JP3674334B2 - 印刷装置、印刷方法およびこれに用いるインクカートリッジ並びに記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを備えた印刷装置，印刷方法およびこれに用いるインクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータの出力装置として、数色のインクをヘッドにより被印刷物に記録するタイプのカラープリンタが広く普及し、コンピュータ等が処理した画像を多色多階調で印刷するのに広く用いられている。被印刷物にインクを記録する方法としては、インクリボン上のインクを溶融して用紙に転写する熱転写方式、カラーインクの溶液を用紙に向けて吐出するインクジェット方式、レーザにより感光体上に潜像を形成しカラートナーを転写する電子写真方式など、様々な手法が知られている。いずれの場合にも、数種類の色のインクを混在させることにより所定の色相の範囲の色を再現するものであり、フルカラーの印刷を行なう場合には、通常シアン，マゼンタ，イエロー（ＣＭＹ）の三色のインクを用いる。また、文字（通常は黒色）の印刷の高速化や下色除去によるインク量の低減などを目的として、この三原色のインクに加えて黒色インクを用意することも行なわれている。
【０００３】
こうした複数種類のインクにより多色の画像を印刷する場合、多階調の画像を形成しようとするには、ディザ法や誤差拡散などいくつかの方法が考えられるが、プリンタの場合には、いずれの手法でも、印刷は、印刷解像度に対応した大きさのドット単位で行なわれる。プリンタの場合、印字密度（解像度）は通常３００ｄｐｉないし７２０ｄｐｉ程度、粒径で数十ミクロンに留まっており、近年高解像度のプリンタ（１４４０ｄｐｉ程度）が開発されているものの、銀塩写真の表現力（フィルム上では解像度で数千ｄｐｉと言われる）との間の隔たりは未だ大きく、ドットが視認されて粒状感を生じるという問題が指摘されていた。そこで、この問題を回避するために、最近では、複数種類の濃度のインクを用意しあるいはドット径を可変するドット径変調の技術を採用し、低濃度ドットや小径のドットを用いて印刷することが行なわれている。
【０００４】
ドット単位で印刷を行なう場合、最も濃度の高いインクである黒色インクのドットが最も粒状感を生じやすいことになる。そこで、従来から、画像を高品質で印刷する場合には、黒色インクを用いず、三原色に置き換えて表現すること（コンポジットブラックという）が行なわれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、黒色を三原色インクで表現するコンポジットブラックの手法は、単一の黒色ドットを表現するのに、各色のドットをすべて必要とすることから、ドット数が３倍に増えてしまうと言う問題があった。所定の濃度の無彩色を表現するのに必要なドットの数が増加すると、次の問題を招致する。
（１）顔料や染料を溶媒に溶融したインクを用い、インク滴として用紙に吐出するインクジェットタイプの印刷装置では、単位面積当たりに吐出されるインクの総量は、用紙が吸収可能なインク量（いわゆるインクデューティ）により制限される。したがって、コンポジットブラックを用いる場合、インクデューティの低い用紙では、この制限をクリアすることができない。
（２）コンポジットブラックは、三原色により黒色を表現するので、黒色としての濃度が不足し、画像全体にしまりがなくなるという問題があった。また、三原色のドット密度が高くなると、各色のドットが重ねて形成されることになるから、ドットの形成順序により色ずれなどが生じやすいという問題があった。特に熱溶融型のインクなどの非液状インクの場合には、あたかもインクを重ね塗りしたようになることがあり、ドット密度を一定以上にすることは困難であった。
（３）一方、コンポジットブラックから徐々に黒色のインクに置き換わる部分では、３つのドットが形成される状態から黒色インクの一つのドットが形成される状態に切り替わることになり、にじみの影響を受けやすい用紙では、その間で、にじみ状態が異なってしまう。この結果、均一な画質を得ることが難しいといった問題もあった。
【０００６】
そこで、従来から総ての黒色ドットをコンポジットブラックに置き換えるのではなく、インクデューティやドット密度の制限から許される範囲で置き換えを行なう手法が、種々提案されている。こうした場合、所定以上の濃度になると、黒色のドットが形成されるから、黒色のドットが形成され始めるあたりで、粒状感の悪化を生じることになってしまう。
【０００７】
本発明は、複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを備えた印刷装置において、少なくとも二つのインクの色相を調整し、記録される画像の品位を低下することなく、インクデューティなどの制限を緩和することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
かかる目的を達成するため、本願発明は、以下の構成を採用した。まず、本発明の印刷装置は、
複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを備えた印刷装置であって、
前記複数種類のインクのうちの二つを、所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有するインクとし、
前記ヘッドにより黒色を記録しようとする際には、前記二つのインクを前記所定の割合で前記被印刷物上に記録する黒色記録手段を備えたこと
を要旨としている。
【０００９】
また、この印刷装置に対応した印刷方法の発明は、
複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを用いて印刷を行なう印刷方法であって、
前記複数種類のインクのうちの二つを、所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有するインクとして用意し、
前記ヘッドにより黒色を記録しようとする際には、前記二つのインクを前記所定の割合で前記被印刷物上に記録すること
を要旨としている。
【００１０】
この印刷装置および印刷方法によれば、印刷に用いる複数の種類のインクのうちの二つを、所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有するインクとして用意しているので、ヘッドにより黒色を記録しようとする際には、この二つのインクを所定の割合で被印刷物上に記録を行なう。したがって、例えば無彩色多階調の画像を記録する場合に、単独で黒色のドットを形成するのではなく、他の有彩色インクおよびこのインクと混在して黒色となるインクにより黒色のドットを形成するので、黒色のインクによるドットを単独で形成する場合と比べて粒状感の低い印刷が可能となる。
【００１１】
ドット形成時の粒状感を低減するという観点からは、二つのインクが共に粒状感が低いインクであることが望ましいが、有彩色インクとして、インクをドット単位で前記被印刷物上に記録した際、粒状感の低い色彩のインク、例えばイエロインクなどを用いることも好適である。
【００１２】
黒色を二つのインクにより表現する手法を、多色印刷の印刷装置に応用することも可能である。この場合には、複数のインクとして、前記二つのインクの他に、所定の色空間を前記所定の色相を有する有彩色インクと共に表現可能な三原色に対応した他のインクを収納したインクカートリッジを用意する。加えて、色空間内の表現しようとする色彩に対応した前記各色インクの使用の割合を設定するインク使用量設定手段と、印刷しようとする画像のデータに対して、前記インク使用量設定手段が設定した使用の割合を用いて、前記インクを前記被印刷物上に記録するよう前記ヘッドを駆動するヘッド駆動手段とを備える構成を用いる。
【００１３】
この印刷装置では、三原色を用いた多色の印刷が可能である上、更に、黒色を表現する際には、コンポジットブラックのような三種類のインクを用いるのではなく、三原色中の一色と、このインクと共に黒色を表現可能な他のインクとを用いる。この結果、黒色の表現に３つのインクを用いる必要がなく、インクデューティによる制限を容易にクリアでき、あるいはドットの重なりなどによる色ずれといった問題を生じることがない。また、コンポジットブラックよりは締まった画像を得ることができる。
【００１４】
かかる構成において、各色インクとして、液状のインクを用い、
ヘッドには、このインクをインク滴として前記被印刷物に吐出する機構を備え、
各色インクの使用量としては、各色インクの使用の割合を、被印刷物のインクデューティを満足する割合として制限した値として定めることが考えられる。液状インクの場合には、被印刷物毎に上限が存在するインクの吸収量（インクデューティ）を満足することは極めて重要であり、この構成によれば、被印刷物毎に異なるインクデューティを容易に満足し、かつ粒状感の少ない印刷を行なうことができる。
【００１５】
本発明は、黒色を二つの異なるインクの混在により表現することに特徴があり、かかる印刷を行なう場合には独自のインクカートリッジを用いてることが望ましい場合が存在する。かかるインクカートリッジの発明は、
複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを備えた印刷装置に装着されるインクカートリッジであって、
前記複数種類のインクのうちの二つを、所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有するインクとし、
該二つのインクを少なくとも収納したこと
を要旨としている。
【００１６】
このインクカートリッジは、黒色を二つのインクの混在により表現する印刷装置に用いられ、この印刷装置に、必要な少なくとも二つのインクを効率よく供給することができる。
【００１７】
かかるインクカートリッジに用意する有彩色インクとしては、シアンインク，マゼンタインクまたはイエロインクのいずれか一つとすることが考えられる。いずれの色相のインクもカラーインクとして安定・安価に供給可能だからである。
【００１８】
更に、この二つのインクの他に、所定の色空間を、黒色を表現する二つのインクの一つである所定の色相を有する有彩色インクと共に表現可能な三原色に対応した他のインクを収納したすることも望ましい。この場合には、所定の色空間を表現するための少なくとも３つのインクと黒色を表現するための２つのインクとにおいて、一つのインクを共有することができ、インクカートリッジの小型化を図ることができる。
【００１９】
こうした場合に、共通の有彩色のインクを、他のインクより、所定の割合だけ多くインクカートリッジに収納すれば、カートリッジ内のインク残量の偏りを防止することができ、好適である。
【００２０】
本発明は、コンピュータを用いて実現可能であるため、次の機能を記憶した記録媒体とすることができる。本発明の第１の記憶媒体は、
複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを用いて印刷を行なう印刷装置の制御用プログラムを、該印刷装置に内蔵されたコンピュータに読み取り可能に記憶した記憶媒体であって、
該制御用プログラムは、
記録しようとする画像における黒色の濃度を入力する機能と、
該入力した黒色の濃度に対して、前記複数種類のインクのうちの所定の色相を有する有彩色インクと、該有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の疑似黒色インクとの記録率を記憶したテーブルと、
前記黒色の濃度が入力されたとき、該テーブルを参照して、前記有彩色インクと前記疑似黒色インクとの記録率を決定する機能と
に対応したプログラムを含むこと
を要旨としている。
【００２１】
