(57)【要約】【課題】  少なくとも水、色材、水溶性有機溶剤、水性高分子化合物を含有する水性インクセットを用いた場合においても、印字品位に乱れを起こさない吐出回復方法を提供する。【解決手段】  ノズル面とワイパーブレードとの相対的な移動速度が、記録ヘッド表面におけるインクの後退接触半径減少速度よりも遅い。【選択図】  図１
2010030212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドのノズルからインクを予備吐させる第１の吐出回復手段と、
前記記録ヘッドのノズル形成面と弾性部材とを相対的に移動させて前記ノズルの近傍に付着した付着物をワイピングする第２の吐出回復手段とを備えたインクジェット記録装置において、
前記ノズル形成面と前記弾性部材との相対的な移動速度がインクの記録ヘッド表面における後退接触半径減少速度よりも遅いことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記記録ヘッド表面における該インクの後退接触半径減少速度が０．１５ｍｍ／秒以上を示す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装置。
【請求項３】
前記第２の吐出回復手段で前記付着物をワイピングするときに、前記ノズル形成面のノズル列方向と前記弾性部材のワイピング方向とが垂直な関係であ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装置。
【請求項４】
インクをインクジェット法で吐出する工程を有するインクジェット記録方法であって、
記録ヘッドのノズルからインクを予備吐させる第１の吐出回復工程と、
前記記録ヘッドのノズル形成面と弾性部材とを相対的に移動させて前記ノズルの近傍に付着した付着物をワイピングする第２の吐出回復工程とを有し、
前記ノズル形成面と前記弾性部材との相対的な移動速度がインクの記録ヘッド表面における後退接触半径減少速度よりも遅いことを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のノズルを有する記録ヘッドと該記録ヘッド表面に付着したインクを予備吐及びワイピングにより除去する吐出回復手段を備えたインクジェット記録装置に関し、より詳しくは吐出安定性及び画像形成方法に好適なインクジェット記録装置とインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数のノズルを備えた記録ヘッドを双方向移動させながらインク滴を吐出させ、同時に記録媒体の搬送を行って、記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置が広く用いられている。
【０００３】
従来、インクジェット記録装置は熱を利用し、インクに膜沸騰を生じさせることで、ノズルからインクを吐出させ画像を形成している。ところが、実際に記録を実行した場合に、記録信号に応答して吐出される主たるインク滴に付随して、該主たるインク滴に遅れてノズルから吐出する微小インクが発生する場合がある。また、主たるインク滴が記録媒体に着弾した場合、着弾の際にインクが跳ね返る現象が生じ、極めて微細なインク滴が記録領域中に発生する場合もある。こうした微小インク（以下、ミストと呼ぶことがある。）が発生すると記録ヘッドのノズル面に付着し、インクの液溜まりが生じることがしばしばある。こうした液溜りの発生は、ノズルからのインク液の吐出を不安定にし、インクの不吐出を引き起こす等の問題の発生につながることが知られている。
【０００４】
従来こうした問題を解決するために、記録ヘッドのノズル全面に撥水処理を施すことで、ノズルの周辺部分におけるインク溜りが少なくする提案がある（特許文献１参照）。また撥水処理を施したノズル面に対して、親水性を有する部分を点在させることによって、ミストを親水領域に引き込み、インク溜りの形成を防止する提案がなされている（特許文献２参照）。その他、記録ヘッド表面に付着したインクやほこりを除去するワイパーブレードやヘッド洗浄動作のシーケンスを工夫することで、インクの吐出不良を防止する方法も提案されている。例えば、ワイパーブレードの形状を工夫したものでは、ワイパーブレードの先端に切り込み又はギザギザ形状を施し、毛細管現象に基づくインク吸収性を付与した例がある（特許文献３参照）。ヘッド洗浄動作のシーケンスを工夫したものでは、記録ヘッド表面とワイパー部材が係合する範囲で、ヘッドが緩速で走査される制御手段を付与したものがある（特許文献４参照）。
【０００５】
このようにインクの吐出安定性を目的とした記録ヘッドの構成、材質面からの取り組みが行われているが、一方でインク面からの取り組みとしては、例えば、特許文献５に提案されているように、インクの濡れ性の指標として、接触角を用いた検討がなされている。水溶性樹脂を含まない自己分散型顔料インクについては比較的高い接触角を持ち、ノズル面に対して付着しにくいため記録ヘッド上での吐出が安定であるが、一般には顔料や着色樹脂微粒子等の微粒子状色材をインク中に安定的に分散させるためには比較的分子量の大きい水溶性樹脂が用いられることが多い。
【特許文献１】特開平４−２１１９５９号公報
【特許文献２】特許第３３３２５０３号公報
【特許文献３】特開２００１−１９９０７６号公報
【特許文献４】特開平３−７３３５２号公報
【特許文献５】特開２００３−２７７６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の特許文献１〜特許文献４に記載された技術はいずれも、ノズル面のみを重視して吐出安定を目指したもので、インクとの関係性についての検討はなされていない。またインクからみた技術思想としては、ノズル面に対して親和性がなく、弾きやすく、ノズル面上で広がらないような濡れないインクが求められている。また、特許文献５に記載されたインクを使用する場合、記録ヘッドのノズル面への微粒子色材の固着を助長し、安定吐出を妨げる要因となる。水溶性樹脂含有インクは、接触角が小さく、ノズル面への付着が懸念され、吐出安定性を実現することが難しい。
【０００７】
