KR20080007664A - 잉크젯 기록 장치, 화상 처리 방법, 기억 매체, 안료 잉크및 기록물 - Google Patents

Abstract

기록 매체 상에 기록액을 토출함으로써 기록을 수행하기 위한 개시된 잉크젯 기록 장치는, 입력 화상 데이터 상에 중간 계조 처리를 수행함으로써 출력 중간 계조 레벨을 얻고, 얻어진 출력 중간 계조 레벨에 따라 도트 배열 순서를 선택하고, 이에 의해 도트가 격자형 패턴으로 배열된 도트 데이터를 생성하도록 구성된 화상 처리 유닛을 포함한다. 개시된 잉크젯 기록 장치는, 기록 매체가 상업용 인쇄 용지일 때 기록액으로서 안료 잉크를 사용하고, 도트 데이터 내의 홀수/짝수열 또는 홀수/짝수행 내의 도트의 위치가 부-주사 방향 또는 주-주사 방향으로 전이되는 지그재그형 배열로 도트를 기록하도록 구성된다.

잉크젯 기록 장치, 기록 매체, 입력 화상 데이터, 중간 계조 처리, 도트 데이터, 디더 매트릭스, 안료 잉크

Description

잉크젯 기록 장치, 화상 처리 방법, 기억 매체, 안료 잉크 및 기록물{INKJET RECORDING APPARATUS, IMAGE PROCESSING METHOD, STORAGE MEDIUM, PIGMENTED INK, AND RECORDED MATTER}

본 발명은 일반적으로 기록 매체 상에 기록액을 토출함으로써 화상을 기록하기 위한 잉크젯 기록 시스템에 관한 것이고, 더 구체적으로는 상업용 인쇄를 위한 고품질 코팅지(상업용 인쇄 용지)에 고해상도, 고품질 다치 화상(multivalued-image)을 기록하기 위한 잉크젯 기록 시스템에 있어서의 잉크젯 기록 장치, 화상 처리 방법, 잉크, 화상 처리 프로그램을 포함하는 기록 매체 및 기록물에 관한 것이다.

잉크젯 인쇄 용지는 잉크젯 프린터로 고품질 화상을 형성하는데 적합하다. 그러나, 잉크젯 인쇄 용지는 일반적으로 고가이고 따라서 대량 인쇄에 적합하지 않다.

한편, 상업용 인쇄를 위한 고품질 코팅지[이하, 상업용 인쇄 용지(들)라 칭함]는 고품질을 가질 뿐만 아니라 비교적 저가이고, 따라서 대량 인쇄에 적합하다.

그러나, 통상의 염료 잉크 및 안료 잉크는 낮은 침투성을 갖기 때문에, 이들은 이러한 상업용 인쇄 용지 상에 용이하게 정착되지 않는다. 따라서, 통상의 염 료 잉크 및 안료 잉크로 상업용 인쇄 용지에 화상을 형성하는 것이 곤란하다.

한편, 예를 들면 디지털 프린터 또는 디지털 팩시밀리로 다치 화상 데이터를 인쇄할 때, 디더법(dither methods)이 원본 중간 계조(halftone) 레벨보다 적은 중간 계조 레벨을 사용하여 중간 계조를 재현하는데 사용된다. 디더법에서, 중간 계조는 농도 변조(강도 변조) 및 면적 커버리지(area coverage) 변조의 조합에 의해 재현된다.

2치 디더법(binary dither method)에서, 좌표점에서의 화소의 농도값은 디더 매트릭스 내의 대응 임계치와 비교되고, 비교의 결과에 기초하여 1(인쇄 또는 발광) 또는 0(무인쇄 또는 무발광)으로 2치화된다. 이 방법은 화상 데이터의 화소의 농도값을 디더 매트릭스 내의 임계치와 단순히 비교함으로써 면적 커버리지 변조를 위한 2치화 데이터를 얻는 것을 가능하게 하고, 따라서 고속 처리를 가능하게 한다.

또한, 3개 이상의 값을 사용하는 디더법이 존재한다. 예를 들면, 3개의 크기로 도트(dot)를 형성할 수 있는 잉크젯 기록 장치로 화상을 형성할 때, 3개의 디더 매트릭스가 준비되고, 화상은 4개의 중간 계조 레벨, 즉 0(도트 없음), 1(소형 크기 도트), 2(중간 크기 도트) 및 3(대형 크기 도트)으로 분류된다.

