JP2008273180A - 液滴吐出方法および液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接する液滴間で着弾干渉を防止し被記録媒体上の所望の位置に線画を形成することができる液滴吐出方法・装置を提供すること。
【解決手段】液滴吐出方法において、Ｘを１以上の整数として、第Ｘ粒子凝集体が被記録媒体上に形成された後に、第（Ｘ＋１）滴目の液滴を被記録媒体上に打滴し、第Ｘ粒子凝集体の最外縁の位置Ｐ_Ｘから第（Ｘ＋１）滴目の液滴の打滴中心の位置Ｃ_Ｘ＋１までの距離をＬ（Ｐ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）、第（Ｘ＋１）滴目の液滴を被記録媒体上に打滴する時の第Ｘ滴目の液滴の溶媒の広がり半径をｒ_Ｘ、第（Ｘ＋１）滴目の液滴の溶媒の最大広がり半径をｒ＿ｍａｘ_ｘ＋１、第Ｘ滴目の液滴と第（Ｘ＋１）滴目の液滴の打滴中心間の距離をＬ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）とするときに、Ｌ（Ｐ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）≧ｒ＿ｍａｘ_ｘ＋１、かつ、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）≦（ｒ_Ｘ＋ｒ＿ｍａｘ_ｘ＋１）の条件を満たす。
【選択図】図６

Description

本発明は液滴吐出方法および液滴吐出装置に係り、特にインクジェット式の記録における液滴吐出方法および液滴吐出装置に関する。

粒子径の揃った粒子を分散させた液体をインクジェット方式により液滴として吐出して被記録媒体上に打滴し、被記録媒体上において液架橋力により粒子を自己組織的に凝集させて粒子凝集体を形成する、という技術が知られている。

ここで、特許文献１では、当該技術を利用して、通常の光吸収による発色ではない、干渉色による印刷物を作成するとしている。
特開２００１−２３９６６１号公報

しかしながら、特許文献１では液滴を連続吐出する際に、被記録媒体上に近接して打滴すると開示しているが、隣接する液滴間の吐出の時間間隔や打滴間の距離などの具体的な条件は開示されていない。

ここで、隣接する液滴間の吐出の時間間隔や打滴間の距離などの具体的な条件を規定せず、被記録媒体上に近接して打滴した場合には、隣接する液滴間で着弾干渉が生じてしまう。特に、特許文献１では被記録媒体が撥水性を有しているので、着弾干渉が顕著に表れることになる。そのため、所望の位置に液滴を付与することができず、特に細線を被記録媒体上に描くことが困難になる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、隣接する液滴間で着弾干渉を防止し被記録媒体上の所望の位置に線画を形成することができる液滴吐出方法および液滴吐出装置を提供すること、を目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、略同一径の複数の粒子を含む液滴を吐出して被記録媒体に打滴し前記粒子が液架橋力により凝集して形成される粒子凝集体を前記被記録媒体上に形成しつつ、前記液滴を接触させつつ連続吐出する液滴吐出方法において、Ｘを１以上の整数として、第Ｘ番目に吐出する液滴である第Ｘ液滴に含まれる前記粒子が液架橋力により凝集して形成された第Ｘ粒子凝集体が前記被記録媒体上に形成された後に、第（Ｘ＋１）番目に吐出する液滴である第（Ｘ＋１）滴目の液滴を前記被記録媒体上に打滴し、前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴を打滴する位置方向における前記第Ｘ粒子凝集体の最外縁の位置Ｐ_Ｘから前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴の打滴中心の位置Ｃ_Ｘ＋１までの距離をＬ（Ｐ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）、前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴を前記被記録媒体上に打滴する時の前記第Ｘ滴目の液滴の溶媒の広がり半径をｒ_Ｘ、前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴の溶媒が前記被記録媒体上で最も広がった時の最大広がり半径をｒ＿ｍａｘ_ｘ＋１、前記第Ｘ滴目の液滴と前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴の打滴中心間の距離をＬ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）とするときに、Ｌ（Ｐ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）≧ｒ＿ｍａｘ_ｘ＋１、かつ、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）≦（ｒ_Ｘ＋ｒ＿ｍａｘ_ｘ＋１）の条件を満たすこと、を特徴とする。

本発明によれば、第Ｘ粒子凝集体に第（Ｘ＋１）滴目の液滴の溶媒が入るおそれがなく、第Ｘ粒子凝集体の自己組織配列を崩さない。また、第（Ｘ＋１）滴目の液滴の溶媒と第Ｘ滴目の液滴の溶媒が確実に接触する。そのため、隣接する液滴間の粒子凝集体同士を一体に形成することができる。

前記目的を達成するために請求項２に係る発明は、請求項１の液滴吐出方法において、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）の値は、Ｘ＝１のときの値のほうがＸ＝２以上のときの値よりも大きいこと、を特徴とする。

本発明によれば、第１凝集体と第２凝集体が合体した集合凝集体に対して第３凝集体が合体し、第１凝集体と第２凝集体と第３凝集体が合体した集合凝集体を形成することができる。そして、第４凝集体以降の凝集体も合体して集合凝集体を形成することができ、粒子の供給不足とならず被記録媒体上に確実に線画を形成することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２の液滴吐出方法において、Ｘ＝２以上のときに、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）の値を前記第Ｘ粒子凝集体の直径と等しくすること、を特徴とする。

本発明によれば、粒子の供給量を一定に保ちつつ、被記録媒体上に確実に線画を形成することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１の液滴吐出方法において、前記液滴に含まれる前記粒子の割合を示す粒子濃度に関し、第１番目に吐出する液滴である第１液滴の前記粒子濃度を、第２番目以降に吐出する液滴の前記粒子濃度よりも小さくすること、を特徴とする。

本発明によれば、第１凝集体と第２凝集体が合体した集合凝集体に対して第３凝集体が合体し、第１凝集体と第２凝集体と第３凝集体が合体した集合凝集体を形成することができる。そして、第４凝集体以降の凝集体も合体して集合凝集体を形成することができ、粒子の供給不足とならず被記録媒体上に確実に線画を形成することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１の液滴吐出方法において、第１番目に吐出する液滴である第１液滴の体積は、第２番目以降に吐出する液滴の体積よりも小さくすること、を特徴とする。

本発明によれば、第１凝集体と第２凝集体が合体した集合凝集体に対して第３凝集体が合体し、第１凝集体と第２凝集体と第３凝集体が合体した集合凝集体を形成することができる。そして、第４凝集体以降の凝集体も合体して集合凝集体を形成することができ、粒子の供給不足とならず被記録媒体上に確実に線画を形成することができる。

請求項６に係る発明は、請求項４または５の液滴吐出方法において、Ｘ＝２以上のときに、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）の値を、第２番目に吐出する液滴である第２液滴により前記被記録媒体上に形成する第２粒子凝集体の直径と等しくすること、を特徴とする。

本発明によれば、粒子の供給量を一定に保ちつつ、被記録媒体上に確実に線画を形成することができる。

請求項７に係る発明は、請求項１乃至６のいずれか１つの液滴吐出方法において、前記粒子の直径をφ、液滴量をＶ、溶媒と被記録媒体との接触角をθとするときに、φ＞{３×Ｖ×（１−ｃｏｓθ）／π／（２＋ｃｏｓθ）}^１／３の条件を満たすこと、を特徴とする。

