JP2012024971A - 記録装置および記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録対象領域の外周部分のインクの滲みが印刷方向によって変化することなくシャープな画像を形成する。
【解決手段】黒色として視認され得る、記録媒体に対する浸透性が相対的に高い第一のインクおよび浸透性が相対的に低い第二のインクを吐出可能な記録ヘッドで記録媒体を走査して画像を記録する際に、画像を記録すべき記録媒体の記録対象領域の外周領域を第二のインクで記録し、少なくとも外周領域により囲まれる内部領域を第一のインクで記録する記録装置であって、記録ヘッドは、第一のインクを吐出可能な複数の第一のノズル列Ｎ１１と、第二のインクを吐出可能な第二のノズル列Ｎ１２とを備え、複数の第一のノズル列Ｎ１１は、記録ヘッドの走査方向において第二のノズル列の両側に配置されている。
【選択図】図９

Description

本発明は、インクジェット式の記録装置および記録方法に関する。

記録ヘッドのノズルからインク滴を吐出させて、印刷媒体上にドットを形成することにより画像を印刷するプリンタでは、ある領域を一色で塗りつぶす場合に、高い記録密度で記録対象領域にドットを記録する必要がある。そのような場合に、大量のインクが吐出されることによって、インクが記録対象領域外にまで滲み、記録対象領域の外周縁部を明確に印刷できなくなる可能性がある。この問題を解決するために、特許文献１は、記録対象領域の内部領域には相対的に浸透性の高いインク（以下、高浸透インクという）でドットを形成し、外周領域には相対的に浸透性の低いインク（以下、低浸透インクという）でドットを形成する技術を開示している。さらに、特許文献１は、記録対象領域の外周縁部をより明確にするために、先に内部領域に位置するドットを形成し、その後に外部領域に位置するドットを形成する構成を開示している。

特開２００３−０１１３３７号公報

しかしながら、上記の技術のように浸透性の異なる２種類のインクを用いて記録を行う技術においては、以下のような課題が存在する。高浸透インクを吐出する記録ヘッドと低浸透インクを吐出する記録ヘッドの２つのヘッドを主走査方向に並べて、全ノズルを使用して双方向印刷した場合、往方向記録時と復方向記録時とで高浸透インクと低浸透インクの記録順番が異なってしまう。その結果、走査方向によって画質が変化してしまう。

本発明に係る記録装置は、第一のインクと、前記第一のインクと同系色で且つ前記第一のインクよりも記録媒体に対する浸透性が相対的に低い第二のインクを吐出可能な記録ヘッドを、記録媒体に対して相対的に走査させることにより画像を記録する際に、前記記録媒体において画像の記録が行われない非記録領域と隣接する外周領域に対して前記第一のインクを用いずに前記第二のインクを用いて記録し、前記外周領域と隣接する内部領域に対して前記第一のインクを用いて記録する記録装置であって、前記記録ヘッドは、前記第一のインクを吐出可能な複数の第一のノズル列と、前記第二のインクを吐出可能な第二のノズル列とを備え、前記複数の第一のノズル列は、前記相対的な走査の方向に沿って配置され、前記第二のノズル列は前記複数の第一のノズル列の間に配置されていることを特徴とする。

本発明に係る記録方法は、第一のインクと、前記第一のインクと同系色で且つ前記第一のインクよりも記録媒体に対する浸透性が相対的に低い第二のインクを吐出可能な記録ヘッドを、記録媒体に対して相対走査させることにより画像を記録する際に、前記記録媒体において画像の記録が行われない非記録領域と隣接する外周領域に対して前記第一のインクを用いずに前記第二のインクを用いて記録し、前記外周領域と隣接する内部領域に対して前記第一のインクを用いて記録する記録方法であって、前記外周領域を前記第二のインクで記録する先後において、前記内部領域を前記第一のインクでそれぞれ記録する、ことを特徴とする。

