(57)【要約】【課題】  インクを記録媒体に吐出するためのインク用記録ヘッドと、インクと反応してインク中の色素材を不溶化または凝集させる反応液を記録媒体上に付与するための反応液用記録ヘッドとを用いるインクジェット記録装置において、各ヘッドそれぞれの吐出動作に伴って発生するミストが互いのヘッドに及ぶことでその吐出性能を低下させてしまう不都合を排する。【解決手段】  反応液用ヘッド（１）およびインク用ヘッド（２）を各別の主走査手段（６，１１；７，１２）に搭載し、それぞれの主走査の領域を副走査の方向において分離し、それぞれの吐出動作に伴って発生するミストの影響が互いに及ばない距離だけ離隔した状態でそれらヘッドの主走査を行わせる。【選択図】  図１
2005262584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するためのインク用記録ヘッドおよび前記インク中の色素材を不溶化または凝集させる反応液を吐出するための反応液用記録ヘッドを記録媒体に対して主走査させる動作と、前記インク用記録ヘッドおよび前記反応液用記録ヘッドに対して前記記録媒体を相対的に副走査させる動作とにより記録を行なうインクジェット記録装置であって、
前記反応液用記録ヘッドおよび前記インク吐出用記録ヘッドそれぞれの前記主走査の領域を前記副走査の方向において分離するとともに、前記反応液用記録ヘッドおよび前記インク吐出用記録ヘッドを、それぞれの吐出動作に伴って発生するミストの影響が互いに及ばない距離だけ離隔した状態で前記主走査を行わせる主走査手段を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記主走査手段は、前記反応液用記録ヘッドおよび前記インク吐出用記録ヘッドを別個に支持してそれぞれの前記主走査領域で走査させる手段を有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
インクを吐出するためのインク用記録ヘッドと、前記インク中の色素材を不溶化または凝集させる反応液を吐出するための反応液用記録ヘッドとを主走査させて記録を行うインクジェット記録装置であって、
前記インク用記録ヘッドを第１の軸に沿って主走査させる第１の主走査手段と、
前記反応液用記録ヘッドを前記第１の軸とは異なる第２の軸に沿って主走査させる第２の主走査手段とを具え、
前記第１の軸は、前記第２の軸に対して、前記主走査の方向とほぼ直交する副走査の方向にずれて配設されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
インクを記録媒体に吐出するためのインク用記録ヘッドと、前記インクと反応してインク中の色素材を不溶化または凝集させる反応液を前記記録媒体上に付与するための反応液用記録ヘッドとを用いるインクジェット記録装置であって、
前記反応液用記録ヘッドおよび前記インク吐出用記録ヘッドの間に位置する部位に設けられ、それぞれの吐出動作に伴って発生するミストが相互に移動するのを低減する低減手段を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記インク用記録ヘッドおよび前記反応液用記録ヘッドそれぞれを前記記録媒体の別の領域に対して主走査させる主走査手段と、
前記インク用記録ヘッドおよび前記反応液用記録ヘッドに対して前記記録媒体を相対的に副走査させる副走査手段とを具え、
前記低減手段は、前記反応液用記録ヘッドおよび前記インク吐出用記録ヘッドの間に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記低減手段は壁部材であることを特徴とする請求項４または５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記低減手段は排気手段であることを特徴とする請求項４または５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記反応液用記録ヘッドによって前記記録媒体に前記反応液が吐出された後に、前記インク用記録ヘッドによって前記記録媒体に前記インクが吐出されるようにしたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記反応液用記録ヘッドによって前記記録媒体に前記反応液が吐出される前に、前記インク用記録ヘッドによって前記記録媒体に前記インクが吐出されるようにしたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記反応液は、前記着色インクに含有される成分と逆の極性の成分を有することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
前記反応液は多価金属塩を含み、前記着色インクはアニオン性化合物と顔料を含むことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
インクを吐出するためのインク用記録ヘッドおよび前記インク中の色素材を不溶化または凝集させる反応液を吐出するための反応液用記録ヘッドを主走査させる動作と、前記インク用記録ヘッドおよび前記反応液用記録ヘッドに対して前記記録媒体を相対的に副走査させる動作とにより記録を行なうインクジェット記録方法であって、
前記反応液用記録ヘッドおよび前記インク吐出用記録ヘッドそれぞれの前記主走査の領域を前記副走査の方向において分離するとともに、前記反応液用記録ヘッドおよび前記インク吐出用記録ヘッドを、それぞれの吐出動作に伴って発生するミストの影響が互いに及ばない距離だけ離隔した状態で前記主走査を行なわせることを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録装置および記録方法に関し、詳しくは、インクを吐出して記録媒体上に記録ドットを形成する動作前またはその後に、インク中の色素材を不溶化または凝集させるための反応液を記録媒体上に付与するインクジェット記録装置および記録方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット記録装置においては、印刷した画像等の耐水性、堅牢性、発色性を向上させること等を目的として、着色インクと反応して染料や顔料などの色材を不溶化または凝集させる反応液（処理液と称される場合もある）を用いるものがいくつか提案されている。しかし反応液量を低減し、反応液を貯留しておくタンクとして小容量のものを使用可能とすることでインクジェット記録装置の小型化を図る観点や、特にカラー記録を行うために多色のインクを使用する場合において、必要以上の反応液が記録媒体に付与されることによって混色が生じてしまうことを避ける観点からは、本来の記録に関与するインクドットの形成位置に対して適量の反応液が付与されるようにすることが望ましい。
【０００３】
そのようなことから、例えば特許文献１には、画像形成に関与するプリント剤であるインクの吐出によるプリントドットの形成動作に先立って、あるいはプリントドットの形成後に、インクを良好に定着させる効果のある処理液（定着性向上液）を吐出させて処理液ドットを形成し、それらのドットをプリント媒体上で重ねる技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１２８８６２号公報
【非特許文献１】ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．５１「紙及び板紙の液体吸収性試験方法」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示のものを含め、従来はインクを吐出する記録ヘッドと反応液を吐出する記録ヘッドとは同等の構成を有し、一体の主走査系上に構成されていたが、本発明者らは、インク吐出用記録ヘッドおよび反応液吐出用記録ヘッドが動作した際に生じるミストがインク吐出用記録ヘッドおよび反応液吐出用記録ヘッドの吐出性能に干渉してしまうことがあることに着目した。この点について説明する。
