JP2960537B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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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、インクジェット記録装置に関し、複数種類
の被記録材に対応してこれに記録を行うことが可能なイ
ンクジェット記録装置に関する。
[従来の技術] 従来、複数種の被記録材に対して記録を行うインクジ
ェット記録装置においては、被記録材に応じて記録方法
を変更するものが数多く提案されており、例えば、TP紙
(OHP用紙)の場合には、同一の画像領域に対して重複
記録を行う例が多い。すなわち、被記録材のインク吸収
性に応じて被記録材に打ち込むインクの量を制御するも
のである。これにより、TP紙や、特別のインク受容のた
めのコート層が形成されていない一般の被塗工紙が、イ
ンク受容能力およびインクの広がりが不十分なことによ
って生ずるインクの溢れや濃度低下といった画質の劣化
を防ぐことができる。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の方法では、インクの溢れ防止と
画像濃度アップを両立させるためには、同一画素および
隣接画素に対して一回に打込むインク液滴の量を減らす
とともに、インク液滴の打込み間隔を長くしなければな
らず、さらに、重複記録では、一般に通常より多くのイ
ンク液滴を複数回に分けて繰り返し打込むことになる。
このため、同一記録領域への記録に長時間を要すること
から記録速度の大幅な低下を招くという問題点があっ
た。
また、記録画像の画像を考慮した場合、これらの種類
のうち、例えば文字細線は十分な濃度があれば、また、
中間調画像は、滲み出しによる画像のぼけがなく鮮明で
あって階調性に優れた画像であれば、視覚的に実用上十
分満足しうるものであると言うことができる。このよう
に、記録データによっては、これに最適な濃度や階調性
を有して記録しようとする場合、上述のような被記録材
のインク吸収性に応じたインク打ち込み量制御によって
は、必ずしも十分に濃度等を表現し得ないことがある。
本発明は上記観点に着目し、また、被記録材に関する
上記問題点を解消するためになされたものであり、記録
しようとする画像の種類および被記録材の種類に応じて
実用上問題のない記録を行うことが可能なインクジェッ
ト記録装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] そのために本発明では、インクを吐出するための記録
ヘッドを用い、記録データに基づいて前記記録ヘッドか
ら被記録材にインクを吐出して記録を行うインクジェッ
ト記録装置において、前記記録ヘッドと前記被記録材と
を相対的に走査させる走査手段と、前記被記録材の種類
を識別する被記録材識別手段と、前記記録データから、
細線または文字にかかる記録データと他の画像にかかる
記録データとを識別する画像識別手段と、前記画像識別
手段による識別に基づき、前記他の画像にかかる記録デ
ータを、前記走査手段による複数回の相対走査それぞれ
に対応する複数の記録データに分ける記録データ制御手
段と、前記被記録材識別手段による識別結果に基づい
て、インク吸収性が相対的に劣る被記録材に記録を行う
場合、前記細線または文字にかかる画像については前記
走査手段による複数回の相対的な走査によりインクを複
数回重ねるよう記録を行い、前記他の画像については、
前記記録データ制御手段によって分けられた複数の記録
データにより、前記走査手段による複数回の相対的な走
査によりインクを重ねないように複数回に分けて記録を
行う記録制御手段と、を具えたことを特徴とする。
[作 用] 以上の構成によれば、記録データ信号から、細線また
は文字等により構成された画像の記録データと、他の画
像、例えば中間調画像の記録データとが識別され、この
識別に応じて文字細線ではない中間調画像等については
複数回の走査で記録されるよう記録データが制御され
る。そして、例えばTP紙(OHP用紙)のような、コート
層が形成された塗工紙よりもインク吸収性が相対的に劣
る被記録材に対して記録を行う場合、文字細線等の画像
についてはインクを複数回重ねるよう記録を行い、他の
画像については分けられた複数の記録データを用いて、
複数回の相対的な走査によりインクを重ねないようよう
に分けて記録を行うような記録制御がなされる。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
第1図(A)は本発明の一実施例にかかるインクジェ
ット記録装置を用いたカラー複写装置の主要なブロック
図であり、また第1図(B)は第1図(A)に示したい
くつかの要素を詳細に示すブロック図である。
これら図において、1はカラーセンサであり、原稿の
画像のほぼ同一点をR,G,B3色に色分解してそれぞれ8ビ
ットに量子化されることにより画像読取りが行われる。
画像処理部13に入力された上記R,G,B信号よりなる画像
記録信号は色信号処理部2において対数変換,マスキン
グ,USR,γ変換等のいわゆる色信号処理が施され、記録
色であるK(黒),C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエ
ロ)各色についてそれぞれ8ビットの記録信号を得る。
このK,C,M,Yの各8ビットの記録信号は、それぞれ2値
化部3−1,3−2,3−3,3−4からなる2値化処理部3に
おいていわゆる擬似中間調処理が施されて2値化され
る。
画像処理部13に入力したR,G,Bよりなる記録信号は、
一方で画像識別処理部14に入力し、ここで文字・細線部
が識別分離される。すなわち、まずR,G,B信号はまず黒
信号生成部6で8ビット256レベルを有する色味を抑制
した黒信号dが生成され、この黒信号dは黒信号2値化
部7で2直化されて黒画像識別部8に入力される。黒画
像識別部8では、連続中間調部分ないしは網点画像部分
と、文字・細線部分とが識別されてそれぞれの画像に応
じた画像識別信号KBまたはKWを発生させる。画像識別信
号KBまたはKWは記録制御部4に入力される。
被記録材識別センサ9は通常の被記録材としてのコー
ト紙と特別な記録方式が好ましいTP紙(OHP用紙)等の
特殊紙とを、例えば、反射光量あるいは透過光量等によ
って識別して検知しこの信号を被記録材記録部10へ入力
する。ここでは、入力された識別信号から1ビットの被
記録材識別信号Pが生成され、この信号Pは記録制御部
4へ転送される。
本発明の一実施例では、上述した画像識別信号および
被記録材識別信号に応じて2値化された記録信号と、被
記録材搬送および記録ヘッドの走査に関する駆動とが制
