JP2014069378A - 画像形成装置、画像形成方法および画像形成物 - Google Patents

Abstract

【課題】第１インクの領域と第２インクの領域との境界における滲みや境界位置の変動を抑制する。
【解決手段】インクジェットプリンタ１では、基材９の搬送方向に並ぶ２つの任意のインク吐出部（ヘッドアッセンブリ４２）において、当該搬送方向の上流側および下流側のものをそれぞれ第１インク吐出部および第２インク吐出部とすると、第１インク吐出部により、基材９に付着した液滴の表面張力が経時的に低下する第１インクが吐出される。また、第２インク吐出部により、基材９に付着した際における液滴の表面張力が、当該液滴に隣接する位置に付着している第１インクの液滴の表面張力とおよそ等しい第２インクが吐出される。これにより、互いに隣接する位置に付着する第１インクの液滴および第２インクの液滴の表面張力をおよそ揃えて、基材９上の第１インクの領域と第２インクの領域との境界における滲みや境界位置の変動を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基材上に画像を形成する技術、および、画像形成物に関する。

従来より、印刷用紙をヘッドユニットに対して相対的に移動しつつ、ヘッドユニットの複数の吐出口からインクの微小液滴を印刷用紙に向けて吐出することにより画像を印刷するインクジェットプリンタが用いられている。また、近年では、シールラベルの印刷にもインクジェットプリンタが採用されつつある。シールラベルの印刷では、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂シートやコート紙等のインクが染み込みにくい基材に印刷が行われるため、例えば、紫外線硬化性を有するインクを使用し、紫外線の照射により基材上のインクを硬化（定着）する。

なお、特許文献１では、着弾後１００ｍｓ未満の表面寿命領域で、各カラーインクの動的表面張力がブラックインクの動的表面張力以上であり、着弾後１００〜３０００ｍｓの表面寿命領域に、ブラックインクの動的表面張力と各カラーインクの動的表面張力とが等しくなる点があり、その点以降の表面寿命領域でブラックインクの動的表面張力が各カラーインクの動的表面張力よりも大きいインクセットが開示されている。特許文献１のインクセットでは、普通紙のみならずインク浸透性の悪い紙においても、ブリード（滲み）を低減させることが可能となる。

特開２０１１−７９９５２号公報

ところで、複数色のインクを基材上に吐出する場合、一の色の第１インクを吐出する第１インク吐出部および他の色の第２インクを吐出する第２インク吐出部が、基材のヘッドユニットに対する相対的な搬送方向において配列される。したがって、第１インクの液滴が基材上に付着（着弾）した時刻から、一定時間経過後に、当該液滴に隣接する位置に、第２インクの液滴が付着する。特許文献１の手法では、このような時間差が考慮されていないため、基材上の第１インクの領域と第２インクの領域との境界における滲みや境界位置の変動を抑制することができない。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基材上の第１インクの領域と第２インクの領域との境界における滲みや境界位置の変動を抑制することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、画像形成装置であって、基材に向けてインクの液滴を吐出するヘッドユニットと、前記基材を前記ヘッドユニットに対して相対的に移動する移動機構とを備え、前記ヘッドユニットが、前記基材に付着した液滴の表面張力が経時的に低下する第１インクを吐出する第１インク吐出部と、前記基材の前記ヘッドユニットに対する相対的な搬送方向において前記第１インク吐出部の下流側に配置され、第２インクを吐出する第２インク吐出部とを備え、前記基材に付着した際における前記第２インクの液滴の表面張力と、前記第２インクの液滴が前記基材に付着した際に前記液滴に隣接する位置に付着している前記第１インクの液滴の表面張力との差の絶対値が、前記第２インクの液滴が前記基材に付着した際に前記液滴に隣接する位置に付着している前記第１インクの液滴の表面張力と、前記基材に付着した際における前記第１インクの液滴の表面張力との差の絶対値よりも小さい。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記基材に付着した際における前記第２インクの液滴の表面張力が、前記第２インクの液滴が前記基材に付着した際に前記液滴に隣接する位置に付着している前記第１インクの液滴の表面張力とおよそ等しい。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置であって、放射線の照射により前記基材上の前記第１インクおよび前記第２インクを硬化する硬化部をさらに備える。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記ヘッドユニットにおいて、前記搬送方向における前記第１インク吐出部と前記第２インク吐出部との間の距離が変更可能である。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記基材に付着した際における前記第２インクの液滴の表面張力が、前記第２インクの液滴が前記基材に付着した際に前記液滴に隣接する位置に付着している前記第１インクの液滴の表面張力とおよそ等しくなるように、前記移動機構による前記基材の前記ヘッドユニットに対する相対的な移動速度を調整する制御部をさらに備える。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記第１インク吐出部および前記第２インク吐出部のそれぞれにおいて、前記搬送方向に直交する前記基材の画像形成領域の幅の全体に亘って吐出口が配列される。

