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特許7571481インクジェット印刷装置、インクジェット印刷方法、及び印刷画像の光沢度制御方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-15
(45)【発行日】2024-10-23
(54)【発明の名称】インクジェット印刷装置、インクジェット印刷方法、及び印刷画像の光沢度制御方法
(51)【国際特許分類】
   B41J 2/01 20060101AFI20241016BHJP
   C09D 11/30 20140101ALI20241016BHJP
   B41J 2/14 20060101ALI20241016BHJP
   B41M 5/00 20060101ALI20241016BHJP
【FI】
B41J2/01 125
C09D11/30
B41J2/01 123
B41J2/01 501
B41J2/14 613
B41M5/00 120
B41M5/00 100
B41J2/14 501
【請求項の数】 13
(21)【出願番号】P 2020187005
(22)【出願日】2020-11-10
(65)【公開番号】P2022007892
(43)【公開日】2022-01-13
【審査請求日】2023-09-13
(31)【優先権主張番号】P 2019211966
(32)【優先日】2019-11-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2020173794
(32)【優先日】2020-10-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100107515
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 浩一
(72)【発明者】
【氏名】後藤 寛
(72)【発明者】
【氏名】高橋 宏明
(72)【発明者】
【氏名】中村 悠太
(72)【発明者】
【氏名】小飯塚 祐介
(72)【発明者】
【氏名】田中 彩加
【審査官】岩本 太一
(56)【参考文献】
【文献】特開2015-003397(JP,A)
【文献】特開2014-124877(JP,A)
【文献】特開2017-119415(JP,A)
【文献】特開2015-128826(JP,A)
【文献】国際公開第2019/215851(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B41J 2/01- 2/215
B41M 5/00
5/50- 5/52
C09D 11/00-13/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
インクを収容するインク収容部と、
インクを吐出して印刷層を形成するインク吐出ヘッドと、
被印刷物を加熱する加熱手段と、
を有するインクジェット印刷装置であって、
前記インクが樹脂及び水を含有するクリアインクであり、
前記インクジェット印刷装置は、第1の印刷モード及び第2の印刷モードを有し、前記加熱手段が、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第1の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTmatte(℃)とし、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第2の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTgloss(℃)とすると、次式、Tmatte>Tgloss、を満たすように加熱し、
前記インク吐出ヘッドのノズルプレートに対する前記クリアインクの後退接触角が44°以上であり、
前記クリアインクが更に界面活性剤を含有し、前記界面活性剤がポリエーテル変性シロキサン化合物であることを特徴とするインクジェット印刷装置。
【請求項2】
前記ノズルプレートは撥インク膜を有し、該撥インク膜が、含フッ素アクリレートエステル重合体を含む請求項1に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項3】
前記含フッ素アクリレートエステル重合体が、下記一般式(I)で表される化合物及び下記一般式(II)で表される化合物の少なくとも一方を重合して得られる重合体を含む請求項2に記載のインクジェット印刷装置。
【化1】
【化2】
ただし、前記一般式(I)及び(II)中、Xは、水素原子、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のアルキル基、ハロゲン原子、CFX基(ただし、X及びXは、それぞれ独立に水素原子、及びハロゲン原子のいずれかである)、シアノ基、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基、置換若しくは非置換のベンジル基、及び置換若しくは非置換のフェニル基のいずれかであり、Rは、炭素数1~18のアルキル基であり、Rは、炭素数2~6のアルキレン基であり、Rは、炭素数2~6のアルキレン基であり、Yは、酸基であり、Rfは、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基である。mは1~10であり、nは2~90であり、pは1~90であり、qは1~10である。
【請求項4】
前記含フッ素アクリレートエステル重合体が、下記一般式(III)で表される構造単位及び下記一般式(IV)で表される構造単位のうちの少なくとも一方を有する重合体を含む請求項3に記載のインクジェット印刷装置。
【化3】
【化4】
ただし、前記一般式(III)及び(IV)中、Xは、水素原子、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のアルキル基、ハロゲン原子、CFX基(ただし、X及びXは、それぞれ独立に水素原子、及びハロゲン原子のいずれかである)、シアノ基、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基、置換若しくは非置換のベンジル基、及び置換若しくは非置換のフェニル基のいずれかであり、Rは、炭素数1~18のアルキル基であり、Rは、炭素数2~6のアルキレン基であり、Rは、炭素数2~6のアルキレン基であり、Yは、酸基であり、Rfは、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基である。mは1~10であり、nは2~90であり、pは1~90であり、qは1~10である。
【請求項5】
前記撥インク膜が、主鎖に含フッ素ヘテロ環状構造を有する重合体を含む請求項2から4のいずれかに記載のインクジェット印刷装置。
【請求項6】
前記加熱手段が、次式、Tmatte-Tgloss≧10℃、を満たすように加熱する請求項1から5のいずれかに記載のインクジェット印刷装置。
【請求項7】
前記第1の印刷モードで用いる被印刷物の光沢度をGmatteとし、前記第2の印刷モードで用いる被印刷物の光沢度をGglossとすると、次式、Gmatte>Ggloss、を満たす請求項1から6のいずれかに記載のインクジェット印刷装置。
【請求項8】
前記クリアインク中の樹脂の含有量が8質量%以上である請求項1から7のいずれかに記載のインクジェット印刷装置。
【請求項9】
前記樹脂がポリウレタン樹脂である請求項1から8のいずれかに記載のインクジェット印刷装置。
【請求項10】
記界面活性剤の含有量が3質量%以下である請求項1から9のいずれかに記載のインクジェット印刷装置。
【請求項11】
被印刷物にインク吐出ヘッドからインクを吐出して印刷層を設ける印刷工程と、
印刷された被印刷物を加熱する加熱工程と、
を含むインクジェット印刷方法であって、
前記インクが樹脂及び水を含有するクリアインクであり、
前記インクジェット印刷方法は、第1の印刷モード及び第2の印刷モードを有し、前記加熱工程において、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第1の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTmatte(℃)とし、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第2の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTgloss(℃)とすると、次式、Tmatte>Tgloss、を満たすように加熱し、
前記インク吐出ヘッドのノズルプレートに対する前記クリアインクの後退接触角が44°以上であり、
前記クリアインクが更に界面活性剤を含有し、前記界面活性剤がポリエーテル変性シロキサン化合物であることを特徴とするインクジェット印刷方法。
【請求項12】
被印刷物にインク吐出ヘッドからインクを吐出して印刷層を設ける印刷工程と、
印刷された被印刷物を加熱する加熱工程と、
を含む印刷画像の光沢度制御方法であって、
前記インクが樹脂及び水を含有するクリアインクであり、
前記印刷画像の光沢度制御方法は、第1の印刷モード及び第2の印刷モードを有し、前記加熱工程において、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第1の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTmatte(℃)とし、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第2の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTgloss(℃)とすると、次式、Tmatte>Tgloss、を満たすように加熱し、
前記インク吐出ヘッドのノズルプレートに対する前記クリアインクの後退接触角が44°以上であり、
前記クリアインクが更に界面活性剤を含有し、前記界面活性剤がポリエーテル変性シロキサン化合物であることを特徴とする印刷画像の光沢度制御方法。
【請求項13】
インクを収容するインク収容部と、
インクを吐出して印刷層を形成するインク吐出ヘッドと、
被印刷物を加熱する加熱手段と、
を有するインクジェット印刷装置であって、
前記インクが、ガラス転移温度Tgが50℃以上の樹脂及び水を含有するクリアインクであり、
前記インクジェット印刷装置は、第1の印刷モード及び第2の印刷モードを有し、
前記第1の印刷モードにおける前記加熱手段の温度をHTmatte(℃)とし、前記第2の印刷モードにおける前記加熱手段の温度をHTgloss(℃)とすると、次式、HTmatte>HTglossを満たすように加熱し、
前記インク吐出ヘッドのノズルプレートに対する前記クリアインクの後退接触角が44°以上であり、
前記クリアインクが更に界面活性剤を含有し、前記界面活性剤がポリエーテル変性シロキサン化合物であることを特徴とするインクジェット印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インクジェット印刷装置、インクジェット印刷方法、及び印刷画像の光沢度制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、広告、看板等の産業用途、食品、飲料、日用品等の包装材料において、耐光性、耐水性、耐摩耗性等の耐久性を向上させるため、例えば、プラスチックフィルム等の非浸透性記録媒体が使用されている。そして、このような非浸透性記録媒体の印刷に用いられるインクが種々開発されている。
【0003】
前記インクとしては、例えば、溶媒として有機溶剤を用いた溶剤系インク、重合性モノマーを主成分とする紫外線(UV)硬化型インクなどが広く用いられている。しかし、前記溶剤系インクは、有機溶剤の蒸発による環境への影響が懸念される。前記紫外線硬化型インクは、安全性の面から使用する重合性モノマーの選択肢が限られる場合がある。
そこで、環境負荷が少なく、非浸透性記録媒体に直接記録できるインクとして、例えば、水性インクを含むインクセットが提案されている。
【0004】
一方、インクジェット記録装置において、光沢制御の機能を有するものが開発されている。例えば、熱可塑性樹脂粒子を含むインクをノズルから着弾対象に向けて噴射可能な液体噴射ヘッドと、前記着弾対象に着弾したインク滴を加熱する加熱手段と、を備え、前記加熱手段は、前記インク滴の表面の膜化が開始する最低造膜温度に応じた膜化制御温度で加熱することで前記インク滴の表面の膜化の度合いを制御する液体噴射装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、マット(低光沢)調及びグロス(高光沢)調の両方の光沢制御に対応でき、吐出安定性が良好なインクジェット印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するための手段としての本発明のインクジェット印刷装置は、インクを収容するインク収容部と、インクを吐出して印刷層を形成するインク吐出ヘッドと、被印刷物を加熱する加熱手段と、を有するインクジェット印刷装置であって、前記インクが樹脂及び水を含有するクリアインクであり、前記インクジェット印刷装置は、第1の印刷モード及び第2の印刷モードを有し、前記加熱手段が、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第1の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTmatte(℃)とし、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第2の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTgloss(℃)とすると、次式、Tmatte>Tgloss、を満たすように加熱し、前記インク吐出ヘッドのノズルプレートに対する前記クリアインクの後退接触角が35°以上である。
【発明の効果】
【0007】
本発明によると、マット(低光沢)調及びグロス(高光沢)調の両方の光沢制御に対応でき、吐出安定性が良好なインクジェット印刷装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1図1は、本発明の画像形成方法を実施する画像形成装置の一例を示す図である。
図2図2は、図1の画像形成装置のメインタンクの一例を示す斜視説明図である。
図3図3は、本発明のインクジェット印刷装置に用いられるインク吐出ヘッドの一例を示す分解斜視図である。
図4図4は、本発明のインクジェット印刷装置に用いられるインク吐出ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図である。
図5図5は、本発明のインクジェット印刷装置に用いられるインク吐出ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図である。
図6図6は、本発明のインクジェット印刷装置に用いられるインク吐出ヘッドのノズルプレートの平面説明図である。
図7図7は、図6に示したノズルプレートの断面説明図である。
図8図8は、ノズルプレートにおける1つのノズル部分の拡大断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
(インクジェット印刷装置及びインクジェット印刷方法)
本発明のインクジェット印刷装置は、インクを収容するインク収容部と、インクを吐出して印刷層を形成するインク吐出ヘッドと、被印刷物を加熱する加熱手段と、を有するインクジェット印刷装置であって、前記インクが樹脂及び水を含有するクリアインクであり、前記インクジェット印刷装置は、第1の印刷モード及び第2の印刷モードを有し、前記加熱手段が、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第1の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTmatte(℃)とし、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第2の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTgloss(℃)とすると、次式、Tmatte>Tgloss、を満たすように加熱し、前記インク吐出ヘッドのノズルプレートに対する前記クリアインクの後退接触角が35°以上であり、更に必要に応じてその他の手段を有する。
