(57)【要約】【課題】処理液の使用量および処理液塗布に必要なエネルギー消費量を効率化すると共に、記録媒体上に付与した処理液により高い効率で色材の凝集・析出を行わせて、高品位の画像を得ること。【解決手段】色材を凝集又は析出させる処理液を加温する工程と、加温した処理液をグラビアローラに供給する工程と、加温した処理液の温度を低下させる工程と、記録媒体に温度を低下させた処理液を付与する工程と、記録媒体に色材を含有するインクを付与する工程と、を有する画像記録方法。色材を凝集又は析出させる処理液を加温した後にグラビアローラに供給する供給部と、グラビアローラを有し加温した処理液の温度を低下させた後に処理液を記録媒体に付与する処理液付与部と、記録媒体に色材を含有するインクを付与するインク付与部と、を有する画像記録装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
色材を凝集又は析出させる処理液を加温する工程と、
加温した前記処理液をグラビアローラに供給する工程と、
加温した前記処理液の温度を低下させる工程と、
記録媒体に、温度を低下させた前記処理液を付与する工程と、
前記記録媒体に、前記色材を含有するインクを付与する工程と、
を有する画像記録方法。
【請求項２】
前記記録媒体に処理液を付与する工程では、
前記グラビアローラの外周面を前記記録媒体に接触させることにより、前記グラビアローラから直接、前記記録媒体に処理液を付与する、請求項１に記載の画像記録方法。
【請求項３】
前記グラビアローラにおいて、処理液が供給される位置と、前記記録媒体に処理液を付与する位置とは略対向している、請求項２に記載の画像記録方法。
【請求項４】
前記記録媒体に処理液を付与する工程は、
前記グラビアローラからオフセットローラに前記処理液を供給する工程と、
前記記録媒体に、前記オフセットローラ上の処理液を付与する工程と、
を有する、請求項１に記載の画像記録方法。
【請求項５】
前記オフセットローラは、隣接するオフセットローラが互いに外接するように配置された複数のオフセットローラから構成され、
前記記録媒体に、オフセットローラ上の処理液を付与する工程では、
前記複数のオフセットローラを連動して回転させることにより、前記グラビアローラ側から記録媒体側に向かって前記複数のオフセットローラ上を、前記処理液が移動する工程と、
前記複数のオフセットローラのうち、外周面が前記記録媒体に接するオフセットローラから前記記録媒体に処理液を付与する工程と、
を有する、請求項４に記載の画像記録方法。
【請求項６】
前記処理液は、２５℃において２０００ｍＰａ・ｓ以上の粘度を有する、請求項１〜５の何れか１項に記載の画像記録方法。
【請求項７】
前記処理液は、２５℃において１００００ｍＰａ・ｓ以上の粘度を有する、請求項１〜６の何れか１項に記載の画像記録方法。
【請求項８】
前記記録媒体に処理液を付与する工程の前に更に、
前記記録媒体を冷却する工程を有する、請求項１〜７の何れか１項に記載の画像記録方法。
【請求項９】
色材を凝集又は析出させる処理液を加温した後、グラビアローラに供給する供給部と、
前記グラビアローラを有し、加温した前記処理液の温度を低下させた後、前記処理液を記録媒体に付与する処理液付与部と、
記録媒体に、前記色材を含有するインクを付与するインク付与部と、
を有する画像記録装置。
【請求項１０】
前記供給部は、
前記処理液を貯蔵する貯蔵部と、
前記貯蔵部と連通して前記処理液を貯留する貯留部と、
前記貯留部内の処理液を加温する加温部と、
を有し、
前記貯留部内の処理液が前記グラビアローラに供給されるように構成される、請求項９に記載の画像記録装置。
【請求項１１】
前記グラビアローラは、その内部に冷却部を有する、請求項１０に記載の画像記録装置。
【請求項１２】
前記処理液付与部は更に、
前記グラビアローラに外接すると共に前記記録媒体に外接することが可能なオフセットローラを有する、請求項１０または１１に記載の画像記録装置。
【請求項１３】
前記オフセットローラは、その内部に冷却部を有する、請求項１２に記載の画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像記録方法および画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、少量多品種の印刷向けにインクジェット方式を採用した印刷システムが利用され始めている。この中で、高品位の印刷物を得るために、記録媒体に前処理を施してからインクジェット方式により画像形成を行うことが研究されている。
【０００３】
インクジェット方式に用いるインクとしては、少なくとも色材成分と水を含有し、それ以外に各種溶剤・樹脂・界面活性剤等の添加物を含有したものが一般的である。このようなインク中における色材は、水に対して溶解、或いは分散させて存在している。このため、インクジェット方式を適用する場合には、画像の耐水性付与やブリード抑制のために、画像形成中或いは画像形成後に色材を水に対して不溶化、或いは分散破壊の状態に変える手法が知られている。この手法の一つとして、画像形成前の記録媒体に予め、不溶化或いは分散破壊の機能、即ちインク凝集・析出機能を有する物質を付与する前処理が行われている。
【０００４】
この前処理は、種々の画像に対応できるように、記録媒体の全面に対して施すことが好ましい。この点から、色材を凝集または析出させる機能を有する物質の付与方法としては、その物質を含有する液体（以下、「処理液」と称する）を記録媒体に塗工することが有効である。しかしながら、記録媒体に処理液を塗工すると、時間の経過と共に記録媒体中に液体の処理液が浸透していくこととなる。この浸透に伴い、処理液中に含まれる色材を凝集または析出させる物質も記録媒体の厚さ方向に移動して分布することとなる。一方、インクジェット方式で吐出されたインク滴は常に記録媒体の表面に着弾される。このため、インク滴と処理液の接触効率を高くするためには、処理液を記録媒体の表面近くに多く存在させることが好ましい。
