JP2015037871A - 画像形成方法、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水性記録用インクの着色剤を凝集させる能力を維持しつつ、皮膚などへの安全性も確保できる処理液を用いた画像形成方法の提供。【解決手段】記録媒体上に処理液を付与する処理液付与工程と、水性記録用インクを記録媒体上に付与する記録用インク付与工程と、を含み、前記処理液が、着色剤を含有せず、カチオン性樹脂と、水溶性有機溶剤と、水とを含有し、前記カチオン性樹脂が、ｐＨの上昇によってカチオン度が低下するカチオン性樹脂であり、前記水性記録用インクが、少なくとも着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、カルボキシル基含有樹脂及び水を含有する画像形成方法。【選択図】なし

Description

本発明は、処理液と水性記録用インクを用いた画像形成方法、及び画像形成装置に関する。

インクジェット記録方式において、画像濃度を向上させるために、記録媒体に予め処理液を塗布しておき、水性記録用インクを前記処理液と接触させて着色剤を凝集させる手段が一般的に知られている。水性記録用インク中の着色剤を凝集させる成分としては例えばカチオン性樹脂などが知られている。カチオン性樹脂にはカチオン度と呼ばれるカチオン性の強度を示す指標がある。このカチオン度が高いほど水性記録用インク中の着色剤を凝集させる能力が高いと言えるが、一方で皮膚への刺激性や感作性も強くなってしまうというデメリットもある。
特許文献１〜３には、処理液のｐＨ、カチオン性樹脂の分子量やカチオン度などが規定されているが、いずれも着色剤の凝集能力を維持しつつ皮膚などへの安全性を確保することはできていない。

本発明は、水性記録用インクの着色剤を凝集させる能力を維持しつつ、皮膚などへの安全性も確保できる処理液を用いた画像形成方法の提供を目的とする。

上記課題は、次の１）の発明によって解決される。
１） 記録媒体上に処理液を付与する処理液付与工程と、水性記録用インクを記録媒体上に付与する記録用インク付与工程と、を含み、
前記処理液が、着色剤を含有せず、カチオン性樹脂と、水溶性有機溶剤と、水とを含有し、前記カチオン性樹脂が、ｐＨの上昇によってカチオン度が低下するカチオン性樹脂であり、前記水性記録用インクが、少なくとも着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、カルボキシル基含有樹脂及び水を含有することを特徴とする画像形成方法。

本発明によれば、水性記録用インクの着色剤を凝集させる能力を維持しつつ、皮膚などへの安全性も確保できる処理液を用いた画像形成方法を提供できる。

画像形成装置の一例を示す模式図（側面説明図）。 図１における制御部の概略ブロック説明図。 画像形成装置のヘッドユニットにおけるヘッド配列の一例を示す模式図。 図３のヘッドユニットに配列しているヘッドを示す模式図。 画像形成装置に用いられるインクカートリッジの一例を示す図。 図５のインクカートリッジのケース（外装）を含めた図。 画像形成装置における吐出ヘッドからの吐出方式の一例を示す模式図。 ３本ロールによる塗布方式の一例を示す模式図。 ２本ロールによる塗布方式の一例を示す模式図。 カチオン性樹脂１〜５のｐＨとカチオン度の関係を示す図。

以下、上記本発明１）について詳しく説明する。なお、本発明１）の実施の形態には、次の２）〜１６）も含まれるので、これらについても併せて説明する。
２） 前記カチオン性樹脂のｐＨ＝４．０におけるカチオン度が４ｍｅｑ／ｇ以上であることを特徴とする１）に記載の画像形成方法。
３） 前記カチオン性樹脂のｐＨ＝４．０におけるカチオン度とｐＨ＝９．０におけるカチオン度の差が０．３ｍｅｑ／ｇ以上であることを特徴とする１）又は２）に記載の画像形成方法。
４） 前記カチオン性樹脂が、下記構造式１〜４のいずれかで表される繰り返し単位を有することを特徴とする１）〜３）のいずれかに記載の画像形成方法。
但し、上記構造式１〜４中のｎ、ｍ、ｌは、繰り返し単位数を表す整数である。

５） 前記カチオン性樹脂の処理液中の含有量が、１０〜４０質量％であることを特徴とする１）〜４）のいずれかに記載の画像形成方法。
６） 前記処理液が更に界面活性剤を含有し、該界面活性剤が、下記構造式５で表される化合物及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルから選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする１）〜５）のいずれかに記載の画像形成方法。
７） 前記処理液が更に抑泡剤を含有し、該抑泡剤がＮ−オクチル−２−ピロリドン、２，４，７，９−テトラメチルデカン−４，７−ジオール、及び２，５，８，１１−テトラメチルドデカン−５，８−ジオールから選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする１）〜６）のいずれかに記載の画像形成方法。
８） 更に前記処理液を付与する工程に続いて乾燥工程を有することを特徴とする１）〜７）のいずれかに記載の画像形成方法。
９） 記録媒体上に処理液を付与する処理液付与手段と、水性記録用インクを記録媒体上に付与する記録用インク付与手段と、を含み、
前記処理液が、着色剤を含有せず、カチオン性樹脂と、水溶性有機溶剤と、水とを含有し、前記カチオン性樹脂が、ｐＨの上昇によってカチオン度が低下するカチオン性樹脂であり、前記水性記録用インクが、少なくとも着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、カルボキシル基含有樹脂及び水を含有することを特徴とする画像形成装置。
１０） 前記カチオン性樹脂のｐＨ＝４．０におけるカチオン度が４ｍｅｑ／ｇ以上であることを特徴とする９）に記載の画像形成装置。
１１） 前記カチオン性樹脂のｐＨ＝４．０におけるカチオン度とｐＨ＝９．０におけるカチオン度の差が０．３ｍｅｑ／ｇ以上であることを特徴とする９）又は１０）に記載の画像形成装置。
１２） 前記カチオン性樹脂が、下記構造式１〜４のいずれかで表される繰り返し単位を有することを特徴とする９）〜１１）のいずれかに記載の画像形成装置。
但し、上記構造式１〜４中のｎ、ｍ、ｌは、繰り返し単位数を表す整数である。

１３） 前記カチオン性樹脂の処理液中の含有量が、１０〜４０質量％であることを特徴とする９）〜１２）のいずれかに記載の画像形成装置。
１４） 前記処理液が更に界面活性剤を含有し、該界面活性剤が、下記構造式５で表される化合物及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルから選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする９）〜１３）のいずれかに記載の画像形成装置。
１５） 前記処理液が更に抑泡剤を含有し、該抑泡剤が、Ｎ−オクチル−２−ピロリドン、２，４，７，９−テトラメチルデカン−４，７−ジオール、及び２，５，８，１１−テトラメチルドデカン−５，８−ジオールから選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする９）〜１４）のいずれかに記載の画像形成装置。
１６） 更に、前記処理液付与手段と記録用インク付与手段の間に乾燥手段を有することを特徴とする９）〜１５）のいずれかに記載の画像形成装置。

（画像形成方法及び画像形成装置）
本発明の画像形成方法は、処理液付与工程と、記録用インク付与工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
本発明の画像形成装置は、処理液付与手段と、記録用インク付与手段とを有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
本発明の画像形成方法は、本発明の画像形成装置により好適に実施することができ、前記処理液付与工程は前記処理液付与手段により行うことができ、前記記録用インク付与工程は前記記録用インク付与手段により行うことができ、前記その他の工程は前記その他の手段により行うことができる。

＜処理液付与工程及び処理液付与手段＞
前記処理液付与工程は、記録媒体に処理液を付与する工程であり、処理液付与手段により行うことができる。
前記処理液を記録媒体に付与する方法としては、例えば、液体吐出方式及び塗布方式のいずれかが好ましい。
前記液体吐出方式としては、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。吐出ヘッドの駆動方式としては、ＰＺＴ等を用いた圧電素子アクチュエータ、熱エネルギーを作用させる方式、静電気力を利用したアクチュエータなどを利用したオンディマンド型のヘッドを用いることもできるし、連続噴射型の荷電制御タイプのヘッドを用いることもできる。