御されて記録する画像の種類および被記録材に応じた最
適な記録制御がなされる。
以下、本発明の一実施例にかかる記録制御について詳
細に説明する。
色分解した画像記録信号に基づいて加法混色によって
カラー記録を行う際には特に黒色細線・文字は一般にC,
M,YないしK,C,M,Yの3色ないし4色のインクを重ねて記
録することになり、本実施例においても4色のインクで
記録を行う。ところが、単純に4色のインクを用いて黒
色細線・文字を記録すると、重なった色が完全な黒色
に見えない。精度良く重ねることが困難なため有彩色
のふちどりが生ずる。黒色細線・文字を強調するため
に、過度な黒抽出(UCR)を行うと有彩色の連続中間調
部分ないしは網点画像部分で彩度が低下する。インク
によるドットが拡がりにくく発色性の低い被記録材の場
合には、〜の傾向がより顕著となる、という問題が
生ずる。
以上のような問題を解決するために、本実施例では、
画像識別処理部14において記録画像における黒色細線・
文字部分を連続中間調部分ないしは網点画像部分とは分
離識別し、その部分は黒インクKのみで記録するように
する。このことにより、例えばインク受容層を表層に塗
工してインク吸収特性および発色性を改善したコート紙
(塗工紙)では、黒色細線・文字部分を十分な濃度でか
つ解像性に優れ、また、中間調部分においては鮮明であ
って彩度が高く階調性に優れた画像を提供できるように
なる。しかしながら、に示した如きTP紙等の特殊な被
記録材では、上述した黒色細線・文字部分を黒色インク
のみで記録する構成のみでは良好な記録が行えないた
め、後述される記録制御の変更も併せて行うことが必要
である。
まず、第1に被記録材としてコート紙を用いた場合の
標準的な記録制御について、画像識別処理部14による処
理,記録制御部4の標準的な2値記録信号制御,および
記録方法の順に詳述する。なお、色信号処理部2および
2値化部3は本発明に何ら限定を加えることがなく公知
の技術全てが適用可能なため説明を省く。
<画像識別処理部> 第2図(A)は黒信号生成部6の詳細を示すブロック
図である。図中、最大値検出部61および最小値検出部62
はそれぞれ8ビットで入力されるR,G,B信号を画素毎に
そのレベルを比較し、レベルの最も大きい値と最も小さ
い値をそれぞれmax(RGB),min(RGB)として得る。加
算器63は同信号の差max(RGB)−max(RGB)を演算し、
その結果は乗算器66で所定数αが乗じられ、さらにこの
結果は加算器64でmax(RGB)に加算される。この加算結
果は制限器65にて8ビット幅を越えた場合255に制限し
て黒信号dを得る。
第2図(B)に本処理の説明図を示す。本実施例では
各色信号R,G,Bの値が大きい程白、逆にR=G=B=0
の時黒色であるとする。従って、図中Aの部分は色味を
有する細線、Bの部分は黒い線を示しているといえる。
上述した黒信号生成物6における処理を式で表わすと
以下の式になる。すなわち、 d=max(RGB)+α[max(RGB)−min(RGB)] 上式の物理的意味は、max(RGB)−min(RGB)が色味
を表わし、また、max(RGB)がグエイ成分(明るさ)を
表わすとすると、max−min(RGB)が大の時、つまり色
味を有するとき、上式ではこの値がα倍されてmax(RG
B)に加えられることで、より明るい(白い)方向に変
換される。従って、定数αの値が大である程色味を持つ
画素より白い画素とするため、この定数αは色味を抑圧
する程度を表わす値として色抑圧定数と呼ばれる。第2
図(B)ではα=1として表わしたがmax(RGB)が大き
く、かつmax(RGB)−min(RGB)が大きい場合は、第2
図(A)に示した制限器65により完全な白い画素を表わ
す最大値255となる。以上のことから、上式によって生
成される信号dの変化はほぼ黒成分の変化を意味すると
考えられる。
さて黒信号dは第3図にその詳細な構成が示される2
値化部7に入力される。第3図において、入力される黒
信号dは1ライン分づつ4つ直列なメモリ71を用いて順
次遅延される。この4つの遅延データの4画素分と入力
する1画素分の黒信号データが加算器72で加算される。
さらに、この加算値は4つの直列なF/F73で1画素毎順
次遅延され、それぞれのF/F73の出力と加算器72からの
加算値がさらに加算器75で加算される。加算器75からの
出力は、メモリ71−2からの出力をF/F73−5,736で遅延
したF/F73−6からの出力、すなわち2値化部7へ入力
するデータより2ラインと2画素遅延した出力に対応し
た画素(注目画素)の周辺25画素分の積算値であり、従
って除算器76で1/25倍すれば注目画素近傍の画素に対応
した黒信号dの平均値mが得られる。
比較器79において、注目画素データd、すなわちF/F7
3−6からの出力を上記平均値mをしきい値として比較
してより精細な2値信号Bが得られる。すなわち、 d<mの時 B=“1"(黒) ≧mの時 B=“0"(白) さらに、加算器77で平均値mとdとの差を求め絶対値
回路78で絶対値に変換した値、比較器74で定数δと比較
して2値信号Cが得られる。すなわち、 |d−m|>δの時 C=“1" ≦δの時 C=“0" 両信号の物理的意味は、前者の信号Bが黒信号を高精
細に2値化した信号であり、後者の信号Cが各点でのレ
ベル変化量を2値化した信号である。つまり、B=1で
かつC=1はその点での濃度変化が定数δより大きくか
つ黒方向に変化していると判断できる。つまりこの点が
文字,細線の一部である確率が高いと言える。
しかしながら、その点が網点で表現された中間調画像
部分である可能性も含んでいるためにこれら2ビット信
号を黒画像識別部8に入力し文字部の識別を行う。
第4図は黒画像識別部8の詳細を示す。ブロック図で
ある第4図においてまず、入力される2値信号Bはライ
ンメモリ80−1,80−2,80−3,80−4を用いて順次1ライ
ンづつ遅延されると共に、フリップフロック81−0〜81
−9によって入力信号および各ラインメモリからの出力
が1画素毎遅延される。従って、今、F/F81−4の出力
を注目画素に対応するものとするならば、注目画素に隣
接する8画素のそれぞれに対応する信号BのデータはF/
F81−2,81−4,81−6への入力およびF/F81−2,81−6,81
−3,81−5,81−7からの出力に対応し、注目画素を含む
9個の隣接画素データは共にゲート回路83−2に入力さ
れる。同様に考えれば、ゲート回路83−1には、前記注
目画素より1ライン後の画素データ、つまりF/F81−2
からの出力に対応する画素およびこれに隣接する8画素
それぞれの信号Bデータが、ゲート回路83−4へは注目
画素より1ライン前、つまりF/F81−6から出力に対応
する画素およびこれに隣接する8画素の信号Bデータが