第1の印刷モードは、低光沢を付与する印刷モードである低光沢印刷モード、第2の印刷モードは、高光沢を付与する印刷モードである高光沢印刷モードと呼ぶことがある。
【0010】
本発明のインクジェット印刷方法は、被印刷物にインク吐出ヘッドからインクを吐出して印刷層を設ける印刷工程と、印刷された被印刷物を加熱する加熱工程と、を含むインクジェット印刷方法であって、前記インクが樹脂及び水を含有するクリアインクであり、前記インクジェット印刷方法は、第1の印刷モード及び第2の印刷モードを有し、前記加熱工程において、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第1の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTmatte(℃)とし、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第2の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTgloss(℃)とすると、次式、Tmatte>Tgloss、を満たすように加熱し、前記インク吐出ヘッドのノズルプレートに対する前記クリアインクの後退接触角が35°以上であり、更に必要に応じてその他の工程を含む。
第1の印刷モードは、低光沢を付与する印刷モードである低光沢印刷モード、第2の印刷モードは、高光沢を付与する印刷モードである高光沢印刷モードと呼ぶことがある。
【0011】
従来から、紫外線の照射によって硬化するクリアインク(UVクリアインク)を使用したインクジェット記録装置においては、照射光量を制御することにより、マット(低光沢)調又はグロス(高光沢)調に光沢制御できる光沢度制御方法が提案されている。
しかしながら、UVクリアインクは臭気が強いことが課題であり、印刷物にも臭気が残るので、室内用途の印刷物には不向きである。このため、インクジェット印刷装置の設置場所も、排気ができる環境が必要となり、設置場所が限られてしまう。また、UVクリアインクは紫外線照射装置が必要であり、装置の大型化又はコストが高くなるという問題がある。
また、従来技術では、インク吐出ヘッドのノズルプレートに対するクリアインクの後退接触角が適正化されていない。そのため、従来技術のインクジェット印刷装置は、インクがインク吐出ヘッドのノズルプレートの撥インク膜に濡れ易くなり、インクのノズル付着によって吐出安定性が低下してしまうという課題がある。
【0012】
本発明においては、色材を含むカラーインクを用い、加熱手段によりインク滴の表面の膜化が開始する最低造膜温度に応じた膜化制御温度で加熱することでインク滴の表面の膜化の度合いを制御して光沢度を調整する。その結果、本発明は、色材を含むカラーインクは色材を含まないクリアインクに比べて、十分な光沢度差が得られ、マット(低光沢)調及びグロス(高光沢)調の両方の光沢制御に対応できる。
また、本発明においては、インク吐出ヘッドのノズルプレートに対するクリアインクの後退接触角が35°以上である。その結果、本発明は、吐出ヘッドのノズルプレートの撥インク膜に濡れ易くなり、インク吐出ヘッドのインク室内壁面にインクが付着しても再度はじくことが容易となり、インクの吐出安定性が良好である。
ノズルプレートに対するクリアインクの後退接触角を特定の範囲とすることで、インクの濡れ性が異なる被印刷物に印刷した場合にも、被印刷物に対するクリアインクの付与が均一化される。クリアインクの付与が均一化されたことで、マット(低光沢)調及びグロス(高光沢)調の差が顕著となり、両方の光沢制御を好適に行うことができる。
【0013】
本発明のインクジェット印刷装置及びインクジェット印刷方法は、樹脂及び水を含むクリアインクを用い、加熱温度の制御によりグロス(高光沢)調及びマット(低光沢)調の両方の光沢制御を行う。前記低光沢付与を行う場合は、印刷時の温度は、高光沢印刷モードに比べて、高い温度で印刷を行う。前記低光沢付与では印刷時の温度が高いため、樹脂を含むクリアインクは、ドットの濡れ広がりが抑制され、隣接ドットの合一が抑制され、かつドット球の高さ(パイルハイト)が高いドットが形成される。これらのドットによって、表面凹凸を形成し、低光沢な画像が得られる。
一方、前記高光沢付与を行う場合は、低光沢印刷モードに比べ、低い温度で印刷を行う。前記高光沢付与では印刷時の温度が低いため、樹脂を含むクリアインクは、ドットの濡れ広がり、隣接ドットの合一が促進され、平滑な表面が形成されて、高光沢な画像が得られる。
【0014】
したがって、本発明のインクジェット印刷装置は、樹脂、及び水を含有するクリアインクを用い、低光沢を付与する印刷モードである低光沢印刷モード及び高光沢を付与する印刷モードである高光沢印刷モードを有し、加熱手段が、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの低光沢印刷モードで印刷するマット印刷領域の被印刷物の温度をTmatte(℃)とし、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの高光沢印刷モードで印刷するグロス印刷領域の被印刷物の温度をTgloss(℃)とすると、次式、Tmatte>Tgloss、を満たすように加熱することにより、マット(低光沢)調及びグロス(高光沢)調の両方の光沢制御に対応できる。
【0015】
本発明のインクジェット印刷装置の加熱手段は、被印刷物の温度が、次式、Tmatte>Tgloss、を満たすように加熱し、次式、Tmatte-Tgloss≧10℃、を満たすように加熱することが好ましい。また、前記インクジェット印刷装置の加熱手段は、次式、Tmatte-Tgloss≧20℃、を満たすように加熱することがより好ましい。
これにより、前記インクジェット印刷装置の加熱手段は、低光沢印刷モードでは、加熱温度を高くして、ドットの濡れ広がりを抑制して、パイルハイトが高いドットを形成して、凹凸の大きな表面を形成する。一方、前記インクジェット印刷装置の加熱手段は、高光沢印刷モードでは、加熱温度を低くして、ドットの濡れ広がりを促進し、隣接ドットの合一により、平滑な表面を形成することができる。
低光沢印刷モードの印刷部の被印刷物の温度Tmatte(℃)は、50℃以上が好ましく、50℃以上80℃以下がより好ましく、64℃以上68℃以下が更に好ましい。
高光沢印刷モードの印刷部の被印刷物の温度Tgloss(℃)は、70℃以下が好ましく、60℃以下がより好ましい。40℃以上60℃以下が更に好ましく、49℃以上59℃以下が特に好ましい。
このような温度範囲とすることによって、前記インクジェット印刷装置は、クリアインクを用いた各印刷モードにおいて、大きな光沢度の変化を実現することができる。
印刷部の被印刷物の温度の測定は、例えば、被印刷物としての記録媒体に熱電対を設置し、直接、記録媒体温度を測定する方法、記録媒体を加熱するヒーターの温度を測定し記録媒体温度とする方法、放射型温度計等により非接触的に記録媒体の周囲の温度を測定し、記録媒体温度とする方法などが挙げられる。
【0016】
本発明においては、低光沢印刷モードで印刷するマット印刷画像の印刷率をDmatteとし、高光沢印刷モードで印刷するグロス印刷画像の印刷率をDglossとすると、次式、Dgloss>Dmatte、を満たすことが好ましく、次式、Dgloss-Dmatte>10%、を満たすことがより好ましい。前記インクジェット印刷装置は、印刷率が高い方が、平滑表面が形成されやすいため、高光沢印刷モードでは印刷率が高い画像が得られる。一方、前記インクジェット印刷装置は、低光沢印刷モードでは、印刷率が高いと、隣接ドットの合一が発生し、表面凹凸が形成されにくくなるため、印刷率が低い画像が得られる。
ここで、印刷率は下記を意味する
印刷率(%)=クリアインク印刷ドット数/(縦解像度×横解像度)×100
(ただし、前記式中、「クリアインク印刷ドット数」は単位面積当たりのクリアインクを実際に印刷したドット数であり、「縦解像度」及び「横解像度」はそれぞれ単位面積当たりの解像度である。なお、同じドット位置となるようにクリアインクを重ねて印刷する場合には、「クリアインク印刷ドット数」は単位面積当たりのクリアインクを実際に印刷した合計のドット数で表す。)
なお、印刷率100%とは、画素に対する単色の最大インク重量を意味する。
【0017】
次に、本発明のインクジェット印刷装置に用いられるインク吐出ヘッドについて説明する。
<インク吐出ヘッド>
前記インク吐出ヘッドは、ノズルプレートを有し、更に必要に応じてその他の部材を有する。
【0018】
-ノズルプレート-
前記ノズルプレートは、ノズル基板と、前記ノズル基板上に撥インク膜とを有する。
【0019】
-ノズル基板-
前記ノズル基板は、ノズル孔を有しておりその数、形状、大きさ、材質、構造などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ノズル基板は、前記ノズル孔からインクが吐出されるインク吐出側の面と、前記インク吐出側の面とは反対側に位置する液室接合面とを有する。
前記撥インク膜は、前記ノズル基板の前記インク吐出側の面であり、被印刷物に対向する面に形成されている。被印刷物に対向する面に対するクリアインクの後退接触角が35°以上である。
【0020】
前記ノズル基板の平面形状としては、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、長方形、正方形、菱形、円形、楕円形などが挙げられる。
また、前記ノズル基板の断面形状としては、例えば、平板状、プレート状などが挙げられる。
前記ノズル基板の大きさとしては、特に制限はなく、前記ノズルプレートの大きさに応じて適宜選択することができる。
【0021】
前記ノズル基板の材質としては、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、ステンレス鋼、Al、Bi、Cr、InSn、ITO、Nb、Nb、NiCr、Si、SiO、Sn、Ta、Ti、W、ZAO(ZnO+Al)、Znなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、前記ノズル基板の材質は、防錆性の点から、ステンレス鋼が好ましい。
【0022】
前記ステンレス鋼としては、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、オーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0023】
前記ノズル基板の少なくともインク吐出側の面は、前記撥インク膜と前記ノズル基板との密着性を向上させる点から、酸素プラズマ処理を行って水酸基を導入してもよい。
【0024】
-ノズル孔-
前記ノズル孔としては、その数、配列、間隔、開口形状、開口の大きさ、開口の断面形状などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ノズル孔の配列としては、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、複数の前記ノズル孔が、前記ノズル基板の長さ方向に沿って等間隔に並んで配列されている態様などが挙げられる。
前記ノズル孔の配列は、吐出するインクの種類に応じて適宜選定することができるが、1列~複数列が好ましく、1列~4列がより好ましい。
前記1列当たりの前記ノズル孔の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるが、10個以上10,000個以下が好ましく、50個以上500個以下がより好ましい。
隣接する前記ノズル孔の中心間の最短距離である間隔(ピッチ)P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るが、例えば、21μm以上169μm以下が好ましい。
前記ノズル孔の開口形状としては、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、円形、楕円形、四角形などが挙げられる。これらの中でも、前記ノズル孔の開口形状は、インクの液滴を吐出する点から、円形が好ましい。
【0025】
-撥インク膜-
前記撥インク膜は、含フッ素アクリレートエステル重合体、又は主鎖に含フッ素ヘテロ環状構造を有する重合体を含むことが好ましい。
前記撥インク膜が、前記含フッ素アクリレートエステル重合体、又は主鎖に含フッ素ヘテロ環状構造を有する重合体を含むことにより、表面自由エネルギーが非常に小さくなり、本発明で用いる表面張力の低いインクであっても濡れ難い状態を維持できるので好ましい。 しかし、含フッ素アクリレートエステル重合体、又は主鎖に含フッ素ヘテロ環状構造を有する重合体以外の他の材料を撥インク膜に用いた場合は、表面自由エネルギーが非常に小さくなり、本発明で用いる表面張力の低いインクでは濡れてしまうことがある。
【0026】
--含フッ素アクリレートエステル重合体--
前記含フッ素アクリレートエステル重合体としては、下記一般式(I)で表される化合物及び下記一般式(II)で表される化合物の少なくともいずれかをモノマー単位として含むことが好ましい。
【0027】
【化1】
【0028】
【化2】
ただし、前記一般式(I)及び(II)中、Xは、水素原子、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のアルキル基、ハロゲン原子、CFX基(ただし、X及びXは、それぞれ独立に水素原子、及びハロゲン原子のいずれかである)、シアノ基、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基、置換若しくは非置換のベンジル基、及び置換若しくは非置換のフェニル基のいずれかである。Rは、炭素数1~18のアルキル基である。Rは、炭素数2~6のアルキレン基である。Rは、炭素数2~6のアルキレン基である。Yは、酸基である。Rfは、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基である。mは1~10であり、nは2~90であり、pは1~90であり、qは1~10である。
【0029】
また、前記一般式(I)及び一般式(II)で表される化合物の少なくとも一方を重合して得られる重合体は、下記一般式(III)で表される構造単位及び前記一般式(IV)で表され構造単位のうちの少なくとも一方を有する重合体となる。
【0030】
【化3】
【化4】
ただし、前記一般式(III)及び(IV)中、Xは、水素原子、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のアルキル基、ハロゲン原子、CFX基(ただし、X及びXは、それぞれ独立に水素原子、及びハロゲン原子のいずれかである)、シアノ基、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基、置換若しくは非置換のベンジル基、及び置換若しくは非置換のフェニル基のいずれかである。Rは、炭素数1~18のアルキル基である。Rは、炭素数2~6のアルキレン基である。Rは、炭素数2~6のアルキレン基である。Yは、酸基である。Rfは、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基である。mは1~10であり、nは2~90であり、pは1~90であり、qは1~10である。
【0031】
前記Rは、炭素数が1~18が好ましく、炭素数1~4がより好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基などが挙げられる。
前記Rは、炭素数2~6のアルキレン基であり、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基などが挙げられる。これらの中でも、前記Rは、エチレン基が好ましい。
前記Rは、炭素数2~6のアルキレン基であり、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基などが挙げられる。これらの中でも、前記Rは、エチレン基が好ましい。
前記Yは、酸基であり、例えば、スルホン酸基、コハク酸基、酢酸基、フタル酸基、水添フタル酸基、マレイン酸基、などが挙げられる。
【0032】
前記Rfは、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基であり、パーフルオロアルキル基であることが好ましく、Rfの炭素数は、1~10がより好ましい。
前記Rfとしては、例えば、-CF、-CFCF、-CFCFCF、-CF(CF、-CFCFCFCF、-CFCF(CF、-C(CF、-(CFCF、-(CFCF(CF、-CFC(CF、-CF(CF)CFCFCF、-(CFCF、-(CFCF(CF、-(CFCF(CF、-(CFCF、-(CFCF(CF、-(CFCF(CF、-(CFCFなどが挙げられる。
