JP7170565B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置および画像形成方法に関する。

従来、画像形成装置としては、記録媒体上に吐出され付着されたインクを乾燥定着させるために、熱風乾燥方式を用いる装置（特開２００３－２５５４８号公報）やハロゲンランプなどの電磁波を連続的に照射する方式を用いる装置（特開２０１１－１６１７５６号公報）がある。

特開２００３－２５５４８号公報 特開２０１１－１６１７５６号公報

しかしながら、前記従来の画像形成装置では、樹脂粒子を含む水性インクを使用する場合、高温の熱風乾燥方式を用いると（特開２００３－２５５４８号公報）、インク内部の水の拡散速度よりもインク表面での蒸発速度が大きくなる。インクがこのような状態になると、インク内部に水分が存在しながら、インク表面で表面皮膜が形成されるため、インク内部の水分の表面への拡散が妨げられる。これが皮張りと呼ばれている問題であり、この状態になると乾燥速度は著しく低下してしまう。

一方、ハロゲンランプなどの電磁波を連続的に照射する方式を用いると（特開２０１１－１６１７５６号公報）、インクが電磁波を吸収することによりインク内部から乾燥されるため、上記皮張りの問題は起こりにくいが、インクが過剰に加熱される問題が発生する。さらにこれに伴い、インクが付着した記録媒体が、インクを介して、過剰に加熱されて、熱ダメージを受ける問題がある。

そこで、本開示は、インクの過剰な加熱を抑制でき、記録媒体への熱ダメージを抑制できる画像形成装置および画像形成方法を提供することにある。

前記課題を解決するため、本開示の一態様である画像形成装置は、
色材と樹脂粒子と水を含むインクを記録媒体に吐出するヘッドと、
前記記録媒体に付着された前記インクに電磁波を照射して、前記インクを乾燥して前記記録媒体に定着させる電磁波照射装置と、
前記電磁波照射装置から電磁波を間欠的に照射するように、前記電磁波照射装置を制御する制御装置と
を備える。

前記態様によれば、電磁波照射装置は、インクに電磁波を照射してインクを乾燥するので、インクの内部から乾燥させることができ、インクの乾燥速度の低下を抑制できる。また、電磁波照射装置は、制御装置に制御されて、電磁波を間欠的に照射するので、インクの過剰な加熱を抑制でき、さらにこれに伴い、インクが付着した記録媒体への熱ダメージを抑制できる。

また、画像形成装置の一実施形態では、前記制御装置は、１サイクル当たりの照射強度が０より大きくかつ３．５（ｋＷ／ｃｍ^２）以下となる条件で電磁波を間欠的に照射するように、前記電磁波照射装置を制御する。

前記実施形態によれば、インクの過剰な加熱をより抑制できる。

また、画像形成装置の一実施形態では、前記制御装置は、１サイクル当たりの照射エネルギーが０より大きくかつ６６８（ｍＪ／ｃｍ^２）以下となる条件で電磁波を間欠的に照射するように、前記電磁波照射装置を制御する。

前記実施形態によれば、インクの過剰な加熱をより抑制できる。

また、画像形成装置の一実施形態では、前記電磁波照射装置は、キセノンランプである。

また、画像形成装置の一実施形態では、前記樹脂粒子の含有量は、前記インクの全質量に対して、３ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下である。

前記実施形態によれば、樹脂粒子の含有量は３ｗｔ％以上であるので、インクの密着性や耐擦過性の低減を防止し、かつ、樹脂粒子の含有量は２０ｗｔ％以下であるので、インクの粘性の増加を抑制できる。

また、画像形成装置の一実施形態では、記録媒体は、非吸収性または低吸収性を有する。

また、画像形成装置の一実施形態では、前記インクの色は、黒色である。

また、画像形成装置の一実施形態では、前記ヘッドは、複数あり、複数のヘッドは、それぞれ異なる色のインクを吐出する。

前記実施形態によれば、それぞれ異なる色のインクを吐出する複数のヘッドを有するので、カラー画像に対応できる。

また、画像形成装置の一実施形態では、
前記複数のヘッドは、
第１インクを吐出する第１ヘッドと、
前記第１インクの色と異なる色の第２インクを吐出する第２ヘッドと
を含み、
前記電磁波照射装置は、
前記第１ヘッドから前記記録媒体に吐出された前記第１インクに電磁波を照射する第１電磁波照射装置と、
前記第２ヘッドから前記記録媒体に吐出された前記第２インクに電磁波を照射する第２電磁波照射装置と
を含み、
前記制御装置は、前記第１電磁波照射装置と前記第２電磁波照射装置をそれぞれ異なる条件で電磁波を間欠的に照射させるように制御する。

