(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブリストウ法で規定されるＫａ値が３（ｍｌ・ｍ−２・ｍｓｅｃ−１／２）以下のインクを記録媒体に対して吐出し、当該吐出されたインクに対して、前記インク中の色材と反応する成分および非イオン界面活性剤を含有し且つ前記Ｋａ値が５（ｍｌ・ｍ−２・ｍｓｅｃ−１／２）以上の処理液を付与することで、前記記録媒体に記録を行う記録方法であって、
前記インクが記録媒体に着弾した後、当該着弾したインクの記録媒体への浸透後の急速膨潤開始点ｔｓを経過した後に前記処理液を前記インクに対して付与することにより、少なくとも記録媒体内部でインク中の色材を不溶化することを特徴とする記録方法。
【請求項２】
前記処理液中の前記非イオン性界面活性剤の濃度が、当該非イオン性界面活性剤の純水に対する臨界ミセル濃度以上であることを特徴とする請求項１に記載の記録方法。
【請求項３】
前記インクとして黒インクを吐出するための第１ヘッドと前記処理液を吐出するための第２ヘッドを前記記録媒体に対して走査させる走査手段と、
前記記録媒体を搬送させる搬送手段とを使用し、
前記第１ヘッドと第２ヘッドは前記記録媒体の搬送方向に沿ってずれて配置され、
前記第１ヘッドによる黒インクの吐出が行われる走査よりも１走査後の走査において、前記第２ヘッドによる処理液の吐出が行われることを特徴とする請求項１に記載の記録方法。
【請求項４】
前記処理液を付与する過程の後、インクと処理液の反応物に対して熱を作用させることを特徴とする請求項１に記載の記録方法。
【請求項５】
前記インクは顔料を含み、前記処理液は前記インク中の顔料を凝集させる成分を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の記録方法。
【請求項６】
前記インクは黒インクであり、処理液の付与後、カラーインクを付与することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の記録方法。
【請求項７】
ブリストウ法で規定されるＫａ値が１（ｍｌ・ｍ−２・ｍｓｅｃ−１／２）以下を示すインクと、前記Ｋａ値が５以上を示し且つ非イオン界面活性剤を含有する処理液を用いて記録媒体に記録を行う記録方法であって、
極性を持った色材を含有した前記インクを記録媒体に着弾させた後、当該着弾したインクの記録媒体への浸透後の急速膨潤開始点ｔｓを経過した後に、前記色材とは反対極性の成分を有する前記処理液を前記記録媒体に着弾したインクに対して付与することで、少なくとも記録媒体内部でインク中の色材が前記処理液によって不溶化されることを特徴とする記録方法。
【請求項８】
インク及び処理液に熱エネルギーを作用させることで気泡を生じさせて前記記録媒体に対してインク及び処理液を吐出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録方法に関し、特に、処理液と画像記録用のインクを吐出して記録を行う記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録分野において、染料を含むインクが記録媒体に対して一般に速く固定化されることは好ましいものである。ここでは、液体の浸透による定着とは異なるものである。
【０００３】
そして、染料インクで形成される画像域に対してインク付与後又は付与前に油性処理液を与えることによって色材を媒体に固定化し、耐水性を向上させる技術が、特開昭５８−１２８８６２号公報にて知られている。１９９７年８月現在、実用化されている製品として、カチオン性の処理液を記録媒体に付与し、記録媒体表面に処理液がある状態でアニオン性染料を付与することで、耐水性を向上した製品が販売されている。
【０００４】
一方、本願出願人（キヤノン（株））は、本願出願前の１９９６年８月２日付で日本国に出願した特願平８−２０４６１８号（１９９８年２月１７日公開：特開平１０−４４３９４号公報）で、部分的には記録媒体表面に付与した浸透性が少ない、いわゆる「上乗せ系」のインクに対して、カチオン性の処理液で即時に反応せしめ、媒体表面にあるインク表面を処理液との反応物にする発明を提案している。
【０００５】
しかしながら、インク付与後の処理液付与の技術において、記録媒体における内部的な知見を持つ公開特許は存在していない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
処理液に続いてインクを吐出して記録を行った場合、上記のように耐水性および異色間のにじみに対する良好性を向上させることができるが、記録紙の表面上でインク中の色材が不溶化するため、その不溶化された色材により記録紙の表面にブロック層が形成され、記録紙へのインクの浸透が抑制されることになる。
【０００７】
結果として記録紙の表面上に不溶化された色材が残留しやすくなり、耐擦過性や、記録後の画像にラインマーカ等の他の筆記用具等によって上書きしたときの耐性（以下、「耐上書き性」と称する）の面では良好な結果が得られなかった。すなわち、画像記録済みの記録紙がこすれると表面の色材が落ちて記録画像の品位が低下したり、上書きするとにじみが発生することがあった。
【０００８】
そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたもので、Ｂｋの耐水性の向上、Ｂｋとカラーのにじみの低減、Ｂｋの画像品位の向上を達成しつつ、印字直後の耐水性、耐擦過性、耐上書き性の向上を達成することのできる記録方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するための手段を説明する前に発明の概要を以下に説明する。
【００１０】
本発明は、インクの色材を反応固定する処理液を、記録媒体中の繊維において浸透し、かつ膨潤状態が開始したインク（例えば、膨潤開始時点ｔｓ以降やヒータを用いて変化させたもの等で、以降、膨潤インクと呼ぶ）に対して与えることを基本的な特徴とし、より好ましくはインク自体の実質的な浸透係数であるＫａ値に対して、処理液の特性や処理液付与後の加熱処理等を含むものである。
【００１１】
より具体的には、まず第１のステップとして、（１）Ｋａ≦３（ｍｌ・ｍ-2・ｍｓｅｃ-1/2）のインクに対して、超浸透（Ｋａ≧５）の処理液を付与する形態が好ましい。
【００１２】
（２）浸透性に温度依存性があり、かつＫａ≦１のインクでは、媒体中へのインク付与後、ヒータによって熱を作用せしめ、その後、半浸透性以上の浸透性の処理液を付与する形態が好ましい。
【００１３】
（３）Ｋａ＞１の半浸透以上の浸透性を持つインクでは、媒体中へのインク付与後、ヒータによって熱を作用せしめ、その後半浸透性以上の浸透性の処理液を付与する形態とする。
【００１４】
更に好ましい形態として、第２のステップとしては、第１のステップの後に更にヒータにより熱を作用させる形態である。その場合の処理液としては半浸透性で良い。これは、ヒータによる処理液としての浸透の促進、及び蒸発促進による密着性の向上のためである。更に、超浸透の処理液でも良く、この場合、蒸発促進による更なる定着性の向上と被膜強化のためである。この第２のステップを行うことで、第１のステップだけで終了するものに比べ、更に好ましい効果がある。
【００１５】
上記課題を解決する本発明は、ブリストウ法で規定されるＫａ値が３（ｍｌ・ｍ−２・ｍｓｅｃ−１／２）以下のインクを記録媒体に対して吐出し、当該吐出されたインクに対して、前記インク中の色材と反応する成分および非イオン界面活性剤を含有し且つ前記Ｋａ値が５（ｍｌ・ｍ−２・ｍｓｅｃ−１／２）以上の処理液を付与することで、前記記録媒体に記録を行う記録方法であって、前記インクが記録媒体に着弾した後、当該着弾したインクの記録媒体への浸透後の急速膨潤開始点ｔｓを経過した後に前記処理液を前記インクに対して付与することにより、少なくとも記録媒体内部でインク中の色材を不溶化することを特徴とする。
【００１８】
また、ブリストウ法で規定されるＫａ値が１（ｍｌ・ｍ−２・ｍｓｅｃ−１／２）以下を示すインクと、前記Ｋａ値が５以上を示し且つ非イオン界面活性剤を含有する処理液を用いて記録媒体に記録を行う記録方法であって、極性を持った色材を含有した前記インクを記録媒体に着弾させた後、当該着弾したインクの記録媒体への浸透後の急速膨潤開始点ｔｓを経過した後に、前記色材とは反対極性の成分を有する前記処理液を前記記録媒体に着弾したインクに対して付与することで、少なくとも記録媒体内部でインク中の色材が前記処理液によって不溶化されることを特徴とする記録方法が提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について詳細に説明する前に本発明の技術思想について前述の発明の概要でも既に述べたことではあるが以下に説明する。
【００２０】
本発明は、インクの色材を反応固定する処理液を、記録媒体中の繊維において浸透し、かつ膨潤状態が開始したインク（例えば、膨潤開始時点ｔｓ以降やヒータを用いて変化させたもの等で、以降、膨潤インクと呼ぶ）に対して与えることを基本的な特徴とし、より好ましくはインク自体の実質的な浸透係数であるＫａ値に対して、処理液の特性や処理液付与後の加熱処理等を含むものである。