本発明によれば、記録対象領域の外周部分のインクの滲みが印刷方向によって変化することなくシャープな画像を形成することができる。

本発明の実施形態で使用される黒インクを吐出する記録ヘッド構成を示す図である。 本発明の実施形態で使用される記録装置の斜視図である。 本発明の実施形態で使用される記録装置のブロック図である。 本発明の実施形態で使用されるデータ処理フロー図である。 本発明の実施形態で使用される２値化処理の説明図である。 本発明の実施形態で使用されるエッジ処理のフロー図である。 本発明の実施形態のエッジデータと非エッジデータの説明図である。 実施形態１におけるデータ処理のフロー図である。 実施形態１における記録動作の説明図である。 実施形態２におけるデータ処理のフロー図である。 実施形態２における間引きマスクの図である。 実施形態２における記録動作の説明図である。

図１に本発明の実施形態で使用する黒インクを吐出する記録ヘッドの構成を示す。図１において、走査方向B，Cにおいて、記録ヘッド１２は、２つの記録ヘッド１１R，１１Lで挟まれている。

記録ヘッド１１Lは、相対的に浸透性の高い第一のインク（以下、高浸透インクという）を吐出可能な第一のノズル列N１１を備えている。記録ヘッド１１Rは、記録ヘッド１１Lと同様に、高浸透インクを吐出可能な第一のノズル列N１１を備えている。記録ヘッド１２は、第一のインクよりも相対的に浸透性が低く、第一のインクと同系色の第二のインク（以下、低浸透インクという）を吐出可能な第二のノズル列N１２を備えている。すなわち、すなわち、記録ヘッド１１L，R、１２は、第一のインクを吐出可能な第一のノズル列と、第二のインクを吐出可能な複数の第二のノズル列とを備え、複数の第二のノズル列Ｎ１１は相対的な走査の方向に沿って配置され、第一のノズル列Ｎ１２は複数の第二のノズル列Ｎ１１の間に配置されている。記録ヘッド１１L，R、１２の吐出されるインクは、それぞれ第一の色（ブラック）として視認され得る。走査方向Bへ記録ヘッドが走査する場合には、記録ヘッド１１L、１２に続いて記録ヘッド１１Rで記録し、走査走査方向Ｃへ記録ヘッドが走査する場合には、記録ヘッド１１R、１２に続いて記録ヘッド１１Lで記録する。

図２は、本発明で適用可能なカラーインクジェット記録装置の一実施形態の構成を示す概要斜視図である。インクタンク２０７〜２１２は、６つのインク（高浸透系黒、低浸透系黒、高浸透系黒、シアン、マゼンタ、イエロー：Ｋm、Ｋe、Ｋm、Ｃ、Ｍ、Ｙ）をそれぞれ収容しており、これら６つのインクを記録ヘッド２０１〜２０６に対して供給可能に構成されている。図１の黒インクを吐出する記録ヘッドとの対応は以下のようになっている。記録ヘッド２０１が記録ヘッド１１Ｌ、記録ヘッド２０２が記録ヘッド１２、記録ヘッド２０３が記録ヘッド１１Ｒである。

搬送ローラ２１３、２１５は、補助ローラ２１４、２１６とともに記録媒体（記録用紙）２１８を挟持しながら回転して搬送するとともに、保持する役割も担っている。キャリッジ２１７は、インクタンク２０７〜２１２及び記録ヘッド２０１〜２０６を搭載可能であって、これら記録ヘッド及びインクタンクを搭載しながらＸ方向沿って往復移動可能に構成されている。このキャリッジ２１７の往復移動中に記録ヘッドからインクが吐出され、これにより記録媒体に画像が記録される。記録ヘッド２０１〜２０６の回復動作時等の非記録動作時には、このキャリッジ２１７は図中の点線で示したホームポジション位置ｈに待機するように制御される。