この記憶媒体に記憶されたプログラムは、印刷装置に内蔵されたコンピュータに読み込まれることで、次の機能を実現する。この印刷装置は、印刷に用いる複数の種類のインクのうちの二つを、所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有するインクとして用意している。したがって、この記録媒体の制御用プログラムを読み込んだ印刷装置は、そのヘッドにより黒色を記録しようとする際には、この二つのインクを所定の割合として被印刷物上に記録を行なう。この結果、例えば無彩色多階調の画像を記録する場合に、単独で黒色のドットを形成するのではなく、他の有彩色インクおよびこのインクと混在して黒色となるインクにより黒色のドットを形成するので、黒色のインクによるドットを単独で形成する場合と比べて粒状感の低い印刷が可能となる。
【００２２】
ここで、前記制御プログラムに、更に
前記疑似黒色インクを収納したインクカートリッジか、単独で黒色を表現する黒色インクを収納したインクカートリッジかのいずれが前記印刷装置に装着されているかを検出する機能と、
該装着されたインクカートリッジ毎に用意され、かつ前記黒色の濃度に応じた各色インクの記録率を記憶したテーブルを、前記検出されたインクカートリッジの種類に基づいて切り換える機能と、
該切り換えたテーブルを参照して各色インクの記録率を求める機能と
に対応したプログラムを含むものとしてもよい。
【００２３】
この場合には、この記録媒体の制御用プログラムを読み込んだ印刷装置は、いずれのインクカートリッジが装着されたかを判別して、装着されたインクカートリッジに対応したテーブルを参照して印刷を行なうことができる。
【００２４】
さらに、この記憶媒体にあって、前記制御用プログラムに、
記録しようとする画像の種類を判別する機能と、
前記画像が自然画像であると判別された場合には、前記疑似黒色インクを収容したカートリッジを用いて画像の記録を行なわせる機能と、
該画像が自然画像ではないと判別された場合には、単独で黒色を表現する黒色インクを収納したカートリッジを用いて画像の記録を行なわせる機能と
に対応したプログラムを含むものとしても良い。
【００２５】
この場合には、記録しようとする画像の種類により、その種類に適したインクを用いて印刷を行なうことができる。
【００２６】
更に、本発明の第２の記録媒体は、
複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを用いて印刷を行なう印刷装置の制御用プログラムと該プログラムが参照するデータとを、前記印刷装置に内蔵されたコンピュータに読み取り可能に記憶した記憶媒体であって、
前記データは、
記録しようとする画像における黒色の濃度に対して、前記複数種類のインクのうちの所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有する疑似黒色インクとの記録率を記憶したテーブルを含むこと
を要旨としている。
【００２７】
この記憶媒体に記憶された制御用プログラムとデータは、印刷装置のコンピュータに読み込まれて、上述した第１の記憶媒体に記憶された制御用プログラムと同様に、前記印刷装置に所定の機能を付与するが、この記憶媒体は、印刷装置の動作を検討するまでもなく、該記憶媒体に記憶されたデータを解析することにより、その特徴を知ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例としての印刷装置の構成を示すブロック図である。図示するように、コンピュータ９０にスキャナ１２とカラープリンタ２０とが接続されており、このコンピュータ９０に所定のプログラムがロードされ実行されることにより、全体として印刷装置として機能する。図示するように、このコンピュータ９０は、プログラムに従って画像処理に関わる動作を制御するための各種演算処理を実行するＣＰＵ８１を中心に、バス８０により相互に接続された次の各部を備える。ＲＯＭ８２は、ＣＰＵ８１で各種演算処理を実行するのに必要なプログラムやデータを予め格納しており、ＲＡＭ８３は、同じくＣＰＵ８１で各種演算処理を実行するのに必要な各種プログラムやデータが一時的に読み書きされるメモリである。
【００２９】
入力インターフェイス８４は、スキャナ１２やキーボード１４からの信号の入力を司り、出力インタフェース８５は、プリンタ２０へのデータの出力を司る。ＣＲＴＣ８６は、カラー表示可能なＣＲＴ２１への信号出力を制御し、ディスクコントローラ（ＤＤＣ）８７は、ハードディスク１６やフレキシブルドライブ１５あるいは図示しないＣＤ−ＲＯＭドライブとの間のデータの授受を制御する。ハードディスク１６には、ＲＡＭ８３にロードされて実行される各種プログラムやデバイスドライバの形式で提供される各種プログラムなどが記憶されている。このほか、バス８０には、シリアル入出力インタフェース（ＳＩＯ）８８が接続されている。このＳＩＯ８８は、モデム１８に接続されており、モデム１８を介して、公衆電話回線ＰＮＴに接続されている。コンピュータ９０は、このＳＩＯ８８およびモデム１８を介して、外部のネットワークに接続されており、特定のサーバーＳＶに接続することにより、画像処理に必要なプログラムをハードディスク１６にダウンロードすることも可能である。また、必要なプログラムをフレキシブルディスクＦＤやＣＤ−ＲＯＭによりロードし、コンピュータ９０に実行させることも可能である。
【００３０】
次に、プリンタ２０内部の構成について説明する。図２は、プリンタ２０の概略構成図である。図示するように、このプリンタ２０は、紙送りモータ２２によって用紙Ｐを搬送する機構と、キャリッジモータ２４によってキャリッジ３０をプラテン２６の軸方向に往復動させる機構と、キャリッジ３０に搭載された印字ヘッド２８を駆動してインクの吐出およびドット形成を制御する機構と、これらの紙送りモータ２２，キャリッジモータ２４，印字ヘッド２８および操作パネル３２との信号のやり取りを司る制御回路４０とから構成されている。
【００３１】
用紙Ｐを搬送する機構は、紙送りモータ２２の回転をプラテン２６のみならず、図示しない用紙搬送ローラに伝達するギヤトレインを備える（図示省略）。また、キャリッジ３０を往復動させる機構は、プラテン２６の軸と並行に架設されキャリッジ３０を摺動可能に保持する摺動軸３４と、キャリッジモータ２４との間に無端の駆動ベルト３６を張設するプーリ３８と、キャリッジ３０の原点位置を検出する位置検出センサ３９等から構成されている。
【００３２】
制御回路４０を中心にこのプリンタ２０の構成を示したのが、図３である。図示するように、この制御回路４０は、周知のＣＰＵ４１，プログラムなどを記憶したＰ−ＲＯＭ４３，ＲＡＭ４４，文字のドットマトリクスを記憶したキャラクタジェネレータ（ＣＧ）４５などを中心とする算術論理演算回路として構成されており、この他、外部のモータ等とのインタフェースを専用に行なうＩ／Ｆ専用回路５０、このＩ／Ｆ専用回路５０に接続されヘッド２８を駆動するヘッド駆動回路５２、同じく紙送りモータ２２およびキャリッジモータ２４を駆動するモータ駆動回路５４を備える。また、Ｉ／Ｆ専用回路５０は、パラレルインタフェース回路を内蔵しており、コネクタ５６を介してコンピュータに接続されて、コンピュータが出力する印刷用の信号を受け取ることができる。
【００３３】
キャリッジ３０には、黒インク用のカートリッジ７１とシアン，マゼンタ，イエロの３色のインクを収納したカラーインクカートリッジ７２が搭載可能である。キャリッジ３０の下部の印字ヘッド２８には計４個のインク吐出用ヘッド６１ないし６４が形成されており、キャリッジ３０の底部には、この各色用ヘッドにインクタンクからのインクを導く導入管（図示せず）が立設されている。キャリッジ３０に黒インク用のカートリッジ７１およびカラーインク用カートリッジ７２を上方から装着すると、各カートリッジに設けられた接続孔に導入管が挿入され、各インクカートリッジから吐出用ヘッド６１ないし６４へのインクの供給が可能となる。なお、この実施例では、黒インク用のカートリッジ７１とカラーインク用のカートリッジ７２とを別々に装着するものとしているが、黒、シアン、マゼンタ、イエロの４色のインクを一つのカートリッジに収納し、これをキャリッジ３０に装着する構成とすることも可能である。
【００３４】
インクが吐出される機構を簡単に説明する。図４に示すように、インク用カートリッジ７１，７２がキャリッジ３０に装着されると、毛細管現象を利用してインク用カートリッジ内のインクが導入管７６を介して吸い出され、キャリッジ３０下部に設けられた印字ヘッド２８の各色ヘッド６１ないし６４に導かれる。なお、初めてインクカートリッジが装着されたときには、専用のポンプによりインクを各色ヘッド６１ないし６４に吸引する動作が行なわれるが、本実施例では吸引のためのポンプ、吸引時に印字ヘッド２８を覆うキャップ等の構成については図示および説明を省略する。
【００３５】
各色ヘッド６１ないし６４には、図４に示したように、各色毎に３２個のノズルｎが設けられている。各ノズルに対応して、電歪素子の一つであって応答性に優れたピエゾ素子ＰＥが配置されている。ピエゾ素子ＰＥとノズルｎとの構造を詳細に示したのが、図５である。図示するように、ピエゾ素子ＰＥは、ノズルｎまでインクを導くインク通路６８に接する位置に設置されている。ピエゾ素子ＰＥは、周知のように、電圧の印加により結晶構造が歪み、極めて高速に電気−機械エネルギの変換を行なう素子である。本実施例では、ピエゾ素子ＰＥの両端に設けられた電極間に所定時間幅の電圧を印加することにより、図５下段に示すように、ピエゾ素子ＰＥが電圧の印加時間だけ伸張し、インク通路６８の一側壁を変形させる。この結果、インク通路６８の体積は、ピエゾ素子ＰＥの伸張に応じて収縮し、この収縮分に相当するインクが、粒子Ｉｐとなって、ノズルｎの先端から高速に吐出される。このインク粒子Ｉｐがプラテン２６に装着された用紙Ｐに染み込むことにより、印刷が行なわれることになる。
【００３６】
以上説明したハードウェア構成を有する本実施例のプリンタ２０は、紙送りモータ２２によりプラテン２６その他のローラを回転して用紙Ｐを搬送しつつ、キャリッジ３０をキャリッジモータ２４により往復動させ、同時に印字ヘッド２８の各色ヘッド６１ないし６４のピエゾ素子ＰＥを駆動して、カートリッジ７１，７２により用意された各色インクの吐出を行ない、用紙Ｐ上に多色の画像を形成する。
【００３７】
黒インク用のカートリッジ７１に収納されているインクの色相は、以上の説明では便宜的に、黒色と呼んだが、実際には黒インク用カートリッジ７１に収納されたインクは、無彩色のリアルブラックではない。本実施例で用いた黒インクには、後述するように、黒色の染料（ＦｏｏｄＢｌａｃｋ２）だけではなく、色相的にはマゼンタの染料およびイエロの染料が含まれており、この点に際立った特徴がある。そこで、本実施例で用いた黒色用のインクをブラックインクと呼ぶものとする。したがって以下の説明で「ブラックインク」とは、黒色の染料のみを含むインクではなく、他の有彩色の染料も含有する黒色系のインクという意味で用いる。従来の黒色用の染料のみを含んだインクは「黒色インク」と呼んで区別する。なお、本実施例では、各色インクの収容量も均一ではない。まず、インクカートリッジ７１，７２の構造について説明し、次に各カートリッジ７１，７２に収納された各色インクの組成について説明する。
【００３８】
図６は、本実施例に用いたカラーインク用のカートリッジ７２の外観図、図７は、このカートリッジ７２の分解斜視図である。黒インク用のカートリッジ７１は、内部にインクを収納する空間が一つしかない点を除いて、カラー用のインクカートリッジ７２と同一の構造をしているので、ここではカラー用のインクカートリッジ７２についてのみ説明する。このインクカートリッジ７２内には、マゼンタ、シアン、イエロの３種のインクが収容されている。インクカートリッジ７２は、ポリプロピレンを素材として用い、かつ表面の張出し部分をなくして限られた容積内に可能な限りのインクを収容し得るよう、全体を直方体状に形成しており、その内部には、イエロ、マゼンタ、シアンの各色インクを、多孔質のスポンジ材であるフォーム１１９に吸収した形態で収容するインク収容室１０２ａ〜１０２ｃが、それぞれ隔壁１０３を介して区画形成されている。図７では、フォーム１１９は、収容室１０２ａ〜１０２ｃから引き出された状態で描かれているが、図示するように、フォーム１１９自体の体積は、収容室１０２ａ〜１０２ｃより大きい。従って、フォーム１１９は、圧縮して収容室１０２ａ〜１０２ｃに収納される。図５に示したように、インク収容室１０２ａにはイエロインクＹが、インク収容室１０２ｂにはマゼンタインクＭが、インク収容室１０２ｃにはシアンインクＣが、それぞれ収容される。各インク収容室１０２ａ〜１０２ｂのうち、シアンインク用の収容室１０２ｃは、他のインク用の収容室１０２ａ，ｂと比べて約１．５倍の内容積を有する。したがって、収納されるインクも、イエロインクが最も多く収容されていることになる。