【００２１】
より具体的には、まず第１のステップとして、（１）Ｋａ≦３（ｍｌ・ｍ-2・ｍｓｅｃ-1/2）のインクに対して、超浸透（Ｋａ≧５）の処理液を付与する形態が好ましい。
【００２２】
（２）浸透性に温度依存性があり、かつＫａ≦１のインクでは、媒体中へのインク付与後、ヒータによって熱を作用し、その後、半浸透性以上の浸透性の処理液を付与する形態が好ましい。
【００２３】
（３）Ｋａ＞１の半浸透以上の浸透性を持つインクでは、媒体中へのインク付与後、ヒータによって熱を作用し、その後半浸透性以上の浸透性の処理液を付与する形態とする。
【００２４】
更に好ましい形態は、第２のステップとしては、第１のステップの後に更にヒータにより熱を作用させる形態である。その場合の処理液としては半浸透性で良い。これは、ヒータによる処理液としての浸透の促進、及び蒸発促進による密着性の向上のためである。更に、超浸透の処理液でも良く、この場合、蒸発促進による更なる定着性の向上と被膜強化のためである。この第２のステップを行うことで、第１のステップだけで終了するものに比べ、更に好ましい効果がある。
【００２５】
本発明は、インクを記録媒体に印字し、その後、インクが記録媒体内の所定範囲の深さ方向に浸透した状態で処理液をインクに対して吐出させ、インク中の色材を紙（記録媒体）内部で反応させて不溶化させることにより、擦過性の良い、画像品位の良好な画像を得るものであるが、以下に、その現象のメカニズムにつついて、推論ではあるが図２０を参照しながら説明する。
【００２６】
まず、図２０（ａ）は紙に向ってインク滴が飛翔している様子を示す。
【００２７】
図２０（ｂ）はインク滴が紙に着弾した状態を示す。このときインクは、衝突により紙上でインク滴径の約２倍の径の円柱状となる。
【００２８】
図２０（ｃ）は紙の表面部でインクが紙の繊維に吸着・膨潤していく様子を示している。
【００２９】
図２０（ｄ）はインクが紙の内部へ浸透していき、かつ処理液Ｓがインクに向って飛翔している様子を示す。
【００３０】
図２０（ｅ）はインク及びインクか浸透してインクがなくなった紙表面に対して処理液が付着し、その後、付着混合した部分において、インクと処理液が反応し始めていく状態を示している。
【００３１】
図２０（ｆ）は処理液が紙内部に浸透したインクに追いついて反応した状態を示している。この結果、インク中の色材が処理後により紙内部で不溶化され、紙の深さ方向にインクが浸透しにくくなる。
【００３２】
図２０（ｇ）はインク中の色材が処理液によって不溶化され、かつ、浸透が終了した状態を示す。
【００３３】
こうして、紙の表面にはあまり残らないが、紙の表面から２０μｍ以内に多くの色材が不溶化された状態でトラップされ、ＯＤ値が高く、擦過性の良いものとなる。
【００３４】
一方、処理液を吐出しないものは、（ｅ′），（ｆ′），（ｇ′）のようにあまり紙の表面に色材がトラップされないためＯＤ値はあまり高くならない。
【００３５】
一方、インクの浸透がある程度完成した状態で、処理液を吐出させると、すでに色材はあまり表面に残っていないため、やはり（ｅ″），（ｆ″），（ｇ″）のようにあまりＯＤ値は高くならならい。
【００３６】
次に、インクの組成と浸透性、浸透速度について説明する。本実施の形態において使用したインクの成分の一例を以下に示す。
【００３７】
［イエロー（Ｙ）インク］
Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８６            ３部
グリセリン                                ５部
ジエチレングリコール                      ５部
アセチレノール  ＥＨ                      １部
（川研ケミカル製）
水                                        残部
［マゼンタ（Ｍ）インク］
Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２８９              ３部
グリセリン                                ５部
ジエチレングリコール                      ５部
アセチレノール  ＥＨ                      １部
（川研ケミカル製）
水                                        残部
［シアン（Ｃ）インク］
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９            ３部
グリセリン                                ５部
ジエチレングリコール                      ５部
アセチレノール  ＥＨ                      １部
（川研ケミカル製）
水                                        残部
［黒（Ｂｋ）インク］
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック                ３部
グリセリン                                ５部
ジエチレングリコール                      ５部
尿素                                      ５部
アセチレノール  ＥＨ                      α１
（川研ケミカル製）
水                                        残部
上記組成の各インクは、染料または顔料を、水と、溶剤としてのグリセリン、ジエチレングリコール、尿素などと、非イオン界面活性剤であるアセチレノールＥＨ（アセチレノールは川研ファインケミカル社の商品名であり、アセチレングリコールにエチレンオキサイドを付加したものであり、エチレンオキサイド−２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ−２，４，７，９−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−５−ｄｅｃｙｎｅ−４，７−ｄｉｏｌ）で表わされる。便宜上、本明細書においてアセチレノール又はアセチレノールＥＨと表示する。）とが混合されたものであり、ＣＭＹのカラーインクについてはアセチノールＥＨを１％加えることにより浸透性を向上させている。また、Ｂｋインクについては上記成分中のアセチレノールＥＨの含有割合α１を調製し、以下の実験を行った。
【００３８】
インクの浸透性を１ｍ2 当たりのインク量Ｖで表すと、インク滴を吐出してからの時間ｔにおけるインク浸透量Ｖ（単位はミリリットル／ｍ2 ＝μｍ）は、次に示すようなブリストウ式により表されることが知られている。
【００３９】
Ｖ＝Ｖｒ＋Ｋａ（ｔ−ｔｗ）１／２
ただし、ｔ＞ｔｗ
インク滴が記録紙表面に滴下した直後は、インク滴は表面の凹凸部分（記録紙の表面の粗さの部分）にして吸収されるのが殆どで、記録紙内部へは殆ど浸透していない。その間の時間がｔｗ（ウェットタイム）、その間の凹凸部への吸収量がＶｒである。インク滴の滴下後の経過時間がｔｗを超えると、超えた時間（ｔ−ｔｗ）の２分の１乗に比例した分だけ浸透量Ｖが増加する。基本的にはＫａはこの増加分の比例係数であり、浸透速度に応じた値を示す。
【００４０】
図１７はインクの浸透量と経過時間との関係を示す特性図であり、６４ｇ／ｍ2 、厚さ約８０μｍ、空隙率約５０％の記録紙を用いて行った実験結果を示すものである。
【００４１】
図１７（ａ）において、横軸は経過時間ｔの２分の１乗（ｍｓｅｃ1/2 ）であり、図１７（ｂ）において、横軸は経過時間ｔ（ｍｓｅｃ）である。また、両図において縦軸は浸透量Ｖ（μｍ）であり、アセチレノール含有割合が０％、０．３５％、１％の場合の曲線をそれぞれ示している。
【００４２】
両図から明らかなように、アセチレノールの含有量が多いほど、経過時間に対するインクの浸透量が多く、浸透性が高いといえる。図１７に示すグラフには、ウェットタイムｔｗはアセチレノールの含有量が多いほど短くなり、また、ｔｗに達しない時間においてもアセチレノールの含有割合が多いほど浸透性が高いという傾向が表れている。
【００４３】
また、アセチレノールが混合されていない（含有割合が０％）インクの場合は浸透性が低く、後に規定する上乗せ系インクとしての性質を持つ。また、アセチレノールが１％の含有割合で混合されている場合は短時間で記録紙１０３内部に浸透する性質を持ち、後に規定する高浸透性インクとしての性質を持つ。そして、アセチレノールが０．３５％の含有割合で混合されているインクは、両者の中間の半浸透性インクとしての性質を持つ。
【００４４】
ここで、以上のことを図２１及び図２２を参照しながら説明する。
