(57)【要約】【課題】水性紫外線硬化型インクを使用するにも拘らず、インクの硬化性に優れるインクジェット記録方法を提供すること。【解決手段】少なくとも水と紫外線によってラジカル重合する水溶性重合性物質と水溶性重合開始剤とを含有する水性紫外線硬化型インクを、複数回に分割して画像又は被膜形成に必要なインク量をインク非吸収性記録媒体に付与し、該インクの付与毎に紫外線照射してインクを硬化させて記録を行うインクジェット記録方法において、上記複数回に分けて付与する１回のインク量を、記録媒体の単位面積あたりのインクに含有されている水分量が０．１２ｍｇ／ｃｍ2以下となる量とすることを特徴とするインクジェット記録方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも水と紫外線によってラジカル重合する水溶性重合性物質と水溶性重合開始剤とを含有する水性紫外線硬化型インクを、複数回に分割して画像又は被膜形成に必要なインク量をインク非吸収性記録媒体に付与し、該インクの付与毎に紫外線照射してインクを硬化させて記録を行うインクジェット記録方法において、上記複数回に分けて付与する１回のインク量を、記録媒体の単位面積あたりのインクに含有されている水分量が０．１２ｍｇ／ｃｍ2以下となる量とすることを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項２】
前記記録を、記録ヘッドと、該記録ヘッドを主走査方向に往復移動させる移動手段と、前記記録媒体を前記主走査方向と交差する副走査方向に搬送する搬送手段と、紫外線照射部とを備え、前記紫外線照射部が前記記録ヘッドと共に往復移動するように構成されているインクジェット記録装置で行う請求項１に記載のインクジェット記録方法。
【請求項３】
インクの分割付与回数を、６回から１８回とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録方法。
【請求項４】
前記水性紫外線硬化型インク中に含有される水の含有量が、インク全質量の４０質量％以上９０質量％以下の範囲である請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
【請求項５】
前記紫外線照射部が、波長４５０ｎｍ以下の光源を有する紫外線照射ランプであり、該紫外線照射部の照射強度が、５００ｍＷ／ｃｍ2以上５，０００ｍＷ／ｃｍ2以下の範囲である請求項２から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
【請求項６】
前記紫外線照射量が、５００ｍＪ／ｃｍ2以上１０，０００ｍＪ／ｃｍ2以下の範囲である請求項５に記載のインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録方法に関するものであり、特に水性紫外線硬化型インクを記録媒体に付与した後に、紫外線を照射して上記インクを硬化させて画像又は被膜を形成させるインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線硬化型インクを用いるインクジェット記録方式は、画像の形成のみならず、記録媒体に印刷適性等を付与するための前処理や、印刷された画像の保護、画像への装飾や光沢等の付与等のための後処理においてもその有用性が見込まれている。このため、今後の発展が期待される分野である。
【０００３】
紫外線硬化型インクは、例えば、特許文献１乃至７に記載されている。特許文献１には、アルコール類を主溶剤とした、いわゆる非水系紫外線硬化型インクが開示されている。又、特許文献２、特許文献３、及び特許文献４等には、水が主成分の水性紫外線硬化型インクが開示されている。紫外線硬化型インクにおいてはアルコール類、トルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤を使用した油性の紫外線硬化型インクや有機溶剤を含まない紫外線硬化型インク等が一般的に用いられる。これに対して、水性紫外線硬化型インクは臭気や安全性の点から産業用途以外の紫外線硬化型インクジェット記録の展開が見込まれ、技術展開が期待される分野である。特許文献５、特許文献６、特許文献７等では水溶性の重合性化合物や光重合開始剤が開示され、水性紫外線硬化型インクの材料が準備されつつあるものの、該水性インクは現状ではあまり使用されていない。
【０００４】
【特許文献１】特公平５−６４６６７号公報
【特許文献２】特開平５−１８６７２５号公報
【特許文献３】特開平７−２２４２４１号公報
【特許文献４】特開２０００−１８６２４２公報
【特許文献５】特開２０００−１１７９６０公報
【特許文献６】特開２０００−１８６２４３公報