【０００５】
そこで、これを達成する第１の方法としては、処理液が記録媒体内に浸透する前にインクによる画像形成を行う方法が考えられる。また、第２の方法としては、処理液が記録媒体内に浸透しても、記録媒体の表面近くに色材を凝集または析出させる物質が十分に存在できるように、予め記録媒体に多量の処理液を付与する方法が考えられる。
【０００６】
しかしながら、上記第１の方法は、前処理工程と画像形成工程とを同一装置内に組み込んだとしても、装置構成上で困難性がある。即ち、多種の記録媒体のうちで、処理液の浸透速度が速い紙を使用する場合、その特性に応じて前処理工程の終了から画像形成工程開始までの時間を可能な限り短くする必要がある。しかし、その為には両工程間の距離を短くする必要があり、装置構成上、これを達成するための配置が困難な場合がある。
【０００７】
また、第２の方法の場合、記録媒体に処理液を大量に付与することにより、記録媒体内に多量の液体が進入し、記録媒体を構成する繊維間を膨潤させたり、繊維の分子を壊すこととなる。この結果、カールやコックリング等の記録媒体の変形を起こしてしまう問題があった。
【０００８】
特許文献１には、上記第２の方法の問題点を解決する方法が提案されている。即ち、特許文献１の方法では、処理液を記録媒体に塗布するまでの間に濃縮する濃縮手段を設ける。そして、この濃縮手段によって濃縮した処理液を記録媒体に塗布することにより、記録媒体の表面上に、処理液中の色材を凝集または析出させる物質を十分に残す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２１４４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、先に示した特許文献１においては、次のような課題が生ずる場合がある。即ち、この特許文献１の方法では、室温下での粘度が高い処理液を用いた場合には、塗布ムラを防止するために塗布ローラ３４へ十分な量の処理液を接触させる必要がある。すなわち、処理液の少量利用による効率化には限界がある。また、塗布ローラ上で処理液を濃縮するために、加熱、送風、除湿等の濃縮手段が必須となる。更に、これらの濃縮手段を装置に組み込んで濃縮処理を効果的に行い、かつ処理液の濃縮に必要な面積や時間を塗布ローラ上で確保するためには、十分に大きい塗布ローラが必要となる。そのため、装置構成のコンパクト化や装置駆動のためのエネルギー消費の低減を行うことができない場合がある。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、処理液の使用量および処理液塗布に必要なエネルギー消費量を効率化すると共に、記録媒体上に付与した処理液により高い効率で色材の凝集・析出を行わせて高品位の画像を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一実施形態は、
色材を凝集又は析出させる処理液を加温する工程と、
加温した前記処理液をグラビアローラに供給する工程と、
加温した前記処理液の温度を低下させる工程と、
記録媒体に、温度を低下させた前記処理液を付与する工程と、
前記記録媒体に、前記色材を含有するインクを付与する工程と、
を有する画像記録方法に関する。
【００１３】
他の実施形態は、
色材を凝集又は析出させる処理液を加温した後、グラビアローラに供給する供給部と、
前記グラビアローラを有し、加温した前記処理液の温度を低下させた後、前記処理液を記録媒体に付与する処理液付与部と、
記録媒体に、前記色材を含有するインクを付与するインク付与部と、
を有する画像記録装置に関する。
【発明の効果】
【００１４】
処理液の使用量および処理液塗布に必要なエネルギー消費量を効率化すると共に、記録媒体上に付与した処理液により高い効率で色材の凝集・析出を行わせて、高品位の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態および実施例１の画像記録装置を表す概略図である。
【図２】実施例２の画像記録装置を表す概略図である。
【図３】実施例３の画像記録装置を表す概略図である。
【図４】実施例４の画像記録装置を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態の画像記録方法では、色材を凝集又は析出させる処理液を加温した後、加温した処理液をグラビアローラに供給する。次に、加温した処理液の温度を低下させた後、この処理液を記録媒体に付与する。次いで、記録媒体に、色材を含有するインクを付与する。
【００１７】
本発明の一実施形態の画像記録装置は、供給部、処理液付与部、およびインク付与部を有する。供給部は、色材を凝集又は析出させる処理液を加温した後にグラビアローラに供給する。処理液付与部はグラビアローラを有し、加温した処理液の温度を低下させた後、処理液を記録媒体に付与する。インク付与部は、記録媒体に、色材を含有するインクを付与する。
【００１８】
以下では、上記実施形態の画像記録方法および画像記録装置による作用効果について詳細に説明する。
【００１９】
（１）まず、供給部により、予め処理液を加温した後に、加温した処理液をグラビアローラに供給する。アンドレードの式に示されるように、一般的に、液体の粘度は温度上昇に伴って指数関数的に低下する。このため、処理液を加温することにより、グラビアローラに容易に一定量の処理液を供給でき、処理液の供給量が過剰にならないようにすることができる。
【００２０】
