JP6456046B2 - 画像記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像記録方法に関する。

中間転写体にインクを付与することで中間画像を記録し、この中間画像を記録媒体に転写して画像を記録する方法（以下、「中間転写型画像記録方法」ともいう）が知られている。近年では、高速記録への需要の高まりに伴い、速い転写速度においても高いレベルの画質の画像が得られるような中間転写型画像記録方法が検討されている（特許文献１〜３）。

特許文献１には、金属製ドラムからなる支持体上にゴム層と、ゴム層の上に外層を有する中間転写体を用いた画像記録方法が記載されている。中間転写体のゴム層の材料としては、ポリウレタン、フッ素化弾性体及び、フッ素化ゴムやシリコーンゴムから選択された材料が記載されている。外層の材料としては、ゾルゲル、セラメール、及び、ポリウレタンから選択された材料が記載されている。

また、特許文献２には、反応液の単位面積当たりの付与量を、インクの単位面積当たりの付与量以上にすることで、反応液が乾燥して引けが生じた場合でも良好な画像品質が得られることが記載されている。

また、特許文献３には中間転写体の表面にＲａ＝０．２μｍ〜２．５μｍの表面粗さとすることで画像品質向上と転写性が向上できることが記載されている。

特開２００３−１８２０６４号公報 特開２００７−２６８８０２号公報 特開２００２−３７０４４２号公報

上記の画像記録方法では、中間転写体上に、インク中の色材成分と接触して高粘度化した中間画像を形成する液体（反応液）を付与しているが、その付与状態が画像品質に影響することが分かっている。

これに対して、特許文献１において、中間転写体として例示された材料の中で、特にフッ素化ゴムのような低表面エネルギー材料を用いた場合、反応液が中間転写体の表面から弾かれてしまい、反応液の付与状態は十分なレベルには達していない。

また、特許文献２では、中間転写体としてシリコーンゴム、反応液として表面張力２８．０ｍＮ／ｍ、低ｐＨの液体を使用し、中間転写体と反応液の接触角が６２°となることが記載されている。しかし、本発明者らが確認した結果、係る構成では、反応液の付与状態が十分なレベルには達していないことが分かった。

また、特許文献３は、画像品質の向上のために重要と考えられる反応液の付与状態の安定化技術に関しては何ら具体的に記載されていなかった。また、画像品質向上のための表面粗さ形状が、画像の転写性とトレードオフになってしまうことも問題であった。

即ち、本発明は、反応液付与性及び中間画像の転写性に優れた中間転写体を用いた画像記録方法を提供することを目的とする。

上記の目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明にかかる画像記録方法は、中間転写体に反応液を付与する工程と、前記反応液が付与された領域と少なくとも一部が重なるようにインクを前記中間転写体に付与して中間画像を形成する工程と、前記中間画像を記録媒体に転写する工程と、を有する画像記録方法であって、前記中間転写体の表面は、凸状構造を複数有し、前記中間転写体表面に対して垂直方向の投影表面積をＳ１、その実表面積をＳ２とした場合、Ｓ２／Ｓ１が１．２以上１０．０以下であることを特徴とする。

本発明によれば、反応液付与性及び中間画像の転写性に優れた中間転写体を用いた画像記録方法を提供することができる。

本発明の一例である中間転写体を備えた画像記録装置の構成を表す模式図である。 凸状構造における幅及び高さを説明するための図である。

本発明の画像記録方法の一例では、中間転写体に反応液を付与する工程と、前記反応液が付与された領域と少なくとも一部が重なるようにインクを前記中間転写体に付与して中間画像を形成する工程と、前記中間画像を記録媒体に転写する工程を有する。そして、この中間転写体表面の単位面積当たりの表面積の平均値が１．２以上１０．０以下となっている。

中間転写体表面の単位面積当たりの表面積の平均値を上記範囲内にすることにより、中間転写体表面に対する反応液の濡れ性を向上させることができる。この結果、反応液は中間転写体の表面上の所望の領域に均一に広がりやすくなる、即ち、反応液の付与性が向上する。

中間転写体表面の単位面積当たりの表面積の平均値を１．２以上１０．０以下とする方法としては例えば、後述するように、中間転写体の表面に凸状構造を設ける方法が挙げられる。

中間画像の変形を抑制するために、中間転写体表面に意図的に凹凸形状を設けることは従来知られている技術であるが、ただ単に凹凸形状を設けただけでは、表面粗さが高まることによる画像品質の低下、転写性の低下が生じてしまっていた。しかしながら、本発明のように、中間転写体表面の単位面積当たりの表面積の平均値が１．２以上１０．０以下となるように凸状構造を設けることによって、画像品質及び中間画像の転写性を高めたまま、中間画像の変形を抑制することができることが分かった。

以下では、本発明の一実施形態に係る中間転写体及び画像記録方法の概略を説明する。

＜中間転写体＞
（１）材料
中間転写体は、反応液及びインクを保持し、中間画像を形成する基材となるものである。中間転写体の構成としては、中間転写体をハンドリングし必要な力を伝達するための支持部材と、画像を形成する表層部材を有する。これらは均一の部材からなっていても良いし、各々独立した複数の部材からなっていても良い。