【特許文献７】特開２００２−１８７９１８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水性紫外線硬化型インクがあまり使用されていない理由は、水性紫外線硬化型インク中には水分が存在していることによる。すなわち、水分を含むインク中で紫外線によって水溶性重合性物質の硬化が進行するので、重合した硬化膜も水分を含むことになる。よって硬化物の固体物性は、無溶媒系インクの場合のものとは異なるものである。水は硬化に関与しない成分であるので、水分を含む硬化膜は固形分密度が無溶媒系の硬化膜と比較して低く、結果として膜強度が弱くなることが挙げられる。更に水分を含む硬化膜からの水の蒸発は、徐々にゆっくり進行することになるが、形成される硬化膜の状態によっては水分の蒸発が起こりにくくなり、更に膜強度を低下させることがある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、水性紫外線硬化型インクを使用するにも拘らず、インクの硬化性に優れるインクジェット記録方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明は、少なくとも水と紫外線によってラジカル重合する水溶性重合性物質と水溶性重合開始剤とを含有する水性紫外線硬化型インク（以下単に「インク」という場合がある）を、複数回に分割して画像又は被膜形成に必要なインク量をインク非吸収性記録媒体に付与し、該インクの付与毎に紫外線照射してインクを硬化させて記録を行うインクジェット記録方法において、上記複数回に分けて付与する１回のインク量を、記録媒体の単位面積あたりのインクに含有されている水分量が０．１２ｍｇ／ｃｍ2以下となる量とすることを特徴とするインクジェット記録方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、水性紫外線硬化型インクを使用するにも拘らず、記録媒体に付与されたインクの硬化性に優れたインクジェット記録方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。本発明者らは、前記した目的に鑑み、様々な検討を重ねた結果、所望の画像又は被膜形成に必要な量のインクを、複数回に分けて分割付与してその都度紫外線硬化させることを試みた。インクを分割付与することで１回で付与されるインクの量を少なくする、すなわち記録媒体上のインク中に含まれる水分量も少なくすることができる。そして分割付与毎にインクを紫外線硬化することで、記録媒体上に形成された画像又は被膜を十分に硬化することができることを見いだして本発明に至った。
【００１０】
上記方法で硬化性に優れた画像又は被膜が得られる理由は明確ではないが、次のように考えられる。記録媒体上のインク量を少量にすることで、紫外線照射により硬化する時に存在する記録媒体上の水分量を制御する。この結果、形成される硬化膜に残存する水分量を抑えることができ、硬化膜の架橋密度を高い状態にできることが考えられる。つまり、記録媒体上に付着したインクの紫外線照射によって硬化する時の、単位面積あたりの該インクに含有される水分量を０．１２ｍｇ／ｃｍ2以下とする。このようにすることで、インクが硬化膜を形成する時に硬化に関与しない水分をあまり硬化膜中に取り込まれることなく、架橋密度の高い膜の形成が可能になると考えている。水分をあまり硬化膜中に取り込まない理由は、記録媒体上のインクは少量であるので、インク中の水分が紫外線照射により硬化するまでの間に大気中に自然蒸発して減少することが挙げられる。又、紫外線照射装置のランプバルブからの放射熱をインク中の水分蒸発に利用した場合は、その効果がより顕著となる。
【００１１】
次に本発明で使用するインクについて説明する。
＜インクの材料配合量＞
本発明で用いるインクを、色材を含有するインクとして利用する場合には、含有させた色材の特性に合わせて、インク中における水溶性重合開始剤と水溶性重合性物質の量を調節することが好ましい。
【００１２】
インクの色材として顔料が使用される場合には、インク中における顔料の含有量は、概ね、インク全質量の０．３質量％以上１０質量％以下の範囲である。顔料の着色力は顔料粒子の分散状態に依存するが、顔料の固形分の含有量がインク全質量の０．３質量％以上１質量％以下の範囲であると、淡インクとして利用される範囲となる。又、顔料の固形分の含有量がインク全質量の１質量％を超えて１０質量％以下であると、一般のカラー着色用に用いられる濃度を与える。インク中の顔料の含有量は、インクジェット記録装置が要求する粘度、流動特性にも依存する。
【００１３】
インク中における水の含有量は、インク全質量の４０質量％以上９０質量％以下の範囲が好ましく、より好ましくは６０質量％以上８０質量％以下の範囲である。水の含有量が４０質量％未満であるとインクの粘度の上昇や流動特性の低下が起こる場合があり、十分なインクジェット特性を得られない場合がある。又、水の含有量が９０質量％を上回るとインクの硬化が不十分になる場合がある。更に、インク中における水溶性重合性物質の含有量は、インク全質量の５質量％以上５５質量％以下の範囲、好ましくは１０質量％以上３５質量％以下の範囲である。水溶性重合開始剤は水溶性重合性物質の含有量に依存するが、概ねインク全質量の０．１質量％以上７質量％以下、好ましくは、０．３質量％以上５質量％以下の範囲である。
【００１４】
本発明ではインク非吸収性記録媒体への記録を目的とするので、従来の水性インクに用いられるような保湿性を与える水溶性有機溶剤をインクに用いると、インクの硬化性能を低下させる要因となる。そのため、本発明では用いる水溶性有機溶剤の量を必要最低限に抑えるか、水溶性有機溶剤は用いずに水だけを含有させるような構成にすることが好ましい。本発明で例示する水溶性重合性物質は、それ自身で一定の保湿性（水の蒸発抑制、水の吸湿）を有するため、水溶性有機溶剤を全く排除したインクの構成とすることも可能である。
【００１５】
水溶性有機溶剤を用いる場合はインクジェット用インクに汎用されている多数の化合物から選ぶことができる。インク中における水溶性有機溶剤の含有量の上限は、インク全質量の１０質量％以下、好ましくは５質量％以下であり、下限は０質量％である。