請求項７に記載の発明は、画像形成方法であって、ａ）基材を第１インク吐出部および第２インク吐出部に対して相対的に移動する工程と、ｂ）前記ａ）工程に並行して、前記基材に付着した液滴の表面張力が経時的に低下する第１インクを、前記第１インク吐出部から吐出する工程と、ｃ）前記ａ）工程に並行して、前記基材の前記第１インク吐出部および前記第２インク吐出部に対する相対的な搬送方向において前記第１インク吐出部の下流側に配置された前記第２インク吐出部から、第２インクを吐出する工程とを備え、前記基材に付着した際における前記第２インクの液滴の表面張力と、前記第２インクの液滴が前記基材に付着した際に前記液滴に隣接する位置に付着している前記第１インクの液滴の表面張力との差の絶対値が、前記第２インクの液滴が前記基材に付着した際に前記液滴に隣接する位置に付着している前記第１インクの液滴の表面張力と、前記基材に付着した際における前記第１インクの液滴の表面張力との差の絶対値よりも小さい。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像形成方法であって、前記基材に付着した際における前記第２インクの液滴の表面張力が、前記第２インクの液滴が前記基材に付着した際に前記液滴に隣接する位置に付着している前記第１インクの液滴の表面張力とおよそ等しい。

請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の画像形成方法であって、硬化部からの放射線の照射により前記基材上の前記第１インクおよび前記第２インクを硬化する工程をさらに備える。

請求項１０に記載の発明は、請求項７ないし９のいずれかに記載の画像形成方法であって、前記第１インク吐出部および前記第２インク吐出部のそれぞれにおいて、前記搬送方向に直交する前記基材の画像形成領域の幅の全体に亘って吐出口が配列される。

請求項１１に記載の発明は、画像形成物であって、請求項７ないし１０のいずれかに記載の画像形成方法により形成されたものである。

本発明によれば、基材上の第１インクの領域と第２インクの領域との境界における滲みや境界位置の変動を抑制することができる。

インクジェットプリンタの構成を示す図である。 ヘッドアッセンブリを示す平面図である。 ヘッドアッセンブリを示す正面図である。 ベースを示す平面図である。 ベースを示す正面図である。 基材上に画像を形成する処理の流れを示す図である。 インクの表面張力の変化を示す図である。 基材上に形成される画像を示す図である。

図１は本発明の一の実施の形態に係るインクジェットプリンタ１の構成を示す図である。インクジェットプリンタ１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂シートや長尺のコート紙等である連続シート状の基材９に向けてインクの液滴（微小液滴）を吐出することにより基材９上に画像を形成する画像形成装置である。図１では、互いに垂直な２つの水平方向をＸ方向およびＹ方向として示し、Ｘ方向およびＹ方向に垂直な鉛直方向をＺ方向として示している。図１中のＸ方向およびＹ方向は必ずしも水平方向である必要はなく、同様に、Ｚ方向も必ずしも鉛直方向である必要はない。

図１のインクジェットプリンタ１は本体１１および制御部１０を備え、本体１１はシート状の基材９を移動する移動機構２、および、移動機構２による移動途上の基材９に向けて紫外線硬化性インクの液滴を吐出するヘッドユニット４を備える。移動機構２は、それぞれが図１中のＸ方向に長い複数のローラ２１を有する。最も（−Ｙ）側に配置されたローラ２１の近傍にはロール状の基材９（供給ロール）を保持する供給部３１が設けられ、最も（＋Ｙ）側に配置されたローラ２１の近傍にはロール状の基材９（巻取ロール）を保持する巻取部３２が設けられる。インクジェットプリンタ１では、移動機構２の複数のローラ２１の一部が、Ｘ方向に平行な軸を中心として一定の回転速度にて回転することにより、供給部３１から巻取部３２に至る所定の移動経路に沿って基材９が一定速度にて移動する。

基材９の移動経路においてヘッドユニット４に対向する位置には、基材案内部３４が設けられる。基材案内部３４は、ヘッドユニット４の真下（（−Ｚ）側）に配置されるＸ方向に平行な仮想軸を中心とする円筒面の一部である曲面３４１（以下、「案内面３４１」という。）を有し、ヘッドユニット４の下方において、円滑な案内面３４１に沿って基材９が移動する。ヘッドユニット４に対向する位置において、基材９は図１中にて符号Ｄ１を付す矢印にて示す方向（Ｙ方向に平行な方向）におよそ沿って移動するため、以下の説明では、当該方向Ｄ１を搬送方向という。

また、基材９の移動経路において供給部３１と基材案内部３４との間には、基材９の蛇行を補正する蛇行補正部３３が設けられ、基材案内部３４と巻取部３２との間には、インク硬化用の紫外線を基材９上に照射する硬化部３５が設けられる。なお、インクジェットプリンタ１では、基材９に所定の前処理を行う前処理部等が設けられてもよい。

ヘッドユニット４は、ヘッド４２１を有する複数のヘッドアッセンブリ４２、および、複数のヘッドアッセンブリ４２を支持するベース４１を備える。インク吐出部である各ヘッドアッセンブリ４２はＸ方向に長く、複数のヘッドアッセンブリ４２がおよそＹ方向に沿って（正確には、案内面３４１に沿って）配列される。ヘッドユニット４には、４個のヘッドアッセンブリ４２が配置され、４個のヘッドアッセンブリ４２は（−Ｙ）側から（＋Ｙ）方向に向かって順にＫ（ブラック）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）のインクをそれぞれ吐出する。ヘッドユニット４では、クリアインク等の他の種類のインクが吐出されてもよい。

