JP5938571B2 - 液体吐出方法、及び液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙に水性液体を吐出して付着させる液体吐出方法に関する。

近年、記録媒体にインクを吐出して画像形成を行うインクジェット記録方法が普及している。特に、普通紙に水性インクを吐出して記録するインクジェット記録方法は、高画質の記録物を簡易に得られる利点がある。また、シリアルヘッドに変えてラインヘッドを搭載したインクジェット記録装置の普及に伴い、インクジェット記録方法を用いて高速印刷を行うことも可能となった。

ところが、水性インクを用いて普通紙に写真や図等の記録を行う場合、インクの付着量が多くなるため、記録物がバックカール（記録面と反対側に記録媒体が反る現象をいう。）しやすくなる。記録物がバックカールすると、インクジェット記録装置内で記録媒体の搬送不良が生じたり、記録物の梱包や製本などの処理が困難になるなどの問題がある。そこで、普通紙に水性インクを吐出して記録する場合も、バックカールが少ないインクジェット記録方法が望まれていた。

近年、インクで記録するに先立って紙にアルコール液を付与し、記録位置では紙が実質的に乾燥した状態に至らしめ、その後にインクで画像を形成することにより記録済みの用紙のカールを抑制する方法が提案された（特許文献１）。この提案の方法によると、セルロース繊維間の水素結合による結合点に存在する水酸基にアルコール液の水酸基が結合することによって、後から水がやってきてもアルコール液の疎水基部分により水分子が排除され繊維同士の結合点に到達できないため、紙が乾燥する過程で、繊維間の結合点の移動が起こりにくくなり、用紙のカールが抑制されるとしている。

しかしながら、この提案の方法によって、例えば、枚葉のインクジェット記録装置を用いて普通紙に写真や図等を高速印刷する場合、多量のインクが普通紙に付着することにより、記録後のバックカールを十分に抑制することができないという問題があった。

上記課題を解決するために請求項１に係る発明は、用紙に水性液体を吐出して付着させる液体吐出方法であって、セルロース繊維によって形成される前記用紙の第１の面を乾燥して、前記用紙の第１の面、及び第２の面の（１）式で示される水分表裏差を２０％以上とする乾燥工程と、前記乾燥工程で乾燥させた前記用紙の第１の面に前記水性液体を吐出して付着させる吐出工程と、を有することを特徴とする液体吐出方法である。

請求項８に係る発明は、用紙に水性液体を吐出して付着させる液体吐出装置であって、セルロース繊維によって形成される前記用紙の第１の面を乾燥して、前記用紙の第１の面、及び第２の面の（１）式で示される水分表裏差を２０％以上とする乾燥手段と、前記乾燥手段で乾燥させた前記用紙の第１の面に前記水性液体を吐出して付着させる吐出手段と、を有することを特徴とする液体吐出装置である。

本発明の液体吐出方法によると、用紙の第１の面を乾燥して、用紙の第１の面の水分量と用紙の第２の面の水分量との間に所定量の差を設ける。更に、乾燥させた用紙の第１の面に水性液体を吐出して付着させる。これにより、記録直後のバックカールの発生を低減することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る液体吐出装置の概略構成図である。 水分量とＩＭ−Ｄ値との相関を示す説明図である。 本発明の一実施形態の液体吐出装置の制御部を説明するためのブロック図である。 設定温度管理テーブルを示す概念図である。 水分量算出式管理テーブルを示す概念図である。 本発明の一実施形態に係る液体吐出装置における処理方法を示した処理フロー図である。

以下、図１乃至図６を用いて、本発明の一実施形態について説明する。

＜＜＜液体吐出装置の構成＞＞＞
図１は、本発明の一実施形態に係る液体吐出装置の概略構成図であり、まずは図１を用いて、本実施形態に係る液体吐出装置の構成を説明する。

本実施形態において、液体吐出装置１は、用紙に水性液体を吐出して付着させる装置である。ここで、「吐出」とは液体を外へ出すことを意味する。即ち、吐出にはノズルによって液滴を出すことのみでなくスプレーによって霧状又は泡状の液体を出すことも含まれる。また、「水性液体」とは、水を溶媒又は分散媒の主成分とする液体を意味する。本実施形態では、水性液体の一例としての水性インクを吐出する液体吐出装置の一例としてのインクジェット記録装置について説明する。

図１に示されているように液体吐出装置１は、給紙部２、加熱部３、冷却部４、計測部５、搬送部６、吐出部７、排紙部８、操作部９、及び制御部１０を備えている。以下、液体吐出装置１の上記各構成について順に説明する。

給紙部２は、液体吐出装置１内の搬送経路に用紙を供給するために、給紙トレイ２１、引出ローラ２２、及び給紙ローラ２３を備えている。給紙トレイ２１は、用紙を収容するためのトレイである。給紙トレイ２１に収容される用紙としては、特に限定されないが、普通紙、光沢紙、特殊紙、汎用印刷紙等が挙げられる。これらのうち、普通紙は表面に無機フィラーや樹脂等を含有する塗工層を有していないため、光沢紙、特殊紙、及び汎用印刷用紙等と比較して腰がない。このため、普通紙はバックカールが発生し易い用紙であるが、本実施形態の液体吐出装置を用いることにより、バックカールの発生を低減することができる。引出ローラ２２は、給紙トレイ２１に収容された用紙を一枚毎に引出す。給紙ローラ２３は、引出ローラ２２によって引出された用紙を、液体吐出装置１内の搬送経路に給紙する。

加熱部３は、給紙部２によって給紙された用紙の上面（第１の面）を加熱することにより乾燥するために、乾燥手段の一例としての所定の加熱手段３１を備えている。加熱手段３１は、加熱した気体又は固体を用紙の第１の面に接触させることにより、用紙の上面を加熱する手段である。加熱手段３１の熱源としては、ニクロム等の発熱素子や、水や油等の媒体が挙げられる。加熱手段３１による加熱の程度は、操作パネル９によって受け付けられた設定温度、又は計測部５による計測の結果などに基づき制御部１０によって制御される。

加熱手段３１の具体例としては、温風ヒータやヒートローラ等が挙げられる。これらのうち、温風ヒータは、加熱した気体（温風）を用紙の第１の面に接触させて加熱する。これにより、温風ヒータは、用紙表面の水分を気化させることができるだけでなく、用紙と非接触のため気化した水分を容易に除去することができる。この場合、第１の面の水分量と第２の面の水分量の差を大きくすることができるため、温風ヒータは好適に用いられる。

冷却部４は、給紙部２によって給紙された用紙の下面（第２の面）を冷却することにより、用紙の第２の面の乾燥を防ぐために、所定の冷却手段４１を備えている。冷却手段４１は、冷却した気体又は固体を用紙の第２の面に接触させることにより、用紙の下面を冷却する手段である。この冷却には、ペルチェ素子等の熱電素子や、水や不凍液等の液体が用いられる。冷却手段４１による冷却の程度は、操作パネル９によって受け付けられた設定温度、又は計測部５による計測の結果などに基づき制御部１０によって制御される。

冷却手段４１としては、特に限定されないが、ペルチェ素子冷却板や、冷却ローラ等が挙げられる。これらのうち、冷却した水を用いて冷却（水冷）する冷却ローラは、用紙を搬送しながら、冷却することができる。これにより、搬送時間が短縮され、搬送中に用紙の第２の面の水分が気化することを抑制できるため、冷却ローラは好適に用いられる。

尚、図１に示された液体吐出装置１において、加熱手段３１及び冷却手段４１は、用紙の搬送経路上の同じ位置に備えられているが、このような配置に限定されない。用紙の第１の面の水分量と第２の面の水分量に所定量の差をつけることが可能であれば、加熱手段３１及び冷却手段４１の一方を、給紙部２と計測部４との間の搬送経路上の上流側に配置し、他方を下流側に配置しても良い。

本実施形態において水分量とは、用紙に含まれる水分量を意味する。この場合、水分量は、例えば、用紙に含まれる水分の質量を、用紙の質量と用紙に含まれる水分の質量との和で除することにより算出される。また、水分量の所定量の差とは、記録直後のバックカールの程度が所定の基準を満たすために必要な、記録前の用紙の第１の面水分量及び第２の面の水分量の差を意味する。水分量の差としては、例えば、（１）式で示される水分表裏差が挙げられる。また、水分量の所定量の差としては、例えば、２０％以上とすることができる。なお、所定量の差はこの範囲が限定されず、水性インクを吐出するときの外部の環境（温度、湿度等）や用紙の種類に応じて設定することもできる。

ここで、記録前の用紙の水分表裏差が２０％以上とすることが好適な理由について説明する。本発明者らは、インクジェット記録直後のバックカールの原因は、水性インクが用紙の第１の面に付着することにより生じる水分表裏差によると考えた。即ち、本発明者らは、水性インクが用紙の第１の面に付着すると、水の湿潤によって用紙の第１の面のセルロース繊維が緩むことによって伸長し、バックカールが発生すると考えた。

そこで、各種の用紙を用いて第１の面にインクジェット記録を行い、記録前及び記録後の用紙の水分量を赤外線方式の水分計で測定した。その結果、記録後に上記の（１）式で示される水分表裏差が２０％以上である場合に用紙の四隅のバックカールが２０ｍｍ以上となることを確認した。また、予め用紙の第１の面を乾燥し、記録前の水分表裏差を２０％〜７０％にしておくことで、第１の面に水性インクでベタ画像（付着量２００ｍｇ〜４００ｍｇ／Ａ４）を形成した場合でも、記録直後の用紙の水分表裏差を２０％未満に抑えられた。即ち、水性インクの付着量が多い場合でも、記録前の水分表裏差を２０％〜７０％にしておくことで、バックカールを防止できることを確認した。なお、２３℃５０％Ｒｈの環境条件下で、赤外線方式の水分計で測定される用紙の表面の水分量は、紙秤量の８〜１０％であって用紙によって大きな差がない。このため、上記の条件は各種の用紙に適用することが可能であると考えられる。