より具体的には、グラビアローラは、外周面上の全面に処理液を保持するために配列された微細なセルを有している。供給部からグラビアローラへの処理液の供給はまず、グラビアローラを回転させながらグラビアローラの外周面に処理液を供給して外周面上の各セル内に所定量の処理液を充填する。次に、ドクターブレードによってグラビアローラの外周面上の余分な処理液を掻き取る。この際、従来の方法では、処理液は室温であるため処理液の粘度が高くなり、セル内への処理液の充填が不十分となっていた。しかし、本実施形態では、供給部により加温して粘度を低下させた処理液をグラビアローラに付与するため、グラビアローラのセル内への処理液の充填を十分に行うことができる。
【００２１】
なお、ここでの「加温」とは、加熱手段で処理液を加熱することにより、処理液の温度を周囲環境温度（室温）よりも高い温度に上げることを意味する。
【００２２】
（２）次に、処理液付与部では、加温した処理液の温度を低下させた後、処理液を記録媒体に付与する。
【００２３】
ここで、一般的に、記録媒体に対して液体を付与すると、その液体は記録媒体に形成されている細孔内をまず侵入していく。次いで、その細孔の毛管作用によって液体が更に細孔内を進んでいくことによって、浸透現象が現れる。このときの浸透速度、即ち記録媒体の細孔内への液体の進入速度は、その液体の粘度に依存して変化し、液体粘度が高くなるほど浸透速度は遅くなっていく。また、液体の浸透深さは経過時間に伴って多くなっていく。従って、処理液中の、色材を凝集又は析出させる物質を、記録媒体の表面近くで多く存在させておくためには、処理液の粘度を高め、記録媒体への浸透速度を遅くすることが有効である。
【００２４】
そこで、本実施形態の処理液付与部では、加温した処理液の温度を低下させることによって、処理液の粘度を増大させている。この結果、記録媒体に処理液が付与された時点では処理液の粘度は増大しており、処理液、即ち、色材を凝集又は析出させる物質は記録媒体の表面近傍に多量に存在することとなる。
【００２５】
なお、上記のように処理液付与部により処理液が記録媒体へ付与される時点では、処理液の粘度は増加している。しかし、本実施形態では、このような粘度上昇が起こっても、記録媒体への処理液の付与性に問題はない。
例えば、グラビアローラから記録媒体へ直接、処理液を付与する場合、上記のようにグラビアローラの外周面のセル内には十分な量の処理液が充填されるため、この処理液がそのまま記録媒体に付与されることとなる。従って、安定的に一定量の処理液を記録媒体に付与できる。
また、後述するように、グラビアローラとオフセットローラを有する処理液付与部とする場合も同様に、供給部からグラビアローラの外周面のセル内には十分な量の処理液が充填される。また、このように充填された処理液がそのままオフセットローラ上を移動して記録媒体に付与されることとなる。従って、安定的に一定量の処理液を記録媒体に付与できる。
【００２６】
（３）次に、インク付与部では、記録媒体に、色材を含有するインクを付与する。上記（２）に記載したように、記録媒体の表面近傍には、多くのインク中の色材を凝集又は析出させる物質が存在している。このため、記録媒体にインクを付与した際には、処理液とインクの接触確率が高まり、高効率で色材の凝集・析出反応を実現することが可能になる。この結果、高品位の画像を得ることができる。また、処理液の使用量および処理液塗布に必要なエネルギー消費量を効率化することができる。
【００２７】
以下では、本実施形態の画像記録装置の各部で行う処理内容、および処理液について詳細に説明する。
【００２８】
（供給部）
供給部で行う処理液の加温時の温度設定は、使用する処理液の粘度の温度特性と処理液付与部の構成を考慮して、適宜、設定すれば良い。但し、処理液が含有する溶媒種を考慮して、その溶媒が蒸発しないように温度の上限を定めることが望ましい。例えば、処理液の溶媒として最もよく用いられるものは水であり、常圧で水の沸点は１００℃であるため、温度の上限を１００℃程度とすることが好ましい。この１００℃程度までの温度であれば、処理液の粘度を十分に低下させて、グラビアローラへの処理液の付与を容易に行うことができる。より好ましくは、処理液を６０℃以上１００℃以下まで加温するのが良い。
【００２９】
供給部において処理液を加温する位置は特に限定されない。例えば、処理液の貯蔵部を設け、この貯蔵部からグラビアローラに処理液を供給する場合、貯蔵部からグラビアローラまでの経路の何れの箇所で処理液を加温しても良い。一例としては、処理液を貯蔵する貯蔵部と、貯蔵部と連通して処理液を貯留する貯留部と、貯留部内の処理液を加温する加温部とを有する供給部を挙げることができる。この供給部を用いてグラビアローラに処理液を供給する場合、まず、貯蔵部内の処理液を貯留部に送る。次に、貯留部内の処理液を加温部によって加温した後、グラビアローラに供給する。
【００３０】
（処理液付与部）
処理液付与部で処理液の温度を低下させる方法は特に限定されない。例えば、処理液付与部を構成するグラビアローラと共に処理液が移動する間に、自然冷却（空気冷却）により処理液の温度を低下させることができる。この場合、グラビアローラ外周面のセル内へ充填された処理液は記録媒体へ付与されるまでの間に、次第にその温度が低下する。このように、グラビアローラ外周面のセル内に充填された処理液は徐々にその温度が低下し、それに伴い処理液の粘度は上昇する。そして、グラビアローラから記録媒体に処理液が付与される時、処理液は記録媒体に対して浸透が遅い液となっている。この結果、処理液中の色材を凝集又は析出させる物質が記録媒体の表層近くに存在できる状態となり、色材をこの物質と高効率で作用させて高品位な画像を得ることができる。
【００３１】
