(57)【要約】【課題】  耐ブロッキング性を保持しつつ、オフセット印刷のカラープルーフの作成やカラーオンデマンド印刷等に要求される、印刷物に近似する高画質な画像を低温かつ高速で形成することができる画像形成方法および画像形成装置を提供すること。【解決手段】  インク滴を飛翔させ、被記録媒体に画像を記録した後、加熱した定着部材を該画像に接触させて該画像の定着処理を行う画像形成方法および装置であって、該インク滴は、分散媒と、色材およびその被覆ポリマーを含む粒子とを含有するインク組成物からなり、該定着部材の加熱温度において、該被覆ポリマーの動的弾性率が、該定着部材の表面層の静的弾性率よりも低いことを特徴とする画像形成方法および装置。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を飛翔させ、被記録媒体に画像を記録した後、加熱した定着部材を該画像に接触させて該画像の定着処理を行う画像形成方法であって、
該インク滴は、分散媒と、色材およびその被覆ポリマーを含む粒子とを含有するインク組成物からなり、該定着部材の加熱温度において、該被覆ポリマーの動的弾性率が、該定着部材の表面層の静的弾性率よりも低いことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
前記定着部材が、ローラであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】
前記定着部材が、無端ベルトであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項４】
インク滴を飛翔させ、被記録媒体に画像を記録する画像形成手段と、加熱した定着部材を該画像に接触させて該画像の定着処理を行う定着手段とを有する画像形成装置であって、
該インク滴は、分散媒と、色材およびその被覆ポリマーを含む粒子とを含有するインク組成物からなり、該定着部材の加熱温度において、該被覆ポリマーの動的弾性率が、該定着部材の表面層の静的弾性率よりも低いことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成方法および画像形成装置に関するものであり、詳しくは、耐ブロッキング性を保持しつつ、オフセット印刷のカラープルーフの作成やカラーオンデマンド印刷等に要求される、印刷物に近似する高画質な画像を低温かつ高速で形成することができる画像形成方法および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像データ信号に基づき、紙などの被記録媒体に画像を形成する画像記録方法として、電子写真方式、昇華型及び溶融型熱転写方式、インクジェット記録方式などがある。電子写真方式は、感光体ドラム上に帯電及び露光により静電潜像を形成するプロセスを必要とし、システムが複雑となり高価な装置となる。熱転写方式は、装置は安価であるが、インクリボンを用いるため、ランニングコストが高くかつ廃材が出る。一方インクジェット記録方式は、安価な装置で、且つ必要とされる画像部のみにインクを吐出し被記録媒体上に直接画像形成を行うため、インクを効率良く使用でき、ランニングコストが安い。さらに、騒音が少なく、画像記録方式として優れている。
【０００３】
インクジェット記録方式には、例えば、発熱体の熱により発生する蒸気の圧力でインク滴を飛翔させる方式や、圧電素子によって発生される機械的な圧力パルスによりインク滴を飛翔させる方式、また、静電界を利用して荷電粒子を含有するインク滴を飛翔させる方式（特許文献１、２参照）がある。蒸気や機械的圧力でインク滴を飛翔させる方式は、インク滴の飛翔方向を制御できず、インクノズルの歪みや空気の対流により、被印刷媒体上の望ましい位置へ、インク滴を正確に着弾させることが困難である。
一方、静電界を利用する方式は、インク滴の飛翔方向を静電界により制御するため、望ましい位置へインク滴を正確に着弾させることが可能であり、高画質の画像形成物（印刷物）を作成でき優れている。
【０００４】
静電界を利用するインクジェット記録に用いられるインク組成物としては、分散媒および、色材を少なくとも含む荷電粒子を含有するインク組成物が用いられる（特許文献３、４参照）。色材を含有するインク組成物は、色材を変更することにより、イエロー、マゼンタ、シアン、墨の４色のインクを作成することができ、さらに金や銀の特色インクを作成することができる。したがって、カラーの画像形成物（印刷物）を作成することができるため有用である。しかし高速かつ高画質を維持し、カラーの画像形成物（印刷物）を安定に出力させるためには、紙に定着させる手段が必要となる。しかし、インクジェットシステムでは定着時に画像部及び紙中に溶媒が存在する状態で、低温かつ高速、さらには画質を悪化させない定着を実現しなければならず、現状ではすべて満足する定着は困難であった。
【特許文献１】特許第３３１５３３４号公報
【特許文献２】米国特許第６１５８８４４号明細書
【特許文献３】特開平８−２９１２６７号公報
【特許文献４】米国特許第５９５２０４８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、耐ブロッキング性を保持しつつ、オフセット印刷のカラープルーフの作成やカラーオンデマンド印刷等に要求される、印刷物に近似する高画質な画像を低温かつ高速で形成することができる画像形成方法および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のとおりである。
（１）インク滴を飛翔させ、被記録媒体に画像を記録した後、加熱した定着部材を該画像に接触させて該画像の定着処理を行う画像形成方法であって、
該インク滴は、分散媒と、色材およびその被覆ポリマーを含む粒子とを含有するインク組成物からなり、該定着部材の加熱温度において、該被覆ポリマーの動的弾性率が、該定着部材の表面層の静的弾性率よりも低いことを特徴とする画像形成方法。  （２）前記定着部材が、ローラであることを特徴とする前記（１）に記載の画像形成方法。
（３）前記定着部材が、無端ベルトであることを特徴とする前記（１）に記載の画像形成方法。
（４）インク滴を飛翔させ、被記録媒体に画像を記録する画像形成手段と、加熱した定着部材を該画像に接触させて該画像の定着処理を行う定着手段とを有する画像形成装置であって、
該インク滴は、分散媒と、色材およびその被覆ポリマーを含む粒子とを含有するインク組成物からなり、該定着部材の加熱温度において、該被覆ポリマーの動的弾性率が、該定着部材の表面層の静的弾性率よりも低いことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、耐ブロッキング性を保持しつつ、オフセット印刷のカラープルーフの作成やカラーオンデマンド印刷等に要求される、印刷物に近似する高画質な画像を低温かつ高速で形成することができる画像形成方法および画像形成装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の画像形成方法は、分散媒と、色材およびその被覆ポリマーを含む粒子とを少なくとも含有するインク組成物をインク滴として飛翔させ、被記録媒体に画像を記録する工程を有する。インク滴を飛翔させる方式にとくに制限はないが、本発明では、該粒子に荷電を付与し、静電界を利用してインク滴を飛翔させ被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方式を採用するのが好ましい。以下、インクジェット記録方式に好適に用いられるインク組成物の各成分について説明する。
【０００９】
［分散媒］
分散媒は、高い電気抵抗率、具体的には１０10Ωｃｍ以上を有する誘電性の液体であることが好ましい。仮に電気抵抗率の低い分散媒を使用すると、隣接する記録電極間で電気的導通を生じさせるため、本形態には不向きである。また、誘電性液体の比誘電率は５以下が好ましく、より好ましくは４以下、更に好ましくは３．５以下である。このような比誘電率の範囲とすることによって、誘電性液体中の荷電粒子に有効に電界が作用されるため好ましい。
【００１０】
本発明に用いる分散媒としては、直鎖状もしくは分岐状の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、または芳香族炭化水素、およびこれらの炭化水素のハロゲン置換体、シリコンオイル等がある。例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソドデカン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン、トルエン、キシレン、メシチレン、アイソパーＣ、アイソパーＥ、アイソパーＧ、アイソパーＨ、アイソパーＬ、アイソパーＭ（アイソパー：エクソン社の商品名）、シェルゾール７０、シェルゾール７１（シェルゾール：シェルオイル社の商品名）、アムスコＯＭＳ、アムスコ４６０溶剤（アムスコ：スピリッツ社の商品名）、ＫＦ−９６Ｌ（信越シリコーン社の商品名）等を単独又は混合して用いることができる。インク組成物全体に対する分散媒の含有量は、２０〜９９質量％の範囲内であることが好ましい。２０質量％以上において、良好に色材を含有する粒子を分散媒に分散することができ、また、９９質量％以下において、色材の含有量を充足することができる。
