JP2007296844A - インクジェット記録装置と画像処理方法、画像処理制御プログラムと記録媒体および高浸透性顔料インク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力画像情報を中間調処理(ディザ法)し、得られる出力階調値に応じてドット配置順を選択することが可能な画像処理手段を備えたインクジェット記録装置とし、記録用メディアとして商業・出版印刷用塗工紙を用いる場合に、水溶性の高浸透性顔料インク(フッ素系界面活性剤を含有させる)を用いると同時に、画像処理手段により格子状に配置されたドットデータの奇数列または偶数列のいずれか一方のドット位置を主走査方向または副走査方向にシフトし、ドット位置を千鳥状に配置して記録するように構成する。
【選択図】図1
Description
商業・出版印刷用塗工紙は、安価である上に光沢感があって品質が良く、大量印刷用途として適している媒体である。
しかし、通常の染料インクや顔料インクではインクの浸透性が低いためにインクが媒体に定着せず、画像を形成できないという課題がある。
一方、ドットと一定の単位で固まるように配置させる集中型のものもある。集中型の例としては、ディザマトリクスの中にサブマトリクスを配置してスクリーン角を持たせたもの(例えば、特許文献1、2参照)が知られている。
集中型はドットの集中によって形成されるパターンが印刷に強く出るため、用紙や印刷精度の問題によるムラを隠すというメリットがあり、印刷用途を中心に広く用いられている。
この作成方法においては、所定の階調レベル毎にドットパターンを決定する段階と、この段階で得られたドットパターンによってマスクを構成する段階とからなり、該ドットパターンを決定する段階では、所定の階調レベル毎に独立してドットパターンを決定する構成となされている。
この問題を考慮してドットが過度に集中しないように配置することもできるが、ハイライト部においてはインク量が少ないため、できるだけ集中した方がよく、逆にシャドー部では集中するとインクの打たれていない画素が残るため、インクが広がりにくい用紙では白抜け状のムラとなって画質低下に繋がるという問題がある。かかる両方の条件を満たすことは困難であった。
前者は、階調数を増やすと線数が低下してしまうため、高精細で階調性を持った画像を作ることができない。
後者は、線数に関わらず階調数を上げることができるが、個々のサブマトリックスのドット面積(ドット発生個数の違い)が常に同じではないので、ドットの多いサブマトリクスと少ないサブマトリクスに偏りがあると全体として異模様(テクスチャ)のように見える問題が発生するため、ドット配置におけるサブマトリクスの選択順序が重要となる。
また、CMYKやRGB等、複数の色版(カラープレーン)で構成されるカラー画像を処理する場合、全ての色版を同じディザマスクで処理すると、2次色以上において異なる色が常に重なるようにハーフトーンパターンが形成されるため、インクの広がりにくい用紙においては埋まりが悪く、隙間が白ムラのように見えて画質が低下したりし、また、印刷装置によってはインクが重なる順序により支配色が決まるため色相にズレが生じる場合もある。
本発明の高浸透性顔料インクによれば、商業・出版印刷用塗工紙を用いた場合においても、インクジェット記録で良好な定着性が得られた。
本発明の画像処理方法によれば、ドット配置を出力階調に応じて集中型と分散型のパターンとに、適宜切り替えられるので、ビーディングやブリーディングの発生を効果的に回避でき、商業・出版印刷用塗工紙を用いても、高品質の記録が可能となった。
また、上記本発明の画像処理方法に係るソフトを画像処理制御プログラム化し、記録媒体に書き込んで用いれば、ドライバー用として汎用的に装置に搭載することができ、商業・出版印刷用塗工紙に高品質の記録が実行でき、利便性の向上が図られた。
本発明におけるインクジェット記録装置は、記録媒体上に記録液を吐出してドットにより記録を行うインクジェット記録装置であり、入力画像情報を中間調処理して得られる出力階調値に応じてドット配置順を選択することが可能な画像処理手段を備え、記録媒体が商業・出版印刷用塗工紙である場合に、前記記録液として水性の高浸透性顔料インクを用いると共に、前記画像処理手段により格子状に配置されたドットデータの奇数列または偶数列のいずれか一方のドット位置を主走査方向または副走査方向にシフトし、ドット位置を千鳥状に配置して記録するようになされていることを特徴とする。
すなわち、集中型から分散型に移行する直前の階調(T−1)は集中しても問題が発生しない階調値であることを前提として、出力階調Tを発生させる前に、(T−1)の階調で全てのドットを埋めるようにディザマトリクスを構成することにより、用紙のインク被覆率を高め、インクの広がりにくい用紙においてもドットが白く抜けて見えるのを防ぐことができる。
また、出力階調に対応するインク滴のサイズによっては(T−1)に限らず、(T−2)、(T−3)・・・1、までの任意あるいは全ての出力階調において全てのドットが埋まるようにディザマトリクスを構成してもよい。
そして、ドット配置順を決定する際の前記サブマトリクスの選択順は、ディザマトリクス内で分散的であるようにし、隣接するサブマトリクスを連続して選択しないように間隔を空けて選択するか、あるいは配置されたドットがハイパスフィルタ特性を持つように選択することが好ましい。
ドット配置を決定する際のサブマトリクスの選択においては、ドット数の多いサブマトリクスと少ないサブマトリクスの最大の差が1ドットより大きくならないように、サブマトリクスを選択してドットを配置する。
また、隣接するサブマトリクスに連続してドットを配置する事をできるだけ避けるため、次にドットを配置するサブマトリクスは一定方向に一定の間隔をおいて選択する、あるいは、ディザマトリクス全体としてハイパスフィルタ特性を持つように選択することにより画像全体に偏り無く、異模様(テクスチャ)の発生を抑えた画像処理を行うことができる。
