JP5106199B2 - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、色材および樹脂粒子を溶媒中に含有するインクと色材凝集用の処理液とを用いて媒体上に画像を形成する画像形成方法および画像形成装置に関する。
インクジェット記録方式は、インクジェットヘッドに形成される複数のノズルからインク液滴を記録媒体に向かって吐出することにより記録を行う方式であり、記録動作時の騒音が低く、ランニングコストが安く、高解像、高品質な画像記録が可能である。インクの吐出方式には、圧電素子の変位を利用した圧電方式や、発熱素子で生じる熱エネルギーを利用したサーマル方式などがある。
インクジェット記録方式において、記録媒体上で隣接するインク液滴（インクドット）同士が重なるように連続して打滴が行われると、これらのインク液滴同士がその表面張力によって合一し、所望のドットが形成できなくなるブリード（着弾干渉）の問題がある。同一色のドット同士の場合は、ドット形状が崩れてしまい、異なる色間のドット同士の場合は、更に混色の問題も加えて発生する。特に、ラインヘッドを用いてシングルパス方式で記録が行われる場合には、隣接するインク液滴間の着弾時間差が短いため、着弾干渉が発生しやすく、先鋭な画像を形成することが難しい。
これに対し、いわゆる処理液をインク液に先立って記録媒体に付与し、インクと反応させることで高画質化を図る技術が一般的に知られている。色材として顔料粒子を用いる場合、処理液は顔料粒子のクーロン反発力を中和して粒子を凝集させてインク液を増粘させる機能を持つ。これにより、打滴ドット間の干渉が抑えられ、濃度ムラなく先鋭な画像を記録することができる。
また、形成される画像に適切な光沢を付与したり、記録媒体との密着性を付与したりするために、インクに熱可塑性樹脂粒子（ポリマー微粒子）を添加する技術が知られている。熱可塑性樹脂粒子を添加する場合、適切な粒径および分散剤を選択することで、凝集速度を向上させることが可能となり、鮮鋭な画像を記録するためにも有利である。
また、このような高速印刷方式においては描画されたインクの乾燥が必要であり、その乾燥が不十分だと、記録媒体の排出時にインク移りやブロッキング（記録媒体の貼り付き）が発生して問題となる。また、特に水系インクを用いる場合は、乾燥不足によって記録媒体にカールが発生することも大きな問題である。これに対し、インクを記録媒体に付与した後に加熱乾燥を行うことで、これらの問題を解消する技術が知られている。
特許文献１には、インク液を打滴して３秒以内に加熱乾燥を行うことが開示されている。これにより、カール防止、印字濃度の向上を図る。
特許文献２には、インクを定着させる定着剤を記録媒体に付与し、下塗り液を加熱乾燥し、インクを付与し、定着剤を記録媒体に付与し、インク層を加熱乾燥することが開示されている。
特許文献３には、中間転写型のインクジェット記録装置であって、中間転写媒体に熱可塑性樹脂を含むインクを付与し、インクを樹脂の軟化点以上に加熱し、インクを記録媒体に転写させることが開示されている。
特開２００７−１６０８３９号公報 特開２００３−０４８３１７号公報 特許第３１７７９８５号公報
しかしながら、凝集用の処理液を記録媒体に付与し、熱可塑性樹脂粒子を含むインクを記録媒体に打滴し、記録媒体上に形成されたインク膜の加熱乾燥を行った場合、加熱乾燥の影響で記録媒体上の熱可塑性樹脂粒子同士が融着することに因り、画像が収縮して変形する問題が発生することが明らかになった。
図１０（Ａ）はインク膜を常温で乾燥して形成された良好な画像を示す。図１０（Ｂ）はインク膜を加熱して変形が生じた画像を示す。本例の画像は白抜き文字画像であり、文字周辺のインク膜が収縮することにより文字が太って見える画像変形が生じた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、色材および樹脂粒子を含有するインクと色材凝集用の処理液とを用いて媒体上に画像を形成する際に、加熱乾燥に因る画像の収縮変形を防止して、高画質な画像を形成することができる画像形成方法および画像形成装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、色材および熱可塑性の樹脂粒子を溶媒中に含有するインクと、前記色材を凝集させる成分を含有する処理液とを用いて、媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、前記媒体上に前記処理液を付与する処理液付与工程と、前記処理液が付与された前記媒体上に、前記インクを打滴するインク打滴工程と、前記インク打滴工程によって前記媒体上に形成されたインク膜の溶媒含有率（インク膜中の単位面積あたりの溶媒の体積／インク膜中の単位面積あたりの固形分の体積）をα、前記樹脂粒子の最低造膜温度をＭＦＴ、前記インク膜の膜面温度をＴとしたとき、αが２．０を超えている状態から２．０以下に低下するまで、Ｔ＜ＭＦＴ＋２０度の状態で前記インク膜を加熱乾燥するインク膜乾燥工程と、を含み、前記インク膜乾燥工程において、前記溶媒含有率αが２．０以下になった後、前記インク膜の加熱乾燥終了時までに、前記膜面温度Ｔを前記ＭＦＴ以上にして加熱乾燥を行うことを特徴とする画像形成方法を提供する。請求項２に記載の発明は、色材および熱可塑性の樹脂粒子を溶媒中に含有するインクと、前記色材を凝集させる成分を含有する処理液とを用いて、媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、前記媒体上に前記処理液を付与する処理液付与工程と、前記処理液が付与された前記媒体上に、前記インクを打滴するインク打滴工程と、前記インク打滴工程によって前記媒体上に形成されたインク膜の溶媒含有率（インク膜中の単位面積あたりの溶媒の体積／インク膜中の単位面積あたりの固形分の体積）をα、前記樹脂粒子の最低造膜温度をＭＦＴ、前記インク膜の膜面温度をＴとしたとき、αが２．０を超えている状態から２．０以下に低下するまで、Ｔ＜ＭＦＴ＋２０度の状態で前記インク膜を加熱乾燥するインク膜乾燥工程と、を含み、前記インク膜乾燥工程において、前記溶媒含有率αが２．０以下になった後、前記膜面温度Ｔを上昇させる加熱乾燥を行うことを特徴とする画像形成方法を提供する。請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記インク膜乾燥工程において、前記溶媒含有率αが２．０以下になった後、前記膜面温度Ｔを上昇させる加熱乾燥を行う。
本明細書では、溶媒含有率αは、インク膜の単位面積あたりの溶媒の体積とインク膜の単位面積あたりの固形分の体積との比で定義した。ここで、単位面積とは、インク膜と媒体との接触面における単位面積である。すなわち、接触面上の溶媒と固形分との体積比が溶媒含有率αである。この溶媒含有率αは、インク膜の単位体積あたりの溶媒の体積とインク膜の単位体積あたりの固形分の体積との比で求めても同じであり、本発明は、このような場合を包含する。また、溶媒含有率αにおいて、溶媒とは、インク打滴工程までに媒体上に残存した処理液の溶媒を含んでいる。
請求項１〜３に記載の発明によれば、媒体上のインク膜の溶媒含有率αが２．０を超えている状態から２．０以下に低下するまで、媒体上のインク膜をＴ＜ＭＦＴ＋２０度の状態で加熱乾燥するので、熱可塑性の樹脂粒子の融着にともなうインク膜の水平方向の収縮を抑制することで画像の収縮変形を防止して、高画質な画像を形成することができる。また、請求項１、３に記載の発明によれば、熱可塑性樹脂が造膜することでインク膜表面が平滑になるので高画質の画像を形成することができる。また、請求項２、３に記載の発明によれば、画像変形の回避と画像光沢の獲得の両立が可能になるとともに、インク膜の乾燥時間を短縮することができるので、高画質の画像を高速で形成することができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の発明において、前記処理液付与工程を行った後、前記インク打滴工程を行う前に、前記処理液付与工程によって形成された前記媒体上の処理液膜を加熱乾燥する処理液膜乾燥工程を含むことを特徴とする画像形成方法を提供する。
この発明によれば、媒体上のインク膜における色材の浮遊および移動に因る画像変形を防止して、さらに高画質な画像を形成することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発明において、前記インク膜乾燥工程が行われた後、前記媒体上の前記インク膜を、加熱された部材で前記媒体に加圧して定着させる定着工程を更に含むことを特徴とする画像形成方法を提供する。
この発明によれば、加熱加圧によりインク膜表面が平滑になるので、さらに高画質の画像を形成することができる。
請求項６に記載の発明は、色材および熱可塑性の樹脂粒子を溶媒中に含有するインクと、前記色材を凝集させる成分を含有する処理液とを用いて、媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、前記媒体上に前記処理液を付与する処理液付与手段と、前記処理液が付与された前記媒体上に、前記インクを打滴するインク打滴手段と、前記インク打滴手段によって前記媒体上に形成されたインク膜の溶媒含有率（インク膜中の単位面積当たりの溶媒の体積／インク膜中の単位面積あたりの固形分の体積）をα、前記樹脂粒子の最低造膜温度をＭＦＴ、前記インク膜の膜面温度をＴとしたとき、αが２．０を超えている状態から２．０以下に低下するまで、Ｔ＜ＭＦＴ＋２０度の状態で前記インク膜を加熱乾燥するインク膜乾燥手段と、を備え、前記インク膜乾燥手段は、前記溶媒含有率αが２．０以下になった後、前記インク膜の加熱乾燥終了時までに、前記膜面温度Ｔを前記ＭＦＴ以上にして加熱乾燥を行うことを特徴とする画像形成装置を提供する。請求項７に記載の発明は、色材および熱可塑性の樹脂粒子を溶媒中に含有するインクと、前記色材を凝集させる成分を含有する処理液とを用いて、媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、前記媒体上に前記処理液を付与する処理液付与手段と、前記処理液が付与された前記媒体上に、前記インクを打滴するインク打滴手段と、前記インク打滴手段によって前記媒体上に形成されたインク膜の溶媒含有率（インク膜中の単位面積当たりの溶媒の体積／インク膜中の単位面積あたりの固形分の体積）をα、前記樹脂粒子の最低造膜温度をＭＦＴ、前記インク膜の膜面温度をＴとしたとき、αが２．０を超えている状態から２．０以下に低下するまで、Ｔ＜ＭＦＴ＋２０度の状態で前記インク膜を加熱乾燥するインク膜乾燥手段と、を備え、前記インク膜乾燥手段は、前記溶媒含有率αが２．０以下になった後、前記膜面温度Ｔを上昇させる加熱乾燥を行うことを特徴とする画像形成装置を提供する。請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記インク膜乾燥手段は、前記溶媒含有率αが２．０以下になった後、前記膜面温度Ｔを上昇させる加熱乾燥を行う。