前記実施形態によれば、制御装置は、第１電磁波照射装置と第２電磁波照射装置をそれぞれ異なる条件で電磁波を間欠的に照射させるように制御するので、インクの色に応じた適切な条件で電磁波を間欠的に照射することができ、異なる色のインクの過剰な加熱をより適切に抑制できる。

また、画像形成方法の一実施形態では、
色材と樹脂粒子と水を含むインクをヘッドから記録媒体に吐出する工程と、
前記記録媒体に付着された前記インクに電磁波照射装置から電磁波を間欠的に照射して、前記インクを乾燥して前記記録媒体に定着させる工程と
を備える。

前記実施形態によれば、インクに電磁波を照射してインクを乾燥するので、インクの内部から乾燥させることができ、インクの乾燥速度の低下を抑制できる。また、電磁波照射から電磁波を間欠的に照射するので、インクの過剰な加熱を抑制でき、さらにこれに伴い、インクが付着した記録媒体への熱ダメージを抑制できる。また、電磁波を照射する前後で熱風乾燥方式などを併用してもよい。

本開示の一態様である画像形成装置および画像形成方法によれば、インクの過剰な加熱を抑制でき、記録媒体への熱ダメージを抑制できる。

画像形成装置の第１実施形態を示す簡略構成図である。 ヘッドの底面図である。 実施形態の画像形成装置と比較例の画像形成装置における、電磁波照射によるインクの温度の上昇を説明するグラフである。 画像形成装置の第２実施形態を示す簡略構成図である。 画像形成装置の第３実施形態を示す簡略構成図である。

以下、本開示の一態様である画像形成装置および画像形成方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、図面は一部模式的なものを含み、実際の寸法や比率を反映していない場合がある。

（第１実施形態）
図１は、画像形成装置の第１実施形態を示す簡略構成図である。図１に示すように、画像形成装置１は、搬送装置１０と、ヘッド２０と、電磁波照射装置３０と、制御装置４０とを備える。画像形成装置１は、例えば、インクジェットプリンタとして用いられる。

搬送装置１０は、記録媒体５を矢印に示す搬送方向Ａに搬送するものである。搬送装置１０は、搬送方向Ａの上流側の第１ローラ１１と、搬送方向Ａの下流側の第２ローラ１２と、第１ローラ１１と第２ローラ１２に架け回されたベルト１３とを有する。第１ローラ１１および第２ローラ１２は、図示しないモータの駆動により回転し、ベルト１３は、第１ローラ１１および第２ローラ１２の回転により回転する。そして、ベルト１３上に配置された記録媒体５は、ベルト１３の回転により、搬送方向Ａに搬送され、ヘッド２０および電磁波照射装置３０に対向する位置に移動される。

記録媒体５は、例えば、非吸収性または低吸収性を有する。非吸収性の記録媒体としては、例えば、高分子シート、ボード（例えば、軟質塩化ビニル、硬質塩化ビニル、アクリル板、ポリオレフィン系など）、ガラス、タイル、ゴム、合成紙などがある。非吸水性の記録媒体は、好ましくは、ポリ塩化ビニル、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ＡＢＳ樹脂、または、アクリル樹脂などから構成される。一方、低吸収性の記録媒体としては、例えば、普通紙（例えば、コピー紙、印刷用普通紙）、コート紙、アート紙、インクジェット専用紙、インクジェット光沢紙、ダンボール、木材などがある。なお、記録媒体５は、吸収性を有するものであってもよい。

ヘッド２０は、インクを記録媒体５に吐出する。ヘッド２０は、ベルト１３上の記録媒体５に対向する吐出面２０ａを含む。図２は、ヘッド２０の底面図を示し、図２に示すように、ヘッド２０の吐出面２０ａには、インクが吐出される複数のノズル２０ｂが設けられている。複数のノズル２０ｂは、矢印に示す記録媒体５（ベルト１３）の幅方向Ｂに、所定のピッチを介して配列されている。幅方向Ｂは、平面上、搬送方向Ａと直交する方向である。