【００１６】
以下にインクに用いることのできる比較的容易に蒸発乾燥する水溶性有機溶剤を列挙する。本発明のインクにおいては、これらの水溶性有機溶剤の中から、任意に選択したものを添加することができる。例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、２−ピロリドン、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオールが挙げられる。又、エチレングリコールモノメチルエーテル、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イソプロピルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテルが挙げられる。又、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、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルが挙げられる。又、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類、そして１価アルコール類等が挙げられる。
【００１７】
＜インクの物性値＞
インクの粘度については、オンデマンド型インクジェット記録装置に適用する場合には、粘度が広い範囲で非線形性がなく、２５℃における粘度の上限は１５ｍＰａ・ｓであることが好ましい。又、高密度で高駆動周波数のノズルを有するインクジェット記録装置に適用する場合には、粘度の上限は１０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。又、インクの表面張力については、本発明に用いるインクをインク非吸収性の記録媒体に印字することを鑑み、２５℃における表面張力が３５ｍＮ／ｍ（ｄｙｎｅ／ｃｍ）以下であることが好ましい。
【００１８】
又、このインクを記録媒体に付与したときに、インクが記録媒体上で適度なサイズのドット形状を維持するように表面張力を調整することが、高品位な画像又は被膜を形成するうえで好ましい。本発明で用いるインクが、上記した所望の物性値を有するインクとするために、必要に応じて界面活性剤をインクに添加することができる。この際に使用できる界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類が挙げられる。又、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類、アセチレンアルコール、アセチレングリコール等の非イオン性界面活性剤が挙げられる。又、これらの１種又は２種以上を適宜選択して使用することができる。その使用量は上記した水溶性有機溶剤と同様に必要最低限に抑えることが好ましい。インク中における界面活性剤の含有量の上限は、インク全質量の３質量％以下、好ましくは１質量％以下であり、含有量の下限は、０質量％である。
【００１９】
＜水性顔料分散体＞
本発明に用いるインクは、色材として顔料を含有させることで、紫外線照射によって硬化する着色された紫外線硬化型インクとして利用することができる。この際、色材として顔料を水性媒体中に均一に分散させた水性顔料分散体を使用することが好ましい。水性顔料分散体は特にアニオン性官能基によって水中に顔料が安定に分散されている水性顔料分散体を使用することが好ましい。例えば、水性グラビアインキ、水性の筆記具用の顔料分散液や従来のインクジェットインク用の顔料分散体等をそのまま応用することが可能である。
【００２０】
アニオン性解離基を持ち、アルカリ可溶性の水溶性高分子を用いて分散された顔料分散体は、例えば、特開平５−２４７３９２号公報、特開平８−１４３８０２号公報に開示されている。又、アニオン性解離基を持つ界面活性剤によって分散された顔料分散体は、特開平８−２０９０４８号公報に開示されている。又、高分子によってカプセル化され、その表面にアニオン性解離基を付与することによって分散された顔料分散体がある。これらは、特開平１０−１４００６５号公報、特開平９−３１６３５３号公報、特開平９−１５１３４２号公報、特開平９−１０４８３４号公報、特開平９−０３１３６０号公報に開示されている。更に顔料表面に化学反応によってアニオン性解離基を結合することで顔料を分散させた顔料分散体がある。これらは米国特許第５，８３７，０４５号明細書及び米国特許第５，８５１，２８０号明細書に開示されている。本発明で用いるインクにおいては、上記した種々の顔料分散体をいずれもインクの色材として使用することが可能である。
【００２１】
本発明で用いるインクは、上記したような顔料に限らず、色材として染料を用いてもよい。そして水溶性染料を溶解状態で含有する態様のインクとすることも、紫外線照射による退色が実用上問題にならない範囲であれば可能である。又、分散染料、油溶性染料等を分散状態で含有させた色材分散体も、上記した顔料分散体と同様に適用可能である。これらは用途に従って適宜に選択される。
【００２２】