다수의 유형의 디더 매트릭스가 존재한다. 예를 들면, 바이어(Bayer) 디더 매트릭스, 랜덤 디더 매트릭스 및 블루-노이즈 디더 매트릭스가 공지되어 있다.

이들 디더 매트릭스에 의해, 면적 커버리지 변조 중에, 도트가 특정 영역에 집중되지 않고 균일하게 분포된다. 따라서, 이들 디더 매트릭스는 분산형으로서 분류된다.

한편, 도트가 특정 지점 주위에 집중되도록 설계되는 디더 매트릭스가 존재한다. 이들 디더 매트릭스는 집중형으로서 분류된다.

예를 들면, 서브 매트릭스가 스크린각(screen angle)을 형성하도록 배열된 집중형 디더 매트릭스가 존재한다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 2 참조). 집중된 도트에 의해 형성된 패턴은 인쇄시에 가시성이 높고 따라서 예를 들면 낮은 용지 품질 또는 낮은 인쇄 정밀도에 의해 발생되는 화상 농도의 불균일성이 은폐된다. 따라서, 집중형 디더 매트릭스는 특히 상업용 인쇄에 광범위하게 사용된다.

특허 문헌 3은 다치 화상 데이터가 비교되어 다치 화상 데이터를 중간 계조 화상으로 변환하는 임계치로 이루어진 마스크 또는 디더 매트릭스를 형성하는 방법을 개시하고 있다.

이 방법은, a) 미리 결정된 중간 계조 레벨의 각각에 대해 중간 계조 도트 패턴을 결정하는 단계와, b) 단계 a)에서 얻어진 중간 계조 도트 패턴에 의해 마스크를 생성하는 단계를 포함한다. 단계 a)에서, 중간 계조 도트 패턴은 각각의 중간 계조 레벨에 대해 독립적으로 결정된다.

특허 문헌 4는 디더 매트릭스를 사용하여 다계조 화상 도트를 도트마다 2치 또는 다치 화상 데이터로 변환할 때, 특정 농도를 갖는 다계조 화상의 일부가 미리 결정된 방향을 갖는 라인계 패턴을 형성하도록 변환되고 다른 부분은 고역 통과 필터(high-pass filter) 특성을 얻도록 변환되는 계조 재현 방법에 사용되는 중간 계조 처리 마스크를 준비하는 방법을 개시하고 있다. 개시된 방법에 사용된 중간 계 조 처리 마스크는 라인계 패턴이 직렬 헤드(serial head)의 다중 통과 및 교차의 조합에 의해 형성된 도트의 기록 시퀀스 매트릭스와 항상 동기화되는 도트를 포함하도록 설계된다.

전술된 바와 같이, 상업용 인쇄 용지는 대량 인쇄에 적합하다. 그러나, 상업용 인쇄 용지는 잉크젯 인쇄 용지보다 낮은 침투성을 갖기 때문에, 더 양호한 정착 특성을 갖는 고침투성 안료 잉크조차 상업용 인쇄 용지 상에 신속하게 정착되지 않을 수 있다. 따라서, 비딩(beading)이 상업용 인쇄 용지에 용이하게 발생한다. 또한, 잉크가 상업용 인쇄 용지 상에 평활화게 확산되지 않기 때문에, 몇몇 화소가 미충전 상태로 잔류될 수 있다.

특허 문헌 5는 폴리알킬렌 산화물 유도체를 함유하는 수계 잉크(water-based ink)를 개시하고 있다. 개시된 수계 잉크는 잉크젯 기록을 위해 사용되고, 우수한 건조 특성 및 내수성(water resistance)을 갖는다. 그러나, 개시된 수계 잉크는 높은 표면 장력을 갖고, 따라서 상업용 인쇄 용지 상에 인쇄하는데 적합하지 않다.

집중형 디더 매트릭스는 전술한 바와 같은 장점을 갖지만, 이들은 단점도 갖는다.

예를 들면, 잉크젯 기록 장치를 사용하여 화상을 형성할 때, 영역 내의 도트의 집중 또는 잉크의 집중이 번짐(bleeding)을 발생시키거나 또는 잉크의 정착을 손상시킬 수 있다. 도트가 과도하게 집중되지 않도록 집중형 디더 매트릭스를 설계하는 것이 가능하다. 그러나, 화상의 가장 밝은 부분에서는, 단지 소량의 잉크만이 사용되기 때문에 도트를 집중시키는 것이 바람직하다. 한편, 어두운 부분에 서는, 잉크가 평활하게 확산되지 않는 용지 상에 도트가 집중될 때, 몇몇 화소는 미충전 상태로 잔류될 수 있고 화상 품질이 감소될 수 있다. 이들 두 개의 상충하는 사실은 적절한 디더 매트릭스를 설계하는 것을 곤란하게 한다.

