JP2012051156A

JP2012051156A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2012051156A
Application number: JP2010193855A
Authority: JP
Inventors: Jun Kobayashi; 潤小林
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-03-15

Abstract

【課題】記録媒体周囲の湿度を一定に保つことで膜強度不足を防止し搬送性を維持するインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】乾燥部１１８内部の湿度が低い場合には、調湿手段８０は吸引孔を通じて記録媒体Ｐの裏面側から吸引した湿気を多く含む空気を、吸引路８４を通じて送風機８６で記録媒体Ｐの表面側に送風する。湿度が高い場合には、バルブ８８を切り替えて湿気を多く含む空気を乾燥部１１８の外に排出する。これにより乾燥部１１８内部の湿度を所望の範囲に維持し、記録媒体Ｐに含まれる水分量と記録媒体Ｐに当初から含まれていた水分量との差を望ましい値（２ｇ／ｍ^２以上５ｇ／ｍ^２以下）に維持することができ、定着処理において記録媒体Ｐの特に表面近傍に含まれる水分量が不足もしくは過多であった場合、記録媒体Ｐの搬送性や品質が悪化する、あるいはインクの紫外線硬化が不十分となり膜強度が低下するなどの事態を防ぐことができる。
【選択図】図４

Description

本発明はインクジェット記録装置に関する。

従来、水性紫外線硬化型インクを用いるインクジェット記録方法では、紙などの記録媒体にインク水分が染み込み、記録媒体がこのインク水分を吸収することにより記録媒体が膨張変形し、カックルと呼ばれる皺が生じ、乾燥後も皺やカールが残り、画像品質の低下を招いている。また一方で、水性紫外線硬化型インクは紫外線による硬化の際に、記録媒体中に含まれる水分が少な過ぎれば紫外線硬化が不十分となり、インク部分の膜強度が不足してしまう虞がある。

そこで筐体内部の湿度検知装置と除湿装置と湿度が目標値と同じになるように除湿装置を制御する制御部を有する装置、および、筐体内部の温度検知装置と加熱装置と温度が目標値になるように加熱装置を制御する画像記録装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、カックル防止に有効な構成として光照射機構と支持面との間に気流を発生させ、記録媒体を支持面上に保持する目的で、支持ドラムの気体吸引口を使って、記録用紙を吸引によって支持面上に吸着させる装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、インクジェットプリンタ内部の温度上昇を抑制する目的で、外部の空気を吸い込んで内部へ向かう気流を生起し送風するファンと、ファンのモータなどの駆動装置を制御し内部温度を下げる装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

また、光照射に伴う記録媒体の熱変形を防止する目的で、光照射直後の支持部材及び記録媒体に冷却風を送風する冷却装置や、記録ヘッドと紫外線照射装置の間に配置された冷却装置を有する装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開２００５−１３８４６３号公報特開２００９−２１４３０９号公報特開２００８−２２９９４９号公報特開２００６−２６４２６４号公報

しかし上記の特許文献１〜３に記載の構成では、水性紫外線硬化型インクを使用した際に乾燥ユニットを通過して定着ユニットへ到達する記録媒体中に含まれる水分量が少なすぎる場合には、紫外線硬化が不十分であるために、印画部の膜強度が不足するという問題がある。また、特許文献４に記載の冷却装置では、記録媒体中に含まれる水分量を調節することができず、また記録ヘッドの乾燥を生じてしまうという問題がある。

本発明は上記事実を考慮し、記録媒体周囲の湿度を一定に保つことで膜強度不足を防止し搬送性を維持するインクジェット記録装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載のインクジェット記録装置は、記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録媒体上に紫外線硬化型インクを吐出するインクジェット記録ヘッドと、前記インクジェット記録ヘッドより搬送方向下流側に配置され、吐出された前記紫外線硬化型インクを加熱乾燥させる乾燥ユニットと、前記乾燥ユニットに設けられ、前記搬送手段によって搬送される前記乾燥ユニット内の前記記録媒体周囲の湿度を一定の範囲内に保つ調湿手段と、前記乾燥ユニットより搬送方向下流側に配置され、吐出された前記紫外線硬化型インクに紫外線を照射し定着させる定着ユニットと、を備えたことを特徴とする。

上記の発明によれば、乾燥ユニット内で記録媒体周囲の湿度を一定に保つことで記録媒体の水分量を維持し、定着後の膜強度不足を防止し搬送性を維持することができる。

請求項２に記載のインクジェット記録装置は、前記調湿手段は、外周面に形成された複数の吸引孔により前記記録媒体を裏面から負圧吸引し外周面上に吸着して搬送する吸引ドラムと、前記記録媒体から吸引した空気を前記記録媒体の表面側に供給する送風手段を備えたことを特徴とする。

上記の発明によれば、記録媒体裏面から吸引された湿度の高い空気を必要に応じて記録媒体表面側に吹き付けることで、簡易な方法で記録媒体表面近傍の湿度を保つことができる。

請求項３に記載のインクジェット記録装置は、前記調湿手段は、電熱ヒータと、スチーム式・ファン式・超音波式の何れかの加湿器と、を備えたことを特徴とする。

上記の発明によれば、簡易な方法で記録媒体表面近傍の湿度を保つことができる。

請求項４に記載のインクジェット記録装置は、前記乾燥ユニットは前記乾燥ユニット内の湿度を測定する湿度センサを備え、前記湿度センサで測定した前記乾燥ユニット内の湿度が１０％よりも低い場合には前記乾燥ユニット内を加湿し、前記乾燥ユニット内の湿度が５０％よりも高い場合には前記乾燥ユニット内を除湿することを特徴とする。

上記の発明によれば、乾燥ユニット内の湿度を制御することで、記録媒体の乾燥過多・乾燥不足を防ぐことができる。

請求項５に記載のインクジェット記録装置は、前記乾燥ユニットは、前記記録媒体にヒータで加熱した風を送る熱風乾燥手段と、前記乾燥ユニット内の湿度を測定する湿度センサと、前記乾燥ユニット内部の温度を測定する温度センサと、を有し、前記熱風乾燥手段は、前記乾燥ユニット内の温度、湿度または前記記録媒体１枚あたりのインク吐出量のうち少なくとも一つの条件に応じて、送風する風の温度と風量とを制御することを特徴とする。

上記の発明によれば、乾燥ユニット内の温度・湿度・インク吐出量の少なくとも何れかに応じて熱風乾燥手段を制御することで、記録媒体の乾燥過多・乾燥不足を防ぐことができる。

請求項６に記載のインクジェット記録装置は、前記定着ユニットは、光源から前記記録媒体に達する熱線量を抑制する熱線抑制手段を備えたことを特徴とする。

上記の発明によれば、定着ユニットの光源から発する熱で記録媒体の水分量が不足しインクの紫外線硬化が不十分となったり、記録媒体および定着ドラムが過熱するような事態を防ぐことができる。

請求項７に記載のインクジェット記録装置は、前記熱線抑制手段は、前記光源と前記搬送手段との間に設けられた熱線カットフィルタであることを特徴とする。

上記の発明によれば、単純な構造で効率的に光源の熱を遮断することができる。

請求項８に記載のインクジェット記録装置は、前記定着ユニットの前記光源で加熱された空気を前記乾燥ユニットに送る送風手段を備えたことを特徴とする。

上記の発明によれば、光源で加熱された空気を乾燥ユニットに送り、熱風乾燥に使用することで、定着ユニットで廃棄される熱エネルギーを乾燥ユニットで使用し、エネルギー消費効率を向上させることができる。

本発明は上記構成としたので、記録媒体周囲の湿度を一定に保つことで膜強度不足を防止し搬送性を維持するインクジェット記録装置とすることができる。

本発明の実施形態に係る画像記録装置を示す概念図である。本発明の実施形態に係る画像記録装置の主要部を示す概念図である。本発明の実施形態に係る画像記録装置の乾燥部を示す拡大概念図である。本発明の実施形態に係る画像記録装置の乾燥部を示す概念図である。本発明の実施形態に係る画像記録装置の定着部を示す概念図である。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態の一例について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示した概略構成図である。

このインクジェット記録装置１００は、描画部１１６の圧胴（描画ドラム１７０）に保持された記録媒体Ｐの記録面にインクジェットヘッド１７２Ｍ、１７２Ｋ、１７２Ｃ、１７２Ｙから複数色の水性紫外線硬化型のインクを打滴して所望のカラー画像を形成する圧胴直描方式のインクジェット記録装置であり、インクの打滴前に記録媒体Ｐ上に処理液（インク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を含む）を付与し、処理液とインク液を反応させて記録媒体Ｐ上に画像形成を行う２液反応（凝集）方式が適用されたオンデマンドタイプの画像形成装置である。

