JP2020203400A - インクジェット記録装置および画像記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット記録装置を用いて形成された画像を簡易な方法で保護することができるインクジェット記録装置および画像記録方法を提供する。【解決手段】インクジェット記録装置は、搬送部と、記録部と、予備加熱部と、塗布部と、を備える。搬送部は、記録媒体を搬送する。記録部は、搬送部により搬送される記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドを有する。予備加熱部は、記録部により画像が記録された記録媒体を予備加熱する。塗布部は、加熱部により予備加熱された記録媒体に、水溶性ポリマーと、水溶性有機溶媒と、水とを含有する後処理液を塗布する。予備加熱部は、水溶性ポリマーの下限臨界溶解温度以上の温度で記録媒体を予備加熱する。【選択図】図１

Description

本発明は、記録媒体にインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置およびインクジェット記録装置を用いた画像記録方法に関するものである。

ファクシミリ、複写機、プリンターのような記録装置として、インクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置が、高精細な画像を形成できることから広く用いられている。

このようなインクジェット記録装置では、色材として耐候性に優れた顔料を用いた顔料インクが主流となってきている。顔料インクを用いた印刷物は、顔料が記録媒体の表面に付着しているため剥がれ落ちやすく、染料インクに比べて画像の耐摩擦性に劣るという問題点があった。

そこで、インクジェット記録装置により画像が形成された印刷物の表面を保護する方法が種々提案されており、例えば、特許文献１には、透明樹脂をインクジェットで画像形成材料に付着させて画像を保護する画像保護方法が開示されている。

特許文献２には、インクジェット方式により塗布されるオーバーコート液であって、シランカップリング剤、有機溶媒および水を含有し、シランカップリング剤の重縮合反応により記録媒体上に被膜を形成するオーバーコート液およびこれを用いた画像記録方法が開示されている。特許文献３には、水性インクの着色剤用凝集剤、水溶性有機溶媒、ポリマー粒子および水を含有し、ポリマー粒子がコアシェル構造を有し、コア部にワックスを含有し、ポリマー粒子のシェル部が３０℃以上の下限臨界溶解温度を有する画像形成用処理液が開示されている。

特開平１１−２６３０５２号公報 特開２００４−１７４８３４号公報 特開２０１６−２０４５２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像保護方法では、ソリッドジェットと呼ばれる固形の透明樹脂を加熱溶融して印字部に吐出した後、加熱ローラーで薄く延ばすものであり、画像を保護する工程に時間を要するという問題点があった。また、特許文献２のオーバーコート液では、シランカップリング剤の重縮合反応を開始させた後、乾燥させるために４０〜１５０℃の加熱が必要であった。

また、特許文献３の画像形成用処理液は、インクジェット法により画像を形成する前に記録媒体に処理される前処理液であり、記録媒体上での顔料の凝集、顔料と記録媒体との結着を主目的とするものである。そのため、形成された画像の表面を保護して耐摩擦性を向上させるものではなかった。

本発明は、上記問題点に鑑み、インクジェット記録装置を用いて形成された画像を簡易な方法で保護することができるインクジェット記録装置および画像記録方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、搬送部と、記録部と、予備加熱部と、塗布部と、を備えたインクジェット記録装置である。搬送部は、記録媒体を搬送する。記録部は、搬送部により搬送される記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドを有する。予備加熱部は、記録部により画像が記録された記録媒体を予備加熱する。塗布部は、予備加熱部により予備加熱された記録媒体に、水溶性ポリマーと、水溶性有機溶媒と、水とを含有する後処理液を塗布する。予備加熱部は、水溶性ポリマーの下限臨界溶解温度以上の温度で記録媒体を予備加熱する。

本発明の第１の構成によれば、インクジェット方式により画像が記録された記録媒体を水溶性ポリマーの下限臨界溶解温度以上の温度で予備加熱した後、水溶性ポリマーを含む後処理液を塗布することで、画像の表面に水溶性ポリマーが疎水化された保護膜が形成される。これにより、顔料を含む水性インクにより形成された画像の耐摩擦性を向上させることができる。

インクジェット記録装置１００の構造を示す概略図 インクジェット記録装置１００の記録部９を上方から見た平面図 インクジェット記録装置１００のラインヘッド１１ａと用紙Ｓ上に形成されたドット列の一部を示す拡大平面図

本発明のインクジェット記録装置に用いられる後処理液は、顔料と樹脂とを含む顔料分散体、有機溶媒、および水を含有するインクを用いてインクジェット記録装置により形成された画像を保護する保護層を形成するものであって、水溶性有機溶媒、水溶性ポリマーおよび水を含有する。以下、本発明のインクジェット記録装置に用いられる後処理液について詳細に説明する。

