JP6980495B2 - インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は記録媒体にインク滴を吐出して画像を形成するインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置に関する。

従来から印刷用紙や塩ビフィルムなどの難吸水性の記録媒体や、プラスチック、金属など水性インクを基本的に吸収しない非吸水性の記録媒体に対して印刷を行う場合には、一般に有機溶剤を用いた溶剤系インクや塗料が用いられてきた。しかし有機溶剤のある種のものは臭気の影響から、装置に排気や回収等の設備を設けなければならず、装置が大型化するという問題が生じる。これら記録媒体に印刷をする場合でも水性のインクを用いれば安全面、環境面などから好ましいといえる。しかしながら難吸水性もしくは非吸水性の記録媒体への画像形成では水性インクのインク組成物が記録媒体表面に強固に定着することが要求されるが、一般の水性インクでは十分に定着することが難しい。

この定着性を改善するために特許文献１では、インクと混合することにより増粘または凝集する反応液と、インクに樹脂エマルジョンを含ませたものが提案されている。反応液とインクが混合することによって反応液中の反応成分とインク中の色材としての顔料粒子が即座に反応して分散破壊を起こして凝集し、記録媒体表面に対して色材を強固に定着させることができる。さらに樹脂エマルジョンの膜化温度以上に画像形成面を加熱して樹脂エマルジョンの膜を形成することでより強固に定着させることができる。また樹脂エマルジョンの定着では高速化に対応するために定着ローラを直接画像形成面に押し当て、熱と圧力で定着する方法が良く使われる。定着は画像形成が終了した後に画像形成面に対して行うのが一般的である。

特開平９−２０７４２４

近年、記録媒体上の画像形成面のインク層に任意に凹凸を設けて見た目や質感を変える装飾印刷の需要が高まっている。画像形成面に凹凸を設ける方法はいくつか提案されているが、特許文献１のような反応液と樹脂エマルジョンの組み合わせによって、複数のインク付与工程を繰り返すことで少しずつ画像を形成してインク層に凹凸を設けることも可能である。

しかしながら、画像形成面に形成されたインク層の凹凸の差が大きい場合には、画像形成が完了した後に定着を行うと、インク層の凹部に定着ローラが当接できない場合が発生する。定着ローラに画像形成面が直接接触していなくても非常に近い距離にあればある程度の熱は伝わるが、距離が離れている場合には熱を十分に加えられないため未定着な状態となることがある。未定着な部分があると光沢や擦過性が低下してしまう。

また、この問題を解決するためにインク付与を繰り返し行う工程の間に定着工程を入れて毎回定着を行う本体構成を取ることも可能である。しかし定着後には反応液の凝集効果が大幅に失われることから、毎回反応液付与が必要となるため、反応液の消費量が非常に多くなってしまう。

本発明は、画像形成面に大きな凹凸を持つ画像の形成においても凹部の未定着を低減して光沢や擦過性の低下を抑制するとともに、反応液の消費量を抑制することができるインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置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に係るインクジェット記録方法は、
記録媒体にインクと混合することにより増粘または凝集する反応液を付与する反応液付与工程と、
前記記録媒体に前記インクを付与するインク付与工程と、
前記記録媒体の画像形成面を定着手段により少なくとも加熱して定着する定着工程と、
を含むインクジェット記録方法において、
前記反応液付与工程、前記インク付与工程及び前記定着工程のうちの少なくとも１つの工程を実行するサイクルを複数回実施することにより１つの画像を形成し、
前記インク付与工程を前記複数回の各サイクルに実行し、
前記複数回のサイクルは、前記定着工程を実行するサイクルと実行しないサイクルとを含み、前記定着工程を実行するサイクルは少なくとも未定着領域全ての定着が可能なタイミングで実施され、
前記反応液付与工程は、最初のサイクルと、前記定着工程を実行したサイクルの次のサイクルにおいて、前記インク付与工程の前に実行することを特徴とする。

また、インクジェット記録装置は、
記録媒体に反応液を付与する反応液付与工程を実行する手段と、
前記記録媒体にインクを付与するインク付与工程を実行する手段と、
前記記録媒体の画像形成面を定着する定着工程を実行する手段と、
前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
を備えるインクジェット記録装置において、
前記反応液付与工程、前記インク付与工程及び前記定着工程の実行タイミングを決定するタイミング決定手段を備え、
該タイミング決定手段は、
１つの画像を形成するまでの前記定着工程の実行回数が前記インク付与工程の実行回数よりも少なく、かつ前記定着工程は少なくとも未定着領域全ての定着が可能であるように、前記インク付与工程と前記定着工程の実行タイミングを決定し、
画像形成の開始直後と前記定着工程の直後とを、前記反応液付与工程の実行タイミングと決定することを特徴とする。

本発明のインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置によれば、画像形成面に大きな凹凸を持つ画像の形成においても凹部の未定着を低減して光沢や擦過性の低下を抑制することができるとともに、反応液の消費量を抑制することができる。

