JP4877224B2 - インクジェット用インクセット及びそれを用いた画像形成方法とインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、新規のインクジェット用インクセット及びそれを用いた画像形成方法とインクジェット記録装置に関するものである。

インクジェット記録方式は、簡便かつ安価に画像を作成でき、また近年の画質向上に伴い、各種印刷分野でも充分に対応できる高品位の画質記録が可能な技術として注目を浴びている。

一般に、透明な記録媒体（基材）に反射画像を形成する方法の一つで、白インクとカラーインクとを用いて印刷を行う場合、まず透明基材上に白インクで白地を形成した後、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどのカラーインクで画像を形成し、最終画像を印字面から見る「表刷り」と、透明基材上にカラーインクで画像を形成した上から白インクを重ね、最終画像を透明基材を介して裏面側から見る「裏刷り」と呼ばれる方法がある。

インクジェット記録方式でも、白インクと各種カラーインクを用いることにより、同様にこれらの画像を作成することが可能であり、インクジェット記録方式で用いられる白インクは、透明な記録媒体や明度が低い記録媒体に対して良好な視認性を有し、特に、カラーインクと併用することで、白色媒体に記録するときと同様の鮮明なフルカラー画像を得ることができ、有効な方法の一つである。

上記の様なドットにより画像を作成するインクジェット記録方法においては、より高精細な画像を作成するために、カラーインクは基材上で解像度に合わせたドットサイズを保つ必要がある。特に、インク吸収性の無いプラスッチクフィルムなどの基材に印字した場合、カラーインクの表面張力が低すぎると基材上で広がり過ぎ、所望のドットサイズが得られず、その結果、濃度が低くなったり、乾燥するまでの間に他のカラーインクと混じりあったりして、鮮明な画像が得られなくなってしまう。

一方、インク吸収性の無いプラスチックフィルムや金属などの記録媒体に固着し印字できるインクジェット用のインクとして、着色剤（色材）、紫外線硬化性化合物、光重合開始剤等を含む紫外線硬化型インク組成物がある。これらのインクとして、着色剤として白色顔料である酸化チタンを用いた紫外線硬化型インクジェット用白色インクが提案されている（特許文献１〜３参照）。しかし、これらは、カラーインクと組み合わせて用いることを前提としておらず、白インクとカラーインクを用いて、視認性のある鮮明なフルカラー画像を得るための、最適な組み合わせに関して記載されていない。
特開昭６２−６４８７４号公報 特開２０００−３３６２９５号公報 特開２００１−２０７０９８号公報

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、インク吸収性の無い透明な記録媒体や明度が低い記録媒体に対しても、良好な視認性を有する高精細な画像が得られるインクジェット用インクセットと、それを用いた画像形成方法及びインクジェット記録装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記構成により達成された。

１．少なくとも着色剤を含有するカラーインク及び白インクから構成されるインクジェット用インクセットにおいて、該白インクの表面張力が、該カラーインクの表面張力よりも低いことを特徴とするインクジェット用インクセット。

２．少なくとも着色剤、重合性化合物及び光重合開始剤を含有するカラーインク及び白インクから構成されるインクジェット用インクセットにおいて、該白インクの表面張力が、該カラーインクの表面張力より低いことを特徴とするインクジェット用インクセット。

３．前記白インクの表面張力が、前記カラーインクの中で最も表面張力の低いインクの表面張力より、０．５〜１０ｍＮ／ｍ低いことを特徴とする前記１または２に記載のインクジェット用インクセット。

４．前記白インクの表面張力が、前記カラーインクの中で最も表面張力の低いインクの表面張力より、０．５〜３．０ｍＮ／ｍ低いことを特徴とする前記１または２に記載のインクジェット用インクセット。

５．前記重合性化合物が、カチオン重合性化合物であることを特徴とする前記２乃至４のいずれか１項に記載のインクジェット用インクセット。

６．前記白インクが、着色剤として酸化チタンを含有していることを特徴とする前記１乃至５のいずれか１項に記載のインクジェット用インクセット。

７．前記酸化チタンの平均粒径が、５０〜５００ｎｍであることを特徴とする前記６に記載のインクジェット用インクセット。

８．前記カラーインク及び前記白インクの表面張力が、それぞれ１０〜６０ｍＮ／ｍであることを特徴とする前記１乃至７のいずれか１項に記載のインクジェット用インクセット。

９、インクジェット記録ヘッドより、前記２乃至８のいずれか１項に記載のインクジェット用インクセットを用い、記録媒体上にインクを噴射して該記録媒体上に印刷を行う画像形成方法であって、該インクが記録媒体上に着弾した後、０．００１〜１．０秒の間に活性光線を照射することを特徴とする画像形成方法。

１０．インクジェット記録ヘッドより、前記２乃至８のいずれか１項に記載のインクジェット用インクセットを用い、記録媒体上にインクを噴射した後、活性光線を照射して硬化させる画像形成方法であって、形成した白インク画像の固体表面張力が、３０〜６０ｍＮ／ｍであることを特徴とする画像形成方法。