【００３９】
このインクカートリッジ７２の外側壁１０４は隔壁１０３よりも肉厚に形成され、かつ上端の開口縁１０５を、はちまき状にさらに外方に膨出させて肉厚に形成している。この開口縁１０５により、インクカートリッジ７２は、十分な剛性を得ている。外側壁１０４の角部には、キャリッジ３０への位置決めと自己の保形とを兼ねたリブ１０６が、一体的に突出形成されている。
【００４０】
これらインク収容室１０２ａ〜１０２ｃの各底面１０８には、互いに結合し合った円筒状のインク供給口が突出形成されている（図示省略）。これらのインク供給口は、外周を短冊型の共通の枠１１２により囲われた構造とされている。このインク供給口には、保管時に密封用のテープ１１５が貼付される。各インク供給口には、シール用ゴム１１６がはめ込まれており、インクカートリッジ７２をキャリッジ３０に装着した場合、導入管７６とインク供給口を隙間なく結合する。
【００４１】
一方、このインクカートリッジ７２の底面１０８には、各インク供給口の並びに沿って係合凹部１１７が形成されている。この係合凹部１１７を、キャリッジ３０に設けたリフタの支棹（図示省略）に係合させることによってインクカートリッジ７２への誤装着を防ぐとともに、この係合凹部１１７を設けることによってインクカートリッジ７２内方に段部を形成し、次の作用効果を得ている。即ち、インクカートリッジ７２の内部にあってインクが外部に出ていく排出口より低い部分に存在するインクは、フォーム１１９による毛細管現象を利用しても完全には排出できない。したがって、段部を形成することにより、インクカートリッジ７２内部にあってインクを吸着するフォーム１１９がこの部分に存在できないものとし、使用されない無駄なインクの量を減らしている。また、インクカートリッジ７０全体をアルミパックに入れて減圧パックする際には、減圧のための空間が必要となるので、段部によりこの空間も確保している。
【００４２】
インクカートリッジ７２の上部には、インクカートリッジ７２の開口部を封止する蓋体１２０が嵌合可能となっている。この蓋体１２０の内面には、インク収容室１０２ａないし１０２ｃ内に収容したフォーム１１９を押圧する２列の縦リブ１２１が各インク収容室１０２ａないし１０２ｃ毎に、所定の間隔を設けて、かつ蓋体１２０を長手方向に僅かに摺動させることができる程度の長さをもって突出形成されている。これらの縦リブ１２１は、インク供給口寄りの部分が他の部分よりも高く形成されている。したがって、蓋体１２０をインクカートリッジ７２の本体に嵌め込むと、縦リブ１２１は、インク供給口側の部分のフォーム１１９を、他の部分より強く圧縮して、インク供給口側のフォーム１１９の空孔を縮小する。この結果、インク供給口側では、他の部分より毛細管作用が強く働き、フォーム１１９内に均一に吸収されているインクを、インクの減少と共にインク供給口付近に集める。
【００４３】
次に、シアン，マゼンタ，イエロ，黒の各色インクの組成について説明する。図８に示すように、シアンインク（図８中Ｃで示す）は、染料であるダイレクトブルー１９９を３．６重量パーセント、ジエチレングリコール３０重量パーセント、サーフィノール４６５を１重量パーセント、水６５．４重量パーセントとしたものである。また、マゼンタインク（図８中Ｍで示す）は、染料であるアシッドレッド２８９を２．８重量パーセント、ジエチレングリコール２０重量パーセント、サーフィノール４６５を１重量パーセント、水７６．２重量パーセントとしたものである。イエロインク（図８中Ｙで示す）は、染料としてダイレクトイエロ８６を１．８重量パーセント、ジエチレングリコール３０重量パーセント、サーフィノール４６５を１重量パーセント、水６７．２重量パーセントとしたものである。
【００４４】
これに対して、黒インク（図８中ＢＫで示す）は、図示するように、マゼンタ用の染料であるアシッドレッド２８９を１．４重量パーセント、イエロ用の染料であるダイレクトイエロ８６を０．９重量パーセント、黒色の染料であるフードブラック２を２．４重量パーセント加え、これにジエチレングリコール２５重量パーセント、サーフィノール４６５を１重量パーセント、水６９．３重量パーセントとしたものである。したがって、本実施例のブラックインクは、無彩色インクではなく、色相的には、イエロ染料によって赤色側の色調に寄っていることになる。比較のために、黒インクを染料としてはフードブラック２のみを含む無彩色インクとした場合の各色インクの組成を、図９に示す。図示するように、この場合、黒インク以外のインクの組成は、実施例と変わるところがない。また、本実施例の各色インクの記録率と明度の関係を図１０に、従来のインク（図９参照）における記録率と明度Ｌ＊との関係を図１１に、それぞれ示した。ここで、記録率とは、白色の用紙をある色のインクによるドットで埋め尽くした場合を１００［％］としてどれだけの割合でドットを形成したかを表わす相対的な値であり、明度Ｌ＊とは、各記録率で印刷された所定の領域の明るさを、測色計で測定した値である。図１０，図１１に示したように、本実施例の黒インクは、フードブラック２の染料を少なくして、黒色の染料よりは明度の高いマゼンタインク用の染料とイエロインク用の染料を加えていることから、同じ記録率であれば明度は半分程度になっていることが分かる。
【００４５】
いずれのインクも、粘度（３［ｍＰａ・ｓ］）および表面張力をほぼ同一に調整しているので、各色ヘッド毎のピエゾ素子ＰＥの制御を、ドットを形成するインクに拠らず同一にすることができる。
【００４６】
次に、画像が入力されてから、プリンタ２０により形成されるまでの処理について説明する。プリンタ２０は、図１に示すように、コンピュータ９０などの画像形成装置からコネクタ５６を介して受け取った信号に基づいて、多色の画像を形成する。この例では、コンピュータ９０内部で動作しているアプリケーションプログラムは、画像の処理を行ないつつビデオドライバ９１を介してＣＲＴディスプレイ９３に画像を表示している。このアプリケーションプログラム９５が、印刷命令を発行すると、コンピュータ９０のプリンタドライバ９６が、画像情報をアプリケーションプログラムから受け取り、これをプリンタ２０が印字可能な信号に変換している。図１０に示した例では、プリンタドライバ９６の内部には、アプリケーションプログラム９５が扱っている画像情報をドット単位の色情報に変換するラスタライザ９７、ドット単位の色情報に変換された画像情報（階調データ）に対して画像出力装置（ここではプリンタ２０）の発色の特性に応じた色補正を行なう色補正モジュール９８、色補正された後の画像情報からドット単位でのインクの有無によりある面積での濃度を表現するいわゆるハーフトーンの画像情報を生成するハーフトーンモジュール９９が備えられている。これらの各モジュールの動作は、周知のものなので、説明は原則として省略する。
【００４７】
プリンタ２０では、インク自体の濃さを制御することは通常できないから、画像の階調は、インクによる微細なドットを形成するか否かにより、所定面積の濃度を制御することにより表現される。即ち、入力された画像データは、最終的には、ドットの記録率に置き換えられることになる。通常、スキャナ１２などから入力された画像データは、コンピュータ９０内部では、ＲＧＢの三原色により各色２５６階調のデータとして扱われるが、プリンタ２０では、シアン，マゼンタ，イエロ（ＣＹＭ）の三原色および黒色（Ｂｋ）により扱われる。そこで、まず色補正モジュール９８により、ＲＧＢからＣＹＭＫへの変換が行なわれる。ここで、黒色インク（Ｂｋ）の割合は、次のように定められていた。
【００４８】
インクによる混色は減色混合なので、シアン，マゼンタ，イエロがそれぞれ濃度１００［％］であれば、黒色と同じであると扱うことができる。ＣＭＹにより表現されるこの黒色が、いわゆるコンポジットブラックである。黒色インクを用いてドットを形成すると、粒状感が強く感じられる。そこで、高画質の印刷を行なう場合には、黒色を、できるだけコンポジットブラックで表現することが行なわれる。ところが、コンポジットブラックは、ＣＭＹの三色インクを使って黒色を表現するため、例えば濃度１００［％］の黒を表現しようとすると、黒色のインクと比べて３倍のインクが必要になってしまう。用紙によっては、インクデューティの上限が３００［％］より低いものがあり、この場合には、インクデューティの制限から、ＣＭＹの各色インクの一部を黒色インクに置き換えることが行なわれる。
【００４９】
例えば、図１３は、従来のインクを用いて普通紙でフルカラーの画像を表現する場合において、無彩色（グレー）を表現する際の各色インクによるドットの記録率の一例を示すグラフである。図中、左軸は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）、黒色（Ｂｋ）の各色インクの記録率を示しており、右軸は、これらのインクの総量「Ｔ」に対応した記録率を示している。図１３の例では、使用している用紙のインクデューティは記録率で２５０［％］程度であり、全インクの総量（Ｔ）が２５０［％］を越えないよう、画像データの入力レベルが１６０／２５５を越えた辺りから、コンポジットブラック（ＣＭＹ）による表現を黒色インク（Ｂｋ）に置き換えている。即ち、入力レベルが１６０／２５５を越えると、黒色インク（Ｂｋ）よるドットの形成を始め、入力レベルが１９０／２５５程度でインクの総量が最大となるよう黒色インクの割合を決定している。入力レベルが１９０／２５５を越えている領域では、ＣＭＹの各インクによるドットの記録率を各々等しい量だけ減らし、その分だけ黒色インクのドット記録率を増加している。もとより、入力レベル１９０／２５５を越えた領域でインク総量を減少させず、ＣＭＹインクをより多く使用する特性も考えられるが、原画像の濃度が高い領域では、黒色インクのドットが用いられても画質にはさほど影響を与えないことから、インクデューティによる制限およびインク消費量の低減に配慮して、かかる特性としていた。
【００５０】
これに対して、本実施例では、ブラックインク（Ｂｋ）の色相および濃度が、図８および図１０に示したように通常の黒色インクとは異なっていることから、各色インクによるドット記録率の特性も、従来のものとは大きく異なっている。本実施例における画像データの入力レベルと各色ドット記録率との関係を、図１４に示す。図示するように、本実施例では、ブラックインク（Ｂｋ）によるドットの形成を入力レベルが１２７／２５５の辺りから開始している。また、入力レベルが２５５／２５５、即ち１００［％］の黒色を表現する場合には、従来のプリンタでは、シアン，マゼンタ，イエロのインクは使用されずすべて黒色のインクによりドットが形成されるが（図１３参照）、本実施例では、ブラックインク（Ｂｋ）と共にシアンインク（Ｃ）によるドットが形成される。即ち、この実施例では、無彩色はコンポジットブラックによる表現の他に、ブラックインク（Ｂｋ）とシアンインク（Ｃ）による表現が可能である。
【００５１】
かかるインク構成では、次の利点が得られる。
（１）ブラックインク（Ｂｋ）は黒色の染料の割合が低く、マゼンタやイエロの染料が含まれている。したがって、図１０に示したように、その明度Ｌ＊は高い。この結果、ブラックインクでドットを形成しても、従来の黒色インク（図９参照）と比べると粒状感は低い。このため、高画質を維持しつつ、入力レベルが低い領域からブラックインクのドットを形成することができる。ブラックインクを低濃度領域から使用できることから、高画質を維持したまま引き締まった画像を形成することができる。コンポジットブラックですべてを表現した場合や従来の黒色インクでドットを形成した場合と比べると、粒状感を生じることなく締まった画像が得られるこの効果は大きい。