本発明によれば、より確実に被記録媒体上において液架橋力により粒子を自己組織的に凝集させて粒子凝集体を形成することができる。

請求項８に係る発明は、略同一径の複数の粒子を含む液滴を吐出して被記録媒体に打滴させるヘッドと、前記粒子が液架橋力により凝集して形成される粒子凝集体を前記被記録媒体上に形成しつつ前記被記録媒体上で前記液滴が接触するように前記ヘッドから前記液滴を連続吐出させる制御手段と、を有する液滴吐出装置において、前記制御手段は、Ｘを１以上の整数として、第Ｘ番目に吐出する液滴である第Ｘ液滴に含まれる前記粒子が液架橋力により凝集して形成された第Ｘ粒子凝集体が前記被記録媒体上に形成された後に、第（Ｘ＋１）番目に吐出する液滴である第（Ｘ＋１）滴目の液滴を前記ヘッドにより前記被記録媒体上に打滴させ、前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴を打滴する位置方向における前記第Ｘ粒子凝集体の最外縁の位置Ｐ_Ｘから前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴の打滴中心の位置Ｃ_Ｘ＋１までの距離をＬ（Ｐ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）、前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴を前記被記録媒体上に打滴する時の前記第Ｘ滴目の液滴の溶媒の広がり半径をｒ_Ｘ、前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴の溶媒が前記被記録媒体上で最も広がった時の最大広がり半径をｒ＿ｍａｘ_ｘ＋１、前記第Ｘ滴目の液滴と前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴の打滴中心間の距離をＬ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）とするときに、Ｌ（Ｐ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）≧ｒ＿ｍａｘ_ｘ＋１、かつ、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）≦（ｒ_Ｘ＋ｒ＿ｍａｘ_ｘ＋１）の条件を満たすように制御すること、を特徴とする。

本発明によれば、第Ｘ粒子凝集体に第（Ｘ＋１）滴目の液滴の溶媒が入るおそれがなく、第Ｘ粒子凝集体の自己組織配列を崩さない。また、第（Ｘ＋１）滴目の液滴の溶媒と第Ｘ滴目の液滴の溶媒が確実に接触する。そのため、隣接する液滴間の粒子凝集体同士を一体に形成することができる。

請求項９に係る発明は、請求項８の液滴吐出装置において、前記制御手段は、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）の値についてＸ＝１のときの値のほうがＸ＝２以上のときの値よりも大きくなるように制御すること、を特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項８または９の液滴吐出装置において、前記制御手段は、Ｘ＝２以上のときに、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）の値を前記第Ｘ粒子凝集体の直径と等しくなるように制御すること、を特徴とする。

請求項１１に係る発明は、請求項８の液滴吐出装置において、前記制御手段は、前記液滴に含まれる前記粒子の割合を示す粒子濃度に関し、第１番目に吐出する液滴である第１液滴の前記粒子濃度を、第２番目以降に吐出する液滴の前記粒子濃度よりも小さくするように制御すること、を特徴とする。

請求項１２に係る発明は、請求項８の液滴吐出装置において、前記制御手段は、第１番目に吐出する液滴である第１液滴の体積は、第２番目以降に吐出する液滴の体積よりも小さくなるように制御すること、を特徴とする。

請求項１３に係る発明は、請求項１１または１２の液滴吐出装置において、前記制御手段は、Ｘ＝２以上のときに、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）の値を、前記第２液滴により前記被記録媒体上に形成する第２粒子凝集体の直径と等しくなるように制御すること、を特徴とする。

請求項１４に係る発明は、請求項８乃至１３のいずれか１つの液滴吐出装置において、前記制御手段は、前記粒子の直径をφ、液滴量をＶ、溶媒と被記録媒体との接触角をθとするときに、φ＞{３×Ｖ×（１−ｃｏｓθ）／π／（２＋ｃｏｓθ）}^１／３の条件を満たすように制御すること、を特徴とする。

本発明によれば、隣接する液滴間で着弾干渉を防止し被記録媒体上の所望の位置に線画を形成することができる。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔液滴吐出方法の説明〕
本発明は、前記の粒子径の揃った粒子を分散させた液体をインクジェット方式により液滴として吐出して被記録媒体上に打滴し、被記録媒体上において液架橋力により粒子を自己組織的に凝集させて粒子凝集体を形成する、という技術（以下、粒子間の自己組織化技術という）を利用するものである。

そこでまず、粒子間の自己組織化技術について説明する。

図１は、本発明で利用する粒子間の自己組織化技術の一例を示す図である。図１（ａ）に示すように、粒子径が大きく粒子径が揃った粒子１２を分散させた液滴１０を被記録媒体１３に打滴する。被記録媒体１３は、画像の記録を受ける媒体（印字媒体、被画像形成媒体、記録媒体、受像媒体などと呼ばれ得るもの）であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、フィルム、布、プリント基板、ダンボール、金属平板、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。本実施例では、被記録媒体１３として親液性を有する、若しくは被記録媒体にコロナ処理などの処理を施して、印字面を親水化するものとする。

次に、図１（ｂ）に示すように、被記録媒体１３は親液性を有するため、液滴１０の溶媒１１は被記録媒体１３に着弾後即座に濡れ広がる。そして、粒子径が大きいため溶媒１１よりも上側に粒子１２の上方部分が出た状態になる。すると、粒子１２間には液架橋力が働き、粒子１２同士が自己組織的に整列する。このとき、自己組織的に整列した粒子群を粒子凝集体１４と表現することとする。

なお、このように粒子凝集体１４を形成するためには、被記録媒体１３と使用する溶媒１１の接触角をθ、粒子１２の直径をφ、吐出する液滴量をＶとするときに、以下の条件を満たす必要がある。

また、被記録媒体１３の親液性が低く、図２（ｂ）に示すように液滴１０の溶媒１１が被記録媒体１３に着弾後即座に濡れ広がりにくい場合であっても、図２（ｃ）に示すように溶媒１１が乾燥して粒子１２間に液架橋力が働き、図２（ｄ）に示すように粒子１２同士を自己組織的に整列して粒子凝集体１４することもできる。

なお、本発明において利用する粒子間の自己組織化技術を実現するための液滴の一例として、粒子１２の密度ρｐ＝２．２×１０^３ｋｇ／ｍ^３，溶媒１１の密度ρ_Ｌ＝１．０×１０^３ｋｇ／ｍ^３，粒子の質量％濃度Ｄ＝５０％、液滴量Ｖ＝１．０×１０^−１４ｍ^３，粒子半径ｒ＝５．０×１０^−７ｍ，液滴接触角θ＝１°の物理量を満たすものが考えられる。