すなわち、CMYKやRBG等、複数の色版(カラープレーン)で構成されるカラー画像においては、基準となるディザマトリクスを色版ごとに「回転」、「線対称に反転」、「平行移動」のいずれか、あるいは任意の組合せによって変換したディザマトリクスを使用することにより、2次色以上で組み合わされる色ドットの重なりが分散し、白ムラや色相の偏りを抑えた画像処理を行うことができる。
また、入力画像が複数のカラープレーンで構成されるカラー画像の場合に、前記ディザマトリクスと共に、ベイヤー型のディザマトリクスを組み合わせて使用することが好ましい。
高浸透性顔料インクと、格子状に配置されたドットデータの奇数列または偶数列のいずれかのドット位置を主走査方向または副走査方向にシフトすることにより、ドット位置を千鳥状に配置することにより印刷を行う印刷方式に組み合わせて出力階調値に応じてドット配置を使い分ける画像処理手段として誤差拡散処理を使用することで、前記画像処理手段によりドットの重なりによる弊害(にじみ、ビーディング、等)を回避し、商業・出版印刷用塗工紙を用いて高品質な画像を得ることができる。
なお、本発明における画像処理に用いる中間調処理の詳細に関しては、後述する。
商業・出版印刷用塗工紙とは、オフセット印刷用塗工紙やグラビア印刷用塗工紙に代表されるいわゆる印刷用塗工紙の他、電子写真記録方式用の塗工紙、商業印刷や出版印刷用途向けに開発されたインクジェット記録用塗工紙を包含する。
前記商業・出版印刷用塗工紙は、支持体と、該支持体の少なくとも一方の面に塗工層を有してなり、さらに必要に応じてその他の層を有している。
(1)離解は、古紙をパルパーにて機械力と薬品で処理して繊維状にほぐし、印刷インキを繊維より剥離する。
(2)除塵は、古紙に含まれる異物(プラスチックなど)及びゴミをスクリーン、クリーナー等により除去する。
(3)脱墨は、繊維より界面活性剤を用いて剥離された印刷インキをフローテーション法、または洗浄法で系外に除去する。
(4)漂白は、酸化作用や還元作用を用いて、繊維の白色度を高める。前記古紙パルプを混合する場合、全パルプ中の古紙パルプの混合比率は、記録後のカール対策から40%以下が好ましい。
前記白色顔料としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等のような白色無機顔料;スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等のような有機顔料等が挙げられる。
これらは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
記録媒体(記録用メディア)を構成する前記塗工層は、顔料及びバインダー(結着剤)を含有しており、更に必要に応じて、界面活性剤、その他の成分を含有している。
上記無機顔料としては、例えば、カオリン、タルク、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、非晶質シリカ、アルミナ、チタンホワイト、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、クロライト等が挙げられる。
特に、カオリンは光沢発現性に優れており、オフセット印刷用の用紙に近い風合いとすることができるので好適である。
着色剤がインク中で分散状態である、いわゆる顔料インクの場合には、着色材は塗工層表面に留まるので、塗工層の無機顔料として、非晶質シリカ、アルミナのような屈折率が小さい顔料を多量に使用する必要はない。
カオリンの添加量は、前記バインダー100質量部に対し50質量部以上が好ましい。前記添加量が50質量部未満であると、光沢度において十分な効果が得られないことがある。前記添加量の上限は特に制限はないが、カオリンの流動性、特に高せん断力下での増粘性を考慮すると、塗工適性の点から、90質量部以下がより好ましい。
有機顔料の添加量は、前記塗工層の全顔料100質量部に対し2〜20質量部が好ましい。
前記有機顔料は、光沢発現性に優れていることと、その比重が無機顔料と比べて小さいことから、嵩高く、高光沢で、表面被覆性の良好な塗工層を得ることができる。
前記添加量が2質量部未満であると、前記効果が得られず、20質量部を超えると、塗工液の流動性が悪化し塗工操業性の低下に繋がり、またコスト面からも好ましくない。
有機顔料には、その形態において、密実型、中空型、ドーナツ型等があるが、光沢発現性、表面被覆性及び塗工液の流動性のバランスを鑑み、平均粒子径は0.2〜3.0μmが好ましく、より好ましくは空隙率40%以上の中空型が採用される。
水性樹脂としては、水溶性樹脂及び水分散性樹脂の少なくともいずれかが好適である。
水溶性樹脂としては、特に制限されるものではなく、目的に応じて適宜選択できる。
例えば、ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アセタール変性ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコールの変性物、ポリウレタン、ポリビニルピロリドン及びポリビニルピロリドンと酢酸ビニルの共重合体、ビニルピロリドンとジメチルアミノエチル・メタクリル酸の共重合体、四級化したビニルピロリドンとジメチルアミノエチル・メタクリル酸の共重合体、ビニルピロリドンとメタクリルアミドプロピル塩化トリメチルアンモニウムの共重合体等のポリビニルピロリドンの変性物、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等セルロース、カチオン化ヒドロキシエチルセルロース等のセルロースの変性物、ポリエステル、ポリアクリル酸(エステル)、メラミン樹脂、またはこれらの変性物、ポリエステルとポリウレタンの共重合体等の合成樹脂、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリルアミド、酸化澱粉、燐酸エステル化澱粉、自家変性澱粉、カチオン化澱粉、または各種変性澱粉、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ソーダ、アルギン酸ソーダ等が挙げられる。
