JP3989599B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、画像データに応じて濃度の異なるインクを用いる画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、インクジェットプリンタのプリントヘッドに圧電素子(PZT)を用いたものが知られている。このようなプリントヘッドでは、圧電素子に画像データに応じたパルス電圧が印加され、パルス電圧の印加によって生じる圧電素子のひずみにより所定の容器(インクチャンネル)内のインクが加圧され、インクチャンネルに設けられたノズルから記録シートに向かってインクドロップが飛翔される。記録シート上には、これらのインクドロップの飛翔によって、パソコン等から送信される画像データに基づいた画像が形成される。
【0003】
これらのインクジェットプリンタでは、インクのドットを平面上に配列させたマトリクスがプリントされる画像の1画素に対応され、マトリクス内のドットのパターン(ドットマトリクス)が画像の階調にあわせて変化される。
【0004】
上述のようなインクジェットプリンタでカラーを有する画像をプリントする技術が知られている。このようなインクジェットプリンタでは、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック(以下、それぞれY、M、C、Kとすることがある)の複数の色のインクが用いられてフルカラーの画像データに対応した画像がプリントされる。さらに、これらの通常の濃度を有するノーマルカラーに加えて、ノーマルカラーよりも低い濃度を有する(淡い色の)フォトカラーを用いることによって、より多くの階調を有する滑らかな画像を再現するための技術が知られている。フォトカラーとしては、それぞれノーマルカラーのマゼンダ、シアン、ブラックよりも濃度の低いフォトマゼンダ、フォトシアン、フォトブラック(以下、それぞれMp、Cp、Kpとすることがある)が用いられている。また、より表現色数を増やす場合等に、ノーマルカラーのイエローよりも濃度が低く、人間の視覚には濃淡の刺激が感じにくい波長色であるフォトイエロー(Yp)が用いられることがある。
【0005】
以下には、これらのような技術を用いた第1〜第4の従来例のインクジェットプリンタによってプリントされる画像を構成するドットマトリクスを示す。これらのドットマトリクスはプリントされる画像の濃度に対応し、ドットマトリクスの各々を階調の後に続ける0から始まる数値によって特定する。例えば、5階調を有するドットマトリクスであれば、その各々を階調0〜階調4によって特定する。第1〜第4の従来例のインクジェットプリンタのドットマトリクスを示す図20〜図23では、これらの階調を特定する階調数を各ドットマトリクスの上部に示している。また、ここでは、記録シートの白地に対する階調を階調0としている。
【0006】
図20は、第1の従来例のインクジェットプリンタによってプリントされる画像を構成する5階調のドットマトリクスを示す図である。
【0007】
第1の従来例のインクジェットプリンタでは、ドットマトリクスを構成するドットは1種類のみであり、ドットマトリクスを2行2列とすることにより5階調を表現することができる。
【0008】
図21は、第2の従来例のインクジェットプリンタによってプリントされる画像を構成する17階調のドットマトリクスを示す図である。この17階調のドットマトリクスは分散型面積階調(Bayer Type)のドットマトリクスとして知られており、階調の増加とともにマトリクスは分散するドットによって埋められていく。
【0009】
第2の従来例のインクジェットプリンタでは、ドットマトリクスを構成するドットは1種類のみであり、ドットマトリクスを4行4列とすることにより17階調を表現することができる。
【0010】
図22は、第3の従来例のインクジェットプリンタによってプリントされる画像を構成する17階調のドットマトリクスを示す図である。この17階調のドットマトリクスは集中型面積階調(Fattening Type)のドットマトリクスとして知られており、階調の増加とともにマトリクスは中心を核とするドットによって埋められていく。
【0011】
第3の従来例のインクジェットプリンタでは、ドットマトリクスを構成するドットは1種類のみであり、ドットマトリクスを4行4列とすることにより17階調を表現することができる。
【0012】
図23は、第4の従来例のインクジェットプリンタによってプリントされる画像を構成する15階調のドットマトリクスを示す図である。
【0013】
第4の従来例のインクジェットプリンタでは、ドットマトリクスを構成するドットは同じドット径でのフォトカラーインクによるドット511とノーマルカラーインクによるドット512との2種類であり、ドットマトリクスを2行2列とすることにより15階調を表現することができる。
【0014】
図24は、以上のような第1〜第4の従来例のインクジェットプリンタを用いて印字されるドットマトリクスによる反射光学濃度(Optical Density)を比較するための図である。データ501〜データ504は、それぞれ第1〜第4の従来例のインクジェットプリンタのドットマトリクスでの階調と反射光学濃度との関係を示している。これらの関係を求めるに当たっては、後に図16とともに説明する反射光学濃度の測定と同様の測定を行なっている。