図２はヘッドアッセンブリ４２を示す平面図であり、図３はヘッドアッセンブリ４２を示す正面図である。以下、一の色のインクを吐出するヘッドアッセンブリ４２に着目するが、他のヘッドアッセンブリ４２も同様の構成を有する。後述するように、図２および図３に示すヘッドアッセンブリ４２は、その長手方向に平行な軸を中心として僅かな回転角だけ傾斜した姿勢にてベース４１に固定されるため、厳密には図２の横方向は図１の横方向とは一致せず、図３の縦方向および横方向も図１の縦方向および横方向とは一致しない。

ヘッドアッセンブリ４２は一の方向に長い直方体であるヘッド固定ブロック４２２、および、ヘッド固定ブロック４２２の長手方向と同じ方向に長い複数の（本実施の形態では４個の）ヘッド４２１を有する。各ヘッド４２１では、その長手方向（以下、「配列方向」という。）に沿って複数の吐出口が配列形成される。ヘッド固定ブロック４２２には、複数の貫通孔が長手方向に沿って千鳥状に配列形成されており、複数のヘッド４２１は複数の貫通孔にそれぞれ挿入されて固定される。ヘッドアッセンブリ４２では、長手方向に関して、ヘッド固定ブロック４２２の一端近傍から他端近傍に至る範囲の全体に亘って多数の吐出口がおよそ一定のピッチにて配列される。長手方向におけるヘッド固定ブロック４２２の各端面（長手方向に直交する端面）には、２個のねじ穴４２３が形成される。ヘッド固定ブロック４２２は、例えば、ステンレス鋼等の金属にて形成される。ヘッドアッセンブリ４２において、ヘッド固定ブロック４２２の一端近傍から他端近傍に至る長さの１つのヘッド４２１のみが取り付けられてもよい。すなわち、ヘッド固定ブロック４２２には少なくとも１つのヘッド４２１が取り付けられる。

図４はベース４１を示す平面図であり、図５はベース４１を示す正面図である。ベース４１は、図４中のＹ方向に長い２個の固定板４１１を有し、Ｘ方向において２個の固定板４１１は互いに離間する。図５中のＹ方向における固定板４１１の各端部には、およそ（＋Ｚ）方向に向かって屈曲した部位４１２（以下、「接続部４１２」という。）が設けられる。図４に示すように、２個の固定板４１１の互いに対応する接続部４１２（すなわち、（＋Ｙ）側または（−Ｙ）側の２個の接続部４１２）は、Ｘ方向に長い連結板４１３に共に固定される。ベース４１では、２個の固定板４１１および２個の連結板４１３により囲まれる１個の開口部４１９が形成される。各連結板４１３の（＋Ｚ）側の端部にはＹ方向における外側（開口部４１９とは反対側）に向かって屈曲した部位４１４（以下、「取付部４１４」」という。）が設けられる。図１のインクジェットプリンタ１では、取付部４１４が図示省略の支持部に取り付けられることにより、ヘッドユニット４が支持される。固定板４１１および連結板４１３は、例えば、ステンレス鋼等の金属にて形成される。

図５の各固定板４１１には、ベース４１の真下（（−Ｚ）側）に配置されるＸ方向に平行な仮想軸を中心とする円弧（図５では、符号Ａ１を付す二点鎖線にて示している。）に沿って複数の（図５では、８個の）位置決め部４１５が等間隔にて設けられる。各位置決め部４１５は、３個の位置決めピン４１５ａ，４１５ｂ，４１５ｃを有する。後述するように、各位置決め部４１５に対して１個のヘッドアッセンブリ４２のヘッド固定ブロック４２２が固定可能であるため、各位置決め部４１５の位置はヘッド固定ブロック４２２の固定位置と捉えることができ、ベース４１は複数の（本実施の形態では、８個の）固定位置を円弧Ａ１に沿って一定の間隔（以下、「固定位置間隔」という。）にて有する。また、固定板４１１において（−Ｚ）側のエッジ（ただし、Ｙ方向の両端部を除く。）は円弧Ａ１に沿う円弧状である。すなわち、ベース４１の底面は（＋Ｚ）側に向かって凹状に湾曲する。固定板４１１には、円弧Ａ１に沿って複数の貫通孔４１６がさらに設けられる。

図１に示すヘッドユニット４を組み立てる際には、使用する複数のヘッドアッセンブリ４２のそれぞれの固定位置が決定され、各ヘッドアッセンブリ４２が対応する固定位置に配置される。このとき、各ヘッドアッセンブリ４２におけるヘッド固定ブロック４２２の底面（図３にて下方を向く面）が２個の位置決めピン４１５ａ，４１５ｂに当接し、ヘッド固定ブロック４２２の長手方向に沿う一の側面（図３にて左を向く面）が１個の位置決めピン４１５ｃに当接することにより、ヘッドアッセンブリ４２の位置および姿勢が調整される。これにより、ヘッドアッセンブリ４２に取り付けられた各ヘッド４２１において、複数の吐出口の配列方向が上記仮想軸に平行となり、複数の吐出口が配置される吐出面が、２個の固定板４１１上の円弧Ａ１を含む円筒面に対しておよそ平行となる。なお、位置決め部４１５の上記構成は一例に過ぎず、例えば、ヘッド固定ブロック４２２に形成される所定形状の切欠き部と係合する部材等が位置決め部４１５に含められてもよい。