すなわち、図１に示すように、インクジェット記録装置１００は、主として、給紙部１１２、処理液付与部１１４、描画部１１６、乾燥部１１８、定着部１２０、及び排紙部１２２を備えて構成されている。

給紙部１１２は、記録媒体Ｐを処理液付与部１１４に供給する機構であり、当該給紙部１１２には、枚葉紙である記録媒体Ｐが積層されている。給紙部１１２には、給紙トレイ１５０が設けられ、この給紙トレイ１５０から記録媒体Ｐが一枚ずつ処理液付与部１１４に給紙されるようになっている。記録媒体Ｐの浮き上がりを防止するために、給紙トレイ１５０は外面に吸引孔を設けるとともに、吸引孔から吸引を行う吸引手段を接続してもよい。

本実施形態のインクジェット記録装置１００においては、記録媒体Ｐとして、紙種や大きさ（用紙サイズ）の異なる複数種類の記録媒体Ｐを使用することができる。給紙部１１２において各種の記録媒体をそれぞれ区別して集積する複数の用紙トレイ（図示省略）を備え、これら複数の用紙トレイの中から給紙トレイ１５０に送る用紙を自動で切り換える態様も可能であるし、必要に応じてオペレータが用紙トレイを選択し、若しくは交換する態様も可能である。なお、本例では、記録媒体Ｐとして、枚葉紙（カット紙）を用いるが、連続用紙（ロール紙）から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。

処理液付与部１１４は、記録媒体Ｐの記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部１１６で付与されるインク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を含み、処理液とインクとが接触することによりインクと凝集反応を起こし、インクは色材と溶媒との分離が促進され、インク着弾後の滲みや着弾干渉（合一）あるいは混色が発生せず高品位画像の形成が可能となる。なお、処理液としては、凝集剤の他に必要に応じてさらに他の成分を用いて構成することもできる。インク組成物と共に処理液を用いることで、インクジェット記録を高速化でき、高速記録しても濃度、解像度の高い描画性（例えば、細線や微細部分の再現性）に優れた画像が得られる。

図１に示すように、処理液付与部１１４は、給紙胴１５２、処理液ドラム１５４、及び処理液塗布装置１５６を備えている。処理液ドラム１５４は、記録媒体Ｐを保持し、回転搬送させるドラムである。処理液ドラム１５４は、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１５５を備え、この保持手段１５５の爪と処理液ドラム１５４の周面の間に記録媒体Ｐを挟み込むことによって記録媒体Ｐの先端を保持できるようになっている。処理液ドラム１５４は、その外周面に吸引孔を設けるとともに、吸引孔から吸引を行う吸引手段を接続してもよい。これにより記録媒体Ｐを処理液ドラム１５４の周面に密着保持することができる。

処理液ドラム１５４の外側には、その周面に対向して処理液塗布装置１５６が設けられる。記録媒体Ｐは、処理液塗布装置１５６によって記録面に処理液が塗布される。

処理液付与部１１４で処理液が付与された記録媒体Ｐは、処理液ドラム１５４から中間搬送部１２６（第１渡し胴搬送手段）を介して描画部１１６の描画ドラム１７０へ受け渡される。

描画部１１６は、描画ドラム１７０、及びインクジェットヘッド１７２Ｍ、１７２Ｋ、１７２Ｃ、１７２Ｙを備えている。なお、図１では図示を省略しているが、描画ドラム１７０に対してインクジェットヘッド１７２Ｍ、１７２Ｋ、１７２Ｃ、１７２Ｙの手前側に記録媒体Ｐの皺をとるための用紙抑えローラを配置するようにしても良い。

描画ドラム１７０は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１７１を備え、記録媒体の先端部を保持固定するようになっている。また、描画ドラム１７０は、外周面に複数の吸引孔を有し、負圧によって記録媒体Ｐを描画ドラム１７０の外周面に吸着させる。これにより、用紙浮きによるヘッドとの接触が回避され、用紙ジャムが防止される。また、ヘッドとのクリアランス変動による画像ムラが防止される。

このように描画ドラム１７０に固定された記録媒体Ｐは、記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面にインクジェットヘッド１７２Ｍ、１７２Ｋ、１７２Ｃ、１７２Ｙから水性紫外線硬化型のインクが打滴される。

インクジェットヘッド１７２Ｍ、１７２Ｋ、１７２Ｃ、１７２Ｙは、それぞれ記録媒体Ｐにおける画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型のインクジェット方式の記録ヘッド（インクジェットヘッド）であり、そのインク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列が形成されている。各インクジェットヘッド１７２Ｍ、１７２Ｋ、１７２Ｃ、１７２Ｙは、記録媒体Ｐの搬送方向（描画ドラム１７０の回転方向）と直交する方向に延在するように設置されている。

描画ドラム１７０上に密着保持された記録媒体Ｐの記録面に向かって各インクジェットヘッド１７２Ｍ、１７２Ｋ、１７２Ｃ、１７２Ｙから、対応する色インクの液滴が吐出されることにより、処理液付与部１１４で予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材（顔料）が凝集され、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体Ｐ上での色材流れなどが防止され、記録媒体Ｐの記録面に画像が形成されるようになっている。

なお、本例では、ＣＭＹＫの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定されない。

以上のように構成された描画部１１６により、記録媒体Ｐに対してシングルパスで描画を行うことができる。これにより、高速記録及び高速出力が可能であり、生産性を高めることができる。

描画部１１６で画像が形成された記録媒体Ｐは、描画ドラム１７０から中間搬送部１２８（第２渡し胴搬送手段）を介して、乾燥部１１８の乾燥ドラム１７６へ受け渡される。

乾燥部１１８は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、図１に示すように、乾燥ドラム１７６及び溶媒乾燥装置１７８を備えている。乾燥ドラム１７６は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１７７を備え、この保持手段１７７によって記録媒体Ｐの先端を保持するとともに、ドラム外周表面に吸引孔（図示省略）を有し、負圧により記録媒体Ｐを乾燥ドラム１７６に吸着できるようになっている。また乾燥ドラム１７６の外周面に対向するように、送風手段１８０（吸着補助手段）と溶媒乾燥装置１７８が設けられている。

送風手段１８０は、記録媒体Ｐの乾燥ドラム１７６への吸着を補助するためのものであり、記録媒体Ｐの幅方向の端部側に向かって斜めに風を当てて、保持手段１７７によってその先端を保持された記録媒体Ｐが、先端側から後端側に向かって、皺が発生することなく確実に吸着されるようにするものである。

溶媒乾燥装置１７８は、乾燥ドラム１７６の外周面に対向する位置に配置され、ＩＲヒータ等とファンの組み合わせを複数配置した熱風乾燥手段１８２で構成されている。熱風乾燥手段１８２の各熱風噴出しノズルから記録媒体Ｐに向けて吹き付けられる熱風の温度と風量を適宜調節することにより、様々な乾燥条件を実現することができる。記録媒体Ｐは記録面が外側を向くように、乾燥ドラム１７６の外周面に吸着拘束されて搬送され、この記録面に対して上記ＩＲヒータ及び温風噴出しノズルによる乾燥処理が行われる。

また、乾燥ドラム１７６は、その外周面に吸引孔を設けるとともに、吸引孔から吸引を行う吸引手段を有している。これにより記録媒体Ｐを乾燥ドラム１７６の周面に密着保持することができる。また、負圧吸引を行うことにより、記録媒体Ｐを乾燥ドラム１７６に拘束することができるので、記録媒体Ｐのカックルを防止することができる。

乾燥部１１８で乾燥処理が行われた記録媒体Ｐは、乾燥ドラム１７６から中間搬送部１３０（第３渡し胴搬送手段）を介して定着部１２０の定着ドラム１８４に受け渡される。

定着部１２０は、定着ドラム１８４、押圧ローラ１８８（平滑化手段）、及び紫外線光源１９０（紫外線照射手段）で構成される。定着ドラム１８４は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１８５を備え、この保持手段１８５によって記録媒体Ｐの先端を保持できるようになっている。

定着ドラム１８４の回転により、記録媒体Ｐは記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面に対して、押圧ローラ１８８による平滑化処理が行われた後、紫外線光源１９０からの紫外線照射による硬化・定着が行われる。

押圧ローラ１８８は、インクが乾燥された記録媒体Ｐを加圧することによって記録媒体Ｐを平滑化するものである。また、紫外線光源１９０は、記録媒体Ｐ上に吐出された水性紫外線硬化型インクによって形成された画像に紫外線を照射して、インクの定着を行うものである。

なお、定着ドラム１８４の外周面に対向して記録媒体Ｐに形成された画像の検査を行うインラインセンサを設けてもよい。インラインセンサは、記録媒体Ｐに定着された画像について、チェックパターンや水分量、表面温度、光沢度などを計測するための計測手段であり、例えばＣＣＤラインセンサを好適に用いることができる。