１１．インクジェット記録ヘッドより、前記１乃至８のいずれか１項に記載のインクジェット用インクセットを用い、記録媒体上にインクを噴射して該記録媒体上に印刷を行う画像形成方法であって、該インクジェット記録ヘッドがラインヘッド方式であることを特徴とする画像形成方法。

１２．前記９乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成方法に用いられるインクジェット記録装置であって、インクジェット用インクセットを構成するインク及びインクジェット記録ヘッドをぞれぞれ３５〜１００℃に加熱し、該インクジェット記録ヘッドより該インクを、記録媒体上に吐出する手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。

本発明により、インク吸収性の無い透明な記録媒体や明度が低い記録媒体に対しても、良好な視認性を有する高精細な画像が得られるインクジェット用インクセットと、それを用いた画像形成方法及びインクジェット記録装置を提供することができた。

インクジェット記録装置の要部構成を示す概要図。 インクジェット記録装置の要部構成の他の一例を示す概要図。

符号の説明

１ 記録装置
２ ヘッドキャリッジ
３ インクジェット記録ヘッド
４ 照射手段
３１ インク吐出部
Ｐ 記録媒体

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、少なくとも着色剤を含有するカラーインク及び白インクから構成されるインクジェット用インクセットにおいて、該白インクの表面張力が、該カラーインクの表面張力よりも低いことを特徴とするインクジェット用インクセットとそれを用いた画像形成方法及びインクジェット記録装置により、インク吸収性の無い透明な記録媒体や明度が低い記録媒体に対しても、良好な視認性を有する高精細な画像が得られるインクジェット用インクセットと、それを用いた画像形成方法及びインクジェット記録装置を実現できることを見出し、本発明に至った次第である。
一般に、白インクを白地形成用のインクとして使用する場合は、高い解像性は必要なく、表刷りのときはカラーインクが良好に印字されるように白インクは透明基材上で素早く広がり、均一な膜を形成することが望まれている。また、裏刷りの場合は、透明基材上に形成されたカラー画像を白インクが均一に覆うように形成する必要がある。

着色剤（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等の色材）を含有したカラーインクと着色剤（例えば、白色顔料等）を含有した白インクからなるインクジェット用インクセットにおいて、白インクの表面張力をカラーインクの表面張力よりも低くすることで、透明な記録媒体や明度の低い記録媒体に対しても、視認性に優れた高精細な画像を得られることを見出した。

更に、重合性化合物と光重合開始剤を含有したカラーインク及び白インクからなるインクジェット用インクセットを用いて、白インクの表面張力をカラーインクの表面張力よりも低くすることでインク吸収性の無い基材やインク吸収性の低い基材にも、視認性に優れた高精細な画像を得られるのが、本発明の特徴である。

従って、本発明に係る活性光線硬化性のインクを用いることで、乾燥工程が省略できる。その結果、インク吸収性の高い記録媒体にインク打ち込み量の多い高濃度画像の形成が可能となり、また、着弾後、瞬時に硬化させるので、繊維質の粗い記録媒体にも滲みの発生が無く、鮮鋭性に優れた高精細画像の形成が可能となる。

これらの活性光線硬化性のインクの種類としては、硬化性、安全性、記録媒体対応性の観点から、カチオン系の活性光線硬化性インクを用いることがより好ましい。

以下、本発明のインクジェット用インクセット（以下、インクセットともいう）に用いられる各構成要素、インク構成、画像形成方法等について、その詳細を説明する。

〔インクの表面張力〕
少なくとも着色剤を含有するカラーインク及び白インクから構成される本発明のインクジェット用インクセットにおいては、白インクの表面張力が、カラーインクの表面張力よりも低いことを特徴とし、更には、白インクの表面張力が、カラーインクの中で最も表面張力の低いインクの表面張力より、０．５〜１０ｍＮ／ｍ低いことが好ましく、特に好ましくは、白インクの表面張力が、カラーインクの中で最も表面張力の低いインクの表面張力より、０．５〜３．０ｍＮ／ｍ低いことである。本発明で規定する各インクの表面張力値は、表面張力計（例えば、協和界面科学製：ＣＢＶＰ−Ｚ）を用いて、白金プレート法により温度２５℃における静的表面張力値（ｍＮ／ｍ）として求めることができる。
また、本発明の画像形成方法においては、インクジェット記録ヘッドより、本発明のインクジェット用インクセットを用い、記録媒体上にインクを噴射した後、活性光線を照射して硬化させて形成した白インク画像の固体表面張力が、３０〜６０ｍＮ／ｍであることを特徴とする。ここでいう活性光線の照射により硬化した白インク画像の固体表面張力値は、硬化後の白インク画像面に、水、沃化メチレン及びニトロメタンによる各々の接触角を測定した後、日本接着学会誌、８巻、１３１ページ（１９７２）に記載の計算式に従って計算することにより、白インク画像の固体表面張力値（ｍＮ／ｍ）を求めることができる。

本発明において、上記で規定する出射前のインクの表面張力、あるいは活性光線の照射により硬化したインク画像の固体表面張力を本発明で規定する条件とする手段としては、特に制限はないが、インクの調製で用いる界面活性剤の種類や添加量、顔料分散剤の種類や添加量、重合性化合物の種類や添加量、あるいは重合開始剤の種類や添加量を適宜調整することにより、実現することができる。

