JP6526128B2 - 記録装置および記録方法 - Google Patents
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Description
[全体構成]
以下、実施形態1について説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係わるインクジェット記録装置(以下、記録装置と呼ぶ)30の構成の一例を示す斜視図である。
次に、本実施形態で用いるインクと処理液の組成について説明する。以下、「部」および「%」とあるのは、特に断りのない限り、質量基準である。
(1)分散液の作製
まず、アニオン系高分子P−1[スチレン/ブチルアクリレート/アクリル酸共重合体(重合比(重量比)=30/40/30)酸価202、重量平均分子量6500に、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な10質量%ポリマー水溶液を作成した。
インクの作製は、上記ブラック分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にする。そして、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度5質量%の顔料インクを調製した。
上記ブラック分散液 50部
グリセリン 10部
トリエチレングリコール 10部
アセチレングリコールEO付加物(川研ファインケミカル株式会社製) 0.5部
イオン交換水 29.5部
(1)分散液の作製
まず、ベンジルアクリレートとメタクリル酸を原料として、常法により、酸価250、数平均分子量3000のAB型ブロックポリマーを作り、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な50質量%ポリマー水溶液を作成した。
インクの作製は、上記シアン分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にする。そして、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度2質量%の顔料インクを調製した。
上記シアン分散液 20部
グリセリン 10部
ジエチレングリコール 10部
アセチレングリコールEO付加物(川研ファインケミカル株式会社製) 0.5部
イオン交換水 59.5部
(1)分散液の作製
まず、ベンジルアクリレートとメタクリル酸を原料として、常法により、酸価300、数平均分子量2500のAB型ブロックポリマーを作り、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な50質量%ポリマー水溶液を作成した。
インクの作製は、上記マゼンタ分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にする。そして、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度4質量%の顔料インクを調製した。
上記マゼンタ分散液 40部
グリセリン 10部
ジエチレングリコール 10部
アセチレングリコールEO付加物(川研ファインケミカル株式会社製) 0.5部
イオン交換水 39.5部
(1)分散液の作製
まず、アニオン系高分子P−1[スチレン/ブチルアクリレート/アクリル酸共重合体(重合比(重量比)=30/40/30)酸価202、重量平均分子量6500に、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な10質量%ポリマー水溶液を作成した。
以下の成分を混合し、十分に攪拌して溶解・分散後、ポアサイズ1.0μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧濾過して、顔料濃度4質量%の顔料インクを調製した。
上記イエロー分散液 40部
グリセリン 9部
エチレングリコール 10部
アセチレングリコールEO付加物(川研ファインケミカル株式会社製) 1部
イオン交換水 40部
(1)処理液の作製
以下の成分を混合し、十分に攪拌して、処理液を調製した。
滑り性化合物には、市販のアクリルシリコーン共重合体(商品名:サイマックUS−450;東亞合成製):5部
グリセリン:5部
エチレングリコール:15部
アセチレングリコールEO付加物(川研ファインケミカル株式会社製):0.5部
イオン交換水:74.5部
本実施形態の処理液には、記録画像の耐擦過性の向上とブロンズ現象の低減のための透明樹脂材料を含有させている。このような透明樹脂材料としては、ポリジメチルシロキサン成分を共重合した透明樹脂材料があり、これを用いると、インク画像に爪などの外力が加わっても、滑り性が生じ動摩擦係数を効率的に下げることが可能となる。本実施形態では、市販のポリジメチルシロキサン成分を共重合した透明樹脂材料(上述したアクリルシリコーン共重合体:サイマックUS−450)を用いる。この処理液は、コートインク、表面コートインク、クリアインク、反応液、向上液と称することもある。