本発明によれば、色材および樹脂粒子を含有するインクと色材凝集用の処理液とを用いて媒体上に画像を形成する際に、加熱乾燥に因る画像の収縮変形を防止して、高画質な画像を形成することができる。
以下、添付図面に従って、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明に係る画像形成方法の基本的なプロセスを説明するための画像形成装置の一例を示す。
図１において、本例の画像形成装置１０は、記録媒体Ｐ（以下「基材」ともいう）を搬送する搬送手段１１と、基材Ｐに処理液を付与する処理液付与手段１２と、処理液付与によって基材Ｐに形成された処理液膜を加熱乾燥する処理液乾燥手段１３と、基材Ｐにインクを打滴するインク打滴手段１４と、インク打滴によって基材Ｐに形成されたインク膜を加熱乾燥するインク乾燥手段１５と、基材Ｐ上のインク膜を加熱加圧して基材Ｐに定着させる熱圧定着手段１７を含んで構成されている。
インクは、色材および熱可塑性樹脂粒子を溶媒中に含有する。処理液は、インクの色材を凝集させる成分を含有する。本発明で使用可能なインクおよび処理液の具体例については、後に説明する。
基材Ｐは、搬送手段１１により、矢印Ｓで示す搬送方向に沿って図中の左側から右側に向って搬送される。
搬送手段１１によって処理液付与手段１２と対向する位置に搬送された基材Ｐは、処理液付与手段１２によって処理液が付与される。第１に、多数のノズルを有する液体吐出ヘッドを用いて基材Ｐに処理液を打滴する態様がある。例えば、基材Ｐの全面に凡そ５ｇ／ｍ２の供給量で処理液が供給される。乾燥時間の短縮および加熱エネルギーの低減のためには、基材Ｐに画像を描く様に処理液を打滴することが、好ましい。第２に、ローラを用いて基材Ｐに処理液を塗設する態様がある。ローラ塗布の場合には、前述の打滴の場合よりも、薄層にして処理液を付与できる。この場合も乾燥時間の短縮および加熱エネルギーの低減が可能となる。
処理液付与によって基材Ｐ上に形成された処理液膜は、処理液乾燥手段１３によって、加熱乾燥される。本例の処理液乾燥手段１３は、加熱された空気（熱風）を基材Ｐに吹き付ける熱風乾燥器２１（ブロア）と、電気エネルギーを熱エネルギーに変換して基材Ｐを加熱する電熱器３１（ヒータ）によって構成されている。処理液乾燥手段１３によって基材Ｐ上の処理液膜の溶媒含有率が減少し、基材Ｐ上には固体状または半固溶状の処理液膜が形成される。処理液の溶媒が除去されることにより、後述のインク付与時に色材と基材Ｐとの密着性が強くなるので、特に良好な画像を形成することができる。
処理液膜が形成された基材Ｐは、インク打滴手段１４によってインクが打滴される。本例では、所望の画像信号に応じて、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インク、ブラック（Ｋ）インクの順に、それぞれインク打滴ヘッド１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋから打滴される。例えば、インク吐出体積は２ｐｌであり、記録密度は主走査方向（基材Ｐの幅方向）及び副走査方向（基材Ｐの搬送方向）ともに１２００ｄｐｉである。
インク打滴によって基材Ｐ上に形成されたインク膜は、インク乾燥手段１５によって、加熱乾燥される。本例のインク乾燥手段１５は、熱風乾燥器２２（ブロア）と電熱器３２（ヒータ）によって構成されている。インク乾燥手段１５によって基材Ｐ上のインク膜の溶媒含有率が減少し、基材Ｐ上には固体状または半固溶状のインク膜が形成される。
インク乾燥手段１５は、インク打滴前に基材Ｐ上に処理液の溶媒が残存していた場合、インクの溶媒とともに処理液の溶媒を併せて低減又は除去することは勿論である。
インク膜の加熱乾燥後に、熱圧定着手段１７を用いて、画像としての基材Ｐ上のインク膜を加熱しながら加圧することにより基材Ｐに定着させる加熱加圧定着（以下では「熱圧定着」という）を行う。熱圧定着手段１７は、温度調整可能な加熱ローラを含んで構成されている。この加熱ローラの温度を熱可塑性樹脂粒子のガラス転移点温度よりも高く設定することで、インク膜の表面を平滑にして、良好な画像光沢を得ることができる。
なお、処理液乾燥手段１３およびインク乾燥手段１５として、それぞれ熱風乾燥器２１、２２および電熱器３１、３２の両方を設けた場合を例に説明したが、熱風乾燥器および電熱器の一方のみを設けてもよい。
また、処理液乾燥手段１３および熱圧定着手段１７は、オプションであり、省略可能である。
次に、インク乾燥手段１５でのインクの加熱乾燥方法について、説明する。
乾燥時間を短くする観点からは、できる限り高温で基材Ｐ上のインク膜を加熱することが好ましいが、高画質の画像を形成する観点から、本発明では、インク膜の膜面温度Ｔを熱可塑性樹脂粒子の最低造膜温度（ＭＦＴ：Minimum film forming temperature）に応じた温度範囲内に設定して、基材Ｐ上のインク膜を加熱する。
インク膜の加熱に因る画像変形は、熱可塑性樹脂粒子の最低造膜温度ＭＦＴと密接な関係があり、発明者らの詳細な実験により、画像変形の発生条件に関して以下のことが判明した。
（１）インク膜の膜面温度Ｔ（加熱温度）がＭＦＴ＋２０℃以下の条件では発生せず、ＭＦＴ＋２０℃よりも高い温度にしてインク膜を加熱することで強く発生する。
（２）インク膜から溶媒が抜けた状態（例えば常温で乾燥させた状態）でＭＦＴ＋２０℃よりも高い温度に加熱することでは画像の収縮は発生せず、インク膜が溶媒を多く含んだ状態でＭＦＴ＋２０℃よりも高い温度に加熱すると発生する。インク膜の溶媒含有率αを、インク膜中の溶媒の体積／固形分の体積で定義すると、αが２．０を超えている場合では発生し、αが２．０以下では顕著な画像の収縮の発生は見られない。
（３）凝集用の処理液を付与しない場合は発生せず、凝集用の処理液を付与した場合に発生する。
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、インク膜５４の溶媒含有率αが２．０を超えている状態（溶媒過多状態）で、インク膜５４の膜面温度ＴをＭＦＴ＋２０℃よりも高くして加熱した場合を示す模式図である。図２（Ａ）に示すように、インク打滴により、媒体Ｐ上には色材粒子５１（顔料粒子）および熱可塑性の樹脂粒子５２が溶媒５３中に分散したインク膜５４が形成される。溶媒過多の状態でインク膜５４の膜面温度ＴをＭＦＴ＋２０℃よりも高くしてインク膜５４を加熱することにより、図２（Ｂ）に示すように、樹脂粒子５２の融着が生じる。これに因り、図２（Ｃ）に示すように、画像としての固形分５５の水平方向の収縮を引き起こす。
図３（Ａ）〜（Ｃ）は、インク膜５４の溶媒含有率αが２．０以下の状態（脱溶媒状態）で、インク膜５４の膜面温度ＴをＭＦＴ＋２０℃よりも高くしてインク膜５４を加熱した場合を示す模式図である。図３（Ａ）に示すような状態でインク膜５４の膜面温度ＴをＭＦＴ＋２０℃よりも高くしてインク膜５４を加熱した場合にも、図３（Ｂ）に示すように、樹脂粒子５２の融着が生じる。しかし、この場合には、溶媒５３が少ないので、図３（Ｃ）に示すように、画像としての固形分５５の水平方向の収縮はほとんど発生しない。
これらの実験事実から、加熱による画像変形は、樹脂粒子５２が融着することによる収縮が原因であると推察される。また、溶媒５３が抜けた状態では、樹脂粒子５２が層を形成して色材粒子５１は自由度を失い、水平方向の収縮が発生しないと推察される。また、凝集用の処理液により粒子間のクーロン反発力が失われているため、収縮が発生しやすい状態が生まれていることが推察される。実験結果の詳細については、後に詳説する。
図１の画像形成装置１０では、基材Ｐ上でのインク膜の溶媒含有率（インク膜中の単位面積当たりの溶媒の体積／インク膜中の単位面積あたりの固形分の体積）をα、熱可塑性樹脂粒子の最低造膜温度（Minimum film forming temperature）をＭＦＴ、基材Ｐ上でのインク膜の膜面温度をＴとしたとき、溶媒含有率αが２．０を超えている状態から２．０以下に低下するまで、Ｔ＜ＭＦＴ＋２０度の状態でインク膜を加熱乾燥する。ここで、Ｔは室温以上である。また、「単位面積」とは、インク膜と基材Ｐとの接触面における単位面積である。
また、インク膜の溶媒含有率αが２．０以下になった後、インク膜の加熱乾燥終了時までに、インク膜の膜面温度Ｔを熱可塑性樹脂粒子のＭＦＴ以上にして、インク膜の加熱乾燥を行う。熱可塑性樹脂が造膜することでインク膜表面が平滑になるので、さらに高画質の画像を形成することができる。
また、インク膜の溶媒含有率αが２．０以下になった後、インク膜の膜面温度Ｔをさらに上昇させることが、好ましい。画像変形の回避と画像光沢の獲得の両立が可能になるとともに、インク膜の乾燥時間を短縮することができるので、高画質の画像を高速で形成することができる。
図１の画像形成装置１０では、搬送手段１１として、搬送ローラ４１、４２に巻きかけられた搬送ベルトを用いた場合を例に示したが、搬送手段は、搬送ベルトに特に限定されない。温調可能な回転体（圧胴）で搬送する例を後に説明する。
また、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋのインクを打滴する場合を例に示したが、これら以外のインクを用いてもよいし、特定のインク（例えばＫインク）の打滴を省略してもよいし、一色のインク（例えばＫインク）のみを打滴する構成としてもよい。
また、図４に示すように、２段のインク乾燥手段１５、１６を設けてもよい。本例では、インク乾燥手段１５、１６は、それぞれ、熱風乾燥機２２、２３およびヒータ３２、３３を含んで構成されている。例えば、搬送方向Ｓにおいてインク打滴手段１４に続く前段のインク乾燥手段１５では、インク膜の膜面温度ＴをＴ＜ＭＦＴ＋２０度の範囲内にしてインク膜の加熱を行い、後段のインク乾燥手段１６では、インク膜の膜面温度ＴをＴ≧ＭＦＴ＋２０度の範囲内で上昇させてインク膜の加熱乾燥を行う。
図５は、図４に示す画像形成装置１０の制御系を示すブロック図である。図５において、制御部２００は、画像形成装置１０の全体を統括して制御する。制御部２００は、所定のプログラムに従い各種の処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１と、前記プログラムなどを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）２０２と、ＣＰＵ２０１によって実行される各種の処理に用いられるデータなどを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access memory）２０３を含んで、構成されている。入力操作部２０４は、所定の指令あるいはデータの入力などに用いるキーボードを含んで構成されている。表示部２０５は、画像形成装置１０の入力、設定状態など、各種の表示を行う液晶表示装置を含んで構成されている。