これらは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
特に、インク吸収性の観点から、ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アセタール変性ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエステルとポリウレタンの共重合体等が好適である。
例えば、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル系重合体、酢酸ビニル−(メタ)アクリル酸(エステル)共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、ポリビニルエーテル、シリコーン−アクリル系共重合体等が挙げられる。
また、メチロール化メラミン、メチロール化尿素、メチロール化ヒドロキシプロピレン尿素、イソシアネート等の架橋剤を含有してもよく、N−メチロールアクリルアミド等の単位を含む共重合体で自己架橋性を持つものでもよい。これら水性樹脂の複数を同時に用いることも可能である。
例えば、水性のインク中の直接染料や酸性染料中のスルホン酸基、カルボキシル基、アミノ基等と反応して不溶な塩を形成する1級〜3級アミン、4級アンモニウム塩のモノマー、オリゴマー、ポリマー等が挙げられる。特に、オリゴマーまたはポリマーが好適である。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
カチオン当量が上記数値範囲であれば上記乾燥付着量の範囲で良好な結果が得られる。ここで、前記コロイド滴定法によるカチオン当量の測定に当たっては、カチオン性有機化合物を固形分0.1質量%となるように蒸留水で希釈し、pH調整は行わないものとする。
前記カチオン性有機化合物の乾燥付着量が0.3g/m2より低いと、充分な画像濃度向上やフェザリング低減の効果が得られない場合がある。
すなわち、アニオン活性剤、カチオン活性剤、両性活性剤、非イオン活性剤のいずれも使用できる。特に非イオン活性剤が好ましい。前記界面活性剤を添加することにより、画像の耐水性が向上するとともに、画像濃度が高くなり、ブリーディングが改善される。
これらは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
例えば、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリット、ソルビトール、ショ糖等が挙げられる。
また、エチレンオキサイド付加物については、水溶性を維持できる範囲で、エチレンオキサイドの一部をプロピレンオキサイドあるいはブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドに置換したものも有効である。置換率は50%以下が好ましい。前記非イオン活性剤のHLB(親水性/親油性比)は4〜15が好ましく、7〜13がより好ましい。
例えば、アルミナ粉末、pH調整剤、防腐剤、酸化防止剤等の添加剤が挙げられる。
これは、特に制限されるものではなく、目的に応じて適宜選択でき、前記支持体上に塗工層液を含浸または塗布する方法等が挙げられる。
前記塗工層液の含浸または塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択でき、例えば、コンベンショナルサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、フィルムトランスファーサイズプレス、ブレードコーター、ロッドコーター、エアーナイフコーター、カーテンコーター等の各種塗工機で塗工することも可能であるが、コストの点から、抄紙機に設置されているコンベンショナルサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、フィルムトランスファーサイズプレス等で含浸または付着させ、オンマシンで仕上げてもよい。
前記塗工層液の付着量については、特に制限されるものではなく、目的に応じて適宜選択でき、固形分で0.5〜20g/m2が好ましく、1〜15g/m2がより好ましい。
前記含浸または塗布の後、必要に応じて乾燥させてもよく、この場合の乾燥の温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、100〜250℃程度が好ましい。
上述したような構成の記録媒体(記録用メディア)を、本発明において「商業・出版印刷用塗工紙」とする。
商業・出版印刷用塗工紙専用のシステムであれば問題は無いが、オフイスやコンシュマー用途で使用される汎用的なインクジェット記録システムでは、かえって問題となる。
また、動的走査吸液計で測定した接触時間400msにおける純水の前記インクの前記記録用メディアへの転移量は、3〜40ml/m2であり、実用的な印字品質を得るためには5〜29ml/m2が好ましい。接触時間400msでの転移量が少なすぎると、乾燥性が不十分であるため、拍車痕が発生しやすくなることがあり、多すぎると、乾燥後の画像部の光沢が低くなりやすくなることがある。
すなわち、接触時間100msにおいて2〜35ml/m2とし、接触時間400msにおいて3〜40ml/m2とすることにより上記問題が回避でき、商業・出版印刷用塗工紙を用いて高品質な画像を得ることができる。
次に、本発明における記録液として使用される顔料系インク、特に水性の高浸透性顔料インクについて説明する。
本発明の顔料系インクを構成する顔料として特に限定はないが、例えば、以下に挙げる有機顔料や無機顔料が好適に用いられる。これら顔料は複数種類を混合して用いてもよい。