ヘッド２０によるインクの吐出方式は、任意の方式で良い。例えば、ピエゾ素子、サーマルバルブ、ソレノイドバルブ等であっても良い。また、ヘッド２０によって吐出されるインクの色は、黒色（ＢＫ）、黄色（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、白色（Ｗ）などであっても良い。

インクは、色材と樹脂粒子と水を含む。つまり、インクは、樹脂粒子を含む水性インクである。水の含有量は、インクの全質量に対して、５０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であることが好ましい。また、水に、水溶性有機溶剤を添加してもよい。水溶性有機溶剤は、ノズル近傍での乾燥を防ぐ。水溶性有機溶剤の含有量は、インクの全質量に対して５ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下であることが好ましく、１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であることがより好ましい。水溶性有機溶剤として、例えば、グリコール類、グリセリン、グリコールエーテル類、グリコールアセテート類、チオジグリコール、含窒素化合物類、多価アルコール類又はジメチルスルホキシドが好適に用いられ、特に、グリコール類を含むことが好ましい。なお、水溶性有機溶媒は、２種以上を混合して用いてもよい。

樹脂粒子として、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、スチレン－アクリル共重合体樹脂、又はポリエステル－アクリル共重合体樹脂が好適に用いられる。特に、アクリル樹脂である事が好ましい。樹脂粒子の含有量は、好ましくは、インクの全質量に対して、３ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下であることが好ましい。樹脂粒子の含有量を３ｗｔ％以上とすることで、インクの記録媒体５に対する密着性や耐擦過性の低減を防止できる。一方、樹脂粒子の含有量を２０ｗｔ％以下とすることで、インクの粘性の増加を抑制でき、ヘッド２０のノズル２０ｂのインクの目詰まりを防止できる。

色材の含有量は、好ましくは、インクの全質量に対して、０.１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下である。色材の色は、例えば、黒色（ＢＫ）であるが、その他、黄色（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、白色（Ｗ）などであってもよい。色材は、顔料又は染料である。顔料は、例えば、樹脂粒子内に混合された状態で液体内に分散され、または、樹脂粒子とともに液体内で懸濁している。顔料として、アゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリドン系、金属錯体系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ベリレン系、イソインドレノン系、アニリンブラック、アゾメチン系、酸化チタン、ベンガラなどの各有機、無機顔料の他、例えば、ローダミンＢレーキ顔料又はカーボンブラックが好適に用いられる。一方、染料として、例えば、直接染料、食用染料、酸性染料、反応染料、分散染料、又は建染染料が好適に用いられる。

インクは、さらに、界面活性剤を含んでいてもよい。界面活性剤は、記録媒体５に対する濡れ性を向上させる。界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル類が好適に用いられ、特に、濡れ性の観点からシリコーン系界面活性剤が好ましい。なお、インクは、さらに、防カビ剤、キレート剤、ｐＨ調整剤、錆止め剤等を含有してもよい。

電磁波照射装置３０は、記録媒体５に付着されたインクに電磁波を照射して、インクを乾燥して記録媒体５に定着させる。つまり、インクが電磁波により加熱されることにより、インクの水分は蒸発し、インクの樹脂粒子は溶融して膜を形成する。

電磁波照射装置３０は、ヘッド２０の下流側に配置され、電磁波照射装置３０の照射面３０ａは、ベルト１３上の記録媒体５に対向する。照射面３０ａは、幅方向Ｂにおいて、照射範囲を考慮してヘッド２０の吐出面２０ａより幅が長い方が好ましい。電磁波照射装置３０は、例えば、キセノンランプであるが、その他、ハロゲンランプ、水銀灯、メタルハライドランプ、ケミカルランプ、カーボンアーク灯等がある。電磁波としては、電子線、Ｘ線、イオンビーム、近赤外線、遠赤外線等があるが、水を蒸発させる観点としては近赤外線、遠赤外線が好ましい。

制御装置４０は、記憶部４１と電磁波照射装置制御部４２（以下、制御部４２という）を有する。記憶部４１は、電磁波照射装置３０に関する条件などを記憶する。この条件は、予め設定されてもよく、さらに、後から設定されてもよい。制御部４２は、記憶部４１に記憶された条件に基づいて、電磁波照射装置３０を制御する。