【００１１】
［色材］
本発明に用いる色材としては、公知の染料および顔料を使用することができ、用途や目的に応じて選択することができる。例えば、記録された画像記録物（印刷物）の色調の観点からは、顔料を用いることが好ましい（例えば、技術情報協会発行  「顔料分散安定化と表面処理技術・評価」  ２００１年１２月２５日  第１刷参照。以下「非特許文献１」とも称する）。色材を変更することにより、イエロー、マゼンタ、シアン、墨（ブラック）の４色のインクを作成することができる。特に、オフセット印刷用インクやプルーフに用いられる顔料を使用するとオフセット印刷物と同様な色調が得られるので好ましい。
【００１２】
イエローインク用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４等のモノアゾ顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、 Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７等のジスアゾ顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０等の非ベンジジン系のアゾ顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１００等のアゾレーキ顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９５等の縮合アゾ顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１５等の酸性染料レーキ顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８等の塩基性染料レーキ顔料、フラバントロンイエロー等のアントラキノン系顔料、イソインドリノンイエロー３ＲＬＴ等のイソインドリノン顔料、キノフタロンイエロー等のキノフタロン顔料、イソインドリンイエロー等のイソインドリン顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５３等のニトロソ顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１７等の金属錯塩アゾメチン顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９等のイソインドリノン顔料などが挙げられる。
【００１３】
マゼンタインク用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３等のモノアゾ系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３８等のジスアゾ顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３：１等やＣ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１等のアゾレーキ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４等の縮合アゾ顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７４等の酸性染料レーキ顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８１等の塩基性染料レーキ顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７等のアントラキノン系顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８８等のチオインジゴ顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１９４等のペリノン顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９等のペリレン顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２等のキナクリドン顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８０等のイソインドリノン顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８３等のアリザリンレーキ顔料等が挙げられる。
【００１４】
シアンインク用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉピグメントブルー２５等のジスアゾ系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５等のフタロシアニン顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２４等の酸性染料レーキ顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１等の塩基性染料レーキ顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０等のアントラキノン系顔料、 Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１８等のアルカリブルー顔料等が挙げられる。
【００１５】
墨インク用の顔料としては、例えば、アニリンブラック系顔料等の有機顔料や酸化鉄顔料、及び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顔料類等が挙げられる。
更にマイクロリス−Ａ，−Ｋ，−Ｔなどのマイクロリス顔料に代表される加工顔料も好適に使用できる。その具体例としてはマイクロリスイエロー４Ｇ−Ａ，マイクロリスレッドＢＰ−Ｋ，マイクロリスブルー４Ｇ−Ｔ，マイクロリスブラックＣ−Ｔなどが挙げられる。
また、白インク用の顔料として炭酸カルシウムや酸化チタン顔料を、銀インク用としてアルミニウム粉を、金インク用として銅合金を用いる等、必要に応じて各種の顔料を使用することができる。
【００１６】
顔料は、基本的には一色につき一種類の顔料を使うことが、インク製造の簡便性の点で好ましいが、色相調整として例えば、墨インク用に、カーボンブラックにフタロシアニンを混合するなど、場合によっては２種以上併用することも好ましい。また、ロジン処理等、公知の方法により顔料を表面処理した後使用してもよい（前述の非特許文献１）。
インク組成物全体に対する顔料の含有量は、０．１〜５０質量％の範囲内であることが好ましい。０．１質量％以上において、顔料量が充足し、印刷物において充分良好な発色
が得られ、また、５０質量％以下において、色材を含有する粒子を分散媒に良好に分散させることができる。さらに好ましくは、１〜３０質量％である。
【００１７】
［被覆ポリマー］
本発明において、顔料等の色材は、被覆ポリマーにより絡み被覆された状態で分散媒に分散（粒子化）される。被覆ポリマーで被覆することにより、色材が持つ荷電を遮蔽し望ましい荷電特性を付与することができる。また本発明においては、下記で説明するように、加熱した定着部材を用いて画像を定着する定着工程を有するが、この際被覆ポリマーが熱により溶融し、効率よく定着できる。
【００１８】
本発明では、被覆ポリマーは、動的弾性率が５０℃で５×１０5Ｐａ以上、７０℃で２×１０5Ｐａ以下、かつ８０℃で１×１０3Ｐａ以上であることが望ましい。
【００１９】
ポリマー物性としての動的弾性率は、ポリマーの変形しやすさや流動性を示し、その挙動はレオロジーと呼ばれる学問体系に属している。
本発明者らの検討によれば、動的弾性率は、インク画像の定着性の指標となり、耐ブロッキング性及び耐摩擦性に深く関係することが見出された。つまり動的弾性率は、インク粒子の熱的流動性、すなわちフロー性、上に重ねられた被記録媒体への画像の裏移りのしにくさ、すなわち耐ブロッキング性、そしてインク画像の熱定着時におけるヒートローラのような定着部材へ画像の一部が転移するオフセット性等と深く関係する。
そして被覆ポリマーの動的弾性率が５０℃で５×１０5Ｐａ以上であることにより、定着された画像の耐ブロッキング性が良好となり、７０℃で２×１０5Ｐａ以下であることにより、インク粒子のフロー性が良好となり、そして８０℃で１×１０3Ｐａ以上であることにより、オフセット性が改善される。本発明によれば更に該被覆ポリマーの定着温度における動的弾性率が、定着部材の表面層の静的弾性率よりも低いことによって、インク画像に極めて良好な「定着性」を付与することができ、耐ブロッキング性を保持しつつ、オフセット印刷のカラープルーフの作成やカラーオンデマンド印刷等に要求される、印刷物に近似する高画質な画像を低温かつ高速で形成することができる。