このように、ヘッド構成、材料、インクそれぞれの側面からの検討はいくつか行われているが、特にヘッド表面の性質とインク物性の関係性については配慮がなされていなかった。そこで、ヘッド表面の性質やインク物性とさらにヘッド洗浄動作シーケンスの関係性を考慮したさらなる改善が必要であった。
【０００８】
そこで、本発明者らは、撥水性を有するヘッド表面の性質やインク物性との関係性を十分考慮し、各種インクのヘッド洗浄動作後のノズル面での挙動を解析し、主に顔料、着色樹脂微粒子等の微粒子状色材や水溶性樹脂を含むインクの実用水準の条件を見出し、着弾精度が良好で、高レベルな画像品位を実現するという課題を掲げ、鋭意検討を行った。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、複数のノズルを有する記録ヘッドからインクを微細な液滴として吐出させて記録画像を形成するインクジェット記録方法において用いる際に、安定的に吐出させることができ、記録性能に問題をきたすことなく、高い画像品位を得ることができるインクジェット記録装置の吐出回復方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、上記記録方法に好適に用いることの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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明にかかるインクジェット記録装置は、記録ヘッドのノズルからインクを予備吐させる第１の吐出回復手段と、前記記録ヘッドのノズル形成面と弾性部材とを相対的に移動させて前記ノズルの近傍に付着した付着物をワイピングする第２の吐出回復手段とを備えたインクジェット記録装置であって、前記ノズル形成面と前記弾性部材との相対的な移動速度がインクの記録ヘッド表面における後退接触半径減少速度よりも遅いことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の別の実施態様にかかるインクジェット記録方法は、インクをインクジェット法で吐出する工程を有するインクジェット記録方法であって、記録ヘッドのノズルからインクを予備吐させる第１の吐出回復工程と、前記記録ヘッドのノズル形成面と弾性部材とを相対的に移動させて前記ノズルの近傍に付着した付着物をワイピングする第２の吐出回復工程とを有し、前記ノズル形成面と前記弾性部材との相対的な移動速度がインクの記録ヘッド表面における後退接触半径減少速度よりも遅いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数のノズルを有する記録ヘッドからインクを微細な液滴として吐出させて記録画像を形成するインクジェット記録方法において用いる際に、安定的に吐出させることができ、記録性能に問題をきたすことなく、高い画像品位を得ることができるインクジェット記録装置の吐出回復方法を提供することができる。また、本発明の別の実施態様によれば、上記記録方法に好適に用いることの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ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００１４】
以下に、好ましい実施の形態を挙げて本発明を詳細に説明する。図１は、記録ヘッドのノズル面１に対して、ノズル面のインク付着物やほこりを除去するためのワイパーブレード２が具備された吐出回復機構を示している。ノズル面１に対してノズル列と水平方向に走査するワイパーブレード２の移動速度が、ノズル面でインクが収縮する速度よりも早い場合、図２のようにノズル面にインク３を引き伸ばしてしまう状態となり、吐出回復の観点から好ましくない。そこで、図３のようにワイパーブレードの移動速度をインクが収縮する速度よりも遅く走査する。すると、インクが移動する速度に追随してワイパーブレードを走査するので、インクを引き伸ばさずに、ノズル面に付着したインクやほこりを取り去ることができる。また、本発明においては、記録ヘッドのノズル面に対するワイパーブレードの走査方向は図１のａ）のようにノズル列に対して平行であってもよい。またワイピング時間（吐出回復時間）短縮の観点から図１のｂ）のようにノズル列方向に対して垂直方向にワイピングすることがより好ましい。本発明では、インクがノズル面上で移動する速度を定量的に計測する手段として、後退接触半径減少速度に着目し、ワイピング速度とインクの後退接触半径減少速度との関係から、吐出回復手段の改良方法を見出した。
【００１５】
上記構成とすることで、従来より課題となっていた画像品位や着弾精度に影響を及ぼす問題の改善がなされ、記録性能に支障をきたすことなく、高い画像品位を得ることができる顕著な効果がみられることを見出し本発明に至った。本発明の効果は、少なくとも水、色材、水溶性有機溶剤、水溶性樹脂化合物を含むインクであって、後退接触半径減少速度が０．１５ｍｍ／秒であるとより顕著に発揮される。本発明では、記録ヘッドのノズル面により付着しやすい顔料や着色樹脂微粒子、水溶性樹脂を含むインクであっても、インクの膜切れが非常によく、記録ヘッド表面にインクが濡れ広がりを抑え、記録性能に不良を引き起こすことが少なくなる。
【００１６】
さらに、ヘッドのノズル面は撥水処理されていることが望ましい。
【００１７】
本発明によってこのような効果が得られる理由は明らかではないが、本発明者らは以下のように推測している。一般に、着弾精度を維持したまま文字品位や高い画像性能を得るためには、ノズル面のインク付着を抑えることが重要である。インクがヘッド表面に付着しやすいということは、インクが固体表面において広がりやすく、特にワイパーブレードによってワイピングすることにより、ノズル面上に薄く引き伸ばされたインク液膜が切れにくくなっているものと考えられる。そこで、インクのヘッド面における広がりを抑え、インクが付着したとしても早くインク液の膜切れが起こるインクが好ましいと考えられ、記録ヘッド上におけるインクの移動のしやすさが重要な位置を占めていると考えられる。本発明においては、インクとヘッドノズル面において、インク液の膜切れの指標となる後退接触半径減少速度により定量的に評価し、設計することでヘッド表面におけるインク付着が抑制されて、着弾精度の維持と高性能な文字品位を実現しているものと考えている。