（水溶性有機溶媒）
水溶性有機溶媒は後処理液中の水分を保持する目的で添加する。これにより、後処理液用のノズルや塗布装置の中で後処理液中の水分が蒸発した場合でも、後処理液の粘度の増加が抑えられ、後処理液をインクジェット法で塗布する場合でもノズル抜け、吐出曲がり等の発生が抑制されるので吐出安定性を維持できる。

水溶性有機溶媒としては、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。これらの中でも平衡水分量が３０質量％以上のものが好ましく、４０質量％以上のものがより好ましい。特に多価アルコール類が好ましく、その例としては、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、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、ヘキシレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、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、１，３−ブタンジオール、グリセリン、ジグリセリン、１，２，３−ブタントリオール、１，２，４−ブタントリオール等が挙げられる。中でもグリセリンと１，３−ブタンジオールは、水分を含んだときの粘度が低く、水溶性ポリマーを凝集させずに安定に保持できるので特に好ましい。

多価アルコールアルキルエーテル類の具体例としては、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、エチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル、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の具体例としては、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の具体例としては、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。

水溶性有機溶媒の添加量は特に限定されないが、後処理液全体の５〜８０質量％が好ましく、１０〜２０質量％がより好ましい。添加量が５〜８０質量％であれば後処理液中の水分を十分に保持でき、更に粘度も高すぎないため効果的に記録媒体に塗布できる。

（水溶性ポリマー）
水溶性ポリマーは、水性エマルジョンの形態で水に分散し得るものが好ましく、ポリマーエマルジョンの形態で処理液に添加することが好ましい。ポリマーエマルジョンには、一般にエマルジョン、ディスパージョン、ラテックス、サスペンジョンと呼ばれるものを含む。ポリマー粒子の体積平均粒径は特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０〜２００ｎｍが好ましく、８０〜１５０ｎｍがより好ましい。５０〜２００ｎｍの範囲であれば、ポリマーエマルジョンの粘度が高くなりすぎず、処理液としての調整が容易となる。体積平均粒径は、例えば、日機装社製のマイクロトラックＵＰＡで動的光散乱法により測定することができる。ポリマー粒子の処理液中の含有量は特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１〜１０質量％が好ましく、２〜５質量％がより好ましい。１〜１０質量％であれば、画像の耐摩擦性向上に十分寄与し、また処理液の粘度が高くなりすぎないので記録媒体への塗布が容易となる。

水溶性ポリマーは３０℃以上の下限臨界溶解温度を有する必要がある。そのため３０℃以上の下限臨界溶解温度を有するポリマーを用いて形成するが、下限臨界溶解温度に影響を与えない範囲で、必要に応じてその他の成分を含有させてもよい。下限臨界溶解温度が３０℃未満では、室温（２３℃）で水溶性ポリマーが相転移し、後処理液の増粘や保存性の低下、インクジェット方式やスプレー方式により後処理液を吐出する場合はノズルの詰まりが生じることがある。後処理液の増粘や保存性の低下の改善の点からは、下限臨界溶解温度は４０℃以上であることが好ましい。但し、下限臨界溶解温度が８０℃を超えると、予備加熱工程の加熱温度を上げる必要があり消費電力の観点から好ましくない。また、インクジェット方式により後処理液を吐出する場合に吐出ノズル内の後処理液の乾燥が促進され、不吐出が発生するおそれもある。そのため、加熱温度を上げることなく吐出後に効率よく乾燥させて記録画像の耐摩擦性を向上させるためには、下限臨界溶解温度は８０℃以下であることが好ましい。

なお、水溶性ポリマーが水に溶解しているときはポリマー鎖付近に水分子が吸着しているが、温度が上昇すると水素結合が切断されポリマーが水と相分離して疎水性を示すようになる。本発明でいう下限臨界溶解温度とは、この相分離（相転移）を起こす温度のことである。

下限臨界溶解温度は、以下のようにして測定することができる。即ち、ポリマー粒子１０ｇを蒸留水５０ｍＬに溶解したサンプル２０ｍＬを試験管に入れて蓋をし、１０℃の恒温水槽内に固定して１０分間放置する。放置後に白濁が見られない場合は、恒温水槽の温度を２℃ずつ上げていき、同様の観察を行う。そして、サンプルが白濁した時の温度を下限臨界溶解温度とする。

