JP7271282B2 - インクジェット記録装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態における記録システムの一例を示す図である。記録システムは、インクジェット記録装置(以下、単に記録装置とも言う)1と、画像処理装置2と、画像供給装置3とを有する。画像供給装置3は、画像データを画像処理装置2に供給する。画像処理装置2は、画像供給装置3から供給された画像データに所定の画像処理を施すことで記録データを作成し、作成した記録データを記録装置1に送信する。記録装置1は、画像処理装置2から送信された記録データに基づき、インクを用いて記録媒体に画像を記録する。
図2は、本実施形態における記録部13を構成する記録ヘッド130を説明する図である。記録ヘッド130は、キャリッジ131と、ノズル列132と、光学センサ133とを有する。4つのノズル列132と光学センサ133とを搭載したキャリッジ131は、ベルト134を介して伝達されるキャリッジモ-タの駆動力によって、図中x方向(所謂、主走査方向)に沿って往復移動可能である。キャリッジ131が記録媒体に対し相対的にx方向に移動する最中、ノズル列132の各ノズルカラーインクが記録データに基づいて重力方向(図中-z方向)に吐出される。これにより、プラテン135上に配された記録媒体に主走査1回分の画像が記録される。1回分の主走査が完了すると、記録媒体は主走査1回分の幅に対応する距離だけ搬送方向に沿って(図中-y方向に)搬送される。このような主走査と搬送動作とを交互に繰り返すことにより、記録媒体に徐々に画像が形成される。光学センサ133は、キャリッジ131とともに移動しながら検出動作を行うことにより、プラテン135上に記録媒体が存在するか判定する。
図3は、記録ヘッド130を装置上面(z方向)から見た場合のノズル列の配置を示す図である。記録ヘッド130には、4つのノズル列が配置されている。即ち、Cインクに対応するノズル列132C、Mインクに対応するノズル列132M、Yインクに対応するノズル列132Y、Meインクに対応するノズル列132Meが、x方向における位置が異なるように配置されている。ノズル列132CのノズルからCインクが、ノズル列132MのノズルからMインクが、ノズル列132YのノズルからYインクが、ノズル列132MeからMeインクが、それぞれ吐出される。各ノズル列において、インク滴を吐出するための複数のノズルが所定のピッチでy方向に沿って配列されている。なお、各ノズル列に含まれるノズルの数は、一例に過ぎず、これに限られるものではない。
本実施形態で使用されるメタリックインク(Meインク)は、銀粒子を含有する。金属粒子の融点は、物質の種類と粒子のサイズとに依存しており、粒径が小さいほど、融点が低くなる。Meインクに含まれる数~数百nm程度の粒径の小さな銀粒子は、記録媒体の記録面に着弾した後、水分の減少とともに分散状態が破壊され、近くの銀粒子と融着し銀の融着膜を形成する。このように銀の融着膜が記録媒体上に形成されることで、光沢感を有する記録画像が形成される。
本実施形態に用いられる銀粒子は、銀を主成分とする粒子であって、銀粒子における銀の純度は50質量%以上であればよい。例えば、副成分として、他の金属、酸素、硫黄、炭素等を含んでもよく、合金であってもよい。
銀粒子の分散方式は特に限定されない。例えば、界面活性剤により分散させた銀粒子または分散樹脂により分散させた樹脂分散銀粒子などを用いることができる。勿論、分散方式の異なる金属粒子を組み合わせて使用することも可能である。
本実施形態に用いられる銀粒子含有インクは、よりバランスのよい吐出安定性を得るために、インク中に界面活性剤を含有することが好ましい。界面活性剤は、上述のアニオン性、非イオン性、カチオン性、両イオン性活性剤を用いることができる。
本実施形態に用いられる銀粒子含有インクには、水及び水溶性有機溶剤を含有する水性媒体を用いることが好ましい。インク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として10質量%以上50質量%以下、より好ましくは20質量%以上50質量%以下とする。また、インク中の水の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として50質量%以上88質量%以下とすることが好ましい。