【0015】
この図24によると、第1の従来例のインクジェットプリンタでは、階調に対する反射光学濃度の傾き(以下、γとすることがある)が大きく中間調の画像の表現に適さないこと、第2の従来例のインクジェットプリンタでは、中濃度付近のγが立ちまた高濃度側で濃度が飽和し中間調の表現に適さないこと、第3、第4の従来例のインクジェットプリンタでは、中濃度付近で階調の増加に伴う反射光学濃度の増加が滑らかでない(トーンジャンプ等を起こしている)ポイントがあることなどがわかる。これらのように第1〜第4の従来例のインクジェットプリンタでは、中間調の濃度の再現が困難である。
【0016】
さらに、上述のようなインクジェットプリンタの分野では、ドットマトリクスによって階調を表現する技術、カラー画像をプリントする技術とは別に、圧電素子に印加するパルス電圧の振幅を変化させることにより圧電素子に大きさの異なるひずみを生じさせ、飛翔させるインクドロップの液滴量を調節する技術が知られている。このようにインクドロップの液滴量を調節することにより、記録シート上には異なる径を有するインクのドットが印字される。また、これらの異なる径を有するインクのドットを平面上に配列させたマトリクスを、プリントされる画像の1画素に対応させ、マトリクス内のドットのパターン(ドットマトリクス)を画像の階調にあわせて変化させることによりより多くの階調が表現される。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなインクジェットプリンタからプリントされる画像の品質はユーザの満足する水準にまでは至っておらず、さらなる画像の高画質化が望まれている。
【0018】
本発明は、これらを考慮してなされたもので、その目的は、生産コストを抑えつつ、より高画質の画像を形成することのできる画像形成装置を提供することである。
【0019】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、複数の階調それぞれに対応して1画素に複数のドットを対応させたドットマトリクスを有し、画像データの階調に応じて複数のドットマトリクスのうちから選択されたドットマトリクスに従って、ある濃度を有する第1のインクと第1のインクよりも低い濃度を有する第2のインクとを用いてドットを印字することに基づいて、シート上に画像を形成する画像形成装置である。
【0020】
本画像形成装置は、第1のインクを用いる際には、所定の複数の大きさから1つの大きさのドットを選んで印字し、第2のインクを用いる際には、所定の1つの大きさのドットを印字することを特徴としている。また、第2のインクを用いて印字されたドットのサイズは、ドットのうちのいずれの大きさのドットが隣接して印字されたとしても、第2のインクを用いて印字されたドットの一部が隣接して印字されたドットの一部と重なることが可能なサイズである。
【0021】
請求項1に記載の発明によると、第1のインクが用いられる際には、所定の複数の大きさから1つの大きさのドットが選んで印字され、第2のインクが用いられる際には、ドットのうちのいずれの大きさのドットが隣接して印字されたとしても、第2のインクを用いて印字されたドットの一部が隣接して印字されたドットの一部と重なることが可能なサイズである所定の1つの大きさのドットが印字される。これにより、複雑な処理を行なわせるための駆動回路を用いることなく、濃度の低い第2のインクがシート上で適度に滲み合ってドットが印字され、生産コストが抑えられつつ、より高画質の画像を形成する画像形成装置が提供される。
本願請求項2に記載の発明は、第1のインクを用いてドットを印字する第1のヘッドと、第1のインクより低い濃度の第2のインクを用いてドットを印字する第2のヘッドと、複数の階調それぞれに対応して1画素に複数のドットを対応させたドットマトリクスと、画像データの階調に対応したドットマトリクスに従って、第1ヘッドおよび第2ヘッドにドットを印字させる駆動部とを備え、ドットマトリクスは、複数のドットのうち第1のインクに対応するドットは複数の大きさのうちから選ばれた大きさであり、第2のインクに対応するドットは所定の1つの大きさであり、第1のヘッドと第2のヘッドとは、隣接して配置され、第2のインクを用いて印字されたドットのサイズは、ドットのうちのいずれの大きさのドットが隣接して印字されたとしても、第2のインクを用いて印字されたドットの一部が隣接して印字されたドットの一部と重なることが可能なサイズであることを特徴とする。
この発明に従えば、ドットマトリクスが有する複数のドットのうち第1のインクに対応するドットは複数の大きさのうちから選ばれた大きさであり、第2のインクに対応するドットのサイズは、ドットのうちのいずれの大きさのドットが隣接して印字されたとしても、第2のインクを用いて印字されたドットの一部が隣接して印字されたドットの一部と重なることが可能なサイズであ。このため、第2のヘッドで1つの大きさのドットを印字すればよく、駆動部の制御および第2のヘッドの構成を簡単にすることができ、生産コストを抑えた画像形成装置を提供することができる。