３０℃以上の下限臨界溶解温度を有するポリマー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るが、（メタ）アクリルアミド誘導体由来の構造単位を含み、更に必要に応じて他のモノマーを含むものが好ましい。

（メタ）アクリルアミド誘導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るが、Ｎ−アルキル又はＮ−アルキレン置換（メタ）アクリルアミドが好ましい。Ｎ−アルキル又はＮ−アルキレン置換（メタ）アクリルアミドとしては、例えば、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−エチル−Ｎ−エチルメタクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルメタクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピルメタクリルアミド、Ｎ−アクリロイルピロリジン、Ｎ−メタクリロイルピロリジン、Ｎ−アクリロイルピペリジン，Ｎ−アクリロイルヘキサヒドロアゼピン、Ｎ−アクリロイルモルホリン、Ｎ−アセチルアクリルアミド、Ｎ−アセチルメタクリルアミド等が挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

これらの中でも、３０℃以上８０℃以下の下限臨界溶解温度を有する点から、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルメタクリルアミド、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−エチル−Ｎ−エチルメタクリルアミド、Ｎ−アセチルアクリルアミド、Ｎ−アセチルメタクリルアミドが特に好ましい。

他のモノマーとしては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート等のアルキル基の側鎖が炭素数１〜５のアルキルアクリレート；エチルメタクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート等のアルキル基の側鎖が炭素数１〜５のアルキルメタクリレート；ヒドロキシメチルアクリレート、ヒドロキシメチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、３−ヒドロキシプロピルアクリレート、３−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、２−ヒドロキシブチルメタクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、４−ヒドロキシブチルメタクリレート、２−ヒドロキシペンチルアクリレート、２−ヒドロキシペンチルメタクリレート、６−ヒドロキシヘキシルアクリレート、６−ヒドロキシヘキシルメタクリレート等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、アコニット酸、フマル酸、クロトン酸等の分子内に１個又は２個以上のカルボキシル基を含むα，β−不飽和カルボン酸；エチレンスルホン酸のようなα，β−エチレン性不飽和ホスホン酸類；アクリル酸又はメタクリル酸のヒドロキシエチルエステル等の水酸基含有ビニルモノマー；アクリルアミド類、アクリロニトリル類；アクリルアミド類；（メタ）アクリル酸のグリシジルエステル類、などが挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

３０℃〜８０℃の下限臨界溶解温度を有するポリマーを構成する全モノマー中の、Ｎ−アルキル又はＮ−アルキレン置換（メタ）アクリルアミドの割合は、３０〜９９モル％が好ましく、４０〜９５モル％がより好ましい。３０〜９９モル％であれば、粒子形成が容易となる。

（水）
本発明において用いる後処理液は水性であり、水を必須成分として含む。後処理液に含まれる水は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、精製水、イオン交換水等の所望の純度の水を適宜選択して使用できる。後処理液中の水の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、後述する他の成分の使用量に応じて適宜変更される。後処理液中の水の含有量としては、後処理液の全質量に対して７０〜９０質量％が好ましい。

また、本発明の処理液には、必要に応じて界面活性剤、浸透剤、抑泡剤、ｐＨ調整剤、防腐防黴剤、防錆剤等の、公知の処理液に用いられる材料を含有してもよい。

（界面活性剤）
界面活性剤は、後処理液の記録媒体に対する濡れ性を良くするために添加する。界面活性剤の添加量は、処理液全体の０．００１〜５質量％が好ましく、０．０５〜２質量％がより好ましい。０．００１質量％以上であれば、界面活性剤の添加効果が得られる。一方、５質量％を超えて添加しても効果の上積みは期待できない。

界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ベタイン系界面活性剤等があるが、フッ素系界面活性剤が好ましい。これらの界面活性剤は、１種を単独で用いても２種以上を併用しても良い。フッ素系界面活性剤としては、フッ素で置換された炭素の数が２〜１６のものが好ましく、４〜１６のものがより好ましい。炭素の数が２以上であれば、フッ素系界面活性剤を用いる効果が得られ、１６以下であれば保存性等の問題も生じない。

（浸透剤）
浸透剤は、記録媒体への後処理液の浸透性を良くするために添加する。浸透剤の添加量は０．１〜５．０質量％が好ましい。０．１質量％以上であれば処理液を浸透させる効果が得られる。また、５．０質量％以下であれば、浸透剤が溶媒から分離して浸透性の向上効果が飽和してしまうようなことはない。浸透剤としては炭素数８〜１１の非湿潤剤性ポリオール化合物又はグリコールエーテル化合物が好ましく、２５℃の水中において０．２〜５．０質量％の溶解度を有するものが好ましい。これらの中でも、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールが特に好ましい。