【００４５】
比較的浸透性の低いインクを印字すると、紙に着弾後、サイジングされた紙の表面のぬれ性を上げるまでの時間ｔｗの間に、紙の繊維にインクが吸着、膨潤し、その後繊維間の毛細管現象による浸透も開始する。
【００４６】
ここで、複写機等の事務機で使われるいわゆる普通紙では、にじみを防止するためサイズ剤が含有されているため、浸透が仲々始まらず、いわゆる濡れ時間（ｔｗ：ｗｅｔ  ｔｉｍｅ）が存在する。
【００４７】
そして、浸透が始まっても、上記のサイズ剤によりインクの紙に対するぬれ性は上がらず、いわゆる上乗せ系のインクでは比較的ゆっくりと浸透していき、ある時点で今度は紙の繊維自体に膨潤していく。この時の時間は、上乗せ系のインクでは大体４００〜５００ｍｓｅｃ程度である。この時点をｔｓとする。
【００４８】
ここで、アセチレノールのような界面活性剤をインクに含有させると、インクの紙に対するぬれ性が良くなるため、ぬれ時間が早くなり、かつ、その膨潤（紙の繊維へのインクの吸着）速度も速くなる。そして、次のステップの浸透速度も速くなり、その後、この浸透とともに、急激に紙の繊維に膨潤していく。そして、アセチレノール量の増加とともに、ｔｗ，ｔｓが短かくなっていき、１％ではほぼ０となる。ここでアセチレノール量が０．２〜０．３％のあたりから、アセチレノール量が増すに従って、ｔｗとｔｓが接近してくる。これらの関係をアセチレノールに対するｔｗ，ｔｓの関係として図２２に示した。
【００４９】
ところで、前述した浸透速度ｋａとして表したものは、ｔｓ以後の吸液の傾きをとったものである。
【００５０】
このように、ｔｓを過ぎると急激な膨潤が開始して紙の表面にあるインクも急速に紙の内部に入っていてくため、インクの定着が進行する。
【００５１】
ここで、インク滴が紙に着弾してｔｓだけ経過してからそれ以後に処理液をインクに重ねるように着弾させると、エッジ部を含んだインクのかなりの部分は紙内に浸透しているが、一部は残っているかもしれない状態で、インクと接触した部分から反応が始まり、徐々に紙内のインク側に反応が進行していく。
【００５２】
ここで、処理液のアセチレノール量を１％程度にすると、ｔｗがほとんど０ｍｓｅｃであるから、着弾してすぐに浸透が開始する。そして、浸透速度が速いため、インクの浸透よりも早く、処理液がインク中を反応しながら浸透していき、処理液を付着させないものに比べインクの浸透を紙表面の浅い位置で停止させることができる。これにより色材を紙表面に近い部分に多くとどめることができるため、濃度を高いものにできる。
【００５３】
ここで、処理液がインクに付着する直前にインクの一部が紙の表面上に残っていたとしても、インクドットのエッジ部は少なくとも紙表面上にインクが残っていないため、ひげ状のにじみであるところのいわゆるフェザリングは発生しにくい。また、一部表面に残っていたインクも、処理液の浸透が速いため、反応しつつ、かなりの部分は一緒に紙中へ浸透していく。このように、紙表面における色材は非常に少なくなるため、擦過性も良好なものとなる。
【００５４】
ここで、インクの浸透性を上げるためアセチレノール量を０．３％より多くすると、ｔｓを過ぎると紙の種類によっては急にフェザリングが出始めるため、０．３％（重量％）以下が好ましい。また、０．３％より多いと浸透速度が速いため、処理液の浸透速度を上記したように速くしても、色材を紙の表面近傍に確保することが簡単でなくなるため、やはり０．３％以下が好ましい。
【００５５】
図１６は実験により求めたインク中のアセチレノールの含有割合に対する比例係数Ｋａの値を示す図である。
【００５６】
Ｋａ値は、ブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置Ｓ（東洋精機製作所製）を用いて測定した。本実験では、キヤノン株式会社のＰＢ用紙を記録紙として用いた。このＰＢ用紙は、電子写真方式を用いた複写機やＬＢＰと、インクジェット記録方式を用いたプリンタの双方に使える記録紙である。
【００５７】
また、キヤノン株式会社の電子写真用紙であるＰＰＣ用紙に対しても、同様の結果を得ることができた。
【００５８】
図１６に示す曲線はアセチレノール含有割合（横軸）の増加にしたがってＫａ値（縦軸）が増加する曲線となっており、比例係数Ｋａはアセチレノールの含有割合によって決まる。このため、インクの浸透速度は実質的にアセチレノールの含有割合によって決まることになる。なお、曲線と交わる縦軸に平行な線分は、測定結果のばらつきの範囲を示している。
【００５９】
次に、以下の本発明の各実施の形態で使用する「上乗せ系インク」、「半浸透性インク」、「高浸透性インク」れぞれの成分および特性の目安を表１に示す。
【００６０】
【表１】
0003658196.tif 000002
【００６１】
上記の表１は、「上乗せ系インク」、「半浸透性インク」、「高浸透性インク」のそれぞれについて、Ｋａ値、アセチレノール含有量（％），表面張力（ｄｙｎｅ／ｃｍ）を示している。記録媒体である記録紙に対する各インクの浸透性は、Ｋａ値が大きいものほど高くなる。つまり、表面張力が小さいものほど高くなる。
【００６２】
表１におけるＫａ値は、前述の如くブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置Ｓ（東洋精機製作所製）を用いて測定したものである。実験には、前述のキヤノン株式会社のＰＢ用紙を記録紙として用いた。また、前述のキヤノン株式会社のＰＰＣ用紙に対しても、同様の結果を得ることができた。
【００６３】
ここで、「半浸透性インク」として規定される系のインクはアセチレノール含有割合が０．２〜０．７％である。
【００６４】
ここで、界面活性剤をある液体に含有させる場合の条件として、その液体における界面活性剤の臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）があることが知られている。この臨界ミセル濃度とは、界面活性剤の溶液の濃度が上昇してゆき急激に数十分子が会合してミセルを形成するようになるときの濃度である。上述したインクに浸透性調製のため含有されるアセチレノールは界面活性剤の一種であり、このアセチレノールにおいても同様に液体に応じて臨界ミセル濃度が存在する。
【００６５】
図１９は水に対するアセチレノールの含有割合を調整した場合の表面張力との関係を示す特性図である。ミセルを形成するようになると表面張力が低下しなくなるので、同図から、水に対するアセチレノールの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）は約０．７％であることがわかる。
【００６６】
同図が示す臨界ミセル濃度と前述の表１を対応させると、表１に規定され、本願発明の後述の実施の形態で使用される「半浸透性インク」は、水におけるアセチレノールの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）よりも少ない割合でアセチレノールを含有するインクであることがわかる。
【００６７】
さて、本出願人らは、インクによる記録後に処理液を吐出する構成で検討した。特に、Ｂｋインクの後に処理液を吐出，印字し、その後、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）のカラーインク３色を印字する構成で検討した。
【００６８】
ところで、Ｂｋのインクは文字、線画を中心に用いられることから、記録紙に対する浸透性が低いものをＢｋインクとして用いることが有効であることが知られている。このような構成で、単純にＢｋインクによる記録後に処理液を吐出する検討を行なったが、記録紙の表面で黒の色材の不溶化が生じ、結果的に不溶化された色材が記録紙の表面に残留し、耐擦過性や耐上書性が好ましくなかった。
【００６９】
吐出時間差と耐擦過性の関係は、吐出時間差を長くするほど、耐擦過性が良好となることがわかる。特に、黒インクを上乗せ系とし、処理液を浸透系としたとき、Ｂｋインクを吐出してから処理液を吐出するまでの吐出時間差を約１秒以上とした場合には、フェザリングの発生も極めて少なくなる。
【００７０】
Ｂｋインクを上乗せ系とした場合に、吐出されたＢｋインクが記録紙中に浸透していない状態で浸透系の処理液を吐出すると、通常はＢｋインクと処理液が混合されることで反応液ができ、この反応液の浸透性がＢｋインクの浸透性よりも高くなるため、フェザリングが発生しやすくなる。しかしながら、上記のようにＢｋインクを吐出してから処理液を吐出するまでの吐出時間差を約１秒以上と長くすると、Ｂｋインクが記録紙中にほぼ浸透を完了した状態で処理液が吐出されるので反応液ができにくい。このため、上乗せ系のＢｋインクのフェザリングが無い状態で処理液によって色材が不溶化され、フェザリングの発生を抑えることができ、かつ、耐擦過性についても良好な結果が得られることになる。
【００７１】
ところで、吐出されたＢｋインクに対してヒータの作用により温度上昇させて、Ｂｋインクの記録紙中への浸透が完了するまでの時間を短縮することができる。これにより、Ｂｋインクを吐出してから処理液を吐出するまでの吐出時間差を、短く設定することができる。