【０００６】
インク吐出用記録ヘッドは微細な吐出口から記録媒体にインクを直接吐出するものであるため、吐出したインクが記録媒体に当たって跳ね返ったり、インクを吐出する際にプリントに関与する主なインクの他に微小なインク滴（サテライト）が吐出されて雰囲気中に漂ったりすることがあり、これがインクミストとなる。インク吐出用記録ヘッドと同様に構成される反応液吐出用記録ヘッドについても、反応液の吐出動作に関連して反応液のミストが生じる。
【０００７】
従って、インク吐出用記録ヘッドおよび反応液吐出用記録ヘッドを一体のキャリッジ等の主走査手段に搭載して動作を行わせた場合、両ヘッドが近接しているためにインクミストが反応液吐出用記録ヘッドに及んだり、あるいは反応液ミストがインク吐出用記録ヘッドに及んだりし易くなるのである。反応液はそもそも、インクと反応してインク中の色素材を不溶化または凝集させる作用をもたらすものであるため、反応液ミストがインク吐出用記録ヘッドの吐出口やその近傍に付着すると、その部位で固着が生じてしまう恐れがある。そのような固着が生じると、インク吐出用記録ヘッドからのインク吐出方向を好ましくない方向に偏向させ、また甚だしい場合には吐出口の目詰まりを生じさせてしまい、記録品位を著しく低下させてしまうことになる。また、インクミストが反応液吐出用記録ヘッドの吐出口や吐出孔近傍に付着して固着が生じる場合も同様に、反応液吐出方向の偏向や吐出口の目詰まりを生じさせ、反応液ドットを記録媒体上の好ましい位置に形成できなくなるために、反応液を付与する本来の目的を滅却してしまうことになる。
【０００８】
本発明は、かかる問題に着目してなされたもので、インク吐出用記録ヘッドおよび反応液吐出用記録ヘッドが動作した際に生じるミストが互いの吐出性能を低下させてしまわないようになし、もって記録品位が高くかつ反応液本来の性能を安定して発揮できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのために、本発明は、インクを吐出するためのインク用記録ヘッドおよび前記インク中の色素材を不溶化または凝集させる反応液を吐出するための反応液用記録ヘッドを記録媒体に対して主走査させる動作と、前記インク用記録ヘッドおよび前記反応液用記録ヘッドに対して前記記録媒体を相対的に副走査させる動作とにより記録を行なうインクジェット記録装置であって、
前記反応液用記録ヘッドおよび前記インク吐出用記録ヘッドそれぞれの前記主走査の領域を前記副走査の方向において分離するとともに、前記反応液用記録ヘッドおよび前記インク吐出用記録ヘッドを、それぞれの吐出動作に伴って発生するミストの影響が互いに及ばない距離だけ離隔した状態で前記主走査を行わせる主走査手段を具えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、インクを吐出するためのインク用記録ヘッドと、前記インク中の色素材を不溶化または凝集させる反応液を吐出するための反応液用記録ヘッドとを主走査させて記録を行うインクジェット記録装置であって、前記インク用記録ヘッドを第１の軸に沿って主走査させる第１の主走査手段と、前記反応液用記録ヘッドを前記第１の軸とは異なる第２の軸に沿って主走査させる第２の主走査手段とを具え、前記第１の軸は、前記第２の軸に対して、前記主走査の方向とほぼ直交する副走査の方向にずれて配設されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、インクを記録媒体に吐出するためのインク用記録ヘッドと、前記インクと反応してインク中の色素材を不溶化または凝集させる反応液を前記記録媒体上に付与するための反応液用記録ヘッドとを用いるインクジェット記録装置であって、
前記反応液用記録ヘッドおよび前記インク吐出用記録ヘッドの間に位置する部位に設けられ、それぞれの吐出動作に伴って発生するミストが相互に移動するのを低減する低減手段を具えたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明は、インクを吐出するためのインク用記録ヘッドおよび前記インク中の色素材を不溶化または凝集させる反応液を吐出するための反応液用記録ヘッドを記録媒体に対して主走査させる動作と、前記インク用記録ヘッドおよび前記反応液用記録ヘッドに対して前記記録媒体を相対的に副走査させる動作とにより記録を行なうインクジェット記録方法であって、
前記反応液用記録ヘッドおよび前記インク吐出用記録ヘッドそれぞれの前記主走査の領域を前記副走査の方向において分離するとともに、前記反応液用記録ヘッドおよび前記インク吐出用記録ヘッドを、それぞれの吐出動作に伴って発生するミストの影響が互いに及ばない距離だけ離隔した状態で前記主走査を行なわせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、インク吐出用記録ヘッドおよび反応液吐出用記録ヘッドが動作した際に生じるミストの、互いのヘッドへの影響が低減され、吐出不良の発生が低減されるので、記録品位が高くかつ反応液本来の性能を安定して発揮できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１５】
１．記録装置の第１の実施形態
図１は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の概略を説明するための模式的な上面図である。
【００１６】
図１において、１は反応液（Ｓ）を吐出するための吐出部を有した記録ヘッド部（以下、反応液ヘッドとも言う）であり、キャリッジ６に搭載されて、主走査方向に延在するガイド軸１１に沿って移動可能である。２はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）のインクを各々吐出するための吐出部を有した記録ヘッド部（以下、インクヘッドとも言う）であり、キャリッジ７に搭載されて、主走査方向に延在するガイド軸１２に沿って移動可能である。これらの移動の過程において、画像データに応じたタイミングにてインクや処理液を吐出することにより画像形成動作が行なわれる。そして、両記録ヘッドの主走査終了後、記録媒体１０を矢印の方向に所定量搬送（副走査）してから再び主走査ないし吐出動作を実行する。このような動作を繰り返すことにより、記録媒体１０に対して順次画像形成を行なっていく。
【００１７】
図２は、記録ヘッド１および２に適用可能な吐出部を模式的に示した概略斜視図である。図２において、９３４は、インクまたは反応液を吐出するために利用されるエネルギを発生する素子として、例えば通電に応じて液体に膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換素子（以下、吐出ヒータという）９３１、および、共通液室部としての長溝状の貫通口からなるインク供給口９３３を備える基板である。吐出ヒータ９３１はインク供給口９３３の長手方向の両側に１列ずつ配列されている。またこれに対応して、基板９３４には液路を形成するための液路壁９３６が設けられ、さらにその上には液路を画成するとともに吐出口８３５を形成するプレート９３５が設けられている。吐出口８３５ないし吐出ヒータ９３１は１列について例えば６００ｄｐｉ（ドット／インチ；参考値）のピッチで配列され、２列の関係では各吐出口は１／２ピッチだけオフセットしている。従って吐出部としては１，２００ｄｐｉの記録を行うことが可能である。また、駆動周波数を１０ｋＨｚとし、一つの吐出口では最短周期で１００μｓ毎に吐出を行うことができる。