定着部１２０に続いて排紙部１２２が設けられている。排紙部１２２には、排紙ユニット１９２が設置される。定着部１２０の定着ドラム１８４から排紙ユニット１９２までの間に、渡し胴１９４、搬送チェーン１９６が設けられている。搬送チェーン１９６は、張架ローラ１９８に巻き掛けられている。定着ドラム１８４を通過した記録媒体Ｐは、渡し胴１９４を介して、搬送チェーン１９６に送られ、搬送チェーン１９６から排紙ユニット１９２へと受け渡される。

また、図１には示されていないが、本例のインクジェット記録装置１００は、上記構成の他、各インクジェットヘッド１７２Ｍ、１７２Ｋ、１７２Ｃ、１７２Ｙにインクを供給するインク貯蔵／装填部、処理液付与部１１４に対して処理液を供給する手段を備えるとともに、各インクジェットヘッド１７２Ｍ、１７２Ｋ、１７２Ｃ、１７２Ｙのクリーニング（ノズル面のワイピング、パージ、ノズル吸引等）を行うヘッドメンテナンス部や、用紙搬送路上における記録媒体Ｐの位置を検出する位置検出センサ、装置各部の温度を検出する温度センサなどを備えている。

＜水性紫外線硬化型インク＞
ここで、本発明において用いられるインク（水性紫外線硬化型インク）について説明する。水性紫外線硬化型インクは、顔料、ポリマー粒子、及び活性エネルギー線により重合する水溶性の重合性化合物を含んでいる。これにより、紫外線を照射することで硬化させることが可能であり、耐擦性に優れ膜強度が高くなっている。

本発明におけるインク組成物は、顔料を含んでおり、必要に応じて、さらに分散剤や界面活性剤、その他の成分を用いて構成することができる。インク組成物は、色材成分として顔料の少なくとも一種を含有する。顔料としては、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、有機顔料、無機顔料のいずれであってもよい。顔料は、水に殆ど不溶であるか又は難溶である顔料であることが、インク着色性の点で好ましい。また、顔料は、その表面の少なくとも一部がポリマー分散剤で被覆された水分散性顔料であることが好ましい。

本発明のインク組成物は、分散剤の少なくとも一種を含有することができる。前記顔料の分散剤としては、ポリマー分散剤又は低分子の界面活性剤型分散剤のいずれでもよい。また、ポリマー分散剤は、水溶性の分散剤又は非水溶性の分散剤のいずれでもよい。

ポリマー分散剤の重量平均分子量は、３，０００〜１００，０００が好ましく、より好ましくは、５，０００〜５０，０００であり、さらに好ましくは、５，０００〜４０，０００であり、特に好ましくは、１０，０００〜４０，０００である。

ポリマー分散剤の酸価としては、処理液が接触したときの凝集性が良好である観点から、１００ＫＯＨｍｇ／ｇ以下が好ましい。さらには、酸価は、２５〜１００ＫＯＨｍｇ／ｇがより好ましく、２５〜８０ＫＯＨｍｇ／ｇがさらに好ましく、３０〜６５ＫＯＨｍｇ／ｇが特に好ましい。ポリマー分散剤の酸価が２５以上であると、自己分散性の安定性が良好になる。

ポリマー分散剤は、自己分散性と処理液が接触したときの凝集速度の観点から、カルボキシル基を有するポリマーを含むことが好ましく、カルボキシル基を有し、酸価が２５〜８０ＫＯＨｍｇ／ｇのポリマーを含むことがより好ましい。

本実施形態においては、画像の耐光性や品質などの観点から、顔料と分散剤とを含むことが好ましく、有機顔料とポリマー分散剤とを含むことがより好ましく、さらに有機顔料とカルボキシル基を含むポリマー分散剤とを含むことが特に好ましい。また、顔料は、凝集性の観点からカルボキシル基を有するポリマー分散剤に被覆され、水不溶性であることが好ましい。さらに、凝集性の観点からは、後述の自己分散性ポリマーの粒子の酸価の方が、前記ポリマー分散剤の酸価よりも小さいことが好ましい。

顔料の平均粒子径としては、１０〜２００ｎｍが好ましく、１０〜１５０ｎｍがより好ましく、１０〜１００ｎｍがさらに好ましい。平均粒子径は、２００ｎｍ以下であると色再現性が良好になり、インクジェット法で打滴する際の打滴特性が良好となり、１００ｎｍ以下であると耐光性が良好になる。また、色材の粒径分布に関しては、特に制限はなく、広い粒径分布又は単分散性の粒径分布のいずれであってもよい。また、単分散性の粒径分布を持つ色材を２種以上混合して使用してもよい。

なお、顔料粒子の平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置ＵＰＡ−ＥＸ１５０（日機装（株）製）を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求められるものである。

顔料は、１種単独で、又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。顔料のインク組成物中における含有量としては、画像濃度の観点から、インク組成物に対して、１〜２５質量％であることが好ましく、２〜２０質量％がより好ましく、５〜２０質量％がさらに好ましく、５〜１５質量％が特に好ましい。

本発明におけるインク組成物は、ポリマー粒子の少なくとも一種を含有することができる。このポリマー粒子は、後述の処理液又はこれを乾燥させた領域と接触した際に分散不安定価して凝集し、インクを増粘させることによりインク組成物を固定化する機能を有し、インク組成物の記録媒体への定着性及び画像の耐擦過性をより向上させることができる。

凝集剤と反応するために、アニオン性の表面電荷を有するポリマー粒子が用いられ、充分な反応性、吐出安定性が得られる範囲で、広く一般に知られているラテックスが用いられるが、特に自己分散性のポリマー粒子を用いることが好ましい。

本発明におけるインク組成物は、ポリマー粒子として、自己分散性ポリマー粒子の少なくとも一種を含有することが好ましい。この自己分散性ポリマーは、後述の処理液又はこれを乾燥させた領域と接触した際に分散不安定化して凝集しインクを増粘させることによりインク組成物を固定化する機能を有し、インク組成物の記録媒体への定着性及び画像の耐擦過性をより向上させることができる。また、自己分散性ポリマーは、吐出安定性及び前記顔料を含む系の液安定性（特に分散安定性）の観点からも好ましい樹脂粒子である。

自己分散性ポリマーの粒子とは、他の界面活性剤の不存在下に、ポリマー自身が有する官能基（特に酸性基又はその塩）によって、水性媒体中で分散状態となり得る水不溶性ポリマーであって、遊離の乳化剤を含有しない水不溶性ポリマーの粒子を意味する。

本発明における自己分散性ポリマーの酸価としては、処理液が接触したときの凝集性が良好である観点から、５０ＫＯＨｍｇ／ｇ以下が好ましい。さらには、この酸価は２５〜５０ＫＯＨｍｇ／ｇがより好ましく、３０〜５０ＫＯＨｍｇ／ｇがさらに好ましい。自己分散性ポリマーの酸価が２５以上であると、自己分散性の安定性が良好になる。

本発明における自己分散性ポリマーの粒子は、自己分散性と処理液が接触したときの凝集速度の観点から、カルボキシル基を有するポリマーを含むことが好ましく、カルボキシル基を有し、酸価が２５〜５０ＫＯＨｍｇ／ｇのポリマーを含むことがより好ましく、カルボキシル基を有し、酸価が３０〜５０ＫＯＨｍｇ／ｇのポリマーを含むことがより好ましい。

自己分散性ポリマーの粒子を構成する水不溶性ポリマーの分子量としては、重量平均分子量で３，０００〜２０万であることが好ましく、５，０００〜１５万であることがより好ましく、１０，０００〜１０万であることがさらに好ましい。重量平均分子量を３，０００以上とすることで水溶性成分量を効果的に抑制することができる。また、重量平均分子量を２０万以下とすることで、自己分散安定性を高めることができる。

なお、重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフ（ＧＰＣ）で測定される。ＧＰＣは、ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ（東ソー（株）製）を用い、カラムとして、ＴＳＫｇｅＬＳｕｐｅｒＨＺＭ−Ｈ、ＴＳＫｇｅＬＳｕｐｅｒＨＺ４０００、ＴＳＫｇｅＬＳｕｐｅｒＨＺ２０００（東ソー（株）製、４．６ｍｍＩＤ×１５ｃｍ）を３本用い、溶離液としてＴＨＦ（テトラヒドロフラン）を用いる。また、条件としては、試料濃度を０．３５／ｍｉｎ．、流速を０．３５ｍｌ／ｍｉｎ．、サンプル注入量を１０μｌ、測定温度を４０℃とし、ＩＲ検出器を用いて行う。

