WO2014050173A1 - 画像形成装置、画像形成方法および画像形成物 - Google Patents

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WO2014050173A1
WO2014050173A1 PCT/JP2013/057647 JP2013057647W WO2014050173A1 WO 2014050173 A1 WO2014050173 A1 WO 2014050173A1 JP 2013057647 W JP2013057647 W JP 2013057647W WO 2014050173 A1 WO2014050173 A1 WO 2014050173A1
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ink
droplet
substrate
surface tension
image forming
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PCT/JP2013/057647
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French (fr)
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民雄 福井
正明 青池
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大日本スクリーン製造株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J25/00—Actions or mechanisms not otherwise provided for
    • B41J25/001—Mechanisms for bodily moving print heads or carriages parallel to the paper surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2132—Print quality control characterised by dot disposition, e.g. for reducing white stripes or banding
    • B41J2/2146—Print quality control characterised by dot disposition, e.g. for reducing white stripes or banding for line print heads
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
    • C09D11/101—Inks specially adapted for printing processes involving curing by wave energy or particle radiation, e.g. with UV-curing following the printing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks

Definitions

  • the present invention relates to a technique for forming an image on a substrate and an image formed product.
  • an inkjet printer that prints an image by ejecting micro droplets of ink from a plurality of ejection ports of a head unit toward a print sheet while moving the print sheet relative to the head unit has been used. ing.
  • inkjet printers are also being used for printing seal labels.
  • a substrate such as a resin sheet such as PET (polyethylene terephthalate) or coated paper that is difficult to soak in, for example, an ultraviolet curable ink is used. The ink on the material is cured (fixed).
  • JP 2011-79952 A (reference 1)
  • the dynamic surface tension of each color ink is greater than or equal to the dynamic surface tension of the black ink in a surface lifetime region of less than 100 ms after landing, and 100 to 3000 ms after landing. In the surface life region of the black ink, the dynamic surface tension of the black ink and the dynamic surface tension of each color ink are equal.
  • An ink set greater than the dynamic surface tension is disclosed.
  • bleeding bleeding can be reduced not only on plain paper but also on paper with poor ink permeability.
  • the first ink ejecting unit that ejects the first ink of one color and the second ink ejecting unit that ejects the second ink of another color are provided on the substrate.
  • the second ink droplet adheres to a position adjacent to the droplet after a lapse of a certain time from the time when the droplet of the first ink adhered (landed) on the substrate.
  • the present invention is directed to an image forming apparatus, and is intended to suppress bleeding at the boundary between the first ink region and the second ink region on the base material and fluctuations in the boundary position.
  • An image forming apparatus includes: a head unit that ejects ink droplets toward a substrate; and a moving mechanism that moves the substrate relative to the head unit.
  • a first ink discharge portion that discharges a first ink in which a surface tension of a droplet attached to the substrate decreases with time, and the first ink discharge in a relative conveyance direction of the substrate with respect to the head unit.
  • a second ink discharge portion that discharges the second ink, the surface tension of the droplet of the second ink when adhered to the substrate, and the droplet of the second ink
  • the absolute value of the difference between the surface tension of the droplets of the first ink adhering to the position adjacent to the droplets when the droplets of the second ink are adhered to the substrate and the droplets of the second ink are the substrate The position adjacent to the droplet when adhering to And surface tension of the droplet of the first ink adhering, smaller than the absolute value of the difference between the surface tension of the droplet of the first ink at the time of adhering to the substrate.
  • the present invention it is possible to suppress bleeding at the boundary between the first ink region and the second ink region on the base material and fluctuations in the boundary position.
  • the surface tension of the second ink droplet when adhering to the substrate is adjacent to the droplet when the second ink droplet adheres to the substrate. Approximately equal to the surface tension of the droplet of the first ink adhering to the position. Accordingly, it is possible to further suppress the bleeding and the change in the boundary position at the boundary between the first ink region and the second ink region on the substrate.