ここで、液滴の半径Ｒは以下の式で表すことができる。

この式より、Ｒ＝９．０×１０^−５ｍと求めることができる。

また、液滴の広がり面積Ｓ_Ｌは以下の式で表すことができる。

［数３］
Ｓ_Ｌ＝π×Ｒ^２
この式より、Ｓ_Ｌ＝２．５×１０^−８ｍ^２と求めることができる。

また、液滴の高さＨは以下の式で表すことができる。

この式より、Ｈ＝７．９×１０^−７ｍと求めることができる。

また、１滴あたりの粒子総質量Ｗｐは以下の式で表すことができる。

この式より、Ｗ_ｐ＝１．０×１０^−１１ｋｇと求めることができる。

また、１滴あたりの粒子数Ｎは以下の式で表すことができる。

この式より、Ｎ＝８．７×１０^３個と求めることができる。

また、粒子の総占有面積Ｓ_ｐ（粒子が一重に配列したときの総面積）は以下の式で表すことができる。

この式より、Ｓ_ｐ＝７．５×１０^−９ｍ^２と求めることができる。

また、本発明において利用する粒子間の自己組織化技術を実現するための液滴の他の一例として、粒子１２の密度ρ_ｐ＝２．２×１０^３ｋｇ／ｍ^３，溶媒１１の密度ρ_Ｌ＝１．０×１０^３ｋｇ／ｍ^３，粒子の質量％濃度Ｄ＝５０％、液滴量Ｖ＝１．０×１０^−１５ｍ^３，粒子半径ｒ＝５．０×１０^−７ｍ，液滴接触角θ＝４°の物理量を満たすものも考えられる。この場合、Ｒ＝２．６×１０^−５ｍ，Ｓ_Ｌ＝２．２×１０^−９ｍ^２，Ｗ_ｐ＝１．０×１０^−１２ｋｇ，Ｎ＝８．７×１０^２個，Ｓ_ｐ＝７．５×１０^−１０ｍ^２となる。

なお、このように、液滴量が小さい場合においては、通常のインクジェットを用いると、ノズル部に粒子が詰まり、吐出不能になることがある。従って、このような場合には、特開２００６−３３４８１８に開示されているような、所謂ノズルレス型のインクジェットを用いることが好ましい。

以上が粒子間の自己組織化技術についての説明である。

次に、本発明において、まず液滴１０を２滴吐出する場合の条件について説明する。本発明では、吐出時間間隔と打滴位置間隔についての条件を規定する。

まず、吐出時間間隔の条件を規定する重要性を説明するために、仮に吐出時間間隔の条件を規定しない場合について考える。図３は、吐出時間間隔の条件を規定しない場合に２滴吐出したときの粒子の様子を示す図である。なお、図３では便宜上、第１滴目の液滴１０−１の粒子１２−１と第２滴目の液滴１０−２の粒子１２−２の記号を変えているが、実際には同じ粒子である。

図３（ａ）に示すように、吐出時間間隔の条件を規定せず、第１番目に吐出する第１滴目の液滴１０−１について粒子凝集体１４−１を形成する前に、第２番目に吐出する第２滴目の液滴１０−２を被記録媒体１３に打滴する。ここで、第１滴目の液滴１０−１が被記録媒体１３に打滴された時から粒子凝集体１４−１を形成するまでの時間をｔ_０とし、第１滴目と第２滴目の液滴の吐出時間間隔をΔｔとすると、ｔ_０≧Δｔのように表される。

このとき、図３（ｂ）に示すように、第１滴目の液滴１０−１と第２滴目の液滴１０−２は合一して略楕円形状の形となり、その中に第１滴目の粒子１２−１及び第２滴目の粒子１２−２が含まれる。そのため、これらの粒子は一緒に自己組織配列を形成し、結果的に楕円形状の粒子凝集体が形成されてしまう。

そこで、本発明では以下のように、吐出時間間隔の条件を規定する。

［数８］
ｔ_０＜ Δｔ
このように、数８の条件式を満たせば、図４に示すように、第２滴目の粒子１２−２は、第１滴目の粒子１２−１による粒子凝集体１４−１の後に合体するように粒子凝集体１４−２を形成する。なお、粒子凝集体１４−１と粒子凝集体１４−２が合体したものを全体として集合凝集体１６と表現する。

なお、図４は粒子１２の様子を説明するために便宜的に粒子１２単位で表現し、粒子凝集体１４−１，１４−２の形状を略楕円形状で表現したが、実際は、図５に示すように、粒子凝集体１４−１，１４−２は円形をなしている。

次に、以上のような吐出時間間隔の条件の下、打滴位置間隔の条件について説明する。
図６は、打滴位置間隔の条件についての説明図である。

図６（ａ）に示すように、まず、第１滴目の液滴１０−１を被記録媒体１３に打滴する。次に、図６（ｂ）に示すように、第１滴目の液滴１０−１の粒子凝集体１４−１を形成した後（ｔ_０＜ Δｔ）に、第２滴目の液滴１０−２を被記録媒体１３に打滴する。なお、この時の第１滴目の溶媒１１−１の広がり半径をｒ_１とする。

次に、図６（ｃ）に示すように、第２滴目の溶媒１１−２が被記録媒体１３上で濡れ広がる。そしてこの時、第２滴目の溶媒１１−２の最大広がり半径をｒ＿ｍａｘ_２とする。ここで、第１滴目の粒子凝集体１４−１に第２滴目の溶媒１１−２が入ってしまうと、第１滴目の粒子凝集体１４−１を崩してしまう。そこで、第１滴目の粒子凝集体１４−１に第２滴目の溶媒１１−２が入らない条件として、以下の条件を規定する。

［数９］
Ｌ（Ｐ_１，Ｃ_２）≧ｒ＿ｍａｘ_２
なお、図６（ｃ）に示すように、Ｐ_１は被記録媒体１３上において第１滴目の粒子凝集体１４−１の第２滴目の液滴１０−２の打滴位置Ｃ_２方向の最外部の位置を示す。また、Ｌ（Ｐ_１，Ｃ_２）は、位置Ｐ_１と位置Ｃ_２の距離を示す。

次に、図６（ｄ）に示すように、第１滴目の粒子凝集体１４−１の横に第２滴目の粒子凝集体１４−２が合体して集合凝集体１６が形成される。ここで、集合凝集体１６が形成されるためには、その前提として第１滴目の溶媒１１−１と第２滴目の溶媒１１−２が接触する必要がある。そのため、第１滴目の溶媒１１−１と第２滴目の溶媒１１−２が接触する条件として、以下の条件を規定する。

［数１０］
Ｌ（Ｃ_１，Ｃ_２）≦（ｒ_１＋ｒ＿ｍａｘ_２）
なお、図６（ｂ）に示すように、Ｌ（Ｃ_１，Ｃ_２）は、第１滴目の液滴１０−１の打滴位置Ｃ_１と第２滴目の液滴１０−２の位置Ｃ_２の距離を示す。

以上、液滴１０を２滴吐出する場合の条件について説明したが、この条件は３滴以上吐出する場合に隣接する液滴間においても適用されるものである。その様子を、図７に示す。図７は、第Ｘ滴目の液滴１０−Ｘと第（Ｘ＋１）滴目の液滴１０−（Ｘ＋１）の打滴位置間隔についての説明図である。

そこで、さらに液滴を３滴以上連続吐出する場合の条件について、もう少し具体的に説明する。条件を満たす方法として、打滴間隔を調整する方法、液滴中の粒子濃度を調整する方法、液滴の体積を調整する方法がある。

打滴間隔を調整する方法について説明する。第（Ｘ＋１）滴目の粒子１２−（Ｘ＋１）は、既に自己組織配列している第Ｘ滴目の粒子凝集体１４−Ｘに対して、自己組織的に集合する。従って、図７に示すように、第（Ｘ＋１）滴目の粒子凝集体１４−（Ｘ＋１）の中心位置は、第（Ｘ＋１）滴目の液滴１０−(Ｘ＋１)の打滴中心位置Ｃ_Ｘ＋１とはずれて（第Ｘ滴目の液滴１０−Ｘの方に近づく）形成されることになる。

