KR100876464B1 - 화상처리방법, 프린터드라이버, 화상처리장치,화상형성장치 및 화상형성시스템 - Google Patents

Abstract

잉크젯 기록헤드 왕로 및 복로 기록에서 분사에 의해 기록매체 상에 화상을 형성하기 위해 쌍방향 분사를 할 수 있는 화상형성장치에 화상을 출력할 수 있는 화상 데이터를 처리할 수 있는 화상처리방법. 화상처리방법은, 왕로 기록이 수행되는 단계에서 경사만선기조가 나타나는 디더 프로세스를 포함하고, 경사만선기조에 기반하고, 기조 연속성을 유지하는 중간조 처리를 포함한다.

잉크젯 기록헤드, 화상형성장치, 쌍방향 분사, 경사만선기조, 디더 프로세스, 중간조 처리

Description

화상처리방법, 프린터드라이버, 화상처리장치, 화상형성장치 및 화상형성시스템{IMAGE PROCESSING METHOD, PRINTER DRIVER, IMAGE PROCESSING APPARATUS, IMAGE FORMING APPARATUS AND IMAGE FORMING SYSTEM}

본 발명은 일반적으로 화상처리방법, 프린터드라이버, 화상형성장치, 화상처리장치 및 화상형성시스템에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 잉크젯 기록을 수행하는데 적합한 화상처리방법, 프린터드라이버, 화상형성장치, 화상처리장치 및 화상형성시스템에 관한 것이다.

프린터, 팩시밀리, 복사장치를 비롯하여, 프린터, 팩시밀리, 복사장치 등의 기능을 갖는 복합기 장치 등의 화상형성장치로서, 예를 들어 잉크젯 기록 헤드를 사용하는 잉크젯 기록장치가 있다. 잉크젯 기록장치는 잉크젯 기록헤드에서 기록매체에 잉크를 분사하여 기록매체 위에 화상을 형성한다. 기록매체는 잉크가 부착될 수 있는 종이, OHP 필름, 또는 어떤 적합한 기록 시트이다. 화상형성은 문자, 화상 및/또는 사진을 기록하고 인쇄하는 여러 가지 종류를 포함한다.
이와 같은 잉크젯 기록장치에 있어서, 기록매체에 형성된 화상의 화질을 증가시키기 위한 하나의 요소로서 고해상도화가 있다. 고해상도를 얻는 데에는 잉크를 분사하는 기록헤드의 노즐피치를 좁히는 것이 첫 번째이지만, 물리적 한계가 있기 때문에, 소위 인터레이스 주사를 수행함으로써 부주사(용지이송) 정밀도와 착탄도트 직경이 허용하는 한 노즐피치의 정수배의 화상도를 얻도록 하는 것이 이루어진다.
또한, 고화질화 이외에 잉크젯 기록장치의 동작속도(기록 속도)의 증가도 중요한 요소이고, 특히 기록헤드를 주주사방향으로 주사하고, 용지를 부주사 방향으로 보내는 직렬의 스캔형 화상형성장치에 있어서는, 기록헤드 주사의 왕로(往路)와 복로(復路) 양쪽에서 잉크를 분사하여 인자를 실행하는 쌍방향인쇄(쌍방향기록)를 수행함으로써, 한쪽 방향에서 인자한 경우의 약 2배의 기록속도를 확보할 수 있도록 하고 있다.
그런데, 쌍방향인쇄를 실행한 경우, 기록헤드의 왕로와 복로에서, 용지상에서의 잉크의 착탄위치를 완전히 맞추는 것은 어렵고, 기록헤드의 왕로와 복로 사이에서 용지상에서 잉크의 착탄이탈이 발생한다. 이로 인해, 인터레이스 주사와 쌍방향 인자를 동시에 수행하여 고속화 및 고화질화를 도모하는 경우, 1라인 간격으로 착탄(着彈)위치이탈이 발생하고(이하, 이것을 '쌍방향 착탄이탈'이라 한다.), 그 결과 현저하게 화질이 열화하게 된다.
그래서, 종래기술에서는 이와 같은 쌍방향 착탄이탈에 의한 화질열화를 방지하기 위해서, 예를 들어, 일본특개평11-48587호 공보 및 일본특개2004-188627호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 프린터 사용 전에 사용자 측이 착탄위치를 용이하게 보정할 수 있는 패턴을 제공하고, 이것에 기초하여 사용자가 보정조작을 수행하도록 한 것이 알려져 있다.
또한, 일본특개 2004-9333호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 주주사의 왕로에서 우선적으로 도트를 기록하고, 그 도트 기록밀도의 50%이상의 계조(gradation level)로 복로에서 도트를 채워간다는 방법도 알려져 있다.
그리고, 일본특개 2004-166163호 공보에서는, 경사만선기조(an inclined line-group keytone)로 계조를 재현하는 것에 의해서, 디더매트릭스를 이용하여 중간조 처리(halftone process)에 의한 계조 재현방법이 제안된다.

잉크젯 기록장치에 있어서, 예를 들어, 큰 방울, 중간 방울, 작은 방울 3종류 크기의 잉크방울을 분리 분사하여 4종류의 도트 사이즈(대, 중, 소, 없음)를 형성함으로써 계조 화상을 형성할 수 있도록 한 경우, 잉크 크기의 차이에 따라 상술한 쌍방향 착탄이탈의 정도도 달라진다.
예를 들어, 잉크를 분사하는 기록헤드로서 압전소자를 이용한 액체분사헤드로 구성한 경우, 잉크가 갖는 운동에너지, 비상 중에 잉크가 받는 공기저항, 각 크기의 잉크를 분사하기 위해 압전소자에 가하는 구동파형이 잉크의 크기에 따라 달라진다. 그 결과, 기록 헤드로부터 분사하는 잉크의 착탄위치이탈의 이탈량도 잉크의 크기에 따라 달라진다. 또한, 노즐 직경을 다르게 함으로써 크기가 다른 잉크를 분리 분사하는 경우에는, 기록헤드로부터 분사되는 잉크의 착탄위치이탈량이 헤드의 가공 정밀도에 의해 영향을 받게 된다.
즉, 상이한 크기를 갖는 잉크를 선택적으로 분사하여 쌍방향 인자를 수행하는 경우는 모든 크기의 잉크에 의한 착탄위치를 정확하게 맞추는 것은 상당히 곤란하다.
따라서, 일본특개평11-48587호 공보 및 일본특개2004-188627호 공보에 기재되어 있는 방법으로 쌍방향 착탄이탈에 의한 화질열화를 억제하려고 해도 한계가 있다. 따라서, 쌍방향 착탄이탈이 발생한다는 전제에서 화상데이터 생성에 있어서의 중간조 처리를 실행해야하지만, 이와 같은 전제는 종전의 기술에서는 고려되지 않았다.
또한, 일본특개2004-9333호 공보에 기재된 방법은 쌍방향 착탄이탈에 의한 화질열화제어라는 점에서는 적절한 방법이긴 하지만, 이 방법에 따랐을 경우, 예를 들어 작은 방울에 의한 기록밀도가 50%가 되는 계조에서, 1라인 간격으로 작은 방울에 의한 도트가 주주사 방향 일직선상에 나열하게 된다. 이와 같은 도트 배치는 부주사 얼룩이나 노즐의 분사 얼룩 등의 영향을 받기 쉽고 밴딩이 발생하기 쉬운 도트 배치가 된다는 과제가 생긴다.
일본특개2004-166163호에 기재되어 있는 경사만선기조를 베이스로 한 디더처리에 의해서는 밴딩이 쉽게 발생하지 않도록 한다. 그러나 쌍방향 착탄이탈이 생기는 경우에는 경사만선기조가 흐트러진다는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기의 문제점을 해소할 수 있는 화상처리방법, 프린터드라이버, 화상처리장치, 화상형성장치 및 화상형성시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 보다 구체적으로는, 쌍방향 착탄이탈에 의한 경사만선기조의 흐트러짐을 저감하여 화상품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 잉크젯 기록헤드에 의해서 스캔의 왕로 및 복로에서 분사에 의해서 기록매체에 화상을 형성하는 쌍방향기록이 가능한 화상형성장치에 출력하는 화상데이터의 화상처리방법에 있어서, 경사만선기조(inclined line-group keytone)를 베이스로 하여 기조 연속성을 유지한 중간조 처리(halftone process)를 포함하고 상기 중간조 처리는 왕로기록이 실행된 단계에서 경사만선기조가 발생하는 디더처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 화상처리방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 상기의 화상처리방법에 의해서, 쌍방향 착탄이탈에 의한 경사만선기조의 흐트러짐을 감소하는 것에 의해서 화질개선이 가능하다.
본 발명의 또 다른 목적은 화상데이터를 화상형성장치에 출력하기 위해서, 상기의 화상처리방법에 따라서 중간조 처리를 컴퓨터가 수행하도록 하는 프린터 드라이버를 제공하는 것이다. 본 발명의 상기의 프린터 드라이버에 의해서, 쌍방향 착탄이탈에 의한 경사만선기조의 흐트러짐을 감소하는 것에 의해서 화질개선이 가능하다.
본 발명이 또 다른 목적은 화상형성장치에 출력되는 데이터에 대해서 중간조 처리를 수행하는 상기의 프린터 드라이버를 탑재하고 있는 것을 화상처리장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 화상처리장치에 의해서 쌍방향 착탄이탈에 의한 경사만선기조의 흐트러짐을 감소하는 것에 의해서 화질개선이 가능하다.
본 발명이 또 다른 목적은 잉크젯 기록헤드에 의해서 스캔의 왕로 및 복로에서 기록에 의해서 기록매체에 화상을 형성하는 쌍방향기록이 가능한 화상형성장치에 있어서, 경사만선기조(inclined line-group keytone)를 베이스로 하여 기조 연속성을 유지한 중간조 처리(halftone process)부를 포함하고, 상기 중간조 처리부는 왕로기록이 실행된 단계에서 경사만선기조가 발생하는 디더처리를 수행하도록 구성된 디더 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 화상형성장치에 의해서 쌍방향 착탄이탈에 의한 경사만선기조의 흐트러짐을 감소하는 것에 의해서 화질개선이 가능하다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 화상처리장치와 상기의 화상형성장치에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 화상형성시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 화상형성시스템에 의해서 쌍방향 착탄이탈에 의한 경사만선기조의 흐트러짐을 감소하는 것에 의해서 화질개선이 가능하다.
본 발명의 기타의 목적 및 특징은 도면을 참작하여 본 발명의 상세한 설명에 의해서 더욱 명확하게 된다.

도1은 본 발명에 관한 화상형성장치의 일 예를 나타내는 잉크젯 기록장치 구조부의 개략 구성도이다.

도2는 도1의 잉크젯 기록장치의 요부 평면 설명도이다.

도3은 도1의 잉크젯 기록장치의 헤드유닛 구성을 설명하는 사시설명도이다.

도4는 도1 잉크젯 기록장치의 반송벨트의 일 예를 설명하는 설명도이다.

도5는 도1의 잉크젯 기록장치에 의한 화상형성동작의 설명을 위한 설명도이다.

도6은 레드, 블루, 엘로, 마젠타, 시안, 블랙 잉크의 노즐을 갖는 헤드 구성의 설명도이다.