디더 매트릭스를 사용하여 평활한 계조를 재현하기 위해, 디더 매트릭스의 계조 레벨의 수는 입력 화소의 계조 레벨의 수보다 커야 한다.

일반적으로, 계조 레벨의 수를 증가시키는 두 개의 방법이 존재한다. 제1 방법은 서브매트릭스의 크기를 증가시키는 것이다. 제2 방법은 복수의 서브매트릭스를 하나의 유닛으로서 사용하여 도트의 총 수를 증가시키는 것이다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

제1 방법에서, 계조 레벨의 수가 증가할 때, 스크린 선수(screen frequency)가 감소된다. 따라서, 제1 방법은 다수의 계조 레벨을 갖는 고해상도 화상을 생성하는데 적합하지 않다.

제2 방법은 스크린 선수를 감소시키지 않고 계조 레벨의 수를 증가시키는 것을 가능하게 한다. 그러나, 서브매트릭스의 도트 면적(생성된 도트의 수)은 항상 동일하지는 않기 때문에, 다수의 도트를 갖는 서브매트릭스와 소수의 도트를 갖는 서브매트릭스의 비율이 비균형화되면, 최종 패턴은 텍스처(texture)와 같이 보일 수 있다. 따라서, 제2 방법에서, 도트 배열의 서브매트릭스를 선택하는 순서가 중요하다.

CMYK 또는 RGB와 같은 복수의 컬러 평면(color plane)을 구비하는 컬러 화상을 처리할 때, 모든 컬러 평면이 동일한 디더 매트릭스를 사용하여 처리되면, 2차 이상의 컬러가 상이한 컬러의 중간 계조 패턴을 중첩함으로써 형성된다. 잉크가 평활하게 확산되어 있지 않은 용지 상에 화상이 이 방식으로 형성될 때, 불규칙적인 화이트 스팟(white spot)이 화상 내에 잔류될 수 있고, 그 결과 화상 품질이 감소된다. 또한, 지배적인 컬러가 잉크 중첩 순서에 의해 결정되는 특정 인쇄 장치에서, 컬러 왜곡이 또한 발생될 수 있다.

특허 문헌 6은 중간 계조 처리 마스크를 준비하는 방법 및 중간 계조 처리 마스크를 사용하는 잉크젯 기록 장치를 개시하고 있다. 개시된 중간 계조 처리 마스크는, 기록 시퀀스가 가장 효율적으로 수행될 수 있고 저해상도 잉크젯 기록 장치에 의해서도 고품질 화상을 형성하는 것을 가능하게 하는 방식으로 라인계 패턴을 형성하도록 설계된다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제10-75375호

[특허 문헌 2] 일본 특허 출원 공개 제2003-259118호

[특허 문헌 3] 일본 특허 출원 공개 제2003-46777호

[특허 문헌 4] 일본 특허 출원 공개 제2005-1221호

[특허 문헌 5] 일본 특허 출원 공개 제2001-139849호

[특허 문헌 6] 일본 특허 출원 공개 제2005-1221호

본 발명은 종래 기술의 제한 및 단점에 의해 발생되는 하나 이상의 문제점을 실질적으로 제거하는 잉크젯 기록 장치, 안료 잉크, 화상 처리 방법, 화상 처리 프로그램을 포함하는 기억 매체 및 기록물를 제공한다.

본 발명의 실시예는 잉크 정착성을 향상시키고 잉크 액적이 함께 응집함으로써 발생되는 번짐 및 비딩을 감소시키는 것을 가능하게 하고 이에 의해 고해상도, 고품질 화상을 상업용 인쇄용 코팅지(상업용 인쇄 용지) 상에 형성하는 것을 가능하게 하는 잉크젯 기록 장치, 이 잉크젯 기록 장치에 의해 사용되는 안료 잉크, 화상 처리 방법, 컴퓨터가 이 화상 처리 방법을 수행하게 하기 위한 화상 처리 프로그램을 포함하는 기억 매체 및 기록물를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 기록 매체 상에 기록액을 토출함으로써 기록을 수행하기 위한 잉크젯 기록 장치는 입력 화상 데이터 상에 중간 계조 처리를 수행함으로써 출력 중간 계조 레벨을 얻고 얻어진 출력 중간 계조 레벨에 따라 도트 배열 순서를 선택하고 이에 의해 도트가 격자형 패턴으로 배열되어 있는 도트 데이터를 생성하도록 구성된 화상 처리 유닛을 포함하고, 이 잉크젯 기록 장치는, 기록 매체가 상업용 인쇄 용지일 때 기록액으로서 안료 잉크를 사용하고, 도트 데이터 내의 홀수/짝수열 또는 홀수/짝수행 내의 도트의 위치가 부-주사 방향 또는 주-주사 방향으로 전이되는 지그재그형 배열로 도트를 기록하도록 구성된다.