前記塗布方法としては、例えばブレードコート法、グラビアコート法、グラビアオフセットコート法、ワイヤーバー塗布法、バーコート法、ローラコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、コンマコート法、Ｕコンマコート法、ＡＫＫＵコート法、スムージングコート法、マイクログラビアコート法、リバースローラコート法、４本乃至５本ローラコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法などが挙げられる。これらの中でも、ワイヤーバー塗布法、ローラ塗布法が特に好ましい。

前記処理工程における処理液の記録媒体への付着量は、０．１〜３０．０ｇ／ｍ^２が好ましく、０．２〜１０．０ｇ／ｍ^２がより好ましい。
前記付着量が０．１ｇ／ｍ^２未満では、画像品質の向上が殆ど見られないことがあり、３０．０ｇ／ｍ^２を超えると、特にインク吸収性の低い記録媒体の場合には、処理液の乾燥性悪くなり、カールが発生することがある。

＜処理液＞
処理液中のカチオン性樹脂は、水性記録用インク中の着色剤を凝集させるために含有させる。カチオン性樹脂にはカチオン度と呼ばれるカチオン性の強度を示す指標があり、カチオン度が高いほど水性記録用インク中の着色剤を凝集させる能力が高い。しかしながらカチオン度が高いと、皮膚への刺激性や感作性も強くなってしまうというデメリットがある。
本発明では、ｐＨによってカチオン度が変化するカチオン性樹脂を用いることにより、着色剤を凝集させる能力を維持しつつ、皮膚などへの安全性を確保することに成功した。

（カチオン性樹脂）
本発明で用いるカチオン性樹脂のカチオン度はｐＨの上昇と伴に低下する必要がある。具体的には、ｐＨ＝４．０におけるカチオン度とｐＨ＝９．０におけるカチオン度の差が０．３ｍｅｑ／ｇ以上であることが好ましく、１．０ｍｅｑ／ｇ以上であることが特に好ましい。これは、ｐＨ＝９．０におけるカチオン度が低いほど、皮膚などへの安全性や各種部材の腐食を防止する効果が高くなるためである。
本発明で使用するカチオン性樹脂のｐＨ＝４．０におけるカチオン度は４ｍｅｑ／ｇ以上であることが好ましく、５ｍｅｑ／ｇが特に好ましい。ｐＨ＝４．０におけるカチオン度が低すぎると、着色剤凝集効果も低くなり、逆に高すぎると、水性記録用インクと接触した後でも高いカチオン度を有するため、皮膚などへの安全性に問題を生じる。

本発明において水性記録用インク中の着色剤が処理液によって凝集するメカニズムは次のとおりである。
ｐＨが９．０前後に調整された処理液は、液体吐出方式やローラー塗布方式などで記録媒体に付与されるが、処理液のｐＨが９．０前後に調整されているので、処理液中のカチオン性樹脂のカチオン度は低く保たれ、皮膚などへの安全性を確保できるし、各種部材の腐食なども防止できる。
記録媒体に付与された処理液は、記録媒体自体のｐＨ及び乾燥工程による水分の蒸発などによりｐＨが低下する。ｐＨが低下すると、処理液中のカチオン性樹脂のカチオン度が上昇し、続く画像形成工程において水性記録用インクと接触したとき十分に着色剤を凝集させることができる。

カチオン性樹脂は、カチオン度が高いものほどカチオン性が強く、水性記録用インク中の着色剤と効率よく反応することができ、結果として処理液の必要量を低減でき、記録媒体のカールやコックリングを起こさずに、高画質の画像を得ることが可能になる。
なお、カチオン度は、ポリビニル硫酸カリウム試薬を用いたコロイド滴定により求めることができる。詳しい手順は以下のとおりである。
コニカルビーカーに脱イオン水９０ｍＬを取り、試料（乾燥品換算）の５００ｐｐｍ水溶液を１０ｍＬ加えて塩酸水溶液でｐＨ４．０とし、約１分間攪拌する。次にトルイジンブルー指示薬を２〜３滴加え、Ｎ／４００ポリビニル硫酸カリウム試薬（Ｎ／４００ＰＶＳＫ）で滴定する。滴定速度は２ｍＬ／分とし、検水が青から赤紫色に変色して１０秒間以上保持する時点を終点とする。カチオン度（ｍｅｑ／ｇ）の計算式は次のとおりである。
カチオン度＝（Ｎ／４００ＰＶＳＫ滴定量）×（Ｎ／４００ＰＶＳＫの力価）／２

本発明で使用する好ましいカチオン性樹脂としては、前記構造式１〜４で示される繰り返し単位を有するものが挙げられる。構造式１のカチオン性樹脂は重量平均分子量が７０００程度のものが好ましく、構造式２のカチオン性樹脂は重量平均分子量が１７５００程度のものが好ましく、構造式３のカチオン性樹脂は重量平均分子量が１５０００程度のものが好ましく、構造式４のカチオン性樹脂は重量平均分子量が２００００程度のものが好ましい。

１
前記カチオン性樹脂は適宜合成したものを使用しても市販品を使用しても良い。市販品としては、例えばセンカ社製のユニセンスシリーズやＮｉｔｔｏｂｏメディカル社製のポリアミンシリーズなどが挙げられる。
カチオン性樹脂の処理液中の含有量は、１０〜４０質量％が好ましい。含有量が少なすぎると、記録媒体表面での着色剤凝集効果が低くなるためビーディングが発生することがあり、多すぎると、着色剤の凝集効果が高くなりすぎてベタ部の埋まり低下などの問題が発生することがある。

（水溶性有機溶剤）
処理液は水溶性有機溶剤を含有する。
水溶性有機溶剤としては、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。
前記多価アルコール類としては、例えば、グリセリン、１，３−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、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、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、１，２，３−ブタントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、ペトリオール等が挙げられる。

多価アルコールアルキルエーテル類としては、例えば、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等が挙げられる。
多価アルコールアリールエーテル類としては、例えば、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が挙げられる。
含窒素複素環化合物類としては、例えば、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−プチロラクトン等が挙げられる。

アミド類としては、例えばアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジエチルアセトアミドなどが挙げられる。
アミン類としては、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等が挙げられる。
含硫黄化合物類としては、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等が挙げられる。
これらの水溶性有機溶剤の中でも、グリセリン、ジエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオールが特に好ましい。これらは溶解性と水分蒸発による噴射特性不良の防止に対して優れた効果を奏する。また、保存安定性や吐出安定性に優れた処理液を作成することができる。
水溶性有機溶剤の処理液中の含有量は、１〜３０質量％が好ましく、５〜２０質量％がより好ましい。

（界面活性剤）
処理液には、その表面張力を下げるため界面活性剤を添加することが好ましい。本発明の処理液に求められる特性の１つとして、各種記録媒体に対して適度に濡れやすく、かつムラ無く吐出できることが挙げられる。適度に濡れやすくすることによって、各種記録媒体への浸透速度を早めることができ、耐擦過性やブリードなどの不具合を改善することができる。特に処理液の各種記録媒体への浸透性は非常に重要である。浸透性が低い場合には記録媒体表面付近に処理液が多く留まり、着色剤を含む水性記録用インクと記録媒体上で接触した際に、処理液中の有機酸などによって水性記録用インク中の着色剤を包含しているカルボキシル基含有樹脂が過剰に凝集作用を起こし、ドット径の減少によるベタ画像の埋まり不足が発生してしまう。また、記録媒体表面に着色剤成分が過剰に留まることによって、定着性などの不具合も発生してしまう。このような理由により、濡れ性を向上させるため界面活性剤を添加して表面張力を下げることが一般的であり、中でもフルオロアルキル基を有する界面活性剤は、水溶性にした場合に表面張力を大幅に低下させる能力を有しているので好ましい。その具体例として、前記構造式５の化合物やポリオキシアルキレンアルキルエーテルが挙げられる。なお、構造式５の化合物はＰＦＯＳ（パーフルオロオクタンスルホン酸）及びＰＦＯＡ（パーフルオロオクタン酸）を含有しておらず、地球環境汚染の観点から見ても優れている。