도7은 엘로, 마젠타, 시안 및 블랙 잉크의 노즐에 추가하여 라이트 시안 잉크 및 라이트 마젠타 잉크 노즐을 갖는 헤드 구조의 설명도이다.

도8은 도 7에 도시된 헤드 구조의 노즐에 추가하여 레드 잉크의 노즐을 추가한 헤드 구성의 설명도이다.

도9는 도 7에 도시된 헤드 구조의 노즐에 추가하여 다크 엘로우 잉크의 노즐을 추가한 헤드 구성의 설명도이다.

도 10은 침투제를 나타내는 화학식(1)을 도시하는 다이어그램이다.

도 11은 침투제를 나타내는 화학식(2)을 도시하는 다이어그램이다.

도 12은 침투제를 나타내는 화학식(3)을 도시하는 다이어그램이다.

도 13은 침투제를 나타내는 화학식(4)을 도시하는 다이어그램이다.

도14은 잉크젯 기록장치의 제어부 개요를 나타내는 블럭도이다.

도15은 헤드 구조 및 그것에 의해서 발생하는 쌍방향 색 차를 설명하는 다이어그램이다.

도16는 쌍방향 색 차를 제거하는 헤드 구성의 설명을 위한 다이어그램이다.

도17은 쌍방향 색 차를 제거하는 다른 헤드 구성의 설명을 위한 다이어그램 이다.

도18는 쌍방향 색 차를 제거하는 또 다른 헤드 구성의 설명을 위한 다이어그램이다.

도19는 본 발명에 관한 화상처리장치의 실시예에서 본 발명에 관한 프린터 드라이버 구성의 일 예를 기능적으로 설명하는 블럭도이다.

도20은 프린터 드라이버 내에서의 화상처리의 흐름을 상세하게 설명하는 블럭 설명도이다.

도21은 경사만선기조의 최소단위패턴의 일 예를 나타내는 설명도이다.

도22은 경사만선기조에 의한 계조 표현을 나타내는 설명도이다.

도23은 디더 마스크 사이즈의 일 예를 설명하는 설명도이다.

도24은 종전의 디더 매트릭스(임계치 매트릭스)의 일 예를 설명하는 설명도이다.

도25은 인간의 시감 특성을 나타내는 특성도이다.

도26A 및 26B는 경사만선기조를 강조한 패턴 간의 중간 계조에서의 도트 배치의 일 예를 설명하는 설명도이다.

도27은 종전의 만선기조에 의한 계조 패턴의 일 예를 나타내는 설명도이다.

도28는 도26A에서 보여진 도트 배열이 이상적으로 구해진다고 하여도, 쌍방향 착탄이탈이 발생할 경우의 도트 배치의 일 예를 설명하는 설명도이다.

도29는 본 발명에서 사용되는 디더 매트릭스(임계치 매트릭스)의 일 예를 나타내는 설명도이다.

도30은 도22의 기준패턴(B)에서 기준패턴(C)으로 이행할 때의 도트 패턴의 일 예를 나타내는 설명도이다.

도31은 3종류 크기의 도트를 사용할 경우의 전 계조에서의 각 도트의 사용률을 설명하는 설명도이다.

도32은 도27의 블랭크 패턴에서 기준패턴(C)까지의 구간에 대해서의 각 도트의 사용률의 상세한 설명을 위한 설명도이다.