【0033】
前記mは、1~10が好ましく、1~3がより好ましい。
前記nは、2~90が好ましく、3~50がより好ましく、4~30が更に好ましい。 前記pは、1~90が好ましく、1~30がより好ましい。
前記qは、1~10が好ましく、1~3がより好ましい。
【0034】
前記含フッ素アクリレートエステル重合体としては、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。
前記一般式(II)で表される含フッ素アクリレートエステル重合体(RfがC13である)は、例えば、下記のような反応式によって合成することができる。
【0035】
【化5】
ただし、上記反応式中、R、R、X、m、nは、上記一般式(III)と同じ意味を表す。
【0036】
前記一般式(II)で表される含フッ素アクリレートエステル重合体(RfがC13である)は、例えば、下記のような反応式によって合成することができる。
【0037】
【化6】
ただし、上記反応式中、R、X、m、nは、上記一般式(III)と同じ意味を表す。Yは、上記一般式(IV)と同じ意味を表す。
【0038】
前記含フッ素アクリレートエステル重合体におけるフッ素の含有率は、撥インク(接触角)の点から、10質量%以上が好ましく、25質量%以上がより好ましく、50質量%以上が更に好ましい。
前記市販品としては、例えば、krytoxFSL(デュポン社製)、krytoxFSH(デュポン社製)、FomblinZ(ソルベイソレクシス社製)、FLUOROLINKS10(ソルベイソレクシス社製)、オプツールDSX(ダイキン工業株式会社製)、FLUOROLINKC10(ソルベイソレクシス社製)、モレスコホスファロールA20H(株式会社松村石油研究所製)、モレスコホスファロールADOH(株式会社松村石油研究所製)、モレスコホスファロールDDOH(株式会社松村石油研究所製)、フロロサーフFG5010(フロロテクノロジー社製)、フロロサーフFG5020(フロロテクノロジー社製)、フロロサーフFG5060(フロロテクノロジー社製)、フロロサーフFG5070(フロロテクノロジー社製)などが挙げられる。
【0039】
前記撥インク膜は、前記含フッ素アクリレートエステル重合体骨格を分子中に含む化合物膜で構成されている。
前記ノズル基板と前記撥インク膜の間には、含フッ素アクリレートエステル重合体骨格を分子中に含む化合物との結合点となる水酸基を多く存在させて密着性を向上させるために、無機酸化物層を設けることもできる。
前記無機酸化物層の材料としては、例えば、SiO、TiOなどが挙げられる。
前記無機酸化物層の平均厚みとしては、0.001μm以上0.2μm以下が好ましく、0.01μm以上0.1μm以下がより好ましい。
【0040】
前記含フッ素アクリレートエステル重合体骨格を分子中に含む化合物としては、例えば、低分子物質、樹脂などが挙げられる。
前記含フッ素アクリレートエステル重合体骨格を分子中に含む化合物としては、例えば、特公平3-43065号公報、特開平6-210857号公報、特開平10-32984号公報、特開2000-94567号公報、特開2002-145645号公報、特開2003-341070号公報、特開2007-106024号公報、特開2007-125849号公報等に開示されたものが挙げられる。
これらの中でも、前記含フッ素アクリレートエステル重合体骨格を分子中に含む化合物は、変性パーフルオロポリオキセタン(ダイキン工業株式会社製、オプツールDSX)が好適である。
前記撥インク膜の平均厚みとしては、0.001μm以上0.2μm以下が好ましく、0.01μm以上0.1μm以下がより好ましい。
【0041】
前記含フッ素アクリレートエステル重合体骨格を分子中に含む化合物による撥インク膜の形成方法としては、例えば、フッ素系溶媒を用いたスピンコート、ロールコート、ディッピング等の塗布、印刷、真空蒸着等の方法が挙げられる。
前記フッ素系溶媒としては、例えば、ノベック(3M株式会社製)、バートレル(デュポン社製)、ガルデン(ソルベイソレクシス社製)などが挙げられる。
【0042】
--主鎖に含フッ素ヘテロ環状構造を有する重合体--
前記主鎖に含フッ素ヘテロ環状構造を有する重合体は、ヘテロ環状構造を有する含フッ素重合体のうち、非晶質な重合体を用いることが特に好ましい。
前記非晶質な重合体は、膜強度、基材への密着性、膜の均一性等が優れているため本発明の効果をより一層発揮することができる。
前記主鎖に含フッ素ヘテロ環状構造を有する重合体としては、例えば、米国特許第3,418,302号明細書、米国特許第3,978,030号明細書、特開昭63-238111号公報、特開昭63-238115号公報、特開平1-131214号公報、特開平1-131215号公報等に記載されている重合体などが好適に用いられる。これらの中でも、前記主鎖に含フッ素ヘテロ環状構造を有する重合体としては、以下のようなヘテロ環状構造を有する重合体が代表的である。ただし、前記主鎖に含フッ素ヘテロ環状構造を有する重合体は、これらのみに限定されるものではない。
【0043】
【化7】
【0044】
【化8】
ただし、前記一般式(i)及び(ii)中、Rf、Rf、及びRfは、それぞれフッ素含有アルキル基を示す。
【0045】
【化9】
【0046】
【化10】
【0047】
【化11】
【0048】
【化12】
【0049】
【化13】
【0050】
【化14】
【0051】
更に、基材との密着性の向上、ガラス転移温度(Tg)、及び溶剤への溶解性をコントロールするためには主鎖中に、下記一般式(iii)で表される構造を導入してもよい。前記一般式(iii)で表される構造は、以下の構造式(vii)から構造式(ix)で表されるコモノマーと共重合することにより得られる。
【0052】
【化15】
ただし、前記一般式(iii)中、R、R、及びRは、それぞれ水素原子、フッ素原子、塩素原子、又はRfを示す。
ただし、前記Rfはフッ素含有アルキル基である。
Xは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、Rf、又はRfを示す。
ただし、前記Rfは酸、エステル、アルコール、アミン、アミド等の官能機を末端に有する含フッ素有機置換基であり、前記Rfは含フッ素アルキル基、又は含フッ素エーテル基である。
【0053】
【化16】
【0054】
【化17】
【0055】
【化18】
【0056】
以上示したような特定な化学構造を持ち、撥インク処理剤として適しているものとしては、例えば、商品名:サイトップCTX-105(旭硝子株式会社製)、商品名:サイトップCTX-805(旭硝子株式会社製)、商品名:テフロン(登録商標)AF1600、商品名:AF2400(デュポン社製)などが挙げられる。
【0057】
前記主鎖に含フッ素ヘテロ環状構造を有する重合体による撥インク膜形成方法としては、例えば、フッ素系溶媒を用いたスピンコート、ロールコート、ディッピング等の塗布、印刷、又は真空蒸着等の方法などが挙げられる。
前記フッ素系溶媒としては、前記主鎖に含フッ素ヘテロ環状構造を有する重合体を溶解することができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、パーフルオロベンゼン、“商品名:アフルード”(商品名:旭硝子株式会社製のフッ素系溶剤)、“フロリナートFC-75”(商品名:3M社製のパーフルオロ(2-ブチルテトラヒドロフラン)を含んだ液体)等の含フッ素溶剤が好適である。これらは、1種単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの中でも、混合溶媒の場合、炭化水素系、塩化炭化水素、フッ塩化炭化水素、アルコール、又はその他の有機溶剤も併用できる。
溶液濃度は0.01質量%以上50質量%以下が好ましく、0.01質量%以上20質量%以下がより好ましい。
前記撥インク膜の平均厚みは、0.01μm以上であれば前記目的を十分達成し得るが、0.01μm以上2μm以下が好ましい。
【0058】
前記主鎖に含フッ素ヘテロ環状構造を有する重合体の熱処理条件(温度)は、溶媒の沸点及び前記重合体のガラス転移温度及び基材の耐熱温度によって決定される。即ち、溶媒の沸点及び前記重合体のガラス転移温度より高く、基材の耐熱温度より低い温度を選べばよい。
前記主鎖に含フッ素ヘテロ環状構造を有する重合体のガラス転移温度は、その構造によって異なる。
例えば、前記構造式(iv)から前記構造式(vi)の構造のものは、50℃以上110℃以下のものが多いため、熱処理条件は、温度は120℃以上170℃以下、時間は30分間~2時間が好ましい。
【0059】
また、主鎖中に前記一般式(ii)の構造と、下記構造式(x)の構造を有するコポリマーは“テフロン(登録商標)AF”という商標名でデュポン社より出されている。
【0060】
【化19】
【0061】
前記テフロン(登録商標)AFは、その共重合比を変えることによりさまざまなガラス転移温度を有することができる。即ち、PDD[パーフルオロ(2,2-ジメチル-1,3-ジオキソール)]成分の比率が高くなるにしたがって、ガラス転移温度は上昇する。PDD成分の比率に応じてガラス転移温度が80℃以上330℃以下ぐらいまでのものが存在する。市販されているのはガラス転移温度が160℃(AF1600)とガラス転移温度が240℃(AF2400)のものである。例えば、ガラス転移温度が160℃のものの熱処理温度は、基材の耐熱温度も考え、165℃以上180℃以下が好ましい。
【0062】
-その他の部材-
前記その他の部材としては、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、加圧室、刺激発生手段などが挙げられる。
【0063】
--加圧室--
前記加圧室は、前記ノズルプレートに設けられた複数の前記ノズル孔に個別に対応して配置される。前記加圧室は、前記ノズル孔と連通する複数の個別流路であり、インク流路、加圧液室、圧力室、吐出室、液室などと称することもある。
【0064】
--インクを吐出する手段--
インク吐出ヘッドは、インクに印加する刺激を発生する手段を有する。
前記刺激発生手段における刺激としては、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、熱(温度)、圧力、振動、光などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、前記刺激発生手段における刺激は、熱、圧力が好適に挙げられる。
前記刺激発生手段としては、例えば、加熱装置、加圧装置、圧電素子、振動発生装置、超音波発振器、ライトなどが挙げられる。
前記刺激発生手段としては、具体的には、圧電素子等の圧電アクチュエータ、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いてインクの膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどが挙げられる。
【0065】
前記刺激が「熱」の場合、前記インク吐出ヘッド内のインクに対し、記録信号に対応した熱エネルギーを、例えば、サーマルヘッド等を用いて付与する。
前記熱エネルギーにより前記インクに気泡を発生させ、前記気泡の圧力により、前記ノズルプレートの前記ノズル孔から前記インクを液滴として吐出させる方法などが挙げられる。
前記刺激が「圧力」の場合、例えば、前記インク吐出ヘッド内のインク流路内にある前記圧力室と呼ばれる位置に接着された前記圧電素子に電圧を印加することにより、前記圧電素子が撓む。
圧電素子が撓むことにより、前記圧力室の容積が収縮して、前記インク吐出ヘッドの前記ノズル孔から前記インクを液滴として吐出させる方法などが挙げられる。
これらの中でも、前記刺激が「圧力」の場合には、ピエゾ素子に電圧を印加してインクを飛翔させるピエゾ方式が好ましい。
【0066】
ここで、本発明で用いられるインク吐出ヘッドの一例について、図3から図8を参照して説明する。
なお、図3はインク吐出ヘッドの分解斜視説明図、図4はインク吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向(液室長手方向)に沿う断面説明図、図5はインク吐出ヘッドのノズル配列方向(液室短手方向)に沿う断面説明図である。
【0067】
前記インク吐出ヘッドは、流路板(液室基板、流路部材)1と、この流路板1の下面に接合した振動板部材2と、流路板1の上面に接合したノズル形成部材であるノズルプレート3とを有する。ノズルプレート3のうち、被印刷物に対向する面に対するクリアインクの後退接触角が35°以上であるインク吐出ヘッドを有するインクジェット印刷装置とすることができる。
前記インク吐出ヘッドは、これらによって液滴(インクの滴)を吐出する複数のノズル孔4がそれぞれノズル連通路5を介して連通する個別流路としての複数の液室6、液室6にインクを供給する供給路を兼ねた流体抵抗部7、この流体抵抗部7を介して液室6と連通する連通部8を形成する。この連通部8に振動板部材2を形成した供給口19を介してフレーム部材17に形成した共通液室10からインクを供給する。なお、複数の液室は、加圧液室、圧力室、流路などと称することもある。
【0068】
流路板1は、シリコーン基板をエッチングして連通路5、液室6、流体抵抗部7などの開口をそれぞれ形成している。
なお、流路板1は、例えば、SUS基板を、酸性エッチング液を用いてエッチング、あるいは打ち抜き(プレス)などの機械加工することで形成することもできる。
【0069】
振動板部材2は各液室6に対応してその壁面を形成する各振動領域(ダイアフラム部)2aを有する。振動板部材2は、振動領域2aの面外側(液室6と反対面側)に島状凸部2bを有する。この島状凸部2bに振動領域2aを変形させ、液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子(アクチュエータ手段、圧力発生手段)としての積層型の圧電素子12、12の各圧電素子柱12A、12Bの上端面(接合面)を接合している。また、積層型圧電素子12の下端面はベース部材13に接合している。
【0070】
ここで、圧電素子12は、PZT等の圧電材料層21と内部電極22a、22bとを交互に積層したものである。圧電素子12は、内部電極22a、22bをそれぞれ端面、即ち圧電素子12の振動板部材2に略垂直な側面に引き出している。圧電素子12は、圧電素子12の振動板部材2に略垂直な側面に形成された端面電極(外部電極)23a、23bに接続し、端面電極(外部電極)23a、23bに電圧を印加することで積層方向の変位を生じる。
この圧電素子12は、ハーフカットダイシングによる溝加工を施して1つの圧電素子部材に対して所要数の圧電素子柱12A、12Bを形成したものである。
【0071】
なお、圧電素子12の圧電素子柱12A、12Bは、同じものであるが、駆動波形を与えて駆動させる圧電素子柱を駆動用圧電素子柱12Aとし、駆動波形を与えないで単なる支柱として使用する圧電素子柱を支柱用圧電素子柱12Bとして区別している。
この場合、駆動用圧電素子柱12Aと支柱用圧電素子柱12Bとを交互に使用するバイピッチ構成でも、あるいは、すべての圧電素子柱を駆動用圧電素子柱12Aとして使用するノーマルピッチ構成のいずれでも採用できる。
【0072】
これにより、圧電素子12の圧電素子柱12A、12Bは、ベース部材13上に駆動素子としての複数の駆動用圧電素子柱12Aが並べて配置された駆動素子列(駆動用圧電素子柱12Aの列)を2列設けた構成としている。
【0073】
また、積層型圧電素子12の圧電方向は、d33方向(圧電材料層の積層方向)の変位を用いて液室6内インクを加圧する構成としている。積層型圧電素子12の圧電方向は、d31方向(圧電材料層の面方向:電場に直交する方向)の変位を用いて加圧液室6内のインクを加圧する構成とすることもできる。
【0074】
また、圧電素子材料としては、特に制限はなく、一般に圧電素子材料として用いられるBaTiO、PbTiO、(NaK)NbO等の強誘電体などの電気機械変換素子を用いることもできる。
更に、圧電素子に積層型のものを用いているが、単板の圧電素子を用いてもよい。
単板の圧電素子としては切削加工したもの、スクリーン印刷して焼結した厚膜のもの、スパッタ又は蒸着、或いはゾルゲル法により形成した薄膜のものでもよい。
また、1つのベース部材13に設けられる積層型圧電素子12は1列であってもよく、複数列設けた構造としてもよい。
【0075】
そして、圧電素子12の各駆動用圧電素子柱12Aの外部電極23aは駆動信号を与えるために半田部材で配線手段としてのFPC15を直接接続する。FPC15は圧電素子12の各駆動用圧電素子柱12Aに対して選択的に駆動波形を印加するための駆動回路(ドライバIC)16が実装されている。
なお、すべての駆動用圧電素子柱12Aの外部電極23bは電気的に共通に接続されてFPC15の共通配線に同じく半田部材で接続される。
