基材を変えると画質が低下！改善が必要なプロセス技術は？

インクが基材に着弾した後、基材表面におけるインクの濡れ広がりやすさは、インク・基材の表面張力や、インク粘度、基材の表面粗さなどの物性に依存し、この物性値によって画質が変化します。
一般的に、インクの広がり率が大きいとき、解像性は低下する傾向にあります（広がり率については、「シングルパス・インクジェットプリンターにおける印刷速度の決定方法」をご覧ください）。例えば図3に示すように、同じドットの配置だとしても、広がり率の程度により文字の再現性が変化します。ドットが広がりすぎると、ディテールが失われてしまい、小さな文字が可読できなくなります。

それでは、広がり率が低い方が良いかというと、必ずしもそうではありません。
例えば、広がり率の低いインク・基材と、広がり率の高いインク・基材とで、同じドットパターンを印刷する場合を考えてみましょう（図4）。

図4のように狙った位置にインクが着弾した場合、マクロ（肉眼で）に見ると、どちらもきれいにベタが埋まっているように見えます。

では、プリントヘッドの劣化などにより、ドットが理想的な着弾位置からずれてしまう場合を考えてみましょう（図5の濃い色のドット）。

このとき、広がり率が高い場合では白ヌケは見られませんが、広がり率が低い場合はライン状の白ヌケが見られ、マクロで見たときに、印刷物上の白スジという画像欠陥として見えてしまいます。
このように、印刷物の白スジの発生を防止するためには、高い広がり率を持つことが望ましい一方、高精細性を実現するためには、広がり率が低いことが望ましいといえます。

それでは、広がり率を制御するにはどうすればよいでしょうか？
前述したように、広がり率はインクと基材の物性に依存し、これらを制御することが重要です。
基材の物性を制御する方法としては、基材に下塗り剤を塗る方法が挙げられます。下塗り剤の種類によって、広がり率を大きくすることも小さくすることも可能です。
その他の方法としては、基材に放電照射を行う「コロナ処理」が挙げられます。コロナ処理により、濡れ性が向上し、インクを広がりやすくさせることが可能です。

紙などの基材では表面に微細な穴が多数存在し、その穴を通してインクが基材内部に浸透していきます。
この浸透性が画質に与える影響として、「にじみ」が挙げられ、その中には「フェザリング」や「ブリーディング」があります。
フェザリングとは、非コート紙などの基材において、インクが基材内部に浸透するよりも紙表面の繊維に沿って移動し、図6の右側のように輪郭が毛羽立ってしまうことです。結果、文字の可読性を低下させてしまうため望ましくありません。
フェザリングを抑制するには、上述した下塗り剤を塗ることで表面を平滑化する方法が考えられます。

次にブリーディングとは、図7右のように異なる色のインクが境界でにじむ現象です。インクが基材中に浸透する前に、他色のインクが基材上に着弾し、互いに混ざりあうことによって発生します。ブリーディングを抑制するには、異なる色のインク間の印字タイミングをずらして時間を空ける方法や、下塗り剤を使ってインクの凝集を起こす方法、打滴直後に温風やUV光（UV硬化インクの場合）を当てることによりインク粘度を急速に高める方法が挙げられます。

また、インクジェットインクは溶剤をはじめとする種々の成分を含みますが、最終印刷物ではそのうちの色材のみを見ることになるので、基材中での色材の移動が重要です。
ここで、コート紙と非コート紙に、染料インクもしくは顔料インクで印刷する場合を考えてみましょう。
このコート紙の塗工層表面に存在する穴は細かいため、色材が溶媒中に分子レベルで溶解している染料インクでは色材が基材中に浸透しますが、色材が固形物で分散されている顔料インクでは大部分の色材は基材表面に残存します。
一方で、非コート紙では顔料インクでも基材内部に色材が浸透します。
また微細な穴がなく浸透がそもそも起こらないプラスチックや金属などは、色材はすべて基材表面に残存します。

この色材の存在位置の違いは、画質にどのような影響を与えるのでしょうか。
色材が基材表面に偏在するほど、基材中での光の拡散・反射が抑制されるため、濃度が高くなり、逆に色材が基材中に浸透すると、濃度は低くなり、ひどい場合には紙の裏面にまで染み出します（裏移り）。色材が浸透しやすい非コート紙において濃度低下を抑制したい場合にも、浸透を抑制する下塗り材を塗布するという対策が考えられます。