【００１８】
［後退接触半径減少速度］
複数のノズルを有するヘッド表面上におけるインク液の液膜の切れやすさ、弾きやすさはヘッド表面におけるインクの移動速度にも関係しているものと考えられる。インク液滴の移動挙動を定量的に比較するため動的接触角計（ＣＡ−Ｗ；協和界面科学製）を用い、後退接触半径を測定及び解析することによって、インクの濡れ性や特性を理解する事ができるものと考えた。
【００１９】
ノズル面と同様の撥水処理を施したプレート上に自動インク供給注射器から約２μＬのインク滴を作成し、作成したインク滴を装置によって、０．７８μＬ／秒の流速で自動吸引させ、インクと撥水材が接地している半径が減少し始めてから約３秒間を高速度カメラ（６７ｍ秒で４８フレーム）で観察する。コンピューターにより各時間ごとに取り込んだ画像を画像処理し、解析することにより、インク固有の移動挙動を理解することができる。
【００２０】
次に具体的な後退接触半径減少速度の求め方について説明する。図４において、インク供給注射器８６からインク滴８７を撥水処理を施したプレート６の上に作成する。このとき吸引前の半径８９をＲ１とする。続いてインク液滴の自動吸引が開始され、インクが吸い取られていくと図５のようなインク液形状９０が観察され、観測時間最大の約３秒後の後退接触半径９１をＲ３．０までを測定することができる。ここで、取り上げている後退接触半径減少速度は、観測を始めて約３秒後の２．９秒から３．０秒の間に変化した後退接触半径の変化量から求めた。以下（１）式により定義する。
【００２１】
後退接触半径減少速度＝（Ｒ２．９−Ｒ３．０）／０．１  （ｍｍ／秒）
…（１）
インクの移動速度が遅い場合（図６）には、最初に撥水処理を施したプレートに作成した液滴の半径とインク滴の自動吸引を行った後で半径はほとんど変わらず、インクの接触半径減少速度はほとんど０に近い値となる。しかし、インクの移動速度が速い場合（図７）には、インク吸引後の後退接触半径は最初のインク接地半径より明らかに小さい値となる。インク移動速度は、実ノズル面でのインク液膜の切れやすさや弾きやすさを捉えているものと考えられ、この後退接触半径減少速度が大きいほど、ノズル形成面へ広がりにくく、インク液膜が切れやすいため、着弾精度に影響を及ぼさず、高い画像品位を実現できることが分かり、本発明に至った。インク移動速度をインクの収縮のしやすさ又はインク膜切れのしやすさを示す指標と考え、接触半径減少速度が０．１５ｍｍ／秒以上である場合により顕著に本発明の効果が得られることを確認した。
【００２２】
［記録ヘッド表面の構成］
本発明において、記録ヘッド表面は撥水処理されていることが好ましい。撥水処理にはさまざまな方法があるが、本発明で用いた撥水処理について具体的に説明する。まず、微細構造体が形成される基板を準備する。基板材料の例としては、シリコンやガラスが挙げられる。次にこの基板の表面に光カチオン重合性エポキシ樹脂組成物をソルベントコートし、光カチオン重合性エポキシ樹脂組成物の樹脂層を形成する。そしてマスクを用いて樹脂層を備えた基板を、露光、現像し、樹脂層をパターニングする。さらにその後、１５０度以上の温度で加熱処理することで、光カチオン重合性エポキシ樹脂組成物の硬化物からなる微細構造体が得られる。さらにエポキシ樹脂に対して撥水性を向上させるために硬化可能なエポキシ化合物に対して、フルオロアルキル基を有し、かつエポキシ基と架橋反応する置換基を末端に有する化合物を添加する方法がある。その具体的な化合物の例としては、以下に示す化合物が挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】
【化１】
2010030212.tif 000003
［水溶性有機溶剤］
本発明で使用されるインクにおいて好適な水性媒体は、水、又は水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒であり、水としては種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水（脱イオン水）を使用するのが好ましい。水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、秒−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等の炭素数１〜４のアルキルアルコール類；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、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；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；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、１，２，６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；グリセリン；エチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールのアルキルエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。これらの多くの水溶性有機溶剤の中でも、ジエチレングリコール等の多価アルコール、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールのアルキルエーテルが好ましい。
【００２４】
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、さらには３．０質量％以上４０．０質量％以下であることが好ましい。また、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、１０．０質量％以上９０．０質量％以下、さらには３０．０質量％以上８０．０質量％以下であることが好ましい。
【００２５】
（色材）