計測部５は、加熱手段３１によって加熱された用紙の第１の面の水分量を計測する第１の水分計５１ａと、用紙の第２の面の水分量を計測する第２の水分計５１ｂと、を備えている。なお、本実施形態では、水分計（５１ａ，５１ｂ）のうち任意の水分計を示す場合には「水分計５１」を用いる。

水分計５１としては、用紙の第１の面、又は第２の面の水分量をリアルタイムで計測することができる水分計５１が好ましい。ここで、リアルタイムとは、加熱手段３１によって加熱された用紙、又は冷却手段４１によって冷却された用紙が、計測部５を経て、搬送経路上の吐出部７に至るまでの時間を１分以内に制御することができる時間を意味する。吐出部７に至るまでの時間が１分を超えると、加熱後、又は冷却後の用紙の吸湿によって、カールの発生を抑制する効果が小さくなる場合がある。

水分量をリアルタイムで計測することができる水分計５１としては、特に限定されないが、赤外線方式で水分量を計測する水分計が挙げられる。ここで、赤外線方式による水分量の測定原理について説明する。水には光（近赤外線）の特定波長を吸収する性質がある。水に吸収される光のエネルギーは、水分量が多くなれば、大きくなる。赤外線方式による水分計は、この物理的な現象を応用したものであり、物質に照射した近赤外線の反射強度（ＩＭ−Ｄ値）から水分量を計測する。

水に吸収される近赤外線の代表的な波長としては、１．２μｍ、１．４５μｍ、１．９４μｍ等が挙げられる。赤外線方式による水分計は、これらの波長の近赤外線のみでなく、これらの波長に隣接した波長を用いて計測を行うことができる。これにより、物質の色や表面状態によって反射強度のＳ／Ｎ（signal-noise）比を大きくすることができる。

また、ＩＭ−Ｄ値は、水分量が同じであっても物質によって異なる場合がある。例えば、表面状態や色の異なる普通紙は、同じ水分量であってもＩＭ−Ｄ値が異なる場合がある。この場合、あらかじめ表面状態や色などの特性に応じて分類した用紙毎に絶乾法によって計測した水分量と、計測されたＩＭ−Ｄ値との相関を示す検量線（図２参照）を作成しておくことで校正できる。これにより、ある用紙のＩＭ−Ｄ値とある用紙の検量線との対比により、水分量を求めることができる。

赤外線方式で水分量を計測する水分計５１としては、市販品を用いることができ、フジワーク社製のＩＭ−３ＳＣＶ Ｍｏｄｅｌ−１０００が挙げられる。この水分計のセンサーヘッドは１５０℃までの耐熱性がある。また、この水分計の測定時の応答性は１秒以下である。したがって、この水分計により搬送された用紙の水分量をリアルタイムに計測することができる。

搬送部６は、計測部５で水分量が計測された用紙を、吐出部７を経て、排紙部８に搬送するために、搬送ベルト６１、駆動ローラ６２、従動ローラ６３、及び補助ローラ６４，６５を有する。搬送ベルト６１は、吐出ヘッド７３のインク吐出動作のタイミングに合わせて、用紙を搬送経路上の排紙部８の方向に搬送する。また、搬送ベルト６１は、張力の掛かった状態で、駆動ローラ６２及び従動ローラ６３に架けられ、駆動ローラ６２の回転に伴い搬送経路上を搬送方向に移動する。補助ローラ６４，６５は、搬送ベルト６１上で搬送される用紙の上面を抑える。

吐出部７は、搬送部６で搬送される用紙に水性インクを吐出して画像を形成するために、タンク７１、供給ライン７２、及び吐出ヘッド７３を有する。タンク７１は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック等の各色の水性インクを貯蔵する容器である。供給ライン７２は、タンク７１に貯蔵された水性インクを吐出ヘッド７３に供給する供給手段である。

吐出ヘッド７３は、用紙に画像を形成するため、供給ライン７２によって供給された水性インクに刺激（エネルギー）を加えることで吐出する吐出手段である。インクに加えられるエネルギーとしては、特に限定されないが、熱（温度）、圧力、振動、及び光などが挙げられる。これらのなかでも、熱、圧力が好適に用いられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用しても良い。

吐出ヘッド７３としては、液室部、流体抵抗部、振動板、ノズル部材などを備えた公知のヘッドが用いられる。この場合、これらの構成要素の少なくとも一部がシリコーン又はニッケルを含む材料により形成されていても良い。また、ノズルの直径は、例えば、３０μｍ以下、好ましくは１〜２０μｍとすることができる。吐出ヘッド７３の具体例としては、圧電型ヘッド、サーマル型ヘッド、静電型ヘッド等が挙げられる。また、吐出ヘッド７３は、所定の走査方向に走査するヘッドの下を、走査方向とは異なる搬送方向に用紙が通過することによって記録するシリアルヘッドであっても、固定されたヘッドの下を用紙が通過することによって記録するラインヘッドであっても良い。これらのうち、ラインヘッドを用いた場合、用紙に短時間で記録できるので、記録後に記録物が搬送されるまでの時間が短くなる。この場合、水分が十分に気化されない状態で記録物が搬送されることになるが、本実施形態の液体吐出方法を用いた場合には、バックカールの発生が低減されるので、搬送に影響を与え難い。

排紙部８は、搬送部６によって搬送された用紙を排紙するために、補助ローラ８１、排紙ローラ８２、及び排紙トレイ８３を有する。補助ローラ８１及び排紙ローラ８２は、画像が形成された用紙を排紙トレイ８３に排紙するための装置である。排紙トレイは、排紙された用紙を収容するためのトレイである。

操作部９は、ユーザからの操作入力を受け付けるため、表示操作パネル９１を有する。表示操作パネル９１は、液体吐出装置１の運転状況を表示してユーザに報知する表示パネルと、ユーザからの操作入力を受け付ける操作パネルとを兼ねている。

制御部１０は、液体吐出装置１の全体の動作を制御する。このため、制御部１０は、後述のＣＰＵ（Central Processing Unit）や、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置を備えている。

＜＜＜制御部のハードウェア構成及び機能構成＞＞＞
本実施形態の液体吐出装置１の制御部１０のハードウェア構成及び機能構成について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態の液体吐出装置１の制御部１０を説明するためのブロック図である。

本実施形態の液体吐出装置１の制御部１０は、液体吐出装置１全体の動作を制御するＣＰＵ１０１、液体吐出装置用プログラムを記憶したＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１のワークエリアとして使用されるＲＡＭ１０３、用紙毎のＩＭ−Ｄ値と水分量の相関を示すデータ（図２参照）が記憶され液体吐出装置１の電源が遮断されている間もデータを保持する不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）１０４、画像データに対する各種信号処理、並び替え等の画像処理、又は液体吐出装置１全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１０５、ホストコンピュータ等の外部機器とのデータ、信号の送受信を行うためのＩ／Ｆ（Interface）１０６、水分計５１の計測結果を入力するためのＩ／Ｏ（Input/Output）ポート１０７を有する。

また、制御部１０のＮＶＲＡＭ１０４の記憶領域には、図４に示されているような設定温度管理テーブルによって構成されている設定温度管理ＤＢ（Data Base）が構築される。設定温度管理テーブルでは、吐出ヘッド７３が用紙に水性インクを吐出するときの印字率、加熱手段３１の設定温度、及び冷却手段４１の設定温度が関連付けられて管理される。なお、図４中の「＜」は、「以下」を意味する。また、表４中の「−」は、温度設定をしなくても良いことを意味する。加熱手段３１の設定温度、及び冷却手段４１の設定温度は、表示操作パネル９１によって受け付けられたユーザからの入力に基づき、追加、削除、更新することができる。

加熱手段３１の設定温度、及び冷却手段４１の設定温度を設定する場合、記録前の用紙の上記の（１）式で表される水分表裏差が２０％以上となるように設定することが好ましい。このような加熱手段３１の設定温度としては、８０℃以上、３００℃以下であることが好ましい。加熱手段３１の設定温度が８０℃に満たない場合には、水分表裏差を上記の範囲にすることができない可能性があり、３００℃を超えると用紙が劣化する可能性がある。また、冷却手段４１の設定温度としては、室温以下であることが好ましく、例えば１０℃以下とすることができる。冷却手段３１の設定温度が室温より大きい場合には、水分表裏差を上記の範囲にすることができない可能性がある。

制御部１０のＮＶＲＡＭ１０４の記憶領域には、図５に示されているような水分量算出式管理テーブルによって構成されている水分量算出式管理ＤＢが構築される。水分量算出式管理テーブルでは、用紙毎に、水分量を算出するための水分量算出式が関連付けられて管理される。水分量算出式は、表示操作パネル９１によって受け付けられたユーザからの入力に基づき、追加、削除、更新することができる。

また、液体吐出装置１の制御部１０は、ＲＯＭ１０２に記憶されているプログラムに従ったＣＰＵ１０１からの命令によって動作することで実現される、加熱制御部１１３、冷却制御部１１４、算出部１１５、搬送制御部１１６、及び吐出制御部１１７を有する。

加熱制御部１１３は、ＲＯＭ１０２に記憶されているプログラムに従ったＣＰＵ１０１からの命令によって、加熱手段３１の出力を制御する。この場合、加熱制御部１１３は、表示操作パネル９１によって受け付けられた設定温度の入力に基づき加熱手段３１の出力を制御する。また、加熱制御部１１３は、後述の吐出制御部１１７によって算出された印字率や、計測部５によって算出された水分量に基づき、加熱手段３１の出力を自動的に制御する。