制御部２００には、媒体Ｐの位置を検出するためのセンサなどを含む検出部２０６が接続されている。また、制御部２００には、ホストコンピュータ２９０との間で通信を行う通信インターフェース２０９が接続されている。通信インターフェース２０９は、ホストコンピュータ２９０から、媒体Ｐに形成する画像パターンを示す画像データが入力される。さらに、制御部２００には、搬送手段１１と、処理液付与手段１２と、処理液乾燥手段１３と、インク打滴手段１４と、インク乾燥手段１５および１６と、熱圧定着手段１７と、給液手段１８とが、それぞれの駆動回路２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８を介して接続されている。給液手段１８は、不図示の処理液タンクから処理液付与手段１２まで処理液を供給する。また、給液手段１８は、不図示のインクタンクからインク打滴手段１４までインクを供給する。
本例では、制御部２００により、処理液乾燥手段１３のブロア２１およびヒータ３１を制御して、基材Ｐ上の処理液膜に膜面温度を適正値に設定する。また、制御部２００により、インク乾燥手段１５、１６のブロア２２、２３およびヒータ３２、３３を制御して、基材Ｐ上のインク膜の膜面温度を適正値に設定する。
処理液膜およびインク膜の膜面温度を適正値に設定するには、これらの膜面温度を適正値に設定するための設計値（ブロア２１、２２、２３、ヒータ３１、３２、３３の位置関係、駆動手順、駆動値など）が求められており、制御部２００は予め決められた駆動手順および駆動値をＲＯＭ２０２などから読み出して、処理液膜およびインク膜の加熱乾燥制御を行うようになっている。ホストコンピュータ２９０からの指示を通信インターフェース２０９で受信（入力）して、その指示に従い加熱乾燥制御を行ってもよい。
また、検出部２０６にインク膜の膜面温度を検出する温度測定器（温度計）を設けておき、測定した膜面温度に基づいて、インク乾燥手段１５、１６を駆動することにより、膜面温度を適正値に設定するフィードバック制御を行ってもよい。
［インク］
本発明で用いられるインクは、溶媒に溶解しない溶媒不溶性材料として、色材（着色剤）である顔料、および、熱可塑性樹脂粒子を、溶媒中に分散させた状態で含有する。熱可塑性樹脂粒子はガラス転移温度まで加熱することによって軟らかくなり成形可能となる樹脂（熱可塑性樹脂）を含んだポリマー微粒子である。熱可塑性樹脂粒子を以下では「ポリマー微粒子」と記載することもある。
また、本明細書では、熱可塑性樹脂粒子が分散している液体を「樹脂エマルジョン」ということもある。「樹脂エマルジョン」には、熱可塑性樹脂粒子が固体粒子として存在する液体（懸濁液）も含まれる。
本発明におけるインクは、まず、熱可塑性樹脂粒子を含む樹脂エマルジョンを作製し、次に、樹脂エマルジョンを溶媒および色材と混合することにより、容易に作製できる。もっとも、熱可塑性樹脂粒子を直接的に溶媒および色材と混合してインクを作製してもよいことは、勿論である。
溶媒不溶性材料の濃度は、吐出に適切な粘度２０ｍＰａ・ｓ以下を考慮して１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下であることが好ましい。より好ましくは画像の光学濃度を得るために４ｗｔ％以上の顔料濃度である。
インクの表面張力は、吐出安定性を考慮して２０ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍであることが好ましい。
インクに使用される色材は、顔料あるいは染料と顔料とを混合して用いることができる。処理液との接触時における凝集性の観点から、インク中で分散状態にある顔料の方がより効果的に凝集するため好ましい。顔料の中でも、分散剤により分散されている顔料、自己分散顔料、樹脂により顔料表面を被覆された顔料（マイクロカプセル顔料）、及び高分子グラフト顔料が特に好ましい。また、顔料凝集性の観点から、解離度の小さいカルボキシル基によって修飾されている形態がより好ましい。
マイクロカプセル顔料の樹脂は、限定されるものではないが、水に対して自己分散能又は溶解能を有し、かつアニオン性基（酸性）を有する高分子の化合物であるのが好ましい。この樹脂は、通常、数平均分子量が１，０００〜１００，０００範囲程度のものが好ましく、３、０００〜５０、０００範囲程度のものが特に好ましい。また、この樹脂は有機溶剤に溶解して溶液となるものが好ましい。樹脂の数平均分子量がこの範囲であることにより、顔料における被覆膜として、又はインク組成物における塗膜としての機能を十分に発揮することができる。
前記樹脂は、自己分散能あるいは溶解するものであっても、又はその機能が何らかの手段によって付加されたものであってもよい。例えば、有機アミンやアルカリ金属を用いて中和することにより、カルボキシル基、スルホン酸基、またはホスホン酸基等のアニオン性基を導入されてなる樹脂であってもよい。また、同種または異種の一又は二以上のアニオン性基が導入された樹脂であってもよい。本発明にあっては、塩基をもって中和されて、カルボキシル基が導入された樹脂が好ましくは用いられる。
本発明に用いる顔料としては、特に限定はされないが、具体例としては、オレンジまたはイエロー用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５等が挙げられる。レッドまたはマゼンタ用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２２等が挙げられる。
グリーンまたはシアン用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７等が挙げられる。
また、ブラック用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７等が挙げられる。
本発明におけるインクには、処理液と反応する成分として、色材を含まないポリマー微粒子を添加する。ポリマー微粒子は、処理液との反応によりインクの色材の凝集作用を有し、画像品位を向上させることができる。特に、アニオン性のポリマー微粒子をインクに含有せしめることにより、安全性の高いインクが得られる。
凝集作用を有するポリマー微粒子をインクに用いることにより、画像の品位を高めることができると同時に、ポリマー微粒子の種類によっては、ポリマー微粒子が記録媒体で皮膜を形成し、画像の耐擦性、耐水性をも向上させる効果を有する。
ポリマー微粒子は、乳化剤を用いてポリマー微粒子を分散させたものであっても、また、乳化剤を用いないで分散させたものであってもよい。乳化剤としては、通常、低分子量の界面活性剤が用いられているが、高分子量の界面活性剤を乳化剤として用いることもできる。外殻がアクリル酸、メタクリル酸などにより構成されたカプセル型のポリマー微粒子（粒子の中心部と外縁部で組成を異にしたコア・シェルタイプのポリマー微粒子）を用いることも好ましい。
分散手法として、低分子量の界面活性剤を用いていないポリマー微粒子は、高分子量の界面活性剤を用いたポリマー微粒子、乳化剤を使用しないポリマー微粒子を含めてソープフリーラテックスと呼ばれている。例えば上記に記述した、スルホン酸基、カルボン酸基等の水に可溶な基を有するポリマー（可溶化基がグラフト結合しているポリマー、可溶化基を持つ単量体と不溶性の部分を持つ単量体とから得られるブロックポリマー）を乳化剤として用いたポリマー微粒子もこれに含まれる。
本発明では、特にこのソープフリーラテックスを用いることが好ましく、ソープフリーラテックスは従来の乳化剤を用いて重合したポリマー微粒子にくらべ、乳化剤がポリマー微粒子の反応凝集や造膜を阻害したり、遊離した乳化剤がポリマー微粒子の造膜後に表面に移動し、顔料とポリマー微粒子の混合した凝集体と記録媒体との接着性を低下させる懸念がない。
インクにポリマー微粒子として添加する樹脂成分としては、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂などが挙げられる。
ポリマー微粒子への高速凝集性付与の観点から、解離度の小さいカルボン酸基を有するものがより好ましい。カルボン酸基はｐＨ変化によって影響を受けやすいので、分散状態が変化しやすく、凝集性が高い。
ポリマー微粒子のｐＨ変化に対する分散状態の変化は、アクリル酸エステルなどのカルボン酸基を有する、ポリマー微粒子中の構成成分の含有割合によって調整することができ、分散剤として用いるアニオン性の界面活性剤によっても調整可能である。
ポリマー微粒子の樹脂成分は、親水性部分と疎水性部分とを併せ持つ重合体であるのが好ましい。疎水性部分を有することで、ポリマー微粒子の内側に疎水部分が配向し、外側に親水部分が効率よく外側に配向され、液体のｐＨ変化に対する分散状態の変化がより大きくなる効果があり、凝集がより効率よく行われる。
市販のポリマー微粒子の例としては、ジョンクリル５３７、７６４０（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、ジョンソンポリマー株式会社製）、マイクロジェルＥ−１００２、Ｅ−５００２（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ペイント株式会社製）、ボンコート４００１（アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製）、ボンコート５４５４（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製）、ＳＡＥ−１０１４（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ゼオン株式会社製）、ジュリマーＥＴ−４１０、ＦＣ−３０（アクリル系樹脂エマルジョン、日本純薬株式会社製）、アロンＨＤ−５、Ａ−１０４（アクリル系樹脂エマルジョン、東亞合成株式会社製）、サイビノールＳＫ−２００（アクリル系樹脂エマルジョン、サイデン化学株式会社製）、ザイクセンＬ（アクリル系樹脂エマルジョン、住友精化株式会社製）などが挙げられるが、これに限定するものではない。
顔料に対するポリマー微粒子添加量の重量比率は２：１から１：１０が好ましい、より好ましくは１：１から１：３である。顔料に対するポリマー微粒子添加量の重量比率は２：１より少ないと、樹脂の融着による凝集体の凝集力が効果的に向上しない。また、添加量が１：１０より多くてもインクの粘度が高くなりすぎ、吐出性などが悪化する。