さらに、第1のヘッドから吐出されたインクと、第2のヘッドから吐出されたインク滴が隣接して用紙に着弾する。このため、インクが紙に浸透する前に2つのインク滴が混ざり合い、色が滲むので、高画質の画像を形成することができる。また、第2のインクを用いて印字されたドットの一部が隣接して印字されたドットの一部と重なる場合には、インクが混ざりやすくなるので、より高画質の画像を形成することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態であるインクジェットプリンタについて説明する。
【0023】
図1は、本発明における第1の実施の形態であるインクジェットプリンタ1の概略構成を説明するための斜視図である。
【0024】
インクジェットプリンタ1は、用紙やOHPシートなどの記録媒体である記録シート2に印字を行ない、インクジェット方式のプリントヘッドを7色分含むヘッドユニット3と、ヘッドユニット3を保持するキャリッジ4と、キャリッジ4を記録シート2の記録面に平行に往復移動させるための揺動軸5、6と、キャリッジ4を揺動軸5、6に沿って往復駆動する駆動モータ7と、駆動モータ7の回転をキャリッジ4の往復運動に変えるためのアイドルプーリ8、タイミングベルト9とを含んでいる。
【0025】
また、インクジェットプリンタ1は、記録シート2を搬送経路に沿って案内するガイド板を兼ねるプラテン10と、プラテン10との間の記録シート2を抑えて浮きを防止する紙押さえ板11と、記録シート2を排出するための排出ローラ12、拍車ローラ13と、ヘッドユニット3のインクを吐出するノズル面を洗浄しインク吐出不良を良好な状態に回復させる回復系14と、記録シート2を手動で搬送するための紙送りノブ15とを含んでいる。
【0026】
記録シート2は、図示しない手差しあるいはカットシートフィーダ等の給紙装置によって、ヘッドユニット3とプラテン10とが対向する記録部へ送り込まれる。この際、図示しない紙送りローラの回転量が制御され、記録部への搬送が制御される。
【0027】
ヘッドユニット3のプリントヘッドには、インク飛翔用のエネルギ発生源として圧電素子(PZT)が用いられる。圧電素子には電圧が印加され、ひずみが生じる。このひずみは、インクで満たされたチャンネルの容積を変化させる。このチャンネルの容積の変化により、チャンネルに設けられたノズルからインクが吐出され、記録シート2への記録が行なわれる。
【0028】
キャリッジ4は、駆動モータ7、アイドルプーリ8、タイミングベルト9により、記録シート2を横方向に主走査し、キャリッジ4に取り付けられたヘッドユニット3は1ライン分の画像を記録する。1ライン分の記録が終わるごとに、記録シート2は縦方向に送られ副走査され、次のラインが記録される。
【0029】
記録シート2にはこのように画像が記録され、記録部を通過した記録シート2は、その搬送方向下流側に配置された排出ローラ12とこれに一定の圧力で接する拍車ローラ13とによって排出される。
【0030】
次に、図2〜図5を用いて、キャリッジ4周辺の構成とヘッドユニット3の構成とを説明する。後に図4を用いて説明するようにヘッドユニット3は7色分のプリントヘッドを含んでいるが、図2には1色分のプリントヘッドを示している。このプリントヘッドは、図4に示すヘッド31〜37のうちの1つであり、ここではヘッド31とする。
【0031】
図2は、ヘッド31を含むキャリッジ4周辺の構成を説明するための斜視図である。
【0032】
キャリッジ4周辺には、インクを収容し通気口404を有するインクカートリッジ403と、インクカートリッジ403を収納するケーシング401、ケーシング蓋405と、インクカートリッジ403を着脱可能にしつつインクをプリントヘッド31に受給するインク受給ピン402と、ケーシング蓋405を閉じた際ケーシング401にケーシング蓋405を固定するための付勢クラッチ406、付勢クラッチ止め407と、インクカートリッジ403を収納する向き(矢印D3の向き)とは反対の向きにインクカートリッジ403を押しつつインクカートリッジ403をケーシング蓋406とともに保持する板ばね408とが含まれる。図に示す矢印D1方向にキャリッジ4が移動することにより記録シートは主走査され、矢印D2方向にインクドロップは吐出される。
【0033】
このインクカートリッジ403内のインクは、ヘッド31〜37(図4参照)により異なり、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックのノーマルインクと、マゼンダ、シアン、ブラックのフォトインクとの7色からなる。以下にこれらの組成を説明する。
【0034】
ノーマルイエローインクは、溶剤として水を74.5%、多価アルコール/ジエチレングリコール(DEG)を11.0%、多価アルコールエーテル/トリエチレングリコールモノブチルエーテル(TGB)を6.5%、増粘剤/ポリエチレングリコール(PEG)#400を4.5%含む。また、色材として染料/Bayer Y−CA51092を2.5%含み、添加剤として界面活性剤/オルフィンE1010を0.8%、pH調整剤/NaHCO3 を0.2%含む。