  • a distance between the first ink discharge portion and the second ink discharge portion in the transport direction can be changed.
  • the image forming apparatus is configured such that the surface tension of the second ink droplet when the second ink droplet adheres to the substrate is greater than the second ink droplet when the second ink droplet adheres to the substrate.
  • a control unit that adjusts the relative moving speed of the base member relative to the head unit by the moving mechanism so as to be approximately equal to the surface tension of the droplet of the first ink adhering to a position adjacent to the droplet.
  • the present invention is also directed to an image forming method and an image formed product formed by the image forming method.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an inkjet printer 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the ink jet printer 1 ejects ink droplets (micro droplets) toward a continuous sheet-like base material 9 such as a resin sheet such as PET (polyethylene terephthalate) or a long coated paper.
  • An image forming apparatus forms an image on the top.
  • two horizontal directions perpendicular to each other are shown as an X direction and a Y direction, and a vertical direction perpendicular to the X direction and the Y direction is shown as a Z direction.
  • the X direction and the Y direction in FIG. 1 are not necessarily horizontal, and similarly, the Z direction is not necessarily vertical.
  • the ink jet printer 1 of FIG. 1 includes a main body 11 and a control unit 10.
  • the main body 11 moves to a sheet-like base material 9, and the ultraviolet curable toward the base material 9 that is moving by the moving mechanism 2.
  • a head unit 4 for discharging ink droplets is provided.
  • the moving mechanism 2 has a plurality of rollers 21 that are each long in the X direction in FIG.
  • a supply unit 31 that holds a roll-shaped base material 9 (supply roll) is provided in the vicinity of the roller 21 disposed on the most ( ⁇ Y) side, and is disposed in the vicinity of the roller 21 disposed on the most (+ Y) side. Is provided with a winding part 32 for holding a roll-shaped substrate 9 (winding roll).
  • a part of the plurality of rollers 21 of the moving mechanism 2 rotates at a constant rotational speed around an axis parallel to the X direction, whereby a predetermined range from the supply unit 31 to the winding unit 32 is reached.
  • the base material 9 moves at a constant speed along the movement path.
  • a base material guide 34 is provided at a position facing the head unit 4 in the movement path of the base material 9.
  • the base material guide portion 34 is a curved surface 341 (hereinafter referred to as “guide surface 341”) that is a part of a cylindrical surface centered on an imaginary axis parallel to the X direction, which is disposed directly below the head unit 4 (( ⁇ Z) side).
  • the base material 9 moves along the smooth guide surface 341 below the head unit 4.
  • the base material 9 moves approximately along the direction indicated by the arrow D1 in FIG. 1 (the direction parallel to the Y direction). D1 is called a conveyance direction.
  • a meandering correction unit 33 that corrects the meandering of the base material 9 is provided between the supply unit 31 and the base material guide unit 34 in the movement path of the base material 9, and the base material guide unit 34 and the winding unit 32 are provided.
  • a curing unit 35 for irradiating the substrate 9 with ultraviolet rays for ink curing is provided between the two.
  • a pre-processing unit that performs predetermined pre-processing may be provided on the base material 9.
  • the head unit 4 includes a plurality of head assemblies 42 having heads 421 and a base 41 that supports the plurality of head assemblies 42.
  • Each head assembly 42 that is an ink discharge portion is long in the X direction, and a plurality of head assemblies 42 are arranged approximately along the Y direction (precisely, along the guide surface 341).
  • the head unit 4 is provided with four head assemblies 42.
  • the four head assemblies 42 are arranged in order from the ( ⁇ Y) side to the (+ Y) direction in K (black), C (cyan), and M (magenta). ) And Y (yellow) ink, respectively.
  • other types of ink such as clear ink may be ejected.
  • FIG. 2 is a plan view showing the head assembly 42
  • FIG. 3 is a front view showing the head assembly 42.