入力される。
これらゲート回路83では、後に詳説するが、それぞれ
中央の画素が、これに隣接する8画素の2値レベル
(“0"または“1")から反転しているか否か、つまり中
央の画素が周辺から孤立して“0"または“1"のレベルを
有しているか否かによって画素毎に0〜4の値Sを割り
付ける。この値Sは、その値が大きい程網点画素の可能
性が大きく、逆に0ならば文字等の一部である可能性が
高いと言える。なぜならば、文字,線は1次元的に連続
したドットの集合であるからである。しかしながら、文
字か否かは1点は判断できないために上記各画素毎に割
り付けられた孤立性を示す値Sを2次元的に積算して判
定する。
まず、加算器85−1で上下方向の3画素のそれぞれに
対応する値Sを加算し、その結果を6つの直列なF/F84
−1〜84−6で6画素分遅延保持して加算器85−2で加
算すれば、入力するデータBに対して2ラインと4画素
遅れた画素、これを注目画素とするなら、注目画素を中
心とする3×7画素分のデータSの加算値Pfが得られ
る。この特徴量Pfは2次元的空間周波数を意味する。つ
まり、Pf値が大である程、注目画素近傍は2値データB
の値が“0"“1"の反転が多く、従って、2次元的にド
ットが孤立した点が多いことを意味する。
以上、信号BおよびC、特徴量Pfの意味づけより、 Pf>KかつC=1かつB=1の時、E=1 その他 E=0 という結果を得る。すなわち、Pf値を所定定数K(4〜
5程度)と比較器86で比較し、かつ、注目画素に対応す
る出力、つまり、メモリ80−5,80−6によって2ライ
ン、さらにF/F82−1〜82−4で4画素遅延された2値
信号Cおよび同様に注目画素に対応する信号Bとのアン
ドをとったアンドゲート87からの出力値Eが“1"となる
とき、注目画素は黒文字(細線)の一部であるといえ
る。
同信号Eと、注目画素より1ラインとさらにF/F89−
1〜2で2画素遅延させた信号Bとを黒文字信号発生部
88に入力し最終出力である黒文字信号KBとKWを生成す
る。
次に、前述のゲート回路83の内部について詳述する。
第5図はゲート回路83の詳細を示す回路図であり、中央
の画素iに隣接するa,b,c,d,e,f,g,hは前述したF/F81の
各入,出力信号Bである。EX−ORゲート831−1,831−2
はa,i,h方向に注目画素iが反転しているか否かを検出
する。つまり、これら双方EX−ORゲートの出力が共に
“1"であれば、アンドゲート832−1の出力が“1"とな
り注目画素iはaih方向に孤立しているということが言
える。同様に、EX−ORゲート831−3,831−4およびAND
ゲート832−2はcij方向、EX−ORゲート831−5,831−6
およびANDゲート832−3はbig方向、EX−ORゲート831−
7,831−8およびANDゲート832−4はdie方向の孤立性を
検出する。ここで、ANDゲート833−1,833−2、ORゲー
ト834は注目画素iがbig方向かまたはdie方向に連続し
て同レベル“0"または“1"の場合を検出し、これに該当
する場合はORゲート834の出力が“0"となる。この出力
は、アンドゲート835−1〜835−4において先述のアン
ドゲート832−1〜832−4からの出力とのアンドがとら
れ、その出力結果を加算器836で加算すれば、0〜4の
値を示すSが求まる。
アンドゲート833とORゲート834によって得られる信号
の物理的意味は、その信号が連続性を示す場合、この連
続性は紙面(原稿または記録紙面)上で上下方向あるい
は左右方向に延在する線分を示し文字または細線の一部
分である可能性が高いことを意味する。従って、この場
合は一意的にS=0として、結果として特徴量Pfの値を
下げる。なお、Pf値として積算する領域は望ましくは3
×7程度に方形で本実施例より広い方が高精度に文字を
識別できる。
次に、黒文字信号発生部88の内部を第6図を用いて詳
述する。同処理部は黒の文字(細線)の一部であること
を示す1ビットのKB(=“1")信号と、注目画素がB=
“0"で、この画素に隣接する画素の少なくとも1つがE
=“1"であるとき、信号KW=“1"となる信号KWを生成す
ることを目的とする。前述の1ビット信号EとBを入力
し、信号Eをライン遅延し、F/F880−1〜880−5で1
画素毎さらに遅延することにより、F/F880−3出力に対
応する画素を注目画素とすれば、ORゲート881は注目画
素に隣接する8画素のうちいずれかがE=1の時その出
力に“1"を得る。従って、信号BをF/F880−7によって
遅延し注目画素に対応させた後、その反転入力をANDゲ
ート882に入力すれば、信号KWが得られる。
<標準的な2値記録信号制御> 次に、同信号KBとKW信号によって記録信号を制御する
記録信号制御部4の処理について詳述する。
前述の黒文字信号KW,KBを生成するために内部の処理
が2値化データに対して5ラインと数画素遅れるため、
第1図(B)に示した2値化回路3からの記録信号をそ
れぞれ遅らせて信号KB,KWに対応させる。
第7図に示されるように、メモリ40−1〜40−4はそ
のための遅延回路を構成し、また、同図に示す回路にお
いて各2値記録信号2C,2Y,2M,2Kおよび信号KB,KWの入力
に対して、 KB=1の時 K=“1"…ドットを記録する C,M,Y=“0"…ドットは記録しない KW=1の時 C,M,Y=“0" のごとき各K,C,M,Yについての出力を得る。なお、この
第7図に示される回路は記録制御部4に構成される。
つまり、黒色記録信号は信号2KとKB=“1"とのオアで
記録すると共に、当該画素にY,M,Cの色記録信号が有っ
た場合、混色をさけるためにされらの色の記録を中止し
て抑圧する。また、KW=1となる画素は同様に色記録信
号を抑圧することで黒文字周辺の記録ドットを中止しよ
り鮮明な記録を表現できる。
<被記録材としてコート紙を用いた標準的な記録方法> 以上示した、画像識別処理部14による黒文字,細線の
識別(信号KB,KWの生成)、およびこれに応じた記録制
御部4における記録信号制御によって得られる記録信号
に基づいて、コート紙等の比較的インク吸収性等に優れ
た被記録材に記録を行うための構成を以下に説明する。
第8図は本発明の一実施例にかかるインクジェット記
録装置の主要部を示す側断面図である。図において、51
〜54はそれぞれ64個のインク吐出口を有した記録ヘッド
であり、これら吐出口に連通するインク液路にはインク
を吐出するためのエネルギーを発生する電気熱交換体が
配設される。また、記録ヘッド51,52,53および54はそれ
ぞれ黒(K),シアン(C),マゼンタ(M)およびイ
エロー(Y)のインクを吐出する記録ヘッドであり、そ
れぞれは、キャリッジ21に保持される。これにより、第