被覆ポリマーの動的弾性率は、５０℃で７×１０5Ｐａ以上、７０℃で１．５×１０5Ｐａ以下、８０℃で５×１０3以上Ｐａとすることが好ましく、５０℃で１×１０6Ｐａ以上、７０℃で１×１０5Ｐａ以下、８０℃で１×１０4Ｐａ以上であることがより好ましい。
【００２０】
動的弾性率の測定は、当業界でよく知られ、再現性よく測定可能であるが、例えばレオメーターと称する測定装置を用い、熱溶融させたポリマーをローター（ギャップ１ｍｍ）で挟み、ある一定の周波数で振動を与え、その周波数のズレから求めることができる。
さらに具体的には、例えば試料の微粉砕物３ｇをＵＢＭ社製レオメーター「Ｒｈｅｏｓｏｌ−Ｇ１０００型」の試料チャンバー内にセットし、所定の測定方法に則りまず２００℃でこれを溶融させたのち、温度を降下させながらローターを周波数１Ｈｚで振動させ自動的に「温度−動的弾性率曲線」を記録し、５０℃、７０℃、８０℃における動的弾性率を測定することができる。
【００２１】
本発明において、被覆ポリマーとして特に好適に使用されるポリマーは、下記一般式（１）〜（３）で示される構成単位のいずれか１つを少なくとも含有するポリマーである。
【００２２】
【化１】
2006347023.tif 000002
【００２３】
式中、Ｘ11は、酸素原子または−Ｎ(Ｒ13)−を示す。Ｒ11は、水素原子またはメチル基を示し、Ｒ12は、炭素数１から３０個の炭化水素基を示し、Ｒ13は、水素原子または炭素数１から３０の炭化水素基を示す。Ｒ21は、水素原子または炭素数１から２０の炭化水素基を示す。Ｒ31及びＲ32は、それぞれ、炭素数１から２０個の２価の炭化水素基を示す。尚、Ｒ12、Ｒ21、Ｒ31、Ｒ32の炭化水素基中にエーテル結合、アミノ基、ヒドロキシ基、または、ハロゲン置換基を含んでいてもよい。
【００２４】
一般式（１）で示される構成単位を含有するポリマーは、対応するラジカル重合性モノマーを公知の方法によりラジカル重合することにより得られる。用いられるラジカル重合性モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル等の（メタ）アクリル酸エステル類、及び、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−フェニル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド類が挙げられる。
【００２５】
一般式（２）で示される構成単位を含有するポリマーは、対応するラジカル重合性モノマーを公知の方法によりラジカル重合することにより得られる。用いられるラジカル重合性モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブタジエン、スチレン、４−メチルスチレン等が挙げられる。
【００２６】
一般式（３）で示される構成単位を含有するポリマーは、対応するジカルボン酸または酸無水物とジオールとを公知の方法で脱水縮合することにより得られる。用いられるジカルボン酸としては、コハク酸無水物、アジピン酸、セバシン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、１，４−フェニレンジ酢酸、ジグリコール酸等が挙げられる。また、用いられるジオールとしては、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，１０−デカンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，４−ベンゼンジメタノール、ジエチレングリコール等が挙げられる。
【００２７】
一般式（１）〜（３）で示される構成単位のいずれか１つを少なくとも含有するポリマーは、一般式（１）〜（３）で示される構成単位のホモポリマーであってもよく、他の構成成分との共重合体（コポリマー）であってもよい。また、これらのポリマーは、被覆ポリマーとして単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２８】
本発明において用いられる被覆ポリマーは、前述のように、動的弾性率が５０℃で５×１０5Ｐａ以上、７０℃で２×１０5Ｐａ以下、かつ８０℃で１×１０3Ｐａ以上であることが望ましい。そしてこの動的弾性率を有することにより、耐ブロッキング性を保持したまま被覆ポリマーのフロー温度を低減することができる。即ちこれは低温でシャープな溶融挙動を示すことを意味しており、短い加熱時間で画質劣化の極めて少ない画像定着を可能にしている。
図１は、温度に対するポリマーの動的弾性率の変化を示すグラフである。
図１において、曲線ｂのような温度−動的弾性率曲線を有するポリマーは、５０℃を超えてすぐに、一つの明らかな変曲点を示している。したがって、動的弾性率が５０℃で５×１０5Ｐａ以上であるにもかかわらず、７０℃で２×１０5Ｐａ以下となり得る。これに対し、曲線ａのような温度−動的弾性率曲線を有するポリマーは、変曲点をもたないために、７０℃における動的弾性率が十分に低下しない。したがって、曲線ａのポリマーは、低温でシャープな溶融挙動を示さず、短い加熱時間での良好な画像定着が困難である。
加えて、動的弾性率が８０℃で１×１０3Ｐａ以上であることで、低温フロー性を保持しつつ被覆ポリマーの弾性を確保でき、定着部材表面へのインク粒子の付着を防止することが可能となる。このため耐オフセット性が向上する。即ち、被覆ポリマーの動的弾性率を上記条件を満たすように調整することで、ポリマーがフロー状態であっても定着部材表面への付着は起きないことになる。被覆ポリマーの動的弾性率は、共重合成分比や、併用する結晶性ポリエステルのブレンド比などを調整することで調整できる。図２は、図１と同様に、温度に対するポリマーの動的弾性率の変化を示すグラフであるが、ポリマーの動的弾性率が８０℃で１×１０3Ｐａ以上となるためには、曲線ｃに示すように、７０℃を超えたあたりで二つめの変曲点を有しているのがよい。これに対し、曲線ｄのような温度−動的弾性率曲線を有するポリマーは、変曲点を一つしかもたないために、８０℃における動的弾性率が１×１０3Ｐａ以上とならない。また曲線ｅのような温度−動的弾性率曲線を有するポリマーは、変曲点を二つ有しているものの、本発明で好ましい５０℃、７０℃および８０℃での動的弾性率を示していない。したがって、曲線ｄ，ｅのポリマーは、耐オフセット性に劣るものとなる。また、ｅのポリマーは上に重ねられた被印刷媒体の裏面へ画像が付着すること（ブロッキング）が起きやすい。
このように、本発明において用いられる被覆ポリマーは、温度に対する動的弾性率曲線が、５０〜８０℃の範囲内において二つの変曲点を有することが好ましい。また、被覆ポリマーとして、結晶性ポリエステル類、結晶性ポリエチレン類、結晶性ポリエチレングリコール類またはこれらの混合物などの結晶性ポリマーを併用することでフロー性をさらに向上することができる。
【００２９】
インク組成物全体に対する被覆ポリマーの含有量は、０．１〜４０質量％の範囲内であることが好ましい。０．１質量％以上において、被覆ポリマーの量が充足し、良好な定着性が得られるとともに、４０質量％以下において、色材と被覆ポリマーを含有する粒子を良好に形成することができる。
【００３０】
［分散剤］
本発明においては、色材と被覆ポリマーの混合物を分散媒中に分散（粒子化）するが、粒子直径を制御し、かつ粒子の沈降を抑制するために分散剤を使用することがさらに好ましい。
好適な分散剤としては、ソルビタンモノオレエート等のソルビタン脂肪酸エステルや、ポリオキシエチレンジステアレート等のポリエチレングリコール脂肪酸エステルに代表される界面活性剤が挙げられる。また、例えば、スチレンとマレイン酸のコポリマー、及びそのアミン変性物、スチレンと（メタ）アクリル化合物のコポリマー、（メタ）アクリル系ポリマー、ポリエチレンと（メタ）アクリル化合物のコポリマー、ロジン、ＢＹＫ−１６０、１６２、１６４、１８２（ビックケミー社製のポリウレタン系ポリマー）、ＥＦＫＡ−４０１、４０２（ＥＦＫＡ社製のアクリル系ポリマー）、ソルスパース１７０００，２４０００（ゼネカ社製のポリエステル系ポリマー）等が挙げられる。本発明においては、インク組成物の長期間保存安定性の観点から、質量平均分子量が１，０００〜１，０００，０００の範囲内であり、かつ多分散度（質量平均分子量／数平均分子量）が、１．０〜７．０の範囲内であるポリマーが好ましい。さらに、グラフトポリマーまたはブロックポリマーを用いることが最も好ましい。
【００３１】
本発明において分散剤として特に好適に用いられるポリマーは、下記一般式（５）及び（６）で示される構成単位の少なくともいずれか一方からなる重合体成分と、下記一般式（７）で示される構成単位を少なくともグラフト鎖として含有する重合体成分とを少なくとも含有するグラフトポリマーである。
【００３２】
