JP3667086B2 - インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被記録媒体にインクおよび処理液を吐出して画像を形成するインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種カラー記録方式としては、例えば、熱エネルギーによりインクリボンのインクを転写する熱転写方式、あるいは飛翔させた記録液滴を紙等の被記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録方式などが知られている。これらの中でも、インクジェット記録方式は、低騒音、低ランニングコスト、装置の小型化が容易、カラー化が容易、等の理由から、プリンタや複写機などに広く利用されている。
【０００３】
インクジェット記録装置においては、近年、より高品位は画像を得るために、記録液滴を小液滴としての高解像度化が図られている。しかしながら、このような高解像度化にともない、処理すべき記録データサイズが膨大な量になり、ホストコンピュータでのデータ処理時間、およびホストコンピュータから記録装置に転送するデータ転送時間が長くなり、システム全体のスループットを大幅に低下させてしまうという問題があった。
【０００４】
この問題を解決するために、従来より、マトリクスパターンを使って記録する方法が考えられている。これは、ホストコンピュータにて比較的低解像度、高値量子化で処理したデータをプリンタ本体に転送し、プリンタ本体にて、受信したデータを所定のマトリクスに展開して記録を行う方法である。例えば、ホストコンピュータにて、３００×３００ｄｐｉの解像度で５値に量子化（３ｂｉｔ）し、プリンタ本体にて、そのデータを６００×６００ｄｐｉ（２×２のマトリクス）の２値に展開して記録を行うことにより、ホストコンピュータでの処理は、３００ｄｐｉとなるために負担が軽減される。また、データ転送量が３００×３００ｄｐｉ、３ｂｉｔであるため、６００×６００ｄｐｉ、２値のデータに比べて約７５％のデータ量で済むというメリットがある。このようなマトリクスパターンを使う方法は、写真など、シャープさよりも階調性が重視される画像において有効である。
【０００５】
ところで、インクジェット記録方法において、いわゆる普通紙と呼ばれる被記録材上に画像を記録する場合には、画像の耐水性が不十分であったり、またカラー画像の記録に際し、フェザリングの生じない高濃度の画像と色間のにじみの生じない画像とを両立させることができず、良好な画像堅牢性や良好な品位のカラー画像が得られなかった。
【０００６】
近年、画像の耐水性を向上させる方法として、インク中に含まれる色材に耐水性を持たせたインクも実用化されてきている。しかしながら、そのインクは耐水性がまだまだ不十分であるとともに、原理的に乾燥後、水に溶解しにくいインクであるために、記録ヘッドのノズル詰まり、つまりインク吐出口の詰まりが生じやすく、これを防止しようとした場合には、装置構成が複雑になってしまうという欠点があった。
【０００７】
また、従来より、被記録物の堅牢性を向上させる技術が多数提案されている。例えば、特開昭５８−１２８８６２号公報には、被記録物上の記録すべき画像位置をあらかじめ識別し、記録インクと処理インクとを重ねて記録するインクジェット記録方法が開示されている。その方法の場合には、記録インクに先立って処理インクによって画像を描いたり、先に描かれた記録インクの画像上に処理インクを重ねたり、あるいは、先に描かれた処理インクの画像上に記録インクを重ねてから、さらに処理インクを重ねたりする。また、特開平８−５２８６７号公報には、処理液を各画素に対して所定の割合で吐出する方法が開示されている。さらに、特開平９−２２６１５４号公報には、特にプリントする画像のエッジ部に着目し、そのエッジ部以外の画像には処理液を所定の割合で吐出するのに対し、画像のエッジ部には必ず処理液を吐出する構成が開示されており、処理液を必要以上に消費することを防ぎつつ耐水性をより確実なものとするようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平９−２２６１５４号公報に開示されているように、効果的な処理液付与を行うために、プリントする画像のエッジ部を抽出し、エッジ部とエッジ以外の画像に対して、それぞれ所定の割合で処理液を付与するには、電気ハード的手段として非常に複雑で大規模な回路構成を必要とし、コストの増大につながる。また、このような処理をソフト的に行うには、高解像度の記録装置において非現実的な膨大な時間を要するといった問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ｎ値化されたインクの量子化データから処理液用の量子化データを生成して、それらのデータに基づいていわゆるマトリクスパターン方式による記録を行うことにより、電気ハード的コストを抑えると共に、ソフト的処理時間の増大を防ぎ、また、十分な量の処理液を付与することで十分な耐水性などを得ると共に、必要以上の処理液の付与を避けて、処理液使用量の増大によるランニングコストの増加を防ぐことのできるインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェット記録装置は、複数種のインクを吐出可能なインク用ヘッド部と、前記インクの色剤を不溶化または凝集させる処理液を吐出可能な処理液用ヘッド部を用いて、被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、前記複数種のインクのそれぞれに対応するｎ値（ｎ≧３）の各インク用の量子化データに基づいて、各インク用の量子化データのそれぞれに対応する複数の処理液用の量子化データを生成する処理液用データ生成手段と、前記複数の処理液用の量子化データの内の少なくとも１つおよび前記各インク用の量子化データを、マトリクスパターンを用いて、処理液用のビットマップデータおよび各インク用のビットマップデータに展開するパターン展開手段と、前記各インク用のビットマップデータに基づいて、前記インク用ヘッド部による前記複数種のインクの吐出を制御する第１制御手段と、前記処理液用のビットマップデータに基づいて、前記処理液用ヘッド部による前記処理液の吐出を制御する第２の制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明のインクジェット記録方法は、複数種のインクを吐出可能なインク用ヘッド部と、前記インクの色剤を不溶化または凝集させる処理液を吐出可能な処理液用ヘッド部を用いて、被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、前記複数種のインクのそれぞれに対応するｎ値（ｎ≧３）の各インク用の量子化データに基づいて、各インク用の量子化データのそれぞれに対応する複数の処理液用の量子化データを生成し、前記複数の処理液用の量子化データの内の少なくとも１つおよび前記各インク用の量子化データを、マトリクスパターンを用いて、処理液用のビットマップデータおよび各インク用のビットマップデータに展開し、前記各インク用のビットマップデータに基づいて、前記インク用ヘッド部による前記複数種のインクの吐出を制御し、前記処理液用のビットマップデータに基づいて、前記処理液用ヘッド部による前記処理液の吐出を制御することを特徴とする。
【００１２】
なお、本明細書において、処理液とはインクと接触することでインクに作用する液体であって、例えばインク中の色剤を不溶化、または凝集させる作用を有する成分を含有する液体である。このような液体としては、記録された画像の耐水性を向上させたり、濃度を増加させたり、にじみを防いだり、フェザリング現象を低減する等のプリント性を向上させる効果を奏する液体とすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
（基本構成）
まず、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の基本構成の一例を図１０から図１２により説明する。
【００１５】
図１０において、記録装置１００の給紙位置に挿入された記録媒体１０６は、送りローラ１０９によって、記録ヘッドユニット１０３の記録可能領域に向って副走査方向へ搬送される。記録可能領域における記録媒体の下部には、プラテン１０８が設けられている。キャリッジ１０１は、２つのガイド軸１０４，１０５によって定められた方向に移動可能な構成となっており、記録領域を主走査方向に往復走査する。キャリッジ１０１には、複数の色インクを吐出するインク用ヘッド部、および処理液を吐出する処理液用ヘッド部を備えた記録ヘッドと、それぞれの記録ヘッドにインクや処理液を供給するインクタンクとを含む記録ヘッドユニット１０３が搭載されている。この例のインクジェット記録装置に設けられる複数の色のインクは、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色である。
【００１６】
キャリッジ１０１が移動可能な領域の左端下部には、回復系ユニット１１０が備えられており、非記録時に、記録ヘッドの吐出口部をキャップしたりする。キャリッジ１０１の移動可能な領域左端を記録ヘッドの「ホームポジション」と呼ぶ。１０７はスイッチ部と表示素子部であり、スイッチ部は記録装置の電源のオン／オフや各種記録モードの設定時等に使用され、スイッチ部は記録装置の状態を表示する役割をする。
【００１７】
図１１は、記録ヘッドユニット１０３の斜視図である。この例は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色インクと、処理液のタンクが全て独立に交換可能な構成となっている。キャリッジ１０１にはＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙと処理液を吐出する記録ヘッド１０２と、Ｂｋ用タンク２０Ｋ、Ｃ用タンク２０Ｃ、Ｍ用タンク２０Ｍ、Ｙ用タンク２０Ｙ、および処理液のタンク２１が搭載される。各タンク２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２１は記録ヘッド１０２との接続部を介して記録ヘッド１０２と接続し、記録ヘッド１０２の吐出口にインクや処理液を供給する。
【００１８】
記録ヘッド１０２の他の構成としては、例えば、後述する図７（ａ）のように、処理液ＳのタンクとＢｋのタンクを一体構成、かつＣ、Ｍ、Ｙのタンクを一体構造として、処理液Ｓを吐出する処理液用ヘッド部を２つのＢｋ吐出用ヘッド部によるサンドイッチ構造にしてもよく、また、図７（ｂ）のようにＣとＭとＹのＢｋのタンクを一体構造として、それらのヘッドを縦並びのヘッド構成としてもよい。
【００１９】
