JP2017159476A - インクジェット記録装置および付与量補正用のパターン記録方法 - Google Patents
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Description
クリアインクは、色材を含まない液体であり、その成分は、色材インクが顔料インクの場合は、顔料色材を凝集または析出させるものであり、色材インクが染料インクの場合は、染料色素を析出させるものである。本実施形態では、クリアインクは、硝酸カルシウム・4水和物、グリセリン、界面活性剤、および水を含むものであり、色材インクは顔料を色材とする顔料インクを用いる。記録媒体において、クリアインクが予め付与された領域に色材インクが着弾すると、多価金属塩が色材インクの色材である顔料もしくは染料に作用し、不溶性もしくは難溶性の金属複合体が凝集もしくは析出する。その結果、色材インク中の色材成分の記録媒体内部への浸透が抑制され、記録媒体表層付近に残りやすくなる。
本実施形態では、画像を記録するときに、クリアインクを色材インクに先立って、記録媒体の画像を記録する領域に付与する。具体的には、図1に示したように、記録媒体Pの搬送方向の上流側に位置するクリアインクの記録ヘッド21が吐出を行い、次に下流側に位置する色材インクの記録ヘッド22がそれぞれの色材インクの吐出を行うことにより、上記の付与を行う。クリアインクの付与量は、本実施形態では、X、Y方向(図1)ともに600dpi相当のサイズの画素に約10ngのクリアインクが付与されるよう設計している。すなわち、画像データが示すクリアインクの記録デューティーが100%のとき、上記600dpiの画素に付与されるクリアインクの量が約10ngとなるように設計している。本実施形態は、X、Y方向においてともに1200dpiの密度の画素に記録を行うことから、記録デューティーが100%のとき、1200dpiの2×2の4つのうち2つの画素に1つずつクリアインクのドット(クリアインク滴)が記録(付与)されるとき、これらインク滴の合計が上記の約10ngとなるようにしている。付与量補正部37では、クリアインクの画像データ(色信号データ)が示す階調値が128のとき、この値が上記記録デューティーが100%に対応する。しかし、以上の設定を行っても、記録ヘッドにおける吐出量にばらつきを生じることがある。その結果、例えば、クリアインクの付与量が過剰になると、水分過多による用紙変形、インク滲みの発生、さらにはクリアインクの過剰な消費により、ランニングコストが低下する。一方、逆に吐出量が減少してクリアインクの付与量が不足すると、色材インクが凝集不足となり濃度が低下し、画質品位の低下が生じる。また、同じ記録ヘッドのノズル間でこれらの状態が混在すると、上述した弊害に加えて濃度ムラが生じ、記録画像の品位がさらに低下することになる。これに対し、本実施形態では、後述するクリアインクの付与量補正(クリアインクHS補正)処理を実施し、クリアインクの付与量を管理している。
付与量補正処理部37の処理について具体的に説明する。ここでは、色材インクの記録ヘッド22における1つの色のインクのノズル列を例にして説明する。図6は、記録ヘッドのノズル列におけるノズル間の吐出特性の差に起因した濃度ムラの例を示す図である。なお、本実施形態の記録ヘッドは、ノズルが設けられた複数のヘッドチップが一部のノズルを重複するように配列されて形成されるものである。この記録ヘッドの記録時には、重複する部分のノズルは、マスク処理によってそれぞれ1/2ずつ使用するように設定している。
次に、センサ光源色と反射濃度について説明する。本実施形態の反射型光学センサ30は、記録装置で用いるクリアインク、色材インクの色調、記録ヘッドの構成等に応じて、発光部31として、赤色(R光源)、緑色(G光源)、青色(B光源)の3種の発光ダイオード(LED)から、選択して用いる。
<クリアインクと色材インクによる記録部の反射濃度>
図14および図15は、二つの異なる色調の色材インクが記録媒体の同じ位置に着弾したときの浸透の様子を説明するための、記録媒体の断面図である。図14(a)〜(d)は、記録媒体に色材インク1、色材インク2が順に着弾した場合を、図15(a)〜(f)は、記録媒体にクリアインク、色材インク1、色材インク2が順に着弾した場合をそれぞれ示している。
図17は、本発明の第1実施形態に係るクリアインクの付与量補正(HS)用のテーブルを作成するための処理を示すフローチャートである。このHS用テーブルは、上述したように、付与量補正処理部37(図5)が付与量補正を行う際に用いられるものである。