次に本発明で使用するインクを構成する色材について説明する。色材としては、水不溶性色材、水溶性色材、油性染料、染料などが挙げられる。水不溶性色材の主なものとしては、カーボンブラックや有機顔料などが挙げられる。代表的な例としては、顔料が挙げられるが、特に少なくとも１つのイオン性基が直接又は他の原子団を介して結合している顔料が好ましい。この条件を満たす限りであれば、特に限定はされず、ジアゾカップリング法を用いてイオン性基を有する化合物を表面に結合させた顔料、次亜塩素酸ソーダや水中オゾン処理等による表面酸化処理でイオン性基を表面に導入した顔料、イオン性基を有する分散剤、界面活性剤、樹脂分散剤等が吸着された顔料等が使用可能である。これらの色材は単独では勿論のこと、２種類以上を混合して用いることも可能である。
【００２６】
とりわけ、ジアゾカップリング法を用いて、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ３Ｍ及び−ＰＯ３ＨＭ２（式中のＭは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表わす。）からなる群から選ばれる少なくとも１種を、表面に直接又は他の原子団を介して化学的に結合された顔料を好適に用いることができる。さらに、上記他の原子団が、炭素原子数１〜１２のアルキレン基、置換若しくは未置換のフェニレン基、又は置換若しくは未置換のナフチレン基であるもの等を好適に用いることができる。
【００２７】
また、より具体的には、顔料表面に−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＯＭ基や−Ｃ６Ｈ３−（ＣＯＯＭ）２基（式中のＭは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表わす。）を導入したものが好適に用いることができ、とりわけ−Ｃ６Ｈ３−（ＣＯＯＭ）２基が導入されたものに関しては、本発明の構成において好ましい効果が発揮される。上記−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＯＭ基や−Ｃ６Ｈ３−（ＣＯＯＭ）２基の顔料表面への導入量に関しては、顔料粒子の単位表面積当たりの量が多い方が好ましい。
【００２８】
〔顔料〕
本発明で使用するインクにおいて使用することのできる顔料は特に限定されず、下記に挙げるようなものがいずれも使用することができる。インク中の顔料の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、１．０質量％以上２０．０質量％以下、さらには２．０質量％以上１２．０質量％以下であることが好ましい。
【００２９】
ブラックインクに使用される顔料としては、カーボンブラックが好適である。例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラックをいずれも使用することができる。具体的には、例えば、レイヴァン（ＲＡＶＥＮは登録商標）：７０００、５７５０、５２５０、５０００ＵＬＴＲＡ、３５００、２０００、１５００、１２５０、１２００、１１９０ＵＬＴＲＡ−ＩＩ、１１７０、１２５５（以上、コロンビア製）、ブラックパールズＬ、リーガル（ＲＥＧＡＬは登録商標）：４００Ｒ、３３０Ｒ、６６０Ｒ、モウグルＬ、モナク：７００、８００、８８０、９００、１０００、１１００、１３００、１４００、２０００、ヴァルカン（ＶＵＬＣＡＮは登録商標）ＸＣ−７２Ｒ（以上、キャボット製）、カラーブラック：ＦＷ１、ＦＷ２、ＦＷ２Ｖ、ＦＷ１８、ＦＷ２００、Ｓ１５０、Ｓ１６０、Ｓ１７０、プリンテックス：３５、Ｕ、Ｖ、１４０Ｕ、１４０Ｖ、スペシャルブラック：６、５、４Ａ、４（以上、デグッサ製）、Ｎｏ．２５、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４７、Ｎｏ．５２、Ｎｏ．９００、Ｎｏ．２３００、ＭＣＦ−８８、ＭＡ６００、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１００（以上、三菱化学製）等の市販品を使用することができる。また、本発明のために別途新たに調製されたカーボンブラックを使用することもできる。しかし、本発明は、これらに限定されるものではなく、従来公知のカーボンブラックをいずれも使用することができる。また、カーボンブラックに限定されず、マグネタイト、フェライト等の磁性体微粒子や、チタンブラック等を黒色顔料として用いてもよい。
【００３０】
〔カラー顔料〕
イエローインクに使用される顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー：１、２、３、１３、１６、７４、８３、１２８等が挙げられる。マゼンタインクに使用される顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド：５、７、１２、４８（Ｃａ）、４８（Ｍｎ）、５７（Ｃａ）、１１２、１２２等が挙げられる。シアンインクに使用される顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー：１、２、３、１５：３、１６、２２、Ｃ．Ｉ．バットブルー：４、６等が挙げられる。しかし、これらに限られるものではない。また、以上の他、本発明のために新たに製造された顔料も勿論、使用することが可能である。
【００３１】
〔油溶性染料〕
油溶性染料としては、カラーインデックス（ＣＯＬＯＵＲ  ＩＮＤＥＸ）に記載されているものであれば特に限定はない。また、カラーインデックスに記載のない新規の染料であっても、特に制限はない。具体的には、下記のものが挙げられる。インク中の油溶性染料の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、１．０質量％以上１０．０質量％以下、さらには１．０質量％以上５．０質量％以下であることが好ましい。
【００３２】
Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー：３３、３８、４２、４５、５３、６５、６７、７０、１０４、１１４、１１５、１３５等。Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド：２５、３１、８６、９２、９７、１１８、１３２、１６０、１８６、１８７、２１９等。Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー：１、４９、６２、７４、７９、８２、８３、８９、９０、１２０、１２１、１５１、１５３、１５４等。