また、検量線は、東ソー（株）製、「標準試料ＴＳＫｓｔａｎｄａｒｄ、ｐｏｌｙｓｔｒｅｎｅ」、「Ｆ−４０」、「Ｆ−２０」、「Ｆ−４」、「Ｆ−１」、「Ａ−５０００」、「Ａ−２５００」、「Ａ−１０００」、「ｎ−プロピルベンゼン」の８サンプルから作製する。

自己分散性ポリマーの粒子の平均粒子径は、体積平均粒子径で１０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲が好ましく、１０〜２００ｎｍの範囲がより好ましく、１０〜１００ｎｍの範囲がさらに好ましい。体積平均粒子径は、１０ｎｍ以上であると製造適性が向上し、１μｍ以下であると保存安定性が向上する。

なお、自己分散性ポリマーの粒子の平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置ＵＰＡ−ＥＸ１５０（日機装（株）製）を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求められるものである。

自己分散性ポリマーの粒子は、１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。自己分散性ポリマーの粒子のインク組成物中における含有量としては、凝集速度や画像の光沢性などの観点から、インク組成物に対して、１〜３０質量％であることが好ましく、５〜１５質量％であることがより好ましい。

また、インク組成物中の顔料と自己分散性ポリマーの粒子との含有比率（例えば、水不溶性顔料粒子／自己分散性ポリマーの粒子）としては、画像の耐擦過性などの観点から１／０．５〜１／１０であることが好ましく、１／１〜１／４であることがより好ましい。

本発明におけるインク組成物は、活性エネルギー線により重合する水溶性の重合性化合物の少なくとも一種を含有することができる。重合性化合物としては、凝集剤と顔料、ポリマー粒子との反応を妨げない点で、ノニオン性又はカチオン性の重合性化合物が好ましい。また、水溶性とは、水に一定濃度以上溶解できることをいい、水性のインク中に（望ましくは均一に）溶解し得るものであればよい。また、水溶性有機溶剤を添加することにより溶解度が上がってインク中に（望ましくは均一に）溶解するものであってもよい。具体的には、水に対する溶解度が１０質量％以上であることが好ましく、１５質量％以上であることがより好ましい。

重合性化合物としては、凝集剤と顔料、ポリマー粒子との反応を妨げない点で、ノニオン性又はカチオン性の重合性化合物が好ましく、水に対する溶解度が１０質量％以上（さらには１５質量％以上）の重合性化合物が好ましい。

本発明における重合性化合物としては、擦過耐性を高め得る観点から、多官能のモノマーが好ましく、２官能〜６官能のモノマーが好ましく、溶解性と擦過耐性の両立の観点から、２官能〜４官能のモノマーが好ましい。重合性化合物は、１種単独又は２種以上を組み合わせて含有することができる。

重合性化合物のインク組成物中における含有量としては、顔料及び自己分散性ポリマーの粒子の合計の固形分に対して、３０〜３００質量％が好ましく、５０〜２００質量％がより好ましい。重合性化合物の含有量は、３０質量％以上であると画像強度がより向上して画像の耐擦過性に優れ、３００質量％以下であるとパイルハイトの点で有利である。

インク組成物及び処理液の少なくとも一方が、さらに、活性エネルギー線により重合性化合物の重合を開始する開始剤を含む。

本発明におけるインク組成物は、処理液に含有すると共にあるいは含有せずに、活性エネルギー線により重合性化合物の重合を開始する開始剤の少なくとも１種を含有することができる。光重合開始剤は１種単独で又は２種以上を混合して、あるいは増感剤と併用して使用することができる。

開始剤は、活性エネルギー線により重合反応を開始し得る化合物を適宜選択して含有することができ、例えば、放射線もしくは光、又は電子線により活性種（ラジカル、酸、塩基など）を発生する開始剤（例えば、光重合開始剤等）を用いることができる。

開始剤を含有する場合、インク組成物中における開始剤の含有量としては、重合性化合物に対して、１〜４０質量％が好ましく、５〜３０質量％がより好ましい。開始剤の含有量は、１質量％以上であると画像の耐擦過性がより向上し、高速記録に有利であり、４０質量％以上であると吐出安定性の点で有利である。

本発明におけるインク組成物は、水溶性有機溶媒の少なくとも１種を含有することができる。水溶性有機溶媒は、乾燥防止、湿潤あるいは浸透促進の効果を得ることができる。乾燥防止には、噴射ノズルのインク吐出口においてインクが付着乾燥して凝集体ができ、目詰まりするのを防止する乾燥防止剤として用いられ、乾燥防止や湿潤には、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶媒が好ましい。また、浸透促進には、紙へのインク浸透性を高める浸透促進剤として用いることができる。

乾燥防止剤としては、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶媒であることが好ましい。乾燥防止剤は、１種単独で用いても２種以上併用してもよい。乾燥防止剤の含有量は、インク組成物中に１０〜５０質量％の範囲とするのが好ましい。

浸透促進剤としては、インク組成物を記録媒体（印刷用紙など）により良く浸透させる目的にとって好適である。浸透促進剤は、１種単独で用いても２種以上併用してもよい。浸透促進剤の含有量は、インク組成物中に５〜３０質量％の範囲であるのが好ましい。また、浸透促進剤は、画像の滲み、紙抜け（プリントスルー）を起こさない量の範囲内で使用することが好ましい。

インク組成物は、水を含有するものであるが、水の量には特に制限はない。中でも、水の好ましい含有量は、１０〜９９質量％であり、より好ましくは、３０〜８０質量％であり、さらに好ましくは、５０〜７０質量％である。

本発明におけるインク組成物は、上記成分以外にその他の添加剤を用いて構成することができる。その他の添加剤としては、例えば、乾燥防止剤（湿潤剤）、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、ｐＨ調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。

＜各部の詳細＞
図２に、本実施形態のインクジェット記録装置１００の主要部である処理液付与部１１４、描画部１１６、乾燥部１１８及び定着部１２０を拡大して示し、本発明に係るインクジェット記録装置についてさらに詳しく説明する。

図２に示すように、処理液ドラム１５４、中間搬送部１２６（第１渡し胴搬送手段）、描画ドラム１７０、中間搬送部１２８（第２渡し胴搬送手段）、乾燥ドラム１７６、中間搬送部１３０（第３渡し胴搬送手段）及び定着ドラム１８４が、並んで配置され、それぞれのドラムにより記録媒体Ｐが搬送され、搬送されるうちに処理液付与、描画、乾燥、定着（硬化）が順に行われるようになっている。

各中間搬送部（第１渡し胴搬送手段１２６、第２渡し胴搬送手段１２８、第３渡し胴搬送手段１３０）は、それぞれリブ付きのガイド部材１２７、１２９、１３１を備え、回転軸を挟んで１８０度対向する方向に延びたアームの先端部の保持爪（図示省略）が記録媒体Ｐの先端部を把持して回転軸の回りを回転し、記録媒体Ｐの後端部はフリーの状態で、それぞれガイド部材（１２７、１２９、１３１）に沿って記録媒体Ｐを記録面の裏面側が凸になるようにして搬送するように構成されている。

なお、中間搬送部１２６、１２８、１３０は、チェーングリッパを用いて、記録媒体Ｐを掴んで、裏面側を凸にして搬送するように構成してもよい。

本実施形態のインクジェット記録装置１００は、記録媒体Ｐの記録面上に画像を記録するものであり、記録媒体Ｐとしては、特に制限はないが、一般のオフセット印刷などに用いられる、所謂上質紙、コート紙、アート紙などのセルロースを主体とする一般印刷用紙を用いることができる。セルロースを主体とする一般印刷用紙は、水性インクを用いた一般のインクジェット法による画像記録においては比較的インクの吸収、乾燥が遅く、打滴後に色材移動が起こりやすく、画像品質が低下しやすいが、本実施形態のインクジェット記録装置１００では、色材移動を抑制して色濃度、色相に優れた高品位の画像記録が可能である。

なお、記録媒体の中でも、一般のオフセット印刷などに用いられる所謂塗工紙が好ましい。塗工紙は、セルロースを主体とした一般に表面処理されていない上質紙や中性紙等の表面にコート材を塗布してコート層を設けたものである。塗工紙は、通常の水性インクジェットによる画像形成においては、画像の光沢や擦過耐性など、品質上の問題を生じやすいが、本実施形態のインクジェット記録装置１００では、光沢ムラが抑制されて光沢性、耐擦性の良好な画像を得ることができる。特に、原紙と無機顔料を含むコート層とを有する塗工紙を用いるのが好ましく、原紙とカオリン及び／又は重炭酸カルシウムを含むコート層とを有する塗工紙を用いるのがより好ましい。具体的には、アート紙、コート紙、軽量コート紙、又は微塗工紙がより好ましい。

