(57)【要約】【課題】インク交換時のインク廃棄量を低減しても、インク交換後の画像濃度ムラを低減できる画像形成装置を提供すること。【解決手段】インクを吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドからインクを廃棄する廃棄手段と、を有し、前記吐出ヘッドは、色材濃度が異なる少なくとも２つのインクを、同一の前記吐出ヘッド内で交換して吐出するものであり、前記吐出ヘッド内のインクの交換は、前記吐出ヘッド内に残存する一方のインクの少なくとも一部を前記廃棄手段によって廃棄した後に、同一の前記吐出ヘッドに他方のインクを充填する、画像形成装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドからインクを廃棄する廃棄手段と、
を有し、
前記吐出ヘッドは、色材濃度が異なる少なくとも２つのインクを、同一の前記吐出ヘッド内で交換して吐出するものであり、
前記吐出ヘッド内のインクの交換は、前記吐出ヘッド内に残存する一方のインクの少なくとも一部を前記廃棄手段によって廃棄した後に、同一の前記吐出ヘッドに他方のインクを充填する、
画像形成装置。
【請求項２】
色材濃度が高いインクから色材濃度が低いインクへのインク交換時と、色材濃度が低いインクから色材濃度が高いインクへのインク交換時と、で、
異なるインク交換手順を有する、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
色材濃度が高いインクから色材濃度が低いインクへとインクを交換する場合における、前記吐出ヘッドから前記廃棄手段を用いて廃棄するインク量をＶ１とし、色材濃度が低いインクから色材濃度が高いインクへとインクを交換する場合における前記吐出ヘッドから前記廃棄手段を用いて廃棄するインク量をＶ２とした場合に、Ｖ１＞Ｖ２である、
請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
Ｖ１＞Ｖ２が、前記廃棄手段による廃棄時間を変更することによって達成される、
請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
Ｖ１＞Ｖ２が、前記廃棄手段による廃棄流速を変更することによって達成される、
請求項３又は４に記載画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置において、高画質化の要求が大きくなっており、画像形成装置の中でも、特にインクジェット記録装置が、小型であり、かつ安価である等の理由から、幅広く普及している。また、インクジェット記録装置は、最近では連続帳票印刷機としても使用されている。
【０００３】
インクジェット記録装置を連続帳票印刷機として使用する場合、顧客のニーズに応じて画像品質を変更する構成を有することが好ましい。画像品質の変更は、画像処理で対応することも可能であるが、コスト及び画像品質の両立の観点から、インクの品質、例えばインクの色材濃度を変更することで対応することが好ましい。
【０００４】
インクの色材濃度の変更のためにインクを交換する際には、インク流路中に残存するインクは廃棄される。廃棄されるインク量は、シリアル機では問題にならないレベルであるが、連続帳票印刷機などの大型の装置においては、無視できないレベルである。
【０００５】
また、従来の装置では、インク交換時には洗浄液を使用するが、洗浄直後の印刷時には、洗浄液の影響で画像濃度ムラが発生するため、画像濃度ムラを低減する目的で、廃棄するインク量を多くする必要があった。さらに、洗浄液を利用するために吐出ヘッドやタンクを追加する必要が生じ、装置が大型化するという問題も有していた。
【０００６】
特許文献１では、インクの種類が増大した場合であっても、吐出ヘッドを追加することなく、同一ヘッドで複数のインクを使用可能な画像形成装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の画像形成装置は、インク交換後の画像濃度ムラの発生についての問題点が解消されていなかった。
【０００８】
上記課題に対して、インク交換時のインク廃棄量を低減しても、インク交換後の画像濃度ムラを低減できる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
インクを吐出する吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドからインクを廃棄する廃棄手段と、
を有し、
前記吐出ヘッドは、色材濃度が異なる少なくとも２つのインクを、同一の前記吐出ヘッド内で交換して吐出するものであり、
前記吐出ヘッド内のインクの交換は、前記吐出ヘッド内に残存する一方のインクの少なくとも一部を前記廃棄手段によって廃棄した後に、同一の前記吐出ヘッドに他方のインクを充填する、
画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
インク交換時のインク廃棄量を低減しても、インク交換後の画像濃度ムラを低減できる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図２】本実施形態の前処理手段の一例の概略構成図である。
【図３】本実施形態の画像形成手段の一例の概略構成図である。
【図４】本実施形態の画像形成手段の吐出ヘッドの断面形状の一例を説明するための概略図である。
【図５】本実施形態のインク交換方法の一例を説明するための、インク交換機構の概略図である。
【図６】本実施形態のインク交換手順の一例である。
【図７】第１の実施形態における、インク廃棄量と、所望顔料濃度との濃度差異と、の間の関係例である。
【図８】第２の実施形態における、インク廃棄量と、所望顔料濃度との濃度差異と、の間の関係例である。
【図９】第３の実施形態における、インク廃棄量と、所望顔料濃度との濃度差異と、の間の関係例である。
【図１０】第４の実施形態における、インク廃棄量と、所望顔料濃度との濃度差異と、の間の関係例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図を参照することにより、本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
なお、本実施形態においては、インクジェット方式の画像形成装置を参照して説明するが、本発明はこの点において限定されず、プリンタ、スキャナ、被写機、プロッタ、ファクシミリ及びファックス等において、吐出器（吐出ヘッド、インクヘッド、記録ヘッド、インクジェットなど）から液滴（インクなど）を吐出して、記録媒体の表面に画像を形成（又は、印刷、印写、印字、記録など）するものであれば、いずれのものにも応用することができる。
【００１４】
また、本実施形態では、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の４色の吐出ヘッド（記録ヘッド、インクヘッド）を有する画像形成装置を説明するが、本実施形態を実施できる画像形成装置は、これらの吐出ヘッドを有するものに限定されない。例えば、グリーン（Ｇ）、レッド（Ｒ）、ライトシアン（ＬＣ）及び／又はその他の色に対応する吐出ヘッドを更に有するもの、又は、ブラック（Ｂ）のみの吐出ヘッドを有するものなどを含む。
【００１５】
さらに、本明細書において、ＨＤとは、色材濃度が高いインクを指し、ＬＤとは色材濃度がＨＤインクよりも相対的に低いインクを指す。ＨＤＫとは、色材濃度が高いブラックインクを指し、ＬＤＫとは色材濃度がＨＤインクよりも相対的に低いブラックインクを指す。ＨＤＣとは、色材濃度が高いシアンインクを指し、ＬＤＣとは色材濃度がＨＤインクよりも相対的に低いシアンインクを指す。ＨＤＭとは、色材濃度が高いマゼンタインクを指し、ＬＤＭとは色材濃度がＨＤインクよりも相対的に低いマゼンタインクを指す。ＨＤＹとは、色材濃度が高いイエローインクを指し、ＬＤＹとは色材濃度がＨＤインクよりも相対的に低いイエローインクを指す。
【００１６】
またさらに、本実施形態では、記録媒体として、ロール状に巻かれた連続紙（以下、「ロール紙Ｍｄ」という。）を用いるが、本実施形態の画像形成装置が画像を形成することができる記録媒体は、ロール紙に限定されない。例えば、普通紙、上質紙、薄紙、厚紙、記録紙、ＯＨＰシート、合成樹脂フィルム、金属薄膜及び／又はその他表面にインク等で画像を形成することができるものを含む。ここで、ロール紙とは、切断可能なミシン目が所定間隔で形成された連続紙（連続帳票）などを指す。
【００１７】
（画像形成装置）
図１に、本実施形態の画像形成装置の一例の概略構成図を示す。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１００は、例えばロール紙Ｍｄである記録媒体を搬入する搬入手段１０と、搬入されたロール紙Ｍｄを前処理する前処理手段２０と、ロール紙Ｍｄの表面に画像を形成する画像形成手段４０と、画像が形成されたロール紙Ｍｄを後処理する後処理手段５０と、を有して構成される。
【００１９】
また、本実施形態に係る画像形成装置１００は、前処理及び後処理されたロール紙Ｍｄを乾燥させる乾燥手段３０と、後処理されたロール紙Ｍｄを搬出する搬出手段６０と、画像形成装置１００の動作を制御する図示しない制御手段７０を有していても良い。
【００２０】
搬入手段１０は、記録媒体を前処理手段２０等に搬送する手段である。搬入手段１０は、本実施形態では、給紙部１１及び複数の搬送ローラ１２等で構成される。搬入手段１０は、搬送ローラ１２等を用いて、給紙部１１の給紙ロールに巻き付けて保持されたロール紙Ｍｄを搬入（移動）し、後述する前処理手段２０（プラテン）等に搬送する。
【００２１】
前処理手段２０は、画像が形成される前の記録媒体を処理する手段である。前処理手段２０は、本実施形態では、搬入手段１０によって搬入されたロール紙Ｍｄの表面を、前処理液で前処理する。
【００２２】
インクジェット方式の画像形成装置では、インクジェット専用紙以外の記録媒体に外像形成を行った場合、滲み、濃度、色調、裏写りなどの品質問題や、耐水性、耐候性といった画像堅牢性に問題が生じることがある。そのため、記録媒体に画像を形成する前に、前処理手段２０によって後述する前処理液を塗布し、インクを凝集させて、画像品質を向上させる。
【００２３】
本実施形態に係る前処理手段２０による、前処理方法としては、前処理液を均一に塗布することができれば特に制限されず、例えばブレードコート法、グラビアコート法、グラビアオフセットコート法、バーコート法、ロールコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、コンマコート法、Ｕコンマコート法、ＡＫＫＵコート法、スムージングコート法、マイクログラビアコート法、リバースロールコート法、４本乃至５本ロールコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法等を採用することができる。