【００１８】
なお、図２においては、液路壁９３６と吐出口プレート９３５とは別部材として示されているが、例えばスピンコート法の手法によって両者を一体に基板９３４上に同時形成することも可能である。また、吐出口８３５が形成されたプレート９３５の面（吐出口形成面）には撥水処理を施しておくことができる。また、ここでは熱エネルギを利用して吐出動作を行う形態の吐出部を例示したが、機械的エネルギによってインク吐出を行う圧電素子を利用した形態のものでもよい。
【００１９】
図３は本実施形態に係るインクジェット記録装置の制御系の構成例を示すブロック図である。ホストコンピュータからは、記録すべき文字や画像を構成する各色のデータが記録装置１００の受信バッファ４０１に入力される。また、正しくデータが転送されているかを確認するデータ、および記録装置１００の動作状態を知らせるデータが記録装置１００からホストコンピュータに送信される。受信バッファ４０１に受容された各色のデータはＣＰＵ４０２の管理下においてメモリ部４０３に転送され、そしてメモリ部４０３のＲＡＭに一時的に記憶される。
【００２０】
ここに記憶された各色ごとの画像データがインクヘッド２の各色吐出部の駆動データに展開され、記録ヘッドコントロール部４１０の制御により、形成すべき画像に応じた所定のタイミングにてそれぞれの色のインクが吐出されることになる。また、インクヘッド３が主走査を行う領域の画像データに応じた適切な位置に適切な反応液ドットが予め形成されるようにするために、記録ヘッドコントロール部４１０には当該画像データから反応液の吐出データを生成し、これに基づいて反応液ヘッド１を制御する手段を設けておくことができる。
【００２１】
この反応液の吐出データの生成態様としては、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各色のインクのそれぞれに対応する吐出データの論理和を演算し、それに対応するインクの全吐出位置、つまりそれらの１以上のインクにより形成されるべき記録ドットの全位置またはその近傍に反応液ドットが形成されるようにするものでもよいし、また、記録ドットの分布状態に見合った必要十分な量の反応液が付与されるよう、適切に間引かれた反応液ドットが形成されるようにするものでもよい。後者の場合は、例えば上記特許文献１に記載されたような技術を用いることができる。
【００２２】
機械コントロール部４０４は、ＣＰＵ４０２からの指令に応じ、主走査モータ（キャリッジ６，７の駆動モータ）や副走査モータ（記録媒体を搬送するためのラインフィードモータ）等を含む機械部４０５を駆動制御する。ここで、キャリッジ６，７は単一のモータにより駆動されるものでもよいし、各別のモータにより駆動されるものでもよい。また、キャリッジ６および７は同期して駆動（主走査）されるものでもよいし、非同期または独立して駆動可能なものであってもよい。完全に同期した主走査のみを行う場合には、単一のモータおよび位置センサが設けられていれば足りる。非同期で駆動を行う場合、伝動機構を適切に構成することで単一のモータを用いることも可能である。また、完全に独立した主走査を可能とする場合は、各別のモータおよび位置センサを設ければよい。これらは記録ヘッドないしキャリッジをどのように主走査させるかに応じて適宜選択できる。
【００２３】
センサ／ＳＷコントロール部４０６は、キャリッジの位置センサほか各種のセンサやＳＷ（スイッチ）からなるセンサ／ＳＷ部４０７からの信号をＣＰＵ４０２に送る。表示素子コントロール部４０８は、ＣＰＵ４０２からの指令により、表示パネル群のＬＥＤや液晶表示素子等からなる表示部４０９を制御する。また、記録ヘッドコントロール部４１０はＣＰＵ４０２からの指令により記録ヘッド１，２を制御する一方、各記録ヘッドの温度情報等を検出してＣＰＵ４０２に送ることで、適切な温度調整に供することができる。
【００２４】
本実施形態においては、記録媒体１０の搬送方向（副走査方向）上、反応液ヘッド１の主走査領域はインクヘッド２の上流側にあり、従って記録媒体１０に対してはインクヘッド２によるインク吐出動作に先立って反応液ヘッド１による反応液の付与が行われる。しかし両者の主走査領域を逆にすることによって、インク吐出による記録が行われた後に反応液が付与されるようにしてもよい。
【００２５】
いずれにしても、反応液ヘッドとインクヘッドとを別体のキャリッジに搭載し、それぞれの主走査領域を副走査方向に分離することで、反応液ヘッド１およびインクヘッド２から発生するミストが互いのヘッドに及ぶ割合を著しく低減し、これによって吐出口や吐出口近傍に付着して固着物が生成する恐れを格段に減らすことができる。そして、それに伴って、吐出口や吐出口近傍にミストが付着して固着物が生成されることで生じる吐出不良を抑制することができるようになる。
【００２６】
これに対して、図４に示すように、反応液ヘッド１およびインクヘッド２がともに同一のキャリッジ８に並置されて同一のガイド軸１３に沿って一体に主走査される従来の構成を採る場合は、反応液ヘッド１からの反応液の吐出動作によって発生したミストやインクヘッド２からのインクの吐出動作によって発生したミストが濃密に存在している空間をインクヘッド２や反応液ヘッド１が通過することになる。従って、相互のミストが空間で混合したり、反応液ミストおよびインクミストがそれぞれインクヘッド２および反応液ヘッド１の吐出口付近に付着したりして反応し、固着物が生成する恐れが高くなる。また、これを回避するために、両ヘッドを離隔して配置することも考えられるが、主走査範囲の大きさの制約から限界があり、ミスト付着を有効に防ぐことは期待できないのである。
【００２７】
なお、反応液ヘッド１およびインクヘッド２の双方が図１に示す位置を起点として完全に同期した主走査を行う場合、両ヘッドの距離は常に、両主走査領域間の副走査方向の距離に等しいものとなる。吐出動作に伴って発生するミストが互いに実質的に及ばないようにする上で十分な距離であれば、両ヘッドの完全な同期主走査を行えばよい。しかしミストの影響を互いに一層少なくする上で、両主走査領域間の副走査方向の距離より大きな距離を確保することが好ましいのであれば、反応液ヘッド１およびインクヘッド２が非同期または独立して主走査を行うようにすればよい。このためには、図１において例えば、反応液ヘッド１およびインクヘッド２を主走査範囲の反対側の端部に位置づけ、互いに逆方向に主走査を行うようにすること、あるいは一方のヘッドが主走査を開始した時点から遅延して他方のヘッドの主走査が開始されるようにすることができる。
【００２８】
図５はそのための記録処理手順の一例を示し、両ヘッドのタイムラグを付けた主走査を可能とするものである。
【００２９】
本手順が開始されると、まず記録媒体１０の搬送（給紙）を開始し（ステップＳ１）、記録媒体前端部が反応液ヘッド１の主走査領域に到達したか否かを判定する（ステップＳ３）。肯定判定であれば記録媒体１０の搬送を停止し（ステップＳ５）、反応液ヘッドの主走査を実施して反応液ドットの付与を行う（ステップＳ７）。その後、記録媒体を所定量（例えば図２における吐出口８５３の配列範囲分）搬送して停止し（ステップＳ９）、記録媒体前端部がインクヘッド２の主走査領域に到達したか否かを判定する（ステップＳ１１）。ここで否定判定であればステップＳ７〜Ｓ９の処理を繰り返す。
【００３０】
記録媒体前端部がインクヘッド２の主走査領域に到達した場合には、まず反応液ヘッド１の主走査を開始し（ステップＳ１３）、続いてインクヘッド２の主走査を開始する（ステップＳ１５）。ここで、反応液ヘッド１の主走査が開始されてから所定時間遅延させてインクヘッド２の主走査を開始するようにすれば、両ヘッド間には副走査方向上の距離以上の距離が確保できる。