制御部４２は、電磁波照射装置３０から電磁波を間欠的に照射するように電磁波照射装置３０を制御する。具体的に述べると、記憶部４１には、例えば、パルス状の電磁波の１回の照射時間（パルス幅）、サイクル数、複数回のサイクルを実施する場合においてのあるサイクルとそれに続くサイクルとの間の電磁波の照射停止時間、及びデューティー比などが記憶されている。制御部４２は、これらの条件に基づいて、パルス状の電磁波を電磁波照射装置３０から照射させる。

１サイクルとは、１回または複数回数のパルスを１セットとした繰り返し単位とする。パルス幅、サイクル数、電磁波の照射停止時間、デューティー比などの照射条件は、インクの過剰な加熱を抑制できれば、適宜、設定可能である。例えば、パルス幅は、２００μ秒以上１２２０μ秒以下であり、サイクル数は、１回以上５０回以下であり、電磁波の照射停止時間は、６００μ秒以上であり、デューティー比は、０より大きくかつ０．６８以下であり、好ましくは、０．０００２２以上０．６８以下である。

制御部４２は、好ましくは、１サイクル当たりの照射強度が０より大きくかつ３．５（ｋＷ／ｃｍ^２）以下となる条件で電磁波を間欠的に照射するように、電磁波照射装置３０を制御する。つまり、照射強度は、記憶部４１に記憶され、制御部４２は、記憶部４１に記憶された条件に基づいて、照射強度を制御する。したがって、インクの過剰な加熱を抑制でき、例えば、インクが炭化することを防止できる。

制御部４２は、好ましくは、１サイクル当たりの照射エネルギーが０より大きくかつ６６８（ｍＪ／ｃｍ^２）以下となる条件で電磁波を間欠的に照射するように、電磁波照射装置３０を制御する。つまり、照射エネルギーは、記憶部４１に記憶され、制御部４２は、記憶部４１に記憶された条件に基づいて、照射エネルギーを制御する。したがって、インクの過剰な加熱を抑制でき、例えば、インクが炭化することを防止できる。

次に、画像形成方法について説明する。

図示しない供給カセットから記録媒体５を搬送装置１０に供給する。搬送装置１０により記録媒体５をヘッド２０に対向する位置である画像形成領域に搬送する。そして、画像形成領域において、ヘッド２０からインクを記録媒体５に吐出し、記録媒体５に付着されたインクに電磁波照射装置３０から電磁波を間欠的に照射して、インクを乾燥して記録媒体５に定着させる。このとき、上述したように、記憶部４１に記憶された条件に基づいて、電磁波照射装置３０を制御する。その後、画像が形成された記録媒体５を図示しない排出トレーに排出する。

前記画像形成装置１および前記画像形成方法によれば、電磁波照射装置３０は、インクに電磁波を照射してインクを乾燥するので、インクの内部から乾燥させることができ、インクの乾燥速度の低下を抑制できる。つまり、インクの内部から乾燥するため、皮張りが起こりにくく、インクを良好に乾燥することができる。

また、電磁波照射装置３０は、制御装置４０に制御されて、電磁波を間欠的に照射するので、インクの過剰な加熱を抑制でき、さらにこれに伴い、インクが付着した記録媒体５への熱ダメージを抑制できる。つまり、インクの過剰な加熱を抑制することで、例えば、インクが炭化することを防止できる。

図３は、前記実施形態の画像形成装置１と比較例の画像形成装置における、電磁波照射によるインクの温度の上昇を説明するグラフである。前記実施形態の画像形成装置１を実線Ｌに示し、比較例の画像形成装置を仮想線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に示す。前記画像形成装置１では、電磁波を間欠的に照射する。比較例の画像形成装置では、電磁波を連続的に照射する。

図３の実線Ｌに示すように、前記画像形成装置１では、電磁波を間欠的に照射するので、インクの温度を目標値Ｔ１まで短時間で上昇でき、さらに、インクの温度が目標値Ｔ１付近において上昇下降を繰り返しながら、インクの温度を目標値Ｔ１付近に保持することができる。