本実施形態の記録媒体は、基材と、少なくとも1層のインク受容層とを有している。本実施形態においては、インクジェット記録方法に用いるインクジェット用記録媒体であることが好ましい。
図4~図7を用いて銀の記録領域が茶色く見えるメカニズムを説明する。本実施形態で用いる銀粒子を含有するMeインク(銀インクと呼んでもよい)は茶色味を呈する液体である。これは、光の電界を受けた金属内部の自由電子の振動(プラズモン)と光の振動とが共鳴する局在表面プラズモン共鳴と呼ばれる現象により、光の特定波長の吸収が起こるためである。この局在表面プラズモン共鳴は、粒子の形状および大きさによって吸収波長が異なる。本実施形態で用いられる銀粒子では可視光域の低波長側に消光スペクトルのピークがあるため、Meインクは、局在表面プラズモン共鳴によって茶色味を呈する液体となる。
ΔE=[{a* m(Le)-ae}2-{b* m(Le)-be}2]0.5…(1)
ただし、
(a*に関する直線の式) a* m(L*)=aa×L*+ba
(傾き) aa=(am-aw)/(Lm-Lw)
(切片) ba=aw-aa×Lw
(b*に関する直線の式) b* m(L*)=ab×L*+bb
(傾き) ab=(bm-bw)/(Lm-Lw)
(切片) bb=bw-ab×Lw
上述の知見を踏まえ、第一の実施形態では、記録装置でMeインクを記録媒体上で重畳させる例について説明する。また、本発明者らの検討によって、銀インクの記録量が多くなるに連れて、色付き自体が低減される事が分かった。これは、図6の説明で前述した通り、記録領域のドットの密度が高くなると、茶色味を帯びたドットの外周に隣接する他のドットが重なり、他のドットのインク滴に含まれる銀粒子と融着する、または、他のドットの銀融着膜で茶色味が隠蔽されるためである。
図8は、本実施形態における、記録装置1の主制御部11によって実行される、画像データに基づき記録データを作成する処理(記録データ作成処理とする)および記録動作を説明するフローチャートである。記録装置1の主制御部11に搭載されたCPUが、ROMに格納されたプログラムをRAMに展開し、該展開したプログラムを実行する。これにより、図8の各処理が実行される。あるいはまた、図8におけるステップの一部または全部の機能をASICおよび電子回路等のハードウェアで実現してもよい。なお、各処理の説明における記号「S」は、当該フローチャートにおけるステップであることを意味する。
第一走査の濃度 = 入力濃度
第二走査の濃度 = 入力濃度 (入力濃度<128の場合)
255-入力濃度 (入力濃度≧128の場合)
とすることで、入力濃度=128の時に最もMeインクの重畳が多くなり、入力濃度が128を超えてからは徐々にMeインクの重畳度は低くなり、入力濃度が最大の255となった場合には重畳度を0としている。ここで、Meインクの重畳度とは、所定の単位面積におけるMeドットが重畳される程度・比率を指す。例えば、重畳度(重畳比率)が0の場合には、所定の領域には、第一走査のみでMeドットが形成される。重畳度(重畳比率)が1の場合、所定の領域には、1回目の記録走査で用いたMeインクの濃度と同じ濃度で第二走査のMeインクのドットが記録されMe重畳ドットが形成される。重畳度(重畳比率)が0.5の場合、所定の領域には、1回目の記録走査で用いたMeインクの濃度の半分程度の濃度で第二走査のMeインクのドットが記録されMe重畳ドットが形成される。
第一走査の濃度 = 1次元テーブルA[入力濃度]
第二走査の濃度 = 1次元テーブルB[入力濃度]
という様にテーブル参照を行う形としても良い。
次に、本実施形態における具体的な記録動作の例を説明する。画像を形成する際、記録ヘッド130を主走査方向に沿って走査させながら各インクを吐出させる。そして、1回分の主走査が完了した場合、記録媒体を副走査方向(-y方向)に沿って搬送する。このような記録ヘッド130による主走査と、記録媒体の搬送動作とを繰り返すことにより、記録媒体上に段階的に画像が形成されていく。
図6を再度参照し、マット紙と光沢紙を比べると、マット紙の色付きの程度が光沢紙に比べて大きいことがわかる。
次に、色付き低減の異なる方法としてMeインクの色付きの色味と反対方向の色味のカラーインクを重ねて記録する例を説明する。そして、本実施形態では、Meインクの色付きの色味と反対方向の色味のカラーインクを重ねて記録してMeインクの色付きを低減する際に、記録媒体の種類に応じて処理を切り替える形態を説明する。