ここで、各溶媒１１−１，１１−２，…，１１−Ｘ，…の被記録媒体１３上における最大広がり半径ｒ＿ｍａｘ_１，ｒ＿ｍａｘ_２，…，ｒ＿ｍａｘ_Ｘ，…を一律にｒとし、被記録媒体１３上において第Ｘ滴目の粒子凝集体１４−Ｘの第（Ｘ＋１）滴目の液滴１０−（Ｘ＋１）の打滴位置Ｃ_Ｘ＋１方向の最外部の位置Ｐ_Ｘと、第（Ｘ＋１）滴目の液滴１０−（Ｘ＋１）の溶媒１１−（Ｘ＋１）の最大広がり時における第Ｘ滴目の液滴１０―Ｘ方向の最外部の位置との距離をΔＲとする。即ち、Ｌ(Ｐ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１)−ｒ＝ΔＲとする。また、粒子凝集体１４−１，１４−２，…，１４−Ｘ，…の広がり半径を一律にＲとする。そして、図８に示すようにＣ_１＝０とするＸ軸を考えると、以下のように表すことができる。

［数１１］
Ｐ_１＝Ｒ，Ｃ_２＝Ｐ_１＋ΔＲ＋ｒ＝Ｒ＋ΔＲ＋ｒ，
Ｐ_２＝Ｐ_１＋２×Ｒ＝３×Ｒ，Ｃ_３＝Ｐ_２＋ΔＲ＋ｒ＝３×Ｒ＋ΔＲ＋ｒ，
Ｐ_３＝Ｐ_２＋２×Ｒ＝５×Ｒ，Ｃ_４＝Ｐ_３＋ΔＲ＋ｒ＝５×Ｒ＋ΔＲ＋ｒ，
・・・，
Ｐ_Ｘ＝Ｐ_Ｘ−１＋２×Ｒ＝（２×Ｘ−１）×Ｒ，
Ｃ_Ｘ＋１＝Ｐ_Ｘ＋ΔＲ＋ｒ＝（２×Ｘ−１）×Ｒ＋ΔＲ＋ｒ，
・・・
ここで、液滴の中心間距離Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）は、以下のように表すことができる。

［数１２］
Ｌ（Ｃ_１，Ｃ_２）＝Ｒ＋ΔＲ＋ｒ，
Ｌ（Ｃ_２，Ｃ_３）＝Ｌ（Ｃ_３，Ｃ_４）＝・・・＝Ｌ（Ｃ_Ｘ−１，Ｃ_Ｘ）＝・・・＝２・Ｒ
また、ｒ＞Ｒより、Ｌ（Ｃ_１，Ｃ_２）は、Ｌ（Ｃ_２，Ｃ_３），Ｌ（Ｃ_３，Ｃ_４），・・・，Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）に比べて大きくなる。即ち、第１滴目の液滴１０−１と第２滴目の液滴１０−２の中心間距離を、第２滴目の液滴１０−２と第３滴目の液滴１０−３の中心間距離、第３滴目の液滴１０−３と第４滴目の液滴１０−４の中心間距離、・・・、第Ｘ滴目の液滴１０−Ｘと第（Ｘ＋１）滴目の液滴１０−（Ｘ＋１）の中心間距離に比べて大きくする必要がある。

また、Ｌ（Ｃ_２，Ｃ_３）＝Ｌ（Ｃ_３，Ｃ_４）＝・・・＝Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）＝・・・＝２×Ｒより、打滴間隔が、粒子凝集体１４−１，１４−２，…，１４−Ｘ，…の広がり半径の２倍になるようにする（この関係になるように、第２滴目の液滴１０−２以降の粒子濃度及び打滴間隔を設定する）。

このような打滴をするには、吐出の間隔を変更する、若しくは、ヘッドと基板の相対速度を遅くする、ことによって達成可能であるが、後者の方法では生産性が落ちるので、前者の方法が好ましい。

次に、液滴中の粒子濃度を調整する方法の条件について説明する。打滴密度は同じにし、各液滴中の粒子濃度を変えることで好ましい粒子凝集体１４−１，１４−２，…，１４−Ｘ，…を形成する。各液滴中の粒子濃度を変えるので、粒子凝集体１４−１，１４−２，…，１４−Ｘ，…の広がり半径は変わる。第Ｘ滴目の粒子凝集体１４−Ｘの広がり半径をＲ_Ｘとする。また、打滴間隔を全てｃとする。その他の記号は、上記の打滴間隔を調整する方法と同じとする。そして、Ｃ_１＝０とするＸ軸を考えると、以下のように表すことができる。

［数１３］
Ｃ_２＝ｃ，Ｃ_３＝２×ｃ，・・・，Ｃ_Ｘ＝(Ｘ−1)×ｃ,・・・
［数１４］
Ｐ_１＝Ｃ_２−(ｒ＋ΔＲ)＝ｃ−(ｒ＋ΔＲ)，
Ｐ_２＝Ｃ_３−(ｒ＋ΔＲ)＝２×ｃ−(ｒ＋ΔＲ)，
・・・，
Ｐ_Ｘ＝Ｃ_Ｘ＋１−(ｒ＋ΔＲ)＝Ｘ×ｃ−(ｒ＋ΔＲ)，
・・・
ここで、各液滴１０−１，１０−２，…，１０−Ｘ，…より形成された粒子凝集体１４−１，１４−２，…，１４−Ｘ，…の広がり半径は、以下のように表すことができる。

［数１５］
Ｒ_１＝Ｐ_１＝ｃ−(ｒ＋ΔＲ),
Ｒ_２＝（Ｐ_２−Ｐ_１）／２＝ｃ／２,
Ｒ_３＝（Ｐ_３−Ｐ_２）／２＝ｃ／２,
・・・，
Ｒ_Ｘ＝（Ｐ_Ｘ−Ｐ_Ｘ−１）／２＝ｃ／２,
・・・
ここで、ｒ≦ｃ／２とすると溶媒同士が接触しなくなるので、ｒ＞ｃ／２でなければならない。そのため、以下のように表すことができる。

［数１６］
Ｒ_１＜Ｒ_２＝Ｒ_３＝・・・＝Ｒ_Ｘ＝・・・
そのため、第１滴目の液滴１０−１中に含まれる粒子１２−１の密度を、２滴目以降の液滴１０−２，１０−３，…，１０−Ｘ，…に含まれる粒子１２−２，１２−３，…，１２−Ｘ，…の密度より小さくする必要がある。

また、Ｒ_２＝Ｒ_３＝・・・＝Ｒ_Ｘ＝ｃ／２より、打滴間隔が、第２滴目以降の粒子凝集体１４−２，１４−３，…，１４−Ｘ，…の広がり半径の２倍になるようにする（この関係になるように、第２滴目以降の液滴１０−２，１０−３，…，１０−Ｘ，…の粒子濃度及び打滴間隔を設定する）。

このような打滴をするには、粒子濃度の異なる２種類の液滴が入ったノズルを準備し、第１滴目の液滴１０−１のみ粒子濃度の薄いノズルから吐出し、第２滴目以降の液滴１０−２，１０−３，…，１０−Ｘ，…は粒子濃度の濃いノズルから吐出していくことによって達成可能である。