【００２４】
図２に、本実施形態の前処理手段２０の一例の概略構成図を示す。図２を用いて、一例としてロールコート法を用いた前処理方法について説明する。
【００２５】
前処理手段２０は、本実施形態では、搬入手段１０（図１）によって前処理手段２０内に搬入（搬送）されたロール紙Ｍｄの表面に、貯留している前処理液２０Ｌを塗布する。
【００２６】
前処理手段２０は、先ず、攪拌（供給）ローラ２１及び薄膜化（移送）ローラ２２によって、前処理液２０Ｌを塗布ローラ２３の表面に薄膜状に転写（転移）する。次に、前処理手段２０は、塗布ローラ２３を回転するプラテンローラ２４に押し付け、塗布ローラ２３を回転する。このとき、前処理手段２０は、塗布ローラ２３とプラテンローラ２４との間隙にロール紙Ｍｄを搬送することで、ロール紙Ｍｄの表面に前処理液２０Ｌを塗布することができる。
【００２７】
また、前処理手段２０は、圧力調整装置２５を用いて、前処理液を塗布するときのニップ圧（塗布ローラ２３とプラテンローラ２４とが接触する位置に作用する圧力）を制御する。これにより、前処理手段２０は、圧力調整装置２５を用いてニップ圧を変えることで、後述する画像形成手段４０が記録媒体上に形成する画像の解像度に基づいて、前処理液２０Ｌの塗布量（膜厚、液量、付着量、乾燥付着量など）を制御（変化）することができる。
【００２８】
さらに、前処理手段２０は、塗布ローラ２３及びプラテンローラ２４の回転速度を制御する。塗布ローラ２３等の回転速度を変えることで、後述する画像形成手段４０が記録媒体上に形成する画像の解像度に基づいて、前処理液２０Ｌの塗布量を制御（変化）することができる。なお、前処理手段２０は、例えば塗布ローラ２３及びプラテンローラ２４を駆動する図示しない動力源（駆動モーターなど）の動作を制御することによって、塗布ローラ２３等の回転速度を制御してもよい。
【００２９】
以上により、本実施形態に係る前処理手段２０によれば、噴射ヘッドを用いて前処理液を記録媒体に塗布する場合と比較して、塗布ローラ２３等を用いて、ロール紙Ｍｄ（記録媒体）の表面に均一に前処理液２０Ｌを塗布することができる。そのため、比較的粘度の高い前処理液２０Ｌを用いた場合でも、前処理液２０Ｌをロール紙Ｍｄ上に均一に薄く塗布することができ、画像の滲み等を低減することができる。
【００３０】
前述したように、本実施形態の画像形成装置１００は、乾燥手段３０を有していても良い。乾燥手段３０は、記録媒体を加熱等により乾燥する手段であり、例えば、前処理手段２０によって前処理されたロール紙Ｍｄを乾燥させる前処理用乾燥部３１と、後処理手段５０によって後処理されたロール紙Ｍｄを乾燥させる後処理用乾燥部３２と、を有する。
【００３１】
前処理用乾燥部３１は、例えばヒートローラ３１ｈ（図１参照）を用いることができる。
【００３２】
具体的には、前処理用乾燥部３１は、ヒートローラ３１ｈを例えば５０〜１００℃に加熱し、前処理液を塗布されたロール紙Ｍｄの表面をヒートローラ３１ｈに接触等させることができる。これにより、前処理用乾燥部３１は、前処理液を塗布されたロール紙Ｍｄの表面をヒートローラ３１ｈにより加熱し、前処理液の水分を蒸発させ、ロール紙Ｍｄ（の前処理液）を乾燥させることができる。ここで、前処理用乾燥手段３１は、記録媒体の種類等及び／又は前処理液２０Ｌの塗布量に基づいて、乾燥強度（乾燥方法）を制御してもよい。
【００３３】
なお、前処理用乾燥部３１は、乾燥手段をヒートローラに限定されない。すなわち、前処理用乾燥部３１は、赤外線乾燥、マイクロ波乾燥、温風乾燥及びその他乾燥方法を用いることができる。また、前処理用乾燥部３１は、複数の乾燥方法を組み合わせた乾燥方法を用いてもよい。さらに、前処理用乾燥部３１は、前処理液手段２０が前処理液を塗布する前に、ロール紙Ｍｄ（記録媒体）を加熱してもよい（プレヒート工程）。
【００３４】
後処理用乾燥部３２の構成は、前処理用乾燥部３１の構成と同様のものを使用することができる。なお、後処理用乾燥手段３２は、記録媒体の種類等、前処理液２０Ｌの塗布量、及び／又は、後処理液５０Ｌの吐出量に基づいて、乾燥強度（乾燥方法）を制御してもよい。
【００３５】
前処理工程後の記録媒体は、画像形成手段４０によって、画像データに応じた画像が形成される。即ち、画像形成手段４０は、記録媒体に画像を形成する手段である。
【００３６】
図３に、本実施形態の画像形成手段４０の一例の概略構成図を示す。
【００３７】
図３に示した画像形成手段４０は、フルライン型のヘッドであり、画像形成手段４０には、記録媒体の搬送方向Ｘｍの上流側からブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）に対応する４つの吐出ヘッド４０Ｋ、４０Ｃ、４０Ｍ及び４０Ｙが配置されている。
【００３８】
なお、本実施形態においては、インクの種類としては、同一カラーに対して少なくとも第１の色材濃度を有する第１のインクと、第２の色材濃度を有する第２のインクと、を有する。なお、第１の色材濃度と第２の色材濃度とは、各々濃度が異なり、例えば一方が標準濃度のインクであり、他方が高画像品質対応の濃度が高いインクであっても良い。また、一方が標準濃度のインクであり、他方が低画像品質対応の濃度が低いインクであっても良い。さらに、一方が高画像品質対応の濃度が高いインクであり、他方が低画像品質対応の濃度が低いインクであっても良い。
【００３９】
ここで、ブラック（Ｋ）の吐出ヘッド４０Ｋは、本実施形態では、ロール紙Ｍｄの搬送方向Ｘｍと直行する方向に４つのヘッドユニット４０Ｋ−１、４０Ｋ−２、４０Ｋ−３及び４０Ｋ−４を千鳥状に配置している。これにより、画像形成手段４０は、ロール紙Ｍｄ（記録媒体）の画像形成領域（印刷領域）の幅方向（搬送方向と直行する方向）の全域に画像を形成することができる。
【００４０】
図４に、本実施形態の画像形成手段４０の吐出ヘッドの断面形状の一例を説明するための概略図を示す。より具体的には、図４（ａ）は、画像形成手段４０の流路（液室４０Ｆの長手方向の断面）の一例を示す概略断面図であり、図４（ｂ）は、画像形成手段４０の吐出口４０Ｎの配置（液室４０Ｆの短手方向（吐出口の並び方向）の断面（図４（ａ）のＳＣ１））を示す断面図である。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、本発明の実施形態に係る画像形成手段４０の吐出ヘッド（４０Ｋ等）は、本実施形態では、吐出するインクの通路を形成する流路板４１と、流路板４１の下面（吐出ヘッドの内部方向）に接合された振動板４２と、流路板４１の上面（吐出ヘッドの外側方向）に接合されたノズル板４３と、振動板４２の周縁部を保持するフレーム部材４４とを備える。また、吐出ヘッドは、振動板４２を変形させるための圧力発生手段（アクチュエータ手段）４５を有する。
【００４２】
なお、吐出ヘッドは、本実施形態では、ノズル面（ノズル板４３の外形表面）に、複数の吐出口（ノズル、印字ノズル）４０Ｎを備える。ここで、複数の吐出口４０Ｎは、吐出ヘッド４０Ｋ−１の長手方向に１列に配置され、ノズル列を構成している。なお、吐出ヘッド４０Ｋ−１は、複数のノズル列を備えてもよい。
【００４３】
本実施形態に係る吐出ヘッド（４０Ｋ等）は、流路板４１と、振動板４２と、ノズル板４３とを積層することによって、吐出口（ノズル）４０Ｎに連通する流路であるノズル連通路４０Ｒ及び液室４０Ｆを形成することができる。また、吐出ヘッドは、フレーム部材４４を更に積層することによって、液室４０Ｆにインクを供給するためのインク流入口４０Ｓ及びインクを液室４０Ｆに供給する共通液室４０Ｃなどを形成することができる。
【００４４】
更に、吐出ヘッドは、圧力発生手段４５を用いて、振動板４２を変形（撓み変形）することができる。これにより、吐出ヘッドは、液室４０Ｆの容積（体積）を変化させ、液室４０Ｆ内のインクに作用する圧力を変化させることができる。この結果、吐出ヘッドは、吐出口４０Ｎから、インクを吐出することができる。
【００４５】
流路板４１としては、例えば、結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を用いることができる。これにより、流路板４１は、水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、ノズル連通路４０Ｒ及び液室４０Ｆとなる凹部及び穴部を形成されることができる。なお、流路板４１に用いることができる材料は、単結晶シリコン基板に限られるものではない。即ち、流路板４１は、ステンレス基板、感光性樹脂及びその他材料を用いることができる。
【００４６】
振動板４２としては、例えば、ニッケルの金属プレートを用いることができる。これにより、振動板４２は、ニッケル電鋳（例えばエレクトロフォーミング法、電鋳法）で加工されることができる。なお、振動板４２は、ニッケルの金属プレート以外の金属板、又は、金属と樹脂板との接合部材などを用いてもよい。
【００４７】
ノズル板４３としては、例えば、単結晶シリコン基板を用いることができる。これにより、ノズル板４３は、流路板４１と同様に、異方性エッチングで加工されることができる。なお、ノズル板４３は、金属部材からなる外形表面に、所要の層を介して、撥水層を形成されてもよい。
【００４８】
また、ノズル板４３は、本実施形態では、液滴（インク滴）を吐出する複数のノズル４０Ｎを有する。具体的には、ノズル板４３は、各液室４０Ｆに対応して、直径１０〜３０μｍのノズル４０Ｎを夫々形成されている。
【００４９】
フレーム部材４４としては、例えば、熱硬化性樹脂（例えばエポキシ系樹脂）又はポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）などを用いることができる。これにより、フレーム部材４４は、射出成形で加工されることができる。
【００５０】
また、フレーム部材４４は、本実施形態では、圧力発生手段４５を収納する収容部、共通液室４０Ｃとなる凹部、共通液室４０Ｃに吐出ヘッド外部からインクを供給するためのインク供給口４０ＩＮを形成されている。
【００５１】
圧力発生手段４５は、電気機械変換素子を用いることができる。圧力発生手段４５は、本実施形態では、電気機械変換素子である圧電素子４５Ｐと、圧電素子４５Ｐを接合固定するベース基板４５Ｂと、隣り合う圧電素子４５Ｐの間隙に配置された支柱部とを備えている。また、圧力発生手段４５は、圧電素子４５Ｐを図示しない駆動回路（駆動ＩＣ）に接続するためのＦＰＣケーブル４５Ｃ等を備えている。
【００５２】
ここで、圧電素子４５Ｐは、図４（ｂ）に示すように、圧電材料４５Ｐｐと内部電極４５Ｐｅとを交互に積層した積層型圧電素子（ＰＺＴ）を用いることができる。
【００５３】
内部電極４５Ｐｅは、複数の個別電極４５Ｐｅｉと複数の共通電極４５Ｐｅｃとを有する。内部電極４５Ｐｅは、本実施形態では、圧電素子４５Ｐｐの端面に交互に個別電極４５Ｐｅｉ又は共通電極４５Ｐｅｃを接続している。
