JP4114227B2 - インクジェット用液体組成物、画像形成用インクセット及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録方法によって文字、図形等の画像を形成するのに用いることができるインクジェット用液体組成物、画像形成用インクセット及び画像形成方法に関し、更に詳しくは、印字性能が優れたインクジェット用液体組成物、画像形成用インクセット及び画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方法は、水などの溶媒に色剤を溶解または分散させたインクを小液滴として飛翔させ、被記録材に付着させることにより記録を行う記録方法である。インクジェット記録方法は被記録材と非接触であるために、静粛性に優れ、多様な記録材へ記録することができる。
【０００３】
しかしながら、被記録材としてインクジェットの専用紙を使用せず、例えば、コピー用紙やレポート用紙のような一般に普通紙と称される紙を使用した場合には、例えば、ドット形状が不均一になるフェザリングと称される現象や、異なる色が境界部で混色するブリーディングと称される現象が生じ易く、文字や画像の品位が著しく劣化するという問題、画像濃度が低いという問題、更には、記録した画像に水がかかると画像が流れ易いという問題があった。従って、高品位の記録を行うためには専用紙を使用せざるを得ないというのが現状であった。
【０００４】
以上の問題を解決する方法として、特開平４−３７２６７０号公報には、インクのｐＨと被記録材表面のｐＨとの差を２より大きくし、水溶性染料とピロリドン類を含有するインクを使用する記録方法が提案されているが、該記録方法では、インクに合わせて被記録材を選択しなければならないという問題がある。また、特開平６−１７２６９２号公報、特開平４−２１１４７４号公報、特開平４−２１１４７５号公報、特開平４−２１１４７６号公報には、特定の多価アルコールを添加したインクが提案がされているが、該インクを用いた場合、普通紙上でのフェザリング及びブリーディングについては改善が見られるものの、耐水性については目立った改善を得ることができなかった。さらに、特開平４−３３２７７７号公報には、ポリアルキレンポリアミン化合物を含有するインクが提案されているが、該インクは耐水性についての改善はみられたが、インクの安定性が悪くなるという問題があった。また、特開昭６３−２９９９７０号公報には、多価金属塩を含有する無色または淡色の液体を付着した後に、酸性基を有する染料を含有するインクを付着させるインクジェット記録方法が提案されているが、該インクジェット記録方法によれば、耐水性の向上は得られるが、染料自体の析出によって画像形成が行われるため、異なる色の境界部のブリーディングの改良効果が不十分であり、また、析出する染料が不均一に分布し易く濃度ムラを起こしやすいという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明者が鋭意研究した結果、色材を含有するインクとアニオン性金属酸化物コロイドを含有する液体組成物とを用いて被記録材上に画像形成するインクジェット記録方法において、インク、アニオン性金属酸化物コロイドを含有する液体組成物及びこれらの混合液の粘度を特定のものとすることにより、被記録材として普通紙を用いた場合においても、フェザリング及びブリーディングが飛躍的に改善され、さらに、耐水性についても飛躍的に改善されることを見出した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、普通紙を用いた場合においても、耐水性に優れた高品位の画像が得られ、かつ、高画像濃度が得られるインクジェット用液体組成物、画像形成用インクセット及び画像形成方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記の目的は
（１）色材を含むインクの粘度をＡ（ｃＰ）、アニオン性金属酸化物コロイドを含む実質的に無色の液体組成物の粘度をＢ（ｃＰ）、色材を含むインクとアニオン性金属酸化物コロイドを含む実質的に無色の液体組成物を同量混合したときの混合物の粘度をＣ（ｃＰ）としたときに、Ａ、Ｂ及びＣが、
｜Ａ−Ｂ｜≦５、１＜Ａ＜１０ 、１＜Ｂ＜１０、Ｃ／Ａ＞５
の関係を満たしていることを特徴とする色材を含むインク及びアニオン性金属酸化物コロイドを含み実質的に無色の液体組成物を含む画像形成用インクセット。
（２）色材を含むインクの粘度をＡ（ｃＰ）、アニオン性金属酸化物コロイドを含む実質的に無色の液体組成物の粘度をＢ（ｃＰ）、色材を含むインクとアニオン性金属酸化物コロイドを含む実質的に無色の液体組成物を同量混合したときの混合物の粘度をＣ（ｃＰ）としたときに、Ａ、Ｂ及びＣが、
｜Ａ−Ｂ｜≦５、１＜Ａ＜１０ 、１＜Ｂ＜１０、Ｃ／Ａ＞５
の関係を満たしていることを特徴とする色材を含むインク及びアニオン性金属酸化物コロイドを含み実質的に無色の液体組成物をそれぞれ別々に吐出した後に混ぜ合せ、被記録材上に画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
により達成される。
【０００８】
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００９】
第２発明の画像形成用インクセットはインクジェット用インクセットであることが、また、第３発明の画像形成方法はインクジェット用画像形成方法であることが、本発明の効果をより顕著に得ることができるので好ましい。
【００１０】
先ず、本発明のアニオン性金属酸化物コロイドを含む実質的に無色の液体組成物（以下、単に「液体組成物」ということもある。）について説明する。
【００１１】
アニオン性金属酸化物コロイドとは、アニオン性を付与された金属酸化物コロイドをいう。本発明において用いられるアニオン性金属酸化物コロイドとしては、例えば、シリカゾル、チタニアゾル、ジルコニアゾル、酸化バナジウムゾル等を挙げることができるが、本発明ではシリカゾルが特に好ましく用いられる。
【００１２】
用いるアニオン性金属酸化物コロイドの平均粒径は５００ｎｍ以下が好ましく、更に好ましくは１００ｎｍ以下であり。特に好ましくは５０ｎｍ以下である。