本発明で用いるインクの色材として顔料を使用する場合には、顔料が、その媒体中に微粒子状態で分散されている顔料分散体を用いることが好ましい。特にインクに好適に使用することのできる顔料分散体の基本的な要素は、顔料が水性媒体に分散され、分散体としての粒度分布が平均粒子径で２５ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の範囲にあることである。又、インクの粘度がインクの吐出に影響を与えない範囲に粒度分布が調節可能であることである。更にはインクを紫外線硬化性とするために必須な、前述した本発明の水溶性重合性物質との相溶性が満足されることが必要となる。以下に本発明において好適な顔料分散体に使用し得る各構成材料について説明する。
【００２３】
＜顔料＞
カラーインクに使用される有機顔料は、下記に挙げるものを適宜に使用することができる。カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーで示すと、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー：１２、１３、１４、１７、２０、２４、５５、７４、８３、８６、９３、９７、９８、１０９、１１０、１１７、１２０、１２５、１２８、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、
１５０、１５１、１５３、１５４、１５５、１６６、１６８、１８０、１８５が挙げられる。又、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ：１６、３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１が挙げられる。又、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド：９、４８、４９、５２、５３、５７、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７５、１７６、１７７、１８０、１９２、２０２、２０９、２１５、２１６、２１７、
２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２３８、２４０、２５４、２５５、２７２が挙げられる。又、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット：１９、２３、２９、３０、３７、４０、５０が挙げられる。又、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー：１５、１５：１、１５：３、１５：４、１５：６、２２、６０、６４が挙げられる。又、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン：７、３６等、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン：２３、２５、２６等が挙げられる。
【００２４】
＜インク中の顔料の粒子径＞
顔料粒子の平均粒子径は、２５ｎｍ以上３５０ｎｍ以下程度の範囲、好ましくは７０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲である。この範囲は印刷物の用途にも依存するが、可視光線の波長よりも十分に小さいので、散乱が少なければ十分に透明と言える印刷物が与えられる。
【００２５】
＜カラー用染料＞
例えば、本発明で用いるインクの場合、当該インクを記録媒体に付着させた後、紫外線によって当該インク中の水溶性重合性物質を重合させて硬化させることが好ましい。前記したように色材として染料を用いた場合は、上記の顔料を用いた場合と異なる。すなわち、紫外線照射による退色が全くない状態で使用することはできず、多少は退色を伴う。この理由からインクの色材として染料を適用する場合には、金属イオンで錯体を形成しているところの、所謂アゾ含金染料を用いることが光による退色が少ないので好ましい。しかし、退色の水準を問題にしなければ、一般の水溶性染料であっても、少なくともインクとしては成り立つ。これを前提に、プロセスカラーの色相を有するという意味で適用可能な染料種は、以下のような化合物である。
【００２６】
カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーで示すと、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１１、１７、２３、２５、２９、４２、４９、６１、７１が挙げられる。又、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１２、２４、２６、４４、８６、８７、９８、１００、１３０、１３２、１４２が挙げられる。又、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、６、８、３２、３５、３７、５１、５２、８０、８５、８７、９２、９４、１１５、１８０、２５４、２５６、２８９、３１５、３１７が挙げられる。又、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、４、１３、１７、２３、２８、３１、６２、７９、８１、８３、８９、２２７、２４０、２４２、２４３が挙げられる。又、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、２２、４０、５９、９３、１０２、１０４、１１３、１１７、１２０、１６７、２２９、２３４、２５４が挙げられる。又、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー６、２２、２５、７１、７８、８６、９０、１０６、１９９等が挙げられる。染料のインク中における好ましい含有量は、インク全質量の０．１質量％以上１０質量％以下の範囲である。含有量が少ない場合には、例えば、所謂、濃度変調インクの淡インクに好適に適用される。