また、ここでは、FPC15の圧電素子12と接合される出力端子部は半田メッキが施されており、半田接合を可能にしているが、FPC15ではなく圧電素子12側に半田メッキを施してもよい。
また、接合方法についても半田接合の他に異方導電性膜による接合又はワイヤボンディングを用いることもできる。
【0076】
ノズルプレート3は、各液室6に対応して直径10μm以上35μm以下のノズル孔4を構成する孔部が形成されたノズル基板31の液滴吐出側面(吐出方向の表面:吐出面、又は液室6側と反対の面、ノズル形成面)に撥インク膜32を形成して構成している。
【0077】
また、FPC15を実装した(接続した)圧電素子12及びベース部材13などで構成される圧電型アクチュエータユニット100の外周側には、エポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成したフレーム部材17を接合している。
そして、このフレーム部材17は前述した共通液室10を形成し、更に共通液室10に外部からインクを供給するための供給口19を形成する。この供給口19は更に図示しないサブタンク又はインク収容容器などのインク供給源に接続される。
【0078】
このように構成したインク吐出ヘッドにおいては、例えば、駆動用圧電素子柱12Aに印加する電圧を基準電位から下げることによって駆動用圧電素子柱12Aが収縮する。振動板部材2の振動領域2aが下降して液室6の容積が膨張することで、液室6内にインクが流入する。その後、圧電素子柱12Aに印加する電圧を上げて圧電素子柱12Aを積層方向に伸長させる。振動板部材2をノズル孔4方向に変形させて液室6の容積又は体積を収縮させることにより、液室6内のインクが加圧され、ノズル孔4からインクの液滴が吐出(噴射)される。
【0079】
そして、圧電素子柱12Aに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材2が初期位置に復元し、液室6が膨張して負圧が発生する。このとき、共通液室10から液室6内にインクが充填される。
そこで、ノズル孔4のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
【0080】
なお、前記インク吐出ヘッドの駆動方法については、上記の例(引き-押し打ち)に限られるものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ち又は押し打ちなどを行うこともできる。
【0081】
次に、本発明のインクジェット印刷装置におけるノズルプレート3の詳細について図6図8を参照して説明する。なお、図6はノズルプレート3の平面説明図、図7はノズルプレート3の断面説明図、図8はノズルプレートにおける1つのノズル部分の拡大断面説明図である。
ノズルプレート3は、例えば、Ni金属プレートからなるノズル基板31の吐出面31aに、下地層としてのTi層33、SiO膜34及び分子内にアルコキシシランを有するパーフルオロポリエーテル膜(この膜を「撥水膜」という。)32の順にノズル基板31表面から成膜されている。
ノズルプレート3のノズル孔以外の表面であり、被印刷物に対向する面に対するクリアインクの後退接触角が35°以上である。
そして、ノズル孔4の内壁面4aの出口近傍には、ノズル基板31の液室面31bに形成されたSiO膜35の上に下地層(Ti層)33が吐出面から連続して成膜されており、かつ、下地層(Ti層)33が最表面に露出している。
【0082】
なお、ノズル基板31としては、Ni金属プレート等を用いることができるがこれに限るものではない。
【0083】
ここで、ノズルプレート3の撥水膜32は蒸着によって形成し、ノズル孔4の内壁面の出口近傍には撥水膜32を形成する蒸着膜は形成されていない。
これにより、ノズルプレート3は、吐出不良及び液体充填性を損なうことがなく、安定した液滴吐出を行うことができる。
【0084】
前記ノズルプレートに対するクリアインクの後退接触角は、35°以上であり、35°以上80°以下が好ましく、40°以上70°以下がより好ましい。
前記後退接触角が、35°以上であれば、インク吐出ヘッドのインク室内壁面にクリアインクが付着しても再度はじくことが容易となる。なお、前記後退接触角の上限は、後退接触角が大きくなればなるほど濡れ難いことになるので、濡れ性に関し特に限定されるものではないが、記録媒体への浸透性等を考慮すると80°を超えないようにすること(80°以下)が好ましい。
前記後退接触角は、例えば、自動接触角測定装置_拡張又は収縮法を用いて測定できる。前記自動接触角測定装置としては、例えば、自動接触角測定装置_DMo-501(協和界面科学株式会社製)などが挙げられる。
前記後退接触角は、本発明に用いるノズルプレートを用い、その外側表面に対して、クリアインクをシリンジから3μL押し出し、前記装置を用いて、収縮法によって測定することができる。本発明における後退接触角は、測定温度25℃での値を意味する。
【0085】
<インク収容部>
インク収容部は、インクを収容する。
インク収容部としては、インクを収容できる部材であれば特に制限はなく、例えば、インク収容容器、インクタンクなどが挙げられる。
前記インク収容容器としては、前記インクを容器中に収容してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材などを有してなる。
前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じて、その形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを少なくとも有するものなどが挙げられる。
前記インクタンクとしては、例えば、メインタンク、サブタンクなどが挙げられる。
【0086】
<加熱手段>
加熱手段は、被印刷物を加熱する。
加熱手段としては、被印刷物としての記録媒体の印刷面又は裏面を加熱、乾燥する手段が含まれ、例えば、赤外線ヒーター、温風ヒーター、加熱ローラなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0087】
前記被印刷物としての記録媒体を乾燥させる方法としては、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、インクが付与された記録媒体に乾燥手段として温風等の加熱された流体を接触させる方法、インクが付与された記録媒体と加熱部材とを接触させ伝熱により加熱する方法、赤外線又は遠赤外線等のエネルギー線を照射することによりインクが付与された記録媒体を加熱する方法などが挙げられる。
前記加熱は、印刷前、印刷中、及び印刷後の少なくともいずれかに行うことができる。
印刷前、印刷中の加熱により、加温したメディアに印刷することが可能となり、印刷後の加熱では、印刷物を乾燥することができる。
加熱時間は、記録媒体の表面温度が所望温度に制御することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
加熱時間の制御は、被印刷物としての記録媒体の搬送速度を制御することにより行うことが好ましい。
低光沢印刷モードの印刷部の加熱手段の温度HTmatte(℃)は、50℃以上が好ましく、50℃以上80℃以下がより好ましく、65℃以上70℃以下が更に好ましい。
高光沢印刷モードの印刷部の加熱手段の温度HTgloss(℃)は、70℃以下が好ましく、60℃以下がより好ましく、40℃以上60℃以下が更に好ましく、50℃以上60℃以下が特に好ましい。
【0088】
<インク>
インクとしては、クリアインクが用いられる。
前記クリアインクとは、色材を含まない無色透明のインクを意味する。
前記クリアインクとは、溶媒として水を含む水系クリアインクを意味し、必要に応じて有機溶剤を含んでいてもよい。
前記クリアインクは、水、及び樹脂を含有し、界面活性剤を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
【0089】
<<水>>
前記水としては、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、イオン交換水、限外ろ過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、超純水などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記水の含有量は、クリアインク全量に対して、15質量%以上60質量%以下が好ましい。前記含有量が、15質量%以上であると、高粘度になることを防止し、吐出安定性を向上することができる。一方、前記含有量が、60質量%以下であると、非浸透性記録媒体への濡れ性が好適となり、画像品位を向上できる。
【0090】
<<樹脂>>
樹脂としては、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、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン樹脂、ブタジエン樹脂、スチレン-ブタジエン樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル-スチレン樹脂、アクリル-シリコーン樹脂などが挙げられる。
インクを製造する際には、これらの樹脂からなる樹脂粒子として添加するのが好ましい。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、インクに添加してもよい。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。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。これらの中でも、前記樹脂としては、ポリウレタン樹脂が好ましい。ポリウレタン樹脂を添加することにより、クリアインクを用いてインク膜を形成した際に、塗膜自体が強靭になる。それにより、塗膜の内部で破断して、塗膜の一部が剥がれたり、塗膜の表面状態が変化して、摩擦部の色味が変化することを抑制しやすくなる点から好ましい。
【0091】
-ポリウレタン樹脂-
ポリウレタン樹脂としては、例えば、ポリエーテル系ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂、ポリエステル系ポリウレタン樹脂などが挙げられる。
【0092】
前記ポリウレタン樹脂としては、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、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られるポリウレタン樹脂などが挙げられる。
【0093】
-ポリオール-
前記ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0094】
-ポリエーテルポリオール-
前記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、活性水素原子を2個以上有する化合物の少なくとも1種を出発原料として、アルキレンオキサイドを付加重合させたものなどが挙げられる。
【0095】
前記活性水素原子を2個以上有する化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0096】
前記アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、エピクロルヒドリン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0097】
前記ポリエーテルポリオールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、非常に優れた耐擦過性を付与できるインク用バインダーを得る点から、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコールが好ましい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0098】
-ポリカーボネートポリオール-
また、前記ポリウレタン樹脂の製造に使用できるポリカーボネートポリオールとしては、例えば、炭酸エステルとポリオールとを反応させて得られるもの、ホスゲンとビスフェノールA等とを反応させて得られるものなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0099】
前記炭酸エステルとしては、例えば、メチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルカーボネート、ジエチルカーボネート、シクロカーボネート、ジフェニルカーボネートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0100】
前記ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-
ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,5-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノール-A、ビスフェノール-F、4,4’-ビフェノール等の比較的低分子量のジヒドロキシ化合物;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオール;ポリヘキサメチレンアジペート、ポリヘキサメチレンサクシネート、ポリカプロラクトン等のポリエステルポリオールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0101】
-ポリエステルポリオール-
前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、低分子量のポリオールとポリカルボン酸とをエステル化反応して得られるもの、ε-カプロラクトン等の環状エステル化合物を開環重合反応して得られるポリエステル、これらの共重合ポリエステルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0102】
前記低分子量のポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ポリカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、これらの無水物又はエステル形成性誘導体などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0103】
-ポリイソシアネート-
前記ポリイソシアネートとしては、例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環式ジイソシアネートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上
を併用してもよい。これらの中でも、前記ポリイソシアネートとしては、耐候性の点から、脂環式ジイソシアネートが好ましい。
【0104】
更に、少なくとも1種の脂環式ジイソシアネートを使用することにより、目的とする塗膜強度、及び耐擦過性を得やすくなる。
前記脂環式ジイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどが挙げられる。
前記脂環式ジイソシアネートの含有量としては、イソシアネート化合物全量に対して、60質量%以上が好ましい。
【0105】
[ポリウレタン樹脂の製造方法]
ポリウレタン樹脂は、特に制限はなく、従来一般的に用いられている製造方法により得ることができ、例えば、次の方法などが挙げられる。
まず、無溶剤下又は有機溶剤の存在下で、前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとを、イソシアネート基が過剰になる当量比で反応させて、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーを製造する。
次いで、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマー中のアニオン性基を必要に応じて中和剤により中和し、その後、鎖延長剤と反応させて、最後に必要に応じて系内の有機溶剤を除去することによって得ることができる。
【0106】
