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JP-2026077855-A - 画像形成方法及び画像形成装置

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Abstract

【課題】インクジェットヘッドの耐久性を損なうことなく、印刷物のローマイグレーション化及び高品質化を図ることができる画像形成方法及び画像形成装置を提供する。 【解決手段】活性線硬化型インクをインクジェットヘッドから記録材に向けて吐出する吐出工程と、記録材に着弾した活性線硬化型インクのインク滴に活性線を照射して硬化させる硬化工程と、を含む画像形成方法において、活性線硬化型インクは、活性線重合性成分と、重合開始剤と、分子量が５００以上である高分子増感剤と、を含有し、インクジェットヘッドは、ノズルと、圧力室と、振動板と、バイピッチ構造の圧電部材と、を備える。インクジェットヘッドの使用上限温度は６０℃より高く、ノズル間のピッチは１／７５インチよりも小さく、吐出工程は活性線硬化型インクを６０℃より高く９０℃以下の温度で加熱する工程を含む。 【選択図】図２

Inventors

  • 兼子 忠祐

Assignees

  • コニカミノルタ株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20260219
Priority Date
20240313

Claims (10)

  1. 活性線硬化型インクをインクジェットヘッドから記録材に向けて吐出する吐出工程と、 前記記録材に着弾した前記活性線硬化型インクのインク滴に活性線を照射して硬化させる硬化工程と、を含み、 前記活性線硬化型インクは、 活性線重合性成分と、 重合開始剤と、 分子量が５００以上である高分子増感剤と、を含有し、 前記インクジェットヘッドは、 複数のノズルと、 複数の前記ノズルのそれぞれに連通する複数の圧力室と、 複数の前記圧力室の壁面の一部を形成する振動板と、 駆動電圧の印加により前記圧力室に圧力変動を生じさせる圧電部材と、を備え、 前記圧電部材は、 前記圧力室に対応する前記振動板の振動領域に接合される駆動圧電素子柱と、 前記圧力室の隔壁に対応する前記振動板の非振動領域に接合される非駆動圧電素子柱と、を有し、 前記インクジェットヘッドの使用上限温度は、６０℃より高く、 前記ノズル間のピッチは、１／７５インチよりも小さく、 前記吐出工程は、前記活性線硬化型インクを６０℃より高く９０℃以下の温度で加熱する工程を含む、 画像形成方法。
  2. 前記高分子増感剤は、チオキサントン系化合物である、 請求項１に記載の画像形成方法。
  3. 前記活性線重合性成分は、ラジカル活性線重合性化合物である、 請求項１又は２に記載の画像形成方法。
  4. 前記記録材は、長尺のロール状記録材である、 請求項１又は２に記載の画像形成方法。
  5. 前記記録材は、食品包装フィルムである、 請求項１又は２に記載の画像形成方法。
  6. 前記記録材は、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート又はポリブタジエンテレフタレートで形成されている、 請求項１又は２に記載の画像形成方法。
  7. 前記インクジェットヘッドは、前記記録材の幅方向に複数の前記ノズルが配列され、搬送される前記記録材に一度に印刷する１パス方式である、 請求項１又は２に記載の画像形成方法。
  8. 前記インクジェットヘッドは、循環型である、 請求項１又は２に記載の画像形成方法。
  9. 前記圧電部材の駆動周波数は、３０ｋＨｚ以上である、 請求項１又は２に記載の画像形成方法。
  10. 活性線硬化型インクを記録材に向けて吐出するインクジェットヘッドと、 前記記録材に着弾した前記活性線硬化型インクのインク滴に活性線を照射して硬化させる活性線照射部と、 前記活性線硬化型インクを加熱する加熱部と、を備え、 前記活性線硬化型インクは、 活性線重合性成分と、 重合開始剤と、 分子量が５００以上である高分子増感剤と、を含有し、 前記インクジェットヘッドは、 複数のノズルと、 複数の前記ノズルのそれぞれに連通する複数の圧力室と、 複数の前記圧力室の壁面の一部を形成する振動板と、 駆動電圧の印加により前記圧力室に圧力変動を生じさせる圧電部材と、を備え、 前記圧電部材は、 前記圧力室に対応する前記振動板の振動領域に接合される駆動圧電素子柱と、 前記圧力室の隔壁に対応する前記振動板の非振動領域に接合される非駆動圧電素子柱と、を有し、 前記インクジェットヘッドの使用上限温度は、６０℃より高く、 前記ノズル間のピッチは、１／７５インチよりも小さく、 前記加熱部は、前記活性線硬化型インクを６０℃より高く９０℃以下の温度で加熱可能である、 画像形成装置。