  • the head assembly 42 shown in FIGS. 2 and 3 is fixed to the base 41 in a posture inclined by a slight rotation angle about an axis parallel to the longitudinal direction.
  • the horizontal direction of FIG. 3 does not match the horizontal direction of FIG. 1, and the vertical direction and horizontal direction of FIG. 3 also do not match the vertical direction and horizontal direction of FIG.
  • the head assembly 42 includes a head fixing block 422 that is a rectangular parallelepiped that is long in one direction, and a plurality of (four in this embodiment) heads 421 that are long in the same direction as the longitudinal direction of the head fixing block 422.
  • a plurality of ejection openings are formed in an array along the longitudinal direction (hereinafter referred to as “array direction”).
  • array direction a plurality of through holes are formed in a zigzag pattern along the longitudinal direction, and the plurality of heads 421 are respectively inserted into the plurality of through holes and fixed.
  • a large number of ejection openings are arranged at a substantially constant pitch over the entire range from the vicinity of one end of the head fixing block 422 to the vicinity of the other end.
  • Two screw holes 423 are formed in each end face (end face orthogonal to the longitudinal direction) of the head fixing block 422 in the longitudinal direction.
  • the head fixing block 422 is made of a metal such as stainless steel, for example.
  • only one head 421 having a length from the vicinity of one end of the head fixing block 422 to the vicinity of the other end may be attached. That is, at least one head 421 is attached to the head fixing block 422.
  • FIG. 4 is a plan view showing the base 41
  • FIG. 5 is a front view showing the base 41.
  • the base 41 has two fixing plates 411 that are long in the Y direction in FIG. 4, and the two fixing plates 411 are separated from each other in the X direction.
  • Each end portion of the fixing plate 411 in the Y direction in FIG. 5 is provided with a portion 412 (hereinafter referred to as “connecting portion 412”) that is bent in the approximately (+ Z) direction.
  • the connecting portions 412 corresponding to each other of the two fixing plates 411 that is, the two connecting portions 412 on the (+ Y) side or the ( ⁇ Y) side
  • a portion 414 (hereinafter referred to as “mounting portion 414”) that is bent toward the outer side in the Y direction (the side opposite to the opening 419) is provided at the end on the (+ Z) side of each connecting plate 413.
  • the head unit 4 is supported by attaching the attachment portion 414 to a support portion (not shown).
  • the fixed plate 411 and the connecting plate 413 are made of a metal such as stainless steel, for example.
  • Each fixed plate 411 in FIG. 5 has a circular arc centered on an imaginary axis parallel to the X direction arranged directly below the base 41 (( ⁇ Z) side) (in FIG. 5, a two-dot chain line denoted by reference numeral A1).
  • a plurality of (eight in FIG. 5) positioning portions 415 are provided at equal intervals.
  • Each positioning portion 415 has three positioning pins 415a, 415b, and 415c.
  • the position of each positioning portion 415 can be regarded as the fixing position of the head fixing block 422.
  • the base 41 has a plurality of (in the present embodiment, eight) fixed positions at a constant interval (hereinafter referred to as “fixed position interval”) along the arc A1.
  • the ( ⁇ Z) side edge (except for both ends in the Y direction) of the fixed plate 411 has an arc shape along the arc A1. That is, the bottom surface of the base 41 is concavely curved toward the (+ Z) side.
  • the fixing plate 411 is further provided with a plurality of through holes 416 along the arc A1.
  • the fixing positions of the plurality of head assemblies 42 to be used are determined, and the head assemblies 42 are arranged at the corresponding fixing positions.
  • the bottom surface (the surface facing downward in FIG. 3) of the head fixing block 422 in each head assembly 42 abuts the two positioning pins 415a and 415b, and one side surface along the longitudinal direction of the head fixing block 422 ( The position and posture of the head assembly 42 are adjusted by bringing the surface facing left in FIG. 3 into contact with one positioning pin 415c.