図２に示すホームポジションｈに待機している記録ヘッド２０１〜２０６は、記録開始命令が入力されると、キャリッジ２１７と共に図中Ｘ方向に移動しつつ、インクを吐出して記録媒体２１８上に画像を記録する。この記録ヘッドの１回の移動（走査）によって、記録ヘッド２０１〜２０６の吐出口の配列範囲に対応した幅を有する領域に対して記録が行われる。

記録ヘッドの主走査方向（Ｘの正の方向）への１回の走査に伴う記録が終了すると、キャリッジ２１７は逆方向（Ｘの負の方向）へ移動し、記録ヘッド２０１〜２０６で記録を行う。前回の記録走査が終了してから続く記録走査が始まる前には、搬送ローラ２１３、２１５が回転して、主走査方向と交差する副走査方向（Ｙ方向）へと記録媒体が搬送される。このように記録ヘッドの記録走査と記録媒体の搬送とを繰り返すことにより記録媒体２１８に対する画像の記録が完成する。記録ヘッド２０１〜２０６からインクを吐出する記録動作は、後述の制御手段による制御に基づいて行われる。

上記の例では、インクタンク２０７〜２１２と記録ヘッド２０１〜２０６とを分離可能にキャリッジ２１７に搭載する構成を示した。しかし、インクタンク２０７〜２１２と記録ヘッド２０１〜２０６とが一体となったカートリッジをキャリッジに搭載する形態を採用してもよい。さらに、一つの記録ヘッドから複数色のインクを吐出可能な複数色一体型のヘッドをキャリッジに搭載する形態を採用してもよい。

図３は、図２に示したカラーインクジェット記録装置の記録制御系回路の概略構成を示すブロック図である。インクジェット記録装置３００は、インターフェイス３０２を介して、ホストコンピュータ（以下、ホストＰＣ）３０３等のデータ供給装置に接続されている。データ供給装置から送信される各種データや記録に関連する制御信号等は、インクジェット記録装置３００の記録制御部３０１に入力される。記録制御部３０１は、インターフェイス３０２を介して入力された制御信号に従って後述のモータドライバ３０４、３０５やヘッドドライバ３０６を制御する。また、記録制御部３０１は、入力される画像データの処理を行う。３０７は、記録媒体２１８の搬送のために搬送ローラ２１３、２１５を回転させるための搬送モータである。３０８は、記録ヘッド２０１〜２０６を搭載するキャリッジ２１７を往復移動させるためのキャリッジモータである。３０４、３０５は、搬送モータ３０７、キャリッジモータ３０８をそれぞれ駆動するためのモータドライバである。３０６は記録ヘッド２０１〜２０６を駆動するヘッドドライバであり、記録ヘッドの数に対応して複数設けられている。

（実施形態１）
図４はインクジェット記録装置とホストＰＣとで構成される画像処理システムにおける画像データ処理を行う概略構成を示す機能ブロック図である。インクジェット記録装置の記録制御部３０１は、インターフェイス３０２を介して、プリンタドライバがインストールされたホストＰＣ３０３より転送されるデータ処理を行う。

ホストＰＣ３０３では、アプリケーションから入力画像データ４００を受け取り、受け取った入力画像データ４００を６００ｄｐｉの解像度でレンダリング処理４０１を行う。これによって、記録用多値ＲＧＢデータ４０２が生成される。本実施形態では、記録用多値ＲＧＢデータ４０２は８ｂｉｔのデータである。生成された記録用多値ＲＧＢデータ４０２は、記録制御部３０１に転送される。

記録制御部３０１では、記録用多値ＲＧＢデータ４０２をＫＣＭＹのインク色に対応した多値（８ｂｉｔ）ＫＣＭＹデータ４０４に変換するための色変換処理４０３を行う。次いで、多値（８ｂｉｔ）ＫＣＭＹデータ４０４を多値化処理４０５（例えば、誤差拡散）によって３値化する。次に、３値化されたＫＣＭＹデータを図５に示すような２値化処理により、解像度６００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉの２値ＫＣＭＹデータ４０７を生成する。