界面活性剤の処理液中の含有量は、０．０１〜４質量％が好ましく、０．１〜１質量％がより好ましい。含有量が０．０１質量％未満では、界面活性剤を添加した効果が無くなることがあり、４質量％を超えると、記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下などの問題が発生することがある。

（抑泡剤）
上記構造式５の界面活性剤の界面活性能は非常に高く、一般に使用されているシリコーン系抑泡剤を添加しても、一度気泡が発生すると気泡が消えずに残留してしまう。そのため、インクを吐出する際に吐出不良などが発生する可能性がある。したがって本発明では、気泡の発生を抑えるためＮ−オクチル−２−ピロリドン、２，４，７，９−テトラメチルデカン−４，７−ジオール、２，５，８，１１−テトラメチルドデカン−５，８−ジオールから選ばれた少なくとも１種を添加することが好ましい。これらの抑泡剤と上記フッ素系界面活性剤を併用することにより、気泡の発生を抑えることができ、気泡による不具合を解消することが可能となる。
本発明で用いる処理液の表面張力は界面活性剤と抑泡剤の割合で決まるが、記録媒体の種類によって処理液の表面張力を下げる必要がある場合には界面活性剤の比率を多くする必要がある。ただし、当然のことながら界面活性剤の比率を増やすと泡立ちの問題が生じるため、界面活性剤の比率は、界面活性剤と抑泡剤の合計量に対して４０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましい。

（水）
処理液に含有させる水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水などの純水又は超純水などが挙げられる。
処理液中の水の含有量は、６０質量％以下が好ましく、３０〜５０質量％が特に好ましい。含有量が多すぎると、水が蒸発した際の処理液の粘度上昇、ゲル化、不溶物の析出などが発生してしまう。

＜記録用インク付与工程及び記録用インク付与手段＞
前記記録用インク付与工程は、水性記録用インクを、記録媒体に付与する工程であり、前記記録用インク付与手段により行われる。
前記水性記録用インクを記録媒体上に付与する方法としては、例えば、液体吐出方式、塗布方式などが挙げられる。これらの中でも、液体吐出方式が好ましい。
前記液体吐出方式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。吐出ヘッドの駆動方式としては、ＰＺＴ等を用いた圧電素子アクチュエータ、熱エネルギーを作用させる方式、静電気力を利用したアクチュエータなどを利用したオンディマンド型のヘッドを用いることもできるし、連続噴射型の荷電制御タイプのヘッドを用いることもできる。

前記塗布方法としては、例えば、ブレードコート法、グラビアコート法、グラビアオフセットコート法、ワイヤーバー塗布法、バーコート法、ローラコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、コンマコート法、Ｕコンマコート法、ＡＫＫＵコート法、スムージングコート法、マイクログラビアコート法、リバースローラコート法、４本乃至５本ローラコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法などが挙げられる。

＜水性記録用インク＞
本発明で用いる水性記録用インクは、少なくとも着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、カルボキシル基含有樹脂及び水を含有するが、必要に応じて抑泡剤などのその他の成分を添加してもよい。

（着色剤）
着色剤としては水性記録用インクにおいて公知の染料や顔料を使用することができる。また、無機粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した着色剤粒子を用いてもよい。
無機粒子をカーボンブラックで被覆する方法としては、凝固、析出などによる液中乾燥法、混合しながら機械的な力を加える乾燥混合法などが挙げられる。また、無機粒子を有機顔料で被覆する方法としては、無機粒子の存在下で有機顔料を析出する方法、無機粒子と有機顔料を機械的に混摩砕する方法等がある。この場合、例えば、熱安定性に優れた有機顔料で被覆する場合には化学的蒸着技術を用いることができる。更に必要に応じて、ポリシロキサン、アルキルシランから生成されるオルガノシラン化合物層を無機粒子と有機顔料の間に設ければ、両者の接着性を向上させることができる。

無機粒子としては、二酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化鉄、水酸化鉄、酸化スズ等が挙げられる。無機粒子の形状はアスペクト比が小さいものが好ましく、球状が特に好ましい。また、無機粒子の表面にカラー着色剤を吸着させる場合には、無機粒子は無色透明又は白色であることが好ましいが、黒色着色剤を吸着させる場合には、黒色の無機粒子を用いても構わない。
無機粒子の一次粒径は１００ｎｍ以下が好ましく、５〜５０ｎｍがより好ましい。

無機粒子を被覆する有機顔料としては、ブラック顔料として、カーボンブラック、アニリンブラックなどが挙げられる。カラー顔料としては、例えば、アントラキノン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジアゾ、モノアゾ、ピラントロン、ペリレン、複素環式イエロー、キナクリドン及び（チオ）インジゴイド等が挙げられる。
これらの中でも発色性の面から、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、モノアゾイエロー系顔料、ジアゾイエロー系顔料、複素環式イエロー顔料が特に好ましい。

フタロシアニン系顔料としては、例えば、銅フタロシアニンブルー又はその誘導体（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４）、アルミニウムフタロシアニン等が挙げられる。
キナクリドン系顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４８、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１９２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット４２等が挙げられる。
モノアゾイエロー系顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５１等が挙げられる。
ジアゾイエロー系顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７等が挙げられる。
複素環式イエロー顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８等が挙げられる。

無機粒子と着色剤である有機顔料又はカーボンブラックの重量比（無機粒子：着色剤）は、３：１〜１：３が好ましく、３：２〜１：２がより好ましい。着色剤の割合が小さすぎると発色性や着色力が低下することがあり、着色剤の割合が大きくなりすぎると透明性や色調を悪くすることがある。
無機粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した着色剤粒子の市販品としては、例えば、戸田工業社製のシリカ／カーボンブラック複合材料、シリカ／フタロシアニンＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３複合材料、シリカ／ジアゾイエロー複合材料、シリカ／キナクリドンＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２複合材料等が挙げられる。これらは１次粒径が小さく好適に用いることができる。

例えば、１次粒径が２０ｎｍの無機粒子を等量の有機顔料で被覆した場合、その１次粒径は２５ｎｍ程度になる。そこで適当な分散剤を用いて１次粒子の状態のままで分散できれば、分散粒子径が２５ｎｍの非常に微細な顔料分散インクを作成することができる。
着色剤粒子の１次粒径は、水性記録用インク中において、５〜１００ｎｍが好ましく、３０〜８０ｎｍがより好ましい。１次粒径が５ｎｍ未満では、インクの長期保存において増粘したり、着色剤粒子が凝集することがあり、１００ｎｍを超えると、インクを紙やフィルム等の媒体に印刷する場合に、印刷部の彩度及び明度が低下した印刷物となることがある。なお、上記着色剤粒子の１次粒径とは、機械的せん断ではこれ以上細かく粉砕できない着色剤粒子の最小単位を意味する。
着色剤粒子の水性記録用インク中の含有量は、１〜２０質量％が好ましく、２〜１５質量％がより好ましい。

（水溶性有機溶剤）
水性記録用インクは水を溶剤として使用するが、インクの乾燥を防止するため、分散安定性を向上するため等の目的で水溶性有機溶剤を併用する。これらの水溶性有機溶剤は複数混合して使用してもよい。
水溶性有機溶剤としては、前述した処理液の場合と同様のものを使用できる。中でも、グリセリン、ジエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオールが特に好ましい。これらは溶解性と水分蒸発による噴射特性不良の防止に対して優れた効果を奏する。また、保存安定性及び吐出安定性に優れた水性記録用インクを作成することができる。
着色剤と水溶性有機溶剤の配合比は、インクの吐出安定性に大きく影響する。顔料固形分が多いのに、水溶性有機溶剤の配合量が少ないと、ノズル付近の水分蒸発が進み、吐出不良をもたらすことになる。