前記ポリウレタン樹脂の製造に使用できる有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類;アセトニトリル等のニトリル類;ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン等のアミド類などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記鎖延長剤としては、例えば、ポリアミン又はその他の活性水素基含有化合物などが挙げられる。
【0107】
前記ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,2-プロパンジアミン、1,6-ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、2,5-ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジアミン、1,4-シクロヘキサンジアミン等のジアミン類;ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン類;ヒドラジン、N,N’-ジメチルヒドラジン、1,6-ヘキサメチレンビスヒドラジン等のヒドラジン類;コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド等のジヒドラジド類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0108】
前記その他の活性水素基含有化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、サッカロース、メチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等のグリコール類;ビスフェノールA、4,4’-ジヒドロキシジフェニル、4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、水素添加ビスフェノールA、ハイドロキノン等のフェノール類;水などが挙げられる。これらは、インクの保存安定性が低下しない範囲内であれば、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0109】
前記ポリウレタン樹脂としては、カーボネート基の高い凝集力により耐水性、耐熱性、耐摩耗性、耐候性、及び画像の耐擦過性の点から、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂が好ましい。前記ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂である場合、屋外用途のような過酷な環境において使用される記録物に適したインクが得られる。
【0110】
前記ポリウレタン樹脂としては、市販品を使用してもよく、例えば、ユーコートUX-485(ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂)、ユーコートUWS-145(ポリエステル系ポリウレタン樹脂)、パーマリンUA-368T(ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂)、パーマリンUA-200(ポリエーテル系ポリウレタン樹脂)(以上、三洋化成工業株式会社製)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0111】
前記クリアインク中に含まれる樹脂の含有量は、8質量%以上が好ましく、8質量%以上25質量%以下がより好ましい。前記樹脂の含有量が8質量%以上であると、少ないクリアインク量で低光沢及び高光沢を制御できる。一方、前記樹脂の含有量が25質量%を超えると、クリアインクの吐出安定性が低下してしまうことがある。
【0112】
前記低光沢は、ドット球の高さ(パイルハイト)の高い孤立ドットを形成し、表面に凹凸を付与することにより実現される。
クリアインク中の樹脂の含有量が多いと、パイルハイトが高いドットが形成されやすくなり、低光沢を付与しやすい点から好ましい。
一方、前記高光沢は、表面の凹凸をクリアインクで埋めて、平滑表面を形成することで、平滑性を付与する。表面の凹凸をクリアインクで埋めるには、クリアインク中の樹脂の含有量が多いほうが、少ないクリアインク量で、表面の凹凸を埋めることができ、高光沢を付与しやすい点から好ましい。
【0113】
<界面活性剤>
クリアインクは、界面活性剤を含有することが好ましい。
前記界面活性剤はインクに添加することによって、表面張力が低下し、紙等の記録媒体にインク滴中でも高pHでも分解しないものが好ましい。シリコーン系界面活性剤としては、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る。これらの中でも、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、NH、NHCHCHOH、NH(CHCHOH)、NH(CHCHOH)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。
これら界面活性剤は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0114】
本発明では、前記界面活性剤としてポリエーテル変性シロキサン化合物を用いることが好ましい。界面活性剤としてポリエーテル変性シロキサン化合物を用いることにより、ヘッドノズルプレート撥インク層に濡れ難いインクとなり、インクのノズル付着による吐出不良を防ぎ、吐出安定性が向上する。また、界面活性剤としてポリエーテル変性シロキサン化合物を用いることにより、特に問題になりやすいノズル撥インク層面にインクが付着し難く、吐出不良が生じ難いインクとなる。
中でも、下記一般式(V)~一般式(VIII)で示されるものが好ましく、水分散性着色剤の種類又は有機溶剤の組合せによって分散安定性を損なわず、動的表面張力が低く、浸透性、レベリング性の高いものが特に好ましい。
これらの界面活性剤は、1種を単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。
【0115】
【化20】
ただし、上記一般式(V)中、Rは、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表す。mは0~23の整数、nは1~10の整数、aは1~23の整数、bは0~23の整数を表す。
【0116】
上記一般式(V)で示される化合物の例としては、次の式(7)~式(14)の化合物が挙げられる。
【0117】
【化21】
【0118】
【化22】
【0119】
【化23】
ただし、上記一般式(VI)中、R及びRは、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表す。mは1~8の整数、c及びdは1~10の整数を表す。
【0120】
上記一般式(VI)で示される化合物の例としては、次の式(15)の化合物が挙げられる。
【化24】
【0121】
【化25】
ただし、上記一般式(VII)中、Rは、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表す。eは1~8の整数を表す。
【0122】
上記一般式(VII)で示される化合物の例としては、次の式(16)の化合物が挙げられる。
【化26】
【0123】
【化27】
ただし、上記一般式(VIII)中、Rは、下記一般式(A)のポリエーテル基を表す。fは1~8の整数を表す。
【0124】
【化28】
ただし、上記一般式(A)中、Rは、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表す。gは0~23の整数、hは0~23の整数を表す。なお、g及びhが同時に0の場合は除かれる。
【0125】
上記一般式(VIII)で示される化合物の例としては、次の式(17)~式(19)の化合物が挙げられる。
【化29】
【0126】
更に、上記化合物と同等の効果を示す市販品のポリエーテル変性シロキサン化合物界面活性剤としては、例えば、TORAY ダウ・コーニング社製の、71ADDITIVE,74ADDITIVE,57ADDITIVE,8029ADDITIVE,8054ADDITIVE,8211ADDITIVE,8019ADDITIVE,8526ADDITIVE,FZ-2123,FZ-2191;モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製の、TSF4440,TSF4441,TSF4445,TSF4446,TSF4450,TSF4452,TSF4460;日信化学工業株式会社製の、シルフェイスSAG002,シルフェイスSAG003,シルフェイスSAG005,シルフェイスSAG503A,シルフェイスSAG008,シルフェイスSJM003;エボニック社製の、TEGO_Wet_KL245,TEGO_Wet_250,TEGO_Wet_260,TEGO_Wet_265,TEGO_Wet_270,TEGO_Wet_280;ビックケミー・ジャパン社製の、BYK-345,BYK-347,BYK-348,BYK-375,BYK-377などが挙げられる。
【0127】
また、必要に応じて、上記ポリエーテル変性シロキサン化合物界面活性剤と、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、アセチレングリコール又はアセチレンアルコール系界面活性剤を併用してもよい。
前記界面活性剤のインク中の含有量は、0.001質量%以上5質量%以下が好ましく、0.5質量%以上3質量%以下がより好ましい。前記含有量が0.001質量%以上であれば、界面活性剤の添加効果が得られる。一方、前記含有量が5質量を超えると添加効果が飽和するため増量しても意味がない。
【0128】
<<有機溶剤>>
クリアインクは有機溶剤を含んでもよい。前記有機溶剤としては、特に制限はなく、目的応じて適宜選択することができ、水溶性有機溶剤などが挙げられる。なお、水溶性とは、例えば、25℃の水100gに5g以上溶解することを意味する。
【0129】
前記水溶性有機溶剤としては、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、2,3-ブタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、3-メトキシ-3-メチルブタノール、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、1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、1,6-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、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、ジプロピレングリコールモノメ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イト、炭酸エチレンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0130】
有機溶剤のクリアインク中における含有量は、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60質量%以下が好ましく、20質量%以上60質量%以下がより好ましい。
【0131】
クリアインクは、その他の成分として、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤などを必要に応じて含有することができる。
【0132】
-消泡剤-
前記消泡剤としては、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。
【0133】
-防腐防黴剤-
前記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。
【0134】
-防錆剤-
前記防錆剤としては、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。
【0135】
-pH調整剤-
前記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。
【0136】
前記クリアインクの物性としては、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、粘度、表面張力、pH等が以下の範囲であることが好ましい。
前記クリアインクの25℃での粘度は、印刷濃度及び文字品位が向上し、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、前記粘度は、例えば、回転式粘度計(東機産業株式会社製、RE-80L)を使用することができる。前記粘度の測定条件としては、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。
前記クリアインクの表面張力としては、記録媒体上で好適にクリアインクがレベリングされ、クリア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。
前記クリアインクの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。
【0137】
<被印刷物>
被印刷物としては、記録媒体として用いられるものに限られず、例えば、壁紙、床材、タイル等の建材、Tシャツ等の衣料用布、テキスタイル、皮革などを適宜使用することができる。なお、前記記録媒体を搬送する経路の構成を調整することにより、被印刷物としてセラミックス、ガラス、金属などを使用することもできる。
前記記録媒体としては、特に制限はなく、普通紙、光沢紙、特殊紙、布などを用いることもできるが、非浸透性基材を用いても良好な画像形成が可能である。
前記非浸透性基材とは、水透過性、吸収性が低い表面を有する基材であり、内部に多数の空洞があっても外部に開口していない材質も含まれる。前記非浸透性基材とは、より定量的には、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m以下である基材をいう。
前記非浸透性基材としては、例えば、塩化ビニル樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、アクリル樹脂フィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム等のプラスチックフィルムを、好適に使用することができる。
【0138】
本発明においては、低光沢印刷モードでは、光沢度が高い被印刷物を用いることが好ましい。光沢度が高い被印刷物の方がクリアインクによる低光沢効果が強調されやすい点から好ましい。
一方、高光沢印刷モードでは、光沢度が低い被印刷物を用いることが好ましい。光沢度が低い被印刷物の方がクリアインクによる高光沢効果が強調されやすい点から好ましい。
したがって、低光沢印刷モードで用いる被印刷物の光沢度をGmatteとし、高光沢印刷モードで用いる被印刷物の光沢度をGglossとすると、次式、Gmatte>Ggloss、を満たすことが好ましく、次式、Gmatte-Ggloss≧100、を満たすことがより好ましい。
【0139】
(印刷画像の光沢度制御方法)
本発明の印刷画像の光沢度制御方法は、被印刷物にインク吐出ヘッドからインクを吐出して印刷層を設ける印刷工程と、印刷された被印刷物を加熱する加熱工程と、を含む印刷画像の光沢度制御方法であって、前記インクが樹脂及び水を含有するクリアインクであり、前記印刷画像の光沢度制御方法は、第1の印刷モード及び第2の印刷モードを有し、前記加熱工程において、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第1の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTmatte(℃)とし、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第2の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTgloss(℃)とすると、次式、Tmatte>Tgloss、を満たすように加熱し、前記インク吐出ヘッドのノズルプレートに対する前記クリアインクの後退接触角が35°以上である。
第1の印刷モードは、低光沢を付与する印刷モードである低光沢印刷モード、第2の印刷モードは、高光沢を付与する印刷モードである高光沢印刷モードと呼ぶことがある。
【0140】
<印刷物>