インクに添加するポリマー微粒子の分子量は融着したときの付着力を鑑みて、５，０００以上が好ましい。５，０００未満だと、凝集したときのインク凝集体の内部凝集力向上や記録媒体に画像の定着性に効果が不足し、また画質改善効果が不足する。
ポリマー微粒子の体積平均粒子径は、１０ｎｍ〜１μｍの範囲が好ましく、１０〜５００ｎｍの範囲がより好ましく、２０〜２００ｎｍの範囲が更に好ましく、５０〜２００ｎｍの範囲が特に好ましい。１０ｎｍ以下では、凝集しても画質の改善効果、転写性の向上に効果があまり期待できない。１μｍ以上では、インクのヘッドからの吐出性や保存安定性が悪化するおそれがある。また、ポリマー粒子の体積平均粒子径分布に関しては、特に制限は無く、広い体積平均粒子径分布を持つもの、又は単分散の体積平均粒子径分布を持つもの、いずれでもよい。
また、ポリマー微粒子を、インク内に２種以上混合して含有させて使用してもよい。
本発明のインクに添加するｐＨ調整剤としては中和剤として、有機塩基、無機アルカリ塩基を用いることができる。ｐＨ調整剤はインクジェット用インクの保存安定性を向上させる目的で、該インクジェット用インクがｐＨ６〜１０となるように添加するのが好ましい。
本発明のインクは、乾燥によってインクジェットヘッドのノズルが詰まるのを防止する目的から、水溶性有機溶媒を含有することが好ましい。このような水溶性有機溶媒には、湿潤剤及び浸透剤が含まれる。
水溶性有機溶媒としては、処理液の場合と同様に、例えば、多価アルコール類、多価アルコール類誘導体、含窒素溶媒、アルコール類、含硫黄溶媒等が挙げられる。具体例としては、多価アルコール類では、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１、５−ペンタンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、グリセリン等が挙げられる。多価アルコール誘導体としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジグリセリンのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。含窒素溶媒としては、ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、トリエタノールアミン等が、アルコール類としてはエタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類が、含硫黄溶媒としては、チオジエタノール、チオジグリセロール、スルフォラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。その他、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等を用いることもできる。
本発明のインクには、界面活性剤を含有することができる。
界面活性剤の例としては、炭化水素系では脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤や、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アリルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン系界面活性剤が好ましい。また、アセチレン系ポリオキシエチレンオキシド界面活性剤であるＳＵＲＦＹＮＯＬＳ（ＡｉｒＰｒｏｄｕｃｔｓ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）も好ましく用いられる。また、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−アルキルアミンオキシドのようなアミンオキシド型の両性界面活性剤等も好ましい。
更に、特開昭５９−１５７６３６号の第(37)〜(38)頁、リサーチ・ディスクロージャーＮｏ．３０８１１９(１９８９年)記載の界面活性剤として挙げたものも使うことができる。また、特開２００３−３２２９２６号、特開２００４−３２５７０７号、特開２００４−３０９８０６号の各公報に記載されているようなフッ素（フッ化アルキル系）系、シリコーン系の界面活性剤も用いることができる。これら表面張力調整剤は消泡剤としても使用することができ、フッ素系、シリコーン系化合物やＥＤＴＡに代表されるキレート剤等も使用することができる。
表面張力を下げて固体状又は半固溶状の凝集処理剤層上でのぬれ性を高め、拡がり率を増加させることができる。
本発明のインクの表面張力は、１０〜５０ｍＮ／ｍであることが好ましく、浸透性記録媒体への浸透性、液滴の微液滴化、及び吐出性の両立の観点からは、１５〜４５ｍＮ／ｍであることが更に好ましい。
本発明のインクの粘度は、１．０〜２０．０ｃＰであることが好ましい。
その他必要に応じ、ｐＨ緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤、等も添加することができる。
［処理液］
本発明で用いられる処理液（凝集処理液）は、インクの色材を凝集させる成分を含有する。
例えば、インクのｐＨを変化させることにより、色材を凝集させる処理液を用いる。
処理液の成分として、ポリアクリル酸、酢酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、スルホン酸、オルトリン酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ビリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩等の中から選ばれることが好ましい。
また、本発明に係る処理液の好ましい例として、多価金属塩あるいはポリアリルアミンを添加した処理液を挙げることができる。これらの化合物は、１種類で使用されてもよく、２種類以上併用されてもよい。
本発明に係る処理液はインクとのｐＨ凝集性能の観点からｐＨは１〜６であることが好ましく、ｐＨは２〜５であることがより好ましく、ｐＨは３〜５であることが特に好ましい。
本発明に係る処理液の中における、インクの顔料およびポリマー微粒子を凝集させる成分の添加量としては、液体の全重量に対し、０．０１重量％以上２０重量％以下であることが好ましい。０.０１重量％以下の場合は処理液とインクが接触時に、濃度拡散が十分に進まずｐＨ変化による凝集作用が十分に発生しないことがある。また２０重量％以上であると、インクジェットヘッドからの吐出性が悪化することがある。
本発明に係る処理液は、乾燥によってインクジェットヘッドのノズルが詰まるのを防止する目的から、水、その他添加剤溶性有機溶媒を含有することが好ましい。このような水、その他添加剤溶性有機溶媒には、湿潤剤及び浸透剤が含まれる。
これらの溶媒は、水,その他添加剤と共に単独若しくは複数を混合して用いることができる。
水、その他添加剤溶性有機溶媒の含有量は処理液の全重量に対し、６０重量％以下であることが好ましい。６０重量％以上よりも多い場合は処理液の粘度が増加し、インクジェットヘッドからの吐出性が悪化することがある。
処理液には、定着性および耐擦性を向上させるため、樹脂成分をさらに含有してもよい。樹脂成分は、処理液をインクジェット方式によって打滴する場合ヘッドからの吐出性を損なわないもの、保存安定性があるものであればよく、水溶性樹脂や樹脂エマルジョンなどを自由に用いることができる。
樹脂成分としては、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、ビニル系、スチレン系等が考えられる。定着性向上といった機能を充分に発現させるには、比較的高分子のポリマーを高濃度１重量％〜２０重量％に添加することが必要である。しかし、上記材料を液体に溶解させて添加しようとすると高粘度化し、吐出性が低下する。適切な材料を高濃度に添加し、かつ粘度上昇を抑えるには、ラテックスとして添加する手段が有効である。ラテックス材料としては、アクリル酸アルキル共重合体、カルボキシ変性ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンラテックス）、ＳＩＲ（スチレン−イソプレン）ラテックス、ＭＢＲ（メタクリル酸メチル−ブタジエンラテックス）、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンラテックス）、等が考えられる。ラテックスのガラス転移点Ｔgはプロセス上、定着時に影響の強い値で、常温保存時の安定性と加熱後の転写性を両立するために、５０℃以上１２０℃以下であることが好ましい。さらに最低造膜温度ＭＦＴはプロセス上、定着時に影響の強い値で、低温で充分な定着を得る為に１００℃以下、さらに好ましくは５０℃以下である。
インクと逆極性のポリマー微粒子を処理液に含ませ、インク中の顔料及びポリマー微粒子と凝集させることによってさらに凝集性を高めてもよい。
また、インクに含まれるポリマー微粒子成分に対応した硬化剤を処理液に含有し、二液が接触後、インク成分中の樹脂エマルジョンが凝集するとともに架橋又は重合するようにして、凝集性を高めてもよい。
本発明に係る処理液は、界面活性剤を含有することができる。
界面活性剤の例としては、炭化水素系では脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤や、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アリルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン系界面活性剤が好ましい。また、アセチレン系ポリオキシエチレンオキシド界面活性剤であるＳＵＲＦＹＮＯＬＳ（ＡｉｒＰｒｏｄｕｃｔｓ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）も好ましく用いられる。また、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−アルキルアミンオキシドのようなアミンオキシド型の両性界面活性剤等も好ましい。
更に、特開昭５９−１５７６３６号の第(37)〜(38)頁、リサーチ・ディスクロージャーＮｏ．３０８１１９(１９８９年)記載の界面活性剤として挙げたものも使うことができる。また、特開２００３−３２２９２６号、特開２００４−３２５７０７号、特開２００４−３０９８０６号の各公報に記載されているようなフッ素（フッ化アルキル系）系、シリコーン系の界面活性剤も用いることができる。これら表面張力調整剤は消泡剤としても使用することができ、フッ素系、シリコーン系化合物やＥＤＴＡに代表されるキレート剤等も使用することができる。
表面張力を下げて記録媒体上でのぬれ性を高めるのに効果がある。また、インクを先立って打滴する場合においてもインク上でのぬれ性を高め、二液の接触面積の増加により効果的に凝集作用がすすむ。