【００１３】
本発明の液体組成物において、アニオン性金属酸化物コロイドは、固形分濃度として０．５〜５０重量％含有されるのが好ましく、本発明の効果をよりよく発揮させるためには、固形分濃度を１〜３０重量％とすることが好ましい。
【００１４】
本発明の液体組成物を調整するにあたって、固形のアニオン性金属酸化物コロイドを用いることもできるが、分散媒体中に分散された状態で得られたアニオン性金属酸化物コロイドを用いることが好ましい。この時の分散媒体としては、通常、水が用いられるが、水の他に、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、ジメチルアセトアミド等の有機溶剤を用いてもよい。
【００１５】
本発明の液体組成物には、１種類のアニオン性金属酸化物コロイドを用いてもよく、また、２種類以上のアニオン性金属酸化物コロイドを用いてもよい。また、液体組成物は、上記のアニオン性金属酸化物コロイド分散物単独からなることもでき、また、さらに、水、水溶性有機溶剤を添加してもよい。
【００１６】
添加することができる水溶性有機溶剤としては、例えば、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、プロピレングリコール、ヘキサントリオール、チオジグリコール等のアルキレングリコール類、エチレングリコールメチルエーテル、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ブチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール等の１価アルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、トリエタノールアミン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、グリセリン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルスルホキシド等を挙げることができる。
【００１７】
本発明の液体組成物には、必要に応じて、界面活性剤を添加することも可能である。
【００１８】
これら界面活性剤としては、例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第４級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤を用いることができる。これら界面活性剤の中で特に好ましい活性剤は、アニオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤である。
【００１９】
本発明の液体組成物には、この他、必要に応じて、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、酸化防止剤等の各種添加剤を添加してもよい。
【００２０】
本発明において、粘度とは、特に断りのない限り温度２５度で測定された粘度を意味する。
【００２１】
本発明において、画像形成用インクセット及び画像形成方法における液体組成物の粘度は１ｃＰより大きく、１０ｃＰ未満とされるが、２ｃＰ以上、８ｃＰ以下であることがより好ましい。
【００２２】
本発明の液体組成物は実質的に無色である。ここで実質的に無色とは、液体組成物で画像を形成したとき、目視による画像としての認識が困難である程度であることをいう。
【００２３】
次に、本発明の色材を含むインク（以下、単に「インク」ということもある。）について説明する。
【００２４】
色材としては、例えば、直接染料、酸性染料、反応性染料、塩基性染料等の染料及び顔料等を用いることができる。これら色材は単独で用いてもよくまた２種以上を組み合わせて用いることができる。色材としては、塩基性染料を用いることが特に好ましい。
【００２５】
インクには、上記色材と共に溶剤が用いられる。これら溶剤としては、いずれの溶媒を用いることもできるが、水、水溶性有機溶剤を用いることが好ましい。用いることができる水溶性有機溶剤としては、例えば、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、プロピレングリコール、ヘキサントリオール、チオジグリコール等のアルキレングリコール類、エチレングリコールメチルエーテル、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ブチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール等の１価アルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、トリエタノールアミン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、グリセリン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
【００２６】
水溶性有機溶剤はインク全重量の５〜６０重量％用いることが好ましく、更に好ましくは、１０〜４０重量％である。
【００２７】
本発明のインクは、多価金属イオン及び／または多価金属塩類を含有することができる。用いることができる多価金属イオンとしては、アルミニウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ホウ素イオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン等が挙げられる。また、用いることができる多価金属塩類としては、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、ホウ酸ナトリウム、硫酸バリウム等が挙げられる。
【００２８】
また、本発明のインクには、必要に応じて、ｐＨ調整剤を含有させることができる。これらｐＨ調整剤としては、例えば、塩、無機及び有機の酸、無機及び有機の塩基が用いられる。また、メンツェル緩衝液、マッキルベイン緩衝液、ミハエリス緩衝液等のｐＨバッファーも用いることができる。
【００２９】