ここで、図6を用いて、ブロンズ現象を低減する手法について説明する。
R=(n1−n0)^2/(n1+n0)^2・・・・・(式1)
R:反射率
n0:空気層の屈折率
n1:媒質の屈折率
これは、フレネル公式の垂直入射の場合の式である。
m*λ=n1*2d*cosθ+λ/2・・・・・(式2)
m:整数
n1:透明層の屈折率
d:透明層の厚さ
θ:入射角
この条件を満たす波長λの光が強め合って、強く発色することになる。
ここで、本実施形態に係わる手法を用いて、ブロンズ現象を抑制するためには、
a)透明層1003の膜厚dをばらつかせる点
b)透明層(第1の層)1003とそれに接するインク層(第2の層)1002との界面で強く反射させ、薄膜干渉を起こす点、
が重要であるといえる。
図3は、本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置における制御系の構成を示すブロック図である。ここでは吐出データ生成手段の説明を行う。ホストコンピュータ(画像入力部)28は、ハードディスク等の各種記憶媒体に保存されているRGB形式の多値画像データを、画像処理部に送信する。多値画像データは、ホストコンピュータ28に接続されたスキャナやデジタルカメラ等の画像入力機器からも受け取ることができる。画像処理部は、入力された多値画像データに後述する画像処理を施して2値画像データに変換する。これにより、複数種類の顔料インクを記録ヘッドから吐出するための2値画像データ(インク用吐出データ)が生成される。また、処理液を吐出するための2値画像データ(処理液用吐出データ)もここで生成される。インクジェット記録装置(画像出力部)30は、画像処理部で生成された少なくとも2種類以上の顔料インクの2値画像データに基づいて、顔料インクを記録ヘッド22の走査毎に記録媒体に付与することで画像を記録する。画像出力部30自体は、ROM304に記録されたプログラムに従って、MPU(Micro Processeor Unit)302により制御される。RAM305は、MPU302の作業領域や一時データ保存領域として利用される。MPU302は、ASIC303を介して、キャリッジの駆動系308、記録媒体の搬送駆動系309、記録ヘッドの回復駆動系310、および記録ヘッドの駆動系311の制御を行う。また、MPU302はASIC303から読み書き可能なプリントバッファ306への読み書きが可能な構成になっている。
次に、本実施形態の処理液と顔料インクの吐出データの生成方法を、図4を用いて説明する。図4は、前述の画像処理部のフローチャートであって、この画像処理部において、顔料インクの吐出データと、処理液の吐出データと、が生成される。
以上の構成の記録装置における本実施形態の前述した特徴的な制御を行う記録動作について説明する。「特徴的な制御」とは、透明層と屈折率の差が大きくなるような顔料インクが透明層と接するように付与順序を制御することである。本実施形態においては、合計8回の記録媒体の単位領域への走査によって、所定の領域毎に顔料インクによる画像を形成するマルチパス記録方式を採用する。顔料インク画像の表面を被覆するための処理液は、顔料インクによる画像の形成が終了した後続けて合計4回の走査によって行われる。なお、処理液の記録方式は、1回の走査でも良く、走査回数や付与方法に限りはない。
前述の実施形態では、顔料インクによる画像の耐擦過性を向上させるため、画像を処理液による透明層で覆った場合において、透明層と屈折率の差が大きい顔料インクGrが透明層と接するように付与順序を制御した。その結果、顔料インクのブロンズ色を低減させることができた。本実施形態では、処理液による透明層ではなく、淡色の顔料インクに耐擦過性を向上させる機能を持たせ、淡色の顔料インクが画像の最表層になるように記録した場合について説明する。更に、前述の実施形態では、最表層の透明層と接する顔料インクを屈折率の差を用いて設定したが、本実施形態では、光学特性として測定方法が容易であり、屈折率とも非常に相関のある反射光の色味の差を用いる。すなわち、最表層の淡色の顔料インク層と反射光の色味の差が大きい顔料インクGrが最表層の淡色の顔料インク層と接するように付与順序を制御する。また更に、最表層となる淡色の顔料インクと濃色の顔料インクが最適な組み合わせで接するように、インクドット単位で付与順序を制御する方法についても説明する。なお、前述した実施形態と同様の部分については、説明を省略する。