【００２７】
＜色材を含有しないインク＞
本発明で用いるインクは、上記したような色材を含有させることなく、透明な水性インクの形態とすることで、クリアインクとすることができる。特にインクジェット記録特性を有するように調製すれば、水性紫外線硬化型のインクジェット記録用のクリアインクが得られる。かかるインクを用いれば、色材を含有していないので、クリアな被膜を得ることができる。色材を含有しないクリアインクの用途は、画像印刷への適性を記録媒体に付与するためのアンダーコート用とすることが挙げられる。又は、通常のインクで形成した画像の表面保護が挙げられる。更には、装飾や光沢性の付与等を目的としたオーバーコート用としての用途等が挙げられる。クリアインクには、酸化防止や退色防止等の用途に応じて、着色を目的としない無色の顔料や微粒子等を分散して含有させることもできる。これらを添加することによって、アンダーコート、オーバーコートのいずれにおいても、印刷物の画質、堅牢性、施工性（ハンドリング性）等の諸特性を向上させることができる。
【００２８】
＜水溶性重合性物質＞
紫外線によって硬化する水溶性重合性物質は、特許文献５乃至７に開示の物質や、単官能又は多官能の重合性化合物が使用できる。その中でも、１分子中に２以上のエチレン性不飽和結合を有し、水に対する溶解度が１０質量％以上である化合物が好ましい。これまでは、水に溶解し、粘度が低く、重合性があり、硬化膜の物性にも優れた物質は、極めて僅かしか知られていなかった。水に溶解する多官能物質のうち、ポリエチレングリコール構造を有する化合物は代表的な物質である。しかし、これらは水溶性ではあっても、塗膜の耐水性が悪く、塗膜が密着する基材にも制限がある。又、多価アルコールのエピクロルヒドリン付加化合物から誘導されるアクリル酸エステル、一般的にはエポキシアクリレートと呼ばれる化合物群は、水溶性が高く、紫外線硬化速度も速く、塗膜の物性にも優れる。しかし多数の水酸基を有するために、粘度がやや高いという性質がある。そのため、前記したエポキシアクリレートはインク中での使用が制限される場合がある。そこで、本発明においては、液状を呈し、親水性で吸湿性が高く、不揮発性の紫外線重合性化合物を用いることにより、不揮発性有機溶剤を含有しない構成例のインクを構成することが可能となる。
【００２９】
多官能性の重合性化合物の一つは、多価アルコールの（メタ）アクリルエステル、（メタ）アクリルアミドである。このグループにおける水溶性の化合物は、ポリエチレングリコールのアクリル酸エステルであるポリエチレングリコール＃２００ジアクリレート等が挙げられる。又、ノニオン性の水溶性を有する重合性化合物を利用することもできる。このような重合性化合物として、単糖類、２糖類等２以上の水酸基を有するものを使用することができる。具体的には、ポリオールの（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリルアミドやトリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリスヒドロキシアミノメタン、トリスヒドロキシアミノエタン等の（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリルアミドがある。これらは、水溶性、重合性という本発明の基本的な要素の一部を持ち、好ましい化合物である。
【００３０】
＜水溶性重合開始剤＞
水溶性重合開始剤は、特許文献４、５、及び７等に記載のものが使用できる。例示化合物として、Irgacure2959（商品名：Ciba Specialty Chemicals製）の水溶性誘導体（例示化合物１）やチオキサントン化合物の水溶性誘導体（例示化合物２）、アシルホスフィンオキシド化合物の水溶性誘導体（例示化合物３）を示す。しかし本発明に用いられる水溶性重合開始剤はこれらに限定されるものではない。
【００３１】
2007245630.tif 000002
2007245630.tif 000003
2007245630.tif 000004
【００３２】
＜記録媒体＞
本発明で用いるインク非吸収性記録媒体（以下単に「記録媒体」という場合がある）とは、インク吸収性のない材料で構成される記録媒体をいう。又は、インク吸収性のない材料で構成される表面層（印字層）を有する記録媒体をいう。インク吸収性のない材料は、例えば、下記に記載の各種のプラスチックフィルムや金属、ガラス類が挙げられる。
【００３３】
本発明で用いる記録媒体は、具体的には、金属類、ガラス類や、一般的に軟包装材料等に用いられる各種のインク非吸収性のプラスチックフィルムが代表例である。軟包装材料の材質としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリスチレン、ポリカーボネートが挙げられる。又、ポリ−ｐ−フェニレンスルフィド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンが挙げられる。又、これらの共重合体や混合物、更には架橋したものを用いることもできる。中でも延伸したポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ナイロンが、透明性、寸法安定性、剛性、環境負荷、コストの面で好ましい。フィルムの厚みは２μｍ以上１００μｍ以下、更に好ましくは６μｍ以上８０μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以上７０μｍ以下である。