このようなものとしては、例えば、No.2300、No.900、MCF−88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B(以上、三菱化学製)、Raven700、同5750、同5250、同5000、同3500、同1255(以上、コロンビア製)、Regal400R、同330R、同660R、MogulL、Monarch700、同800、同880、同900、同1000、同1100、同1300、Monarch1400(以上、キャボット製)、カラーブラックFW1、同FW2、同FW2V、同FW18、同FW200、同S150、同S160、同S170、プリンテックス35、同U、同V、同140U、同140V、スペシャルブラック6、同5、同4A、同4(以上、デグッサ製)等を使用することができるが、これらに限定されるものではない。
イエローインクに使用できる顔料の例としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、同2、同3、同12、同13、同14、同16、同17、同73、同74、同75、同83、同93、同95、同97、同98、同114、同128、同129、同151、同154等が挙げられるが、これらに限られるものではない。
高分子分散剤と自己分散型顔料を同時に使うことは、適度なドット径を得られるため好ましい組み合わせである。
その一方で、高分子分散剤を含有することで自己分散型顔料の凝集が抑えられるため、自己分散型顔料が横方向にスムーズに拡がることができる。そのため、広く薄くドットが拡がり、理想的なドットが形成できると考えられる。
さらに両性界面活性剤としては、ジメチルアルキルラウリルベタイン、アルキルグリシン、アルキルジ(アミノエチル)グリシン、イミダゾリニウムベタイン等が挙げられる。また、ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ショ糖エステル、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド、ポリオキシエチレンアルキルアミン等が挙げられる。
従来公知の方法として、化学的製法、物理的製法、物理化学的方法、機械的製法などが挙げられる。
具体的には、下記(1)〜(10)に示す方法が挙げられる。
(1)界面重合法:2種のモノマーもしくは2種の反応物を、分散相と連続相に別々に溶解しておき、両者の界面において両物質を反応させて壁膜を形成させる方法。
(2)in−situ重合法:液体または気体のモノマーと触媒、もしくは反応性の物質2種を連続相核粒子側のどちらか一方から供給して反応を起こさせ壁膜を形成させる方法。
(3)液中硬化被膜法:芯物質粒子を含む高分子溶液の滴を硬化剤などにより、液中で不溶化して壁膜を形成する方法。
(4)コアセルベーション(相分離)法:芯物質粒子を分散している高分子分散液を、高分子濃度の高いコアセルベート(濃厚相)と希薄相に分離させ、壁膜を形成させる方法。
(5)液中乾燥法:芯物質を壁膜物質の溶液に分散した液を調製し、この分散液の連続相が混和しない液中に分散液を入れて、複合エマルションとし、壁膜物質を溶解している媒質を徐々に除くことで壁膜を形成させる方法。
(6)融解分散冷却法:加熱すると液状に溶融し常温では固化する壁膜物質を利用し、この物質を加熱液化し、その中に芯物質粒子を分散し、それを微細な粒子にして冷却し壁膜を形成させる方法。
(7)気中懸濁被覆法:粉体の芯物質粒子を流動床によって気中に懸濁し、気流中に浮遊させながら、壁膜物質のコーティング液を噴霧混合させて、壁膜を形成させる方法。
(8)スプレードライング法:カプセル化原液を噴霧してこれを熱風と接触させ、揮発分を蒸発乾燥させ壁膜を形成させる方法。
(9)酸析法:アニオン性基を含有する有機高分子化合物類のアニオン性基の少なくとも一部を塩基性化合物で中和することで水に対する溶解性を付与し色材と共に水性媒体中で混練した後、酸性化合物で中性または酸性にし、有機化合物類を析出させ色材に固着せしめた後に中和し分散させる方法。
(10)転相乳化法:水に対して分散能を有するアニオン性有機高分子類と色材とを含有する混合体を有機溶媒相とし、前記有機溶媒相に水を投入するかもしくは、水に前記有機溶媒相を投入する方法。
転相法は、水に対して自己分散能または溶解能を有するアニオン性有機高分子類と、自己分散性有機顔料または自己分散型カーボンブラックなどの色材との複合物または複合体、あるいは自己分散性有機顔料または自己分散型カーボンブラックなどの色材、硬化剤およびアニオン性有機高分子類との混合体を有機溶媒相とし、該有機溶媒相に水を投入するか、あるいは水中に該有機溶媒相を投入して、自己分散(転相乳化)化しながらマイクロカプセル化する方法である。上記転相法において、有機溶媒相中に、記録液用のビヒクルや添加剤を混入させて製造しても何等問題はない。特に、直接記録液用の分散液を製造できることからいえば、記録液の液媒体を混入させる方がより好ましい。
このように樹脂被覆することによって顔料が印刷物にしっかりと付着することにより、印刷物の擦過性を向上させることができる。
かかる機能を有する湿潤剤の具体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、グリセリン、1,2,6−へキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエ−テル額;N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物;ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノ−ル等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン等である。これらの溶媒は、水とともに単独もしくは複数混合して用いられる。