【化２】
2006347023.tif 000003
【００３３】
式中、Ｘ51は、酸素原子または−Ｎ(Ｒ53)−を示す。Ｒ51は、水素原子またはメチル基を示し、Ｒ52は、炭素数１から１０個の炭化水素基を示し、Ｒ53は、水素原子または炭素数１から１０の炭化水素基を示す。Ｒ61は、水素原子、炭素数１から２０の炭化水素基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、または、炭素数１から２０個のアルコキシ基を示す。Ｘ71は、酸素原子または−Ｎ(Ｒ73)−を示す。Ｒ71は、水素原子またはメチル基を示し、Ｒ72は、炭素数４から３０個の炭化水素基を示し、Ｒ73は、水素原子または炭素数１から３０の炭化水素基を示す。尚、Ｒ52、Ｒ72の炭化水素基中にエーテル結合、アミノ基、ヒドロキシ基、または、ハロゲン原子を含んでいてもよい。
【００３４】
上記グラフトポリマーは、一般式（７）に対応するラジカル重合性モノマーを、好ましくは連鎖移動剤の存在下重合し、得られたポリマーの末端に重合性官能基を導入し、さらに、一般式（５）または（６）に対応するラジカル重合性モノマーと共重合することにより得ることができる。
【００３５】
一般式（５）に対応するラジカル重合性モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸ベンジル等、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルの（メタ）アクリル酸エステル類、及び、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−フェニル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド類が挙げられる。
【００３６】
一般式（６）に対応するラジカル重合性モノマーとしては、例えば、スチレン、４−メチルスチレン、クロロスチレン、メトキシスチレン等が上げられる。
また、一般式（６）に対応するラジカル重合性モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸ステアリル、等が挙げられる。
これらのグラフトポリマーの具体例としては、下記の構造式で示されるポリマーが挙げられる。
【００３７】
【化３】
2006347023.tif 000004
【００３８】
【化４】
2006347023.tif 000005
【００３９】
一般式（５）及び（６）で示される構成単位のいずれか１つを少なくとも含有する重合体成分と、一般式（７）で示される構成単位を少なくともグラフト鎖として含有する重合成分とを含有するグラフトポリマーは、一般式（５）及び／又は（６）、並びに一般式（７）で示される構成単位のみを有していてもよいし、他の構成成分を含有していてもよい。グラフト鎖を含有する重合体成分と、其れ以外の重合体成分との好ましい組成質量比は、１０：９０〜９０：１０である。この範囲において、良好な粒子形成性が得られ、所望の粒子直径を得やすく、好ましい。これらのポリマーは、分散剤として単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４０】
インク組成物全体に対する分散剤の含有量は、０．０１〜３０質量％の範囲内であることが好ましい。この範囲内において、良好な粒子形成性が得られ、所望の粒子直径を得ることができる。
【００４１】
［荷電調整剤］
本発明においては、色材と被覆ポリマーの混合物を、分散剤を用いて分散媒中に分散（粒子化）することが好ましく、粒子の荷電量を制御するために荷電調整剤を併用することがさらに好ましい。
好適な荷電調整剤としては、ナフテン酸ジルコニウム塩、オクテン酸ジルコニウム塩等の有機カルボン酸の金属塩、ステアリン酸テトラメチルアンモニム塩等の有機カルボン酸のアンモニム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ジオクチルスルホコハク酸マグネシウム塩等の有機スルホン酸の金属塩、トルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩等の有機スルホン酸のアンモニウム塩、スチレンと無水マレイン酸のコポリマーをアミンで変性したカルボン酸基を含有するポリマー等の側鎖にカルボン酸基を有するポリマー、メタクリル酸ステアリルとメタクリル酸のテトラメチルアンモニウム塩の共重合体等の側鎖にカルボン酸アニオン基を有するポリマー、スチレンとビニルピリジンの共重合体等の側鎖に窒素原子を有するポリマー、メタクリル酸ブチルとＮ−（２−メタクリロイルオキシエチル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムトシラート塩との共重合体等の側鎖にアンモニウム基を有するポリマー等が挙げられる。粒子に付与される荷電は、正荷電であっても負荷電であってもよい。インク組成物全体に対する分散剤の含有量は、０．
０００１〜１０質量％の範囲内であることが好ましい。この範囲内において、インク組成物の電気伝導度を、１０ｎＳ／ｍ〜３００ｎＳ／ｍの範囲内に容易に調整できる。更に、荷電粒子の電気伝導度を、インク組成物の電気伝導度の５０％以上に容易に調整できる。
【００４２】
［その他の成分］
本発明においては、さらに、腐敗防止のために防腐剤や、表面張力を制御するための界面活性剤等を目的に応じて含有することができる。
【００４３】
［荷電粒子の作成］
以上の成分を用い、色材と被覆ポリマーを分散（粒子化）することにより、本発明におけるインク組成物を作成することができる。分散（粒子化）する方法としては、例えば下記の方法が挙げられる。
（１）色材と被覆ポリマーをあらかじめ混合した後、分散剤と分散媒を用いて分散（粒子化）し、荷電調整剤を加える。
（２）色材、被覆ポリマー、分散剤と分散媒を同時に用いて分散（粒子化）し、荷電調整剤を加える。
（３）色材、被覆ポリマー、分散剤、荷電調整剤と分散媒を同時に用いて分散（粒子化）する。
【００４４】
混合や分散する際に用いられる装置としては、例えば、ニーダー、ディゾルバー、ミキサー、高速ディスパーザー、サンドミル、ロールミル、ボールミル、アトライター、ビーズミル（前述の非特許文献１）等が挙げられる。
【００４５】
本発明におけるインク粒子（荷電粒子）は、０.５〜４μｍ、好ましくは０.７〜３．５μｍ、より好ましくは０.８〜３μｍの直径を有するのがよい。このサイズは、通常の電子写真液体現像剤トナー（０.１〜０.４μｍ）より大きく、通常の電子写真乾式現像剤トナー（５〜１５μｍ）より小さい。
【００４６】
本発明のインク組成物の粘度（２０℃）は、０．５〜５ｍＰａ・ｓの範囲内が好ましい。好ましくは、０．８〜４ｍＰａ・ｓの範囲内である。また、インク組成物の表面張力は、１０〜７０ｍＮ／ｍの範囲内であることが好ましい。さらに好ましくは、１５〜５０ｍＮ／ｍの範囲内である。
【００４７】
［インクジェット記録装置］
本発明では、以上記述したインク組成物を、インクジェット記録方式により、被記録媒体へ記録する。本発明においては、静電界を利用したインクジェット記録方式を用いることが好ましい。静電界を利用するインクジェット記録方式は、制御電極と被記録媒体背面の背面電極間に電圧を印加することにより、インク組成物の荷電粒子を静電力によって吐出位置に濃縮し、吐出位置から記録媒体へ飛翔させる方式である。制御電極と背面電極間に印加する電圧は、例えば荷電粒子が正の場合、制御電極が正極であり背面電極が負極となる。背面電極へ電圧を印加する代わりに被記録媒体に帯電を行っても同様の効果が得られる。
【００４８】
インクを飛翔させる方式として、例えば、注射針のようなニードル状の先端からインクを飛翔させる方式があり、本発明のインク組成物を用いて記録することができる。ただし、荷電粒子を濃縮・吐出した後の荷電粒子の補給が難しく安定に長期間の記録を行うことが難しい。荷電粒子を強制的に供給するため、インクを循環させる場合には、注射針先端からインクを溢れさせる方法になるため、吐出位置である注射針先端のメニスカス形状が安定せず、安定な記録を行うことが困難であり、短期間の記録に適している。
【００４９】
一方、吐出開口部からインク組成物を溢れさせることなく、インク組成物を循環させる方法が好ましく用いられる。例えば、吐出開口を有するインク室内にインクが循環されており、吐出開口周縁に形成された制御電極に電圧を印加することによって、吐出開口中に存在しており先端が被記録媒体側に向いたインクガイドの先端から、濃縮されたインク滴が飛翔する方法では、インクの循環による荷電粒子の補給と、吐出位置のメニスカス安定性を両立することができるため、長期間安定に記録を行うことができる。さらに本方式ではインクが外気と接する部分が吐出開口部だけと非常に少ないため、溶媒の蒸発を抑え、インク物性が安定化するため、本発明において好適に使用することができる。
【００５０】
本発明のインク組成物を適用するに適したインクジェット記録装置の構成例を以下に示す。