以下、第二の実施形態における主制御部11によって実行される記録データ作成処理を説明する。図18中のS1801、およびS1822~S1823はそれぞれ、図8中のS801、およびS822~S823と処理が同じである為、説明を省略する。
Me’=0
ndot=0
Me’=Me’+ndotMax-ndot (2)
ただし、ndotMaxは隣接画素数の最大値であり、本実施形態ではndotMax=4である。
第二の実施形態では、所定単位の処理領域においてMeインクの記録対象画素の周囲のMeインクの記録対象画素の数をカウントして、所定単位の処理領域の調色インク量を決定する例を説明した。本実施形態では、調色インクではなく、MeインクをMeインクの記録対象画素の画素配置に基づいて重畳ドットとする割合を変える形態を説明する。そして、記録媒体の種類に応じて、重畳ドットとする割合を変える形態を説明する。
図22は、第三の実施形態における記録データ作成処理を示すフローチャートである。図22中のS2201、およびS2222~S2224はそれぞれ、図8中のS801、およびS822~S824と処理が同じである為、説明を省略する。
ndot=0
これまで説明してきたように、色付きに対する処理は様々である。例えば、ドットを重畳する、記録画素よりも大きいドットを並置する、重畳ドットの記録方向を合わせる、色付きと反対の色味のインクにより調色する、などである。表2は、色付きに対する処理の切り替えを説明した項目について整理しておく。無論これらの処理の切り替えは個別に設定可能なものは、記録媒体によって適切な手段を組み合わせて使用してもよい。
13 記録部
130 記録ヘッド
132 ノズル列
Claims (20)
- 銀粒子を含有するメタリックインクを吐出する記録ヘッドを備え、前記記録ヘッドを用いてメタリック画像を記録するインクジェット記録装置であって、
前記メタリックインクを吐出することで形成されるメタリックドットの色付きを低減するように前記記録ヘッドからのインクの吐出を制御する低減手段と、
前記低減手段が第一強度で前記色付きの低減をするように前記記録ヘッドからのインクの吐出を制御する第一記録モードと、前記低減手段が前記第一強度より低い第二強度で前記色付きの低減をするように前記記録ヘッドからのインクの吐出を制御する第二記録モードと、を含む複数の記録モードを設定可能な設定手段と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記設定手段は、前記メタリックインクが吐出される記録媒体の種類に応じて前記記録モードを設定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。
- 前記記録媒体にメタリックインクが吐出された場合に前記記録媒体の表面上で形成されるメタリックドットの1ドットあたりの銀粒子密度が第一の密度の記録媒体の場合には前記第一記録モードを設定し、前記記録媒体の表面上で形成されるメタリックドットの1ドットあたりの銀粒子密度が前記第一の密度より大きい第二の密度の記録媒体には前記第二記録モードを設定す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。
- 前記設定手段は、前記記録媒体の表面の凹凸が第一の凹凸の記録媒体である場合には前記第一記録モードを設定し、前記凹凸が前記第一の凹凸よりも小さい第二の凹凸の記録媒体である場合には前記第二記録モードを設定することを特徴とする請求項2または3に記載のインクジェット記録装置。
- 前記設定手段は、前記記録媒体の表面の表面張力が第一の表面張力である記録媒体である場合には前記第一記録モードを設定し、前記表面張力が前記第一の表面張力より低い第二の表面張力の記録媒体の場合には前記第二記録モードを設定することを特徴とする請求項2または3に記載のインクジェット記録装置。
- 前記設定手段は、前記記録媒体の受容層の無機粒子径が第一の大きさの記録媒体である場合には前記第一記録モードを設定し、前記無機粒子径が前記第一の大きさより小さい第二の大きさの記録媒体の場合には前記第二記録モードを設定することを特徴とする請求項2または3に記載のインクジェット記録装置。