また、本発明のインクには、必要に応じて、カチオン性物質を含有させてもよい。本発明のインクに用いることができるカチオン性物質としては、１級、２級及び３級アミン塩型化合物、第４級アンモニウム塩型化合物、ピリジニウム塩型化合物、アルキルアミンのエチレンオキシド付加物等を挙げることができる。
【００３０】
本発明のインクはこの他に界面活性剤、粘度調整剤、防腐剤、酸化防止剤、分散剤等を必要に応じて含有することができる。
【００３１】
本発明の画像形成用インクセット及び画像形成方法におけるインクの粘度は１ｃＰより大きく、１０ｃＰ未満とされるが、２ｃＰ以上、８ｃＰ以下であることがより好ましい。
【００３２】
本発明のインクと液体組成物とを用いて被記録材上に画像を記録する場合、本発明の液体組成物を被記録材に付着する方法としては、例えば、アプリケーター、ワイヤーバー、ディップ等の方法を用いて塗布または含浸させる方法、スプレー噴霧方式、インクジェット方式を用いることができるが、被記録材に付着させる液体組成物の付着位置及び付着量が制御し易いインクジェット方式を用いた場合、本発明の効果をよりよく発揮することができるので、インクジェット方式を用いることが好ましい。
【００３３】
インクと液体組成物を混合する場所は、インクと液体組成物がインクジェットヘッドから出た後であれば特に制限はなく、液滴として空中を飛翔中でも被記録材上でもよい。しかしながら、被記録材上で混合させる方法のほうが液滴の着弾位置を制御しやすく、本発明の効果をより発揮することができるので好ましい。
【００３４】
インクと液体組成物を被記録材に付着する順序としては、特に制限はなく、インクと液体組成物を同時に付着させても、また、液体組成物をインクを付着する前あるいは後に付着させてもよいが、画像記録にインクジェット方式を用いる場合には、液体組成物をインクを付着する前あるいは後に付着させることが、液体組成物用吐出ノズルが少なくとも１本あれば足りるので好ましい。
【００３５】
また、インクと液体組成物の付着順序は、液体組成物の付着に先立ってインクを付着させるよりも、液体組成物を付着させてからインクを付着させた方が高い画像濃度を得ることができるので好ましい。
【００３６】
インクジェット記録方法としては、オンデマンド方式またはコンティニュアス方式のいずれの方式を用いてもよいが、オンデマンド方式を用いることがより好ましい。
【００３７】
画像を形成するためには、少なくとも１種のインクを用いるが、必要に応じて、２種以上のインクを用いることもできる。２種以上のインクを用いる場合は、その内の少なくとも１種は本発明のインクセットが用いられるが、使用するインク全てが本発明のインクセットである態様が特に好ましい。
【００３８】
本発明のインクジェット記録方法に用いる被記録材としては、一般に普通紙と称されるＰＰＣ用紙等を用いることができる。また、これら普通紙ばかりでなく、インクジェット専用紙、インクジェット専用の光沢フィルム、光沢紙、コート紙及び透明フィルムを使用してもよい。
【００３９】
【実施例】
以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００４０】
実施例１〜７、比較例１〜３
《液体組成物１〜４の調製》
以下の処方で液体組成物１〜４を調製した。液体組成物１〜４は、調合撹拌した後、０．８μｍメンブランフィルターにて加圧濾過した。
【００４１】
（液体組成物１）
スノーテックス−２０（日産化学（株）製） ４０部
グリセリン １５部
ジエチレングリコールモノメチルエーテル １０部
ニューポールＰＥ−６２（三洋化成（株）製） ０．１５部
イオン交換水 ２０部
【００４２】
（液体組成物２）
カタロイドＳ−２０Ｌ（触媒化成工業（株）製） ７０部
エチレングリコール ２０部
ジエチレングリコール １０部
イソプロピルアルコール ３部
サーフィノールＳＥ （日信化学（株）製） ０．１部
イオン交換水 ５部
【００４３】
（液体組成物３）
スノーテックス−２０ （日産化学（株）製） ４０部
２−メチル−２，４−ペンタンジオール ４０部
エマルゲン９１１（花王（株）製） ０．１部
イオン交換水 １０部
【００４４】
（液体組成物４）
ジエチレングリコール １８部
トリエチレングリコールモノブチルエーテル ９部
サーフィノール４６５（日信化学（株）製） ０．１部
イオン交換水 ６３部
【００４５】
《インク１−Ｋ〜３−Ｋの調製》
以下の処方でインク１−Ｋ〜３−Ｋを調製した。インク１−Ｋ〜３−Ｋは、調合撹拌し、塩酸水溶液及び水酸化ナトリウム水溶液を用いて所定のｐＨに調整した後、０．４５μｍメンブランフィルターにて加圧濾過した。
【００４６】
（インク１−Ｋ）
Special Black SP（バイエル（株）製） １８部
ジエチレングリコール ２３部
トリエチレングリコールモノブチルエーテル １１部
エマルゲン９１０（花王（株）製） ０．１部
イオン交換水 ６０部
ｐＨ＝６
【００４７】
（インク２−Ｋ）
C.I.Food Black ２ ４部
エチレングリコール ３０部
ポリエチレングリコール（分子量６００） ５部
サーフィノール４６５（三洋化成（株）製） ０．１部
塩化カルシウム ０．５部
イオン交換水 ６０部
ｐＨ＝１０
【００４８】
（インク３−Ｋ）
C.I.Basic Black ８ ５部
ジエチレングリコール １５部
グリセリン １０部
テトラエチレングリコール ３部
エマルゲン９１１（花王（株）製） ０．１部
イオン交換水 ６７部
ｐＨ＝８
【００４９】
［粘度の測定］
〔液体組成物及びインクの粘度〕
液体組成物及びインクを２５度に調温し、振動式粘度計ビスコメイ卜ＶＭ−１Ａ−Ｌ（山一電機（株）製）を使用して測定した。
〔液体組成物とインクの混合物の粘度〕
予め２５度に調温した液体組成物及びインクを１：１の割合で混合した後、再度２５度に調温し、振動式粘度計ビスコメイ卜ＶＭ−１Ａ−Ｌ（山一電機（株）製）を使用して測定した。
【００５０】
《インクジェット記録》
ピエゾ方式のインクジェットヘッド（吐出液滴体積１５ｐｌ）を使用し、表１に示した液体組成物及びインクを使用し、表１に示した吐出順序及び吐出間隔で液体組成物及びインクを吐出して被記録材上に記録を行った。記録密度は６００ｄｐｉとした。また、被記録材には普通紙であるコニカ（株）製ＰＰＣ用紙（ＮＲ−ＡＷ）を使用した。