【００３１】
インクヘッド２の主走査終了後、記録媒体を所定量搬送して停止し（ステップＳ１７）、記録媒体後端部が反応液ヘッド１の主走査領域を離脱したか否かを判定する（ステップＳ１９）。ここで否定判定であればステップＳ１３〜Ｓ１９の処理を繰り返す。一方肯定判定であれば、さらに記録媒体後端部がインクヘッド２の主走査領域を離脱したか否かを判定する（ステップＳ２１）。そして、ここで否定判定であればステップＳ１５〜Ｓ２１の処理を繰り返し、肯定判定であれば記録媒体の排出（ステップＳ２３）を行なった後、処理を終了する。
【００３２】
２．記録装置の第２の実施形態
上記第１の実施形態では、反応液ヘッドおよびインクヘッドの主走査領域を副走査方向に分離することによって、発生するミストが互いのヘッドに極力及ばないようにしたが、その効果をより高めるための手段を付加することができる。第２の実施形態は、両主走査領域の間に、それぞれのインクミストが互いの主走査領域に侵入することを低減するための侵入低減手段を設ける構成に係るものである。
【００３３】
図６はその一構成例を示す模式的上面図である。図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図であり、記録媒体１０が反応液ヘッド１およびインクヘッド２の下に搬送されている様子を示している。本例では、反応液ヘッドおよびインクヘッドの主走査領域間に、主走査方向に延在したミスト侵入低減壁１２１が設けられている。このミスト侵入低減壁１２１は、図７に示すように、記録媒体１０との間では、その通過ないし搬送を許容する間隙をもって配置され、ミストが殆ど侵入できないようになっている。すなわち、反応液ヘッド１およびインクヘッド２が記録時の主走査に発生するそれぞれのミストは、侵入低減壁１２１によって移動を抑制され、結果としてヘッドの吐出口近傍の反応生成物による不具合を回避することができる。
【００３４】
図８は第２実施形態に係るミスト侵入低減手段の他の構成例を示す模式的断面図である。本例では、侵入低減壁１２１の代わりに排気装置１２２としてある。反応液ヘッドおよびインクヘッドの主走査領域間に存在するこの排気装置１２２によって、両記録ヘッドがそれぞれ発生するインクミストは、互いの主走査領域に侵入せずに排気装置によって別の空間に移送される。これによっても、ヘッドの吐出口近傍の反応生成物による不具合を回避することができる。なお、逆に給気を行なうことでミストの相互侵入を阻止することも可能であるが、そのときの気流が記録ヘッドからの液体吐出方向を偏向させないようにすることが望ましい。従って、この例のように排気を行なう方が簡単である。
【００３５】
このような第２の実施形態によれば、反応液ヘッドおよびインクヘッドの吐出動作に伴って発生するミストが互いのヘッドに及ばないようにする効果をより高めることが可能となる。また、主走査領域間の副走査方向の距離を短縮することもでき、記録装置の小型化に資することも可能となる。
【００３６】
３．インクおよび反応液の実施形態
次にインクおよび反応液について実施形態を説明する。ただし、本発明はこれらを用いることに限定されるものではなく、公知技術を利用することもできる。
【００３７】
３．１  インク
まず、インクとして顔料インクの説明をする。
【００３８】
本発明で使用される着色インクの顔料は、着色インクの全重量に対して、重量比で１〜２０重量％、好ましくは２〜１２重量％の範囲で用いる。使用される顔料としては、具体的には、黒色の顔料としてはカーボンブラックが挙げられ、例えば、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックであって、一次粒子径が１５〜４０ｍμ（ｎｍ）、ＢＥＴ法による比表面積が５０〜３００ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量が４０〜１５０ｍｌ／１００ｇ、揮発分が０．５〜１０％、ｐＨ値が２〜９等の特性を有するものが好ましく用いられる。この様な特性を有する市販品としては、例えば、Ｎｏ．２３００、Ｎｏ．９００、ＭＣＦ８８、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４５、Ｎｏ．５２、ＭＡ７、ＭＡ８、Ｎｏ．２２００Ｂ（以上、三菱化成製）、ＲＡＶＥＮ１２５５（以上、コロンビア製）、ＲＥＧＡＬ４００Ｒ、ＲＥＧＡＬ３３０Ｒ、ＲＥＧＡＬ６６０Ｒ、ＭＯＧＵＬ  Ｌ（以上キャボット製）、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷｌ、ＣＯＬＯＲ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ１８、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  Ｓ１７０、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  Ｓ１５０、Ｐｒｉｎｔｅｘ  ３５、Ｐｒｉｎｔｅｘ  Ｕ（以上、デグッサ製）等があり、何れも好ましく使用することができる。
【００３９】
また、イエローの顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １６、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ８３等が挙げられ、マゼンタの顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ５、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ７、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ４８（Ｃａ）、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ４８（Ｍｎ）、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ５７（Ｃａ）、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １１２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １２２等が挙げられ、シアンの顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  ２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  ３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １６、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  ２２、Ｃ．Ｉ．Ｖａｔ  Ｂｌｕｅ  ４、Ｃ．Ｉ．Ｖａｔ  Ｂｌｕｅ  ６等が挙げられる。勿論、本発明は、これらに限られるものではない。また、以上の他、自己分散型顔料など新たに製造された顔料も、勿論、使用することが可能である。
【００４０】