実際には、各ヘッドアッセンブリ４２の位置および姿勢が調整された状態にて、ねじを、固定板４１１の貫通孔４１６（図５参照）を介して、当該ヘッドアッセンブリ４２のねじ穴４２３（図３参照）に締結することにより、ヘッドアッセンブリ４２が固定板４１１に対して固定される。なお、貫通孔４１６の直径は、ねじの直径よりも大きい。本実施の形態では、Ｋのインクを吐出するヘッドアッセンブリ４２、Ｃのインクを吐出するヘッドアッセンブリ４２、Ｍのインクを吐出するヘッドアッセンブリ４２、Ｙのインクを吐出するヘッドアッセンブリ４２が、連続する４個の固定位置に配置され、案内面３４１（または、円弧Ａ１）に沿って固定位置間隔にて配列される。

ヘッドユニット４が組み立てられると、ヘッドユニット４は、図１の基材案内部３４の案内面３４１に対向する位置に配置されて、支持部に取り付けられる。このとき、固定板４１１上の円弧Ａ１の仮想軸と、基材案内部３４の案内面３４１の仮想軸とが一致することにより、各ヘッドアッセンブリ４２におけるヘッド４２１の吐出面が案内面３４１に略平行となり、かつ、ヘッド４２１における吐出口の配列方向が基材９の搬送方向に垂直（仮想軸と平行）となる。

したがって、ヘッドユニット４による画像形成では、各ヘッドアッセンブリ４２におけるヘッド４２１の吐出面が、案内面３４１上の基材９の主面に略平行となり（すなわち、各ヘッド４２１が基材９に対して直立し）、各吐出口から当該主面に向かって、およそ垂直にインクの液滴が吐出される。実際には、ヘッドユニット４における基材９に対向する端面（すなわち、固定板４１１の（−Ｚ）側の端面）が案内面３４１に倣った形状を有するため、当該端面が基材９の主面に近接するようにヘッドユニット４が配置可能であり、ヘッド４２１の吐出面が基材９の主面に近接する。

図６は、インクジェットプリンタ１が基材９上に画像を形成する処理の流れを示す図である。図６のステップＳ１２〜Ｓ１６では、基材９上の１つの部位に着目した処理の流れを示しているが、実際には、基材９の複数の部位に対してステップＳ１２〜Ｓ１６の処理が並行して行われる。

インクジェットプリンタ１における画像形成処理では、基材９の移動が開始されることにより（ステップＳ１１）、図１の供給部３１から基材９の連続する部位が順次引き出され、各部位（以下、「対象部位」という。）は蛇行補正部３３を経由して基材案内部３４へと到達する。基材案内部３４において、対象部位は案内面３４１に接触しつつ搬送方向に移動する。そして、基材９の移動に並行して、基材案内部３４に対向するヘッドユニット４により対象部位に対して画像が形成される。

具体的には、対象部位がＫのインクを吐出するヘッドアッセンブリ４２に対向する位置へと到達した際に、Ｋのインクの液滴が対象部位に向けて吐出されてＫの画像が形成される（ステップＳ１２）。連続的に移動する対象部位は、Ｋのインクの付着（着弾）から一定時間経過後、Ｃのインクを吐出するヘッドアッセンブリ４２に対向する位置へと到達し、Ｃのインクの液滴が対象部位に向けて吐出されてＣの画像が形成される（ステップＳ１３）。同様に、Ｃのインクの付着から一定時間経過後、対象部位がＭのインクを吐出するヘッドアッセンブリ４２に対向する位置へと到達し、Ｍのインクの液滴が対象部位に向けて吐出されてＭの画像が形成される（ステップＳ１４）。さらに、Ｍのインクの付着から一定時間経過後、対象部位がＹのインクを吐出するヘッドアッセンブリ４２に対向する位置へと到達し、Ｙのインクの液滴が対象部位に向けて吐出されてＹの画像が形成される（ステップＳ１５）。

このようにして、いわゆる、ウエットオンウエット印刷が行われ、表面のＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクがほぼ液層の状態のままで、対象部位が硬化部３５へと移動する。そして、対象部位への紫外線の照射によりＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクの硬化が一括して行われ（ステップＳ１６）、対象部位は巻取部３２にて巻き取られる。全ての画像が基材９上に形成されると、基材９の移動が停止され、画像形成処理が終了する（ステップＳ１７）。

既述のように、各ヘッドアッセンブリ４２では、搬送方向に直交する基材９の画像形成領域の幅の全体に亘って吐出口が配列される。これにより、基材９がヘッドユニット４の下方を一回通過するのみで画像形成が完了する、いわゆるワンパス（シングルパス）印刷が実現され、短時間にて画像形成が完了する。画像が形成された基材９は、各種印刷物（画像形成物）として利用される。