【００５１】
使用した液体組成物、インクを、液体組成物、インク、液体組成物とインクの混合物の粘度（混合時粘度）、インクの粘度（Ａ）に対する液体組成物とインクの混合物の粘度（Ｃ）の比（Ｃ／Ａ）と共に表１に示した。
【００５２】
［記録画像の評価］
１．文字品位
黒色の文字を記録し、フェザリングの程度を目視で観察し、下記の評価基準で評価した。
（評価基準）
◎；殆どフェザリングが見られない
○；フェザリングがやや目立つが実用上は問題ない
×；フエザリングに実用上問題がある
【００５３】
２．画像濃度
黒色ベタ画像部の濃度を、反射濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８（日本平板機材（株）製）にて測定し、下記の評価基準で評価した。
（評価基準）
◎；反射濃度が１．３以上のもの
○；反射濃度が１．２以上、１．３未満のもの
×；反射濃度が１．２未満のもの
【００５４】
３．耐水性
黒色の文字を印字し、２３度、５０％ＲＨの環境に１時間放置した後に、水温２５度の水中に１分間浸漬した。その後、水中から取り出し、自然乾燥後に目視で観察し、下記の評価基準で評価した。
（評価基準）
◎；文字のにじみや濃度の低下が殆ど見られないもの
○；文字のにじみや濃度の低下が見られるが実用上問題ないもの
×；文字のにじみや濃度の低下に実用上問題があるもの
得られた結果を表１に示した。
【００５５】
【表１】
【００５６】
実施例８〜ｌ０、比較例４、５
《インク１−Ｙ，１−Ｍ，１−Ｃの調製》
インク１−ＫのSpecial Black SP（バイエル（株）製）を以下に替えた以外はインク１−Ｋと同様にしてインク１−Ｙ、１−Ｍ、１−Ｃを調製した。
【００５７】
インク１−Ｙ；C.I.Direct Yellow ８６ ２部
インク１−Ｍ；C.I.Direct Red ２２７ ３部
インク１−Ｃ；C.I.Direct Blue １９９ ２部
《インク２−Ｙ、２−Ｍ、２−Ｃの調製》
インク２−ＫのC.I.Food Black ２を以下に替えた以外はインク２−Ｋと同様にしてインク２−Ｙ、２−Ｍ、２−Ｃを調製した。
【００５８】
インク２−Ｙ；C.I.Acid Yellow ２３ ２部
インク２−Ｍ；C.I.Reactive Red ２３ ２部
インク２−Ｃ；C.I.Acid B1ue ９ ２部
《インク３−Ｙ、３−Ｍ、３−Ｃの調製》
インク３−ＫのC.I.Basic Black ８を以下に替えた以外はインク３−Ｋと同様にしてインク３−Ｙ、３−Ｍ、３−Ｃを調製した。
【００５９】
インク３−Ｙ；C.I.Basic Yellow ２ ２部
インク３−Ｍ；C.I.Basic Red ２ ２部
インク３−Ｃ；C.I.Basic Blue ９ ２部
［粘度の測定］
〔インクの粘度及び液体組成物とインクの混合物の粘度（混合時粘度）〕
前記実施例に記載の方法で測定した。
【００６０】
《インクジェット記録》
ピエゾ方式のインクジェットヘッド（吐出液滴体積１５ｐｌ）を使用し、表３に示した液体組成物及びインクを吐出して被記録材上に記録を行った。液体組成物を使用する場合には、液体組成物を先に吐出し、液体組成物の吐出と各色インク吐出の間隔時間は最大でも１秒以下になるようにした。記録密度は６００ｄｐｉとした。また、被記録材には普通紙であるコニカ（株）製ＰＰＣ用紙（ＮＲ−ＡＷ）を使用した。
【００６１】
使用した液体組成物、インクを、液体組成物、インク、液体組成物とインクの混合物の粘度（混合時粘度）、インクの粘度（Ａ）に対する液体組成物とインクの混合物の粘度（Ｃ）の比（Ｃ／Ａ）と共に表２に示した。
【００６２】
［記録画像の評価］
前記実施例と同様にして、文字品位、画像濃度の評価をした。また、下記により、ブリーディング、耐水性の評価を行った。
１．ブリーディング
イエロー地の上に黒色の文字を記録し、色境界部でのブリーディングの程度を目視で観察し、下記の評価基準で評価した。
（評価基準）
◎；ブリーディングが殆ど見られない
○；ブリーディングがやや見られるが実用上問題がない
×；ブリーディングに実用上問題がある
２．耐水性
【００６３】
イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の文字を印字し、２３度、５０％ＲＨの環境に１時間放置した後に、水温２５度の水中に１分間浸漬した。その後、水中から取り出し、自然乾燥後に目視で観察し、下記の評価基準で評価した。なお、評価は各印字サンプルで最も劣る色について行った。
（評価基準）
◎；文字のにじみや濃度の低下が殆ど見られないもの
○；文字のにじみや濃度の低下が見られるが実用上問題ないもの
×；文字のにじみや濃度の低下に実用上問題があるもの
得られた結果を、使用した液体組成物、インクと共に表３に示した。
【００６４】
【表２】
【００６５】
【表３】
【００６６】
また、液体組成物として、ジルコニアゾル、チタニアゾル及び酸化バナジウムゾルをそれぞれ含有する液体組成物を使用して、実施例１〜１０と同様にして評価を行ったところ、ジルコニアゾル、チタニアゾル及び酸化バナジウムゾルを用いた場合にもシリカゾルと同様に、普通紙記録においても、高品位の文字や画像が得られ、耐水性に優れ、高い濃度の画像が得られた。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、普通紙を用いた場合においても、耐水性に優れ、画像品位が高く、かつ、高画像濃度が得られ、ブリーディングにおいても優れた画像を得ることができる。
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録方法によって文字、図形等の画像を形成するのに用いることができるインクジェット用液体組成物、画像形成用インクセット及び画像形成方法に関し、更に詳しくは、印字性能が優れたインクジェット用液体組成物、画像形成用インクセット及び画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方法は、水などの溶媒に色剤を溶解または分散させたインクを小液滴として飛翔させ、被記録材に付着させることにより記録を行う記録方法である。インクジェット記録方法は被記録材と非接触であるために、静粛性に優れ、多様な記録材へ記録することができる。