도 1은 예시적인 잉크젯 헤드의 예시적인 노즐 플레이트의 절결 측면도.

도 2a 내지 도 2c는 예시적인 노즐 플레이트의 확대 절결 측면도.

도 3a 내지 도 3c는 잉크 반발성 막의 비교예를 도시하고 있는 도면.

도 4는 잉크 반발성 막을 형성하는 예시적인 프로세스를 도시하고 있는 도면.

도 5a 및 도 5b는 잉크 반발성 막을 형성하기 위한 분배기의 니들의 분배 개구의 예시적인 구조를 설명하는데 사용되는 도면.

도 6은 잉크 반발성 막을 형성하는 다른 예시적인 프로세스를 도시하고 있는 도면.

도 7은 잉크 반발성 막을 형성하는 또 다른 예시적인 프로세스를 설명하는데 사용되는 도면.

도 8은 본 발명의 실시예에 다른 예시적인 잉크젯 헤드의 절결 측면도.

도 9는 노즐 구멍을 형성하는데 사용되는 엑시머 레이저 처리 장치의 예시적인 구성을 도시하고 있는 도면.

도 10a 내지 도 10f는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 잉크젯 헤드 제조 방법의 부분으로서의 예시적인 노즐 플레이트 제조 프로세스를 도시하고 있는 도면.

도 11은 잉크젯 헤드를 제조하는데 사용되는 장치의 예시적인 구성을 도시하고 있는 도면.

도 12a 내지 도 12c는 실크 광택지, 잉크젯 인쇄 용지 및 상업용 인쇄 용지 상에서의 잉크 액적의 예시적인 거동을 도시하고 있는 도면.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 화상 처리 방법에 사용되는 예시적인 디더 매트릭스를 도시하고 있는 도면.

도 14는 도 13에 도시되어 있는 소형 크기 도트용 디더 매트릭스를 도시하고 있는 도면.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 집중형 서브매트릭스 및 분산형 서브매트릭스의 도트 배열 순서의 차이를 설명하는데 사용되는 도면.

도 16은 집중형 서브매트릭스로부터 분산형 서브매트릭스로의 예시적인 전환 프로세스를 설명하는데 사용되는 도면.

도 17은 출력 중간 계조 레벨에 대한 서브매트릭스가 다음의 출력 중간 계조 레벨에 대한 서브매트릭스로 전환되기 전에 충전되어 있는 다른 예시적인 전환 프로세스를 도시하고 있는 도면.

도 18은 디더 매트릭스 내의 복수의 서브매트릭스로의 도트의 예시적인 할당 순서를 설명하는데 사용되는 도면.

도 19는 기준 디더 매트릭스를 회전하고, 반전하거나 또는 평행 이동함으로써 생성된 예시적인 디더 매트릭스를 도시하고 있는 도면.

도 20은 예시적인 기준 디더 매트릭스의 도트 배열에 대향하는 도트 배열을 갖는 디더 매트릭스와 예시적인 기준 디더 매트릭스를 도시하고 있는 도면.

도 21은 디더 매트릭스가 평행 이동하는 블랙 잉크를 사용하지 않고 그레이 균형(grey balance)을 성취하는 예시적인 방법을 설명하는데 사용되는 도면.

도 22는 특정 스크린각을 갖는 선형 디더 매트릭스가 블랙 도트에 사용되는 블랙 잉크를 사용하여 그레이 균형을 성취하는 예시적인 방법을 설명하는데 사용되는 도면.

도 23은 본 발명의 실시예에 따른 중간 계조 처리에 의해 생성된 예시적인 도트 데이터를 도시하고 있는 도면.

도 24는 예시적인 지그재그형 도트 배열을 도시하고 있는 도면.

도 25는 다른 예시적인 지그재그형 도트 배열을 도시하고 있는 도면.

도 26은 통상의 도트 배열을 도시하고 있는 도면.

도 27은 예시적인 화상 형성 장치의 예시적인 기계 유닛의 절결 측면 입면도.