【００５４】
また、圧電素子４５Ｐは、実施形態では、圧電素子４５Ｐｐの圧電方向として、ｄ３３方向を用いる。これにより、圧力発生手段４５は、圧電素子４５Ｐの圧電効果（ｄ３３方向の変位）を用いて、液室４０Ｆ内のインクを加圧又は減圧することができる。なお、圧力発生手段４５は、圧電素子４５Ｐのｄ３１方向の変位を用いて、液室４０Ｆ内のインクを加圧又は減圧してもよい。また、圧力発生手段４５は、１つの吐出口４０Ｎに対して１列の圧電素子を配置してもよい。
【００５５】
なお、支柱部は、圧電素子部材（圧電素子４５Ｐ）を分割することで、圧電素子４５Ｐと同時に形成してもよい。すなわち、吐出ヘッドは、圧電素子に電圧を印加しないことによって、圧電素子部材を支柱部として用いることができる。
【００５６】
以下に、吐出ヘッドがノズル４０Ｎからインクを吐出する動作（引き−押し打ち動作）を具体的に説明する。
【００５７】
吐出ヘッドは、本実施形態では、先ず、圧電素子４５Ｐ（圧力発生手段４５）に印加している電圧を基準電位から下げ、圧電素子４５Ｐをその積層方向に縮小させる。また、吐出ヘッドは、圧電素子４５Ｐの縮小によって、振動板４２を撓み変形させる。このとき、吐出ヘッドは、振動板４２の撓み変形によって、液室４０Ｆの容積（体積）を拡大（膨張）させる。これにより、吐出ヘッドは、共通液室４０Ｃから液室４０Ｆ内にインクを流入させることができる。
【００５８】
次に、吐出ヘッドは、圧電素子４５Ｐに印加している電圧を上げ、圧電素子４５Ｐを積層方向に伸長させる。また、吐出ヘッドは、圧電素子４５Ｐの伸長によって、振動板４２をノズル４０Ｎ方向に変形させる。このとき、吐出ヘッドは、振動板４２の変形によって、液室４０Ｆの容積（体積）を縮小（収縮）させる。これにより、吐出ヘッドは、液室４０Ｆ内のインクに圧力を付加することができる。また、吐出ヘッドは、インクを加圧することによって、吐出口４０Ｎからインクを吐出（噴射）することができる。
【００５９】
その後、吐出ヘッドは、圧電素子４５Ｐに印加している電圧を基準電位に戻し、振動板４２を初期位置に戻す（復元する）。このとき、吐出ヘッドは、液室４０Ｆの膨張によって液室４０Ｆ内を減圧し、共通液室４０Ｃ内から液室４０Ｆ内にインクを充填（補充）する。次いで、吐出ヘッドは、ノズル４０Ｎのメニスカス面の振動が減衰（安定）した後、次のインクの吐出のための動作に移行し、上記の動作を繰り返す。
【００６０】
なお、本発明を用いることができる吐出ヘッドの駆動方法は、上記の例（引き−押し打ち）に限定されるものではない。すなわち、吐出ヘッドの駆動方法は、圧電素子４５Ｐに印加する電圧（駆動波形）を制御することによって、引き打ち又は押し打ち等を行うことができる。
【００６１】
以上により、本実施形態に係る画像形成装置１００は、画像形成手段４０（４つの吐出ヘッド４０Ｋ、４０Ｃ、４０Ｍ及び４０Ｙ）を用いて、１回の記録媒体（ロール紙Ｍｄ）の搬送動作で、画像形成領域の全域に、白黒又はフルカラーの画像を形成することができる。
【００６２】
なお、本発明を用いることができる圧力発生手段４５は、上記の例（圧電素子４５Ｐ）に限定されるものではない。すなわち、圧力発生手段４５は、発熱抵抗体を用いて液室４０Ｆ内のインクを加熱して気泡を発生させる方法（いわゆるサーマル型）のもの（例えば特開昭６１−５９９１１号公報参照）を用いてもよい。また、圧力発生手段４５は、液室４０Ｆの壁面に振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させた静電力によって振動板を変形させる方法（いわゆる静電型）のもの（例えば特開平６−７１８８２号公報参照）を用いてもよい。
【００６３】
後処理手段５０は、画像が形成された後の記録媒体を処理する手段であり、画像形成手段４０によって画像を形成されたロール紙Ｍｄの表面を、後述する後処理液で後処理する。
【００６４】
ここで、後処理とは、ロール紙Ｍｄ（記録媒体）上に後述する後処理液によって処理し、記録媒体上に透明な保護層を形成することを指す。
【００６５】
後処理手段５０は、記録媒体の種類や記録媒体に吐出されるインク量などの印刷条件に基づいて、後処理液の塗布領域や塗布方向を変更しても良い。例えば、塗布領域としては、記録媒体全面に亘って後処理液を塗布しても良いし、画像表面の特定の部分のみに塗布しても良い。
【００６６】
なお、後処理手段５０の後処理方法は、特に制限はなく、後処理液の種類に応じて適宜選択してもよい。また、後処理手段５０の後処理方法は、前述の前処理手段２０の前処理液の塗布方法、又は、前述の画像形成手段４０のインクを吐出する方法を用いることができる。更に、後処理手段５０の後処理方法は、装置の小型化及び後処理液の保存安定性の観点から、画像形成手段４０のインクを吐出する方法と同様の方法を用いることがより好ましい。ここで、後処理液を吐出させる場合では、画像形成手段４０のインクを吐出する方法で使用されている水溶性有機溶剤（湿潤剤）を適当量含有することが好ましい。
【００６７】
また、本実施形態に係る後処理手段５０は、後処理液の乾燥付着量を０．５ｇ／ｍ２〜１０ｇ／ｍ２とすることが好ましく、２ｇ／ｍ２〜８ｇ／ｍ２とすることがより好ましい。後処理液の乾燥付着量が０．５ｇ／ｍ２未満の場合、画像品質（画像濃度、彩度、光沢度及び定着性）が低下する場合がある。また、後処理液の乾燥付着量が１０ｇ／ｍ２を超える場合、保護層（後処理液）の乾燥性が低下することがある。また、後処理による画像品質の向上効果が飽和し、経済的に不利となる場合がある。
【００６８】
後処理手段５０後の記録媒体は、好ましくは後処理用乾燥手段３２を経て、搬出手段６０によって搬出（排出）される。
【００６９】
図１に示すように、搬出手段６０は、本実施形態では、保管部６１及び複数の搬送ローラ６２等で構成される。搬出手段６０は、搬送ローラ６２等を用いて、保管部６１の保管ロールに画像が形成されたロール紙Ｍｄを巻き付けて、保管する。
【００７０】
なお、ロール紙Ｍｄを保管部６１の保管ロールに巻き付けるときに、ロール紙Ｍｄに作用する圧力が大きくなる場合には、ロール紙Ｍｄの裏面に他の画像が転写することを防止するため、巻き取り直前にロール紙Ｍｄを更に乾燥する乾燥部を設けてもよい。
【００７１】
本実施形態の画像形成装置は、前処理液の塗布によって色材が凝集することによる滲みを防止することができ、また後処理液の塗布によって画像の耐熱性の向上及び光沢ムラを低減することができる。また、解像度に応じて前処理液と後処理液の塗布量の制御が可能な構成であるため、処理液の付着不足による目標画像品質、耐擦性等の未達や、処理液の付着過多による乾燥時間の増加及びコスト増加を防止することができ、解像度に依存せず常に高い品質で堅牢性を有する画像形成が可能である。
【００７２】
なお、記録媒体の種類によって前処理液や後処理液の効果があまり出ない場合は、該当する工程を省略しても良い。
【００７３】
（画像形成方法）
次に、前述した画像形成装置を用いた画像形成方法、特にインク交換方法について説明する。
【００７４】
本実施形態の前述した画像形成装置は、画像形成する場合に、必要に応じて画像品質を変更することが可能である。本実施形態においては、画像品質の変更を、インクの色材濃度を変更することによって対応する方法について、詳細に説明する。
【００７５】
図５に、本実施形態のインク交換方法の一例を説明するための、インク交換機構の概略図を示す。図５の例では、第１の色材濃度を有する第１のインクから、第２の色材濃度を有する第２のインクへと、インクを交換する実施形態について説明する。
【００７６】
第１のインクは、インクを保持する容器であるメインタンク２００に保持された状態で、画像形成装置１００にセットされる。メインタンク２００に保持されたインクは、図示しない供給ポンプによって、フィルタ２０２、デガッサー２０４を介してサブタンク２０６に供給される。フィルタ２０２は、メインタンクから送り出されたインク中の粗いゴミを除去する機能を有し、インク中のゴミを除去することができれば特に限定されない。また、デガッサー２０４は、インク中の気泡等を脱気する機能を有し、脱気されたインクは、負圧形成のためのサブタンク２０６へと送られる。
【００７７】
サブタンク２０６から各々の吐出ヘッド４０（図５では４０ａ乃至４０ｇ）への第１のインクの供給は、切り替えバルブ２０８を介して行われる。切り替えバルブ２０８は、第１の流路弁２１０ａ、第２の流路弁２１０ｂ、第３の流路弁２１０ｃ及び第４の流路弁２１０ｄを有し、各々の流路弁を独立して開閉可能な構成を有する。
【００７８】
第１の流路弁２１０ａは、サブタンク２０６と切り替えバルブ２０８を連通し、第２の流路弁２１０ｂは、各吐出ヘッド４０と切り替えバルブ２０８を連通する。また、第３の流路弁２１０ｃを介して、切り替えバルブ２０８は大気に連通し、第４の流路弁２１０ｄは、メインタンク２００と切り替えバルブ２０８を連通する。
【００７９】
印刷時においては、第３の流路弁２１０ｃ及び第４の流路弁２１０ｄを閉鎖した状態で、第１の流路弁２１０ａ及び第２の流路弁２１０ｂを開放する。これにより、第１のインクがサブタンクから吐出ヘッド４０へと供給される。
【００８０】
一方、インク交換時においては、第２の流路弁２１０ｂ及び第３の流路弁２１０ｃを閉鎖した状態で、第１の流路弁２１０ａ及び第４の流路弁２１０ｄを開放する。これにより、流路内の第１のインクがメインタンク２００へと戻される。その後、第２の流路弁２１０ｂ及び第３の流路弁２１０ｃを開放することによって、吐出ヘッド４０内及び流路内に残存する第１のインクを廃棄（例えば吸引除去）することができる。
【００８１】
流路内から第１のインクが除去された後は、第２のインクが保持されたメインタンクがセットされ、インク流路内に第２のインクが再充填されることとなる。
【００８２】
次に、上述したインク交換機構を使用した、インク交換手順について説明する。図６に、本実施形態のインク交換手順の一例を示す。なお、図６の左側のフローは色材濃度が高いインクから色材濃度が低いインクへと、インクを交換する場合のインク交換手順であり、図６の右側のフローは、色材濃度が低いインクから色材濃度が高いインクへと、インクを交換する場合のインク交換手順である。
【００８３】
先ず、現在セットされているインクを、例えばＨＤインクかどうかを識別する（Ｓ３００）。インクの識別は、インクが保存されているタンク（例えばインクカートリッジ）に、ＩＤチップなどを用いて色材濃度毎の認識表示を備えることで実施することができる。
【００８４】
次に、交換するインクを識別する（Ｓ３１０、Ｓ３２０）。インクの識別は、上述と同様に、インクが保存されているタンクに、ＩＤチップなどを用いて色材濃度毎の認識表示を備え、要求される印刷手順に基づいて、交換するインクが識別される。
【００８５】