また、顔料の分散剤としては、水溶性樹脂ならどの様なものでもよいが、重量平均分子量が１，０００〜３０，０００の範囲のものが好ましく、更に好ましくは、３，０００〜１５，０００の範囲のものを使用する。この様な分散剤として、具体的には、例えば、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマール酸、フマール酸誘導体、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、アクリルアミド、およびその誘導体等から選ばれた少なくとも２つ以上の単量体（このうち少なくとも１つは親水性の重合性単量体）からなるブロック共重合体、或いは、ランダム共重合体、グラフト共重合体、またはこれらの塩等が挙げられる。或いは、ロジン、シェラック、デンプン等の天然樹脂も好ましく使用することができる。これらの樹脂は、塩基を溶解させた水溶液に可溶であり、アルカリ可溶型樹脂である。尚、これらの顔料分散剤として用いられる水溶性樹脂は、着色インクの全重量に対して０．１〜５重量％の範囲で含有させるのが好ましい。
【００４１】
特に、上記した様な顔料が含有されている着色インクの場合には、着色インクの全体が中性またはアルカリ性に調整されていることが好ましい。この様なものとすれば、顔料分散剤として使用される水溶性樹脂の溶解性を向上させ、長期保存性に一層優れた着色インクとすることができるので好ましい。但し、この場合、インクジェット記録装置に使われている種々の部材の腐食の原因となる場合があるので、好ましくは、７〜１０のｐＨ範囲とするのが望ましい。この際に使用されるｐＨ調整剤としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の各種有機アミン、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物等の無機アルカリ剤、有機酸や鉱酸等が挙げられる。上記した様な顔料および分散剤である水溶性樹脂は、水性液媒体中に分散または溶解される。
【００４２】
本発明で使用される顔料が含有された着色顔料インクにおいて好適な水性液媒体は、水および水溶性有機溶剤の混合溶媒であり、水としては種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水（脱イオン水）を使用するのが好ましい。
【００４３】
水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等の炭素数１〜４のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセトンアルコール等のケトンまたはケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；グリセリン；エチレングリコールモノメチル（またはエチル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（またはエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（またはエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。これらの多くの水溶性有機溶剤の中でも、ジエチレングリコール等の多価アルコール、トリエチレングリコールモノメチル（またはエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテルが好ましい。
【００４４】
上記した様な水溶性有機溶剤の着色インク中の含有量は、一般的には、着色インクの全重量の３〜５０重量％の範囲、より好ましくは３〜４０重量％の範囲で使用する。また、使用される水の含有量としては、着色インクの全重量の１０〜９０重量％、好ましくは３０〜８０重量％の範囲とする。
【００４５】
また、本発明における着色インクとしては、上記の成分の他に、必要に応じて所望の物性値を持つ着色インクとする為に、界面活性剤、消泡剤、防腐剤等を適宜に添加することができる。特に浸透促進剤として機能する界面活性剤は、被記録媒体に着色顔料インクの液体成分を速やかに浸透させる役割を担うための適量を添加する必要がある。添加量の例としては、０．０５〜１０重量％、好ましくは０．５〜５重量％が好適である。アニオン性界面活性剤の例としては、カルボン酸塩型、硫酸エステル型、スルホン酸塩型、燐酸エステル型等、一般に使用されているものを何れも好ましく使用することができる。
【００４６】
上記した様な顔料が含有された着色インクの作製方法としては、始めに、分散剤としての水溶性樹脂と、水とが少なくとも含有された水性媒体に顔料を添加し、混合撹拌した後、後述の分散手段を用いて分散を行い、必要に応じて遠心分離処理を行って所望の分散液を得る。次に、この分散液にサイズ剤、および、上記で挙げた様な適宜に選択された添加剤成分を加え撹拌して着色インクとする。
【００４７】
尚、分散剤として前記した様なアルカリ可溶型樹脂を使用する場合には、樹脂を溶解させる為に塩基を添加することが必要であるが、この際の塩基類としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アミンメチルプロパノール、アンモニア等の有機アミン、或いは水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の無機塩基が好ましく使用される。
【００４８】
また、顔料が含有されている着色インクの作製方法においては、顔料を含む水性媒体を攪拌し、分散処理する前に、プレミキシングを３０分間以上行うのが効果的である。即ち、この様なプレミキシング操作は、顔料表面の濡れ性を改善し、顔料表面への分散剤の吸着を促進することができる為、好ましい。
【００４９】
上記した顔料の分散処理の際に使用される分散機は、一般に使用される分散機なら、如何なるものでもよいが、例えば、ボールミル、ロールミルおよびサンドミル等が挙げられる。その中でも、高速型のサンドミルが好ましく使用される。この様なものとしては、例えば、スーパーミル、サンドグラインダー、ビーズミル、アジテータミル、グレンミル、ダイノーミル、パールミルおよびコボルミル（何れも商品名）等が挙げられる。
【００５０】
また、顔料が含有されている着色顔料インクをインクジェット記録方法では、耐目詰り性等の要請から、最適な粒度分布を有する顔料を用いるが、所望の粒度分布を有する顔料を得る方法としては、分散機の粉砕メディアのサイズを小さくすること、粉砕メディアの充填率を大きくすること、処理時間を長くすること、吐出速度を遅くすること、粉砕後フィルタや遠心分離機等で分級すること、およびこれらの手法の組合せ等の手法が挙げられる。
【００５１】
３．２  反応液
次に反応液について説明する。
【００５２】
反応液に含有される着色顔料インクと反応する反応剤として、最も好適なものとして多価金属塩が挙げられる。多価金属塩とは、二価以上の多価金属イオンとこれら多価金属イオンに結合する陰イオンとから構成される。多価金属イオンの具体例としては、Ｃａ２＋、Ｃｕ２＋、Ｎｉ２＋、Ｍｇ２＋、Ｚｎ２＋などの二価金属イオン、そしてＦｅ３＋、Ａｌ３＋などの三価金属イオンがあげられる。また陰イオンとしては、Ｃｌ−、ＮＯ３−、ＳＯ４２−などがあげられる。瞬時に反応させて凝集膜を形成するために、反応液中の多価金属イオンの総電荷濃度は、着色顔料インク中の逆極性イオンの総電荷濃度の２倍以上であることが望ましい。
【００５３】
反応液に使用できる水溶性有機溶剤としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレングリコール類、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール等の１価アルコール類の他、グリセリン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−イミダゾリジノン、トリエタノールアミン、スルホラン、ジメチルサルホキサイド等が挙げられる。本発明における反応液中における上記水溶性有機溶剤の含有量については特に制限はないが、反応液全重量の５〜６０重量％、更に好ましくは、５〜４０重量％が好適な範囲である。