実施形態１を説明するインクジェット記録装置の概略構成図であり、（ａ）は定着ローラが記録媒体に当接する位置、（ｂ）は定着ローラが記録媒体に当接しない位置である。 実施形態１の画像形成方法を説明するフローチャートである。 実施形態１のインクジェット記録装置の制御システムを示すブロック図である。 実施形態１の画像の作り方を説明するフローチャートである。 （ａ）〜（ｆ）は実施形態１の画像形成の様子を説明する概略図である。 実施形態２を説明するインクジェット記録装置の概略構成図であり、（ａ）は定着工程を通過する経路、（ｂ）は定着工程を通過しない経路である。 実施形態３の定着タイミング決定方法を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１（ａ）は本発明の実施形態１に係るインクジェット記録装置の画像形成部の概略構成図である。本発明では枚葉の記録媒体に画像を形成する。

まず、インクジェット記録装置に供給された記録媒体２０は渡し胴（搬送手段）８に送られて、渡し胴８に設けられた咥え爪（不図示）に先端部を咥えられることによって渡し胴８に固定される。渡し胴８に固定された記録媒体２０は渡し胴８が回転することによって搬送ドラム（搬送手段）７との受け渡し部１２に搬送される。受け渡し部１２に到達した記録媒体２０は、搬送ドラム７に設けられた咥え爪（不図示）に先端部を咥えられると同時に渡し胴８の咥え爪から開放されて、搬送ドラム７の回転に伴い搬送ドラム７に沿って搬送される。

搬送ドラム７の表面には微細な吸引口（不図示）が設けられており、搬送ドラム７に内蔵された送風ファン（不図示）によって負圧が発生している。この負圧によって記録媒体２０は吸着された状態で搬送される。記録媒体２０を吸着して搬送することによって、画像形成中に発生するカールやコックリング、記録媒体２０の浮きを抑制すると共に、画像形成におけるインク滴の着弾精度を高めた高品位な画像を形成することができる。

本実施形態の記録媒体は、印刷用紙や塩ビフィルムなどの難吸水性の記録媒体や、プラスチックフィルム、金属箔など水性インクを基本的に吸収しない非吸水性の記録媒体など、搬送ドラム７の表面形状に追従する可撓性を有する材料が適用できる。

搬送ドラム７で搬送される記録媒体２０は、まず記録ヘッド１（反応液付与工程を実行する手段）によって反応液が付与される。反応液は、インクと接触することによりインク中のアニオン性基を有する成分（樹脂、自己分散顔料など）を凝集させるものであり、反応剤を含有する。反応剤としては、例えば、多価金属イオン、カチオン性樹脂などのカチオン性成分や、有機酸など挙げることができる。本実施形態では反応液の反応液種としてグルタル酸などの有機酸を採用している。なお、反応液は記録ヘッド（インクジェットヘッド）での付与に限定されず、公知の塗布手段を用いて付与することができる。

具体的には、インクジェットヘッドの他、グラビアオフセットローラ、ダイコーティング装置（ダイコータ）、ブレードコーティング装置（ブレードコータ）などが挙げられる。反応液付与装置による反応液の付与は、記録媒体上でインクと混合（反応）することができれば、インクの付与前に行っても、インクの付与後に行ってもよい。好ましくは、インクの付与前に反応液を付与する。反応液をインクの付与前に付与することによって、インクジェット方式による画像記録時に、隣接して付与されたインク同士が混ざり合うブリーディングや、先に着弾したインクが後に着弾したインクに引き寄せられてしまうビーディングを抑制することもできる。

反応液はインクと接触することによって、記録媒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せしめて、インクによる画像形成時のブリーディングや、ビーディングを抑制することができる。具体的には、反応液に含まれる反応剤（インク高粘度化成分とも称する）が、インクを構成している組成物の一部である色材や樹脂等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する。これによって、インク全体の粘度の上昇や、色材などインクを構成する成分の一部が凝集することによる局所的な粘度の上昇を生じさせ、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ることができる。

なお、本実施形態では反応液の反応液種として有機酸を採用したが、他に多価金属塩やカチオンポリマーなどのインク中の顔料粒子や樹脂粒子を凝集させる機能を持つものであれば、特にこれに限定するものではない。

記録ヘッド１の搬送方向の下流側では記録ヘッド２〜６（インク付与工程を実行する手段）が配置され、ここでインクが付与されてインク層が形成される。記録ヘッド２からはブラックインク、記録ヘッド３からはイエローインク、記録ヘッド４からはマゼンタインク、記録ヘッド５からはシアンインク、記録ヘッド６からは色材を含まないクリアインクが付与される。記録媒体２０が記録ヘッド１〜６と相対して通過する領域が画像を形成するための印字エリアとなる。本実施形態の有色インクには色材としての顔料粒子に加えて樹脂粒子が分散された状態で添加されている。下地として付与された反応液とインクが混合することによって、反応液中の有機酸とインク中の顔料粒子、及び、樹脂粒子が即座に反応して顔料粒子と樹脂粒子を凝集させることができる。同様に本実施形態のクリアインクには色材を含まず、樹脂粒子が分散された状態で添加されており、反応液とインクが混合することによって反応液中の有機酸とインク中の樹脂粒子が即座に反応して樹脂粒子を凝集させることができる。すなわち、本発明で使用するインクは、有色インク、クリアインクともに、樹脂粒子を含む固形分を水性媒体で分散させた水性インクである。