次に、現在セットされているインクと、交換するインクと、に基づいて、前述の廃棄量を決定する（Ｓ３１２、Ｓ３２２）。本実施形態においては、第１のインクから、第１のインクのインク濃度とは異なるインク濃度を有する第２のインクへと交換する場合と、第２のインクから第１のインクへとインクを交換する場合とで、異なるインク交換手順を有する。より具体的には、色材濃度が高いインクから色材濃度が低いインクへと交換する場合に、ヘッドから廃棄されるインク量をＶ１とし、色材濃度が低いインクから色材濃度が高いインクへと交換する場合に、ヘッドから廃棄されるインク量をＶ２とした場合に、Ｖ１＞Ｖ２となるようなインク交換手順を採用する。
【００８６】
インク交換時における、装置内に残存するインク残量（体積）が常に一定の場合、濃度の高いインクが濃度の低いインクに与える影響と、濃度の低いインクが濃度の高いインクに与える影響と、では、前者の方が大きい（濃度ムラが大きくなる）。そのため、前者の場合のインク廃棄量を多くすることで、濃度ムラを低減することができる。
【００８７】
インクの廃棄量は、前述の供給ポンプの動作時間及び／又は供給ポンプの回転数を変更してインクの廃棄流速を変更することで制御することができる。
【００８８】
なお、具体的なＶ１及びＶ２の値に関しては、使用する画像形成装置の構成、インク流路の容積等に依存するため、それらの条件に応じて、当業者は適宜、インクの廃棄量を選択することができる。
【００８９】
また、インク交換手順の変更は、要求された画像形成指示に基づいて、自動で変更する構成であっても良いし、オペレータが、本体側に備えられたインク交換手順を選択しても良い。即ち、インク交換手順を選択することができれば、その方法は限定されない。
【００９０】
従来の画像形成装置においては、流路内に残留インク（本実施形態においては第１のインク）が多少なりとも残存するため、新しいシンク（本実施形態においては第２のインク）は、残存インクの影響を受ける。そのため、従来の画像形成装置では、洗浄液を通して、インク流路内の色材濃度を下げた状態にした後で、第２のインクを充填する。この場合、インク交換後の画像濃度のバラツキを抑制するためには、インク交換時に廃棄されるインク量を多くする必要がある。
【００９１】
しかしながら、本実施形態においては、残留するインクの影響を考慮してインク交換手順を採用するため、インク交換後の画像濃度のバラツキを抑制することができ、また、廃棄するインク量を低減することができる。
【００９２】
次に、本実施形態で使用できるインク、前処理液、後処理液などについて、詳細に説明する。
【００９３】
（インク）
本実施形態においては、インクの種類としては、同一カラーに対して少なくとも第１の色材濃度を有する第１のインクと、第２の色材濃度を有する第２のインクと、を有する。なお、第１の色材濃度と第２の色材濃度とは、各々濃度が異なり、例えば一方が標準濃度のインクであり、他方が高画像品質対応の濃度が高いインクであっても良い。また、一方が標準濃度のインクであり、他方が低画像品質対応の濃度が低いインクであっても良い。さらに、一方が高画像品質対応の濃度が高いインクであり、他方が低画像品質対応の濃度が低いインクであっても良い。
【００９４】
本実施形態で使用できるインクとしては、記録用インクとして使用されるものであれば特に限定されず、例えば、水、着色剤、湿潤剤、界面活性剤、水分散性樹脂などを含むものを使用することができる。また、必要に応じて、浸透剤などのその他の成分を含んでも良い。
【００９５】
以下、各々の成分について一例を説明するが、本発明はこの点において限定されない。
【００９６】
［着色剤］
着色剤としては、水分散性であり、顔料を含む、水分散性着色剤を使用することが好ましい。
【００９７】
水分散性着色剤としては、表面に少なくとも１種の親水基を有し、分散剤の不在下で水分散性及び水溶性の少なくともいずれかを示す顔料、ポリマー微粒子に水不溶乃至水難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョン、界面活性剤及び質量平均分子量５０，０００以下の水溶性高分子化合物のいずれかにより分散された顔料、などが挙げられる。このうち、低湿潤剤濃度においても比較的安定して噴射が可能となる観点から、ポリマーエマルジョンを使用することが好ましい。また、この顔料は、乾燥性を良好にするために、湿潤剤濃度を１０％以下と低くしたインクにおいても、印写中のノズル抜けを起こすことなく安定的に印写可能であるため好ましい。
【００９８】
なお、色材を含有したポリマーエマルジョンとは、ポリマー微粒子中に顔料を封入したもの、及びポリマー微粒子の表面に顔料を吸着させたものの少なくともいずれかを指す。この場合、必ずしも顔料でなく水不溶性の染料などであっても良い。また、全ての顔料が封入及び／又は吸着している必要はなく、例えば、顔料がエマルジョン中に分散されていても良い。
【００９９】
ポリマーエマルジョンを形成するポリマーとしては、例えば、ビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリウレタン系ポリマー、特開２０００−５３８９７号公報、特開２００１−１３９８４９号公報に開示されているポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、ビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマーを使用することが好ましい。
【０１００】
顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機顔料、有機顔料のいずれであっても良い。
【０１０１】
無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラックなどが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックを使用することが好ましい。なお、カーボンブラックは、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法で製造することができる。
【０１０２】
有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、染料キレート、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、多環式顔料を使用することが好ましい。アゾ顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などが挙げられる。多環式顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料などが挙げられる。染料キレートとしては、例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなどが挙げられる。
【０１０３】
着色剤の色としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、黒色用のもの、カラー用のものなどが挙げられる。これらは、１種類を単独で使用しても良いし、２種類以上を併用して使用しても良い。
【０１０４】
黒色用のものとしては、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（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）類、銅、鉄（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１１）、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料などが挙げられる。
【０１０５】
カラー用のものとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、３、１２、１３、１４、１７、２４、３４、３５、３７、４２（黄色酸化鉄）、５３、５５、７４、８１、８３、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０８、１０９、１１０、１１７、１２０、１２８、１３８、１５０、１５１、１５３、１８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５、１３、１６、１７、３６、４３、５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、５、１７、２２、２３、３１、３８、４８：２、４８：２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｃａ））、４８：３、４８：４、４９：１、５２：２、５３：１、５７：１（ブリリアントカーミン６Ｂ）、６０：１、６３：１、６３：２、６４：１、８１、８３、８８、１０１（べんがら）、１０４、１０５、１０６、１０８（カドミウムレッド）、１１２、１１４、１２２（キナクリドンマゼンタ）、１２３、１４６、１４９、１６６、１６８、１７０、１７２、１７７、１７８、１７９、１８５、１９０、１９３、２０９、２１９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１（ローダミンレーキ）、３、５：１、１６、１９、２３、３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、１５（フタロシアニンブルー）、１５：１、１５：２、１５：３（フタロシアニンブルー）、１６、１７：１、５６、６０、６３、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン１、４、７、８、１０、１７、１８、３６などが挙げられる。
【０１０６】
これらの中でも、ブラック用の顔料はカーボンブラックを使用することが好ましい。ブラックインクとしてカーボンブラックは色調に優れるとともに、耐水性、退光性、分散安定性に優れ、且つ安価であるため、好ましい。
【０１０７】
その他顔料（例えば、カーボン）の表面を樹脂等で処理し、水中に分散可能としたグラフト顔料や、顔料（例えば、カーボン）の表面にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加し水中に分散可能とした加工顔料等を使用しても良い。また、顔料をマイクロカプセルなどに包含させ、顔料を水中に分散可能なものとしたものを使用しても良い。
【０１０８】
［湿潤剤］
湿潤剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。具体例としては、例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、テトラエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオールなどが挙げられる。これらは、１種類を単独で使用しても良いし、２種類以上を併用して使用しても良い。上述した湿潤剤の中でも、グリセリン、１，３−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオールを使用することが好ましい。