【００７２】
ここでＢｋインクの組成としては、ヒータの作用による温度上昇によって浸透性が高くなるように、例えばジエチレングリコール（ＤＥＧ）を５％から２０％程度含有させることが好ましい。
【００７３】
また、浸透性を高めたＢｋインクを用いた場合、Ｂｋインクを吐出してから処理液を吐出するまでの吐出時間差を短くした方が画像品位の良好性を高めることができる。これは、記録紙中に浸透するＢｋインクのフェザリングが発生する前に処理液を吐出して反応させることでフェザリングの発生を抑えることができ、Ｂｋインクが記録紙中の深い範囲に浸透する前に処理液と反応させることによりＢｋインクが記録紙中の浅い範囲に浸透した状態でＢｋインクを不溶化させることでＯＤ値を高くすることができるからである。
【００７４】
しかしながら、この場合、画像品位に関係するフェザリングやＯＤ値と、耐擦過性との関係はトレードオフの関係となってしまう。よって、画像品位と耐擦過性の双方が満足され得る適当な範囲に限定される。
【００７５】
そこで、吐出されたＢｋインクに対してヒータによる熱を作用させることにより、Ｂｋインクが記録紙中の深い範囲まで浸透するのを抑えることができるとともに、フェザリングの発生を抑えることができるため、前記の適当は時間範囲を拡げることができ、前述の各種特性について良好な結果を得ることができる。
【００７６】
各実施の形態の説明
以下、図面を参照しながら本発明の各実施の形態について詳細に説明する。
【００７７】
（第１実施の形態）
図１は第１実施の形態に係るフルラインタイプの記録装置の概略構成を示す側面図である。この記録装置１は、記録紙の搬送方向（矢印Ａ方向）に沿って所定位置に配置された複数のフルラインタイプのインクジェット記録ヘッドよりインクを吐出して記録を行うインクジェット記録方式を採用するものであり、後述する図２の制御回路に制御されて動作する。
【００７８】
記録ヘッド群１０１ｇの各記録ヘッド１０１Ｂｋ，１０１Ｓ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙは、Ａ方向および図中縦方向の双方に垂直な記録紙の幅方向の所定領域、好ましくはその幅方向の全領域に対して記録可能に構成される。各記録ヘッドは、当該幅方向と略同一方向にノズルを配列されている。
【００７９】
記録紙１０３は、搬送用モータにより駆動される一対のレジストローラ１１４の回転によってＡ方向に搬送され、一対のガイド板１１５により案内されて先端レジ合わせされて搬送ベルト１１１上に搬送される。エンドレスベルトである搬送ベルト１１１は２個のローラ１１２，１１３により保持されており、その上側の垂直方向の位置をプラテン１０４により規制されている。両ローラ１１２，１１３の少なくとも一方が回転駆動されることで、記録紙１０３が搬送される。このローラは不図示のモータ等の駆動源によって回転駆動され、記録紙１０３を矢印Ａ方向に搬送する方向に回転駆動される。搬送ベルト１１１上を搬送されて記録ヘッド群１０１ｇによって記録が行われた記録紙１０３は、ストッカ１１６上へ排出される。
【００８０】
記録ヘッド群１０１ｇの各記録ヘッドは、黒インク用記録ヘッド１０１Ｂｋ，処理液を吐出する処理液用ヘッド１０１Ｓ，カラーインク用各記録ヘッド（シアンヘッド１０１Ｃ，マゼンタヘッド１０１Ｍ，イエローヘッド１０１Ｙ）が、記録紙１０３の搬送方向Ａに沿って図示の通りに配置されている。そして、各記録ヘッドにより各色のインクと処理液を吐出することで多色のカラー記録が可能に構成される。
【００８１】
ここで使用する処理液の組成は以下に示す通りである。
【００８２】
［処理液］
グリセリン                                        ７部
ジエチレングリコール                              ５部
アセチレノール  ＥＨ                              α２
（川研ケミカル製）
ポリアリルアミン                                  ４部
塩化ベンザルコニウム                          ０．５部
トリエチレングリコールモノブチルエーテル          ３部
水                                                残部
上記組成において、アセチレノールの含有割合は各実施の形態毎に調製して実施した。
【００８３】
本実施の形態においては、処理液用ヘッド１０１Ｓとカラーインク用ヘッドとの間にヒータ１０２を設け、記録動作中は常時発熱するように通電制御している。本実施の形態のヒータ１０２はハロゲンランプヒータであり、記録紙１０３に吐出した黒インクをその記録面側から加熱する。本実施の形態では、処理液用ヘッド１０１Ｓとカラーインク用ヘッドとの間に設けるヒータ１０２の数を一個としているが、ヒータ一個の発熱量によって複数のヒータを配置して所望の発熱量を得る構成であってもよい。ここでヒータの目的は定着性向上にある。
【００８４】
黒インク用ヘッド１０１Ｂｋと処理液用ヘッド１０１Ｓとは、所定間隔Ｄｉ離れて配置されており、この所定間隔と記録紙１０３の搬送速度に応じて黒インクを吐出してから処理液を吐出するまでの吐出時間差が決まる。つまり、黒インクを吐出してドットを形成した後にこのドットに処理液を重ねて吐出するまでの吐出時間差を約１秒に設定して所望の特性の画像を形成するには、黒インク用ヘッド１０１Ｂｋと処理液用ヘッド１０１Ｓとの間隔Ｄｉが上記のように装置設計上決められている場合は、記録紙１０３の搬送速度を制御し、吐出時間差が所望の値となるように調整すればよい。また、搬送速度が決定している場合はその搬送速度に応じて黒インク用ヘッド１０１Ｂｋと処理液用ヘッド１０１Ｓとの間隔を決定して、各記録ヘッドの配置を設計すればよい。
【００８５】
図２はフルラインタイプの記録装置１の制御回路のブロック図である。
【００８６】
システムコントローラ２０１の内部には、マイクロプロセッサをはじめ、装置の制御プログラムや本発明の記録方法のプログラムが記憶されている記憶媒体（ＲＯＭ），マイクロプロセッサが処理を行う際に使用する記憶媒体（ＲＡＭ）等が配置されている。システムコントローラ２０１は、装置全体を制御する。モータ２０４はドライバ２０２からの速度、移動距離などの情報を受け取り動作し、図１の矢印Ａ方向に記録紙等のシート状記録媒体を搬送させる。
【００８７】
ホストコンピュータ２０６は、本実施の形態の記録装置１に対して記録すべき情報を転送するための装置である。受信バッファ２０７は、ホストコンピュータ２０６からのデータを一時的に格納し、システムコントローラ２０１からのデータが読み込まれるまでデータを蓄積しておく。フレームメモリ２０８は、印字すべきデータをイメージデータに展開するためのメモリであり、印字に必要な分のメモリサイズを有している。本実施の形態では、フレームメモリ２０８は記録紙１枚分を記憶可能なものとして説明するが、本発明ではフレームメモリの容量は限定されるものでない。
【００８８】
バッファ２０９Ｓ，２０９Ｐは、印字すべきデータを一時的に記憶し、記録ヘッドのノズル数により記憶容量は変化する。印字制御部２１０は、記録ヘッドをシステムコントローラ２０１からの指令により適切に制御するためのもので、印字速度、印字データ数等を制御するととも、さらには処理液を吐出させるためのデータも作成する。ドライバ２１１は、処理液を吐出させるための記録ヘッド部２１２Ｓと画像記録用のインクを吐出させるための記録ヘッド部２１２Ｐを駆動するためのものであり、印字制御部２１０からの信号により制御される。
【００８９】
まず、ホストコンピュータ２０６から画像データが受信バッファ２０７に転送されて一時的に格納される。次に、格納されている画像データはシステムコントローラ２０１によって読み出されてバッファ２０９Ｓ，２０９Ｐに展開される。システムコントローラ２０１は、ヒータ１０２への通電を制御する。また、紙詰まり、インク切れ、用紙切れ等を異常センサ２２２からの各種検知信号により検知することができる。
【００９０】
印字制御部２１０は、バッファ２０９Ｓ，２０９Ｐに展開された画像データを基にして処理液を吐出させるための処理液用データの作成を行う。そして、各バッファ２０９Ｓ，２０９Ｐ内の画像データおよび処理液用データに基づいて記録ヘッドの吐出動作を制御する。
【００９１】
本実施の形態における記録プロセスと、記録紙１０３の記録紙面上および記録紙面内部のインクおよびドットの状態を、図３および図４を参照して説明する。
【００９２】
尚、本実施の形態では、黒インクとして、表１の上乗せ系の特性を有するインクを使用した。また、処理液はある程度浸透性を高めたものとし、アセチレノール含有割合は約０．４〜１．０％とした。
【００９３】
まず、黒インク用ヘッド１０１Ｂｋにより黒インク滴３０が吐出される（図３（ａ））。
【００９４】
黒インク滴３０ａは記録紙面上に付着し、次の処理液用ヘッド１０１Ｓによる処理液滴が吐出されるまでの間に、記録紙内部の破線で示した範囲まで白抜き矢印のように浸透する（図３（ｂ））。