前述したように、処理液付与部１１４は、記録媒体Ｐの記録面に処理液を付与するものである。

処理液塗布装置１５６によって記録面に処理液が塗布される処理液の膜厚は、描画部１１６のインクジェットヘッド１７２Ｍ、１７２Ｋ、１７２Ｃ、１７２Ｙから打滴されるインクの液滴径より充分に小さいことが望ましい。例えば、インクの打滴量が２ｐｌ（ピコリットル）のときには、液滴の平均直径は１５．６μｍである。このとき、処理液の膜厚が大きい場合には、インクドットが記録媒体Ｐの表面に接触することなく、処理液内で浮遊する。そこで、インクの打滴量が２ｐｌのときに着弾ドット径を３０μｍ以上得るためには、処理液の膜厚を３μｍ以下にすることが望ましい。

処理液塗布装置１５６は、主として処理液容器、計量ローラ、塗布ローラによって構成されている（図示せず）。処理液容器には、処理液が貯留されており、この処理液に計量ローラの一部が浸漬される。計量ローラとしては、金属ローラ及び金属ローラ表面にセラミックコーティングを施したローラ周面に一定の線数で規則正しく多数のセルが形成されたアニロックスローラが好適に用いられる。金属ローラの材質としては鉄及びＳＵＳ等が用いられる。材質として鉄を用いた場合には、表面の親水性の向上、耐磨耗性の向上及び防錆性を向上させるため、表面にクロム等のメッキを施してもよい。アニロックスローラのセル構造としては、例えば、線数１５０線以上４００線以下、セル深さ２０μｍ以上７５μｍ以下、セル容量３０ｃｍ３／ｍ^２以上６０ｃｍ３／ｍ^２以下のものを好適に用いることができる。計量ローラの直径は、例えば２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下で形成される。

計量ローラは回動自在に支持されるとともに不図示のモータに連結され、一定の速度で回転駆動される。従って、処理液容器内の処理液を計量ローラの表面に付着させ、この処理液を塗布ローラの表面に転移させることができる。計量ローラの回転方向は塗布ローラと同方向であり、ローラ外周の周速度は塗布ローラと同速、もしくは速度差を設けてもよい。速度差を設ける場合には塗布ローラの周速度に対して計量ローラの周速度を８０％以上１４０％以下が好適に用いられる。塗布ローラと計量ローラとの周速度を調整することにより、計量ローラから塗布ローラへの転移率を調整することが可能であり、記録媒体Ｐへの塗布膜厚を調整することができる。

計量ローラの表面には、計量用のドクターブレードが当接するように設けられている。ドクターブレードは、計量ローラと塗布ローラとの接触位置に対して、計量ローラの回転方向の上流側に配置され、計量ローラの表面の塗布液を掻き落として計量できるようになっている。これにより、ドクターブレードで計量された塗布液を塗布ローラに供給することができる。

塗布ローラはＥＰＤＭやシリコンなどのゴム層を表面に有するゴムローラが好適に用いられる。塗布ローラは回動自在に支持されるとともに不図示のモータに連結され、一定の速度で回転駆動される。塗布ローラの回転方向は処理液ドラム１５４と同方向であり、ローラ外周の周速度も処理液ドラム１５４と同速度で回転する。これによって計量ローラから塗布ローラへ転移された処理液が処理液ドラム１５４上に保持された記録媒体Ｐに塗布される。

このように、処理液塗布装置１５６はローラで処理液を塗布するようにしたため、処理液を均一に、かつ塗布量を少なく記録媒体Ｐに塗布することが可能である。また、処理液塗布装置１５６は、処理液塗布の搬送胴（処理液ドラム１５４）を汚さないようにするために、処理液塗布手段のローラを記録媒体毎に接触及び離間させるようになっていることが好ましい。処理液ドラム１５４は、記録媒体Ｐの先端を保持する保持爪で記録媒体Ｐを搬送する。これにより、記録媒体Ｐの高速搬送が可能であり、また用紙搬送ジャムの発生を低減することができる。

なお、処理液ドラム１５４の外周に、その周面に対向してＩＲヒータ及び温風噴出しノズルを設けて、記録媒体Ｐに塗布された処理液を乾燥するようにしてもよい。ＩＲヒータや温風噴出しノズルを設けた場合には、ＩＲヒータは高温（例えば１８０℃）に制御され、温風噴出しノズルは高温（例えば７０℃）の温風を一定の風量（例えば９ｍ３／分）で記録媒体Ｐに向けて吹き付けるように構成される。このＩＲヒータ及び温風噴出しノズルによる加熱によって、処理液の溶媒中の水分が蒸発され、処理液の薄膜層が記録媒体Ｐの記録面に形成される。このように処理液を薄層化することによって、描画部１１６で打滴するインクのドットが記録媒体Ｐの記録面と接触し、必要なドット径が得られるとともに、薄層化した処理液成分と反応して色材凝集が起こり、記録媒体Ｐの記録面に固定する作用が得られやすい。なお、処理液ドラム１５４を所定の温度（例えば５０℃）に制御するようにしてもよい。

また、処理液は、描画部１１６で付与されるインク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を含んでいる。

凝集剤としては、インク組成物のｐＨを変化させることができる化合物であっても、多価金属塩であっても、ポリアリルアミン類であってもよい。本実施形態においては、インク組成物の凝集性の観点から、インク組成物のｐＨを変化させることができる化合物が好ましく、インク組成物のｐＨを低下させ得る化合物がより好ましい。インク組成物のｐＨを低下させ得る化合物としては、水溶性の高い酸性物質（リン酸、シュウ酸、マロン酸、クエン酸、もしくはこれらの化合物の誘導体又はこれらの塩など）が好適に挙げられる。

このように、凝集剤としては、水溶性の高い酸性物質が好ましく、凝集性を高め、インク全体を固定化させる点で、有機酸が好ましく、２価以上の有機酸がより好ましい。さらに、２価以上３価以下の酸性物質が特に好ましい。この２価以上の有機酸としては、その第１ｐＫａが３．５以下の有機酸が好ましく、さらに３．０以下の有機酸がより好ましく、具体的には、リン酸、シュウ酸、マロン酸、クエン酸などが好適に挙げられる。

凝集剤で、酸性物質は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これにより、凝集性を高め、インク全体を固定化することができる。インク組成物を凝集させる凝集剤の処理液中における含有量としては、１〜５０質量％が好ましく、より好ましくは、３〜４５質量％であり、さらに好ましくは、５〜４０質量％の範囲である。また、インク組成物のｐＨ（２５℃）が８．０以上であって、処理液のｐＨ（２５℃）が０．５〜４の範囲が好ましい。これにより、画像濃度、解像度及びインクジェット記録の高速化を図ることができる。

また、処理液には、その他の添加物を分有することができる。この添加物としては、乾燥防止剤（湿潤剤）、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、ｐＨ調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤などの公知の添加剤が挙げられる。

上述したように本実施形態では、ローラによる塗布方式を適用した構成を例示したが、処理液の付与は、塗布法に限定されず、インクジェット法や浸漬法などの公知の方法を適用して行うことができる。なお、塗布法としては、バーコーター、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター等を用いた公知の塗布方法によって行うことができる。

なお、処理液付与工程は、インク組成物を用いたインク付与工程の前又は後のいずれに設けてもよい。本実施形態においては、処理液付与工程で処理液を付与した後にインク付与工程を設けた態様が好ましい。具体的には、記録媒体Ｐ上に、インク組成物を付与する前に、予めインク組成物中の顔料及び／又は自己分散性ポリマーの粒子を凝集させるための処理液を付与しておき、記録媒体Ｐ上に付与された処理液に接触するようにインク組成物を付与して画像化する態様が好ましい。これにより、インクジェット記録を高速化でき、高速記録しても濃度、解像度の高い画像を得ることができる。

また処理液の付与量としては、インク組成物を凝集可能であれば特に制限はないが、好ましくは、凝集剤の付与量が０．１ｇ／ｍ^２以上となる量とすることができる。中でも、凝集剤の付与量が０．２〜０．７ｇ／ｍ^２となる量が好ましい。凝集剤は、付与量が０．１ｇ／ｍ^２以上であるとインク組成物の種々の使用形態に応じ良好な高速凝集性が保てる。また、凝集剤の付与量が０．７ｇ／ｍ^２以下であることは、付与した記録媒体の表面性に悪影響（光沢の変化等）を与えない点で好ましい。

処理液付与部１１４は、処理液ドラム１５４の外周面に設けられた保持手段１５５により記録媒体Ｐの先端部を保持して搬送しながら、処理液塗布装置１５６により、処理液を計量しつつ記録媒体Ｐに処理液を塗布する。

処理液付与部１１４で処理液が付与された記録媒体Ｐは、中間搬送部（第１渡し胴搬送手段）１２６によって次の描画部１１６へ搬送される。記録媒体Ｐは、第１渡し胴搬送手段１２６の保持爪（図示省略）によってその先端部を保持されて、記録面が内側を向き、裏面側がガイド部材１２７に沿って凸形状となるように搬送される。