（抑泡剤）
抑泡剤は、後処理液の発泡を抑えるために添加する。一般に、水のように表面張力が高い液体は、液体の表面積をできるだけ小さくしようとする力が作用するため発泡し難いが、表面張力が低く粘度が高い液体は発泡し易く、発生した泡が消泡し難い。本発明の後処理液は、水溶性ポリマー、水溶性有機溶媒、界面活性剤等を含有すると、表面張力が低下して粘度が上昇するため発泡し易くなるので抑泡剤を添加することが好ましい。抑泡剤の添加量は、０．０１〜１０質量％が好ましく、０．０２〜５質量％がより好ましい。０．０１質量％以上であれば泡を抑える効果が十分に得られる。また、１０質量％以下であれば、抑泡剤が後処理液に溶解しなくなることはない。

（ｐＨ調整剤）
ｐＨ調整剤は、後処理液に悪影響を及ぼさずにｐＨを６〜１０に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。ｐＨが６以上であれば、後処理液と接触する搬送ローラー等の搬送部材の腐食が発生しにくい。

好ましいｐＨ調整剤としては、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、アルカリ金属の炭酸塩等が挙げられる。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。アルカリ金属水酸化物としては、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。アンモニウム水酸化物としては、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。ホスホニウム水酸化物としては、例えば、第四級ホスホニウム水酸化物等が挙げられる。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）
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、１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オンナトリウム等が好適に用いられる。

（防錆剤）
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、ジシクロヘキシ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、１，２，３−ベンゾトリアゾール等が好適に用いられる。

上記のようにして得られた本発明の後処理液を、インクジェット方式により水性インク（顔料インク）を用いて記録され、水溶性ポリマーの下限臨界溶解温度以上の温度に予備加熱された画像に塗布することで、画像の表面に疎水化された水溶性ポリマーの保護膜が形成される。これにより、画像の耐摩擦性を向上させることができる。

後処理液の載せ量（塗布量）については特に制限はないが、載せ量が６ｇ／ｍ²よりも少ない場合は水溶性ポリマーの保護膜が十分に形成されず、画像の耐摩擦性を向上する効果が不十分となる。一方、載せ量が１３ｇ／ｍ²を超える場合は画像の耐摩擦性の更なる向上効果が認められない上に、保護膜が厚くなりすぎて記録媒体の柔軟性が損なわれるおそれがある。そのため、後処理液の載せ量は６ｇ／ｍ²以上１３ｇ／ｍ²以下とすることが好ましい。

（画像記録方法）
次に、インクジェット記録装置を用いた画像記録方法について説明する。本発明の画像記録方法において用いるインクジェット記録装置は特に限定されず、シリアルヘッド方式やラインヘッド方式のインクジェット記録装置が用いられる。特に、顔料インクを用いるインクジェット記録装置では画像の剥がれが生じやすいが、本発明の画像記録方法によれば、これらの問題が生じにくい。

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１００の構造を示す概略図である。図１に示すように、インクジェット記録装置１００の左側部には用紙Ｓ（記録媒体）を収容する給紙トレイ２が設けられており、この給紙トレイ２の一端部には収容された用紙Ｓを、最上位の用紙Ｓから順に一枚ずつ後述する第１搬送ユニット５へ搬送（給紙）するための給紙ローラー３と、給紙ローラー３に圧接されて従動回転する従動ローラー４とが設けられている。

用紙搬送方向（矢印Ｘ方向）に対し給紙ローラー３および従動ローラー４の下流側（図１の右側）には、第１搬送ユニット５および記録部９が配置されている。第１搬送ユニット５は、第１駆動ローラー６と、第１従動ローラー７と、第１駆動ローラー６および第１従動ローラー７に掛け渡された第１搬送ベルト８とを含む構成であり、インクジェット記録装置１００の制御部１１０からの制御信号により第１駆動ローラー６が時計回り方向に回転駆動されることにより、第１搬送ベルト８に保持された用紙Ｓが矢印Ｘ方向に搬送される。

記録部９は、ヘッドハウジング１０と、ヘッドハウジング１０に保持されたラインヘッド１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、および１１ｄを備えている。各ラインヘッド１１ａ〜１１ｄを構成する記録ヘッド１７ａ〜１７ｃには、それぞれインクタンク（図示せず）に貯留されている４色（イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラック）のインクがラインヘッド１１ａ〜１１ｄの色毎に供給される。