本実施形態のインクジェット記録装置の全体の構成は、図1に対し処理液(H)部が無いものであるため説明を省略する。記録ヘッド22K、22C、22M、22Yには、主走査方向と直交する方向に沿って1200dpiの密度で1280個の吐出口が配列されて、各色の吐出口列を形成している(図2(b)参照)。記録ヘッド22LC、22LMは、記録ヘッド22K、22C、22M、22Yと主走査方向と直交する方向で記録媒体の紙送り下流側にずれて、1280個の吐出口が配列されている(図2(b)参照)。
本実施形態で用いるインクは、前述したものに加え、ライトマゼンタ、ライトシアンインクを用いる。ライトマゼンタインク、及び、ライトシアンインクには、処理液の組成に用いられた透明樹脂材料を含有してあるため、処理液と同様に耐擦過性を向上させる機能を備える。
(1)分散液の作製
マゼンタインクで使用したポリマー溶液を100g、C.I.ピグメントレッド122を100gおよびイオン交換水を800g、を混合し、機械的に所定時間撹拌した後、遠心分離処理によって、粗大粒子を含む非分散物を除去してマゼンタ分散液とした。得られたマゼンタ分散液は、その顔料濃度が10質量%であった。
インクの作製は、上記マゼンタ分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にする。そして、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度4質量%の顔料インクを調製した。
上記マゼンタ分散液 8部
アクリルシリコーン共重合体(商品名:サイマックUS−450;東亞合成製) 5部グリセリン 10部
ジエチレングリコール 10部
アセチレングリコールEO付加物(川研ファインケミカル株式会社製) 0.5部
イオン交換水 66.5部
(1)分散液の作製
シアンインクで作成したポリマー溶液を200g、C.I.ピグメントブルー15:3を100gおよびイオン交換水を700g、を混合し、機械的に所定時間撹拌した後、遠心分離処理によって、粗大粒子を含む非分散物を除去してシアン分散液とした。得られたシアン分散液は、その顔料濃度が10質量%であった。
インクの作製は、上記シアン分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にする。そして、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度2質量%の顔料インクを調製した。
上記シアン分散液 4部
アクリルシリコーン共重合体(商品名:サイマックUS−450;東亞合成製) 5部グリセリン 10部
ジエチレングリコール 10部
アセチレングリコールEO付加物(川研ファインケミカル株式会社製) 0.5部
イオン交換水 70.5部
本実施形態では、淡色の顔料インクを画像の最表層となるように構成する。下の表は、ライトシアンインクとライトマゼンタインクを付与した場合のブロンズの様子である。
次に、本実施形態の吐出データの生成方法について説明する。
まず、ホストコンピュータ(画像入力部)28からRGB形式の多値画像データが入力される。RGB形式の多値画像データは、画像形成に用いる複数種類のインク(K、C、M、Y、LC、LM)夫々に対応した多値画像データに変換される。次いで、予めROM304に記憶されていた後述するインデックスパターンに従って、各種インクに対応した多値画像データは各種インクの2値の画像データに展開される。この2値化処理は、インデックスパターンを用いることにより、インデックスパターン展開処理とも称する。これにより、複数種類の顔料インク夫々を付与するための2値画像データが生成される。本実施形態では、複数種類のインク(K、C、M、Y、LC、LM)のうち、ライトシアンインクと正反射光の色差が大きい(所定の基準以上異なる)顔料インクGrは、類似なインデックスパターンを用いて2値化処理が行われる。また、ライトマゼンタインクと正反射光の色差が大きい顔料インクGrは、後述する別の類似なインデックスパターンを用いて2値化処理が行われる。顔料インクの正反射光の値は、ROM304に予め記憶されている。
図13は、一般的なインデックス展開処理を説明するための模式図である。インデックス展開処理とは、ホストコンピュータ(画像入力部)から入力された数段階の多値画像データ(階調データ)をインクジェット記録装置(画像出力部)が記録可能なドットの記録・非記録を定めた2値画像データに変換するための処理である。図13において、左側に示した多値画像データ(階調データ)00〜11は、画像処理の色変換により多値化された2bitの画像データの値を示している。本実施形態の場合、この段階のデータは600dpiの解像度を有している。この単位の画素(すなわち、ホストコンピュータから入力され数レベルの階調値を有する画素)を、以後単位画素と称する。一方、それぞれの数値に対応する形で右側に示したパターンは実際にドットの記録・非記録を定めたパターンであり、個々の四角は、主走査方向1200dpi×副走査方向1200dpiの解像度で配列している。この四角の単位(インクジェット記録装置が実際にドットの記録・非記録を定める最小単位)を、以後記録画素と称する。黒はドットを記録する記録画素を示し、白はドットを記録しない記録画素を示している。すなわち、本実施形態において、1つの単位画素の領域は2×2の記録画素群の領域に相当する。図13では、1単位画素が有する階調データの値が増加するほど、2×2記録画素群内の記録画素(黒四角)が増えているのがわかる。