上記各表面張力の調整手段の１つである界面活性剤について、以下説明する。

本発明で用いることのできる界面活性剤としては、特に制限はなく、例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第４級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤、シリコーンオイルなどが挙げられる。

本発明においては、特にシリコーンオイルを用いることが好ましく、シリコーンオイルとしては、例えば、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイルジメチルポリシロキサンのメチル基の一部にポリエーテル基を導入したポリエーテル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、アルコキシ変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、メチルスチレン変性シリコーンオイル、オレフィン変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイルなどが挙げられる。

本発明に係るカラーインクと白インクのそれぞれの表面張力は、１０〜６０ｍＮ／ｍに調整されることが好ましく、特に好ましくはカラーインクでは２０〜４０ｍＮ／ｍ、白インクでは１５〜３５ｍＮ／ｍである。

この時、インクジェット用インクセットにおいては、白インクの表面張力がカラーインクの表面張力よりも低くなるようにインク物性を調整することが必要で、白インクの表面張力がカラーインクの表面張力よりも高い場合、平滑性が得られにくく、画像ムラとなってしまうため、本発明が目的とする高品質の画像が得られない。

また、白インクを記録媒体上に吐出した後、活性光線を照射して硬化させた硬化膜（白インク画像）の表面張力を３０〜６０ｍＮ／ｍの範囲とすることで、その後吐出するカラーインクを、白インク画像上でも、記録媒体上と同様の条件で良好な画像が得られることを見出した。

〔カラーインク〕
本発明のインクジェット用インクセットは、カラーインク及び白インクとで構成されているが、カラーインクは、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク及びブラックインクから選ばれる少なくとも１種のインクであり、より好ましくはイエローインク、マゼンタインク、シアンインク及びブラックインクの全てのインクを含むものである。また、用途や画質に応じて、インク中の着色剤濃度が低いライトイエローインク、ライトマゼンタインク、ライトシアンインクなどの淡色インク、レッド、ブルー、グリーン、オレンジ、バイオレットなどの特定色のインク、金、銀色等の金属光沢インク等が用いられる。

〔着色剤〕
上記カラーインクに含有されている着色剤としては、その他のインク組成物の主成分に溶解または分散できる顔料や染料等の各種着色剤を使用することができるが、耐候性の観点から顔料が好ましい。

本発明に係るカラーインクに含まれる顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、炭酸カルシウム等の無彩色無機顔料または有彩色の有機顔料を使用することができる。有機顔料としては、トルイジンレッド、トルイジンマルーン、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、ピラゾロンレッドなどの不溶性アゾ顔料、リトード、ヘリオボルドー、ピグメントスカーレット、パーマネントレッド２Ｂなどの溶性アゾ顔料、アリザリン、インダントロン、チオインジゴマルーンなどの建染染料からの誘導体、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーンなどのフタロシアニン系有機顔料、キナクリドンレッド、キナクリドンマゼンタなどのキナクリドン系有機顔料、ペリレンレッド、ペリレンスカーレットなどのペリレン系有機顔料、イソインドリノンイエロー、イソインドリノンオレンジなどのイソインドリノン系有機顔料、ピランスロンレッド、ピランスロンオレンジなどのピランスロン系有機顔料、チオインジゴ系有機顔料、縮合アゾ系有機顔料、ベンズイミダゾロン系有機顔料、キノフタロンイエローなどのキノフタロン系有機顔料、イソインドリンイエローなどのイソインドリン系有機顔料、その他の顔料として、フラバンスロンイエロー、アシルアミドイエロー、ニッケルアゾイエロー、銅アゾメチンイエロー、ペリノンオレンジ、アンスロンオレンジ、ジアンスラキノニルレッド、ジオキサジンバイオレット等が挙げられる。

有機顔料をカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーで例示すると、
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー；１２、１３、１４、１７、２０、２４、７４、８３、８６、９３、１０９、１１０、１１７、１２０、１２５、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０、１５１、１５３、１５４、１５５、１６６、１６８、１８０、１８５、
Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ；１６、３６、４３、５１、５５、５９、６１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド９、４８、４９、５２、５３、５７、９７、１２２、１２３、１４７、１４９、１６８、１７７、１８０、１９２、２０２、２０６、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２３８、２４０、
Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット；１９、２３、２９、３０、３７、４０、５０、
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー；１５、１５：１、１５：３、１５：４、１５：６、２２、６０、６４、
Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン；７、３６、
Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン；２３、２５、２６、
Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック；７、２６、２８が挙げられる。

また、上記以外に新たに合成した顔料を用いることもできる。さらに、これらの顔料は、表面処理されたものであってもよい。表面処理方法としては、例えば、アルコール、酸、塩基、シラン化合物等のカップリング剤による処理、ポリマーグラフト化処理、プラズマ処理等があげられる。本発明において使用する着色剤は、有機及び無機不純物の含有量が少ないものが好ましい。一般に市販されている着色剤は不純物の含有量が多いので、その精製品を使用することが望ましい。