水性記録用インクには、上記水溶性有機溶剤以外に、必要に応じて、糖類やその誘導体などの他の水溶性有機溶剤又は湿潤剤を併用することもできる。糖類は主に耐乾燥性向上のために使用され、単糖類、二糖類、オリゴ糖類（三糖類、四糖類も含む）、多糖類及びこれらの誘導体が挙げられる。具体的には、グルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キロース、トレハロース、マントトリオース等が挙げられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロース等自然界に広く存在する物質を含むものとする。
糖類の誘導体としては、前記糖類の還元糖や酸化糖類が挙げられる。これらの中でも、糖アルコールが好ましく、具体的には、マルチトール、ソルビット等が挙げられる。
糖類の含有量は、水性記録用インクに対して０．１〜４０質量％が好ましく、０．５〜３０質量％がより好ましい。

（界面活性剤）
水性記録用インクに用いる界面活性剤には特に制限はなく、着色剤の種類や水溶性有機溶剤、浸透剤等の組み合わせによって、分散安定性を損なわないものの中から目的に応じて適宜選択することができる。記録媒体に印刷する場合には、表面張力が低く、レベリング性の高いフッ素系界面活性剤やシリコーン系界面活性剤が好適であり、特にフッ素系界面活性剤が好ましい。
前記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リン酸エステル化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルリン酸エステルの塩等が挙げられる。
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_４、ＮＨ_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＮＨ_２（ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）_２、ＮＨ（ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）_３等が挙げられる。

前記フッ素系界面活性剤としては、適宜合成したものを使用しても市販品を使用してもよい。該市販品としては、例えば、旭硝子社製のサーフロンシリーズ（Ｓ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３、Ｓ−１２１、Ｓ−１３１、Ｓ−１３２、Ｓ−１４１、Ｓ−１４５）、住友スリーエム社製のフルラードシリーズ（ＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９、ＦＣ−１３５、ＦＣ−１７０Ｃ、ＦＣ−４３０、ＦＣ−４３１）、大日本インキ社製のメガファックシリーズ（Ｆ−４７０、Ｆ−１４０５、Ｆ−４７４）、Ｄｕｐｏｎｔ社製のＺｏｎｙｌ ＴＢＳ、ＦＳＰ、ＦＳＡ、ＦＳＮ−１００、ＦＳＮ、ＦＳＯ−１００、ＦＳＯ、ＦＳ−３００、ＵＲ、ネオス社製のＦＴ−１１０、ＦＴ−２５０、ＦＴ−２５２、ＦＴ−４００Ｓ、ＦＴ−１５０、ＦＴ−４００ＳＷ、オムノバ社製のＰＦ−１５１Ｎ等が挙げられるが、中でも下記の構造式６〜８で表されるフッ素系界面活性剤が好ましい。

〔ｎは２〜６の整数を示し、ａは１５〜５０の整数を示す。Ｙは−ＣｂＨ_２ｂ＋１（ｂは１１〜１９の整数を示す）又はＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２−Ｃ_ｍＦ_２ｍ＋１（ｍは２〜６の整数を示す）〕

上記化合物の具体例としては下記構造式７〜１２のものが挙げられる。その中でも特に構造式８のものが好ましい。
なお、上記フッ素系界面活性剤はＰＦＯＳ（パーフルオロオクタンスルホン酸）、及びＰＦＯＡ（パーフルオロオクタン酸）を含有しておらず、地球環境汚染の観点から見ても優れている。

前記シリコーン系界面活性剤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。中でも高ｐＨでも分解しないものが好ましく、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。特に、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好ましい。

シリコーン系界面活性剤は、適宜合成したものを使用しても市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー社、信越シリコーン社、東レ・ダウコーニング・シリコーン社等のものを容易に入手できる。
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。
ポリエーテル変性シリコーン化合物としては、適宜合成したものを使用しても市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば信越化学社製のＫＦ−６１８、ＫＦ−６４２、ＫＦ−６４３等が挙げられる。

また、前記フッ素系界面活性剤及びシリコーン系界面活性剤以外にも、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤等を用いることができる。
前記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、コハク酸エステルスルホン酸塩、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等が挙げられる。
前記ノニオン性界面活性剤としては、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、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ソルビタン脂肪酸エステル等が挙げられる。
前記アセチレングリコール系界面活性剤としては、例えば、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール等が挙げられる。また、その市販品として、例えば、エアープロダクツ社製のサーフィノールシリーズ（１０４、８２、４６５、４８５、ＴＧ）等が挙げられる。

前記両性界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミノピロピオン酸塩、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、ラウリルジメチルアミンオキシド、ミリスチルジメチルアミンオキシド、ステアリルジメチルアミンオキシド、ジヒドロエチルラウリルアミンオキシド、ポリオキシエチレンヤシ油アルキルジメチルアミンオキシド、ジメチルアルキル（ヤシ）ベタイン、ジメチルラウリルベタイン等が挙げられる。また、その市販品は、例えば、日光ケミカルズ社、日本エマルジョン社、日本触媒社、東邦化学社、花王社、アデカ社、ライオン社、青木油脂社、三洋化成社等のものを容易に入手できる。

前記種々の界面活性剤は、単独で用いても複数のものを混合して用いてもよい。単独では水性記録用インク中に容易に溶解しない場合でも、複数のものを混合することにより可溶化され、安定に存在することができる場合もある。
界面活性剤の水性記録用インク中の含有量は、０．０１〜４質量％が好ましく、０．１〜１質量％がより好ましい。含有量が０．０１質量％未満では、界面活性剤を添加した効果が無くなることがあり、４質量％を超えると、記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けが発生することがある。

（カルボキシル基含有樹脂）
本発明で用いる水性記録用インクはカルボキシル基含有樹脂を含むことを特徴とする。これにより、処理液中の有機酸又はカチオンポリマーと水性記録用インク中のカルボキシル基含有樹脂が反応し、記録媒体上での顔料の凝集が起こるので、高画質化を図ることができる。なお、処理液が存在しない場合でも、カルボキシル基含有樹脂を含むことにより擦過性向上等の効果が期待できる。
カルボキシル基含有樹脂としては、例えば、マレイン酸樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、アルキド樹脂、変性アルキド樹脂などが挙げられる。
その市販品としては、例えば、荒川化学社製のマルキードシリーズやハリマ化成社製のハリマックシリーズ、ハリフタールシリーズ等が挙げられる。
カルボキシル基含有樹脂は、例えば着色剤をカルボキシル基含有樹脂中に分散した形態、又は着色剤をカルボキシル基含有樹脂によってマイクロカプセル化した形態で添加することができる。

（その他の成分）
必要に応じて水性記録用インクに添加するその他の成分としては、抑泡剤、浸透剤、ポリマー粒子、ｐＨ調整剤、防腐防黴剤、防錆剤等が挙げられる。
抑泡剤としては、前述した処理液の場合と同様のものを使用できる。特にフッ素系界面活性剤を用いた場合には、抑泡剤を併用して気泡の発生を抑えることが好ましい。
水性記録用インクの表面張力は界面活性剤と抑泡剤の割合で決まるが、記録媒体の種類によって水性記録用インクの表面張力を下げる必要がある場合には、界面活性剤の比率を多くする必要がある。ただし、当然のことながら、界面活性剤の比率を増やすと泡立ちの問題が生じるため、界面活性剤の比率は、界面活性剤と抑泡剤の合計量に対して４０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましい。

浸透剤としては、水よりも高沸点で且つ２５℃で液体の化合物を用いる。好ましいのは炭素数８〜１１のポリオール化合物やグリコールエーテル化合物である。これらは記録媒体への浸透速度を速めると共にブリードを防止する効果を有し、２５℃の水中において、０．１〜４．５質量％の溶解度を有する部分的に水溶性の化合物である。
前記炭素数８〜１１のポリオール化合物としては、例えば、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、１，２−オクタンジオール等が挙げられる。