図13は、本実施形態で用いる複数種類のインク(K、C、M、Y、LC、LM)夫々に対応したインデックスパターンを示したものである。ブラックインクの階調データ10に対応するドット配置は、2Kに示してある。同様にシアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ライトシアンインク、ライトマゼンタインクは、C、M、Y、LC、LMの符号に夫々対応している。本実施形態では、ライトシアンインクとの正反射光の色差が大きいマゼンタインクは、同一のインデックスパターンを用いた。同様に、ライトマゼンタインクとの正反射光の色差が大きいシアンインクは、同一のインデックスパターンを用いた。また、イエローインクとブラックインクは、ブロンズ以外の画像品位の評価を行った結果、夫々別のインデックスパターンを用いることとした。
本実施例の前述した特徴的な制御を行う記録動作について説明する。「特徴的な制御」とは、淡色の顔料インクによる最表層と正反射光の色差が大きくなるような顔料インクが最表層と接するように付与順序を制御することである。本例においては、淡色の顔料インクは8回の走査によって最表層を形成し、残りの顔料インクも8回の走査によって最表層の下の画像層を形成する合計16回走査のマルチパス記録方式を採用する。なお、記録方式の走査回数や付与方法に限りはない。
具体的な記録方法は、前述の記録方法を用いるため、説明を省略する。
前述の実施形態では、淡色の顔料インクに耐擦過性を向上させる機能を持たせ、淡色の顔料インクが画像の最表層になるように記録した場合に、淡色の顔料インク毎に最適な濃色の顔料インクが接するように、インクドット単位で付与順序を制御した。その結果、顔料インクのブロンズ色を低減させることができた。本実施形態では、淡色の顔料インクと濃色の顔料インクの最適な組み合わせのインクドットが接する確率が上がるように、濃色の顔料インクの付与順序を制御する場合について説明する。なお、前述した実施形態と同様の部分については、説明を省略する。
本実施形態のインクジェット記録装置の全体の構成、記録ヘッドの構成、及び、インクの組成などは、前述の実施形態と同じものであるため説明を省略する。
次に、本実施形態の吐出データの生成方法について説明する。
前述の実施形態では、最表層の顔料インクとの屈折率の差、あるいは、正反射光の色差が大きくなる顔料インクが最表層と接するように付与順序を制御した。その結果、顔料インクのブロンズ色を低減させることができた。本実施形態では、反射された光を波長ごとに細かく分光して、各波長ごとの反射率を関数として表わした反射スペクトルの差を用いる。反射スペクトルの大きく異なる2層の膜の間では、界面反射を起こすことが予測される。従って、最表層の顔料インクと反射スペクトルの差が大きくなる顔料インクが最表層と接するように付与順序を制御する。反射スペクトルの違いは、例えば以下のような計算によって、反射スペクトルの差分の絶対量を求めることができる。反射スペクトルの差分の自乗を積分した値を求めたものである。
なお、測定には、一般的な分光測色計(例えば、コニカミノルタ製分光測色計CM−2600d)などを用いれば、容易に測定できる。
前述の実施形態において、顔料インクを吐出するためのノズルを構成する吐出口と、処理液を吐出するためのノズルを構成する吐出口と、が主走査方向と交差する方向(例えば、副走査方向)にずれるように記録ヘッドが構成されている。しかし、それらの吐出口が主走査方向に並ぶように、構成された記録ヘッドを用いることもできる。また、処理液吐出用のノズルの数が顔料インク吐出用のノズルよりも多くて、前者のノズルの列が後者のノズルの列よりも長くてもよい。淡色の顔料インクを吐出するためのノズルを構成する吐出口と、濃色の顔料インクを吐出するためのノズルを構成する吐出口と、においても同様である。
Claims (8)
- 顔料インクAと、前記顔料インクAと異なる色の顔料インクBと、透明な処理液と、を吐出する記録ヘッドを備え、前記記録ヘッドを走査方向に走査させ、前記記録ヘッドの走査と走査の間に前記記録媒体を前記走査方向と交差する方向に搬送して、前記記録媒体の単位領域に対して複数回の前記記録ヘッドの走査を行って画像を形成する記録装置であって、
前記顔料インクA、前記顔料インクBおよび前記処理液について、前記単位領域に対して付与を行う走査と付与する量を決定する決定手段と、