上記顔料の中で、キナクリドン系有機顔料、フタロシアニン系有機顔料、ベンズイミダゾロン系有機顔料、イソインドリノン系有機顔料、縮合アゾ系有機顔料、キノフタロン系有機顔料、イソインドリン系有機顔料等は耐光性が優れているため好ましい。

有機顔料は、レーザー散乱による測定値で平均粒径１０〜２００ｎｍの微細顔料であることが好ましい。顔料の平均粒径が１０ｎｍ未満の場合は、粒径が小さくなることにより濃度が出にくく耐光性の低下が生じ、２００ｎｍを越える場合は、分散の安定維持が困難になり、顔料の沈澱が生じやすくなる。

本発明のカラーインクに用いられる着色剤は、インク総質量に対し０．１〜３０質量％、好ましくは１〜１５質量％の範囲で使用される。

〔白インク用着色剤〕
本発明に係る白インクに用いられる着色剤としては、無機または有機の白色顔料を用いることができる。無機の白色顔料としては、例えば、硫酸バリウム等のアルカリ土類金属の硫酸塩、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩、微粉ケイ酸、合成ケイ酸塩等のシリカ類、ケイ酸カルシウム、アルミナ、アルミナ水和物、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、クレイ等があげられる。隠蔽性や着色力の点から酸化チタンが好ましい。

有機白色顔料としては、特開平１１−１２９６１３号に示される、有機化合物塩や特開平１１−１４０３６５号、特開２００１−２３４０９３号に示されるアルキレンビスメラミン誘導体が挙げられる。上記白色顔料の具体的な商品としては、ＳｈｉｇｅｎｏｘＯＷＰ、ＳｈｉｇｅｎｏｘＯＷＰＬ、ＳｈｉｇｅｎｏｘＦＷＰ、ＳｈｉｇｅｎｏｘＦＷＧ、ＳｈｉｇｅｎｏｘＵＬ、ＳｈｉｇｅｎｏｘＵ（以上、ハッコールケミカル社製、何れも商品名）などが挙げられる。

（酸化チタン）
本発明のインクジェット用インクセットにおいては、白インクが着色剤として酸化チタンを含有することが好ましい。酸化チタンには、アナターゼ型、ルチル型及びブルーカイト型の３つの結晶形態があるが、汎用なものとしてはアナターゼ型とルチル型に大別できる。アナターゼ型は比重が小さく小粒径化しやすく、一方ルチル型は屈折率が大きく隠蔽性が高い。本発明においては、いずれを用いても良いが、それぞれの特徴を生かし、用途に応じて選択することが好ましい。比重が小さく小粒径化しやすいアナターゼ型を用いることで、より分散安定性やインク保存性、出射性が良好になる。また、異なる結晶形態を２種以上用いても良く、アナターゼ型と着色力の高いルチル型を併用することで、酸化チタンの添加量を減らすことができ、インクの保存性や出射性が良好になる。

酸化チタンの表面処理方法としては、水系処理、気相処理等が行われるが、表面処理剤としては一般的にアルミナ・シリカ処理が使用され、未処理、アルミナ処理、アルミナ・シリカ処理のものがある。

酸化チタンの平均粒径は、５０〜５００ｎｍであることが好ましく、５０ｎｍ以下では十分な隠蔽性が得られず、５００ｎｍを超えると、インク保存性や出射性が劣化する傾向にある。より好ましくは１００〜３００ｎｍである。

酸化チタンの添加量は、白インク組成物中に３〜５０質量％の範囲で用いることが好ましく、３質量％未満では十分な隠蔽性が得られず、５０質量％を超えると、インク保存性や出射性が劣化する傾向にある。より好ましくは５〜２０質量％である。

上記着色剤の分散には、例えば、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。着色剤の分散を行う際に分散剤を添加することも可能である。分散媒体としては、溶剤または重合性化合物を用いて行う。

〔分散剤〕
本発明に係る着色剤の分散に用いる分散剤は、インク組成物中の着色剤の分散性を良くすることにより、インク調製時の混錬、及び調製後のインクの保存性や出射性を改良するものであり、無論、インクの表面張力を調整する機能を有する。

化学構造的には、例えば、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ステアリルアミンアセテート、顔料誘導体等を挙げることができる。

特に、酸化チタンを分散させるための分散剤としては、高分子量共重合体または高分子量ポリエステル酸アマイドアミン塩を用いることで、分散安定性、インク保存性、出射性がより良好になる。

活性剤の添加量は、着色剤に対して０．１〜３０質量％、より好ましくは５〜２０質量％の範囲で用いる。

〔インクとしての性質〕
本発明のインクジェット用インクセットを構成するインクの別の形態として、重合成性化合物及び光開始剤を含有する活性光線硬化性インクにすることも可能であり、種々の硬化性インクを用いることができるが、この中でも、硬化性、安全性、基材対応性の点から、カチオン系の活性光線硬化性インクとすることが好ましい。