冷却制御部１１４は、ＲＯＭ１０２に記憶されているプログラムに従ったＣＰＵ１０１からの命令によって、冷却手段４１の出力を制御する。この場合、冷却制御部１１４は、表示操作パネル９１によって受け付けられた設定温度の入力に基づき冷却手段４１の出力を制御する。また、冷却制御部１１４は、後述の吐出制御部１１７によって算出された印字率や、計測部５によって算出された水分量に基づき、冷却手段４１の出力を自動的に制御する。

算出部１１５は、ＲＯＭ１０２に記憶されているプログラムに従ったＣＰＵ１０１からの命令によって、水分計５１の計測結果に基づき水分量を算出する。この場合、Ｉ／Ｏポート１０７によって受信された水分計５１の計測結果と、水分量算出式管理テーブルから取得された水分量算出式とを用いてＣＰＵ１０１が水分量を算出する。また、算出部１１５は、水分計５１ａの計測結果から算出された水分量と、水分計５１ｂの計測結果から算出された水分量との差分を算出する。

搬送制御部１１６は、ＲＯＭ１０２に記憶されているプログラムに従ったＣＰＵ１０１からの命令によって、給紙部２の引出ローラ２２及び給紙ローラ２３、搬送部６の搬送モータ６６、並びに排紙部８の排紙ローラ８２の駆動を制御する。この場合、搬送制御部１１６が、給紙部２の引出ローラ２２及び給紙ローラ２３を駆動する制御を行うことで、給紙トレイ２１に収容された用紙が給紙される。また、搬送制御部１１６が搬送モータ６６を駆動する制御を行うことで、駆動ローラ６２が連動して回転し、搬送ベルト６１が移動する。これにより、搬送ベルト６１上の用紙が搬送される。更に、搬送制御部１１６が排紙部８の排紙ローラ８２を駆動する制御を行うことで、排紙ローラ８２が回転し、搬送経路上の用紙が排紙トレイ８３に排紙される。

吐出制御部１１７は、ＲＯＭ１０２に記憶されているプログラムに従ったＣＰＵ１０１からの命令によって、吐出ヘッド７３の圧力発生手段を駆動制御するための駆動波形を生成し、インクを吐出するための制御を行う。この場合、吐出制御部１１７は、Ｉ／Ｆ１０６によって受信された印刷データを、ＡＳＩＣ１０５によって画像処理して画像データを作成する。また、吐出制御部１１７は、作成された画像データに基づき、用紙全体の面積における記録部分の面積の比率（印字率）を算出する。更に、吐出制御部１１７は、画像データに基づくヘッド駆動情報作成して吐出ヘッド７３に出力する。

＜＜＜水性インク＞＞＞
続いて、本実施形態の液体吐出方法に用いられる水性インクについて説明する。本実施形態の液体吐出方法において、特に限定されないが、着色剤を含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体、水溶性有機溶剤、及び水を含み、必要に応じてその他成分を含有してなる水性インクが好適に用いられる。水性インクの各成分について順に説明する。

＜着色剤＞
上記の着色剤としては、耐候性の面から顔料が好適に用いられるが、色調調整の目的で耐候性が劣化しない範囲内で染料を含有しても良い。顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択され、例えば、黒色用、或いはカラー用の無機顔料や有機顔料などが用いられる。これら着色剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

上記の無機顔料としては、酸化チタン及び酸化鉄、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、クロムイエローに加え、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によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。

上記の有機顔料としては、アゾ顔料（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を含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、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）、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、特に、水と親和性の良いものが好ましく用いられる。

上記顔料において、より好ましく用いられる顔料の具体例としては、黒色用としては、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、または銅、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）等の有機顔料が挙げられる。

さらに、カラー用の顔料としては、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、４０８、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、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等が挙げられる。

顔料の水性インクにおける含有量は、固形分で２〜１５質量％が好ましく、３〜１０質量％がより好ましく、５〜８質量％が更に好ましい。含有量が２質量％未満であると、記録物の発色性及び画像濃度が低くなってしまうことがあり、１５質量％を超えると、水性インクが増粘して吐出安定性が悪くなってしまうことがあり、更に経済的にも好ましくない。

＜水不溶性ビニルポリマー＞
上記の水不溶性ビニルポリマーは、一般式（１）で表されるモノマー（モノマーＡ）、塩生成基含有モノマー（モノマーＢ）、疎水性モノマー（モノマーＣ）を含有するモノマー混合物を重合させて得られる。これらのモノマーは、各モノマーの所要量を混合して組成物としても良いし、モノマーＡ、Ｂ、Ｃ以外のモノマーを追加して用いても良い。

一般式（１）において、Ｒ_１は、重合性の観点から、水素原子又はメチル基が好ましい。また、Ｒ_２は炭素数２〜８のアルキレン基又は水素原子がフェニル基で置換された炭素数２〜４のアルキレン基であるが、炭素数２〜４のエチレン基、プロピレン基、ブチレン基が好ましい。ｎは、平均付加モル数であり、２〜３０の数であるが、画像濃度及び保存安定性の観点から、２〜２５の数が好ましく、２〜１５の数が更に好ましく、２〜１０の数が特に好ましい。ｎ個のＲ_２は同一でも異なっていてもよく、異なる場合は、ブロック付加及びランダム付加のいずれもでよい。Ｒ_３は炭素数２〜３０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基であるが、高い画像濃度及び良好な保存安定性の観点から炭素数２〜２２のアルキル基が好ましく、炭素数８〜１８のアルキル基がより好ましく、オクチル基、２−エチルへキシル基、デシル基、ドデシル（ラウリル）基、テトラドデシル（ミリスチル）基、ヘキサデシル（セチル）基及びオクタデシル（ステアリル）基が特に好ましい。

モノマーＡとしては、オクトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、オクトキシポリ（エチレングリコール・プロピレングリコール）モノ（メタ）アクリレート、オクトキシポリ（エチレングリコール・ブチレングリコール）モノ（メタ）アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ラウロキシポリ（エチレングリコール・プロピレングリコール）モノ（メタ）アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ステアロキシポリ（エチレングリコール・プロピレングリコール）モノ（メタ）アクリレート、等が挙げられる。これらは、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

モノマーＡは、脂肪族アルコール末端（−ＯＨ）をアルキレンオキシドで重合し、その重合した末端基（−ＯＨ）をエーテル化する方法により得られる。商業的に入手しうるモノマーＡの具体例としては、共栄社化学（株）製のライトアクリレートＥＡ―Ｃ、日本油脂（株）の５０ＰＯＥＰ−８００Ｂ、ＰＬＥ２００、ＰＳＥ−４００が挙げられる。

モノマーＡを用いることにより、画像濃度が高く、保存安定性に優れた水性インクを得ることができる。これは、モノマーＡが有する末端基のアルキル基が紙の表面に残りやすいためであると考えられる。また、モノマーＡを用いることにより水性インクに対して優れた分散安定性も付与できる。

また、モノマーＡは、特定の水溶性有機溶剤に対して高い相溶性を示すことから、インク中に特定の水溶性有機溶剤を含有する場合には、水分が蒸発して平衡状態に達したインク残さにおいてもポリマー粒子に分散安定性を付与できる。

水不溶性ビニルポリマーを重合するのに用いられるモノマー混合物におけるモノマーＡの含有量は、画像濃度及びインク粘度の観点から、３〜２５質量％、好ましくは５〜２０質量％である。

本実施形態において塩生成基含有モノマー（モノマーＢ）とは、中和反応により塩を生成する塩生成基を有するモノマーを言う。本実施形態において好適に用いられる塩生成基含有モノマーとしては、アニオン生成基を有するアニオン性モノマーが挙げられる。このアニオン生成基は、水中でアニオンを生成して静電反発によりポリマー分散体に分散安定性を付与するとともに、水性インクが用紙に付着した場合には、ｐＨ変化により静電反発力を失い、顔料の定着を促進する。アニオン性モノマーは、単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

アニオン性モノマーとしては、不飽和カルボン酸モノマー、不飽和スルホン酸モノマー及び不飽和リン酸モノマーから選ばれた１種以上が挙げられる。

不飽和カルボン酸モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、２−メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられる。これらは、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

不飽和スルホン酸モノマーとしては、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、３−スルホプロピル（メタ）アクリル酸エステル、ビス−（３−スルホプロピル）−イタコン酸エステル等が挙げられる。これらは、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

不飽和リン酸モノマーとしては、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス（メタクリロキシエチル）ホスフェート、ジフェニル−２−アクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル−２−メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジブチル−２−アクリロイロキシエチルホスフェート等が挙げられる。これらは、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

アニオン性モノマーの中では、画像濃度及び保存安定性の観点から、不飽和カルボン酸モノマーが好ましく、アクリル酸及びメタクリル酸がより好ましい。

水不溶性ビニルポリマーを重合するのに用いられるモノマー混合物におけるモノマーＢの含有量は、画像濃度及び保存安定性の観点から、３〜２５質量％、好ましくは５〜２０質量％、更に好ましくは１２〜１４質量％である。モノマーＢの含有量が３質量％よりも小さい場合には、塩基物質に溶解し難くなり顔料への被覆がし辛くなる等の問題がある。

本実施形態において好適に用いられるモノマーＣとしては、一般式（２）で表されるモノマー、一般式（３）で表されるモノマー、及びマクロマーが挙げられる。

（式中、Ｒ_４は水素原子又はメチル基、Ｒ_５は炭素数１〜２２のアルキル基、炭素数６〜２２のアリール基、アルキルアリール基若しくはアリールアルキル基又は炭素数３〜２２の環式炭化水素基を示す。）

（式中、Ｒ_６は水素原子又はメチル基、Ｒ_７は置換基を有しても良いフェニル基、ビフェニル基、又はナフタレン基を示す。）

これらは、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。モノマーＣは、画像濃度及び耐擦過性の観点から、芳香環含有モノマー及びマクロマーから選ばれた１種以上が含有されていることが好ましい。