【００９５】
本実施の形態では、黒インクを吐出してから処理液が吐出されるまでの吐出時間差が約１秒となるように前述の通り構成した。この間に、黒インク用ヘッド１０１Ｂｋから吐出された黒インク滴３０ａの大部分が記録紙１０３中へ浸透する。
【００９６】
次に、記録紙１０３が搬送されて黒インク吐出から約１秒経過すると、ある程度浸透性を高めた処理液（記録性向上液）滴３５を、黒インク用ヘッド１０１Ｂｋによりインクを吐出して形成されたドット３０ｂ上に重ねて吐出する（図３（ｃ））。この時点は、急速膨潤開始点ｔｓを超えた状態を示している。この処理液滴３５により、黒インク中の染料と処理液が反応し、染料が記録紙１０３内部で不溶化することになる。
【００９７】
その後、黒インクによるドット３０ｂと、そのドット３０ｂに重ねて吐出された処理液滴３５ａがヒータ１０２により加熱される（図３（ｄ））ことにより、黒インクおよび処理液中に含まれる溶剤の水分の蒸発が促進され、反応速度及び定義性が向上する（図３（ｅ））。尚、ここで処理液のアセチレノール含有量を０．７％以上にすれば特にヒータによる加熱は必要ないが、加熱によって、反応液皮膜の強度が向上する。また、処理液のアセチレノール含有量が０．７％以下でも熱によって実質的に超浸透と同様な効果がある。
【００９８】
以上のように、黒インク滴３０を吐出し、黒インクが記録紙内部に浸透するように上記ｔｓ以上のある程度の時間差（ここでは、約１秒）をおいてから処理液滴３５を重ねて吐出する記録プロセスにより、記録紙内部でインクを不溶化させることができる。
【００９９】
このように本実施の形態によれば、記録紙１０３内部に浸透した状態でインクを不溶化させることにより、耐水性の向上はもとより、耐擦過性、耐上書き性においても向上させることができる。
【０１００】
また、図４は、図３（ｄ）で示した工程の後に、黒インク滴３０によるドット３０ｂに隣接してカラーインク滴４０が吐出されるときの記録紙１０３の記録紙面上および記録紙面内部のインクおよびドットの状態を示す図である。
【０１０１】
図４（ａ）は、記録紙１０３上の先に吐出した黒インク滴３０によるドット３０ｂの近傍にカラーインク滴４０を吐出する状態を示す。
【０１０２】
図４（ｂ）は、先に吐出した黒インク滴３０によるドット３０ｂに隣接する位置にカラーインク滴４０が吐出されて記録紙１０３の表面にカラーインク滴４０ａが付着した状態を示す。
【０１０３】
図４（ｃ）は、黒インク滴３０によるドット３０ｂに隣接する位置にカラーインクが浸透してカラーのドット４０ｂを形成した状態を示す。
【０１０４】
ここで、カラーインク用ヘッド（１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙ）により吐出されるインクは、前述の高浸透性インクであり、記録紙１０３への浸透速度が高く、隣接する位置に他の色のインクが吐出されてもにじみが生じにくい特性を持つ。先に吐出される黒インク滴３０は、このカラーインクに比べて浸透性が低い上乗せ系である。このため、他のカラーインク滴が隣接する位置に吐出されるとにじみが発生しやすい特性を持つが、前述のように黒インク滴３０によるドット３０ｂに対して処理液滴３５ｂを重ね打ちして必要に応じてヒータ１０２による加熱を行ったため、記録紙１０３内部で不溶化している。
【０１０５】
従って、図４（ｂ）に示したように、黒インク滴３０によるドット３０ｂに隣接する位置にカラーインク滴４０ａが吐出されたとしても、カラーインクとのにじみが生じないため、図４（ｃ）に示すように黒インク滴３０によるドット３０ｂとカラーインク滴４０ａによるドット４０ｂが隣接した状態においても、異色のドット３０ｂと４０ｂがにじむことなく、異色間の境界部分をシャープな画像として記録することができる。
【０１０６】
また、カラーに対して処理液を前もって吐出しておくことにより、カラーに対して耐水性を付与することが可能となる。
【０１０７】
（第１実施の形態の変形例）
図１に示した構成の黒インク用ヘッド１０１Ｂｋと処理液用ヘッド１０１Ｓとの間に発熱量の少ないヒータをさらに追加して設け、黒インク用ヘッド１０１Ｂｋから吐出されるインクの記録紙１０３に対する浸透を促進させるようにしてもよい。
【０１０８】
また、前述の上乗せ系よりも浸透性が若干高くなるようにアセチルノール含有割合を０．３％に調製した黒インクを用いることにより、記録紙１０３への黒インクの浸透を促進させるようにしてもよい。
【０１０９】
このように、吐出された黒インクを加熱する工程を実行するか、黒インク自体の組成を比較的浸透の速いものとして記録プロセスを実行すると実効的な前記ｔｓを短かくできるため、吐出時間差を１秒以内に短縮しても良好な画像を形成することができるので、黒インク用ヘッド１０１Ｂｋと処理液用ヘッド１０１Ｓとの間隔を狭くすることができ、装置の小型化にも有利である。また、黒インク用ヘッド１０１Ｂｋと処理液用ヘッド１０１Ｓとの間隔が設計上決められている装置においては、記録紙１０３の搬送速度を高速化することができる。その際の搬送速度は、記録ヘッドが正常にインクを吐出することができる記録速度も考慮して決められることはいうまでもない。
【０１１０】
さらに、処理液用のヘッド１０１Ｓを、カラーインク用ヘッド１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙより記録紙１０３の搬送方向Ａの下流側にも追加して設け、カラーインクによるドットに対しても処理液を吐出する構成としてもよく、この構成により、カラーインクによる画像に対しても耐水性を向上させることができる。
【０１１１】
（第２実施の形態）
図５はシリアルタイプの記録装置５の構成を示す概略斜視図である。
【０１１２】
記録媒体である記録紙１０３は、給紙部１０５から挿入されて印字部１２６を経て排紙される。本実施の形態では、一般に広く用いられる安価な普通紙を記録紙１０３として用いている。印字部１２６にはキャリッジ１０７に搭載された記録ヘッド１０１が設けられ、記録ヘッド１０１は図６に示すモータ６０４によってガイドレール１０９に沿って往復移動可能に構成される。記録ヘッド１０１は、黒インクを吐出する黒吐出部１０８Ｂｋ，処理液を吐出する処理液吐出部１０８Ｓ，および、それぞれカラーインクを吐出する吐出部であるシアン吐出部１０８Ｃ，マゼンタ吐出部１０８Ｍ，イエロー吐出部１０８Ｙを有している。
【０１１３】
各吐出部には不図示のインクタンクからインクが供給され、各吐出部のノズル毎に設けられている吐出用電気熱変換体（ヒータ）に駆動信号が供給される。これにより、インクに熱エネルギを印加して熱エネルギによってインク中に気泡を発生させ、発泡時の圧力を利用してインクの吐出が行われる。つまり、いわゆるバブルジェット方式を採用したインク吐出を行っている。各吐出部の吐出口は、記録紙１０３の搬送方向Ｘとほぼ同方向、つまり、記録ヘッド１０１の移動方向とほぼ垂直方向に配列されている。
【０１１４】
また、各吐出部に対向する位置の、キャリッジ１０７の移動範囲の全域にわたってヒータ１０２が設けられている。本実施の形態においては、ヒータ１０２は記録紙１０３の記録面の反対側から記録紙１０３に密着して加熱を行うよう構成されており、このヒータ１０２には、接触する面の加熱に適したセラミックヒータを用いることができる。
【０１１５】
また、記録ヘッド１０１は３６０ｄｐｉの解像度で記録可能に構成されており、また、各電気熱変換体の駆動周波数は７．２ｋＨｚに設定され、キャリッジ１０７は、その走査範囲を約１．５秒間に一往復するように構成されている。
【０１１６】
図６はシリアルタイプの記録装置５の制御回路のブロック図である。同図において、図２中の構成要素と同一のものには同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１１７】
図６のモータ６０４はドライバ６０２からの速度、移動距離などの情報を受け取り動作し、主走査方向（スキャン方向）に記録ヘッドを駆動する。モータ６０５はドライバ６０２からの速度、移動距離などの情報を受け取り動作し、副走査方向（搬送方向）に記録紙等のシート状記録媒体を搬送させる。
【０１１８】
図７は、図５および図６に示したシリアルタイプの記録装置による記録プロセスを説明する説明図であり、記録部１２６を上から見た状態を模式的に示している。
【０１１９】
図７において、キャリッジ１０７は、ヒータ１０２上に密着してＹ方向に搬送される記録紙１０３の上方を搬送方向Ｙとほぼ垂直なＸ方向に往復移動する。キャリッジ１０７に搭載された黒吐出部１０８Ｂｋ，処理液吐出部１０８Ｓ，カラー吐出部（１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｙ）の吐出口（図中、ドットで示す）は、記録紙１０３に対してインク、処理液を吐出する向きに開口している。また、ヒータ１０２は記録動作中は発熱しており、処理液吐出部１０８Ｓおよびカラー吐出部１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｙにより吐出が行われる領域に対向する位置に設けられている。