（２）ブラックインクのドットが形成できれば、その分、コンポジットブラックのための各色インク（ＣＭＹ）を低減でき、全体にインク総量を低減することができる。図１４に示すように、本実施例では、従来例（図１３）と比べて、インク総量（Ｔ）の最大値を低減することができた。このため、インクデューティが低い用紙でも印字することができる。
【００５２】
（３）ブラックインク（Ｂｋ）が形成される領域が広くなるので、入力レベルの変化に対する記録率の変化が緩やかなものになる。この結果、高濃度領域における階調表現が豊かになり、高濃度領域の画質の向上に資する。
（４）本実施例で、用いたカラー用のインクカートリッジ７２は、図６に示したように、シアンインク（Ｃ）の収容量がマゼンタやイエロに対して１．５倍程度多くされている。この結果、図１４に示したように、高濃度領域でシアン（Ｃ）インクを使用し続ける特性で印刷を行なうことから、シアンインクの消費量が相対的に多くなるものの、インクカートリッジとしては、マゼンタやイエロインクが十分残っているのに、シアンインクだけを消尽してしまい、カラー用のインクカートリッジ７２を交換せざる得なくなるということがない。
【００５３】
（５）本実施例の手法では、黒インク用カートリッジ７１を従来のものから、本実施例のものに取り替えた場合、画像データの入力レベルに対して各色インクのドット記録率を決めるテーブル（図１３，図１４）を入れ替えるだけで良い。したがって、既設のプリンタに対して、取り付け寸法などの互換性を維持したインクカートリッジを用意しさえすれば、ハードウェアの調整や部品の取り替えなどを行なう必要がない。このため、既存のプリンタの有効利用を図ることができる。またその画質の向上を極めて簡易な方法で実現することができる。この実施例を、図１５，図１６に示す。この例では、プリンタ２２Ａは、図１５に示すように、装着されたインクカートリッジ２７１Ａ，２７１Ｂの違いを検出するセンサ２００を搭載し、センサ２００の検出結果を用いて、図１６に示すように、装着されたカートリッジの種類を判別し（ステップＳ３００）、カートリッジの種類に適合したテーブルに自動的に切り換える（ステップＳ３１０，３２０）。なお、この実施例では、黒インク用カートリッジを交換するだけで良いので、インク残量の偏りを許容すれば、カラー用インクカートリッジは、従来のものをそのまま利用することさえ可能である。
【００５４】
（６）更に、従来の黒インク用カートリッジと本実施例の黒インク用カートリッジ７１を、印刷しようとする対象に応じて取り替えるものとすることもできる。プリンタドライバは、印字しようとしている対象が自然画か文字かを判別することができるので、図１７のフローチャートに示すように、印字しようとしていてる対象が自然画の場合には（ステップＳ４００）、本実施例のように特定の有彩色とともに黒を表現するブラックインクを収容したカートリッジに取り替えるように促し（ステップＳ４１０）、後者の場合には、従来の黒色インクを収容したカートリッジに取り替えるよう促すのである（ステップＳ４２０）。印刷の途中で印刷を中断し、使用者にカートリッジの交換を促すメッセージを出力しても良いし、印刷しようとしているページ全体のデータをまず認識し、自然画が含まれている場合には、本実施例のインクカートリッジに、含まれていない場合には、従来のリアルブラックのインクを収容したカートリッジに、それぞれ交換するように促しても良い。更に、黒インクとしてこの２種類のインクを一体または別体に収納したカートリッジを用意し、プリンタが、両インクを、印刷しようとする対象が文字か自然画かにより、使う分けるものとしても良い。なお、グラフなど、せいぜい数種類の色相で塗り分けるような画像の場合には、全体として文字と同じように扱って黒色を表現して差し支えない。
【００５５】
上述した実施例では、黒色を表現するのに、有彩色であるシアンインク（Ｃ）とマゼンタおよびイエロの染料を含んだブラックインク（Ｂｋ）とを用いている。組み合わせて黒色になるインク同士の組み合わせであれば、他の二つのインクの組み合わせを用いることも可能である。例えば、有彩色インクをイエロインク（Ｙ）とし、これと組み合わせて黒色を表現可能なインクを、フードブラック２の染料にシアンおよびマゼンタインク用の染料を加えたインクとして調整しても良い。この場合には、有彩色インクとして最も粒状感の小さいイエロインクを用いることになるので、有彩色インクのドットの形成をさほど精密にコントロールする必要がないという利点が得られる。あるいは、有彩色インクとして、シアンおよびマゼンタインクの両者を用いるものとし、これと組み合わせて黒色を表現するインクを、フードブラック２の染料にイエロインク用の染料を加えたインクとして調整しても良い。この場合には、ブラックインク（Ｂｋ）の明度は上記実施例より高くなり、その粒状感を更に低減することができる。なお、こうした場合には、組み合わせて黒色を表現する有彩色インクのカートリッジ内の収容量を、他のインクより多くしておけばよい。
【００５６】
また、マゼンタやシアンインクについて、濃度を低減したライトマゼンタ，ライトシアンインクも併用するタイプのプリンタも提案されているが、本発明は、こうした低濃度インクを利用するプリンタにも適用可能である。高画質化、特に低濃度領域での粒状感を解消するために、濃度の低いインクを用いる場合には、用紙に対するインクの打ち込み量を増える傾向にあるから、本願発明の効果は大きい。
【００５７】
なお、本実施例では、入力レベルに対する各色ドットのオン・オフの制御については特に説明しなかったが、各色ドットのオン・オフは、周知のディザ法や誤差拡散法を用いて決定すればよいことは勿論である。また、本願発明は、上述した実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる態様で実施することができる。例えば、本願発明はピエゾ素子を用いたインクジェットプリンタに限定されるものではなく、インク通路にヒータを設け、ヒータへの通電に伴って発生する泡（バブル）によりインク滴を吐出するタイプのプリンタに適用することもできる。もとより、インクジェットプリンタに限る必要はなく、熱転写タイプのプリンタや簡易印刷機、多階調複写機やファクシミリなどにも応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の印刷装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】実施例のプリンタ２０の概略構成図である。
【図３】プリンタ２０における制御回路４０の構成を示すブロック図である。
【図４】各色ヘッド６１ないし６４におけるインク吐出のための構成を示す説明図である。
【図５】ピエゾ素子ＰＥの伸張によりインク粒子Ｉｐが吐出される様子を示す説明図である。
【図６】カラー用のインクカートリッジ７２の外観図である。
【図７】カラー用のインクカートリッジ７２の内部構成を示す分解斜視図である。
【図８】実施例の各色インクの組成を示す説明図である。
【図９】従来例の各色インクの組成を示す説明図である。
【図１０】実施例の各色インクによるドットの記録率と明度Ｌ＊との関係を計測したグラフである。
【図１１】従来例の各色インクによるドットの記録率と明度Ｌ＊との関係を計測したグラフである。
【図１２】コンピュータ９０が扱う画像情報から印刷が行なわれるまでの処理の様子を例示するブロック図である。
【図１３】従来のインクを用いた場合の画像データの入力レベルと記録率との関係を示すグラフである。
【図１４】本実施例における画像データの入力レベルと記録率との関係を示すグラフである。
【図１５】他の実施例におけるカートリッジ検出機構を示す説明図である。
【図１６】他の実施例におけるカートリッジ判別ルーチンを示すフローチャートである。
【図１７】他の実施例における画像判別ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２…スキャナ
１４…キーボード
１５…フレキシブルドライブ
１６…ハードディスク
１８…モデム
２０…カラープリンタ
２１…ＣＲＴ
２２…紙送りモータ
２４…キャリッジモータ
２６…プラテン
２８…ヘッド
２８…印字ヘッド
３０…キャリッジ
３２…操作パネル
３４…摺動軸
３６…駆動ベルト
３８…プーリ
３９…位置検出センサ
４０…制御回路
４１…ＣＰＵ
４３…ＲＯＭ
４４…ＲＡＭ
５０…Ｉ／Ｆ専用回路
５２…ヘッド駆動回路
５４…モータ駆動回路
５６…コネクタ
６１…インク吐出用ヘッド
６８…インク通路
７１…黒インク用カートリッジ
７２…カラー用インクカートリッジ
７６…導入管
８０…バス
８１…ＣＰＵ
８２…ＲＯＭ
８３…ＲＡＭ
８４…入力インターフェイス
８５…出力インタフェース
８６…ＣＲＴＣ
８６…ダイレクトイエロ
８８…ＳＩＯ
９０…コンピュータ
９１…ビデオドライバ
９３…ＣＲＴディスプレイ
９５…アプリケーションプログラム
９６…プリンタドライバ
９７…ラスタライザ
９８…色補正モジュール
９９…ハーフトーンモジュール
１０２ａ〜１０２ｃ…インク収容室
１０３…隔壁
１０４…外側壁
１０５…開口縁
１０６…リブ
１０８…底面
１１２…枠
１１５…テープ
１１６…シール用ゴム
１１７…係合凹部
１１９…フォーム
１２０…蓋体
１２１…縦リブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを備えた印刷装置，印刷方法およびこれに用いるインクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータの出力装置として、数色のインクをヘッドにより被印刷物に記録するタイプのカラープリンタが広く普及し、コンピュータ等が処理した画像を多色多階調で印刷するのに広く用いられている。被印刷物にインクを記録する方法としては、インクリボン上のインクを溶融して用紙に転写する熱転写方式、カラーインクの溶液を用紙に向けて吐出するインクジェット方式、レーザにより感光体上に潜像を形成しカラートナーを転写する電子写真方式など、様々な手法が知られている。いずれの場合にも、数種類の色のインクを混在させることにより所定の色相の範囲の色を再現するものであり、フルカラーの印刷を行なう場合には、通常シアン，マゼンタ，イエロー（ＣＭＹ）の三色のインクを用いる。また、文字（通常は黒色）の印刷の高速化や下色除去によるインク量の低減などを目的として、この三原色のインクに加えて黒色インクを用意することも行なわれている。
【０００３】
こうした複数種類のインクにより多色の画像を印刷する場合、多階調の画像を形成しようとするには、ディザ法や誤差拡散などいくつかの方法が考えられるが、プリンタの場合には、いずれの手法でも、印刷は、印刷解像度に対応した大きさのドット単位で行なわれる。プリンタの場合、印字密度（解像度）は通常３００ｄｐｉないし７２０ｄｐｉ程度、粒径で数十ミクロンに留まっており、近年高解像度のプリンタ（１４４０ｄｐｉ程度）が開発されているものの、銀塩写真の表現力（フィルム上では解像度で数千ｄｐｉと言われる）との間の隔たりは未だ大きく、ドットが視認されて粒状感を生じるという問題が指摘されていた。そこで、この問題を回避するために、最近では、複数種類の濃度のインクを用意しあるいはドット径を可変するドット径変調の技術を採用し、低濃度ドットや小径のドットを用いて印刷することが行なわれている。
【０００４】
ドット単位で印刷を行なう場合、最も濃度の高いインクである黒色インクのドットが最も粒状感を生じやすいことになる。そこで、従来から、画像を高品質で印刷する場合には、黒色インクを用いず、三原色に置き換えて表現すること（コンポジットブラックという）が行なわれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、黒色を三原色インクで表現するコンポジットブラックの手法は、単一の黒色ドットを表現するのに、各色のドットをすべて必要とすることから、ドット数が３倍に増えてしまうと言う問題があった。所定の濃度の無彩色を表現するのに必要なドットの数が増加すると、次の問題を招致する。