次に、液滴の体積を調整する方法の条件について説明する。粒子濃度は同じにし、各液滴の体積を変えることで好ましい粒子凝集体１４−１，１４−２，…，１４−Ｘ，…を形成する。各液滴の体積を変えるので、溶媒半径は変わる。第Ｘ滴目の溶媒１１−Ｘの最大広がり半径をｒ＿ｍａｘ_Ｘとする。また、打滴間隔を全てｃとする。その他の記号は、上記の打滴間隔を調整する方法や粒子濃度を調整する方法と同じとする。そして、Ｃ_１＝０とするＸ軸を考えると、以下のように表すことができる。

［数１７］
Ｃ_２＝ｃ，
Ｃ_３＝２×ｃ，
・・・，
Ｃ_Ｘ＝(Ｘ−1)×ｃ,
・・・
［数１８］
Ｐ_１＝Ｃ_２−｛ｒ＿ｍａｘ_２＋ΔＲ｝＝ｃ−｛ｒ＿ｍａｘ_２＋ΔＲ｝，
Ｐ_２＝Ｃ_３−｛ｒ＿ｍａｘ_３＋ΔＲ｝＝２×ｃ−｛ｒ＿ｍａｘ_３＋ΔＲ｝,
・・・，
Ｐ_Ｘ＝Ｃ_Ｘ＋１−｛ｒ＿ｍａｘ_Ｘ＋１＋ΔＲ｝＝Ｘ×ｃ−｛ｒ＿ｍａｘ_Ｘ＋１＋ΔＲ｝，
・・・
ここで、各液滴１０−１，１０−２，…，１０−Ｘ，…より形成された粒子凝集体１４−１，１４−２，…，１４−Ｘ，…の広がり半径Ｒ_１，Ｒ_２，…，Ｒ_Ｘ，…は、以下のように表すことができる。

［数１９］
Ｒ_１＝Ｐ_１＝ｃ−(ｒ＿ｍａｘ_２＋ΔＲ)，
Ｒ_２＝｛Ｐ_２−Ｐ_１｝／２＝｛ｃ＋ｒ＿ｍａｘ_２−ｒ＿ｍａｘ_３}／２,
Ｒ_３＝｛Ｐ_３−Ｐ_２｝／２＝｛ｃ＋ｒ＿ｍａｘ_３−ｒ＿ｍａｘ_４}／２，
・・・，
Ｒ_Ｘ＝｛Ｐ_Ｘ−Ｐ_Ｘ−１｝／２＝｛ｃ＋ｒ＿ｍａｘ_Ｘ−ｒ＿ｍａｘ_Ｘ＋１}／２，
・・・
ここで、ｒ＿ｍａｘ_２＝ｒ＿ｍａｘ_３＝・・・≡ｒ’とし、第２滴目以降の液滴１０−２，１０−３，…，１０−Ｘ，…の液滴量を同じにすると、以下のように表すことができる。

［数２０］
Ｒ_１＝ｃ−(ｒ’＋ΔＲ)，
Ｒ_２＝Ｒ_３＝…＝ｃ／２
ここで、ｒ’≦ｃ／２とすると溶媒同士が接触しなくなるため、ｒ’＞ｃ／２でなければならない。そのため、Ｒ_１＜Ｒ_２＝Ｒ_３＝・・・＝Ｒ_Ｘ＝・・・とする必要がある。したがって、第１滴目の液滴１０−１の液滴体積を２滴目以降の液滴１０−２，１０−３，…，１０−Ｘ，…の液滴体積より小さくする必要がある。

また、Ｒ_２＝Ｒ_３＝・・・＝Ｒ_Ｘ＝・・・＝ｃ／２より、打滴間隔が、第２滴目以降の粒子凝集体１４−２，１４−３，…，１４−Ｘ，…の広がり半径の２倍になるようにする（この関係になるように、第２滴目以降の液滴１０−２，１０−３，…，１０−Ｘ，…の粒子濃度及び打滴間隔を設定する）。

このような打滴をするには、吐出液滴体積の異なる２種類のノズルを準備し、第１滴目の液滴１０−１のみ吐出液滴体積の小さいノズルから吐出し、第２滴目以降の液滴１０−２，１０−３，…，１０−Ｘ，…は体積の大きいノズルから吐出していくことによって達成可能である。または、同一のノズルを用い、ヘッドの吐出信号を変えることによっても達成可能である。

以上のような実施例から以下の効果を得ることができる。

略同一径の複数の粒子を含む液滴１０を吐出して被記録媒体１３に打滴し粒子１２が液架橋力により凝集して形成される粒子凝集体１４を被記録媒体１３上に形成しつつ、液滴１０を接触させつつ連続吐出する液滴吐出方法において、Ｘを１以上の整数として、第Ｘ番目に吐出する液滴である第Ｘ液滴１０−Ｘに含まれる粒子１２−Ｘが液架橋力により凝集して形成された第Ｘ粒子凝集体１４−Ｘが被記録媒体１３上に形成された後に、第（Ｘ＋１）番目に吐出する液滴である第（Ｘ＋１）滴目の液滴１０−（Ｘ＋１）を被記録媒体１３上に打滴し、第（Ｘ＋１）滴目の液滴１０−（Ｘ＋１）を打滴する位置方向における第Ｘ粒子凝集体１４−Ｘの最外縁の位置Ｐ_Ｘから第（Ｘ＋１）滴目の液滴１０−（Ｘ＋１）の打滴中心の位置Ｃ_Ｘ＋１までの距離をＬ（Ｐ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）、第（Ｘ＋１）滴目の液滴１０−（Ｘ＋１）を被記録媒体１３上に打滴する時の第Ｘ滴目の液滴１０−Ｘの溶媒１１−Ｘの広がり半径をｒ_Ｘ、第（Ｘ＋１）滴目の液滴１０−（Ｘ＋１）の溶媒１１−（Ｘ＋１）が被記録媒体１３上で最も広がった時の最大広がり半径をｒ＿ｍａｘ_Ｘ＋１、第Ｘ滴目の液滴１０−Ｘと第（Ｘ＋１）滴目の液滴１０−（Ｘ＋１）の打滴中心間の距離をＬ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）とするときに、Ｌ（Ｐ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）≧ｒ＿ｍａｘ_Ｘ＋１、かつ、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）≦（ｒ_Ｘ＋ｒ＿ｍａｘ_Ｘ＋１）の条件を満たすので、第Ｘ粒子凝集体１４−Ｘに第（Ｘ＋１）滴目の液滴１０−（Ｘ＋１）の溶媒１１−（Ｘ＋１）が入るおそれがなく、第Ｘ粒子凝集体１４−Ｘの自己組織配列を崩さない。また、第（Ｘ＋１）滴目の液滴１０−（Ｘ＋１）の溶媒１１−（Ｘ＋１）と第Ｘ滴目の液滴１０−Ｘの溶媒１１−Ｘが確実に接触する。そのため、隣接する液滴間の粒子凝集体同士を一体に形成することができる。