【０１２０】
各吐出部は、一回の走査により記録紙１０３の搬送方向Ｙに沿って幅ｄの記録が可能なように吐出口が配列されている。また、黒吐出部１０８Ｂｋによるインクの吐出と処理液吐出部１０８Ｓによる処理液の吐出に時間差を設けるため、黒吐出部１０８Ｂｋと処理液吐出部１０８Ｓとは、記録幅ｄの距離だけ搬送方向に沿ってずれた位置に配置されている。この吐出時間差は、前記ｔｓに対して大きくすることで黒インクが記録紙の厚さ方向の所定範囲への浸透をほぼ完了する時間であることは前述した通りである。このように構成することにより、記録紙１０３の所定位置に対する黒吐出部１０８Ｂｋのインクの吐出と処理液吐出部１０８Ｓによる処理液の吐出が、キャリッジ１０７の一走査分（走査周期は１．５秒とした）ずれて、上記した所定の時間差で行われることになる。すなわち本実施の形態の構成は、第１実施の形態のフルラインタイプの記録装置による記録プロセスとほぼ同様の記録プロセスを実施するシリアルタイプの記録装置を実現するものである。
【０１２１】
上記構成の装置による記録プロセスでは、初めの走査で黒吐出部１０８Ｂｋによって黒インクを吐出する。黒インクを吐出される領域はヒータ１０２の位置よりも上流側であり、ヒータ１０２によって加熱されていない。その後、黒インクが記録紙１０３内部に浸透するようにある程度の時間をおいてから記録幅ｄだけ搬送し、ヒータ１０２上の同一の領域に対する次の走査を行うことで、処理液吐出部１０８Ｓによって黒インクで形成されたドットに処理液滴を重ねて吐出する。さらにヒータ１０２の発熱によって黒インクおよび処理液中に含まれる溶剤の水分の蒸発を促進するので、定着性が向上し、かつ記録紙１０３内部でインク中の色材を不溶化させることができる。
【０１２２】
このように本実施の形態のシリアルタイプの記録装置では、黒インクを吐出し、黒インクが記録紙内部に浸透するようにある程度の時間をおいてから処理液滴を重ねて吐出して記録紙１０３内部に浸透した状態でインクを不溶化させ、ヒータによって黒インクおよび処理液中に含まれる溶剤の水分の蒸発が促進され、定着性が向上し、かつ記録紙１０３内部に浸透した状態でインクを不溶化させることができ、耐水性の向上はもとより、耐擦過性、耐上書き性においても向上させることができる。
【０１２３】
また、本実施の形態の構成によれば、カラーインクを吐出する吐出部（１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｙ）によって吐出が行われる領域の記録紙１０３の裏側にヒータ１０２が設けられているため、カラーインクの定着性を向上させることもできる。
【０１２４】
（第３実施の形態）
図８は第３実施の形態に係るフルラインタイプの記録装置の概略構成を示す側面図である。同図において、図１中の構成要素と同一のものには同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１２５】
図８の記録装置は、図１の記録装置１の黒インク用ヘッド１０１Ｂｋと処理液用のヘッド１０１Ｓとの間にヒータ８０ａ，８０ｂを追加した構成であり、黒インクは前述の半浸透系の特性を有するインクを使用した。処理液は黒インクよりも浸透性が高い特性のものを使用した。これにより、黒インク吐出後にヒータ８０ａ，８０ｂで加熱を行うことで、黒インクの浸透を記録紙１０３内部の表面から浅い位置に抑え、記録濃度を高めることができる。また、この状態でヘッド１０１Ｓにより処理液を吐出するため、黒インクの浸透を記録紙１０３内部の表面から浅い位置に抑えた状態で不溶化することができる。
【０１２６】
以下に、図８の構成の記録装置による記録プロセスと、記録紙１０３の記録紙面上および記録紙１０３面内部のインクおよびドットの状態について、図９を参照して説明する。
【０１２７】
まず、黒インク用ヘッド１０１Ｂｋにより黒インク滴３０が吐出される（図９（ａ））。黒インク滴３０ａは記録紙面上に付着し、記録紙１０３内部へ白抜き矢印で示すように浸透する（図９（ｂ））。
【０１２８】
黒インク滴３０を吐出してから記録紙１０３がヘッド１０１Ｓ位置まで搬送される間に、記録紙１０３に形成されたドット３０ｂはヒータ８０ａ，８０ｂにより加熱され、この間の水分の蒸発が促進され、定着性が向上し、かつ記録紙１０３の内部へのインクの浸透が抑えられる（図９（ｃ））。よって、記録紙１０３の表面にインクが殆ど残らず、記録紙１０３の表面から浅い位置までインクが浸透した図９（ｃ）の状態となってから、処理液が重ねて吐出されることとなる。
【０１２９】
さらに記録紙１０３が搬送されると、処理液用のヘッド１０１Ｓによって、黒インク用ヘッド１０１Ｂｋによりインクを吐出して形成したドット３０ｂ上に処理液滴３５を重ねて吐出する（図９（ｄ））。
【０１３０】
重ね打ちされて表面に付着した処理液滴３５ｂが白抜き矢印で示すように浸透することにより、黒インク中の染料と処理液が反応する（図９（ｅ））。この結果、染料が記録紙１０３内部で不溶化することになる（図９（ｆ））。
【０１３１】
この反応は記録紙１０３の表層内部で起こるため、この反応によって不溶化した反応物は、図９（ｆ）に示すように記録紙１０３の表面上には殆ど残らない。
【０１３２】
また、この反応によって、先に吐出された黒インクの記録紙１０３内部への浸透を一層抑えることができ、黒インクによる画像濃度をさらに向上させることができる。
【０１３３】
以上のように本実施の形態によれば、半浸透性の黒インクを吐出した後にヒータ８０ａ，８０ｂによる加熱を行うことで黒インクが記録紙１０３内部へ浸透するのを抑えることができ、また、この状態で処理液を重ねて吐出することによって、記録紙１０３内部で黒インクの不溶化を生じさせることができる。記録紙１０３内部に浸透した状態で黒インクを不溶化させることにより、耐水性の向上はもとより、耐擦過性、耐上書き性をも向上させることができる。また、黒インクが記録紙１０３内部の深い範囲に浸透するのを抑えることができるため、黒インクによる画像の濃度を向上させることができ、シャープな文字・線画等の画像を記録することができる。
【０１３４】
また、上記構成において、処理液を黒インクよりも浸透性が高い特性のものとしたことより、処理液は黒インクの浸透速度よりも速く記録紙１０３内部へ浸透して黒インクと反応することができ、黒インクの記録紙１０３内部への浸透をより抑えることができる。また、黒インクの色材の不溶化によって分離された溶媒は記録紙１０３に対して速く浸透するため、定着性を向上させることもできる。
【０１３５】
（第３実施の形態の変形例）
図１０は第３実施の形態の変形例に係るフルラインタイプの記録装置の概略構成を示す側面図である。同図において、図８中の構成要素と同一のものには同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１３６】
図１０の記録装置は、処理液用のヘッド１０１Ｓとカラー（Ｃ）インク用ヘッド１０１Ｃとの間にヒータ８０ｃを追加した点のみ、図８の記録装置と相違する構成である。この構成により、処理液吐出後にもヒータ８０ｃによる加熱を行うようにしたものである。
【０１３７】
以下に、図１０の構成の記録装置による記録プロセスと、記録紙１０３の記録紙面上および記録紙１０３面内部のインクおよびドットの状態について、図１１を参照して説明する。上記した装置構成の相違により、図１１（ａ）〜（ｄ）に示す記録プロセスは、図９（ａ）〜（ｄ）に示したものと同様であり、この工程についての詳細な説明は省略する。
【０１３８】
黒インク滴３０を吐出した後にヒータによる加熱を行い、続いてドット３０ｂに処理液滴３５が重ねて吐出される（図１１（ａ）〜（ｄ））。
【０１３９】
処理液が吐出されて記録紙１０３がさらに搬送されると、ヒータ８０ｃによる加熱が行われる（図１１（ｅ））。これにより、黒インクによるドット３０ｂと、このドット３０ｂに重ねて吐出された処理液滴３５ｂが加熱され、黒インクおよび処理液中に含まれる溶剤の水分の蒸発が促進される（図１１（ｆ））。また、溶媒中の水分が蒸発されることにより、溶媒の浸透とともに不溶化された色材が流れていくのを防止することができるため、一種のフェザリングを防ぐことができ、黒インクによる文字・線画の画像品位を一層向上させることができる。
【０１４０】
上記図８および図１０に示した構成において、黒インクによるドット３０ｂに隣接してカラーのドット（不図示）が印字されても、第１実施の形態の構成と同様に、黒のインクの色材は記録紙１０３内部で不溶化されているため、黒とカラー間のにじみは発生しない。
【０１４１】
（第４実施の形態）
本実施の形態に係る記録装置の全体構成は図５に示したもと同様であり、記録部（１２６）を上から見た状態を図１２に模式的に示している。図１２の記録装置は、第３実施の形態のフルラインタイプの記録装置による記録プロセスとほぼ同様の記録プロセスをシリアルタイプにより実施するものである。
【０１４２】