  • the arrangement direction of the plurality of discharge ports is parallel to the virtual axis, and the discharge surfaces on which the plurality of discharge ports are arranged are on the two fixed plates 411. It is approximately parallel to the cylindrical surface including the arc A1.
  • the above-described configuration of the positioning unit 415 is merely an example, and for example, a member that engages with a notch of a predetermined shape formed in the head fixing block 422 may be included in the positioning unit 415.
  • each head assembly 42 in a state where the position and posture of each head assembly 42 is adjusted, the screw is inserted into the screw hole 423 (see FIG. 3) of the head assembly 42 through the through hole 416 (see FIG. 5) of the fixing plate 411.
  • the head assembly 42 is fixed to the fixing plate 411 by fastening to (see).
  • the diameter of the through hole 416 is larger than the diameter of the screw.
  • a head assembly 42 for ejecting K ink, a head assembly 42 for ejecting C ink, a head assembly 42 for ejecting M ink, and a head assembly 42 for ejecting Y ink are continuous 4.
  • the fixed positions are arranged along the guide surface 341 (or arc A1) at fixed position intervals.
  • the head unit 4 When the head unit 4 is assembled, the head unit 4 is disposed at a position facing the guide surface 341 of the base material guide part 34 in FIG. 1 and attached to the support part. At this time, the virtual axis of the arc A1 on the fixed plate 411 and the virtual axis of the guide surface 341 of the base material guide part 34 coincide with each other, so that the ejection surface of the head 421 in each head assembly 42 is substantially on the guide surface 341.
  • the arrangement direction of the ejection ports in the head 421 is perpendicular to the conveyance direction of the base material 9 (parallel to the virtual axis).
  • the ejection surface of the head 421 in each head assembly 42 is substantially parallel to the main surface of the base material 9 on the guide surface 341 (that is, each head 421 is in relation to the base material 9. Upright), ink droplets are ejected approximately vertically from each ejection port toward the main surface.
  • the end surface of the head unit 4 facing the base material 9 that is, the end surface on the ( ⁇ Z) side of the fixing plate 411) has a shape that follows the guide surface 341.
  • the head unit 4 can be arranged so as to be close to the surface, and the ejection surface of the head 421 is close to the main surface of the substrate 9.
  • FIG. 6 is a diagram showing a flow of processing in which the inkjet printer 1 forms an image on the substrate 9. Steps S12 to S16 in FIG. 6 show the flow of processing focusing on one part on the base material 9, but in reality, the processes in steps S12 to S16 are performed on a plurality of parts of the base material 9. Done in parallel.
  • step S ⁇ b> 11 when the movement of the base material 9 is started (step S ⁇ b> 11), successive parts of the base material 9 are sequentially drawn from the supply unit 31 of FIG. 1, and each part (hereinafter “ The target portion ”) reaches the base material guide 34 via the meandering correction unit 33.
  • the target part moves in the transport direction while being in contact with the guide surface 341.
  • an image is formed on the target part by the head unit 4 facing the base material guide part 34.
  • Step S12 when the target portion reaches a position facing the head assembly 42 that discharges K ink, droplets of K ink are discharged toward the target portion to form a K image.
  • the target portion that continuously moves reaches a position facing the head assembly 42 that discharges the C ink after a predetermined time has elapsed from the attachment (landing) of the K ink, and the droplet of the C ink is the target portion.
  • a C image is formed by discharging toward the surface (step S13).
  • the target portion after a lapse of a certain time from the attachment of the C ink, the target portion reaches a position facing the head assembly 42 that discharges the M ink, and the M ink droplet is discharged toward the target portion.
  • step S14 An M image is formed (step S14). Further, after a certain period of time has elapsed from the attachment of the M ink, the target portion reaches a position facing the head assembly 42 that discharges the Y ink, and the Y ink droplets are discharged toward the target portion and Y. Are formed (step S15).
  • step S16 the inks of K, C, M, and Y are collectively cured by irradiation of the target part with ultraviolet rays (step S16), and the target part is wound up by the winding unit 32.