特に、処理液付与部がグラビアローラとオフセットローラを有する場合、グラビアローラ、オフセットローラが大きな径を有する場合等は、処理液がグラビアローラに供給されてから記録媒体へ付与されるまでの時間を長くできる。従って、グラビアローラとオフセットローラを有する処理液付与部とした場合、自然冷却は効果的である。また、グラビアローラにおいて、処理液が供給された位置と、記録媒体に処理液を付与する位置（記録媒体に接触する位置）の間の距離を長くしても良い。具体的には、グラビアローラにおいて、処理液が供給される第１の位置と、記録媒体に処理液を付与する第２の位置が略対向となる位置としても良い。ここで、「略対向」とは、グラビアローラの軸方向に垂直な面で見た時に、第１の位置−グラビアローラの中心−第２の位置がなす角度が約１８０°であり、これら３点を結ぶと略直線となることを表す。
【００３２】
また、グラビアローラ内に冷却部を設け、この冷却部により処理液の温度を低下させても良い。冷却部を設けることにより、処理液の温度を低下させる時間を短縮することができる。
【００３３】
処理液付与部で低下した処理液の温度は、供給部から処理液付与部に供給された時の処理液の温度（加温された処理液の温度）よりも低い温度であれば特に限定されない。好ましくは、処理液の粘度増加量を大きくするために、処理液の温度を周囲環境温度（室温）まで低下させるのが良い。なお、処理液の冷却方法、処理液の低下させる目標温度等に応じて、処理液の温度を低下させる条件を適宜、設定すれば良い。
【００３４】
なお、従来の装置では、記録媒体に処理液を付与する部位で、処理液を加温していた（例えば、ホットメルト塗工）。しかし、この場合、処理液以外に処理液を付与する部位全体も加温することとなる。従って、従来の装置では、本実施形態のように処理液を付与する部位で処理液の温度を下げることはできない。このため、従来の装置では、処理液の加温により、記録媒体への付与時の処理液の粘度は低下しており、処理液が記録媒体内へ浸透して処理液とインク中の色材を高効率で接触させることは困難であった。この結果、高品位な画像が得られなかった。
【００３５】
本実施形態の処理液付与部は、グラビアローラを有する。グラビアローラは以下のような利点を有する。
・低粘度の処理液であっても、記録媒体またはオフセットローラへの処理液の付与性に優れる。
・記録媒体の風合い劣化を防止するために、少ない塗工量を制御できる。
・記録媒体の形態が連続紙（ロール紙）又は枚葉の何れであっても対応できる。
・記録媒体との接触面積が少ない。
・処理液の供給や記録媒体の取り付けが容易である。
【００３６】
処理液付与部において、グラビアローラを用いて記録媒体に処理液を付与する方式としては例えば、ダイレクトグラビア方式と、オフセットグラビア方式を挙げることができる。
【００３７】
ダイレクトグラビア方式では、グラビアローラの回転方向で供給部に対して下流側で、グラビアローラの外周面と記録媒体を接触（外接）させる。これによって、グラビアローラ外周面の各セル内に充填された処理液を、記録媒体に直接、付与する。
【００３８】
オフセットグラビア方式では、グラビアローラの外周面をオフセットローラの外周面と接触（外接）させ、オフセットローラの外周面を記録媒体に接触（外接）させる。そして、グラビアローラ外周面のセル内に充填させた処理液を一旦、オフセットローラに供給し、その後に、このオフセットローラ上の処理液を記録媒体に付与する。なお、このオフセットグラビア方式で使用するオフセットローラは１つに限定するものではなく、複数本のオフセットローラを連結する多段式としても良い。この場合、グラビアローラの外周面を第１のオフセットローラの外周面と接触（外接）させ、第１のオフセットローラの外周面を第２のオフセットローラの外周面と接触（外接）させる。更に必要に応じて、随時、第Ｎ（Ｎは３以上の整数）のオフセットローラの外周面を、第（Ｎ＋１）のオフセットローラの外周面と接触（外接）させる。このように隣接するオフセットローラの外周面が互いに接触（外接）するように、複数のオフセットローラを配置する。そして、複数のオフセットローラを連動して回転させることにより、グラビアローラ側から記録媒体側に向かって複数のオフセットローラ上を、処理液が移動する。次に、複数のオフセットローラのうち、外周面が記録媒体に接するオフセットローラから記録媒体に処理液を付与する。
【００３９】
このオフセットグラビア方式は、処理液の表面張力が高く記録媒体上でレベリングしにくい場合や、処理液を低い塗工量として記録媒体上で均一にしたい場合に有効である。オフセットグラビア方式を採用する場合、通常はグラビアローラとオフセットローラのそれぞれの外周面の周速度を同一にする。しかし、処理液の粘度上昇によりグラビアローラからオフセットローラへの転写性が悪い時には、グラビアローラとオフセットローラの外周面の周速度をそれぞれ、異なるものとしても良い。例えば、オフセットローラの周速度をグラビアローラの周速度よりも高くして、グラビアローラのセル内に充填されている処理液に対するオフセットローラからの引き出し力を大きくすることも効果的である。
【００４０】
上記の何れの方式を採用した場合であっても、供給部から最初に処理液を付与されるローラは、グラビアローラとなる。そして、上記したように、本実施形態では、供給部からグラビアローラへの処理液の付与性は優れたものとなり、グラビアローラ外周面のセル内には十分な量の処理液が充填される。このため、常温では高粘度の処理液を安定的に一定量、記録媒体へ付与することが可能となる。なお、グラビアローラ外周面のセル容積によって、記録媒体への処理液の付与量が決まるため、必要とする付与量に応じてグラビアローラのセル容積を設定する。処理液の付与量は特に限定されないが、記録媒体の風合いを考慮すれば、０．３ｇ／ｍ2以上５ｇ／ｍ2以下が好ましい。
【００４１】
（記録媒体の冷却）
記録媒体の内部への処理液の浸透を更に抑制するために、記録媒体を予め冷却しても良い。この冷却は周囲温度よりも低い温度に設定すれば良く、好ましくは１０℃以上２０℃以下の低い温度にするのが良い。これにより、処理液を記録媒体に付与した後でも更に処理液の温度を下げることができ、より効果的に処理液を高粘度化できる。この結果、記録媒体内部への処理液の浸透を効果的に抑制して、より高品位な画像を得ることができる。