【０１０９】
インク中における湿潤剤の含有量としては、印字後の乾燥性の観点から、少ない方が好ましい。しかしながら、ノズル内でのインクの乾燥を防ぐ（吐出安定性の確保）観点から、多い方が好ましい（安定である）。そのため、インク中における湿潤剤の含有量は、印字速度とのバランスで調整され、一般的に、１５質量％〜５０質量％の範囲とされる。
しかしながら、乾燥手段として、加熱・送風手段など補助手段を設ける場合は上述の限りではない。
【０１１０】
［界面活性剤］
界面活性剤を含むインクは、インクの吸収性の悪いメディアに印字する際にも、媒体面への濡れ性、レベリング性が向上し、乾燥性、画質均一性が良好であり、好ましい。
【０１１１】
界面活性剤としては、特に制限はなく、着色剤、湿潤剤などの組み合わせなどに応じて、分散安定性を損なわない界面活性剤の中から目的に応じて適宜選択することができるが、レベリング性が良好で、濡れ性を向上させるためには、フッ素系界面活性剤又はシリコーン系界面活性剤を使用することが好ましい。これらは普通紙にも印字可能なインクとして共通化する場合には特に好ましく使用することができる。
【０１１２】
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物などが挙げられる。これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は、起泡性が少なく、近年問題視されているフッ素化合物の生体蓄積性についても安全性が高いため、好ましい。
【０１１３】
パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩などが挙げられる。パーフルオロアルキルカルボン化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩などが挙げられる。パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルリン酸エステルの塩などが挙げられる。パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩などが挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＮＨ４、ＮＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ、ＮＨ２（ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）２、ＮＨ（ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）３などが挙げられる。
【０１１４】
フッ素系界面活性剤は、合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３、Ｓ−１２１、Ｓ−１３１、Ｓ−１３２、Ｓ−１４１、Ｓ−１４５（いずれも旭硝子社製）、フルラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９、ＦＣ−１３５、ＦＣ−１７０Ｃ、ＦＣ−４３０、ＦＣ−４３１（いずれも住友スリーエム社製）、メガファックＦ−４７０、Ｆ１４０５、Ｆ−４７４（いずれも大日本インキ化学工業社製）、Ｚｏｎｙｌ ＴＢＳ、ＦＳＰ、ＦＳＡ、ＦＳＮ−１００、ＦＳＮ、ＦＳＯ−１００、ＦＳＯ、ＦＳ−３００、ＵＲ（いずれもＤｕＰｏｎｔ社製）、ＦＴ−１１０、ＦＴ−２５０、ＦＴ−２５１、ＦＴ−４００Ｓ、ＦＴ−１５０、ＦＴ−４００ＳＷ（いずれも株式会社ネオス製）、ＰＦ−１５１Ｎ（オムノバ社製）などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する均染性が著しく向上する点から株式会社ネオス製のＦＴ−１１０、ＦＴ−２５０、ＦＴ−２５１、ＦＴ−４００Ｓ、ＦＴ−１５０、ＦＴ−４００ＳＷ及びオムノバ社製のＰＦ−１５１Ｎが好ましい。
【０１１５】
シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサンなどが挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基が用いられているものが水系界面活性剤として良好な性質を示す。
【０１１６】
シリコーン系界面活性剤の市販品としては、ビックケミー株式会社、信越シリコーン株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社などから容易に入手できる。
【０１１７】
ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのＳｉ部側鎖に導入した化合物、などが挙げられる。ポリエーテル変性シリコーン化合物の市販品としては、例えば、ＫＦ−６１８、ＫＦ−６４２、ＫＦ−６４３（いずれも信越化学工業株式会社製）などが挙げられる。
【０１１８】
また、界面活性剤として、フッ素系界面活性剤及びシリコーン系界面活性剤以外にも、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、アセチレングリコール系の界面活性剤などを用いても良い。
【０１１９】
アセチレングリコール系の界面活性剤としては、例えば、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オールなどが挙げられる。アセチレングリコール系界面活性剤の市販品としては、例えば、エアープロダクツ社（米国）のサーフィノール１０４、８２、４６５、４８５、ＴＧなどが挙げられる。
【０１２０】
界面活性剤は、１種類を単独で使用しても良いし、２種類以上を併用して使用しても良い。なお、単独では記録液中で容易に溶解しない場合も、混合することで可溶化され、安定に存在することができる場合もある。
【０１２１】
［水分散性樹脂］
水分散性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、縮合系合成樹脂、付加系合成樹脂、天然高分子化合物、などが挙げられる。
【０１２２】
縮合系合成樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、珪素樹脂などが挙げられる。付加系合成樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルエステル系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、不飽和カルボン酸系樹脂などが挙げられる。天然高分子化合物としては、例えば、セルロース類、ロジン類、天然ゴムなどが挙げられる。
【０１２３】
水分散性樹脂は、ホモポリマーとして使用されても良いし、コポリマーして使用して複合系樹脂として用いても良い。また、単相構造型及びコアシェル型、パワーフィード型エマルジョンのいずれのものも使用できる。
【０１２４】
水分散性樹脂としては、樹脂自身が親水基を持ち自己分散性を有するもの、樹脂自身は分散性を有さず界面活性剤や親水基を有する樹脂にて分散性を付与したものが使用できる。これらの中でも、ポリエステル樹脂やポリウレタン樹脂のアイオノマーや不飽和単量体の乳化及び懸濁重合によって得られた樹脂粒子のエマルジョンを使用することが好ましい。また、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂エマルジョンも好ましく使用することができる。不飽和単量体の乳化重合の場合には、不飽和単量体、重合開始剤、及び界面活性剤、連鎖移動剤、キレート剤、ｐＨ調整剤などを添加した水系媒体中で樹脂エマルジョンを得るため、容易に水分散性樹脂を得ることができ、樹脂構成を容易に変更することができるため、目的の性質を得やすい。
【０１２５】
不飽和単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、（メタ）アクリル酸エステル単量体類、（メタ）アクリル酸アミド単量体類、芳香族ビニル単量体類、ビニルシアン化合物単量体類、ビニル単量体類、アリル化合物単量体類、オレフィン単量体類、ジエン単量体類、不飽和炭素を持つオリゴマー類などを単独及び複数組み合わせて用いることができる。これらの単量体を組み合わせることで柔軟に性質を改質することが可能であり、オリゴマー型重合開始剤を用いて重合反応、グラフト反応を行うことで、樹脂の特性を改質することも可能である。
【０１２６】
不飽和カルボン酸類としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマール酸、マレイン酸等が挙げられる。
【０１２７】
単官能の（メタ）アクリル酸エステル類としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｎ−アミルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、メタクリロキシエチルトリメチルアンモニウム塩、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｎ−アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、ｎ−へキシルアクリレート、２−エチルへキシルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、シクロへキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、グリシジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリロキシエチルトリメチルアンモニウム塩などが挙げられる。
【０１２８】
多官能の（メタ）アクリル酸エステル類としては、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリブチレングリコールジメタクリレート、２，２'−ビス（４−メタクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，４−ブチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、２，２'−ビス（４−アクリロキシプロピロキシフェニル）プロパン、２，２'−ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）プロパントリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ジトリメチロールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどが挙げられる。