また、第１渡し胴搬送手段１２６は、その内部（回転軸付近）に熱風乾燥手段（図示省略）を有し、搬送中内側を向いている記録媒体Ｐの記録面（表面）側に熱風を当てて、表面に付与された処理液を乾燥させる。これにより、描画部１１６において記録媒体Ｐにインクが打滴されたとき、インク付着時における記録媒体Ｐ上での着弾インクの移動が防止される。

描画部１１６の描画ドラム１７０は、第１渡し胴搬送手段１２６によって搬送されてきた記録媒体Ｐの先端部を、描画ドラム１７０外周面に設けられた保持手段１７１により保持するとともに、描画ドラム１７０外周面に設けられた吸引孔によって記録媒体Ｐを描画ドラム１７０外周面に吸着、固定して搬送する。そして、描画ドラム１７０の外周面に固定された記録媒体Ｐの、処理液が付与されている表面（記録面）に向けて、インクジェットヘッド１７２Ｍ、１７２Ｋ、１７２Ｃ、１７２Ｙから水性紫外線硬化型のインクが打滴される。

＜描画部＞
図２に示す描画部１１６において、描画ドラム１７０上に密着保持された記録媒体Ｐの記録面に向かって各インクジェットヘッド１７２Ｍ、１７２Ｋ、１７２Ｃ、１７２Ｙから、対応する色インクの液滴が吐出されることにより、処理液付与部１１４で予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材（顔料）が凝集され、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体Ｐ上での色材流れなどが防止され、記録媒体Ｐの記録面に画像が形成されるようになっている。

なお、各インクジェットヘッド１７２Ｍ、１７２Ｋ、１７２Ｃ、１７２Ｙから吐出されるインクの液滴量としては、高精細な画像を得る観点で、１〜１０ｐｌ（ピコリットル）が好ましく、１．５〜６ｐｌがより好ましい。また、画像のムラ、連続階調のつながりを改良する観点で、異なる液滴量を組み合わせて吐出することも有効であり、このような場合でも本発明は好適に適用される。

以上のように構成された描画部１１６により、記録媒体Ｐに対してシングルパスで描画を行うことができる。

＜乾燥部＞
描画部１１６で画像が形成された記録媒体Ｐは、描画ドラム１７０から中間搬送部（第２渡し胴搬送手段）１２８を介して乾燥部１１８の乾燥ドラム１７６へ受け渡される。第２渡し胴搬送手段１２８は、描画ドラム１７０から受け取った記録媒体Ｐを、保持爪（図示せず）によってその先端部を保持して、記録媒体Ｐの記録面が内側を向き、裏面側がガイド部材１２９に沿って凸形状となるようにして搬送する。

なお、第２渡し胴搬送手段１２８は、その内部に不図示の熱風乾燥手段（乾燥手段）を有し、搬送中内側を向いている記録媒体Ｐの記録面側に熱風を吹き付けて、表面に打滴されたインクを乾燥させる構成とされていてもよい。これにより、インク打滴直後に、インクを乾燥することができるので、インク浸透による記録媒体Ｐのカックルを低減しやすくなり、乾燥部１１８における乾燥ドラム１７６における吸引拘束時の吸着皴の発生を抑止しやすくなる。

乾燥部１１８は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、図３に示すように、乾燥ドラム１７６、及び乾燥ドラム１７６の外周面に対向する位置にＩＲヒータ等とファンの組み合わせを複数配置した熱風乾燥手段１８２が構成されている。

また、乾燥ドラム１７６の外周に対向して、複数の熱風乾燥手段１８２の（乾燥ドラム１７６の回転方向の）上流側に送風手段１８０（吸着補助手段）が設けられ、また乾燥部１１８内部の湿度を調整する調湿手段８０および湿度センサ８２が設けられている。

乾燥ドラム１７６は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１７７を備え、この保持手段１７７によって記録媒体Ｐの先端を保持できるようになっている。また、乾燥ドラム１７６は、その外周面に複数の吸引孔を有し、負圧により記録媒体Ｐを乾燥ドラム１７６外周面に吸着し、密着するように拘束して搬送する。このように乾燥ドラム１７６に拘束された記録媒体Ｐに対して、熱風乾燥手段１８２の熱風噴出ノズルから熱風を当てて記録媒体Ｐを乾燥する。

これにより、カックルの発生が防止される。また、記録媒体Ｐを乾燥ドラム１７６外周面に密着させることで、熱風乾燥手段１８２に記録媒体Ｐが接触することによるジャムの発生や用紙燃えを防止することができる。

熱風乾燥手段１８２の熱風噴出しノズルは、所定の温度に制御された温風を一定の風量で記録媒体Ｐに向けて吹き付けるように構成され、ＩＲヒータは、それぞれ所定の温度に制御される。これらの熱風噴出しノズル及びＩＲヒータによって、乾燥ドラム１７６に保持された記録媒体Ｐの記録面に含まれる水分が蒸発され、乾燥処理が行われる。その際、乾燥部１１８の乾燥ドラム１７６は、描画部１１６の描画ドラム１７０に対して構造上分離しているので、インクジェットヘッド１７２Ｍ、１７２Ｋ、１７２Ｃ、１７２Ｙにおいて、熱乾燥によるヘッドメニスカス部の乾燥によるインクの不吐出を低減することができる。また、乾燥部１１８の温度設定に自由度があり、最適な乾燥温度を設定することができる。

なお、蒸発した水分は図示を省略した排出手段によりエアとともに機外に排出することが好ましい。また、回収されたエアを冷却器（ラジエータ）などで冷却して液体として回収してもよい。

また、乾燥ドラム１７６は、その外周面を所定の温度に制御することが好ましい。記録媒体Ｐの裏面から加熱を行うことによって乾燥が促進され、定着時における画像破壊を防止することができる。

乾燥ドラム１７６の表面温度の範囲は、５０℃以上が好ましく、より好ましくは６０℃以上である。また、上限については、特に限定されるものではないが、乾燥ドラム１７６の表面に付着したインクをクリーニングするなどのメンテナンス作業の安全性（高温による火傷防止）の観点から７５℃以下が好ましい。

また、乾燥ドラム１７６は、記録媒体Ｐが搬送される前に所定の温度に加熱しておくことが好ましい。乾燥ドラム１７６を加熱しておくことで、乾燥を促進させることができるので、画像破壊を防止するとともに、カックルを防止することができる。加熱温度は、上記乾燥ドラム１７６の表面温度と同じ温度範囲とすることが好ましい。

加熱は、吸引した際の温度低下を防止するため、吸引した状態で所定の温度とすることが好ましい。また、吸引しないで加熱を行う場合は、吸引した際の温度低下を考慮して、所定の温度より高い温度になるように加熱することが好ましい。また、記録媒体Ｐの記録面が外側を向くように（すなわち、記録媒体Ｐの記録面が凸側となるように湾曲させた状態で）保持し、回転搬送しながら乾燥することで、記録媒体Ｐの皺や浮きの発生を防止でき、これらに起因する乾燥ムラを確実に防止することができる。

また、熱風乾燥手段１８２の上流側に設けられた送風手段１８０（吸着補助手段）は、乾燥ドラム１７６への記録媒体Ｐの吸着を補助するためのものである。送風手段１８０は、記録媒体Ｐ後端側に向かって斜め方向に送風し、記録媒体Ｐ幅方向の端部側に向かって斜めに当てるようにし、さらに後端で風力が大きくなるように制御する。これにより、記録媒体Ｐ後端での用紙浮きが防止されるとともに、記録媒体Ｐの吸着皺を取り、均一乾燥と均一吸着を可能とする。このように送風手段１８０という記録媒体Ｐに対して非接触な吸着補助手段を用いることで、接触手段を用いて吸着補助を行った場合に、記録媒体Ｐのまだ乾燥していないインクが接触手段に転写されて画像不良が発生するのを防止することができる。

乾燥ドラム１７６の吸引力は（開口面積）×（単位面積あたりの圧力）で表すことができる。吸引力は、記録媒体吸着保持領域における吸引孔の占める面積、すなわち、開口率を高くすることで吸引力をより高くすることができる。

また、乾燥ドラム１７６の外周面に設けられた吸引孔の開口率は、乾燥ドラム１７６外周面と記録媒体Ｐとの接触面積に対して、１％以上７５％以下であることが好ましい。これは、開口率が１％未満であると、記録後の吸水による記録媒体Ｐの膨張変形を充分に抑止することができず、また、乾燥ドラム１７６自体も温まっており記録媒体Ｐはこれに接することによっても乾燥が促進されるが、開口率が７５％を超えると、記録媒体Ｐの裏面と乾燥ドラム１７６外周面との接触面積が低下するため、記録媒体Ｐを吸着保持した状態であっても充分な乾燥性能を得ることができず、カックルも悪化する虞がある。