【０００３】
しかしながら、被記録材としてインクジェットの専用紙を使用せず、例えば、コピー用紙やレポート用紙のような一般に普通紙と称される紙を使用した場合には、例えば、ドット形状が不均一になるフェザリングと称される現象や、異なる色が境界部で混色するブリーディングと称される現象が生じ易く、文字や画像の品位が著しく劣化するという問題、画像濃度が低いという問題、更には、記録した画像に水がかかると画像が流れ易いという問題があった。従って、高品位の記録を行うためには専用紙を使用せざるを得ないというのが現状であった。
【０００４】
以上の問題を解決する方法として、特開平４−３７２６７０号公報には、インクのｐＨと被記録材表面のｐＨとの差を２より大きくし、水溶性染料とピロリドン類を含有するインクを使用する記録方法が提案されているが、該記録方法では、インクに合わせて被記録材を選択しなければならないという問題がある。また、特開平６−１７２６９２号公報、特開平４−２１１４７４号公報、特開平４−２１１４７５号公報、特開平４−２１１４７６号公報には、特定の多価アルコールを添加したインクが提案がされているが、該インクを用いた場合、普通紙上でのフェザリング及びブリーディングについては改善が見られるものの、耐水性については目立った改善を得ることができなかった。さらに、特開平４−３３２７７７号公報には、ポリアルキレンポリアミン化合物を含有するインクが提案されているが、該インクは耐水性についての改善はみられたが、インクの安定性が悪くなるという問題があった。また、特開昭６３−２９９９７０号公報には、多価金属塩を含有する無色または淡色の液体を付着した後に、酸性基を有する染料を含有するインクを付着させるインクジェット記録方法が提案されているが、該インクジェット記録方法によれば、耐水性の向上は得られるが、染料自体の析出によって画像形成が行われるため、異なる色の境界部のブリーディングの改良効果が不十分であり、また、析出する染料が不均一に分布し易く濃度ムラを起こしやすいという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明者が鋭意研究した結果、色材を含有するインクとアニオン性金属酸化物コロイドを含有する液体組成物とを用いて被記録材上に画像形成するインクジェット記録方法において、インク、アニオン性金属酸化物コロイドを含有する液体組成物及びこれらの混合液の粘度を特定のものとすることにより、被記録材として普通紙を用いた場合においても、フェザリング及びブリーディングが飛躍的に改善され、さらに、耐水性についても飛躍的に改善されることを見出した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、普通紙を用いた場合においても、耐水性に優れた高品位の画像が得られ、かつ、高画像濃度が得られるインクジェット用液体組成物、画像形成用インクセット及び画像形成方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記の目的は
（１）色材を含むインクの粘度をＡ（ｃＰ）、アニオン性金属酸化物コロイドを含む実質的に無色の液体組成物の粘度をＢ（ｃＰ）、色材を含むインクとアニオン性金属酸化物コロイドを含む実質的に無色の液体組成物を同量混合したときの混合物の粘度をＣ（ｃＰ）としたときに、Ａ、Ｂ及びＣが、
｜Ａ−Ｂ｜≦５、１＜Ａ＜１０ 、１＜Ｂ＜１０、Ｃ／Ａ＞５
の関係を満たしていることを特徴とする色材を含むインク及びアニオン性金属酸化物コロイドを含み実質的に無色の液体組成物を含む画像形成用インクセット。
（２）色材を含むインクの粘度をＡ（ｃＰ）、アニオン性金属酸化物コロイドを含む実質的に無色の液体組成物の粘度をＢ（ｃＰ）、色材を含むインクとアニオン性金属酸化物コロイドを含む実質的に無色の液体組成物を同量混合したときの混合物の粘度をＣ（ｃＰ）としたときに、Ａ、Ｂ及びＣが、
｜Ａ−Ｂ｜≦５、１＜Ａ＜１０ 、１＜Ｂ＜１０、Ｃ／Ａ＞５
の関係を満たしていることを特徴とする色材を含むインク及びアニオン性金属酸化物コロイドを含み実質的に無色の液体組成物をそれぞれ別々に吐出した後に混ぜ合せ、被記録材上に画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
により達成される。
【０００８】
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００９】
第２発明の画像形成用インクセットはインクジェット用インクセットであることが、また、第３発明の画像形成方法はインクジェット用画像形成方法であることが、本発明の効果をより顕著に得ることができるので好ましい。
【００１０】
先ず、本発明のアニオン性金属酸化物コロイドを含む実質的に無色の液体組成物（以下、単に「液体組成物」ということもある。）について説明する。
【００１１】
アニオン性金属酸化物コロイドとは、アニオン性を付与された金属酸化物コロイドをいう。本発明において用いられるアニオン性金属酸化物コロイドとしては、例えば、シリカゾル、チタニアゾル、ジルコニアゾル、酸化バナジウムゾル等を挙げることができるが、本発明ではシリカゾルが特に好ましく用いられる。
【００１２】
用いるアニオン性金属酸化物コロイドの平均粒径は５００ｎｍ以下が好ましく、更に好ましくは１００ｎｍ以下であり。特に好ましくは５０ｎｍ以下である。
【００１３】
本発明の液体組成物において、アニオン性金属酸化物コロイドは、固形分濃度として０．５〜５０重量％含有されるのが好ましく、本発明の効果をよりよく発揮させるためには、固形分濃度を１〜３０重量％とすることが好ましい。
【００１４】
本発明の液体組成物を調整するにあたって、固形のアニオン性金属酸化物コロイドを用いることもできるが、分散媒体中に分散された状態で得られたアニオン性金属酸化物コロイドを用いることが好ましい。この時の分散媒体としては、通常、水が用いられるが、水の他に、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、ジメチルアセトアミド等の有機溶剤を用いてもよい。
