である組合せが、様々な基材への接着性、硬化収縮起因のカールを防止する点で好ましい。更に好ましくは１．５以上である。
【００６７】なお、感作性、皮膚刺激性、眼刺激性、変異原性、毒性などの観点から、上記モノマーの中でも特に、イソアミルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、イソミルスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、イソボルニルアクリレート、ラクトン変性可とう性アクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、カウプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが好ましい。
【００６８】更にこの中でも、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、イソステアリルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、イソボルニルアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、カウプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが特に好ましい。
【００６９】光開始剤としては、アリールアルキルケトン、オキシムケトン、チオ安息香酸Ｓ−フェニル、チタノセン、芳香族ケトン、チオキサントン、ベンジルとキノン誘導体、ケトクマリン類などの従来公知の開始剤が使用出来る。開始剤については「ＵＶ・ＥＢ硬化技術の応用と市場」（シーエムシー出版、田畑米穂監修／ラドテック研究会編集）に詳しい。中でもアシルフォスフィンオキシドやアシルホスフォナートは、感度が高く、開始剤の光開裂により吸収が減少するため、インクジェット方式のように１色当たり５〜１２μｍの厚みを持つインク画像での内部硬化に特に有効である。具体的には、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイドなどが好ましい。
【００７０】また、前述のモノマー同様、安全性を考慮した選択では、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モリフォリノプロパン−１−オン、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（ダロキュア（Ｒ）１１７３）が好適に用いられる。好ましい添加量は、インク組成物全体の１〜６質量％、好ましくは２〜５質量％である。本発明では、あらゆる記録材料に対しても高精細な画像を再現する目的から、波長または強度を変えて２段階に照射を分けることが好ましく、開始剤についても吸光波長の異なる２種以上を併用することが特に好ましい。
【００７１】この他、インク組成物を着色する場合は、色材を添加する。色材としては、重合性化合物の主成分に溶解または分散できる色材が使用出来るが、耐候性の点で顔料が好ましい。顔料としてはＣ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ−１，３，１２，１３，１４，１７，８１，８３，８７，９５，１０９，４２、Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ−１６，３６，３８、Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ−５，２２，３８，４８：１，４８：２，４８：４，４９：１，５３：１，５７：１，６３：１，１４４，１４６，１８５，１０１、Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ−１９，２３、Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ−１５：１，１５：３，１５：４，１８，６０，２７，２９、Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ−７，３６、Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｗｈｉｔｅ−６，１８，２１、Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ−７、が使用出来るが、これに限られる訳ではない。