  • each head assembly 42 the discharge ports are arranged over the entire width of the image forming area of the base material 9 orthogonal to the transport direction.
  • so-called one-pass (single-pass) printing is completed, in which image formation is completed only once the base material 9 passes under the head unit 4, and image formation is completed in a short time.
  • the base material 9 on which the image is formed is used as various printed materials (image formed materials).
  • FIG. 7 is a diagram showing a change in surface tension (that is, dynamic surface tension characteristics) of ink droplets of K, C, M, and Y after adhering to the base material 9.
  • changes in the surface tension of K, C, M, and Y inks are indicated by lines denoted by reference numerals L1, L2, L3, and L4.
  • the K, C, M, and Y inks having the change in surface tension shown in FIG. 7 are inks of K, C, M, and Y that have approximately the same surface tension in an equilibrium state (hereinafter referred to as “static surface tension”).
  • the K, C, M, and Y inks having ultraviolet curability in the present embodiment include, for example, a monofunctional monomer, a polyfunctional monomer, a pigment dispersion (pigment), a pigment dispersant, and photopolymerization. Includes initiators, sensitizers, polymerization inhibitors and the like.
  • the dynamic surface tension characteristics vary depending on the types and blending ratios of these components.
  • the addition of a surface conditioner can adjust the dynamic surface tension characteristics within a certain range.
  • the surface tension of the ink droplet of K is static in an equilibrium state from the surface tension Kk (hereinafter referred to as “initial surface tension Kk” when it adheres to the substrate 9).
  • the surface tension of the ink droplet C decreases with time to the surface tension K0, and the surface tension of the ink droplet C decreases with time from the initial surface tension Cc when attached to the substrate 9 to the static surface tension C0 in the equilibrium state.
  • the surface tension of the M ink droplets decreases with time from the initial surface tension Mm when adhering to the substrate 9 to the static surface tension M0 in the equilibrium state, and the surface tension of the Y ink droplets. Decreases with time from the initial surface tension Yy when attached to the substrate 9 to the static surface tension Y0 in the equilibrium state.
  • the value of the surface tension at the point is indicated by the reference numeral attached to the white point.
  • the inkjet printer 1 In the inkjet printer 1 according to the present embodiment, four head assemblies 42 that eject K, C, M, and Y inks are arranged along the guide surface 341 at the same fixed position intervals. Therefore, the time from when the K ink droplets adhere to the target site to the time when the C ink droplets adhere to the target site (that is, the ejection time difference between the K ink and the C ink), the C ink.
  • the time from when the liquid droplet of M adheres to the target site to the time when the ink droplet of M adheres to the target site, and the time when the ink droplet of Y adheres to the target site The time until adhering to the target site is the same T.
  • the initial surface tension Cc of the C ink is a value between the initial surface tension Kk and the static surface tension K0 of the K ink. Then, the absolute value of the difference between the initial surface tension Cc of the C ink and the surface tension Kc of the K ink droplet after a lapse of time T from the adhesion to the target site, that is, when the ink adheres to the target site.
  • the surface tension Cc (initial surface tension Cc) of the C ink droplet, and the K ink droplet adhering to the position adjacent to the droplet when the C ink droplet adheres to the target site The dynamic surface tension characteristics of these inks are adjusted so that the absolute value of the difference from the surface tension Kc (hereinafter, also referred to as “surface tension difference between adjacent inks”) becomes small.
  • the surface tension Kc of the K ink droplet after the elapse of time T from the attachment to the target site is approximately equal to the initial surface tension Cc of the C ink.
  • the surface tension difference between adjacent inks is preferably 10% or less of the initial surface tension Cc of the C ink, and more preferably 5% or less.
