JP2502346B2 - 液体インク印刷のためのスポット堆積方法 - Google Patents

液体インク印刷のためのスポット堆積方法

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液体インク印刷方法、より詳細には、高品質
の印刷を行うためオーバーヘッド・プロジェクタ用透明
フイルムの上にインク・スポットをチェッカー盤パター
ンで堆積させる方法に関するものである。
発明が解決しようとする課題 インク滴をチェッカー盤パターンで堆積させる本発明
の方法は、あらゆる種類の液体インク印刷装置に同じよ
うに適用することができる。本発明は、指令に応じて選
択された画素中心に液体インクを堆積させる方法に関す
るものである。
液体インク印刷装置においては、インクの組成中、わ
ずか数％に過ぎない染料に比べて、液体キャリヤが95％
以上も含まれているので、像の品質は印刷像支持体（被
印刷物）の物理的性質によって大きく左右される。液体
キャリヤは、例えば、約40％のエチレングリコールと、
約60％の水で構成することができる。必要なマーキング
物質は染料成分だけであるから、残りの液体は、除去す
るか、または印刷像支持体に吸収されなければならな
い。紙は液体に対して親和性を有しているので、印刷像
支持体が紙の場合には、これは重大な問題ではない、実
際には、堆積されたインク滴の拡散等方性、拡散速度、
吸収速度、反射濃度を修正して最適なものにするため
に、通常は、紙に特殊コーティングが塗布される。
しかし、オーバーヘッド・プロジェクタ用透明フィル
ムの形の印刷像支持体は、インク滴の拡散能力が低いの
で、高品質の像を得るには問題がある。インク乾燥時間
を短縮するための特殊コーティングが開発されたが、そ
の下にあるMylar（登録商標）材料は実質上不浸透性で
あり、これらのフィルム上の液体インクの乾燥時間は、
像支持体が紙の場合の乾燥時間にはほど遠い。隣接する
画素中心上のまだ流れうる状態のインク・スポットが重
なると、「ビード」と呼ばれる、画質を悪くする重大な
問題を引き起こすことが判明した。これらの隣接するイ
ンク・スポットは像支持体に衝突して広がると、あるス
ポットからインクが他のスポットの占有領域の上に重な
る。このインクの接触は、スポットの表面張力を変化さ
せ、インクを重なった区域に引き込んで、スポットの残
りの部分のインクを減少させる。この結果、インクの付
着量にむらができ、彩度の高い領域と低い領域を交互に
有するまだらな外観が生じる。この問題は、混色が必要
な場合は、各画素領域を少なくとも２っの重なったイン
ク滴で構成しなければならないので、隣接する画素領域
の間で、多くのインクが流れてビードになるから、より
悪化する。
従来の技術 米国特許第4,617,580号は、高い彩度が得られるよう
にオーバーヘッド・プロジェクタ用透明フィルムの上に
インク滴を堆積させるインクジェット印刷方法を開示し
ている。上記の透明フィルムはインクを吸収しないこと
が認められている。この発明の方法では、複数のより小
さいインク滴を相互の所定の距離だけわずかにシフトさ
せて、法線上の１個の画素領域へ噴射させている。上記
米国特許第4,617,580号明細書の第３図、第４図および
第５図には、それぞれ３個、４個および５個のより小さ
いインク滴が堆積される１個の画素領域が図示されてい
る。
米国特許第4,575,730号は、「コール天生地または洗
濯板」状外観と呼ばれる、大面積をインクジェット印刷
するときに生じるむらのある外観は、チキソトロピー性
質と表面張力による不均一なインクの厚さに起因すると