이하, 본 발명에 따른 화상처리방법, 프린터드라이버, 화상처리장치, 화상형성장치 및 화상형성시스템의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 화상형성장치의 실시예에 대해서 도1 내지 도4를 참조하여 설명한다. 이 실시예에 있어서는, 본 발명은 잉크젯 기록장치에 적용된다. 도1은 잉크젯 기록장치의 기구부 전체의 개략 구성도이고, 도2는 잉크젯 기록장치의 요부 평면설명도이고, 도3은 잉크젯 기록장치의 헤드구성을 설명하는 사시 설명도이고, 도4는 잉크젯 기록장치의 반송벨트의 모식적 단면 설명도이다.
잉크젯 기록장치는 장치 본체(1) 내부에 화상형성부(2) 등을 가지며, 장치본체(1)의 하부측으로 다수 장의 기록매체(이하, '용지'라 한다.)(3)를 적재가능한 급지트레이(4)를 구비하고, 이 급지 트레이(4)로부터 급지되는 용지(3)를 수납하고, 반송기구(5)에 의해 용지(3)를 반송하면서 화상형성부(2)에 의해 원하는 화상을 기록한 후, 장치본체(1)의 측방에 장착된 배지트레이(6)로 용지(3)를 배지한다.
또한, 이 잉크젯 기록장치는 장치본체(1)에 대해서 착탈가능한 양면유닛(7)을 구비하고, 양면인쇄를 수행할 때에는 일면(표면) 인쇄 종료 후, 반송기구(5)에 의해 용지(3)을 역방향으로 반송하면서 양면유닛(7) 내에 수납하고, 반전시켜 타면(이면)을 인쇄가능면으로 하여 다시 한번 반송기구(5)로 보내고, 타면(이면)인쇄 종료 후 배지트레이(6)로 용지(3)를 배지한다.
여기서, 화상형성부(2)는 가이드샤프트(11,12)에 캐리지(13)을 접동(摺動) 가능하게 유지하고, 도시하지 않은 주주사 모터로 캐리지(13)를 용지(3)의 반송방향과 직교하는 방향으로 이동(주주사)시킨다. 이 캐리지(13)에는 잉크를 분사하는 복수의 분사구인 노즐공(14n)(도3참조)을 배열한 잉크분사헤드로 구성된 기록헤드(14)를 탑재하고, 또한, 이 기록헤드(14)에 잉크를 공급하는 잉크카트리지(15)를 착탈이 자유롭게 탑재하고 있다. 또한, 잉크카트리지(15) 대신에 서브탱크를 탑재하고, 메인탱크에서 잉크를 서브탱크로 보충 공급하는 구성으로 할 수도 있다.
여기서, 기록헤드(14)로는, 예를 들어 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 엘로(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(Bk)의 각 색의 잉크방울을 분사하는 액분사헤드인 독립된 4개의 잉크젯 헤드(14y, 14m, 14c, 14k)로 하고 있으나, 각 색의 잉크방울을 분사하는 복수의 노즐 열을 갖는 하나 또는 복수의 헤드를 이용하는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 색 수 및 배열순서는 이것에 한정하는 것은 아니다.
기록헤드(14)를 구성하는 잉크젯 헤드로서는 압전소자 등의 압전액 츄에이터, 발열저항체 등의 전기 열교환 소자를 이용하여 잉크의 막 비등(沸騰)에 의한 상(相) 변화를 이용하는 서멀 액츄에이터, 온도변화에 의한 금속 상변화를 이용한 형상기억 합금 액츄에이터, 정전력을 이용하는 정전 액츄에이터 등을 잉크를 분사하기 위한 에너지 발생수단으로서 구비한 것 등을 사용할 수 있다.
급지트레이(4)의 용지(3)는 급지롤러(반달롤러)(21)와 도시하지 않은 분리패드에 의해 한 장씩 분리되어 장치본체(1) 내로 급지되고, 반송기구(5)로 보내진다.
반송기구(5)는 급지된 용지(3)를 가이드 면(23a)을 따라 상방으로 가이드하고, 또한 양면 유닛(7)에서 보내지는 용지(3)를 가이드 면(23b)을 따라 가이드하는 반송가이드부(23)와, 용지(3)를 반송하는 반송 롤러(24)와, 이 반송 롤러(24)에 대해서 용지(3)를 가압하는 가압 롤러(25)와, 용지(3)를 반송 롤러(24) 측으로 가이드하는 가이드 부재(26)와, 양면인쇄시에 돌려보내지는 용지(3)를 양면유닛(7)으로 안내하는 가이드부재(27)와, 반송 롤러(24)에서 보내지는 용지(3)를 미는 푸쉬 롤러(28)를 갖고 있다.
또한, 반송기구(5)는 기록헤드(14)로 용지(3)의 평면성을 유지한 채 반송하기 때문에, 구동 롤러(31)와 종동 롤러(32)와의 사이에 걸쳐진 반송벨트(33)와, 이 반송벨트(33)를 대전시키기 위한 대전 롤러(34)와, 이 대전 롤러(34)에 대향하는 가이드롤러(35)와, 도시하지 않지만, 반송벨트(33)를 화상형성부(2)에 대향하는 부분에서 안내하는 가이드 부재(플라텐 플레이트)와, 반송벨트(33)에 부착된 기록액(잉크)을 제거하기 위한 클리닝 수단인 다공질체 등으로 이루어진 클리닝 롤러 등을 포함하고 있다.
여기서, 반송벨트(33)는 무단상 벨트이고, 구동 롤러(31)와 종동 롤러(텐션롤러)(32)의 사이에 걸쳐져, 도1의 화살표 방향(용지반송방향)으로 주회하도록 구성되어 있다.
이 반송벨트(33)는 단층구성, 또는 도4에 도시된 바와 같이 제1층(최표층)(33a)과 제2층(이층)(33b)의 2층 구성 또는 3층 이상의 구성으로 할 수 있다. 예를 들어, 이 반송벨트(33)는 저항제어를 하지 않는 순수한 두께 40㎛ 정도의 수지재, 예를 들어 ETFE 퓨어재로 형성된 용지 흡착면이 되는 표층과, 이 표층과 동일한 재질로 카본에 의한 저항제어를 하는 이층(중 저항층, 어스층)으로 구성한다.
대전 롤러(34)는 반송벨트(33)의 표층에 접촉하고, 반송벨트(33)의 회동에 종동(從動)하여 회전하도록 배치되어 있다. 이 대전 롤러(34)에는 도시하지 않은 고압회로(고압전원)로부터 고전압이 소정 패턴으로 인가된다.
또한, 반송기구(35)로부터 하류 측으로는 화상이 기록된 용지(3)를 배지트레이(6)로 보내기 위한 배지 롤러(38)를 구비하고 있다.
이와 같이 구성한 화상형성장치에서, 반송벨트(33)는 화살표 방향으로 주회하고, 고전위의 인가전압(AC바이어스 전압)이 인가되는 대전 롤러(34)와 접촉함으로써 양으로 대전된다. 이 경우, 대전 롤러(34)로부터는 소정의 시간간격으로 극성을 전환함으로써, 소정의 대전 피치로 극성을 전환하면서 반송벨트(33)를 대전시킨다.
여기서, 이 고전위로 대전된 반송벨트(33) 상에 용지(3)가 급송되면, 용지(3) 내부가 분극 상태로 되고, 반송벨트(33) 상의 전하와 역 극성의 전하가 용지(3)의 벨트(33)와 접촉하고 있는 면으로 유도되고, 벨트(33) 상의 전하와 반송되는 용지(3) 상에 유도된 전하끼리가 정전적으로 서로 끌어당기고, 용지(3)는 반송벨트(33)에 정전적으로 흡착된다. 이렇게 하여, 반송벨트(33)에 강력하게 흡착된 용지(3)는 휨이나 요철이 교정되고, 고도로 평평한 면이 형성된다.
그래서, 반송벨트(33)를 주회시켜 용지(3)를 이동시키고, 캐리지(13)를 편방향 또는 쌍방향으로 이동주사하면서 화상신호에 따라 기록헤드(14)를 구동하고, 도5(a), (b)에 도시된 바와 같이, 기록헤드(14)에서 잉크(14i)을 분사시키고, 정지되어 있는 용지(3)에 잉크방울을 착탄시켜 도트(Di)를 형성함으로써, 1행분을 기록하고, 용지(3)를 소정량 반송후, 다음 행의 기록을 수행한다. 기록종료신호 또는 용지(3)의 후단이 기록영역에 도달한 신호를 받음으로써, 기록동작을 종료한다. 또한, 도5(b)는 도5(a)의 도트(Di) 형성부분을 확대한 것이다.
이렇게 하여, 화상이 기록된 용지(3)는 배지롤러(38)에 의해 배지트레이(6)로 배지된다.
또한, 이 실시형태의 잉크젯 기록장치에서는 4색 헤드구성(14y, 14m, 14c, 및 14k)으로 설명하고 있지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 즉, 예를 들어 도6 및 도7에 도시된 바와 같은 6색 헤드 구성, 또는 도8 및 도9에 도시된 바와 같은 7색 헤드 구성으로 할 수도 있다. 물론, 이들 각 헤드 구성에서의 색이나 그 배열순서는 도6 내지 도9에 도시된 것에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 도6의 헤드구성은 옐로(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(Bk)의 각 색의 잉크에 대한 노즐에 추가하여 레드(R), 블루(B)의 잉크에 대한 노즐을 갖는 헤드 구조를 설명하는 다이어그램이다. 다시 말하면, 도6에 도시된 기록헤드(14)는 옐로(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(Bk)의 각 색의 잉크를 분사하는 잉크젯 헤드(14y, 14m, 14c, 14k)에 더해 레드(R) 잉크 및 블르(B) 잉크를 각각 분사하는 잉크젯 헤드(14r, 14b)를 포함한다. 물론, 기록헤드(14)는 노즐의 하나 또는 복수의 열이 상이한 색깔의 잉크를 분사할 수 있다면, 하나 또는 복수의 독립 잉크젯 헤드에 의해서 형성될 수 있고, 동일한 사항이 도 7 내지 도 9에 도시된 구성에도 적용된다.
도7의 헤드 구성은 옐로(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(Bk)의 각 색의 잉크를 분사하는 노즐(14y, 14m, 14c, 14k)에 더해, 농도를 떨어뜨린 라이트시안(LC), 라이트마젠타(LM)의 각 색의 잉크를 분사하는 노즐(14lc, 14lm)를 갖는 헤드 구조를 설명하기 위한 다이어그램이다. 다시 말하면, 도7의 기록 헤드(17)은 옐로(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(Bk)의 각 색의 잉크를 분사하는 잉크젯 헤드(14y, 14m, 14c, 14k)에 더해, 농도를 떨어뜨린 라이트시안(LC), 라이트마젠타(LM)의 각 색의 잉크를 분사하는 헤드(14lc, 14lm)를 포함한다.
도8은 도7의 6색 헤드 구성에 레드(R)색에 대한 노즐을 갖는 헤드구조를 설명한다. 다시 말하면, 도8의 기록헤드(14)은 옐로(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K), 라이트시안(LC) 및 라이트마젠타(LM)의 각 색의 잉크를 분사하는 잉크젯 헤드(14y, 14m, 14c, 14k, 14lc, 14lm)에 더해, 레드(R)의 잉크를 분사하는 잉크젯 헤드(14r)를 포함한다.
또한 도9의 헤드구성은 도7의 6색 헤드 구성에 채도를 떨어뜨려 다크옐로(DY) 색의 잉크에 대한 노즐을 갖는 헤드구조를 설명한다. 다시 말하면, 도9의 기록헤드(14)은 옐로(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K), 라이트시안(LC) 및 라이트마젠타(LM)의 각 색의 잉크를 분사하는 잉크젯 헤드(14y, 14m, 14c, 14k, 14lc, 14lm)에 더해, 다크엘로(DY)의 잉크를 분사하는 잉크젯 헤드(14r)를 포함한다.
다음으로, 이 잉크젯 기록장치에서 사용하는 기록액으로서의 잉크에 대해서 설명한다.
본 발명에서, 화상형성장치가 사용하는 잉크의 색재인 안료로서 특별히 한정은 없지만, 예를 들어 이하에 열거하는 안료가 적절히 사용된다. 또한, 이들 안료는 복수 종류를 혼합하여 사용해도 무관하다.
유기안료로서는, 아조계, 프탈로시아닌계, 안트라퀴논계, 퀴나크리돈계, 디옥사딘계, 인디고계, 티오인디고계, 페릴렌계, 이소인드리논계, 아니린블랙, 아조메틴계, 로다민B레이크 안료, 카본블랙 등을 들 수 있다.
무기안료로서 산화철, 산화티탄, 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화 알루미늄, 바륨옐로, 감청, 카드뮴레드, 크롬옐로, 금속분말을 들 수 있다.
이들 안료의 입자경은 0.01∼0.30㎛로 사용하는 것이 바람직하고, 0.01㎛이하에서는 입자경이 염료에 가까워지기 때문에, 내광성, 페더링이 악화되고 만다. 또한, 0.30㎛이상에서는 분사구의 막힘이나 프린터 내의 필터에서의 막힘이 발생하고, 분사안정성을 얻을 수 없다.