【０１２９】
（メタ）アクリル酸アミド単量体類としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等が挙げられる。
【０１３０】
芳香族ビニル単量体類としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、４−ｔ−ブチルスチレン、クロルスチレン、ビニルアニソール、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
【０１３１】
ビニルシアン化合物単量体類としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
【０１３２】
アリル化合物単量体類としては、例えば、アリルスルホン酸その塩、アリルアミン、アリルクロライド、ジアリルアミン、ジアリルジメチルアンモニウム塩等が挙げられる。
【０１３３】
オレフィン単量体類としては、例えば、エチレン、プロピレン等が挙げられる。
【０１３４】
ジエン単量体類としては、例えば、ブタジエン、クロロプレン等が挙げられる。
【０１３５】
ビニル単量体類としては、例えば、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、塩化ビニル、ビニルエーテル、ビニルケトン、ビニルピロリドン、ビニルスルホン酸又はその塩、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【０１３６】
不飽和炭素を有するオリゴマー類としては、例えば、メタクリロイル基を持つスチレンオリゴマー、メタクリロイル基を持つスチレン−アクリロニトリルオリゴマー、メタクリロイル基を持つメチルメタクリレートオリゴマー、メタクリロイル基を持つジメチルシロキサンオリゴマー、アクリロイル基を持つポリエステルオリゴマー等が挙げられる。
【０１３７】
水分散性樹脂は、強アルカリ性、強酸性下においては分散破壊や加水分解などの分子鎖の断裂が引き起こされるため、ｐＨは４〜１２が好ましく、特に水分散着色剤との混和性の点からｐＨは６〜１１がより好ましく、７〜９が更に好ましい。
【０１３８】
水分散性樹脂の粒径は分散液の粘度と関係しており、組成が同じものでは粒径が小さくなるほど同一固形分での粘度が大きくなる。インク化した時に過剰な高粘度にならないためにも水分散性樹脂の平均粒子径は５０ｎｍ以上であることが好ましい。また、粒径が数十μｍオーダになるとインクジェットヘッドのノズル口より大きくなるため使用できない場合がある。ノズル口よりもインクの粒径が小さい場合であっても、粒子径が大きい粒子がインク中に存在すると吐出性が悪化することが知られている。そのため、インク吐出性を阻害させないために、平均粒子径は５００ｎｍ以下であることがより好ましく、２００ｎｍ以下であることが更に好ましい。
【０１３９】
水分散性樹脂は、水分散着色剤を、プラスチック性の記録媒体表面で流動化させず（画像濃度の偏り（ビーディング）を防ぎ）、かつ、媒体表面に定着させる働き又は定着補助する働きを有し、常温で被膜化して色材の定着性を向上させる機能を有する。そのため、水分散性樹脂の最低造膜温度（ＭＦＴ）は常温以下であることが好ましく、２０℃以下であることがより好ましい。
【０１４０】
また、水分散性樹脂のガラス転移温度が−４０℃以下の場合、樹脂皮膜の粘稠性が強くなり印字物にタックが生じるため、水分散性樹脂のガラス転移温度は―４０℃より高いことが好ましい。また水分散性樹脂のガラス転移温度が−３０℃以上の場合、印字物表面の擦過性が向上するためより好ましい。更に好ましくは、ガラス転移温度が０℃以上であり、かつ最低造膜温度が０℃以下であると、印字直後の印字物表面の膜形成が良好となり、乾燥性、定着性が向上する。
【０１４１】
水分散性樹脂のインクにおける含有量は、着色剤を包んでいる樹脂も含めて全固形分中６０質量％以上９５質量％以下の範囲内にあることが好ましい。
【０１４２】
［その他の成分］
本実施形態のインクは、その他の成分として、浸透剤、ｐＨ調整剤、防腐防黴剤、キレート試薬、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤などを含んでも良い。
【０１４３】
浸透剤としては、２０℃の水に対する溶解度が０．２質量％以上５．０質量％未満のポリオールの少なくとも１種を含有することが好ましい。このようなポリオールのうち、脂肪族ジオールとしては、例えば２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオール、３，３−ジメチル−１，２−ブタンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−２−プロピル−１，３−プロパンジオール、２，４−ジメチル−２，４−ペンタンジオール、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール、５−ヘキセン−１，２−ジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２、２、４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールが特に好ましい。
【０１４４】
その他の併用できる浸透剤としては、例えばジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテルなどが挙げられる。
【０１４５】
浸透剤のインクにおける含有量としては、０．１質量％〜４．０質量％の範囲内にあるが好ましい。浸透剤の添加量が０．１質量％未満の場合、速乾性が得られず滲んだ画像となることがある。一方、浸透剤の添加量が４．０質量％を超える場合、着色剤の分散安定性が損なわれ、ノズルが目詰まりしやすくなったり、また記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けの発生といった問題が発生することがある。
【０１４６】
ｐＨ調整剤としては、調合されるインクに悪影響を及ぼさずにｐＨを所望の値に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルコールアミン類、アルカリ金属水酸化物、アンモニウム水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属炭酸塩などが挙げられる。
【０１４７】
アルコールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−アミノ−２−エチル−１，３プロパンジオール等が挙げられる。アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。アンモニウムの水酸化物としては、例えば、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物、第４級ホスホニウム水酸化物などが挙げられる。アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。
【０１４８】
防腐防黴剤としては、例えば、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、等が挙げられる。
【０１４９】
キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等が挙げられる。
【０１５０】
防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライトなどが挙げられる。
【０１５１】
酸化防止剤としては、プラスチック材料及びゴム材料のための劣化防止剤を用いることができ、例えば、フェノール系酸化防止剤（ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む）、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、りん系酸化防止剤などが挙げられる。
【０１５２】
フェノール系酸化防止剤（ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む）としては、例えば、ブチル化ヒドロキシアニソール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−エチルフェノール、ステアリル−β−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，２'−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２'−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４'−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、３，９−ビス［１，１−ジメチル−２−［β−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ］エチル］２，４，８，１０−テトライキサスピロ［５，５］ウンデカン、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス［メチレン−３−（３'，５'−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４'−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタンなどが挙げられる。
【０１５３】
アミン系酸化防止剤としては、例えば、フェニル−β−ナフチルアミン、α−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ'−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、フェノチアジン、Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，４−ジメチル−６−ｔｅｒｔ−ブチル−フェノール、ブチルヒドロキシアニソール、２，２'−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４'−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４'−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、テトラキス［メチレン−３（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ジヒドロキフェニル）プロピオネート］メタン、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ブタン等が挙げられる。