中間転写体の表層部材は単層からなっていても良く、複数の層からなっていても良い。中間転写体の表層部材の層構成は、記録媒体の種類、中間転写体上における中間画像の保持性、転写時の記録媒体への画像転写効率や中間画像の画質などに対応できる最適なものを任意に選択することができる。例えば、中間転写体の表層部材中に、転写時の圧力ムラを均一化させるなどの目的のために、圧縮層を設けても良い。ここで、「圧縮層」とは、ゴムまたはエラストマーからなる多孔体が好ましい。また、中間転写体の表層部材中に、好ましい弾性特性、強度、熱的特性などを持たせるために、樹脂層、基布層、金属層などを設けても良い。また、表層部材と支持部材の間に、これらを固定・保持するための各種接着剤や両面テープが存在していても良い。

中間転写体の形状としては、シート形状、ローラ形状、ドラム形状、ベルト形状、無端ウエブ形状等が挙げられる。これらの形状の中でも、ドラム形状の支持部材や、ベルト形状の無端ウエブ構成の中間転写体を用いると、同一の中間転写体を連続して繰り返し使用することが可能となり、生産性の面から極めて好適な構成となる。中間転写体のサイズは、目的の記録媒体のサイズに合わせて自由に選択することができる。

中間転写体の支持部材は、その搬送精度や耐久性の観点から、ある程度の構造強度が求められる。支持部材の材質としては金属、セラミック、樹脂などが好適である。これらの中でも特に、転写時の加圧に耐え得る剛性や寸法精度のほか、動作時のイナーシャを軽減して制御の応答性を向上するために要求される特性から、アルミニウム、鉄、ステンレス、アセタール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリウレタン、シリカセラミクス、アルミナセラミクスなどが好適に用いられる。なお、これらの材料は組み合わせて用いても良い。

中間転写体の表層部材は、紙などの記録媒体に中間画像を圧着させて中間画像を転写させるため、ある程度の弾性を有していることが望ましい。例えば、記録媒体として紙を用いる場合、表層部材に用いるゴム部材の硬度はデュロメータ・タイプＡ硬度（ＪＩＳ・Ｋ６２５３準拠）で１０度以上１００度以下の範囲のものを含んでいることが好ましい。表層部材は、２０度以上６０度以下のゴム部材を含んでいることがより好ましい。

表層部材の材質としてはポリマー、セラミック、金属など各種材料を適宜用いることができるが、前記特性及び加工特性より各種ゴム材料、及びエラストマー材料が好ましく用いられる。特に、表層部材として適度な低表面エネルギーを有する、いわゆる撥水性材料を用いた場合、反応液とインクの反応凝集物との付着エネルギーが低減され、画像転写効率を高めることができる。例えば、表層部材としてはフッ素化合物及びシリコーン化合物から選択される少なくとも１種の化合物を含有するものを挙げることができ、具体的にはシリコーンゴム、フッ素ゴム、及びこれらの骨格構造を含む化合物が好適である。また、表層部材は、上記材質の層上に更に表面層を形成しても良い。表面エネルギーの観点から、表面層の材質としては、シリコーン骨格、パーフルオロアルキル骨格などに代表される撥水性構造を含む化合物が好適である。

（２）発明の効果との関係
以下では、本発明の中間転写体により、反応液の付与性及び中間画像の転写性が向上する理由を説明する。

（２−１）反応液の付与性の向上
一般に、平滑な固体表面と液滴との接触角がθであるとき、液体の表面張力をγ_Ｌ、固体の表面張力をγ_Ｓ、固液界面の表面張力をγ_ＬＳとすると、これらの間にはＹｏｕｎｇの式が成立する。
γ_Ｓ＝γ_ＳＬ＋γ_Ｌｃｏｓθ
また、固体表面の粗さと濡れ性の関係を表すモデルとして、Ｗｅｎｚｅｌモデルが知られている。固体表面に所定の粗さが形成されている場合、形成された凹凸面に伴い固液界面の接触面積が増大する。この結果、粗化表面での見かけの接触角θ’は固体の水平方向の投影表面積をＳ１、その実表面積をＳ２のとき、ｒ＝Ｓ２／Ｓ１とすれば以下のように表される。
ｃｏｓθ’＝ｒｃｏｓθ＝ｒ（γ_Ｓ−γ_ＳＬ）／γ_Ｌ
即ち、０＜θ＜９０°のとき、θ’＜θとなることが分かる。

本実施形態において、反応液の付与状態を安定させるためには、反応液が弾いてしまう状態を避けることが重要であると考えられる。即ち、反応液の付与部と未付与部が共存する環境では、反応液の付与部の面積比率を安定的に制御することが難しい。そこで、反応液をできるだけ中間転写体の全面に均一に付与することで、即ち反応液の付与部の面積をできるだけ大きくすることで、反応液の安定性がより発現されるものと考えられる。従って、中間転写体の表面上に反応液を広げて反応液付与部の面積を大きくするためには、中間転写体上での反応液の見かけの接触角を小さくして、中間転写体に対する反応液の濡れ性を向上させるのが良い。具体的には、見かけの接触角は２０°以下であることが好ましく、１０°以下であることがより好ましい。