【0035】
ノーマルマゼンダインクは、溶剤として水を74.5%、多価アルコール/ジエチレングリコール(DEG)を11.0%、多価アルコールエーテル/トリエチレングリコールモノブチルエーテル(TGB)を6.5%、増粘剤/ポリエチレングリコール(PEG)#400を4.5%含む。また、色材として染料/BASF Red FF−3282を2.5%含み、添加剤として界面活性剤/オルフィンE1010を0.8%、pH調整剤/NaHCO3 を0.2%含む。
【0036】
ノーマルシアンインクは、溶剤として水を74.0%、多価アルコール/ジエチレングリコール(DEG)を11.0%、多価アルコールエーテル/トリエチレングリコールモノブチルエーテル(TGB)を6.5%、増粘剤/ポリエチレングリコール(PEG)#400を4.5%含む。また、色材として染料/Bayer CY−BGを3.0%含み、添加剤として界面活性剤/オルフィンE1010を0.8%、pH調整剤/NaHCO3 を0.2%含む。
【0037】
ノーマルブラックインクは、溶剤として水を77.9%、多価アルコール/ジエチレングリコール(DEG)を6.0%、多価アルコールエーテル/トリエチレングリコールモノブチルエーテル(TGB)を6.0%、増粘剤/ポリエチレングリコール(PEG)#400を4.5%含む。また、色材として染料/Bayer BK−SPを4.6%含み、添加剤として界面活性剤/オルフィンE1010を0.8%、pH調整剤/NaHCO3 を0.2%含む。
【0038】
フォトマゼンダインクは、溶剤として水を76.3%、多価アルコール/ジエチレングリコール(DEG)を11.0%、多価アルコールエーテル/トリエチレングリコールモノブチルエーテル(TGB)を6.5%、増粘剤/ポリエチレングリコール(PEG)#400を4.5%含む。また、色材として染料/BASF RED FF−3282を0.7%含み、添加剤として界面活性剤/オルフィンE1010を0.8%、pH調整剤/NaHCO3 を0.2%含む。
【0039】
フォトシアンインクは、溶剤として水を76.2%、多価アルコール/ジエチレングリコール(DEG)を11.0%、多価アルコールエーテル/トリエチレングリコールモノブチルエーテル(TGB)を6.5%、増粘剤/ポリエチレングリコール(PEG)#400を4.5%含む。また、色材として染料/Bayer CY−BGを0.8%含み、添加剤として界面活性剤/オルフィンE1010を0.8%、pH調整剤/NaHCO3 を0.2%含む。
【0040】
フォトブラックインクは、溶剤として水を81.3%、多価アルコール/ジエチレングリコール(DEG)を6.0%、多価アルコールエーテル/トリエチレングリコールモノブチルエーテル(TGB)を6.0%、増粘剤/ポリエチレングリコール(PEG)#400を4.5%含む。また、色材として染料/Bayer BK−SPを1.2%含み、添加剤として界面活性剤/オルフィンE1010を0.8%、pH調整剤/NaHCO3 を0.2%含む。
【0041】
図3〜図5は、ヘッドユニット3(図2参照)の構成を説明するための図である。図3はヘッドユニット3の組み立てを示す斜視図であり、図4はヘッドユニット3の上面図であり、図5はヘッドユニット3内のインクの流れを説明するための図4のX−X線断面図である。
【0042】
図4に示すように、ヘッドユニット3は、それぞれ、イエロー、マゼンダ、シアンのノーマルインクを吐出させるための、ノーマルイエローインク用ヘッド31、ノーマルマゼンダインク用ヘッド32、ノーマルシアン用インクヘッド33と、マゼンダ、シアンのフォトインクを吐出させるための、フォトマゼンダインク用ヘッド34、フォトシアンインク用ヘッド35と、ブラックのノーマルインク、ブラックのフォトインクを吐出させるための、ノーマルブラックインク用ヘッド36、フォトブラックインク用ヘッド37とを含んでいる。
【0043】
ヘッドユニット3内の各色に対応するヘッド31〜37は、インクドロップを吐出するノズルを有するノズルプレート301と、インクの流路を形成するための共通インク室プレート302、インレットプレート303、チャンネルプレート304、隔壁305と、インクドロップを飛翔させるために電圧を印加することによりひずみを生ずる圧電素子306と、セラミック基盤307とが積層された構造をしている。また、側部はヘッドホルダ308によって形成され、圧電素子306にはリードフレーム315、316が接続されている。
【0044】
図5に示すように、各ヘッド31〜37には各プレート301〜305によって共通インク室312、インク室313、ノズル314を含むインクの流路が形成され、共通インク室312にはヘッドホルダ308内に設けられたインク導入路311、受給ピン402(図2参照)を介してインクカートリッジ403(図2参照)が接続されインクが供給される。
【0045】