【０１５４】
硫黄系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル３，３'−チオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネート、ジミリスチル３，３'−チオジプロピオネート、ジステアリルβ，β'−チオジプロピオネート、２−メルカプトベンゾイミダゾール、ジラウリルサルファイド等が挙げられる。
【０１５５】
リン系酸化防止剤としては、トリフェニルフォスファイト、オクタデシルフォスファイト、トリイソデシルフォスファイト、トリラウリルトリチオフォスファイト、トリノニルフェニルフォスファイト等が挙げられる。
【０１５６】
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤などが挙げられる。
【０１５７】
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシルオキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２'，４，４'−テトラヒドロキシベンゾフェノン等が挙げられる。
【０１５８】
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、２−（２'−ヒドロキシ−５'−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２'−ヒドロキシ−５'−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２'−ヒドロキシ−４'−オクトキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２'−ヒドロキシ−３'−ｔｅｒｔ−ブチル−５'−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール等が挙げられる。
【０１５９】
サリチレート系紫外線吸収剤としては、例えば、フェニルサリチレート、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルサリチレート、ｐ−オクチルフェニルサリチレート等が挙げられる。
前記シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、例えば、エチル−２−シアノ−３，３'−ジフェニルアクリレート、メチル−２−シアノ−３−メチル−３−（ｐ−メトキシフェニル）アクリレート、ブチル−２−シアノ−３−メチル−３−（ｐ−メトキシフェニル）アクリレート等が挙げられる。
【０１６０】
ニッケル錯塩系紫外線吸収剤としては、例えば、ニッケルビス（オクチルフェニル）サルファイド、２，２'−チオビス（４−ｔｅｒｔ−オクチルフェレート）−ｎ−ブチルアミンニッケル（ＩＩ）、２，２'−チオビス（４−ｔｅｒｔ−オクチルフェレート）−２−エチルヘキシルアミンニッケル（ＩＩ）、２，２'−チオビス（４−ｔｅｒｔ−オクチルフェレート）トリエタノールアミンニッケル（ＩＩ）等が挙げられる。
【０１６１】
（前処理液）
本実施形態で使用できる前処理液としては、水溶性脂肪族系有機酸を含有し、後述する水分散性着色剤を凝集させる性質を有するものであれば、特に限定されない。ここで、凝集するとは前述した水分散性着色剤粒子同士が吸着集合する意味であり、粒度分布測定装置などにより確認することができる。この前処理液に、水溶性脂肪族系有機酸等のイオン性物質を加えると、水分散性着色剤の表面電荷にイオンが吸着することで表面電荷が中和されるので、分子間力による凝集作用が増強されて凝集させることができる。凝集を確認する方法の例としては、水分散性着色剤濃度５質量％のインクジェット用インク５μｌに、前処理液を３０ｍｌ加えたときに、瞬時に着色剤が凝集するかを確認する方法が挙げられる。
【０１６２】
水溶性脂肪族系有機酸としては、水溶性脂肪族系カルボキシル基含有有機酸や水溶性脂肪族系スルホ基含有有機酸などが挙げられる。ここで、脂肪族とは直鎖或いは分岐の炭化水素基を含むことを意味し、炭化水素基は飽和炭化水素基であっても不飽和炭化水素基でも良い。水溶性脂肪族系有機酸の炭素数は、特に限定されないが、溶媒への溶解性の点から１分子あたり２個以上、６個以下であることが好ましく、２個以上、４個以下であることがより好ましい。この水溶性脂肪族系有機酸における酸基の数は、画像濃度の点から、１分子あたり３個以下であることが好ましく、より好ましくは１分子あたり２個以下、更に好ましくは１分子あたり１個である。
【０１６３】
水溶性脂肪族系カルボキシル基含有有機酸の具体例としては、例えば、乳酸（ｐＫａ：３．８３）、リンゴ酸（ｐＫａ：３．４）、クエン酸（ｐＫａ：３．１３）、酒石酸（ｐＫａ：２．９３）、蓚酸（ｐＫａ：１．０４）、マロン酸（ｐＫａ：２．０５）、琥珀酸（ｐＫａ：４．２１）、アジピン酸（ｐＫａ：４．４２）、酢酸（ｐＫａ：４．７６）、プロピオン酸（ｐＫａ：４．８７）、酪酸（ｐＫａ：４．８２）、吉草酸（ｐＫａ：４．８２）、グルコン酸（ｐＫａ：２．２）、ピルビン酸（ｐＫａ：２．４９）、フマル酸（ｐＫａ：３．０２）などが挙げられる。
【０１６４】
水溶性脂肪族系スルホ基含有有機酸の具体例としては、例えばタウリンなどが挙げられる。
【０１６５】
水溶性脂肪族系有機酸の添加量は、前処理液全体の１〜４０質量％であることが好ましく、更に好ましくは３〜３０質量％である。添加量が４０質量％よりも多いと処方上中和に必要な量の水溶性有機モノアミンを入れられなくなる可能性があり、１質量％よりも少ないと画像品質を向上させる効果が小さくなる可能性がある。
【０１６６】
本実施形態における前処理液は、水溶性有機モノアミン化合物、水溶性有機溶剤、脂肪族系有機酸塩化合物又は無機金属塩化合物、界面活性剤などのその他の成分を含んでも良い。
【０１６７】
例えば、インクの浸透性制御及び金属の腐食防止性の目的で水溶性勇気モノアミン化合物を、インクの浸透性制御及び金属の腐食防止性の目的などで水溶性有機溶剤を、顔料が記録用メディア表面に留まりやすくなり、塩析効果が向上するために画像濃度が増加するための目的などで脂肪族系有機酸塩化合物又は無機金属塩化合物を、記録用メディア表面の濡れ性を改質し、画像形成物の画像濃度、彩度及び白ポチを改良する目的などで界面活性剤を添加しても良い。
【０１６８】
（後処理液）
本実施形態における後処理液としては、記録用メディア上に透明な保護層を形成し得る成分を含有し、例えば、水分散性樹脂、界面活性剤、水、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。この後処理液は、塗布又は飛翔させる方法によっても異なるが、画像部光沢性を出す為に、又は画像部を樹脂層で保護する為に（光沢性・定着性向上）、紫外線照射により高分子化する成分を含んでなる樹脂組成物及び熱可塑性樹脂が好ましい。特に、光沢性・定着性向上の理由により熱可塑性樹脂エマルジョン（水分散性樹脂ともいう）が好ましい。なお、インクジェット記録装置により後処理液を飛翔させる場合には、湿潤剤を適当量含有することが好ましい。
【０１６９】
水分散性樹脂としては、そのガラス転移温度（Ｔｇ）が−３０℃以上であることが好ましく、−２０〜１００℃の範囲がより好ましい。水分散性樹脂の最低造膜温度（ＭＦＴ）は５０℃以下が好ましく、３５℃以下がより好ましい。水分散性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が−３０℃未満であると、水分の蒸発後も粘着剤の様にタック性があり、実使用が困難となることがある。水分散性樹脂の最低造膜温度（ＭＦＴ）が５０℃を超えると、ヒーター、温風等の乾燥手段を用いても短時間で成膜できないため、実使用が困難となることがある。水分散性樹脂のガラス転移温度は、例えばＴＭＡ法、ＤＳＣ法及びＤＭＡ法（引張り法）により測定することができる。水分散性樹脂の最低造膜温度（ＭＦＴ）は、例えば最低造膜温度測定装置（ＭＦＴ型）により測定することができる。
【０１７０】
水分散性樹脂としては、例えばアクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル−シリコーン樹脂、フッ素樹脂、などが好適である。これらの水分散性樹脂は、上記のインクジェット用インクに用いられる水分散性樹脂と同様のものを適宜選択して用いることができる。これらの水分散性樹脂の上記の保護層における含有量は、固形分で１質量％〜５０質量％が好ましく、インクジェット記録装置により飛翔させる場合は１質量％〜３０質量％が好ましい。樹脂含有量が５０質量％を超えると粘度が高くなる可能性があり、樹脂含有量が１質量％未満であると成膜性が落ちたり水分蒸発のためのエネルギーも多く必要になったりする。
【０１７１】
また、本実施形態における後処理液の水分散性樹脂の平均粒径（Ｄ５０）は、後処理液の粘度と関係しており、組成が同じものでは粒径が小さくなるほど同一固形分での粘度が大きくなる。後処理液にした時に過剰な高粘度にならないためにも水分散性樹脂の平均粒子径（Ｄ５０）は５０ｎｍ以上が好ましい。また、粒径が数十μｍになると後処理液を飛翔させる装置のヘッドのノズル口より大きくなるため好ましくない。ノズル口より小さくとも粒子径の大きな粒子が後処理液中に存在すると吐出性を悪化させる。そこで、インク吐出性を阻害させないために後処理液の平均粒子径（Ｄ５０）は２００ｎｍ以下がより好ましく、１５０ｎｍ以下が更に好ましい。
【０１７２】
界面活性剤としては、特に制限はなく、上記のインクジェット用インクに用いられる界面活性剤と同様のものから目的に応じて適宜選択することができる。上記のその他の成分としては、例えば、防カビ剤、消泡剤、ｐＨ調整剤などが挙げられる。
【０１７３】
（実施例）
以下、本実施形態の画像形成装置の効果を確認した実施形態について、説明する。
【０１７４】
［ポリマー溶液の調製］