上記のように中間転写体表面の見かけの接触角を低下させるためには、中間転写体表面に対して垂直方向の投影表面積をＳ１、その実表面積をＳ２とした場合、１．２≦Ｓ２／Ｓ１≦１０とする。即ち、このＳ２／Ｓ１は中間転写体の表面の単位面積当たりの表面積の平均値を表しており、この平均値を１．２以上１０．０以下とする。また、平均値Ｓ２／Ｓ１は、１．４以上５以下とすることがより好ましい。これにより見かけの接触角をより安定的に低下させ、中間転写体表面上での反応液の付与部の面積を大きくすることができる。また、垂直方向の投影表面積Ｓ１は、中間転写体がシート形状以外の場合でも、その平均表面粗さＲａ＝０とした場合の表面積、即ち平坦化された場合の表面積として計算することができる。

垂直方向の投影表面積Ｓ１、その実表面積Ｓ２は例えば、下記の方法による観察結果から測定することができる。垂直方向の投影表面積Ｓ１は、例えば中間転写体を縦１ｃｍ、横１ｃｍのサイズに切り出した場合、縦の長さと横の長さの積として計算できる。また、実表面積Ｓ２は、吸着占有面積として、既知の分子を表面に吸着させ、その量から表面積を求める手法（ＢＥＴ法など）により測定することができる。例えば、本実施形態における中間転写体を１ｃｍ×１ｃｍのサイズに切り出し、サンプルセルに封入する。そこに窒素ガスを吹き込むと、窒素分子はサンプルの表面に多層吸着をする。そのときの圧力変化の情報から、単層吸着量が計算される。窒素分子の吸着面積から中間転写体の実表面積Ｓ２を測定することができる。

また、実表面積Ｓ２は、試料表面を微細な探針（カンチレバー）で走査することで、試料表面の３次元形状を測定する走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）などにより測定することもできる。この場合、例えば、任意のサイズに切り出した中間転写体表面の１０μｍ×１０μｍの範囲を走査型プローブ顕微鏡にて複数回の形状測定を行う。ＳＰＭによれば、中間転写体の各点における高さ情報を数１０ｎｍ毎に取得することができる。隣り合う３点により形成される三角形の面積の総和をその実表面積Ｓ２として測定することができる。

また、共焦点レーザー顕微鏡、走査型光干渉計、などの三次元の計測情報が取得できる装置を用いれば、ＳＰＭと同様に実表面積Ｓ２の測定が可能である。

中間転写体の表面が上記のようなＳ２／Ｓ１の数値範囲を有するためには、中間転写体の表面が凸状構造を複数有することが好ましい。凸状構造の断面の形状は特に限定されないが、四角形（矩形または正方形）、三角形、台形、またはそれらを組み合わせた形状であることが好ましい（図２参照）。

凸状構造の平均幅（凸部を横から見たときに最も広がっている部分の長さの平均値。図２おける各凸状構造の「ｗ」）は１０μｍ以下であることが好ましい。凸状構造の平均幅が１０μｍ以下であることにより、実表面積Ｓ２を大きくして、見かけの接触角を効果的に小さくすることができるため、本発明の効果をより有効に発現することができる。平均幅は１μｍ以下であることがより好ましい。更には、凸状構造の平均幅をインク滴の平均径以下にすることが好ましい。尚、インクジェット記録方法に用いられるインクが中間転写体に付与された際のインク滴の平均径は一般的に１０μｍ以上１００μｍ以下である。

また、平均高さ（凸部を横から見たときに凸部の底辺から凸部の最も離れた部分までの長さの平均値。図２おける各凸状構造の「ｈ」）は０．０５μｍ以上１．００μｍ以下であることが好ましい。凸状構造の平均高さが０．０５μｍ未満であると、見かけの接触角を低下させる効果が小さく、反応液付与状態の安定性が低下してしまう。凸状構造の平均高さ１．００μｍを超えると、中間画像の画質低下、転写性が低下する場合がある。更には、凸状構造の平均高さは０．１μｍ以上０．５μｍ以下がより好ましい。

凸状構造の平均幅及び平均高さは、任意の凸状構造３０個に関し、それぞれ幅及び高さを測定し、その平均値を算出することで導き出される値である。

凸状構造は、中間転写体の表面上に付与されるインク滴の平均径がＲμｍであるとき、中間転写体表面上のインクを付与可能な部分において、Ｒμｍ×Ｒμｍの領域内に凸状構造が存在する部分の面積の割合が９０％以上であることが好ましい。中間転写体上に、このような割合で凸状構造を配置することにより、中間転写体上に着弾する大部分のインクに対して、より均一な反応液層を接触させることが可能となり、中間画像の画像品質が向上する。

上記割合は、走査型プローブ顕微鏡、共焦点レーザー顕微鏡、走査型光干渉計、などの観察手法により測定することができる。または、中間転写体表面について任意のＲμｍ×Ｒμｍの領域をＮ個、抽出し、その中の０．９Ｎ個以上の領域での凸状構造の有無を観察することでも確認することが可能である。

表面の粗さと濡れ性の関係を表す上記Ｗｅｎｚｅｌモデルは、凸状構造間に空気が入り込まず、凸状構造の表面上で反応液やインクが理想的に接触する場合を想定したモデルある。現実には、中間転写体の凸状構造間に空気が入り込んで、反応液とインクの接触が悪影響を受ける場合がある。ここで、安定的な反応液の付与状態を実現してインクとの接触性を高めるためには、できるだけ空気との界面を無くすことで不安定化を防ぐ必要がある。そのため、凸状構造間に入り込んだ空気を外に押出し、凸状構造間を反応液で満たすことが必要となる。特にプロセス速度が高速化された場合、凸状構造間を反応液で満たすことが難しい場合がある。これは、反応液の流動性が小さい場合に起こりやすく、反応液の凸状構造間における進行方向への速度よりもプロセス速度が大きい場合に見られる現象である。また、上記効果を効果的に発現させるために、ローラやスキージ等により、反応液が加圧された状態で、凸状構造間の空気を押出すように付与しても良い。