インク中の樹脂の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上２０．０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上１５．０質量％以下であることがさらに好ましい。

樹脂は、（ｉ）顔料の分散状態を安定にする、すなわち樹脂分散剤やその補助として、（ｉｉ）記録される画像の各種特性を向上させる、などの理由でインクに添加することができる。樹脂の形態としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、及びこれらの組み合わせなどを挙げることができる。また、樹脂は、水性媒体に水溶性樹脂として溶解した状態であってもよく、水性媒体中に樹脂粒子として分散した状態であってもよい。樹脂粒子は色材を内包するものである必要はない。

樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂などを挙げることができる。なかでも、アクリル系樹脂やウレタン樹脂が好ましい。

アクリル系樹脂としては、親水性ユニット及び疎水性ユニットを構成ユニットとして有するものが好ましい。なかでも、（メタ）アクリル酸に由来する親水性ユニットと、芳香環を有するモノマー及び（メタ）アクリル酸エステル系モノマーの少なくとも一方に由来する疎水性ユニットと、を有する樹脂が好ましい。特に、（メタ）アクリル酸に由来する親水性ユニットと、スチレン及びα−メチルスチレンの少なくとも一方のモノマーに由来する疎水性ユニットとを有する樹脂が好ましい。これらの樹脂は、顔料との相互作用が生じやすいため、顔料を分散させるための樹脂分散剤として好適に利用することができる。

インクには、水、又は水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を含有させることができる。水としては、脱イオン水やイオン交換水を用いることが好ましい。水性インク中の水の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、５０．０質量％以上９５．０質量％以下であることが好ましい。また、水性インク中の水溶性有機溶剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、３．０質量％以上５０．０質量％以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤としては、アルコール類、（ポリ）アルキレングリコール類、グリコールエーテル類、含窒素化合物類、含硫黄化合物類などのインクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができる。

本実施形態で採用している記録ヘッドは記録媒体２０の幅よりも長いノズル列を持つ所謂ライン型の記録ヘッドであることが好ましい。ライン型の記録ヘッドであれば、記録ヘッドは固定した状態で記録媒体２０を搬送して画像形成領域全体に画像を形成できるため、比較的重量のある記録ヘッドを動かす必要がない。そして、記録ヘッドの移動が不要となると共に、記録媒体２０は一方向に搬送すれば良いため、高速の画像形成に対応することができる。

記録ヘッド１〜６の印字エリアを通過した記録媒体２０は乾燥機１１によって、付与されたインク中の大部分の水分が乾燥除去される。乾燥機１１には熱源としてのハロゲンヒータ（不図示）と送風ファンが内蔵されている。なお、水分を除去する方法は本実施形態の構成に限定するものではなく、ＩＲヒータなどの公知の方式を使用しても良い。

乾燥機１１によってインク中の水分の大部分が除去された記録媒体２０は定着ローラ（定着手段又は定着工程を実行する手段）９によって画像形成面が定着される。定着ローラ９の表面を画像形成面に直接当接して熱を加えることによって熱を効率的に伝えて、インク中に含まれる樹脂粒子を軟化して膜化させることができる。また同時に圧力を加えることによって膜の平滑化が促進される。なお必ずしも樹脂粒子は完全に軟化させて膜化する必要はなく、樹脂粒子の表面が軟化して粒子同士がくっ付いた状態でも機能することを確認している。定着ローラ９の表面素材としてはフッ素樹脂（例えばＰＴＦＥ）など平滑性が高く、また画像形成面との剥離性が良いものを用いている。

定着時の温度（ニップ温度）はインク中に含まれる樹脂粒子の最低造膜温度（ＭＦＴ）以上であり、ＭＦＴよりも十分高温であることが好ましい。よって採用する樹脂粒子によってニップ温度を調整することが望ましい。また、定着時の圧力（ニップ圧力）はインク層表面を十分に平滑化できる圧力であることが好ましい。

本実施形態では定着ローラ９が記録媒体に対して相対的に可動式の構成となっており、定着を行わないときには図１（ｂ）のように定着ローラ９を画像形成面と当接しない位置まで移動させる。

つまり、インクジェット記録装置は、定着ローラ９が、定着を行う（記録媒体と当接する）位置（図１（ａ）に示す位置）と、定着を行わない（記録媒体と当接しない）位置（図１（ｂ）に示す位置）との間で移動可能なように構成されている。

定着エリアを通過後、記録媒体２０は画像形成が全て完了した場合には、渡し胴（搬送手段）１０との受け渡し部１３において、渡し胴１０に設けられた咥え爪（不図示）に先端部を咥えられると同時に搬送ドラム７の咥え爪（不図示）から開放される。そして渡し胴１０の回転に伴い渡し胴１０に沿って搬送されて、その先の排紙ローラ（不図示）によって排紙される。一方で画像形成が完了していない場合には、受け渡し部１３において渡し胴１０への受け渡しは行わずに、そのまま搬送ドラム７に搬送されて再び記録ヘッド１〜６の印字エリアに戻る。画像形成が全て完了するまで搬送ドラム７上を繰り返し回転して搬送されながら画像を形成する。定着エリアとは、画像形成面の定着を行う領域であり、記録媒体が定着手段と当接する領域である。