まずは、図３に示す記録媒体に片面４色印刷を行う装置の概要について説明する。
図３に示されるインクジェット記録装置１は、フルカラー画像形成を行うための４色分の吐出ヘッド２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ及び２Ｋから構成される吐出ヘッド２にインクを供給し、さらに吐出ヘッド２からインクを回収するインク循環系３、図示されないコンピュータ、ＲＩＰ（ラスター・イメージ・プロセッサ）等の外部機器からの出力により吐出ヘッド２を駆動させるヘッドドライバ４、位置制御手段５を備える。またインクジェット記録装置１は、３つのローラ６Ａ、６Ｂ、６Ｃに張架された搬送ベルト７、搬送ベルト７の幅方向の位置を検知可能な光学センサなどで構成された搬送ベルト位置検知手段８、被記録媒体Ｐを搬送ベルト上に保持するための静電吸着手段９、画像形成終了後に被記録媒体Ｐを搬送ベルト７から剥離するための除電手段１０及び力学的手段１１を備える。搬送ベルト７の上流、下流には、被記録媒体Ｐを図示されないストッカーから搬送ベルト７に供給するフィードローラ１２及びガイド１３、剥離後の被記録媒体Ｐへインクを定着させると共に図示されない排紙ストッカーに搬送する定着手段１４及びガイド１５が配置されている。またインクジェット印刷装置１の内部には、搬送ベルト７を挟んで吐出ヘッド２に対向する位置には、被記録媒体位置検出手段１６を有し、さらにインク組成物から発生する溶媒蒸気を回収するための排出ファン１７及び溶媒蒸気吸着材１８からなる溶媒回収部が配置され、装置内部の蒸気は該回収部を通って装置外部に排出される。
【００５１】
フィードローラ１２は公知のローラが使用でき、被記録媒体に対するフィード能力が高まるように配置される。また被記録媒体Ｐ上には垢・紙粉等が付着していることがあるため、それらの除去を行うことが望ましい。フィードローラによって供給された被記録媒体Ｐは、ガイド１３を経て、搬送ベルト７に搬送される。搬送ベルト７の裏面（好ましくは金属裏面）はローラ６Ａを介して設置されている。搬送された被記録媒体は、静電吸着手段９により搬送ベルト上に静電吸着される。図３では、負の高圧電源に接続されたスコロトロン帯電器により静電吸着がなされる。静電吸着手段９により、被記録媒体Ｐが搬送ベルト７上に浮き無く静電吸着されると共に、被記録媒体表面を均一帯電する。ここでは静電吸着手段を被記録媒体の帯電手段としても利用しているが、別途設けてもよい。帯電された被記録媒体Ｐは、搬送ベルト７によって吐出ヘッド部まで搬送され、帯電電位をバイアスとして記録信号電圧を重畳することにより静電インクジェット画像形成がなされる。画像形成された被記録媒体Ｐは、除電手段１０により除電され、力学的手段１１により搬送ベルト７により剥離されて定着部へ搬送される。剥離された被記録媒体Ｐは、画像定着手段１４に送られ、定着がなされる。定着された被記録媒体Ｐは、ガイド１５を通って図示されない排紙ストッカーに排紙される。また、該装置は、インク組成物から発生する溶媒蒸気の回収手段を有する。回収手段は溶媒蒸気吸収材１８からなり、排気ファン１７により機内の溶媒蒸気を含む気体が吸着材に導入され、蒸気が吸着回収された後、機外に排気される。該装置は、上記例に限定されず、ローラ、帯電器等の構成デバイスの数、形状、相対配置、帯電極性等は任意に選べる。また上記システムでは４色描画について記述しているが、淡色インクや特色インクと組み合わせて、より多色のシステムとしてもよい。
【００５２】
上記インクジェット印刷方法に使用されるインクジェット記録装置は、吐出ヘッド２、インク循環系３からなり、インク循環系３は、さらにインクタンク、インク循環装置、インク濃度制御装置、インク温度管理装置等を有し、インクタンク内には撹拌装置を含んでいてもよい。
【００５３】
吐出ヘッド２としては、シングルチャンネルヘッド、マルチチャンネルヘッド、又はフルラインヘッドを使うことができ、搬送ベルト７の回転により主走査を行う。
本発明で好適に使用されるインクジェットヘッドは、インク流路内での荷電粒子を電気泳動させて開口付近のインク濃度を増加させ、吐出を行うインクジェット方法であり、主に被記録媒体又は被記録媒体背面に配置された対向電極に起因する静電吸引力によりインク滴の吐出を行うものである。従って、被記録媒体又は対向電極がヘッドに対向していない場合や、ヘッドと対向する位置にあっても被記録媒体又は対向電極に電圧が印加されていない場合には、誤って吐出電極に電圧が印加された場合や振動が与えられた場合でもインク滴の吐出は起こらず、装置内を汚すことはない。
【００５４】
上記インクジェット装置に好適に使用される吐出ヘッドを図４及び図５に示す。図４及び図５に示すように、インクジェットヘッド７０は、一方向のインク流Ｑが形成されるインク流路７２の上壁を構成する電気絶縁性の基板７４と、インクを被記録媒体Ｐへ向けて吐出する複数の吐出部７６とを有する。吐出部７６には、いずれもインク流路７２から飛翔するインク滴Ｇを被記録媒体Ｐへ向けて案内するインクガイド部７８が設けられ、基板７４には、インクガイド部７８がそれぞれ挿通する開口７５が形成されており、インクガイド部７８と開口７５の内壁面との間にはインクメニスカス４２が形成されている。インクガイド部７８と被記録媒体Ｐとのギャップｄは２００μｍ〜１０００μｍ程度であることが好ましい。また、インクガイド部７８は、下端側で支持棒部４０に固定されている。
【００５５】
基板７４は、２つの吐出電極を所定間隔で離して電気的に絶縁している絶縁層４４と、絶縁層４４の上側に形成された第１吐出電極４６と、第１吐出電極４６を覆う絶縁層４８と、絶縁層４８の上側に形成されたガード電極５０と、ガード電極５０を覆う絶縁層５２とを有する。また、基板７４は、絶縁層４４の下側に形成された第２吐出電極５６と、第２吐出電極５６を覆う絶縁層５８とを有する。ガード電極５０は、第１吐出電極４６や第２吐出電極５６に印加された電圧によって隣接する吐出部に電界上の影響が生じることを防止するために設けられる。
【００５６】
更に、インクジェットヘッド７０には、インク流路７２の底面を構成すると共に、第１吐出電極４６及び第２吐出電極５６に印加されたパルス状の吐出電圧によって定常的に生じる誘導電圧により、インク流路７２内の正に帯電したインク粒子（荷電粒子）Ｒを上方へ向けて（すなわち被記録媒体側に向けて）泳動させる浮遊導電板６２が電気的浮遊状態で設けられている。また、浮遊導電板６２の表面には、電気絶縁性である被覆膜６４が形成されており、インクへの電荷注入等によりインクの物性や成分が不安定化することを防止する。絶縁性被覆膜の電気抵抗は、１０12Ω・cm以上が好ましく、より望ましくは１０13Ω・cm以上である。また、絶縁性被覆膜はインクに対して耐腐食性であることが望ましく、これにより、浮遊導電板６２がインクに腐食されることが防止される。また、浮遊導電板６２は下方から絶縁部材６６で覆われており、このような構成により、浮遊導電板６２は完全に電気的絶縁状態にされている。
【００５７】
浮遊導電板６２は、ヘッド１ユニットにつき１個以上である（例えば、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４つのヘッドがあった場合、浮遊導電板数は最低各１個ずつ有し、ＣとＭのヘッドユニット間で共通の浮遊導電板とすることはない）。
【００５８】
図５に示すように、インクジェットヘッド７０からインクを飛翔させて被記録媒体Ｐに記録するには、インク流路７２内のインクを循環させることによりインク流Ｑを発生させた状態にし、ガード電極５０に所定の電圧（例えば＋１００Ｖ）を印加する。更に、インクガイド部７８に案内されて開口７５から飛翔したインク滴Ｇ中の正の荷電粒子Ｒが被記録媒体Ｐにまで引きつけられるような飛翔電界が、第１吐出電極４６及び第２吐出電極５６と、被記録媒体Ｐとの間に形成されるように、第１吐出電極４６、第２吐出電極５６及び被記録媒体Ｐに正電圧を印加する（ギャップｄが５００μｍである場合に、１ｋＶ〜３．０ｋＶ程度の電位差を形成することを目安とする）。
【００５９】
この状態で、画像信号に応じて第１吐出電極４６及び第２吐出電極５６にパルス電圧を印加すると、荷電粒子濃度が高められたインク滴Ｇが開口７５から吐出する（例えば、初期の荷電粒子濃度が３〜１５％である場合、インク滴Ｇの荷電粒子濃度が３０％以上になる）。
その際、第１吐出電極４６と第２吐出電極５６の両者にパルス電圧が印加された場合にのみインク滴Ｇが吐出するように、第１吐出電極４６と第２吐出電極５６とに印加する電圧値を調整しておく。
【００６０】
このように、パルス状の正電圧を印加すると、開口７５からインク滴Ｇがインクガイド部７８に案内されて飛翔し、被記録媒体Ｐに付着すると共に、浮遊導電板６２には、第１吐出電極４６及び第２吐出電極５６に印加された正電圧により正の誘導電圧が発生する。第１吐出電極４６及び第２吐出電極５６に印加される電圧がパルス状であっても、この誘導電圧はほぼ定常的な電圧である。従って、浮遊導電板６２及びガード電極５０と、被記録媒体Ｐとの間に形成される電界によって、インク流路７２内で正に帯電している荷電粒子Ｒは上方へ移動する力を受け、基板７４の近傍で荷電粒子Ｒの濃度が高くなる。図５に示すように、使用する吐出部（すなわちインク滴を吐出させるチャンネル）の個数が多い場合、吐出に必要な荷電粒子数が多くなるが、使用する第１吐出電極４６及び第２吐出電極５６の枚数が多くなるため、浮遊導電板６２に誘起される誘導電圧は高くなり、被記録媒体側へ移動する荷電粒子Ｒの個数も増大する。