上記凸状構造は、所望の形状を有する型を作製し、その形状を中間転写体の表面に転写することで形成することができる。特に、上記凸状構造として微細なパターンを形成するためには、例えば従来公知のナノインプリント法を用いることができる。この方法は、フォトリソグラフィーなどの微細加工法などにより微細なパターン形状が形成されたモールドを、ポリマーやガラスなどからなる基板に圧接することで所望の形状の転写を行うものである。その他にも、電子ビームリソグラフィーなどの微細加工法などを任意に用いることができる。

また、アルミニウム材を酸性液中で陽極酸化することで得られる陽極酸化ポーラスアルミナは、円柱状の細孔が規則配列した構造を有する。このポーラスアルミナ、または、それを型として形成したネガ型構造体を使用して、これらの形状を中間転写体の表面に転写することも可能である。

（２−２）中間画像の転写効率の向上
上記（２−１）に記載のように、反応液の付与性が向上することで、中間転写体に反応液が付与されていない領域が少なくなる。そのため、更にインクが付与された際に、反応液と反応することができずに、中間転写体に直接接触するインクが極めて少なくなる。その結果、中間画像と中間転写体との接触面積が小さくなり、転写時に、中間画像は中間転写体から離れて記録媒体側に移動しやすくなり、中間画像の転写性を向上させることができる。

また、中間転写体が凸状構造を有することにより、更に、効果的に中間画像の転写性を向上させることができる。これは凸状構造によって、中間画像と中間転写体表面の接触面積が更に小さくなることによると考えられる。

＜反応液＞
反応液は、本実施形態の画像記録方法で使用するインクを高粘度化させる成分（以下では、「インク高粘度化成分」と記載する場合がある）を含有する。ここで、インクの高粘度化とは、インクを構成している色材や樹脂等が、インク高粘度化成分と接触することによって化学的に反応し、あるいは物理的に吸着し、インク全体の粘度上昇が認められる場合を表す。また、この場合に限らず、色材などインク組成物の一部が凝集することにより局所的に粘度上昇を生じる場合をも含む。なお、ここで、「反応液」における「反応」とは、インクとの間に化学反応が起こるだけでなく、物理的な作用（吸着など）が起こる場合も含む。インク高粘度化成分は、中間転写体上でのインク及び／又はインク組成物の一部の流動性を低下させて、画像形成時のブリーディング、ビーディングを抑制する効果がある。

インク高粘度化成分としては、多価の金属イオン、有機酸、カチオンポリマー、多孔質性微粒子など、旧来から公知の物を特に制限無く用いることができる。これらの中でも特に多価の金属イオン及び有機酸が好適である。また、複数の種類のインク高粘度化成分を含有させることも好適である。なお、反応液中のインク高粘度化成分の含有量は、反応液全質量に対して５質量％以上であることが好ましい。

具体的にインク高粘度化成分として使用できる金属イオンとしては、例えば、Ｃａ^２＋、Ｃｕ^２＋、Ｎｉ^２＋、Ｍｇ^２＋、Ｓｒ^２＋、Ｂａ^２＋及びＺｎ^２＋等の二価の金属イオンや、Ｆｅ^３＋、Ｃｒ^３＋、Ｙ^３＋及びＡｌ^３＋等の三価の金属イオンが挙げられる。

また具体的にインク高粘度化成分として使用できる有機酸としては、例えば、シュウ酸、ポリアクリル酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、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、レブリン酸、コハク酸、グルタル酸、グルタミン酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、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、オキシコハク酸、ジオキシコハク酸等が挙げられる。

反応液は、適量の水や有機溶剤を含有していても良い。この場合に用いる水はイオン交換等により脱イオン化した水であることが好ましい。また、反応液に用いることのできる有機溶剤としては特に限定されず、公知の有機溶剤を何れも用いることができる。

反応液には、各種樹脂を添加することもできる。例えば、反応液に適当な樹脂を添加することで転写時の、中間画像の記録媒体への接着性を良好なものとしたり、最終画像の機械強度を高めたりすることが可能であるため好適である。この樹脂に用いる材料としてはインク高粘度化成分と共存できるものであれば特に制限は無い。

また、反応液中に界面活性剤や粘度調整剤を加えて、その表面張力や粘度を適宜、調整して用いることができる。この際に用いる材料としては、インク高粘度化成分と共存できるものであれば特に制限は無い。具体的に用いられる界面活性剤としてはアセチレノールＥ１００（川研ファインケミカル社製）等が挙げられる。反応液の表面エネルギーは５０ｍＮ／ｍ以下に調整されることが好ましく、さらには２０ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍ以下に調整されることがより好ましい。

＜反応液の付与＞
中間転写体の表面へ反応液を付与する方法は、従来知られている各種手法を適宜、用いることができる。具体例としてはダイコーティング、ブレードコーティング、グラビアローラーを用いる手法、オフセットローラーを用いる手法、スプレーコーティング等が挙げられる。また、インクジェットデバイスを用いて付与する方法も好適である。さらにいくつかの方法を複数、組み合わせることも極めて好適である。反応液は、中間転写体の全面に付与することが好ましい。