前記決定手段による決定に従って前記記録ヘッドに前記記録媒体へ記録を行わせる制御手段と、を有し、
所定の光沢系記録媒体上に下層として顔料インクAの層と上層として前記処理液の層との2層を形成した場合、および、前記所定の光沢系記録媒体上に下層として顔料インクBの層と上層として前記処理液の層との2層を形成した場合に測定される前記顔料インクAの層、前記顔料インクBの層、前記処理液の層の屈折率について、測定された前記顔料インクAの層の屈折率の最大値、測定された前記顔料インクBの層の屈折率の最大値はともに前記処理液の層の屈折率よりも大きく、かつ、前記顔料インクBの層の前記最大値と前記処理液の層の屈折率との差は、前記顔料インクAの層の前記最大値と前記処理液の層の屈折率との差より大きく、
前記決定手段は、前記顔料インクBを単位領域に吐出する量に対する前記複数回の走査のうち後半の走査で前記顔料インクBを吐出する量の割合が、前記インクAを単位領域に吐出する量に対する前記複数回の走査のうち後半の走査で前記インクAを吐出する量の割合より高くなるように前記付与する量を決定し、かつ、前記単位領域の最表層に形成される前記処理液の厚さdが複数通りの値をとり、複数のdについて、下記式が成り立つように、
m*λ=n1*2d*cosθ+λ/2(但し、mを正の整数、n1を前記処理液の層の屈折率、波長λの可視光の入射角をθとする。)
前記単位領域に対して前記顔料インクAを付与する最後の走査および前記顔料インクBを付与する最後の走査より後の複数回の走査で前記処理液を付与することを決定する、
ことを特徴とする記録装置。 - 前記処理液の層の屈折率と前記顔料インクBの層の前記最大値との差が0.3以上であることを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
- 前記顔料インクAはシアンインクであり、前記顔料インクBはマゼンタインクであることを特徴とする請求項1または2に記載の記録装置。
- 前記記録媒体は光沢紙であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の記録装置。
- 顔料インクAと、前記顔料インクAと異なる色の顔料インクBと、前記顔料インクAおよび顔料インクBにより記録媒体上に形成された層を覆うための、透明な処理液と、を吐出するための記録ヘッドを走査方向に走査させ、前記記録ヘッドの走査と走査の間に前記記録媒体を前記走査方向と交差する方向に搬送することで、前記記録媒体の単位領域に対して前記記録ヘッドの複数回の走査で画像を形成する記録方法であって、
前記顔料インクA、前記顔料インクBおよび前記処理液について、前記単位領域に対して付与を行う走査と付与する量を決定し、決定に従って前記記録ヘッドに前記記録媒体へ記録を行い、
所定の光沢系記録媒体上に下層として顔料インクAの層と上層として前記処理液の層との2層を形成した場合、および、前記所定の光沢系記録媒体上に下層として顔料インクBの層と上層として前記処理液の層との2層を形成した場合に測定される前記顔料インクAの層、前記顔料インクBの層、前記処理液の層の屈折率について、測定された前記顔料インクAの層の屈折率の最大値、測定された前記顔料インクBの層の屈折率の最大値はともに前記処理液の層の屈折率よりも大きく、かつ、前記顔料インクBの層の前記最大値と前記処理液の層の屈折率との差は、前記顔料インクAの層の前記最大値と前記処理液の層の屈折率との差より大きく、
前記決定工程において、前記顔料インクBを単位領域に吐出する量に対する前記複数回の走査のうち後半の走査で前記顔料インクBを吐出する量の割合が、前記インクAを単位領域に吐出する量に対する前記複数回の走査のうち後半の走査で前記インクAを吐出する量の割合より高くなるように前記付与する量を決定し、かつ、前記単位領域に対して前記顔料インクAを付与する最後の走査および前記顔料インクBを付与する最後の走査より後の複数回の走査で前記処理液を付与することを決定し、
前記複数回の走査で前記処理液を付与することにより、前記単位領域の最表層に形成される前記処理液の厚さdが複数通りの値をとり、複数のdについて、下記式が成り立つ、
m*λ=n1*2d*cosθ+λ/2(但し、mを正の整数、n1を前記処理液の層の屈折率、波長λの可視光の入射角をθとする。)
ことを特徴とする記録方法。 - 前記処理液の層の屈折率と前記顔料インクBの層の前記最大値との差が0.3以上であることを特徴とする請求項5に記載の記録方法。
- 前記顔料インクAはシアンインクであり、前記顔料インクBはマゼンタインクであることを特徴とする請求項5または6に記載の記録方法。
- 前記記録媒体は光沢紙であることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の記録方法。
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