9図(A)に関して後述されるように各記録ヘッドにお
ける吐出口配列の方向は副走査方向をなし、走査による
記録領域が同一となるよう配置される。
キャリッジ21は一対のガイドシャフト50と摺動可能に
係合し、後述のキャリッジモータによって走査方向(図
と垂直な方向)の移動が可能である。
記録ヘッド51〜54は、キャリッジ21を介して電気的に
第1図にて前述された記録制御部4と接続されているほ
か、キャリッジ21の移動に対して柔軟に対応するインク
チューブ束56によってインクタンク部57のそれぞれの色
のインクタンクに接続されてインク供給がなされるよう
に構成されている。一方、被記録材58は、給紙ガイド11
0を介して搬送ローラ対9によって所定のタイミング
で、順次図中矢印方向に記録部まで搬送される。記録部
では吸着搬送ベルト111の静電吸引力で被記録材58を吸
着し、ベルト111の移動に伴なって搬送ローラ対9と同
期しつつ吸着支持搬送され、所定の位置に順次停止して
記録が行われる。
前述の第1図(B)は、第8図に示したインクジェッ
ト記録装置における記録制御の構成を示すブロック図で
ある。第1図(B)において、20はベルト,プーリ等の
キャリッジ駆動機構を介し、キャリッジ21を駆動するキ
ャリッジモータ等からなるキャリッジ駆動部、22は制御
部4から供給される記録データに基づき各吐出口の吐出
信号を発生するヘッドドライバである。18は搬送ローラ
9や吸着搬送ベルト111を駆動するための紙送り駆動部
であり、主にモータ等によって構成される。
図中に示される制御部4は、第7図に示した回路の外
読取り装置や記録装置各部とデータの授受を行いながら
装置の制御にかかる処理を実行するCPU17,CPU17の処理
におけるワークエリアとなるRAM16および第9図(A)
および(B)に示されるような記録動作等の処理手順を
記憶するROM15を有する。
第9図(A)および(B)は、第8図に示した実施例
における記録方法を説明する図である。第9図(A)
で、K,C,M,Y各色のインクをそれぞれ吐出する記録ヘッ
ド51〜54は、キャリッジ21の走査によるそれぞれの記録
領域が同一になるようにキャリッジ21に固定支持されて
いる。同図において、本来吐出口列112〜115は見ること
はできないが、説明の便宜上、上方から通しして示して
いる。
記録ヘッド51〜54は、キャリッジ21の動きに同期して
入力される記録信号に応じて、吐出口112〜115からイン
クを吐出して被記録材上に記録を行う。被記録材58は、
搬送ローラ対9および吸着搬送ベルト111とによって各
等分された記録領域と同じ幅でキャリッジ21の走査ごと
に搬送されつつ、K,C,M,Yの順に記録されていく。第9
図(B)には、前述の記録領域に対応した部分の記録信
号のみが示される。また、それぞれのヘッドの記録領域
に対応しない部分には、非記録信号として0が入力され
る。
上記構成に基づき、第1走査では幅Lの第1の記録領
域に対して記録ヘッド51,52,53,54によってK1,C1,M1,Y1
の記録信号により重ねて記録され、ヘッド幅L分のカラ
ー画像が形成される。第1の記録領域を記録した後、ヘ
ッド幅に等しいL分だけ紙送りして再び記録ヘッド51,5
2,53,54によって次の記録信号K2,C2,M2,Y2によって第2
の記録領域にカラー画像が形成される。このようにして
キャリッジ21の走査(記録信号に応じたカラー記録)お
よび長さLの紙送りによって、前述の画像処理が施され
たカラー画像が形成されてゆき、すべての走査が終了し
た後被記録材が排出される。
<特殊な被記録材に対応した記録制御> 前述の如く、記録したインクのドットが拡がりにくく
発色性の低いTP(OHP用紙)やPPC用紙などの非塗工紙
(普通紙)では黒色の細線,文字は上述の画像記録信号
処理、すなわち黒文字,細線識別およびこれに応じた記
録信号制御だけでは良好な画像が得られない場合があ
る。
そこで、以下に本発明に特徴的なもうひとつの手段で
ある被記録材識別処理に基づいた記録制御について詳述
する。
第10図は、被記録材のインク吸収特性を示したもので
あり、横軸に吸収時間の平方根 縦軸にインク(水系)の吸収量(n/mm2)を示した。
表層にインク受容層を設けた塗工紙では、短時間に多量
のインクを吸収することができるのに対して、本実施例
で用いられる非塗工紙は、初期吸収が低く、インクの吸
収に長い時間を要することが分かる。
また、第11図はほぼ同時に2色のインクを被記録材に
打ち込んだ場合の画像の滲み度合い(2色のインクの境
界部の鮮明さ)を調べた結果を表にしたものである。こ
の表で、○印は実用に耐えると判断したもの、△印はや
や画質の劣るもの、×印は全く実用に耐えないものであ
る。
この実験から、短時間のうちに記録できるインク量
は、非塗工紙では20n/mm2以下、塗工紙では25n/mm2
以下であることが分かる。この現象は、第12図に示すメ
カニズムによって生じていると推察できる。
すなわち、インクの紙への吸収は、第12図(A)に示
すように、接触,衝突,ドット形成,浸透,乾燥の順で
行われると考えられる。第10図に示したように、非塗工
紙の場合、 以下の時間では、11〜12n/mm2以上のインクを吸収す
ることはできないので、ほぼ同時にそれ以上のインクが
打ち込まれるとインクが溢れ、第12図(B)に示すよう
に、この溢れたインクが先に紙の上に到達した隣接する
インクに引き寄せられて、その境界部に滲みを生じるこ
とになると考えられる。
TP紙はインク受容層を設けて塗工紙として加工するこ
とができるが、投影使用時の透過性を確保するために一
般的には非吸収性のPET等のフィルムからなる基材の上
に、吸収性の樹脂を薄く塗工したものが多用されてい
る。そのため、インクジェット記録用の塗工をしたTP紙
ではインク吸収量を大きくできず、初期吸収速度は大き
くできるが、すぐ飽和してそれ以上の吸収速度が低下す
る。これとともに、実際にはインク成分の蒸発に頼る部
分が必要となり、非塗工紙と同様にインクの打ち込み面
密度が高い場合には境界滲みを生じることになり、イン
ク打ち込み面密度に限界がある。また、滲み率も塗工紙
程には大きくできず、濃度も低くなる。
そこで、本実施例では、第1図に示した被記録材識別
部10からの信号Pが示す被記録材の種類に応じて記録制
御を変化させる。すなわち、TP紙や普通紙等のインク吸
収特性,発色性に劣る被記録材の場合には第13図(A)
および(B)に示すような記録方式を採る。
第13図(A)および(B)は第9図(A)および
(B)と同様の図である。第13図(A)および(B)に
おいて、第1走査(1−1)では記録ヘッド51,52,53,5
4によって前述の画像識別部14による文字・細線部と中
間調画像部との識別に応じて前述の処理が施された記録
信号K1,C1,M1,Y1によって第1の記録領域にカラー記録