ここで、インクジェットプリンタ１にて用いられるＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクの液滴の表面張力の変化について説明する。図７は、基材９上に付着した後のＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクの液滴の表面張力の変化（すなわち、動的表面張力特性）を示す図である。図７では、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクの表面張力の変化を符号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を付す線にて示している。図７に示す表面張力の変化を有するＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクは、平衡状態における表面張力（以下、「静的表面張力」という。）がおよそ等しいＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクを準備し、アクリル系表面調整剤等の表面調整剤の各インクに対する添加量（例えば、数％）を調整することにより作製される。本実施の形態における紫外線硬化性を有するＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクは、表面調整剤以外に、例えば、単官能モノマー、多官能モノマー、顔料分散体（顔料）、顔料分散剤、光重合開始剤、増感剤、重合禁止剤等を含む。通常、これらの成分の種類や配合比により動的表面張力特性は様々に変化するが、表面調整剤の添加により、ある程度の範囲内で動的表面張力特性を調整することが可能である。

図７に示すように、Ｋのインクの液滴の表面張力は、基材９に付着した際における表面張力Ｋｋ（以下、「初期表面張力Ｋｋ」という。以下同様。）から平衡状態における静的表面張力Ｋ０まで経時的に低下し、Ｃのインクの液滴の表面張力は、基材９に付着した際おける初期表面張力Ｃｃから平衡状態における静的表面張力Ｃ０まで経時的に低下する。また、Ｍのインクの液滴の表面張力は、基材９に付着した際における初期表面張力Ｍｍから平衡状態における静的表面張力Ｍ０まで経時的に低下し、Ｙのインクの液滴の表面張力は、基材９に付着した際における初期表面張力Ｙｙから平衡状態における静的表面張力Ｙ０まで経時的に低下する。なお、図７では、白い点に付す符号により、当該点の表面張力の値を示している。

本実施の形態におけるインクジェットプリンタ１では、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクを吐出する４個のヘッドアッセンブリ４２が案内面３４１に沿って同じ固定位置間隔にて配列される。したがって、Ｋのインクの液滴が対象部位に付着してからＣのインクの液滴が対象部位に付着するまでの時間（すなわち、ＫのインクとＣのインクとの吐出時間差）、Ｃのインクの液滴が対象部位に付着してからＭのインクの液滴が対象部位に付着するまでの時間、および、Ｍのインクの液滴が対象部位に付着してからＹのインクの液滴が対象部位に付着するまでの時間がいずれも同じＴである。

インクジェットプリンタ１では、Ｃのインクの初期表面張力Ｃｃが、Ｋのインクの初期表面張力Ｋｋと静的表面張力Ｋ０との間の値となる。そして、Ｃのインクの初期表面張力Ｃｃと、対象部位への付着から時間Ｔの経過後におけるＫのインクの液滴の表面張力Ｋｃとの差の絶対値、すなわち、対象部位に付着した際におけるＣのインクの液滴の表面張力Ｃｃ（初期表面張力Ｃｃ）と、Ｃのインクの液滴が対象部位に付着した際に当該液滴に隣接する位置に付着しているＫのインクの液滴の表面張力Ｋｃとの差の絶対値（以下、「隣接インク間表面張力差」ともいう。）が小さくなるように、これらのインクの動的表面張力特性が調整されている。本実施の形態では、対象部位への付着から時間Ｔの経過後におけるＫのインクの液滴の表面張力ＫｃはＣのインクの初期表面張力Ｃｃにおよそ等しい。隣接インク間表面張力差は、好ましくはＣのインクの初期表面張力Ｃｃの１０％以下であり、より好ましくは、５％以下である。

Ｍのインクの初期表面張力ＭｍおよびＹのインクの初期表面張力Ｙｙも、Ｋのインクの初期表面張力Ｋｋと静的表面張力Ｋ０との間の値となる。そして、対象部位への付着から時間２Ｔの経過後のＫのインクの液滴の表面張力Ｋｍ、すなわち、Ｍのインクの液滴が対象部位に付着した際における対象部位上のＫのインクの液滴の表面張力Ｋｍは、Ｍのインクの初期表面張力Ｍｍにおよそ等しい。また、対象部位への付着から時間３Ｔの経過後のＫのインクの液滴の表面張力Ｋｙ、すなわち、Ｙのインクの液滴が対象部位に付着した際における対象部位上のＫのインクの液滴の表面張力Ｋｙは、Ｙのインクの初期表面張力Ｙｙにおよそ等しい。

同様に、Ｃのインクの初期表面張力Ｃｃと静的表面張力Ｃ０との間に、Ｍのインクの初期表面張力ＭｍおよびＹのインクの初期表面張力Ｙｙが含まれ、対象部位への付着から時間Ｔの経過後におけるＣのインクの液滴の表面張力ＣｍはＭのインクの初期表面張力Ｍｍにおよそ等しく、対象部位への付着から時間２Ｔの経過後におけるＣのインクの液滴の表面張力ＣｙはＹのインクの初期表面張力Ｙｙにおよそ等しい。また、Ｍのインクの初期表面張力Ｍｍと静的表面張力Ｍ０との間に、Ｙのインクの初期表面張力Ｙｙが含まれ、対象部位への付着から時間Ｔの経過後におけるＭのインクの液滴の表面張力ＭｙはＹのインクの初期表面張力Ｙｙにおよそ等しい。