一方、比較例の画像形成装置では、電磁波を連続的に照射するので、電磁波の照射強度（照射エネルギー）を大きくしてインクの温度を目標値Ｔ１まで短時間で上昇しようとすると、第１仮想線Ｌ１に示すように、インクの温度は、目標値Ｔ１を大きく越えてしまう。また、電磁波の照射強度を第１仮想線Ｌ１よりも小さくすると、第２仮想線Ｌ２に示すように、インクの温度が目標値Ｔ１に達する時間が遅くなり、さらに、インクが加熱され続けるため、インクの温度が目標値Ｔ１を越えてしまう。また、電磁波の照射強度を第２仮想線Ｌ２よりも小さくすると、第３仮想線Ｌ３に示すように、インクの温度が目標値Ｔ１に達する時間が一層遅くなり、さらに、インクの加熱不足によりインクの温度が目標値Ｔ１に達しない。したがって、比較例では、インクの温度を目標値Ｔ１付近に保持することが困難となる。

（第２実施形態）
図４は、画像形成装置の第２実施形態を示す簡略構成図である。第２実施形態は、第１実施形態とは、ヘッドの数量が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第１実施形態と同じ構成であり、第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図４に示すように、第２実施形態の画像形成装置１Ａは、複数のヘッド２１～２４を有し、複数のヘッド２１～２４は、それぞれ異なる色のインクを吐出する。この実施形態では、画像形成装置１Ａは、第１ヘッド２１、第２ヘッド２２、第３ヘッド２３および第４ヘッド２４を有する。

第１ヘッド２１から吐出される第１インクは、黒色（ＢＫ）である。第２ヘッド２２から吐出される第２インクは、黄色（Ｙ）である。第３ヘッド２３から吐出される第３インクは、マゼンタ（Ｍ）である。第４ヘッド２４から吐出される第４インクは、シアン（Ｃ）である。

第２ヘッド２２、第３ヘッド２３、第４ヘッド２４および第１ヘッド２１は、搬送方向Ａに沿って順に配列されている。電磁波照射装置３０は、第１ヘッド２１の下流側に位置する。電磁波照射装置３０は、記録媒体５に付着された第１から第４インクに電磁波を照射して、第１から第４インクを乾燥して記録媒体５に定着させる。制御装置４０（制御部４２）は、電磁波照射装置３０から電磁波を間欠的に照射するように、電磁波照射装置３０を制御する。

次に、画像形成方法について説明すると、第２ヘッド２２、第３ヘッド２３、第４ヘッド２４および第１ヘッド２１から順に記録媒体５にインクを吐出し、その後、電磁波照射装置３０から電磁波を間欠的に照射してインクを記録媒体５に定着させ、記録媒体５に画像を形成する。

前記画像形成装置１Ａによれば、前記第１実施形態と同様の効果を有し、さらに、それぞれ異なる色のインクを吐出する複数のヘッド２１～２４を有するので、カラー画像に対応できる。

なお、４つのヘッドに限定されず、２つ、３つまたは５つ以上のヘッドであってもよい。また、インクの色は、前記４色以外に、ライトシアンやライトマゼンタなどであってもよい。

（第３実施形態）
図５は、画像形成装置の第３実施形態を示す簡略構成図である。第３実施形態は、第２実施形態とは、電磁波照射装置の数量および制御装置による電磁波照射装置の制御が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第２実施形態と同じ構成であり、第２実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図５に示すように、第３実施形態の画像形成装置１Ｂは、第１電磁波照射装置３１と第２電磁波照射装置３２を有する。第１電磁波照射装置３１は、第１ヘッド２１の下流側に位置し、第１ヘッド２１から吐出された第１インクに電磁波を照射する。第２電磁波照射装置３２は、第４ヘッド２４の下流側に位置し、第２ヘッド２２から吐出された第２インク、第３ヘッド２３から吐出された第３インク、および、第４ヘッド２４から吐出された第４インクに電磁波を照射する。

制御装置４０（制御部４２）は、第１電磁波照射装置３１と第２電磁波照射装置３２をそれぞれ異なる条件で電磁波を間欠的に照射させるように制御する。この条件とは、前記第１実施形態で説明したように、パルス状の電磁波の１回の照射時間（パルス幅）、サイクル数、あるサイクルとそれに続くサイクルとの間の電磁波の照射停止時間、１サイクル当たりの照射強度、及び１サイクル当たりの照射エネルギーなどである。この条件は、記憶部４１に記憶され、制御部４２は、記憶部４１に記憶された条件に基づいて、第１、第２電磁波照射装置３１，３２を制御する。