【００３４】
本発明において記録媒体の単位面積あたりのインクに含有されている水分量を求める方法を説明する。記録媒体の単位面積あたりのインクに含有されている水分量（ｍｇ／ｃｍ2）は、紫外線照射時のインク中の水分量として下記の式（１）により求めることができる。下記の式（１）において、画像の形成に用いる記録装置の記録密度をＡ（ｄｐｉ）、インク１滴あたりの吐出量をＢ（ｎｇ）、インク中の水の含有量をＣ（質量％）、印字パスの回数をＤとした。
2007245630.tif 000005
【００３５】
本発明は、前記インクを前記記録媒体に付与して記録を行うにあたり、前記インクを分割付与し、かつインクの付与毎に付与されたインクを紫外線硬化する。所望の濃度の画像若しくは所望の膜厚の被膜形成に必要なインク容量をＥとし、分割回数をＤ（印字パス回数）とした場合、各印字パスのインク付与量が等しい場合、印字パス１回のインク付与量はＥ／Ｄである。ＥによってＤは異なるが、Ｅ／Ｄ、すなわち印字パス１回のインク付与量は、記録媒体の単位面積あたりのインク中の水分量が０．１２ｍｇ／ｃｍ2以下となる量とすることが必要である。そのためにはＤは６乃至１８とすることが好ましい。上記水分量が０．１２ｍｇ／ｃｍ2を超えると、前記の理由でインクの硬化が不十分である。インクの硬化をより十分に行うためには、前記水分量の上限が０．１０ｍｇ／ｃｍ2以下であることがより好ましい。
【００３６】
又、本発明のインクは水系インクであることから、前記水分量の下限は０ｍｇ／ｃｍ2よりも大きくなる。特に、前記水分量の下限が０．０３ｍｇ／ｃｍ2以上、更には０．０４ｍｇ／ｃｍ2以上、特には０．１０ｍｇ／ｃｍ2以上とすることが好ましい。前記水分量が０．０３ｍｇ／ｃｍ2未満であると、インクの硬化は十分であるが、インク付与回数（及び紫外線照射回数）が多くなり、記録時間が長くなるので好ましくない。上記のように水分量を０．０３ｍｇ／ｃｍ2以上０．１２ｍｇ／ｃｍ2以下の範囲に保持するためには、上記Ｄを８から１６とすることがより好ましい。尚、所望の濃度の画像若しくは所望の膜厚の被膜形成にあたって、各印字パスのインク付与量は必ずしも等しくする必要はない。この場合には、記録媒体の単位面積あたりのインク中の水分量が０．１２ｍｇ／ｃｍ2以下という条件を満たすように、各印字パスのインク付与量を適宜設定することが可能である。又、インクの硬化を十分に行うためには、インク１ドット当たりの吐出量が、４０ｎｇ以下、更には１０ｎｇ以下であることが好ましい。
【００３７】
又、記録媒体にインクが付与されてから紫外線照射されるまでの時間は短くすることが好ましい。紫外線照射までの時間が長いと、紫外線照射されるまでにインク中の水分が大気中に自然蒸発する量が多くなるのでインクの硬化は十分に行われる。その一方で、記録時間やインクの硬化（定着）にかかる時間が長くなることに起因して、画像品位の低下が起こる場合があるので好ましくない。このため、記録媒体にインクが付与されてから紫外線照射されるまでの時間は、３秒以内、更には１秒以内であることが好ましい。
【００３８】
本発明にかかるインクジェット記録方法により画像を形成する場合、画像の少なくとも一部分において、記録媒体の単位面積あたりのインクに含有されている水分量を本発明の構成を満たすようにする必要がある。しかし、本発明では、形成する画像においてインクの付与量が最大となる部分における、記録媒体の単位面積あたりのインクに含有されている水分量を本発明の構成を満たすようにすることが、本発明の効果を顕著に得ることができるために特に好ましい。この場合、インク中の水分量を適宜減らすことや、印字パスの回数を適宜増やすことにより、本発明の構成を満たすようにすることができる。
【００３９】
次に本発明に使用するインクジェット記録装置について説明する。
＜記録装置＞
本発明で用いる記録装置を具体的に示す。図１は記録ヘッドと紫外線照射装置（紫外線照射部）の位置関係を示す概略正面図である。図２は記録ヘッドと紫外線照射装置の位置関係を示す概略正面図である。図１及び２中、２はインクを吐出して記録媒体９に画像形成を行う記録ヘッドであり、記録ヘッド２はガイドシャフト４に沿って主走査方向１及び２の方向に移動可能なシリアルスキャン方式である。記録ヘッド２には複数のインクタンク１を保持する部材が搭載され、インクタンク１はそれぞれ、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクを収納している。記録ヘッド２は４つのノズル配列を有し、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー各色のインクを吐出して（図１中、表示８）インク非吸収性記録媒体９に画像形成を行う。
【００４０】
記録媒体９は記録ヘッド２の主走査方向１及び２と直行する副走査方向に搬送される。このような構成の記録装置は、記録ヘッド２を主走査方向に移動させつつ、記録ヘッド２の副走査方向のノズル配列幅に対応した記録と、記録媒体９の副走査方向への搬送を交互に繰り返すことにより、インク非吸収性記録媒体９全面に記録をすることができる。