本発明で用いられる印刷物は、被印刷物と、前記被印刷物上に印刷層とを有する印刷物であって、前記印刷層が樹脂を含むクリアインク層からなり、前記印刷物が、第1の印刷モードで印刷する第1の印刷画像と、第2の印刷モードで印刷する第2の印刷画像とを有し、前記第1の印刷画像の60°光沢度Gaと、前記第2の印刷モードで用いる被印刷物の60°光沢度Gbとの光沢度差(Ga-Gb)が20以上であり、
前記第1の印刷画像の60°光沢度Gcと、第1の印刷モードで用いる被印刷物の60°光沢度Gdとの光沢度差(Gc-Gd)が-20以下である。
第1の印刷モードは、低光沢を付与する印刷モードである低光沢印刷モード、第2の印刷モードは、高光沢を付与する印刷モードである高光沢印刷モードと呼ぶことがある。
前記印刷物は、1つのインクジェット印刷装置を用いて、高光沢の画像と、低光沢の画像を形成することが可能であり、両者の光沢度差(Gc-Gd)が-20以下である。
インクジェット印刷装置及びインクジェット印刷方法により画像形成して印刷物とすることができる。
【0141】
<記録装置及び記録方法>
以下の記録装置及び記録方法の説明では、ブラック(K)インク、シアン(C)インク、マゼンタ(M)インク、イエロー(Y)インクを用いた場合について説明するが、これらに代えて、あるいは、これらに加えて、クリアインクを用いればよい。
本発明で用いられるクリアインクは、インクジェット記録方式による各種記録装置、例えば、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ、ファックス、コピア複合機、立体造形装置などに好適に使用することができる。
インクジェット印刷装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
更に、インクジェット印刷装置には、卓上型だけでなく、広幅の記録装置、例えば、ロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。
本発明において、記録装置及び記録方法とは、記録媒体に対してインク及び各種処理液等を吐出することが可能な装置、当該装置を用いて記録を行う方法である。記録媒体とは、インク及び各種処理液が一時的にでも付着可能なものを意味する。
この記録装置には、インクを吐出するヘッド部分だけでなく、記録媒体の給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
また、記録装置及び記録方法は、インクによって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、幾何学模様などのパターン等を形成するもの、3次元像を造形するものも含まれる。
また、記録装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
更に、この記録装置には、卓上型だけでなく、A0サイズの記録媒体への印刷も可能とする広幅の記録装置、例えば、ロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。
【0142】
インクジェット印刷装置の一例について図1及び図2を参照して説明する。図1は記録装置の斜視説明図である。図2はメインタンクの斜視説明図である。記録装置の一例としての画像形成装置400は、シリアル型画像形成装置である。画像形成装置400の外装401内に機構部420が設けられている。ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク410(410k、410c、410m、410y)の各インク収容部411は、例えば、アルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。インク収容部411は、例えば、プラスチックス製の収容容器ケース414内に収容される。これにより、メインタンク410は、各色のインクカートリッジとして用いられる。
一方、装置本体のカバー401cを開いたときの開口の奥側にはカートリッジホルダ404が設けられている。カートリッジホルダ404には、メインタンク410が着脱可能に装着される。これにより、画像形成装置400は、各色用の供給チューブ436を介して、メインタンク410の各インク排出口413と各色用の吐出ヘッド434とが連通し、吐出ヘッド434から記録媒体へインクを吐出可能となる。
【0143】
この記録装置は、インクを吐出する部分だけでなく、前処理装置及び後処理装置と称される装置などを含むことができる。
前処理装置及び後処理装置の一態様として、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)などのインクの場合と同様に、前処理液及び後処理液を有する液体収容部と液体吐出ヘッドを追加し、前処理液及び後処理液をインクジェット記録方式で吐出する態様がある。
前処理装置及び後処理装置の他の態様として、インクジェット記録方式以外の、例えば、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法による前処理装置及び後処理装置を設ける態様がある。
【0144】
なお、インクの使用方法としては、インクジェット記録方法に制限されず、広く使用することが可能である。インクジェット記録方法以外にも、例えば、ブレードコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法、スプレーコート法などが挙げられる。
【0145】
インクの用途は、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、印刷物、塗料、コーティング材、下地用などに応用することが可能である。更に、インクとして用いて2次元の文字、画像を形成するだけでなく、3次元の立体像(立体造形物)を形成するための立体造形用材料としても用いることができる。
立体造形物を造形するための立体造形装置は、公知のものを使用することができ、特に限定されないが、例えば、インクの収容手段、供給手段、吐出手段、乾燥手段等を備えるものを使用することができる。立体造形物には、インクを重ね塗りするなどして得られる立体造形物が含まれる。また、記録媒体等の基材上にインクを付与した構造体を加工してなる成形加工品も含まれる。前記成形加工品は、例えば、シート状、フィルム状に形成された記録物及び構造体に対して、加熱延伸、打ち抜き加工等の成形加工を施したものである。前記成形加工品は、例えば、自動車、OA機器、電気機器、電子機器、カメラ等のメーター、操作部のパネルなど、表面を加飾後に成形する用途に好適に使用される。
【0146】
また、本発明の用語における、画像形成、記録、印字、印刷等は、いずれも同義語とする。
記録媒体、メディア、被印刷物は、いずれも同義語とする。
【実施例
【0147】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、特に記載が無い場合、実施例における調製、作製、評価等は、室温25℃、湿度60%RHの条件下で行った。
【0148】
(調製例1)
<ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂エマルジョン1の調製>
撹拌機、還流冷却管、及び温度計を挿入した反応容器に、ポリカーボネートジオール(1,6-ヘキサンジオールとジメチルカーボネートとの反応生成物(数平均分子量(Mn):1,200)1,500質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸(以下、「DMPA」とも称することがある)220質量部、及びN-メチルピロリドン(以下、「NMP」とも称することがある)1,347質量部を窒素気流下で仕込み、60℃に加熱してDMPAを溶解させた。次に、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート1,445質量部、ジブチルスズジラウリレート(触媒)2.6質量部を加えて90℃まで加熱し、5時間かけてウレタン化反応を行い、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーを得た。この反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン149質量部を添加し、混合したものの中から4,340質量部を抜き出して、強撹拌下、水5,400質量部、及びトリエチルアミン15質量部の混合溶液の中に加えた。
次に、氷1,500質量部を投入し、35質量%の2-メチル-1,5-ペンタンジアミン水溶液626質量部を加えて鎖延長反応を行い、固形分濃度が30質量%となるように溶媒を留去し、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂エマルジョン1を得た。
得られたポリカーボネート系ポリウレタン樹脂エマルジョンについて、「造膜温度試験装置」(株式会社井元製作所製)で測定したところ、最低造膜温度は55℃であった。
【0149】
(調製例2)
<アクリル樹脂エマルジョン1の調製>
撹拌機、還流コンデンサー、滴下装置、及び温度計を備えた反応容器に、イオン交換水900質量部、及びラウリル硫酸ナトリウム1質量部を仕込み、撹拌下に窒素置換しながら70℃まで昇温した。内温を70℃に保ち、重合開始剤として過硫酸カリウム4質量部を添加し、溶解後、予めイオン交換水450質量部、ラウリル硫酸ナトリウム3質量部、アクリルアミド20質量部、スチレン365質量部、ブチルアクリレート545質量部、及びメタクリル酸10質量部を撹拌下で加えて作製した乳化物を、反応溶液内に連続的に4時間かけて滴下した。滴下終了後、3時間保持した。得られた水性エマルジョンを常温まで冷却した後、イオン交換水と水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH8に調整し、アクリル樹脂エマルジョン1(固形分濃度:30質量%)を得た。
【0150】
(製造例1)
-クリアインクAの製造-
調製例1のポリウレタン樹脂エマルジョン1(固形分濃度:30質量%)25.0質量部、1,2-プロパンジオール19.0質量部、1,3-プロパンジオール11.0質量部、1,2-ブタンジオール3.0質量部、界面活性剤として商品名「シルフェイスSAG503A」(日信化学工業株式会社製、ポリエーテル変性シロキサン化合物、有効成分100%)2.5質量部、及び高純水を添加し全量100質量部になるように調整し、混合撹拌した。
次いで、得られた混合物を、平均孔径が0.2μmのポリプロピレンフィルター(商品名:BetafineポリプロピレンプリーツフィルターPPGシリーズ、3M社製)にてろ過することにより、クリアインクAを作製した。
【0151】
(製造例2~16)
-クリアインクB~Pの製造-
製造例1において、表1-1から表1-3に示すインク組成に変更した以外は、製造例1と同様にして、クリアインクB~Pを作製した。
【0152】
【表1-1】
【0153】
【表1-2】
【0154】
【表1-3】
【0155】
表1-1から表1-3中の略号などの詳細は次のとおりである。
・シルフェイスSAG503A:ポリエーテル変性シロキサン化合物(日信化学工業株式会社製、有効成分100%)
・ユニダイン DSN403N:ポリオキシエチレンパーフロロアルキルエーテル(ダイキン工業株式会社製、有効成分100%)
【0156】
(製造例17)
-マゼンタインクの製造-
<自己分散型マゼンタ顔料分散体の調製>
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時間循環分散して自己分散型マゼンタ顔料分散体(顔料固形分濃度:15質量%)を得た。
・ピグメントレッド122(商品名:トナーマゼンタEO02、クラリアントジャパン株式会社製)・・・15質量部
・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質量部
・イオン交換水・・・83質量部
【0157】
<マゼンタインクの製造>
調製例1のポリウレタン樹脂エマルジョン1(固形分濃度:30質量%)25質量部、自己分散型マゼンタ顔料分散体(顔料固形分濃度:15質量%)20質量部、1,2-プロパンジオール20質量部、1,3-プロパンジオール11質量部、1,2-ブタンジオール3質量部、界面活性剤として商品名「ユニダイン DSN403N」(ダイキン株式会社製、フッ素系界面活性剤、固形分濃度100質量%)0.6質量部、及び高純水を添加し全量100質量部になるように調整し、混合撹拌した。
次いで、得られた混合物を、平均孔径が1.2μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターで加圧濾過することにより、マゼンタインクを作製した。
【0158】
次に、インクジェットヘッドに装着するノズルプレートの作製について、説明する。
(ノズルプレートの製造例101)
<ノズルプレートAの作製>
<<含フッ素アクリレートエステル重合体Aの合成>>
-エチレンオキサイド鎖含有フッ素モノマー(MPOERfA)の合成-
エチレンオキサイド鎖含有フッ素モノマーの合成反応の反応式を以下に示す。
【化30】
ただし、前記反応式中、nの平均は8~9である。
【0159】
四つ口フラスコに片末端メトキシポリエチレングリコール(平均EO数:8~9、ユニオックスM-400,日油株式会社製)52.13質量部、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体0.94質量部を仕込んだ。窒素気流下、3-パーフルオロヘキシル-1,2-エポキシプロパン50質量部を30分間~40分間かけて、発熱に注意しながら室温で滴下した。滴下終了後、約2時間、室温で反応を続けた後、ガスクロマトグラフィー(GC)で3-パーフルオロヘキシル-1,2-エポキシプロパンのピークが消滅していることを確認した。これにターシャリーブチルカテコール0.03質量部を加えてよく撹拌した。
更に、トリエチルアミン14.81質量部を加えてアクリル酸クロリド12.04質量部を発熱に注意しながら、約20分間かけて滴下した。滴下終了後、約2時間、室温で反応を続けた後、GCでアクリル酸クロリドのピークがほぼ消滅していることを確認した。
生成物の同定はIRスペクトル、H-NMR、19F-NMRスペクトルより行った。
【0160】
-含フッ素アクリレートエステル重合体Aの合成-
200mLの四つ口フラスコに、前記合成したMPOERfAモノマーを10質量部、2-(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート60質量部、ポリエチレングリコールモノアクリレート(EO:10モル、日油株式会社製、AE-400)20質量部、2-ヒドロキシエチルアクリレート5質量部、アセトアセトキシエチルメタクリレート2.5質量部、及びジメチルアミノエチルアクリレート2.5質量部のモノマー組成に対して、イソプロピルアルコール60質量部を仕込んで60分間、窒素を吹き込んで、系内の空気を窒素で置換した。窒素フローを続けながら、内温を75℃~80℃に昇温後、アゾビスイソブチロニトリル0.25質量部を添加して、8時間、重合反応を行った。
ガスクロマトグラフィー(GC)及びゲルパーミエーションクロマトグラフィーで重合液を分析したところ、モノマー由来のピークがほぼ消失し、重合体由来のピークが発生していることを確認した。
得られた重合体の重量平均分子量は17,000(ポリスチレン換算)であった。
最後に、酢酸0.42質量部を加えて中和し、含フッ素アクリレートエステル重合体Aの20質量%溶液になるように水で希釈した。
【0161】
-ノズルプレートの作製-
次に、縦34mm×横16mm、平均厚み20μmのステンレス鋼(SUS304)製のノズル基板を用意した。
なお、前記ノズル基板には、平均孔径が25μmのノズル孔が該ノズル孔の中心間の最短距離であるピッチが85μm(300dpi)で、320個/列に配列したノズル孔列が4列形成されている。
前記ノズル基板のインク吐出側の面に、作製した含フッ素アクリレートエステル重合体Aの20質量%溶液をディッピング法にて塗布し、乾燥することにより、平均厚みが50nmの撥インク膜を形成した。
以上により、製造例101のノズルプレートAを作製した。
この際、ノズル孔を水溶性樹脂にて、またノズル基板の裏面はテープにてマスキングし、撥インク膜を形成後、剥離除去した。また、120℃で1時間加熱して撥インク膜を形成した。
【0162】
(ノズルプレートの製造例102)
<ノズルプレートBの作製>
<<含フッ素アクリレートエステル重合体Bの合成>>
-2-ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)のRfエポキシ付加体(FAGMA)の合成-
2-ヒドロキシエチルアクリレートのRfエポキシ付加体の合成反応の反応式を以下に示す。