블랙안료 잉크로 사용되는 카본블랙으로서는, 퍼네이스법, 채널법으로 제조된 카본블랙으로, 일차 입경이 15∼40밀리미크론, BET법에 의한 비 표면적이 50∼300평방미터/g, DBP흡유량(吸油量)이 40∼150㎖/100g, 휘발분이 0.5∼10%, pH값이 2∼9를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 것으로서는, 예를 들어 No.2300, No.900, MCF-88, No.33, No.40, No.52, MA7, MA8, MA100, No.2200B(이상, 미쯔비시 화학제조), Raven700, Raven5750, Raven5250, Raven5000, Raven3500, Raven1255(이상, 콜롬비아 제조), Regal1400R, Regal330R, Regal660R, MogulL, Monarch700, Monarch800, Monarch880, Monarch900, Monarch1000, Monarch1100, Monarch1300, Monarch1400(이상, 카보트제조), 카본블랙FW1, 카본블랙FW2, 카본블랙FW2V, 카본블랙FW18, 카본블랙FW200, 카본블랙S150, 카본블랙S160, 카본블랙S170, 프린텍스35, 프린텍스U, 프린텍스V, 프린텍스140U, 프린텍스140V, 스페셜블랙6, 스페셜블랙5, 스페셜블랙4A, 스페셜블랙4(이상, 데구사 제품) 등을 사용할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
컬러안료의 구체예를 이하에 열거한다.
유기안료로서 아조계, 프탈로시아닌계, 안트라퀴논계, 퀴나크리돈계, 디옥사딘계, 인디고계, 티오인디고계, 페릴렌계, 이소인드리논계, 아니린블랙, 아조메틴계, 로다민B레이크 안료, 카본블랙 등을 들 수 있고, 무기안료로서 산화철, 산화티탄, 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화 알루미늄, 바륨옐로, 감청, 카드뮴레드, 크롬옐로, 금속분말을 들 수 있다.
색 별로 구체적으로는 이하의 것을 들 수 있다.
옐로 잉크로 사용될 수 있는 안료의 예로는, 예를 들어, C.I.피그멘트 옐로1, 피그멘트 옐로2, 피그멘트 옐로3, 피그멘트 옐로12, 피그멘트 옐로13, 피그멘트 옐로14, 피그멘트 옐로16, 피그멘트 옐로17, 피그멘트 옐로73, 피그멘트 옐로74, 피그멘트 옐로75, 피그멘트 옐로83, 피그멘트 옐로93, 피그멘트 옐로95, 피그멘트 옐로97, 피그멘트 옐로98, 피그멘트 옐로114, 피그멘트 옐로128, 피그멘트 옐로129, 피그멘트 옐로151, 피그멘트 옐로154 등을 들 수 있지만, 이것들에 한정되는 것은 아니다.
마젠타 잉크로 사용될 수 있는 안료의 예로는, C.I피그멘트 레드5, 피그멘트 레드12, 피그멘트 레드48(Ca), 피그멘트 레드48(Mn), 피그멘트 레드57(Ca), 피그멘트 레드57:1, 피그멘트 레드112, 피그멘트 레드123, 피그멘트 레드168, 피그멘트 레드184, 피그멘트 레드202 등을 들 수 있지만, 이것들에 한정되는 것은 아니다.
시안 잉크로 사용될 수 있는 안료의 예로는, C.I 피그멘트블루1, 피그멘트 블루2, 피그멘트 블루3, 피그멘트 블루15:3, 피그멘트 블루15:34, 피그멘트 블루16, 피그멘트 블루22, 피그멘트 블루60, C.I. 뱃 블루4, 뱃 블루60 등을 들 수 있지만, 이것들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 잉크에 함유되는 안료는 새롭게 제조된 것이라도 사용할 수 있다.
이상에 열거한 안료는 고분자분산제나 계면활성제를 이용하여 수성매체로 분산시킴으로써 잉크젯용 기록액으로 할 수 있다. 이와 같은 유기안료분체를 분산시키기 위한 분산제로서는 통상적인 수용성 수지나 수용성 계면활성제를 이용할 수 있다.
수용성 수지의 구체예로서는, 스티렌, 스티렌유도체, 비닐나프탈렌유도체, α,β-에틸렌성 불포화 카르본산의 지방족알콜에스테르 등, 아크릴산, 아크릴산 유도체, 말레산, 말레산 유도체, 이타콘산, 이타콘산 유도체, 푸마르산, 푸마르산 유도체 등으로부터 선택된 적어도 2개 이상의 단량체로 이루어진 블럭 공중합체, 또는 랜덤 공중합체, 또는 이들의 염 등을 들 수 있다.
이들 수용성 수지는 염기를 용해시킨 수용액에 가용한 알칼리 가용형 수지이고, 이들 중에서도 중량 평균 분자량 3000∼20000의 것이 잉크젯용 기록액으로 사용한 경우에 분산액의 저점도화가 가능하고, 분산도 용이하다는 이점이 있으므로 특히 바람직하다.
고분자 분산제와 자기분산형 안료를 동시에 사용하는 것은 적절한 도트경을 얻기 위해 바람직한 조합이다. 그 이유는 명백하지는 않지만, 이하와 같이 볼 수 있다.
고분자 분산제를 함유함으로써 기록액으로의 침투가 억제된다. 한편으로, 고분자 분산제를 함유함으로써 자기분산형 안료의 응집이 억제되기 때문에, 자기 분산형안료가 횡방향으로 원활하게 퍼질 수 있다. 따라서, 넓고 얇게 도트가 퍼져, 이상적인 도트가 형성될 수 있다고 할 수 있다.
또한, 분산제로서 사용할 수 있는 수용성 계면활성제의 구체예로는 하기의 것을 들 수 있다. 예를 들어, 음이온성 계면활성제로서는, 고급 지방산염, 알킬황산염, 알킬에테르황산염, 알킬에스테르황산염, 알킬알릴에테르황산염, 알킬술폰산염, 술폰숙신산염, 알킬알릴 및 알킬나프탈렌술폰산염, 알킬인산염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산에스테르염, 알킬알릴에테르인산염 등을 들 수 있다. 또한, 양이온성 계면활성제로서는 알킬아민염, 디알킬아민염, 테트라알킬암모늄염, 벤잘코늄염, 알킬피리디늄염, 이미다조리늄염 등을 들 수 있다.
또한, 양성 계면활성제로서는 디메틸알킬라우릴베타인, 알킬글리신, 일킬디(아미노에틸)글리신, 이미다조리늄베타인 등을 들 수 있다. 또한, 비이온성 계면활성제로는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬알릴에테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜, 글리세린에스테르, 솔비탄에스테르, 스쿠로오스에스테르, 글리세린에스테르의 폴리옥시에틸렌에테르, 솔비탄에스테르의 폴리옥시에틸렌에테르, 솔비톨에스테르의 폴리옥시에틸렌에테르, 지방산알카놀아미드, 폴리옥시에틸렌지방산아미드, 아민옥사이드, 폴리옥시에틸렌알킬아민 등을 들 수 있다.
또한, 안료는 친수성 기를 갖는 수지에 의해 피복되고, 마이크로 캡슐화함으로써, 분산성을 부여할 수도 있다.
수불용성의 안료를 유기분자류로 피복하여 마이크로 캡슐화하는 방법으로는 종래 공지된 모든 방법을 이용할 수 있다. 종래 공지된 방법으로서, 화학적 제법, 물리적제법, 물리화학적 방법, 기계적 제법 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 계면중합법, in-situ중합법, 액중경화피막법, 코아세르베이션(상분리)법, 액중 건조법, 융해분산냉각법, 기중 현탁피복법, 스프레이 드라잉법, 산석법(酸析法), 전상유화법(轉相乳化法) 등을 들 수 있다.
계면중합법이란, 2종의 모노머 또는 2종의 반응물을 분산상과 연속상으로 개별로 용해해 두고, 양자의 계면에서 양 물질을 반응시켜 벽막을 형성시키는 방법이다. in-situ중합법이란, 액체 또는 기체의 모노머와 촉매, 또는 반응성 물질 2종을 연속상핵 입자층 중 어느 것 하나로부터 공급하여 반응을 일으켜 벽막을 형성시키는 방법이다. 액 중 경화피막법이란, 심물질입자를 포함하는 고분자용액의 방울을 경화제 등에 의해, 액 중에서 불용화하여 박막을 형성하는 방법이다.
코아세르베이션(상분리)법이란, 심물질을 분산하고 있는 고분자 분산액을 고분자 농도가 높은 코아세르베이트(농후상(濃厚相))와 희박상(希薄相)으로 분리시키고, 벽막(壁膜)을 형성시키는 방법이다. 액중 건조법이란, 심물질을 벽막물질의 용액으로 분산한 액을 조제하고, 이 분산액의 연속상이 혼화하지 않는 액 중에 분산액을 넣고, 복합에멀션으로 하고, 벽막 물질을 용해하고 있는 매질을 점차적으로 제거함으로써 벽막을 형성시키는 방법이다.
융해분산냉각법이란, 가열하면 액상으로 용융하고 상온에서는 고화(固化)하는 벽막물질을 이용하고, 이 물질을 가열액화하고, 그 중에 심물질 입자를 분산하고, 그것을 미세한 입자로 하여 냉각하고 박막을 형성시키는 방법이다. 기중 현탁피복법이란, 분체의 심물질입자를 유동상(流動床)에 의해 기중에 현탁하고, 기류중에 부유시키면서 벽막물질의 코팅액을 분무혼합시켜, 박막을 형성시키는 방법이다.
스프레이 드라잉법이란, 캡슐화 원액을 분무하고 이것을 열풍과 접촉시켜, 휘발분을 증발건조시켜 벽막을 형성시키는 방법이다. 산석법이란, 음이온성기를 함유하는 유기 고분자 화합물 류의 음이온성기의 적어도 일부를 염기성화합물로 중화함으로써 물에 대한 용해성을 부여하고 색재와 함께 수성매체 중에서 혼련(混練)한 후, 산화화합물로 중성 또는 산성으로 하여 유기화합물류를 석출시켜 색재에 고착하게 한 후에 중화하여 분산시키는 방법이다. 전상유화법이란, 물에 대해 분산능을 갖는 음이온성유기고분자류와 색재를 함유하는 혼합체를 유기용매상으로 하고, 상기 유기용매상에 물을 투입하거나 또는 물에 상기 유기용매상을 투입하는 방법이다.
마이크로캡슐의 박막물질을 구성하는 재료로 사용되는 유기고분자류(수지)로는, 예를 들어, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리우레아, 에폭시수지, 폴리카보네이트, 요소수지, 메라민수지, 페놀수지, 다당류, 젤라틴, 아라비아고무, 덱스트란, 카세인, 단백질, 천연고무, 카르복시폴리메틸렌, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피로리돈, 폴리초산비닐, 폴리염화비닐, 폴리염화비니리덴, 셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 초산셀룰로오스, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌, (메타)아크릴산의 중합체 또는 공중합체, (메타)아크릴산에스테르 중합체 또는 공중합체, (메타) 아크릴산-(메타)아크릴산에스테르 공중합체, 스티렌-(메타)아크릴산공중합체, 스티렌-말레산 공중합체, 아르긴산소다, 지방산, 파라핀, 밀납(syrup wax), 물납(water wax), 경화우지, 가나우바 왁스, 알부민 등을 들 수 있다.
이것들 중에서는 카르본산 기 또는 술폰산 기 등의 음이온성 기를 갖는 유기고분자류를 사용할 수 있다. 또한, 비이온성 유기고분자로는 예를 들어, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜모노메탈크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜모노메타크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜모노메타크릴레이트 또는 그들의 (공)중합체), 2-옥사조린의 양이온 개환 중합체 등을 들 수 있다. 특히, 폴리비닐알콜의 완전 비누화(검화, saponification)물은 수용성이 낮고, 열수에는 풀리기 쉬우나, 냉수에는 풀리기 어렵다는 성질을 갖고 있어 특히 바람직하다.
또한, 마이크로 캡슐의 벽막 물질을 구성하는 유기고분자류의 양은 유기안료 또는 카본블랙 등의 수불용성의 색재에 대해서 1중량% 이상 20중량% 이하이다. 유기고분자류의 양을 상기한 범위로 함으로써, 캡슐 중의 유기고분자류의 함유율이 비교적 낮기 때문에, 유기 고분자류가 안료표면을 피복하는 것에 기인하는 안료의 발색성 저하를 억제할 수 있게 된다. 유기고분자류의 양이 1중량% 미만에서는 캡슐화의 효과를 발휘하기 어려워지고, 반대로 20중량%를 초과하면, 안료의 발색성 저하가 현저하게 된다. 또한 다른 특성 등을 고려하면 유기고분자류의 양은 수불용성의 색재에 대해 5∼10중량%의 범위가 바람직하다.
즉, 색 재의 일부가 실질적으로 피복되지 않고 노출되어 있기 때문에 발색성 저하를 억제할 수 있게 되고, 또한, 반대로 색재의 일부가 노출되지 않고 실질적으로 피복되어 있기 때문에 안료가 피복되어 있는 효과를 동시에 발휘할 수 있게 되는 것이다. 또한, 유기고분자량의 수 평균분자량으로는 캡슐 제조면 등에서 2000이상인 것이 바람직하다. 여기서, '실질적으로 노출'이란, 예를 들어 핀홀, 균열 등의 결함 등에 수반하는 일부 노출이 아니고, 의도적으로 노출하고 있는 상태를 의미하는 것이다.
또한, 색재로서 자기분산성의 안료인 유기안료 또는 자기 분산성의 카본블랙을 이용하면 캡슐 중의 유기고분자류의 함유율이 비교적 낮더라도 안료의 분산성이 향상하기 때문에, 충분한 잉크의 보존 안정성을 확보할 수 있게 되기 때문에 본 발명에는 보다 바람직하다.