【００６１】
上記では、着色粒子が正荷電に帯電している例について説明したが、着色粒子は負荷電に帯電されていてもよい。その場合には、上記の帯電極性は、すべて逆極性となる。
【００６２】
本発明の画像形成方法は、被記録媒体へのインク吐出後、加熱した定着部材を画像に接触させて定着処理を行う工程を有する。用いられる定着部材としては、ヒートローラのようなローラ、無端ベルトが好ましい。加熱温度は、定着の容易さから、４０℃〜２００℃の範囲内であることが好ましい。また、定着の時間は、１マイクロ秒〜２０秒の範囲内であることが好ましい。被記録媒体に対する定着部材の圧力は０．０１Ｐａ〜１０Ｐａが好ましく０．０５Ｐａ〜５Ｐａがより好ましい。
【００６３】
図６は、本発明の画像形成装置の一例を説明するための図である。図６において、画像形成装置１１０は、被記録媒体に画像を記録する画像形成手段１１２を経た後、定着手段１１４により定着処理が行われる。定着手段１１４は、例えば画像を加圧して被記録媒体Ｐに定着させる第１加圧ローラ１７０と、被記録媒体を介して反対側に設けられる第２加圧ローラ１７２を備え、被記録媒体Ｐが両ローラに挟持搬送される構造を有する装置が好ましい。また、第１加圧ローラ１７０は内部にヒータやハロゲンランプなどの加熱源を内臓するヒートローラであることが好ましい。これとは別に第１加圧ローラ１７０には加熱手段を設けずに、第２加圧ローラ１７２に加熱手段を設けてもよく、両ローラに加熱手段を設けてもよい。第１加圧ローラ１７０は、弾性（易変形性）を有するものであれば、各種のものが利用可能である。一例として、ローラの芯材（基体）を弾性層で被覆した単層構成のローラ；弾性層を、さらに離型層で被覆した２層構成のローラ；弾性層と離型層との間に、中間層を有する３層構成のローラ；が例示される。
【００６４】
ローラの芯材は、加圧に対して十分な強度を有するものが、各種利用可能であるが、好ましくは、熱伝導性の良好な材料で形成される物が好ましい。具体的には、Ａ５０５６、Ａ５０５２、Ａ５０８３、Ａ６０６３等のアルミニウム材のローラ、ＳＴＫＭ１１等の非磁性ステンレス鋼材のローラ等が例示される。第１加圧ローラ１７０に加熱源を内蔵する場合は、中空の円筒体を用いる。なお、第１加圧ローラ１７０が加熱源を有さない場合には、芯材の熱伝導性は、必ずしも高い必要はない。
【００６５】
弾性層は、シリコンゴムやフッ素ゴム等の合成ゴムで形成すればよい。特に、単層構成とする場合には、画像記録後の被記録媒体Ｐとの離型性に優れるＬＴＶ（低温加硫型）シリコンゴムが好適に例示される。
また、加熱定着時における熱伝導性を向上するために、これらの合成ゴム中に、フィラーとしてシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム等の金属酸化物の粉末を５〜３０質量％配合するもの好ましい。また、同様の理由で、フィラーとして導電性カーボンブラックを用いてもよく、この際には、弾性層の電気抵抗を低減し、帯電防止を図れる。
【００６６】
離型層は、被記録媒体Ｐとの離型性を向上するためのものである。離型層は、例えば、ＰＦＡ（フッ素樹脂）製のチューブで弾性層を被覆して形成してもよく、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂塗料を弾性層の表面に塗布して形成してもよい。
【００６７】
また、前記弾性層の表面に、フッ素ゴムとフッ素樹脂とを混合して形成した中間層を形成し、その上に前記離型層を形成した３層構成とすることにより、弾性層と離型層との接着性向上、中間層の緩衝作用による離型層の損傷（クラックの発生等）防止等を図った３層構成の第１加圧ローラ１７０も好適である。
さらに、弾性層として耐熱性に優れるＨＴＶ（高温加硫型）シリコンゴムを用い、その上に弾性層の膨潤を防止するためのフッ素ゴム層を中間層として設け、中間層の上に離型層としてＬＴＶシリコンゴム層を設けてなる、３層構成の第１加圧ローラ１７０も、好適である。
【００６８】
他方、第２加圧ローラ１７２は、前記第１加圧ローラ１７０と同様のローラが各種利用可能である。なお、第２加圧ローラ１７２が加熱源を有さない場合には、芯材の熱伝導性は、必ずしも高い必要はない。また、第２加圧ローラ１７２は、逆クラウンローラであってもよい。
これ以外にも、芯材をシリコンゴム層、フッ素ゴム層、シリコンゴムなどの発泡材を用いたスポンジ状の発泡ゴム層等で被覆してなるソフトローラも、好適に利用可能である。さらに、芯材をＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどのフッ素樹脂や、ＰＦＴチューブ等で被覆してなるハードローラも好適に利用可能である。
【００６９】
本発明の画像形成装置１１０において、加熱定着の手段は、図示例のような第１加圧ローラ１７０と第２加圧ローラ１７２とを用いる物に限定はされず、図７に示すような、ベルト方式の加熱定着手段も利用可能である。図６に示すローラ対による加熱定着手段は、構成が簡易でコスト的にも有利であるという利点を有し、このようなベルト方式は、高速印刷に好適に対応可能であるという利点を有する。
【００７０】
図７に示す加熱定着手段１７６は、ローラ１７８および１８２に張架されて回転する無端ベルト（エンドレスベルト）である定着ベルト１８４と、ローラ１８６および１８８に張架されて回転するエンドレスベルトである加圧ベルト１９０とを有して構成される。定着ベルト１８４は、被記録媒体Ｐの画像記録面に当接するように配置され、また、図示例においては、ローラ１７８内に、加熱源が内蔵される。
この加熱定着手段１７６は、定着ベルト１８４および加圧ベルト１９０（さらに、各ローラ）で被記録媒体Ｐを挟持搬送することにより、前記静電式のインクジェットによる画像の加熱定着処理を行う。
【００７１】
各ローラは、加熱定着のための押圧力に耐え得るものであれば、公知の各種のローラを用いることができる。なお、加熱源を内蔵するローラ１７８は、熱電導性の高い材料で形成するのが好ましいのは、もちろんである。
定着ベルト１８４は、表面が弾性を有し、本発明の定着部材となるエンドレスベルトである。このような定着ベルト１８４は、基本的に、前記第１加圧ローラ１７０と同様の材料からなる単層もしくは多層構成を有するエンドレスベルトを用いればよい。例えば、ニッケル電鋳による熱伝導性材料からなる基材（エンドレスベルト）やポリイミドのような耐熱性材料からなる基材の表面に、弾性層を積層した単層構成、弾性層と離型層とを積層した２層構成、弾性層と中間層と離型層とを積層した３層構成のエンドレスベルトが例示される。
また、加圧ベルト１９０も、定着ベルト１８４と同様の構成を有するエンドレスベルトを用いてもよく、あるいは、基材をＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどのフッ素樹脂等で被覆してなるエンドレスベルトを利用してもよい。
【００７２】
以上の例では、定着手段が被記録媒体Ｐの加熱を行う加熱部材を兼ねているが、本発明は、これに限定はされない。例えば、画像形成手段１１２の下流に画像記録済の被記録媒体Ｐの加熱のみを行う加熱部を形成し、その下流に、弾性を有し、かつ、本発明の特徴となる定着部材で構成される定着手段によって加圧を行って定着のみを行う定着部を設けてもよい。
さらに、定着ローラと加圧ベルトとを組み合わせた構成、定着ベルトと加圧ローラとを組み合わせた構成等も利用可能であり、この際においても、加熱手段は、いずれに有しても両方に有してもよい。
【００７３】
また、定着手段１１４には、加熱定着を行う手段以外にも、予備加熱手段、第１加圧ローラ１７０および／または第２加圧ローラ１７２のクリーニング手段、第１加圧ローラ１７０および／または第２加圧ローラ１７２の補助加熱手段、定着前の被記録媒体Ｐに溶媒を塗布して定着温度の低下を可能にする溶媒付与手段等を有してもよい。
【００７４】
ここで本発明の特徴である被覆ポリマーの動的粘弾性と定着部材の表面層の静的弾性率との関係について説明する。被覆ポリマーは定着時に熱と圧力を印加されて変形し紙等の被記録媒体に押し当てられる。この時の変形に関する物性要因はポリマーの粘弾性と称される。一般に加熱された状態で圧力（レオロジー学分野では応力と呼ばれる）を受けたポリマーは、瞬間的に歪む性質（瞬時易変形性、弾性）と、ある程度時間を掛けて歪む性質（粘性）を併せ持つことが知られている。これが粘弾性と呼ばれる性質であって、応力の周波数に対して依存性を有する事から動的粘弾性と言われる。被覆ポリマーは、前述のように、動的弾性率が５０℃で５×１０5Ｐａ以上、７０℃で２×１０5Ｐａ以下、かつ８０℃で１×１０3Ｐａ以上であることが望ましい。この場合、動的弾性率は、５０℃から８０℃にかけての３０℃の温度の違いで１００倍以上異なっている。これを利用することによって画像の耐ブロッキング性、定着性（耐画像磨耗性、同スクラッチ性）、オフセット性を並立し得る画像形成方法および装置の構築が可能となる。