これらのような構成のヘッドユニット3の動作は、インクジェットプリンタ1の制御部によってコントロールされる。制御部のヘッド吐出駆動部105(図6参照)からは、リードフレーム315、316間に画像データに基づいた所定のパルス電圧が印加され、圧電素子306は隔壁305を押す方向に変形する。圧電素子306の変形は隔壁305に伝えられ、これによりインク室313のインクが加圧され、ノズル314を介してインクドロップ320が記録シート2(図1参照)に向かって飛翔する。
【0046】
続いて、インクジェットプリンタ1の制御部について説明する。図6は、インクジェットプリンタ1の制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【0047】
インクジェットプリンタ1の制御部は、CPU101と、RAM102と、ROM103と、データ受信部104と、ヘッド吐出駆動部105と、ヘッド移動駆動部106と、紙送りモータ駆動部107と、回復系モータ駆動部108と、各種センサ部109とを含んでいる。
【0048】
全体を制御するCPU101は、必要に応じてRAM102を用い、ROM103に記憶されているプログラムを実行する。このプログラムには、ホストとなるコンピュータ等に接続され記録すべき画像データを受信する、データ受信部104から読み込まれる画像データに基づいて、ヘッド吐出駆動部105、ヘッド移動駆動部106、紙送りモータ駆動部107、各種センサ部109を制御し記録シート2上に画像を記録するための部分と、必要な際に、回復系モータ駆動部108、各種センサ部109を制御しヘッドユニット3のノズル面を良好な状態に回復させるための部分とが含まれる。
【0049】
CPU101の制御に基づいて、ヘッド吐出駆動部105は画像データに対応するパルス電圧を印加することによりヘッドユニット3内のプリントヘッドの圧電素子306を駆動し、ヘッド移動駆動部106はヘッドユニット3を保持するキャリッジ4を移動させる駆動モータ7を駆動し、紙送りモータ駆動部107は紙送りローラを駆動する。また、CPU101の制御に基づいて、回復系モータ駆動部108は、ヘッドユニット3のノズル面を良好な状態に回復させるために必要なモータ等を駆動する。
【0050】
上述のようにヘッド吐出駆動部105からは画像データに対応するパルス電圧が圧電素子306に印加されるが、これらの画像データには、後に示すような予めROM103に記憶されているドットマトリクスが濃度の階調に応じてプリントされるように処理が施される。
【0051】
次に、上述のような画像データに対する処理の手順を示す。図7は、画像データに対してCPU101が行なう処理の手順を説明するためのブロック図である。
【0052】
データ受信部104(図6参照)からの赤、緑、青(以下、それぞれR、G、Bとすることがある)に対応する各色256階調の画像データは、まず、階調補正部1101で階調補正される。これらの階調補正されたR、G、Bの画像データは、色変換部1012でC、M、Yに対応する画像データに変換される。次に、墨発生+UCR部1013では、変換されたC、M、Yの画像データからグレー成分が分離され(下色除去でありUCRともいう)、Kの画像データが生成され、また、Cp、Mp、Kpに対応する画像データが生成される。
【0053】
さらに、これらの画像データにはディザ処理部1014でディザ処理が施され、各色256階調の画像データはヘッド吐出駆動部105から圧電素子306に印加されるパルス電圧に対応するデータに変換される。
【0054】
以下では、図8、図9を用いてインクジェットプリンタ1で上述の1つの画像データに対応して1つの画素として印字されるドットマトリクスを説明する。
【0055】
図8、図9はインクジェットプリンタ1で印字されるドットマトリクスを示す図であり、図10はこれらのドットマトリクスを構成するドット601〜ドット603の大きさを示す図である。
【0056】
インクジェットプリンタ1でプリントされる画像を構成する、1画素に対応するドットマトリクスは2行2列からなる。階調1を示すマトリクス内のドット601はノーマルカラーインクによる小径ドット(直径約100μm)を示し、階調2を示すマトリクス内のドット602はノーマルカラーインクによる中径ドット(直径約120μm)を示し、階調3を示すマトリクス内のドット603はフォトカラーインクによる大径ドット(直径約150μm)を示す。実際に、ドット601、ドット602にはC、M、Y、Kのいずれかのインクが用いられ、ドット603にはCp、Mp、Kpのいずれかのインクが用いられる。
【0057】
これらの図において、例えば、階調14(図8参照)は、ある1つの画素に対応する画像データが階調14である場合、その画素に対して2行2列の格子状に区画化されたマトリクスの、第1行第1列の区画に区画の中心と中心をあわせてノーマルカラーインクによる小径ドット601が印字され、第1行第2列の区画に区画の中心と中心をあわせてノーマルカラーインクによる中径ドット602が印字され、第2行第2列の区画に区画の中心と中心をあわせてフォトカラーインクによる大径ドット603が印字されることを示すものとする。これらのドットマトリクスを用いることによる効果は後に図16〜図19を用いて説明する。
【0058】