- 前記低減手段は、前記メタリックインクの色付きの程度を推定し、推定した結果に応じて前記記録ヘッドを制御することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記複数の記録モードは、前記低減手段による色付きを低減する処理を行わない記録モードを含むことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記低減手段は、前記記録ヘッドに、メタリックドットの少なくとも一部を重畳させて記録することで前記色付きを低減し、
前記色付き低減の強度は、前記メタリックドットの重畳の度合いに対応することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。 - 前記メタリックドットの重畳の度合いは、メタリックインクの記録信号の入力階調値に基づいて制御される請求項9に記載のインクジェット記録装置。
- 前記メタリックドットの重畳の度合いは、メタリックドットが配置される画素の周囲に隣接する画素のメタリックドットの数に基づいて制御されることを特徴とする請求項9に記載のインクジェット記録装置。
- 前記メタリックドットの重畳は、記録対象画素のサイズよりも大きいサイズのメタリックドットを並置することにより行われることを特徴とする請求項9に記載のインクジェット記録装置。
- 前記記録ヘッドを走査しながら前記メタリックインクを吐出することでメタリック画像を記録し、
前記第一記録モードが設定された場合、前記低減手段は、前記メタリックドットを同一の記録走査方向で記録する処理を行うことを特徴とする請求項9から12のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。 - 前記記録ヘッドは、少なくとも1種類のカラーインクをさらに吐出することが可能であり、
前記低減手段は、前記メタリックインクが記録される所定の領域に対する前記カラーインクの記録信号の信号値を、前記メタリックドットの色付きを低減するように調整し、
前記色付き低減の強度は、前記カラーインクの記録信号の信号値を調整する調整度合いに対応することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。 - 前記調整度合いは、メタリックインクの記録信号の入力階調値により推定される色付きの程度に基づいて制御されることを特徴とする請求項14に記載のインクジェット記録装置。
- 前記調整度合いは、メタリックドットが配置される画素の周囲に隣接する画素のメタリックドットの数に基づいて制御されることを特徴とする請求項14に記載のインクジェット記録装置。
- 前記調整度合いは、前記所定に領域に対する前記カラーインクの記録信号の信号値に加算される値に対応することを特徴とする請求項14から16のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記記録ヘッドは、少なくとも1種類のカラーインクをさらに吐出することが可能であり、
前記メタリックインクが所定の画素位置に吐出されてから所定の時間差を設けて、前記カラーインクが前記所定の画素位置に吐出されることを特徴とする請求項1から17のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。 - 銀粒子を含有するメタリックインクを吐出する記録ヘッドを用いてメタリック画像を記録する記録方法であって、
前記メタリックインクを吐出することで形成されるメタリックドットの色付きを低減するように前記記録ヘッドからのインクを吐出して記録を行い、
第一記録モードで記録を行う場合には第一強度で前記色付きの低減をするように前記記録ヘッドからインクの吐出し、第二記録モードで記録を行う場合には、第二強度で前記色付きを低減するように前記記録ヘッドからインクを吐出することを特徴とするインクジェット記録方法。 - コンピュータに、銀粒子を含有するメタリックインクを吐出する記録ヘッドを用いてメタリック画像を記録するインクジェット記録装置における制御方法を実行させるためのプログラムであって、
前記制御方法は、前記メタリックインクを吐出することで形成されるメタリックドットの色付きを低減する強度を、第一強度を有する第一記録モードと、第一強度よりも小さい第二強度を有する第二記録モードと、を含む複数の記録モードの間で設定する工程と、
前記設定された強度に応じて、前記メタリックインクを吐出することで形成されるメタリックドットの色付きを低減する工程と、
を有することを特徴とするプログラム。
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