前記グリコールエーテル化合物としては、例えば、多価アルコールアルキルエーテル化合物、多価アルコールアリールエーテル化合物等が挙げられる。
前記多価アルコールアルキルエーテル化合物としては、例えば、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等が挙げられる。
前記多価アルコールアリールエーテル化合物としては、例えば、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が挙げられる。
浸透剤の水性記録用インク中の含有量は、０．１〜１０質量％が好ましく、０．５〜５質量％がより好ましい。

ポリマー粒子としては造膜性を有するものを用いる。ここで造膜性とは、ポリマー粒子を水に分散させエマルジョンの形態とした時、この水性エマルジョンの水分を蒸発させていくと、樹脂皮膜が形成される性質を意味する。
このようなポリマー粒子が含まれていると、水性記録用インク中の揮発成分が蒸発した際に該ポリマー粒子が皮膜を形成し、水性記録用インク中の着色剤を強固に記録媒体に固着する役割を果たすので、耐擦過性、耐水性に優れた画像を実現することができる。
ポリマー粒子は、室温で皮膜を形成させるため、最低造膜温度が３０℃以下のものが好ましく、１０℃以下のものがより好ましい。ここで、最低造膜温度とは、ポリマー粒子を水に分散させて得られたポリマーエマルジョンを、アルミニウム等の金属板の上に薄く流延し、温度を上げていった時に、透明な連続したフィルムが形成される最低の温度のことを意味する。このようなポリマー粒子としては、例えば、ミヨシ油脂株式会社製のランディＰＬシリーズなどが挙げられる。
ポリマー粒子の体積平均粒子径は、５〜２００ｎｍが好ましく、１０〜１００ｎｍがより好ましい。

ポリマー粒子としては、単粒子構造のものを使用することができる。例えば、エマルジョン粒子内にアルコキシシリル基を有すると、塗膜形成過程での水分蒸発によるエマルジョン同士の融着に伴って残存する水分と接触し、加水分解してシラノール基を形成する。また、シラノール基が残存するとアルコキシシリル基又はシラノール基同士が反応して、シロキサン結合による強固な架橋構造を形成することができる。このようにポリマー微粒子内に反応性の官能基を共存させると、硬化剤を添加しなくても、造膜時にそれらの官能基を反応させて網目構造を形成させることができる。

また、コア部とそれを囲むシェル部からなるコアシェル構造を有するポリマー粒子を使用することも可能である。ここでいうコアシェル構造とは、組成の異なる２種以上のポリマーが粒子中に相分離して存在する形態を意味する。従って、シェル部がコア部を完全に被覆している形態だけでなく、コア部の一部を被覆しているものであってもよい。また、シェル部のポリマーの一部がコア粒子内にドメイン等を形成しているものであってもよい。更にコア部とシェル部の間に、更に一層以上の組成の異なる層を有する３層以上の多層構造を持つものであってもよい。

ポリマー粒子は、不飽和ビニル単量体（不飽和ビニルポリマー）を重合触媒及び乳化剤を存在させた水中において乳化重合する等の公知の方法により得ることができる。
ポリマー粒子の水性記録用インク中の含有量は、０．５〜２０質量％が好ましく、１〜５質量％がより好ましい。含有量が０．５質量％未満では、耐擦過性、耐水性向上機能が十分に発揮されないことがあり、２０質量％を超えると、乾燥による粘度上昇やポリマー成分の固着により、吐出不良などの不具合が生じてしまう。

前述した無機粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した着色剤粒子（複合顔料粒子）は、アニオン性分散剤と共に水に混練分散する際に酸性を示す傾向が強い。水などの媒体に分散している複合顔料の表面は、アニオン系分散剤に包まれているため、負電荷を帯びているが、インク全体が酸性を示すことから、内部は正電荷を帯びており、粒子表面の負電荷が中和され易い状態にある。この状態では分散粒子は凝集し吐出不良を起こす原因となるため、ｐＨ調整剤を加えてアルカリ性に保つことにより分散状態を安定化させ、吐出を安定化させることが好ましい。
また、水性記録用インクのｐＨは９〜１１であることが好ましい。ｐＨが１１を超えると、インク供給ユニットなどの材質を溶かし出す量が大きくなり、インクの変質や漏洩、吐出不良等の問題が発生してしまう。

ｐＨ調整剤は、顔料を分散剤と共に水に混練分散する際に加えるよりも、混練分散液に湿潤剤、浸透剤等の添加剤と共に加える方が好ましい。これは、ｐＨ調整剤の種類によっては添加により分散を破壊する場合もあるためである。
ｐＨ調整剤としては、例えばアルコールアミン類、アルカリ金属水酸化物、アンモニウム水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属炭酸塩等が挙げられる。
前記アルコールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール等が挙げられる。
前記アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。
前記アンモニウムの水酸化物としては、例えば、水酸化アンモニウム、第四級アンモニウム水酸化物等が挙げられる。
前記ホスホニウムの水酸化物としては、例えば、第四級ホスホニウム水酸化物等が挙げられる。
前記アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。

防腐防黴剤としては、例えば、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等が挙げられる。

＜その他の工程及びその他の手段＞
前記その他の工程及びその他の手段としては、乾燥工程及び乾燥手段、処理液を貯留する貯留手段及び処理液を貯留する貯留工程と、各工程を制御する制御工程及び制御手段などが挙げられる。
前記乾燥工程は、前記処理液付与工程に続いて行われることが好ましく、前記乾燥手段は前記処理液付与手段と前記記録用インク付与手段の間に設けられることが好ましい。
前記乾燥手段としては、例えば、ロールヒーター、ドラムヒーター、温風などが挙げられる。乾燥温度としては６０℃以上が好ましい。

本発明の画像形成方法が適用される記録媒体には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、ＯＨＰシート、汎用印刷用紙などが好適に使用可能である。

＜インクカートリッジ＞
水性記録用インクを充填するインクカートリッジは、インクを容器内に収容したものであり、必要に応じて適宜選択したその他の部材等を有する。このインクカートリッジに処理液を入れれば、処理液用のカートリッジとして用いることができる。
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、プラスチック製容器、アルミニウムラミネートフィルム等で形成されたインク袋等を有するものが挙げられる。
具体例としては、後述する図５、図６に示す構造のものが挙げられる。

＜画像形成装置＞
本発明の画像形成方法を実施する際に用いる画像形成装置は、記録媒体の表面にインクを吐出させて画像を形成する画像形成手段と、処理液を貯留する貯留手段と、前記画像形成手段による画像形成の前又は後に、前記記録媒体の表面に対して処理を行う処理手段とを備えている。また、画像形成手段は少なくともインク飛翔手段を有し、必要に応じてその他の手段、例えば、刺激発生手段、制御手段等を有する。

図１に、画像形成装置の一例の模式図（側面説明図）を示す。
画像形成装置１０１には、水性記録用インクを吐出するヘッドを集積したヘッドユニット１１０Ｋ、１１０Ｃ、１１０Ｍ、１１０Ｙと、それぞれのヘッドユニットに対応し、ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンスユニット１１１Ｋ、１１１Ｃ、１１１Ｍ、１１１Ｙ、インクを供給するインクカートリッジ１０７Ｋ、１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０７Ｙ、カートリッジからのインクを一部貯蔵し、ヘッドに適切な圧力でインクを供給するサブインクタンク１０８Ｋ、１０８Ｃ、１０８Ｍ、１０８Ｙを備えている。

更に記録媒体１１４を吸引ファン１２０によって吸着し搬送する搬送ベルト１１３、搬送ベルト１１３を支える搬送ローラ１１９、１２１、搬送ベルト１１３が適切な張力を保つようにコントロールするテンションローラ１１５、搬送ベルト１１３が適切な平面性を保つためのプラテン１２４及びプラテンローラー１１８、記録媒体１１４を吸着するための静電帯電を与える帯電ローラ１１６、記録媒体１１４を押さえる排紙コロ１１７、排紙した記録媒体１１４をストックしておく排紙トレイ１０４からなる排紙機構、印写する記録媒体１１４をストックする給紙トレイ１０３、給紙トレイより一枚ずつ記録媒体１１４を送り出す分離パッド１１２及び１２２、送られてきた記録媒体１１４を帯電ベルトに確実に吸着させるカウンターローラ１２３、手差しで給紙した場合に用いられる手差しトレイ１０５からなる給紙機構を有している。
また、メンテナンス後に排出される廃液を回収する廃液タンク１０９や、装置を操作し装置状態を表示することができる操作パネル１０６も備えている。