このように、基材９の対象部位に付着した際における各色のインクの液滴の表面張力が、対象部位に向けて既に吐出されて当該液滴に隣接する位置に付着している他の色のインクの液滴の表面張力とおよそ等しくなるように、対象部位におけるインク間の吐出時間差に合わせて、インクの動的表面張力特性（表面張力の変化）が調整されている。なお、インク間の吐出時間差は、ヘッドアッセンブリ４２間の間隔および移動機構２による基材９の移動速度に依存する。もちろん、Ｋのヘッドアッセンブリ４２とＣのヘッドアッセンブリ４２との間の間隔、Ｃのヘッドアッセンブリ４２とＭのヘッドアッセンブリ４２との間の間隔、Ｍのヘッドアッセンブリ４２とＹのヘッドアッセンブリ４２との間の間隔は互いに相違していてもよく、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクの動的表面張力特性に合わせて、互いに隣接する位置に付着する異なる色のインクの表面張力がおよそ等しくなる吐出時間差となるように、ヘッドアッセンブリ４２間の間隔の変更や、制御部１０による基材９の移動速度の調整が行われてよい。

図８は基材９上に形成される画像の一部を示す図である。図８の上段、中段および下段の画像は、一の色のインクにて帯状のスペースを有するパターンを形成し、続いて、他の色のインクにて当該スペース上に帯状のパターンを形成したものである。具体的には、１ｍｍ（ミリメートル）幅の帯状のスペースを形成するように当該スペースの両側の領域に１００％の濃度（いわゆる、ベタ濃度）にてＭのインクを付与し、Ｍのインクの付与から設定時間の経過後に、１ｍｍ幅の帯状のパターンを形成するように当該スペース上に１００％の濃度にてＹのインクを付与することにより、図８の上段、中段および下段の画像が形成される。

図８の中段の画像の形成時における設定時間は図７に示す時間Ｔよりも長く、基材９に付着した際におけるＹのインクの液滴の表面張力が、当該液滴に隣接する位置に付着しているＭのインクの液滴の表面張力よりも高い。この場合、表面張力が相対的に低いＭのインクが、表面張力が相対的に高いＹのインクの領域に侵食する。これにより、図８の中段の画像では、基材９上のＭのインクの領域とＹのインクの領域との境界に大きな滲みが発生するとともに、境界位置が帯状のパターンの中心に向かって移動し、Ｙのインクにて形成されるパターンの幅が１ｍｍよりも小さくなる。図８の上段の画像の形成時における設定時間は図８の中段の画像の形成時の設定時間よりもさらに長く、基材９に付着した際におけるＹのインクの液滴の表面張力と、当該液滴に隣接する位置に付着しているＭのインクの液滴の表面張力との差が、図８の中段の場合よりも大きくなる。これにより、図８の上段の画像では、図８の中段の画像に比べて、Ｍのインクの領域とＹのインクの領域との境界における滲みがさらに大きくなり、また、Ｙのインクにて形成されるパターンの幅がさらに小さくなる。

一方、図８の下段の画像の形成時における設定時間は図７に示す時間Ｔに等しく、基材９に付着した際におけるＹのインクの液滴の表面張力が、当該液滴に隣接する位置に付着しているＭのインクの液滴の表面張力とおよそ等しい。図８の下段の画像では、図８の上段および中段の画像に比べて、Ｍのインクの領域とＹのインクの領域との境界における滲みが抑制されるとともに、境界位置の変動も抑制され、Ｙのインクにて形成されるパターンの幅がほぼ１ｍｍとなる。

ここで、比較例のインクジェットプリンタについて述べる。比較例のインクジェットプリンタでは、搬送方向における各ヘッドアッセンブリの下流側近傍に（隣接する２つのヘッドアッセンブリ間に）、紫外線を基材に照射する紫外線照射部が設けられる。また、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクは一般的なものが用いられ、互いに隣接する位置に付着する異なる色のインクの液滴の表面張力が大きく相違する。他の構成は図１のインクジェットプリンタ１と同様である。

比較例のインクジェットプリンタでは、各ヘッドアッセンブリから基材上に吐出されたインクは、当該ヘッドアッセンブリよりも下流側に配置されるヘッドアッセンブリからインクが吐出される前に、紫外線照射部からの紫外線により硬化する。したがって、互いに隣接する位置に付着するインク間の表面張力の相違に起因する境界位置の変動等の問題が生じない。一方、ワンパス印刷を行うインクジェットプリンタでは、基材の搬送精度に一定の限界があるため、蛇行や斜行が生じやすく、基材上の画像に色ズレやスジムラが発生してしまう。基材の蛇行や斜行に起因する色ズレやスジムラの発生を抑制するために、ヘッドユニットにおいてヘッドアッセンブリ間の距離を小さくする場合、比較例のインクジェットプリンタでは、ヘッドアッセンブリ間に紫外線照射部設けることができなくなる。したがって、比較例のインクジェットプリンタにおいて、異なる色のインク間の境界位置の変動等を抑制しつつ、色ズレやスジムラの発生を抑制することは極めて困難である。