また、次のようなドットマトリクスを用いることができる。図11、図12は、第2の実施の形態のインクジェットプリンタで印字されるドットマトリクスを示す図である。第2の実施の形態であるインクジェットプリンタの全体構成、プリントヘッドの構成、制御部の構成等は、第1の実施の形態のインクジェットプリンタと同様である。
【0059】
第2の実施の形態のインクジェットプリンタで印字される画像を構成する、1画素に対応するドットマトリクスは2行2列からなる。階調1を示すマトリクス内のドット611はフォトカラーインクによる中径ドットを示し、階調2を示すマトリクス内のドット612はノーマルカラーインクによる中径ドットを示し、階調3を示すマトリクス内のドット613はフォトカラーインクによる大径ドットを示す。実際に、ドット611にはCp、Mp、Kpのいずれかのインクが用いられ、ドット612、ドット613にはC、M、Y、Kのいずれかのインクが用いられる。
【0060】
これらの図において、例えば、階調14(図11参照)は、ある1つの画素に対応する画像データが階調14である場合、その画素に対して2行2列の格子状に区画化されたマトリクスの、第1行第1列の区画に区画の中心と中心をあわせてフォトカラーインクによる中径ドット611が印字され、第1行第2列の区画に区画の中心と中心をあわせてノーマルカラーインクによる中径ドット612が印字され、第2行第2列の区画に区画の中心と中心をあわせてノーマルカラーインクによる大径ドット613が印字されることを示すものとする。これらのドットマトリクスを用いることによる効果は、第1の実施の形態のインクジェットプリンタとともに後に図16を用いて説明する。
【0061】
次に、図13〜図15を用いて、第1、第2の実施の形態のインクジェットプリンタと比較するために比較例としてのインクジェットプリンタで印字されるドットマトリクスを示し、図16を用いて、第1、第2の実施の形態のインクジェットプリンタと比較例のインクジェットプリンタによるドットマトリクスを比較する。
【0062】
図13、図14は、比較例のインクジェットプリンタで印字されるドットマトリクスを示す図であり、図15は、これらのドットマトリクスを構成するドット621〜623の大きさを示す図である。
【0063】
比較例のインクジェットプリンタでプリントされる画像を構成する、1画素に対応するドットマトリクスは2行2列からなる。階調1を示すマトリクス内のドット621は小径ドット(直径約100μm)を示し、階調2を示すマトリクス内のドット622は中径ドット(直径約120μm)を示し、階調3を示すマトリクス内のドット623は大径ドット(直径約150μm)を示し、ドット621〜ドット623にはノーマルカラーインクが用いられる。実際に、ドット621〜623にはC、M、Y、Kのいずれかのインクが用いられる。
【0064】
これらの図において、例えば、階調14(図13参照)は、ある1つの画素に対応する画像データが階調14である場合、その画素に対して2行2列の格子状に区画化されたマトリクスの、第1行第1列の区画に区画の中心と中心をあわせてノーマルカラーインクによる小径ドット621が印字され、第1行第2列の区画に区画の中心と中心をあわせてノーマルカラーインクによる中径ドット622が印字され、第2行第2列の区画に区画の中心と中心をあわせてノーマルカラーインクによる大径ドット623が印字されることを示すものとする。
【0065】
図16は、以上のような第1、第2の実施の形態のインクジェットプリンタと、比較例のインクジェットプリンタとを用いて印字されるドットマトリクスによる反射光学濃度を比較するための図である。
【0066】
図16には、横軸に図8、図9(図11、図12、あるいは、図13、図14)に示すようなドットマトリクスの階調をとり、縦軸にこれらの階調に対応する反射光学濃度をとるグラフを示している。データ651は第1の実施の形態のインクジェットプリンタのドットマトリクスでの階調と反射光学濃度との関係を示しており、データ652は第2の実施の形態のインクジェットプリンタのドットマトリクスでの階調と反射光学濃度との関係を示しており、データ653は比較例のインクジェットプリンタのドットマトリクスでの階調と反射光学濃度との関係を示している。
【0067】
この図16に示すグラフは1階調毎にプリントした画像の反射光学濃度を測定することによって得られたものであり、記録シートとして花王社製「IJプリンタ・ワープロ系用紙ハイグレードカラーKJHA4100」、インクとして図2とともに示した組成のもの、反射光学濃度の測定装置としてサクラ(現コニカ(株))製Sakura Densitometer(PDA65)を用いている。
【0068】
反射光学濃度は、上述のインクを用いてグラフの横軸に対応する階調を有する図8、図9に示す第1の実施の形態のインクジェットプリンタの印字するドットマトリクス(図11、図12に示す第2の実施の形態のインクジェットプリンタの印字するドットマトリクス、あるいは、図23、図24に示す比較例のインクジェットプリンタの印字するドットマトリクス)を記録シート上で3mm×3mm以上の領域となるように印字し、これらから反射光学濃度を上述の測定装置によって5回測定し、これらの平均値を測定値とした。