【００３３】
〔水溶性染料〕
水溶性色材の一例としては、水溶性染料が挙げられ、特に、可溶化基としてアニオン性基を有する水溶性染料を用いることが好ましい。アニオン性基を有する水溶性染料としては、カラーインデックス（ＣＯＬＯＵＲ  ＩＮＤＥＸ）に記載されている水溶性の酸性染料、直接染料、反応性染料であれば特に限定はない。また、カラーインデックスに記載のない染料であっても、アニオン性基、例えば、スルホン酸基を有するものであれば特に制限はない。インク中の水溶性染料の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、１．０質量％以上１０．０質量％以下、さらには１．０質量％以上５．０質量％以下であることが好ましい。
【００３４】
具体的な染料としては、下記のものが挙げられる。Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー：８、１１、１２、２７、２８、３３、３９、４４、５０、５８、８５、８６、８７、８８、９８、１００、１１０、１３２等。Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド：２、４、９、１１、２０、２３、２４、３１、３９、４６、６２、７５、７９、８０、８３、８９、９５、１９７、２０１、２１８、２２０、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２３０等。Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー：１、１５、２２、２５、４１、７６、７７、８０、８６、９０、９８、１０６、１０８、１２０、１５８、１６３、１６８、１９９、２２６等。Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー：１、３、７、１１、１７、２３、２５、２９、３６、３８、４０、４２、４４、７６、９８、９９等。Ｃ．Ｉ．アシッドレッド：６、８、９、１３、１４、１８、２６、２７、３２、３５、４２、５１、５２、８０、８３、８７、８９、９２、９４、１０６、１１４、１１５、１３３、１３４、１４５、１５８、１９８、２４９、２６５、２８９等。Ｃ．Ｉ．アシッドブルー：１、７、９、１５、２２、２３、２５、２９、４０、４３、５９、６２、７４、７８、８０、９０、１００、１０２、１０４、１１７、１２７、１３８、１５８、１６１等。可溶化基として、カルボキシル基を持つ染料は記録媒体に付与された場合に、優れた耐水性を発揮するものが多いので、好ましい。
【００３５】
（水溶性樹脂）
顔料を使用する場合に、顔料をインク中に分散させるための分散剤としては、水溶性樹脂であればどのようなものでも使用することができるが、重量平均分子量が１，０００〜３０，０００の範囲のものが好ましく、さらには、３，０００〜１５，０００の範囲のものが好ましい。このような分散剤として、具体的には、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマール酸、フマール酸誘導体、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、アクリルアミド、及びその誘導体等から選ばれた少なくとも２つの単量体（このうち少なくとも１つは親水性単量体）からなるブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、又はこれらの塩等が挙げられる。又は、ロジン、シェラック、デンプン等の天然樹脂も好ましく使用することができる。これらの樹脂は、塩基を溶解させた水溶液に可溶であり、アルカリ可溶型樹脂である。なお、インク中の水溶性樹脂の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上５．０質量％以下であることが好ましい。
【００３６】
上記で説明したような構成成分を有するる本発明で使用するブラック及びカラーインクは、記録ヘッドから良好に吐出できる特性を有することが好ましい。このため、記録ヘッドからの吐出性という観点からは、インクの特性が、例えば、その粘度が１〜１５ｍＰａ・ｓ、表面張力が２５ｍＮ／ｍ以上、さらには、粘度が１〜５ｍＰａ・ｓ、表面張力が２５〜５０ｍＮ／ｍとすることが好ましい。また、ブラックインクとカラーインクとを併用する場合には、特にブラックインクの表面張力よりもカラーインクの表面張力が低いことがさらに好ましい。具体的には、ブラックインクが３５〜５０ｍＮ／ｍ、カラーインクが２５〜３５ｍＮ／ｍである。
【００３７】
（その他の成分）
また、本発明で使用されるインクには、上記の成分の他に、必要に応じて所望の物性値を持つインクとするために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤等を適宜に添加することができる。
【００３８】
本発明で使用するインクは、保湿性維持のために、上記した成分の他に、尿素、尿素誘導体、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の保湿性成分をインク成分として用いてもよい。インク中の保湿性成分の含有量（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、さらには３．０質量％以上１０．０質量％以下であることが好ましい。
【００３９】
さらに、本発明で使用するインクには、上記成分以外にも必要に応じて、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤等の種々の添加剤を含有させてもよい。
【００４０】
＜画像形成方法＞
以下、本発明の画像形成方法について説明する。本発明の画像形成方法は、少なくとも水、色材、水溶性有機溶剤、水溶性樹脂から構成される異なる色のインクを組み合わせて用いるインクセットを使用して、互いに異なる色の領域が隣接してなる画像を形成する際に、ブラックインクを付与する走査を行って画像を形成した後、該画像が形成された領域にカラーインクを付与する走査を行うことを特徴とする。