図１２は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置における制御系のブロック図である。ホストコンピュータから、記録すべき文字や画像のデータ（以下「画像データ」という）が記録装置１００の受信バッファ４０１に入力される。また、正しくデータが転送されているかを確認するデータや、記録装置１００の動作状態を知らせるデータが、記録装置１００からホストコンピュータに返される。受信バッファ４０１のデータは、ＣＰＵ４０２の管理下において、メモリ部４０３に転送されて、そのＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に一次的に記憶される。メカコントロール部４０４は、ＣＰＵ４０２からの指令により、キャリッジモータやラインフィードモータ等のメカ部４０５を駆動する。センサ／ＳＷコントロール部４０６は、各種センサやＳＷ（スイッチ）からなるセンサ／ＳＷ部４０７からの信号をＣＰＵ４０２に送る。表示素子コントロール部４０８は、ＣＰＵ４０２からの指令により、表示パネル群のＬＥＤや液晶表示素子等からなる表示素子部４０９を制御する。記録ヘッドコントロール部４１０は、ＣＰＵ４０２からの指令により記録ヘッド１０２を制御し、また記録ヘッド１０２の状態を示す温度情報等を検知してＣＰＵ４０２に伝える。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の要部を説明するためのブロック図である。
【００２１】
図１において１０００は、入力データを量子化して各色インクの量子化データを生成する量子化手段、１００１は、各インク用の量子化データから処理液の量子化データを生成する処理液用データ生成手段である。１００２は、それら各色インク用および処理液用の量子化データを受信する受信バッファ、１００４は、マトリクスパターンを記憶しておくパターン記憶手段である。１００３は、パターン記憶手段１００４に記憶されているマトリクスパターンを参照して、入力された量子化データをビットマップに展開するデータ割り付け手段としてのパターン展開手段である。１００５は、その展開されたデータにより、記録ヘッド１０２を駆動するヘッド制御手段である。ヘッド制御手段は、後述する記録ヘッドにおけるインク吐出用ヘッド部および処理液用ヘッド部を制御する第１および第２制御手段として機能する。通常、量子化手段１０００は、ホストコンピュータにある。
【００２２】
以下、本例では、量子化手段１０００において、３００×３００ｄｐｉの解像度で５値化された各色インクの量子化データを生成し、記録装置１００の内部において、その量子化データを２×２ドットのマトリクスを用いて６００×６００ｄｐｉの解像度のデータに展開して記録する場合について説明する。
【００２３】
図２は、５値化の方法を概念的に示した説明図であり、各画素はその入力レベルに応じて、ある決まったスレッショルドによってＬＥＶＥＬ０〜ＬＥＶＥＬ４に量子化される。図３は、各出力レベルに対応するマトリクスパターンである。２×２のマトリクスを用いるため、マトリクス内の記録画素数によって５値の表現が可能である。
【００２４】
図７（ａ）は、本発明の第１の実施形態の記録装置における記録ヘッドの構成図である。
【００２５】
図７（ａ）の記録ヘッドは、同図中左右の２つのヘッドがキャリッジ１０１の走査方向に並ぶ構成とされており、左側の一方のヘッドには、２つのブラックインク（Ｂｋ１、Ｂｋ２）吐出用のノズル群の間に、処理液（Ｓ）吐出用のノズル群が配置され、右側の他方のヘッドには、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色インクを吐出するノズル群が配置されている。ここで、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋインク吐出用のノズル群は、それらのインクを吐出可能な吐出口の列を成して、インク吐出用ヘッド部を構成している。同様に、処理液吐出用のノズル群は、処理液を吐出可能な吐出口の列を成して、処理液吐出用ヘッド部を構成している。記録媒体１０６上において、処理液ドットをブラックインクドットによってサンドイッチすることにより、濃度が高く高品位なＢｋ（ブラック）テキストやＢｋ（ブラック）グラフィックの記録が可能となる。
【００２６】
図４は、図１中の手段１００１による処理液用データ生成処理を説明するためのフローチャートである。
【００２７】
まず、量子化手段１０００により、処理すべき入力画像の１画素を各色インク（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）用の量子化データ（ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ、ＤＫ）に量子化する（Ｓ１００１）。量子化レベルは前述したようなＬＥＶＥＬ０〜ＬＥＶＥＬ４の５値である。図７（ａ）の本例のヘッド構成の場合、２つのＢｋインク（Ｂｋ１、Ｂｋ２）吐出用のノズル群が構成されているため、Ｂｋインクに関しては、図３中の各ＬＥＶＥＬにおいて、記録媒体１０６上の同一位置にＢｋ１とＢｋ２の２ドットが形成されることになる。ここでは、例えば、ＤＹ＝ＬＥＶＥＬ０、ＤＭ＝ＬＥＶＥＬ３、ＤＣ＝ＬＥＶＥＬ２、ＤＫ＝ＬＥＶＥＬ０である場合を想定する。
【００２８】
次に、各色インク用の量子化データ（ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ、ＤＫ）と、それに対応する各色の処理液データ（ＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣ、ＤＳＫ）との対応テーブル（図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ））を参照して、ＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣ、ＤＳＫを決定する（Ｓ１００２）。そして、ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ、ＤＫの内の最大値のものに対応する処理液データ（ＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣ、ＤＳＫ）をＤＳとする（Ｓ１００３）。ここでの想定例においては、ＤＳ＝ＤＳＭ＝ＬＥＶＥＬ２となる。また、ＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣ、ＤＳＫを直接比較して、それらの最大値をＤＳとしてもよい。
【００２９】
図６は、各レベルのＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣ、ＤＳＫによって、処理液のドットがどのように形成されるかの説明図であり、同図中の右側は、ＤＳＹ、ＤＳＭ、またはＤＳＣの内のいずれかによってＤＳが決定された場合であり、同図中の左側は、ＤＳＫによってＤＳが決定された場合である。
【００３０】
図６中の左側のようなＤＳ＝ＤＳＫの場合、Ｂｋインクのブラックドットに関しては、全ＬＥＶＥＬにおいて、インクドット数（Ｂｋ１＋Ｂｋ２＝２ドット）に対して２：１の割合で処理液ドットが形成される。また、このマトリクスの中にカラーデータが存在して、Ｙ、Ｍ、Ｃインクのカラードットが形成される場合、それらのドットに対しては、処理液が多少多めに打ち込まれることにはなるものの、耐水性の観点における実画像上の問題はない。
【００３１】
一方、図６中の右側のようなＤＳ＝ＤＳＹｏｒＤＳＭｏｒＤＳＣの場合、Ｙ、Ｍ、Ｃインクのカラードットに関しては、ＬＥＶＥＬ１およびＬＥＶＥＬ２では、インクドット数に対して１：１の割合で同一画素に処理液ドットが形成される。また、ＬＥＶＥＬ３では、カラーの３ドットに対して、処理液ドットが２ドット形成されて、それらが３：２の割合で形成される。さらに、ＬＥＶＥＬ４では、カラーの４ドットに対して、処理液の２ドットが形成されて、それらの割合が４：２となる。
【００３２】
また、このようなＤＳ＝ＤＳＹｏｒＤＳＭｏｒＤＳＣの場合、すなわちカラードットが記録される場合には、それが単色で記録されるときと、２色同時に記録されるときとが存在する。単色の場合には上述した割合で処理液が付与され、２次色の場合には、その半分の割合で処理液が付与されることになる。一般に、カラーインクの染料濃度は、Ｂｋインクよりも低いため、処理液の付与量が少なくても十分な耐水性が得られる。例えば、ＤＹとＤＣがともにＬＥＶＥＬ４であった場合、カラーインクドット数と処理液のドット数の比は８：２となるが、それでも実使用上問題なく耐水性が得られる。
【００３３】
さらに、ＤＹとＤＭとＤＣが全てＬＥＶＥＬ４になることは極めてまれであるため、実質上問題はない。もちろん、染料濃度や染料の種類に応じて、ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ、ＤＫに対応する各色の処理液テーブルを変更し、例えば、ＤＹ、ＤＭ、ＤＣがＬＥＶＥＬ４の場合に、ＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣをＬＥＶＥＬ３とすることも可能である。
【００３４】
このようなＳ１００１〜Ｓ１００４処理を全画素について実行し、処理液データ生成処理を終了する（Ｓ１００５、Ｓ１００６）。
【００３５】
このように生成された処理液データに基づき、画像記録に際して処理液を付与することにより、どのような記録デューティーに対しても必要十分な処理液を付与することが可能となる。この結果、処理液の打ち込みすぎによるコックリングや、インク溢れ（ビーディング）による不均一なムラや定着性の悪化を防止することができ、また低デューティー領域においても十分な処理液ドットを付与して、十分な耐水性を得ることができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
図７（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に適応される記録ヘッドの構成図である。
【００３７】
本例の記録ヘッドは、図７（ｂ）中の左右のノズル列がキャリッジ１０１の走査方向に並ぶように配置された構成となっている。同図中右側のノズル列は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色インクを吐出するノズルの列であり、同図中左側のノズル列は、それら各色インクのノズルに対応するように処理液Ｓを吐出するノズルの列である。本例の記録ヘッドは、その１つから複数色のインクを吐出可能な複数色一体型記録ヘッドである。
【００３８】
このように構成されたいわゆる縦並びの記録ヘッドは、図７（ａ）のようないわゆる横並びタイプの記録ヘッドを用いる場合よりも装置全体のコンパクト化が可能となる。また、記録ヘッドの往走査時と復走査時の双方において、いわゆる双方向記録を行ってもその往走査時と復走査時における各色インクの記録順序が変わらないため、走査周期毎に色ムラが発生するという問題もないなどのメリットがある。
【００３９】
このような構成の記録ヘッドを用いる場合には、各色インク毎に１対１に対応する処理液ノズル用の吐出データを独立して生成する必要がある。
【００４０】
本実施形態では前述した第１の実施形態と同様に、図１中の量子化手段１０００において３００×３００ｄｐｉの解像度で５値化された量子化データを生成し、記録装置１００の内部において、その量子化データを２×２ドットのマトリクスを用いて６００×６００ｄｐｉの解像度のデータに展開して記録する場合について説明する。
【００４１】
図８は、本発明の第２の実施形態における処理液用データ生成処理を説明するためのフローチャートである。
【００４２】