【0069】
いずれのインクジェットプリンタにおいても、階調0に対応する記録シート自体の反射光学濃度は0.1程度であった。また、第1の実施の形態のインクジェットプリンタにおいては、階調27に対応する記録シートをべた塗りにした際の反射光学濃度は1.2程度であり、第2の実施の形態のインクジェットプリンタ、比較例のインクジェットプリンタにおいては、階調27に対応する記録シートをべた塗りにした際の反射光学濃度は1.5程度であった。
【0070】
この図16によると、第1、第2の実施の形態のインクジェットプリンタとも、γが緩やかで線形性が良く、特に比較例のインクジェットプリンタに比べてハイライト部(低濃度領域)での濃度の再現性が良いことがわかる。これに対し、比較例のインクジェットプリンタでは、階調9と階調17とでトーンジャンプが発生しており、濃度の再現性が悪いといえる。
【0071】
さらに、本発明の効果を説明するために、実際に記録シートに印字パターンを印字し、これらの画像で連続的に変化する反射光学濃度を測定する。
【0072】
図17は第1の実施の形態のインクジェットプリンタによって印字される画像の例を示す図であり、図18は比較例のインクジェットプリンタによって印字される画像の例を示す図である。また、図19は、図17、図18に示す画像をそれぞれ矢印D5方向、矢印D6方向にスキャンしつつ、反射光学濃度を測定することにより得られるグラフを示す図である。これらの反射光学濃度の測定に当たっては、記録シート、インク、測定装置は、上述と同様のものを用いている。
【0073】
これらの測定は、上述のインクを用いて図17、図18に示す画像がプリントされた記録シート上をPDA65のディテクトヘッドによって、速度0.1mm/secで移動させつつスキャンすることによって行なわれている。また、ディテクトヘッドは、記録シート上に光を照射する光源と、記録シートからの反射光を分光するスリットと、スリットを通過してくる光から反射光学濃度を測定する光電管を有している。ここでは、このスリットはスリット幅40μmに設定されており、この設定により人の目と同程度の分解能を有することとなる。
【0074】
図19には、横軸に図17、図18の画像に向かっての左から右へのスキャン距離、縦軸にはこのスキャン距離に対応する画像の反射光学濃度をとることによって測定結果を示している。曲線701は第1の実施の形態のインクジェットプリンタで印字される図17に示す画像に対応し、曲線702は比較例のインクジェットプリンタで印字される図18に示す画像に対応する。また、実際には測定される反射光学濃度は高周波成分を含むものとなるが、曲線701、曲線702ではこれらをカットしたものとして模式化して示している。
【0075】
これらの測定結果から、また、図16とともに説明した上述の測定により記録シートの白地部の反射光学濃度が0.1程度であったことを考慮して、比較例のインクジェットプリンタでは白地部から有濃度部への反射光学濃度の差ΔOD2が1.1程度であるのに対し、第1の実施の形態のインクジェットプリンタでは白地部から有濃度部への反射光学濃度の差ΔOD1はより小さく0.6程度であることがわかる。これは、比較例のインクジェットプリンタではドットの粒状性が際立ち画像にはざらつき感が感じられるのに対し、第1の実施の形態のインクジェットプリンタではドットの粒状性は際立たず画像にはざらつき感が感じられにくいことを示している。
【0076】
以上のように、ノーマルカラーインクを用いる際にはドットを多値で印字し(複数の径を有するドットのいずれかを印字するか否かが選択され)、フォトカラーインクを用いる際にはドットを2値で印字する(ドットを印字するか否かが選択される)ことにより、薄いフォトカラーインクが記録シート上で濃いノーマルカラーインクに適度に滲み合ってドットが印字され、ノーマルカラーインクによるドットの粒状性が崩れて画像のざらつき感が少なくなる。また、このようなドットの印字によると、反射光学濃度曲線の傾きは緩やかで線形性が良いものとなり、低濃度部から高濃度部まで階調再現性が優れたものとなる。
【0077】
これらのような本実施の形態のインクジェットプリンタは、複雑な処理を行なわせるための駆動回路を用いることなく生産コストが抑えられたもので、より高画質の画像を形成することができる。
【0078】
さらに、フォトカラーインクによるドットを位置をずらせて重ねて印字することによって、重ねられた部分により濃淡を増加させ、階調数を増やすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における第1の実施の形態であるインクジェットプリンタ1の概略構成を説明するための斜視図である。
【図2】ヘッド31を含むキャリッジ4周辺の構成を説明するための斜視図である。
【図3】ヘッドユニット3の組み立てを示す斜視図である。
【図4】ヘッドユニット3の上面図である。
【図5】ヘッドユニット3内のインクの流れを説明するための図4のX−X線断面図である。