本実施形態では、定着は搬送ドラム上に固定された記録媒体に定着ローラを当接させて行っている。しかし定着装置の構成はこれに限られない。例えば、定着ベルト、加圧（加熱）ローラ、支持ローラ、剥離ローラを備えた構成でもよい（図示せず）。定着ベルトは、加圧ローラと剥離ローラ間に張架されており、記録媒体を直進的に搬送する搬送装置と同期して回転する。加圧ローラと支持ローラは、定着ベルトを介して配置され、定着ベルトと記録媒体を加圧、加熱する。この場合、記録ヘッドは記録媒体搬送装置によって搬送される記録媒体と相対する位置に配置される。

図３は、インクジェット記録装置における装置全体の制御システムを示すブロック図である。ここで、３１は外部プリントサーバー等の記録データ生成部、３２は操作パネル等の操作制御部、３３は記録プロセスを実施するためのプリンタ制御部、３４は記録媒体を搬送するための記録媒体搬送制御部、３５は印刷するためのインクジェットデバイスである。

プリンタ制御部３３は、インクジェット記録装置全体を制御するとともに、画像形成条件決定部として画像形成に必要なサイクル数とインク層厚みを決定する。また、タイミング決定手段として反応液付与工程、インク付与工程、定着工程の実行タイミングの決定等を行う（いずれも後述）。

次に本実施形態における画像形成について説明する。まず画像が形成されるまでの工程のフローについて図２を用いて説明する。この例では、記録媒体に反応液を付与する反応液付与工程と、記録媒体にインクを付与するインク付与工程と、記録媒体の画像形成面を定着する定着工程と、のうちの少なくとも１つの工程を実行するサイクルを複数回実施することによって１つの画像を形成する。

画像形成が開始されるとまず、これから実施するサイクルが反応液の付与タイミングであるかを判断する（ステップＳ１１）。反応液の付与タイミングである場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）には反応液を付与し（ステップＳ１２）、その後インクを付与（ステップＳ１３）して画像を形成する。反応液の付与タイミングでない場合（Ｓ１１：Ｎｏ）には反応液を付与せずにインクを付与（ステップＳ１３）して画像を形成する。次にこのサイクルが定着のタイミングであるか判断する（ステップＳ１４）。定着のタイミングである場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）には定着を実施する（ステップＳ１５）。次に画像形成が終了したか否かを判断する（ステップＳ１７）。ここで画像形成が終了している場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）には記録媒体を排紙して処理を終了する。一方、画像形成が終了していない場合（Ｓ１７：Ｎｏ）には反応液の付与タイミングを判断するステップＳ１１に戻る（次のサイクルを開始する）。戻ってステップＳ１４で定着のタイミングでないと判断された場合（Ｓ１４：Ｎｏ）には、次に画像形成が終了したか否かを判断する（ステップＳ１６）。画像形成が終了していないとき（Ｓ１６：Ｎｏ）には反応液の付与タイミングを判断するステップＳ１１に戻る（次のサイクルを開始する）。画像形成が終了しているとき（Ｓ１６：Ｙｅｓ）には定着のタイミングでなくても定着を実施し（ステップＳ１８）、排紙して（ステップＳ１９）、処理を終了する。

次に本実施形態におけるインクを付与する際の画像の形成条件の決め方、具体的には、画像形成に必要なサイクル数とインク層厚みの決め方について図４を用いて説明する。まず、形成する画像の画像データから必要なインク層の厚み情報と色情報を取得する（ステップＳ２１）。厚み情報は例えば、色データとは別に画像データに含まれているものであり、画像領域毎に形成したい厚みのデータである。厚みデータは例えば色データとは別の厚みデータ専用のプレーンであり、画素毎に厚みが０〜２５５の合計２５６階調で表現されている。さらに厚みの２５６階調を実際の厚みに変換するテーブルを別に持つことによって厚みデータを得る。次にステップＳ２１で取得したインク層の厚み情報と色情報から凹凸のある画像を形成するために必要なサイクル数とサイクル毎のインク付与量に基づくインク層厚みを決定する（ステップＳ２２）。例えば有色インクに加えて色材を含まないクリアインクを用いる場合、色情報から色を再現するための有色インクの１サイクル毎のインク層厚みとサイクル数を決める。次に厚み情報から有色インク層の積算厚みに対して不足分をクリアインクで形成するためのサイクル毎の付与量に基づくクリアインク層厚みとサイクル数を決定する。

クリアインクの１サイクルあたりのインク付与量は予め上限が決められており、クリアインクで実現する１サイクルあたりのクリアインク層の厚みに応じてサイクル数が自動的に決まる。本実施形態では最初の２サイクルで有色インクによって色としての画像を形成し、それ以降のサイクルではクリアインクを付与して画像形成面に凹凸を形成する。