浸透剤の好適な例を、下記式(I)〜(V)に示す。
下記式(I)に示すポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系界面活性剤、下記式(II)に示すアセチレングリコール系界面活性剤、下記式(III)に示すポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤、下記式(IV)に示すポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル系界面活性剤、下記式(V)に示すフッ素系界面活性剤は、液の表面張力を低下させるので、濡れ性を向上させ、浸透速度を高める機能を有している。
本発明の記録媒体(メディア)が商業・出版印刷用塗工紙である時には、特にフッ素系界面活性剤が好ましい。
しかし、上記のような高浸透性顔料インクを使用しても、商業・出版印刷用塗工紙においては必ずしも速やかなインク定着が行われる訳ではなく、インクジェット専用紙等に比べて低い浸透性からビーディングが発生し易いといった問題が残る。
図9において、(a)は絹目光沢紙の場合、同図(b)はインクジェット専用紙の場合、同図(c)は商業・出版印刷用塗工紙の場合をそれぞれ示しており、これらの媒体にドット(液滴)Dを打った(液滴Dが着弾した)場合、絹目光沢紙では液滴(ドット)Dが広がらずに完全に独立する状態になり、インクジェット専用紙では媒体上で滲みが発生する状態になるのに対し、インクジェット専用紙ではドットDが広がる様子を示している。
すなわち、商業・出版印刷用塗工紙は、インクジェット専用紙のように媒体上でにじみが発生することはなく、絹目光沢紙のようにドットが広がらないものの、完全にドットが独立する状態ではなく、隣接するドット同士が凝集し、結果としてビーディングが発生しやすくなるという特徴(特性あるいは性質)を持っている。
前述のようにディザ法を用いる画像処理の中間調処理としては、入力画像の階調(M値)を小値(N値:M>N>2)に変換して出力するディザマトリクスによるものであり、このディザマトリクス内には、より小さなサブマトリクスが一定のスクリーン角を持たせて隙間及び重複無く配置され、出力画素の配置パターンが網点パターンやスクリーン線を形成するように設定されており、サブマトリクス内のドット配置順序は、出力階調値が閾値T(N>T>1)未満の場合はドットが隣接するように形成される集中型であり、閾値T以上の場合はドットが隣接しないように形成される分散型である。
また、図2に示す102は、ディザマトリクスを構成する要素としてサブマトリクスを示したものである。サブマトリクスはディザマトリクスでドット配置を割り当てる際の単位として使用するものであり、このサブマトリクスの形や配置によりディザマトリクスに網点パターンやスクリーン線を形成している。
図2に示す102では、6×6ドットと2×2ドットの正方形を組み合わせた形を使用しており、SIN(6/2)のスクリーン角を形成するディザマトリクスになっている。
集中型は201に示すように、ある点を中心にドットが隣接するように形成する方法であり、分散型は202に示すように、できるだけドットが隣接しないように分散的にドットを形成する方法である。
集中型における配置順の決定方法の例としては、中心点からの幾何学的な直線距離が近いドットから順に配置する、配置の連続性を優先して中心点から渦巻き上に配置してくなどの方法がある。一方、分散型における配置順の決定方法の例としては、ベイヤーパターンを利用する、またはディザマトリクス(ディザマスク)全体でハイパスフィルタ特性を持たせるような順序にする、あるいはランダムに配置する、などの方法が考えられる。いずれも視覚的に集中的、あるいは分散的な配置をとるものであればどのような方法でもかまわない。
すなわち、集中型(401)は403、404で示すように小ドットと中ドットを使用して集中型のドットパターンを形成している。集中型(401)においては、最終的にサブマトリクスの全てのドットを埋めた状態(405)で完成し、次の出力階調である分散型(402)の大ドットに移行する。大ドットは中ドットで全て埋まったパターン(405)を開始パターンとし、分散型(402)にてドットを形成する。
このようにして作成したパターンを色版(カラープレーン)毎に使用することができる。例えば、図1のディザマトリクスを基準ディザマトリクスとしてシアンに割り当て、基準マトリクスを下方向に5ドット平行移動したものをブラック用、10ドット平行移動したものをマゼンタ用、15ドット平行移動したものをイエロー用、などとする構成が一例として考えられる。
そこで、本発明では、Kインク(ブラック)を含めずにグレーバランスをとる場合には、インクの重なり方を均等にするために、図10の模式図に示すように、それぞれの色版(カラープレーン)のドットができるだけ重ならないようにディザマトリクスを平行移動させている。記録液(インク)の重なり方を均等にできるならば、平行移動以外にも、回転、反転、または、ディザマトリクスのドット発生順序を変更する、という手段を用いてもよい。
ここで、Kのディザマスクはライン型のディザパターン以外にも、基準ディザマトリクスの回転、反転、平行移動、ディザマトリクスのドット発生順序の変さら、または、ベイヤー型のディザマトリクス(ディザマスク)などとしてもよい。
なお、図13では、ドット位置を副走査方向にシフトしている例を示しているが、ドット位置を主走査方向にシフトし、ドット位置を千鳥状に配置して記録しても当然かまわない。
なお、画像処理方法としては、前述のように誤差拡散処理としてもよい。
またその際、格子状に配置されたドットデータの解像度を、400dpi以上とすることによって、データに対するドット形成位置のずらしによる視認できる画像の劣化は発生しない。