ここで、電磁波をインクに照射してインクを加熱する際、インクの色によって、加熱されたインクの温度差が大きい。具体的に述べると、電磁波を黒色のインクに照射した際、他の色（黄色、マゼンタ、シアン）のインクと比較して温度が高くなり過ぎる。

このため、黒色のインクを照射する第１電磁波照射装置３１の条件を、他の色のインクを照射する第２電磁波照射装置３２の条件よりも、加熱されたインクの温度が高くならないように、設定する。例えば、第１電磁波照射装置３１の条件を、第２電磁波照射装置３２の条件と比べて、パルス幅、サイクル数、１サイクル当たりの照射強度、及び１サイクル当たりの照射エネルギーを小さくし、または、あるサイクルとそれに続くサイクルとの間の電磁波の照射停止時間を長くする。

次に、画像形成方法について説明すると、第２ヘッド２２、第３ヘッド２３および第４ヘッド２４から順に記録媒体５にインクを吐出して、第２電磁波照射装置３２から電磁波を間欠的に照射する。その後、第１ヘッド２１から記録媒体５にインクを吐出して、第２電磁波照射装置３２と異なる条件で第１電磁波照射装置３１から電磁波を間欠的に照射して、記録媒体５に画像を形成する。

前記画像形成装置１Ｂによれば、前記第１実施形態および前記第２実施形態と同様の効果を有し、さらに、制御装置４０は、第１電磁波照射装置３１と第２電磁波照射装置３２をそれぞれ異なる条件で電磁波を間欠的に照射させるように制御するので、インクの色に応じた適切な条件で電磁波を間欠的に照射させることができ、異なる色のインクの過剰な加熱をより適切に抑制できる。

なお、第２ヘッド２２の下流側や第３ヘッド２３の下流側のそれぞれに、別途、電磁波照射装置を設けてもよく、異なる色のインクの過剰な加熱をより適切に抑制できる。

なお、本開示は上述の実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、第１から第３実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。

また、画像形成装置として、インクジェットプリンタに適用しているが、ロールフィルムを搬送するＲｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌの印刷機や、枚葉のシートを搬送するモノクロ／カラーの複写機、ＦＡＸ、及びこれらの複合機などの何れに適用してもよい。さらに、画像形成装置として、回路基板の製造装置や液晶ディスプレイのカラーフィルタの製造装置に適用してもよい。

（実施例）
次に、実施例について説明する。

この実施例で使用するインクは、樹脂粒子を含む水性インクであり、以下の［表１］の組成を有する。顔料分散液と樹脂粒子は固形分としての配合比である。

［表１］

色材として顔料分散液を用い、樹脂粒子として樹脂粒子分散液を用い、溶剤として水とグリコールを用い、さらに、インクに界面活性剤を含む。種類１は、黒色（ＢＫ）であり、種類２は、シアン（Ｃ）であり、種類３は、マゼンタ（Ｍ）であり、種類４は、黄色（Ｙ）である。ここで、本顔料分散液とは、自己分散顔料を水媒体中に分散した分散液を指す。また、樹脂粒子分散液とは、樹脂粒子が水媒体中に分散した分散液を指す。

次に、上記インクの樹脂粒子の配合量（含有量）を変えたときの塗膜評価を以下の［表２］に示す。インク種類として、［表１］の種類１を用いた。

［表２］

［表２］では、バーコーター(PI-1210:テスター産業製)を用いてＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）基材にインクを塗布した後、乾燥機ＦＶ－３２０（アドバンテック東洋社製）を用いて、８０℃にて１０ｍｉｎ乾燥した時の塗膜評価を示す。各サンプルの塗膜特性の評価は、以下のようにして行った。