次に反応液の付与工程、インクの付与工程、及び定着工程のタイミングと、実際に画像が積層して形成される様子を表１と図５を用いて説明する。表１は、タイミング決定手段３３により決定された、各サイクルで反応液付与工程、インク付与工程、定着工程がそれぞれ実行されるタイミングを白丸で示したものである。サイクルの回数は１４まで、即ち１４回のサイクルを繰り返し実施して１つの画像を形成する場合の各工程の実行パターン表である。本実施形態では表１のように、反応液の付与工程は最初のサイクル（画像形成の開始直後）、及び、定着工程を行った次のサイクル（定着工程の直後）で実行する。またインクの付与工程は全てのサイクルで実行する。そして定着工程は画像形成面のインク層の凹凸が大きくなり定着ローラで凹部の定着ができなくなる前に実行する。ここでの凹凸差は未定着部分の凹凸差であり、すでに定着された凹部について未定着部分との凹凸差を考慮する必要はない。本実施形態では１回のサイクルで形成できる最大の厚み量に基づいて４サイクル毎に定着工程を実行する。

表１に示すように、インク付与工程はすべてのサイクルで行うが、定着工程は第４、８、１２、１４サイクルだけしか行わない。このように毎サイクル実行されるインク付与工程に対して、定着工程を間欠的（特定のサイクルだけ）に行う。即ちインク付与工程の実行回数よりも定着工程の実行回数を少なくする。例えば、定着工程は、最初のサイクル（画像形成開始直後）から又は前回の定着工程の実行されるサイクルから、所定のサイクル数毎に実行される。これにより、定着直後（と最初のサイクル）に行う反応液付与工程の実行回数もインク付与工程の実行回数よりも少なくなる。そのため、定着工程を毎サイクル行う場合に比べて反応液の消費量を抑制することができる。さらに定着工程は、少なくとも未定着領域全ての定着が可能なタイミング（前回の定着工程以降に付与したインクを全て定着させることができるタイミング）で行う。これにより、未定着部分が生じることによって光沢や擦過性の低下が発生することを抑制することができる。

図５では、それぞれインク層の高さが異なる領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ，領域Ｄがある例を記載する。まず（ａ）に示す１サイクル目は反応液が一度も付与されていない状態のため、その後に付与されるインクと反応させるために反応液を記録媒体２０上に付与する（反応液付与工程）。反応液は画像を形成する領域に対して均一な膜が形成されるように付与される。なお反応液の付与量は反応液の物性や記録媒体２０の種類に応じて調整することが望ましい。

次に各色からサイクル毎に分割された画像データに基づいて反応液が付与された上にインクが付与される（インク付与工程）。反応液とインクが混合することによって反応液中の有機酸と顔料粒子、及び、樹脂粒子が反応して即座に凝集する。１サイクル目では画像形成面に大きな凹凸が形成される程のインク層が形成されていないので定着は行わない。そのため定着ローラ９は画像形成面に当接しないように離れた位置に移動している。

次に（ｂ）に示す２サイクル目では１サイクル目で付与した反応液に含まれる有機酸が残存しているため反応液は付与せず、インクのみ付与して画像を形成する。有色インクによる画像形成はここで完了する。１サイクル目と同様に２サイクル目においても定着は行わない。

次に（ｃ）の３サイクル目からはクリアインクを付与するが、１サイクル目で付与した反応液に含まれる有機酸が残存しているため反応液は付与せず、クリアインクのみを付与してさらに画像を形成する。1サイクル目と同様に３サイクル目においても定着は行わない。領域Ｂの画像形成はこのサイクルで完了する。

次に（ｄ）の４サイクル目では反応液は付与せずにクリアインクのみ付与して画像を形成し、その後定着を行う（定着工程）。４サイクル目以降では画像形成面の凹凸が大きくなり凹部に定着ローラが当接できずに未定着となる部分が発生する可能性があるため、この時点で定着を行う。３サイクル目で画像形成が完了している領域Ｂに対してもここで定着が行われる。４サイクル目で定着を行うために３サイクル目に記録媒体２０が定着エリアを通過してから４サイクル目に定着エリアに搬送される間に定着ローラ９を画像形成面と当接する位置（図１（ａ））まで移動させておく。

次に（ｅ）の５サイクル目では、４サイクル目の定着によって画像形成面が乾燥して反応液による凝集効果が薄れてしまう。そこで５サイクル目ではまず反応液の付与を行い、続けてクリアインクを付与する。定着は行わない。

このようなタイミングで画像形成を繰り返し、最終サイクルである図中（ｆ）の１４サイクル目では定着のタイミングでない場合であっても定着を行い、画像形成面の最表層面の定着を行う。なお６サイクル目で画像形成が完了する領域Ｃは８サイクル目の定着タイミングによって定着が行われる。同様に１３サイクル目で画像形成が完了する領域Ｄは１４サイクル目の定着タイミングによって定着が行われる。