以下に示す商業・出版印刷用塗工紙、高浸透性顔料インクを用意し、入力画像情報を中間調処理して得られる出力階調値に応じてドット配置順を選択することが可能な画像処理手段を備えたインクジェット記録装置を用いて記録を行った。
市販のオフセット印刷用塗工紙(商品名;オーロラコート、秤量=104.7g/m2、日本製紙株式会社製)と市販の電子写真用塗工紙(商品名;王子製紙株式会社製、PODグロスコート100g/m2紙)を用意した。
オフセット印刷用塗工紙は、動的走査吸液計により測定される該塗工紙に対する純水の転移量が、23℃、50%RHの環境条件下、接触時間100msにおいて2.8ml/m2であり、かつ接触時間400msにおいて3.4ml/m2である。一方、電子写真用塗工紙では、純水の転移量が、23℃、50%RHの環境条件下、接触時間100msにおいて3.1ml/m2であり、かつ接触時間400msにおいて3.5ml/m2である。
<ブラックインク(BKインク)>
キャボット製カーボンブラック分散体(スルホン基付加型自己分散タイプ)を用いて、以下の処方で混合攪拌後、0.8μmのポリプロピレンフィルターにて濾過し、BKインクを作製した。得られたBKインクの表面張力は25.0mN/mであった。
〈BKインク処方〉
ブラック分散体(CAB−O−JET 200
(スルホン基付加型キャボット製): 40重量部
アクリルシリコン系樹脂エマルジョン
(ナノクリルSBCX−2821;東洋インキ製): 8重量部
1,3−ブタンジオール: 18重量部
グリセリン: 9重量部
2−ピロリドン: 2重量部
エチルヘキサンジオール: 2重量部
フッ素系界面活性剤FS−300(Du Pont社製)
〈前記式(V)においてm=6〜8、n=26以上〉: 2重量部
プロキセルLV(アビシア社製): 0.2重量部
イオン交換水: 20.8重量部
まず始めに、ポリマー溶液の調製として、機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えた1Lフラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー(東亜合成(株)製、商品名:AS−6)4.0g及びメルカプトエタノール0.4gを仕込み、65℃に昇温した。
〈カラーインク処方〉
シアンポリマー微粒子分散液: 45重量部
1,3−ブタンジオール: 21重量部
グリセリン: 8重量部
エチルヘキサンジオール: 2重量部
フッ素系界面活性剤FSN−100(Du Pont社製)
〈前記式(V)においてm=1〜9、n=0〜25〉: 1重量部
プロキセルLV(アビシア社製): 0.5重量部
イオン交換水: 23.5重量部
前記図1で示したのと同様の構成からなるディザマトリクスを基本とした中間調処理による画像処理制御プログラムを搭載し、これにより入力画像情報を処理し、得られる出力階調値に応じてドット配置順を選択するように構成した画像処理装置を用いた。
なお、画像処理におけるサブマトリクス内のドット配置順序、集中型と分散型の切換点、ドットを割り当て等については前述の図4、図5、図6で示した方法に則って行った。
すなわち、中間調処理に基づいてドット位置を千鳥状に配置して記録することにより、小さいドット径を埋めることができ、しかも前述の図15に示すような従来のドットを並行接近して配置する場合に比較してドットの重なり量を削減できる構成とすることができた。
上記いずれの画像処理においても、格子状に配置されたドットデータの解像度を、400dpi以上とすることによって、データに対するドット形成位置のずらしによる視認できる画像の劣化は発生しなかった。
なお、図16は、画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面説明図であり、図17は機構部の平面説明図である。
なお、搬送ベルト1021の裏面側には記録ヘッド1007による画像形成領域に対応してガイド部材1029を配置している。また、帯電ローラ1026は、搬送ベルト1021の表層に接触し、搬送ベルト1021の回動に従動して回転するように配置されている。
また、印字(記録)待機中にはキャリッジ1003は、維持回復機構1055側に移動されて、キャップ1057で記録ヘッド1007のノズル面がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ1057で記録ヘッド1007をキャッピングした状態でノズルから記録液を吸引し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行い、この回復動作によって記録ヘッド1007のノズル面に付着したインクを清掃除去するためにワイパーブレード1058でワイピングを行う。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド1007の安定した吐出性能を維持する。
なお、図18は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図19は同ヘッドの液室短手方向(ノズルの並び方向)の断面説明図である。
る。
1001 ガイドロッド
1002 ガイドレール
1003 キャリッジ
1004 主走査モータ
1005 タイミングベルト
1006A 駆動プーリ
1006B 従動プーリ
1007y、1007c、1007m、1007k 記録ヘッド
1008 サブタンク
1009 インク供給チューブ
1010 給紙カセット
1011 用紙積載部(圧板)
1012 用紙
1013 半月コロ(給紙ローラ)
1014 分離パッド
1015 ガイド
1021 搬送ベルト
1022 カウンタローラ
1023 搬送ガイド
1024 押さえ部材
1025 押さえコロ
1026 帯電ローラ
1027 搬送ローラ
1028 テンションローラ
1029 ガイド部材
1031 副走査モータ
1032 タイミングベルト
1033 タイミングローラ
1034 スリット円板
1035 センサ
1036 ロータリエンコーダ
1051 分離爪