各ヘッドユニットのノズル列は、記録媒体１１４の搬送方向に直行するように配列されており、記録領域以上の長さのノズル列を形成している。給紙トレイから記録媒体１１４が分離コロにより一枚ずつ分離され、加圧コロで搬送ベルトに密着されることにより搬送ベルト上に固定され、ヘッドユニット下を通過する際に記録媒体に液滴を吐出することにより、高速で記録媒体にパターンニングができ、分離爪により搬送ベルトから分離され、排紙ローラと排紙コロで支えられて排紙トレイに記録物が排出される。
この装置では、処理液で記録媒体表面を処理する機構として塗布機構を設けており、ローラ塗布を採用している。処理液１３５は処理液貯蔵タンク１４０から図示しない経路によって供給され、汲み上げローラ１３７でローラ表面に汲み上げられ、膜圧制御ローラ１３８に転写される。続いて塗布ローラ１３６に転写された処理液は、塗布用カウンターローラ１３９との間に通す記録媒体１１４に転写され、塗布される。

塗布ローラ１３６に転写される処理液の塗布量は、塗布ローラ１３６とのニップ厚を制御することにより調整する。処理液を塗布したくない時は、塗布ローラ１３６に処理液が残らないように、可動ブレード１３４を塗布ローラ１３６に押し付け、塗布ローラ表面の処理液を掻き取ることができる。これにより、処理液が塗布ローラ１３６に残留するために発生する乾燥による増粘や、塗布用カウンターローラ１３９との固着、塗布ムラなどの機能障害を未然に防ぐことができる。また、図１のように、給紙部を上下で１つずつ設け、処理液を塗布する場合には下の給紙部を、処理液を塗布しない場合には上の給紙部を使用するといった方式にしても良い。

上記ローラ塗布以外に、処理液を吐出方式でスプレー塗布することも可能である。例えば、１１０Ｋと同様のヘッドに処理液を充填し、インクと同様に記録媒体１１４へ吐出させることができ、吐出量や吐出位置の制御を高精度でかつ容易に行うことができる。また、ローラ塗布方式とスプレー塗布方式を併用しても良い。
何れの方式を用いても処理液を任意の位置に任意の量だけ塗布することができる。
また、熱風送風ファン１５０により、処理液及びインクが付着した記録媒体を加温することによって、乾燥促進により定着性を向上させることができる。なお、この例では加熱工程を印刷後の記録媒体に対して熱風ファンで行っているが、加熱工程は印刷前又は印刷前後の記録媒体に対して行っても良いし、その方式も熱風ファンだけでなく、加熱ローラなどの手段によって行っても良い。

図３は、上記画像形成装置のヘッドユニットにおけるヘッド配列の一例を示した模式図である。
ヘッドユニットはヘッド外周部材１６０にヘッド１５４Ａ〜１５４Ｌを固定しており、ヘッドはノズルの一部が重複するように千鳥配置で固定されている。
図４は、図３のヘッドユニットに配列しているヘッドを示す模式図で、各ヘッドには、ノズルプレート２０１に２列の千鳥配置で開口されているノズル２００が設けられており、ヘッドとヘッド外周部材との間は充填剤２０２により密閉されており、ノズル面側からの隙間をなくしている。

次に、図１に示す画像形成装置の制御部の概要について、図２を参照して説明する。なお、図２は制御部の概略ブロック説明図である。
この制御部３００は、装置全体の制御を司るＣＰＵ３０１と、ＣＰＵ３０１が実行するプログラム、所定インク吐出に対するノズル面汚染度合の値及びノズル面汚染許容閾値、駆動波形データ、その他の固定データを格納するＲＯＭ３０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ３０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）３０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ３０５とを備えている。

また、この制御部３００はホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのホストＩ／Ｆ３０６と、記録ヘッド１５４の圧力発生手段を駆動制御するための駆動波形を生成するヘッド駆動制御部３０７と、記録媒体搬送モータ３０９を駆動するための記録媒体搬送モータ駆動制御部３０８と、ヘッドユニット（キャリッジ）移動モータ３１１を駆動するための維持ユニット移動モータ駆動制御部３１２と、インク経路の電磁弁３１５を開閉制御するためのインク経路バルブ制御部３１４、キャップ吸引モータ３１７やインク供給モータ３１８の駆動を制御する送液吸引モータ駆動制御部３１６と、搬送ベルト１１３の移動量及び移動速度に応じた検知信号を出力するエンコーダや、環境温度及び環境湿度（何れか一方でもよい）を検出するセンサ３２３からの検知信号、サブインクタンクのインク量検知信号、図示しない各種センサからの検知信号を入力するためのＩ／Ｏ３２２などを備えている。この制御部３００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル１０６が接続されている。

制御部３００は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナ等の画像読み取り装置、デジタルカメラ等の撮像装置等のホスト側からの印刷データ等をケーブル或いはネットを介してホストＩ／Ｆ３０６で受診する。
そして、ＣＰＵ３０１は、ホストＩ／Ｆ３０６に含まれる受信バッファ内に印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ３０５で必要な画像処理、データの並び替えを行い、記録ヘッド１５４のヘッド幅の１ページ分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）を、クロック信号に同期して、ヘッド駆動制御部３０７に送出する。
そして、ＣＰＵ３０１は、ホストＩ／Ｆ３０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ３０５で必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッド駆動制御部３０７に画像データを転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成は、例えば、ＲＯＭ３０２にフォントデータを格納して行ってもよいし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしてもよい。

ヘッド駆動制御部３０７は、ページ単位で入力される記録ヘッド１５４の１ページ分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）に基づいて選択的に記録ヘッド１５４の圧力発生手段に印加して記録ヘッド１５４を駆動する。
また、図示していないが、処理液をローラ塗布する場合、塗布ローラ等の塗布用ローラ群の駆動制御が必要となるため、塗布用モータ制御部と、制御されるモータ、制御用のセンサを設ける。
更に処理液を吐出する場合には、維持動作を他のインクと異なる動作を行わないと、混色によるノズル詰まりの危険性が存在する。そのため維持ユニット移動モータは、インク用とは別に処理用のものを設けることが望ましい。

次に、インクカートリッジについて、図５及び図６を参照して説明する。図５はインクカートリッジの一例を示す図であり、図６は図５のインクカートリッジのケース（外装）を含めた図である。
図５に示すように、水性記録用インクを、インク注入口２４２からインク袋２４１内に充填し、排気した後、該インク注入口２４２を融着により閉じる。使用時には、ゴム部材からなるインク排出口２４３に装置本体の針を刺して装置にインクを供給する。
インク袋２４１は、透気性の無い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。このインク袋２４１は、図６に示すように、通常プラスチック製のカートリッジケース２４４内に収容され、インクカートリッジ２４０として、各種画像形成装置に着脱可能に装着して用いられるようになっている。
また、上記インクカートリッジ２４０に、インクの代わりに処理液を入れ、処理液用のカートリッジとして用いれば、インクカートリッジと同様に、各種画像形成装置に着脱可能に装着して用いることができる。

処理液を記録媒体に塗布する形態としては、図７〜図９に示す方式が考えられる。
図７は吐出ヘッドからの吐出方式を示したものであり、記録媒体１１４の搬送方向上流側に処理液１３５を吐出する記録ヘッドを設け、搬送方向下流側に水性記録用インク１３０を吐出する記録ヘッドを設けることにより、所定の画像データに基づいて予め吐出される処理液１３５と水性記録用インク１３０を記録媒体１１４上で混合することができる。
図８は３本ロールによる塗布方式を示したものであるが、詳細については図１で記載しているのでここでの説明は割愛する。
図９は２本ロールによる塗布方式を示したものであり、吐出ヘッドから吐出された処理液１３５を塗布ローラ４０１及び膜厚制御ローラ４０２によって所定の膜厚に制御して記録媒体１１４に塗布する。また、塗布ローラ４０１上に残留した過剰の処理液は可動ブレード１３４により回収される。なお、ここでは図示しないが、図９の搬送方向下部には水性記録用インクの吐出ヘッドが設けられている。