本発明に係る処理液の表面張力は、１０〜５０ｍＮ／ｍであることが好ましく、浸透性記録媒体への浸透性、液滴の微液滴化、及び吐出性の両立の観点からは、１５〜４５ｍＮ／ｍであることが更に好ましい。
本発明に係る処理液の粘度は、１．０〜２０．０ｃＰであることが好ましい。
その他必要に応じ、ｐＨ緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線、吸収剤、等も添加することができる。
［記録媒体］（基材）
本発明で用いられる記録媒体は特に限定されるものではないが、インク溶媒の浸透が遅い印刷用コート紙に対して特に好ましい結果を得る事ができる。
コート紙に好適に使用可能な支持体としては、例えば、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰ等の化学パルプ；ＧＰ、ＰＧＷ、ＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＭＰ、ＣＧＰ等の機械パルプ；ＤＩＰ等の古紙パルプなどの木材パルプと、顔料とを主成分とし、バインダー、さらにサイズ剤、定着剤、歩留まり向上剤、カチオン化剤、紙力増強剤等の各種添加剤を１種以上混合し、長網抄紙機、円網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機等の各種装置を使用して製造される原紙、さらに澱粉、ポリビニルアルコール等を用いてなるサイズプレスやアンカーコート層を設けた原紙、あるいはこれらのサイズプレスやアンカーコート層の上にコート層を設けてなるアート紙、コート紙、キャストコート紙等の塗工紙などが挙げられる。
本発明の方法においては、これらの原紙あるいは塗工紙をそのまま使用してもよいし、例えばマシンカレンダー、ＴＧカレンダー、ソフトカレンダー等の装置を使用してカレンダー処理を行ない、平坦化をコントロールした状態で使用してもよい。
支持体の坪量は、通常、４０〜３００ｇ／ｍ2 程度であるが、特に制限されるものではない。本発明で用いられるコート紙は、上記のような支持体上に、コート層を塗設する。コート層は顔料およびバインダーを主成分とする塗被組成物から構成されるものであり、支持体上に少なくとも１層塗設される。
前記顔料としては、白色顔料を好適に使用することができる。このような白色顔料としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、加水ハロイサイト、水酸化マグネシウム等の無機顔料；スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機顔料が挙げられる。
前記バインダーとしては、例えば、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉等の澱粉誘導体；カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体；カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、ポリビニルアルコールまたはその誘導体；各種鹸化度のポリビニルアルコール又はそのシラノール変性物、カルボキシル化物、カチオン化物等の各種誘導体；ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体等の共役ジエン系共重合体ラテックス；アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体等のアクリル系重合体ラテックス；エチレン酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体ラテックス；或はこれら各種重合体のカルボキシ基等の官能基含有単量体による官能基変性重合体ラテックス；メラミン樹脂、尿素樹脂等の熱硬化性合成樹脂等の水性接着剤；ポリメチルメタクリレート等のアクリル；酸エステル；メタクリル酸エステルの重合体又は共重合体樹脂；ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルブチラール、アルキッド樹脂等の合成樹脂系接着剤等を挙げることができる。
コート層の顔料とバインダーとの配合割合は、顔料１００重量部に対し、バインダーが３〜７０重量部、好ましくは５〜５０重量部である。顔料１００重量部に対するバインダーの配合割合が３重量部未満であると、そのような塗被組成物からなるインク受理層の塗膜強度が不足することがある。一方、この配合割合が７０重量部を超えると、高沸点溶媒の吸収が極端に遅くなる。
更に、コート層には、例えば、染料定着剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、螢光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤などの各種添加剤を適宜配合することができる。
インク受理層の塗工量は、要求される光沢、インク吸収性、支持体の種類等により異なるので一概には言えないが、通常は１ｇ／ｍ2 以上である。また、インク受理層はある一定の塗工量を２度に分けて塗設してもよい。このように２度に分けて塗設すると、同塗工量を１度に塗設する場合に比較して光沢が向上する。
コート層の塗設は、例えば、各種ブレードコータ、ロールコータ、エアーナイフコータ、バーコータ、ロッドブレードコータ、カーテンコータ、ショートドウェルコータ、サイズプレス等の各種装置をオンマシン或いはオフマシンで使用して行なうことができる。また、コート層の塗設後に、たとえばマシンカレンダー、ＴＧカレンダー、ソフトカレンダー等のカレンダー装置を使用してインク受理層の平坦化仕上げを行なってもよい。
尚、コート層の層数は、必要に応じて適宜に決定することができる。
コート紙としてはアート紙、上質コート紙、中質コート紙、上質軽量コート紙、中質軽量コート紙、微塗工印刷用紙があり、コート層の塗設量はアート紙で両面４０ｇ／ｍ２前後、上質コート紙、中質コート紙で両面２０ｇ／ｍ２前後、上質軽量コート紙、中質軽量コート紙では両面１５ｇ／ｍ２前後であり、微塗工印刷用紙は両面１２ｇ／ｍ２以下である。アート紙の例としては特菱アートなどが挙げられ、上質コート紙としてはユーライト、アート紙としては特菱アート（三菱製紙社製）、サテン金藤（王子製紙社製）、等が挙げられ、コート紙としてはＯＫトップコート（王子製紙社性）、オーロラコート（日本製紙社製）、リサイクルコートＴ−６（日本製紙社製）が挙げられ、軽量コートとしてはユーライト（日本製紙社製）、ニューＶマット（三菱製紙社製）、ニューエイジ（王子製紙社製）、リサイクルマットＴ−６（日本製紙社製）、ピズム（日本製紙社製）が挙げられる。微塗工印刷用紙としてはオーロラＬ（日本製紙社製）、キンマリＨｉ−Ｌ（北越製紙社製）などが挙げられる。更に、キャストコート紙としてはＳＡ金藤プラス（王子製紙社製）、ハイマッキンレーアート（五條製紙社製）等が挙げられる。
［評価実験］
次に、本発明に関する評価実験について説明する。
本評価実験で用いた処理液及びインクの組成を以下に示す。
＜処理液＞
・マロン酸 １０質量部
・水酸化ナトリウム １．８質量部
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル ２０質量部
・界面活性剤１ １質量部
・イオン交換水 残部
なお、上記の界面活性剤１は次の化学式で表される。
＜インク＞
・顔料１ ４質量部
・分散剤ポリマー１ ２質量部
・熱可塑性樹脂粒子 ８質量部
・グリセリン １５質量部
・界面活性剤２ １質量部
・イオン交換水 残部
なお、上記各成分の詳細は以下のとおりである。
顔料１：
Cromophtal Jet Magenta DMQ(PR-122)
（チバ・スペシャリティーケミカルズ社）
分散剤ポリマー１：
メタクリル酸ベンジル／メタクリル酸メチル／メタクリル酸
６０／３０／１０（質量比）
熱可塑性樹脂粒子：
熱可塑性樹脂粒子として、以下の樹脂粒子１または樹脂粒子２を用いた。
樹脂粒子１：
メタクリル酸メチル／アクリル酸フェノキシエチル／アクリル酸
６０／３５／５（質量比）
ＭＦＴ＝３５℃
樹脂粒子２：
メタクリル酸メチル／アクリル酸フェノキシエチル／アクリル酸
６／２９／５（質量比）
ＭＦＴ＝５０℃
界面活性剤２：オルフィンＥ１０１０（日信化学工業製）
なお、熱可塑性樹脂粒子のＭＦＴは、上記の例に限定されるものではなく、ＭＦＴ＜０℃（常温環境でのインク安定性および吐出安定性が確保できない）や、ＭＦＴ＞２００℃（皮膜化に多大な熱エネルギーが必要となり装置コストが莫大となる）など、極端な範囲を除いて、如何様にも選択可能なものである。
また、本評価実験の実験条件を以下に示す。
基材（記録媒体）：三菱製紙社製 特菱アートを用いた。
処理液付与：インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）で処理液を打滴した。単位面積あたりの処理液付与量は５ｇ／ｍ２である。
処理液乾燥：裏面ヒータ４０℃＋ブロア７０℃で２秒間の加熱乾燥を行った。
インク打滴：インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）でインクを打滴した。単位面積あたりのインク付与量は１０．０ｇ／ｍ２（内訳はシアンインク５.０ｇ／ｍ２＋マゼンタ５.０ｇ／ｍ２）である。
インク乾燥：裏面ヒータ＋ブロアにて加熱乾燥した（温度および乾燥時間は評価実験結果を参照）。
熱圧定着：表面ローラは直径４０ｍｍの金属ローラに厚み１ｍｍのシリコンゴムで被覆したもの、裏面ローラは金属ローラを用いた。表面ローラ８０℃、裏面ローラ６０℃、ＮＩＰ圧１.２Ｍｐａ、ＮＩＰ時間２０ｍｓで加熱加圧を行った。
膜面温度Ｔの測定：放射温度計により測定した。
溶媒含有率αの測定：レーザ変位計にて乾燥中のインク膜厚ｄ[μｍ]を測定し求めた。
溶媒含有率αは，次の数１により計算した。
［数１］
α＝（ｄ−ｄｈ）／ｄｈ
ここで、ｄは打滴後のインク膜厚 、ｄｈはインク膜厚のうち固形分が占める膜厚である。ｄｈは、次の数２により計算した。
［数２］
ｄｈ＝ｖ×β／γ
ここで、ｖはインク打滴量[ｇ／ｍ２]、βはインク中の固形分質量比、γはインク中の固形分比重である。
本実験においては、ｖ、β、γに関して、次の通りである。
インク打滴量：１０．０ｇ／ｍ２（重量法により求められる）
顔料：４ｗｔ％（比重１．５）
熱可塑性樹脂粒子：８ｗｔ％（比重１．１）
分散剤ポリマー：２ｗｔ％（比重１．１）
固形分質量比：０．１６ｗｔ％
固形分比重：１．２１
したがって、ｄｈ＝１．３２μｍと計算される。
本評価実験の評価基準を以下に示す。
＜画像変形の評価＞