これに対し、インクジェットプリンタ１では、基材９のヘッドユニット４に対する相対的な搬送方向に並ぶ２つの任意のインク吐出部（ヘッドアッセンブリ４２）において、当該搬送方向の上流側および下流側のものをそれぞれ第１インク吐出部および第２インク吐出部とすると、第１インク吐出部により、基材９に付着した液滴の表面張力が平衡状態となるまで経時的に低下する第１インクが吐出される。また、第２インク吐出部により、基材９に付着した際における液滴の表面張力が、当該液滴に隣接する位置に付着している第１インクの液滴の表面張力とおよそ等しい第２インクが吐出される。これにより、互いに隣接する位置に付着する第１インクの液滴および第２インクの液滴の表面張力をおよそ揃えて、基材９上の第１インクの領域と第２インクの領域との境界における滲みや境界位置の変動を抑制することができる。その結果、ヘッドユニット４においてインク吐出部間の距離をできるだけ小さくして、色ズレやスジムラの発生も抑制することができ、インクジェットプリンタ１にて作成される画像形成物（印刷物）の品質を向上することができる。

本実施の形態におけるインクジェットプリンタ１では、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクをそれぞれ吐出する４個のインク吐出部が基材９の搬送方向に配列して設けられる。そして、４個のインク吐出部に含まれる２つのインク吐出部の各組合せにおいて、搬送方向の下流側のインク吐出部から吐出されて基材９に付着した際におけるインクの液滴の表面張力が、搬送方向の上流側のインク吐出部から先行して吐出されて当該液滴に隣接する位置に付着しているインクの液滴の表面張力とおよそ等しい。これにより、基材９上のＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクの領域の相互の境界における滲みや境界位置の変動を抑制することができる。もちろん、インクジェットプリンタ１では、２色、３色または５色以上のインクが用いられてもよい。

ヘッドユニット４では、インク吐出部（ヘッドアッセンブリ４２）が、ベース４１の複数の固定位置のいずれにも固定可能であり、搬送方向（正確には、案内面３４１に沿う方向）における任意の２つのインク吐出部の間の距離を変更することが可能である。したがって、例えば、基材９の搬送速度を２倍にして画像形成の高速化を図る場合には、ヘッドユニット４において、互いに隣接する２つのインク吐出部の間の距離を２倍にすることにより、異なる色のインク間の境界における滲みや境界位置の変動を抑制した印刷が、インクを変更することなく実現可能である。この場合に、ヘッド４２１の駆動周波数が変更されてもよい。また、インクを変更した際に、当該インクの動的表面張力特性に合わせて、互いに隣接する２つのインク吐出部の間の距離が変更されてもよい。このように、インクジェットプリンタ１では、基材９の搬送速度や、各色のインクの動的表面張力特性に合わせて、２つのインク吐出部の間の距離を適切に変更することにより、互いに隣接する位置に付着する第１インクの液滴および第２インクの液滴の表面張力をおよそ揃えることが容易に実現可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

既述のように、第１インクの領域と第２インクの領域との境界における滲みや境界位置の変動を抑制するという観点では、基材９に付着した際における第２インクの液滴の表面張力と、第２インクの液滴が基材９に付着した際に当該液滴に隣接する位置に付着している第１インクの液滴の表面張力との差の絶対値である隣接インク間表面張力差を、可能な範囲で小さくすることが重要である。この場合に、第１インクと第２インクとの吐出時間差における第１インクの液滴の表面張力の低下量、すなわち、基材９に付着した際における第１インクの液滴の表面張力と、第２インクの液滴が基材９に付着した際に当該液滴に隣接する位置に付着している第１インクの液滴の表面張力との差の絶対値よりも、隣接インク間表面張力差が小さいことにより、基材９上の第１インクの領域と第２インクの領域との境界における滲みや境界位置の変動をある程度抑制することが可能となる。隣接インク間表面張力差は、好ましくは上記表面張力の低下量の１／２以下であり、より好ましくは上記表面張力の低下量の１／３以下である。

上記実施の形態におけるヘッドユニット４は一例に過ぎず、基材９の搬送方向における２つのインク吐出部の間の距離が変更可能なヘッドユニット４は他の構成にて実現されてよい。

インクジェットプリンタ１の設計によっては、ヘッドユニット４を搬送方向に移動する移動機構が設けられてもよい。すなわち、インクジェットプリンタ１における移動機構は、基材９を所定の搬送方向にヘッドユニット４に対して相対的に移動するものであればよい。

インクジェットプリンタは、枚葉の基材に画像を形成するものであってもよい。例えば、ステージ上に基材を保持するインクジェットプリンタでは、ヘッドユニットがインクを吐出しつつステージに平行な搬送方向に相対移動（主走査）し、基材の端部へと到達した後に、ステージに平行かつ搬送方向に垂直な幅方向に所定距離だけ相対移動（副走査）し、その後、ヘッドユニットがインクを吐出しつつ搬送方向の直前の主走査とは逆向きに相対移動する。このように、上記インクジェットプリンタ（いわゆる、シャトル方式のプリンタ）では、ヘッドユニットが基材に対して搬送方向（真っ直ぐな搬送方向）に主走査するとともに、主走査が完了する毎に、幅方向に間欠的に副走査することにより、基材の全体に画像が形成される。