【００７２】また、本発明において、プラスチックフィルムのような透明基材での色の隠蔽性を上げる為に、白インクを用いることが好ましい。
【００７３】顔料の分散には、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等を用いることができる。また、顔料の分散を行う際に分散剤を添加することも可能である。分散剤は高分子分散剤を用いることが好ましい。好ましい高分子分散剤としてはＡｖｅｃｉａ社のＳｏｌｓｐｅｒｓｅシリーズが挙げられる。また、分散助剤として、各種顔料に応じたシナージストを用いることも可能である。これらの分散剤および分散助剤は、顔料１００質量部に対し、１〜５０質量部添加することが好ましい。分散媒体は溶剤または重合性化合物で行うが、本発明に用いる照射線硬化型インクは、インク着弾直後に反応・硬化させるため、無溶剤であることが好ましい。溶剤が硬化画像に残ってしまうと、耐溶剤性の劣化、残留する溶剤のＶＯＣの問題が生じる。よって、分散媒体は溶剤では無く重合性化合物、その中でも最も粘度の低いモノマーを選択することが分散適性上好ましい。
【００７４】分散は、平均粒径を０．０８〜０．５μｍとすることが好ましく、最大粒径は０．３〜１０μｍ、好ましくは０．３〜３μｍとなるよう、顔料、分散剤、分散媒体の選定、分散条件、ろ過条件を設定する。この粒径管理によって、ヘッドノズルの詰まりを抑制し、インクの保存安定性、インク透明性および硬化感度を維持することが出来る。色材はインク全体の１質量％乃至１０質量％の添加量が好ましい。
【００７５】その他の成分インク組成物の保存性を高めるために、重合禁止剤を２００〜２００００ｐｐｍ添加することが出来る。紫外線硬化型のインクは加熱、低粘度化して吐出することが好ましいので、熱重合によるヘッド詰まりを防ぐためにも重合禁止剤を入れることが好ましい。
【００７６】この他に、必要に応じて界面活性剤、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類を添加することが出来る。記録媒体との密着性を改善するため、極微量の有機溶剤を添加することも有効である。この場合、耐溶剤性やＶＯＣの問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その量は０．１〜５％、好ましくは０．１〜３％である。
【００７７】また、インク色材による遮光効果のため、感度を防ぐ手段として、開始剤寿命の長いカチオン重合性モノマーと開始剤を組み合わせ、ラジカル・カチオンのハイブリッド型硬化インクとすることも可能である。
【００７８】本発明において、２５℃におけるインク粘度が３５〜２００ｍＰ・ｓのインクを用いることが好ましい。このようなインクを用いて、上述のような照射条件を変えることで、着弾したインクのドット径を一定に保つことが容易で、画質が向上する。
【００７９】また、吐出性を考慮し吐出時の温度で、好ましくは７〜３０ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは７〜２０ｍＰａ・ｓとなるよう、組成比を決める。表面張力は好ましくは２〜３μＮ／ｃｍ、更に好ましくは２．３〜２．８μＮ／ｃｍである。
【００８０】記録材料としては、通常の非コート紙、コート紙などの他、いわゆる軟包装に用いられる各種プラスチックおよびそのフィルムを用いることが出来る。各種プラスチックフィルムとしては、例えばＰＥＴフィルム、ＯＰＳフィルム、ＯＰＰフィルム、ＯＮｙフィルム、ＰＶＣフィルム、ＰＥフィルム、ＴＡＣフィルムがある。その他のプラスチックとしては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＡＢＳ、ポリアセタール、ＰＶＡ、ゴム類などが使用出来る。また、金属類や、ガラス類にも適用可能である。
【００８１】これらの記録材料の中でも、特に熱でシュリンク可能な、ＰＥＴフィルム、ＯＰＳフィルム、ＯＰＰフィルム、ＯＮｙフィルム、ＰＶＣフィルムへ画像を形成する場合に本発明の構成は有効となる。これらの基材は、インクの硬化収縮、硬化反応時の発熱などにより、フィルムのカール、変形が生じやすいばかりでなく、インク膜が基材の収縮に追従し難い。
【００８２】また、表面が上記のような多種多様の素材でコートされている粘着ラベルへの画像形成の場合も、本発明は特に有効である。
【００８３】本発明において、包装の費用や生産コスト等の基材のコスト、プリントの作製効率、各種のサイズのプリントに対応できる等の点で、長尺（ウェブ）な基材を使用する方が有利である。