従って、乾燥ドラム１７６の外周面における吸引孔の開口率を１％以上７５％以下とすることで、カックルの抑制防止及び乾燥性能の向上を図ることができる。

なお、開口率は、吸引孔の径、孔ピッチ、孔の形状及び配置により設定される。孔径は、０．４ｍｍ以上、また負圧吸引による記録媒体Ｐの凹み痕（吸着痕）がつかないように、１．５ｍｍ以下に設計することが好ましい。孔ピッチは、乾燥ドラム１７６外周面の熱変形の防止や剛性確保のため、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。孔の間隔があまり離れすぎると記録媒体の変形抑止効果が不足し、皺の発生をそれほど抑制できないからである。また、吸引孔の形状は、角（鋭角）形状があると、角部に応力が集中するので、角部を丸めた形状が好ましい。

また、回転搬送体では、吸着圧力による記録媒体Ｐの変形量は周方向よりも軸方向の方が大きくなる。従って、吸引孔は、周方向を長軸方向、軸方向を短軸方向とした楕円形状又は長穴形状とすることで、記録媒体Ｐの周方向の変形と軸方向の変形を均等にすることもできる。

また、乾燥ドラム１７６の外周面に、記録媒体Ｐの記録面が外側を向くように（すなわち、記録媒体Ｐの記録面が凸側となるように湾曲させた状態で）保持し、回転搬送しながら乾燥することで、記録媒体Ｐの皺や浮きの発生を防止でき、これらに起因する乾燥ムラを確実に防止することができる。

また、図３に乾燥ドラム１７６の熱風乾燥手段１８２が設置された部分を拡大して示すように、熱風が再利用可能なように整流板１８１を設けるようにしてもよい。

図３に示すように、各熱風乾燥手段１８２の上側にこれらを覆うように、また熱風乾燥手段１８２から吹き出された熱風が再度乾燥ドラム１７６側に向かうように整流板１８１が形成される。

このときさらに各熱風乾燥手段１８２の乾燥ドラム１７６回転方向下流側にガイド板１８３を設けて、各熱風乾燥手段１８２から吹き出され一度乾燥ドラム１７６表面にあたった熱風が、図に矢印で示したように流れ、再び乾燥ドラム１７６側に向かって流れるようにするとよい。このように整流板１８１を設けることにより、熱効率を向上させるとともに、排気性の向上をも図ることができる。

また、乾燥部１１８内には温度センサ（図示せず）および湿度センサ８２が設けられており、検出された温度および湿度は図示しない制御部にデータとして送られる。この温度および湿度情報に基づいて熱風乾燥手段１８２のＯＮ／ＯＦＦあるいは風量を制御する構成とされていてもよい。加えて、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクの総量、すなわち吐出密度を熱風乾燥手段１８２の制御に用いてもよい。吐出密度は記録媒体Ｐ１枚当たりのインク吐出量であり、記録される画像やパターンなどの内容からデータとして算出することができる。

さらに乾燥部１１８内部には湿度を調整する調湿手段８０が設けられている。

図４には乾燥部１１８に設けられた調湿手段８０が示されている。図４に示すように、調湿手段８０は乾燥ドラム１７６の内部に連通した吸引路８４は送風機８６を経由し、バルブ８８で調湿手段８０へ至る連通路８７と乾燥部１１８の外へ至る排気管８９とに分岐する。

これにより調湿手段８０は記録媒体Ｐに含まれる水分量が所望の範囲内に収まるように、乾燥部１１８内部の記録媒体Ｐ周囲の雰囲気を乾燥しすぎないように、且つ水分過剰とならないように湿度を調節する。

すなわち乾燥ドラム１７６内に連通した吸引路８４は送風機８６に接続され、乾燥ドラム１７６内部の湿気を多く含む空気を吸引する。

記録媒体Ｐにおいては後述するように水分量としては記録媒体Ｐに当初から含まれていた記録面側表面水分量との差が２ｇ／ｍ^２以上５ｇ／ｍ^２以下の量が望ましく、記録媒体Ｐ中の水分量をこの範囲に維持するには記録媒体の種類ごとに望ましい湿度の範囲が存在する。

乾燥部１１８内部の望ましい温度は、乾燥部１１８内部の温度や記録媒体の種類にもよるが、相対湿度として１０〜５０％である。すなわち発明者らは、実施例に記載のシステムにおいて、乾燥部１１８内部の送風乾燥温度を７０℃とした場合に、湿度を相対湿度として１０〜５０％に調整することで、液滴の吐出体積に応じて記録媒体表面の温度を３０〜５０℃、記録媒体表面の水分量と記録媒体に当初から含まれていた水分量との差を２〜５ｇｓｍの好適な範囲に収めることができるという知見を得ている。

乾燥部１１８内部の湿度がこの範囲より低い場合には、調湿手段８０は吸引孔を通じて記録媒体Ｐの裏面側から吸引した湿気を多く含む空気を、吸引路８４を通じて送風機８６で記録媒体Ｐの表面側に送風する。

また乾燥部１１８内部の湿度が望ましい湿度の範囲より高い場合には、調湿手段８０はバルブ８８を切り替えることで湿気を多く含む空気を排気管８９へ流し、乾燥部１１８の外に排出するように制御する。これにより乾燥部１１８内部の湿度を所望の範囲に維持し、記録媒体Ｐに含まれる水分量と記録媒体Ｐに当初から含まれていた水分量との差を望ましい値（２ｇ／ｍ^２以上５ｇ／ｍ^２以下）に維持する。

あるいは上記の手段に替えて別途設けられたスチーム式・ファン式・超音波式などの加湿器を用いることで乾燥部１１８内部を加湿してもよく、さらに上記の加湿器を調湿手段８０の補助として併用してもよい。

＜定着部＞
乾燥部１１８で乾燥処理が行われた記録媒体Ｐは、乾燥ドラム１７６から中間搬送部（第３渡し胴搬送手段）１３０を介して定着部１２０の定着ドラム１８４に受け渡される。

定着ドラム１８４は、第３渡し胴搬送手段１３０から記録媒体Ｐを受け取ると、定着ドラム１８４の外周面に設けられた保持手段１８５で記録媒体Ｐの先端部を保持して記録媒体Ｐを外周面に巻きつけて搬送する。

定着ドラム１８４の外周面に巻きつけられて搬送される記録媒体Ｐは、定着ドラム１８４に対向して配置された押圧ローラ（平滑化手段）１８８により加圧され、定着ドラム１８４に押しつけられてカールが矯正され皺が取り除かれる。

押圧ローラ１８８は、定着ドラム１８４に対して圧接するように配置されており、定着ドラム１８４との間でニップローラを構成するようになっている。これにより、記録媒体Ｐは、押圧ローラ１８８と定着ドラム１８４との間に挟まれ、所定のニップ圧（例えば、０．１５ＭＰａ）でニップされ、平滑化処理が行われる。

また、押圧ローラ１８８は、加熱ローラであってもよい。例えば、押圧ローラ１８８を、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラとして構成し、所定の温度（例えば、６０〜８０℃）で制御するようにしてもよい。この加熱ローラとして構成した押圧ローラ１８８で記録媒体Ｐを加熱するとともに押圧することによって、インクに含まれるラテックスのＴｇ温度（ガラス転移点温度）以上の熱エネルギーが付与され、ラテックス粒子が溶融され、記録媒体Ｐの画像表面の凹凸がレベリングされ、光沢性が得られる。

次に記録媒体Ｐは、定着ドラム１８４に対向して配置された紫外線光源１９０による紫外線照射を受け硬化・定着が行われる。ここで紫外線光源１９０は、図３に示すように、複数備えるようにしてもよい。これにより、一つ一つの紫外線光源１９０の照射強度を低減することにより、照射時間で硬化条件を稼ぐことが可能となり、コストダウン及び紫外線光源１９０の発熱量低減を図ることができる。

このとき記録媒体Ｐにおいては、水分量として記録媒体Ｐに当初から含まれていた水分量との差が２ｇ／ｍ^２以上５ｇ／ｍ^２以下の量が望ましい。すなわち水分量が不足であれば紫外線硬化型インクが十分に硬化しないため、処理後の膜強度が不十分となり、過多であればカックルなどの用紙変形を起こす可能性がある。このため前述のように乾燥部１１８にて記録媒体Ｐの調湿が行われる。

紫外線光源１９０としては、特に限定されるものではなく、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、ブラックライト、冷陰極管、ＵＶ−ＬＥＤなどが好適に用いられる。

紫外線光源１９０の照射する紫外線のピーク波長は、インク組成物の吸収特性にもよるが、２００〜６００ｎｍが好ましく、より好ましくは、３００〜４５０ｎｍであり、さらに好ましくは、３５０〜４５０ｎｍである。