まず、量子化手段１０００により、処理すべき入力画像の１画素を各色インク（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）用の量子化データ（ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ、ＤＫ）に量子化する（Ｓ２００１）。量子化レベルは、前述したようなＬＥＶＥＬ０〜ＬＥＶＥＬ４の５値である。ここでは、例えば、ＤＹ＝ＬＥＶＥＬ０、ＤＭ＝ＬＥＶＥＬ３、ＤＣ＝ＬＥＶＥＬ２、ＤＫ＝ＬＥＶＥＬ０である場合を想定する。次に、各色インクの量子化データ（ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ、ＤＫ）に基づいて、各色インクに対応する処理液用量子化データ（ＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣ、ＤＳＫ）を図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示したテーブルを参照して生成する（Ｓ２００２）。ここでの想定例においては、ＤＳＹ＝ＬＥＶＥＬ０、ＤＳＭ＝ＬＥＶＥＬ２、ＤＳＣ＝ＬＥＶＥＬ２、ＤＳＫ＝ＬＥＶＥＬ０となる。
【００４３】
量子化された各色インクの量子化データＤＹ、ＤＭ、ＤＣ、ＤＫおよび処理液用の量子化データＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣ、ＤＳＫは図３に示したマトリクスパターンに展開され、対応する記録ヘッドのノズル群により、カラードットおよび処理液ドットとして形成される。本例の図７（ｂ）の記録ヘッドを用いた場合には、単一色のデータ毎に対して処理液データが生成されるため、２次色の記録領域には、多少多めの処理液が付与される可能性がある。しかし、図７（ｂ）のように、各色インクのノズルが縦並びに配置されているため、実際の２次色の記録には、１スキャン以上のオフセットが生じ、つまり記録ヘッドの１走査以上の時間的なずれが生じ、インク溢れなどの不都合は生じない。また、処理液の付与量を各色インクに対応して最適化することにより、その処理液の打ち込みすぎによる不具合の回避が可能である。
【００４４】
このように、本発明は、各色インクのノズル群が縦並びに構成された図７（ｂ）のような記録ヘッドに対しても適応可能であり、双方向記録を行っても濃度ムラのない高品位な画像から形成可能な上、どのような記録デューティーにおいても十分な耐水性を得ることができる。
【００４５】
（第３の実施形態）
図７（ｃ）は、本発明の第３の実施形態に適応される記録ヘッドの構成図である。
【００４６】
本例の場合は、キャリッジ１０１の走査方向に並ぶ図７（ｃ）中左右の２つの記録ヘッドがそれぞれ２つのチップによって構成されている。同図中左側の記録ヘッドは、処理液Ｓを吐出するノズル群が形成されたチップと、Ｂｋインクを吐出するノズル群が形成されたチップとを組み合せて構成される。一方、同図中右側の記録ヘッドは、Ｃ、Ｍ、Ｙの濃インクを吐出するノズル群が形成されたチップと、Ｃ、Ｍ、Ｙの淡インクを吐出するノズル群が形成されたチップとを組み合せて構成される。これら２つの記録ヘッドを用いて記録が行われる。濃インクと淡インクとを組み合せて記録をすることにより、粒状感のない写真調の画像が記録できることは公知である。また、ノズル群をカラー各色のノズル数より多くすることにより、ブラックテキストの高速記録が可能な構成となっている。カラー画像を記録する際には、Ｂｋインク吐出用のＢｋノズルとして、各カラーインクと同等なノズル数を使用する。本例では、その際のＢｋノズルとして、Ｙノズルと同じ領域のもの、つまり図７（ｃ）中のＹノズルの左方側のものを使用するものとする。
【００４７】
図９は、本発明の第３の実施形態における処理液用データ生成処理を説明するためのフローチャートである。
【００４８】
まず、量子化手段１０００により、入力画像の１画素を各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）の濃インク用および淡インク用の量子化データ（ＤＮＹ、ＤＮＭ、ＤＮＣ、ＤＮＫ、およびＤＴＹ、ＤＴＭ、ＤＴＣ）に量子化する（Ｓ３００１）。量子化レベルは、前述したようなＬＥＶＥＬ０〜ＬＥＶＥＬ４の５値である。この処理を、Ｂｋノズルのみを用いて記録可能なラスター分行う（Ｓ３００１、Ｓ３００２）。ここでは、Ｂｋノズルが６００ｄｐｉで３００ノズルであるため、３００ｄｐｉの入力画像に換算して１５０ラスターとなる。この１５０ラスター分の各色の量子化データ（カラー量子化データ）中に、ＤＮＫ（ブラックインク用データ）以外のデータであって、かつＬＥＶＥＬ０ではないデータが存在するか否かを判定する（Ｓ３００３）。
【００４９】
（１）１５０ラスター中に、ＤＮＫ以外のＬＥＶＥＬ０ではないデータが存在する場合
この場合には、ＤＮＫ（ブラックインク用データ）とＤＮＹ（濃イエローインク用データ）とＤＴＹ（淡イエローインク用データ）の量子化データの内、最も大きいデータをＤｍａｘ１とする（Ｓ３００４）。次に、ＤＮＭ（濃マゼンタインク用データ）とＤＴＭ（淡マゼンタインク用データ）の量子化データの内、大きい方をＤｍａｘ２とする（Ｓ３００５）。さらに、ＤＮＣ（濃シアンインク用データ）とＤＴＣ（淡シアンインク用データ）の量子化データの内、大きい方をＤＭＡＸ３とする（Ｓ３００６）。図５（ｅ）のＤｍａｘ−ＤＳテーブルを参照して、Ｄｍａｘ１、Ｄｍａｘ２、Ｄｍａｘ３に対応する処理液データＤＳ１、ＤＳ２、ＤＳ３を生成する（Ｓ３００７、Ｓ３００９）。
【００５０】
いま、１画素目のデータとして、例えば、ＤＮＹ＝ＬＥＶＥＬ０、ＤＮＭ＝ＬＥＶＥＬ３、ＤＮＣ＝ＬＥＶＥＬ２、ＤＮＫ＝ＬＥＶＥＬ０、ＤＴＹ＝ＬＥＶＥＬ１、ＤＴＭ＝ＬＥＶＥＬ２、ＤＴＣ＝ＬＥＶＥＬ３を想定する。この想定例においては、Ｄｍａｘ１＝ＬＥＶＥＬ１、Ｄｍａｘ２＝ＬＥＶＥＬ２、Ｄｍａｘ３＝ＬＥＶＥＬ３、ＤＳ１＝ＬＥＶＥＬ１、ＤＳ２＝ＬＥＶＥＬ２、ＤＳ３＝ＬＥＶＥＬ２となる。
【００５１】
（２）１５０ラスター中に、ＤＮＫ以外のＬＥＶＥＬ０ではないデータは存在しない場合
図５（ｄ）のテーブルを参照して、ＤＮＫの値に応じた処理液データＤＳＫを生成する（Ｓ３００８）。
【００５２】
以上のようにして生成された各色インクの量子化データＤＮＹ、ＤＮＭ、ＤＮＣ、ＤＮＫ、ＤＴＹ、ＤＴＭ、ＤＴＣおよび処理液用の量子化データＤＳ１、ＤＳ２、ＤＳ３或はＤＳＫは、図３に示したマトリクスパターンに展開され、そのデータに基づいて、対応するノズル群から各色インクおよび処理液が吐出される。
【００５３】
このように、本発明は、各色インクのノズル群が縦並びに構成された複数の記録ヘッド、つまり図７（ｃ）のような構成の記録ヘッドに対しても適応可能であり、高品位な写真調画像が記録可能となり、またブラックテキストやグラフィック画像が高速で十分な耐水性を持った画像として記録可能となる。
【００５４】
（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。
【００５５】
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４４６３３５９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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
また、本発明の記録装置の構成として、記録ヘッドの吐出回復手段、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を用いて加熱を行う予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることができる。
【００６０】
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各記録モード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。
【００６１】
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を用いてもよく、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を用いてもよい。加えて、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積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いてもよい。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、熱エネルギの付与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。
【００６２】
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。
【００６３】
インク染料を不溶化する処理液は、一例として以下のようにして得ることができる。
【００６４】
すなわち、下記の成分を混合溶解した後、さらにポアサイズが０．２２μｍのメンブレンフィルタ（商品名：フロロポアフィルタ、住友電気工業株式会社製）にて加圧濾過した後、ＮａＯＨでｐＨを４．８に調整し、処理液Ａ１を得ることができる。
【００６５】
また、上記処理液と混合し不溶化するインクの好適な例として以下のものを挙げることができる。
【００６６】
すなわち、下記の成分を混合し、さらにポアサイズが０．２２μｍのメンブレンフィルタ（商品名：フロロポアフィルタ、住友電気工業株式会社製）にて加圧濾過してイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのインクＹ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１を得ることができる。
【００６７】
Ｙ１
Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１４２ ２部
チオジグリコール １０部
商品名；アセチレノールＥＨ ０．０５部
（川研ファインケミカル株式会社製）
水 残部
Ｍ１
染料をＣ．Ｉ．アシッドレッド２８９；２．５部に代えた以外はＹ１と同じ組成
Ｃ１
染料をＣ．Ｉ．アシッドブルー９；２．５部に代えた以外はＹ１と同じ組成
Ｋ１
染料をＣ．Ｉ．フードブラック２；３部に代えた以外はＹ１と同じ組成なお、本発明を実施するにあたって、使用するインクは特に染料インクに限るものではなく、顔料を分散させた顔料インクを用いることもできるし、使用する処理液はその顔料を凝集させるものを用いることができる。前記した無色液体Ａ１と混合して凝集を引き起こす顔料インクの一例として以下のものを挙げることができる。すなわち、下記に述べるようにして、それぞれ顔料とアニオン性化合物とを含むイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色インク、Ｙ２，Ｍ２，Ｃ２およびＫ２を得ることができる。
【００６８】
ブラックインクＫ２