がなされる。この走査では、同時に4色のインクを打ち
込むが、文字細線部については、KヘッドによってKイ
ンクのみで記録されるので、他色のインクに引きずられ
ることもなく、また滲み率に応じて吐出量をそれ程大き
くしないため、濃度は低くなるが同色インク同士の引張
り合いも生じにくくなる。この結果、解像度の低下が少
なくなる。
また、同様に中間調画像部でもそれ程吐出量を大きく
しないことから、異なる色のインク同士によるインクの
引張り合いも少なく濃度が若干低くなるものの階調性の
ある画像が得られる。
幅Lの第1の記録領域に第1走査(1−1)によっ
て、4色のカラー画像が形成された後、紙送りをせずに
再び第1の記録領域に対して第2走査(1−2)を行
う。第2走査(1−2)ではKヘッドのみを用いて、文
字,細線部のKデータのみ()を重複記録する。デ
ータはもう一度原稿の同一位置を読み直して生成し
ても良く、あるいは1回目のデータK1のうち文字細線部
のデータをRAM等に記憶しておき、記録時に読出すよう
にしても良い。この第2走査では、前述の如く、文字・
細線部はKインクのみであらかじめ記録されており、そ
こへ再びKインクが打ち込まれる。
第14図にK,C,Yインクより成る中間調画像部とKイン
ク2度打ちによる文字細線部の記録の例を示した。同図
で文字細線部はKインクが完全に定着(吸収,乾燥)し
ないうちに次のKインクが重複して打たれるが、この場
合は前のインクに多少引張られても解像力の低下が少な
く濃度をupできることがわかる。以上の如く2回の走査
によって第1の記録領域にK1,C1,M1,Y1,によるカラ
ー画像が記録された後、第13図(A)および(B)に示
すように幅Lだけ紙送りがなされた後、3回目(2−
2),4回目(2−1)の走査がなされて幅Lの第2記録
領域に記録が行われる。
以上の記録方式によって順次記録がなされることによ
り、吸収性発色性の低いTP,PPC用紙等の被記録材であっ
ても、文字細線部は解像力を下げずに濃度を高くでき、
かつ、中間調画像部においては、濃度は低いが解像性,
階調性において実用上十分なカラー画像が得られる。
本実施例の効果を検証するため所定の記録条件で記録
テストを行ったところ、実用上の問題は少ない画像が得
られた。これに対して、画像識別をせずに単に重複印字
した場合には中間調画像部の滲み出しによる画質劣化が
目立ち、逆に、全く重複記録をしない場合には、文字細
線部の細りや濃度不足で実用的な画像を得られなかっ
た。また、インクの吐出量を高くして重複記録をせずに
濃度アップを図った場合には、やはり中間調画像部での
画質劣化が大きく実用に耐えないことがわかった。
本実施例では記録方式として2回走査による文字細線
部での重複印字を行ったが、往復走査による記録を可能
として文字細線部のデータをメモリーしておき、復走
査時に重ね打ちするようにすれば記録速度の大幅な低下
を防ぐことができる。
また、記録画像に若干色味を生ずるが、TP紙等のよう
に投影して用いるものでは文字部はKとCの2色重ねと
して中間調はK,C,M,Yで印字するようにすれば、文字部
の濃度アップは走査回数を増さずに可能となり、記録速
度の低下を妨げる。さらに、K+M+Cの3色重ねにす
ることも考えられる。
第15図は本発明の第2実施例にかかる記録ヘッドの斜
視図であり、本例の記録ヘッドはフルカラーの記録に対
応して4色一体ヘッドカートリッジの構成を有する。す
なわち、イエロー(Y),マゼンタ(M),ブラック
(K)およびシアン(C)の各色インクに対応した記録
ヘッド61〜64およびタンクを一体的に具える。
これら記録ヘッドの各々は128個の吐出口を副走査方
向に配列する。また、各色のインクタンクを一体に構成
するカートリッジタイプの記録ヘッドであり、従って、
インクが無くなると記録ヘッドごと他のカートリッジと
交換される。
本例のように高解像度記録を行う場合には、ヘッド間
の位置精度が高く必要となるが、本例の如く、ヘッドを
4色一体として交換することにより、出荷時に厳密な位
置合わせを行うことが可能となり、ヘッド交換式の装置
にあっても、ヘッドの性能を十分に引きだし高画質記録
が可能となる。
本実施例においては、本発明の特徴のひとつである記
録方式を第1の実施例と変えたものであり画像識別部は
前述のものでも良い。
第16図(A)および(B)は、第15図に示した記録ヘ
ッドによる記録方法を示す概念図であり、それぞれ第13
図(A)および(B)と同様な図である。
本例は、記録密度600DPIの記録を2倍紙に行う構成を
示す。すなわち、記録密度600DPIであることから、画素
サイズ42.33μm角が定まり、ドロップレット直径30μ
m、その体積は14.2plとなる。
この結果、単色,2色,3色および4色のインクを重複ま
たは隣接させて打ち込んだときの面密度は、それぞれ7.
9n/mm2,15.8n/mm2,23.7n/mm2,および31.6n/mm2
となる。このことから、本例の場合インク滲みを生じな
い許容範囲は2色インクまでとなる。
従って、第16図(A)に示すようにTP,PPC用紙等を用
いる場合にはヘッドを2分割して2つのインク色に対応
した記録ヘッドが記録領域を同一にすることが可能とな
る。例えば、Kインク,MインクおよびCインクの記録ヘ
ッドのF側と、YインクおよびKインクの記録ヘッドの
R側とがそれぞれ記録領域を同一とすることができ、同
図(B)に示すようなデータ形態で153回の走査を行いA
3サイズの記録をすることが可能となる。
以上の構成によれば、中間調部分に一度に記録するイ
ンク色を2色としているので前述の如く記録材の滲み方
に対して十分な大きさの吐出量を打ち込んでも、インク
溢れによる画像劣化は少なく、実用上十分な濃度が得ら
れる。また、文字細線部に限ってはKインクで2度打ち
によりさらに濃度を高くすることができ、かつ解像力の
低下も抑えることができる。
第17図は、第15図および第16図に示した記録ヘッドを
搭載可能なインクジェット記録装置の斜視図であり、キ
ャリッジ72は一対のガイドシャフト24と摺動可能に係合
し、キャリッジモータ76の駆動によって、記録ヘッド61
〜64による記録領域の走査を可能とする。
このように、分割される記録領域の数は任意に設定で
きるものであり、この設定は第1図に示した制御構成の
記録制御部4において、紙送り量および記録ヘッドに供
給する記録信号を変化させることによって行う。これに
より、インク吸収特性の劣る、例えば普通紙やOHP用透
明フィルムにも対応可能となり、被記録材を多様化でき
る。
以上の説明から明らかなように、本実施例の複数の記
録ヘッドによれば、1回の走査毎に分割された記録領域
の幅だけ記録媒体搬送がなされ、この搬送に応じて、記
録領域に対応して予め定められた吐出口のみによって記
録が行われる。