インクジェットプリンタ１では、例えば、水性のインクが用いられてもよい。また、紫外線以外の放射線（例えば、赤外線や電子線）の照射により硬化するインクが用いられてもよく、この場合、当該インクの硬化用の放射線を基材９上に照射する硬化部が用いられる。

インクジェットプリンタ１における画像形成の対象物は、紙や樹脂以外の材料にて形成される板状またはシート状の基材であってもよい。ところで、表面張力の相違によるインク間の境界位置の変動等は、インクが染み込みにくい基材（インクに対する非浸透性を有する基材）において特に生じやすい。したがって、第１インクの領域と第２インクの領域との境界における滲みや境界位置の変動を抑制することが可能なインクジェットプリンタ１は、インクが染み込みにくい基材に対する画像形成に特に適している。このような基材として、ＰＥＴ等のプラスチックや、ガラスあるいは金属にて形成される基材、インクに対する非浸透性を有する表面層が形成された基材（コート紙等）を例示することができる。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１ インクジェットプリンタ
２ 移動機構
４ ヘッドユニット
９ 基材
１０ 制御部
３５ 硬化部
４２ ヘッドアッセンブリ
Ｓ１１〜Ｓ１７ ステップ

Claims (11)

1. 画像形成装置であって、
   基材に向けてインクの液滴を吐出するヘッドユニットと、
   前記基材を前記ヘッドユニットに対して相対的に移動する移動機構と、
   を備え、
   前記ヘッドユニットが、
   前記基材に付着した液滴の表面張力が経時的に低下する第１インクを吐出する第１インク吐出部と、
   前記基材の前記ヘッドユニットに対する相対的な搬送方向において前記第１インク吐出部の下流側に配置され、第２インクを吐出する第２インク吐出部と、
   を備え、
   前記基材に付着した際における前記第２インクの液滴の表面張力と、前記第２インクの液滴が前記基材に付着した際に前記液滴に隣接する位置に付着している前記第１インクの液滴の表面張力との差の絶対値が、前記第２インクの液滴が前記基材に付着した際に前記液滴に隣接する位置に付着している前記第１インクの液滴の表面張力と、前記基材に付着した際における前記第１インクの液滴の表面張力との差の絶対値よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記基材に付着した際における前記第２インクの液滴の表面張力が、前記第２インクの液滴が前記基材に付着した際に前記液滴に隣接する位置に付着している前記第１インクの液滴の表面張力とおよそ等しいことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置であって、
   放射線の照射により前記基材上の前記第１インクおよび前記第２インクを硬化する硬化部をさらに備えることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置であって、
   前記ヘッドユニットにおいて、前記搬送方向における前記第１インク吐出部と前記第２インク吐出部との間の距離が変更可能であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置であって、
   前記基材に付着した際における前記第２インクの液滴の表面張力が、前記第２インクの液滴が前記基材に付着した際に前記液滴に隣接する位置に付着している前記第１インクの液滴の表面張力とおよそ等しくなるように、前記移動機構による前記基材の前記ヘッドユニットに対する相対的な移動速度を調整する制御部をさらに備えることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置であって、
   前記第１インク吐出部および前記第２インク吐出部のそれぞれにおいて、前記搬送方向に直交する前記基材の画像形成領域の幅の全体に亘って吐出口が配列されることを特徴とする画像形成装置。
7. 画像形成方法であって、
   ａ）基材を第１インク吐出部および第２インク吐出部に対して相対的に移動する工程と、
   ｂ）前記ａ）工程に並行して、前記基材に付着した液滴の表面張力が経時的に低下する第１インクを、前記第１インク吐出部から吐出する工程と、
   ｃ）前記ａ）工程に並行して、前記基材の前記第１インク吐出部および前記第２インク吐出部に対する相対的な搬送方向において前記第１インク吐出部の下流側に配置された前記第２インク吐出部から、第２インクを吐出する工程と、
   を備え、
   前記基材に付着した際における前記第２インクの液滴の表面張力と、前記第２インクの液滴が前記基材に付着した際に前記液滴に隣接する位置に付着している前記第１インクの液滴の表面張力との差の絶対値が、前記第２インクの液滴が前記基材に付着した際に前記液滴に隣接する位置に付着している前記第１インクの液滴の表面張力と、前記基材に付着した際における前記第１インクの液滴の表面張力との差の絶対値よりも小さいことを特徴とする画像形成方法。
8. 請求項７に記載の画像形成方法であって、
   前記基材に付着した際における前記第２インクの液滴の表面張力が、前記第２インクの液滴が前記基材に付着した際に前記液滴に隣接する位置に付着している前記第１インクの液滴の表面張力とおよそ等しいことを特徴とする画像形成方法。
9. 請求項７または８に記載の画像形成方法であって、
   硬化部からの放射線の照射により前記基材上の前記第１インクおよび前記第２インクを硬化する工程をさらに備えることを特徴とする画像形成方法。
10. 請求項７ないし９のいずれかに記載の画像形成方法であって、
    前記第１インク吐出部および前記第２インク吐出部のそれぞれにおいて、前記搬送方向に直交する前記基材の画像形成領域の幅の全体に亘って吐出口が配列されることを特徴とする画像形成方法。
11. 画像形成物であって、
    請求項７ないし１０のいずれかに記載の画像形成方法により形成されたことを特徴とする画像形成物。