用紙搬送方向に対し第１搬送ユニット５の下流側（図１の右側）には第２搬送ユニット１２が配置されている。第２搬送ユニット１２は、第２駆動ローラー１３と、第２従動ローラー１４と、第２駆動ローラー１３および第２従動ローラー１４に掛け渡された第２搬送ベルト１５とを含む構成であり、第２駆動ローラー１３が時計回り方向に回転駆動されることにより、第２搬送ベルト１５に保持された用紙Ｓが矢印Ｘ方向に搬送される。

第２搬送ユニット１２の上方には後処理液吐出ヘッド２０と予備加熱部２１とが配置されている。後処理液吐出ヘッド２０は、記録部９において画像が記録され、第２搬送ベルト１５に吸着保持されて搬送される用紙Ｓに前述した後処理液を吐出する。予備加熱部２１は、用紙Ｓの搬送方向（矢印Ｘ方向）に対し後処理液吐出ヘッド２０の上流側に配置され、用紙Ｓの表面に吐出されたインクを乾燥するとともに、用紙Ｓを予備加熱する。予備加熱部２１による用紙Ｓの予備加熱温度は、後処理液に含まれる水溶性ポリマーの下限臨界溶解温度以上とする。

第２搬送ユニット１２の下方にはメンテナンスユニット（図示せず）が配置されている。メンテナンスユニットは、ワイプブレード（図示せず）による拭き取り動作を実行する際に記録部９の下方に移動する。そして、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのクリーニング液供給口（図示せず）からクリーニング液を供給し、ワイパーを用いてクリーニング液を塗り広げながらインク吐出面を拭き取り、拭き取られたクリーニング液を回収する。

また、用紙搬送方向に対し第２搬送ユニット１２の下流側には、画像が記録された用紙Ｓをインクジェット記録装置１００の外部へ排出する排出ローラー対１６が設けられている。排出ローラー対１６の下流側には、インクジェット記録装置１００の外部へ排出された用紙Ｓが積載される排出トレイ（図示せず）が設けられている。

図２は、インクジェット記録装置１００の記録部９を上方から見た図である。記録部９は、ヘッドハウジング１０と、ヘッドハウジング１０に保持されたラインヘッド１１ａ〜１１ｄを備えている。ラインヘッド１１ａ〜１１ｄは、第１搬送ユニット５を構成する第１搬送ベルト８の搬送面に対して所定の間隔（例えば１ｍｍ）が形成されるような高さに支持され、用紙搬送方向と直交する用紙幅方向（図２の上下方向）に沿って複数（ここでは３個）の記録ヘッド１７ａ〜１７ｃが千鳥状に配列されている。

各ラインヘッド１１ａ〜１１ｄを構成する記録ヘッド１７ａ〜１７ｃには、それぞれインクタンク（図示せず）に貯留されている４色（イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラック）のインクがラインヘッド１１ａ〜１１ｄの色毎に供給される。

各記録ヘッド１７ａ〜１７ｃは、外部コンピューターから受信した画像データに応じて、制御部１１０（図１参照）からの制御信号によって第１搬送ベルト８の搬送面に吸着保持されて搬送される用紙Ｓに向かって吐出ノズル１８からインクを吐出する。これにより、第１搬送ベルト８上の用紙Ｓにはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のインクが重ね合わされたカラー画像が形成される。

図３は、インクジェット記録装置１００のラインヘッド１１ａと用紙Ｓ上に形成されたドット列の一部を示す拡大平面図である。ラインヘッド型の記録方式のインクジェット記録装置１００を用いてドットを形成する方法を、図３を用いて具体的に説明する。なお、図３では図１および図２に示したラインヘッド１１ａ〜１１ｄのうち、ラインヘッド１１ａを例に挙げて説明するが、他のラインヘッド１１ｂ〜１１ｄについても全く同様に説明される。また、後処理液を吐出する後処理液吐出ヘッド２０の構成もラインヘッド１１ａと同様である。

図３に示すように、ラインヘッド１１ａには複数個の吐出ノズル１８からなるノズル列Ｎ１、Ｎ２が搬送方向（矢印Ｘ方向）に並設されている。つまり、搬送方向の各ドット列を形成する吐出ノズル１８として、ノズル列Ｎ１、Ｎ２に各１個ずつ（例えばドット列Ｌ１では吐出ノズル１８ａおよび１８ａ′）、合計２個の吐出ノズル１８を備えている。なお、ここでは説明の便宜のため、ノズル列Ｎ１、Ｎ２を構成する吐出ノズル１８のうち、ドット列Ｌ１〜Ｌ１６に対応する１８ａ〜１８ｐおよび１８ａ′〜１８ｐ′までの各１６個の吐出ノズル１８のみを記載しているが、実際にはさらに多数の吐出ノズル１８が搬送方向と直交する方向に配列されているものとする。