Description

本発明は、インクジェット方式の画像形成方法及び画像形成装置に関する。 従来、用紙などの記録材に画像を形成する画像形成装置として、活性線硬化型インクを使用したインクジェット方式の画像形成装置が知られている。一般に、活性線硬化型インクは、活性線重合性成分、重合開始剤及び増感剤等を含む。 特に、食品包装の印刷においては、安全性を高めたローマイグレーション対応の活性線硬化型インクの使用が推奨されている。例えば、特許文献１には、高分子増感剤等の特定の成分を含有させることによりローマイグレーション化した活性エネルギー線硬化型インクジェット用インク組成物が開示されている。 特許第６９６０５５５号公報 図１Ａ、図１Ｂは、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。図２は、画像形成装置の制御系の主要部を示すブロック図である。図３は、インクジェットヘッドの外観を示す斜視図である。図４は、インクジェットヘッドの内部構造を模式的に示す断面図である。図５は、圧電部材の構造を模式的に示す断面図である。 以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。 ＜画像形成装置＞ 図１Ａ、図１Ｂは、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置１の概略構成を示す図である。図２は、画像形成装置１の制御系の主要部を示すブロック図である。 画像形成装置１は、活性線硬化型インクを使用したインクジェット方式の画像形成装置（いわゆるインクジェットプリンター）である。画像形成装置１は、記録材Ｍに活性線硬化型インクのインク滴を吐出し、活性線（例えば、紫外線）の照射によりインク滴を硬化させて記録材Ｍに硬化膜を形成する。なお、図１Ａ、図１Ｂには、画像形成装置１の構成を模式的に示しており、各要素には公知の技術を適用できる。 図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すように、画像形成装置１は、インクジェットヘッド１０（１０Ａ～１０Ｅ）、活性線照射部２０、搬送部３０及び制御部４０等を備える。画像形成装置１には、例えば、インクジェットヘッド１０（１０Ａ～１０Ｅ）を記録材Ｍの搬送方向に並べて配置し、搬送される記録材Ｍに一度に印刷する１パス方式が採用されている。 なお、画像形成装置１は、インクジェットヘッド１０のクリーニング等のメンテナンスを行うメンテナンス部を備えてもよい。 記録材Ｍは、インクジェットヘッド１０から吐出された活性線硬化型インクを定着可能な記録媒体である。記録材Ｍは、長尺のロール状記録媒体であり、例えば、食品包装フィルムである。食品包装の分野では、インク成分が食品の安全性、臭気、外観又は味に影響を与えるのを抑制するために、ローマイグレーション対応の活性線硬化型インクが用いられる。本実施の形態では、活性線硬化型インクに含まれる増感剤として、分子量が５００以上の高分子増感剤を用いることにより、ローマイグレーション化が図られている。 記録材Ｍは、非吸収性の記録材であってもよいし、吸収性の記録材であってもよい。記録材Ｍとしては、例えば、プラスチック、紙、カプセル、ジェル、金属箔、ガラス、木材、布などが挙げられる。また、前記プラスチックとしては、例えば、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート及びポリブタジエンテレフタレートなどが挙げられる。 インクジェットヘッド１０は、ノズル１０１（図３参照）を介して、活性線硬化型インクを吐出可能な構成を有する。画像形成装置１には、インクジェットヘッド１０として、白色（Ｗ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の活性線硬化型インクを記録材Ｍに向けて吐出する５つのインクジェットヘッド１０Ａ～１０Ｅが設けられている。