一般式（２）で表されるアルキル基を有するモノマーとしては、Ｒ_４がメチル基のモノマーが好ましく、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、（イソ）プロピル（メタ）アクリレート、（イソ又はターシャリー）ブチル（メタ）アクリレート、（イソ）アミル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、（イソ）オクチル（メタ）アクリレート、（イソ）デシル（メタ）アクリレート、（イソ）ドデシル（メタ）アクリレート、（イソ）ステアリル（メタ）アクリレート、ベへニル（メタ）アクリレート等のエステル部分が炭素数１〜２２のアルキル基である（メタ）アクリレートが挙げられる。これらは２種以上を混合して用いることができる。なお、（イソ又はターシャリー）及び（イソ）は、これらの基が存在している場合とそうでない場合の双方を意味し、これらの基が存在していない場合には、ノルマルを示す。また、（メタ）アクリレートは、メタクリレートとアクリレートの両方を意味する。以下においても同様である。

一般式（２）で表されるアリール基を有するモノマーとしては、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらは、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

一般式（２）で表される環式炭化水素基を有するモノマーとしては、炭素数３以上の単環式、二環式、さらには三環式以上の多環式（メタ）アクリレートである。具体的には、炭素数３以上の単環式（メタ）アクリレートとしては、シクロプロピル（メタ）アクリレート、シクロブチル（メタ）アクリレート、シクロペンチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘプチル（メタ）アクリレート、シクロオクチル（メタ）アクリレート、シクロノニル（メタ）アクリレート、シクロデシル（メタ）アクリレート等が挙げられ、二環式（メタ）アクリレートとしては、イソボルニル（メタ）アクリレート、ノルボルニル（メタ）アクリレート等が挙げられ、三環式（メタ）アクリレートとしてはアダマンチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの中では、保存安定性の観点から、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレートが好ましい。これらは２種以上を混合して用いることができる。

一般式（３）で表される芳香環含有モノマーとしては、Ｒ_６が水素又はメチル基のモノマーが好ましく、耐水性の観点から、スチレン、ビニルナフタレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、４−ビニルビフェニル、から選ばれた１種以上が好ましい。これらの中では、画像濃度及び耐擦過性の観点から、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン及びビニルナフタレンから選ばれた１種以上がより好ましい。

マクロマーとしては、片末端に重合性官能基を有し、好ましくは数平均分子量が４００〜５００，０００、より好ましくは６００〜１２，０００であるマクロマーが挙げられる。マクロマーの具体例としては、片末端に重合性官能基を有するスチレン系マクロマー、片末端に重合性官能基を有するシリコーン系マクロマー、片末端に重合性官能基を有するメチルメタクリレート系マクロマー、片末端に重合性官能基を有するスチレン・アクリロニトリル系マクロマー、片末端に重合性官能基を有するブチルアクリレート系マクロマー、片末端に重合性官能基を有するイソブチルメタクリレート系マクロマー等が挙げられる。これらの中では、着色剤を含む水不溶性ビニルポリマー粒子の形成が容易であることから、片末端に重合性官能基を有するスチレン系マクロマーが好ましい。

片末端に重合性官能基を有するスチレン系マクロマーとしては、片末端に重合性官能基を有するスチレン単独重合体、及び片末端に重合性官能基を有するスチレンと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。片末端に重合性官能基を有するスチレン系マクロマーの中では、分散性の観点から、片末端に重合性官能基としてアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有するスチレン系マクロマーが好ましい。

商業的に入手しうるスチレン系マクロマーとしては、東亜合成（株）製のＡＳ−６（Ｓ），ＡＮ−６（Ｓ），ＨＳ−６（Ｓ）等が挙げられる。なお、マクロマーの数平均分子量は、溶媒として１ｍｍｏｌ／Ｌのドデシルジメチルアミン含有クロロホルムを用いたゲルクロマトグラフィーにより、標準物質としてポリスチレンを用いて測定される。

水不溶性ビニルポリマーを重合するに用いられるモノマー混合物におけるモノマーＣの含有量は、保存安定性及び耐水性の観点から、５０〜９５質量％、好ましくは６０〜８５質量％である。

モノマーＣとして芳香環含有モノマーを用いる場合、モノマーＣ中、芳香環含有モノマーの含有量は、耐擦過性、及びインク粘度の観点から、好ましくは３０〜８０質量％、より好ましくは３５〜７５質量％である。

モノマーＣとしてマクロマーを用いる場合、モノマーＣ中、マクロマーの含有量は、耐水性及び耐擦過性の観点から、好ましくは３〜４０質量％、より好ましくは５〜２５質量％である。

水不溶性ビニルポリマーは、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の重合法により、モノマーＡ、Ｂ、Ｃを重合させることによって製造される。これらの重合法の中では、溶液重合法が好ましい。溶液重合法で用いる溶媒は、極性有機溶媒であることが好ましい。極性有機溶媒が水混和性を有する場合には、水と混合して用いることもできる。極性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール等の炭素数１〜３の脂肪族アルコール；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；酢酸エチル等のエステル類等が挙げられる。これらの中では、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン又はこれらと水との混合液が好ましい。必要に応じて、トルエンを用いてもよい。

重合の際には、ラジカル重合開始剤を用いることができる。ラジカル重合開始剤としては、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、ジメチル−２，２’−アゾビスブチレート、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボニトリル）等のアゾ化合物が好適である。また、ｔ−ブチルペルオキシオクトエート、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジベンゾイルオキシド等の有機過酸化物を使用することもできる。重合開始剤の量は、モノマー混合物１モルあたり、好ましくは０．００１〜５モル、より好ましくは０．０１〜２モルである。

重合の際には、更に重合連鎖移動剤を添加してもよい。重合連鎖移動剤の具体例としては、オクチルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔ−ドデシルメルカプタン、ｎ−テトラデシルメルカプタン、２−メルカプトエタノール等のメルカプタン類；ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド等のキサントゲンジスルフィド類；テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド等のチウラムジスルフィド類；四塩化炭素、臭化エチレン等のハロゲン化炭化水素類；ペンタフェニルエタン等の炭化水素類；アクロレイン、メタクロレイン、アリルアルコール、２−エチルヘキシルチオグリコレート、タービノーレン、α−テルピネン、γ−テルピネン、ジペンテン、α−メチルスチレンダイマー、９，１０−ジヒドロアントラセン、１，４−ジヒドロナフタレン、インデン、１，４−シクロヘキサジエン等の不飽和環状炭化水素化合物；２，５−ジヒドロフラン等の不飽和ヘテロ環状化合物等が挙げられる。これらの重合連鎖移動剤は、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

モノマーの重合条件は、使用するラジカル重合開始剤、モノマー、溶媒の種類等によって異なるので一概には決定することができない。通常、重合温度は、好ましくは３０〜１００℃、より好ましくは５０〜８５℃であり、重合時間は、好ましくは２〜２４時間である。また、重合雰囲気は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気であることが好ましい。

重合反応の終了後、反応溶液から再沈澱、溶媒留去等の公知の方法により、生成した水不溶性ビニルポリマーを単離することができる。また、得られた水不溶性ビニルポリマーは、再沈澱を繰り返したり、膜分離、クロマトグラフ法、抽出法等により、未反応のモノマー等を除去して精製することができる。

水不溶性ビニルポリマーの重量平均分子量は、画像濃度と吐出安定性の点から、好ましくは３，０００〜３００，０００、より好ましくは５，０００〜２００，０００である。

＜着色剤を含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体＞
着色剤として、顔料を含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体を得る方法としては、上記の水不溶性ビニルポリマーを有機溶媒に溶解させ、顔料、水、中和剤及び必要に応じて界面活性剤を加えて混練した後、必要に応じて水で希釈し、有機溶媒を留去して水系にする方法が好ましい。

水性インク中の顔料の量は、画像濃度及びポリマー粒子中に含有させやすさの観点から、水不溶性ビニルポリマー１００質量部に対して、好ましくは２０〜１２００質量部、より好ましくは５０〜９００質量部、更に好ましくは６５〜６００質量部である。

上記の有機溶媒としては、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒及びエーテル系溶媒が好ましく、これらの親水性有機溶媒がより好ましい。アルコール系溶媒としては、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、第３級ブタノール、イソブタノール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。ケトン系溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。エーテル系溶媒としては、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等が挙げられる。これらの溶媒のうち、アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトンが好ましい。なお、有機溶媒は、トルエンと併用してもよい。

中和剤として、塩基が使用され、具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の３級アミン類、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。中和度には、特に限定がない。通常、得られる水分散体の液性が中性、例えば、ｐＨが４〜１０であることが好ましい。

塩生成性基の種類に応じて、塩生成基を水酸化ナトリウム又は酢酸で１００％中和させた後の水不溶性ビニルポリマーの２５℃での水に対する溶解度は、水性インクの低粘度化の点から１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましく、１質量％以下であることが更に好ましい。

本実施形態において水分散体中及び水性インク中、着色剤を含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の平均粒子径は、ノズルの目詰まり防止及び保存安定性の観点から、好ましくは０．０１〜０．５０μｍ、より好ましくは０．０２〜０．３０μｍ、更に好ましくは０．０４〜０．２０μｍである。

＜水溶性有機溶剤＞
上記の水溶性有機溶剤としては、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレンが挙げられる。

水溶性有機溶剤は、顔料を含有する水不溶性ビニルポリマー粒子と相溶することにより、長期間保存してインクの水分が蒸発した場合においても、顔料が凝集することを防ぎ、優れた保存安定性を付与する。また、水溶性有機溶剤は、インクが開放状態で放置されても、多量の水分を保持することにより、インクに流動性を付与する。

この場合、平衡水分量の高い水溶性有機溶剤を用いることにより、インクの水分が蒸発して平衡状態に達した場合にも、水溶性有機溶剤が多量の水分を保持し、インクの極端な粘度上昇を抑えることができる。