1052 排紙ローラ
1053 排紙コロ
1054 排紙トレイ
1055 両面給紙ユニット
1056 維持回復機構
1057 キャップ
1058 ワイパーブレード
1059 空吐出受け
1061 両面給紙ユニット
1101 流路板
1102 振動板
1103 ノズル板
1104 ノズル
1105 ノズル連通路
1106 液室
1107 流体抵抗部(供給路)
1108 共通液室
1109 インク供給口
1121 積層型圧電素子
1122 ベース基板
1123 支柱部
1126 FPCケーブル
1130 フレーム部材
1131 貫通部
1132 インク供給穴
1151 圧電材料
1152 内部電極
1153 個別電極
1154 共通電極
1200 制御部
1201 CPU
1202 ROM
1203 RAM
1204 不揮発性メモリ
1205 ASIC
1206 I/F
1207 印刷制御部
1208 ヘッドドライバ(ドライバIC)
1210 モータ駆動部
1212 ACバイアス供給部
1213 I/O
1214 操作パネル
1300 ホスト
1301 プリンタドライバ
1400 画像処理装置
1401 CPU
1402 ROM
1403 RAM
1404 入力装置
1405 モニタ
1406 記憶装置
1407 インターフェイス(外部I/F)
1410 画像データ
1412 CMM処理部
1413 BG/UCR処理部
1414 総量規制部
1415 γ補正部
1416 中間調処理部
1417 ラスタライジング部
1421 プリンタドライバ
1500 インクジェットプリンタ
1511 プリンタコントローラ
1516 中間調処理部
1517 ラスタライジング部
1600 入力
1601 オブジェクト判定処理
1602 画像データ
1603 画像データ
1604 画像データ
1605 画像データ
1606 カラー調整処理
1607 カラーマッチング処理
1608 カラーマッチング処理
1609 BG/UCR処理
1610 BG/UCR処理
1611 総量規制処理
1613 γ補正処理
1615 文字ディザ処理(中間調処理)
1616 グラフィックスディザ処理(中間調処理)
1621 色判定及び圧縮方式判定処理
1622 カラー調整処理
1623 カラーマッチング処理
1624 BG/UCR処理
1625 総量規制処理
1626 γ補正処理
1627 誤差拡散処理(中間調処理)
1631 イメージ間引き処理
1632 カラー調整処理
Claims (32)
- 記録媒体上に、記録液を吐出してドットにより記録を行うインクジェット記録装置において、
前記装置は、入力画像情報を中間調処理して得られる出力階調値に応じてドット配置順を選択することが可能な画像処理手段を備え、
記録媒体が、商業・出版印刷用塗工紙である場合に、前記記録液として顔料系インクを用いると共に、
前記画像処理手段により格子状に配置されたドットデータの奇数列または偶数列のいずれか一方のドット位置を主走査方向または副走査方向にシフトし、ドット位置を千鳥状に配置して記録するように構成したことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記格子状に配置されたドットデータの解像度が、400dpi以上であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 請求項1又は2のインクジェット記録装置であって、
前記記録媒体が、支持体と当該支持体の少なくとも一方の面に塗工層を有しており、
23℃、50%RHの環境条件下で、動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の前記記録媒体への転移量が2〜35ml/m2であり、かつ接触時間400msにおける純水の前記記録媒体への転移量が3〜40ml/m2であることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記記録媒体を構成する前記塗工程層の固形分付着量が、0.5〜20.0g/m2であることを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録装置。
- 前記記録媒体は、顔料を含有しており、当該顔料は、カオリンであることを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録装置。
- 前記記録媒体は、顔料を含有しており、当該顔料は、重質炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録装置。
- 前記記録媒体が、水性樹脂を含有していることを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録装置。
- 前記水性樹脂が、水溶性樹脂、あるいは水分散性樹脂であることを特徴とする請求項7に記載のインクジェット記録装置。
- 請求項1のインクジェット記録装置であって、
前記顔料系インクが、少なくとも、水、着色剤、及び湿潤剤を含有していることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記顔料系インクの25℃における表面張力が、35mN/m以下であることを特徴とする請求項9に記載のインクジェット記録装置。
- 前記顔料系インクの25℃における粘度が、1〜20cpであることを特徴とする請求項9に記載のインクジェット記録装置。
- 前記顔料系インクがフッ素系界面活性剤を含有していることを特徴とする請求項9に記載のインクジェット記録装置。
- 前記中間調処理が、入力画像の階調(M値)を小値(N値:M>N>2)に変換して出力するディザマトリクスによるものであり、
該ディザマトリクス内には、より小さなサブマトリクスが一定のスクリーン角を持たせて隙間及び重複無く配置され、出力画素の配置パターンが網点パターンやスクリーン線を形成するように設定されており、