図５の（ａ）は、６００ｄｐｉの３値化されたデータである。図５の（ｂ）から（ｄ）の黒丸は２値に展開後の印刷データを示す。３値化されたデータのレベルにより、レベル０の場合は、（ｂ）、レベル１の場合は（ｃ）、レベル２の場合は（ｄ）のように展開される。展開された２値ＫＣＭＹデータ４０７のうちのＫデータに対して、エッジ処理４０８を行う。

図６はエッジ処理を示す図である。２値Ｋデータ４０７Ｋに対して、非エッジ部検出処理６０１を行う。２値Ｋデータのうちの、記録媒体において画像の記録が行われない非記録領域と隣接するエッジ部（外周領域）で囲まれる（に隣接する）非エッジ部（内部領域）のデータ６０３が生成される。２値Ｋデータのうちの、非エッジ部データに該当しなかったデータを、エッジ部（外周領域）データ６０４とする。本実施形態では、Ｋデータの外周２画素（ドット）を非エッジ部データとした。

図７に画像データをエッジ部データと非エッジ部データに分離した図を示す。図７（ａ）が入力された２値Ｋデータ４０７Ｋである。それに対して、エッジ部データは図７（ｂ）、非エッジ部データは図７（ｃ）となっている。本実施形態では、境界２ドットをエッジデータとしたが、エッジ部のドット数に関しては、特にこれに限定するものではない。

図８に、記録ヘッド２０１〜２０３に供給するデータのフローを示す。エッジ部データ６０４は、低浸透インクを吐出する記録ヘッド２０２に供給され、非エッジ部データ６０３は、高浸透インクを吐出する記録ヘッド２０１および２０２に供給される。

図９に、図７に示された２値のエッジ部Ｋデータおよび非エッジ部Ｋデータの記録方法を示す。２０１〜２０３は、記録ヘッドを示す。記録ヘッド２０１および２０３からは、高浸透性の黒インク滴を吐出し、記録ヘッド２０２からは、低浸透性の黒インク滴を吐出する。まず、走査方向Ｃにキャリッジ２１７を走査しながら、図７の上半分のデータを記録する。その際、記録ヘッド２０１で非エッジ部データを記録した後、記録ヘッド２０２でエッジ部を記録し、さらに、記録ヘッド２０３で非エッジ部データを記録する。次に、用紙２１８を搬送した後、走査方向Ｂにキャリッジ２１７を走査しながら、図７の下半分のデータを記録する。その際、記録ヘッド２０３で非エッジ部データを記録した後、記録ヘッド２０２でエッジ部を記録し、さらに、記録ヘッド２０１で非エッジ部データを記録する。すなわち、エッジ部を第二のインクで記録する先後において、非エッジ部を第一のインクでそれぞれ記録する。

このように記録することにより、双方向印刷において低浸透性の黒インクと高浸透性の黒インクの記録順を同一にすることができる。それによって、走査方向Ｂで記録した場合と走査方向Ｃで記録した場合とで、境界部９００のエッジ部において、外周部に記録された低浸透性の黒インクが内部領域に記録された高浸透性の黒インクの滲みを同じように防止することができる。そのため、往路印刷と復路印刷とで境界部９００のシャープさが変化してしまうことを抑制でき、印字方向によらない境界部９００のきれいな画像を印刷することができるようになる。

また、本実施形態では、ヘッド２０１および２０３の記録率を例えば、合計で１００％、あるいは、７５%とし、ヘッド２０２の記録率を、例えば、５０％とする。ここで、記録率とは単位領域に含まれる画素の内、記録を許容する画素の割合である。記録率を変更する一般的な手法としては、画素ごとにインク滴の吐出または非吐出を定めた２値の記録データに対して、画素ごとにインク滴の吐出を許容するかを定めたマスクパターンを適用し、記録データを間引くことにより行われる。これにより、非エッジ部に対する単位面積あたりの高浸透インクの吐出量を、エッジ部に対する単位面積当たりの低浸透インク量の吐出量よりも多くでき、非エッジ部にエッジ部よりも多くのインク量を塗布することができる。非エッジ部のインク量を多く塗布していることで、非エッジ部の黒濃度を向上することができる。