【００４１】
図１及び２中、３はインクにより画像形成されたインク非吸収性記録媒体９に紫外線照射を行い、インクを硬化する紫外線照射装置である。図１では記録ヘッド２における主走査方向の両端に紫外線照射装置３を搭載し、記録ヘッド２が主走査方向１及び２のいずれの方向に移動した際にもインク非吸収性記録媒体９に画像を形成した直後に紫外線照射を行うことができる。
【００４２】
図２では記録ヘッド２における主走査方向の片端に紫外線照射装置３を搭載し、記録ヘッド２が主走査方向１の方向に移動した際にはインク非吸収性記録媒体９に画像を形成した直後に紫外線照射を行うことができる。しかし、主走査方向２の方向に移動した際には画像形成された直後に紫外線照射を行うことができないので、主走査方向１の方向に移動した際のみ記録を行うことが好ましい。
【００４３】
図１及び２中、５は紫外線を発生する紫外線ランプバルブであり、６は紫外線ランプバルブ５より照射される紫外線を記録媒体９に有効に照射するためのリフレクターである。７は紫外線発生時の発熱により高温になっている紫外線ランプバルブ５及びその周辺部のリフレクター６等を冷却するファンである。冷却ファン７はその上部から冷却用の外気を吸気して、紫外線ランプバルブ５及びその周辺部に冷却風を送る。
【００４４】
本発明の実施形態の例ではインクの組み合わせはブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色であるが、インクの組み合わせはこれらに限定されず任意である。例えば、高精彩な画像を形成するために、レッド、オレンジ、ブルー、バイオレット、グリーン等のインクや、ライトシアンやライトマゼンタ等の淡インクを用いることができる。又、画像印刷への適性を記録媒体に付与するためのアンダーコート用、通常のインクで形成した画像の表面保護、更なる装飾や光沢付与等を目的としたオーバーコート用として色材を含有しない透明なクリアインクを用いることができる。
【００４５】
又、本発明の実施形態の例ではインクタンクは各色のインクがそれぞれ別個のインクタンクに収められた形態であるが、これら別個に収められたインクが一体化された構造を有するインクカートリッジの形態であってもよい。
【００４６】
又、本発明の実施形態で用いられる記録ヘッドは、インクの吐出に利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体を備えるもの、又は、インクの吐出エネルギーを発生する圧電素子を備えるものを用いることができる。
【００４７】
＜紫外線照射ランプ＞
以下、本発明で特に好適なインクの硬化に使用する紫外線照射ランプについて説明する。紫外線照射ランプは、水銀の蒸気圧が点灯中で１Ｐａ以上１０Ｐａ以下であるような、所謂、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、蛍光体を塗布した水銀灯等が好ましい。これらの水銀ランプの紫外線領域発光スペクトルは、１８４ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲であり、黒色又は着色されたインク中の重合性の物質を効率的に反応させるのに適している。又、電源を記録装置に搭載する上でも、小型の電源を使用できるので、その意味でも適している。水銀ランプには、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンフラッシュランプ、ディープ紫外線ランプ、マイクロ波を用いて外部から無電極で水銀灯を励起するランプ、紫外線レーザー等がある。これらのランプの発光波長領域は上記範囲を含むので、電源サイズ、入力強度、ランプ形状等が許されれば、基本的には適用可能である。光源は、用いる触媒の感度にも合わせて選択する。
【００４８】
本発明に必要な紫外線照射ランプの照射強度は、５００ｍＷ／ｃｍ2以上５，０００ｍＷ／ｃｍ2以下の範囲であることが好ましく、照射強度が不足していると、インクの硬化を十分に得られないことがある。又、本発明に必要な紫外線照射ランプの照射量は、５００ｍＪ／ｃｍ2以上１０，０００ｍＪ／ｃｍ2以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは１，０００ｍＪ／ｃｍ2以上１０，０００ｍＪ／ｃｍ2以下の範囲である。照射強度が不足していると、インクの硬化を十分に得られないことがある。
【実施例】
【００４９】
次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。本発明はその要旨を超えない限り下記実施例により限定されるものではない。尚、実施例においては、水溶性重合性物質は下記に示す例示化合物４、５を用い、水溶性重合開始剤は例示化合物３を用いた。
【００５０】
2007245630.tif 000006
2007245630.tif 000007
【００５１】
＜実施例のインク＞
表１に記載した各成分を混合し、十分攪拌した後、ポアサイズ１．２μｍのフィルターにて加圧濾過を行い、実施例及び比較例のクリアインク１〜３とシアンインク１〜３を調製した。尚、特に指定のない限り、インク成分は「質量部」を意味する。
【００５２】
2007245630.tif 000008
【００５３】
＜記録方法＞