画像変形の指標として、１００ドット×１００ドットで構成された正方形画像を描画して、画像の面積を測定し、意図した画像サイズに対する収縮率を測定した。
◎：画像縮み １％以下 （非常に好ましい）
○：画像縮み ３％以下 （好ましい）
△：画像縮み ５％以下 （許容される）
×：画像縮み ５％以上 （許容されない）
＜乾燥時間の評価＞
乾燥時間は、印刷後にスタックされた用紙がブロッキングを生じない最小の乾燥時間によって定義した。ブロッキングは以下のように評価した。
インクを１０．０ｇ／ｍ２で描画したベタ画像を印刷し、印刷直後に画像の上に無地の用紙を重ね、２枚のアクリル板で挟んで上から１０ｋＧの重石で押さえる。１時間放置後、アクリル板を取り除き、重ね合わせたサンプルを手で剥がしながら、接着の程度を確認した（Ａ４用紙、２３℃５０ＲＨの環境）。インクの転写や用紙の接着が無く用紙を剥がせた場合には、ブロッキングなしとした。インクの転写が起こるか、用紙が剥がせなくなった場合は、ブロッキング発生とした。
＜画像光沢の評価＞
光沢度計（堀場製作所製ＩＧ−３２０）で６０度光沢度を測定した。
光沢度：２０以下 ×（画像光沢が低く許容されない）
光沢度：４０以下 △（画像光沢は若干低いが、許容されるレベル）
光沢度：４０〜６０ ○（画像光沢が高く、好ましい画質が得られる）
光沢度：６０〜８０ ◎（画像光沢が非常に高く、非常に好ましい画質が得られる）
［評価実験結果］
本評価実験の結果を以下に示す。
下記の表１は、処理液付与後に処理液膜乾燥を行った場合の評価実験結果を示す。
表１において、「ＭＦＴ」は、インク中の熱可塑性樹脂粒子の最低造膜温度を示す。「処理液乾燥」は、インク打滴前の加熱温度（ヒータ温度）および加熱時間（単位：秒）を示す。「インク乾燥」は、インク打滴後の加熱温度（ヒータ温度、風温）。本例では、ヒータによる加熱および熱風による加熱を行い、それぞれの温度（ヒータ温度、風温）を示した。「Ｔ（α＝２.０）」は、基材Ｐ上のインク膜の溶媒含有率αが２．０のときにおけるインク膜の膜面温度Ｔの計測値である。「Ｔ（dry）」は、乾燥終了時のインク膜の膜面温度Ｔの計測値である。「画像変形」、「乾燥時間」および「画像光沢」は、前述した評価基準に従った評価を示す。
膜面温度および溶媒含有率のプロファイルの代表的な例として、本発明６および比較例１の場合を、それぞれ図６および図７のグラフに示しておく。図６および図７において、膜面温度は、乾燥終了時に最大値となっていた。また、溶媒含有率≧２．０の期間では、溶媒含有率＝２．０の時の膜面温度が最大値となっていた。他の例（本発明１〜５、７〜１２、比較例１〜４）でも同様である。
表１において、本発明１〜５および７〜１１では、「画像変形」が小さい好ましい結果（「◎」または「○」判定）が得られた。これらの例では、Ｔ（α＝２．０）＜ＭＦＴ＋２０℃という関係であった。本発明６、１２では、「画像変形」が若干発生するが、許容される程度（「△」判定）であった。これらの例では、Ｔ(α＝２．０)＝ＭＦＴ＋２０℃という関係であった。比較例１〜４では、いずれも「画像変形」が大きく許容されない程度（「×」判定）であった。これらの例では、Ｔ(α＝２．０)＞ＭＦＴ＋２０℃という関係であった。
本評価結果における膜面温度Ｔと最低造膜温度ＭＦＴと「画像変形」との密接な対応関係から、画像変形は熱可塑性樹脂粒子の造膜（融着）に起因するものと推定されるけれども、画像変形は必ずしも膜面温度Ｔ＝ＭＦＴで発生するというものではなく、２０℃程度のマージンを有している。これは、インク膜が溶媒を含んでいるので、乾燥した状態と比べて、熱可塑性樹脂粒子の造膜を遅らせていると推察される。
すなわち、溶媒含有率α≧２．０である期間中は、Ｔ＜ＭＦＴ＋２０℃という条件でインク膜の加熱乾燥を行うことにより、画像変形が少ない好ましい結果が得られることが判る。
また、本発明３〜６および８〜１２は、「画像光沢」が高い好ましい結果（「○」判定）が得られた。これらの例では、乾燥終了時までに膜面温度ＴがＭＦＴ以上に達しているので、熱可塑性樹脂粒子が造膜することで、インク膜の平滑性が得られて光沢度が増しているものと推察される。
下記の表２は、処理液付与後に処理液乾燥を行わなかった場合の評価実験結果を示す。
本発明１３〜１７は、本発明２〜６と比べて、「画像変形」が僅かに悪化する結果となったが、いずれも許容される範囲内であった。これは、インク打滴前に処理液の乾燥を行っていない場合、インク打滴時には基材表面に溶媒が介在する為、基材と色材との密着性が若干低下することに起因すると推察される。また、処理液中の溶媒がインク膜の表面に残る為、インクの乾燥時間が若干長くなる結果となった。
下記の表３は、インク乾燥を２段階に分けて行った場合の評価実験結果を示す。
本発明１８〜２１では、乾燥前期と比較して、乾燥後期での加熱温度を積極的に向上させた。具体的には、ヒータの加熱温度および風温を、表３の「インク乾燥」の欄内に記載したように上昇させる制御を行った。
本発明１８〜２１のいずれの評価結果も、「画像変形」と「画像光沢」に関して非常に好ましい結果が得られた。すなわち、乾燥前期の膜面温度Ｔを低く、乾燥後期の膜面温度Ｔを高く設定することで、画像変形の回避と画像光沢の獲得の両立が可能となる。
なお、膜面温度と溶媒含有率のプロファイルの代表的な例として本発明１９のものを図８のグラフに示す。
乾燥時間の短縮化の観点からは、インク膜の膜面温度Ｔをなるべく高くすることが好ましい。したがって、溶媒含有率α≧２．０である期間では、ＭＦＴ≦Ｔ＜ＭＦＴ＋２０℃という条件で加熱乾燥を行い、溶媒含有率α＜２．０の期間では、更に、膜面温度Ｔを上昇させることにより、乾燥時間を短縮しつつ、画像変形が少ない好ましい結果を得ることができる。
下記の表４は、インク乾燥後に、熱圧定着を実施しなかった場合（前述した本発明４，１０）と、熱圧定着を実施した場合（本発明２２、２３）とを対比して、実験評価結果を示す。
本発明２２、２３では、熱圧定着として、８０℃に加熱ローラを温度調節し、圧力１．２Ｍｐａで媒体上のインク膜を加圧した。加熱ローラは、直径４０ｍｍの金属材料からなる回転体（金属ローラ）を、平滑面を有する厚み１ｍｍのシリコンゴムで被覆したもの（平滑ゴムローラ）を用いた。
本発明２２、２３では、本発明４、１０と比較して、「画像光沢」の観点で更に好ましい結果（「◎」判定）を得ることができた。これは、平滑ゴムローラで熱圧定着を行うことで、インク膜の表面が平滑化されて、光沢度が上昇したものと考えられる。
［画像形成装置の他の例］
図９は、本発明に係る画像形成装置が適用されたインクジェット記録装置の一例を示す全体構成図である。図９に示すインクジェット記録装置１００は、インク及び処理液を用いて、記録媒体１１４上に画像形成を行う２液方式の記録装置である。
インクジェット記録装置１００は、主として、記録媒体１１４を供給する給紙部１０２と、記録媒体１１４に対して浸透抑制剤を付与する浸透抑制剤付与部１０４と、記録媒体１１４に処理液を付与する処理液付与部１０６と、記録媒体１１４に色インクを打滴するインク打滴部１０８と、記録媒体１１４上に形成された画像を定着させる定着部１１０と、画像が形成された記録媒体１１４を搬送して排出する排紙部１１２を備えて構成される。
給紙部１０２には、記録媒体１１４を積載する給紙台１２０が設けられている。給紙台１２０の前方（図９において左側）にはフィーダボード１２２が接続されており、給紙台１２０に積載された記録媒体１１４は１番上から順に１枚ずつフィーダボード１２２に送り出される。フィーダボード１２２に送り出された記録媒体１１４は、渡し胴１２４ａを介して、浸透抑制剤付与部１０４の圧胴（浸透抑制剤剤ドラム）１２６ａに受け渡される。
図示は省略するが、圧胴１２６ａの表面（周面）には、記録媒体１１４の先端を保持する保持爪（グリッパ）が形成されており、渡し胴１２４ａから圧胴１２６ａに受け渡された記録媒体１１４は、保持爪によって先端を保持されながら圧胴１２６ａの表面に密着した状態（即ち、圧胴１２６ａ上に巻きつけられた状態）で圧胴１２６ａの回転方向（図９において反時計回り方向）に搬送される。後述する他の圧胴１２６ｂ〜１２６ｄについても同様な構成が適用される。
浸透抑制剤付与部１０４には、圧胴１２６ａの回転方向（図９において反時計回り方向）の上流側から順に、圧胴１２６ａの表面に対向する位置に、用紙予熱ユニット１２８、浸透抑制剤吐出ヘッド１３０、及び浸透抑制剤乾燥ユニット１３２がそれぞれ設けられている。
用紙予熱ユニット１２８及び浸透抑制剤乾燥ユニット１３２には、それぞれ所定の範囲で温度や風量を制御可能な熱風乾燥器が設けられる。圧胴１２６ａに保持された記録媒体１１４が、用紙予熱ユニット１２８や浸透抑制剤乾燥ユニット１３２に対向する位置を通過する際、熱風乾燥器によって加熱された空気（熱風）が記録媒体１１４の表面に向かって吹き付けられる構成となっている。
浸透抑制剤吐出ヘッド１３０は、圧胴１２６ａに保持される記録媒体１１４に対して浸透抑制剤を含有した溶液（以下、単に「浸透抑制剤」ともいう。）を吐出する。本例では、記録媒体１１４の表面に対して浸透抑制剤を付与する手段として、打滴方式を適用したが、これに限定されず、例えば、ローラ塗布方式、スプレー方式、などの各種方式を適用することも可能である。
浸透抑制剤は、後述する処理液およびインク液に含まれる溶媒（及び親溶媒的な有機溶剤）の記録媒体１１４への浸透を抑制する。浸透抑制剤としては、樹脂粒子を溶液中に分散（または溶解）させたものを用いる。浸透抑制剤の溶液としては、例えば、有機溶剤または水を用いる。浸透抑制剤の有機溶剤としては、メチルエチルケトン、石油類、等が好適に用いられる。
用紙予熱ユニット１２８は、記録媒体１１４の温度Ｔ１を、浸透抑制剤の樹脂粒子の最低造膜温度Ｔｆ１よりも高くする。Ｔｆ１とＴ１との差は、１０〜２０℃が好ましい。
温度Ｔ１の調整方法には、圧胴１２６ａの内部に設置したヒータ等の発熱体を用いて記録媒体１１４を下面から加熱する方法、記録媒体１１４の上面に熱風を当てて加熱する方法などがあり、本例では赤外線ヒータ等を用いて記録媒体１１４の上面から加熱する方法を用いている。これらの方法を組み合わせてもよい。
浸透抑制剤の付与方法には、打滴、スプレー塗布、ローラ塗布等が好適に用いられる。打滴の場合には、後述するインク液の打滴箇所及びその周辺のみに、選択的に浸透抑制剤を付与することができるので、好適である。
また、カールが発生し難い記録媒体１１４の場合には、浸透抑制剤の付与を省略してもよい。
浸透抑制剤付与部１０４に続いて処理液付与部１０６が設けられている。浸透抑制剤付与部１０４の圧胴（浸透抑制剤ドラム）１２６ａと処理液付与部１０６の圧胴（処理液ドラム）１２６ｂとの間には、これらに対接するようにして渡し胴１２４ｂが設けられている。これにより、浸透抑制剤付与部１０４の圧胴１２６ａに保持された記録媒体１１４は、浸透抑制剤が付与された後、渡し胴１２４ｂを介して処理液付与部１０６の圧胴１２６ｂに受け渡される。