【００４２】
（処理液）
記録媒体に付与した後の浸透特性を考慮して、処理液の粘度としては、２５℃において、２０００ｍＰａ・ｓ以上が好ましく、より好ましくは１００００ｍＰａ・ｓ以上である。また、好ましくは、１０００００ｍＰａ・ｓ以下である。１０００００ｍＰａ・ｓを超える粘度では処理液の流動性が低く、記録媒体に付与した際に浸透が遅すぎることに加えてレベリングも悪くなり、処理液の均質な付与性が得られなくなる場合がある。また、加温後の処理液の粘度は５０００ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。粘度が５０００ｍＰａ・ｓ以下であることによって、グラビアローラにより安定的に処理液を供給することができる。
【００４３】
処理液は、インク中の色材を凝集または析出させる物質を含有し、色材を凝集または析出させる機能を有する。すなわち、処理液は、インクを構成している成分である色材と接触することによって化学的に反応し、あるいは物理的に吸着することで色材を凝集又は析出させる。処理液は、インクおよび／又はインク組成物の一部の流動性を低下させて、画像形成時のブリーディング、ビーディングを抑制し、画像を高品位化することができる。
【００４４】
一般に、インクジェット用インクの色材として用いられるものとしては、染料或いは顔料分散体があるが、これらはアニオン性のものが多い。従って、処理液の主成分（インク中の色材を凝集または析出させる物質）としてはカチオン性の物質が有効である。例えば、塩酸、リン酸、硫酸、硝酸、ホウ酸等の無機酸、蓚酸、ポリアクリル酸、酢酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ビリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸等の有機酸を挙げることができる。これらの化合物の誘導体、又はこれらの塩の溶液も同様に好ましく用いることができる。また、色材との反応を十分に行わせることを考慮して、上記処理液の主成分の含有量としては、５質量％以上５０質量％以下の範囲が好ましい。
【００４５】
上記の物質を各種の溶剤と混合することで液状にして処理液とするが、粘度を調整するために、更に処理液中に増粘剤を加えても良い。増粘剤としては、食品や医薬品等にも用いる増粘用の一般的な物質を使用できる。例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース等の繊維系、アルブミン、カゼイン等の蛋白質系、アルギン酸、寒天、澱粉、多糖類（キサンタンガム、グアーガム等）等の他の天然物、ビニル系化合物、ポリエステル系化合物、ポリアミド系化合物、ポリエーテル系化合物、ポリグリコール系化合物、ポリビニルアルコール系化合物、ポリアルキレンオキサイド系化合物、ポリアクリル系化合物等の合成物、及びそれらを組み合わせた混合物を挙げることができる。
【００４６】
上記物質に加え、処理液中に、ｐＨ緩衝剤を添加することも好ましい。ｐＨ緩衝剤はインクにより見かけ上の処理液の濃度が低下してもｐＨの変動を少なくできるため、ｐＨ変動により色材と処理液の反応性が低下することを防止できる。また、記録媒体にｐＨ調節した処理液を付与することによって、必要以上に記録媒体が酸性化することを抑制できる。
【００４７】
ｐＨ緩衝剤の具体例としては、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウム等の酢酸塩、りん酸水素塩、炭酸水素塩、或いは、フタル酸水素ナトリウム、フタル酸水素カリウム等の多価カルボン酸の水素塩を挙げることができる。更に、多価カルボン酸の具体例としては、フタル酸以外にも、マロン酸、マレイン酸、コハク酸、フマル酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、ピロメリット酸、トリメリット酸等を挙げることができる。上記以外でも、添加することによってｐＨに対して緩衝作用を発現させる従来から公知の化合物は、いずれも好適に用いることができる。
【００４８】
また、処理液は適量の水や有機溶剤を含有しても良い。処理液は、上記の各種成分を、水や有機溶剤等の水性媒体に溶解したものが好ましい。水性媒体の例としては、例えば、水、或いは水と水溶性有機溶剤との混合溶媒を挙げることができる。具体的には水溶性有機溶剤として例えば、下記の物質などを好適に用いることができる。
１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオールなどのアルカンジオール類。
ジエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノエチル（又はブチル）エーテルなどのグリコールエーテル類。
エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、第２ブタノール、第３ブタノールなどの炭素数１乃至４のアルキルアルコール類。
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどのカルボン酸アミド類。
アセトン、メチルエチルケトン、２−メチル−２−ヒドロキシペンタン−４−オンなどのケトン、又は、ケトアルコール。
テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル類。
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、テトラエチレングリコール、１，２−又は１，３−プロピレングリコール、１，２−又は１，４−ブチレングリコール、ポリエチレングリコールなどのアルキレングリコール類。
チオジグリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、アセチレングリコール誘導体などの多価アルコール類。
２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシドなどの含硫黄化合物。
また、これらの中から２種類以上の物質を選択し混合して用いることもできる。
【００４９】
処理液には、必要に応じて上記成分の他に消泡剤、防腐剤、防かび剤などを適宜に添加しても良い。また、各種記録媒体に対する付与性を考慮して、表面張力の調整のために界面活性剤等を添加しても良い。
【００５０】
以下では、画像記録装置の具体的な実施形態を説明する。
【００５１】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の画像記録装置の一例を模式的に示したものである。図１において、１は供給部、２は貯留部、３は処理液付与部を表す。また、記録媒体はロール紙形態となっており、繰り出しローラ８１にロール紙を取り付け、その先頭部分を巻き取りローラ８２の周表面に設けられているくわえ込み部（不図示）に取り付ける。これらの繰り出しローラ８１と巻き取りローラ８２の間の区間に連続した記録媒体５が、図の矢印Ｈ方向に搬送され、この経路中で処理液の処理、インクの付与による画像形成、画像の乾燥が行われる。これらの処理のためにそれぞれ、処理液付与部３、画像形成用のインクジェットプリントヘッド群（インク付与部）６、画像形成後の画像内に残留する水を蒸発させる熱風乾燥炉７が、矢印Ｈ方向に順次、設置されている。
【００５２】
図１の画像記録装置による一連の動作は次のように行われる。まず、菊全判の幅をもつロール紙形態の記録媒体５を繰り出しローラ８１に取り付け、その動作の終了信号を画像記録装置に送る。これにより、不図示の用紙先端検出及び用紙搬送機構が働いて、繰り出しローラ８１から記録媒体５を繰り出す。次いで、この記録媒体５を印刷経路に沿って送り出し、その先端部を巻き取りローラ８２まで送る。この後に、巻き取りローラ８２の周面上に設けられている用紙先端くわえ部に取り付け、繰り出しローラ８１及び巻き取りローラ８２の動作を停止する。以上の動作で、印刷経路内に記録媒体５が行きわたり、印刷準備が完了する。
【００５３】
次に、繰り出しローラ８１から出てきた記録媒体５は、処理液付与部３に導かれる。そして、供給部１では、予め貯蔵部１１に収納されている処理液を、供給管１２を介して貯留部２に供給する。ここで供給される処理液は、２５℃において１２０００ｍＰａ・ｓの粘度を有している。この処理液は高粘度であるため、貯蔵部１１と貯留部２の間の水頭差で処理液を供給することは困難である。従って、供給管１２の途中に供給ポンプ１３を設置し、所定のタイミングで一定量の処理液の送出を行う。
【００５４】
これらの過程を経て処理液が送出される貯留部２は、貯留容器２１及びヒーター（加熱部）２２で構成され、先の供給管１２により供給された処理液を一旦、貯留容器２１内に貯めておく。この貯留容器２１には残量検知器（不図示）が接地され、この検知結果に基づいて先に説明した供給ポンプ１３の動作を制御することで、常に適正な量の処理液を貯留容器２１内に貯めるようにできる。また、処理液は酸性であるため、貯留容器２１の材質としては、ＳＵＳ３１６やＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ等の耐食性に優れるものを使用する。
【００５５】
貯留容器２１の外壁面にはヒーター２２が接触貼付されており、このヒーター２２を駆動することによって、処理液を加温する。ここでは、処理液を８０℃まで加温し、貯留されている処理液の温度を常時、検知しながらヒーターへの通電量のＰＩＤ制御を行い、所望の温度に維持している。この加温によって、室温（２５℃）で１２０００ｍＰａ・ｓであった処理液の粘度は、３０００ｍＰａ・ｓ以下に低下する。また、貯留容器２１は、後述する処理液付与部３内のグラビアローラに処理液を供給する役目も兼ね備えている。処理液の液面において、グラビアローラが処理液に浸されている部分と、供給管１２の出口部分が接する部分以外の液面は、大気下に暴露する必要はない。このように、大気と接触する処理液の液面の面積を極力、少なくすることにより、処理液の加温が行われても有機溶媒等の処理液の構成成分の揮発を非常に少なくすることができる。
【００５６】
次に、処理液付与部３の動作によって、処理液を、記録媒体５に付与する。処理液付与部３は、グラビアローラ３１、オフセットローラ３２、ドクターブレード３３、及びバックアップローラ３４を有する。グラビアローラ３１は、その回転に伴って外周面の一部が貯留容器２１内の処理液内に浸され、更に外周面の別の箇所ではオフセットローラ３２の外周面の一部と所定の圧力で接触（外接）している。このオフセットローラ３２の外周面は、ＥＰＤＭを使用したゴムの面で形成されている。また、オフセットローラ３２のグラビアローラ３１と接触していない別の外周面は、背面にバックアップローラ３４を有した状態の記録媒体５に、所定の圧力で接触（外接）している。
【００５７】
より具体的には、処理液付与部３による処理液の付与は以下のように行われる。まず、後に行われるインクジェットプリントヘッド群６からのインク吐出によるインクの吐出周期に同期した速度で、記録媒体５の搬送が行われる。それと共に、記録媒体５の搬送速度に同期した周速度となるように、図中の矢印に沿ったオフセットローラ３２の回転を行う。グラビアローラ３１はオフセットローラ３２に対して従動するように構成されているため、このオフセットローラ３２の回転に同期してグラビアローラ３１も矢印の方向に回転する。グラビアローラ３１が回転をすると、グラビアローラ３１の処理液に浸された外周面のセル内には処理液が充填された後、処理液の液面よりも上方に移動する。そして、その後にグラビアローラ３１の外周面に接触しているドクターブレード３３によって、グラビアローラ３１の外周面に付着している処理液の過剰分が掻き取られ、各セルに対して均一な量の処理液が充填された状態となる。更に、グラビアローラ３１とオフセットローラ３２の回転が進行すると、グラビアローラ３１外周面の処理液が充填された部分が、オフセットローラ３２と接触する。そして、この際、処理液が、グラビアローラ３１外周面のセル内からオフセットローラ３２の外周面に移動する。オフセットローラ３２の外周面の処理液が存在する部分がその回転に伴い記録媒体５に接触すると、オフセットローラ３２の外周面上から記録媒体５へ処理液が付与される。これらのローラの回転に伴う一連の動作が繰り返されることにより、記録媒体５に対する連続した処理液の均一な付与が行われる。