前述した第２実施の形態のシリアルタイプの構成では、黒吐出部１０８Ｂｋと処理液吐出部１０８Ｓとを、記録幅ｄの距離だけ搬送方向Ｙに沿ってずれた位置に配置した。
【０１４３】
これに対して図１２の本実施の形態に係るシリアルタイプ記録装置では、黒吐出部１０８Ｂｋにより黒インクを吐出してからヒータ１０２によって所定量の加熱を行い、その後、処理液とカラーインクを順次吐出する。各ヘッドを搭載したキャリッジ１０７で走査する領域に対応する位置にヒータ１０２が記録紙裏面に密着して配設されており、黒吐出部１０８Ｂｋと処理液吐出部１０８Ｓとの吐出が行われる領域を一致させている。そして、全ヘッドでの走査を二回に分け時間差をつけて行うことで、黒インク中の色材の不溶化が記録紙表面で起きないようにしている。
【０１４４】
すなわち、まず１回目の記録走査で黒吐出部１０８Ｂｋによる記録を行う。そのまま記録紙１０３の搬送は行わずに所定時間経過してから、２回目の記録走査で処理液吐出部１０８Ｓによる処理液の吐出と、カラーの吐出部（１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｙ）による各カラーインク（シアン、マゼンタ、イエロー）の吐出を行う。同一領域に対して上記２回の走査を行うと記録幅ｄ分のピッチだけ記録紙１０３を搬送し、同様の分割走査を繰り返し実行する。なお、ヒータ１０２は記録動作中は常時発熱しているが、走査を二回に分け時間差をつけて行うことで、第３実施の形態と同様の効果が得られる所望の加熱を行うことができる。
【０１４５】
なお、本実施の形態においては、キャリッジ１０７の搬送方向（図中Ｘ方向）における黒インク吐出部１０８Ｂｋと処理液吐出部１０８Ｓ（およびその他のカラーの吐出部１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｙ）の配置順序は特に規定されるものではない。つまり、記録部（１２６）を上から見た図１３に示すように、キャリッジ１０７に、図中の左側からＸ方向にカラー吐出部１０８Ｙ，１０８Ｍ，１０８Ｃ，黒吐出部１０８Ｂｋ，処理液吐出部１０８Ｓの順序で配置する構成であってもよく、１回目の記録走査で黒吐出部１０８Ｂｋによる記録を行い、２回目の記録走査で処理液吐出部１０８Ｓとカラーの各吐出部による処理液と各カラーインクの吐出を行えばよい。
【０１４６】
（第５実施の形態）
本実施の形態に係る記録装置の全体構成は図５に示したものと同様のシリアルタイプの構成であり、記録部（１２６）を上から見た状態を図１４に模式的に示している。
【０１４７】
本実施の形態は、黒画像を２回の走査により分割記録するもので、１回目の記録走査で形成した黒画像を２回目の記録走査で補間して記録することで、黒画像全体の記録が完了する。２回の走査は、上記した各実施の形態と同様に所定の時間差で行う。他の画像は、１回の走査で全体の記録が完了する。
【０１４８】
図１４において、図７に示したものと同じ構成要素については同じ符号を付し、その説明を省略する。ただし、図１４の黒吐出部１１８Ｂｋは他の吐出部（処理液吐出部１０８Ｓと各カラー吐出部１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｙ）の記録幅ｄの２倍の記録幅２ｄに記録可能に吐出口を配列されている。
【０１４９】
すなわち図１４において、各吐出部は、記録紙１０３の搬送方向Ｙに沿ってそれぞれ吐出口が配列されている。処理液吐出部１０８Ｓとカラー吐出部（１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｙ）は、ヒータ１０２の配設位置に対応する位置に幅ｄの記録が可能なように吐出口がＹ方向に配列されているが、黒吐出部１１８Ｂｋはその２倍の幅の記録が可能なように２ｄの距離にわたり吐出口が配列されている。黒吐出部１１８Ｂｋによる１回目の記録走査における吐出で記録が行われる領域は、他の吐出部の吐出で記録される領域に対して、記録幅ｄの分のピッチだけ搬送方向の上流側にずれている。
【０１５０】
キャリッジ１０７のＸ方向の走査毎に記録紙１０３はＹ方向へ記録幅ｄに相当する距離だけ搬送され、キャリッジ１０７の一走査による記録動作と記録紙１０３の搬送動作とが繰り返されて、記録紙１０３のほぼ全面に対する記録が行われる。
【０１５１】
前述のように黒吐出部１１８Ｂｋの記録幅２ｄは他の吐出部による記録幅ｄよりも広いため、黒吐出部１１８Ｂｋは所定の記録領域に対して２回走査されることになる。黒吐出部１１８Ｂｋによる記録は、所定の領域に対して２回の走査で画像が完成されるように、各走査においては間引いた画像の記録を行う。
【０１５２】
例えば、黒吐出部１１８Ｂｋの記録幅２ｄを記録紙搬送方向Ｙの上流側（図中上側）と下流側（図中下側）に分けて走査する。１回目のキャリッジ１０７の走査では黒吐出部１１８Ｂｋの上流側の吐出口を用い、ヒータ２により加熱されていない状態で間引いた黒画像を記録する。そして、記録幅ｄに相当する分のピッチだけ記録紙１０３をＹ方向に搬送する。続く２回目のキャリッジ１０７の走査では黒吐出部１１８Ｂｋの下流側の吐出口を用い、１回目に上流側で記録した領域内の間引かれた部分の画像を記録し、２回の記録が互いに相補的となるように黒吐出部１１８Ｂｋによる分割吐出を行う。
【０１５３】
このようにすることで、黒吐出部１１８Ｂｋにより記録される画像が２回の走査で相補的となって黒画像が完成するように記録が行われ、１回の走査において吐出する黒インクの量を少なくすることができる。この相補的とする間引きパターンとしては、千鳥、逆千鳥パターン（チェッカーパターンともいう）がある。
【０１５４】
上記のようにして記録走査を行うことにより、黒吐出部１１８Ｂｋの上流側の吐出口で記録された領域に対して、次の走査時に、黒吐出部１１８Ｂｋの下流側の吐出口による記録と、処理液吐出部１０８Ｓによる処理液の吐出、カラー吐出部１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｙによるカラーインクの吐出とともに、ヒータ１０２による加熱が行われることになる。
【０１５５】
このように本実施の形態によれば、黒吐出部１１８Ｂｋによる１回の走査における黒インクの吐出量が抑えられ、１回の走査で画像を記録する場合に比ベ、隣接した位置に吐出される他のインクを極力少なくすることができる。特に、前述の千鳥、逆千鳥パターンで間引いて記録を行った場合、図中のＸ方向およびＹ方向に隣接する位置に吐出されることがなくなる。この結果、多数のインクが互いに隣接した位置に吐出される場合に生じるインクの溢れやインクの流れ出しが発生しなくなり、黒画像の境界をさらに高品位に記録することができるようになる。
【０１５６】
また、黒吐出部１１８Ｂｋの下流側（図中下側）の吐出口による黒インクの吐出と、処理液吐出部１０８ｓによる処理液の吐出との吐出時間差は、第２実施の形態の構成に比ベて短くなっている。しかし、先に黒吐出部１１８Ｂｋの上流側（図中上側）の吐出口により吐出された黒インクは、次の走査時には記録紙１０３内部へ浸透した状態となっており、先に黒インクが浸透している位置の近くにインクを吐出した場合は後のインクの浸透が促進される。このため、続けて処理液を吐出したとしてもインクはほぼ記録紙１０３中へ浸透した状態となっており、これにより、記録紙１０３内部の比較的浅い位置でインクの色材を不溶化させることができる。
【０１５７】
なお、上記した各実施の形態ではヒータ１０２は常時動作するものとして説明してきたが、例えば紙詰まり等の異常を異常センサ２２２により検知すると通電を停止して発熱を中止するようにシステムコントローラ２０１が制御する構成とすることも考えられる（図２，図６参照）。
【０１５８】
（その他）
なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば記録の高密度化、高精細化が達成できるからである。
【０１５９】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【０１６０】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録を確実に効率よく行うことができるようになるからである。
【０１６１】
さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【０１６２】
加えて、上例のようなシリアルタイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
【０１６３】
また、本発明の記録装置の構成として、記録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるので、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることができる。
【０１６４】