（１）顔料や染料を溶媒に溶融したインクを用い、インク滴として用紙に吐出するインクジェットタイプの印刷装置では、単位面積当たりに吐出されるインクの総量は、用紙が吸収可能なインク量（いわゆるインクデューティ）により制限される。したがって、コンポジットブラックを用いる場合、インクデューティの低い用紙では、この制限をクリアすることができない。
（２）コンポジットブラックは、三原色により黒色を表現するので、黒色としての濃度が不足し、画像全体にしまりがなくなるという問題があった。また、三原色のドット密度が高くなると、各色のドットが重ねて形成されることになるから、ドットの形成順序により色ずれなどが生じやすいという問題があった。特に熱溶融型のインクなどの非液状インクの場合には、あたかもインクを重ね塗りしたようになることがあり、ドット密度を一定以上にすることは困難であった。
（３）一方、コンポジットブラックから徐々に黒色のインクに置き換わる部分では、３つのドットが形成される状態から黒色インクの一つのドットが形成される状態に切り替わることになり、にじみの影響を受けやすい用紙では、その間で、にじみ状態が異なってしまう。この結果、均一な画質を得ることが難しいといった問題もあった。
【０００６】
そこで、従来から総ての黒色ドットをコンポジットブラックに置き換えるのではなく、インクデューティやドット密度の制限から許される範囲で置き換えを行なう手法が、種々提案されている。こうした場合、所定以上の濃度になると、黒色のドットが形成されるから、黒色のドットが形成され始めるあたりで、粒状感の悪化を生じることになってしまう。
【０００７】
本発明は、複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを備えた印刷装置において、少なくとも二つのインクの色相を調整し、記録される画像の品位を低下することなく、インクデューティなどの制限を緩和することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
かかる目的を達成するため、本願発明は、以下の構成を採用した。まず、本発明の印刷装置は、
複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを備えた印刷装置であって、
前記複数種類のインクのうちの二つを、所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有するインクとし、
前記ヘッドにより黒色を記録しようとする際には、前記二つのインクを前記所定の割合で前記被印刷物上に記録する黒色記録手段を備えたこと
を要旨としている。
【０００９】
また、この印刷装置に対応した印刷方法の発明は、
複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを用いて印刷を行なう印刷方法であって、
前記複数種類のインクのうちの二つを、所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有するインクとして用意し、
前記ヘッドにより黒色を記録しようとする際には、前記二つのインクを前記所定の割合で前記被印刷物上に記録すること
を要旨としている。
【００１０】
この印刷装置および印刷方法によれば、印刷に用いる複数の種類のインクのうちの二つを、所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有するインクとして用意しているので、ヘッドにより黒色を記録しようとする際には、この二つのインクを所定の割合で被印刷物上に記録を行なう。したがって、例えば無彩色多階調の画像を記録する場合に、単独で黒色のドットを形成するのではなく、他の有彩色インクおよびこのインクと混在して黒色となるインクにより黒色のドットを形成するので、黒色のインクによるドットを単独で形成する場合と比べて粒状感の低い印刷が可能となる。
【００１１】
ドット形成時の粒状感を低減するという観点からは、二つのインクが共に粒状感が低いインクであることが望ましいが、有彩色インクとして、インクをドット単位で前記被印刷物上に記録した際、粒状感の低い色彩のインク、例えばイエロインクなどを用いることも好適である。
【００１２】
黒色を二つのインクにより表現する手法を、多色印刷の印刷装置に応用することも可能である。この場合には、複数のインクとして、前記二つのインクの他に、所定の色空間を前記所定の色相を有する有彩色インクと共に表現可能な三原色に対応した他のインクを収納したインクカートリッジを用意する。加えて、色空間内の表現しようとする色彩に対応した前記各色インクの使用の割合を設定するインク使用量設定手段と、印刷しようとする画像のデータに対して、前記インク使用量設定手段が設定した使用の割合を用いて、前記インクを前記被印刷物上に記録するよう前記ヘッドを駆動するヘッド駆動手段とを備える構成を用いる。
【００１３】
この印刷装置では、三原色を用いた多色の印刷が可能である上、更に、黒色を表現する際には、コンポジットブラックのような三種類のインクを用いるのではなく、三原色中の一色と、このインクと共に黒色を表現可能な他のインクとを用いる。この結果、黒色の表現に３つのインクを用いる必要がなく、インクデューティによる制限を容易にクリアでき、あるいはドットの重なりなどによる色ずれといった問題を生じることがない。また、コンポジットブラックよりは締まった画像を得ることができる。
【００１４】
かかる構成において、各色インクとして、液状のインクを用い、
ヘッドには、このインクをインク滴として前記被印刷物に吐出する機構を備え、
各色インクの使用量としては、各色インクの使用の割合を、被印刷物のインクデューティを満足する割合として制限した値として定めることが考えられる。液状インクの場合には、被印刷物毎に上限が存在するインクの吸収量（インクデューティ）を満足することは極めて重要であり、この構成によれば、被印刷物毎に異なるインクデューティを容易に満足し、かつ粒状感の少ない印刷を行なうことができる。
【００１５】
本発明は、黒色を二つの異なるインクの混在により表現することに特徴があり、かかる印刷を行なう場合には独自のインクカートリッジを用いてることが望ましい場合が存在する。かかるインクカートリッジの発明は、
複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを備えた印刷装置に装着されるインクカートリッジであって、
前記複数種類のインクのうちの二つを、所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有するインクとし、
該二つのインクを少なくとも収納したこと
を要旨としている。
【００１６】
このインクカートリッジは、黒色を二つのインクの混在により表現する印刷装置に用いられ、この印刷装置に、必要な少なくとも二つのインクを効率よく供給することができる。
【００１７】
かかるインクカートリッジに用意する有彩色インクとしては、シアンインク，マゼンタインクまたはイエロインクのいずれか一つとすることが考えられる。いずれの色相のインクもカラーインクとして安定・安価に供給可能だからである。
【００１８】
更に、この二つのインクの他に、所定の色空間を、黒色を表現する二つのインクの一つである所定の色相を有する有彩色インクと共に表現可能な三原色に対応した他のインクを収納したすることも望ましい。この場合には、所定の色空間を表現するための少なくとも３つのインクと黒色を表現するための２つのインクとにおいて、一つのインクを共有することができ、インクカートリッジの小型化を図ることができる。
【００１９】
こうした場合に、共通の有彩色のインクを、他のインクより、所定の割合だけ多くインクカートリッジに収納すれば、カートリッジ内のインク残量の偏りを防止することができ、好適である。
【００２０】
本発明は、コンピュータを用いて実現可能であるため、次の機能を記憶した記録媒体とすることができる。本発明の第１の記憶媒体は、
複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを用いて印刷を行なう印刷装置の制御用プログラムを、該印刷装置に内蔵されたコンピュータに読み取り可能に記憶した記憶媒体であって、
該制御用プログラムは、
記録しようとする画像における黒色の濃度を入力する機能と、
該入力した黒色の濃度に対して、前記複数種類のインクのうちの所定の色相を有する有彩色インクと、該有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の疑似黒色インクとの記録率を記憶したテーブルと、
前記黒色の濃度が入力されたとき、該テーブルを参照して、前記有彩色インクと前記疑似黒色インクとの記録率を決定する機能と
に対応したプログラムを含むこと
を要旨としている。
【００２１】
この記憶媒体に記憶されたプログラムは、印刷装置に内蔵されたコンピュータに読み込まれることで、次の機能を実現する。この印刷装置は、印刷に用いる複数の種類のインクのうちの二つを、所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有するインクとして用意している。したがって、この記録媒体の制御用プログラムを読み込んだ印刷装置は、そのヘッドにより黒色を記録しようとする際には、この二つのインクを所定の割合として被印刷物上に記録を行なう。この結果、例えば無彩色多階調の画像を記録する場合に、単独で黒色のドットを形成するのではなく、他の有彩色インクおよびこのインクと混在して黒色となるインクにより黒色のドットを形成するので、黒色のインクによるドットを単独で形成する場合と比べて粒状感の低い印刷が可能となる。
【００２２】
ここで、前記制御プログラムに、更に
前記疑似黒色インクを収納したインクカートリッジか、単独で黒色を表現する黒色インクを収納したインクカートリッジかのいずれが前記印刷装置に装着されているかを検出する機能と、
該装着されたインクカートリッジ毎に用意され、かつ前記黒色の濃度に応じた各色インクの記録率を記憶したテーブルを、前記検出されたインクカートリッジの種類に基づいて切り換える機能と、
該切り換えたテーブルを参照して各色インクの記録率を求める機能と
に対応したプログラムを含むものとしてもよい。
【００２３】
この場合には、この記録媒体の制御用プログラムを読み込んだ印刷装置は、いずれのインクカートリッジが装着されたかを判別して、装着されたインクカートリッジに対応したテーブルを参照して印刷を行なうことができる。
【００２４】
さらに、この記憶媒体にあって、前記制御用プログラムに、
記録しようとする画像の種類を判別する機能と、
前記画像が自然画像であると判別された場合には、前記疑似黒色インクを収容したカートリッジを用いて画像の記録を行なわせる機能と、
該画像が自然画像ではないと判別された場合には、単独で黒色を表現する黒色インクを収納したカートリッジを用いて画像の記録を行なわせる機能と
に対応したプログラムを含むものとしても良い。
【００２５】
この場合には、記録しようとする画像の種類により、その種類に適したインクを用いて印刷を行なうことができる。
【００２６】
更に、本発明の第２の記録媒体は、
複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを用いて印刷を行なう印刷装置の制御用プログラムと該プログラムが参照するデータとを、前記印刷装置に内蔵されたコンピュータに読み取り可能に記憶した記憶媒体であって、
前記データは、
記録しようとする画像における黒色の濃度に対して、前記複数種類のインクのうちの所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有する疑似黒色インクとの記録率を記憶したテーブルを含むこと
を要旨としている。
【００２７】