本実施形態で使用した各ブラックインクの組成は次の通りである。なお、各成分の割合は質量部で示したものである（各成分の合計は１００質量部）。

（高浸透インク）
顔料分散液 ５０質量部
グリセリン ６質量部
ジエチレングリコール ５質量部
アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル製） １質量部
水 残部

（低浸透インク）
顔料分散液 ５０質量部
グリセリン ６質量部
ジエチレングリコール ５質量部
アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル製） ０．１質量部
水 残部
また、上記顔料分散液次のようにして得たものである。

［顔料分散液］
表面積が２３０ｍ2／ｇでＤＢＰ吸油量が７０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック１０ｇとｐ−アミノ安息香酸３．４１ｇとを水７２ｇによく混合した後、これに硝酸１．６２ｇを滴下して７０℃で攪拌した。数分後５ｇの水に１．０７ｇの亜硝酸ナトリウムを溶かした溶液を加え、更に１時間攪拌した。得られたスラリーを東洋濾紙Ｎｏ．２（アドバンティス社製）でろ過し、顔料粒子を十分に水洗し、９０℃のオーブンで乾燥させた後、この顔料に水を足して顔料濃度１０質量％の顔料水溶液を作成した。以上の方法により、下記式に示した様に表面に、フェニル基を介して親水性基が結合したアニオン性に帯電した自己分散型カーボンブラックが分散した顔料分散液を得た。

本実施形態においては、アセチレノールＥＨ（商品名；川研ファインケミカル社製）（エチレンオキサイド−２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール(ethylene oxide-2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol)）という界面活性剤によって高浸透インクと低浸透インクの浸透性を相対的に変化させているが、そのほかの溶剤によって変化させても良い。

本実施形態で採用したインク組成は、各製品が狙う製品像によって変化させるべきである。上記組成は本発明が適用できる１例であり、同一色相で、相対的な浸透性が異なる２つのインクを用いればよい。

本実施形態で用いた色材は自己分散型顔料と呼ばれるものであり、顔料粒子に親水基が付いたものである。一方で、樹脂分散型顔料と呼ばれる、顔料粒子に樹脂が付いており、その樹脂の親水基が水溶性を発揮するものもある。筆者らの検討によれば、本発明を適用するためには、より望ましくは自己分散型顔料を使用した方が良いが、樹脂分散型顔料でも発明の効果は得られた。

（実施形態２）
本実施形態と、実施形態１との間で異なる点は、非エッジ部のデータを間引いてかつ先に記録される非エッジ部のインク量を後から記録する非エッジ部のインク量より多くしている点である。すなわち、複数の第一のノズル列Ｎ１１のうち、第二のノズル列Ｎ１２よりも走査方向の後方のノズル列を用いて記録する記録率が、第二のノズル列Ｎ１２よりも相対走的な走査の方向の前方のノズル列を用いて記録する記録率よりも低くなるように制御する。

図１０に本実施の形態における記録ヘッド２０１〜２０３に供給するデータのフローを示す。エッジ部データ６０４は、記録ヘッド２０２に供給される。非エッジ部データ６０３は、記録方向判定（１０００）した後、間引きマスクを選択（１００１）し、間引き処理（１００２）をした後、記録ヘッド２０１、２０３に供給するデータを決定する。実施の形態では、間引き処理として図１１に示すように、記録ヘッド２０１、２０３の吐出口列と同じ縦サイズの８ｘ８の固定のマスクを使用する。マスクは、黒塗りつぶし部分のデータをＯＦＦするようになっている。固定の千鳥マスクを用いて間引き処理を実施しているが、パターンに関しては、特に限定するものではない。