【００５８】
なお、これらの動作の中で加温は貯留容器２１内のみで、グラビアローラ３１及びオフセットローラ３２の何れにおいても、処理液の加温はされない。このため、貯留容器２１から出た後の処理液は、グラビアローラ３１、オフセットローラ３２のそれぞれの外周面上を移動することによって、次第に温度が下がっていく。従って、記録媒体５の表面に処理液を付与する際、処理液は加温前の高い粘度に戻り、記録媒体５に処理液を付与した際には、記録媒体５の内部まで処理液（即ち、色材を凝集又は析出させる物質）が浸透しにくくなる。
【００５９】
このように記録媒体５の処理液を付与された部分には、続いてインクジェットプリントヘッド群６によりインクが付与され、画像が形成される。インクジェットプリントヘッド群６は、個々のインクジェットプリントヘッドである６１、６２、６３、６４からなり、各インクジェットプリントヘッドは、菊全判の短辺寸法である６３６ｍｍ以上の長さでノズルを配列したものを用いる。これらのインクジェットプリントヘッド６１、６２、６３、６４からは、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローのそれぞれの色のインクを吐出するようにして、多色の画像印刷を可能としている。また、インクジェット方式による画像形成は、インクジェットプリントヘッド先端のノズルから記録媒体５までの距離によって画像品質が大きく変わる。従って、記録媒体５の下部には、記録媒体の上下方向の揺動を規制するためのプラテン９を設置している。
【００６０】
このインク付与時には、事前に付与された高粘度の処理液により、記録媒体５の表面付近には色材を凝集又は析出させる物質が多く存在している。従って、各色のインクを記録媒体に付与すると、インク中の色材と、色材を凝集又は析出させる物質は十分に接触して、色材の凝集・析出が効果的に行われる。そして、この、凝集・析出反応によりブリード等の不具合の発生を抑制して、高品位な画像を得ることができる。
【００６１】
この画像形成後、記録媒体５上にはインク中の溶媒も残留している。一般的にはインクジェット用インク中には６〜８割程度の水が含まれるが、この水が記録媒体の内部にまで入り込むと記録媒体を構成する繊維への作用でカールやコックリングの発生につながる。従って、このような現象の発生を防ぐために、画像形成の後続工程として、熱風乾燥機７により記録媒体上に残留する水を含む溶媒を除去する。
【００６２】
なお、このインクの溶媒除去の手法としては、本実施形態に示した熱風乾燥には限定されず、旧来から用いられている各種手法を何れも好適に適用できる。本実施形態以外の他の手法としては、赤外線加熱による方法、低湿空気を送風する方法、減圧する方法、吸収体を接触させる方法、または、これらを組み合わせる手法等を挙げることができる。
【００６３】
以上のように、一連の動作で画像形成された記録媒体は、巻き取りローラ８２の回転によって順次、巻き取られて印刷が完了する。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例によって限定されるものではない。なお、以下の説明では、「％」表記は重量基準で示す。また、以下では、文中「部」、及び「％」とあるものは、特に断りのない限り質量基準である。
【００６５】
（実施例１）
図１の画像記録装置を使用し、記録媒体としてオーローラコート（坪量：１２７．９ｇ／ｍ2）のロール紙（菊全幅）を繰り出しローラ８１に取り付けた。処理液として、以下の組成のものを調製した。
マロン酸                              ３０％
メチルカルビトール                    ３０％
水酸化カリウム（ｐＨ緩衝用）            １％
ノニオン性界面活性剤                    １％
ヒドロキシエチルセルロ−ス（増粘剤）  １０％
水                                      残量
このように調製した処理液の粘度及び表面張力を測定したところ、２５℃においてそれぞれ、１２０００ｍＰａ・ｓ及び３０ｍＮ／ｍであった。
【００６６】
また、貯留容器２１の外壁に接触したヒーター２２の温度を８０℃に設定した。その設定後に、貯蔵部１１に処理液を入れて、（第１実施形態）欄で説明した通りに、印刷を実施した。
【００６７】
印刷動作中は貯留容器２１内の処理液の残量が所定値以下と検出されるとポンプ１３が動作して適宜、処理液が貯留容器２１に送液される。これにより、貯留容器２１内には、常に一定量（Ａ４判換算で２００枚相当分の量）の処理液が加温されながら貯留される。また、グラビアローラ３１は６ｍＬ／ｍ2のセル容積を有するものを用い、記録媒体への処理液の付与時の温度を下げることを考慮して、オフセットローラ３２の直径を、グラビアローラ３３の直径の３倍の大きさとした。
【００６８】