サブマトリクス内のドット配置順序は、出力階調値が閾値T(N>T>1)未満の場合はドットが隣接するように形成される集中型であり、閾値T以上の場合はドットが隣接しないように形成される分散型であることを特徴する請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 前記中間調処理が、入力画像の階調(M値)を小値(N値:M>N≧2)に変換して出力する誤差拡散アルゴリズムによる誤差拡散処理であることを特徴する請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 請求項1乃至14のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置を用いて記録されたことを特徴とする記録物。
- 請求項1乃至14のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置に用いられる顔料系インクであって、25℃における表面張力が35mN/m以下であることを特徴とする顔料系インク。
- 請求項1乃至14のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置に用いられる顔料系インクであって、フッ素系界面活性剤を含有していることを特徴とする顔料系インク。
- 請求項1乃至14のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置を用いた記録において、画像処理手段により入力画像情報を中間調処理して得られる出力階調値に応じてドット配置順を選択する画像処理方法であって、
前記中間調処理が、入力画像の階調(M値)を小値(N値:M>N>2)に変換して出力するディザマトリクスによるものであり、
該ディザマトリクス内には、より小さなサブマトリクスが一定のスクリーン角を持たせて隙間及び重複無く配置され、出力画素の配置パターンが網点パターンやスクリーン線を形成するように設定されており、
サブマトリクス内のドット配置順序を、出力階調値が閾値T(N>T>1)未満の場合はドットが隣接するように形成する集中型とし、閾値T以上の場合はドットが隣接しないように形成する分散型とすることを特徴する画像処理方法。 - 前記ディザマトリクスが、サブマトリクスのドット配置が集中型から分散型に切り替わる直前に、集中型の最大階調値(T−1)でサブマトリクス全体が埋め尽くされるパターンになるものであることを特徴する請求項18に記載の画像処理方法。
- 前記ディザマトリクスが、任意の出力階調値についてサブマトリクス全体がその階調値で埋め尽くされるパターンを有するものであることを特徴とする請求項18に記載の画像処理方法。
- ドット配置順を決定する際の前記サブマトリクスの選択順は、ディザマトリクス内で分散的であるようにし、隣接するサブマトリクスを連続して選択しないように間隔を空けて選択するか、あるいは配置されたドットがハイパスフィルタ特性を持つように選択することを特徴する請求項18乃至20のいずれか一項に記載の画像処理方法。
- 入力画像が複数のカラープレーンで構成されるカラー画像の場合、任意のカラープレーンについては、前記ディザマトリクスを「回転」、「線対称に反転」、「平行移動」の何れか、あるいは任意の組み合わせによって変換したディザマトリクスを使用することを特徴する請求項18乃至20のいずれか一項に記載の画像処理方法。
- 入力画像が複数のカラープレーンで構成されるカラー画像の場合、任意のカラープレーンについては、前記ディザマトリクスのドット配置順序を出力階調単位で反転したディザマトリクスを使用することを特徴とする請求項20に記載の画像処理方法。
- 前記ディザマトリクスにおけるサブマトリクスが大小2つの長方形を各辺と各角が接するよう隣接させた形であり、CMYKのカラー入力画像に対して、カラープレーン毎に上下方向に1ライン以上平行移動してずらしたディザマトリクスを使用することを特徴とする請求項22に記載の画像処理方法。
- 入力画像が複数のカラープレーンで構成されるカラー画像の場合に、前記ディザマトリクスと共に、一定のスクリーン角を持ったライン形のディザマトリクスを組み合わせて使用することを特徴とする請求項18乃至24のいずれか一項に記載の画像処理方法。
- 入力画像が複数のカラープレーンで構成されるカラー画像の場合に、前記ディザマトリクスと共に、ベイヤー型のディザマトリクスを組み合わせて使用することを特徴とする請求項18乃至24のいずれか一項に記載の画像処理方法。
- 請求項1乃至14のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置を用いた記録において、画像処理手段により入力画像情報を中間調処理して得られる出力階調値に応じてドット配置順を選択する画像処理方法であって、
前記中間調処理が、入力画像の階調(M値)を小値(N値:M>N≧2)に変換して出力する誤差拡散アルゴリズムによる誤差拡散処理であることを特徴する画像処理方法。 - 請求項18乃至27のいずれか一項に記載の画像処理方法を画像処理の運用ソフトとしたことを特徴とする画像処理制御プログラム。
- 請求項28に記載の画像処理制御プログラムをドライバー用として書き込んだことを特徴とする記録媒体。
- 請求項18乃至27のいずれか一項に記載の画像処理方法のを実施可能に構成したことを特徴とする画像処理装置。
- 請求項18乃至27のいずれか一項に記載の画像処理方法を適用可能に構成したことを特徴とするインクジェット記録装置。
- 記録媒体および記録用インクの種類に応じて、請求項18乃至27のいずれか一項に記載の画像処理方法、または、より高線数なディザ処理方式に切り換えるように構成したことを特徴とするインクジェット記録装置。
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