そして、このノズル列Ｎ１、Ｎ２を順次用いて記録媒体上に画像を形成する。例えば、記録媒体を搬送方向に移動させながら、記録媒体の幅方向（図３の左右方向）１行分のドット列Ｄ１をノズル列Ｎ１からのインク吐出（図３の実線矢印）により形成した後、次の１行分のドット列Ｄ２をノズル列Ｎ２からのインク吐出（図３の破線矢印）により形成し、さらに次の１行分のドット列Ｄ３を再びノズル列Ｎ１からのインク吐出により形成する。以下、ドット列Ｄ４以降もノズル列Ｎ１、Ｎ２を交互に用いて同様に形成する。

記録部９のラインヘッド１１ａ〜１１ｄによりインクが吐出されて画像が記録された用紙Ｓは、予備加熱部２１を通過する際にインクが乾燥される。その後、後処理液吐出ヘッド２０を通過する際に画像上に後処理液が吐出される。このとき、用紙Ｓは予備加熱部２１によって後処理液に含まれる水溶性ポリマーの下限臨界溶解温度以上の温度に予備加熱されている。そのため、用紙Ｓ上に吐出された後処理液中の水溶性ポリマーが速やかに疎水化され、画像の表面に疎水性の保護膜を形成する。

以上説明した画像記録方法によれば、インクジェット記録装置１００を用いて顔料インクにより画像形成した後に用紙を予備加熱し、水溶性ポリマーを含む後処理液を塗布することで、画像の表面に保護層を形成する。これにより、画像の剥がれを抑制して耐摩擦性を向上させることができる。このため、本発明の画像記録方法は顔料インクを用いる種々のインクジェット記録装置において好適に利用することができる。

その他本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では所定の形状にカットされた用紙Ｓ（カット紙）にインクを吐出するインクジェット記録装置１００について説明したが、本発明はロール状に巻かれた長尺の用紙を所定の速度で繰り出してインクを吐出するインクジェット記録装置にも同様に適用可能である。

また、上記実施形態では、後処理液吐出ヘッド２０によりインクジェット方式で後処理液を吐出する構成としたが、用紙Ｓの印字部（画像部）に後処理液を均一に塗布可能な構成であればインクジェット方式に限らず、例えばスプレー方式により塗布することもできる。

また、記録媒体の材質も紙に限定されるものではなく、天然繊維、合成繊維の織物、編物、または不織布等の布帛、合成樹脂製のフィルム等、種々の記録媒体を使用することができる。以下、実施例により本発明の効果について更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制約されるものではない。

[顔料インクの調製]
黒色顔料分散体（ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ４００、顔料固形分１５％；キャボットコーポレーション社製）５０質量％、グリセリン（花王社製）１０質量％、界面活性剤（サーフィノール４２０、日信化学工業社製）１質量％、イオン交換水３９質量％を攪拌機にて攪拌し、孔径５μｍのフィルターによりろ過して顔料インクを調製した。

[後処理液の調製]
Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（下限臨界溶解温度３０℃、ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ社製）０．３質量％、グリセリン（花王社製）１０質量％、界面活性剤（サーフィノール４２０、日信化学工業社製）１質量％、イオン交換水８８．７質量％を攪拌機にて攪拌し、後処理液１を調製した。

Ｎ−エチル−Ｎ−エチルメタクリルアミド（下限臨界溶解温度４０℃、ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ社製）０．３質量％、グリセリン（花王社製）１０質量％、界面活性剤（サーフィノール４２０、日信化学工業社製）１質量％、イオン交換水８８．７質量％を攪拌機にて攪拌し、後処理液２を調製した。

Ｎ−イソプロピルメタクリルアミド（下限臨界溶解温度５０℃、ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ社製）０．３質量％、グリセリン（花王社製）１０質量％、界面活性剤（サーフィノール４２０、日信化学工業社製）１質量％、イオン交換水８８．７質量％を攪拌機にて攪拌し、後処理液３を調製した。

Ｎ−エチル−Ｎ−メチルメタクリルアミド（下限臨界溶解温度８０℃、ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ社製）０．３質量％、グリセリン（花王社製）１０質量％、界面活性剤（サーフィノール４２０、日信化学工業社製）１質量％、イオン交換水８８．７質量％を攪拌機にて攪拌し、後処理液４を調製した。