以上が本実施形態における反応液とインクの付与、定着のタイミングとなる。以上のように、画像を複数の領域に分割し、その領域毎にインク付与工程の実行回数を異ならせることができる。つまり、タイミング決定手段３３は、各インク付与工程において、インクを付与する領域とインクを付与しない領域とを決定することができる。これにより、凹凸のある画像を形成することができる。また、所定の条件で定着工程と反応液付与工程を実行することにより、大きな凹凸を持つ画像であっても凹部の未定着を低減して光沢や擦過性の低下を抑制することができるとともに、反応液の消費量を抑制することができる。

また、本実施形態ではインクとしてブラック、イエロー、マゼンタ、シアン、クリアインクの５色を採用している。しかしこれらに加えて、顔料濃度の低い淡インクや、レッド、ブルー、グリーンなどの特色インク、金属片などを添加したシルバーインクなどを採用しても良い。

（実施形態２）
次に実施形態２について図６を用いて説明する。本実施形態では定着の構成が実施形態１と異なる。実施形態１ではサイクル毎の定着の有無を定着ローラの移動によって行っていたが、本実施形態では定着する搬送経路と定着しない搬送経路の２つの搬送路を持ち、これを切り替えることによって行う。実施形態１に対して定着する搬送経路の搬送距離が若干長くなるためスループットが若干低下するが、熱源である定着ローラを記録ヘッドから離して設置することができるため、記録ヘッドの昇温などを抑制することができる。また定着ローラを定着する場合としない場合で大きく移動させる必要がないため比較的シンプルな装置構成とすることができる。

図６に示すインクジェット記録装置では、定着工程を実行する場合の記録媒体２０の搬送経路と、定着工程を実行しない場合の記録媒体２０の搬送経路とが異なっている。即ち、定着工程を実行するサイクルでは、定着工程を行う（固定された定着ローラと当接する）位置を通過する搬送経路で記録媒体２０が搬送される。定着工程を実行しないサイクルでは、記録媒体２０は定着工程を行う位置を通過しない搬送経路で搬送される。

言い換えれば、インクジェット記録装置は、記録媒体２０が、画像を形成する領域である印字エリアと画像形成面の定着を行う領域である定着エリアとを通過する第１記録媒体搬送経路（図６（ａ）参照）を有する。さらに定着エリアは通過せず印字エリアだけを記録媒体２０が通過する第２記録媒体搬送経路（図６（ｂ）参照）を有する。印字エリアは、前述のように記録媒体が記録ヘッド１〜６に相対する領域である。定着エリアは、記録媒体が定着ローラに当接する領域である。そして各サイクルでいずれかの記録媒体搬送経路を選択可能である。

詳細には、定着を行う場合には、図６（ａ）に示すように、記録媒体２０が乾燥機１１を通過した後に渡し胴１４に設けられた咥え爪（不図示）に先端部を咥えられると同時に搬送ドラム７の咥え爪から開放されて、渡し胴１４の回転に伴い搬送される。さらに記録媒体２０は渡し胴１５に設けられた咥え爪（不図示）に先端部を咥えられると同時に渡し胴１４の咥え爪から開放されて、渡し胴１５の回転に伴い搬送される。渡し胴１５に対面する位置には定着ローラ９が設置されており、記録媒体２０がここを通過することによって画像形成面に熱と圧力を加えて、画像形成面を定着する。定着後は記録媒体２０が渡し胴１６に設けられた咥え爪（不図示）に先端部を咥えられると同時に渡し胴１５の咥え爪から開放されて、渡し胴１６の回転に伴い搬送される。さらに搬送ドラム７に設けられた咥え爪（不図示）に先端部を咥えられると同時に渡し胴１６の咥え爪から開放されて、搬送ドラム７の回転に伴い搬送ドラム７に沿って搬送される。そして記録媒体２０は記録ヘッド１〜６の印字エリアに戻る。以上が定着を行う搬送経路となる。なお、点線の矢印は排紙方向である。

一方で、定着を行わない場合には、図６（ｂ）に示すように、記録媒体２０が乾燥機１１を通過後に渡し胴１４に設けられた咥え爪（不図示）に咥えないことで、搬送ドラム７による搬送が継続されて、記録媒体２０は記録ヘッド１〜６の印字エリアに戻る。以上が定着を行わない搬送経路となる。

本実施形態では定着する搬送経路と定着しない搬送経路の２つの搬送経路を持ち、これを切り替えることによって定着の有無を決定する。そのため、装置サイズは実施形態１よりも大型化するが、実施形態１のように定着ローラを可動式にする必要がないため、シンプルな装置構成とすることができる。

（実施形態３）
次に本発明の実施形態３について説明する。実施形態１では定着の有無を予め決めた所定のタイミングとしていたが、本実施形態では画像データのインク層の厚み情報と色情報から得られたインク層の厚み積算値と定着ローラの定着可能厚みとを比較して定着のタイミングを決定する。

図７は本実施形態を説明する、タイミング決定手段が行うタイミング決定フローチャートである。ステップＳ３１とＳ３２は実施形態１で記載した内容と同じである。本実施形態ではステップ３３でサイクル毎に記録媒体の表面（インクが付与されていない白地）を基準としたインク層の厚みの積算値を算出する。次にステップＳ３４にてステップＳ３３で算出した積算値から定着のタイミングを決定する。