この結果、記録領域を分割せずにヘッド幅全体で各色
毎に分けて記録するのに比べて、走査回数をほとんど増
すことなく、一走査のインク打込み領域を狭くすること
ができる。これにより、インク量の増大による問題とし
て、紙のインク受容による膨潤・伸縮が生じ紙が波打つ
現象が起きる場合があるが、本実施例では、同一の時間
の最大インク密度となっている領域が小さくなっている
ので、波打ちが押えられる効果もある。そのため、ヘッ
ドと被記録材の間隔を殊更広くする必要が無く、従来例
よりも着弾精度が優れて画質が向上する。
また、吐出口間に存在する着弾精度・吐出量等の差に
よる画像劣化は同一の吐出口による重複記録によって強
調されてしまうが、吐出口分割使用による重複記録では
強調されず、軽減される場合が多い。
さらに、前述したように、複数の色のインクで、重複
記録を行うとインクの打込み量は非常に高密度となるの
で、従来のように複数回の走査が終るごとに紙送りして
次のラインを記録し始める方式では、ライン間でのイン
ク受容量の差が大きくなる。この結果、走査ラインの境
界部で次のラインのインクの吸収現象の変化に起因する
と考えられるつなぎめの画像劣化(濃度不均一)が発生
し易くなり、前のラインの紙送り方向への滲みだしが大
きい。
それに対して、上述した第2の本実施例では、インク
受容量がラインごとに徐々に変化するので、そういった
弊害は少なくなる。
また、本第2実施例では第1走査の際のデータを、 C1,M1のように文字細線部のみKインクを記録するよう
にしたが、出力画像の使用目的や被記録材の吸収特性に
よっては をK1データで印字しても良く、その場合には文字部のみ
ならず中間調画像部もKインクの2度打ちとなり鮮明な
感覚の得られる画像となる。
以下、本発明の第3の実施例について説明する。
本発明は、300DPIの単色印字を行う例であり、記録ヘ
ッドは2倍紙を想定して吐出設定を行うと、画素サイズ
84.67um角,画素ドット径120nm,ドロップレット径60nm,
ドロップレット体積133pl,単色インク面密度15.8n/mm
2となる。
本例の如く記録密度が低い場合には単色であってもイ
ンク密度が高くなるので走査ライン間の滲みを生ずる場
合がある。
そこで、ドロップレット体積を小さめに設定してお
き、文字細線部は2度打ち、中間調部は1度打ちとする
ことによってTPやPPC用紙といった吸収性の劣るもので
も良好な画像が得られるようにする。また、本例の場
合、吐出量設定をあまり小さくしなくても、第18図に示
す如く、中間調画像部の千鳥,逆千鳥状に2回に分けて
印字するとともに、文字細線部を2度打ちするようにし
ても良い。
第19図はTP紙に印字した場合のインクの拡がり方を示
すものである。
本例では、Kインクのヘッドを1つ用いる場合を示し
たが、同一領域にKインクの記録ヘッドを2つ配列して
走査回数を減らしても良い。
また、本例における文字細線の識別は、第1実施例に
おける画像識別のうち色信号に関わるところをのぞいて
用いても良いし、公知の他の判定手段を用いても良い。
なお、上記各実施例で示したインクジェット記録装置
は、複写機以外にファクシミリ等のプリンタを用いる各
種機器に適用可能であるばかりか、ワードプロセッサ,
マイクロコンピュータ,あるいはこれらを用いた情報処
理システムにおける出力装置として適用することもでき
る。
(その他) なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中で
も、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギと
して熱エネルギを発生する手段(例えば電気熱変換体や
レーザ光等)を備え、前記熱エネルギによりインクの状
態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録装置におい
て優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれ
ば記録の高密度化,高精細化が達成できるからである。
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特
許第4723129号明細書,同第4740796号明細書に開示され
ている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この
方式は所謂オンデマンド型,コンティニュアス型のいず
れにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合
には、液体(インク)が保持されているシートや液路に
対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対
応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少な
くとも1つの駆動信号を印加することによって、電気熱
変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用
面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対
一で対応した液体(インク)内の気泡を形成できるので
有効である。この気泡の成長,収縮により吐出用開口を
介して液体(インク)を吐出させて、少なくとも1つの
滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即
時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に
優れた液体(インク)の吐出が達成でき、より好まし
い。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第44
63359号明細書,同第4345262号明細書に記載されている
ようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上
昇率に関する発明の米国特許第4313124号明細書に記載
されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行う
ことができる。
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示さ
れているような吐出口,液路,電気熱変換体の組合せ構
成(直線状液流路または直角液流路)の他に熱作用部が
屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許
第4558333号明細書,米国特許第4459600号明細書を用い
た構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の