＜中間画像の形成＞
反応液が付与された中間転写体の表面に、インクを付与することにより中間画像が形成される。なお、「中間画像」とは、中間転写体に形成されて、記録媒体に転写される前の画像を意味する。

インクの付与には例えば、インクジェットデバイスを使用することができる。インクジェットデバイスとしては例えば、下記の形態等を挙げることができる。
・電気−熱変換体によりインクに膜沸騰を生じさせ気泡を形成することでインクを吐出する形態、
・電気−機械変換体によってインクを吐出する形態、
・静電気を利用してインクを吐出する形態。
上記のようにインクジェット液体吐出技術で提案される各種インクジェットデバイスをいずれも用いることができる。これらの中でも特に高速で高密度の印刷の観点からは電気−熱変換体を利用した形態が好適に用いられる。

また、インクジェットデバイス全体の形態としては特に制限はない。例えば、下記のインクジェットヘッドを用いることができる。
・中間転写体の進行方向と垂直にヘッドを走査しながら記録を行う、いわゆるシャトル形態のインクジェットヘッド。
・中間転写体の進行方向に対し略垂直（即ち、中間転写体がドラム形状の場合は軸方向に略平行）にインク吐出口をライン状に配列した、いわゆるラインヘッド形態のインクジェットヘッド。

＜インク＞
以下では、インクに用いることのできる各成分について説明する。

（１）色材
インクは、公知の染料やカーボンブラック、有機顔料等を溶解及び／または分散させた色材を用いることができる。これらの中でも各種顔料は印刷物の耐久性や品位に特徴があり好適である。

（２）顔料
顔料としては特に限定されず、公知の無機顔料・有機顔料を用いることができる。具体的にはＣ．Ｉ．（カラーインデックス）ナンバーであらわされる顔料を用いることができる。また、黒色顔料としては、カーボンブラックを用いることも好ましい。インク中の顔料の含有量は、インク全質量に対し０．５質量％以上１５．０質量％以下であることが好ましく、１．０質量％以上１０．０質量％以下であることがより好ましい。

（３）顔料分散剤
顔料を分散させる分散剤としては、従来公知のインクジェットに用いられるものであれば、いずれも使用することができる。これらの中でも、その分子構造中に親水性部と疎水性部とを併せ持つ水溶性の分散剤を用いることが好ましい。特に、少なくとも親水性のモノマーと疎水性のモノマーとを含んで共重合させた樹脂からなる顔料分散剤が好ましく用いられる。ここで用いられる各モノマーについては特に制限はなく、旧来公知の物が好適に用いられる。具体的には、疎水性モノマーとしてはスチレン、スチレン誘導体、アルキル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート等が挙げられる。また、親水性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等が挙げられる。分散剤の酸価は５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上５５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましい。また、分散剤の重量平均分子量は１０００以上５００００以下であることが好ましい。なお、インク中の顔料と分散剤の質量比は１：０．１〜１：３の範囲であることが好ましい。

また、他のインクの態様として、分散剤を用いず、顔料自体を表面改質して分散可能としたいわゆる自己分散性顔料を用いることも好適である。

（４）樹脂微粒子
インクは、色材を有しない各種微粒子を含有することができる。これらの中でも、樹脂微粒子は画像品位や定着性の向上に効果がある場合があり、好適である。樹脂微粒子の材質は特に限定されず、公知の樹脂を適宜、用いることができる。具体的には、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリ尿素、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリ（メタ）アクリル酸及びその塩、ポリ（メタ）アクリル酸アルキル、ポリジエン等の単独重合物、もしくはこれらを複数、組み合わせた共重合物が挙げられる。樹脂の質量平均分子量は、１，０００以上２，０００，０００以下の範囲が好適である。また、インク中における樹脂微粒子の含量は、インク全質量に対して１質量％以上５０質量％以下が好ましく、より好ましくは２質量％以上４０質量％以下である。

さらに、樹脂微粒子は、インク中に分散した樹脂微粒子分散体として用いることが好ましい。分散の手法については特に限定はないが、解離性基を有するモノマーを単独重合もしくは複数種、共重合させた樹脂を用いて分散させたいわゆる自己分散型樹脂微粒子分散体が好適である。ここで解離性基としてはカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等が挙げられ、この解離性基を有するモノマーとしてはアクリル酸やメタクリル酸等が挙げられる。また、乳化剤により樹脂微粒子を分散させたいわゆる乳化分散型樹脂微粒子分散体も、同様に好適に用いることができる。ここで言う乳化剤としては、低分子量、高分子量に関わらず公知の界面活性剤が好適に用いられる。界面活性剤はノニオン性か、もしくは樹脂微粒子と同じ電荷を持つ物が好適である。樹脂微粒子分散体は、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の分散粒径をもつことが望ましく、さらに１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の分散粒径が望ましい。

また、樹脂微粒子分散体を作製する際に、安定化のために各種添加剤を加えておくことも好ましい。この添加剤としては例えば、ｎ−ヘキサデカン、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ステアリル、クロロベンゼン、ドデシルメルカプタン、オリーブ油、青色染料（Ｂｌｕｅ７０）、ポリメチルメタクリレート等が好適である。