【００１５】
本発明の液体組成物には、１種類のアニオン性金属酸化物コロイドを用いてもよく、また、２種類以上のアニオン性金属酸化物コロイドを用いてもよい。また、液体組成物は、上記のアニオン性金属酸化物コロイド分散物単独からなることもでき、また、さらに、水、水溶性有機溶剤を添加してもよい。
【００１６】
添加することができる水溶性有機溶剤としては、例えば、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、プロピレングリコール、ヘキサントリオール、チオジグリコール等のアルキレングリコール類、エチレングリコールメチルエーテル、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ブチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール等の１価アルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、トリエタノールアミン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、グリセリン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルスルホキシド等を挙げることができる。
【００１７】
本発明の液体組成物には、必要に応じて、界面活性剤を添加することも可能である。
【００１８】
これら界面活性剤としては、例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第４級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤を用いることができる。これら界面活性剤の中で特に好ましい活性剤は、アニオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤である。
【００１９】
本発明の液体組成物には、この他、必要に応じて、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、酸化防止剤等の各種添加剤を添加してもよい。
【００２０】
本発明において、粘度とは、特に断りのない限り温度２５度で測定された粘度を意味する。
【００２１】
本発明において、画像形成用インクセット及び画像形成方法における液体組成物の粘度は１ｃＰより大きく、１０ｃＰ未満とされるが、２ｃＰ以上、８ｃＰ以下であることがより好ましい。
【００２２】
本発明の液体組成物は実質的に無色である。ここで実質的に無色とは、液体組成物で画像を形成したとき、目視による画像としての認識が困難である程度であることをいう。
【００２３】
次に、本発明の色材を含むインク（以下、単に「インク」ということもある。）について説明する。
【００２４】
色材としては、例えば、直接染料、酸性染料、反応性染料、塩基性染料等の染料及び顔料等を用いることができる。これら色材は単独で用いてもよくまた２種以上を組み合わせて用いることができる。色材としては、塩基性染料を用いることが特に好ましい。
【００２５】
インクには、上記色材と共に溶剤が用いられる。これら溶剤としては、いずれの溶媒を用いることもできるが、水、水溶性有機溶剤を用いることが好ましい。用いることができる水溶性有機溶剤としては、例えば、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、プロピレングリコール、ヘキサントリオール、チオジグリコール等のアルキレングリコール類、エチレングリコールメチルエーテル、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ブチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール等の１価アルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、トリエタノールアミン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、グリセリン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
【００２６】
水溶性有機溶剤はインク全重量の５〜６０重量％用いることが好ましく、更に好ましくは、１０〜４０重量％である。
【００２７】
本発明のインクは、多価金属イオン及び／または多価金属塩類を含有することができる。用いることができる多価金属イオンとしては、アルミニウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ホウ素イオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン等が挙げられる。また、用いることができる多価金属塩類としては、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、ホウ酸ナトリウム、硫酸バリウム等が挙げられる。
【００２８】
また、本発明のインクには、必要に応じて、ｐＨ調整剤を含有させることができる。これらｐＨ調整剤としては、例えば、塩、無機及び有機の酸、無機及び有機の塩基が用いられる。また、メンツェル緩衝液、マッキルベイン緩衝液、ミハエリス緩衝液等のｐＨバッファーも用いることができる。
【００２９】
また、本発明のインクには、必要に応じて、カチオン性物質を含有させてもよい。本発明のインクに用いることができるカチオン性物質としては、１級、２級及び３級アミン塩型化合物、第４級アンモニウム塩型化合物、ピリジニウム塩型化合物、アルキルアミンのエチレンオキシド付加物等を挙げることができる。
【００３０】
本発明のインクはこの他に界面活性剤、粘度調整剤、防腐剤、酸化防止剤、分散剤等を必要に応じて含有することができる。
【００３１】
本発明の画像形成用インクセット及び画像形成方法におけるインクの粘度は１ｃＰより大きく、１０ｃＰ未満とされるが、２ｃＰ以上、８ｃＰ以下であることがより好ましい。
【００３２】