処理液付与部１０６には、圧胴１２６ｂの回転方向（図９において反時計回り方向）の上流側から順に、圧胴１２６ｂの表面に対向する位置に、用紙予熱ユニット１３４、処理液吐出ヘッド１３６、及び処理液乾燥ユニット１３８がそれぞれ設けられている。
用紙予熱ユニット１３４は、浸透抑制剤付与部１０４の用紙予熱ユニット１２８と同一構成が適用されるため、ここでは説明を省略する。もちろん、異なる構成が適用されてもよい。
処理液吐出ヘッド１３６は、圧胴１２６ｂに保持される記録媒体１１４に対して処理液を打滴するものであり、後述するインク打滴部１０８の各インク打滴ヘッド１４０Ｃ、１４０Ｍ、１４０Ｙ、１４０Ｋ、１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂと同一構成が適用される。
本例で用いられる処理液は、後段のインク打滴部１０８に配置される各インク打滴ヘッド１４０Ｃ、１４０Ｍ、１４０Ｙ、１４０Ｋ、１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂから記録媒体１１４に向かって吐出されるインクに含有される色材を凝集させる作用を有する。
処理液乾燥ユニット１３８には、所定の範囲で温度や風量を制御可能な熱風乾燥器が設けられており、圧胴１２６ｂに保持された記録媒体１１４が処理液乾燥ユニット１３８の熱風乾燥器に対向する位置を通過する際、熱風乾燥器によって加熱された空気（熱風）が記録媒体１１４上の処理液に吹き付けられる構成となっている。本例では、８０℃の熱風によって処理液の乾燥が行われる。
熱風乾燥器の温度や風量は、圧胴１２６ｂの回転方向上流側に配置される処理液吐出ヘッド１３６により記録媒体１１４上に付与された処理液を乾燥させて、記録媒体１１４の表面上に固体状又は半固溶状の凝集処理剤層（処理液が乾燥した薄膜層）が形成されるような値に設定される。
本例の如く、記録媒体１１４上に処理液が付与される前に、用紙予熱ユニット１３４によって記録媒体１１４を予備加熱する態様が好ましい。この場合、処理液の乾燥に要する加熱エネルギーを低く抑えることが可能となり、省エネルギー化を図ることができる。
処理液付与部１０６に続いてインク打滴部１０８が設けられている。処理液付与部１０６の圧胴（処理液ドラム）１２６ｂとインク打滴部（描画ドラム）１０８の圧胴１２６ｃとの間には、これらに対接するようにして渡し胴１２４ｃが設けられている。これにより、処理液付与部１０６の圧胴１２６ｂに保持された記録媒体１１４は、処理液が付与されて固体状又は半固溶状の凝集処理剤層が形成された後に、渡し胴１２４ｃを介してインク打滴部１０８の圧胴１２６ｃに受け渡される。
インク打滴部１０８には、圧胴１２６ｃの回転方向（図９において反時計回り方向）の上流側から順に、圧胴１２６ｃの表面に対向する位置に、ＣＭＹＫＲＧＢの７色のインクにそれぞれ対応したインク打滴ヘッド１４０Ｃ、１４０Ｍ、１４０Ｙ、１４０Ｋ、１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂが並んで設けられており、更に、その下流側に溶媒乾燥ユニット１４２ａ、１４２ｂが設けられている。
各インク打滴ヘッド１４０Ｃ、１４０Ｍ、１４０Ｙ、１４０Ｋ、１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂは、上述した処理液吐出ヘッド１３６と同様に、液体を吐出する方式の記録ヘッド（液体吐出ヘッド）が適用される。即ち、各インク打滴ヘッド１４０Ｃ、１４０Ｍ、１４０Ｙ、１４０Ｋ、１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂは、それぞれ対応する色インクの液滴を圧胴１２６ｃに保持された記録媒体１１４に向かって吐出する。
インク貯蔵／装填部（不図示）は、各インク打滴ヘッド１４０Ｃ、１４０Ｍ、１４０Ｙ、１４０Ｋ、１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂにそれぞれ供給するインクを各々貯蔵するインクタンクを含んで構成される。各インクタンクは所要の流路を介してそれぞれ対応するヘッドと連通されており、各インク打滴ヘッドに対してそれぞれ対応するインクを供給する。インク貯蔵／装填部は、タンク内の液体残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
インク貯蔵／装填部の各インクタンクから各インク打滴ヘッド１４０Ｃ、１４０Ｍ、１４０Ｙ、１４０Ｋ、１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂにインクが供給され、画像信号に応じて各１４０Ｃ、１４０Ｍ、１４０Ｙ、１４０Ｋ、１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂから記録媒体１１４に対してそれぞれ対応する色インクが打滴される。
各インク打滴ヘッド１４０Ｃ、１４０Ｍ、１４０Ｙ、１４０Ｋ、１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂは、それぞれ圧胴１２６ｃに保持される記録媒体１１４における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有し、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（図９中不図示）が複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている。各インク打滴ヘッド１４０Ｃ、１４０Ｍ、１４０Ｙ、１４０Ｋ、１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂが圧胴１２６ｃの回転方向（記録媒体１１４の搬送方向）と直交する方向に延在するように固定設置される。
記録媒体１１４の画像形成領域の全幅をカバーするノズル列を有するフルラインヘッドがインク色毎に設けられる構成によれば、記録媒体１１４の搬送方向（副走査方向）について、記録媒体１１４と各インク打滴ヘッド１４０Ｃ、１４０Ｍ、１４０Ｙ、１４０Ｋ、１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂを相対的に移動させる動作を１回行うだけで（即ち１回の副走査で）、記録媒体１１４の画像形成領域に１次画像を記録することができる。これにより、記録媒体１１４の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシリアル（シャトル）型ヘッドが適用される場合に比べて高速印字が可能であり、プリント生産性を向上させることができる。
本例のインクジェット記録装置１００は、最大菊半サイズの記録媒体（記録用紙）までの記録が可能であり、圧胴（描画ドラム）１２６ｃとして、記録媒体幅７２０ｍｍに対応した直径８１０ｍｍのドラムが用いられる。インク打滴時のドラム回転周速度は、５３０ｍｍ／ｓｅｃである。また、各インク打滴ヘッド１４０Ｃ、１４０Ｍ、１４０Ｙ、１４０Ｋ、１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂのインク吐出体積は２ｐｌであり、記録密度は主走査方向（記録媒体１１４の幅方向）及び副走査方向（記録媒体１１４の搬送方向）ともに１２００ｄｐｉである。
また、本例では、ＣＭＹＫＲＧＢの７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はない。
溶媒乾燥ユニット１４２ａ、１４２ｂは、上述した用紙予熱ユニット１２８、１３４や浸透抑制剤乾燥ユニット１３２、処理液乾燥ユニット１３８と同様に、所定の範囲で温度や風量を制御可能な熱風乾燥器を含んで構成される。後述するように、記録媒体１１４の表面上に形成された固体状又は半固溶状の凝集処理剤層上にインク液滴が打滴されると、記録媒体１１４上にはインク凝集体（色材凝集体）が形成されるとともに、色材と分離されたインク溶媒が広がり、凝集処理剤が溶解した液体層が形成される。このようにして記録媒体１１４上に残った溶媒成分（液体成分）は、記録媒体１１４のカールだけでなく、画像劣化を招く要因となる。そこで、本例では、各インク打滴ヘッド１４０Ｃ、１４０Ｍ、１４０Ｙ、１４０Ｋ、１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂからそれぞれ対応する色インクが記録媒体１１４上に打滴された後、溶媒乾燥ユニット１４２ａ、１４２ｂの熱風乾燥器によって７０℃に加熱された熱風を吹き付けることにより、溶媒成分を蒸発させ、乾燥を行っている。
インク打滴部１０８に続いて定着部１１０が設けられている。インク打滴部１０８の圧胴（描画ドラム）１２６ｃと定着部１１０の圧胴（定着ドラム）１２６ｄとの間には、これらに対接するように渡し胴１２４ｄが設けられている。これにより、インク打滴部１０８の圧胴１２６ｃに保持された記録媒体１１４は、各色インクが付与された後に、渡し胴１２４ｄを介して定着部１１０の圧胴１２６ｄに受け渡される。
定着部１１０には、圧胴１２６ｄの回転方向（図９において反時計回り方向）の上流側から順に、圧胴１２６ｄの表面に対向する位置に、インク打滴部１０８による印字結果を読み取る印字検出部１４４、加熱ローラ１４８ａ、１４８ｂがそれぞれ設けられている。
印字検出部１４４は、インク打滴部１０８の印字結果（各インク打滴ヘッド１４０Ｃ、１４０Ｍ、１４０Ｙ、１４０Ｋ、１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂの打滴結果）を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
加熱ローラ１４８ａ、１４８ｂは、所定の範囲（例えば１００℃〜１８０℃）で温度制御可能なローラであり、加熱ローラ１４８と圧胴１２６ｄとの間に挟みこまれた記録媒体１１４を加熱加圧しながら、記録媒体１１４上に形成された画像を定着させる。本例では、加熱ローラ１４８の加熱温度は１１０℃、圧胴１２６ｄの表面温度は６０℃に設定される。また、加熱ローラ１４８ａ、１４８ｂのニップ圧力は１ＭＰａである。加熱ローラ１４８ａ、１４８ｂの加熱温度は、処理液又はインクに含有されるポリマー微粒子のガラス転移点温度などに応じて設定することが好ましい。
定着部１１０に続いて排紙部１１２が設けられている。排紙部１１２には、画像が定着された記録媒体１１４を受ける排紙胴１５０と、該記録媒体１１４を積載する排紙台１５２と、排紙胴１５０に設けられたスプロケットと排紙台１５２の上方に設けられたスプロケットとの間に掛け渡され、複数の排紙用グリッパを備えた排紙用チェーン１５４とが設けられている。
以下では、処理液膜乾燥について、詳説する。