Ｎ−エチルアクリルアミド（下限臨界溶解温度９０℃、ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ社製）０．３質量％、グリセリン（花王社製）１０質量％、界面活性剤（サーフィノール４２０、日信化学工業社製）１質量％、イオン交換水８８．７質量％を攪拌機にて攪拌し、後処理液５を調製した。
［参考例］

グリセリン（花王社製）１０質量％、界面活性剤（サーフィノール４２０、日信化学工業社製）１質量％、イオン交換水８９質量％を攪拌機にて攪拌し、後処理液６を調製した。

［耐摩擦性、吐出性の評価］
調製された顔料インクおよび後処理液を用いて画像形成を行った場合の画像の耐摩擦性、後処理液の吐出性について評価した。評価に用いる試験機は、顔料インクと後処理液とを吐出するインクジェットヘッド（ＫＪ４Ｂ−ＹＨ、京セラ社製）をそれぞれ１つずつ備え、各インクジェットヘッドの下部を通過する搬送盤を加熱することができる。

＜耐摩擦性の評価方法＞
上記の試験機を用いて、顔料インクをインクジェット記録用紙（ＣｏｌｏｒＣｏｐｙ９０、ｍｏｎｄｉ社製）にインク載せ量が６．３ｇ／ｍ²、大きさが３ｃｍ×４ｃｍのカラーパッチを印字し、搬送盤で一定の温度で予備加熱しながら搬送した。そして、記録用紙に印字されたカラーパッチに重なるように、カラーパッチと同様の印字パターン（３ｃｍ×４ｃｍ）で、載せ量（塗布量）が１２．６ｇ／ｍ²となるように後処理液を吐出し、搬送盤で加熱を継続しながら搬送した。

カラーパッチが印字され、後処理液が吐出された記録用紙を印字部が上向きになるように固定し、その上に印字していない記録用紙を重ねた。さらに、その上に底面積が３ｃｍ×４ｃｍの１ｋｇの重りを置き、荷重をかけた状態で印字していない記録用紙と重りを一体として水平に往復移動させた。５往復摺擦した後の印字していない記録用紙の印字部に接触していた部分を反射濃度計（ＦＤ−９、コニカミノルタ社製）で測色した。測色条件は、観察光源Ｄ５０、照明条件Ｍ２、視野２°、濃度ステータスＩとした。

耐摩擦性の評価基準は、摺擦前の記録用紙の基準濃度を測定し、印字面に重ねて摺擦した部分の濃度から基準濃度を引いた値（ＦＤ）＝０．０２未満は合格（Ａ判定）、０．０２以上は不合格（Ｂ判定）とした。

＜吐出性の評価方法＞
上記の試験機を用いて、各吐出ノズルが特定できる印字パターン（例えば１ノズル毎に１ライン印字）を載せ量が６．３ｇ／ｍ²となるように後処理液のみで印字し、印字したパターンを目視で確認した。

吐出性の評価基準は、ヌケやヨレの発生個所が１０箇所以内で合格（Ａ判定）、ヌケやヨレの発生個所が１０箇所以上で不合格（Ｂ判定）とした。耐摩擦性、吐出性の評価結果を、使用した後処理液、予備加熱条件（搬送盤温度）と併せて表１に示す。

※１；室温
※２；記録用紙に後処理液を先に吐出し、後処理液を乾燥させた上に顔料インクを吐出

表１から明らかなように、カラーパッチを印字した後、搬送盤を後処理液１〜４に含有される水溶性ポリマーの下限臨界溶解温度以上に予備加熱し、カラーパッチに重なるように後処理液１〜４を吐出した場合（本発明１〜４）は、いずれも耐摩擦性の評価においてＦＤが０．０２未満であり、後処理液によって形成される保護膜によりカラーパッチが十分に保護されていた。また、いずれも吐出性の評価においてヌケやヨレの発生個所が１０箇所以内であり、後処理液の吐出性も安定していた。

これに対し、カラーパッチに重なるように後処理液５を吐出した比較例１では、耐摩擦性の評価においてＦＤが０．０２未満であり、カラーパッチが十分に保護されていたが、吐出性の評価においてヌケやヨレの発生個所が３０箇所であり、後処理液の吐出性が不安定であった。この理由としては、後処理液５に含有される水溶性ポリマーの下限臨界溶解温度が９０℃と高いため、搬送盤を１００℃程度に加熱する必要があり、後処理液を吐出するインクジェットヘッドの吐出ノズル内で後処理液の乾燥が進み不吐出が発生したためであると考えられる。