また、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）の値は、Ｘ＝１のときの値のほうがＸ＝２以上のときの値のほうよりも大きいので、すなわち、Ｌ（Ｃ_１，Ｃ_２）＞Ｌ（Ｃ_２，Ｃ_３），Ｌ（Ｃ_３，Ｃ_４），・・・，Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１），・・・なので、第１凝集体１４−１と第２凝集体１４−２が合体した集合凝集体１６に対して第３凝集体１４−３が合体し、第１凝集体１４−１と第２凝集体１４−２と第３凝集体１４−３が合体した集合凝集体１６を形成することができる。そして、第４凝集体１４−４以降の凝集体も合体して集合凝集体１６を形成することができ、粒子の供給不足とならず被記録媒体１３上に確実に線画を形成することができる。

また、Ｘ＝２以上のときに、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）を第Ｘ粒子凝集体１４−Ｘの直径２・Ｒと略等しくするので、粒子１２の供給量を一定に保ちつつ、被記録媒体１３上に確実に線画を形成することができる。

また、液滴１０に含まれる粒子１２の割合を示す粒子濃度に関し、第１番目に吐出する液滴である第１液滴１０−１の粒子濃度を、第２番目以降に吐出する液滴１０−２，３，・・・，Ｘ，・・・の粒子濃度よりも小さくするので、第１凝集体１４−１と第２凝集体１４−２が合体した集合凝集体１６に対して第３凝集体１４−３が合体し、第１凝集体１４−１と第２凝集体１４−２と第３凝集体１４−３が合体した集合凝集体１６を形成することができる。そして、第４凝集体１４−４以降の凝集体も合体して集合凝集体１６を形成することができ、粒子の供給不足とならず被記録媒体１３上に確実に線画を形成することができる。

また、第１番目に吐出する液滴である第１液滴１０−１の体積は、第２番目以降に吐出する液滴１０−２，３，・・・，Ｘ，・・・の体積よりも小さくするので、第１凝集体１４−１と第２凝集体１４−２が合体した集合凝集体１６に対して第３凝集体１４−３が合体し、第１凝集体１４−１と第２凝集体１４−２と第３凝集体１４−３が合体した集合凝集体１６を形成することができる。そして、第４凝集体１４−４以降の凝集体も合体して集合凝集体１６を形成することができ、粒子の供給不足とならず被記録媒体１３上に確実に線画を形成することができる。

また、Ｘ＝２以上のときに、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）を、第２番目に吐出する液滴である第２液滴１０−２により被記録媒体１３上に形成する第２粒子凝集体１４−２の直径と略等しくするので、粒子１２の供給量を一定に保ちつつ、被記録媒体１３上に確実に線画を形成することができる。

また、粒子１２の直径をφ、液滴量をＶ、溶媒１１と被記録媒体１３との接触角をθとするときに、φ＞{３×Ｖ×（１−ｃｏｓθ）／π／（２＋ｃｏｓθ）}^１／３の条件を満たすので、より確実に被記録媒体１３上において液架橋力により粒子１２を自己組織的に凝集させて粒子凝集体１４を形成することができる。

〔インクジェット記録装置の構成〕
次に、前記の液体吐出方法を実現する画像形成装置の具体的な適用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９は、インクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置１１０は、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数のヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙを有する印字部１１２と、各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１１４と、被記録媒体１３の一例として記録紙１１６を供給する給紙部１１８と、記録紙１１６のカールを除去するデカール処理部１２０と、前記印字部１１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１１６の平面性を保持しながら記録紙１１６を搬送するベルト搬送部１２２と、印字部１１２による印字結果を読み取る印字検出部１２４と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部１２６とを備えている。

印字部１１２とインク貯蔵／装填部１１４に相当する部分が、前記の液体吐出装置に含まれる。

インク貯蔵／装填部１１４は、各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは第１インク流路１７と第２インク流路１８を介してヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

図９では、給紙部１１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

給紙部１１８から送り出される記録紙１１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部１２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム１３０で記録紙１１６に熱を与える。
ロール紙を使用する装置構成の場合、図９のように、裁断用のカッター（第１のカッター）１２８が設けられており、該カッター１２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。なお、カット紙を使用する場合には、カッター１２８は不要である。

デカール処理後、カットされた記録紙１１６は、ベルト搬送部１２２へと送られる。ベルト搬送部１２２は、ローラ１３１、１３２間に無端状のベルト１３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト１３３は、記録紙１１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。図１０に示したとおり、ローラ１３１、１３２間に掛け渡されたベルト１３３の内側において印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ１３４が設けられており、この吸着チャンバ１３４をファン１３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１１６がベルト１３３上に吸着保持される。なお、吸引吸着方式に代えて、静電吸着方式を採用してもよい。

ベルト１３３が巻かれているローラ１３１、１３２の少なくとも一方にモータ（図１４中符号８８）の動力が伝達されることにより、ベルト１３３は図９上の時計回り方向に駆動され、ベルト１３３上に保持された記録紙１１６は図１０の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト１３３上にもインクが付着するので、ベルト１３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部１３６が設けられている。

ベルト搬送部１２２により形成される用紙搬送路上において印字部１１２の上流側には、加熱ファン１４０が設けられている。加熱ファン１４０は、印字前の記録紙１１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１１６を加熱する。印字直前に記録紙１１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１１２の各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１１０が対象とする記録紙１１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの被記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている。

ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙは、記録紙１１６の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙが記録紙１１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。

ベルト搬送部１２２により記録紙１１６を搬送しつつ各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙１１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙１１６と印字部１１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１１６の全面に画像を記録することができる。これにより、ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

図９に示した印字検出部１２４は、印字部１１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ又はエリアセンサ）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりや着弾位置誤差などの吐出特性をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部１２４には、受光面に複数の受光素子（光電変換素子）が２次元配列されてなるＣＣＤエリアセンサを好適に用いることができる。エリアセンサは、少なくとも各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）の全域を撮像できる撮像範囲を有しているものとする。

また、エリアセンサに代えてラインセンサを用いることも可能である。この場合、ラインセンサは、少なくとも各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列（光電変換素子列）を有する構成が好ましい。各色のヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙにより印字されたテストパターン又は実技画像が印字検出部１２４により読み取られ、各ヘッドの吐出判定が行われる。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。

印字検出部１２４の後段には後乾燥部１４２が設けられている。後乾燥部１４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。

後乾燥部１４２の後段には、加熱・加圧部１４４が設けられている。加熱・加圧部１４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ１４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

こうして生成されたプリント物は排紙部１２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部１２６Ａ、１２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）１４８によってテスト印字の部分を切り離す。

〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙの構造は共通しているので、これらを代表して符号５０によってヘッドを示すものとする。

図１１（ａ）はヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図１１（ｂ）はその一部の拡大図である。また、図１１（ｃ）はヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図、図１２は１つの液滴吐出素子（１つのノズル５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図１１（ａ）中の１２−１２線に沿う断面図）である。

記録紙１１６上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド５０は、図１１（ａ）,（ｂ）に示したように、インク吐出口であるノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。

記録紙１１６の送り方向と略直交する方向に記録紙１１６の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図１１（ａ）の構成に代えて、図１１（ｃ）に示すように、複数のノズル５１が２次元に配列された短尺のヘッドモジュール５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙１１６の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。

各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図１１（ａ）,（ｂ）参照）、対角線上の両隅部の一方にノズル５１への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口である供給口５４が設けられている。なお、圧力室５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。

インク室ユニット５３は、供給口５４、圧力室５２、ノズル５１、加圧板５６、個別電極５７、アクチュエータ５８などから構成される。そして、複数のインク室ユニット５３の各圧力室５２は共通流路５５に連通する。図１１に示したように、各圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。共通流路５５はインク供給源たるインクタンクと連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。