또한 마이크로캡슐화의 방법에 따라, 그것에 적절한 유기고분자류를 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 계면중합법에 의한 경우는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리비닐피로리돈, 에폭시수지 등이 적합하다. in-situ중합법에 의한 경우는 (메타)아크릴산에스테르 중합체 또는 공중합체, (메타)아크릴산-(메타)아크릴산에스테르공중합체, 스티렌-(메타)아크릴산공중합체, 폴리염화비닐, 폴리염화비니리덴, 폴리아미드 등이 적합하다. 액중경화법에 의한 경우는 아르긴산소다, 폴리비닐알콜, 젤라틴, 알부민, 에폭시수지 등이 적합하다. 코아세르베이션법에 의한 경우 젤라틴, 셀룰로오스류, 카세인 등이 적합하다. 또한, 미세하면서 균일한 마이크로 캡슐화 안료를 얻기 위해서는 물론 상기 이외에도 종래 공지된 캡슐화법 모두를 이용할 수 있다.
마이크로 캡슐화의 방법으로서 전상법 또는 산석법을 선택하는 경우는 마이크로캡슐의 벽막물질을 구성하는 유기고분자류로서는 음이온성 유기고분자류를 사용한다. 전상법은 물에 대해 자기분산능 또는 용해능을 갖는 음이온성 유기고분자류와, 자기분산성 유기안료 또는 자기분산형 카본블랙 등의 색재와의 복합물 또는 복합체, 또는 자기분산성 유기안료 또는 자기분산형 카본블랙 등의 색재, 경화제 및 음이온성 유기고분자류와의 혼합체를 유기용매상으로 하고, 상기 유기용매상에 물을 투입하거나 수중에 상기 유기용매상을 투입하여, 자기분산(전상유화)화하면서 마이크로 캡슐화하는 방법이다. 상기 전상법에서, 유기용매상 중에 기록액용의 비히클이나 첨가제를 혼입시켜 제조해도 아무런 문제는 없다. 특히, 직접 기록액용의 분산액을 제조할 수 있는 점에서 보면 기록액의 액 매체를 혼입시키는 것이 보다 바람직하다.
한편, 산석법은 음이온성 기 함유 유기물고분자류의 음이온성 기의 일부 또는 전부를 염기성 화합물로 중화하고, 자기분산성 유기안료 또는 자기분산형 카본블랙 등의 색재와, 수성매체중에서 혼련하는 공정 및 산성화합물로 pH를 중성 또는 산성으로 해서 음이온성 기 함유 유기고분자류를 석출시켜, 안료에 고착하는 공정으로 이루어지는 제법으로 얻어지는 함수 케이크를 염기성 화합물을 이용하여 음이온성 기의 일부 또는 전부를 중화함으로써 마이크로 캡슐화하는 방법이다. 이렇게 함으로써, 미세하게 안료를 많이 포함하는 음이온성 마이크로 캡슐화 안료를 함유하는 수성분산액을 제조할 수 있다.
또한, 상기에 열거한 바와 같은 마이크로 캡슐화시에 사용되는 용제로는, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알킬알콜류;벤졸, 트리올, 크실롤 등의 방향족 탄화수소류;초산메틸, 초산에틸, 초산부틸 등의 에스테르류;클로로포름, 이산화에틸렌 등의 염소화 탄화수소류;아세톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류;테트라히드로퓨란, 디옥산 등의 에테르류;메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등의 셀로솔브류 등을 들 수 있다. 또한, 상기의 방법으로 제조한 마이크로 캡슐을 원심분리 또는 여과 등에 의해 이들 용제 중에서 한번 분리하고, 이것을 물 및 필요한 용제와 함께 교반, 재분산을 하여, 목적으로 하는 본 발명에 이용할 수 있는 기록액을 얻는다. 이상과 같은 방법으로 얻어진 캡슐화 안료의 평균입경은 50nm∼180nm인 것이 바람직하다.
이와 같이 수지 피복함으로써 안료가 인쇄물에 확실하게 부착함에 따라 인쇄물의 찰과성(擦過性)을 향상시킬 수 있다.
또한, 기록액을 원하는 물성으로 하기 위해, 또는 건조에 의한 기록헤드의 노즐 막힘을 방지하기 위함 등의 목적으로, 색재 외에, 수용성 유기용매를 사용하는 것이 바람직하다. 수용성 유기용매에는 습윤제, 침투제가 포함된다. 습윤제는 건조에 의한 기록헤드(14)의 노즐 막힘을 방지하는 것을 목적으로 첨가된다.
습윤제의 구체예로는, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,3-프로판디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세린, 1,2,6-헥산트리올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,2,3-부탄트리올, 페트리올 등의 다가 알콜류, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르, 테트라에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르 등의 다가알콜알킬에테르류, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 에틸렌글리콜모노벤질에테르 등의 다가 알콜알릴에테르류, N-메틸-2-피로리도, N-히드록시에틸-2-피로리돈, 2-피로리돈, 1,3-디메틸이미다조리디논, ε-카프로락탐 등의 함질소복소환화합물;포름아미드, N-메틸포름아미드, 포름아미드, N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드류;모노메탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민 등의 아민류, 디메틸설폭시드, 술포란, 티오디에탄올 등의 함유황화합물류, 프로필렌카보네이트, 탄산에틸렌, γ-부티로락톤 등이다. 이들 용매는 물과 함께 단독 또는 복수 혼합하여 사용된다.
또한, 침투제는 기록액과 피기록재의 젖음성을 향상시키고, 침투속도를 조정하는 목적으로 첨가된다. 침투제로서는 도 10 내지 도 13의 식(1)내지(4)의 화학식으로 나타나는 것이 바람직하다.
(1)식은 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르계 계면활성제이고, 여기서, R은 분기되어 있어도 무관한 탄소수 6∼14의 탄화수소사슬, k:5∼20 이다. (2)식은 아세틸렌글리콜계 계면활성제이고, 여기서, m, n:0∼40이다. (3)식은 폴리옥시에틸렌알킬에테르계 계면활성제이고, 여기서 R은 분기되어 있어도 무관한 탄소수 6∼14의 탄화수소사슬, k:5∼20 이다. (4)식은 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌알킬에테르계 계면활성제이고, 여기서, R은 탄소수 6∼14의 탄화수소사슬, m, n은 20이하의 수이다. 이들 (1) 내지 (4)식에서 나타내는 화학식에 의한 화합물은 기록액과 기록매체 사이의 표면장력을 저하시킬 수 있기 때문에, 젖음성을 향상시키고, 침투속도를 높일 수 있다.
이들 (1) 내지 (4)식에서 나타내는 화합물 이외에는 예를 들어, 디에틸렌글리콜모노페닐에테르, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 에틸렌글리콜모노알릴에테르, 디에틸렌글리콜모노페닐에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 테트라에틸렌글리콜클로로페닐에테르 등의 다가 알콜의 알킬 및 알릴에테르류, 폴리옥시에틸렌폴리옥식프로필렌블럭 공중합체 등의 비이온계 계면활성제, 불소계 계면활성제, 에탄올, 2-프로판올 등의 저급 알콜류를 이용할 수 있지만, 특히 디에틸렌글리콜모노부틸에테르가 바람직하다.
또한, 기록액의 표면장력은 20∼60mJ/㎡인 것이 바람직하고, 피기록매체와의 젖음성과 잉크의 입자화 두 관점에서는 30∼50mJ/㎡인 것이 더 바람직하다.
기록액의 점도는 1.0∼20.0mPa·s인 것이 바람직하고, 분사 안정성의 관점에서는 3.0∼10mPa·s(어느 것도 25℃)인 것이 더 바람직하다.
기록액의 pH는 3∼11인 것이 바람직하고, 접속하는 금속부재의 부식방지의 관점에서는 6∼10인 것이 더 바람직하다.
기록액에는 방부 방미제를 함유할 수 있다. 부식 방미제를 함유함으로써 균의 번식을 억제할 수 있고, 보존안정성, 화질안정성을 높일 수 있다. 부식 방미제로는 벤조트리아졸, 데히드로초산나트륨, 솔빈산나트륨, 2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨, 이소티아조린계 화합물, 안식향산나트륨, 펜타클로로페놀나트륨 등을 사용할 수 있다.
또한, 기록액에는 방청제를 함유할 수 있다. 방청제를 함유함으로써 헤드 등이 접액하는 금속면에 피막을 형성하고, 부식을 방지할 수 있다. 방청제로는 예를 들어, 산성아황산염, 티오황산나트륨, 티오디글리콜산암모늄, 디이소프로필암모늄나이트라이트, 사질산펜타에리트릿, 디시클로헥실암모늄나이트라이트 등을 사용할 수 있다.
그리고, 기록액에는 산화방지제를 함유할 수 있다. 산화방지제를 함유함으로써, 부식의 원인이 되는 라디칼종이 생겼을 때에도 산화방지제가 라디칼종을 소멸시킴으로써 부식을 방지할 수 있다.
산화방지제로서, 페놀계 화합물류로는 히드로퀴논, 가레이트(garate) 등의 화합물, 2, 6-디-tert-부틸-p-크레졸, 스테아릴-β-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-티오비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 1, 1, 3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-tert-부틸페닐)부탄, 1, 3, 5-트리메틸-2, 4, 6-트리스(3, 5-디-tert-4-히드록시벤질)벤젠, 트리스(3, 5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)이소시아네이트, 테트라키스[메틸렌-3(3', 5'-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄 등의 힌더드 페놀계 화합물을 들 수 있다.
아민계 화합물류로는 N, N'-디페닐-p-페닐렌디아민, 페닐-β-나프틸아민, 페닐-α-나프틸아민, N, N'-β-나프틸-p-페닐렌디아민, N, N'-디페닐에틸렌디아민, N-N'-디-sec-부틸-p-페닐렌디아민, 4,4'-테트라메틸-디아민디페닐메탄 등을 들 수 있다.
또한, 유황계 화합물류로서는, 디라우릴티오디프로피오네이트, 디스테아릴티오디프로피오네이트, 라우릴스테아릴티오디프로피오네이트, 디미리스틸티오디프로피오네이트, 디스테아릴β, β'-티오디부틸레이트, 2-메르캅토벤조이미다졸, 디라우릴설페이드 등을 들 수 있다. 또한, 인계 화합물류로는 트리페닐포스파이트, 트리옥타데실포스파이트, 트리데실포스파이트, 트리라우릴트리티오포스파이트, 디페닐디오데실포스파이트, 트리노닐페닐포스파이트, 디스테알릴펜타에리스리틀포스파이트(disteraryl pentaerythrythol phosphite) 등을 들 수 있다.
또한, 기록액에는 pH조정제를 함유할 수 있다. pH조정제로서는 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 알칼리 금속원소의 수산화물, 수산화암모늄, 제4급암모늄수산화물, 제4급 포스포늄수산화물, 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨 등의 알칼리 금속의 탄산염, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 아민류, 붕산, 염산, 질산, 황산, 초산 등을 이용할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 화상형성장치의 제어부의 개요에 대해 도14을 참조하여 설명한다. 또한, 동일 도면은 동일 제어부의 전체 블럭 설명도이다.
이 제어부(100)는 장치 전체의 제어를 담당하는 CPU(101)와 CPU(101)가 실행하는 프로그램, 그 밖의 고정데이터를 격납하는 ROM(102)와 화상데이트 등을 일시적으로 격납하는 RAM(103)과, 장치의 전원이 차단되어 있는 사이에 데이터를 유지하기 위한 불휘발성 메모리(NVRAM)(104)와 각종 신호처리, 재배열 등을 수행하는 화상처리나 그 외 장치 전체를 제어하기 위한 입출력신호를 처리하는 ASIC(105)를 구비하고 있다.
또한, 이 제어부(100)는 본 발명에 관한 화상처리장치를 포함하는 퍼스널 컴퓨터 등의 호스트(90) 측과의 데이터, 신호의 송수를 수행하기 위한 I/F(106)과 기록헤드(14)를 구동제어하기 위한 구동파형을 생성하는 구동파형 생성부(107) 및 헤드 드라이버(108)와, 주주사모터(110)를 구동하기 위한 주주사 모터구동부(111)와, 부주사모터(112)를 구동하기 위한 부주사 모터구동부(113)와, 대전 롤러(34)에 AC바이어스를 공급하는 AC 바이어스 공급부(114), 환경온도 및/또는 환경습도를 검출하는 환경센서(118), 도시하지 않은 각종 센서로부터의 검지신호를 입력하기 위한 I/O(116) 등을 구비하고 있다. 또한, 이 제어부(100)에는 이 장치에 필요한 정보의 입력 및 표시를 수행하기 위한 조작판넬(117)이 접속되어 있다.