図７のフローチャートによって決定した定着のタイミングの一例を表２に示す。ステップＳ３１で取得したインク層の厚み情報と色情報から有色インクによる画像形成として１回のサイクルで３μｍ厚のインクを付与し、２サイクルで合計６μｍ厚の有色インク層を形成する。３サイクル目以降はクリアインクによる画像形成とし、１回のサイクルで１．５μｍ厚を付与し、１２サイクル合計で最大１８μｍ厚のクリアインク層を形成する。合計１４回のサイクルで最大２４μｍ厚の画像を完成する。各サイクルにおけるインク層の厚みの積算値は表２のようになり、１サイクル目で３μｍ、２サイクル目で６μｍ、３サイクル目で７．５μｍ、４サイクル目で９μｍとなり、１４サイクル目で２４μｍに到達する。

本実施形態の定着ローラでは１０μｍまでの凹凸に対しては凹部においても定着ローラを当接することが可能（つまり、定着可能厚みが１０μｍ）であるため、積算したインク層の厚みが定着可能厚みである１０μｍを超えない最大のサイクルで定着を行う。本実施形態では４サイクル目で積算のインク層厚みが９μｍとなり、５サイクル目では１０．５μｍとなり１０μｍを超えるため、定着は４サイクル目に行う。定着を行うサイクル以降の積算インク厚みについては、工程毎の積算値を一度リセットして積算する。本実施形態では４サイクル目で定着を行うので５サイクル目以降は積算値を一度リセットして５サイクル目では１．５μｍ、６サイクル目で３μｍとなる。２回目の定着は１０サイクル目で９μｍ、１１サイクル目で１０．５μｍと１０μｍを超えるため、１０サイクル目に行う。最後に画像形成が終了する１４サイクル目では定着のタイミング（積算インク厚み）によらず必ず定着を行う。

以上のように本実施形態ではインク層の厚み情報と色情報から工程毎のインク層の厚みを把握し、この情報に基づいて、未定着のインクの積算厚みが一定値（例えば定着可能厚み）を超えない範囲のサイクルで定着のタイミングを決める。これによって定着工程の回数を最小限に抑えることができる。そのため、定着工程を行った直後のサイクルで実行する反応液付与工程の回数も最小限に抑えることができ、反応液の消費量を抑制できる。

（実施形態４）
次に本発明の実施形態４について表３を用いて説明する。本実施形態では定着ローラの記録媒体からの距離を画像形成面のインク層の厚みに応じて調整する。

表３は実施形態４における定着の有無のタイミングに対して、定着ローラの位置調整のタイミングと調整量の一例を記載したものである。表中のように最初の定着を４サイクル目に行った後、４サイクル目におけるインク層の厚みの積算値の９μｍだけ定着ローラを記録媒体に対して遠ざかるように移動させる。同様に２回目に定着を行う１０サイクル目の定着を実施後にもさらに９μｍ離し、初期の位置から１８μｍ定着ローラを移動させる。つまり、複数回の定着工程において、定着ローラの表面と記録媒体に形成されたインク層の表面との配置関係（距離）が一定となるように定着ローラの位置を移動させる。これにより、それぞれの定着工程で定着ロ−ラがインク層の表面を押し込む距離を同じとすることができる。このように定着する毎に画像形成面のインク層の厚み分の距離だけ定着ローラを移動させることによって、常に同じ定着条件で定着を行うことができる。

なお、本実施形態は実施形態１の形態でも実施形態２の形態でも適用することができる。例えば、実施形態１では、定着工程時の定着ローラの位置は、インク厚さに応じて微調整してもよい。また実施形態２では基本的に定着ローラの位置は固定されている。しかし、固定されているというのは、あくまで記録媒体の画像形成面と当接する範囲内で固定されているということであり、インク層の厚みが増加した場合は、それに伴い定着ローラの位置を、記録媒体のインク層と当接する範囲内で移動させる場合も含む。

（その他の実施形態）
上記の実施形態では、いずれも記録媒体上に直接インクを付与して画像を形成、定着する直接描画方式を例にとって説明した。しかしこれに限らず本発明はいったん転写体上にインクを付与してインク像を形成し、そのインク像を記録媒体へ転写する転写型のインクジェット記録方法及び記録装置にも適用することができる。その場合は、転写型のインクジェット記録方法や記録装置に必要な公知の工程や部材を配置することができる。
また上記の実施形態では、ドラム式の搬送手段とローラ式の定着手段を用いて、可撓性のある記録媒体をドラム表面に密着させた状態で各工程を実行する形態を説明した。しかし記録媒体の種類、搬送手段、定着手段はこのようなドラム形態に限られない。例えば、不撓性の金属板やプラスチックプレート等の記録媒体に画像を形成することができる。この場合、例えばベルト状の平坦な面を有する搬送手段と定着手段を用い、搬送手段で記録媒体を繰り返し往復させて反応液付与工程、インク付与工程、定着工程を行うように構成してもよい。