述べており、より良い品質を得るために、インク滴を無
作為に重ねることを試みている。
ここでは、各ヘッドが複数のノズルを備えている４色
複数ヘッド走査式インクジェット印刷装置について説明
するが、本発明は、他の液体インク滴印刷装置にも等し
く適用できることを理解されたい。上記のすべての印刷
装置においては、インク・スポットはほぼ円形であり、
インク・スポット間の無インク（白）部分を無くすよう
に隣接するスポットを重ねることによって、グラフィッ
ク像、特にベタ領域の高品質の印刷が得られる。液体イ
ンクがまだ自由に流れ得る状態のとき、隣接する画素領
域にスポットが重なって堆積されると、必ず、透明フィ
ルムの上にビードが生じることがわかった。
従って、本発明の主目的は、オーバーヘッド・プロジ
ェクタ用透明フィルムまたは同様な物の上に液体インク
・スポットを堆積させる方法を提供することである。本
方法によれば、隣接する画素領域の間にインクが流れ
て、ビードになるのが回避され、しかも良好な彩度を有
する出力コピーが得られる。
課題を解決するための手段 上記の目的は、液体インク・スポットを選択した画素
中心の上に、チェッカー盤パターンで堆積させる。少な
くとも２回のパスで１行の情報を印刷することによって
達成される。インクがまだ流れうる状態にあるとき隣り
合う画素領域のインク・スポットが重ならないように、
最初のパスでは、対角線的に隣接する画素領域が堆積さ
れる。第２（２回目）のパスでは、逆方向または同一方
向のパスにおいて、１っおきの対角線的に隣接する画素
領域が堆積される。混色が行われ、かつ第２パスの方向
が第１バスと反対である場合には、水平方向および垂直
方向に隣接する各画素領域は、異なる色のものになる。
カラー・バンドは回避され、水平方向と垂直方向に隣接
する画素領域間の色差は知覚できないから、印刷された
領域は色むらのない外観を有する。
本発明のその他の目的、特徴および利点については、
添付図面を参照して以下の詳細な説明を読まれれば明ら
かになるであろう。
実施例 第１図は、プリンタのフレーム（図示せず）に固定さ
れた案内レール14,16の上に往復運動（矢印Ａ−Ａの方
向）ができるように取り付けられたキャリッジ12を含む
多色複数ヘッド印刷機構10を示す。キャリッジ12は、適
当な機構、例えばアイドラ・プーリー20と駆動プーリー
22の間に支持され、モーター24で駆動される駆動ベルト
18によって案内レール14,16上で左右に駆動される。フ
ルカラー印刷を行うために、キャリッジ12の上に設置さ
れたそれそれのカートリッジ保持器の中に印刷ヘッド・
カートリッジ26Y,26C,26M,26B（イエロー色、シアン
色、マゼンタ色、ブラック色の各インクを送り出す）を
取り付けることができる。各カートリッジ保持器は、そ
れぞれのカートリッジに対する適当な機械的、電気的お
よび流体的カップリングを備えている。選択されたイン
ク駆動器は、適当な駆動信号に応じて作動し、プラテン
30の上に支持された印刷像支持体28の上にインクを噴射
することができる。印刷像支持体は適当な任意の材料、
例えば紙でできていてもよいが、本発明をオーバーヘッ
ド・プロジェクタ用透明フィルムに使用すると、特別な
利点が得られる。
第２図において、各カートリッジ26（Y,C,M,B）は、
一列に並んだノズル32の配列（円形断面のノズルとして
示した）を備えていることがわかる。分解能が300スポ
ット／インチの場合は、各ノズル32は、直径が２ミル程
度であり、3.3ミルの中心間距離で配置される。印刷ヘ
ッド・カートリッジを印刷像支持体から適当な間隔をお
いて配置すれば、このヘッド・カートリッジにより、3.