アニオン系高分子Ｐ−１（スチレン−メタクリル酸−エチルアクリレート、酸価４００、重量平均分子量６，０００、固形分２０％の水溶液、中和剤：水酸化カリウム）を分散剤として用い、以下に示す材料をバッチ式縦型サンドミル（アイメックス株式会社製）に仕込み、１ｍｍ径のガラスビーズをメディアとして充填し、水冷しつつ３時間分散処理を行った。分散後の粘度は９ｃｐｓ、ｐＨは１０．０であった。この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去し、重量平均粒径１００ｎｍのカーボンブラック分散体を作製した。
【００６９】
（カーボンブラック分散体の組成）
・Ｐ−１水溶液（固形分２０％） ４０部
・カーボンブラック ２４部
（商品名；Ｍｏｇｕｌ Ｌ、キャブラック株式会社製）
・グリセリン １５部
・エチレングリコールモノブチルエーテル ０．５部
・イソプロピルアルコール ３部
・水 １３５部
次に、上記で得られた分散体を充分に拡散して顔料が含有されたインクジェット用のブラックインクＫ２を得た。最終調製物の固形分は、約１０％であった。
【００７０】
イエローインクＹ２
アニオン系高分子Ｐ−２（スチレン−アクリル酸−メチルメタアクリレート、酸価２８０、重量平均分子量１１，０００、固形分２０％の水溶液、中和剤：ジエタノールアミン）を分散剤として用い、以下に示す材料を用いて、ブラックインクＫ２の作製の場合と同様に分散処理を行い、重量平均粒径１０３ｎｍのイエロー色分散体を作製した。
【００７１】
（イエロー分散体の組成）
・Ｐ−２水溶液（固形分２０％） ３５部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０ ２４部
（商品名；ノバパームイエロー ＰＨ−Ｇ、
Hoechst Aktiengesellschaft製）
・トリエチレングリコール １０部
・ジエチレングリコール １０部
・エチレングリコールモノブチルエーテル １．０部
・イソプロピルアルコール ０．５部
・水 １３５部
上記で得られたイエロー分散体を充分に拡散して、顔料が含有されたインクジェット用のイエローインクＹ２を得た。最終調製物の固形分は、約１０％であった。
【００７２】
シアンインクＣ２
ブラックインクＫ２の作製の際に使用したアニオン系高分子Ｐ−１を分散剤として用い、以下に示す材料を用いて、前記したカーボンブラック分散体の場合と同様の分散処理を行い、重量平均粒径１２０ｎｍのシアン色分散体を作製した。
【００７３】
（シアン色分散体の組成）
・Ｐ−１水溶液（固形分２０％） ３０部
・Ｃ．Ｉ．ビグメントブルー１５：３ ２４部
（商品名；ファストゲンブル−ＦＧＦ、
大日本インキ化学工業株式会社製）
・グリセリン １５部
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル ０．５部
・イソプロピルアルコール ３部
・水 １３５部
上記で得られたシアン色分散体を充分に攪拌して、顔料が含有されたインクジェット用のシアンインクＣ２を得た。最終調製物の固形分は、約９．６％であった。
【００７４】
マゼンタインクＭ２
ブラックインクＫ２の作製の際に使用したアニオン系高分子Ｐ−１を分散剤として用い、以下に示す材料を用いて、前記したカーボンブラック分散体の場合と同様の分散処理を行い、重量平均粒径１１５ｎｍのマゼンタ色分散体を作製した。
【００７５】
（マゼンタ色分散体の組成）
・Ｐ−１水溶液（固形分２０％） ２０部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２ ２４部
（大日本インキ化学工業株式会社製）
・グリセリン １５部
・イソプロピルアルコール ３部
・水 １３５部
上記で得られたマゼンタ色分散体を充分に拡散して、顔料が含有されたインクジェット用のマゼンタインクＭ２を得た。最終調製物の固形分は、約９．２％であった。
【００７６】
以上示したそれぞれ処理液（液体組成物）とインクとの混合において、本発明では、上述した処理液とインクが被プリント材上あるいは被プリント材に浸透した位置で混合する結果、反応の第１段階として処理液中に含まれているカチオン性物質の内、低分子量の成分またはカチオン性オリゴマーとインクに使用しているアニオン性基を有する水溶性染料または顔料インクに使用しているアニオン性化合物とがイオン的相互作用により会合を起こし、瞬間的に溶液相から分離を起こす。この結果顔料インクにおいては分散破壊が起こり、顔料の凝集体ができる。
【００７７】
次に、反応の第２段階として、上述した染料と低分子カチオン性物質またはカチオン性オリゴマーとの会合体または顔料の凝集体が処理液中に含まれる高分子成分により吸着されるために、会合で生じた染料の凝集体または顔料の凝集体のサイズがさらに大きくなり、被プリント材の繊維間の隙間に入り込みにくくなり、その結果として固液分離した液体部分のみが記録紙中にしみこむことにより、プリント品位と定着性との両立が達成される。同時に上述したようなメカニズムにより生成したカチオン物質の低分子成分またはカチオン性オリゴマーとアニオン性染料とカチオン性物質とで形成される凝集体または顔料の凝集体は粘性が大きくなり、液媒体の動きとともに移動することがないので、フルカラーの画像形成時のように隣接したインクドットが異色のインクで形成されていたとしても互いに混じり合うようなことはなく、ブリーデイングも起こらない。また、上記凝集体は本質的に水不溶性であり形成された画像の耐水性は完全なものとなる。また、ポリマーの遮蔽効果により形成された画像の耐光堅牢性も向上するという効果も有する。
【００７８】
本明細書において使用される不溶化または凝集として、その一例は前記第１段階のみの現象であり、他の例は第１段階と第２段階の両方を含んだ現象である。
【００７９】
また、本発明の実施にあたっては、従来技術のように分子量の大きいカチオン性高分子物質や多価の金属塩を使用する必要がないか、あるいは使用する必要があっても本発明の効果をさらに向上させるために補助的に使用するだけで良いので、その使用量を最小限に抑えることができる。その結果として、従来のカチオン性高分子物質や多価金属塩を使用して耐水化効果を得ようとした場合の問題点であった染料の発色性の低下がなくなるということを本発明の別の効果として挙げることができる。
【００８０】
なお、本発明を実施するにあたって使用する被プリント材については特に制限されるものではなく、従来から使用されているコピー用紙、ボンド紙等のいわゆる普通紙を好適に用いることができる。もちろんインクジェットプリント用に特別に作製したコート紙やＯＨＰ用透明フィルムも好適に使用でき、また、一般の上質紙や光沢紙も好適に使用可能である。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ｎ値化されたインク用データから処理液用データを生成して、それらのデータに基づいて、いわゆるマトリクスパターン方式による記録を行うことにより、電気ハード的コストを抑えると共に、ソフト的処理時間の増大を防ぐことができ、また、十分な量の処理液を付与することによる十分な耐水性および画質向上が可能となり、しかも必要以上の処理液の付与を避けて、処理液使用量の増大によるランニングコストの増加やコックリングやビーディングによる画質劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明するための要部のブロック構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における量子化の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるマトリクスパターンの説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるデータ処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態におけるデータの変換テーブルの説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態におけるインクドットと処理液ドットの配置図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施形態における記録ヘッドの異なる構成図である。
【図８】本発明の第２の実施形態におけるデータ処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態におけるデータ処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成例を示す概略斜視図である。
【図１１】図１０におけるインクジェット記録ヘッドの構成例を示す概略斜視図である。
【図１２】図１０のインクジェット記録装置における制御系のブロック構成図である。
【符号の説明】
１０００ 量子化手段
１００１ 処理液用データ生成手段
１００２ 受信バッファ
１００３ パターン展開手段
１００４ パターン記憶手段
１００５ ヘッド制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、被記録媒体にインクおよび処理液を吐出して画像を形成するインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種カラー記録方式としては、例えば、熱エネルギーによりインクリボンのインクを転写する熱転写方式、あるいは飛翔させた記録液滴を紙等の被記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録方式などが知られている。これらの中でも、インクジェット記録方式は、低騒音、低ランニングコスト、装置の小型化が容易、カラー化が容易、等の理由から、プリンタや複写機などに広く利用されている。
【０００３】
インクジェット記録装置においては、近年、より高品位は画像を得るために、記録液滴を小液滴としての高解像度化が図られている。しかしながら、このような高解像度化にともない、処理すべき記録データサイズが膨大な量になり、ホストコンピュータでのデータ処理時間、およびホストコンピュータから記録装置に転送するデータ転送時間が長くなり、システム全体のスループットを大幅に低下させてしまうという問題があった。
【０００４】
この問題を解決するために、従来より、マトリクスパターンを使って記録する方法が考えられている。これは、ホストコンピュータにて比較的低解像度、高値量子化で処理したデータをプリンタ本体に転送し、プリンタ本体にて、受信したデータを所定のマトリクスに展開して記録を行う方法である。例えば、ホストコンピュータにて、３００×３００ｄｐｉの解像度で５値に量子化（３ｂｉｔ）し、プリンタ本体にて、そのデータを６００×６００ｄｐｉ（２×２のマトリクス）の２値に展開して記録を行うことにより、ホストコンピュータでの処理は、３００ｄｐｉとなるために負担が軽減される。また、データ転送量が３００×３００ｄｐｉ、３ｂｉｔであるため、６００×６００ｄｐｉ、２値のデータに比べて約７５％のデータ量で済むというメリットがある。このようなマトリクスパターンを使う方法は、写真など、シャープさよりも階調性が重視される画像において有効である。
【０００５】
ところで、インクジェット記録方法において、いわゆる普通紙と呼ばれる被記録材上に画像を記録する場合には、画像の耐水性が不十分であったり、またカラー画像の記録に際し、フェザリングの生じない高濃度の画像と色間のにじみの生じない画像とを両立させることができず、良好な画像堅牢性や良好な品位のカラー画像が得られなかった。