本発明のインクと液体組成物とを用いて被記録材上に画像を記録する場合、本発明の液体組成物を被記録材に付着する方法としては、例えば、アプリケーター、ワイヤーバー、ディップ等の方法を用いて塗布または含浸させる方法、スプレー噴霧方式、インクジェット方式を用いることができるが、被記録材に付着させる液体組成物の付着位置及び付着量が制御し易いインクジェット方式を用いた場合、本発明の効果をよりよく発揮することができるので、インクジェット方式を用いることが好ましい。
【００３３】
インクと液体組成物を混合する場所は、インクと液体組成物がインクジェットヘッドから出た後であれば特に制限はなく、液滴として空中を飛翔中でも被記録材上でもよい。しかしながら、被記録材上で混合させる方法のほうが液滴の着弾位置を制御しやすく、本発明の効果をより発揮することができるので好ましい。
【００３４】
インクと液体組成物を被記録材に付着する順序としては、特に制限はなく、インクと液体組成物を同時に付着させても、また、液体組成物をインクを付着する前あるいは後に付着させてもよいが、画像記録にインクジェット方式を用いる場合には、液体組成物をインクを付着する前あるいは後に付着させることが、液体組成物用吐出ノズルが少なくとも１本あれば足りるので好ましい。
【００３５】
また、インクと液体組成物の付着順序は、液体組成物の付着に先立ってインクを付着させるよりも、液体組成物を付着させてからインクを付着させた方が高い画像濃度を得ることができるので好ましい。
【００３６】
インクジェット記録方法としては、オンデマンド方式またはコンティニュアス方式のいずれの方式を用いてもよいが、オンデマンド方式を用いることがより好ましい。
【００３７】
画像を形成するためには、少なくとも１種のインクを用いるが、必要に応じて、２種以上のインクを用いることもできる。２種以上のインクを用いる場合は、その内の少なくとも１種は本発明のインクセットが用いられるが、使用するインク全てが本発明のインクセットである態様が特に好ましい。
【００３８】
本発明のインクジェット記録方法に用いる被記録材としては、一般に普通紙と称されるＰＰＣ用紙等を用いることができる。また、これら普通紙ばかりでなく、インクジェット専用紙、インクジェット専用の光沢フィルム、光沢紙、コート紙及び透明フィルムを使用してもよい。
【００３９】
【実施例】
以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００４０】
実施例１〜７、比較例１〜３
《液体組成物１〜４の調製》
以下の処方で液体組成物１〜４を調製した。液体組成物１〜４は、調合撹拌した後、０．８μｍメンブランフィルターにて加圧濾過した。
【００４１】
（液体組成物１）
スノーテックス−２０（日産化学（株）製） ４０部
グリセリン １５部
ジエチレングリコールモノメチルエーテル １０部
ニューポールＰＥ−６２（三洋化成（株）製） ０．１５部
イオン交換水 ２０部
【００４２】
（液体組成物２）
カタロイドＳ−２０Ｌ（触媒化成工業（株）製） ７０部
エチレングリコール ２０部
ジエチレングリコール １０部
イソプロピルアルコール ３部
サーフィノールＳＥ （日信化学（株）製） ０．１部
イオン交換水 ５部
【００４３】
（液体組成物３）
スノーテックス−２０ （日産化学（株）製） ４０部
２−メチル−２，４−ペンタンジオール ４０部
エマルゲン９１１（花王（株）製） ０．１部
イオン交換水 １０部
【００４４】
（液体組成物４）
ジエチレングリコール １８部
トリエチレングリコールモノブチルエーテル ９部
サーフィノール４６５（日信化学（株）製） ０．１部
イオン交換水 ６３部
【００４５】
《インク１−Ｋ〜３−Ｋの調製》
以下の処方でインク１−Ｋ〜３−Ｋを調製した。インク１−Ｋ〜３−Ｋは、調合撹拌し、塩酸水溶液及び水酸化ナトリウム水溶液を用いて所定のｐＨに調整した後、０．４５μｍメンブランフィルターにて加圧濾過した。
【００４６】
（インク１−Ｋ）
Special Black SP（バイエル（株）製） １８部
ジエチレングリコール ２３部
トリエチレングリコールモノブチルエーテル １１部
エマルゲン９１０（花王（株）製） ０．１部
イオン交換水 ６０部
ｐＨ＝６
【００４７】
（インク２−Ｋ）
C.I.Food Black ２ ４部
エチレングリコール ３０部
ポリエチレングリコール（分子量６００） ５部
サーフィノール４６５（三洋化成（株）製） ０．１部
塩化カルシウム ０．５部
イオン交換水 ６０部
ｐＨ＝１０
【００４８】
（インク３−Ｋ）
C.I.Basic Black ８ ５部
ジエチレングリコール １５部
グリセリン １０部
テトラエチレングリコール ３部
エマルゲン９１１（花王（株）製） ０．１部
イオン交換水 ６７部
ｐＨ＝８
【００４９】
［粘度の測定］
〔液体組成物及びインクの粘度〕
液体組成物及びインクを２５度に調温し、振動式粘度計ビスコメイ卜ＶＭ−１Ａ−Ｌ（山一電機（株）製）を使用して測定した。
〔液体組成物とインクの混合物の粘度〕
予め２５度に調温した液体組成物及びインクを１：１の割合で混合した後、再度２５度に調温し、振動式粘度計ビスコメイ卜ＶＭ−１Ａ−Ｌ（山一電機（株）製）を使用して測定した。
【００５０】
《インクジェット記録》
ピエゾ方式のインクジェットヘッド（吐出液滴体積１５ｐｌ）を使用し、表１に示した液体組成物及びインクを使用し、表１に示した吐出順序及び吐出間隔で液体組成物及びインクを吐出して被記録材上に記録を行った。記録密度は６００ｄｐｉとした。また、被記録材には普通紙であるコニカ（株）製ＰＰＣ用紙（ＮＲ−ＡＷ）を使用した。
【００５１】
使用した液体組成物、インクを、液体組成物、インク、液体組成物とインクの混合物の粘度（混合時粘度）、インクの粘度（Ａ）に対する液体組成物とインクの混合物の粘度（Ｃ）の比（Ｃ／Ａ）と共に表１に示した。
【００５２】
［記録画像の評価］
１．文字品位
黒色の文字を記録し、フェザリングの程度を目視で観察し、下記の評価基準で評価した。
（評価基準）
◎；殆どフェザリングが見られない
○；フェザリングがやや目立つが実用上は問題ない
×；フエザリングに実用上問題がある
【００５３】
２．画像濃度