3ミルの間隔で垂直方向に一列に並んだ画素中心の上
に、スポットが得られる。同じ水平分解能を得るには、
3.3ミルの画素中心の上にスポットが堆積するように、
ノズルの発射率を制御しなければならない。高品質のプ
リント・コピーを得るには、スポットの間に「白色」ス
ペースがなく、完全に被覆されていることが望ましい。
これには、スポット34と画素36の関係が第３図のように
なっていることが必要である。画素の中心間距離の√２
倍に等しくなるようにスポットの直径を選択すれば、ス
ポットの直径は約4.7ミルになる。対角線的に隣接する
スポットは、互いに接しているが、水平方向および垂直
方向に隣接するスポットは互いに重なる結果、画素面積
は100％被覆される。
従来の方法で堆積させた、連続する２本の走査線を第
４図に示す。ベタ領域の被覆は、垂直方向に並んだ全ノ
ズルを、各水平位置において、同時に発射させることに
よって得られ、全画素領域が被覆される。水平方向に並
んだスポットは、滴発射率が3kHzの場合、約0.3ミリ秒
の間隔で堆積される。第２行は、第１行を印刷した後、
キャリッジの戻り行程か、または第２の進み行程で印刷
することができる。紙に印刷する場合は、水平方向およ
び垂直方向に隣接するスポットの堆積に比べると、イン
クは紙に迅速に吸収され、迅速に乾燥するので、このス
ポット堆積順序は満足できるものである。しかし、都合
の悪いことに、オーバーヘッド・プロジェクタ用透明フ
ィルムの場合は、吸収性が悪いので、このスポット堆積
およびタイミングによって得られる印刷の品質は、満足
できるものではない。透明フィルムの場合は、液体イン
クの乾燥に、より長い時間がかかること、そしてインク
滴がビードにならずに、インク滴を重ねて受け入れるこ
とができる粘着状態になるのに、堆積後、約0.1〜0.2秒
かかることがわかっている。従来のスポット堆積順序の
印刷品質の要求には、もともと矛盾があるように見え
る。一方では、投写に必要な高い彩度を達成するため、
全面積の被覆とスポットの重なりが望ましいが、他方で
は、第４図に示すように、インクがまだ流れうる状態に
あるとき、隣接するスポットの間でインクが水平方向お
よび垂直方向に重なると、ビードに起因すると考えられ
る「むら」が生じる。
本方法の透明フィルムの上にスポットを堆積させる順
序パターンでは、１行につき少なくとも２回のパスが必
要である。本方法では、１回のパスで対角線的に隣接す
るスポットのみを堆積させるために、第5A図および第5B
図に示すようなチェッカー盤堆積パターンを使用する。
最初のパスのとき、一組の対角線スポットが堆積され、
次のパスのとき（逆方向または同一方向）、最初の一組
の対角線スポットを補足する別の一組の対角線スポット
が堆積される。得られた画素領域の被覆は第３図に示し
たものと同じであるが、２回目のパスは最初の一組のス
ポットの後0.2秒以上経過してから堆積されるので、イ
ンクが自由に流れることはない。対角線的に隣接するス
ポットは互いに接していないから、１回のパスにおい
て、流れうるインク・スポットが重なることはない。し
たがって、各スポット内の液体インクはまだ流れうる状
態であるにも拘わらず、隣のスポットの表面張力に影響
を及ぼすことはない。本方法によれば、ビードが生じる
ことはなく、画素領域の被覆は、約160％（100％の画素
領域被覆と約60％の重複被覆）されるので、カラー彩度
はすぐれている。
本堆積パターンは２回のパスを必要とするにも拘わら
ず、発射周波数で制限される記録速度に対する悪い影響
は、あるにしても、比較的小さい。各インク・ジェット
は１っおきの水平画素位置でのみ発射されるので、各パ
スの横速度を２倍にすることができる。例えば、もし従
来の堆積プロセスが10インチ／秒の速度で行われれば、
本堆積プロセスは、約20インチ／秒の速度で、２回のパ
スで行われる。もしキャリッジが同一方向の２回目のパ
スのため、その出発位置に戻らなければならないとすれ
ば、もちろん、ランアウトや双方向動作モードにおける
駆動逆転や若干遅い動作により、速度は多少低下するか
もしれない。
以上、ブラック、イェロー、マゼンタ、シアンの各単
色の印刷について、印刷パス順序を説明した。混色を印
刷する場合には、ある色のスポットの上に他の色のスポ