また、水溶性ポリマーを含有しない後処理液６を吐出した比較例２、後処理液を吐出せずにカラーパッチの印字のみを行った比較例３では、いずれも耐摩擦性の評価においてＦＤが０．０２以上であり、カラーパッチの擦れによる色移りが発生した。

また、カラーパッチを印字した後、搬送盤で予備加熱せずに室温で搬送し、カラーパッチに重なるように後処理液１を吐出した比較例４、記録用紙に後処理液１を先に吐出し、乾燥させた後処理液１の上に顔料インクを吐出してカラーパッチを形成した比較例５では、いずれも耐摩擦性の評価においてＦＤが０．０２以上であり、カラーパッチの擦れによる色移りが発生した。

本発明１〜４および比較例１〜５の結果から、画像が印字された記録媒体を水溶性ポリマーの下限臨界溶解温度以上に予備加熱し、水溶性ポリマーを含有する後処理液を吐出することで、印字画像の耐摩擦性が向上することが確認された。また、下限臨界溶解温度が３０℃〜８０℃の水溶性ポリマーを用いることで、インクジェットヘッドを用いて後処理液を吐出する場合の吐出安定性にも優れることが確認された。

本発明は、記録媒体にインクを吐出するインクジェット記録装置および画像記録方法に利用可能である。本発明の利用により、インクジェット方式により記録された画像を簡易な方法で保護することができるインクジェット記録装置および画像記録方法を提供することができる。

８ 第１ベルト搬送部（搬送部）
９ 記録部
１１ａ〜１１ｄ ラインヘッド
１２ 第２ベルト搬送部（搬送部）
１７ａ〜１７ｃ 記録ヘッド
１８ 吐出ノズル
２０ 後処理液吐出ヘッド（塗布部）
２１ 予備加熱部
１００ インクジェット記録装置
Ｓ 用紙（記録媒体）

Claims (11)

1. 記録媒体を搬送する搬送部と、
   前記搬送部により搬送される前記記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドを有する記録部と、
   前記記録部により画像が記録された前記記録媒体を予備加熱する予備加熱部と、
   前記加熱部により予備加熱された前記記録媒体に、水溶性ポリマーと、水溶性有機溶媒と、水とを含有する後処理液を塗布する塗布部と、
   を備え、
   前記予備加熱部は、前記水溶性ポリマーの下限臨界溶解温度以上の温度で前記記録媒体を予備加熱することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記水溶性ポリマーの下限臨界溶解温度が３０℃以上８０℃以下である前記後処理液を用いることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記水溶性ポリマーが、Ｎ−アルキル又はＮ−アルキレン置換（メタ）アクリルアミドであることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記水溶性ポリマーが、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルメタクリルアミド、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−エチル−Ｎ−エチルメタクリルアミド、Ｎ−アセチルアクリルアミド、Ｎ−アセチルメタクリルアミドから選択される少なくとも１種以上であることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記塗布部における前記後処理液の塗布量が６ｇ／ｍ²以上１３ｇ／ｍ²以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
6. 前記塗布部は、インクジェット方式により前記後処理液を吐出する後処理液吐出ヘッドであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
7. 水性インクを吐出して記録媒体に画像を形成する画像形成工程と、
   前記画像形成工程により画像が形成された前記記録媒体を予備加熱する予備加熱工程と、
   前記予備加熱工程により加熱された前記記録媒体の少なくとも画像領域に、水溶性ポリマーと、水溶性有機溶媒と、水とを含有する後処理液を塗布する塗布工程と、
   を含み、
   前記予備加熱工程において、前記水溶性ポリマーの下限臨界溶解温度以上の温度で前記記録媒体を予備加熱することを特徴とする画像記録方法。
8. 前記水溶性ポリマーの下限臨界溶解温度が３０℃以上８０℃以下であることを特徴とする請求項７に記載の画像記録方法。
9. 前記水溶性ポリマーが、Ｎ−アルキル又はＮ−アルキレン置換（メタ）アクリルアミドであることを特徴とする請求項８に記載の画像記録方法。
10. 前記水溶性ポリマーが、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルメタクリルアミド、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−エチル−Ｎ−エチルメタクリルアミド、Ｎ−アセチルアクリルアミド、Ｎ−アセチルメタクリルアミドから選択される少なくとも１種以上であることを特徴とする請求項９に記載の画像記録方法。
11. 前記塗布工程における前記後処理液の塗布量が６ｇ／ｍ²以上１３ｇ／ｍ²以下であることを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の画像記録方法。

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