  • the initial surface tension Mm of the M ink and the initial surface tension Yy of the Y ink are also values between the initial surface tension Kk and the static surface tension K0 of the K ink. Then, the surface tension Km of the K ink droplet after the elapse of time 2T from the adhesion to the target site, that is, the K ink liquid on the target site when the M ink droplet adheres to the target site. The surface tension Km of the drop is approximately equal to the initial surface tension Mm of the M ink. Further, the surface tension Ky of the K ink droplet after the elapse of time 3T from the adhesion to the target site, that is, the K ink liquid on the target site when the Y ink droplet adheres to the target site. The surface tension Ky of the droplet is approximately equal to the initial surface tension Yy of the Y ink.
  • the initial surface tension Mm of the M ink and the initial surface tension Yy of the Y ink are included between the initial surface tension Cc and the static surface tension C0 of the C ink.
  • the surface tension Cm of the C ink droplet after the lapse of T is approximately equal to the initial surface tension Mm of the M ink
  • the surface tension Cy of the C ink droplet after the lapse of time 2T from the attachment to the target site Is approximately equal to the initial surface tension Yy of the Y ink.
  • the initial surface tension Yy of the Y ink is included between the initial surface tension Mm and the static surface tension M0 of the M ink, and the liquid of the M ink after the elapse of time T from the adhesion to the target site.
  • the surface tension My of the drops is approximately equal to the initial surface tension Yy of the Y ink.
  • the dynamic surface tension characteristics (changes in surface tension) of the ink are adjusted in accordance with the ejection time difference between the inks at the target site so as to be approximately equal to the surface tension of the ink droplet.
  • the ejection time difference between the inks depends on the distance between the head assemblies 42 and the moving speed of the substrate 9 by the moving mechanism 2. Of course, the distance between the K head assembly 42 and the C head assembly 42, the distance between the C head assembly 42 and the M head assembly 42, and the distance between the M head assembly 42 and the Y head assembly 42.
  • the intervals may be different from each other, and in accordance with the dynamic surface tension characteristics of the K, C, M, and Y inks, the discharge time difference at which the surface tensions of different color inks adhering to each other are approximately equal.
  • the interval between the head assemblies 42 may be changed, and the moving speed of the base material 9 may be adjusted by the control unit 10.
  • FIG. 8 is a view showing a part of an image formed on the substrate 9.
  • the upper, middle, and lower images in FIG. 8 are obtained by forming a pattern having a band-shaped space with one color ink, and subsequently forming a band-shaped pattern on the space with another color ink. It is. Specifically, M ink is applied at a density of 100% (so-called solid density) to the regions on both sides of the space so as to form a 1 mm (millimeter) width band-like space, and the M ink is applied. 8 is applied to the space at a density of 100% so as to form a 1 mm wide band-like pattern after the set time has elapsed, and the upper, middle and lower images in FIG. 8 are formed.
  • M ink is applied at a density of 100% (so-called solid density) to the regions on both sides of the space so as to form a 1 mm (millimeter) width band-like space
  • 8 is applied to the space at a density of 100% so as to form
  • the set time for forming the middle image in FIG. 8 is longer than the time T shown in FIG. 7, and the surface tension of the Y ink droplet when adhering to the substrate 9 is at a position adjacent to the droplet. It is higher than the surface tension of the droplet of M ink adhering. In this case, the M ink having a relatively low surface tension erodes the Y ink region having a relatively high surface tension. As a result, in the middle image of FIG. 8, a large blur occurs at the boundary between the M ink area and the Y ink area on the base material 9, and the boundary position moves toward the center of the belt-like pattern. However, the width of the pattern formed with Y ink is smaller than 1 mm.
  • the set time at the time of forming the upper image in FIG. 8 is longer than the set time at the time of forming the middle image in FIG. 8, and the surface tension of the Y ink droplet when adhered to the substrate 9
  • the difference from the surface tension of the M ink droplet adhering to the position adjacent to the droplet is larger than in the middle case of FIG. Accordingly, in the upper image in FIG. 8, the blur at the boundary between the M ink region and the Y ink region is further increased compared to the middle image in FIG.
  • the width of the pattern to be formed is further reduced.