여기서, 제어부(100)는 퍼스널컴퓨터 등의 화상처리장치인 데이터 처리장치, 이미지스캔 등의 화상판독장치, 디지털카메라 등의 촬상장치 등의 호스트(90) 측으로부터의 화상데이터를 포함하는 인쇄 데이터 등을 케이블 또는 네트워크를 통해 I/F(106)로 수신한다. 또한, 이 제어부(100)에 대한 인쇄데이터의 생성출력은 호스트(90) 측의 본 발명에 관한 프린터드라이버(91)에 의해 수행하도록 하고 있다.
그리고, CPU(101)는 I/F(106)에 포함되는 수신 버퍼 내의 인쇄데이터를 판독하여 해석하고, ASIC(105)에서 데이터 재배열 처리 등을 수행하여 헤드 구동제어부(107)로 화상데이터를 전송한다. 또한, 화상출력을 하기 위한 인쇄데이터의 비트맵 데이터로의 변환은 상술한 바와 같이 호스트(90) 측의 프린터드라이버(91)에서 화상데이터를 비트맵 데이터로 전개하여 이 장치로 전송하도록 하고 있지만, 예를 들어 ROM(102)에 폰트데이터를 격납하여 실행할 수도 있다.
구동파형 생성부(107)는 구동펄스의 패턴데이터를 D/A변환하는 D/A변환기 등으로 구성되고, 하나의 구동펄스(구동신호) 또는 복수의 구동펄스(구동신호)로 구성되는 구동파형을 헤드 드라이버(108)에 출력한다.
헤드 드라이버(108)는 시리얼에 입력되는 기록헤드(14)의 1행분에 상당하는 화상데이터(도트패턴데이터)에 기초하여 구동파형 생성부(107)로부터 부여되는 구동파형을 구성하는 구동펄스를 선택적으로 기록헤드(14)의 압력발생수단에 인가하여 기록헤드(14)를 구동한다. 예를 들어, 헤드 드라이버(108)는 클럭신호 및 시리얼 데이터를 입력하는 시프트 레지스트와, 시프트 레지스트의 레지스트값을 래치신호로 래치하는 래치회로와, 래치회로의 출력값을 레벨 변화하는 레벨변환회로(레벨 시프터)와, 이 레벨시프터로 온/오프가 제어되는 아날로그 스위치 어레이(스위치 수단) 등을 포함하고, 아날로그 스위치 어레이의 온/오프를 제어함으로써, 구동 생성부(107)로부터의 구동파형에 포함되는 소요 구동파형을 선택적으로 기록헤드(14)의 압력발생수단에 인가하여 기록헤드(14)를 구동한다. 여기서는, 구동파형을 복수의 구동펄스로 구성하고, 1 또는 복수의 구동펄스를 부여함으로써, 큰 방울, 중간 방울, 작은 방울, 방울없슴의 4종류의 계조를 재현할 수 있도록 하고 있다.
또한, 본 발명에 관한 화상처리방법을 실행하는 호스트(90; 화상처리장치)와, 본 발명에 의한 화상형성장치를 구성하는 잉크젯 기록장치에 의해 화상형성시스템이 구성된다.
여기서, 화상형성장치에서의 쌍방향 색 차의 발생에 대해서 설명한다. 쌍방향 색차 란, 쌍방향 인쇄시에 기록헤드의 왕로와 복로에서 기록액을 중복하는 순서가 다름에 따라 동일 색으로도 색조가 미묘하게 다름으로써 생기는 색차이다.
예를 들어, 도15에 나타내는 바와 같이, 부스캔 방향(기록방향)으로 각 색의 노즐 열이 1열씩 배열된 헤드(예를 들어, YMCK로 배치된 헤드(노즐도 동일))를 사용하여, 쌍방향 인자하면, 용지(3) 상에서 복수의 기록액을 겹친 부분에서는 쌍방향 색 차가 생길 수 있다. 옐로와 시안의 기록액을 겹쳐서 분사할 때, 옐로→시안의 순서로 인쇄했을 때와, 시안→옐로의 순서로 인쇄했을 때에는 색조가 달라진다. 기록헤드의 노즐이 도15에 나타낸 바와 같이, 각 색 1열씩 배열되어 있는 기록헤드를 사용하여 쌍방향인쇄를 함으로써, 방울분사순서가 순방향(왕로)에서는 옐로→시안, 역방향(복로)에서는 시안→옐로가 되고, 색조가 다른 띠 형태의 색 얼룩이 생기고 만다.
이것을 해결하기 위해서는, 부주사 방향으로 배열한 복수의 노즐로 이루어진 노즐열을 주주사 방향으로 복수열 배열하고, 동일 색의 잉크를 분사하는 노즐열을 2열 이상 갖고, 동일 색의 잉크를 분사하는 노즐열 사이에 다른 색의 잉크를 분사하는 노즐열을 1열 이상 배열하는 구성을 취한다.
예를 들어, 도16에 나타낸 바와 같이, Y잉크를 분사하는 노즐열 사이에 C, M잉크를 분사하는 노즐 열을 배열하도록 함으로써, 왕로, 복로에 관계없이 C→Y의 순으로 중합시킬 수도 있고, Y→C의 순으로 중합시킬 수도 있다. 또한 왕로, 복로에 관계없이 M→Y의 순으로 중합시킬 수도 있고, Y→M의 순으로 중합시킬 수도 있다. 이로써, 색 재현역을 확대하면서 쌍방향 인자할 수 있고, 색 재현역이 넓은 컬러인쇄물을 고속으로 인쇄하는 것도 가능하게 된다.
또한, 부주사 방향으로 배열한 복수의 노즐로 이루어진 노즐 열을 주주사 방향으로 복수 열 배열하고, 동일 색의 잉크를 분사하는 노즐 열을 2열 이상 갖고, 상기 동일 색의 잉크를 분사하는 노즐 열 사이에 다른 색의 잉크를 분사하는 노즐 열을 1열 이상 배열하고, 주주사 방향에 직행하는 축을 중심으로, 동일 색의 잉크를 분사하는 노즐열을 좌우 대칭으로 배열하는 구성을 취할 수도 있다.
예를 들어, 도17에 나타낸 바와 같이, 주주사 방향으로 직교하는 축을 중심으로, 동일 색의 잉크를 분사하는 노즐 열을 좌우 대칭으로 배열하는, 여기서는, K를 중심으로 하여, 좌우로 C, M, Y의 순서로 배열함으로써, 보다 많은 색에 대해 왕로, 복로에 관계없이 임의의 중복 순서로 2종 이상의 색 잉크를 중합시킬 수 있다. 이로써, 더 넓은 색 재현역을 얻으면서 쌍방향 인자할 수 있고, 또한 색 재현역이 넓은 컬러 인쇄물을 고속으로 인쇄할 수 있게 된다.
그리고, 도18에 나타낸 바와 같이, 통상적인 옐로(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 이외에 색 농도가 낮은 옐로, 마젠타, 시안, 블랙, 즉, 포토옐로(PY), 포토마젠타(PM), 포토시안(PC)을 사용할 수도 있다. 더불어, 포토 그레이(PG)를 사용할 수도 있다. 색 농도가 낮은 잉크를 사용함으로써, 색 재현역을 확대하는 것에 더해, 입상감(까칠까칠한 감)이 억제된 컬러 인쇄물을 인쇄할 수 있게 된다.
다음으로, 이 화상형성장치를 따라서 화상을 형성하기 위해서 이 화상형성장치에 대해 화상데이터(인쇄 데이터)를 전송하는 호스트 측이 되는 본 발명에 관한 프린터 드라이버를 포함하는 본 발명에 관한 화상처리장치(데이터 처리장치)의 일 예에 대해서 도19를 참조하여 설명한다.
호스트(90)의 프린터드라이버(91)는 어플리케이션 소프트웨어 등으로부터 얻어지는 화상데이터(130)를 모니터 표시용의 색 공간에서 기록 장치용의 색 공간으로의 변환(RGB표 색계→CMY표 색계)을 실행하는 CMM(Color Management Module)처리부(131), CMY 값으로부터 검은 색 생성/밑바탕색 제거를 수행하는 BG/UCR(black generation/Under Color Removal) 처리부(132), 기록장치의 특성이나 사용자의 기호를 반영한 입출력 보정을 하는 γ보정부(133), 총량규제를 하는 총량규제부(134), 화상데이터를 기록장치로부터 분사하는 도트 패턴 배열로 치환하는 디더매트릭스를 포함하는 중간조 처리부(135), 도트패턴 데이터를 각 스캔마다의 데이터로 분할하고, 나아가 기록을 수행하는 각 노즐 위치에 맞춰 데이터를 전개하는 래스터라이징부(136)를 포함하고, 래스터라이징부(136)의 출력을 화상데이터(137)로 하여 상술한 화상형성장치로 송출한다.
또한, 이 프린터 드라이버(91) 기능 전부 또는 일부를 화상형성장치에 포함시킬 수도 있고, 중간조 처리부의 기능을 포함시킴으로서 본 발명에 관한 화상형성장치가 구성된다.
다음으로, 호스트 측의 프린터 드라이버(91)에 의한 중간조 처리까지의 화상처리의 흐름에 대해 도20에 나타내는 블럭도를 참조하여 설명한다.
퍼스널 컴퓨터 등의 데이터 처리장치상에서 동작하는 어플리케이션 소프트웨어로부터 '인쇄'지시가 나오면 프린터 드라이버(91)에서는 입력(200)에 대해 오브젝트 판정처리(201)로 오브젝트의 종류를 판정하고, 오브젝트마다, 즉 문자 화상데이터(202), 선화(線畵) 화상데이터(203), 그래픽 화상데이터(204), 이미지 화상데이터(205)마다 데이터가 전해지고, 각각의 루트를 통해 처리가 실행된다.
즉, 컬러조정처리부(206)는 문자(202), 선화(203), 그래픽(204)에 대해서 컬러조정처리를 한다. 그리고, 문자에 대해서는 컬러 매칭처리부(207), BG/UCR처리부(209), 총량규제처리부(211), γ보정처리부(213) 및 문자 디더처리(중간조처리)(215)에 의해서 컬러 매칭처리, BG/UCR처리, 총량규제처리, γ보정처리 및 문자 디더처리가 각각 수행된다. 또한, 선화 및 그래픽에 대해서 컬러매칭처리부(208), BG/UCR처리부(210), 총량규제처리부(212), γ보정처리부(214) 및 그래픽 디더처리(중간조처리)(216)가 컬러매칭처리, BG/UCR처리, 총량규제처리, γ보정처리 및 그리고 그래픽 디더처리(중간조처리)를 수행한다.
한편, 이미지(205)에 대해서는 색판정 및 압축방식 판정처리(221)를 수행하고, 통상적인 경우에는 컬러조정처리(222), 컬러매칭처리(223)를 수행한 후, BG/UCR처리(224), 총량규제처리(225), γ보정처리(226)를 수행하고, 또한 오차확산처리(중간조처리)(227)를 수행한다. 또한, 2색 이하의 경우에는 이미지 데시메이팅처리(231), 컬러조정처리(232), 컬러매칭처리(233a) 또는 인덱스레스처리(컬러 매칭을 실행하지 않는 처리)(233b)를 한 후, BG/UCR처리(224), 총량규제처리(225), γ보정처리(226)를 수행하고, 또한 오차확산처리(중간조처리)(227)를 한다.
또한, 선화 및 그래픽에 대해서는 컬러조정(206)처리에 도달하기 전에 분기하여 ROP처리(241)를 거쳐 이미지의 경우의 컬러매칭처리(232)로 이행하는 것도 있다.
이와 같이 하여 오브젝트마다 처리된 화상데이터는 다시 원래의 하나의 화상 데이터에 합성된다.
본 발명에 관한 화상처리방법은 중간조 처리부에서의 중간조 처리에 관한 것이고, 특히 중간조 표현수단으로서 디더법을 사용하였을 때의 디더마스크(임계치 매트릭스)에 관한 것이다.
먼저, 종전의 디더마스크에 대해서 설명한다. 상술한 일본특개2004-166163호 공보에 기록되어 있는 바와 같이 종래는 경사 45도 만선기조를 베이스로 하고, 전 계조에서 기조연속성을 유지하면서 인간의 시각특성을 고려하여 고역통과필터 특성을 가진 디더마스크가 사용되고 있다.
이 45도 경사만선기조의 디더마스크에 대해서, 도21에 나타낸 바와 같이 예를 들어, 5×5, 즉 5도트 간격으로 기조라인이 나타나는 마스크(이것을 단위 마스크라 한다.)로 설명한다. 또한, 4×4이나 3×3, 또는 그 이상의 사이즈라도 무관하다. 이 단위 마스크의 기조라인을 도22(a)∼(i)에 나타낸 바와 같이 점차로 굵게 해 감에 따라 계조표현을 한다. 또한, 여기서는 도트로서, 큰 방울/중간 방울/작은 방울 3종류의 크기의 잉크에 의해 형성되는 것을 사용하는 것으로 한다. 이하, 도22(a)∼(i)로 나타낸 바와 같은 기조를 강조하는 도트배치를 '기준패턴'이라 한다.
이 도22(a)에 나타내는 기준패턴(A)은 작은 방울 도트를 한쪽의 대각선 상에 배치하고, 도22(b)에 나타내는 기준패턴(B)은 중간 방울 도트를 한쪽의 대각선 상에 배치하고, 도22(c)에 나타내는 기준패턴(C)은 기준패턴(B)의 중간 방울 도트를 좌우의 작은 방울 도트를 배치하고, 도22(d)에 나타내는 기준패턴(D)은 기준패턴(C)의 공백부에 모든 작은 방울 도트를 배치하고, 도22(e)에 나타내는 기준패턴(E)은 기준패턴(D)의 중간 방울 도트의 좌우에 중간 방울 도트를 배치하고, 도22(f)에 나타내는 기준패턴(F)은 기준패턴(E)의 대각선 상의 중간 방울 도트 대에 큰 방울 도트를 배치하고, 도22(g)에 나타내는 기준패턴(G)은 기준패턴(F)의 큰 방울 도트 외에는 모든 중간 방울 도트를 배치하고, 도22(h)에 나타내는 기준패턴(H)은 기준패턴(G)의 큰 방울도트의 좌우에 큰 방울 도트를 배치하고, 도22(i)에 나타내는 기준패턴(I)은 모든 큰 방울 도트를 배치한 예이다.
여기서, 이와 같은 5×5 또는 그것에 가까운 크기의 단위 마스크에서는 표현할 수 있는 계조수는 한정된다. 예를 들어, 2진값(도트 있슴/없슴)으로 256계조를 표현하는 데에는, 적어도 16×16의 마스크 사이즈가 필요하고, 4진값(없슴/작은 방울/중간 방울/큰 방울)으로 256계조를 표현하는 데에는 적어도 8×8의 마스크사이즈가 필요하다.
따라서, 실제로는 도23에 나타내는 바와 같이, 5×5 단위 마스크를 최소 단위로 하여 더 넓힌 5n×5(n:임의의 정수)의 임계치 마스크로 분산적으로 도트 배치를 결정지음에 따라 계조표현을 수행한다. 예를 들어, n=3, 즉 15×15 디더마스크의 경우의 도트 발생순의 예를 도24에 나타내고 있다(실제는 텍스쳐 억제를 위해 더 큰 마스크 사이즈 설정을 한다).