この記憶媒体に記憶された制御用プログラムとデータは、印刷装置のコンピュータに読み込まれて、上述した第１の記憶媒体に記憶された制御用プログラムと同様に、前記印刷装置に所定の機能を付与するが、この記憶媒体は、印刷装置の動作を検討するまでもなく、該記憶媒体に記憶されたデータを解析することにより、その特徴を知ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例としての印刷装置の構成を示すブロック図である。図示するように、コンピュータ９０にスキャナ１２とカラープリンタ２０とが接続されており、このコンピュータ９０に所定のプログラムがロードされ実行されることにより、全体として印刷装置として機能する。図示するように、このコンピュータ９０は、プログラムに従って画像処理に関わる動作を制御するための各種演算処理を実行するＣＰＵ８１を中心に、バス８０により相互に接続された次の各部を備える。ＲＯＭ８２は、ＣＰＵ８１で各種演算処理を実行するのに必要なプログラムやデータを予め格納しており、ＲＡＭ８３は、同じくＣＰＵ８１で各種演算処理を実行するのに必要な各種プログラムやデータが一時的に読み書きされるメモリである。
【００２９】
入力インターフェイス８４は、スキャナ１２やキーボード１４からの信号の入力を司り、出力インタフェース８５は、プリンタ２０へのデータの出力を司る。ＣＲＴＣ８６は、カラー表示可能なＣＲＴ２１への信号出力を制御し、ディスクコントローラ（ＤＤＣ）８７は、ハードディスク１６やフレキシブルドライブ１５あるいは図示しないＣＤ−ＲＯＭドライブとの間のデータの授受を制御する。ハードディスク１６には、ＲＡＭ８３にロードされて実行される各種プログラムやデバイスドライバの形式で提供される各種プログラムなどが記憶されている。このほか、バス８０には、シリアル入出力インタフェース（ＳＩＯ）８８が接続されている。このＳＩＯ８８は、モデム１８に接続されており、モデム１８を介して、公衆電話回線ＰＮＴに接続されている。コンピュータ９０は、このＳＩＯ８８およびモデム１８を介して、外部のネットワークに接続されており、特定のサーバーＳＶに接続することにより、画像処理に必要なプログラムをハードディスク１６にダウンロードすることも可能である。また、必要なプログラムをフレキシブルディスクＦＤやＣＤ−ＲＯＭによりロードし、コンピュータ９０に実行させることも可能である。
【００３０】
次に、プリンタ２０内部の構成について説明する。図２は、プリンタ２０の概略構成図である。図示するように、このプリンタ２０は、紙送りモータ２２によって用紙Ｐを搬送する機構と、キャリッジモータ２４によってキャリッジ３０をプラテン２６の軸方向に往復動させる機構と、キャリッジ３０に搭載された印字ヘッド２８を駆動してインクの吐出およびドット形成を制御する機構と、これらの紙送りモータ２２，キャリッジモータ２４，印字ヘッド２８および操作パネル３２との信号のやり取りを司る制御回路４０とから構成されている。
【００３１】
用紙Ｐを搬送する機構は、紙送りモータ２２の回転をプラテン２６のみならず、図示しない用紙搬送ローラに伝達するギヤトレインを備える（図示省略）。また、キャリッジ３０を往復動させる機構は、プラテン２６の軸と並行に架設されキャリッジ３０を摺動可能に保持する摺動軸３４と、キャリッジモータ２４との間に無端の駆動ベルト３６を張設するプーリ３８と、キャリッジ３０の原点位置を検出する位置検出センサ３９等から構成されている。
【００３２】
制御回路４０を中心にこのプリンタ２０の構成を示したのが、図３である。図示するように、この制御回路４０は、周知のＣＰＵ４１，プログラムなどを記憶したＰ−ＲＯＭ４３，ＲＡＭ４４，文字のドットマトリクスを記憶したキャラクタジェネレータ（ＣＧ）４５などを中心とする算術論理演算回路として構成されており、この他、外部のモータ等とのインタフェースを専用に行なうＩ／Ｆ専用回路５０、このＩ／Ｆ専用回路５０に接続されヘッド２８を駆動するヘッド駆動回路５２、同じく紙送りモータ２２およびキャリッジモータ２４を駆動するモータ駆動回路５４を備える。また、Ｉ／Ｆ専用回路５０は、パラレルインタフェース回路を内蔵しており、コネクタ５６を介してコンピュータに接続されて、コンピュータが出力する印刷用の信号を受け取ることができる。
【００３３】
キャリッジ３０には、黒インク用のカートリッジ７１とシアン，マゼンタ，イエロの３色のインクを収納したカラーインクカートリッジ７２が搭載可能である。キャリッジ３０の下部の印字ヘッド２８には計４個のインク吐出用ヘッド６１ないし６４が形成されており、キャリッジ３０の底部には、この各色用ヘッドにインクタンクからのインクを導く導入管（図示せず）が立設されている。キャリッジ３０に黒インク用のカートリッジ７１およびカラーインク用カートリッジ７２を上方から装着すると、各カートリッジに設けられた接続孔に導入管が挿入され、各インクカートリッジから吐出用ヘッド６１ないし６４へのインクの供給が可能となる。なお、この実施例では、黒インク用のカートリッジ７１とカラーインク用のカートリッジ７２とを別々に装着するものとしているが、黒、シアン、マゼンタ、イエロの４色のインクを一つのカートリッジに収納し、これをキャリッジ３０に装着する構成とすることも可能である。
【００３４】
インクが吐出される機構を簡単に説明する。図４に示すように、インク用カートリッジ７１，７２がキャリッジ３０に装着されると、毛細管現象を利用してインク用カートリッジ内のインクが導入管７６を介して吸い出され、キャリッジ３０下部に設けられた印字ヘッド２８の各色ヘッド６１ないし６４に導かれる。なお、初めてインクカートリッジが装着されたときには、専用のポンプによりインクを各色ヘッド６１ないし６４に吸引する動作が行なわれるが、本実施例では吸引のためのポンプ、吸引時に印字ヘッド２８を覆うキャップ等の構成については図示および説明を省略する。
【００３５】
各色ヘッド６１ないし６４には、図４に示したように、各色毎に３２個のノズルｎが設けられている。各ノズルに対応して、電歪素子の一つであって応答性に優れたピエゾ素子ＰＥが配置されている。ピエゾ素子ＰＥとノズルｎとの構造を詳細に示したのが、図５である。図示するように、ピエゾ素子ＰＥは、ノズルｎまでインクを導くインク通路６８に接する位置に設置されている。ピエゾ素子ＰＥは、周知のように、電圧の印加により結晶構造が歪み、極めて高速に電気−機械エネルギの変換を行なう素子である。本実施例では、ピエゾ素子ＰＥの両端に設けられた電極間に所定時間幅の電圧を印加することにより、図５下段に示すように、ピエゾ素子ＰＥが電圧の印加時間だけ伸張し、インク通路６８の一側壁を変形させる。この結果、インク通路６８の体積は、ピエゾ素子ＰＥの伸張に応じて収縮し、この収縮分に相当するインクが、粒子Ｉｐとなって、ノズルｎの先端から高速に吐出される。このインク粒子Ｉｐがプラテン２６に装着された用紙Ｐに染み込むことにより、印刷が行なわれることになる。
【００３６】
以上説明したハードウェア構成を有する本実施例のプリンタ２０は、紙送りモータ２２によりプラテン２６その他のローラを回転して用紙Ｐを搬送しつつ、キャリッジ３０をキャリッジモータ２４により往復動させ、同時に印字ヘッド２８の各色ヘッド６１ないし６４のピエゾ素子ＰＥを駆動して、カートリッジ７１，７２により用意された各色インクの吐出を行ない、用紙Ｐ上に多色の画像を形成する。
【００３７】
黒インク用のカートリッジ７１に収納されているインクの色相は、以上の説明では便宜的に、黒色と呼んだが、実際には黒インク用カートリッジ７１に収納されたインクは、無彩色のリアルブラックではない。本実施例で用いた黒インクには、後述するように、黒色の染料（ＦｏｏｄＢｌａｃｋ２）だけではなく、色相的にはマゼンタの染料およびイエロの染料が含まれており、この点に際立った特徴がある。そこで、本実施例で用いた黒色用のインクをブラックインクと呼ぶものとする。したがって以下の説明で「ブラックインク」とは、黒色の染料のみを含むインクではなく、他の有彩色の染料も含有する黒色系のインクという意味で用いる。従来の黒色用の染料のみを含んだインクは「黒色インク」と呼んで区別する。なお、本実施例では、各色インクの収容量も均一ではない。まず、インクカートリッジ７１，７２の構造について説明し、次に各カートリッジ７１，７２に収納された各色インクの組成について説明する。
【００３８】
図６は、本実施例に用いたカラーインク用のカートリッジ７２の外観図、図７は、このカートリッジ７２の分解斜視図である。黒インク用のカートリッジ７１は、内部にインクを収納する空間が一つしかない点を除いて、カラー用のインクカートリッジ７２と同一の構造をしているので、ここではカラー用のインクカートリッジ７２についてのみ説明する。このインクカートリッジ７２内には、マゼンタ、シアン、イエロの３種のインクが収容されている。インクカートリッジ７２は、ポリプロピレンを素材として用い、かつ表面の張出し部分をなくして限られた容積内に可能な限りのインクを収容し得るよう、全体を直方体状に形成しており、その内部には、イエロ、マゼンタ、シアンの各色インクを、多孔質のスポンジ材であるフォーム１１９に吸収した形態で収容するインク収容室１０２ａ〜１０２ｃが、それぞれ隔壁１０３を介して区画形成されている。図７では、フォーム１１９は、収容室１０２ａ〜１０２ｃから引き出された状態で描かれているが、図示するように、フォーム１１９自体の体積は、収容室１０２ａ〜１０２ｃより大きい。従って、フォーム１１９は、圧縮して収容室１０２ａ〜１０２ｃに収納される。図５に示したように、インク収容室１０２ａにはイエロインクＹが、インク収容室１０２ｂにはマゼンタインクＭが、インク収容室１０２ｃにはシアンインクＣが、それぞれ収容される。各インク収容室１０２ａ〜１０２ｂのうち、シアンインク用の収容室１０２ｃは、他のインク用の収容室１０２ａ，ｂと比べて約１．５倍の内容積を有する。したがって、収納されるインクも、イエロインクが最も多く収容されていることになる。
【００３９】
このインクカートリッジ７２の外側壁１０４は隔壁１０３よりも肉厚に形成され、かつ上端の開口縁１０５を、はちまき状にさらに外方に膨出させて肉厚に形成している。この開口縁１０５により、インクカートリッジ７２は、十分な剛性を得ている。外側壁１０４の角部には、キャリッジ３０への位置決めと自己の保形とを兼ねたリブ１０６が、一体的に突出形成されている。
【００４０】
これらインク収容室１０２ａ〜１０２ｃの各底面１０８には、互いに結合し合った円筒状のインク供給口が突出形成されている（図示省略）。これらのインク供給口は、外周を短冊型の共通の枠１１２により囲われた構造とされている。このインク供給口には、保管時に密封用のテープ１１５が貼付される。各インク供給口には、シール用ゴム１１６がはめ込まれており、インクカートリッジ７２をキャリッジ３０に装着した場合、導入管７６とインク供給口を隙間なく結合する。
【００４１】
一方、このインクカートリッジ７２の底面１０８には、各インク供給口の並びに沿って係合凹部１１７が形成されている。この係合凹部１１７を、キャリッジ３０に設けたリフタの支棹（図示省略）に係合させることによってインクカートリッジ７２への誤装着を防ぐとともに、この係合凹部１１７を設けることによってインクカートリッジ７２内方に段部を形成し、次の作用効果を得ている。即ち、インクカートリッジ７２の内部にあってインクが外部に出ていく排出口より低い部分に存在するインクは、フォーム１１９による毛細管現象を利用しても完全には排出できない。したがって、段部を形成することにより、インクカートリッジ７２内部にあってインクを吸着するフォーム１１９がこの部分に存在できないものとし、使用されない無駄なインクの量を減らしている。また、インクカートリッジ７０全体をアルミパックに入れて減圧パックする際には、減圧のための空間が必要となるので、段部によりこの空間も確保している。
【００４２】
インクカートリッジ７２の上部には、インクカートリッジ７２の開口部を封止する蓋体１２０が嵌合可能となっている。この蓋体１２０の内面には、インク収容室１０２ａないし１０２ｃ内に収容したフォーム１１９を押圧する２列の縦リブ１２１が各インク収容室１０２ａないし１０２ｃ毎に、所定の間隔を設けて、かつ蓋体１２０を長手方向に僅かに摺動させることができる程度の長さをもって突出形成されている。これらの縦リブ１２１は、インク供給口寄りの部分が他の部分よりも高く形成されている。したがって、蓋体１２０をインクカートリッジ７２の本体に嵌め込むと、縦リブ１２１は、インク供給口側の部分のフォーム１１９を、他の部分より強く圧縮して、インク供給口側のフォーム１１９の空孔を縮小する。この結果、インク供給口側では、他の部分より毛細管作用が強く働き、フォーム１１９内に均一に吸収されているインクを、インクの減少と共にインク供給口付近に集める。