印刷中の処理液の温度を測定したところ、周囲環境温度（室温）が２７℃である時に、貯留容器２１内では８０℃（設定温度）、グラビアローラ３１とオフセットローラ３２との接触点では５０℃であった。そして、オフセットローラ３２とバックアップローラ３４との接触点では３０℃であった。このオフセットローラ３２とバックアップローラ３４との接触点は記録媒体５が両ローラの接触する間を通過する部分、即ち、処理液が記録媒体５に付与される（塗工される）地点となる。従って、記録媒体に付与される時点で、処理液の温度は周囲環境温度付近に戻ったことが分かる。
【００６９】
更に一連の印刷動作によって、菊全判のカラー画像で１００枚の連続印刷を行った。できあがった印刷物はいずれも鮮明で濃度やブリード等の不具合はなく、用紙の風合いに関しても問題はなかった。この結果、図１の画像記録装置により、高品位な画像を得られることを確認できた。
【００７０】
（実施例２）
図２は、実施例２で使用した画像記録装置を表す図である。図２の画像記録装置は、図１の画像記録装置とは、貯留容器２３とグラビアローラ３１の配置を変更した点が異なる。本実施例の画像記録装置では、オフセットローラ３２に対して、鉛直方向の直上にグラビアローラ３１、直下に記録媒体５との接触部を配置した。これにより、グラビアローラ３１とオフセットローラ３２間の接触点と、オフセットローラ３２と記録媒体５間の接触点と、の間の距離を、最大限に確保することが可能となる。このため、処理液が記録媒体５に付与されるまでに、加温された処理液の温度を十分に下げることが可能となる。この結果、記録媒体５の表層での処理液の存在状態を、より理想的にすることができる。
【００７１】
貯留容器２３内における処理液の設定温度を８０℃として、先の実施例１と同様に、処理液の温度を実測した。この結果、記録媒体５が通過するオフセットローラ３２とバックアップローラ３４の間における処理液の温度は２８℃であった。従って、記録媒体５に処理液が付与される時点で、処理液の温度は周囲環境温度（室温）付近に戻ったことが分かる。
【００７２】
（実施例３）
図３は、実施例３で使用した画像記録装置を表す図である。図３の画像記録装置は、図２の画像記録装置とは、オフセットローラを多段で連動させ３５〜３８の４本のローラで構成している点が異なる。これにより、記録媒体５への処理液の付与時に、処理液中の余熱（ヒーター２４からの伝熱による余熱）の影響を更に小さくすることができる。
【００７３】
本実施例では、周囲環境温度（室温）が２５℃である時に、貯留容器２３内で処理液を９０℃に加温した。印刷中の処理液の温度を測定したところ、処理液が記録媒体５に付与される地点であるオフセットローラ３８とバックアップローラ３４の間では、２８℃であった。このようにオフセットローラを多段にすることで、処理液が自然冷却される区間がより長くなり、処理液が記録媒体５に付与される地点では、より効果的に処理液の温度を環境温度付近に戻すことができる。
【００７４】
（実施例４）
図４は、実施例４で使用した画像記録装置を表す図である。図４の画像記録装置は、図１の画像記録装置とは、オフセットローラ３２の内部にローラ冷却器（冷却部）３９を設け、更に繰り出しローラ８１を冷却する用紙冷却器４を設ける点が異なる。
【００７５】
ここで、ローラ冷却器３９は、ヒーター２２からの伝熱の影響でオフセットローラ３２の表面温度が上昇した場合に、その温度を周囲環境温度（室温）付近まで冷却するために設けている。これにより、オフセットローラ３２上での処理液の温度上昇を防止して、記録媒体５に高粘度の処理液を付与することを確実にすることができる。このローラ冷却器３９はペルチェ素子で構成されている。
【００７６】
また、用紙冷却器４は、繰り出しローラ８１全体を覆う形態で設置しており、印刷準備に伴って冷却槽４１が動作して、繰り出しローラ８１に取り付けられている記録媒体５全体を冷却する。更に、この冷却槽４１に設けられている用紙送り出し口４２から記録媒体５が送り出される構成をとっている。この冷却槽４１は、槽の内部で冷却された空気が循環する機構をとっており、その冷却空気の伝熱作用によって記録媒体５の全体が冷却される。ここでは、冷却空気を０℃以上５℃以下になるように設定している。金属に比べると記録媒体５の熱伝導率は非常に低いため、図４の画像記録装置で連続的に印刷動作を行っている時に、短時間で記録媒体５を冷却することは難しい。このため、図４の装置では、冷却に十分な時間をかけるために、ロール紙全体を冷却槽４１の中に収納して冷却を行う。
【００７７】
このローラ冷却器３９及び用紙冷却器４の併設によって、記録媒体５への付与時には処理液の温度を効果的に低下させることができる。これにより記録媒体５に付与された処理液は、加温前と同様の高い粘度となり、記録媒体５の内部への過剰な浸透を防止することができる。なお、ローラ冷却器３９及び用紙冷却器４は必ずしも両方を設置する必要はなく、処理液の構成成分やグラビアローラ・オフセットローラの形態に応じて、何れか一方のみを用いても良い。
【００７８】
本実施例では、周囲環境温度（室温）が２５℃であり、貯留容器２３内で処理液を９０℃に加温した。他の箇所における処理液の温度を測定したところ、記録媒体５が通過するオフセットローラ３２とバックアップローラ３４の間における処理液の温度は２５℃であった。このようにオフセットローラ３２の冷却とロール紙の冷却を併用することで、グラビアローラ３１に供給後の処理液の冷却を更に効果的に達成できることが分かる。
【符号の説明】
【００７９】
１  供給部
２  貯留部
３  処理液付与部
４  用紙冷却器
５  記録媒体
６  インクジェットプリントヘッド群
７  熱風乾燥炉
１１  貯蔵部
２１、２３  貯留部
２２、２４  ヒーター
３１  グラビアローラ
３２、３５、３６、３７、３８  オフセットローラ
３９  ローラ冷却器
６１、６２、６３、６４  インクジェットプリントヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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