なお、インクジェットヘッド１０Ａ～１０Ｅは、画像形成装置１に設けられるインクジェットヘッドの一例であり、インクジェットヘッド１０の数やインクの色はこれに限定されない。インクジェットヘッド１０の詳細な構成については、後述する。 本実施の形態では、インクジェットヘッド１０は、活性線硬化型インクを６０℃超の所定温度に加熱可能な加熱部１２２を有する。加熱部１２２は、例えば、インク循環部１２１内のインクタンク及び／又はインク流路の近傍に配置される。加熱部１２２の加熱方式としては、例えば、抵抗加熱、誘導加熱、マイクロ波加熱又は赤外線加熱等を適用できる。 また、インクジェットヘッド１０は、使用上限温度が６０℃より高い。インクジェットヘッド１０の使用上限温度は、例えば、９０℃である。「使用上限温度が６０℃より高い」とは、吐出時に活性線硬化型インクを６０℃より高い温度で加熱しても、インクジェットヘッド１０の構成部材や構成部材間の接着層の劣化がなく、加熱温度が６０℃以下の場合と同等の吐出特性を確保できることを意味する。 従来の一般的なインクジェットヘッドは、耐久性の面で使用上限温度が６０℃以下であり、インクを６０℃より高い温度で加熱するとインクジェットヘッドが劣化する虞がある。これに対して、本実施の形態では、吐出時にインクを６０℃より高い温度で加熱しても、インクジェットヘッド１０の吐出特性は損なわれない。したがって、高粘度の活性線硬化型インクを６０℃より高い温度で加熱して、適正な粘度に調整したうえで、吐出工程を行うことができる。 また、インクジェットヘッド１０は、例えば、インク循環部１２１（図２参照）を有するインク循環型のインクジェットヘッドである。インクを循環させることで、インクが滞留してノズル詰まり等の不具合が生じるのを防止することができる。 活性線照射部２０は、記録材Ｍに着弾したインク滴に活性線（例えば、紫外線）を照射する。図１Ａに示す例では、活性線照射部２０は、搬送方向の最下流に配置されたインクジェットヘッド１０Ｅの下流に配置されている。なお、図１Ｂに示すように、活性線照射部２０は、第１活性線照射部２１と第２活性線照射部２２とを含んでもよい。第１活性線照射部２１は、インクジェットヘッド１０Ａ～１０Ｄのそれぞれの搬送方向の下流に配置されるピニング用の照射部である。第２活性線照射部２２は、インクジェットヘッド１０Ｅの搬送方向の下流に配置される本硬化用の照射部である。また、活性線照射部２０の搬送方向の上流及び下流には、紫外線の漏れ防止のためのシールド（図示略）が配置されてもよい。 搬送部３０は、給紙部３１、巻取部３２及び搬送ローラー３３等を有し、記録材Ｍを搬送する。制御部４０からの指示に従い、給紙部３１から記録材Ｍが繰り出され、搬送ローラー３３等で搬送されるとともに、印刷後の記録材Ｍが巻取部３２に巻き取られる。 なお、搬送部３０は、記録材Ｍを巻き掛けて搬送する搬送ドラム等の搬送部材を含んでもよい。この場合、搬送ドラムの外周面に対向するように、インクジェットヘッド１０Ａ～１０Ｂが配置されてもよい。 制御部４０は、演算／制御装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、主記憶装置としてのＲＯＭ（Read Only Memory）４２及びＲＡＭ（Random Access Memory）４３等を有する。ＲＯＭ４２には、基本プログラムや基本的な設定データが記憶される。ＣＰＵ４１は、例えば、ＲＯＭ４２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ４３に展開し、展開したプログラムを実行することにより、インクジェットヘッド１０Ａ～１０Ｂ、活性線照射部２０及び搬送部３０の動作を集中制御する。 制御部４０は、例えば、通信インターフェース４４で受信した外部装置４３（例えば、パーソナルコンピューター）からの画像データに基づいて駆動信号を生成し、インクジェットヘッド１０Ａ～１０Ｅのヘッド駆動部１１２を制御する。