活性光線硬化性インクは、着色剤と重合性化合物及び光重合開始剤を含み、必要に応じて重合禁止剤、界面活性剤、樹脂、溶剤等が適宜配合される。

カチオン系の活性光線硬化性インクとしては、従来公知のインク組成が使用でき、例えば、特開平６−９７１４号公報、特開２００１−３１８９２号公報、同２００１−４００６８号公報、同２００１−５５５０７号公報、同２００１−３１０９３８号公報、同２００１−３１０９３７号公報、同２００１−２２０５２６号公報、同２００３−１８３５５１号公報、同２００４−５９６２７号公報、同２００５−４１８９３号公報、同２００５−２９０２４６号公報が挙げられる。ラジカル系の硬化性インクとしては、例えば、特開平７−１５９９８３号公報、特公平７−３１３９９号公報、特開平８−２２４９８２号公報、同１０−８６３号公報に記載のインク組成を挙げることができる。

また、カチオン系の重合成性化合物とラジカル系の重合性化合物を組み合わせ、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。

本発明に係る活性光線硬化性インクにおいては、２５℃における粘度が７〜５０ｍＰａ・ｓであることが、硬化環境（温度・湿度）に関係なく、吐出が安定し、良好な硬化性を得られる点で好ましい。

〔画像形成方法〕
本発明の活性光線硬化性のインクジェット用インクセットを用いた画像形成方法について述べる。

本発明に係るインクの吐出条件としては、インクジェット記録ヘッド及びインクをそれぞれ３５〜１００℃の範囲に加熱し、該インクジェット記録ヘッドより該インクを、記録媒体上に吐出することを特徴とし、この条件にすることにより、高い吐出安定性を得ることができる。本発明に係る重合性化合物を含む活性光線硬化性インクは、温度変動による粘度変動幅が大きく、粘度変動はそのまま液滴サイズ、液滴射出速度に大きく影響を与え、画質劣化を起こすため、インクジェット記録ヘッド及びインク温度を一定に保つことが必要である。インクジェット記録ヘッド及びインク温度の制御幅としては、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。

本発明の画像形成方法においては、活性光線の照射条件として、インクが記録媒体上に着弾した後、０．００１〜２．０秒の間に活性光線が照射されることが好ましく、本発明の目的効果をより発揮できる観点から、０．００１〜１．０秒であることが好ましい。高精細な画像を形成するためには、照射タイミングが出来るだけ早いことが特に重要となる。

活性光線の照射方法として、その基本的な方法が特開昭６０−１３２７６７号公報に開示されている。これによると、インクジェット記録ヘッドユニットの両側に、活性光線の照射光源を設け、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、上述のように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号明細書では、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、記録部へ紫外線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、これら開示されている何れの照射方法も用いることができる。

また、活性光線の照射を２段階に分け、はじめにインク着弾後０．００１〜２．０秒の間に前述の方法で活性光線を照射し、次いで、全印字終了後、更に活性光線を照射する方法も好ましい態様の１つである。活性光線の照射を２段階に分けることで、よりインク硬化の際に起こる記録媒体の収縮を抑えることが可能となる。

従来、活性光線硬化型インクジェット方式では、インク着弾後のドット広がり、滲みを抑制のために、光源の総消費電力が１ｋＷ・ｈｒを超える高照度の光源が用いられるのが通常であった。しかしながら、この様な高照度の光源を用いると、特にシュリンクラベルなどへの印字では、記録媒体の収縮があまりにも大きく、実質上使用できないのが現状であった。

本発明では、１時間あたりの消費電力が１ｋＷ以下の光源を用いても、高精細な画像を形成でき、かつ記録媒体の収縮も実用上許容レベル内に収められる。１時間あたりの消費電力が１ｋＷ未満の光源の例としては、蛍光管、冷陰極管、ＬＥＤなどがあるが、これらに限定されない。

〔インクジェット記録装置〕
以下、本発明のインクジェット記録装置について、図面を適宜参照しながら説明する。尚、図面の記録装置はあくまでも本発明のインクジェット記録装置の一態様であり、本発明のインクジェット記録装置はこの図面に限定されない。

図１は、本発明のインクジェット記録装置の要部構成を示す上部より見た概要図である。インクジェット記録装置は、ヘッドキャリッジ２、インクジェット記録ヘッド３、活性光線の照射手段４等を備えて構成される。

図１におけるインクジェット記録ヘッドの走査手段（図示せず）は、ヘッドキャリッジ２を図１におけるＹ方向に往復移動させることにより、ヘッドキャリッジ２に保持されたインクジェット記録ヘッド３の走査を行なう。

ヘッドキャリッジ２は記録媒体Ｐの上側に設置され、記録媒体Ｐ（図示せず、紙面の垂直方向ヘッドキャリッジ２のさらにしたにある）上への画像印刷に用いる色の数に応じて、後述するインクジェット記録ヘッド３を複数個、吐出口を下側にして配置、収納する。ヘッドキャリッジ２は、図１におけるＹ方向に往復自在な形態で記録装置本体に対して設置されており、インクジェット記録ヘッドの走査手段の駆動により、図１におけるＹ方向に往復移動する。