【００５４】
また、反応液には、更にこの他、必要に応じて、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、酸化防止剤などの添加剤を適宜配合してもかまわないが、浸透促進剤として機能する界面活性剤の選択と添加量は、記録媒体に対する反応液の浸透性を抑制する上で注意が必要である。さらに反応液は、無色であることがより好ましいが、被記録媒体上でインクと混合された際に、各着色インクの色調を変えない範囲の淡色のものでもよい。更に、以上の様な反応液の各種物性の好適な範囲としては、２５℃付近での粘度が１〜３０ｃｐｓ．の範囲となる様に調整されたものが好ましい。
【００５５】
４．実施例
以下、実施例を用いてさらに具体的に説明する。なお、以下の記載において「部」，「％」とあるものは特に断わらない限り重量基準である。
【００５６】
４．１  実施例１
まず、第１の実施形態による効果を検証するために、下記に述べる様にして、夫々顔料とアニオン性化合物とを含むブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色インクである着色インクを得た。
【００５７】
着色インクＫ１
＜顔料分散液の作製＞
・スチレン-アクリル酸-アクリル酸エチル共重合体
（酸価２４０、重量平均分子量＝５，０００）
１．５部
・モノエタノールアミン                １．０部
・ジエチレングリコール                ５．０部
・イオン交換水                      ８１．５部
上記成分を混合し、ウォーターバスで７０℃に加温し、樹脂分を完全に溶解させる。この溶液に新たに試作されたカーボンブラック（ＭＣＦ８８、三菱化成製）１０部、イソプロピルアルコール１部を加え、３０分間プレミキシングを行った後、下記の条件で分散処理を行った。
・分散機：サンドグラインダー（五十嵐機械製）
・粉砕メディア：ジルコニウムビーズ、１ｍｍ径
・粉砕メディアの充填率：５０％（体積比）
・粉砕時間：３時間
更に、遠心分離処理（１２，０００ｒｐｍ．、２０分間）を行い、粗大粒子を除去して顔料分散液とした。
【００５８】
＜着色インクＫ１の作製＞
上記の分散液を使用し、下記の組成比を有する成分を混合し、顔料を含有するインクを作製して着色インクとした。
・上記顔料分散液                                          ３０．０部
・グリセリン                                              １０．０部
・エチレングリコール                                        ５．０部
・Ｎ−メチルピロリドン                                      ５．０部
・エチルアルコール                                          ２．０部
・アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル製）              １．０部
・イオン交換水                                            ４７．０部
【００５９】
着色インクＣ１
着色インクＫ１の調製の際に使用したカーボンブラック（ＭＣＦ８８、三菱化成製）１０部をピグメントブルー１５に代えたこと以外は、着色インクＫ１の調製と同様にして顔料を含有した着色インクＣ１を調製した。
【００６０】
着色インクＭ１
着色インクＫ１の調製の際に使用したカーボンブラック（ＭＣＦ８８、三菱化成製）１０部をピグメントレッド７に代えたこと以外は、着色インクＫ１の調製と同様にして顔料を含有した着色インクＭ１を調製した。
【００６１】
着色インクＹ１
着色インクＫ１の調製の際に使用したカーボンブラック（ＭＣＦ８８、三菱化成製）１０部をピグメントイエロー７４に代えたこと以外は、着色インクＫ１の調製と同様にして顔料を含有した着色インクＹ１を調製した。
【００６２】
反応液Ｓ１
次に下記の成分を混合溶解した後、更にポアサイズが０．２２μｍのメンブレンフィルター（商品名：フロロポアフィルター、住友電工製）にて加圧濾過し、ｐＨが３．８に調整されている反応液Ｓ１を得た。
【００６３】
＜反応液Ｓ１の組成＞
・ジエチレングリコール                                  １０．０部
・メチルアルコール                                        ５．０部
・硝酸マグネシウム                                        ３．０部
・アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル製）            ０．１部
・イオン交換水                                          ８１．９部
【００６４】
インクジェット記録装置Ｆ９００（キヤノン製。この項において述べるインクタンクについても同じ）で使用しているインクジェット記録ヘッドを用いて、図１で示す構成のインクジェット記録装置を製作した。記録ヘッド１に対応する構成として、本来ＢＣＩ−６ＢＫインクタンクが入る場所に反応液Ｓ１のタンクを搭載し、ＢＣＩ−６ＰＣインクタンク、ＢＣＩ−６ＰＭインクタンク、ＢＣＩ−６Ｃインクタンク、ＢＣＩ−６Ｍインクタンク、ＢＣＩ−６Ｙインクタンクが入る場所には何も搭載しないものとした。一方、記録ヘッド２に対応する構成として、本来ＢＣＩ−６ＢＫインクタンク（キヤノン製）が入る場所に着色インクＫ１のインクタンクを搭載し、ＢＣＩ−６ＰＣインクタンクおよびＢＣＩ−６ＰＭインクタンクが入る場所には何も入れず、さらに、ＢＣＩ−６Ｃインクタンク、ＢＣＩ−６ＭインクタンクおよびＢＣＩ−６Ｙインクタンクが入る場所にはそれぞれ着色インクＣ１、着色インクＭ１および着色インクＹ１のインクタンクを搭載した。
【００６５】
なお、ここで用いた上記記録装置は、記録ヘッド１および２を主走査するためのガイド軸間距離が１２０ｍｍであり、両記録ヘッドは同期状態で主走査されるものである。
【００６６】
そして、このインクジェット記録装置をコンピュータ接続して、着色インクが吐出される画素には、反応液が吐出されるように電子協標準パターンＪ６／Ｖｅｒ．１の画像サンプルを普通紙に記録した。この記録を記録媒体５００枚分繰り返した後、各々の記録ヘッドの吐出口形成面を観察したところ、着色インクと反応液によって生成された固着物はほとんど見られず、記録した５００枚の画像についても、吐出方向の変更等による吐出不良に起因した画像品位の低下はなかった。
【００６７】
４．２  実施例２
第２の実施形態（図６および図７）の検証を行った。  
着色インクと反応液は実施例１と同じ物を用意し、実施例１で構成したインクジェット記録装置に、図６および図７で示すようなミストの相互侵入低減手段である低減壁を１ｍｍ厚のアクリル板で作成し、記録媒体と低減壁の隙間が１ｍｍとなる位置に取り付けた。そして、実施例１と同様な記録を行い、評価したところ、各々の記録ヘッドの吐出口形成面には着色インクと反応液によって生成された固着物は全く見られず、記録した５００枚の画像についても、吐出方向の変更等による吐出不良に起因した画像品位の低下はなかった。
【００６８】
４．３  実施例３
第２の実施形態（図８）の検証を行った。  