黒色ベタ画像部の濃度を、反射濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８（日本平板機材（株）製）にて測定し、下記の評価基準で評価した。
（評価基準）
◎；反射濃度が１．３以上のもの
○；反射濃度が１．２以上、１．３未満のもの
×；反射濃度が１．２未満のもの
【００５４】
３．耐水性
黒色の文字を印字し、２３度、５０％ＲＨの環境に１時間放置した後に、水温２５度の水中に１分間浸漬した。その後、水中から取り出し、自然乾燥後に目視で観察し、下記の評価基準で評価した。
（評価基準）
◎；文字のにじみや濃度の低下が殆ど見られないもの
○；文字のにじみや濃度の低下が見られるが実用上問題ないもの
×；文字のにじみや濃度の低下に実用上問題があるもの
得られた結果を表１に示した。
【００５５】
【表１】
実施例８〜ｌ０、比較例４、５
《インク１−Ｙ，１−Ｍ，１−Ｃの調製》
インク１−ＫのSpecial Black SP（バイエル（株）製）を以下に替えた以外はインク１−Ｋと同様にしてインク１−Ｙ、１−Ｍ、１−Ｃを調製した。
【００５７】
インク１−Ｙ；C.I.Direct Yellow ８６ ２部
インク１−Ｍ；C.I.Direct Red ２２７ ３部
インク１−Ｃ；C.I.Direct Blue １９９ ２部
《インク２−Ｙ、２−Ｍ、２−Ｃの調製》
インク２−ＫのC.I.Food Black ２を以下に替えた以外はインク２−Ｋと同様にしてインク２−Ｙ、２−Ｍ、２−Ｃを調製した。
【００５８】
インク２−Ｙ；C.I.Acid Yellow ２３ ２部
インク２−Ｍ；C.I.Reactive Red ２３ ２部
インク２−Ｃ；C.I.Acid B1ue ９ ２部
《インク３−Ｙ、３−Ｍ、３−Ｃの調製》
インク３−ＫのC.I.Basic Black ８を以下に替えた以外はインク３−Ｋと同様にしてインク３−Ｙ、３−Ｍ、３−Ｃを調製した。
【００５９】
インク３−Ｙ；C.I.Basic Yellow ２ ２部
インク３−Ｍ；C.I.Basic Red ２ ２部
インク３−Ｃ；C.I.Basic Blue ９ ２部
［粘度の測定］
〔インクの粘度及び液体組成物とインクの混合物の粘度（混合時粘度）〕
前記実施例に記載の方法で測定した。
【００６０】
《インクジェット記録》
ピエゾ方式のインクジェットヘッド（吐出液滴体積１５ｐｌ）を使用し、表３に示した液体組成物及びインクを吐出して被記録材上に記録を行った。液体組成物を使用する場合には、液体組成物を先に吐出し、液体組成物の吐出と各色インク吐出の間隔時間は最大でも１秒以下になるようにした。記録密度は６００ｄｐｉとした。また、被記録材には普通紙であるコニカ（株）製ＰＰＣ用紙（ＮＲ−ＡＷ）を使用した。
【００６１】
使用した液体組成物、インクを、液体組成物、インク、液体組成物とインクの混合物の粘度（混合時粘度）、インクの粘度（Ａ）に対する液体組成物とインクの混合物の粘度（Ｃ）の比（Ｃ／Ａ）と共に表２に示した。
【００６２】
［記録画像の評価］
前記実施例と同様にして、文字品位、画像濃度の評価をした。また、下記により、ブリーディング、耐水性の評価を行った。
１．ブリーディング
イエロー地の上に黒色の文字を記録し、色境界部でのブリーディングの程度を目視で観察し、下記の評価基準で評価した。
（評価基準）
◎；ブリーディングが殆ど見られない
○；ブリーディングがやや見られるが実用上問題がない
×；ブリーディングに実用上問題がある
２．耐水性
【００６３】
イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の文字を印字し、２３度、５０％ＲＨの環境に１時間放置した後に、水温２５度の水中に１分間浸漬した。その後、水中から取り出し、自然乾燥後に目視で観察し、下記の評価基準で評価した。なお、評価は各印字サンプルで最も劣る色について行った。
（評価基準）
◎；文字のにじみや濃度の低下が殆ど見られないもの
○；文字のにじみや濃度の低下が見られるが実用上問題ないもの
×；文字のにじみや濃度の低下に実用上問題があるもの
得られた結果を、使用した液体組成物、インクと共に表３に示した。
【００６４】
【表２】
【表３】
また、液体組成物として、ジルコニアゾル、チタニアゾル及び酸化バナジウムゾルをそれぞれ含有する液体組成物を使用して、実施例１〜１０と同様にして評価を行ったところ、ジルコニアゾル、チタニアゾル及び酸化バナジウムゾルを用いた場合にもシリカゾルと同様に、普通紙記録においても、高品位の文字や画像が得られ、耐水性に優れ、高い濃度の画像が得られた。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、普通紙を用いた場合においても、耐水性に優れ、画像品位が高く、かつ、高画像濃度が得られ、ブリーディングにおいても優れた画像を得ることができる。
Claims (2)
- 色材を含むインクの粘度をＡ（ｃＰ）、アニオン性金属酸化物コロイドを含む実質的に無色の液体組成物の粘度をＢ（ｃＰ）、色材を含むインクとアニオン性金属酸化物コロイドを含む実質的に無色の液体組成物を同量混合したときの混合物の粘度をＣ（ｃＰ）としたときに、Ａ、Ｂ及びＣが、
｜Ａ−Ｂ｜≦５、１＜Ａ＜１０ 、１＜Ｂ＜１０、Ｃ／Ａ＞５
の関係を満たしていることを特徴とする色材を含むインク及びアニオン性金属酸化物コロイドを含み実質的に無色の液体組成物を含む画像形成用インクセット。 - 色材を含むインクの粘度をＡ（ｃＰ）、アニオン性金属酸化物コロイドを含む実質的に無色の液体組成物の粘度をＢ（ｃＰ）、色材を含むインクとアニオン性金属酸化物コロイドを含む実質的に無色の液体組成物を同量混合したときの混合物の粘度をＣ（ｃＰ）としたときに、Ａ、Ｂ及びＣが、
｜Ａ−Ｂ｜≦５、１＜Ａ＜１０ 、１＜Ｂ＜１０、Ｃ／Ａ＞５
の関係を満たしていることを特徴とする色材を含むインク及びアニオン性金属酸化物コロイドを含み実質的に無色の液体組成物をそれぞれ別々に吐出した後に混ぜ合せ、被記録材上に画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
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