  • the set time when forming the lower image in FIG. 8 is equal to the time T shown in FIG. 7, and the surface tension of the Y ink droplet when adhering to the substrate 9 is located adjacent to the droplet. Is approximately equal to the surface tension of the M ink droplet adhering to.
  • the width of the pattern formed with Y ink is approximately 1 mm.
  • an ink jet printer as a comparative example will be described.
  • an ultraviolet irradiation unit that irradiates the substrate with ultraviolet rays is provided in the vicinity of the downstream side of each head assembly in the transport direction (between two adjacent head assemblies).
  • common inks of K, C, M, and Y are used, and the surface tensions of ink droplets of different colors adhering to adjacent positions are greatly different.
  • Other configurations are the same as those of the inkjet printer 1 of FIG.
  • the ink ejected on the base material from each head assembly is absorbed by the ultraviolet rays from the ultraviolet irradiation unit before the ink is ejected from the head assembly arranged on the downstream side of the head assembly.
  • Harden. Therefore, problems such as fluctuations in the boundary position due to the difference in surface tension between the inks adhering to adjacent positions do not occur.
  • an inkjet printer that performs one-pass printing there is a certain limit in the conveyance accuracy of the substrate, so that meandering and skewing are likely to occur, and color misalignment and unevenness occur in the image on the substrate.
  • the inkjet printer of the comparative example is provided with an ultraviolet irradiation unit between the head assemblies. I can't do that. Therefore, in the inkjet printer of the comparative example, it is extremely difficult to suppress the occurrence of color misregistration and unevenness while suppressing fluctuations in the boundary position between different color inks.
  • two arbitrary ink ejection portions (head assemblies 42) arranged in the transport direction relative to the head unit 4 of the base material 9 are those upstream and downstream in the transport direction.
  • the first ink discharge unit and the second ink discharge unit are used, the first ink discharge unit discharges the first ink that decreases with time until the surface tension of the liquid droplets attached to the substrate 9 reaches an equilibrium state.
  • the second ink discharge section causes the second surface tension of the droplet when adhered to the substrate 9 to be approximately equal to the surface tension of the first ink droplet adhered to a position adjacent to the droplet. Ink is ejected.
  • the surface tensions of the first ink droplet and the second ink droplet adhering to positions adjacent to each other are approximately aligned, and the boundary between the first ink region and the second ink region on the substrate 9 is obtained. It is possible to suppress bleeding and boundary position fluctuations.
  • the distance between the ink ejection portions can be made as small as possible to suppress the occurrence of color misalignment and unevenness, and the quality of the image formed product (printed product) created by the ink jet printer 1 is improved. can do.
  • the inkjet printer 1 In the inkjet printer 1 according to the present embodiment, four ink ejection portions that eject K, C, M, and Y inks are arranged in the transport direction of the base material 9.
  • the surface tension of the ink droplet when ejected from the ink ejection unit on the downstream side in the transport direction and attached to the substrate 9 is This is approximately equal to the surface tension of the ink droplet ejected in advance from the upstream ink ejection portion in the transport direction and attached to the position adjacent to the droplet.
  • inks of two colors, three colors, or five colors or more may be used.
  • the ink discharge portion (head assembly 42) can be fixed to any of a plurality of fixed positions of the base 41, and any two of the two in the transport direction (to be precise, the direction along the guide surface 341). It is possible to change the distance between the ink ejection portions. Therefore, for example, in order to increase the speed of image formation by doubling the conveyance speed of the base material 9, in the head unit 4, the distance between two ink ejection portions adjacent to each other is doubled. In addition, it is possible to realize printing that suppresses bleeding at the boundary between different color inks and fluctuations in the boundary position without changing the ink. In this case, the drive frequency of the head 421 may be changed.
  • the distance between the two adjacent ink discharge portions may be changed in accordance with the dynamic surface tension characteristics of the ink.