이 도24에 나타내는 마스크는 상기 실시형태의 잉크젯 기록장치가 표현 가능한 모든 계조 중, 기조패턴이 가장 강조되는 계조이고, 그 중간계조에서는 기조라인 상에서 점점 도트를 증가시켜 가고, 계조표현을 수행하고 있다. 예를 들어, 도22(a), (b)에 나타내는 기준패턴(A, B)에서는 5×5의 최소단위 마스크 내에서 경사 45도의 위치에 작은 방울(중간 방울)을 우선적으로 배치해 감으로써, 기조패턴을 강조하고 있다. 도22(c)에 나타내는 기준(C)에서는 이미 형성된 중간 방울에 의한 기조라인은 고정하고, 그 기조라인의 양 옆에 작은 방울을 우선적으로 배치해 가는 것으로 기조패선을 굵게 하고 있다. 더 위의 계조에서도 동일하다.
계조표현을 실행함에 있어서, 이 기준패턴 사이를 보완하는 도트 배치순을 결정할 필요가 있고, 이 때의 도트 배치는 전 계조에서, 도25에 나타내는 인간의 시각특성(VTF)을 고려한 고역패스 필터 특성을 갖는 도트배치가 되도록 하고 있다. 도 25는 인간의 시각 특성을 나타내는 그래프이다. 도 25에서는, 세로축은 임의의 단위에서 광도를 나타내고, 가로축은 임의의 단위에서 공간주파수를 나타낸다.
도 26(A) 및 도 26(B)는, 계조레벨이 각각 도 22의 (b)에서 도시한 기준 패턴 B에 의해서 나타난 계조 레벨로부터 도 22의 (c)에서 도시한 기준 패턴C에 의해서 나타난 계조 레벨로 변화하는 경우에 강조된 경사만선기조를 갖는 패턴 사이의 중간조 계조레벨의 도트 배열을 설명하기 위한 다이어그램이다. 도26(a)는 도22(b)의 기준패턴(B)에서 도22(c)의 기준패턴(C)로 이행할 때에 중간계조 패턴이고, 도26(b)에 나타내는 고역통과 특성을 갖는 도트패턴은 도26(a)에 도시된 도트 패턴으로부터 기조라인이 제거되었을 때 얻어진다.
도 27는 위에서 설명한 디더마스크를 사용하는 것에 의해서, 즉, 종래의 만선기조에 의해서 얻어지는 계조패턴을 도시한다.
이 디더패턴은 모든 계조에서 경사만선기조의 연속성이 유지되고 있고, 밴딩 등이 눈에 띄기 어려워진다는 이점이 있다. 이와 같이, 경사만선기조 패턴으로서 인식될 수 있는 도트의 조합에 의한 복수의 다른 계조치를 갖는 패턴(기준패턴)과, 이들 패턴 간을 직선적인 계조치가 되도록 보완한 패턴으로 구성되어 있는 디더마스크를 사용함으로써, 경사만선기조의 연속성이 유지되어, 밴딩 등이 눈에 띄기 어려워진다.
하지만, 여기서, 전술한 쌍방향 착탄이탈이 발생한 경우에 문제가 발생한다. 즉, 쌍방향 착탄이탈이 발생하는 상황하에서 작화하면, 목표로 하는 위치에서 도트가 벗어나기 때문에 화상의 입상도(꺼칠꺼칠한 감)가 악화되거나, 기조라인이 형성할 수 없게 되는 등, 화질이 열화한다.
예를 들어, 이상적으로는 도26(A)에 나타낸 바와 같은 도트패턴이 되었어야 하는 것이 도28에 나타낸 바와 같이 1라인 간격으로 도트 위치 이탈이 발생하고, 그때까지 형성해 왔던 기조와는 다른 타입의 기조로 변화하는 경우가 있다. 도 28은, 도 26(a)에 도시된 도트 배열이 이상적으로 얻어져야 하는 쌍방향 착탄이탈이 발생한 경우에 도트 배열을 설명하기 위한 다이아그램이다. 다른 기조가 섞임으로써, 기조 연속성을 유지할 수 없게 된다. 이 도28의 예는, 1라인 마다, 예를 들어, 주 스캔 방향에서 기록헤드스캔의 왕로 방향으로, 1 라인 간격으로 오른쪽 방향으로 1도트의 이탈이 발행하는 경우를 도시한다. 도 28에서 도시된 바와 같이, 원래의 기조 패턴에 대해서 교차하는 방향의 다른 기조가 발생하고 있는 것을 알 수 있다.
그래서, 본 발명에 관한 화상처리방법에서는 왕로 기록을 수행하는 단계에서 현저한 기조를 발생하는 중간조 처리를 수행하기 위해서, 왕로 기록을 수행한 단계에서 기조가 완성되는 디더마스크를 이용한다. 이에 대해, 도22에 나타내는 기준패턴 간을 보완하는 중간 계조에서의 도트 배치순으로 하여 설명한다.
종전은 전술한 도24에 나타낸 바와 같이 마스크 전체에서 도트 배치순이 결정되어 있다. 이에 대해, 본 발명에 있어서는, 디더마스크를 착탄이탈의 상황에 맞추어 분할하고, 각각의 마스크별로 도트 배치순을 결정짓는다. 예를 들어,쌍방향 착탄이탈이 발생하는 경우에 이것을 적용한다면, 디더마스크의 짝수라인(복로 기록)에 의한 마스크와, 홀수라인(왕로 기록)에 의한 마스크로 분할하여, 두 개의 분할된 마스크를 갖는 합성한 디더 매트릭스를 사용하게 된다.
예를 들어, 도24에 나타낸 바와 같은 디더 매트릭스(임계치 매트릭스)에 적용한 경우, 도29 에 나타내는 홀수라인(왕로 방향의 기록) 분할 마스크(왕로 마스크) MO와 짝수라인(복로 방향의 기록) 분할 마스크(복로 마스크) ME로 분할되고, 두 개의 분할된 마스크 Mo 및 Me 의 조합된 디더 마스크 Mc 가 사용된다. 도 29는 본 발명에서 사용된 디더 매트릭스 (임계값 매트릭스)를 사용하는 다이어그램이다.
이것은 즉, 기록헤드의 왕로에서 분사된 도트를 먼저 형성하고, 즉, 왕로만에서 경사만선기조를 완성시킨 후에, 복로에서 왕로에서의 기록에 의해서 형성된 도트 사이를 보완한다는 도트 배치순서가 된다. 도29에서는, 왕로 마스크 Mo 는 계조 '0'에서 '9'까지의 도트의 패턴을 형성하기 위해서 사용되고, 복로 마스크 ME는 계로 '10'에서 '19'까지의 도트의 패턴을 형성하기 위해 사용된다.
화상형성에서, 하나의 기조라인이 형성된 후는 일본특개2004-166163호 공보에 나타낸 바와 같이, 이미 형성된 기조라인을 점점 굵어지게 함으로써, 더 위의 계조를 표현하게 된다. 예를 들어 도22(b)의 기준패턴(B)에서 도22(c)의 기준패턴(C)으로 이행하는 경우의 도트패턴은, 예로 들면, 도30에 나타낸 바와 같이, 이미 완성되어 있는 기조라인은 왕로 및 복로에 관계없이 모두 분사하고, 형성과정의 기조라인 상의 도트 패턴만 전술한 바와 같이 왕로 및 복로로 나누어 분사하도록 한다.
이 때, 큰 방울/중간 방울/작은 방울 3종류 크기의 방울을 사용하는 경우의 각 계조에서의 각각의 방울 직경의 도트 사용비율은 도31 에 나타내는 바와 같이 된다. 도31은 3종류 크기의 도트를 사용할 경우의 전 계조에서의 각 도트의 사용률을 설명하는 설명도이다. 도 31에서, 세로축은 기록율(%)을 나타내고, 가로축은 계조치(기준 패턴 심벌)를 나타낸다. 또한, 도 31에서, 기준패턴 기호는 도22(a)∼(i)의 기준패턴(A)∼(I)에 각각 대응한다. 실선은 작은 도트(작은 잉크 방울)에 대한 도트 기록율, 점선은 중간 도트(중간 잉크 방울)에 대한 도트 기록율, 또한 일점쇄선은 큰 도트(큰 잉크방울)에 대한 도트 기록율을 나타낸다.
도32은 마찬가지로 도27의 블랭크 패턴에서 기준패턴(C)까지의 구간에 대해서의 각 도트의 사용률의 상세한 설명을 위한 설명도이다. 도 32에서, 세로축은 도트 기록율(%)을 나타내고, 가로축은 계조율(기준 패턴 심볼)을 나타낸다. 실선은 왕로에서 기록시에 작은 도트(작은 잉크 방울)에 대한 도트 기록율, 점선은 복로에서 기록시에 중간 도트(중간 잉크 방울)에 대한 도트 기록율, 또한 일점쇄선은 왕로에서 기록시에 큰 도트(큰 잉크방울)에 대한 도트 기록율, 이점쇄선은 복로에서 기록시에 중간 도트(중간 잉크 방울)에 대한 도트 기록율을 나타낸다.
도32의 S1 구간은 도31의 블랭크 패턴에서 기준패턴(A)까지의 계조에 대응한다. 도32의 계조(Ga)는 블랭크 패턴과 기준패턴(A)의 중점에 위치한다. 여기서, 왕로에서 작은 도트의 도트 기록율은 10%에 달한다. 이것은 즉, 기준패턴(A)의 왕로분만이 완성된 것을 의미한다. 그 다음, 계조(a)로부터 계조(A) 구간에서 복로에 의한 작은 방울이 기록되고, 계조(A)에서 기준패턴(A)이 완성된다.
도32의 S2 구간은 도31의 기준패턴(A)에서 기준패턴(B)까지의 계조에 대응한다. 도28의 계조(b)는 기준패턴(A)과 기준패턴(B)의 계조 중점에 위치하는 계조이다. 여기서, 작은 방울은 10%에서 0%로, 중간 방울은 0%에서 10%에 달하고, 먼저 복로기록에서 작은 방울이 중간 방울로 치환된다. 그 다음, 계조(b)로부터 B구간에서 복로기록에 의한 작은 방울이 중간 방울로 치환되고, 계조(B)에서 기준패턴(B)이 완성된다.
도32의 S3 구간은 도31의 기준패턴(B)에서 기준패턴(C)까지의 계조에 대응한다. 도32의 계조(c)는 기준패턴(B)과 기준패턴(C)의 계조 중점에 위치하는 계조이다. 여기서는, 앞서 기술한 바와 같이, 이미 완성되어 있는 중간 방울에 의한 기조라인은, S3 구간에서의 전 계조에서 고정이고, 왕로 및 복로에서 기록된다. 그리고, 기조 라인의 양 옆의 작은 방울이 먼저 왕로 기록만으로 20%에 달한다. 그 다음, 계조(c)로부터 계조(C) 구간에서 복로기록에 의한 작은 방울이 분사되고, 계조(C)에서 기준패턴(C)이 완성된다.
이후, 같은 방법으로 각 기준패턴 간을 보완하는 도트 배치는 각 기준패턴에 도달할 때까지 완성되어 있는 기조라인은 왕로 및 복로기록에서 함께 분사되고, 계조치를 증가시키기 위해서 새롭게 첨가하는(또는 동일 좌표상에서 방울직경을 크게 한다) 도트에 대해서만 왕로 및 복로에 의해 분리 분사한다.
이와 같은 디더마스크는 왕로에 의한 기조가 완성될 때까지는 왕로에만 도트를 분사하기 때문에, 쌍방향고착이탈은 전혀 발생하지 않는다. 즉, 1라인 간격의 기조라인을 이상적인 위치에 착탄시킬 수 있다. 또한, 왕로에 의한 기조라인이 계조값이 낮은 단계에서 형성되기 때문에 기조연속성 향상이 예상된다.
또한, 쌍방향 착탄이탈에 의해 착탄위치가 벗어나는 (복로기록에 의한) 도트는 왕로에 의한 기조라인이 완성한 후에 1라인 간격의 기조라인을 보완하는 형태로 배치되어 가기 때문에 복로에서 착탄이탈은 비교적 눈에 띄지 않게 된다. 이것은 기조 연속성을 유지한다는 마스크 설계방법의 관점에서 보아도 효과가 있다.
즉, 일본특개2004-166163호 공보에 의한 방법에서, 형성과정의 기조라인에 대해 쌍방향주사의 왕로에서 우선적으로 도트를 할당함으로써, 쌍방향 착탄이탈이 발생하는 상황하에서도 그 영향을 최소한으로 억제한 기조 연속성이 높은 화상을 형성할 수 있다.
이와 같이, 경사만선기조를 베이스로 하여 기조 연속성을 유지한 중간조 처리를 수행할 때, 왕로 기록이 수행된 단계에서 경사만선기조가 현출하는 중간조 처리를 수행함으로써, 먼저 형성된 기조가 지배적으로 되는 점에서 쌍방향 착탄이탈이 발생하더라도, 형성된 기조의 흐트러짐이 저감하고, 화상품질이 향상된다.
그리고, 특정 도트의 조합에 의해 경사만선기조 패턴을 강조한 계조치(기준패턴의 계조치)로부터, 특정 도트의 조합에 의해 경사만선기조 패턴을 강조한 계조치(다음 기준패턴의 계조치)까지의 구간에서, 왕로기록에 의해 형성되는 도트위치에서의 임계치가 복로기록에 의해 형성되는 도트위치에서의 임계치 보다도 상대적으로 작은 디더 마스크를 사용하여 처리함으로써, 간단한 구성으로 왕로기록이 수행된 단계에서 경사만선기조가 현출하는 중간조 처리를 수행할 수 있다.
여기서, 실험에 따르면, 시각적으로는 왕로기록에 의해 형성되는 도트위치에서의 임계치 중 적어도 70%이상이 복로기록에 의해 형성되는 도트위치에서의 임계치보다도 작게 함으로써, 왕로기록이 수행된 단계에서 경사만선기조가 현출하는 중간조처리를 수행할 수 있다.
이상에서는, 쌍방향 착탄이탈에 대해서 설명하였지만, 이것은 쌍방향 색 차를 해결하기 위해 좌우대칭배열 노즐을 사용하는 경우, 헤드의 조립 정밀도 등에 기인하여 발생하는 착탄이탈에 대해서도 유효하다.
나아가서는, 멀티 패스인자를 사용할 경우에 있어서, 주주사 방향뿐만 아니라 부주사 방향에 대한 착탄이탈에 관해서도 유효하다. 구체적으로는, 멀티패스로 인자되는 도트군마다 나타낸 바와 같이 임계치를 설정함으로써, 기조연속성을 유지한 디더마스크가 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 프린터 드라이버가 본 발명에 관한 화상처리방법을 컴퓨터로 실행시키도록 하여 화상처리장치를 구성하였지만, 화상형성장치 자체가 상술한 화상처리방법을 실행하는 수단을 마련하도록 할 수도 있다.
본 발명의 권리범위는 본 발명에 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 권리범위로부터 벗어나지 않은 다양한 변형예도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이다.