【００４３】
次に、シアン，マゼンタ，イエロ，黒の各色インクの組成について説明する。図８に示すように、シアンインク（図８中Ｃで示す）は、染料であるダイレクトブルー１９９を３．６重量パーセント、ジエチレングリコール３０重量パーセント、サーフィノール４６５を１重量パーセント、水６５．４重量パーセントとしたものである。また、マゼンタインク（図８中Ｍで示す）は、染料であるアシッドレッド２８９を２．８重量パーセント、ジエチレングリコール２０重量パーセント、サーフィノール４６５を１重量パーセント、水７６．２重量パーセントとしたものである。イエロインク（図８中Ｙで示す）は、染料としてダイレクトイエロ８６を１．８重量パーセント、ジエチレングリコール３０重量パーセント、サーフィノール４６５を１重量パーセント、水６７．２重量パーセントとしたものである。
【００４４】
これに対して、黒インク（図８中ＢＫで示す）は、図示するように、マゼンタ用の染料であるアシッドレッド２８９を１．４重量パーセント、イエロ用の染料であるダイレクトイエロ８６を０．９重量パーセント、黒色の染料であるフードブラック２を２．４重量パーセント加え、これにジエチレングリコール２５重量パーセント、サーフィノール４６５を１重量パーセント、水６９．３重量パーセントとしたものである。したがって、本実施例のブラックインクは、無彩色インクではなく、色相的には、イエロ染料によって赤色側の色調に寄っていることになる。比較のために、黒インクを染料としてはフードブラック２のみを含む無彩色インクとした場合の各色インクの組成を、図９に示す。図示するように、この場合、黒インク以外のインクの組成は、実施例と変わるところがない。また、本実施例の各色インクの記録率と明度の関係を図１０に、従来のインク（図９参照）における記録率と明度Ｌ＊との関係を図１１に、それぞれ示した。ここで、記録率とは、白色の用紙をある色のインクによるドットで埋め尽くした場合を１００［％］としてどれだけの割合でドットを形成したかを表わす相対的な値であり、明度Ｌ＊とは、各記録率で印刷された所定の領域の明るさを、測色計で測定した値である。図１０，図１１に示したように、本実施例の黒インクは、フードブラック２の染料を少なくして、黒色の染料よりは明度の高いマゼンタインク用の染料とイエロインク用の染料を加えていることから、同じ記録率であれば明度は半分程度になっていることが分かる。
【００４５】
いずれのインクも、粘度（３［ｍＰａ・ｓ］）および表面張力をほぼ同一に調整しているので、各色ヘッド毎のピエゾ素子ＰＥの制御を、ドットを形成するインクに拠らず同一にすることができる。
【００４６】
次に、画像が入力されてから、プリンタ２０により形成されるまでの処理について説明する。プリンタ２０は、図１に示すように、コンピュータ９０などの画像形成装置からコネクタ５６を介して受け取った信号に基づいて、多色の画像を形成する。この例では、コンピュータ９０内部で動作しているアプリケーションプログラムは、画像の処理を行ないつつビデオドライバ９１を介してＣＲＴディスプレイ９３に画像を表示している。このアプリケーションプログラム９５が、印刷命令を発行すると、コンピュータ９０のプリンタドライバ９６が、画像情報をアプリケーションプログラムから受け取り、これをプリンタ２０が印字可能な信号に変換している。図１０に示した例では、プリンタドライバ９６の内部には、アプリケーションプログラム９５が扱っている画像情報をドット単位の色情報に変換するラスタライザ９７、ドット単位の色情報に変換された画像情報（階調データ）に対して画像出力装置（ここではプリンタ２０）の発色の特性に応じた色補正を行なう色補正モジュール９８、色補正された後の画像情報からドット単位でのインクの有無によりある面積での濃度を表現するいわゆるハーフトーンの画像情報を生成するハーフトーンモジュール９９が備えられている。これらの各モジュールの動作は、周知のものなので、説明は原則として省略する。
【００４７】
プリンタ２０では、インク自体の濃さを制御することは通常できないから、画像の階調は、インクによる微細なドットを形成するか否かにより、所定面積の濃度を制御することにより表現される。即ち、入力された画像データは、最終的には、ドットの記録率に置き換えられることになる。通常、スキャナ１２などから入力された画像データは、コンピュータ９０内部では、ＲＧＢの三原色により各色２５６階調のデータとして扱われるが、プリンタ２０では、シアン，マゼンタ，イエロ（ＣＹＭ）の三原色および黒色（Ｂｋ）により扱われる。そこで、まず色補正モジュール９８により、ＲＧＢからＣＹＭＫへの変換が行なわれる。ここで、黒色インク（Ｂｋ）の割合は、次のように定められていた。
【００４８】
インクによる混色は減色混合なので、シアン，マゼンタ，イエロがそれぞれ濃度１００［％］であれば、黒色と同じであると扱うことができる。ＣＭＹにより表現されるこの黒色が、いわゆるコンポジットブラックである。黒色インクを用いてドットを形成すると、粒状感が強く感じられる。そこで、高画質の印刷を行なう場合には、黒色を、できるだけコンポジットブラックで表現することが行なわれる。ところが、コンポジットブラックは、ＣＭＹの三色インクを使って黒色を表現するため、例えば濃度１００［％］の黒を表現しようとすると、黒色のインクと比べて３倍のインクが必要になってしまう。用紙によっては、インクデューティの上限が３００［％］より低いものがあり、この場合には、インクデューティの制限から、ＣＭＹの各色インクの一部を黒色インクに置き換えることが行なわれる。
【００４９】
例えば、図１３は、従来のインクを用いて普通紙でフルカラーの画像を表現する場合において、無彩色（グレー）を表現する際の各色インクによるドットの記録率の一例を示すグラフである。図中、左軸は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）、黒色（Ｂｋ）の各色インクの記録率を示しており、右軸は、これらのインクの総量「Ｔ」に対応した記録率を示している。図１３の例では、使用している用紙のインクデューティは記録率で２５０［％］程度であり、全インクの総量（Ｔ）が２５０［％］を越えないよう、画像データの入力レベルが１６０／２５５を越えた辺りから、コンポジットブラック（ＣＭＹ）による表現を黒色インク（Ｂｋ）に置き換えている。即ち、入力レベルが１６０／２５５を越えると、黒色インク（Ｂｋ）よるドットの形成を始め、入力レベルが１９０／２５５程度でインクの総量が最大となるよう黒色インクの割合を決定している。入力レベルが１９０／２５５を越えている領域では、ＣＭＹの各インクによるドットの記録率を各々等しい量だけ減らし、その分だけ黒色インクのドット記録率を増加している。もとより、入力レベル１９０／２５５を越えた領域でインク総量を減少させず、ＣＭＹインクをより多く使用する特性も考えられるが、原画像の濃度が高い領域では、黒色インクのドットが用いられても画質にはさほど影響を与えないことから、インクデューティによる制限およびインク消費量の低減に配慮して、かかる特性としていた。
【００５０】
これに対して、本実施例では、ブラックインク（Ｂｋ）の色相および濃度が、図８および図１０に示したように通常の黒色インクとは異なっていることから、各色インクによるドット記録率の特性も、従来のものとは大きく異なっている。本実施例における画像データの入力レベルと各色ドット記録率との関係を、図１４に示す。図示するように、本実施例では、ブラックインク（Ｂｋ）によるドットの形成を入力レベルが１２７／２５５の辺りから開始している。また、入力レベルが２５５／２５５、即ち１００［％］の黒色を表現する場合には、従来のプリンタでは、シアン，マゼンタ，イエロのインクは使用されずすべて黒色のインクによりドットが形成されるが（図１３参照）、本実施例では、ブラックインク（Ｂｋ）と共にシアンインク（Ｃ）によるドットが形成される。即ち、この実施例では、無彩色はコンポジットブラックによる表現の他に、ブラックインク（Ｂｋ）とシアンインク（Ｃ）による表現が可能である。
【００５１】
かかるインク構成では、次の利点が得られる。
（１）ブラックインク（Ｂｋ）は黒色の染料の割合が低く、マゼンタやイエロの染料が含まれている。したがって、図１０に示したように、その明度Ｌ＊は高い。この結果、ブラックインクでドットを形成しても、従来の黒色インク（図９参照）と比べると粒状感は低い。このため、高画質を維持しつつ、入力レベルが低い領域からブラックインクのドットを形成することができる。ブラックインクを低濃度領域から使用できることから、高画質を維持したまま引き締まった画像を形成することができる。コンポジットブラックですべてを表現した場合や従来の黒色インクでドットを形成した場合と比べると、粒状感を生じることなく締まった画像が得られるこの効果は大きい。
（２）ブラックインクのドットが形成できれば、その分、コンポジットブラックのための各色インク（ＣＭＹ）を低減でき、全体にインク総量を低減することができる。図１４に示すように、本実施例では、従来例（図１３）と比べて、インク総量（Ｔ）の最大値を低減することができた。このため、インクデューティが低い用紙でも印字することができる。
【００５２】
（３）ブラックインク（Ｂｋ）が形成される領域が広くなるので、入力レベルの変化に対する記録率の変化が緩やかなものになる。この結果、高濃度領域における階調表現が豊かになり、高濃度領域の画質の向上に資する。
（４）本実施例で、用いたカラー用のインクカートリッジ７２は、図６に示したように、シアンインク（Ｃ）の収容量がマゼンタやイエロに対して１．５倍程度多くされている。この結果、図１４に示したように、高濃度領域でシアン（Ｃ）インクを使用し続ける特性で印刷を行なうことから、シアンインクの消費量が相対的に多くなるものの、インクカートリッジとしては、マゼンタやイエロインクが十分残っているのに、シアンインクだけを消尽してしまい、カラー用のインクカートリッジ７２を交換せざる得なくなるということがない。
【００５３】
（５）本実施例の手法では、黒インク用カートリッジ７１を従来のものから、本実施例のものに取り替えた場合、画像データの入力レベルに対して各色インクのドット記録率を決めるテーブル（図１３，図１４）を入れ替えるだけで良い。したがって、既設のプリンタに対して、取り付け寸法などの互換性を維持したインクカートリッジを用意しさえすれば、ハードウェアの調整や部品の取り替えなどを行なう必要がない。このため、既存のプリンタの有効利用を図ることができる。またその画質の向上を極めて簡易な方法で実現することができる。この実施例を、図１５，図１６に示す。この例では、プリンタ２２Ａは、図１５に示すように、装着されたインクカートリッジ２７１Ａ，２７１Ｂの違いを検出するセンサ２００を搭載し、センサ２００の検出結果を用いて、図１６に示すように、装着されたカートリッジの種類を判別し（ステップＳ３００）、カートリッジの種類に適合したテーブルに自動的に切り換える（ステップＳ３１０，３２０）。なお、この実施例では、黒インク用カートリッジを交換するだけで良いので、インク残量の偏りを許容すれば、カラー用インクカートリッジは、従来のものをそのまま利用することさえ可能である。
【００５４】