【０００６】
近年、画像の耐水性を向上させる方法として、インク中に含まれる色材に耐水性を持たせたインクも実用化されてきている。しかしながら、そのインクは耐水性がまだまだ不十分であるとともに、原理的に乾燥後、水に溶解しにくいインクであるために、記録ヘッドのノズル詰まり、つまりインク吐出口の詰まりが生じやすく、これを防止しようとした場合には、装置構成が複雑になってしまうという欠点があった。
【０００７】
また、従来より、被記録物の堅牢性を向上させる技術が多数提案されている。例えば、特開昭５８−１２８８６２号公報には、被記録物上の記録すべき画像位置をあらかじめ識別し、記録インクと処理インクとを重ねて記録するインクジェット記録方法が開示されている。その方法の場合には、記録インクに先立って処理インクによって画像を描いたり、先に描かれた記録インクの画像上に処理インクを重ねたり、あるいは、先に描かれた処理インクの画像上に記録インクを重ねてから、さらに処理インクを重ねたりする。また、特開平８−５２８６７号公報には、処理液を各画素に対して所定の割合で吐出する方法が開示されている。さらに、特開平９−２２６１５４号公報には、特にプリントする画像のエッジ部に着目し、そのエッジ部以外の画像には処理液を所定の割合で吐出するのに対し、画像のエッジ部には必ず処理液を吐出する構成が開示されており、処理液を必要以上に消費することを防ぎつつ耐水性をより確実なものとするようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平９−２２６１５４号公報に開示されているように、効果的な処理液付与を行うために、プリントする画像のエッジ部を抽出し、エッジ部とエッジ以外の画像に対して、それぞれ所定の割合で処理液を付与するには、電気ハード的手段として非常に複雑で大規模な回路構成を必要とし、コストの増大につながる。また、このような処理をソフト的に行うには、高解像度の記録装置において非現実的な膨大な時間を要するといった問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ｎ値化されたインクの量子化データから処理液用の量子化データを生成して、それらのデータに基づいていわゆるマトリクスパターン方式による記録を行うことにより、電気ハード的コストを抑えると共に、ソフト的処理時間の増大を防ぎ、また、十分な量の処理液を付与することで十分な耐水性などを得ると共に、必要以上の処理液の付与を避けて、処理液使用量の増大によるランニングコストの増加を防ぐことのできるインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェット記録装置は、複数種のインクを吐出可能なインク用ヘッド部と、前記インクの色剤を不溶化または凝集させる処理液を吐出可能な処理液用ヘッド部を用いて、被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、前記複数種のインクのそれぞれに対応するｎ値（ｎ≧３）の各インク用の量子化データに基づいて、各インク用の量子化データのそれぞれに対応する複数の処理液用の量子化データを生成する処理液用データ生成手段と、前記複数の処理液用の量子化データの内の少なくとも１つおよび前記各インク用の量子化データを、マトリクスパターンを用いて、処理液用のビットマップデータおよび各インク用のビットマップデータに展開するパターン展開手段と、前記各インク用のビットマップデータに基づいて、前記インク用ヘッド部による前記複数種のインクの吐出を制御する第１制御手段と、前記処理液用のビットマップデータに基づいて、前記処理液用ヘッド部による前記処理液の吐出を制御する第２の制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明のインクジェット記録方法は、複数種のインクを吐出可能なインク用ヘッド部と、前記インクの色剤を不溶化または凝集させる処理液を吐出可能な処理液用ヘッド部を用いて、被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、前記複数種のインクのそれぞれに対応するｎ値（ｎ≧３）の各インク用の量子化データに基づいて、各インク用の量子化データのそれぞれに対応する複数の処理液用の量子化データを生成し、前記複数の処理液用の量子化データの内の少なくとも１つおよび前記各インク用の量子化データを、マトリクスパターンを用いて、処理液用のビットマップデータおよび各インク用のビットマップデータに展開し、前記各インク用のビットマップデータに基づいて、前記インク用ヘッド部による前記複数種のインクの吐出を制御し、前記処理液用のビットマップデータに基づいて、前記処理液用ヘッド部による前記処理液の吐出を制御することを特徴とする。
【００１２】
なお、本明細書において、処理液とはインクと接触することでインクに作用する液体であって、例えばインク中の色剤を不溶化、または凝集させる作用を有する成分を含有する液体である。このような液体としては、記録された画像の耐水性を向上させたり、濃度を増加させたり、にじみを防いだり、フェザリング現象を低減する等のプリント性を向上させる効果を奏する液体とすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
（基本構成）
まず、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の基本構成の一例を図１０から図１２により説明する。
【００１５】
図１０において、記録装置１００の給紙位置に挿入された記録媒体１０６は、送りローラ１０９によって、記録ヘッドユニット１０３の記録可能領域に向って副走査方向へ搬送される。記録可能領域における記録媒体の下部には、プラテン１０８が設けられている。キャリッジ１０１は、２つのガイド軸１０４，１０５によって定められた方向に移動可能な構成となっており、記録領域を主走査方向に往復走査する。キャリッジ１０１には、複数の色インクを吐出するインク用ヘッド部、および処理液を吐出する処理液用ヘッド部を備えた記録ヘッドと、それぞれの記録ヘッドにインクや処理液を供給するインクタンクとを含む記録ヘッドユニット１０３が搭載されている。この例のインクジェット記録装置に設けられる複数の色のインクは、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色である。
【００１６】
キャリッジ１０１が移動可能な領域の左端下部には、回復系ユニット１１０が備えられており、非記録時に、記録ヘッドの吐出口部をキャップしたりする。キャリッジ１０１の移動可能な領域左端を記録ヘッドの「ホームポジション」と呼ぶ。１０７はスイッチ部と表示素子部であり、スイッチ部は記録装置の電源のオン／オフや各種記録モードの設定時等に使用され、スイッチ部は記録装置の状態を表示する役割をする。
【００１７】
図１１は、記録ヘッドユニット１０３の斜視図である。この例は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色インクと、処理液のタンクが全て独立に交換可能な構成となっている。キャリッジ１０１にはＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙと処理液を吐出する記録ヘッド１０２と、Ｂｋ用タンク２０Ｋ、Ｃ用タンク２０Ｃ、Ｍ用タンク２０Ｍ、Ｙ用タンク２０Ｙ、および処理液のタンク２１が搭載される。各タンク２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２１は記録ヘッド１０２との接続部を介して記録ヘッド１０２と接続し、記録ヘッド１０２の吐出口にインクや処理液を供給する。
【００１８】
記録ヘッド１０２の他の構成としては、例えば、後述する図７（ａ）のように、処理液ＳのタンクとＢｋのタンクを一体構成、かつＣ、Ｍ、Ｙのタンクを一体構造として、処理液Ｓを吐出する処理液用ヘッド部を２つのＢｋ吐出用ヘッド部によるサンドイッチ構造にしてもよく、また、図７（ｂ）のようにＣとＭとＹのＢｋのタンクを一体構造として、それらのヘッドを縦並びのヘッド構成としてもよい。
【００１９】
図１２は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置における制御系のブロック図である。ホストコンピュータから、記録すべき文字や画像のデータ（以下「画像データ」という）が記録装置１００の受信バッファ４０１に入力される。また、正しくデータが転送されているかを確認するデータや、記録装置１００の動作状態を知らせるデータが、記録装置１００からホストコンピュータに返される。受信バッファ４０１のデータは、ＣＰＵ４０２の管理下において、メモリ部４０３に転送されて、そのＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に一次的に記憶される。メカコントロール部４０４は、ＣＰＵ４０２からの指令により、キャリッジモータやラインフィードモータ等のメカ部４０５を駆動する。センサ／ＳＷコントロール部４０６は、各種センサやＳＷ（スイッチ）からなるセンサ／ＳＷ部４０７からの信号をＣＰＵ４０２に送る。表示素子コントロール部４０８は、ＣＰＵ４０２からの指令により、表示パネル群のＬＥＤや液晶表示素子等からなる表示素子部４０９を制御する。記録ヘッドコントロール部４１０は、ＣＰＵ４０２からの指令により記録ヘッド１０２を制御し、また記録ヘッド１０２の状態を示す温度情報等を検知してＣＰＵ４０２に伝える。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の要部を説明するためのブロック図である。
【００２１】
図１において１０００は、入力データを量子化して各色インクの量子化データを生成する量子化手段、１００１は、各インク用の量子化データから処理液の量子化データを生成する処理液用データ生成手段である。１００２は、それら各色インク用および処理液用の量子化データを受信する受信バッファ、１００４は、マトリクスパターンを記憶しておくパターン記憶手段である。１００３は、パターン記憶手段１００４に記憶されているマトリクスパターンを参照して、入力された量子化データをビットマップに展開するデータ割り付け手段としてのパターン展開手段である。１００５は、その展開されたデータにより、記録ヘッド１０２を駆動するヘッド制御手段である。ヘッド制御手段は、後述する記録ヘッドにおけるインク吐出用ヘッド部および処理液用ヘッド部を制御する第１および第２制御手段として機能する。通常、量子化手段１０００は、ホストコンピュータにある。
【００２２】
以下、本例では、量子化手段１０００において、３００×３００ｄｐｉの解像度で５値化された各色インクの量子化データを生成し、記録装置１００の内部において、その量子化データを２×２ドットのマトリクスを用いて６００×６００ｄｐｉの解像度のデータに展開して記録する場合について説明する。
【００２３】
図２は、５値化の方法を概念的に示した説明図であり、各画素はその入力レベルに応じて、ある決まったスレッショルドによってＬＥＶＥＬ０〜ＬＥＶＥＬ４に量子化される。図３は、各出力レベルに対応するマトリクスパターンである。２×２のマトリクスを用いるため、マトリクス内の記録画素数によって５値の表現が可能である。