（５）界面活性剤
インクは、界面活性剤を含んでいても良い。界面活性剤としては、具体的には、アセチレノ−ルＥＨ（川研ファインケミカル社製）等が挙げられる。インク中の界面活性剤の含量は、インク全質量に対して０．０１質量％以上５．０質量％以下であることが好ましい。

（６）水及び水溶性有機溶剤
インクは、溶剤として水及び／または水溶性有機溶剤を含むことができる。水は、イオン交換等により脱イオンした水であることが好ましい。また、インク中の水の含量は、インク全質量に対して３０質量％以上９７質量％以下であることが好ましい。また、インク中に用いる水溶性有機溶剤の種類は特に限定されず、公知の有機溶剤をいずれも用いることができる。具体的には、グリセリン、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、２−ピロリドン等が挙げられる。また、インク中の水溶性有機溶剤の含量は、インク全質量に対して３質量％以上７０質量％以下であることが好ましい。

（７）その他添加剤
インクは、上記成分以外にも必要に応じて、ｐＨ調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、水溶性樹脂及びその中和剤、粘度調整剤など種々の添加剤を含有しても良い。

＜中間画像の転写＞
中間画像の形成後、中間転写体を記録媒体に圧着して、中間画像を記録媒体に転写することで、最終的な画像を得る。なお、本明細書において「記録媒体」とは、一般的な印刷で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック、フィルムその他の印刷媒体、記録メディアも含めて言う。

中間転写体と記録媒体の圧着の手法については特に制限はないが、加圧ローラを用いて中間転写体と記録媒体の両側から加圧すると、効率良く画像が転写形成されるため好適である。また、多段階に加圧することも転写不良の軽減に効果が有る場合があり好適である。

＜水分除去＞
中間転写体上に形成された中間画像から液体分を減少させる工程を設けることも好ましい。中間画像の液体分が過剰であると転写工程において余剰液体がはみ出したりあふれ出したりして、画像乱れや転写不良の原因となりうる。中間画像からの液体分除去の手法としては旧来用いられている各種手法が何れも好適に適用できる。例えば、加熱による方法、低湿空気を送風する方法、減圧する方法、またこれらを組み合わせる手法がいずれも好適に用いられる。また、自然乾燥により行うことも可能である。

＜クリーニング＞
中間転写体をクリーニングする工程を有することで、中間転写体を繰り返し連続的に用いることができ好ましい。中間転写体をクリーニングする手段としては、以下の方法が挙げられる。
・中間転写体の表面上にシャワー状に洗浄液を当てる方法。
・濡らしたモルトンローラを、中間転写体の表面に当接させて払拭する方法。
・中間転写体の表面を洗浄液面に接触させる方法。
・中間転写体の表面をワイパーブレードで掻き取る方法。
・中間転写体の表面に、各種エネルギーを付与する方法。
また、これらの方法を複数、組み合わせる手法も好適である。

＜定着＞
転写後に、画像が記録された記録媒体をローラで加圧し、記録媒体と画像の定着性を高めるようにしても良い。また、記録媒体を加熱することで定着性が向上する場合もあり、記録媒体の加熱も好適である。無論、加熱ローラを用いてこれらを同時に行っても良い。

以下では、中間転写体及び画像記録方法の実施例、及び比較例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって限定されるものではない。また、下記で示される「部」とは「質量部」を表し、「％」とは「質量％」を表す。

（画像記録装置）
図１は、以下の実施例及び比較例で使用する画像記録装置の概略を表す図である。この画像記録装置は、回転軸１３を中心に回転可能な中間転写体を有する。中間転写体は、ドラム状の支持部材１２と、支持部材１２の外周面上に設けられた表層部材１１を有する。中間転写体は回転軸１３を中心として矢印方向に回転駆動し、その回転と同期して、中間転写体の周辺に配置された各デバイスが作動するようになっている。

図１の装置では、アルミニウム合金からなる円筒形のドラムを中間転写体の支持部材１２として用いた。これにより、転写時の加圧に耐え得る剛性や寸法精度のほか、回転のイナーシャを軽減して制御の応答性を向上する等、要求される特性を満たすことができる。中間転写体の表層部材１１としては、デュロメータ・タイプＡ硬度４０度のシリコーンゴム（ＫＥ１２、信越化学社製）を、０．３ｍｍの厚さに成型したものを用いた。または、フッ素ゴム（ＳＩＦＥＬ３４０５、信越化学社製）を０．３ｍｍの厚さに成型したものを用いた。

各実施例では、表層部材１１の表面にそれぞれ、表１に示す寸法を有する凸状構造を形成した。なお、表１中の「Ｓ２／Ｓ１」は、中間転写体の表面に対して垂直方向の投影表面積をＳ１、その実表面積をＳ２とした場合の指標である。それぞれの表面積、凸状構造の高さ、幅（は走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製）、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、日立ハイテク社製）、レーザー顕微鏡（ＯＬＳ、オリンパス社製）を適宜、用いて測定した。凸状構造は、陽極酸化ポーラスアルミナを任意の条件に設定することによって作製、またはシリコンウェハー上にフォトリソグラフィーの手法を用いて作製し、その形状を中間転写体に転写することによって形成した。