【００８４】本発明においては、照射条件を設定するためのインプット情報が、バーコードであることが好ましい。例えば、記録材料の種類毎にバーコードを設定し、記録装置に記録材料をセットすると自動的に照射条件が選択される場合などがある。また、インクの種類毎にバーコードを設定し、インクタンクをセットすると自動的に照射条件が選択される場合などがあるが、これらに限定されない。
【００８５】本発明においては、照射条件を設定するためのインプット情報が、フロントから流されることが好ましい。例えば、フロントで画像データにより総インク吐出量、単位面積あたりのインク吐出量、色別のインク吐出量、吐出する色の順番、解像度などを認識し、それに応じた照射条件が選択される場合などがあるが、これらに限定されない。
【００８６】本発明においては、照射条件を設定するためのインプット情報が、マニュアル入力されることが好ましい。例えば、画像形成環境の温度・湿度・気圧を検知し、その結果に応じて照射条件をマニュアル入力する場合などがあるが、これらに限定されない。
【００８７】また、本発明においては照射条件がマニュアル入力されることが好ましい。特に、試し刷りを行った後に、微調整をマニュアル入力でおこなう場合などに有効である。
【００８８】
【実施例】実施例１インク組成表１〜４記載のインク組成物を得た。
【００８９】
【表１】
【００９０】表１のインク組成物の２５℃及び７０℃における粘度はそれぞれ１２０ｍＰａ・ｓ及び１７ｍＰａ・ｓ、表面張力は３００μＮであった。
【００９１】
【表２】
【００９２】表２のインク組成物の２５℃及び７０℃における粘度はそれぞれ１００ｍＰａ・ｓ及び１５ｍＰａ・ｓ、表面張力は２８０μＮであった。
【００９３】
【表３】
【００９４】表３のインク組成物の２５℃及び７０℃における粘度はそれぞれ１４０ｍＰａ・ｓ及び２０ｍＰａ・ｓ、表面張力は２６０μＮであった。
【００９５】
【表４】
【００９６】表４のインク組成物の２５℃及び７０℃における粘度はそれぞれ８０ｍＰａ・ｓ及び１５ｍＰａ・ｓ、表面張力は３２０μＮであった。
【００９７】尚、インク粘度は、２５℃及び７０℃における溶融粘度を回転粘度計（トキメック製ＥＤＬモデル）を用いて測定した。又、インク表面張力は、白金薄膜プレートを用いてＷｉｌｈｅｌｍｙ法で測定を行った。
【００９８】インクジェット記録ピエゾ型インクジェットノズルを用いたインクジェット記録装置によって、表３に記載の巾６００ｍｍの各種記録材料へ記録を行った。インク供給系は、インクタンク、供給パイプ、ヘッド直前の前室インクタンク、フィルター付き配管、ピエゾヘッドから成り、前室タンクからヘッド部分まで断熱および加温を行った。温度センサーは前室タンクおよびピエゾヘッドのノズル付近にそれぞれ設け、ノズル部分が常に７０℃±２℃となるよう、温度制御を行った。ピエゾヘッドは、８〜３０ｐｌのマルチサイズドットを７２０×７２０ｄｐｉ（ｄｐｉとは１インチ、即ち２．５４０ｃｍ当たりのドット数を表す）の解像度で吐出できるよう駆動し、吐出した。着弾後の照射条件等は表５〜９に示す通りとした。
【００９９】本発明の構成については、記録材料の種類はバーコードにより認識され、照射条件を設定した。画像形成時の環境は、２５℃、ＲＨ４８％、気圧１０２０ｈＰａであった。
【０１００】
【表５】
【０１０１】評価項目［文字品質］目標Ｋ濃度で８ポイント文字を印字し文字のガサツキ、及び各色１ドットの形状をルーペで拡大評価した。
◎・・・ガサツキがなく、ドット形状が真円○・・・僅かにガサツキが見える。ドット形状は真円△・・・ガサツキが見え、ドット形状がやや乱れる（ギリギリ使えるレベル）
×・・・ガサツキが見え、ドット形状も悪い。
【０１０２】［色混じり（にじみ）］Ｍの目標濃度ベタ上に８ポイント文字を配した画像パターン及び各色１ｄｏｔを出力し、１０分後の品質をルーペで拡大し、目視評価した。
◎・・・にじみがなく、ドット形状が真円○・・・僅かににじみが見える。ドット形状は真円△・・・にじみが見え、ドット形状がやや乱れる（ギリギリ使えるレベル）
×・・・にじみが見え、ドット形状も悪い。
【０１０３】［印刷物しわ、カール］印刷直後に印刷物を手に取り、照射・硬化によりしわやカールが発生していないかを目視評価した。
○・・・良好△・・・やや良好（なんとか実用に耐えられるレベル）
×・・・悪い、印刷物にしわがよりカールも見られる。
【０１０４】
【表６】
【０１０５】
【表７】