以下、実施例及び比較例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。

＜水性記録用インクの調製＞
（１）合成例（共重合体Ａの合成）
攪拌装置、滴下装置、温度センサー及び上部に窒素導入装置を有する還流装置を取り付けた反応容器を備えた自動重合反応装置（轟産業社製：重合試験機ＤＳＬ−２ＡＳ型）の反応容器に、メチルエチルケトンを５５０ｇ仕込み、攪拌しながら反応容器内を窒素置換した。反応容器内を窒素雰囲気に保ちながら８０℃に加温した後、滴下装置によりメタクリル酸−２−ヒドロキシエチルを７５．０ｇ、メタクリル酸を７７．０ｇ、スチレンを８０．０ｇ、メタクリル酸ブチルを１５０．０ｇ、アクリル酸ブチルを９８．０ｇ、メタクリル酸メチルを２０．０ｇ及び「パーブチル（登録商標）Ｏ」（日本油脂社製）４０．０ｇの混合溶液を４時間かけて滴下した。滴下終了後、更に同温度で１５時間反応を継続させて、酸価１００、重量平均分子量２１，０００、Ｔｇ（計算値）３１℃のアニオン性基含有スチレン−アクリル系共重合体Ａのメチルエチルケトン溶液を得た。反応終了後、メチルエチルケトンの一部を減圧留去し、不揮発分を５０％に調整した共重合体Ａ溶液を得た。

（２）調製例１（共重合体Ａを用いた水性顔料分散体の調製）
冷却用ジャケットを備えた混合槽に、カーボンブラック（コロンビヤンカーボン社製：Ｒａｖｅｎ１０８０）を１０００ｇと、合成例で得た共重合体Ａ溶液を８００ｇ、１０％水酸化ナトリウム水溶液を１４３ｇ、メチルエチルケトンを１００ｇ及び水１９５７ｇを仕込み、攪拌混合した。混合液を直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを充填した分散装置（三井鉱山社製：ＳＣミルＳＣ１００）に通し、循環方式（分散装置より出た分散駅を混合槽に戻す方式）により６時間分散した。分散装置の回転数は２，７００回転／分とし、冷却用ジャケットには冷水を通して分散液温度が４０℃以下に保たれるようにした。分散終了後、混合槽から分散原液を抜き取り、次いで水１０，０００ｇで混合槽及び分散装置流露を洗浄し、分散原液と合わせて希釈分散液を得た。ガラス製蒸留装置に希釈分散液を入れ、メチルエチルケトンの全量と水の一部を留去した。室温まで冷却した後、攪拌しながら１０％塩酸を滴下してｐＨ４．５に調整し、固形分をヌッチェ式濾過装置で濾過して水洗した。ケーキを容器に取り、２０％水酸化カリウム水溶液２００ｇを加えた後、ディスパ（特殊機化工業社製：ＴＫホモディスパー）により分散し、更に水を加えて不揮発分を調整し、不揮発分２０％のカーボンブラックが、水酸化カリウム中で中和されたカルボキシル基含有スチレン−アクリル系共重合体で被覆された複合粒子（マイクロカプセル）として水性媒体中に分散した水性顔料分散体を得た。
また、カーボンブラックを銅フタロシアニン（大日精化社製：ＳＥＩＫＡＬＩＧＨＴ ＢＬＵＥ Ａ６１２）に変えた点以外は同様にして水性顔料分散体（シアン）を得た。

（３）調製例２（水性顔料分散体を用いた水性記録用インクの調製）
表２〜表４の実施例及び比較例の各欄に示す水溶性有機溶剤、界面活性剤、浸透剤、ｐＨ調整剤、防腐防黴剤及び水を１時間攪拌し均一に混合した。次に、抑泡剤を加えて更に１時間攪拌し均一に混合した。その後、調製例１で得た水性顔料分散体を加えて更に１時間攪拌し均一に混合した。この混合物を平均孔径０．８μｍのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにより加圧濾過し、粗大粒子やゴミを除去して水性記録用インクを得た。なお、水性記録用インク中の着色剤は、調製例１で得た水性顔料分散体の固形分が８質量％となるような割合で添加した。

＜処理液の調製＞
表２〜表４の実施例及び比較例の各欄に示すカチオン性樹脂、水溶性有機溶剤、界面活性剤、抑泡剤、ｐＨ調整剤、防腐防黴剤及び水を１時間攪拌し均一に混合した。この混合物を平均孔径０．８μｍのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにより加圧濾過し、粗大粒子やゴミを除去して処理液を得た。なお、表中の材料の詳細は次のとおりである。また、表中の各材料欄の数値は「質量％」を表す。
・ロジン変性マレイン酸樹脂：ハリマ化成社製のＲ−１００
・フッ素系界面活性剤：Ｄｕｐｏｎｔ社製のゾニールＦＳ３００
・シリコーン系抑泡剤：信越シリコーン社製のＫＭ７２Ｆ

カチオン性樹脂１〜５の詳細及びカチオン度は以下の通りである。更にカチオン性樹脂１〜５のｐＨとカチオン度の関係を図１０に示す。

・カチオン性樹脂１（四日市合成社製：カチオマスター ＰＤＴ−２）
・カチオン性樹脂２：構造式１の化合物
（センカ社製：ユニセンス ＫＨＥ−１０１Ｌ）
・カチオン性樹脂３：構造式２の化合物
（ハイモ社製：ハイマックス ＳＣ−３００ＬＬ１）
・カチオン性樹脂４：構造式３の化合物
（Ｎｉｔｔｏｂｏメディカル社製：ＰＡＳ−２２ＳＡ−４０）
・カチオン性樹脂５：構造式４の化合物
（Ｎｉｔｔｏｂｏメディカル社製：ＰＡＳ−Ｍ−１）

＜印字方法＞
実施例及び比較例の各処理液を小林製作所製のワイヤーバー（巻線径：０．０５ｍｍ）を用いて、記録媒体（王子製紙社製 ＯＫトップコート＋）へ塗布量が２ｇ／ｍ^２となるように均一に塗布した。その後、必要に応じて乾燥工程（９０℃３０秒）で乾燥させた。次いで、水性記録用インクを、画像形成装置（リコー社製のＩＰＳＩＯ ＧＸｅ５５００）により前記記録媒体へ吐出して印刷サンプルを得た。なお、印字チャートはドットパターンで形成された３ｃｍ四方のベタ画像を使用した。

上記各印刷サンプル及び処理液について、以下の方法により諸特性を評価した。結果を纏めて表２〜表４に示す。

（画像濃度）
ドットパターンで形成された３ｃｍ四方のベタ画像のベタ部を、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製の分光測色濃度計（９３９）で測定した。

（ビーディングランク）
ドットパターンで形成された３ｃｍ四方のベタ画像のベタ部のビーディングについて、目視により次の基準でランク評価した。
〔評価基準〕
５：ビーディングは見られない。
４：極微量ビーディングが見られるが問題無い（凝視しないと判らないレベル）。
３：ややビーディングが見られるが問題無い。
２：ビーディングが見られ、目視で明らかに判る（問題となるレベル）。
１：激しいビーディングが見られる（処理液未塗布と同レベル）。

（起泡性評価：３０秒後の泡高さ）
各処理液を、容量１００ｍＬのメスシリンダーに１０ｍＬ入れて、一昼夜放置した後、メスシリンダーを１０℃の恒温水槽に３０分間以上入れて液温を慣らした。液温が十分慣れたところで、所定のシリンジにより空気を吹き込んで１００ｍＬまで泡立たせ、３０秒後の泡高さを目視により確認した。なお、３０秒後の泡高さが５０ｍＬ以下であれば起泡性は良好である。