【化31】
ただし、前記反応式中、nは1~3である。
【0163】
四つ口フラスコに2-ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)20質量部、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体0.61質量部、ターシャリーブチルカテコール0.026質量部を仕込んだ。3-パーフルオロヘキシル-1,2-エポキシプロパン64.83質量部を30分間~40分間かけて、発熱に注意しながら室温で滴下した。
滴下終了後、約2時間、室温で反応を続けた後、ガスクロマトグラフィー(GC)で3-パーフルオロヘキシル-1,2-エポキシプロパンのピークが消滅していることを確認した。
反応終了後、1,1-ジクロロ-1,2,2,3,3-ペンタフルオロプロパン(HCFC225)100質量部に反応物を溶解させ、更に水100質量部を加えて分液ロートとで洗浄、分液後、有機層を取り出した。
この洗浄、分液操作をもう一度、繰り返し、有機層を取り出した後、無水硫酸マグネシウムを5質量部加えて、一晩乾燥した。
HCFC225をエバボレートし、HEAのRfエポキシ付加体(FAGMA)を得た。 生成物の同定はIRスペクトル、H-NMR、19F-NMRスペクトルより行った。 生成物の分析結果より、3-パーフルオロヘキシル-1,2-エポキシプロパンの1モル付加体(n=1)が約64質量部、2モル付加体(n=2)が約27質量部、3モル付加体が約9質量部の混合モノマーが得られた。
【0164】
-スルホン酸含有フッ素モノマーの合成-
スルホン酸含有フッ素モノマーの合成反応の反応式を以下に示す。
【化32】
ただし、前記反応式中、nは1~3である。
【0165】
合成した前記HEAのRfエポキシ付加体(FAGMA)30質量部、ジクロロメタン30質量部、トリエチルアミン7.8質量部、及びハイドロキノンモノメチルエーテル0.024質量部を四つ口フラスコに仕込んだ。この混合溶液を0~10℃になるように氷浴で冷却した。これにクロルスルホン酸のジクロロメタン溶液(クロルスルホン酸7.48質量部+ジクロロメタン15質量部)を発熱に注意しながら、約30分間かけて、徐々に滴下した。滴下終了後、室温で3時間、反応させた。反応物に水100質量部を加えて、洗浄、分液操作を2回、繰り返した。有機層を取り出し、無水硫酸マグネシウムを5質量部加えて、一晩乾燥した。
生成物(スルホン酸含有フッ素モノマー)の同定はIRスペクトル、H-NMR、19F-NMRスペクトルより行った。
【0166】
-含フッ素アクリレートエステル重合体Bの合成-
製造例101において、モノマー組成を、2-(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート60質量部、前記スルホン酸含有フッ素モノマー20質量部、ポリエチレングリコールモノアクリレート(EO:10モル、日油株式会社製、AE-400)17.5質量部、及びアセトアセトキシエチルメタクリレート2.5質量部に変更した以外は、製造例101と同様にして、含フッ素アクリレートエステル重合体Bを合成した。
得られた共重合体の重量平均分子量は17,000(ポリスチレン換算)であった。
最後に、酢酸0.42質量部を加えて中和し、含フッ素アクリレートエステル重合体Bの20質量%溶液になるように水で希釈した。
【0167】
-ノズルプレートの作製-
前記製造例101と同じノズル基板のインク吐出側の面に、作製した含フッ素アクリレートエステル重合体Bの20質量%溶液をディッピング法にて塗布し、乾燥することにより、平均厚みが30nmの撥インク膜を形成した。以上により、製造例102のノズルプレートBを作製した。
この際、ノズル孔を水溶性樹脂にて、またノズル基板の裏面はテープにてマスキングし、撥インク膜形成後、剥離除去した。また、120℃で1時間加熱して撥インク膜を形成した。
【0168】
(ノズルプレートの製造例103)
<ノズルプレートCの作製>
含フッ素アクリレートエステル重合体溶液(オプツールDSX、ダイキン工業株式会社製)を用意した。
前記製造例101と同じノズル基板のインク吐出側の面に、前記含フッ素アクリレートエステル重合体溶液(オプツールDSX、ダイキン工業株式会社製)をディッピング法にて塗布し、乾燥することにより、平均厚みが20nmの撥インク膜を形成した。以上により、製造例103のノズルプレートCを作製した。
この際、ノズル孔を水溶性樹脂にて、またノズル基板の裏面はテープにてマスキングし、撥インク膜形成後、剥離除去した。
また、120℃で1時間加熱して撥インク膜を形成した。
【0169】
(ノズルプレートの製造例104)
<ノズルプレートDの作製>
シリコーンレジン溶液(SR 2441 RESIN、東・レダウコーニング株式会社製)を用意した。
前記製造例101と同じノズル基板のインク吐出側の面に、前記シリコーンレジン溶液をディッピング法にて塗布し、乾燥することにより、平均厚みが100nmの撥インク膜を形成した。以上により、製造例104のノズルプレートDを作製した。
この際、ノズル孔を水溶性樹脂にて、またノズル基板の裏面はテープにてマスキングし、撥インク膜形成後、剥離除去した。
これを大気下、150℃で2時間加熱硬化させて撥インク膜とした。
【0170】
(ノズルプレートの製造例105)
<ノズルプレートEの作製>
撥インク処理剤としては、サイトップCTX-105(商品名、旭硝子株式会社製)を、CT-solv.100(旭硝子株式会社製)とCT-solv.180(旭硝子株式会社製)とを体積比率1:1で混合した液で0.2質量%に希釈した液を使用した。
スピナー上にシリコーンゴムを載せ、この液を2mLシリコーンゴム上に滴下した。滴下後スピナー上で回転させ均一な膜(撥インク膜)を作製した。
回転数は1st:1,000rpm,5秒間、2nd:3,000rpm,20秒間に設定した。
前記シリコーンゴム上に製造例101と同じノズル基板表面を押し付けて転写を行った。 回数は3回、押し付け圧は2kg/ヘッドで行った。
転写終了後、ヘッドごと、150℃のオーブン中に2時間半投入し、熱処理を行い、製造例105のノズルプレートEを作製した。
【0171】
(ノズルプレートの製造例106)
<ノズルプレートFの作製>
撥インク処理剤としては、商品名:AF1600(テフロン(登録商標)AF、デュポン社製)を、商品名:フロリナートFC-75(3M社製)で0.5質量%に希釈した液を使用した。
製造例105と同様にして、スピナー上にシリコーンゴムを載せ、この液を2mLシリコーンゴム上に滴下した。滴下後スピナー上で回転させ均一な膜(撥インク膜)を作製した。
回転数は1st:1,000rpm,5秒間、2nd:3,000rpm,20秒間に設定した。
前記シリコーンゴム上に実施例1と同じノズル基板表面を押し付けて転写を行った。回数は3回、押し付け圧は2kg/ヘッドで行った。
転写終了後、ヘッドごと、165℃のオーブン中に2時間30分間投入し、熱処理を行い、製造例106のノズルプレートFを作製した。
【0172】
(実施例1)
<インクジェット印刷>
インクジェットプリンター(GXe5500、株式会社リコー製)のヘッドにはノズルプレートAを装着した改造機のインクカートリッジに製造例1のクリアインクAを充填し、インクを充填したインクカートリッジを、前記インクジェットプリンターGXe5500改造機に装着して、インクジェット印刷を実施した。
インクジェットプリンターGXe5500改造機には、印刷前、印刷中、及び印刷後において記録媒体を裏面から加熱することができるように、ヒーター(温度調節コントローラ、型式 MTCD、株式会社ミスミ製)を設けた。これにより、インクジェットプリンターGXe5500改造機は、印刷前、及び印刷中においてヒーターにより加熱された記録媒体に印刷が可能となり、印刷後においてヒーターにより印刷物の加熱乾燥が可能となる。高光沢印刷モード(第2の印刷モード)、及び低光沢印刷モード(第1の印刷モード)で記録媒体の種類、加熱条件、及び印刷画像を変更して印刷を実施した。
【0173】
-記録媒体-
高光沢印刷モードでは、記録媒体1として、株式会社ユポ・コーポレーション製合成紙VJFN160(白色ポリプロピレンフィルム、光沢度16(60°光沢値))を使用した。
低光沢印刷モードでは、記録媒体2として、リンテックサインシステム株式会社製ウインドウフィルムGIY-0305(透明ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、光沢度159(60°光沢値))を使用した。
【0174】
-加熱条件-
加熱条件は、高光沢印刷モード(第2の印刷モード)では印刷前、印刷中、及び印刷後に配置した各ヒーターの加熱温度を60℃、60℃、及び70℃に設定した。低光沢印刷モード(第1の印刷モード)では各ヒーターの加熱温度を65℃、65℃、及び70℃に設定した。印刷中の記録媒体の温度を測定すると、高光沢印刷モードの記録媒体温度(=Tgloss)は59℃であり、低光沢印刷モードの記録媒体温度(=Tmatte)は64℃であった。
印刷中の記録媒体の温度の測定は、デジタル放射温度センサ FT-H10(株式会社キーエンス製)により行った。
高光沢印刷モードで印刷した画像は、画像解像度が600dpi×600dpiで印刷率が100%の全ベタ画像であった。
低光沢印刷モードで印刷した画像は、画像解像度が600dpi×600dpiで印刷率が40%のハーフトーン画像であった。
【0175】
-印刷率-
なお、印刷率については、ここでは、下記を意味する。
印刷率(%)=クリアインク印刷ドット数/(縦解像度×横解像度)×100(ただし、前記式中、「クリアインク印刷ドット数」は単位面積当たりのクリアインクを実際に印刷したドット数であり、「縦解像度」及び「横解像度」はそれぞれ単位面積当たりの解像度である。同じドット位置となるようにクリアインクを重ねて印刷する場合には、「クリアインク印刷ドット数」は単位面積当たりのクリアインクを実際に印刷した合計のドット数で表す。)
低光沢印刷モード、及び高光沢印刷モードのいずれの場合も、記録媒体上にクリアインクAを、直接、同じドット位置に重なるように1回重ね塗りすることにより印刷した。
次に、得られた印刷物について、以下のようにして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
【0176】
<光沢度>
クリアインクAを印刷したクリアインク印刷部、及びクリアインクAを印刷していないクリアインク未印刷部(記録媒体)のそれぞれの60°光沢値を、光沢度測定機器(マイクロトリグロス、BYK社製)を用いて測定した。なお、60°光沢値を光沢度とした。
【0177】
(実施例2)
実施例1において、インクジェットプリンターGXe5500(株式会社リコー製)のヘッドにはノズルプレートBを装着した改造機を用い、高光沢印刷モードで印刷した画像を、画像解像度が600dpi×600dpiで印刷率が80%のハーフトーン画像に変更し、低光沢印刷モードで印刷した画像を、画像解像度が600dpi×600dpiで印刷率が70%のハーフトーン画像に変更した以外は、実施例1と同様にして、インクジェット印刷を行った。
得られた印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
【0178】
(実施例3)
実施例1において、インクジェットプリンターGXe5500(株式会社リコー製)のヘッドにはノズルプレートCを装着した改造機を用い、加熱条件を、高光沢印刷モードでは印刷前、印刷中、及び印刷後の各ヒーターの加熱温度を50℃、50℃、及び70℃に設定し、低光沢印刷モードでは各ヒーターの加熱温度を70℃、70℃、及び70℃に設定した以外は、実施例1と同様にして、インクジェット印刷を行った。得られた印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
なお、印刷中の記録媒体温度を測定すると、高光沢印刷モードの記録媒体温度(=Tgloss)は49℃であり、低光沢印刷モードの記録媒体温度(=Tmatte)は68℃であった。
【0179】
(実施例4)
実施例3において、インクジェットプリンターGXe5500(株式会社リコー製)のヘッドにはノズルプレートDを装着した改造機を用い、製造例1のクリアインクAを製造例2のクリアインクBに変更した以外は、実施例3と同様にして、インクジェット印刷を行った。
得られた印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
【0180】
(実施例5)
実施例3において、インクジェットプリンターGXe5500(株式会社リコー製)のヘッドにはノズルプレートEを装着した改造機を用い、製造例1のクリアインクAを製造例3のクリアインクCに変更した以外は、実施例3と同様にして、インクジェット印刷を行った。
得られた印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
【0181】
(実施例6)
実施例3において、インクジェットプリンターGXe5500(株式会社リコー製)のヘッドにはノズルプレートFを装着した改造機を用い、製造例1のクリアインクAを製造例4のクリアインクDに変更した以外は、実施例3と同様にして、インクジェット印刷を行った。
得られた印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
【0182】
(実施例7)
実施例3において、インクジェットプリンターGXe5500(株式会社リコー製)のヘッドにはノズルプレートAを装着した改造機を用い、製造例1のクリアインクAを製造例5のクリアインクEに変更した以外は、実施例3と同様にして、インクジェット印刷を行った。
得られた印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
【0183】
(実施例8)
実施例7において、製造例6のマゼンタインクを印刷した記録媒体を使用した以外は、実施例7と同様にして、インクジェット印刷を行った。即ち、マゼンタインクを印刷した塗膜の上にクリアインクEを印刷した。
記録媒体に印刷するマゼンタインクは、製造例6のマゼンタインクを用いた。マゼンタインクの印刷はクリアインクと同じインクジェット印刷装置で行い、高光沢印刷モードに使用したマゼンタインク塗膜は、印刷前、印刷中、及び印刷後の各ヒーターの加熱温度を50℃、50、及び70℃に設定し、低光沢印刷モードで使用したマゼンタインク塗膜の各ヒーターの加熱温度を70℃、70℃、及び70℃に設定して、記録媒体にマゼンタインクのみを印刷した。マゼンタの印刷画像は、いずれも画像解像度が600dpi×600dpiで印刷率が100%の全ベタ画像を印刷した。
このマゼンタインク塗膜を印刷した記録媒体を、再度、インクジェット印刷装置でクリアインクEを印刷した。
得られた印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
【0184】
(実施例9)
実施例1において、インクジェットプリンターGXe5500(株式会社リコー製)のヘッドにはノズルプレートAを装着した改造機を用い、製造例1のクリアインクAを製造例7のクリアインクGに変更した以外は、実施例1と同様にして、インクジェット印刷を行った。
得られた印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
【0185】
(実施例10)
実施例1において、インクジェットプリンターGXe5500(株式会社リコー製)のヘッドにはノズルプレートAを装着した改造機を用い、製造例1のクリアインクAを製造例8のクリアインクHに変更した以外は、実施例1と同様にして、インクジェット印刷を行った。
得られた印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
【0186】
(実施例11)
実施例4において、インクジェットプリンターGXe5500(株式会社リコー製)のヘッドにはノズルプレートDを装着した改造機を用い、製造例2のクリアインクBを製造例9のクリアインクIに変更した以外は、実施例4と同様にして、インクジェット印刷を行った。
得られた印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
【0187】
(実施例12)
実施例5において、インクジェットプリンターGXe5500(株式会社リコー製)のヘッドにはノズルプレートEを装着した改造機を用い、製造例3のクリアインクCを製造例10のクリアインクJに変更した以外は、実施例5と同様にして、インクジェット印刷を行った。
得られた印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
【0188】
(実施例13~18)