【０１０６】
【表８】
【０１０７】
【表９】
【０１０８】表６〜９から明らかなように、本発明の構成は、種々の記録材料に対して、記録材料にしわ・カールを生じることなく、高精細な画像を形成できる。
【０１０９】実施例２画像を形成する環境の温度・湿度・気圧を表１０に示す通りに変え、記録材料としてＰＥＴを用いた以外は、実施例１の場合と同様にして評価を行った。本発明の構成については、マニュアル入力により照射条件を設定した。評価結果等を表１０〜１２に示す。
【０１１０】
【表１０】
【０１１１】
【表１１】
【０１１２】
【表１２】
【０１１３】表１０〜１２から明らかなように、本発明の構成は、画像形成環境を変えても、記録材料にしわ・カールを生じることなく、高精細な画像を形成できる。
【０１１４】実施例３本発明のより好ましいインク１の組成を表１３〜１８に示す通りにかえて本発明のより好ましいインク４〜９を作製し、記録材料としてシュリンクＯＰＳを用いた以外は、実施例１の場合と同様に評価を行った。本発明の構成については、マニュアル入力により照射条件を設定した。評価結果等を表１９及び２０に示す。
【０１１５】
【表１３】
【０１１６】表１３のインク組成物の２５℃及び７０℃における粘度はそれぞれ１６０ｍＰａ・ｓ及び２０ｍＰａ・ｓ、表面張力は２００μＮであった。
【０１１７】
【表１４】
【０１１８】表１４のインク組成物の２５℃及び７０℃における粘度はそれぞれ８０ｍＰａ・ｓ及び１３ｍＰａ・ｓ、表面張力は３１０μＮであった。
【０１１９】
【表１５】
【０１２０】表１５のインク組成物の２５℃及び７０℃における粘度はそれぞれ１２０ｍＰａ・ｓ及び１７ｍＰａ・ｓ、表面張力は２２０μＮであった。
【０１２１】
【表１６】
【０１２２】表１６のインク組成物の２５℃及び７０℃における粘度はそれぞれ１２０ｍＰａ・ｓ及び１７ｍＰａ・ｓ、表面張力は４３０μＮであった。
【０１２３】
【表１７】
【０１２４】表１７のインク組成物の２５℃及び７０℃における粘度はそれぞれ１２０ｍＰａ・ｓ及び１７ｍＰａ・ｓ、表面張力は３００μＮであった。
【０１２５】
【表１８】
【０１２６】表１８のインク組成物の２５℃及び７０℃における粘度はそれぞれ１２０ｍＰａ・ｓ及び１７ｍＰａ・ｓ、表面張力は３００μＮであった。
【０１２７】
【表１９】
【０１２８】
【表２０】
【０１２９】表１９及び２０から明らかなように、本発明の構成は、インク構成を変えても、記録材料にしわ・カールを生じることなく、高精細な画像を形成できる。
【０１３０】実施例４表２１〜２３に示す単位面積あたりのインク量、色別のインク量及び画像解像度になるように８〜４０ｐｌのマルチサイズドットで吐出できるように駆動し、吐出し、記録材料としてＯｎｙを用いる以外は、実施例１の場合と同様に評価を行った。形成する画像のサイズは０．１ｍ2のものにした。本発明の構成については、フロントから流れる画像データより上記データを読み込み、照射条件を設定した。評価結果等を表２１〜２３に示す。
【０１３１】
【表２１】
【０１３２】
【表２２】
【０１３３】
【表２３】
【０１３４】表２１〜２３から、本発明の構成は形成する画像に関係なく、記録材料にしわ・カールを生じることなく、高精細な画像を形成できる。
【０１３５】
【発明の効果】本発明により、あらゆる記録材料に対しても高精細な画像を再現できるインクジェット記録による画像形成方法、インク、最終印刷物及び記録装置を提供することができた。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１２７０
【氏名又は名称】コニカ株式会社
【住所又は居所】東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号
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| 【出願日】 |
平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１９１５９４（Ｐ２００３−１９１５９４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年７月９日（２００３．７．９） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３９３９５８（Ｐ２００１−３９３９５８） |
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