着色インクと反応液は実施例１と同じ物を用意し、実施例１で構成したインクジェット記録装置に、図１２で示すような反応液と着色インクの相互侵入低減手段である排気装置を取り付けた。排気装置は、防水ファン(三洋電機製)により排気できるように構成し、排気通路は１ｍｍ厚のアクリル板を１０ｍｍの隙間をあけて２枚合わせたもので作成した。そしてこれを被記録媒体と排気口の隙間が５ｍｍとなる位置に取り付けた。そして、実施例１と同様な記録を行い、評価したところ、各々の記録ヘッドの吐出口形成面には着色インクと反応液によって生成された固着物は全く見られず、記録した５００枚の画像についても、吐出方向の変更等による吐出不良に起因した画像品位の低下はなかった。
【００６９】
５．反応液ヘッドおよびインクヘッド間の距離の設計指針
図１に示したような記録媒体搬送方向（副走査方向）に分離された反応液ヘッドおよびインクヘッドの主走査領域間の距離は、それぞれの吐出動作に伴って発生するミストの影響が互いに殆ど及ばない、すなわち吐出性能にとって問題となる固着物が生成されるようなミストが互いの吐出口形成面に殆ど移動してこない距離である。しかしこの距離は、単に長く設定すればよいわけではない。インクと反応液の反応のメカニズムないしは反応液本来の性能を安定して発揮できるようにする上で好ましい値に設定すべきである。以下に、その指針となる事項の一例について説明する。
【００７０】
図９（ａ）〜（ｆ）は記録媒体１０の上面で反応液Ｓと顔料インクＩが反応するメカニズムを説明するための図である。まず図９（ａ）は、予め反応液Ｓを付与してある記録媒体１０に、顔料インクＩを付与させて反応液Ｓと接触した瞬間を示している。なお、ここでは、後述のように、反応液と顔料インクを液状で接触させるという観点および膜状の凝集体を速やかに定着させるという観点から、反応液の浸透性よりも顔料インクの浸透性を高くしている。詳しくは、反応液の表面張力よりも顔料インクの表面張力を低くしているのである。この表面表力の関係は、例えば、反応液と顔料インク中の界面活性剤の含有比率を変えることにより調整可能である。
【００７１】
記録媒体１０の上面で反応液Ｓと顔料インクＩを接触させるために、記録媒体１０に付与される反応液Ｓが記録媒体１０に浸透しきる前に顔料インクＩを付与する。言い換えれば、記録媒体の上面にて反応液が液状で存在している間に顔料インクを接触させるのである。これを実現するためには、低浸透性の反応液Ｓを用いることが好ましい。反応液Ｓが記録媒体１０に対して低い浸透性を有していれば、顔料インクＩを付与するまでの時間をある程度置くことができるため好適な記録条件を設定しやすく、上記第１の実施形態の構成にとっても好ましい。
【００７２】
記録媒体１０に対して反応液Ｓを低い浸透性にするには、浸透促進剤となる界面活性剤等の添加量を抑制することで達成することができる。一方、記録媒体１０に対して反応液Ｓの浸透性について評価する一つの手法としてブリストウ法がある。ブリストウ法は非特許文献１に記載され、濡れ時間Ｔｗ、吸収係数Ｋａ（ｍＬ／ｍ２・ｍｓ１／２）と粗さ指数Ｖｒ（ｍＬ／ｍ２）が定義されており、多くの市販図書に説明があるため、ここでの詳細な説明は省略するが、吸収曲線の例のみを図１０に示す。
【００７３】
反応液Ｓは、この濡れ時間Ｔｗが経過した頃から記録媒体１０に浸透をし始める。よって浸透が完全に終了しない時間までに顔料インクＩを付与して反応液Ｓと接触させることで、記録媒体の上面にて存在している反応液の界面に顔料インクを接触させることができる。
【００７４】
よって、反応液Ｓと顔料インクＩとを記録媒体１０に付与する時間差をＴｄとしたときに、この濡れ時間Ｔｗとの関係が、
Ｔｄ＜２．０×Ｔｗ
である条件、好ましくは、反応液Ｓが記録媒体１０に浸透を開始する前とした、
Ｔｄ＜１．０×Ｔｗ
である条件によって、記録媒体１０の上面または上方で反応液１０と顔料インクＩを接触させることが達成される。つまり、記録媒体搬送方向（副走査方向）に分離された反応液ヘッドおよびインクヘッドの主走査領域間の距離、および／または両者の動作間隔は、この時間差Ｔｄに基づいて設計することが好ましい。
【００７５】
但し、本発明における濡れ時間Ｔｗの算出方法は、図１０に示すように、吸収係数Ｋａを算出するための最小二乗法による近似直線Ａと、液体の転移量Ｖ、粗さ指数Ｖｒで表されるＶ＝Ｖｒの直線Ｂとの交点ＡＢまでの時間としている。
【００７６】
また一般的に各種普通紙の液体吸収性は、液体の表面張力を主因子として制御することが可能であること、そして一般的なインクジェット記録方法では、着弾時間差Ｔｄは数ミリ秒以上であることから、反応液の表面張力は３５ｍＮ／ｍから６０ｍＮ／ｍであることが望ましい。例えば、実施例１に対しては、反応液の表面張力は４５ｍＮ／ｍから５５ｍＮ／ｍとすれば、着弾時間差として１０秒を確保でき、これに基づいてミストの影響が相互に及ばない記録ヘッド１，２間の距離を選定することができる。また、実施例２や実施例３に適用される第２の実施形態では、反応液の設計条件を緩和しつつも、記録ヘッド間の距離ないしディレイ時間を短縮可能である。
【００７７】
以上のようにすることで、次のような反応過程を経て、発色性の向上した画像記録物を得ることができる。
【００７８】
図９（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、反応液と顔料インクが接触した界面で膜状の凝集体３１ｃを形成させる工程を表している。この工程は、前の工程の直後、顔料の凝集物３１ｂが集合してなる膜状の凝集体３１ｃを形成することにある。なお、凝集物３１ｂが集合して膜状の凝集体３１ｃが形成されていく様子は、下記図１１にて詳細に後述する。
【００７９】
膜状の凝集体３１ｃを構成する凝集物３１ｂを形成するには、顔料インクＩ中に含有されている成分と反応して顔料の凝集を起こさせる必要がある。その最適な手法は、反応液中に多価金属イオンを含有させて凝集させる方法であって、この方法に反応液を低ｐＨにして酸析現象を利用する方法、カチオン性有機物質を含有させて凝集させる方法等を併用することもできる。
【００８０】
反応液に含有される多価金属イオン２１は、顔料インクＩ中のカルボン酸イオン、スルホン酸イオン、リン酸イオン等と衝突することによって反応を起こし、これにより顔料の分散性を低下させ、結果的に、顔料の凝集を生じさせる。この顔料の凝集は、上記衝突の確率を高める程生じ易い。従って、反応液Ｓに含有される多価金属イオン２１は、顔料インクＩ中の多価金属イオン２１と反応する逆極性イオンの総電荷濃度より多く含有させることが好ましい。
【００８１】
ここでの総電荷濃度とは、反応液では単位質量当たりにおける多価金属イオンの数を、顔料インクでは単位質量当たりにおけるカルボン酸イオン、スルホン酸イオン、リン酸イオン等の逆極性イオンの数で定義している。
【００８２】
そして、このような反応液が記録媒体の上面にて液状で存在している間に顔料インクを接触させると、図９（ｂ）で示すように、高い衝突確率のために瞬時に顔料インクＩ中のカルボン酸イオン、スルホン酸イオン、リン酸イオン等と多価金属イオンの結合が起こり、分散状態にある顔料粒子３１の電気的斥力を消失させた顔料粒子３１ａが生成される。そして、図９（ｃ）および（ｄ）で示すように、顔料粒子３１ａ同士の間に働くファンデルワールス引力により、急速に顔料粒子３１ａ同士による凝集物３１ｂが形成され、これら凝集物３１ｂが集合することによって膜状の凝集体３１ｃが形成される。
【００８３】