本実施形態において、平衡水分量の高い水溶性有機溶剤とは、温度２３℃、湿度８０％環境中の平衡水分量が３０ｗｔ％以上、好ましくは４０ｗｔ％以上である水溶性有機溶剤（水溶性有機溶剤Ａ）を意味する。水溶性有機溶剤Ａを用いることで、インクの水分が蒸発して水分平衡に達した場合においても、水溶性有機溶剤Ａが多量の水分を保持して粘度上昇を防ぐことができる。なお、平衡水分量とは、水溶性有機溶剤と水との混合物を一定温度、湿度の空気中に開放して、溶液中の水の蒸発と空気中の水のインクへの吸収が平衡状態になったときの水分量を言う。具体的には、平衡水分量は、塩化カリウム飽和水溶液を用いデシケーター内の温湿度を温度２３±１℃、湿度８０±３％に保ち、このデシケーター内に各水溶性有機溶剤を１ｇずつ秤量したシャーレを質量変化がなくなるまでの期間保管し、次の式により求めることができる。
平衡水分量（％）＝｛有機溶剤に吸収した水分量／（有機溶剤量＋有機溶剤に吸収した水分量）｝×１００

水溶性有機溶剤Ａの沸点は、好ましくは１４０℃以上であり、より好ましく２５０℃以上である。水溶性有機溶媒Ａの沸点が１４０℃以上であれば、通常のインクの使用環境下において気化が生じないため、水溶性有機溶媒の気化により保持できる水分が減少することを防ぐことができる。

以上の点から本実施形態で好適に用いられる水溶性有機溶剤Ａとしては、温度２３℃、湿度８０％環境中の平衡水分量が３０ｗｔ％以上の多価アルコール類が挙げられる。このような水溶性有機溶剤Ａの具体例としては、１，２，３−ブタントリオール（ｂｐ１７５℃／３３ｈＰａ、３８ｗｔ％）、１，２，４−ブタントリオール（ｂｐ１９０−１９１℃／２４ｈＰａ、４１ｗｔ％）、グリセリン（ｂｐ２９０℃、４９ｗｔ％）、ジグリセリン（ｂｐ２７０℃／２０ｈＰａ、３８ｗｔ％）、トリエチレングリコール（ｂｐ２８５℃、３９ｗｔ％）、テトラエチレングリコール（ｂｐ３２４−３３０℃、３７ｗｔ％）、ジエチレングリコール（ｂｐ２４５℃、４３ｗｔ％）、１，３−ブタンジオール（ｂｐ２０３−２０４℃、３５ｗｔ％）等が挙げられる。この中でもグリセリン、１，３−ブタンジオールは水分を含んだ場合に低粘度化することや顔料分散体が凝集せず安定に保てるなどの理由により特に好適に用いられる。上記水溶性有機溶剤Ａを水溶性有機溶剤剤全体の５０ｗｔ％以上用いた場合、吐出安定性確保やインク吐出装置の維持装置での廃インク固着防止に優れるため好ましい。

本実施形態において水性インクは、水溶性有機溶剤Ａ以外にも、２３℃、８０％での平衡水分量が３０ｗｔ％未満の水溶性有機溶剤（水溶性有機溶剤Ｂ）を併用することができる。水溶性有機溶剤Ｂとしては、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、その他の湿潤剤、などが挙げられる。

水溶性有機溶剤Ｂの多価アルコール類の具体例としては、例えば、ジプロピレングリコール（ｂｐ２３２℃）、１，５−ペンタンジオール（ｂｐ２４２℃）、３−メチル−１，３−ブタンジオール（ｂｐ２０３℃）、プロピレングリコール（ｂｐ１８７℃）、２−メチル−２，４−ペンタンジオール（ｂｐ１９７℃）、エチレングリコール（ｂｐ１９６−１９８℃）、トリプロピレングリコール（ｂｐ２６７℃）、ヘキシレングリコール（ｂｐ１９７℃）、ポリエチレングリコール（粘調液体〜固体）、ポリプロピレングリコール（ｂｐ１８７℃）、１，６−ヘキサンジオール（ｂｐ２５３−２６０℃）、１，２，６−ヘキサントリオール（ｂｐ１７８℃）、トリメチロールエタン（固体、ｍｐ１９９−２０１℃）、トリメチロールプロパン（固体、ｍｐ６１℃）などが挙げられる。

多価アルコールアルキルエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル（ｂｐ１３５℃）、エチレングリコールモノブチルエーテル（ｂｐ１７１℃）、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（ｂｐ１９４℃）、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（ｂｐ１９７℃）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ｂｐ２３１℃）、エチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル（ｂｐ２２９℃）、プロピレングリコールモノエチルエーテル（ｂｐ１３２℃）などが挙げられる。多価アルコールアリールエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノフェニルエーテル（ｂｐ２３７℃）、エチレングリコールモノベンジルエーテルなどが挙げられる。

含窒素複素環化合物としては、例えば、２−ピロリドン（ｂｐ２５０℃、ｍｐ２５．５℃、４７−４８ｗｔ％）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ｂｐ２０２℃）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ｂｐ２２６℃）、ε−カプロラクタム（ｂｐ２７０℃）、γ−ブチロラクトン（ｂｐ２０４−２０５℃）などが挙げられる。アミド類としては、例えば、ホルムアミド（ｂｐ２１０℃）、Ｎ−メチルホルムアミド（ｂｐ１９９−２０１℃）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ｂｐ１５３℃）、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド（ｂｐ１７６−１７７℃）などが挙げられる。アミン類としては、例えば、モノエタノールアミン（ｂｐ１７０℃）、ジエタノールアミン（ｂｐ２６８℃）、トリエタノールアミン（ｂｐ３６０℃）、Ｎ，Ｎ−ジメチルモノエタノールアミン（ｂｐ１３９℃）、Ｎ−メチルジエタノールアミン（ｂｐ２４３℃）、Ｎ−メチルエタノールアミン（ｂｐ１５９℃）、Ｎ−フェニルエタノールアミン（ｂｐ２８２−２８７℃）、３−アミノプロピルジエチルアミン（ｂｐ１６９℃）などが挙げられる。含硫黄化合物類としては、例えば、ジメチルスルホキシド（ｂｐ１３９℃）、スルホラン（ｂｐ２８５℃）、チオジグリコール（ｂｐ２８２℃）などが挙げられる。その他の固体湿潤剤としては、糖類などが好ましい。

糖類の例としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類（三糖類、四糖類を含む）、多糖類、などが挙げられる。具体的には、グルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース、などが挙げられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。また、これらの糖類の誘導体としては、糖類の還元糖（例えば、糖アルコール（一般式：ＨＯＣＨ_２（ＣＨＯＨ）ｎＣＨ_２ＯＨ（ただし、ｎは２〜５の整数を表す）で表わされる。）、酸化糖（例えば、アルドン酸、ウロン酸など）、アミノ酸、チオ酸などが挙げられる。これらの中でも、糖アルコールが好ましく、具体例としてはマルチトール、ソルビットなどが挙げられる。

顔料を含有する水不溶性ビニルポリマー粒子と水溶性有機溶剤Ａとの質量比は、ヘッドからのインク吐出安定性に非常に影響があり、さらにインク吐出装置の維持装置での廃インク固着防止にも影響がある。即ち、顔料を含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の固形分が高いのに水溶性有機溶剤Ａの配合量が少ないとノズルのインクメニスカス付近の水分蒸発が進み吐出不良をもたらすことがある。顔料を含有する水不溶性ビニルポリマー粒子と水溶性有機溶剤Ａとの質量比は、好ましくは１：２〜１：１０であり、より好ましくは、１：３〜１：８である。

また、顔料を含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の質量と水溶性有機溶剤Ａが平衡時（温度２５℃、湿度８０％）に保持できる水の質量の比は、好ましくは、１：０．２〜１：７であり、より好ましくは１：０．６〜１：４である。

水溶性有機溶剤の水性インク中における含有量は、２０〜５０質量％が好ましく、２５〜４５質量％がより好ましい。含有量が２５質量％未満であると、吐出安定性低下し、維持装置で廃インクが固着する可能性がある。また、５０質量％を超えると、紙面上での乾燥性に劣り、普通紙上の文字品位が低下することがある。

＜浸透剤＞
本実施形態において、水性インクは、浸透剤として、炭素数８〜１１のポリオール化合物又は炭素数８〜１１のグリコールエーテル化合物を少なくとも１種を含有することが好ましい。浸透剤は、水溶性有機溶剤とは異なり、湿潤性が小さく、非湿潤剤性ということができる。ここで、非湿潤剤性とは、２５℃の水中において０．２〜５．０質量％の間の溶解度を有することを意味する。これらの中でも、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール［溶解度：４．２％（２５℃）］、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール［溶解度：２．０％（２５℃）］が特に好適に用いられる。これらの浸透剤は、モノマーＡ、Ｂ、Ｃを重合してなる水不溶性ビニルポリマーとの相溶性が良く、水分が蒸発したインク残さの粘度上昇を生じさせない点で好ましい。

その他のポリオール化合物として、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−ジオールなどが挙げられる。

その他の併用できる浸透剤としては、インク中に溶解し、所望の物性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。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アリルエーテル、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等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、エタノール等の低級アルコール類、などが挙げられる。

浸透剤の水性インクにおける含有量は、０．１〜４．０質量％が好ましい。含有量が０．１質量％未満であると、速乾性が得られず滲んだ画像となることがある。また、含有量が４．０質量％を超えると、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、また用紙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が発生することがある。

＜界面活性剤＞
本実施形態において、水性インクに用いられる界面活性剤としては、着色剤の種類や水溶性有機溶剤の組合せによって分散安定性を損なわず、表面張力が低く、浸透性、レベリング性の高いものが好ましい。このような界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。これら界面活性剤は、１種を単独、又は二種以上を混合して用いることができる。

アニオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、アルキルアリルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルアリールエーテルリン酸塩、アルキルアリールエーテル硫酸塩、アルキルアリールエーテルエステル硫酸塩、オレフィンスルホン酸塩、アルカンオレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、エーテルカルボキシレート、スルホコハク酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル、脂肪酸塩、高級脂肪酸とアミノ酸の縮合物、ナフテン酸塩等が挙げられ、これらの中でも、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩及びジアルキルスルホコハク酸塩が好ましい。

ノニオン系界面活性剤としては、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、等が挙げられる。

カチオン界面活性剤としては、例えば、アルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、脂肪族アミン塩、ベンザルコニウム塩、第４級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩等が挙げられる。

両性界面活性剤としては、イミダゾリニウムベタイン等のイミダゾリン誘導体、ジメチルアルキルラウリルベタイン、アルキルグリシン、アルキルジ（アミノエチル）グリシン等が挙げられる。

フッ素系界面活性剤としては、フッ素置換した炭素数が２〜１６であるものが好ましく、フッ素置換した炭素数が４〜１６であるものがより好ましい。フッ素置換した炭素数が２未満であると、フッ素の効果が得られないことがあり、１６を超えると、インク保存性などの問題が生じることがある。

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酸化合物、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、特に好ましく、さらに好ましくは、下記構造式（４）で表されるフッ素系界面活性剤である。

ただし、構造式（４）中、ｍは０〜１０の整数を表す。ｎは１〜４０の整数を表す。

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酸化合物としては、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、ＮＨ_４、ＮＨ_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＮＨ_２（ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）_２、ＮＨ（ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）_３などが挙げられる。

フッ素系界面活性剤としては、適宜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、Ｓ−３８６（いずれも、旭硝子株式会社製）；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、住友スリーエム株式会社製）；メガファックＦ−４７０、Ｆ−１４０５、Ｆ−４７４（いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製）；ゾニール（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、株式会社ネオス社製）、ポリフォックスＰＦ−１５１Ｎ（オムノバ社製）などが挙げられる。これらの中でも、良好な記録品質、特に発色性、紙に対する均染性が著しく向上する点から、ＤｕＰｏｎｔ社製のＦＳ−３００、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ポリフォックスＰＦ−１５１Ｎが特に好ましい。

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、高ｐＨでも分解しないものが好ましく、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を有するポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤が水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。

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、例えば、下記構造式で表される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。

ただし、（５）式中、ｍ、ｎ、ａ、及びｂは整数を表す。Ｒ及びＲ’はアルキル基、アルキレン基を表す。

シリコーン系界面活性剤としては、適宜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、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。ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、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。

界面活性剤の水性インク中における含有量は、０．０１〜３．０質量％が好ましく、０．５〜２質量％がより好ましい。含有量が０．０１質量％未満であると、界面活性剤を添加した効果が無くなることがあり、３．０質量％を超えると、用紙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が発生することがある。

＜ｐＨ調整剤＞
本実施形態において、ｐＨ調整剤を顔料凝集防止剤として添加し、インク保管中にインクｐＨが低下して顔料が凝集・増粘がしないように調整することで信頼性の高いインクが得られる。ｐＨ調整剤としては、水性インクに悪影響を及ぼさずにｐＨを８〜１１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、アルカリ金属元素の水酸化物、アンモニウムの水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、などが挙げられる。ｐＨが８未満及び１１を超えるとインクジェットのヘッドやインク供給ユニットを溶かし出す量が大きく、インクの変質や漏洩、吐出不良などの不具合が生じることがある。

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。

＜その他成分＞
その他成分としては、特に制限はなく、必要に応じて適宜選択することができ、例えば、公知の水分散性樹脂、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、などが挙げられる。

＜インクの製造例＞
本実施形態において、水性インクは、顔料を含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体、水溶性有機溶剤、及び水、更に必要に応じて他の成分を水性媒体中に分散又は溶解し、更に必要に応じて攪拌混合して製造される。分散は、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシェイカー、超音波分散機等により行うことができる。また、攪拌混合は通常の攪拌羽を用いた攪拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機等で行うことができる。

＜インク物性＞
本実施形態において、水性インクの物性としては、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、粘度、表面張力、ｐＨ等が以下の範囲であることが好ましい。

水性インクの２５℃での粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓが好ましい。水性インク粘度が５ｍＰａ・ｓ以上とすることによって、画像濃度や文字品位を向上させる効果が得られる。一方、インク粘度を２０ｍＰａ・ｓ以下に抑えることで、吐出安定性を確保することができる。本実施形態における、インクの粘度はＪＩＳ Ｋ７１１７−２により円錐平板型回転粘度計により測定される粘度である。ここで、粘度は、例えば、粘度計（ＲＥ−８０Ｌ、ＲＥ−５５０Ｌ、東機産業株式会社製）を使用して、２５℃で測定することができる。

水性インクのｐＨとしては、２５℃でｐＨが７より大きく、８以上が好ましく、ｐＨ９以上がより好ましい。インクのｐＨが７以下の場合、増粘により吐出安定性が低下する場合がある。水性インクのｐＨを１１以上と高くすると液体吐出装置等に使用される部品の劣化を生じる場合がある。

水性インクの表面張力としては、２５℃で、３５ｍＮ／ｍ以下が好ましく、３２ｍＮ／ｍ以下がより好ましい。表面張力が、３５ｍＮ／ｍを超えると、用紙へのインクの浸透及びレベリングが起こり難く、乾燥時間の長時間化を招くことがある。

＜＜＜液体吐出装置の動作・処理＞＞＞
続いて、図６を用いて、本実施形態に係る液体吐出方法における処理方法を説明する。図６は、本実施形態に係る液体吐出装置１における処理方法を示した処理フロー図である。

まず、液体吐出装置１のＩ／Ｆ１０６は、ホストコンピュータ等の外部機器から印刷データを受信する（ステップＳ１）。次に、吐出制御部１１７は、Ｉ／Ｆ１０６によって受信された印刷データを、ＡＳＩＣ１０５によって画像処理して、画像データを作成する（ステップＳ２）。更に、吐出制御部１１７は、作成された画像データに基づき、用紙全体の面積における記録部分の面積の比率（印字率）を算出する（ステップＳ３）。

続いて、加熱制御部１１３は、吐出制御部１１７によって算出された印字率に基づき、加熱手段３１の出力を制御する（ステップＳ４）。この場合、加熱制御部１１３は、吐出制御部１１７によって算出された印字率を検索キーとして、設定温度管理テーブル（図４参照）を検索し、加熱手段設定温度を読み出す。次に、加熱制御部１１３は、Ｉ／Ｏポート１０７を介して読み出された加熱手段設定温度を、加熱手段３１に送信する。これにより、加熱手段３１は、サーモスタット等の公知の温度制御手段により、加熱手段設定温度に基づき出力を制御する。

同様に、冷却制御部１１４は、吐出制御部１１７によって算出された印字率に基づき、冷却手段４１の出力を制御する（ステップＳ４）。この場合、冷却制御部１１４は、吐出制御部１１７によって算出された印字率を検索キーとして、設定温度管理テーブル（図４参照）を検索し、冷却手段設定温度を読み出す。次に、冷却制御部１１４は、Ｉ／Ｏポート１０７を介して読み出された冷却手段設定温度を、冷却手段４１に送信する。これにより、冷却手段４１は、サーモスタット等の公知の温度制御手段により、冷却手段設定温度に基づき出力を制御する。

加熱手段３１の出力及び冷却手段４１の出力が所定の温度に制御されると、搬送制御部１１６は、ＲＯＭ１０２に記憶されているプログラムに従ったＣＰＵ１０１からの命令によって、給紙部２の引出ローラ２２、及び給紙ローラ２３を駆動する制御を行う（ステップＳ５）。これにより、給紙トレイ２１に収容された用紙が一枚ずつ引出され、搬送経路に給紙される。

給紙ローラ２３によって給紙された用紙が搬送経路上の加熱部３に到達すると、加熱手段３１は、用紙の第１の面を加熱する（ステップＳ６）。本実施形態では、加熱手段３１の設定温度は、表示操作パネル９１によってユーザからの入力が受け付けられる。

また、本実施形態では、加熱手段３１による用紙の第１の面の加熱と同時に、冷却手段４１が用紙の第２の面が冷却される（ステップＳ６）。本実施形態では、冷却手段４１の設定温度は、表示操作パネル９１によってユーザからの入力が受け付けられる。

加熱部３によって加熱された用紙が計測部５に到達すると、水分計５１は用紙の第１の面及び第２の面の水分量を計測する（ステップＳ７）。本実施形態では、各水分計５１として赤外線方式による水分計が用いられ、用紙の第１の面の水分量と、第２の面の水分量とをリアルタイムが同時に計測される。この場合、第１の水分計５１ａは、用紙の第１の面に特定波長の近赤外線を照射し反射強度（ＩＭ−Ｄ値）を出力する。同様にして、第２の水分計５１ｂは、用紙の第２の面に特定波長の近赤外線を照射し反射強度（ＩＭ−Ｄ値）を出力する。出力された各ＩＭ−Ｄ値は、制御部１０のＩ／Ｏポート１０７に送信される。

続いて、算出部１１５は、Ｉ／Ｏポート１０７によって受信された水分計５１の各ＩＭ−Ｄ値と、水分量算出式管理テーブルから取得された水分量算出式とを用いて第１の面の水分量と第２の面の水分量とを算出する。ここで、水分量算出式は、表示操作パネル９１によって受け付けられた用紙の種類に基づき取得される。また、算出部１１５は、算出された第１の面の水分量、及び第２の面の水分量から、上記の（１）式に基づき、これらの差分を示す水分表裏差を算出する。