紫外線光源１９０の照射エネルギーとしては、２０００ｍＪ／ｃｍ^２以下が好ましく、より好ましくは、１０〜２０００ｍＪ／ｃｍ^２であり、さらに好ましくは、２０〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２であり、特に好ましくは、５０〜８００ｍＪ／ｃｍ^２である。

また、本発明のインクジェット記録装置では、紫外線は記録媒体の記録面に対して、好ましくは、０．０１〜１０秒、より好ましくは、０．１〜２秒照射することが適当である。

なお、紫外線照射手段である紫外線光源１９０を複数個設けてもよい。これにより１つ１つの紫外線光源１９０の照射強度を低減し、照射時間の合計で硬化条件を稼ぐことが可能となり、コストダウン、紫外線光源１９０の発熱量低減などの効果が期待できる。

図５に示すように、定着部１２０に設けられた紫外線光源１９０は、光源ボックス９０内部に設けられた紫外線光源１９０の背後（照射方向後側）に反射板９２を備え、紫外線光源１９０の照射方向には定着ドラム１８４との間に熱線カットフィルタ９４が設けられたことにより、紫外線光源１９０の発する熱（赤外線）が定着ドラム１８４に達することのないよう遮断する構成とされている。

反射板９２は、紫外線より長波長の光すなわち可視光線から赤外線にかけての光や熱線を透過させ、インクの硬化に必要な紫外線のみを反射する機能を有するミラーであり、例えばパイレックス（登録商標）ガラスなどに誘電体多層膜が蒸着されたコールドミラーを用いることが好ましい。

一方、熱線カットフィルタ９４は反射板９２とは逆に紫外線より長波長の光すなわち可視光線から赤外線にかけての光や熱線を反射させ、インクの硬化に必要な紫外線のみを透過する機能を有するフィルタである。これにより紫外線光源１９０の発する紫外線のみを定着ドラム１８４に照射する。

また図５に示すように定着部１２０には、紫外線光源１９０で発生した熱によって暖められた空気を吸引路９６を通じて乾燥部１１８に設けられた熱風乾燥手段１８２に送風する、あるいは乾燥部１１８の内部に直接送り込む送風手段９８が設けられている。この送風手段９８により、熱風乾燥手段１８２で加熱される空気を予め予熱しておく、あるいは乾燥部１１８の内部を加熱するなどの所謂予熱処理を乾燥部１１８に対して行う。

＜効果＞
前述のように、乾燥部１１８の調湿手段８０は記録媒体Ｐに含まれる水分量が所望の範囲内に収まるように、乾燥部１１８内部の記録媒体Ｐ周囲の雰囲気を乾燥しすぎないように、且つ水分過剰とならないように湿度を調節する。

すなわち記録媒体Ｐ中の水分量を望ましい範囲内に維持するため、乾燥部１１８内部の湿度が所望の範囲より低い場合には、調湿手段８０は吸引孔を通じて記録媒体Ｐの裏面側から吸引した湿気を多く含む空気を、吸引路８４を通じて送風機８６で記録媒体Ｐの表面側に送風する。また乾燥部１１８内部の湿度が望ましい湿度の範囲より高い場合には、調湿手段８０はバルブ８８を切り替えることで湿気を多く含む空気を排気管８９へ流し、乾燥部１１８の外に排出するように制御する。

これにより乾燥部１１８内部の湿度を所望の範囲に維持し、記録媒体Ｐに含まれる水分量と記録媒体Ｐに当初から含まれていた水分量との差を望ましい値（２ｇ／ｍ^２以上５ｇ／ｍ^２以下）に維持することができ、次に行われる定着処理において、記録媒体Ｐの特に表面近傍に含まれる水分量が不足もしくは過多であった場合、記録媒体Ｐがカックルを生じ搬送性や品質が悪化する、あるいはインクの紫外線硬化が不十分となり膜強度が低下するなどの事態を防ぐことができる。

さらに調湿手段８０は乾燥部１１８内部のみを調湿すればよく、装置内部全体を調湿する場合に比較して加湿・除湿の能力が小規模なものでよいので、コスト上昇を抑えることができる。また装置内を調湿した結果、他の処理に影響を与える虞がないので、例えば描画部１１６においてインクジェットヘッド１７２が結露し吐出性能に悪影響を及ぼすようなこともない。

また前述のように定着部１２０の紫外線光源１９０は、反射板９２と熱線カットフィルタ９４とを備え、紫外線光源１９０の発する熱（赤外線）が定着ドラム１８４に達することのないよう遮断する構成とされている。これらの熱線抑制機構により記録媒体Ｐ上の紫外線照射面における温度上昇を抑制し、記録媒体Ｐ中（特に表面）の水分量が過度に少なくなって十分な硬化膜強度が得られない事態を防ぐことができる。

さらに定着部１２０には、紫外線光源１９０で発生した熱によって暖められた空気を吸引路９６を通じて乾燥部１１８に設けられた熱風乾燥手段１８２に送風する、あるいは乾燥部１１８の内部に直接送り込む送風手段９８が設けられている。これにより、熱風乾燥手段１８２あるいは乾燥部１１８で消費される電力などのエネルギー量を削減し、乾燥効率を上げることができる。

＜まとめ＞
以上説明したように、本実施形態においては、乾燥部１１８において調湿手段８０および湿度センサ８２で記録媒体Ｐの表面湿度を一定に保ち、定着部１２０において次の定着工程で紫外線硬化インク画像が適切な水分量のもとで紫外線硬化により定着する構成としたため、カックルの発生を抑えて搬送性を維持しつつ、十分な膜強度を備えた高画質、高品位の画像を形成することができる。

＜その他＞
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

例えば上記実施形態では紫外線硬化インクを用いたインクジェット記録装置の構成を例に挙げたが、これに限定せず例えば他の種類の記録装置においても記録媒体の湿度を一定に保つ必要のある構成であれば本発明の実施形態が適用される機構とされていてもよい。

８０調湿手段
８２湿度センサ
８４吸引路
８６送風機
８８バルブ
８９排気管
９０光源ボックス
９２反射板
９４熱線カットフィルタ
９６吸引路
９８送風手段
１００インクジェット記録装置
１１２給紙部
１１４処理液付与部
１１６描画部
１１８乾燥部
１２０定着部
１２２排紙部
１５４処理液ドラム
１７０描画ドラム
１７２インクジェットヘッド
１８０送風手段
１８２熱風乾燥手段
１８４定着ドラム
１９０紫外線光源

Claims

記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記記録媒体上に紫外線硬化型インクを吐出するインクジェット記録ヘッドと、
前記インクジェット記録ヘッドより搬送方向下流側に配置され、吐出された前記紫外線硬化型インクを加熱乾燥させる乾燥ユニットと、
前記乾燥ユニットに設けられ、前記搬送手段によって搬送される前記乾燥ユニット内の前記記録媒体周囲の湿度を一定の範囲内に保つ調湿手段と、
前記乾燥ユニットより搬送方向下流側に配置され、吐出された前記紫外線硬化型インクに紫外線を照射し定着させる定着ユニットと、
を備えたインクジェット記録装置。
前記調湿手段は、外周面に形成された複数の吸引孔により前記記録媒体を裏面から負圧吸引し外周面上に吸着して搬送する吸引ドラムと、
前記記録媒体から吸引した空気を前記記録媒体の表面側に供給する送風手段を備えた請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記調湿手段は、電熱ヒータと、スチーム式・ファン式・超音波式の何れかの加湿器と、を備えた請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記乾燥ユニットは前記乾燥ユニット内の湿度を測定する湿度センサを備え、
前記湿度センサで測定した前記乾燥ユニット内の湿度が１０％よりも低い場合には前記乾燥ユニット内を加湿し、
前記乾燥ユニット内の湿度が５０％よりも高い場合には前記乾燥ユニット内を除湿する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
前記乾燥ユニットは、前記記録媒体にヒータで加熱した風を送る熱風乾燥手段と、
前記乾燥ユニット内の湿度を測定する湿度センサと、
前記乾燥ユニット内部の温度を測定する温度センサと、を有し、
前記熱風乾燥手段は、前記乾燥ユニット内の温度、湿度または前記記録媒体１枚あたりのインク吐出量のうち少なくとも一つの条件に応じて、送風する風の温度と風量とを制御する請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記定着ユニットは、光源から前記記録媒体に達する熱線量を抑制する熱線抑制手段を備えた請求項１〜５に記載のインクジェット記録装置。
前記熱線抑制手段は、前記光源と前記搬送手段との間に設けられた熱線カットフィルタである請求項６に記載のインクジェット記録装置。
前記定着ユニットの前記光源で加熱された空気を前記乾燥ユニットに送る送風手段を備えた請求項１〜７に記載のインクジェット記録装置。