各比較例では、表層部材１１として、凸状構造を形成していない平滑表面をもつシリコーンゴム、またはフッ素ゴムを用いた。これらの表面粗さは算術平均粗さＲａ＝０．００１μｍであった。各比較例で用いた中間転写体の寸法を下記表１に示す。

中間転写体は、ローラ式塗布装置１４を構成する塗布ローラと当接している。このローラ式塗布装置１４により、中間転写体の表面に連続的に反応液を塗布可能となっている。中間転写体の表面と対向するようにインクジェットデバイス１５が設けられており、中間転写体の表面上にインクを付与可能となっている。中間転写体の表面上の中間画像を構成するインク中の液体分を減少させる目的で、中間転写体の表面と対向するように送風装置１６が配置されている。また、支持部材１２には加熱ヒータ１７が内蔵されており、中間転写体の裏面側から中間画像の加熱が可能となっている。送風装置１６及び加熱ヒータ１７により中間画像中の液体分が乾燥し、転写時の中間画像の乱れを抑制することができる。

また、記録媒体１８を間に介して、中間転写体と当接するように加圧ローラ１９が配置されている。この加圧ローラ１９により、中間転写体上に形成された中間画像を記録媒体１８に接触させ、中間画像を記録媒体１８に転写形成させる。図１の装置では、支持部材１２と加圧ローラ１９により、中間画像と記録媒体１８を挟み込むように加圧することで、効率の良い中間画像の転写を実現している。

以下の実施例及び比較例では、記録媒体１８として、表面親水処理化ＰＥＴフィルム（厚さ１５０μｍ）を用いた。中間画像の転写前、中間転写体の表面上ではインクは反応液と反応して高粘度化し、かつ液体成分が減少している。このため、ＰＥＴフィルムのようなインク吸収をほとんどしない記録媒体１８を用いた場合であっても、記録媒体上に画像を転写することができる。また、記録媒体１８の形状としては長尺・ロール状のシートを用いたが、規定の形状にカットされた枚葉シートを用いても良い。

更に、中間転写体には、クリーニングユニット２０を構成するモルトンローラが間欠的に当接するようになっている。モルトンローラは、イオン交換水により常時湿潤される。このクリーニングユニット２０により、中間画像を記録媒体に転写後の中間転写体はクリーニングされ、繰り返し次の中間画像の形成に用いられる。

（反応液の調製）
反応液は下記の組成の成分を混合し、十分攪拌した後、ポアサイズ３．０μｍのミクロフィルター（富士フイルム製）にて加圧濾過することにより調製した。
・グルタル酸 ５５部
・８Ｎ水酸化カリウム水溶液 ２０部
・グリセリン １０部
・界面活性剤（アセチレノールＥ１００） １部
・イオン交換水 １４部。

（インクの調製）
まず、以下の各手順により、各顔料分散液及び樹脂微粒子分散体を作製した。

（１）ブラック顔料分散液の調製
カーボンブラック（製品名：モナク１１００、キャボット社製）１０部、顔料分散剤水溶液（スチレン−アクリル酸エチル−アクリル酸共重合体＜酸価１５０、重量平均分子量８，０００＞；固形分２０％；水酸化カリウムにて中和済み）１５部、純水７５部を混合した。この混合液を、バッチ式縦型サンドミル（アイメックス社製）に仕込み、０．３ｍｍ径のジルコニアビーズを２００部、充填し、水冷しつつ、５時間、分散処理を行った。遠心分離機でこの分散液の遠心分離を行い粗大粒子を除去して、顔料濃度が約１０％のブラック顔料分散液を得た。

（２）シアン顔料分散液の調製
ブラック顔料分散液の調製の際に使用したカーボンブラック１０部を、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、１０部に代えた以外は、ブラック顔料分散液の調製の場合と同様の方法でシアン顔料分散液を調製した。

（３）マゼンタ顔料分散液の調製
ブラック顔料分散液の調製の際に使用したカーボンブラック１０部を、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、１０部に代えた以外は、ブラック顔料分散液の調製の場合と同様の方法でマゼンタ顔料分散液を調製した。

（４）イエロー顔料分散液の調製
ブラック顔料分散液の調製の際に使用したカーボンブラック１０部を、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、１０部に代えた以外は、ブラック顔料分散液の調製の場合と同様の方法でイエロー顔料分散液を調製した。

（５）樹脂微粒子分散体の作製
ブチルメタクリレート１８部、２，２’−アゾビス−（２−メチルブチロニトリル）２部、ｎ−ヘキサデカン２部を混合し、０．５時間、攪拌した。この混合物を、乳化剤であるスチレン−アクリル酸共重合体（酸価１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量８，７００）の６％水溶液、７８部に滴下して、０．５時間、攪拌した。次に、超音波照射機で超音波を３時間、照射した。続いて、窒素雰囲気下で８０℃、４時間、重合反応を行い、室温冷却後にろ過して濃度約２０％の樹脂微粒子分散体を得た。該樹脂微粒子の質量平均分子量は約２００，０００、分散粒径は約２５０ｎｍであった。

下記の組成からなるインクをブラック、シアン、マゼンタ、イエローそれぞれについて調製した。具体的には、下記成分を各々混合し、十分攪拌した後、ポアサイズ３．０μｍのミクロフィルター（富士フイルム社製）にて加圧濾過することにより調製した。
・上述の各色顔料分散液（濃度約１０％） ２０部
・上述の樹脂微粒子分散体（濃度約２０％） ２０部
・グリセリン ５部
・ジエチレングリコール ５部
・界面活性剤（アセチレノ−ルＥＨ） １部
・イオン交換水 ４５部。