【００４１】
図８は、本発明の画像形成方法を実施する際に使用する記録ヘッドの一例である。該記録ヘッドは、図８に示したように、ブラックインクを吐出するためのノズル列（Ｂｋ）と、カラーインクであるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、及びイエロー（Ｙ）の３色のインクをそれぞれ吐出するためのノズル列とを備えている。
【００４２】
図９に、本発明の画像形成方法を実施する際に使用できる記録ヘッドの別の一例を示した。図９においても図８の場合と同様に、ブラックインクについてはノズル列の図中ａの部分を使用し、Ｃ、Ｍ及びＹのインクについては、ノズル列の全領域に当たる図中のｂの部分を使用し、上記の図８の説明で行ったと同様にして、ブラック及びカラー混在の画像形成を行う。
【００４３】
図１０に、本発明の記録方法を実施する際に使用できる記録ヘッドの別の一例を示した。図１０においても図８の場合と同様に、ブラックインクについてはノズル列の図中ａの部分を使用し、Ｃ、Ｍ及びＹのインクについては、カラーインク用ノズル列の全領域に当たる図中のｂの部分を使用し、ブラック及びカラー混在の画像形成を行っていく。図１０に例示した記録ヘッドでは、図示したように、ブラックインク用ノズル列のａの部分とカラーインク用のｂ部分との間に、１回分の紙送り量ａ′分だけ距離が置かれている。このため、かかる構成の記録ヘッドでは、ブラックの画像が形成されてからカラーの画像が形成されるまでの間に、往復で１回のプリント走査分の時間差を余分に生じることになる。したがって、図１０に例示した記録ヘッドは、図９に示した構成よりも、ブラック及びカラー間のブリーディング防止に対してより有利な構成となる。
【００４４】
図１１に本発明の記録方法を実施する際に使用できる記録ヘッドの別の一例を示した。このような、紙送り方向に順に、ブラックインク及びカラーインク用のノズル列が一列に配置された記録ヘッドを用いた場合も、紙送りに応じてブラックの画像が形成されてからカラー画像が形成されることになる。
【００４５】
図１２に、本発明の記録方法を実施する際に使用できる記録ヘッドの別の一例を示した。図１２に示した記録ヘッドでは、往方向の走査と復方向の走査とでカラーインクの打ち込み順序が等しくなるように、カラーインク用ノズル列が、シアンインク（Ｃ１、Ｃ２）、マゼンタインク（Ｍ１、Ｍ２）、イエローインク（Ｙ１、Ｙ２）と、それぞれ２列、主走査方向に対称に設けられた構成されている。この結果、ブラック及びカラー混在画像の形成においても、双方向記録が可能となる。この場合には、ブラックインク用のａ部分で先ずブラックの画像が形成され、次に、距離ａだけ記録媒体の搬送が行われ、次のプリントヘッドの主走査の復方向の過程で、カラーインク用のノズル列ｂの部分を用いて、上述したブラックインク用のａ列で画像形成された領域にカラー画像の形成が１パス記録で行なわれることになる。
【００４６】
図１２のような双方向記録対応ヘッドにおいても勿論、先に説明したと同様に、ブラックインクとカラーインクのノズル配置とし、ブラックとカラーの画像形成の間に１走査分の間隔を設け、ブリーディング防止に対してより有利な構成としてもよい（図１３参照）。以上、本発明の画像形成方法について説明したが、本発明方法に使用できる記録ヘッドの形態は、図８〜図１３に限定されるものではない。
【００４７】
＜インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置＞
図１４は、インクジェット記録装置の要部を示す図である。図１４において、記録媒体としての用紙Ｐａの記録面に対して記録動作を行う各記録ヘッド６０が着脱可能にそれぞれ搭載されるキャリッジ部材５０と、筐体４０における排紙側に設けられ、記録ヘッド６０により印刷された用紙Ｐａが搬送されて順次積載される排紙トレー４２と、搬送される用紙Ｐａの側方に位置するホームポジションに設けられ記録ヘッド６０のインク吐出状態を正常に維持すべく、記録ヘッド６０に対して回復処理を行う回復処理ユニット５６とを含んで構成されている。
【００４８】
キャリッジ部材５０は、各記録ヘッド５８がそれぞれ装着される被装着部を図１４に示される矢印の示す方向、即ち、記録ヘッド５８の走査方向に沿って並列に有している。キャリッジ部材５０の上部は、筐体４０のシャーシ４４におけるキャリッジ部材５０の上部に対向配置されるアッパガイドレール部４６に記録ヘッド５８の走査方向に沿って摺動可能に支持されている。キャリッジ部材５０の前部は、シャーシ４４のフロントガイドレール部４８上に記録ヘッド５８の走査方向に沿って摺動可能に支持されている。そのフロントガイドレール部４８は、排紙トレー４２の基端部の上方にアッパガイドレール部４６に対して略平行に設けられている。また、キャリッジ部材５０の基部に設けられる透孔５０ａには、ガイドシャフト５４が挿入されている。ガイドシャフト５４は、アッパガイドレール部４６の下方にアッパガイドレール部４６に対して略平行に設けられている。ガイドシャフト５４の両端部は、それぞれ、後述するシャーシ４４の側部に設けられる紙間距離調節機構部６２を介して昇降可能に支持されている。
【００４９】
キャリッジ部材５０の背面部は、図示が省略されるベルトに連結されている。そのベルトは、シャーシ４４におけるキャリッジ部材５０の背面部に対向した部分に所定の相互間隔をもって配される一対のプーリに巻装されている。一対のプーリの一方は、駆動用モータの出力軸に連結されている。その駆動用モータは、図示が省略される制御部により駆動制御される。これにより、駆動用モータが作動状態とされ順方向、又は、逆方向に回動される場合、図１４に二点鎖線で示されるように、キャリッジ部材５０が記録ヘッド５８を伴って例えば、記録ヘッド５８の記録動作に応じて搬送される用紙Ｐａの記録領域に対向した所定の距離、往復動せしめられる。また、適当なタイミングで、例えば、印刷終了後、駆動用モータが作動状態され所定の回転角、順方向に回動されるとき、キャリッジ部材５０は、図１４に実線で示されるように、記録ヘッド５８を伴って回復処理ユニット５６の真上となる位置（ホームポジション）まで移動せしめられる。
【００５０】