また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数についても、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対応して複数個数設けられるものであってもよい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるかいずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。
【０１６５】
さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。
【０１６６】
以上示したそれぞれ処理液（液体組成物）とインクとの混合において、本発明では、上述した処理液とインクが記録媒体上あるいは記録媒体に浸透した位置で混合する結果、反応の第１段階として処理液中に含まれているカチオン性物質の内、低分子量の成分またはカチオン性オリゴマーとインクに使用しているアニオン性基を有する水溶性染料または顔料インクに使用しているアニオン性化合物とがイオン的相互作用により会合を起こし、瞬間的に溶液相から分離を起こす。この結果顔料インクにおいては分散破壊が起こり、顔料の凝集体ができる。
【０１６７】
次に、反応の第２段階として、上述した染料と低分子カチオン性物質またはカチオン性オリゴマーとの会合体または顔料の凝集体が処理液中に含まれる高分子成分により吸着されるために、会合で生じた染料の凝集体または顔料の凝集体のサイズがさらに大きくなり、記録媒体の繊維間の隙間に入り込みにくくなり、その結果として固液分離した液体部分のみが記録紙中にしみこむことにより、プリント品位と定着性との両立が達成される。同時に上述したようなメカニズムにより生成したカチオン物質の低分子成分またはカチオン性オリゴマーとアニオン性染料とカチオン性物質とで形成される凝集体または顔料の凝集体は粘性が大きくなり、液媒体の動きとともに移動することがないので、フルカラーの画像形成時のように隣接したインクドットが異色のインクで形成されていたとしても互いに混じり合うようなことはなく、ブリーデイング（にじみ）も起こらない。また、上記凝集体は本質的に水不溶性であり形成された画像の耐水性は完全なものとなる。また、ポリマーの遮蔽効果により形成された画像の耐光堅牢性も向上するという効果も有する。
【０１６８】
本明細書において使用される不溶化または凝集として、その一例は前記第１段階のみの現象であり、他の例は第１段階と第２段階の両方を含んだ現象である。
【０１６９】
また、本発明の実施にあたっては、従来技術のように分子量の大きいカチオン性高分子物質や多価の金属塩を使用する必要がないか、あるいは使用する必要があっても本発明の効果をさらに向上させるために補助的に使用するだけで良いので、その使用量を最小限に抑えることができる。その結果として、従来のカチオン性高分子物質や多価金属塩を使用して耐水化効果を得ようとした場合の問題点であった染料の発色性の低下がなくなるということを本発明の別の効果として挙げることができる。
【０１７０】
なお、本発明を実施するにあたって使用する記録媒体については特に制限されるものではなく、従来から使用されているコピー用紙、ボンド紙等のいわゆる普通紙を好適に用いることができる。もちろんインクジェットプリント用に特別に作製したコート紙やＯＨＰ用透明フィルムも好適に使用でき、また、一般の上質紙や光沢紙も好適に使用可能である。
【０１７１】
また本発明方法は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置に適用しても良い。また、本発明方法はシステム或いは装置にプログラムを供給することによって達成される場合にも適用できることは言うまでもない。この場合、本発明方法を達成するためのソフトウエアによって表されるプログラムを格納した記憶媒体をシステム或いは装置に読み出すことによって、そのシステム或いは装置が、本発明方法の効果を享受することが可能になる。
【０１７２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、記録媒体に対してインクを吐出し、記録媒体のほぼ当該インクが吐出された位置へ処理液を吐出して記録を行うときに、吐出されたインクが記録媒体表面からその厚さ方向の所定範囲に浸透すると処理液を吐出するようにして処理液と反応させるので、インク中の色材を所定範囲で不溶化させることができ、記録媒体の表面で不溶化が起こらないので、インクにより記録された画像品位の向上を達成しつつ、印字直後の耐水性、耐擦過性、耐上書き性の向上を図ることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態に係るフルラインタイプの記録装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】第１実施の形態に係るフルラインタイプの記録装置の制御回路のブロック図である。
【図３】第１実施の形態における記録プロセスと記録紙面上および記録紙面内部のインクおよびドットの状態を説明する説明図である。
【図４】第１実施の形態における記録プロセスと記録紙面上および記録紙面内部のインクおよびドットの状態を説明する説明図である。
【図５】第２実施の形態に係るシリアルタイプの記録装置の構成を示す概略斜視図である。
【図６】第２実施の形態に係るシリアルタイプの記録装置の制御回路のブロック図である。
【図７】第２実施の形態に係るシリアルタイプの記録装置による記録プロセスを説明するための装置要部の模式的な平面図である。
【図８】第３実施の形態に係るフルラインタイプの記録装置の概略構成を示す側面図である。
【図９】第３実施の形態に係るフルラインタイプの記録装置による記録プロセスを説明する説明図である。
【図１０】第３実施の形態の変形例に係るフルラインタイプの記録装置の概略構成を示す側面図である。
【図１１】第３実施の形態の変形例に係るフルラインタイプの記録装置による記録プロセスを説明する説明図である。
【図１２】第４実施の形態に係るシリアルタイプの記録装置の要部を模式的に示す平面図である。
【図１３】第４実施の形態に係るシリアルタイプの記録装置の変形例の要部を模式的に示す平面図である。
【図１４】第５実施の形態に係るシリアルタイプの記録装置の要部を模式的に示す平面図である。
【図１５】インクの記録紙への浸透状態のヒータの有無による違いを説明する説明図である。
【図１６】実験により求めたインク中のアセチレノールの含有割合に対する比例係数Ｋａの値を示す図である。
【図１７】インクの浸透量と経過時間との関係を示す特性図である。
【図１８】顔料インクを用いた場合のインクのアセチレノール含有割合の違いに応じた印字実験結果の画像状態を示す図である。
【図１９】水に対するアセチレノールの含有割合を調整した場合の表面張力との関係を示す特性図である。
【図２０】インクが記録媒体内の所定範囲の深さ方向に浸透した状態で処理液をインクに対して吐出させインク中の色材を紙内部で反応させ不溶化させるメカニズムを説明するための図である。
【図２１】インクの浸透速度を示す説明図である。
【図２２】インクのアセチレノール含有量に対するｔｗ，ｔｓの関係を示す図である。
【符号の説明】
１０  インク滴
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  インク滴
１０１  記録ヘッド
１０１ｇ  記録ヘッド群
１０１Ｂｋ，１０１Ｓ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙ  記録ヘッド
１０２  ヒータ
１０３  記録紙
１０４  プラテン
１０５  給紙部
１０７  キャリッジ
１０８Ｂｋ，１０８Ｓ，１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｙ，１１８Ｂｋ  吐出部
１０９  ガイドレール
１１１  搬送ベルト
１１２，１１３  ローラ
１１４  レジストローラ
１１５  ガイド板
１１６  ストッカ
１２６  印字部
２０１  システムコントローラ
２０２，２１１，６０２，６０３  ドライバ
２０４，２０５，６０５  モータ
２０６  ホストコンピュータ
２０７  受信バッファ
２０８  フレームメモリ
２０９Ｓ，２０９Ｐ  バッファ
２１０  印字制御部
２１２Ｓ，２１２Ｐ  記録ヘッド部
２２２  異常センサ
【図１】
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【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】
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【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】
0003658196.tif 000021
【図２０】
0003658196.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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