（画像記録方法）
図１の装置を用いて画像を形成する際にはまず、中間転写体を図１の矢印の方向に回転させながら、ローラ式塗布装置１４により、中間転写体の表面上に反応液を塗布する。次に、インクジェットデバイス１５から、中間転写体の表面上にインクを吐出する。これにより、中間転写体の表面上で、反応液とインクが反応して中間画像が形成される。中間画像の形成後、中間転写体の支持部材１２に内蔵された加熱ヒータ１７と送風装置１６により、中間画像中の水分を除去する。次に、中間転写体の回転に伴い、中間画像は、中間転写体と加圧ローラ１９の間を通る。この際、中間画像は記録媒体１８に圧着され、中間転写体から記録媒体１８に中間画像が転写される。中間画像の転写後の中間転写体の表面は、クリーニングユニット２０によってクリーニングされ、清浄化される。中間転写体の回転と共に上記の操作を繰り返すことにより、繰り返し画像記録が行われる。

図１の画像記録装置を用いた上記画像記録方法により、実施例１〜１１、及び比較例１〜２の画像記録を行った。得られた画像について、反応液付与性及び転写性を以下のように評価した。なお、反応液付与性における被覆率は中間転写体の表面に対する反応液層の被覆割合を表し、転写性は記録媒体への転写率により評価した。

反応液が付与された中間転写体表面を光学顕微鏡により任意の範囲において観察し、（反応液が存在する面積）／（中間転写体の表面積）を測定することにより、中間転写体表面に対する反応液層の被覆率を算出することができる。

転写工程後の中間転写体を光学顕微鏡にて観察し、中間画像の残存面積を算出し、１００−（中間画像の残存面積）／（中間画像の面積）を算出することにより、記録媒体への転写率を測定することができる。評価結果を下記表２に示す。

（反応液付与性の評価基準）
ＡＡ：中間転写体表面に対する反応液層の被覆率は９０％以上であった
Ａ：中間転写体表面に対する反応液層の被覆率は８０％以上９０％未満であった
Ｂ：中間転写体表面に対する反応液層の被覆率は７０％以上８０％未満であった
Ｃ：中間転写体表面に対する反応液層の被覆率は７０％以下であった。

（転写性の評価基準）
ＡＡ：記録媒体への転写率が９５％以上であった
Ａ：記録媒体への転写率が９０％以上９５％未満であった
Ｂ：記録媒体への転写率が６０％以上９０％未満であった
Ｃ：記録媒体への転写率が６０％未満であった。

１１ 中間転写体
１２ 支持部材
１３ 支持部材の回転軸
１４ ローラ式塗布装置
１５ インクジェットデバイス
１６ 送風装置
１７ 加熱ヒータ
１８ 記録媒体
１９ 加圧ローラ
２０ クリーニングユニット

Claims (14)

1. 中間転写体に反応液を付与する工程と、前記反応液が付与された領域と少なくとも一部が重なるようにインクを前記中間転写体に付与して中間画像を形成する工程と、前記中間画像を記録媒体に転写する工程と、を有する画像記録方法であって、
   前記中間転写体の表面は、凸状構造を複数有し、
   前記中間転写体表面に対して垂直方向の投影表面積をＳ１、その実表面積をＳ２とした場合、Ｓ２／Ｓ１が１．２以上１０．０以下であることを特徴とする画像記録方法。
2. 前記中間転写体の表面は、平均高さ０．０５μｍ以上１．００μｍ以下の凸状構造を複数有することを特徴とする請求項１に記載の画像記録方法。
3. 前記中間画像を形成する工程において前記中間転写体に付与されるインク滴の平均径をＲμｍとするとき、
   前記中間転写体の表面上の前記インクを付与可能な部分において、Ｒμｍ×Ｒμｍの領域内に前記凸状構造が存在する部分の面積の割合が９０％以上であることを特徴とする請求項２に記載の画像記録方法。
4. 前記中間転写体の表面は、フッ素化合物及びシリコーン化合物から選択される少なくとも１種の化合物を含有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像記録方法。
5. 前記Ｓ２／Ｓ１が１．４以上１０．０以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像記録方法。
6. 前記Ｓ２／Ｓ１が１．４以上５．０以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像記録方法。
7. 前記Ｓ２／Ｓ１が１．４以上２．５以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像記録方法。
8. 前記中間転写体の形状は、シート形状、ローラ形状、ドラム形状、ベルト形状、及び無端ウエブ形状のいずれかであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像記録方法。
9. 前記中間転写体は、ドラム形状の支持部材と、前記ドラム形状の支持部材の外周面上に設けられた表層部材と、を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像記録方法。
10. 前記凸状構造の断面の形状は、三角形、正方形、矩形、台形、またはそれらの組合せであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像記録方法。
11. 前記中間転写体は、１０度以上１００度以下の硬度であるゴム部材を含む表層部材を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像記録方法。
12. 前記中間転写体は、２０度以上６０度以下の硬度であるゴム部材を含む表層部材を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像記録方法。
13. 前記中間転写体の表面の見かけの接触角が２０°以下であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の画像記録方法。
14. 前記反応液は、前記インクを高粘度化する成分を含むことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の画像記録方法。