尚、図１ではヘッドキャリッジ２が、イエローインク（Ｙ）、マゼンタインク（Ｍ）、シアンインク（Ｃ）、ブラックインク（Ｋ）、ライトイエローインク（Ｌｙ）、ライトマゼンタインク（Ｌｍ）、ライトシアンインク（Ｌｃ）、ライトブラックインク（Ｌｋ）、白インク（Ｗ）の各カラーインクと、２つの白インク（Ｗ）用のインクジェット記録ヘッド３を収納するものとして描図を行なっているが、実施の際にはヘッドキャリッジ２に収納されるインクジェット記録ヘッド３の色数は適宜決められるものである。

インクジェット記録ヘッド３は、インク供給手段（図示せず）により供給された活性光線硬化型インク（例えば、紫外線硬化型インク）を、内部に複数個備えられた吐出手段（図示せず）の作動により、吐出口から記録媒体Ｐに向けて吐出する。インクジェット記録ヘッド３により吐出される活性光線硬化型インクは、色材、重合性モノマー、開始剤等を含んで組成されており、紫外線の照射を受けることで開始剤が触媒として作用することにより、モノマーの架橋、重合反応によって硬化する性質を有する。

インクジェット記録ヘッド３は、記録媒体Ｐの一端からヘッド走査手段の駆動により、図１におけるＹ方向に記録媒体Ｐの他端まで移動するという走査の間に、記録媒体Ｐにおける一定の領域（着弾可能領域）に対し、活性光線硬化型インクをインク滴として吐出し、該着弾可能領域にインク滴を着弾させる。次に、記録媒体Ｐを少々Ｘ方向（副走査方向）下流側に移動させて、上記操作を繰り返し、画像形成を行う。

このとき、白インクを副走査方向の先端の記録ヘッドからのみ、吐出を行うことで「表刷り」の画像となり、副走査方向の後端の記録ヘッドからのみ、吐出を行うことで「裏刷り」の画像となる。

上述の操作を繰り返し、ヘッド走査手段及び搬送手段と連動してインクジェット記録ヘッド３から活性光線硬化型インクを吐出することにより、記録媒体Ｐ上に活性光線硬化型インク滴の集合体からなる画像が形成される。

照射手段４は、特定の波長領域の紫外線を安定した露光エネルギーで発光する紫外線ランプ及び特定の波長の紫外線を透過するフィルターを備えて構成される。ここで、紫外線ランプとしては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマーレーザー、紫外線レーザー、冷陰極管、ブラックライト、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）等が適用可能であり、帯状のメタルハライドランプ、冷陰極管、水銀ランプもしくはブラックライトが好ましい。特に波長２５４ｎｍの紫外線を発光する低圧水銀ランプ、冷陰極管、熱陰極管及び殺菌灯が滲み防止、ドット径制御を効率よく行え、好ましい。ブラックライトを照射手段４の放射線源に用いることで、活性光線硬化型インクを硬化するための照射手段４を安価に作製することができる。

照射手段４は、インクジェット記録ヘッド３がヘッド走査手段の駆動による１回の走査によって活性光線硬化型インクを吐出する着弾可能領域のうち、記録装置（活性光線硬化型インクジェットプリンタ）１で設定できる最大のものとほぼ同じ形状か、着弾可能領域よりも大きな形状を有する。

照射手段４は、ヘッドキャリッジ２の両脇に、記録媒体Ｐに対してほぼ平行に固定して設置される。

ここで、照射手段４で照射される紫外線の波長は、照射手段４に備えられた紫外線ランプ又はフィルターを交換することで適宜変更することができる。

本発明に係る活性光線硬化型インクは、非常に吐出安定性が優れており、ラインヘッドタイプの記録装置を用いて画像形成する場合に、特に有効である。

本発明の画像形成方法においては、インクジェット記録ヘッドがラインヘッド方式であることを一つの特徴とする。図２は、インクジェット記録装置の要部構成の他の一例を示す概要図である。

図２で示したインクジェット記録装置は、ラインヘッド方式と呼ばれており、ヘッドキャリッジ２に、インクジェット記録ヘッド３を記録媒体Ｐの全幅をカバーするようにして複数個、固定配置されている。

一方、ヘッドキャリッジ２の下流側には、同じく記録媒体Ｐの全幅をカバーするようにして、２１０〜２８０ｎｍに最高照度を有する発光ダイオードからなる照射光源８、例えば、図２に示すように走査方向に４個、副走査方向に１０個配列して、インク印字面全域をカバーするように配置されている照射手段４が設けられている。

このラインヘッド方式では、ヘッドキャリッジ２及び照射手段４は固定され、記録媒体Ｐのみが搬送されて、インク出射及び硬化を行って画像形成を行う。

上記の画像記録装置において、本発明のカラーインクと白インクから構成されるインクジェット用インクセットを用いることで良好な画像が得られるが、いうまでもなく構成的に異なる画像記録装置においても、本発明の効果が得られる。

以下に、本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらの例に限定されるものではない。

実施例１
《インクセットの調製》
下記の方法に従って、表１〜７に記載の組成からなるインクセット１〜７を調製した。

表１に記載の分散剤と各光重合性化合物をステンレスビーカーに入れ、６５℃のホットプレート上で加熱しながら１時間かけて撹拌、混合して溶解させた。次いで、この溶液に表１に記載の着色剤１〜５をそれぞれ添加した後、直径１ｍｍのジルコニアビーズ２００ｇと共にポリ瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて２時間分散処理を行った。