一方定着部材として多く用いられるのはシリコンゴムやフッ素ゴム等の合成ゴムを弾性体とした単独の、もしくはその表面を離型層と言われる薄層で被覆した２層構成の、更にその間に中間層を設けた３層構成のゴムローラーである。画像に接触する定着部材の表面材料が合成ゴムであっても、例えばＰＦＡのような離型層であっても全体としては定着部材は弾性体として作用し、所謂ポリマーのような粘性特性はほとんど有しないと言える。
本発明における被覆ポリマーの動的弾性率は、定着部材の加熱温度、例えば
９０℃で１×１０2Ｐａ〜１×１０5Ｐａ、好ましくは３×１０2Ｐａ〜４×１０4Ｐａ、さらに好ましくは5×１０2Ｐａ〜2×１０4Ｐａである。
本発明における定着部材の表面層の静的弾性率は、定着部材の加熱温度、例えば９０℃で２×１０5Ｐａ〜１×１０10Ｐａ、好ましくは４×１０5Ｐａ〜１×５9Ｐａ、さらに好ましくは６×１０5Ｐａ〜３×１０9Ｐａである。
したがって、定着処理時、例えば１０5Ｐａオーダーの被覆ポリマーに１０8Ｐａオーダーの定着部材の表面層が接触することになり、端的にいえば軟らかく流動性のある被覆ポリマーが微視的には硬いしかし全体としては弾性体に押し付けられて、インク画像の定着がオフセット印刷画像に匹敵する高画質さでなされる訳である。定着部材の表面層の静的弾性率と被覆ポリマーの動的弾性率との差は、１×１０5Ｐａ〜１０10Ｐａ、好ましくは４×１０5Ｐａ〜５×１０9Ｐａである。
定着部材の表面材料として、静的弾性率が高め（例えば１０7Ｐａ〜１０5Ｐａ）の離型層を設けた場合は、その厚みは、０．１μm〜５００μmが好ましく、より好ましくは０．５μm〜４００μmである。そして弾性層の静的弾性率についても同時に考慮されるべきであり、単独で用いる場合より低く設計すべきであるが、定着温度において１０6Ｐａを超えないことが好ましい。
以上のように、定着部材の加熱温度において、被覆ポリマーの動的弾性率を、定着部材の表面層の静的弾性率よりも低く設定し、好ましくは、弾性を併せ持つ定着部材を用いて、被記録媒体の凹凸に応じられるように定着部材の表面層が被覆ポリマーを効果的に加熱加圧することにより、オフセット印刷方式で印刷した印刷物と極めて近い質感や光沢度を有するインクジェット記録方式による画像が、被記録媒体の種類を選ばずに得られるのである。
なお、本発明でいう定着部材の表面層とは、定着部材の表面から厚み方向に向かって１ｍｍの深さまでをいう。したがって、定着部材が複数層から構成されている場合には、表面層は、該複数層を含む場合もある。
なお本発明において、静的弾性率は、非検体と同じ材料から同様に製造された縦横１２．７ｍｍ角、高さ２５．４ｍｍのブロックをテストピースとして作成し、オリエンテック（株）製引っ張り試験機テンシロンを用い、圧縮モードで１．５ｍｍ／秒の速さで測定した値である。
【００７５】
以上、本発明の画像形成方法および画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【００７６】
［インク組成物の補充］
静電界を利用したインクジェット記録方式では、インク組成物中の荷電粒子が濃縮されて吐出する。従って、長時間インク組成物の吐出を行うと、インク組成物中の荷電粒子が減量し、インク組成物の電気伝導度が低下する。また、荷電粒子の電気伝導度とインク組成物の電気伝導度との割合が変化する。さらに、吐出の際、直径の小さな荷電粒子よりも大きな荷電粒子が優先して吐出する傾向にあるため、荷電粒子の平均直径が小さくなる。また、インク組成物中の固形物の含有量が変化するため、粘度も変化する。
これらの物性値の変化により、結果として、吐出不良を起こしたり、記録された画像の光学濃度の低下やインクのにじみが発生する。このため、当初インクタンクへ仕込んだインク組成物よりも、高濃度（固形分濃度の高い）のインク組成物を補充することにより、荷電粒子の減量を防止し、インク組成物の電気伝導度や、荷電粒子の電気伝導度とインク組成物の電気伝導度の割合を一定の範囲に留めることができる。また、平均粒子直径や粘度を維持することができる。さらに、インク組成物の物性値を一定の範囲内に保つことにより、インク吐出が長時間安定して均一に行われる。この際の補充は、例えば、使用しているインク液の電気伝導度や光学濃度等の物性値を検出し、不足量を算出して、機械的または人力で成されることが好ましい。また、画像データを基に使用するインク組成物の量を算出し、機械的または人力で成されてもよい。
【００７７】
［被記録媒体］
本発明においては、用途に応じて様々な被記録媒体を用いることができる。例えば、上質紙、微塗工紙、アート紙、コート紙、プラスチックフィルム、金属、及び、プラスチックまたは金属がラミネートまたは蒸着された紙、金属がラミネートまたは蒸着されたプラスチックフィルム等を用いれば、インクジェット記録することにより、直接印刷物を得ることができる。また、アルミニウムなどの金属を粗面化した支持体等を用いれば、オフセット印刷版を得ることができる。さらに、プラスチック支持体等を用いれば、フレキソ印刷版や液晶画面用のカラーフィルターを得ることができる。被記録媒体の形状は、シート状のように平面的であっても、円筒形状のように立体的であってもよい。また、シリコンウエハーや配線基板を被記録媒体として用いれば、半導体やプリント配線基板の製造に適用できる。
【実施例】
【００７８】
以下、実施例及び比較例により、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、特記ない限り比率は質量比率で表される。
【００７９】
被覆ポリマー
被覆ポリマーとして、ＡＴ−９６（ベンジルメタクリレート／メチルメタクリレート、モル比７５／２５、アルドリッチ社製）を１５ｇ、以下に示すように合成したブレンド用のポリマーを５ｇ混合使用した。
ブレンド用ポリマーの合成
セバシン酸（和光純薬製）７０．８質量部、１，１０−デカンジオール（和光純薬製）６１質量部、キシレン（和光純薬製）１６１質量部、パラトルエンスルホン酸一水和物（和光純薬製）０．６７質量部を三口フラスコに投入し、オイルバス中でリフラックスさせ、共沸脱水法にて８時間反応させた。この後、反応液を室温まで冷却し、３Ｌのメタノール中に反応液を投入し、再沈精製し、真空乾燥することで結晶性ポリエステルを約１１０ｇ得た。得られたポリマーの重量平均分子量は３６０００、融点は８０℃であった。
【００８０】
実施例１
＜使用した材料＞
本実施例１においては、下記に示す材料を使用した。
【００８１】
・シアン顔料（色材）  フタロシアニン顔料  Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ(１５：３)（東洋インキ製造（株）製、ＬＩＯＮＯＬ  ＢＬＵＥ  ＦＧ−７３５０）
・被覆ポリマー  ＡＴ−９６／ブレンド用ポリマー（質量比３／１）
・分散剤  ［ＢＺ−２］
・荷電調整剤  ［ＣＴ−１］
・分散媒  アイソパーＧ（イソパラフィン系、エクソン社製）
【００８２】
分散剤［ＢＺ−２］、荷電調整剤［ＣＴ−１］の構造を以下に示す。
【００８３】
【化５】
2006347023.tif 000006
【００８４】
分散剤［ＢＺ−２］は、メタクリル酸ステアリルを、２−メルカプトエタノール存在下ラジカル重合させ、さらに、メタクリル酸無水物と反応させることにより末端にメタクリロイル基を有するメタクリル酸ステアリルのポリマー（質量平均分子量は７，６００であった）を得た後、これをスチレンとラジカル重合させることにより得た。質量平均分子量は、１１０，０００であった。
荷電調整剤［ＣＴ−１］は、１−オクタデセンと無水マレイン酸のコポリマーに、１−ヘキサデシルアミンを反応させることにより得た。質量平均分子量は、１７，０００であった。
【００８５】
＜インク組成物［ＥＣ−１］の作成＞
シアン顔料１０ｇ、被覆ポリマー２０ｇを、入江商会（株）製卓上型ニーダーＰＢＶ−０．１に入れ、ヒータ温度を１００℃に設定し２時間加熱混合した。得られた混合物３０ｇをトリオサイエンス（株）製トリオブレンダーにて粗粉砕し、さらに協立理工（株）製ＳＫ−Ｍ１０型サンプルミルにて微粉砕した。得られた微粉砕物３０ｇを、分散剤［ＢＺ−２］７．５ｇ、アイソパーＧ７５ｇ、および直径約３．０ｍｍのガラスビーズと共に、東洋精機製作所（株）製ペイントシェーカーにて予備分散した。ガラスビーズを除去した後、直径約０．６ｍｍのジルコニアセラミックビーズと共に、シンマルエンタープライゼズ（株）製ＴｙｐｅＫＤＬダイノミルにて、内温を２５℃に保ちながら５時間、引き続き４５℃で５時間、２，０００ｒｐｍの回転数で分散（粒子化）した。得られた分散液からジルコニアセラミックビーズを除去し、アイソパーＧ３１６ｇと荷電調整剤［ＣＴ−１］０．６ｇを加え、インク組成物［ＥＣ−１］を得た。