クリアインク用のHSパターンは、クリアインクと、所定の2種類の色材インクを用いて記録される。本実施形態では、第1の色材インクとしてイエロー(Y)インクを、第2の色材インクとしてブラック(K)インクを用いる。図18は、本実施形態に係るクリアインク用のHSパターンの例を説明する図である。クリアインク用のHSパターンは、クリアインクによって異なる付与量で形成した複数の検査パッチ61に対し、一定の付与量で第1の色材インク(Y)と、第2の色材インク(K)を順に重ねて形成(検出補助パターン62)することによって記録される。図19は、このHSパターンを記録する処理を示すフローチャートである。先ず、記録ヘッド21からクリアインクを吐出して、付与量の異なる複数の検査パッチ61(a)〜(i)を記録する(S401)。これら検査パッチは、そのとき設定されているクリアインクの付与量を100%としたとき、この付与量を中心として、0%、25%、50%、75%、(100%)、125%、150%、175%、200%、の計9種類の付与量でそれぞれ形成される。これらの付与量ごとのパッチは、図18において9つの縦方向の列61(a)〜61(j)として示される。また、これらの検査パッチは、クリアインクの記録ヘッド21に配列するチップごとに記録される。これらは、図18において、横方向の行a〜jとして示される。より詳細には、パッチ行a〜jのパッチは、記録ヘッド21に配列するチップH200a〜H200jのそれぞれの中央部の512個のノズルを用いて、512画素×512画素(約108mm四方)のパッチとして記録される。すなわち、本実施形態は、チップごとに吐出特性を検出し、その検出結果に基づいてチップ単位で付与量補正を行う。この点で、上記中央部の512個のノズルの吐出特性は、そのチップの吐出特性を代表するものとして扱われることになる。また、以下に説明する記録ヘッド22による色材インクによるパッチ部分の記録で使用されるノズルも、クリアインクと同様、各チップの中央の512個のノズルである。なお、パッチ以外の領域の記録では、上記中央部の512個のノズル以外のノズルが用いられることはもちろんである。ただし、クリアインクの記録ヘッド21に対し色材インクの記録ヘッド22のY方向の位置が同じでない場合は、色材インクは中央部以外のノズルを使用して、パッチ部分を記録しても良い。なお、上記0%から200%の9つの付与量は、具体的には、8ビットの画像データの階調値で表されるものであり、例えば、階調値が255である場合は、パッチを構成する上記512画素×512画素にそれぞれ1つのクリアインクのドットが形成される量である。また、例えば、設定されているクリアインクの付与量(階調値)が128の場合、この付与量を中心として、0、32、64、96、(128)、160、192、224、255の階調値となる。
記録された検査パッチ61(a)〜(i)について光学特性を測定する。上述のようにクリアインク用のHSパターンを記録した後、検査パッチ61(a)〜(i)の対向位置に、キャリッジに搭載された反射型光学センサ30が位置するように記録媒体Pとキャリッジを移動させる。そして、各パッチの光学特性としての反射光学濃度を測定する。本実施形態では、反射型光学センサ30の光源として、赤色(R光源)を用いる。なお、ノイズの影響を低減するべく、キャリッジを停止させて測定を行ったり、スポット径の大きいセンサを使用したり、複数点の測定結果を平均化するなどを行ってもよい。これにより、記録されたパターン上の局所的なばらつきを平均化して、精度の高い反射光学濃度の測定を行うことができる。
図21は、ある1つのチップによって記録された検査パッチ61(a)〜(i)の測定結果の一例を示す図である。図21において、クリアインクの付与量が0%のパッチ(a)から100%のパッチ(e)までは徐々に反射濃度Dが増しているのに対し、100%のパッチ(e)以降は反射濃度Dnが略一定になっている。これは、色材インクの凝集のために必要最小限なクリアインクの付与量、すなわち適正なクリアインクの付与量が、この例の検査パッチを記録したチップでは約100%であることを表している。本実施形態では、反射濃度Dnが略一定か否かの判断基準として、検査パッチ間の反射濃度の変化量ΔDが3%未満となったパッチの直前のパッチにおける付与量を、そのチップのクリアインクの補正後付与量として設定する。すなわち、上述したように、本実施形態は、検査パッチを記録する際に設定されている、クリアインクの画像データが示す付与量を100%としている。このため、このチップに対応する、クリアインクを記録するための画像データである付与量100%は、付与量補正処理部37(図5)によって補正がなされそのままの付与量100%のクリアインク画像データとなる。検査パッチ61(a)〜(i)の通し番号nを1〜9として、各反射濃度測定値をDnと表すと、ΔDnは以下の数式で表される。