電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換
体の吐出部とする構成を開示する特開昭59−123670号公
報や熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応
させる構成を開示する特開昭59−138461号公報に基いた
構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記
録ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明に
よれば記録を確実に効率よく行うことができるようにな
るからである。
さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対
応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対
しても本発明は有効に適用できる。そのような記録ヘッ
ドとしては、複数記録ヘッドの組合せによってその長さ
を満たす構成や、一体的に形成された1個の記録ヘッド
としての構成のいずれでもよい。
加えて、上例のようなシリアルタイプのものでも、装
置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装
着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体か
らのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプ
の記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にイン
クタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッド
を用いた場合にも本発明は有効である。
また、本発明に記録装置の構成として設けられる、記
録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付
加することは本発明の効果を一層安定できるので、好ま
しいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッ
ドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加
圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素
子或はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録と
は別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定
した記録を行なうために有効である。
また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数につい
ても、例えば単色のインクに対応して1個のみが設けら
れたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに
対応して複数個数設けられるものであってもよい。すな
わち、例えば記録装置の記録モードとしては黒色等の主
流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体
的に構成するか複数個の組み合わせによるかいずれでも
よいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフル
カラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極め
て有効である。
さらに加えて、以上説明した本発明実施例において
は、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以
下で固化するインクであって、室温で軟化もしくは液化
するもの、あるいはインクジェット方式ではインク自体
を30℃以上70℃以下の範囲内で温度調整を行ってインク
の粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが
一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状
をなすものであればよい。加えて、積極的に熱エネルギ
による昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変
化のエネルギとして使用せしめることで防止するか、ま
たはインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化する
インクを用いるかして、いずれにしても熱エネルギの記
録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イン
クが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点ではす
でに固化し始めるもの等のような、熱エネルギによって
初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は
適用可能である。このような場合のインクは、特開昭54
−56847号公報あるいは特開昭60−71260号公報に記載さ
れるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状又は
固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して
対向するような形態としてもよい。本発明においては、
上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した
膜沸騰方式を実行するものである。
さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態
としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端
末として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写
装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の
形態を採るもの等であってもよい。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、記
録データ信号から、細線または文字等により構成された
画像の記録データと、他の画像、例えば中間調画像の記