【図6】インクジェットプリンタ1の制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図7】画像データに対してCPU101が行なう処理の手順を説明するためのブロック図である。
【図8】インクジェットプリンタ1で印字されるドットマトリクスを示す第1の図である。
【図9】インクジェットプリンタ1で印字されるドットマトリクスを示す第2の図である。
【図10】ドット601〜ドット603の大きさを示す図である。
【図11】第2の実施の形態のインクジェットプリンタで印字されるドットマトリクスを示す第1の図である。
【図12】第2の実施の形態のインクジェットプリンタで印字されるドットマトリクスを示す第2の図である。
【図13】比較例のインクジェットプリンタで印字されるドットマトリクスを示す第1の図である。
【図14】比較例のインクジェットプリンタで印字されるドットマトリクスを示す第2の図である。
【図15】ドット621〜623の大きさを示す図である。
【図16】第1、第2の実施の形態のインクジェットプリンタと、比較例のインクジェットプリンタとを用いて印字されるドットマトリクスによる反射光学濃度を比較するための図である。
【図17】第1の実施の形態のインクジェットプリンタによって印字される画像の例を示す図である。
【図18】比較例のインクジェットプリンタによって印字される画像の例を示す図である。
【図19】図17、図18に示す画像の反射光学濃度を測定することにより得られるグラフを示す図である。
【図20】第1の従来例のインクジェットプリンタによってプリントされる画像を構成する5階調のドットマトリクスを示す図である。
【図21】第2の従来例のインクジェットプリンタによってプリントされる画像を構成する17階調のドットマトリクスを示す図である。
【図22】第3の従来例のインクジェットプリンタによってプリントされる画像を構成する17階調のドットマトリクスを示す図である。
【図23】第4の従来例のインクジェットプリンタによってプリントされる画像を構成する15階調のドットマトリクスを示す図である。
【図24】第1〜第4の従来例のインクジェットプリンタを用いて印字されるドットマトリクスによる反射光学濃度を比較するための図である。
【符号の説明】
1 インクジェットプリンタ
2 記録シート
3 ヘッドユニット
101 CPU
103 ROM
105 ヘッド吐出駆動部
306 圧電素子
307 セラミック基盤
314 ノズル
320 インクドロップ
601 第1の実施の形態のインクジェットプリンタで用いられるノーマルカラーインクによる小径ドット
602 第1の実施の形態のインクジェットプリンタで用いられるノーマルカラーインクによる中径ドット
603 第1の実施の形態のインクジェットプリンタで用いられるフォトカラーインクによる大径ドット
611 第2の実施の形態のインクジェットプリンタで用いられるフォトカラーインクによる中径ドット
612 第2の実施の形態のインクジェットプリンタで用いられるノーマルカラーインクによる中径ドット
613 第2の実施の形態のインクジェットプリンタで用いられるノーマルカラーインクによる大径ドット

Claims (2)

  1. 複数の階調それぞれに対応して1画素に複数のドットを対応させたドットマトリクスを有し、画像データの階調に応じて前記複数のドットマトリクスのうちから選択されたドットマトリクスに従って、ある濃度を有する第1のインクと前記第1のインクよりも低い濃度を有する第2のインクとを用いてドットを印字することに基づいて、シート上に画像を形成する画像形成装置であって、
    前記第1のインクを用いる際には、所定の複数の大きさから1つの大きさのドットを選んで印字し、前記第2のインクを用いる際には、所定の1つの大きさのドットを印字し、
    前記第2のインクを用いて印字されたドットのサイズは、前記ドットのうちのいずれの大きさのドットが隣接して印字されたとしても、前記第2のインクを用いて印字されたドットの一部が前記隣接して印字されたドットの一部と重なることが可能なサイズである、画像形成装置。
  2. 第1のインクを用いてドットを印字する第1のヘッドと、
    前記第1のインクより低い濃度の第2のインクを用いてドットを印字する第2のヘッドと、
    複数の階調それぞれに対応して1画素に複数のドットを対応させたドットマトリクスと、
    画像データの階調に対応した前記ドットマトリクスに従って、前記第1ヘッドおよび前記第2ヘッドにドットを印字させる駆動部とを備え、
    前記ドットマトリクスの前記複数のドットのうち第1のインクに対応するドットは複数の大きさのうちから選ばれた大きさであり、第2のインクに対応するドットは所定の1つの大きさであり、
    前記第1のヘッドと前記第2のヘッドとは、隣接して配置され、
    前記第2のインクを用いて印字されたドットのサイズは、前記ドットのうちのいずれの大きさのドットが隣接して印字されたとしても、前記第2のインクを用いて印字されたドットの一部が前記隣接して印字されたドットの一部と重なることが可能なサイズであることを特徴とする、画像形成装置。
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