  • the inkjet printer 1 is adjacent to each other by appropriately changing the distance between the two ink ejection portions in accordance with the conveyance speed of the base material 9 and the dynamic surface tension characteristics of the ink of each color. It is possible to easily realize the surface tensions of the first ink droplet and the second ink droplet adhering to the positions approximately equal to each other.
  • the surface of the droplet of the second ink when attached to the substrate 9 Between adjacent inks, which is the absolute value of the difference between the tension and the surface tension of the first ink droplet adhering to the position adjacent to the droplet when the second ink droplet adheres to the substrate 9 It is important to reduce the surface tension difference as much as possible.
  • the amount of decrease in the surface tension of the first ink droplet in the difference in ejection time between the first ink and the second ink that is, the surface tension of the first ink droplet when attached to the substrate 9
  • the surface tension between adjacent inks is larger than the absolute value of the difference from the surface tension of the first ink droplet adhering to the position adjacent to the droplet. Since the difference is small, it is possible to suppress to some extent bleeding and boundary position fluctuations at the boundary between the first ink region and the second ink region on the substrate 9.
  • the surface tension difference between adjacent inks is preferably 1 ⁇ 2 or less of the amount of decrease in the surface tension, more preferably ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ or less of the amount of decrease in the surface tension.
  • the head unit 4 in the above embodiment is merely an example, and the head unit 4 capable of changing the distance between the two ink ejection portions in the transport direction of the base material 9 may be realized in other configurations.
  • a moving mechanism for moving the head unit 4 in the transport direction may be provided. That is, the moving mechanism in the ink jet printer 1 may be any mechanism that moves the substrate 9 relative to the head unit 4 in a predetermined transport direction.
  • the ink jet printer may form an image on a sheet substrate.
  • the head unit moves relative to the conveyance direction parallel to the stage while discharging ink (main scanning), reaches the end of the substrate, and then enters the stage.
  • Relative movement is performed by a predetermined distance in the width direction parallel to and perpendicular to the conveyance direction, and then the head unit moves relative to the main scanning immediately before the conveyance direction while discharging ink.
  • the head unit performs main scanning in the transport direction (straight transport direction) with respect to the substrate, and in the width direction every time main scan is completed. By intermittently performing sub-scanning, an image is formed on the entire substrate.
  • water-based ink may be used.
  • an ink that is cured by irradiation with radiation other than ultraviolet rays for example, infrared rays or electron beams
  • a curing unit that irradiates the substrate 9 with radiation for curing the ink is used.
  • the object of image formation in the inkjet printer 1 may be a plate-like or sheet-like substrate formed of a material other than paper or resin.
  • a change in the boundary position between inks due to a difference in surface tension is particularly likely to occur in a base material (a base material that is impermeable to ink) in which ink does not soak. Therefore, the ink jet printer 1 capable of suppressing bleeding at the boundary between the first ink region and the second ink region and fluctuations in the boundary position is particularly suitable for image formation on a substrate that is difficult for ink to penetrate.
  • a base material include a base material (coated paper or the like) on which a surface layer having a non-penetration property with respect to ink is formed. .

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Abstract

　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。

Description

画像形成装置、画像形成方法および画像形成物
　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、特開２０１１－７９９５２号公報（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。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。
　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。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。
　本発明は画像形成装置に向けられており、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。
　本発明に係る画像形成装置は、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。
　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。
　本発明の一の好ましい形態では、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。これにより、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さらに抑制することができる。
　本発明の一の局面では、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。
　本発明の他の局面では、画像形成装置は、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。
　本発明は、画像形成方法および当該画像形成方法により形成された画像形成物にも向けられている。
　上述の目的および他の目的、特徴、態様および利点は、添付した図面を参照して以下に行うこの発明の詳細な説明により明らかにされる。
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。
　発明を詳細に描写して説明したが、既述の説明は例示的であって限定的なものではない。したがって、本発明の範囲を逸脱しない限り、多数の変形や態様が可能であるといえる。
　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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  11. 　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画像形成物。
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