ットが置かれる。例えば、マゼンタとイェローでレッド
が生じ、イェローとシアンでグリーンが生じ、マゼンタ
とシアンでブルーが生じる。減法混色は、インクが堆積
される順序に応じて、若干異なる色合いが生じることは
よく知られている。従って、シアンの上にマゼンタを重
ねて生じたブルーはマゼンタの上にシアンを重ねて生じ
たブルーとは色相が異なる。第6A図および第6D図に示す
ように、従来のインクジェット印刷法に従って、一度に
１行づつ、混色印刷を双方向に行う場合には、ヘッド・
キャリッジ26の装置は、インクの重なる順序が行から行
へ逆になるようにする必要がある。これは、単色領域の
１っおきの行が異なる色相になる「カラー・バンド」と
して知られる容認できない状態を生じさせる。
混色は、ある色のスポットの上に他の色のスポットを
全体に重ねることによって作られるが、重なっている単
一の画素領域については、ビードは生じない。もし第6A
図および第6B図の従来の堆積順序に従えば、水平方向お
よび垂直方向に隣接する混色スポットについては、ビー
ドが依然として問題になる。しかし、第7A図および第7B
図に示すように、混色スポットを同じチェッカー盤堆積
パターンで堆積させれば、上に述べた理由で、ビードは
生じない。各画素領域は多くのインクを含んでおり、そ
して第２の補足チェッカー盤パターンでインクを堆積さ
せることができるまでに、インクが粘着状態になるのに
かなり長い時間が必要であることに留意されたい。また
かなり多くのインクが堆積するので、すぐれた彩度が得
られる。
従来の堆積順序で印刷すると、ビードの増大に加え
て、混色印刷の場合は、各インク・スポット内の大量の
流れうるインクによって、上記のカラー・バンドの問題
が生じる。米国特許第4,593,295号では、各色について
２組の逆順に取り付けたヘッド・カートリッジを有する
タンデム式印字ヘッドを設けることによって、この問題
を解決している。本発明の方法では、逆方向の印刷パス
でカラー順序が逆になるにも拘わらず、カラー・バンド
は生じない。その理由は、第7A図および第7B図をよく見
られれば明らかになるであろう。異なる混色のスポット
（すなわち、シアンの上にマゼンタと、マゼンタの上に
シアン）は、１っおきの行ではなく、１っおきのチェッ
カー盤パターンに位置しているので、色がむらなく混ぜ
合わされ、色差を知覚することはできない。
本発明による液体インク・プリンタの作動中、プリン
タに適当な印刷像支持体が送り込まれる。この記録媒体
は、紙またはオーバーヘッド・プロジェクタ用透明フィ
ルムのどちらでもよく、その材質は、プリンタ内の適当
な検出器（通常は反射率検出器または透過率検出器）に
よって自動的に、あるいはオペレータによって検知され
る。いずれにせよ、スポット堆積パターンの順序を制御
するためにスイッチが設定され、もし紙が検知されれ
ば、第４図の従来の印刷順序が実行される。もし透明フ
ィルムが検知されれば、動作モードは多くの利点を有す
る本発明の複パス・チェッカー盤パターンの印刷順序へ
切り換えられる。
発明の効果 本発明によれば、液体インク・スポットの第１パター
ンは水平方向および垂直方向に１つおきの画素領域の上
に置かれた第１スポットで成り、その第１スポットは対
角線的に隣り合うスポットが互いに周囲で接する重なら
ない大きさを有し、第２パターンは水平方向および垂直
方向に１つおきの画素領域の上に置かれて各々が対角線
的に隣り合うスポットが互いに周囲で接するが重ならな
い大きさの第２スポットから成り、第２パターンは第１
パターンを補足しているので、第１パターンでのインク
の重なりを防止しつつ緻密なスポットによって高い印刷
品質を維持し、第２パターンでの印刷は第１パターンで
の印刷より時間が経過して第１スポットのインクが多少
乾いて、第２スポットの縁部が第１スポットの縁部に重
なっても第２スポットのインクが第１スポットのインク
に混じるように流れるのを防止でき、また、第２パター
ンにおいてもインクの重なりを防止しつつ緻密なスポッ
トによって高い印刷品質を維持し、更に、第１スポット
の周縁部は第２スポットの周縁部で重なっているので、
液体インクのスポット相互が重なることによって生じる
ビードを防止しつつ、第１パターンを補足する第２パタ