【００２４】
図７（ａ）は、本発明の第１の実施形態の記録装置における記録ヘッドの構成図である。
【００２５】
図７（ａ）の記録ヘッドは、同図中左右の２つのヘッドがキャリッジ１０１の走査方向に並ぶ構成とされており、左側の一方のヘッドには、２つのブラックインク（Ｂｋ１、Ｂｋ２）吐出用のノズル群の間に、処理液（Ｓ）吐出用のノズル群が配置され、右側の他方のヘッドには、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色インクを吐出するノズル群が配置されている。ここで、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋインク吐出用のノズル群は、それらのインクを吐出可能な吐出口の列を成して、インク吐出用ヘッド部を構成している。同様に、処理液吐出用のノズル群は、処理液を吐出可能な吐出口の列を成して、処理液吐出用ヘッド部を構成している。記録媒体１０６上において、処理液ドットをブラックインクドットによってサンドイッチすることにより、濃度が高く高品位なＢｋ（ブラック）テキストやＢｋ（ブラック）グラフィックの記録が可能となる。
【００２６】
図４は、図１中の手段１００１による処理液用データ生成処理を説明するためのフローチャートである。
【００２７】
まず、量子化手段１０００により、処理すべき入力画像の１画素を各色インク（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）用の量子化データ（ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ、ＤＫ）に量子化する（Ｓ１００１）。量子化レベルは前述したようなＬＥＶＥＬ０〜ＬＥＶＥＬ４の５値である。図７（ａ）の本例のヘッド構成の場合、２つのＢｋインク（Ｂｋ１、Ｂｋ２）吐出用のノズル群が構成されているため、Ｂｋインクに関しては、図３中の各ＬＥＶＥＬにおいて、記録媒体１０６上の同一位置にＢｋ１とＢｋ２の２ドットが形成されることになる。ここでは、例えば、ＤＹ＝ＬＥＶＥＬ０、ＤＭ＝ＬＥＶＥＬ３、ＤＣ＝ＬＥＶＥＬ２、ＤＫ＝ＬＥＶＥＬ０である場合を想定する。
【００２８】
次に、各色インク用の量子化データ（ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ、ＤＫ）と、それに対応する各色の処理液データ（ＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣ、ＤＳＫ）との対応テーブル（図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ））を参照して、ＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣ、ＤＳＫを決定する（Ｓ１００２）。そして、ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ、ＤＫの内の最大値のものに対応する処理液データ（ＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣ、ＤＳＫ）をＤＳとする（Ｓ１００３）。ここでの想定例においては、ＤＳ＝ＤＳＭ＝ＬＥＶＥＬ２となる。また、ＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣ、ＤＳＫを直接比較して、それらの最大値をＤＳとしてもよい。
【００２９】
図６は、各レベルのＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣ、ＤＳＫによって、処理液のドットがどのように形成されるかの説明図であり、同図中の右側は、ＤＳＹ、ＤＳＭ、またはＤＳＣの内のいずれかによってＤＳが決定された場合であり、同図中の左側は、ＤＳＫによってＤＳが決定された場合である。
【００３０】
図６中の左側のようなＤＳ＝ＤＳＫの場合、Ｂｋインクのブラックドットに関しては、全ＬＥＶＥＬにおいて、インクドット数（Ｂｋ１＋Ｂｋ２＝２ドット）に対して２：１の割合で処理液ドットが形成される。また、このマトリクスの中にカラーデータが存在して、Ｙ、Ｍ、Ｃインクのカラードットが形成される場合、それらのドットに対しては、処理液が多少多めに打ち込まれることにはなるものの、耐水性の観点における実画像上の問題はない。
【００３１】
一方、図６中の右側のようなＤＳ＝ＤＳＹｏｒＤＳＭｏｒＤＳＣの場合、Ｙ、Ｍ、Ｃインクのカラードットに関しては、ＬＥＶＥＬ１およびＬＥＶＥＬ２では、インクドット数に対して１：１の割合で同一画素に処理液ドットが形成される。また、ＬＥＶＥＬ３では、カラーの３ドットに対して、処理液ドットが２ドット形成されて、それらが３：２の割合で形成される。さらに、ＬＥＶＥＬ４では、カラーの４ドットに対して、処理液の２ドットが形成されて、それらの割合が４：２となる。
【００３２】
また、このようなＤＳ＝ＤＳＹｏｒＤＳＭｏｒＤＳＣの場合、すなわちカラードットが記録される場合には、それが単色で記録されるときと、２色同時に記録されるときとが存在する。単色の場合には上述した割合で処理液が付与され、２次色の場合には、その半分の割合で処理液が付与されることになる。一般に、カラーインクの染料濃度は、Ｂｋインクよりも低いため、処理液の付与量が少なくても十分な耐水性が得られる。例えば、ＤＹとＤＣがともにＬＥＶＥＬ４であった場合、カラーインクドット数と処理液のドット数の比は８：２となるが、それでも実使用上問題なく耐水性が得られる。
【００３３】
さらに、ＤＹとＤＭとＤＣが全てＬＥＶＥＬ４になることは極めてまれであるため、実質上問題はない。もちろん、染料濃度や染料の種類に応じて、ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ、ＤＫに対応する各色の処理液テーブルを変更し、例えば、ＤＹ、ＤＭ、ＤＣがＬＥＶＥＬ４の場合に、ＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣをＬＥＶＥＬ３とすることも可能である。
【００３４】
このようなＳ１００１〜Ｓ１００４処理を全画素について実行し、処理液データ生成処理を終了する（Ｓ１００５、Ｓ１００６）。
【００３５】
このように生成された処理液データに基づき、画像記録に際して処理液を付与することにより、どのような記録デューティーに対しても必要十分な処理液を付与することが可能となる。この結果、処理液の打ち込みすぎによるコックリングや、インク溢れ（ビーディング）による不均一なムラや定着性の悪化を防止することができ、また低デューティー領域においても十分な処理液ドットを付与して、十分な耐水性を得ることができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
図７（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に適応される記録ヘッドの構成図である。
【００３７】
本例の記録ヘッドは、図７（ｂ）中の左右のノズル列がキャリッジ１０１の走査方向に並ぶように配置された構成となっている。同図中右側のノズル列は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色インクを吐出するノズルの列であり、同図中左側のノズル列は、それら各色インクのノズルに対応するように処理液Ｓを吐出するノズルの列である。本例の記録ヘッドは、その１つから複数色のインクを吐出可能な複数色一体型記録ヘッドである。
【００３８】
このように構成されたいわゆる縦並びの記録ヘッドは、図７（ａ）のようないわゆる横並びタイプの記録ヘッドを用いる場合よりも装置全体のコンパクト化が可能となる。また、記録ヘッドの往走査時と復走査時の双方において、いわゆる双方向記録を行ってもその往走査時と復走査時における各色インクの記録順序が変わらないため、走査周期毎に色ムラが発生するという問題もないなどのメリットがある。
【００３９】
このような構成の記録ヘッドを用いる場合には、各色インク毎に１対１に対応する処理液ノズル用の吐出データを独立して生成する必要がある。
【００４０】
本実施形態では前述した第１の実施形態と同様に、図１中の量子化手段１０００において３００×３００ｄｐｉの解像度で５値化された量子化データを生成し、記録装置１００の内部において、その量子化データを２×２ドットのマトリクスを用いて６００×６００ｄｐｉの解像度のデータに展開して記録する場合について説明する。
【００４１】
図８は、本発明の第２の実施形態における処理液用データ生成処理を説明するためのフローチャートである。
【００４２】
まず、量子化手段１０００により、処理すべき入力画像の１画素を各色インク（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）用の量子化データ（ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ、ＤＫ）に量子化する（Ｓ２００１）。量子化レベルは、前述したようなＬＥＶＥＬ０〜ＬＥＶＥＬ４の５値である。ここでは、例えば、ＤＹ＝ＬＥＶＥＬ０、ＤＭ＝ＬＥＶＥＬ３、ＤＣ＝ＬＥＶＥＬ２、ＤＫ＝ＬＥＶＥＬ０である場合を想定する。次に、各色インクの量子化データ（ＤＹ、ＤＭ、ＤＣ、ＤＫ）に基づいて、各色インクに対応する処理液用量子化データ（ＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣ、ＤＳＫ）を図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示したテーブルを参照して生成する（Ｓ２００２）。ここでの想定例においては、ＤＳＹ＝ＬＥＶＥＬ０、ＤＳＭ＝ＬＥＶＥＬ２、ＤＳＣ＝ＬＥＶＥＬ２、ＤＳＫ＝ＬＥＶＥＬ０となる。
【００４３】
量子化された各色インクの量子化データＤＹ、ＤＭ、ＤＣ、ＤＫおよび処理液用の量子化データＤＳＹ、ＤＳＭ、ＤＳＣ、ＤＳＫは図３に示したマトリクスパターンに展開され、対応する記録ヘッドのノズル群により、カラードットおよび処理液ドットとして形成される。本例の図７（ｂ）の記録ヘッドを用いた場合には、単一色のデータ毎に対して処理液データが生成されるため、２次色の記録領域には、多少多めの処理液が付与される可能性がある。しかし、図７（ｂ）のように、各色インクのノズルが縦並びに配置されているため、実際の２次色の記録には、１スキャン以上のオフセットが生じ、つまり記録ヘッドの１走査以上の時間的なずれが生じ、インク溢れなどの不都合は生じない。また、処理液の付与量を各色インクに対応して最適化することにより、その処理液の打ち込みすぎによる不具合の回避が可能である。
【００４４】
このように、本発明は、各色インクのノズル群が縦並びに構成された図７（ｂ）のような記録ヘッドに対しても適応可能であり、双方向記録を行っても濃度ムラのない高品位な画像から形成可能な上、どのような記録デューティーにおいても十分な耐水性を得ることができる。
【００４５】
（第３の実施形態）
図７（ｃ）は、本発明の第３の実施形態に適応される記録ヘッドの構成図である。
【００４６】