（６）更に、従来の黒インク用カートリッジと本実施例の黒インク用カートリッジ７１を、印刷しようとする対象に応じて取り替えるものとすることもできる。プリンタドライバは、印字しようとしている対象が自然画か文字かを判別することができるので、図１７のフローチャートに示すように、印字しようとしていてる対象が自然画の場合には（ステップＳ４００）、本実施例のように特定の有彩色とともに黒を表現するブラックインクを収容したカートリッジに取り替えるように促し（ステップＳ４１０）、後者の場合には、従来の黒色インクを収容したカートリッジに取り替えるよう促すのである（ステップＳ４２０）。印刷の途中で印刷を中断し、使用者にカートリッジの交換を促すメッセージを出力しても良いし、印刷しようとしているページ全体のデータをまず認識し、自然画が含まれている場合には、本実施例のインクカートリッジに、含まれていない場合には、従来のリアルブラックのインクを収容したカートリッジに、それぞれ交換するように促しても良い。更に、黒インクとしてこの２種類のインクを一体または別体に収納したカートリッジを用意し、プリンタが、両インクを、印刷しようとする対象が文字か自然画かにより、使う分けるものとしても良い。なお、グラフなど、せいぜい数種類の色相で塗り分けるような画像の場合には、全体として文字と同じように扱って黒色を表現して差し支えない。
【００５５】
上述した実施例では、黒色を表現するのに、有彩色であるシアンインク（Ｃ）とマゼンタおよびイエロの染料を含んだブラックインク（Ｂｋ）とを用いている。組み合わせて黒色になるインク同士の組み合わせであれば、他の二つのインクの組み合わせを用いることも可能である。例えば、有彩色インクをイエロインク（Ｙ）とし、これと組み合わせて黒色を表現可能なインクを、フードブラック２の染料にシアンおよびマゼンタインク用の染料を加えたインクとして調整しても良い。この場合には、有彩色インクとして最も粒状感の小さいイエロインクを用いることになるので、有彩色インクのドットの形成をさほど精密にコントロールする必要がないという利点が得られる。あるいは、有彩色インクとして、シアンおよびマゼンタインクの両者を用いるものとし、これと組み合わせて黒色を表現するインクを、フードブラック２の染料にイエロインク用の染料を加えたインクとして調整しても良い。この場合には、ブラックインク（Ｂｋ）の明度は上記実施例より高くなり、その粒状感を更に低減することができる。なお、こうした場合には、組み合わせて黒色を表現する有彩色インクのカートリッジ内の収容量を、他のインクより多くしておけばよい。
【００５６】
また、マゼンタやシアンインクについて、濃度を低減したライトマゼンタ，ライトシアンインクも併用するタイプのプリンタも提案されているが、本発明は、こうした低濃度インクを利用するプリンタにも適用可能である。高画質化、特に低濃度領域での粒状感を解消するために、濃度の低いインクを用いる場合には、用紙に対するインクの打ち込み量を増える傾向にあるから、本願発明の効果は大きい。
【００５７】
なお、本実施例では、入力レベルに対する各色ドットのオン・オフの制御については特に説明しなかったが、各色ドットのオン・オフは、周知のディザ法や誤差拡散法を用いて決定すればよいことは勿論である。また、本願発明は、上述した実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる態様で実施することができる。例えば、本願発明はピエゾ素子を用いたインクジェットプリンタに限定されるものではなく、インク通路にヒータを設け、ヒータへの通電に伴って発生する泡（バブル）によりインク滴を吐出するタイプのプリンタに適用することもできる。もとより、インクジェットプリンタに限る必要はなく、熱転写タイプのプリンタや簡易印刷機、多階調複写機やファクシミリなどにも応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の印刷装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】実施例のプリンタ２０の概略構成図である。
【図３】プリンタ２０における制御回路４０の構成を示すブロック図である。
【図４】各色ヘッド６１ないし６４におけるインク吐出のための構成を示す説明図である。
【図５】ピエゾ素子ＰＥの伸張によりインク粒子Ｉｐが吐出される様子を示す説明図である。
【図６】カラー用のインクカートリッジ７２の外観図である。
【図７】カラー用のインクカートリッジ７２の内部構成を示す分解斜視図である。
【図８】実施例の各色インクの組成を示す説明図である。
【図９】従来例の各色インクの組成を示す説明図である。
【図１０】実施例の各色インクによるドットの記録率と明度Ｌ＊との関係を計測したグラフである。
【図１１】従来例の各色インクによるドットの記録率と明度Ｌ＊との関係を計測したグラフである。
【図１２】コンピュータ９０が扱う画像情報から印刷が行なわれるまでの処理の様子を例示するブロック図である。
【図１３】従来のインクを用いた場合の画像データの入力レベルと記録率との関係を示すグラフである。
【図１４】本実施例における画像データの入力レベルと記録率との関係を示すグラフである。
【図１５】他の実施例におけるカートリッジ検出機構を示す説明図である。
【図１６】他の実施例におけるカートリッジ判別ルーチンを示すフローチャートである。
【図１７】他の実施例における画像判別ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２…スキャナ
１４…キーボード
１５…フレキシブルドライブ
１６…ハードディスク
１８…モデム
２０…カラープリンタ
２１…ＣＲＴ
２２…紙送りモータ
２４…キャリッジモータ
２６…プラテン
２８…ヘッド
２８…印字ヘッド
３０…キャリッジ
３２…操作パネル
３４…摺動軸
３６…駆動ベルト
３８…プーリ
３９…位置検出センサ
４０…制御回路
４１…ＣＰＵ
４３…ＲＯＭ
４４…ＲＡＭ
５０…Ｉ／Ｆ専用回路
５２…ヘッド駆動回路
５４…モータ駆動回路
５６…コネクタ
６１…インク吐出用ヘッド
６８…インク通路
７１…黒インク用カートリッジ
７２…カラー用インクカートリッジ
７６…導入管
８０…バス
８１…ＣＰＵ
８２…ＲＯＭ
８３…ＲＡＭ
８４…入力インターフェイス
８５…出力インタフェース
８６…ＣＲＴＣ
８６…ダイレクトイエロ
８８…ＳＩＯ
９０…コンピュータ
９１…ビデオドライバ
９３…ＣＲＴディスプレイ
９５…アプリケーションプログラム
９６…プリンタドライバ
９７…ラスタライザ
９８…色補正モジュール
９９…ハーフトーンモジュール
１０２ａ〜１０２ｃ…インク収容室
１０３…隔壁
１０４…外側壁
１０５…開口縁
１０６…リブ
１０８…底面
１１２…枠
１１５…テープ
１１６…シール用ゴム
１１７…係合凹部
１１９…フォーム
１２０…蓋体
１２１…縦リブ
Claims (15)
- 複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを備えた印刷装置であって、
前記複数種類のインクのうちの二つを、所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有するインクとし、
前記ヘッドにより黒色を記録しようとする際には、前記二つのインクを前記所定の割合で前記被印刷物上に記録する黒色記録手段を備えた
印刷装置。 - 前記有彩色インクは、シアンインクまたはマゼンタインクである請求項１記載の印刷装置。
- 前記有彩色インクは、前記インクをドット単位で前記被印刷物上に記録した際、粒状感の低い色彩のインクである請求項１記載の印刷装置。
- 前記粒状感の低いインクは、イエロインクである請求項３記載の印刷装置。
- 請求項１記載の印刷装置であって、
前記複数のインクとして、前記二つのインクの他に、所定の色空間を前記所定の色相を有する有彩色インクと共に表現可能な三原色に対応した他のインクを収納したインクカートリッジと、
前記色空間内の表現しようとする色彩に対応した前記各色インクの使用の割合を設定したインク使用量設定手段と、
印刷しようとする画像のデータに対して、前記インク使用量設定手段が設定した使用の割合を用いて、前記インクを前記被印刷物上に記録するよう前記ヘッドを駆動するヘッド駆動手段と
を備えた印刷装置。 - 請求項５記載の印刷装置であって、
前記各色インクは、液状のインクであり、
前記ヘッドは、該インクをインク滴として前記被印刷物に吐出する機構を備え、
前記インク使用量設定手段は、前記各色インクの使用の割合を、前記被印刷物のインクデューティを満足する割合として制限した値として記憶する手段である
印刷装置。 - 複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを備えた印刷装置に装着されるインクカートリッジであって、
前記複数種類のインクのうちの二つを、所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有するインクとし、
該二つのインクを少なくとも収納した
インクカートリッジ。 - 前記有彩色インクは、シアンインク，マゼンタインクまたはイエロインクのいずれか一つである請求項７記載のインクカートリッジ。
- 請求項７記載のインクカートリッジであって、
前記複数のインクとして、前記二つのインクの他に、所定の色空間を前記所定の色相を有する有彩色インクと共に表現可能な三原色に対応した他のインクを収納したインクカートリッジ。 - 前記有彩色のインクが、前記他のインクより、所定の割合だけ多く収納された請求項９記載のインクカートリッジ。
- 複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを用いて印刷を行なう印刷方法であって、
前記複数種類のインクのうちの二つを、所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有するインクとして用意し、
前記ヘッドにより黒色を記録しようとする際には、前記二つのインクを前記所定の割合で前記被印刷物上に記録する
印刷方法。 - 複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを用いて印刷を行なう印刷装置の制御用プログラムを、該印刷装置に内蔵されたコンピュータに読み取り可能に記憶した記憶媒体であって、
該制御用プログラムは、
記録しようとする画像における黒色の濃度を入力する機能と、
該入力した黒色の濃度に対して、前記複数種類のインクのうちの所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有する疑似黒色インクとの記録率を記憶したテーブルと、
前記黒色の濃度が入力されたとき、該テーブルを参照して、前記有彩色インクと前記疑似黒色インクとの記録率を決定する機能と
に対応したプログラムを含む記憶媒体。 - 請求項１２記載の記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、更に
前記疑似黒色インクを収納したインクカートリッジか、単独で黒色を表現する黒色インクを収納したインクカートリッジかのいずれが前記印刷装置に装着されているかを検出する機能と、
該装着されたインクカートリッジ毎に用意され、かつ前記黒色の濃度に応じた各色インクの記録率を記憶したテーブルを、前記検出されたインクカートリッジの種類に基づいて切り換える機能と、
該切り換えたテーブルを参照して各色インクの記録率を求める機能と
に対応したプログラムを含む記憶媒体。 - 請求項１２記載の記憶媒体であって、
前記制御用プログラムは、
記録しようとする画像の種類を判別する機能と、
前記画像が自然画像であると判別された場合には、前記疑似黒色インクを収容したカートリッジを用いて画像の記録を行なわせる機能と、
該画像が自然画像ではないと判別された場合には、単独で黒色を表現する黒色インクを収納したカートリッジを用いて画像の記録を行なわせる機能と
に対応したプログラムを含む記憶媒体。 - 複数種類のインクを被印刷物に記録可能なヘッドを用いて印刷を行なう印刷装置の制御用プログラムと該プログラムが参照するデータとを、前記印刷装置に内蔵されたコンピュータに読み取り可能に記憶した記憶媒体であって、
前記データとして、
記録しようとする画像における黒色の濃度に対して、前記複数種類のインクのうちの所定の色相を有する有彩色インクと、黒色の成分を主とし前記有彩色インクに対して所定の割合で混在することにより黒色を表現可能な色相の成分を有する疑似黒色インクとの記録率を記憶したテーブルを含むデータを記憶した記憶媒体。
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