ーンでの印刷によって更に密にインク・スポットを堆積
して高い品質の画像を得ることができる。また、カラー
画像形成の場合においては、上記のビードが防止される
だけでなく、混色印刷の場合の色の堆積順序で異なる色
相となるカラー・バンドも第１パターンと第２パターン
とで堆積順序を異ならせることによって防止でき、原画
の色に忠実な高い品質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、多色複数ヘッド走査式インク・ジエット・プ
リンタを示す略斜視図、 第２図は、多色複数ヘッド式印刷ヘッドのノズル配列を
示す、第１図の線２−２の方向から見た図、 第３図は、高品質印刷のための画素領域と４個の隣接す
るインク・スポットの位置を示す図、 第４図は、従来の堆積順序で堆積させた２っの連続する
行の走査を示す図、 第5A図と第5B図は、それぞれ、本発明による最初のパス
と２回目のパスにおいて選択的に堆積させた液体インク
・スポットの位置を示す図、 第6A図および第6B図は、それぞれ、従来の堆積順序によ
る第１および第２行のパスにおける多色色スポットの堆
積を示す図、 第7A図および第7B図は、それぞれ、本発明による最初の
パスと２回目のパスにおける多色スポットの堆積を示す
図である。 符号の説明 10……多色複数ヘッド印刷機構、 12……キャリッジ、14,16……案内レール、 18……駆動ベルト、20……アイドラ・プーリー、 22……駆動プーリー、24……モーター、 26Y,26C,26M,26B……記録ヘッド・カートリッジ、 28……印刷像支持体、30……プラテン、 32……ノズル、34……インク・スポット、 36……画素。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スチュワート エル クラーセン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95051 サンタ クララ バウワーズ アベニュー 1775 (72)発明者 チェン ワ ツァオ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94010 バーリンゲイム バーリンゲイ ム アベニュー 1532 (56)参考文献 特開 昭55−113573（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】液体インク・スポット印刷手段によるグラ
    フィック像の形成を改良してインクのビードに起因する
    むらのある印刷を防止するため、印刷像支持体の選択さ
    れた画素領域に液体インクのスポットを堆積させる方法
    であって、 印刷像支持体を準備し、 指令に応じて前記像支持体の上に多数のインク・スポッ
    トを同時に堆積させることができる液体インク・スポッ
    ト印刷手段を、前記像支持体に隣接するように配置し、 液体インク滴を発生させ、該インク滴を堆進して前記像
    支持体に当てて液体インク・スポットを形成させるよう
    に、前記液体インク・スポット印刷手段を選択的に作動
    させ、前記像支持体の領域に、インク・スポットの第１
    パターンを堆積させ、次に前記像支持体の前記領域にイ
    ンク・スポットの第２パターンを堆積させることから成
    り、 前記第１パターンは水平方向および垂直方向に１つおき
    の画素領域の上に置かれた第１スポットから成り、前記
    各第１スポットは、対角線的に隣り合うスポットが互い
    に周囲で接するが重ならない大きさを有しており、前記
    第２パターンは水平方向および垂直方向に１つおきの画
    素領域の上に置かれた第２スポットから成り、前記各第
    ２スポットは、対角線的に隣り合うスポットが互いに周
    囲で接するが重ならない大きさを有しており、前記第２
    パターンの各第２スポットは、前記第１パターンの第１
    スポットの間の空白部を補足するものであり、 更に、前記第１パターンのスポットの周縁部は前記第２
    パターンのスポットの周縁部で重なっている ことを特徴とする方法。
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