本実施の形態の記録動作を図１２に示す。まず、走査方向Ｃにキャリッジ２１７を走査しながら、図７の上半分のデータを記録する動作に関して説明する。エッジ部データは、記録ヘッド２０２に供給される。一方、非エッジ部データは、記録方向判定（１０００）した後、記録ヘッド２０３に供給するデータに対して図１１の間引きマスクをかけて供給する。さらに、記録ヘッド２０１にはマスクをかけずにデータを供給する。

次に、走査方向Ｂにキャリッジ２１７を走査しながら、図７の下半分のデータを記録する動作に関して説明する。エッジ部データは、記録ヘッド２０２に供給される。一方、非エッジ部データは、記録方向判定（１０００）した後、記録ヘッド２０１に供給するデータに対して図１１の間引きマスクをかけて供給する。さらに、記録ヘッド２０３にはマスクをかけずにデータを供給する。

このように低浸透性の黒インクが記録媒体に浸透した後の高浸透インクの量を少なくすることで、外周部分において低浸透性の黒インクと高浸透インクの混合を抑制することができる。それによって、実施形態１に比べて、非エッジ部の濃度の低下はあるものの、エッジのきれいな画像を出力することができる。また、実施形態１と同様に記録方向によらず、高浸透性の黒インクと低浸透性の黒インクのインク量と記録順を同じにすることができ、往路記録、復路記録によらず、同様にエッジのきれいな画像を出力することができる。

１１Ｌ、１２、１１Ｒ 記録ヘッド
２０１〜２０６ 記録ヘッド
２０７〜２１２ インクタンク
３００ インクジェット記録装置
３０１ 記録制御部
Ｎ１１ 第一のノズル列
Ｎ１２ 第二のノズル列

Claims (6)

1. 第一のインクと、前記第一のインクと同系色で且つ前記第一のインクよりも記録媒体に対する浸透性が相対的に低い第二のインクを吐出可能な記録ヘッドを、記録媒体に対して相対的に走査させることにより画像を記録する際に、前記記録媒体において画像の記録が行われない非記録領域と隣接する外周領域に対して前記第一のインクを用いずに前記第二のインクを用いて記録し、前記外周領域と隣接する内部領域に対して前記第一のインクを用いて記録する記録装置であって、
   前記記録ヘッドは、前記第一のインクを吐出可能な複数の第一のノズル列と、前記第二のインクを吐出可能な第二のノズル列とを備え、
   前記複数の第一のノズル列は、前記相対的な走査の方向に沿って配置され、前記第二のノズル列は前記複数の第一のノズル列の間に配置されていることを特徴とする記録装置。
2. 前記記録ヘッドからのインクの吐出を制御する記録制御手段をさらに備え、
   前記記録制御手段は、前記複数の第一のノズル列のうち、前記第二のノズル列よりも前記相対的な走査の方向の後方のノズル列を用いて記録する記録率が、前記第二のノズル列よりも前記相対的な走査の方向の前方のノズル列を用いて記録する記録率よりも低くなるように制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記内部領域への単位領域あたりの前記第一のインクの吐出量が、前記外周領域への単位領域あたりの前記第二のインクの吐出量よりも多い、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。
4. 前記外周領域を、前記第二のインクのみで記録し、前記内部領域を前記第一のインクのみで記録することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の記録装置。
5. 前記同系色は、ブラックであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の記録装置。
6. 第一のインクと、前記第一のインクと同系色で且つ前記第一のインクよりも記録媒体に対する浸透性が相対的に低い第二のインクを吐出可能な記録ヘッドを、記録媒体に対して相対走査させることにより画像を記録する際に、前記記録媒体において画像の記録が行われない非記録領域と隣接する外周領域に対して前記第一のインクを用いずに前記第二のインクを用いて記録し、前記外周領域と隣接する内部領域に対して前記第一のインクを用いて記録する記録方法であって、
   前記外周領域を前記第二のインクで記録する先後において、前記内部領域を前記第一のインクでそれぞれ記録する、ことを特徴とする記録方法。

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