ここで、凝集物３１ｂの集合体である膜状の凝集体３１ｃを形成するメカニズムについて、図１１を用いてより詳細に説明する。図１１は、図９（ｂ）〜（ｄ）の破線枠で示した部位を拡大した図である。まず、図１１（ａ）に示されるように、顔料インクＩが反応液Ｓに接触した直後形成される凝集物３１ｂは、反応液Ｓの表面を界面活性剤３２と共に移動していく。反応液Ｓの表面を凝集物３１ｂと界面活性剤３２が移動するのは、顔料インクＩ中の界面活性剤３２の含有率を高くしたことにより、顔料インクＩ中の界面活性剤３２が反応液Ｓと接触したときに、反応液Ｓの表面を配向移動するからであり、この界面活性剤の流れに伴って凝集物３１ｂも移動するからである。その後、図１１（ｂ）に示されるように、凝集物３１ｂは反応液Ｓと記録媒体１０の境界で止まり、また、後続の凝集物３１ｂも移動してくる。そして、図１１（ｃ）に示されるように、次々と形成される凝集物３１ｂが反応液Ｓの表面に配向していく。最終的には、図１１（ｄ）に示されるように、凝集物３１ｂの密度が高まり、反応液Ｓの表面で凝集物３１ｂが集合してなる膜状の凝集体３１ｃが形成される。
【００８４】
図９に戻って、同図（ｅ）および（ｆ）について説明する。図９（ｅ）および（ｆ）は、記録媒体１０に対する反応液Ｓの浸透性を促進させるプロセスと、膜状の凝集体３１ｃを記録媒体１０の表面に定着させるプロセスをほぼ同時に進行させる工程を時系列的に表したものである。
【００８５】
顔料インクＩ中に含有される界面活性剤３２に代表される浸透促進剤と溶媒は反応液Ｓ中に拡散していき、この拡散に伴って、反応液の浸透性が高まり、反応液Ｓ中の溶媒成分および顔料インクＩ中の溶媒成分が記録媒体１０に速やかに浸透していく。
【００８６】
そして、このプロセスが進行した状態が図９（ｅ）であり、最終的には図９（ｆ）で示すように、膜状の凝集体３１ｃが記録媒体１０（例えば、複数の繊維で構成される普通紙）の表面に覆い被さるように定着して凝集膜３１ｄを形成する。実際には、普通紙の表面は繊維の凹凸による起伏があるため、図１２（ａ）で示されるように、膜状の凝集体３１ｃが形成された後、反応液Ｓ中の溶媒成分および顔料インクＩ中の溶媒成分が記録媒体１０に速やかに浸透して、図１２（ｂ）で示されるような繊維の凹凸からなる起伏に沿って膜状の凝集体３１ｃは覆い被さり、最終的には凝集膜３１ｄとなって定着する。
【００８７】
以上のことをまとめると、（イ）多価金属塩を含む反応液が記録媒体上にて液状で存在している間に、反応液の浸透性よりも高い浸透性を有する顔料インクを接触させ、（ロ）その接触界面にて、図１１（ｄ）や図１２（ａ）に示されるような凝集物３１ｂが集合してなる膜状の凝集体３１ｃを形成しているので、（ハ）最終的に、記録媒体表面において図１２（ｂ）に示されるような凝集膜３１ｃを形成することができる。特に、普通紙のような多数の繊維で構成される記録媒体に対して以上の内容を適用すれば、複数の繊維に跨って当該複数の繊維を被覆する凝集膜を形成することができる。そして、この凝集膜により高発色性を得ることが可能となる。
【００８８】
以上の通り、応液ヘッドおよびインクヘッド間でミストが実質的に互いに影響しあわないようにするために、反応液ヘッドおよびインクヘッドの主走査領域間の距離、ないしは一画像形成領域に対する両者の動作間隔を定めるにあたっては、ここで詳述したようなインクと反応液との反応のメカニズムを考慮することが望ましいのである。
【００８９】
６．記録装置の他の実施形態
上記第２の実施形態で述べたような、反応液ヘッドおよびインクヘッド間のミスト侵入低減手段が有効に機能するのであれば、上述したように両ヘッドの主走査領域を副走査方向に分離する形態に限られるものではない。すなわち本発明は、両ヘッドが一体の主走査系に構成されている形態を排除するものではない。
【００９０】
図１３は本発明の第３の実施形態を示す模式的上面図である。ここでは、反応液ヘッド１と、各色吐出部を有するインクヘッド２とが一体のキャリッジ１８に搭載され、かつキャリッジ１８が両ヘッド間にミスト侵入低減手段１２３（例えば第２の実施形態で述べたような壁部材あるいは排気手段）を有している構成が示されている。
【００９１】
また本発明は、以上の各実施形態または随時述べた変形例に限られることなく、本発明の思想の範囲内で適宜の変形を施すことが可能である。例えば、インクヘッドの吐出部の数についても上述の実施形態に限られることなく、色の種類や濃度に対応して適宜の数とすることができるものである。また、記録ヘッド１または２としては、それぞれ処理液またはインクを収納したタンクと、処理液またはインクを吐出する吐出部とから構成されたカートリッジの形態とすることができる。また、吐出部ないしタンクの形態については、両者を完全に一体のものとしてタンク内のインクまたは処理液の残量が無くなったとき等にヘッドカートリッジごと交換できるようにすることもできるし、両者を分離可能としてタンクのみを取り外して交換できるようにしてもよい。あるいはこれらのように両者を一体とするほか、これらを別体としてタンクを装置の他の部位に設け、両者間をチューブ等で連通してヘッドへのインクまたは処理液の供給がなされるようなものでもよい。
【００９２】
さらに、上例では所謂シリアル方式のインクジェット記録装置に適用した場合について述べたが、本発明は記録媒体の幅に対応した範囲にわたって吐出口を配列してなる記録ヘッドを用いるラインプリンタ形態のインクジェット記録装置にも適用できる。この場合にも、例えば第２，第３の実施形態と同様、反応液吐出用の記録ヘッドをインク吐出用の記録ヘッドとの間にミスト侵入低減手段を付加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の概略を説明するための模式的な上面図である。
【図２】図１の記録装置に適用可能な記録ヘッドの構成例を示す斜視図である。
【図３】図１の記録装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図４】反応液ヘッドとインクヘッドとを同一の主走査系に構成したインクジェット記録装置の構成例を示す模式的上面図である。
【図５】図１の構成において、記録時に反応液ヘッドとインクヘッドとを非同期で主走査可能とするための制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係るインクジェット記録装置の概略を説明するための模式的な上面図である。
【図７】図６の模式的断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態に係るインクジェット記録装置の概略を説明するための模式的な上面図である。
【図９】（ａ）〜（ｆ）は、記録媒体の上面で反応液と顔料インクが反応するメカニズムを説明するための図である。
【図１０】ブリストウ法による吸収曲線を示す線図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、顔料インクと反応液との反応により生じる凝集物が集合して膜状の凝集体が形成される態様の説明図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、膜状の凝集体が記録媒体の表面に定着して凝集膜が形成される態様の説明図である。
【図１３】本発明の別の実施形態の主要部を説明するための模式的な上面図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  記録ヘッド（反応液ヘッド）
２  記録ヘッド（インクヘッド）
６，７，８，１８  キャリッジ
１０  記録媒体
１１，１２，１３  ガイド軸
１２１  ミスト侵入低減壁
１２２  排気手段
４０１  受信バッファ
４０２  ＣＰＵ
４１０  記録ヘッドコントロール部
４０４  機械コントロール部
４０５  機械部
４０６  センサ／ＳＷ（スイッチ）コントロール部
４０７  センサ／ＳＷ部
【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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