計測部５で水分量が計測された用紙は搬送ベルト６１によって搬送される（ステップＳ８）。この場合、搬送制御部１１６は、ＲＯＭ１０２に記憶されているプログラムに従ったＣＰＵ１０１からの命令によって、搬送部６の搬送モータ６６を駆動する制御を行う。これにより、駆動ローラ６２が連動して回転し、搬送ベルト６１が移動する。ここで、搬送ベルト６１上の用紙は、吐出部７を経て、排紙部８に至る搬送経路上を搬送される。

計測部５による水分量の計測後、吐出制御部１１７は、算出部１１５によって算出された水分表裏差が所定の閾値以上であるか否かが判断される（ステップＳ９）。この場合、所定の閾値は、表示操作パネル９１によって入力が受け付けられていても、プログラムによって予め定められていても良い。

ステップＳ９で、水分表裏差が所定の閾値以上であると判断された場合には（ステップＳ９のＹＥＳ）、吐出制御部１１７は、吐出ヘッド７３の圧力発生手段を駆動制御するための駆動波形を生成し、水性インクを吐出するための制御を行う（ステップＳ１０）。この場合、吐出制御部１７は、ステップ２で作成された画像データに基づきヘッドを駆動するためのヘッド駆動情報を作成し、吐出ヘッド７３に出力する。これにより、吐出ヘッド７３は、搬送ベルト６１による用紙の搬送のタイミングに合わせて、ヘッド駆動情報に基づきインクを吐出し、用紙の第１の面に画像を形成する。

ステップＳ１０の吐出処理が完了すると、排紙部８は、搬送ベルト６１によって搬送された用紙を排紙する（ステップＳ１１）。この場合、搬送制御部１１６は、ＲＯＭ１０２に記憶されているプログラムに従ったＣＰＵ１０１からの命令によって、排紙部８の排紙ローラ８２を駆動する制御を行う。これにより、排紙ローラ８２が回転し、搬送経路上の用紙が排紙トレイ８３に排紙され処理を完了する。

ステップＳ９で、水分表裏差が所定の閾値に満たないと判断された場合には（ステップＳ９のＮＯ）、表示操作パネル９１は、所定のエラーメッセージを表示する（ステップＳ１２）。このエラーメッセージにより、表示操作パネル９１は、用紙に十分な水分量表裏差をつけることができなかった旨を表示してユーザに通知することができる。

続いて、排紙部８は、搬送部６によって搬送された記録されていない用紙を排紙する（ステップＳ１３）。この場合、公知の切替手段により搬送経路を切り替えることにより、排紙部８は、記録された用紙が排紙される排紙トレイ８３とは異なる排紙トレイに記録されていない用紙を排紙しても良い。

続いて、加熱制御部１１３は、加熱手段３１の出力を制御する（ステップＳ１４）。この場合、加熱制御部１１３は、ステップＳ４で読み出された現在の加熱手段設定温度に所定温度を加算し、新たな加熱手段設定温度を設定する。次に、加熱制御部１１３は、Ｉ／Ｏポート１０７を介して、設定された新たな加熱手段設定温度を加熱手段３１に送信する。これにより、加熱手段３１は、サーモスタット等の公知の温度制御手段により、新たな加熱手段設定温度に基づき出力を制御することができる。

同様に、冷却制御部１１４は、冷却手段４１の出力を制御する（ステップＳ１４）。この場合、冷却制御部１１４は、ステップＳ４で読み出された現在の冷却手段設定温度に所定温度を減算し、新たな冷却手段設定温度を設定する。次に、冷却制御部１１４は、Ｉ／Ｏポート１０７を介して、設定された新たな冷却手段設定温度を冷却手段４１に送信する。これにより、冷却手段４１は、サーモスタット等の公知の温度制御手段により、新たな冷却手段設定温度に基づき出力を制御することができる。

＜＜＜実施形態の補足＞＞＞
上記実施形態では、液体吐出装置１の一例として、水性インクを吐出するインクジェット記録装置について説明したが、これに限るものではない。この場合、液体吐出装置としては、水性塗料を用紙に塗布する塗工装置や、水性の処理液を吐出する処理装置等が挙げられる。

以下、実施例により本発明について更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。

＜＜製造例１＞＞
反応容器内に、メチルエチルケトン２０質量部、重合連鎖移動剤（２−メルカプトエタノール）０．０３質量部、及び表１に示す各モノマー（質量部表示）のうちのそれぞれ１０質量％ずつを入れて混合し、窒素ガス置換を十分に行い、混合溶液を得た。

一方、滴下ロート中に、表１に示す各モノマー（質量部表示）のうちの残りの９０質量％ずつを仕込み、次いで重合連鎖移動剤（２−メルカプトエタノール）０．２７質量部、メチルエチルケトン６０質量部及び２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）１．２質量部を入れて混合し、十分に窒素ガス置換を行い、混合溶液を得た。

窒素雰囲気下、反応容器内の混合溶液を攪拌しながら７５℃まで昇温し、滴下ロート中の混合溶液を３時間かけて徐々に反応容器内に滴下した。滴下終了後、その混合溶液の液温を７５℃で２時間維持した後、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．３質量部をメチルエチルケトン５質量部に溶解した溶液を該混合溶液に加え、更に７５℃で２時間、８５℃で２時間熟成させ、ポリマー溶液を得た。

得られたポリマー溶液の一部を、減圧下、１０５℃で２時間乾燥させ、溶媒を除去することによって単離した。標準物質としてポリスチレン、溶媒として６０ｍｍｏｌ／Ｌのリン酸及び５０ｍｍｏｌ／Ｌのリチウムブロマイド含有ジメチルホルムアミドを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより重量平均分子量を測定した。

なお、表１に示す各化合物の詳細は、以下のとおりである。
＊エトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート：一般式（１）において、ｎが９、Ｒ_１がメチル基、Ｒ_２がエチレン基、Ｒ_３がエチル基であるモノマー
＊メタクリル酸：三菱瓦斯化学（株）製、商品名ＧＥ−１１０（ＭＡＡ）
＊メタクリル酸２−エチルへキシル：三菱レイヨン（株）製、商品名アクリエステルＥＨ
＊スチレンモノマー：新日鉄化学（株）製、商品名スチレンモノマー
＊スチレンマクロマー：東亜合成（株）製、商品名ＡＳ−６Ｓ（スチレンマクロマー）、数平均分子量６０００

＜＜顔料分散体の調整：調整例１＞＞
製造例１で得られたポリマーをメチルエチルケトンで５０％に調整した溶液７７部にメチルエチルケトン９０部、及び中和剤（５Ｎ水酸化ナトリウム水溶液）を所定量加えてメタクリル酸を中和（中和度９０％）した後、イオン交換水３７０部、更に着色剤としてカーボンブラック（デグサ社製Ｎｉｐｅｘ１５０）を９０部加え、ディスパー混合し、更に分散機（マイクロフルイダイザーＭ−１４０Ｋ、１５０ＭＰａ）で５パス処理した。

得られた水分散体に、イオン交換水１００部を加え、攪拌した後、減圧下、６０℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去した後、５μｍのフィルター（アセチルセルロース膜、外径：２．５ｃｍ、富士写真フイルム株式会社製）を取り付けた容量２５ｍＬの針なしシリンジ（テルモ株式会社製）で濾過し、粗大粒子を除去し、固形分が２５％の顔料分散体（調整例１）を得た。

＜＜水性インクの調整：調整例２，３＞＞
表２に示す水溶性有機溶剤、浸透剤、界面活性剤、防カビ剤、消泡剤、ｐＨ調整剤及び水を混合し、１時間攪拌を行い均一に混合した。この混合液に対して水分散性樹脂を添加して１時間撹拌し、顔料分散体を添加し、１時間攪拌した。この分散液を平均孔径５．０μｍのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにて加圧濾過し、粗大粒子やごみを除去して、調整例２，３の各インクジェット用インクを作製した。

なお、表２における単位は質量％である。表２中の略号などは下記の意味を表す。
＊自己分散顔料分散体：Ｃａｂｏｔ社製、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（Ｒ）３００、固形分１５質量％
＊フッ素樹脂エマルジョン：旭硝子株式会社製、ルミフロンＦＥ４５００、固形分５０質量％、平均粒子径１３６ｎｍ、最低造膜温度（ＭＦＴ）＝２８℃
＊ゾニールＦＳ−３００：ポリオキシエチレンパーフロロアルキルエーテル（Ｄｕｐｏｎｔ社製、有効成分４０質量％）
＊オルフィンＥＸＰ４００１：アセチレングリコール系界面活性剤、日信化学工業社製、有効成分８０質量％
＊Ｐｒｏｘｅｌ ＧＸＬ：１，２−ｂｅｎｚｉｓｏｔｈｉａｚｏｌｉｎ−３−ｏｎｅを主成分とした防カビ剤（アビシア社製、成分２０質量％、ジプロピレングリコール含有）
＊ＫＭ−７２Ｆ：自己乳化型シリコーン消泡剤（信越シリコーン株式会社製、成分１００質量％）

以下に示す評価方法にて、調整例２，３の水性インクの物性を評価した。結果を表３に示す。
（固形分濃度）
インク中の顔料と樹脂（被覆樹脂又は水分散性樹脂）の合計含有量を算出した。
（粘度）
インクの粘度は、粘度計（ＲＥ−５５０Ｌ、東機産業株式会社製、コーンロータ１°３４’×Ｒ２４）を使用して、２５℃の粘度を測定した。また、インクのｐＨをｐＨメータＨＭ−３０Ｒ（ＴＯＡ−ＤＫＫ社製）により測定しながら、１Ｎ塩酸をインクに滴下して、ｐＨを７に調整したインク中和物を作成し、粘度計により２５℃における粘度を測定した。更に、下記の方法により、インクを温度２５℃、湿度１５％環境下で実質的に質量変化がなくなるまで放置してインク残さを得た。このインク残さについて、前記の粘度計ＲＥ−５５０Ｌにより２５℃における粘度を測定した。なお、表３中の「＜」は、「以上」を意味する。