（密着性）
塗膜にカッターを用いて×印をつけ、セロテープ（登録商標）を×印のところに消しゴムを用いて密着させ、その後、セロテープを剥がし、塗膜外観を以下の基準に従い評価した。
○：塗膜が全く剥がれなかった
×：塗膜が一部または全面剥がれ基材が見られた
（耐擦過性）
乾燥綿棒を用いて約２００ｇの加重で１０往復こすり、塗膜外観を以下の基準に従い評価した。
○：塗膜が全く剥がれなかった
△：基材までは見えないが擦った跡が確認できた
×：塗膜が剥がれ基材が見られた
（耐水擦過性）
水を浸した綿棒を用いて約２００ｇの加重で１０往復こすり、塗膜外観を以下の基準に従い評価した。
○：塗膜が全く剥がれなかった
△：基材までは見えないが擦った跡が確認できた
×：塗膜が剥がれ基材が見られた
（耐エタノール性）
エタノール濃度を１０％刻みに変えた混合液を浸した綿棒で約２００ｇの加重で１０往復こすり、塗膜の外観に変化が無く、綿棒に印刷物の付着も無いエタノールの濃度の最大値を耐エタノール性の値として評価した。

［表２］に示すように、実施例１～３では、樹脂粒子の配合量を３ｗｔ％以上とすることで、インクの記録媒体に対する密着性や耐擦過性を得ることができた。一方、比較例１、２では、３ｗｔ％よりも小さく、密着性および耐擦過性を得ることができなかった。

次に、上記インクの樹脂粒子の配合量（含有量）を変えたときのインクの吐出評価を以下の［表３］に示す。インク種類として、［表１］の種類１を用いた。

［表３］

［表３］では、樹脂粒子の配合量を１５ｗｔ％、２０ｗｔ％、２２．５ｗｔ％で実施した。プリンターはＵＦＪ－３０４２ＨＧ（ミマキエンジニアリング製）を使用し、プラテン部をラバーヒーターを張り合わせたＳＵＳ板にする事で加熱ができるように改造した。そして、インク充填後にＰＶＣ基材上にテスト作図を印字してから、解像度７２０×６００ｄｐｉ、パス回数８回にて、２１０ｍｍ×２９７ｍｍサイズの画像サンプルを印刷した。画像サンプル印刷後にテスト作図を印字した。そして、画像サンプル印刷前のテスト作図における印時本数、及び画像サンプル印刷前後のテスト作図における（塗布後印字本数）/（塗布前印字本数）の数値で吐出評価を行った。なお、プラテン温度は４０℃とした。評価基準としては塗布前の印字本数が１８５本以上、印刷前後の本数割合が８０％以上を合格とした。

［表３］に示すように、実施例１，２では、塗布前の印字本数が１８０本以上、印刷前後の本数割合が８０％以上であったため合格とした。特に実施例１においては本数の割合が１００％であり安定して吐出することができた。実施例2においては本数の割合が８６％であるが、印刷前の印字本数が１９１本であるため、ノズルをクリーニングすれば再び安定的に吐出する。一方、比較例では、樹脂粒子の配合量は２０ｗｔ％よりも多く、印刷前の印字本数が実施例1,2より減少し、本数の割合も４９％となって、ノズルの目詰まりが生じて安定して吐出できなかった。このように、樹脂粒子の配合量を２０ｗｔ％以下とすることで、インクの粘性の増加を抑制でき、ノズルの目詰まりを防止できた。

次に、前記第１実施形態の装置および方法で上記［表１］のインクを記録媒体としての基材に定着したときの塗膜評価および塗膜外観を以下の［表４］に示す。インク種類として、［表１］の種類１～４を用いた。

［表４］

［表４］では、電磁波照射装置として、NovaCentrix社製の「PulseForge1300」を用いた。装置の設定として、電圧、１サイクル当たりのパルス幅、電磁波の照射停止時間（クーリングタイム）、デューティー比、１サイクル当たりの照射強度、１サイクル当たりの照射エネルギー、周波数、サイクル回数、照射時間、照射エネルギーにサイクル回数を乗じた積算エネルギーを様々に変更した。１サイクル当たりのパルス幅とは、１サイクルで照射する各パルスのパルス幅である。1サイクル当たりの照射強度とは１サイクル照射するパルス全ての照射強度である。1サイクル当たりの照射エネルギーとは１サイクルで照射するパルス全ての照射エネルギーである。塗膜評価については、表２で説明したとおりである。外観とは、電磁波照射後のインクの塗膜の外観をいい、乾燥しているものを「乾燥ＯＫ」とし、インクが過剰に加熱されて炭化したものを「炭化あり」とした。