次いで、ジルコニアビーズを取り除き、光重合開始剤、塩基性化合物、界面活性剤、芳香剤の各種添加剤を表１に記載の組み合わせで添加し、これをプリンター目詰まり防止のため０．８μｍメンブランフィルターで濾過して、インクセット１を調製した。

同様にして、表２〜７に記載の構成により、インクセット２〜７を作製した。

上記表１〜７に記載の各インクセットを構成する各インクの調製に使用した各化合物の詳細は、以下の通りである。

Ｋ：濃ブラックインク
Ｃ：濃シアンインク
Ｍ：濃マゼンタインク
Ｙ：濃イエローインク
Ｗ：ホワイトインク
Ｌｋ：淡ブラックインク
Ｌｃ：淡シアンインク
Ｌｍ：淡マゼンタインク
Ｌｙ：淡イエローインク
着色剤１：Ｃ．Ｉ．ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ７
着色剤２：Ｃ．Ｉ．ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３
着色剤３：Ｃ．Ｉ．ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２２
着色剤４：Ｃ．Ｉ．ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １２０
着色剤５：Ｃ．Ｉ．ｐｉｇｍｅｎｔ Ｗｈｉｔｅ６（アナターゼ型酸化チタン 平均粒径０．１６μｍ）
Ｄ１：顔料分散剤 アジスパーＰＢ８２２ 味の素ファインテクノ社製
Ｄ２：顔料分散剤 ディスパロンＤＡ−７３００ 楠本化成社製
ＥＰ−１：脂環式エポキシ化合物
ＯＸＴ−２２１：オキセタン化合物 東亞合成化学社製
ＯＸＴ−２１２：オキセタン化合物 東亞合成化学社製
ＯＸＴ−１０１：オキセタン化合物 東亞合成化学社製
ＴＡＳ−Ａ：光重合開始剤（下記化学構造の化合物）
ＴＩＰＡ（トリイソプロパノールアミン）：塩基性化合物
ＫＦ３５１：側鎖ポリエーテル変性シリコーンオイル 信越シリコーン社製
ＫＦ９４５：側鎖ポリエーテル変性シリコーンオイル 信越シリコーン社製
Ｘ−２２−４２７２：両末端ポリエーテル変性シリコーンオイル 信越シリコーン社製
ＳＤＸ１８４３：ジメチルポリシロキサンコポリマー 旭電化工業社製
ＳＤＸ１８４２：ジメチルポリシロキサンコポリマー 旭電化工業社製
リナルール：芳香剤 高砂香料社製
ＥＰ−１：下記化学構造の化合物

《インクセットの性能評価》
〔各インクの表面張力の測定〕
上記調製した各インクセットのインクについて、表面張力計（協和界面科学製：ＣＢＶＰ−Ｚ）を用いて、白金プレート法により温度２５℃における表面張力値（ｍＮ／ｍ）を測定し、得られた結果を表８に示す。
〔インクジェット画像出力〕
ノズル径２３μｍ、１２８ノズルのピエゾ型インクジェットノズルを有するインクジェット記録装置に、各インクセットを装填し、記録媒体（ポリエチレンテレフタレートフィルム）上への画像記録を行った。

用いたインク供給系は、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及び加温を行った。温度センサーは、前室タンク及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６０±２℃となるように温度制御を行った。液滴サイズは約７ｐｌとし、７２０×７２０ｄｐｉ（ｄｐｉとは２．５４ｃｍあたりのドット数）の解像度で射出できるようにし、駆動周波数１０ｋＨｚにて駆動した。

画像形成は、図１に示す如くピエゾヘッドキャリッジ上流側のＷ（白インク）のヘッドとＹ（Ｌｙ）、Ｍ（Ｌｍ）、Ｃ（Ｌｃ）、Ｋ（Ｌｋ）の４色ヘッド（Ｌｙ、Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｋが有る場合は８色）の配置でこの順にてフルカラープリンターにて行った。キャリッジの両端には、波長３０８ｎｍの冷陰極菅（ハイベック社製特注品）を搭載し、インクジェット記録ヘッドを走査して、インク着弾後１０００ｍｓ以内に紫外線を照射した。露光面照度は、１５ｍＷ／ｃｍ²とした。また、露光エネルギーは、ヘッドキャリッジのスピードを変更することによって行い、全インクが照射されるように調整した。

〔形成画像の評価〕
上記の方法に従って出力した各フルカラー画像について、以下の評価を行った。

（にじみ耐性の評価）
形成した画像の隣り合う各色ｄｏｔをルーペで拡大し、にじみの発生状態を目視観察し、下記の基準に従ってにじみ耐性の評価を行った。

◎：隣り合うｄｏｔ形状が真円を保ち、滲みがない
○：隣り合うｄｏｔ形状はほぼ真円を保ち、ほとんど滲みがない
△：隣り合うｄｏｔが少し滲んでいてｄｏｔ形状が少しくずれているが、ギリギリ使えるレベル
×：隣り合うｄｏｔが滲んで混じりあっており、使えないレベル
（濃度ムラ耐性の評価）
上記インクジェット記録装置で各色ベタ画像を出力し、紫外線照射を行った後の濃度ムラを目視観察し、以下の基準に従って濃度ムラ耐性を評価した。