圧力室５２の一部の面（図１１において天面）を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されている。個別電極５７と共通電極間に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形して圧力室５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル５１からインクが吐出される。なお、アクチュエータ５８には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電体を用いた圧電素子が好適に用いられる。インク吐出後、アクチュエータ５８の変位が元に戻る際に、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に再充填される。

上述した構造を有するインク室ユニット５３を図１２に示す如く主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。

すなわち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosθとなり、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。

なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

特に、図１３に示すようなマトリクス状に配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21 、…、５１-26 を１つのブロック、ノズル５１-31 、…、５１-36 を１つのブロック、…として）、記録紙１１６の搬送速度に応じてノズル５１-11 、５１-12 、…、５１-16 を順次駆動することで記録紙１１６の幅方向に１ラインを印字する。

一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

そして、上述の主走査によって記録される１ライン（或いは帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向といい、上述の副走査を行う方向を副走査方向という。すなわち、本実施形態では、記録紙１１６の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。

本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ５８の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。

なお、連続吐出して記録紙１１６上に線画を形成するにあたって、前記のように液滴中の粒子濃度を調整する場合には、粒子濃度の異なる液滴が入った２種類のノズル５１を準備し、第１滴目のみ粒子濃度の薄いノズル５１から吐出し、第２滴目以降は粒子濃度の濃いノズル５１から吐出させることとしてもよい。

また、連続吐出して記録紙１１６上に線画を形成するにあたって、前記のように液滴中の吐出液滴体積を調整する場合には、吐出液滴体積の異なる２種類のノズル５１を準備し、第１滴目のみ吐出液滴体積の小さいノズル５１から吐出し、第２滴目以降は体積の大きいノズル５１から吐出させることとしてもよい。

〔制御系の説明〕
図１４は、インクジェット記録装置１１０のシステム構成を示すブロック図である。同図に示したように、インクジェット記録装置１１０は、通信インターフェース１７０、システムコントローラ１７２、画像メモリ１７４、ＲＯＭ１７５、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８、プリント制御部１８０、画像バッファメモリ１８２、ヘッドドライバ１８４等を備えている。

通信インターフェース１７０は、ホストコンピュータ１８６から送られてくる画像データを受信する画像入力手段として機能するインターフェース部（画像入力部）である。通信インターフェース１７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。

ホストコンピュータ１８６から送出された画像データは通信インターフェース１７０を介してインクジェット記録装置１１０に取り込まれ、一旦画像メモリ１７４に記憶される。画像メモリ１７４は、通信インターフェース１７０を介して入力された画像を格納する記憶手段であり、システムコントローラ１７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ１７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ１７２は、通信インターフェース１７０、画像メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ１８６との間の通信制御、画像メモリ１７４及びＲＯＭ１７５の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１８８やヒータ１８９を制御する制御信号を生成する。

ＲＯＭ１７５には、システムコントローラ１７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。ＲＯＭ１７５は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。

画像メモリ１７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ１７６は、システムコントローラ１７２からの指示に従って搬送系のモータ１８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１７８は、システムコントローラ１７２からの指示に従って後乾燥部１４２等のヒータ１８９を駆動するドライバである。

プリント制御部１８０は、システムコントローラ１７２の制御に従い、画像メモリ１７４内の画像データ（多値の入力画像のデータ） から打滴制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理手段として機能するとともに、生成したインク吐出データをヘッドドライバ１８４に供給してヘッド５０の吐出駆動を制御する駆動制御手段として機能する。

また、前記の打滴間隔を調整する方法、液滴中の粒子濃度を調整する方法、液滴の体積を調整する方法における条件の演算手段としての役割も有する。

プリント制御部１８０には画像バッファメモリ１８２が備えられており、プリント制御部１８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ１８２に一時的に格納される。なお、図１４において画像バッファメモリ１８２はプリント制御部１８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ１７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部１８０とシステムコントローラ１７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース１７０を介して外部から入力され、画像メモリ１７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの多値の画像データが画像メモリ１７４に記憶される。

プリント制御部１８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部１８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ１８２に蓄えられる。この色別ドットデータは、ヘッド５０のノズルからインクを吐出するためのＣＭＹＫ打滴データに変換され、印字されるインク吐出データが確定する。

ヘッドドライバ１８４は、プリント制御部１８０から与えられるインク吐出データ及び駆動波形の信号に基づき、印字内容に応じてヘッド５０の各ノズル５１に対応するアクチュエータ５８を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ１８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

こうして、ヘッドドライバ１８４から出力された駆動信号がヘッド５０に加えられることによって、該当するノズル５１からインクが吐出される。記録紙１１６の搬送速度に同期してヘッド５０からのインク吐出を制御することにより、記録紙１１６上に画像が形成される。

上記のように、プリント制御部１８０における所要の信号処理を経て生成されたインク吐出データ及び駆動信号波形に基づき、ヘッドドライバ１８４を介して各ノズルからのインク液滴の記録量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

印字検出部１２４は、図９で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録紙１１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部１８０及びシステムコントローラ１７２に提供する。

プリント制御部１８０は、必要に応じて印字検出部１２４から得られる情報に基づいてヘッド５０に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作（ノズル回復動作）を実施する制御を行う。

以上、本発明の液滴吐出方法および液滴吐出装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本発明は、粒子１２として導電性粒子を用いた場合には、基板上に配線や電極などの導体を描画することが出来る。このとき、粒子１２の直径を数百ｎｍ〜数μｍとすることで、導体の単位長さ当りの粒子界面の数を、従来のＩＪによる導体描画の場合（この場合は、粒子径は数〜数十ｎｍである）と比べて著しく小さくすることが出来る。この結果、電気抵抗を小さくすることが出来る。

また、粒子１２として、耐酸性のあるものを用いた場合には、レジスト膜として用いることが出来る。

これらの用途（導体描画・レジスト描画）に用いる場合には、自己組織化した粒子１２を基板に形成した後に、加熱等の手段によって、粒子同士を融着させることが好ましい。

もちろん、粒子１２として顔料を用いた場合には、文字や写真などの、いわゆる印刷物の作製方法として用いることが出来る。また、ＲＧＢの顔料粒子を用いた場合には液晶ディスプレイ等に用いられるカラーフィルターの製造にも適用可能である。これらの用途の場合、粒子径を大きくすることで、光散乱が大きくなり、色再現領域が小さくなってしまうことがある。これを防ぐには、粒子の直径を光（この場合は可視光）の数分の１〜１０分の１程度にしておくことが好ましい。このような粒子を直接用いて、これまで述べた粒子凝集体１４を形成することももちろん原理的には可能であるが、溶媒１１の接触角を著しく小さくしたり、液滴１０の体積を著しく小さくしたりする必要があり、現実的ではない。従って、このような用途で用いる場合には、１μｍ程度の大きな粒子１２の表面に数十〜百ｎｍ程度の顔料を付着させることによって、粒子凝集体１４を形成することがよい。