ΔDn=(ΔDn-1−Dn)/Dn (n=2、3、4、…、9)
図22は、図21に示す測定結果のチップにおいて測定される濃度Dn、および濃度変化量ΔDnを示す図である。図22に示すように、濃度変化量ΔDnが最初に3%未満となるのはn=6であるので、n=5(検査パッチe)の付与量である「100%」を、この例のチップにおけるクリアインクの補正後付与量として算出する。
以上のようにステップ303で算出した補正後の付与量を実現するよう、チップごとに、クリアインクの付与量補正テーブルを生成する。具体的には、上述した図21に示す測定結果が得られるチップについては、そのチップのノズルに対応するクリアインクの画像データの階調値(付与量)100%を、100%/100%=1.0の係数を乗じた階調値に変換するようなテーブルとする。また、図23に示す測定結果が得られるチップについては、そのチップのノズルに対応するクリアインクの画像データの階調値(付与量)100%を、150%/100%=1.5の係数を乗じた階調値に変換するようなテーブルとする。このようにして得られたクリアインク用のHSテーブルは、ROM34(図5)に格納される。そして、クリアインクを用いた記録時には、CPU33は、ROM34に格納されているクリアインク用のHSテーブルを付与量補正処理部37に送信するよう要求する。付与量補正処理部37は送信されたHSテーブルを用いてクリアインクの画像データを補正する。この制御によって、クリアインクのチップ単位の製造誤差や耐久劣化等に起因するインクの噴出特性のバラツキを軽減し、均一な付与を行うことができる。
上述した実施形態の説明では、光源色として赤色(R)光源を用い、色材インクのうち、記録媒体に先に付与する検出補助用色材インクとしてYインクを、後に付与する検出補助用色材インクとしてKインクをそれぞれ用いるものであるが、他の組み合わせにおいても同様の効果を得られる組み合わせが存在する。上述したように、本発明は、検査に使用する光源色に対して、先に付与する検出補助用の第1の色材インクとしては、反射濃度が低い色調のインクを、後に付与する検出補助用の第2の色材インクとしては反射濃度が高い色調のインクを選択する。代表的な組み合わせとしては、センサ光源色としてのR、G、Bと、色材インクとしてのC、M、Y、Kが理想的な色と仮定すると、赤色(R)光源下では、検出補助用の第1の色材インクとしては、YインクまたはMインク、検出補助用の第2の色材インクとしては、KインクまたはCインクを選択することができる。緑色(G)光源下では、第1の色材インクとしては、CインクまたはYインクを、第2の色材インクとしては、KインクまたはMインクを選択することができる。また、青色(B)光源下では、第1の色材インクとしては、MインクまたはCインクを、第2の色材インクとしては、KインクまたはYインクを、それぞれ組み合わせて選択することができる。なお、インクジェット記録装置で使用されるC、M、Y、Kなどの色材インクは色としては理想的なC、M、Y、Kではないことが多く、また、使用する記録媒体による発色性や、記録装置の構成によりドット重ね順の制約もある。この点から、記録に用いる記録媒体に対して、上記条件を変えながら実際にパターンを記録し最適な組み合わせを予め求めることが望ましい。
上述した実施形態の説明では、光学特性を検出する検出器として、R、G、Bなどの特定のピーク波長をもつ色付き光源を照射し、その反射光強度(反射濃度)を測定する反射型光学センサを用いたが、特定波長域における光学特性を検出する検出器であれば、他の検出器を用いてもよい。例えば、白色光源から白色光を照射し、増幅した反射光をRGBの各カラーフィルタにより分光し、撮像素子であるCCDセンサによって読み取ることにより、RGB情報を取得することもできる。また、RGB各光源による反射光を撮像素子であるCMOSセンサによって読み取ることにより、RGB情報を取得することもできる。これらの場合、取得したRGB情報のうち適切なチャンネルにおける輝度値を、上述した反射濃度と読み替えることで同様の効果を得ることができる。
本発明の第2の実施形態は、光学特性検出のための読取装置として、記録媒体の幅に対応した検出が可能なラインスキャナを用いる。本実施形態におけるラインスキャナはCCDラインセンサにより構成されており、記録媒体の搬送方向と垂直な方向にCCDセンサが1600dpiの間隔で配列されたものである。このような比較的高い解像度の読取装置を用いることにより、数ノズルごとの付与量補正が可能となる。