◎：濃度ムラがなく良好
○：濃度ムラが若干あるが、高精細印字に問題ない
△：濃度ムラがあるが、なんとか使用可能なレベル
×：濃度ムラが目立ち、使用不可のレベル
（平滑性の評価）
上記インクジェット記録装置で各色ベタ画像を出力し、紫外線照射を行った後の画像膜厚やムラの状態を目視観察し、以下の基準に従って平滑性を評価した。

◎：画像膜厚が薄く、良好な画質である
○：画像に厚みはあるが、ムラの発生はなく高精細印字画像である
△：画像に厚みがあり、またムラが若干認められるが、実用上許容の範囲にある
×：画像に厚みがあり、かつ画像ムラが目立ち、実用上問題となる品質である
（視認性の評価）
上記インクジェット記録装置でフルカラー画像を出力し、総合的に見て高画質でこころよい感じ与えるか否かを評価した。評価は１０人の判定者による総合判断を行い、下記の基準に従って視認性を評価した。

◎：１０人の判定者いずれも良好な画質であるとした
○：８、９人の判定者が良好な画質であるとした
△：１０人の判定者が、問題はあるにしろ実用上許容の範囲にあると判断した
×：いずれかの判定者が、実用上許容の範囲にないと判断した
以上により得られた各評価結果を、表８に示す。

表８に記載の結果より明らかなように、本発明のインクセット１〜４は、比較例に対し、いずれの性能も良好なことが分かる。

実施例２
図２に示すフルカラーのインクジェット記録装置にて、Ｙ（Ｌｙ）、Ｍ（Ｌｍ）、Ｃ（Ｌｃ）、Ｋ（Ｌｋ）の４色ヘッド（Ｌｙ、Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｋが有る場合は８色）を配置し、副走査方向Ｘの下流側のＷ（白インク）ヘッドよりインクをこの順にて出力し、いわゆる裏刷り画像を作成し、実施例１に記載の方法と同様にして各性能評価を行い、得られた結果を表９に示す。

表９に記載の結果より明らかなように、裏刷り画像を作成した評価においても、本発明のインクセット１〜４は、比較例に対し、いずれの性能も良好なことが分かる。

Claims (12)

1. 少なくとも着色剤を含有するカラーインク及び白インクから構成されるインクジェット用インクセットにおいて、該白インクの表面張力が、該カラーインクの表面張力よりも低いことを特徴とするインクジェット用インクセット。
2. 少なくとも着色剤、重合性化合物及び光重合開始剤を含有するカラーインク及び白インクから構成されるインクジェット用インクセットにおいて、該白インクの表面張力が、該カラーインクの表面張力より低いことを特徴とするインクジェット用インクセット。
3. 前記白インクの表面張力が、前記カラーインクの中で最も表面張力の低いインクの表面張力より、０．５〜１０ｍＮ／ｍ低いことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のインクジェット用インクセット。
4. 前記白インクの表面張力が、前記カラーインクの中で最も表面張力の低いインクの表面張力より、０．５〜３．０ｍＮ／ｍ低いことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のインクジェット用インクセット。
5. 前記重合性化合物が、カチオン重合性化合物であることを特徴とする請求の範囲第２項乃至第４項のいずれか１項に記載のインクジェット用インクセット。
6. 前記白インクが、着色剤として酸化チタンを含有していることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか１項に記載のインクジェット用インクセット。
7. 前記酸化チタンの平均粒径が、５０〜５００ｎｍであることを特徴とする請求の範囲第６項に記載のインクジェット用インクセット。
8. 前記カラーインク及び前記白インクの表面張力が、それぞれ１０〜６０ｍＮ／ｍであることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか１項に記載のインクジェット用インクセット。
9. インクジェット記録ヘッドより、請求の範囲第２項乃至第８項のいずれか１項に記載のインクジェット用インクセットを用い、記録媒体上にインクを噴射して該記録媒体上に印刷を行う画像形成方法であって、該インクが記録媒体上に着弾した後、０．００１〜１．０秒の間に活性光線を照射することを特徴とする画像形成方法。
10. インクジェット記録ヘッドより、請求の範囲第２項乃至第８項のいずれか１項に記載のインクジェット用インクセットを用い、記録媒体上にインクを噴射した後、活性光線を照射して硬化させる画像形成方法であって、形成した白インク画像の固体表面張力が、３０〜６０ｍＮ／ｍであることを特徴とする画像形成方法。
11. インクジェット記録ヘッドより、請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか１項に記載のインクジェット用インクセットを用い、記録媒体上にインクを噴射して該記録媒体上に印刷を行う画像形成方法であって、該インクジェット記録ヘッドがラインヘッド方式であることを特徴とする画像形成方法。
12. 請求の範囲第９項乃至第１１項のいずれか１項に記載の画像形成方法に用いられるインクジェット記録装置であって、インクジェット用インクセットを構成するインク及びインクジェット記録ヘッドをぞれぞれ３５〜１００℃に加熱し、該インクジェット記録ヘッドより該インクを、記録媒体上に吐出する手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。