実施例3において、表2-1及び表2-2に示すクリアインク及び/又はノズルプレートに変更した以外は、実施例3と同様にして、インクジェット印刷を行った。
得られた印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
【0189】
(比較例1)
実施例2において、高光沢印刷モードのヒーター温度設定を、低光沢印刷モードのヒーター温度設定と同じ、65℃、65℃、及び70℃に設定した以外は、実施例2と同様にして、インクジェット印刷を行った。得られた印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
なお、印刷中の記録媒体温度を測定すると、高光沢印刷モードの記録媒体温度(=Tgloss)は64℃であり、低光沢印刷モードの記録媒体温度(=Tmatte)は64℃であった。
【0190】
(比較例2)
実施例1において、高光沢印刷モードのヒーター温度設定を、低光沢印刷モードのヒーター温度設定と同じ、65℃、65℃、及び70℃に設定した以外は、実施例1と同様にして、インクジェット印刷を行った。
得られた印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
なお、印刷中の記録媒体温度を測定すると、高光沢印刷モードの記録媒体温度(=Tgloss)は64℃であり、低光沢印刷モードの記録媒体温度(=Tmatte)は64℃であった。
【0191】
(比較例3)
製造例6のマゼンタインクを記録媒体に印刷した。マゼンタインクの印刷はクリアインクと同じインクジェット印刷装置で行い、高光沢印刷モードではマゼンタインク塗膜は、印刷前、印刷中、及び印刷後の各ヒーターの加熱温度を50℃、50℃、及び70℃に設定し、低光沢印刷モードで使用したマゼンタインク塗膜の各ヒーターの加熱温度を70℃、70℃、及び70℃に設定して、インクジェット印刷を行った。
得られた印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
マゼンタの印刷画像は、いずれも画像解像度が600dpi×600dpiで印刷率が100%の全ベタ画像を印刷している。
高光沢モード印刷のマゼンタインク塗膜部の光沢度は30(メディア地肌部光沢度=16)であり、低光沢印刷モードのマゼンタインク塗膜部の光沢度は102(メディア地肌部光沢度=159)であった。
【0192】
(比較例4)
比較例2において、低光沢印刷モードのヒーター温度設定を、60℃、60℃、及び70℃に設定した以外は、比較例2と同様にして、インクジェット印刷を行った。
【0193】
(比較例5)
実施例2において、製造例1のクリアインクAを製造例6のクリアインクFに変更した以外は、実施例2と同様にして、インクジェット印刷を行った。
【0194】
次に、得られた各印刷物について、実施例1と同様にして、光沢度を測定した。結果を表3-1に示した。
また、<後退接触角>、<吐出安定性-1>、及び<吐出安定性-2>について、下記の通りに評価を行い、結果を表3-2に示した。
【0195】
<後退接触角>
前記で作製したノズルプレート表面、即ち、被印刷物に対向する面である撥インク膜に対し、25℃環境において、内径0.37μm、長さ0.18mmのシリンジニードルを装着したシリンジから表2-1に示す各インクを2.0μL押し出し、収縮法によって、25℃での後退接触角(°)を自動接触角測定装置_DMo-501(協和界面科学株式会社製)により測定した。
【0196】
<吐出安定性-1>
-連続吐出評価-
インクジェット印刷装置(IPSiO GXe-5500、株式会社リコー製)のインクカートリッジから各色の吐出ヘッドへ個々に調整された各インクを各1Lずつ通した。直後に、インクジェット印刷装置を用い、Microsoft Word2000により作成したA4サイズ用紙の面積の80%をベタ画像で塗りつぶしたチャートを、連続200枚、MyPaper(株式会社リコー製)に打ち出した。更に打ち出し後にノズルチェックチャートを打ち出し各ノズルの吐出乱れについて、下記の基準で評価した。
印刷モードはプリンタ添付のドライバで、普通紙のユーザー設定より「普通紙-標準はやい」モードを「色補正なし」と改変したモードを使用した。
〔評価基準〕
A:吐出乱れなし
B:若干吐出乱れあり
C:吐出乱れあり、又は吐出しない部分あり
D:激しい吐出乱れあり、又は吐出しないノズルが多い
【0197】
<吐出安定性-2>
-ノズルプレートの撥インク時間の評価-
温度23℃±0.5℃、相対湿度50%±5%に調整された環境下、50mLのビーカーに表2-1に示す各インクを50g入れた。次に、インクジェット印刷装置(IPSiO GXe-5500、株式会社リコー製)からノズルプレートを取り出して前記で作製したノズルプレートをピンセットで挟み、315mm/minの速度で各インクに漬けた。同じ速度でノズルプレートを取り出した場合のノズルプレートの撥インク膜からの撥インク時間(インクの引け時間)を計測し、下記基準で評価した。なお、前記撥インク時間が長いとノズルプレートがインクで濡れ易いため、連続吐出評価でノズル抜けし易い。
[評価基準]
A:撥インク時間が10秒間未満
B:撥インク時間が10秒間以上30秒間未満
C:撥インク時間が30秒間以上60秒間未満
D:撥インク時間が60秒間以上
【0198】
【表2-1】
【0199】
【表2-2】
【0200】
【表3-1】
*表3-1中の比較例3における光沢度が測定不能であるとは、光沢度を測定できないことを意味する。
【0201】
【表3-2】
【0202】
表2-1及び表3-2の結果から、実施例1~18は、各クリアインクの後退接触角が35°以上であり吐出安定性に優れていた。また、Tmatte>Tglossである実施例1~18は、Tmatte=Tglossである比較例1及び2、Tmatte<Tglossである比較例4に比べて、低光沢印刷モードでは光沢度が大きく低下し、高光沢印刷モードでは光沢度が大きく上昇することがわかった。
実施例1と実施例2を比較すると、Dgloss-Dmatteが60%である実施例1は、Dgloss-Dmatteが10%である実施例2に比べて、大きな光沢度変化が得られることがわかった。
また、実施例3、実施例4、及び実施例6を比較すると、クリアインク中の樹脂含有量が多いほうが、クリアインク印刷による光沢度変化が大きくなった。また、クリアインク中の樹脂含有量が8質量%以上である実施例4及び実施例6は、クリアインク中の樹脂含有量が8質量%未満である実施例3に比べて、大きな光沢度変化が得られることがわかった。
また、実施例4と実施例5を比較すると、界面活性剤の含有量が2質量%以下である実施例5は、界面活性剤の含有量が2質量%を超える実施例4に比べて、低光沢印刷モードにおいて、大きな光沢度変化が得られることがわかった。
また、実施例8と比較例3を比較すると、比較例3のようにマゼンタインクを単独で印刷した時に比べ、実施例8のようにマゼンタインク塗膜の上にクリアインク印刷した場合のほうが、低光沢モードではより低光沢に、グロスモードで印刷した場合より高光沢になっていることがわかった。
【0203】
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> インクを収容するインク収容部と、
インクを吐出して印刷層を形成するインク吐出ヘッドと、
被印刷物を加熱する加熱手段と、
を有するインクジェット印刷装置であって、
前記インクが樹脂及び水を含有するクリアインクであり、
前記インクジェット印刷装置は、第1の印刷モード及び第2の印刷モードを有し、前記加熱手段が、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第1の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTmatte(℃)とし、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第2の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTgloss(℃)とすると、次式、Tmatte>Tgloss、を満たすように加熱し、
前記インク吐出ヘッドのノズルプレートに対する前記クリアインクの後退接触角が35°以上であることを特徴とするインクジェット印刷装置である。
<2> 前記ノズルプレートは撥インク膜を有し、該撥インク膜が、含フッ素アクリレートエステル重合体を含む前記<1>に記載のインクジェット印刷装置である。
<3> 前記含フッ素アクリレートエステル重合体が、下記一般式(I)で表される化合物及び下記一般式(II)で表される化合物の少なくとも一方を重合して得られる重合体を含む前記<2>に記載のインクジェット印刷装置である。
【化33】
【化34】
ただし、前記一般式(I)及び(II)中、Xは、水素原子、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のアルキル基、ハロゲン原子、CFX基(ただし、X及びXは、それぞれ独立に水素原子、及びハロゲン原子のいずれかである)、シアノ基、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基、置換若しくは非置換のベンジル基、及び置換若しくは非置換のフェニル基のいずれかであり、Rは、炭素数1~18のアルキル基であり、Rは、炭素数2~6のアルキレン基であり、Rは、炭素数2~6のアルキレン基であり、Yは、酸基であり、Rfは、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基である。mは1~10であり、nは2~90であり、pは1~90であり、qは1~10である。
<4> 前記含フッ素アクリレートエステル重合体が、下記一般式(III)で表される構造単位及び下記一般式(IV)で表される構造単位のうちの少なくとも一方を有する重合体を含む前記<3>に記載のインクジェット印刷装置である。
【化35】
【化36】
ただし、前記一般式(III)及び(IV)中、Xは、水素原子、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のアルキル基、ハロゲン原子、CFX基(ただし、X及びXは、それぞれ独立に水素原子、及びハロゲン原子のいずれかである)、シアノ基、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基、置換若しくは非置換のベンジル基、及び置換若しくは非置換のフェニル基のいずれかであり、Rは、炭素数1~18のアルキル基であり、Rは、炭素数2~6のアルキレン基であり、Rは、炭素数2~6のアルキレン基であり、Yは、酸基であり、Rfは、炭素数1~21の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基である。mは1~10であり、nは2~90であり、pは1~90であり、qは1~10である。
<5> 前記撥インク膜が、主鎖に含フッ素ヘテロ環状構造を有する重合体を含む前記<2>から<4>のいずれかに記載のインクジェット印刷装置である。
<6> 前記加熱手段が、次式、Tmatte-Tgloss≧10℃、を満たすように加熱する前記<1>から<5>のいずれかに記載のインクジェット印刷装置である。
<7> 前記第1の印刷モードで用いる被印刷物の光沢度をGmatteとし、前記第2の印刷モードで用いる被印刷物の光沢度をGglossとすると、次式、Gmatte>Ggloss、を満たす前記<1>から<6>のいずれかに記載のインクジェット印刷装置である。
<8> 前記クリアインク中の樹脂の含有量が8質量%以上である前記<1>から<7>のいずれかに記載のインクジェット印刷装置である。
<9> 前記樹脂がポリウレタン樹脂である前記<1>から<8>のいずれかに記載のインクジェット印刷装置である。
<10> 前記クリアインクが更に界面活性剤を含有し、前記界面活性剤の含有量が3質量%以下である前記<1>から<9>のいずれかに記載のインクジェット印刷装置である。
<11> 前記界面活性剤がポリエーテル変性シロキサン化合物である前記<10>に記載のインクジェット印刷装置である。
<12> 被印刷物にインク吐出ヘッドからインクを吐出して印刷層を設ける印刷工程と、
印刷された被印刷物を加熱する加熱工程と、
を含むインクジェット印刷方法であって、
前記インクが樹脂及び水を含有するクリアインクであり、
前記インクジェット印刷方法は、第1の印刷モード及び第2の印刷モードを有し、前記加熱工程において、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第1の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTmatte(℃)とし、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第2の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTgloss(℃)とすると、次式、Tmatte>Tgloss、を満たすように加熱し、
前記インク吐出ヘッドのノズルプレートに対する前記クリアインクの後退接触角が35°以上であることを特徴とするインクジェット印刷方法である。
<13> 被印刷物にインク吐出ヘッドからインクを吐出して印刷層を設ける印刷工程と、
印刷された被印刷物を加熱する加熱工程と、
を含む印刷画像の光沢度制御方法であって、
前記インクが樹脂及び水を含有するクリアインクであり、
前記印刷画像の光沢度制御方法は、第1の印刷モード及び第2の印刷モードを有し、前記加熱工程において、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第1の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTmatte(℃)とし、該クリアインクを被印刷物に付着させるときの前記第2の印刷モードで印刷する印刷領域の被印刷物の温度をTgloss(℃)とすると、次式、Tmatte>Tgloss、を満たすように加熱し、
前記インク吐出ヘッドのノズルプレートに対する前記クリアインクの後退接触角が35°以上であることを特徴とする印刷画像の光沢度制御方法である。
<14> インクを収容するインク収容部と、
インクを吐出して印刷層を形成するインク吐出ヘッドと、
被印刷物を加熱する加熱手段と、
を有するインクジェット印刷装置であって、
前記インクが、ガラス転移温度Tgが50℃以上の樹脂及び水を含有するクリアインクであり、
前記インクジェット印刷装置は、第1の印刷モード及び第2の印刷モードを有し、
前記第1の印刷モードにおける前記加熱手段の温度をHTmatte(℃)とし、前記第2の印刷モードにおける前記加熱手段の温度をHTgloss(℃)とすると、次式、HTmatte>HTglossを満たすように加熱し、
前記インク吐出ヘッドのノズルプレートに対する前記クリアインクの後退接触角が35°以上であることを特徴とするインクジェット印刷装置である。
【0204】
前記<1>から<11>及び<14>のいずれかに記載のインクジェット印刷装置、前記<12>のいずれかに記載のインクジェット印刷方法、及び前記<13>に記載の印刷画像の光沢度制御方法によると、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。
【符号の説明】
【0205】
1 流路板、液室基板、流路部材
2 振動板部材
2a 振動領域(ダイアフラム部)
2b 島状凸部
3 ノズルプレート
4 ノズル孔
5 ノズル連通路
6 液室、加圧液室、圧力室、加圧室、流路
7 流体抵抗部
8 連通部
10 共通液室
12 圧電素子、積層型圧電素子
12A 圧電素子柱、駆動用圧電素子柱
12B 圧電素子柱、支柱用圧電素子柱
13 ベース部材
15 FPC
16 駆動回路(ドライバIC)
17 フレーム部材
19 供給口
21 圧電材料層
22a、22b 内部電極
23a、23b 端面電極(外部電極)
31 ノズル基板
31a 吐出面
32 撥水膜
33 Ti層(下地層)
34 吐出面側のSiO
35 液室面側のSiO
100 圧電型アクチュエータユニット
400 画像形成装置
401 外装
401c カバー
404 カートリッジホルダ
410、410k、410c、410m、410y メインタンク
411 インク収容部
413 インク排出口
414 収容容器ケース
420 機構部
434 インク吐出ヘッド
436 供給チューブ
L インク収容容器
【先行技術文献】
【特許文献】
【0206】
【文献】特開2015-3397号公報
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8