１ 記録ヘッド（反応液付与工程を実行する手段）
２ 記録ヘッド（インク付与工程を実行する手段、ブラック）
３ 記録ヘッド（インク付与工程を実行する手段、イエロー）
４ 記録ヘッド（インク付与工程を実行する手段、マゼンタ）
５ 記録ヘッド（インク付与工程を実行する手段、シアン）
６ 記録ヘッド（インク付与工程を実行する手段、クリアインク）
７ 搬送ドラム（搬送手段）
８ 渡し胴（搬送手段）
９ 定着ローラ（定着手段、定着工程を実行する手段）
１０ 渡し胴（搬送手段）
１１ 乾燥機
１２ 受け渡し部
１３ 受け渡し部
１４ 渡し胴（搬送手段）
１５ 渡し胴（搬送手段）
１６ 渡し胴（搬送手段）
２０ 記録媒体
３１ 記録データ生成部
３２ 操作制御部（タイミング決定手段、画像形成条件決定部）
３３ プリンタ制御部
３４ 記録媒体搬送制御部
３５ インクジェットデバイス

Claims (12)

1. 記録媒体にインクと混合することにより増粘または凝集する反応液を付与する反応液付与工程と、
   前記記録媒体に前記インクを付与するインク付与工程と、
   前記記録媒体の画像形成面を定着手段により少なくとも加熱して定着する定着工程と、
   を含むインクジェット記録方法において、
   前記反応液付与工程、前記インク付与工程及び前記定着工程のうちの少なくとも１つの工程を実行するサイクルを複数回実施することにより１つの画像を形成し、
   前記インク付与工程を前記複数回の各サイクルに実行し、
   前記複数回のサイクルは、前記定着工程を実行するサイクルと実行しないサイクルとを含み、前記定着工程を実行するサイクルは少なくとも未定着領域全ての定着が可能なタイミングで実施され、
   前記反応液付与工程は、最初のサイクルと、前記定着工程を実行したサイクルの次のサイクルにおいて、前記インク付与工程の前に実行することを特徴とするインクジェット記録方法。
2. 前記定着工程を実行するサイクルでは、前記記録媒体に対して相対的に移動可能である前記定着手段を前記記録媒体に当接させる位置に移動させ、前記定着工程を実行しないサイクルでは、前記定着手段を前記記録媒体に当接しない位置に移動させ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方法。
3. 前記定着工程を実行するサイクルでは、前記定着工程を行う領域である定着エリアを通過する経路で前記記録媒体を搬送し、前記定着工程を実行しないサイクルでは、前記定着エリアを通過しない経路で前記記録媒体を搬送す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方法。
4. 前記定着手段は定着ローラであり、複数回の前記定着工程において、前記定着ローラの表面と前記記録媒体に形成されるインク層の表面との配置関係が一定となるように前記定着ローラを移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
5. 形成する前記画像の画像データから必要なインク層の厚み情報と色情報を取得する工程と、前記取得した厚み情報と色情報から、必要なサイクル数とサイクル毎のインク層厚みを決定する工程を更に含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
6. 前記定着工程は、最初のサイクルから又は前回の定着工程の実行されるサイクルから、所定のサイクル数毎に実行される、請求項５に記載のインクジェット記録方法。
7. 前記定着工程は、最初のサイクルから又は前回の定着工程の実行されるサイクルから、前記サイクル毎のインク付与量から決定されるインク層の厚みの積算値が一定値を越えないサイクルで実行される、請求項５に記載のインクジェット記録方法。
8. 前記インクは樹脂粒子を含む固形分を水性媒体に分散させた水性インクであり、前記記録媒体は難吸水性又は非吸水性の記録媒体である請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
9. 前記インク付与工程は、複数の領域に分割された前記画像の該領域毎に該インク付与工程の実行回数を異ならせる請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
10. 記録媒体に反応液を付与する反応液付与工程を実行する手段と、
    前記記録媒体にインクを付与するインク付与工程を実行する手段と、
    前記記録媒体の画像形成面を定着する定着工程を実行する手段と、
    前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
    を備えるインクジェット記録装置において、
    前記反応液付与工程、前記インク付与工程及び前記定着工程の実行タイミングを決定するタイミング決定手段を備え、
    該タイミング決定手段は、
    １つの画像を形成するまでの前記定着工程の実行回数が前記インク付与工程の実行回数よりも少なく、かつ前記定着工程は少なくとも未定着領域全ての定着が可能であるように、前記インク付与工程と前記定着工程の実行タイミングを決定し、
    画像形成の開始直後と前記定着工程の直後とを、前記反応液付与工程の実行タイミングと決定することを特徴とするインクジェット記録装置。
11. 前記定着工程を実行する手段は、前記記録媒体に当接する位置と、前記記録媒体に当接しない位置との間で移動可能である請求項１０に記載のインクジェット記録装置。
12. 前記搬送手段は、画像の形成を行う領域である印字エリアと画像形成面の定着を行う領域である定着エリアとを前記記録媒体が通過する第１記録媒体搬送経路と、前記定着エリアは通過せず前記印字エリアだけを前記記録媒体が通過する第２記録媒体搬送経路と、を有する請求項１０に記載のインクジェット記録装置。

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