例えば、記録ヘッド５８は、熱エネルギーによって生ずる膜沸騰を利用したインクジェット法で、インクを吐出する。記録ヘッド５８は、用紙Ｐａの記録面に対向した部分に、複数のノズルが用紙Ｐａの搬送方向に沿って形成されるノズル形成面５８ｓを有している。
【００５１】
各ノズルは、記録ヘッド５８内の共通液室に連通する各インク流路の一端に開口している。各インク流路には、それぞれ、インクを加熱し吐出させる電気熱変換素子としてのヒータが配されている。各記録ヘッド５８の共通液室には、それぞれ、インクカートリッジ６０が接続されている。インクカートリッジ６０は、その内部が隔壁により分割されることにより形成される複数の部屋を有している。各部屋には、それぞれ、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、及び、処理液が貯留されている。
【００５２】
記録ヘッド５８の記録動作は、図示が省略される記録動作制御部からの駆動制御パルス信号に基づいて各ヒータが制御されることにより、制御される。これにより、所定の色のインク、又は、インクを不溶化する処理液が各ノズルから液滴となって記録面に対して吐出される。
【００５３】
ワイパーブレード８８及び９０は、それぞれ、ホルダーベース７６が上昇され、最高位置にあるとき、図１５の矢印の方向に移動せしめられる記録ヘッド５８のノズル形成面５８ｓに対して清浄動作を行う。
【００５４】
また本発明に係るインクジェット記録装置の吐出回復装置の一例としては、ワイパーブレード８８及び９０は、それぞれ、厚さ及び長手方向の長さが同一形状とされ、同一の硬度の材料で作られているが、その代わりに、同一の硬度の材料で作られ長手方向の長さ及び厚さの異なるワイパーブレードＢＦ１及びＢＲ１の下端がそれぞれ、図１５に示されるブレードホルダー１００の被取付け面１００ｍｂ及び１００ｍａに取付けられるものとされる。ワイパーブレードは、弾性材料、例えば、ゴム材料（ＨＮＢＲ）、ウレタン材料などで作られている。ワイパーブレードの枚数は、１枚以上であってもよい。
【００５５】
なお、上述の例においては、顔料インク又は染料インクに応じてワイパーの当接圧、当接角度などのワイピング条件が変更されているが、かかる例に限られることなく、例えば、各インクのインク組成が互いに異なる場合においても適切なワイピング状態となるようにその条件が適宜変更されても良い。ヘッドにおけるワイピング方向は、図１のａ）のようにノズル配列に対して平行であってもよい。またワイピング時間（吐出回復時間）短縮の観点から図１のｂ）のようにノズル列に対して垂直方向にワイピングすることがより好ましい。
【００５６】
次に、熱エネルギーを利用したインクジェット記録装置の主要部であるヘッド構成の一例を図１６及び図１７に示す。図１６は、インク流路に沿ったヘッド１３の断面図であり、図１７は図１６のＡ−Ｂ線での切断面図である。ヘッド１３はインクを通す流路（ノズル）１４を有するガラス、セラミック、シリコン又はプラスチック板等と発熱素子基板１５とを接着して得られる。
【００５７】
発熱素子基板１５は、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン等で形成される保護層１６、アルミニウム、金、アルミニウム−銅合金等で形成される電極１７−１及び１７−２、ＨｆＢ２、ＴａＮ、ＴａＡｌ等の高融点材料から形成される発熱抵抗体層１８、熱酸化シリコン、酸化アルミニウム等で形成される蓄熱層１９、シリコン、アルミニウム、窒化アルミニウム等の放熱性のよい材料で形成される基板２０よりなっている。
【００５８】
図１８は、記録ヘッドにインク供給部材、例えば、チューブを介して供給されるインクを収容したインクカートリッジの一例を示す図である。ここで４０は供給用インクを収納したインク収容部、例えば、インク袋であり、その先端にはゴム製の栓４２が設けられている。この栓４２に針（不図示）を挿入することにより、インク袋４０中のインクをヘッドに供給可能にする。４４は廃インクを受容するインク吸収体である。インク収容部としてはインクとの接液面がポリオレフィン、特にポリエチレンで形成されているものが好ましい。
【００５９】
本発明で使用されるインクジェット記録装置としては、上述のようにヘッドとインクカートリッジとが別体となったものに限らず、図１９に示すようなそれらが一体になったものにも好適に用いられる。図１９において、７０は記録ユニットであり、この中にはインクを収容したインク収容部、例えば、インク吸収体が収納されており、かかるインク吸収体中のインクが複数オリフィスを有するヘッド部７１からインク滴として吐出される構成になっている。インク吸収体の材料としてはポリウレタンを用いることが本発明にとって好ましい。また、インク吸収体を用いず、インク収容部が内部にバネ等を仕込んだインク袋であるような構造でもよい。７２はカートリッジ内部を大気に連通させるための大気連通口である。この記録ユニット７０は図１７に示す記録ヘッド６５に換えて用いられるものであって、キャリッジ６６に対して着脱自在になっている。
【００６０】
次に、力学的エネルギーを利用したインクジェット記録装置の好ましい一例としては、複数のノズルを有するノズル形成基板と、ノズルに対向して配置される圧電材料と導電材料からなる圧力発生素子と、この圧力発生素子の周囲を満たすインクを備え、印加電圧により圧力発生素子を変位させ、インクの小液滴をノズルから吐出させるオンデマンド記録ヘッドを挙げることができる。その記録装置の主要部である記録ヘッドの構成の一例を図２０に示す。
【００６１】
ヘッドは、インク室（不図示）に連通したインク流路８０と、所望の体積のインク滴を吐出するためのオリフィスプレート８１と、インクに直接圧力を作用させる振動板８２と、この振動板８２に接合され、電気信号により変位する圧電素子８３と、オリフィスプレート８１、振動板８２等を指示固定するための基板８４とから構成されている。
【００６２】