본 발명에 관한 화상처리방법, 프린터드라이버, 화상처리장치, 화상형성장치 및 화상형성시스템에 따르면, 경사만선기조를 베이스로 하여 기조연속성을 유지한 중간조 처리를 수행할 때, 왕로기록이 실행된 단계에서 경사만선기조가 현출하는 디더처리를 하기 때문에, 경사만선기조가 현출한 후의 쌍방향 착탄이탈에 의한 기조의 흐트러짐이 눈에 띄지 않게 됨으로써 경사만선기조의 흐트러짐이 저감하고, 화질품질이 향상된다.

Claims (14)

1. 잉크젯 기록헤드에 의해서 스캔의 왕로 및 복로에서 분사에 의해서 기록매체에 화상을 형성하는 쌍방향기록이 가능한 화상형성장치에 출력하는 화상데이터의 화상처리방법에 있어서,

   경사만선기조(inclined line-group keytone)를 베이스로 하여 기조 연속성을 유지한 중간조 처리(halftone process)를 포함하고

   상기 중간조 처리는 왕로기록이 실행된 단계에서 경사만선기조가 발생하는 디더처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 화상처리방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 디터 처리는 제 1 패턴과 제 2 패턴으로 형성된 디터마스크를 이용하고, 상기 제 1 패턴은 경사만선기조 패턴으로 인식될 수 있는 도트의 조합에 의한 복수의 다른 계조치를 갖고, 상기 제 2 패턴은 선형의 계조치를 얻기 위해서 상기 제 1 패턴 사이에서 삽입하는 것을 특징으로 하는 화상처리방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 디터 처리는 제 1 및 제 2 임계값 사이의 구간에서 왕로기록에 의해 형성되는 도트 위치에서의 임계치가 복로 기록에 의해 형성되는 도트 위치에서의 임계치보다도 상대적으로 작은 디더마스크를 사용하고,

   상기 제 1 임계치는 특정 도트의 조합에 의해 경사만선기조 패턴을 강조하고, 상기 제 2 임계치는 상기 제 1 임계치보다 더 위에 있으며, 특정 도트의 조합에 의해 경사만선기조 패턴을 강조하는 것을 특징으로 하는 화상처리방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 왕로기록에 의해 형성되는 도트 위치에서의 임계치의 적어도 70%가 복로기록에 의해 형성되는 도트 위치에서의 임계치보다도 작은 것을 특징으로 하는 화상처리방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 디더 프로세스는 상기 화상형성장치의 쌍방향 인터레이스 기록 또는 멀티 패스 기록에 대응한 디더마스크를 이용하는 것을 특징으로 하는 화상처리방법.
6. 화상데이터를 화상형성장치에 출력하기 위해서, 상기 제1항에 기재된 화상처리방법에 따라서 중간조 처리를 컴퓨터가 수행하도록 하는 프린터 드라이버를 저장한 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
7. 화상형성장치에 출력되는 데이터에 대해서 중간조 처리를 수행하는 청구항 제 6 항에 기재된 프린터 드라이버를 탑재하고 있는 것을 특징으로 하는 화상처리장치.
8. 잉크젯 기록헤드에 의해서 스캔의 왕로 및 복로에서 기록에 의해서 기록매체에 화상을 형성하는 쌍방향기록이 가능한 화상형성장치에 있어서,

   경사만선기조(inclined line-group keytone)를 베이스로 하여 기조 연속성을 유지한 중간조 처리(halftone process)부를 포함하고,

   상기 중간조 처리부는 왕로기록이 실행된 단계에서 경사만선기조가 발생하는 디더처리를 수행하도록 구성된 디더 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 디터 처리부는 제 1 패턴과 제 2 패턴으로 형성된 디터마스크를 이용하고, 상기 제 1 패턴은 경사만선기조 패턴으로 인식될 수 있는 도트의 조합에 의한 복수의 다른 임계치를 갖고, 상기 제 2 패턴은 선형의 계조치를 얻기 위해서 상기 제 1 패턴 사이에서 삽입하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 디터 처리부는 제 1 및 제 2 임계값 사이의 구간에서 왕로기록에 의해 형성되는 도트 위치에서의 임계치가 복로 기록에 의해 형성되는 도트 위치에서의 임계치보다도 상대적으로 작은 디더마스크를 사용하고,

    상기 제 1 임계치는 특정 도트의 조합에 의해 경사만선기조 패턴을 강조하 고, 상기 제 2 임계치는 상기 제 1 임계치보다 더 위에 있으며, 특정 도트의 조합에 의해 경사만선기조 패턴을 강조하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 왕로기록에 의해 형성되는 도트 위치에서의 임계치의 적어도 70%가 복로기록에 의해 형성되는 도트 위치에서의 임계치보다도 작은 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 디더 처리부는 상기 화상형성장치의 쌍방향 인터레이스 기록 또는 멀티 패스 기록에 대응한 디더마스크를 이용하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
13. 제7항에 기재된 화상처리장치와 제8항에 기재된 화상형성장치의 조합에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 화상형성시스템.
14. 화상데이터를 화상형성장치에 출력하기 위해서, 상기 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 화상처리방법에 따라서 중간조 처리를 컴퓨터가 수행하도록 하는 프린터 드라이버를 저장한 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.

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