上記したインクと、記録装置を用いて画像を形成し、形成された画像を評価した。使用した記録装置は、記録信号に応じた熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出させるオンデマンド型マルチ記録ヘッドを有するインクジェット記録装置であるインクジェットプリンタＢＪＦ−９０００（キヤノン（株）製）である。該プリンタとしては、図２に示したものと同様に記録ヘッド部２の片側に無電極紫外線ランプ３（フュージョンＵＶシステムズ・ジャパン社製）を搭載した改造機を用いた。又、ランプの中心発光波長は３６５ｎｍ、照射位置での強度は５６０ｍＷ／ｃｍ2である。又、インクを記録媒体に付与してから紫外線が照射されるまでの時間は約０．１２秒である。前記した記録装置に所定のインクセットを充填して、ポリエチレンテレフタレートのフィルム上にインクを複数回に分けて複数回の印字と複数回の紫外線照射を繰り返して、クリアインク及びシアンインクを硬化したベタ部を形成した。具体的には、印字領域の走査回数を２、４、８回の条件でマルチパス片方向印字を行った。尚、各印字パスのインク付与量は同じであった。ここで２パス及び４パス印字の場合、８パス印字と比較して積算照射量が不足するので、印字終了後、前記したプリンタの紫外線照射装置で更に紫外線照射を行い、積算照射量を８パス印字の条件と同じになるようにした。ここで用いた記録ヘッドは、１，２００ｄｐｉの記録密度を有する。インク１ドット当たりの吐出量が、４ｎｇの記録ヘッドを使用した。
【００５４】
記録媒体の単位面積あたりのインクに含有されている水分量（ｍｇ／ｃｍ2）、すなわち、紫外線照射時のインク中水分量は、下記の式（１）に基づいて求めた。ここで、下記の式（１）において、Ａは１，２００ｄｐｉ、Ｂは４ｎｇ、Ｃは上記表１に示す各インクにおける水の含有量の値、Ｄは下記表２及び３に示す印字パス数の値、をそれぞれ用いた。
2007245630.tif 000009
【００５５】
クリアインクの実施例及び比較例の記録条件を表２に示す。シアンインクの実施例及び比較例の記録条件を表３に示す。
【００５６】
2007245630.tif 000010
【００５７】
2007245630.tif 000011
【００５８】
＜記録物の評価＞
（１）鉛筆硬度試験
ＪＩＳで推奨されている塗膜用鉛筆引っかき試験機を用い、ＪＩＳ  Ｋ  ５４００の方法で、実施例及び比較例の画像の鉛筆硬度を測定した。判定は画像部分の表面の傷つきにより以下のように評価した。即ち、引っかき試験を５回行い、塗膜表面の傷つきが５回試験した内の２回以上認められたときは、硬度記号が一段階下の鉛筆と取り替えて同様に試験を行い、傷つきが２回未満になったときの鉛筆の硬度記号を記録する。又は、５回の引っかきで傷つきが２回未満のときは、硬度記号が１段階上の鉛筆と取り替えて同様に試験を行い、傷つきが２回以上になったときに１段階下の鉛筆の硬度記号をこの塗膜の鉛筆硬度として記録した。上記のようにして、クリアインクとシアンインクについてそれぞれ以下の基準で評価した。
【００５９】
〔クリアインクの鉛筆硬度判定〕
◎：鉛筆硬度がＨ以上
○：鉛筆硬度がＨＢ乃至Ｆ
△：鉛筆硬度がＢ
×：鉛筆硬度が２Ｂ以下
〔シアンインクの鉛筆硬度判定〕
◎：鉛筆硬度がＨＢ以上
○：鉛筆硬度がＢ
△：鉛筆硬度が２Ｂ乃至３Ｂ
×：鉛筆硬度が４Ｂ以下
【００６０】
2007245630.tif 000012
【００６１】
2007245630.tif 000013
【００６２】
更に、クリア１及びシアン１の各インクを用いて、以下の実験を行った。実験の条件は以下の述べるもの以外は上記と同様にして、クリアインク及びシアンインクを硬化したベタ部を形成した。具体的には、印字領域の走査回数を１６回の条件でマルチパス片方向印字を行った。このとき、照射位置での強度を２８０ｍＷ／ｃｍ2として、積算照射量が８パス印字の条件と同じになるようにした。又、インク１ドット当たりの吐出量が２ｎｇの記録ヘッドを使用した。
【００６３】
記録媒体の単位面積あたりのインクに含有されている水分量（ｍｇ／ｃｍ2）、すなわち、紫外線照射時のインク中水分量は、下記の式（１）に基づいて求めた。ここで、下記の式（１）において、Ａは１，２００ｄｐｉ、Ｂは２ｎｇ、Ｃは上記表１に示す各インクにおける水の含有量の値、Ｄは１６、をそれぞれ用いた。
2007245630.tif 000014
【００６４】
この結果、紫外線照射時のインク中水分量は、クリア１の場合は０．０４ｍｇ／ｃｍ2、シアン１の場合は０．０４ｍｇ／ｃｍ2であった。クリア１及びシアン１の各インクを用いて得られた画像の鉛筆硬度を上記と同様にして評価したところ、クリア１の場合は２Ｈ〜３Ｈ、シアン１の場合はＢ〜ＨＢとなった。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に用いられる好適なプリンタ正面の概略を示した図である。
【図２】本発明に用いられる好適なプリンタ正面の概略を示した図である。
【符号の説明】
【００６６】
１：インクを収容するインクタンク
２：インクタンクが付属し記録を実際に行うヘッド
３：硬化のための紫外線照射を行うランプ（紫外線照射装置）
４：ヘッド部及びランプ部を駆動させる駆動部
５：ランプバルブ
６：リフレクター
７：ランプバルブ及びその周辺を冷却するファン
８：記録ヘッドより吐出されるインク
９：インク非吸収性記録媒体
【図１】
2007245630.tif 000015
【図２】
2007245630.tif 000016