図２０において、インク流路８０は、感光性樹脂等で形成され、オリフィスプレート８１は、ステンレス、ニッケル等の金属を電鋳やプレス加工による穴あけ等によりノズル８５が形成され、振動板８２はステンレス、ニッケル、チタン等の金属フィルム及び高弾性樹脂フィルム等で形成され、圧電素子８３は、チタン酸バリウム、ＰＺＴ等の誘電体材料で形成される。以上のような構成の記録ヘッドは、圧電素子８３にパルス状の電圧を与え、歪み応力を発生させ、そのエネルギーが圧電素子８３に接合された振動板を変形させ、インク流路８０内のインクを垂直に加圧しインク滴（不図示）をオリフィスプレート８１のノズル８５より吐出して記録を行うように動作する。このような記録ヘッドは、図１４に示したものと同様なインクジェット記録装置に組み込んで使用される。インクジェット記録装置の細部の動作は、先述と同様に行うもので差しつかえない。
【００６３】
次に、実施例及び比較例を挙げて、詳細に本発明を説明する。本発明はその要旨を超えない限り、下記実施例によって限定されるものではない。なお、文中「部」、及び「％」とあるものは、特に記載のない限り質量基準である。
【００６４】
＜顔料分散液の調製＞
５．５ｇの水に５ｇの濃塩酸を溶かした溶液に、５℃に冷却した状態で４−アミノフタル酸１．５ｇを加えた。次に、この溶液が入った容器をアイスバスに入れて液を撹拌することにより溶液を常に１０℃以下に保った状態にし、これに５℃の水９ｇに亜硝酸ナトリウム１．８ｇを溶かした溶液を加えた。この溶液をさらに１５分間撹拌後、比表面積が２２０ｍ２／ｇでＤＢＰ吸油量が１０５ｍＬ／１００ｇであるカーボンブラック６ｇを撹拌下で加えた。その後、さらに１５分間撹拌した。得られたスラリーをろ紙（商品名：標準用濾紙Ｎｏ．２；アドバンテック製）でろ過した後、粒子を充分に水洗し、１１０℃のオーブンで乾燥させ、自己分散型カーボンブラックを調製した。さらに、上記で得られた自己分散型カーボンブラックに水を加えて顔料濃度が１０％となるように分散させ、分散液を調製した。上記の方法により、カーボンブラック粒子表面に−Ｃ６Ｈ３−（ＣＯＯＮａ）２基が導入されてなる自己分散型カーボンブラックが水中に分散された状態の顔料分散液を得た。上記で調製した自己分散型カーボンブラックのイオン性基密度を測定したところ、３．１μｍｏｌ／ｍ２であった。この際に用いたイオン性基密度の測定方法は、上記で調製した顔料分散液中のナトリウムイオン濃度をイオンメーター（ＤＫＫ製）を用いて測定し、その値から自己分散型カーボンブラックのイオン性基密度に換算した。
【００６５】
＜インクの調製＞
下記表１に示す各成分を混合し、十分に撹拌した後、ポアサイズ１．２μｍの富士フィルムミクロフィルター（（登録商標）富士フイルム製）にて加圧ろ過を行い、各インクを調製した。
【００６６】
【表１】
2010030212.tif 000004
＜後退接触半径減少速度の測定＞
上記で得られた各インクについて、後退接触半径減少率を動的後退接触角計（協和界面化学製）により測定した。結果を表２に示す。
【００６７】
【表２】
2010030212.tif 000005
＜評価＞
上記で得られた各インクについて、ノズル面の濡れに起因する記録評価を行った。また評価は熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出させるインクジェット記録装置ＢＪＳ７００及びＰＩＸＵＳ（登録商標）  ８５０ｉ（いずれもキヤノン製）を改造して行った。インクジェット記録装置にインクカートリッジを装着して、普通紙としてコート紙であるＨＲ−１０１（キヤノン製）に記録を行い、画像品位及びノズル形成面の状態を目視により観察し、下記の基準で評価した。評価結果を表３に示した。
【００６８】
（画像品位の評価基準）
Ａ：ヨレがない
Ｂ：ヨレが明らかにある。
【００６９】
（ノズル形成面の状態の評価基準）
ＡＡ：インクの広がり見られない
Ａ：インクの広がりが若干見られる
Ｂ：インクの広がりが見られる。
【００７０】
【表３】
2010030212.tif 000006
実施例１〜実施例４は、いずれも後退接触半径減少速度よりもワイピング速度が遅く、画像品位やノズル形成面の状態において問題がなかった。ただし、回復時間に関しては、ワイピング速度が低速であることから全体にやや時間がかかったが、ノズル全体を横から一度にワイピングする図１のｂ）の方が回復時間が短くて済むため好ましい。また、実施例５及び実施例６、並びに比較例１及び２は、ワイピング速度を実施例１〜実施例４に比べて早くした場合である。実施例５及び実施例６は、ワイピング速度０．１５ｍｍ／秒よりインクの後退接触半径減少速度が速いため、画像品位やノズル形成面の状態に問題はなかった。回復時間については、ワイピング速度が速くなったことから全体に回復時間が短くなったが、より好ましい形態は図１のｂ）である。比較例１及び比較例２では、ワイピング速度よりインクの後退接触半径減少速度が遅いため、ノズル形成面上にインクが広がり画像品位及びノズル形成面の状態において問題が発生した。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】記録ヘッドとワイパー部材の走査方向を示す図
【図２】記録ヘッドとワイパー部材の走査方向を示す図
【図３】記録ヘッドの吐出不良時のノズル形成面状態の一例を示す図
【図４】プレート上にインク滴が着滴した直後の様子を示す図
【図５】インクの移動速度が速い場合の後退接触半径を示す図
【図６】インクの移動速度が遅い場合の後退接触半径を示す図
【図７】インクの移動速度が速い場合の後退接触半径を示す図
【図８】記録ヘッドの一例を示す図
【図９】記録ヘッドの一例を示す図
【図１０】記録ヘッドの一例を示す図
【図１１】記録ヘッドの一例を示す図
【図１２】記録ヘッドの一例を示す図
【図１３】記録ヘッドの一例を示す図
【図１４】インクジェット記録装置の一例を示す図
【図１５】インクジェット記録装置のクリーニング装置の一例を示す図
【図１６】記録ヘッドの縦断面図
【図１７】記録ヘッドの縦横面図
【図１８】インクカートリッジの縦断面図
【図１９】記録ユニットの一例を示す斜視図
【図２０】記録ヘッドの構成の一例を示す図
【図１】
2010030212.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2010030212.tif 000019
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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