録データとが識別され、この識別に応じて文字細線では
ない中間調画像等については複数回の走査で記録される
よう記録データが制御される。そして例えばTP紙(OHP
用紙)のような、コート層が形成された塗工紙よりもイ
ンク吸収性が相対的に劣る被記録材に対して記録を行う
場合、文字細線等の画像についてはインクを複数回重ね
るよう記録を行い、他の画像については分けられた複数
の記録データを用いて、複数回の相対的な走査によりイ
ンクを重ねないようように分けて記録を行うような記録
制御がなされる。
このように、記録データに応じて、このデータに加工
を施すといった記録条件の制御を行うとともに、記録ヘ
ッドに対する被記録材の移動およびこれに伴うインク吐
出を制御することにより、記録画像のうち、文字細線部
においては十分な濃度を確保し、かつ、中間調画像にお
いては滲み出しによるボケがなく鮮明であって階調性に
優れた画像を被記録材の種類に応じて短時間で十分実用
性のあるものとして得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)および(B)は本発明の一実施例にかかる
インクジェット記録装置の構成を示すブロック図、 第2図(A)および(B)は第1図に示した画像識別処
理部の黒信号生成部を説明するためのそれぞれ回路ブロ
ック図および線図、 第3図は上記画像識別処理部における黒信号2値化部の
詳細を示す回路ブロック図、 第4図は上記画像識別処理部における黒画像識別部の詳
細を示す回路ブロック図、 第5図は上記黒画像識別部におけるゲート回路の詳細を
示す回路図、 第6図は上記黒画像識別部における黒文字信号発生部の
詳細を示す回路図、 第7図は第1図に示した記録制御部に構成される回路ブ
ロック図、 第8図は本発明の第1実施例にかかるインクジェット記
録装置の概略断面図、 第9図(A)および(B)は上記第1実施例に関してコ
ート層を有する被記録材への記録方式を説明するための
図、 第10図は塗工紙および非塗工紙のインク吸収特性を示す
線図、 第11図は塗工紙,非塗工紙に記録を行った場合の画像評
価を説明するための図、 第12図(A)および(B)は被記録材へのインクの吸収
を説明するための図、 第13図(A)および(B)は本発明の第1実施例に関し
TP紙や被塗工紙などのインク吸収性が比較的多い被記録
材への記録方式を説明するための図、 第14図は第13図に示した記録方式における被記録材への
インク吸収の態様を示す被記録材の模式的断面図、 第15図は本発明の第2実施例にかかるインクジェット記
録ヘッドの斜視図、 第16図(A)および(B)は上記第2実施例の記録方式
を説明するための図、 第17図は上記第2実施例にかかるインクジェット記録装
置の概略斜視図、 第18図は本発明の第3実施例にかかる記録方式を示す
図、 第19図は上記第3実施例による記録結果およびその比較
例を示す図である。 2……色信号処理部、 3……2値化処理部、 4……記録制御部、 5……記録部、 6……黒信号生成部、 7……黒信号2値化部、 8……黒画像識別部、 9……被記録材識別センサ、 10……被記録材識別部、 11……副走査部、 12……主走査部、 13……画像処理部、 14……画像識別処理部、 18……紙送り駆動部、 19……搬送ローラ、 22……ヘッドドライバ、 51,52,53,54,61,62,63,64……記録ヘッド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 美由紀 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−146353(JP,A) 特開 平3−142252(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/01

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクを吐出するための記録ヘッドを用
    い、記録データに基づいて前記記録ヘッドから被記録材
    にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置
    において、 前記記録ヘッドと前記被記録材とを相対的に走査させる
    走査手段と、 前記被記録材の種類を識別する被記録材識別手段と、 前記記録データから、細線または文字にかかる記録デー
    タと他の画像にかかる記録データとを識別する画像識別
    手段と、 前記画像識別手段による識別に基づき、前記他の画像に
    かかる記録データを、前記走査手段による複数回の相対
    走査それぞれに対応する複数の記録データに分ける記録
    データ制御手段と、 前記被記録材識別手段による識別結果に基づいて、イン
    ク吸収性が相対的に劣る被記録材に記録を行う場合、前
    記細線または文字にかかる画像については前記走査手段
    による複数回の相対的な走査によりインクを複数回重ね
    るよう記録を行い、前記他の画像については、前記記録
    データ制御手段によって分けられた複数の記録データに
    より、前記走査手段による複数回の相対的な走査により
    インクを重ねないように複数回に分けて記録を行う記録
    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。
  2. 【請求項2】前記他の画像にかかる記録データは中間調
    画像の記録データ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。
  3. 【請求項3】前記走査手段による走査方向と直交する方
    向に前記被記録材を搬送する搬送手段をさらに有し、 前記記録ヘッドは複数の吐出口を配列し、前記被記録材
    の搬送方向に沿って前記複数の吐出口に対応した幅の記
    録が可能な記録ヘッドであって、 前記記録制御手段は、前記走査手段による前記記録ヘッ
    ドの前記被記録材に対する相対走査と、前記搬送手段に
    よる被記録材の搬送とを繰返して被記録材に対する画像
    の記録を行う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。
  4. 【請求項4】前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用し
    てインク中に膜沸騰を生じさせ該膜沸騰による気泡の成
    長に伴ってインクを吐出す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。
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