本発明で利用する粒子間の自己組織化技術の一例を示す図である。 本発明で利用する粒子間の自己組織化技術の一例を示す図である。 吐出時間間隔の条件を規定しない場合に２滴吐出したときの粒子の様子を示す図である。 吐出時間間隔の条件を規定する場合に２滴吐出したときの粒子の様子を示す図である。 図４の補足図である。 ２滴吐出する場合の打滴位置間隔についての説明図である。 第Ｘ滴目の液滴と第（Ｘ＋１）滴目の液滴の打滴位置間隔についての説明図である。 液滴を３滴以上連続吐出する場合の位置関係の説明図である。 インクジェット記録装置の全体構成図である。 図９に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。 ヘッドの構造例を示す平面透視図である。 図１１(a) 中の１２−１２線に沿う断面図である。 ヘッドのノズル配列を示す拡大図である。 インクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０…液滴、１１…溶媒、１２…粒子、１３…被記録媒体、１４…粒子凝集体、１６…集合凝集体、５０…ヘッド、１１０…インクジェット記録装置

Claims (14)

1. 略同一径の複数の粒子を含む液滴を吐出して被記録媒体に打滴し前記粒子が液架橋力により凝集して形成される粒子凝集体を前記被記録媒体上に形成しつつ、前記液滴を接触させつつ連続吐出する液滴吐出方法において、
   Ｘを１以上の整数として、
   第Ｘ番目に吐出する液滴である第Ｘ液滴に含まれる前記粒子が液架橋力により凝集して形成された第Ｘ粒子凝集体が前記被記録媒体上に形成された後に、第（Ｘ＋１）番目に吐出する液滴である第（Ｘ＋１）滴目の液滴を前記被記録媒体上に打滴し、
   前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴を打滴する位置方向における前記第Ｘ粒子凝集体の最外縁の位置Ｐ_Ｘから前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴の打滴中心の位置Ｃ_Ｘ＋１までの距離をＬ（Ｐ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）、前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴を前記被記録媒体上に打滴する時の前記第Ｘ滴目の液滴の溶媒の広がり半径をｒ_Ｘ、前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴の溶媒が前記被記録媒体上で最も広がった時の最大広がり半径をｒ＿ｍａｘ_ｘ＋１、前記第Ｘ滴目の液滴と前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴の打滴中心間の距離をＬ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）とするときに、Ｌ（Ｐ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）≧ｒ＿ｍａｘ_ｘ＋１、かつ、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）≦（ｒ_Ｘ＋ｒ＿ｍａｘ_ｘ＋１）の条件を満たすこと、
   を特徴とする液滴吐出方法。
2. 請求項１の液滴吐出方法において、
   Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）の値は、Ｘ＝１のときの値のほうがＸ＝２以上のときの値よりも大きいこと、
   を特徴とする液滴吐出方法。
3. 請求項１または２の液滴吐出方法において、
   Ｘ＝２以上のときに、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）の値を前記第Ｘ粒子凝集体の直径と等しくすること、
   を特徴とする液滴吐出方法。
4. 請求項１の液滴吐出方法において、
   前記液滴に含まれる前記粒子の割合を示す粒子濃度に関し、
   第１番目に吐出する液滴である第１液滴の前記粒子濃度を、第２番目以降に吐出する液滴の前記粒子濃度よりも小さくすること、
   を特徴とする液滴吐出方法。
5. 請求項１の液滴吐出方法において、
   第１番目に吐出する液滴である第１液滴の体積は、第２番目以降に吐出する液滴の体積よりも小さくすること、
   を特徴とする液滴吐出方法。
6. 請求項４または５の液滴吐出方法において、
   Ｘ＝２以上のときに、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）の値を、前記第２液滴により前記被記録媒体上に形成する第２粒子凝集体の直径と等しくすること、
   を特徴とする液滴吐出方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか１つの液滴吐出方法において、
   前記粒子の直径をφ、液滴量をＶ、溶媒と被記録媒体との接触角をθとするときに、φ＞{３×Ｖ×（１−ｃｏｓθ）／π／（２＋ｃｏｓθ）}^１／３の条件を満たすこと、
   を特徴とする液滴吐出方法。
8. 略同一径の複数の粒子を含む液滴を吐出して被記録媒体に打滴させるヘッドと、前記粒子が液架橋力により凝集して形成される粒子凝集体を前記被記録媒体上に形成しつつ前記被記録媒体上で前記液滴が接触するように前記ヘッドから前記液滴を連続吐出させる制御手段と、を有する液滴吐出装置において、
   前記制御手段は、
   Ｘを１以上の整数として、
   第Ｘ番目に吐出する液滴である第Ｘ液滴に含まれる前記粒子が液架橋力により凝集して形成された第Ｘ粒子凝集体が前記被記録媒体上に形成された後に、第（Ｘ＋１）番目に吐出する液滴である第（Ｘ＋１）滴目の液滴を前記ヘッドにより前記被記録媒体上に打滴させ、
   前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴を打滴する位置方向における前記第Ｘ粒子凝集体の最外縁の位置Ｐ_Ｘから前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴の打滴中心の位置Ｃ_Ｘ＋１までの距離をＬ（Ｐ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）、前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴を前記被記録媒体上に打滴する時の前記第Ｘ滴目の液滴の溶媒の広がり半径をｒ_Ｘ、前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴の溶媒が前記被記録媒体上で最も広がった時の最大広がり半径をｒ＿ｍａｘ_ｘ＋１、前記第Ｘ滴目の液滴と前記第（Ｘ＋１）滴目の液滴の打滴中心間の距離をＬ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）とするときに、Ｌ（Ｐ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）≧ｒ＿ｍａｘ_ｘ＋１、かつ、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）≦（ｒ_Ｘ＋ｒ＿ｍａｘ_ｘ＋１）の条件を満たすように制御すること、
   を特徴とする液滴吐出装置。
9. 請求項８の液滴吐出装置において、
   前記制御手段は、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）の値についてＸ＝１のときの値のほうがＸ＝２以上のときの値よりも大きくなるように制御すること、
   を特徴とする液滴吐出装置。
10. 請求項８または９の液滴吐出装置において、
    前記制御手段は、Ｘ＝２以上のときに、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）の値を前記第Ｘ粒子凝集体の直径と等しくなるように制御すること、
    を特徴とする液滴吐出装置。
11. 請求項８の液滴吐出装置において、
    前記制御手段は、前記液滴に含まれる前記粒子の割合を示す粒子濃度に関し、
    第１番目に吐出する液滴である第１液滴の前記粒子濃度を、第２番目以降に吐出する液滴の前記粒子濃度よりも小さくするように制御すること、
    を特徴とする液滴吐出装置。
12. 請求項８の液滴吐出装置において、
    前記制御手段は、第１番目に吐出する液滴である第１液滴の体積は、第２番目以降に吐出する液滴の体積よりも小さくなるように制御すること、
    を特徴とする液滴吐出装置。
13. 請求項１１または１２の液滴吐出装置において、
    前記制御手段は、Ｘ＝２以上のときに、Ｌ（Ｃ_Ｘ，Ｃ_Ｘ＋１）の値を、前記第２液滴により前記被記録媒体上に形成する第２粒子凝集体の直径と等しくなるように制御すること、
    を特徴とする液滴吐出装置。
14. 請求項８乃至１３のいずれか１つの液滴吐出装置において、
    前記制御手段は、前記粒子の直径をφ、液滴量をＶ、溶媒と被記録媒体との接触角をθとするときに、φ＞{３×Ｖ×（１−ｃｏｓθ）／π／（２＋ｃｏｓθ）}^１／３の条件を満たすように制御すること、
    を特徴とする液滴吐出装置。

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