また例えば、制御部４０は、インクジェットヘッド１０Ａ～１０Ｅに設けられた各種センサー（図示略）からの出力結果に基づいて、インクジェットヘッド１０Ａ～１０Ｅのインク循環部１２１及び加熱部１２２の動作を制御する。 なお、制御部４０が実行する処理の一部又は全部は、処理に応じて設けられたＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）等の電子回路によって実行されてもよい。また、画像形成装置１は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又はＳＤ（Secure Digital）カード等の補助記憶装置を備えてもよい。 画像形成装置１においては、制御部４０からの指示に従い、搬送部３０によって記録材Ｍが搬送されつつ、インクジェットヘッド１０Ａ～１０Ｅ及び活性線照射部２０によって記録材Ｍに画像が形成される。 ＜インクジェットヘッド＞ 図３～図５を参照して、インクジェットヘッド１０Ａ～１０Ｅの具体的な構造について説明する。図３は、インクジェットヘッド１０Ａ～１０Ｅの外観を示す斜視図である。図４は、インクジェットヘッド１０Ａ～１０Ｅの内部構造を模式的に示す断面図である。図５は、圧電部材１１１の構造を模式的に示す断面図である。 本開示では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用して説明する。Ｚ軸の負方向がインクジェットヘッド１０Ａ～１０Ｅにおけるインクの吐出方向、Ｙ軸に沿う方向がノズル１０１の配列方向、Ｘ軸に沿う方向が圧力室１０２に対するインクの流動方向である。以下において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸に沿う方向を、それぞれ「Ｘ軸方向」、「Ｙ軸方向」及び「Ｚ軸方向」と称する。 図３～図５に示すように、インクジェットヘッド１０Ａ～１０Ｅは、ノズル１０１、圧力室１０２、インク流路１０３及び圧力発生部１１０等を備える。インク流路１０３は、インク供給路１０４、インク流下路１０５、個別循環流路１０６、共通循環流路１０７、インク流下路１０５及びインク排出路（図示略）を含む。 インクジェットヘッド１０Ａ～１０Ｅは、圧力室１０２に貯留されたインクが圧力発生部１１０によって加圧されることにより、ノズル１０１からインク滴を吐出させる。ノズル１０１は、Ｙ軸に沿って１列で配置されてもよいし、複数列で配置されてもよい。本実施の形態では、ノズル１０１は、Ｙ軸方向に沿って４列で配置されている。 ノズル１０１は、ノズル基板１１をＺ軸方向に貫通する穴である。ノズル１０１の直径は、例えば、１５～５０μｍである。ノズル１０１のピッチ（Ｙ軸方向に隣接するノズル１０１の離間距離）は、例えば、１／７５インチ未満である。ノズルピッチが１／７５インチ未満である場合、高精細の画像を形成することができるが、隣接クロストークが発生しやすくなる。 圧力室１０２は、複数のノズル１０１のそれぞれに対して一対一で設けられる。圧力室１０２は、ノズル１０１から吐出されるインクを貯留するインク貯留空間である。Ｙ軸方向に隣接する圧力室１０２は、隔壁１０２ａによって離隔される（図５参照）。圧力室１０２は、インク供給路１０４と連通するとともに、インク流下路１０５を介してノズル１０１と連通する。 個別循環流路１０６は、ノズル１０１及び共通循環流路１０７と連通する。共通循環流路１０７には、複数の個別循環流路１０６が連通し、複数の個別循環流路１０６から流れてきたインクが合流する。 ノズル１０１が複数列で配置される場合（本実施の形態では４列）、圧力室１０２及び個別循環流路１０６は、ノズル１０１に対応して、複数列で形成される。共通循環流路１０７は、ノズル１０１の列ごとに設けられてもよいし、複数列のノズル１０１に対して共用されてもよい。 圧力発生部１１０は、圧力室１０２に貯留されているインクに加圧して圧力変動を発生させる。圧力発生部１１０は、圧電部材１１１（図５参