本例の場合は、キャリッジ１０１の走査方向に並ぶ図７（ｃ）中左右の２つの記録ヘッドがそれぞれ２つのチップによって構成されている。同図中左側の記録ヘッドは、処理液Ｓを吐出するノズル群が形成されたチップと、Ｂｋインクを吐出するノズル群が形成されたチップとを組み合せて構成される。一方、同図中右側の記録ヘッドは、Ｃ、Ｍ、Ｙの濃インクを吐出するノズル群が形成されたチップと、Ｃ、Ｍ、Ｙの淡インクを吐出するノズル群が形成されたチップとを組み合せて構成される。これら２つの記録ヘッドを用いて記録が行われる。濃インクと淡インクとを組み合せて記録をすることにより、粒状感のない写真調の画像が記録できることは公知である。また、ノズル群をカラー各色のノズル数より多くすることにより、ブラックテキストの高速記録が可能な構成となっている。カラー画像を記録する際には、Ｂｋインク吐出用のＢｋノズルとして、各カラーインクと同等なノズル数を使用する。本例では、その際のＢｋノズルとして、Ｙノズルと同じ領域のもの、つまり図７（ｃ）中のＹノズルの左方側のものを使用するものとする。
【００４７】
図９は、本発明の第３の実施形態における処理液用データ生成処理を説明するためのフローチャートである。
【００４８】
まず、量子化手段１０００により、入力画像の１画素を各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）の濃インク用および淡インク用の量子化データ（ＤＮＹ、ＤＮＭ、ＤＮＣ、ＤＮＫ、およびＤＴＹ、ＤＴＭ、ＤＴＣ）に量子化する（Ｓ３００１）。量子化レベルは、前述したようなＬＥＶＥＬ０〜ＬＥＶＥＬ４の５値である。この処理を、Ｂｋノズルのみを用いて記録可能なラスター分行う（Ｓ３００１、Ｓ３００２）。ここでは、Ｂｋノズルが６００ｄｐｉで３００ノズルであるため、３００ｄｐｉの入力画像に換算して１５０ラスターとなる。この１５０ラスター分の各色の量子化データ（カラー量子化データ）中に、ＤＮＫ（ブラックインク用データ）以外のデータであって、かつＬＥＶＥＬ０ではないデータが存在するか否かを判定する（Ｓ３００３）。
【００４９】
（１）１５０ラスター中に、ＤＮＫ以外のＬＥＶＥＬ０ではないデータが存在する場合
この場合には、ＤＮＫ（ブラックインク用データ）とＤＮＹ（濃イエローインク用データ）とＤＴＹ（淡イエローインク用データ）の量子化データの内、最も大きいデータをＤｍａｘ１とする（Ｓ３００４）。次に、ＤＮＭ（濃マゼンタインク用データ）とＤＴＭ（淡マゼンタインク用データ）の量子化データの内、大きい方をＤｍａｘ２とする（Ｓ３００５）。さらに、ＤＮＣ（濃シアンインク用データ）とＤＴＣ（淡シアンインク用データ）の量子化データの内、大きい方をＤＭＡＸ３とする（Ｓ３００６）。図５（ｅ）のＤｍａｘ−ＤＳテーブルを参照して、Ｄｍａｘ１、Ｄｍａｘ２、Ｄｍａｘ３に対応する処理液データＤＳ１、ＤＳ２、ＤＳ３を生成する（Ｓ３００７、Ｓ３００９）。
【００５０】
いま、１画素目のデータとして、例えば、ＤＮＹ＝ＬＥＶＥＬ０、ＤＮＭ＝ＬＥＶＥＬ３、ＤＮＣ＝ＬＥＶＥＬ２、ＤＮＫ＝ＬＥＶＥＬ０、ＤＴＹ＝ＬＥＶＥＬ１、ＤＴＭ＝ＬＥＶＥＬ２、ＤＴＣ＝ＬＥＶＥＬ３を想定する。この想定例においては、Ｄｍａｘ１＝ＬＥＶＥＬ１、Ｄｍａｘ２＝ＬＥＶＥＬ２、Ｄｍａｘ３＝ＬＥＶＥＬ３、ＤＳ１＝ＬＥＶＥＬ１、ＤＳ２＝ＬＥＶＥＬ２、ＤＳ３＝ＬＥＶＥＬ２となる。
【００５１】
（２）１５０ラスター中に、ＤＮＫ以外のＬＥＶＥＬ０ではないデータは存在しない場合
図５（ｄ）のテーブルを参照して、ＤＮＫの値に応じた処理液データＤＳＫを生成する（Ｓ３００８）。
【００５２】
以上のようにして生成された各色インクの量子化データＤＮＹ、ＤＮＭ、ＤＮＣ、ＤＮＫ、ＤＴＹ、ＤＴＭ、ＤＴＣおよび処理液用の量子化データＤＳ１、ＤＳ２、ＤＳ３或はＤＳＫは、図３に示したマトリクスパターンに展開され、そのデータに基づいて、対応するノズル群から各色インクおよび処理液が吐出される。
【００５３】
このように、本発明は、各色インクのノズル群が縦並びに構成された複数の記録ヘッド、つまり図７（ｃ）のような構成の記録ヘッドに対しても適応可能であり、高品位な写真調画像が記録可能となり、またブラックテキストやグラフィック画像が高速で十分な耐水性を持った画像として記録可能となる。
【００５４】
（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。
【００５５】
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４４６３３５９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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
また、本発明の記録装置の構成として、記録ヘッドの吐出回復手段、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を用いて加熱を行う予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることができる。
【００６０】
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各記録モード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。
【００６１】
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を用いてもよく、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を用いてもよい。加えて、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積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いてもよい。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、熱エネルギの付与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。
【００６２】
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。
【００６３】
インク染料を不溶化する処理液は、一例として以下のようにして得ることができる。
【００６４】
すなわち、下記の成分を混合溶解した後、さらにポアサイズが０．２２μｍのメンブレンフィルタ（商品名：フロロポアフィルタ、住友電気工業株式会社製）にて加圧濾過した後、ＮａＯＨでｐＨを４．８に調整し、処理液Ａ１を得ることができる。
【００６５】
【００６６】
すなわち、下記の成分を混合し、さらにポアサイズが０．２２μｍのメンブレンフィルタ（商品名：フロロポアフィルタ、住友電気工業株式会社製）にて加圧濾過してイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのインクＹ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１を得ることができる。
【００６７】
Ｙ１
Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１４２ ２部
チオジグリコール １０部
商品名；アセチレノールＥＨ ０．０５部
（川研ファインケミカル株式会社製）
水 残部
Ｍ１
染料をＣ．Ｉ．アシッドレッド２８９；２．５部に代えた以外はＹ１と同じ組成
Ｃ１
染料をＣ．Ｉ．アシッドブルー９；２．５部に代えた以外はＹ１と同じ組成
Ｋ１
染料をＣ．Ｉ．フードブラック２；３部に代えた以外はＹ１と同じ組成なお、本発明を実施するにあたって、使用するインクは特に染料インクに限るものではなく、顔料を分散させた顔料インクを用いることもできるし、使用する処理液はその顔料を凝集させるものを用いることができる。前記した無色液体Ａ１と混合して凝集を引き起こす顔料インクの一例として以下のものを挙げることができる。すなわち、下記に述べるようにして、それぞれ顔料とアニオン性化合物とを含むイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色インク、Ｙ２，Ｍ２，Ｃ２およびＫ２を得ることができる。
【００６８】
ブラックインクＫ２
アニオン系高分子Ｐ−１（スチレン−メタクリル酸−エチルアクリレート、酸価４００、重量平均分子量６，０００、固形分２０％の水溶液、中和剤：水酸化カリウム）を分散剤として用い、以下に示す材料をバッチ式縦型サンドミル（アイメックス株式会社製）に仕込み、１ｍｍ径のガラスビーズをメディアとして充填し、水冷しつつ３時間分散処理を行った。分散後の粘度は９ｃｐｓ、ｐＨは１０．０であった。この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去し、重量平均粒径１００ｎｍのカーボンブラック分散体を作製した。
【００６９】
（カーボンブラック分散体の組成）
・Ｐ−１水溶液（固形分２０％） ４０部
・カーボンブラック ２４部
（商品名；Ｍｏｇｕｌ Ｌ、キャブラック株式会社製）
・グリセリン １５部
・エチレングリコールモノブチルエーテル ０．５部
・イソプロピルアルコール ３部
・水 １３５部
次に、上記で得られた分散体を充分に拡散して顔料が含有されたインクジェット用のブラックインクＫ２を得た。最終調製物の固形分は、約１０％であった。
【００７０】
イエローインクＹ２
アニオン系高分子Ｐ−２（スチレン−アクリル酸−メチルメタアクリレート、酸価２８０、重量平均分子量１１，０００、固形分２０％の水溶液、中和剤：ジエタノールアミン）を分散剤として用い、以下に示す材料を用いて、ブラックインクＫ２の作製の場合と同様に分散処理を行い、重量平均粒径１０３ｎｍのイエロー色分散体を作製した。
【００７１】
（イエロー分散体の組成）
・Ｐ−２水溶液（固形分２０％） ３５部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０ ２４部
（商品名；ノバパームイエロー ＰＨ−Ｇ、
Hoechst Aktiengesellschaft製）
・トリエチレングリコール １０部
・ジエチレングリコール １０部
・エチレングリコールモノブチルエーテル １．０部
・イソプロピルアルコール ０．５部
・水 １３５部
上記で得られたイエロー分散体を充分に拡散して、顔料が含有されたインクジェット用のイエローインクＹ２を得た。最終調製物の固形分は、約１０％であった。
【００７２】
シアンインクＣ２
ブラックインクＫ２の作製の際に使用したアニオン系高分子Ｐ−１を分散剤として用い、以下に示す材料を用いて、前記したカーボンブラック分散体の場合と同様の分散処理を行い、重量平均粒径１２０ｎｍのシアン色分散体を作製した。
【００７３】
（シアン色分散体の組成）
・Ｐ−１水溶液（固形分２０％） ３０部
・Ｃ．Ｉ．ビグメントブルー１５：３ ２４部
（商品名；ファストゲンブル−ＦＧＦ、
大日本インキ化学工業株式会社製）
・グリセリン １５部
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル ０．５部
・イソプロピルアルコール ３部