図９のインクジェット記録装置１００において、処理液吐出ヘッド１３６を通過した記録媒体１１４は、先ず処理液乾燥ユニット１３８の熱風にて加熱乾燥され、次いで渡し胴１２４ｃで加熱乾燥される。これにより記録媒体１１４上には固体状または半固溶状の処理液膜（凝集処理液層）が形成される。
ここで、「固体状または半固溶状の処理液膜」とは、下記数３に定義する処理液膜の溶媒含有率が０〜７０％の範囲のものを指す。
なお、前述のインク膜の溶媒含有率とは定義が異なるので注意する。ここで、単位面積は処理液膜と記録媒体１１４との接触面における単位面積である。また、「半固溶」とは、数１の定義を満たしていれば液体状のものも含む広い概念で用いるものとする。
処理液膜の溶媒含有率の測定方法としては、１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさの用紙を切り出し、処理液付与後（乾燥前）の総重量（用紙＋乾燥前処理液膜）と乾燥後の総重量（用紙＋乾燥後の処理液膜）を測定し、総重量の減少分を計算することで、乾燥後の溶媒の重量を計算した。また、乾燥前の溶媒の重量は、処理液の調整処方からの計算値を用いた。
インク打滴に先立って処理液を付与する場合、インクが処理液の液体層（処理液膜）に着弾するとインク凝集時にインク（色材）が処理液膜中に浮遊（移動）してしまい、高画質化を追求する場合、画質が悪化することが判明した。処理液膜に対するインクの色材浮遊（移動）を防止するためには、処理液を付与後のインク打滴前に、処理液膜を乾燥蒸発させて処理液膜を固体状または半固溶状にすることが有効であることが判った。これを処理液膜中の溶媒含有率で評価した結果、下記表５のように処理液膜の溶媒含有率を７０％以下まで固体または半固溶状に蒸発乾燥させるとインクの色材浮遊によるドット移動が目立たなくなり、さらには５０％以下になると目視によるドット移動の確認が出来ない良好なレベルとなり、画像劣化の防止が可能である実験結果が得られた。
表５に示すように、処理液の乾燥を行わなかった場合（実験１）、色材移動による画像劣化が発生する。これに対し、処理液の乾燥を行った場合（実験２〜５）において、処理液の溶媒含有率が７０％以下となるまで処理液を乾燥させたときには色材移動が目立たなくなり、更に５０％以下まで処理液を乾燥させると目視による色材移動の確認ができないほど良好なレベルとなり、画像劣化の防止に有効であることが確認された。
このように記録媒体１２上の処理液膜（凝集処理液層）の溶媒含有率が７０％以下（好ましくは５０％以下）となるまで加熱乾燥を行い、記録媒体１１４上に固体状又は半固溶状の処理液膜を形成することにより、色材移動による画像劣化を防止することができ、高品質な画像を得ることができる。
浸透抑制剤として用いるラテックスの作製方法について、以下説明する。
下記化２に示す構造の分散安定用樹脂〔Ｑ−１〕１０ｇ、酢酸ビニル１００ｇ及びアイソパーＨ(エクソン社商品名)３８４ｇの混合溶液を、窒素気流下で攪拌しながら温度７０℃に加温した。
重合開始剤として２，２′−アゾビス（イソバレロニトリル）（略称Ａ．Ｉ．Ｖ．Ｎ．）０．８ｇを加え、３時間反応させた。重合開始剤を添加して２０分後に白濁を生じ、反応温度は８８℃まで上昇した。更に、重合開始剤を０．５ｇ加え、２時間反応した後、温度を１００℃に上げて２時間攪拌し、未反応の酢酸ビニルを留去した。冷却後２００メッシュのナイロン布を通した。このようにして得られた白色分散物は、重合率９０％で平均粒径０．２３μｍの単分散性良好なラテックスであった。粒径はＣＡＰＡ−５００（堀場製作所（株）製）で測定した。
上記白色分散物の一部を遠心分離機（例えば、回転数１×１０4 ｒ．ｐ．ｍ．、回転時間６０分）にかけて、沈降した樹脂粒子を補集、乾燥させた。該樹脂粒子の重量平均分子量（Ｍｗ）、ガラス転移点（Ｔｇ）、最低造膜温度(ＭＦＴ)を測定したところ、Ｍｗは２×１０5 （ポリスチレン換算ＧＰＣ値）、Ｔｇは３８℃、ＭＦＴは２８℃であった。
上記のように作製した白色分散物は浸透抑制剤として記録媒体上に付与される。例えば、付与時にはドラムにより記録媒体を加熱し、付与後には熱風を送風してアイソパーＨを蒸発させる。
なお、本発明は、本明細書において説明した例や図面に図示された例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってよいのはもちろんである。
本発明の画像形成方法の原理の説明に用いる画像形成装置の一例の基本構成図 溶媒が多い状態のインク膜を加熱したときのインク膜の状態を示す説明図 溶媒が少ない状態のインク膜を加熱したときのインク膜の状態を示す説明図 画像形成装置の他の例の基本構成図 図４の画像形成装置の制御系の一例を示すブロック図 「本発明６」の溶媒含有率と膜面温度のプロファイルを示すグラフ 「比較例１」の溶媒含有率と膜面温度のプロファイルを示すグラフ 「本発明１９」の溶媒含有率と膜面温度のプロファイルを示すグラフ 本発明に係る画像形成装置が適用されたインクジェット記録装置の一例を示す全体構成図 画像変形の説明に用いる説明図
符号の説明
１０、１００…画像形成装置、１１…搬送手段、１２…処理液付与手段、１３…処理液乾燥手段、１４…インク打滴手段、１５、１６…インク乾燥手段、１７…熱圧定着手段、５１…色材粒子、５２…熱可塑性樹脂粒子、５３…溶媒、５４…インク膜、Ｐ…媒体（基材）

Claims (8)

  1. 色材および熱可塑性の樹脂粒子を溶媒中に含有するインクと、前記色材を凝集させる成分を含有する処理液とを用いて、媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、
    前記媒体上に前記処理液を付与する処理液付与工程と、
    前記処理液が付与された前記媒体上に、前記インクを打滴するインク打滴工程と、
    前記インク打滴工程によって前記媒体上に形成されたインク膜の溶媒含有率（インク膜中の単位面積あたりの溶媒の体積／インク膜中の単位面積あたりの固形分の体積）をα、前記樹脂粒子の最低造膜温度をＭＦＴ、前記インク膜の膜面温度をＴとしたとき、αが２．０を超えている状態から２．０以下に低下するまで、Ｔ＜ＭＦＴ＋２０度の状態で前記インク膜を加熱乾燥するインク膜乾燥工程と、
    を含み、
    前記インク膜乾燥工程において、前記溶媒含有率αが２．０以下になった後、前記インク膜の加熱乾燥終了時までに、前記膜面温度Ｔを前記ＭＦＴ以上にして加熱乾燥を行うことを特徴とする画像形成方法。
  2. 色材および熱可塑性の樹脂粒子を溶媒中に含有するインクと、前記色材を凝集させる成分を含有する処理液とを用いて、媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、
    前記媒体上に前記処理液を付与する処理液付与工程と、
    前記処理液が付与された前記媒体上に、前記インクを打滴するインク打滴工程と、
    前記インク打滴工程によって前記媒体上に形成されたインク膜の溶媒含有率（インク膜中の単位面積あたりの溶媒の体積／インク膜中の単位面積あたりの固形分の体積）をα、前記樹脂粒子の最低造膜温度をＭＦＴ、前記インク膜の膜面温度をＴとしたとき、αが２．０を超えている状態から２．０以下に低下するまで、Ｔ＜ＭＦＴ＋２０度の状態で前記インク膜を加熱乾燥するインク膜乾燥工程と、
    を含み、
    前記インク膜乾燥工程において、前記溶媒含有率αが２．０以下になった後、前記膜面温度Ｔを上昇させる加熱乾燥を行うことを特徴とする画像形成方法。
  3. 前記インク膜乾燥工程において、前記溶媒含有率αが２．０以下になった後、前記膜面温度Ｔを上昇させる加熱乾燥を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
  4. 前記処理液付与工程を行った後、前記インク打滴工程を行う前に、前記処理液付与工程によって形成された前記媒体上の処理液膜を加熱乾燥する処理液膜乾燥工程を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成方法。
  5. 前記インク膜乾燥工程が行われた後、前記媒体上の前記インク膜を、加熱された部材で前記媒体に加圧して定着させる定着工程を更に含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成方法。
  6. 色材および熱可塑性の樹脂粒子を溶媒中に含有するインクと、前記色材を凝集させる成分を含有する処理液とを用いて、媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
    前記媒体上に前記処理液を付与する処理液付与手段と、
    前記処理液が付与された前記媒体上に、前記インクを打滴するインク打滴手段と、
    前記インク打滴手段によって前記媒体上に形成されたインク膜の溶媒含有率（インク膜中の単位面積当たりの溶媒の体積／インク膜中の単位面積あたりの固形分の体積）をα、前記樹脂粒子の最低造膜温度をＭＦＴ、前記インク膜の膜面温度をＴとしたとき、αが２．０を超えている状態から２．０以下に低下するまで、Ｔ＜ＭＦＴ＋２０度の状態で前記インク膜を加熱乾燥するインク膜乾燥手段と、
    を備え、
    前記インク膜乾燥手段は、前記溶媒含有率αが２．０以下になった後、前記インク膜の加熱乾燥終了時までに、前記膜面温度Ｔを前記ＭＦＴ以上にして加熱乾燥を行うことを特徴とする画像形成装置。
  7. 色材および熱可塑性の樹脂粒子を溶媒中に含有するインクと、前記色材を凝集させる成分を含有する処理液とを用いて、媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
    前記媒体上に前記処理液を付与する処理液付与手段と、
    前記処理液が付与された前記媒体上に、前記インクを打滴するインク打滴手段と、
    前記インク打滴手段によって前記媒体上に形成されたインク膜の溶媒含有率（インク膜中の単位面積当たりの溶媒の体積／インク膜中の単位面積あたりの固形分の体積）をα、前記樹脂粒子の最低造膜温度をＭＦＴ、前記インク膜の膜面温度をＴとしたとき、αが２．０を超えている状態から２．０以下に低下するまで、Ｔ＜ＭＦＴ＋２０度の状態で前記インク膜を加熱乾燥するインク膜乾燥手段と、
    を備え、
    前記インク膜乾燥手段は、前記溶媒含有率αが２．０以下になった後、前記膜面温度Ｔを上昇させる加熱乾燥を行うことを特徴とする画像形成装置。
  8. 前記インク膜乾燥手段は、前記溶媒含有率αが２．０以下になった後、前記膜面温度Ｔを上昇させる加熱乾燥を行うことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
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