【００８６】
＜インクジェット記録＞
図３〜６に示すインクジェット記録装置に、実施例１のインク組成物［ＥＣ−１］をインクタンクに充填した。ここでは吐出ヘッドとして図４に示すタイプの１５０ｄｐｉ（チャンネル密度５０ｄｐｉの３列千鳥配置）、８３３チャンネルヘッドを使用した。インク温度管理手段として投げ込みヒータと攪拌羽をインクタンク内に設け、インク温度は３０℃に設定し、攪拌羽を３０ｒｐｍで回転しながらサーモスタットで温度コントロールした。ここで攪拌羽は沈澱・凝集防止用の攪拌手段としても使用した。またインク流路を一部透明とし、それを挟んでＬＥＤ発光素子と光検知素子を配置し、その出力シグナルによりインクの希釈液（アイソパーＧ）あるいは濃縮インク（上記インク組成物の固形分濃度を２倍に調整したもの）投入による濃度管理を行った。被記録媒体としてオフセット印刷用微コート紙を使用した。エアーポンプ吸引により被記録媒体表面の埃除去を行った後、吐出ヘッドを画像形成位置まで被記録媒体に近づけ、記録すべき画像データを画像データ演算制御部に伝送し、搬送ベルトの回転により被記録媒体を搬送させながら吐出ヘッドを逐次移動しながらインク組成物を吐出して２４００ｄｐｉの描画解像力で画像を形成した。搬送ベルトとして、金属ベルトとポリイミドフィルムを張り合わせたものを使用し、このベルトの片端付近に搬送方向に沿ってライン状のマーカーを配置し、これを搬送ベルト位置検知手段で光学的に読みとり、位置制御手段を駆動して画像形成を行った。この際、光学的ギャップ検出装置による出力により吐出ヘッドと被記録媒体の距離は０．５ｍｍに保った。また吐出の際には被記録媒体の表面電位を−１．５ｋＶとしておき、吐出をおこなう際には＋５００Ｖのパルス電圧を印加し（パルス巾５０μｓｅｃ）、１５ｋＨｚの駆動周波数で画像形成を行った。
【００８７】
＜動的弾性率測定＞
試料の微粉砕物３ｇをＵＢＭ社製レオメーター「Ｒｈｅｏｓｏｌ−Ｇ１０００型」の試料チャンバー内にセットし、所定の測定方法に則りまず２００℃でこれを溶融させたのち、温度を降下させながらローターを周波数１Ｈｚで振動させ自動的に「温度−動的弾性率曲線」を記録し、５０℃、７０℃、８０℃における動的弾性率を読み取った。
その結果、被覆ポリマーの動的弾性率は、５０℃で７×１０5Ｐａ、７０℃で１．３×１０5Ｐａ、８０℃で７×１０3Ｐａであった。
さらに、被覆ポリマーは、少なくとも５０〜８０℃の温度範囲内において「温度−動的弾性率曲線」に２箇所の変曲点を有することを確認した。
【００８８】
次いで、画像を記録した被記録媒体Ｐに、定着手段１１４において、画像の加熱定着を行って、本発明による画像（ハードコピー）を形成した。
なお、定着手段１１４において、第１加圧ローラ１７０は、内部に加熱源としてハロゲンランプヒータを内蔵する直径６５ｍｍのアルミニウム製の円筒形の芯材、芯材上の厚さ２ｍｍのシリコンゴム製の弾性層、弾性層上の厚さ２０μｍのフッ素ゴム製の中間層、および、中間層上の厚さ８０μｍのシリコンゴム製の離型層を有するものを用いた。また、この第１加圧ローラ１７０の離型層の９０℃における静的弾性率は１×１０6Ｐａである。
他方、第２加圧ローラ１７２は、弾性層の厚さが１ｍｍである以外は、前記定着ローラ７０と同じ構成を有するものを用いた。
【００８９】
また、定着手段１１４において、第１加圧ローラ１７０と第２加圧ローラ１７２のニップ圧は０．４ＭＰａ、被記録媒体Ｐの搬送速度は１５ｍｍ／ｓｅｃ、第１加圧ローラ１７０の表面温度は９０℃とした。この温度における被覆ポリマーの動的弾性率は３×１０3Ｐａである。
【００９０】
得られた画像の光沢度を光沢度計（日本電色工業（株）社製  ＰＧ−１）で測定した。光沢度として６０°値を用いた。その結果、得られた画像の光沢度は４．５であった。
また、同じ被記録媒体を用い、同色かつ同濃度のベタ画像をオフセット印刷機で印刷し、画像の光沢度を同様にして測定した。その結果、印刷画像の光沢度は５であった。なお、同様にして測定した上質紙そのものの光沢度は４．３であった。
一般的に、光沢度の違いが±５以下であれば、被記録媒体の種類に関わらず画像の質感は近いと言うことができる。従って、本実施例で形成した画像は、オフセット印刷機で印刷した印刷物に極めて近い質感を有する画像であることが確認された。
【００９１】
［実施例２］
被記録媒体Ｐとしてアート紙（三菱製紙（株）社製、特菱アート）を用い、離型層として３０μｍのＰＦＡフィルムとした第１加圧ローラ７０を用いて実施例１と全く同様にして画像を形成した。ＰＦＡの９０℃における静的弾性率は２×１０8Ｐａであった。
得られた画像表面の光沢度を前記実施例１と同様に測定したところ、５９であった。
また、同じアート紙を用い、同色かつ同濃度のベタ画像をオフセット印刷機で印刷し、画像の光沢度を同様にして測定した。その結果、印刷画像の光沢度は５８であり、本実施例で形成した画像は、オフセット印刷機で印刷した印刷物に極めて近い質感を有する画像であることが確認された。なお、同様にして測定したアート紙そのものの光沢度は４０であった。
【００９２】
［実施例３］
被記録媒体Ｐとして印刷用フィルム（富士写真フイルム（株）社製、ＴＲＡＮＣＹ）を用い、離型層をフッ素ゴムとした第１加圧ローラ１７０を用いて実施例１と全く同様にして画像を形成した。フッ素ゴムの９０℃における静的弾性率は４×１０5Ｐａであった。
得られた画像表面の光沢度を前記実施例１と同様に測定したところ、９０であった。
また、同じ印刷用フィルムを用い、同色かつ同濃度のベタ画像をオフセット印刷機で印刷し、画像の光沢度を同様にして測定した。その結果、印刷画像の光沢度は８８であり、本実施例で形成した画像は、オフセット印刷機で印刷した印刷物に極めて近い質感を有する画像であることが確認された。なお、同様にして測定した印刷用フィルムそのものの光沢度は２００であった。
【００９３】
［比較例］
第１加圧ローラ１７０として弾性層をローラー軸と平行に貫通穴を数本有するスポンジ層とし実施例３と同じくフッ素ゴム層を離型層とした以外は実施例２と全く同様にして画像を形成した。弾性層の９０℃における静的弾性率は２×１０2Ｐａであった。
得られた画像表面の光沢度を前記実施例１と同様に測定したところ、４６であった。画像は見た目にも照明の具合か高級感に乏しく画像品質としては実施例２に比較すると著しく劣ると思われた。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】温度に対するポリマーの動的弾性率の変化を示すグラフである。
【図２】温度に対するポリマーの動的弾性率の変化を示すグラフである。
【図３】本発明に用いるインクジェット印刷装置の一例を模式的に示す全体構成図である。
【図４】本発明のインクジェット記録装置のインクジェットヘッドの構成を示す斜視図である（判りやすくするために、各吐出部でのガード電極のエッジは描いていない）。
【図５】図４に示す、インクジェットヘッドの吐出部の使用数が多いときの荷電粒子の分布状態を示す側面断面図である（図４の矢視Ｘ−Ｘに相当）。
【図６】本発明の画像形成装置の一例を説明するための図である。
【図７】本発明の画像形成装置に利用される定着手段の概略図である。
【符号の説明】
【００９５】
Ｇ  飛翔したインク滴
Ｐ  被記録媒体
Ｑ  インク流
Ｒ  荷電粒子
１  インクジェット記録装置
２、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ  吐出ヘッド
３  インク循環系
４  ヘッドドライバ
５  位置制御手段
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ  搬送ベルト張架ローラ
７  搬送ベルト
８  搬送ベルト位置検知手段
９  静電吸着手段
１０  除電手段
１１  力学的手段
１２  フィードローラ
１３  ガイド
１４  画像定着手段
１５  ガイド
１６  被記録媒体位置検知手段
１７  排出ファン
１８  溶媒蒸気吸着材
３８  インクガイド
４０  支持棒部
４２  インクメニスカス
４４  絶縁層
４６  第１吐出電極
４８  絶縁層
５０  ガード電極
５２  絶縁層
５６  第２吐出電極
５８  絶縁層
６２  浮遊導電板
６４  被覆膜
６６  絶縁部材
７０  インクジェットヘッド
７２  インク流路
７４  基板
７５、７５Ａ、７５Ｂ  開口
７６、７６Ａ、７６Ｂ  吐出部
７８  吐出部
１１０  画像形成装置
１１２  画像記録手段
１１４  定着手段
１７０  第１加圧ローラ
１７２  第２加圧ローラ
１７６  加熱定着手段
１８４  定着ベルト
１９０  加圧ベルト
【図１】
2006347023.tif 000007
【図２】
2006347023.tif 000008
【図３】
2006347023.tif 000009
【図４】
2006347023.tif 000010
【図５】
2006347023.tif 000011
【図６】
2006347023.tif 000012
【図７】
2006347023.tif 000013