30 反射型光学センサ
31 発光部
32 受光部
33 CPU
34 ROM
35 RAM
37 付与量補正処理部
P 記録媒体
H200a〜j 記録チップ
Claims (10)
- 色材の種類が異なる複数の色材インクを吐出するための色材インクの記録ヘッドと、色材を含まないクリアインクを吐出するための複数の複数のノズルを配列したノズル列を有したクリアインクの記録ヘッドと、を用いて記録媒体に記録を行うときの、前記クリアインクの付与量の補正を行うための補正用パターンを記録可能なインクジェット記録装置であって、
前記複数の色材インクのうち、第1の色材インクおよび第2の色材インクによって記録された記録部分と、前記クリアインクによって記録される、付与量が異なる複数の記録部分のそれぞれとが、それぞれ重なる部分を有する前記補正用パターンを記録媒体に記録する記録手段と、
前記補正用パターンを記録する際、前記クリアインク、前記第1の色材インク、前記第2の色材インク、の順序で記録するよう、前記色材インクの記録ヘッド、前記クリアインクの記録ヘッド、および記録媒体の移動を制御する制御手段と、
を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記第2の色材インクは、記録媒体において先に記録された前記第1の色材インクの上層で定着するインク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。
- 前記補正用パターンを照射するための光源と、
前記光源が照射した前記補正用パターンからの反射光に基づき前記補正用パターンの光学特性を検出する検出手段と、
をさらに具え、
前記検出手段が検出する、前記第1の色材インクによる記録部分の濃度は、前記第2の色材インクによる記録部分の濃度よりも低いことを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録装置。 - 前記クリアインクの記録ヘッドは、それぞれ複数のノズルを配列した複数の記録チップを備え、記録チップごとに、前記補正用パターンを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1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記検出手段の読み取り解像度よりも広い幅ごとに、前記補正用パターンを記録す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。
- 前記光源は赤色の光源であり、前記第1の色材インクはイエローインクまたはマゼンタインクであり、前記第2の色材インクはシアンインクまたはブラックインク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。
- 前記光源は緑色の光源であり、前記第1の色材インクはシアンインクまたはイエローインクであり、前記第2の色材インクはマゼンタインクまたはブラックインク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。
- 前記光源は青色の光源であり、前記第1の色材インクはマゼンタインクまたはシアンインクであり、前記第2の色材インクはイエローインクまたはブラックインク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。
- 前記第1の色材インクによる記録部の明度は、前記第2の色材インクによる記録部の明度よりも高いことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 色材の種類が異なる複数の色材インクを吐出するための色材インクの記録ヘッドと、色材を含まないクリアインクを吐出するための複数の複数のノズルを配列したノズル列を有したクリアインクの記録ヘッドと、を用いて記録媒体に記録を行うときの、前記クリアインクの付与量の補正を行うための補正用パターンの記録方法であって、
前記複数の色材インクのうち、第1の色材インクおよび第2の色材インクによって記録された記録部分と、前記クリアインクによって記録される、付与量が異なる複数の記録部分のそれぞれとが、それぞれ重なる部分を有する前記補正用パターンを記録媒体に記録する記録工程、
を有し、前記記録工程では、前記補正用パターンを記録する際、前記クリアインク、前記第1の色材インク、前記第2の色材インク、の順序で記録することを特徴とする補正用パターンの記録方法。
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