（保存性評価）
各処理液を、２０ｍＬのガラス瓶に入れて７０℃の恒温槽内で２週間保存した後、粘度を測定した。そして、初期粘度に対する２週間保存後の粘度の変化率（粘度上昇レベル）を算出し、下記の基準で評価した。なお、粘度は粘度計（Ａ＆Ｄ社製、ＳＶ−１０）を用いて２５℃で測定した。
〔評価基準〕
○：初期粘度からの粘度変化率が１％未満
△：初期粘度からの粘度変化率が１％以上、５％未満
×：初期粘度からの粘度変化率が５％以上

（金属部材の腐食レベル）
金属部材（ＳＵＳ３０３）を各処理液３０ｍＬに浸漬させ、５０℃の恒温槽に３週間放置した後、金属部材の腐食レベルを目視により、次の基準で評価した。
〔評価基準〕
○：腐食は見られない。
△：わずかに腐食が見られるが問題無い。
×：腐食が見られる。

１０１ 画像形成装置
１０３ 給紙トレイ
１０４ 排紙トレイ
１０５ 手差しトレイ
１０６ 操作パネル
１０７Ｋ ブラックインクカートリッジ
１０７Ｃ シアンインクカートリッジ
１０７Ｍ マゼンタインクカートリッジ
１０７Ｙ イエローインクカートリッジ
１０８Ｋ ブラックサブインクタンク
１０８Ｃ シアンサブインクタンク
１０８Ｍ マゼンタサブインクタンク
１０８Ｙ イエローサブインクタンク
１０９ 廃液ユニット
１１０Ｋ ブラックヘッドユニット
１１０Ｃ シアンヘッドユニット
１１０Ｍ マゼンタヘッドユニット
１１０Ｙ イエローヘッドユニット
１１１Ｋ ブラックメンテナンスユニット
１１１Ｃ シアンメンテナンスユニット
１１１Ｍ マゼンタメンテナンスユニット
１１１Ｙ イエローメンテナンスユニット
１１２ 分離パッド
１１３ 搬送ベルト
１１４ 記録媒体
１１５ テンションローラ
１１６ 帯電ローラ
１１７ 排紙コロ
１１８ プラテンローラ
１１９ 搬送ローラ
１２０ 吸引ファン
１２１ 搬送ローラ
１２２ 分離パッド
１２３ カウンターローラ
１２４ プラテンローラ
１３０ 水性記録用インク
１３４ 可動ブレード
１３５ 処理液
１３６ 塗布ローラ
１３７ 汲み上げローラ
１３８ 膜圧制御ローラ
１３９ 塗布用カウンターローラ
１４０ 処理液貯蔵タンク
１５４Ａ 記録ヘッド
１５４Ｂ 記録ヘッド
１５４Ｃ 記録ヘッド
１５４Ｄ 記録ヘッド
１５４Ｅ 記録ヘッド
１５４Ｆ 記録ヘッド
１５４Ｇ 記録ヘッド
１５４Ｈ 記録ヘッド
１５４Ｉ 記録ヘッド
１５４Ｊ 記録ヘッド
１５４Ｋ 記録ヘッド
１５４Ｌ 記録ヘッド
１６０ 外周部材
２００ ノズル
２０１ ノズルプレート
２０２ 充填剤
２４０ インクカートリッジ
２４１ インク袋
２４２ インク注入口
２４３ インク排出口
２４４ カートリッジケース
３００ 制御部
３０１ ＣＰＵ
３０２ ＲＯＭ
３０３ ＲＡＭ
３０４ 不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）
３０５ ＡＳＩＣ
３０６ ホストＩ／Ｆ
３０７ ヘッド駆動制御部
３０８ 記録媒体搬送モータ駆動制御部
３０９ 記録媒体搬送モータ
３１１ ヘッドユニット（キャリッジ）移動モータ
３１２ 維持ユニット移動モータ駆動制御部
３１４ インク経路バルブ制御部
３１５ 電磁弁
３１６ 送液吸引モータ駆動制御部
３１７ キャップ吸引モータ
３１８ インク供給モータ
３２２ Ｉ／Ｏ
３２３ センサ
４０１ 塗布ローラ
４０２ 膜圧制御ローラ

特開２０１１−１４０２１３号公報 特開２０１０−０９５６８０号公報 特開２００３−０１１４８６号公報

Claims (16)

1. 記録媒体上に処理液を付与する処理液付与工程と、水性記録用インクを記録媒体上に付与する記録用インク付与工程と、を含み、
   前記処理液が、着色剤を含有せず、カチオン性樹脂と、水溶性有機溶剤と、水とを含有し、前記カチオン性樹脂が、ｐＨの上昇によってカチオン度が低下するカチオン性樹脂であり、前記水性記録用インクが、少なくとも着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、カルボキシル基含有樹脂及び水を含有することを特徴とする画像形成方法。
2. 前記カチオン性樹脂のｐＨ＝４．０におけるカチオン度が４ｍｅｑ／ｇ以上であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
3. 前記カチオン性樹脂のｐＨ＝４．０におけるカチオン度とｐＨ＝９．０におけるカチオン度の差が０．３ｍｅｑ／ｇ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成方法。
4. 前記カチオン性樹脂が、下記構造式１〜４のいずれかで表される繰り返し単位を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法。
   但し、上記構造式１〜４中のｎ、ｍ、ｌは、繰り返し単位数を表す整数である。
   
5. 前記カチオン性樹脂の処理液中の含有量が、１０〜４０質量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成方法。
6. 前記処理液が更に界面活性剤を含有し、該界面活性剤が、下記構造式５で表される化合物及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルから選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成方法。
   
7. 前記処理液が更に抑泡剤を含有し、該抑泡剤が、Ｎ−オクチル−２−ピロリドン、２，４，７，９−テトラメチルデカン−４，７−ジオール、及び２，５，８，１１−テトラメチルドデカン−５，８−ジオールから選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成方法。
8. 更に、前記処理液を付与する工程に続いて乾燥工程を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成方法。
9. 記録媒体上に処理液を付与する処理液付与手段と、水性記録用インクを記録媒体上に付与する記録用インク付与手段と、を含み、
   前記処理液が、着色剤を含有せず、カチオン性樹脂と、水溶性有機溶剤と、水とを含有し、前記カチオン性樹脂が、ｐＨの上昇によってカチオン度が低下するカチオン性樹脂であり、前記水性記録用インクが、少なくとも着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、カルボキシル基含有樹脂及び水を含有することを特徴とする画像形成装置。
10. 前記カチオン性樹脂のｐＨ＝４．０におけるカチオン度が４ｍｅｑ／ｇ以上であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記カチオン性樹脂のｐＨ＝４．０におけるカチオン度とｐＨ＝９．０におけるカチオン度の差が０．３ｍｅｑ／ｇ以上であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
12. 前記カチオン性樹脂が、下記構造式１〜４のいずれかで表される繰り返し単位を有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の画像形成装置。
    但し、上記構造式１〜４中のｎ、ｍ、ｌは、繰り返し単位数を表す整数である。
    
13. 前記カチオン性樹脂の処理液中の含有量が、１０〜４０質量％であることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の画像形成装置。
14. 前記処理液が更に界面活性剤を含有し、該界面活性剤が、下記構造式５で表される化合物及びポリオキシアルキレンアルキルエーテルから選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の画像形成装置。
    
15. 前記処理液が更に抑泡剤を含有し、該抑泡剤が、Ｎ−オクチル−２−ピロリドン、２，４，７，９−テトラメチルデカン−４，７−ジオール、及び２，５，８，１１−テトラメチルドデカン−５，８−ジオールから選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の画像形成装置。
16. 更に、前記処理液付与手段と記録用インク付与手段の間に乾燥手段を有することを特徴とする請求項９〜１５のいずれかに記載の画像形成装置。