［表４］に示すように、実施例１～１４では、１サイクル当たりの照射強度が３．５（ｋＷ／ｃｍ^２）以下であり、また、１サイクル当たりの照射エネルギーが６６８（ｍＪ／ｃｍ^２）以下であり、このとき、４色（ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の全てのインクの炭化を防止できた。一方、比較例１では、１サイクル当たりの照射強度が３．５（ｋＷ／ｃｍ^２）よりも大きく、また、１サイクル当たりの照射エネルギーが６６８（ｍＪ／ｃｍ^２）よりも大きく、インクの炭化を防止できなかった。また、［表４］より、インクの炭化現象は、照射エネルギーより照射強度の方が影響が大きいことがわかった。実施例１～１４では、クーリングタイムは、６００μｍ以上であり、電圧は、２５０Ｖ以上４５０Ｖ以下であり、パルス幅は、２００μｓｅｃ以上１２２０μｓｅｃ以下であり、デューティー比は、０．０００２２以上０．６８以下であった。このとき、４色（ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の全てのインクの乾燥もＯＫであった。

１，１Ａ，１Ｂ 画像形成装置
５ 記録媒体
１０ 搬送装置
２０ ヘッド
２０ａ 吐出面
２０ｂ ノズル
２１～２４ 第１～第４ヘッド
３０ 電磁波照射装置
３０ａ 照射面
３１，３２ 第１，第２電磁波照射装置
４０ 制御装置
４１ 記憶部
４２ 電磁波照射装置制御部
Ａ 搬送方向
Ｂ 幅方向

Claims (10)

1. 色材と樹脂粒子と水を含むインクを記録媒体に吐出するヘッドと、
   前記記録媒体に付着された前記インクに電磁波を照射して、前記インクを乾燥して前記記録媒体に定着させる電磁波照射装置と、
   前記電磁波照射装置から電磁波を間欠的に照射するように、前記電磁波照射装置を制御する制御装置と
   を備え、
   前記樹脂粒子の含有量は、前記インクの全質量に対して、３ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下である、画像形成装置。
2. 前記制御装置は、１サイクル当たりの照射強度が０より大きくかつ３．５（ｋＷ／ｃｍ^２）以下となる条件で電磁波を間欠的に照射するように、前記電磁波照射装置を制御する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御装置は、１サイクル当たりの照射エネルギーが０より大きくかつ６６８（ｍＪ／ｃｍ^２）以下となる条件で電磁波を間欠的に照射するように、前記電磁波照射装置を制御する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記電磁波照射装置は、キセノンランプである、請求項１から３の何れか一つに記載の画像形成装置。
5. 前記電磁波照射装置は、前記インクに電磁波を照射して、前記インクに含まれる水を蒸発し前記インクを乾燥して前記記録媒体に定着させる、請求項１から４の何れか一つに記載の画像形成装置。
6. 前記記録媒体は、非吸収性または低吸収性を有する、請求項１から５の何れか一つに記載の画像形成装置。
7. 前記インクの色は、黒色である、請求項１から６の何れか一つに記載の画像形成装置。
8. 前記ヘッドは、複数あり、複数のヘッドは、それぞれ異なる色のインクを吐出する、請求項１から７の何れか一つに記載の画像形成装置。
9. 前記複数のヘッドは、
   第１インクを吐出する第１ヘッドと、
   前記第１インクの色と異なる色の第２インクを吐出する第２ヘッドと
   を含み、
   前記電磁波照射装置は、
   前記第１ヘッドから前記記録媒体に吐出された前記第１インクに電磁波を照射する第１電磁波照射装置と、
   前記第２ヘッドから前記記録媒体に吐出された前記第２インクに電磁波を照射する第２電磁波照射装置と
   を含み、
   前記制御装置は、前記第１電磁波照射装置と前記第２電磁波照射装置をそれぞれ異なる条件で電磁波を間欠的に照射させるように制御する、請求項８に記載の画像形成装置。
10. 色材と樹脂粒子と水を含むインクであって前記樹脂粒子の含有量が前記インクの全質量に対して３ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下である前記インクをヘッドから記録媒体に吐出する工程と、
    前記記録媒体に付着された前記インクに電磁波照射装置から電磁波を間欠的に照射して、前記インクを乾燥して前記記録媒体に定着させる工程と
    を備える、画像形成方法。

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