（残さ粘度）
水性インクを、３３ｍｍ口径のガラス製シャーレに、小数点４桁まで測定可能な精密上皿電子天秤で２．５ｇ秤量採取した。次いで、温度２５±０．５℃、湿度１５±５％のＥＳＰＥＣ製恒温恒湿器（ＭｏｄｅｌＰＬ−３ＫＰ）に常圧にて保管し、１時間毎に個々のサンプルを取り出して質量を測定し、１時間当たりの質量変化が全インク質量に対し１％以下になるまで保管を続けた。得られたインク残さをＲＥ−５５０Ｌ形粘度計（東機産業株式会社製）コーンロータ３°×Ｒ１４用いて２５℃の粘度を測定した。

（平均粒子径）
粒度分布測定装置（日機装（株）製、ナノトラックＵＰＡ−ＥＸ１５０）を使用して、平均粒子径（Ｄ５０％）を測定した。

（表面張力）
全自動表面張力計（ＣＢＶＰ−Ｚ、協和界面科学株式会社製）を使用して、２５℃でインクの表面張力を測定した。

（ｐＨ）
ｐＨメータ ＨＭ−３０Ｒ（ＴＯＡ−ＤＫＫ社製）を使用して、２５℃でインクのｐＨを測定した。

＜＜実施例１〜７，９，１０、参考例８、比較例１〜３：バックカール評価＞＞
温度２３±０．５℃、５０±５％ＲＨに調整された環境下、液体吐出装置１の一例としての図１のインクジェット記録装置（ＩＰＳｉＯ ＧＸ−５０００の改造品、株式会社リコー製）を用い、各調整例の水性インクの吐出量が均しくなるようにピエゾ素子の駆動電圧を変動させ、用紙の第１の面に同じ付着量の水性インクが付くように設定した。なお、比較例３については、図１のインクジェット記録装置の加熱部３及び冷却部４を、用紙の搬送経路上の搬送部６と排紙部８との間に設けたインクジェット記録装置（ＩＰＳｉＯ ＧＸ−５０００の改造品）を用い、上記と同様に設定した。

設定後、表４に示された加熱手段３１で用紙の第１の面を加熱し、冷却手段４１で用紙の第２の面を冷却し、下記の記録条件で用紙の第１の面にベタ画像を形成した。なお、比較例１，２では、加熱処理を行わなかった。また、表４において冷却手段の記載のない実施例、及び、比較例では冷却処理を行わなかった。
〔記録条件〕
記録密度：３００×６００ｄｐｉ
記録面積：５２６．３ｃｍ^２／Ａ４
インク吐出付着量：５．６ｇ／ｍ^２

また、インクジェット記録装置の水分計５１ａによる用紙の第１の面（加熱する場合は加熱面）の水分量の計測結果、及び水分計５１ｂによる用紙の冷却面（第２の面）の計測結果、及び計測結果に基づき（１）式により算出される水分量表裏差を表４に示す。なお、水分計５１には、フジワーク製ＩＭ−３ＳＣＶ Ｍｏｄｅｌ−１０００を用いた。

印字直後（記録装置より排紙後５秒以内）のバックカール（平らな机に印字面を下側に置いた時のバックカール）高さと、平らな机に印字面を下側にして１日間放置した後のカール高さを下記測定条件により測定した。結果を表５に示す。
〔測定条件〕
平らな机にカール面を上側して静かに置き、Ａ４サイズの用紙の４隅の高さをＪＩＳ＿１級スケールで測定し、４点測定値を平均化した。なお、バックカールが大き過ぎて筒状になった場合は、筒の直径を測定した。

また、測定結果を下記評価基準により判定した。
〔評価基準〕
◎：１０ｍｍ未満
○：１０ｍｍ以上２０ｍｍ未満
△：２０ｍｍ以上５０ｍｍ未満
×：筒状

＜＜実施例の主な効果＞＞
以上説明したように実施例１〜７，９，１０によれば、加熱手段３１によって用紙の第１の面を加熱して乾燥し、用紙の第１の面、及び第２の面の水分表裏差を２０％以上とした。また、吐出ヘッド７３によって、用紙の第１の面に水性インクを吐出して付着させた。これにより、水性インクを付着させた後のバックカールの発生を抑制することができた。

更に、実施例２〜５，７，９，１０によれば、加熱手段３１によって用紙の第１の面を加熱し、冷却手段４１によって用紙の第２の面を冷却し、用紙の第１の面の水分量、及び第２の面の水分量に所定量の差を設けた。また、吐出ヘッド７３によって、乾燥させた用紙の第１の面に水性インクを吐出して付着させた。これにより、水性インクを付着させた後の、バックカールの発生を抑制することができた。

なお、実施例のインクジェット記録装置の吐出制御部１１７は、用紙に水性液体を吐出するときの印字率を算出してもよい（ステップＳ３参照）。これにより、印字率に基づき加熱制御部１１３が加熱手段３１の出力を制御し、用紙の第１の面を乾燥することができる（ステップＳ４〜６参照）。この場合、印字率の低い文字などの画像を形成する場合には、加熱手段３１の出力を低く設定できるので、画像形成に必要なエネルギーを少なくすることができる。

また、実施例のインクジェット記録装置の水分計５１は、乾燥された用紙の第１の面の水分量と用紙の第２の面の水分量とを計測することができる（ステップＳ７参照）。これにより、算出部１１５によって算出された水分量の差分が閾値以上である場合には、吐出制御部１１７、吐出ヘッド７３の圧力発生手段を駆動制御するための駆動波形を生成し、インクを吐出するための制御を行ってもよい（ステップＳ１０）。この場合、水分量の差分が閾値以上の用紙に水性インクを吐出できるので、バックカールの発生を抑制することができる。

また、算出部１１５によって算出された水分量の差分が閾値に満たない場合、加熱制御部１１３は、加熱手段３１の出力を制御しても良い（ステップＳ１４）。即ち、液体吐出装置１は、水分計５１で計測された水分量に基づき用紙の第１の面を乾燥しても良い。これにより、加熱手段４１の初期設定の出力で画像を形成できなかった場合でも、加熱制御部１１３が出力を自動的に制御することができる。

実施例１〜５，９，１０では、温風ヒータによって用紙の第１の面を加熱した。これにより、他の手段を用いた場合と比較して水分量の表裏差を大きくすることができるので、バックカールの発生を容易に抑制することができる。

実施例３，７では、水冷ローラによって用紙の第２の面を冷却した。これにより、他の手段を用いた場合と比較して水分量の表裏差を大きくすることができるので、バックカールの発生を容易に抑制することができる。

１ 液体吐出装置
２ 給紙部
３ 加熱部
４ 冷却部
５ 計測部
６ 搬送部
７ 吐出部
８ 排紙部
９ 操作部
１０ 制御部
２１ 給紙トレイ
２２ 引出ローラ
２３ 給紙ローラ
３１ 加熱手段
４１ 冷却手段
５１ 水分計
６１ 搬送ベルト
６２ 駆動ローラ
６３ 従動ローラ
６４ 補助ローラ
６５ 補助ローラ
６６ 搬送モータ
７１ タンク
７２ 供給ライン
７３ 吐出ヘッド
８１ 補助ローラ
８２ 排紙ローラ
８３ 排紙トレイ
９１ 表示操作パネル
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ ＮＶＲＡＭ
１０５ ＡＳＩＣ
１０６ Ｉ／Ｆ
１０７ Ｉ／Ｏポート
１１３ 加熱制御部
１１４ 冷却制御部
１１５ 算出部
１１６ 搬送制御部
１１７ 吐出制御部

特開２００４−１３６４５８

Claims (8)

1. 用紙に水性液体を吐出して付着させる液体吐出方法であって、
   セルロース繊維によって形成される前記用紙の第１の面を乾燥して、前記用紙の第１の面、及び第２の面の（１）式で示される水分表裏差を２０％以上とする乾燥工程と、
   前記乾燥工程で乾燥させた前記用紙の第１の面に前記水性液体を吐出して付着させる吐出工程と、
   を有することを特徴とする液体吐出方法。
   

   
2. 前記乾燥工程で、前記用紙の第１の面を加熱するとともに、第２の面を冷却することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出方法。
3. 前記吐出工程で前記用紙に前記水性液体を吐出するときの印字率を算出する算出工程を有し、
   前記乾燥工程で、前記算出工程で算出された印字率に基づき前記用紙の第１の面を乾燥することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出方法。
4. 前記乾燥工程で乾燥させた前記用紙の第１の面の水分量、及び第２の面の水分量を計測する計測工程を有し、
   前記吐出工程で、前記計測工程で計測された前記第１の面の水分量、及び前記第２の面の水分量の差分が所定値より大きい場合に、前記用紙の第１の面に前記水性液体を吐出して付着させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体吐出方法。
5. 前記乾燥工程で、前記計測工程で計測された水分量に基づき前記用紙の第１の面を乾燥することを特徴とする請求項４に記載の液体吐出方法。
6. 前記乾燥工程で、加熱した気体を用いて前記用紙の第１の面を加熱することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の液体吐出方法。
7. 前記乾燥工程で、冷却した液体を用いて前記用紙の第２の面を冷却することを特徴とする請求項２に記載の液体吐出方法。
8. 用紙に水性液体を吐出して付着させる液体吐出装置であって、
   セルロース繊維によって形成される前記用紙の第１の面を乾燥して、前記用紙の第１の面、及び第２の面の（１）式で示される水分表裏差を２０％以上とする乾燥手段と、
   前記乾燥手段で乾燥させた前記用紙の第１の面に前記水性液体を吐出して付着させる吐出手段と、
   を有することを特徴とする液体吐出装置。
   

   

Images