・水 １３５部
上記で得られたシアン色分散体を充分に攪拌して、顔料が含有されたインクジェット用のシアンインクＣ２を得た。最終調製物の固形分は、約９．６％であった。
【００７４】
マゼンタインクＭ２
ブラックインクＫ２の作製の際に使用したアニオン系高分子Ｐ−１を分散剤として用い、以下に示す材料を用いて、前記したカーボンブラック分散体の場合と同様の分散処理を行い、重量平均粒径１１５ｎｍのマゼンタ色分散体を作製した。
【００７５】
（マゼンタ色分散体の組成）
・Ｐ−１水溶液（固形分２０％） ２０部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２ ２４部
（大日本インキ化学工業株式会社製）
・グリセリン １５部
・イソプロピルアルコール ３部
・水 １３５部
上記で得られたマゼンタ色分散体を充分に拡散して、顔料が含有されたインクジェット用のマゼンタインクＭ２を得た。最終調製物の固形分は、約９．２％であった。
【００７６】
以上示したそれぞれ処理液（液体組成物）とインクとの混合において、本発明では、上述した処理液とインクが被プリント材上あるいは被プリント材に浸透した位置で混合する結果、反応の第１段階として処理液中に含まれているカチオン性物質の内、低分子量の成分またはカチオン性オリゴマーとインクに使用しているアニオン性基を有する水溶性染料または顔料インクに使用しているアニオン性化合物とがイオン的相互作用により会合を起こし、瞬間的に溶液相から分離を起こす。この結果顔料インクにおいては分散破壊が起こり、顔料の凝集体ができる。
【００７７】
次に、反応の第２段階として、上述した染料と低分子カチオン性物質またはカチオン性オリゴマーとの会合体または顔料の凝集体が処理液中に含まれる高分子成分により吸着されるために、会合で生じた染料の凝集体または顔料の凝集体のサイズがさらに大きくなり、被プリント材の繊維間の隙間に入り込みにくくなり、その結果として固液分離した液体部分のみが記録紙中にしみこむことにより、プリント品位と定着性との両立が達成される。同時に上述したようなメカニズムにより生成したカチオン物質の低分子成分またはカチオン性オリゴマーとアニオン性染料とカチオン性物質とで形成される凝集体または顔料の凝集体は粘性が大きくなり、液媒体の動きとともに移動することがないので、フルカラーの画像形成時のように隣接したインクドットが異色のインクで形成されていたとしても互いに混じり合うようなことはなく、ブリーデイングも起こらない。また、上記凝集体は本質的に水不溶性であり形成された画像の耐水性は完全なものとなる。また、ポリマーの遮蔽効果により形成された画像の耐光堅牢性も向上するという効果も有する。
【００７８】
本明細書において使用される不溶化または凝集として、その一例は前記第１段階のみの現象であり、他の例は第１段階と第２段階の両方を含んだ現象である。
【００７９】
また、本発明の実施にあたっては、従来技術のように分子量の大きいカチオン性高分子物質や多価の金属塩を使用する必要がないか、あるいは使用する必要があっても本発明の効果をさらに向上させるために補助的に使用するだけで良いので、その使用量を最小限に抑えることができる。その結果として、従来のカチオン性高分子物質や多価金属塩を使用して耐水化効果を得ようとした場合の問題点であった染料の発色性の低下がなくなるということを本発明の別の効果として挙げることができる。
【００８０】
なお、本発明を実施するにあたって使用する被プリント材については特に制限されるものではなく、従来から使用されているコピー用紙、ボンド紙等のいわゆる普通紙を好適に用いることができる。もちろんインクジェットプリント用に特別に作製したコート紙やＯＨＰ用透明フィルムも好適に使用でき、また、一般の上質紙や光沢紙も好適に使用可能である。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ｎ値化されたインク用データから処理液用データを生成して、それらのデータに基づいて、いわゆるマトリクスパターン方式による記録を行うことにより、電気ハード的コストを抑えると共に、ソフト的処理時間の増大を防ぐことができ、また、十分な量の処理液を付与することによる十分な耐水性および画質向上が可能となり、しかも必要以上の処理液の付与を避けて、処理液使用量の増大によるランニングコストの増加やコックリングやビーディングによる画質劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明するための要部のブロック構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における量子化の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるマトリクスパターンの説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるデータ処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態におけるデータの変換テーブルの説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態におけるインクドットと処理液ドットの配置図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施形態における記録ヘッドの異なる構成図である。
【図８】本発明の第２の実施形態におけるデータ処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態におけるデータ処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成例を示す概略斜視図である。
【図１１】図１０におけるインクジェット記録ヘッドの構成例を示す概略斜視図である。
【図１２】図１０のインクジェット記録装置における制御系のブロック構成図である。
【符号の説明】
１０００ 量子化手段
１００１ 処理液用データ生成手段
１００２ 受信バッファ
１００３ パターン展開手段
１００４ パターン記憶手段
１００５ ヘッド制御手段
Claims (8)
- 複数種のインクを吐出可能なインク用ヘッド部と、前記インクの色剤を不溶化または凝集させる処理液を吐出可能な処理液用ヘッド部を用いて、被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、
前記複数種のインクのそれぞれに対応するｎ値（ｎ≧３）の各インク用の量子化データに基づいて、各インク用の量子化データのそれぞれに対応する複数の処理液用の量子化データを生成する処理液用データ生成手段と、
前記複数の処理液用の量子化データの内の少なくとも１つおよび前記各インク用の量子化データを、マトリクスパターンを用いて、処理液用のビットマップデータおよび各インク用のビットマップデータに展開するパターン展開手段と、
前記各インク用のビットマップデータに基づいて、前記インク用ヘッド部による前記複数種のインクの吐出を制御する第１制御手段と、
前記処理液用のビットマップデータに基づいて、前記処理液用ヘッド部による前記処理液の吐出を制御する第２の制御手段と
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記処理液用データ生成手段は、前記各インク用の量子化データのそれぞれを所定の変換テーブルに基づいて前記複数の処理液用の量子化データに変換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。
- 前記変換テーブルは、前記各インク用の量子化データ毎に設定されることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
- 前記パターン展開手段は、前記複数の処理液用の量子化データの内の最大値の１つを前記処理液用のビットマップデータに展開し、
前記第２制御手段は、前記１つの処理液用の量子化データから展開された前記処理液用のビットマップデータに基づいて、前記処理液用ヘッド部による前記処理液の吐出を制御する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。 - 前記インク用ヘッド部および前記処理液用ヘッド部と前記被記録媒体とを主走査方向に相対移動させる第１の移動手段と、
前記インク用ヘッド部および前記処理液用ヘッド部と前記被記録媒体とを前記主走査方向と交差する副走査方向に相対移動させる第２の移動手段と、
を備え、
前記インク用ヘッド部は、前記主走査方向と交差する方向に沿って複数のインク吐出口が配列されたインク吐出口列を前記主走査方向に平行に複数列備え、当該複数の異なる吐出口列の前記インク吐出口から異種のインクの吐出が可能であり、
前記処理液用ヘッド部は、前記処理液を吐出可能な複数の処理液吐出口を前記主走査方向と交差する方向に沿って列状に備えた
ことを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。 - 前記パターン展開手段は、前記複数の処理液用の量子化データの全てを前記処理液用のビットマップデータに展開し、
前記第２制御手段は、前記全ての処理液用の量子化データから展開された前記処理液用のビットマップデータの全てに基づいて、前記処理液用ヘッド部による前記処理液の吐出を制御する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。 - 前記インク用ヘッド部および前記処理液用ヘッド部と前記被記録媒体とを主走査方向に相対移動させる第１の移動手段と、
前記インク用ヘッド部および前記処理液用ヘッド部と前記被記録媒体とを前記主走査方向と交差する副走査方向に相対移動させる第２の移動手段と、
を備え、
前記インク用ヘッド部は、異種のインクを吐出可能な複数のインク吐出口を前記主走査方向と交差する方向に沿う同一の列状に備え、
前記処理液用ヘッド部は、前記処理液を吐出可能な複数の処理液吐出口を前記主走査方向と交差する方向に沿って列状に備える
ことを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。 - 複数種のインクを吐出可能なインク用ヘッド部と、前記インクの色剤を不溶化または凝集させる処理液を吐出可能な処理液用ヘッド部を用いて、被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、
前記複数種のインクのそれぞれに対応するｎ値（ｎ≧３）の各インク用の量子化データに基づいて、各インク用の量子化データのそれぞれに対応する複数の処理液用の量子化データを生成し、
前記複数の処理液用の量子化データの内の少なくとも１つおよび前記各インク用の量子化データを、マトリクスパターンを用いて、処理液用のビットマップデータおよび各インク用のビットマップデータに展開し、
前記各インク用のビットマップデータに基づいて、前記インク用ヘッド部による前記複数種のインクの吐出を制御し、
前記処理液用のビットマップデータに基づいて、前記処理液用ヘッド部による前記処理液の吐出を制御する
ことを特徴とするインクジェット記録方法。
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