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えた１Ｌフラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、スチレン１１．２質量部、アクリル酸２．８質量部、ラウリルメタクリレート１２．０質量部、ポリエチレングリコールメタクリレート４．０質量部、スチレンマクロマー（東亜合成（株）製、商品名：ＡＳ−６）４．０質量部及びメルカプトエタノール０．４質量部を仕込み、６５℃に昇温した。次に、スチレン１００．８質量部、アクリル酸２５．２質量部、ラウリルメタクリレート１０８．０質量部、ポリエチレングリコールメタクリレート３６．０質量部、ヒドロキシエチルメタクリレート６０．０質量部、スチレンマクロマー（東亜合成（株）製、商品名：ＡＳ−６）３６．０質量部、メルカプトエタノール３．６質量部、アゾビスジメチルバレロニトリル２．４質量部及びメチルエチルケトン１８質量部の混合溶液を２．５時間かけてフラスコ内に滴下した。滴下終了後、アゾビスジメチルバレロニトリル０．８質量部及びメチルエチルケトン１８質量部の混合溶液を０．５時間かけてフラスコ内に滴下した。６５℃で１時間熟成した後、アゾビスジメチルバレロニトリル０．８質量部を添加し、更に１時間熟成した。反応終了後、フラスコ内に、メチルエチルケトン３６４質量部を添加し、濃度が５０％のポリマー溶液８００質量部を得た。
【０１７５】
［顔料分散体の調製］
＜ブラック顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調製＞
前述で得られたポリマー溶液２８質量部、顔料としてカーボンブラック（デグサ社ＦＷ１００）２６質量部、１ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液１３．６質量部、メチルエチルケトン２０質量部及びイオン交換水３０質量部を十分に攪拌した。その後、３本ロールミル（（株）ノリタケカンパニー製、商品名：ＮＲ−８４Ａ）を用いて２０回混練した。得られたペーストをイオン交換水２００質量部に投入し、十分に攪拌した後、エバポレーターを用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、固形分量が２０．０ｗｔ％の黒色のポリマー微粒子分散体（ブラック分散体１）１６０質量部を得た。
【０１７６】
＜シアン顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調製＞
顔料種をＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３に変えた他は同様にして、シアンポリマー微粒子の水分散体（シアン分散体１）を得た。
【０１７７】
＜マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調製＞
顔料種をＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２に変えた他は同様にして、マゼンタポリマー微粒子の水分散体（マゼンタ分散体１）を得た。
【０１７８】
＜イエロー顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調製＞
顔料種をＣ．Ｉ．ピグメントイエロー９７に変えた他は同様にして、イエローポリマー微粒子の水分散体（イエロー分散体１）を得た。
【０１７９】
［インクの調製］
上記調製した分散体を使用して、表１に示す処方例で、下記に示す方法により、インク調製例１〜８の高色材濃度インク（ＨＤインク）及び低色材濃度インク（ＬＤインク）を作製した。
【０１８０】
【表１】
2014168883.tif 000003
なお、表１におけるＥＨＤは、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール（ＫＨネオケム株式会社製）であり、ＦＳ３００は、フッ素系界面活性剤であるゾニールＦＳ３００（ＤｕＰｏｎｔ社製）であり、ＫＭ７２Ｆは、シリコーン消泡剤（信越化学工業製）である。
【０１８１】
インクの作製方法としては、先ず、顔料分散体を除く全ての材料を混合して３０分間攪拌した後、顔料分散体を混合して更に３０分間攪拌した。その後、孔径１．５μｍのポリプロピレンのデプスカートリッジフィルターを用いて濾過してインク１〜８を得た。
【０１８２】
［第１の実施形態］
先ず、ＨＤインクからＬＤインクへの交換と、ＬＤインクからＨＤインクへの交換と、で、インク交換時に必要とされるインク廃棄量の違いを確認した一実施形態について説明する。
【０１８３】
上記手順で製造されたインク１及び２と、図４で説明した吐出ヘッドを用いて、ＨＬインクからＬＤインクへと、ＬＤインクからＨＤインクへとインク交換を行った。
【０１８４】
インク交換後に、メンテナンス動作を５回行った。１回のメンテナンス動作毎に、吐出ヘッド内から残存するインクを採取し、残存インクの吸光度を測定した。測定したインクの吸光度から吐出ヘッド内のインクの顔料濃度を求め、所望の顔料濃度との差異を算出し、インク廃棄量に換算して必要インク廃棄量を求めた。
【０１８５】
なお、メンテナンス動作としては、供給ポンプの廃棄流速を毎秒２ｍｌにし、廃棄時間を２５秒とした。即ち、１回のメンテナンス動作における、廃棄量は５０ｍｌとした。その後、ノズル面をワイピングした。
【０１８６】
また、インクの吸光度の測定は、日立分光光度計Ｕ−３３１０を使用し、インクは純水で２０００倍に希釈して２００〜８００ｎｍの波長範囲で測定した。
【０１８７】
図７に、第１の実施形態における、インク廃棄量と、所望顔料濃度との濃度差異と、の間の関係例を示す。
【０１８８】
図７より、全ての実施範囲において、同じ濃度差異を得るためには、色材濃度が高いインクから色材濃度が低いインクへと交換する場合の廃棄インク量を、色材濃度が低いインクから色材濃度が高いインクへと交換する場合の廃棄インク量よりも、多くする必要があることがわかる。
【０１８９】
また、所望の顔料濃度との差異の許容量を５％以下とし、５％となる場合のインク廃棄量を必要インク廃棄量として求めた。図７より、本実施形態の吐出ヘッドにおいては、色材濃度が高いインクから色材濃度が低いインクへと交換する場合の、必要インク量Ｖ１は１１０ｍｌであり、色材濃度が低いインクから色材濃度が高いインクへと交換する場合の、必要インク量Ｖ２は８５ｍｌであった。
【０１９０】
次に、インク交換時にインク廃棄量を上記Ｖ１及びＶ２に設定してインク交換を行い、インク交換直後の印字濃度ムラを測定したところ、０．１未満であった。
【０１９１】
[第２の実施形態]
使用したインクをインク３及び４にし、１回のメンテナンス動作として、供給ポンプの廃棄流速を毎秒５ｍｌにし、廃棄時間を１０秒とした以外は、第１の実施形態と同様の評価を行った。
【０１９２】
図８に、第２の実施形態における、インク廃棄量と、所望顔料濃度との濃度差異と、の間の関係例を示す。
【０１９３】
図８より、全ての実施範囲において、同じ濃度差異を得るためには、色材濃度が高いインクから色材濃度が低いインクへと交換する場合の廃棄インク量を、色材濃度が低いインクから色材濃度が高いインクへと交換する場合の廃棄インク量よりも、多くする必要があることがわかる。
【０１９４】
また、所望の顔料濃度との差異の許容量を５％以下とし、５％となる場合のインク廃棄量を必要インク廃棄量として求めた。図８より、本実施形態の吐出ヘッドにおいては、色材濃度が高いインクから色材濃度が低いインクへと交換する場合の、必要インク量Ｖ１は１１０ｍｌであり、色材濃度が低いインクから色材濃度が高いインクへと交換する場合の、必要インク量Ｖ２は８０ｍｌであった。
【０１９５】
次に、インク交換時にインク廃棄量を上記Ｖ１及びＶ２に設定してインク交換を行い、インク交換直後の印字濃度ムラを測定したところ、０．１未満であった。
【０１９６】
[第３の実施形態]
使用したインクをインク５及び６にし、１回のメンテナンス動作として、供給ポンプの廃棄流速を毎秒５ｍｌにし、廃棄時間を１０秒とした以外は、第１の実施形態と同様の評価を行った。
【０１９７】
図９に、第３の実施形態における、インク廃棄量と、所望顔料濃度との濃度差異と、の間の関係例を示す。
【０１９８】
図９より、全ての実施範囲において、同じ濃度差異を得るためには、色材濃度が高いインクから色材濃度が低いインクへと交換する場合の廃棄インク量を、色材濃度が低いインクから色材濃度が高いインクへと交換する場合の廃棄インク量よりも、多くする必要があることがわかる。
【０１９９】
また、所望の顔料濃度との差異の許容量を５％以下とし、５％となる場合のインク廃棄量を必要インク廃棄量として求めた。図９より、本実施形態の吐出ヘッドにおいては、色材濃度が高いインクから色材濃度が低いインクへと交換する場合の、必要インク量Ｖ１は１０５ｍｌであり、色材濃度が低いインクから色材濃度が高いインクへと交換する場合の、必要インク量Ｖ２は８０ｍｌであった。
【０２００】
次に、インク交換時に、インク廃棄量Ｖ１を８０に設定して色材濃度が高いインクから色材濃度が低いインクへとインク交換を行い、インク交換直後の印字濃度ムラを測定したところ、０．１５以上であった。
【０２０１】
[第４の実施形態]
使用したインクをインク７及び８にした以外は、第１の実施形態と同様の評価を行った。
【０２０２】
図１０に、第４の実施形態における、インク廃棄量と、所望顔料濃度との濃度差異と、の間の関係例を示す。
【０２０３】
図１０より、全ての実施範囲において、同じ濃度差異を得るためには、色材濃度が高いインクから色材濃度が低いインクへと交換する場合の廃棄インク量を、色材濃度が低いインクから色材濃度が高いインクへと交換する場合の廃棄インク量よりも、多くする必要があることがわかる。
【０２０４】
また、所望の顔料濃度との差異の許容量を５％以下とし、５％となる場合のインク廃棄量を必要インク廃棄量として求めた。図１０より、本実施形態の吐出ヘッドにおいては、色材濃度が高いインクから色材濃度が低いインクへと交換する場合の、必要インク量Ｖ１は１０５ｍｌであり、色材濃度が低いインクから色材濃度が高いインクへと交換する場合の、必要インク量Ｖ２は８０ｍｌであった。
【０２０５】
次に、インク交換時に、インク廃棄量Ｖ１を８０に設定して色材濃度が高いインクから色材濃度が低いインクへとインク交換を行い、インク交換直後の印字濃度ムラを測定したところ、０．１５以上であった。
【０２０６】
以上、本実施形態により、色材濃度が高いインクから色材濃度が低いインクへのインク交換と、色材濃度が低いインクから色材濃度が高いインクへのインク交換と、でインク交換時の手順を変更することで、インク交換後の印字濃度ムラを低減することができ、かつ、廃棄インク量を低減することができる。
【符号の説明】
【０２０７】
１００      画像形成装置
１０      搬入手段
２０      前処理手段
２０Ｌ    前処理液
３０      乾燥手段
４０      画像形成手段
５０      後処理手段
５０Ｌ    後処理液
６０      搬出手段
７０      制御手段
Ｍｄ      ロール紙（記録媒体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２０８】
【特許文献１】特開２０００−４３２９３号公報
【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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