도 28은 예시적인 화상 형성 장치의 예시적인 기계 유닛의 평면도.

도 29는 액체 챔버의 길이를 따라 취한 잉크젯 헤드의 절결 측면도.

도 30은 액체 챔버의 폭을 따라(노즐이 배열되어 있는 방향을 따라) 취한 잉크젯 헤드의 절결 측면도.

도 31은 화상 형성 장치의 예시적인 제어 유닛을 도시하고 있는 블록도.

도 32는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 화상 형성 시스템을 도시하고 있는 블록도.

도 33은 예시적인 화상 형성 시스템의 예시적인 화상 처리 장치를 도시하고 있는 블록도.

도 34는 프린터 드라이버의 예시적인 기본 구성을 도시하고 있는 블록도.

도 35는 프린터 드라이버의 다른 예시적인 기본 구성을 도시하고 있는 블록도.

도 36은 프린터 드라이버에 의한 예시적인 화상 처리를 도시하고 있는 블록도.

본 발명의 바람직한 실시예가 첨부 도면을 참조하여 후술된다.

잉크젯 기록 장치 및 잉크젯 기록 장치를 사용하는 잉크 처리 방법이 후술된다.

본 발명의 실시예에 따른 예시적인 잉크젯 기록 장치는 기록액을 토출하고 이에 의해 기록 매체 상에 도트를 형성함으로써 화상을 기록한다. 예시적인 잉크젯 기록 장치는, 출력 화상 데이터 상에 중간 계조 처리를 수행함으로써 출력 중간 계조 레벨을 얻고 얻어진 출력 중간 계조 레벨에 따라 도트 배열 순서를 선택하고 이에 의해 도트가 격자형 패턴으로 배열되어 있는 도트 데이터를 생성하도록 구성된 화상 처리 유닛을 구비한다. 예시적인 잉크젯 기록 장치는 안료 잉크(이하의 설명에서는 또한 간단히 "잉크"라 칭할 수도 있음), 특히 상업용 인쇄 용지 상에 화상을 형성할 때의 기록액으로서 수계 고침투성 안료 잉크를 사용한다. 또한, 예시적인 잉크젯 기록 장치는 도트 데이터의 홀수/짝수열 또는 홀수/짝수행 내의 도트의 위치가 부-주사 방향 또는 주-주사 방향으로 전이되는 지그재그형 배열로 도트를 기록하도록 구성된다.

본 발명의 실시예에 따른 예시적인 잉크젯 기록 장치에 의한 기록을 위한 입력 화상 데이터를 처리하는 예시적인 화상 처리 방법에서, 도트 배열 순서는 입력 화상 데이터 상에서 중간 계조 처리를 수행함으로써 얻어진 출력 중간 계조 레벨에 따라 선택된다. 중간 계조 처리에 사용된 디더 매트릭스는 M개의 입력 중간 계조 레벨을 갖는 입력 화상 데이터를 N(M>N>2)개의 출력 중간 계조 레벨을 갖는 출력 화상 데이터로 변환하도록 설계된다.

디더 매트릭스에서, 복수의 서브매트릭스가 이들 사이에 공간을 갖지 않고 중첩이 없는 스크린각에서 배열되어, 출력 화소가 중간 계조 도트 패턴 또는 스크린 라인을 형성한다. 임계 레벨(T)(N>T>1)보다 낮은 출력 중간 계조 레벨에서는, 집중형 도트 배열 순서를 갖는 서브매트릭스가 사용되어 도트가 서로 근접하게 형성된다. 임계 레벨(T) 이상인 출력 중간 계조 레벨에 있어서는, 분산형 도트 배열 순서를 갖는 서브매트릭스가 사용되어 도트가 분산 방식으로 형성된다(도트가 균일하게 분포됨).

본 발명의 실시예에 따르면, 그의 침투성이 불소계 계면 활성제를 첨가함으로써 향상되어 있는 수계 고침투성 안료 잉크가 상업용 인쇄 용지 상의 잉크 정착성을 향상시키도록 사용된다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 도트 데이터 내의 도트는, 도트 데이터 내의 홀수/짝수열 또는 홀수/짝수행 내의 도트의 위치가 부-주사 방향 또는 주-주사 방향으로 전이되어 화소가 미충전 상태로 잔류되는 것을 방지하고 도트의 중첩에 의해 발생되는 번짐 및 비딩을 감소시키는 지그재그형 배열로 기록된다. 도트 데이터의 해상도는 바람직하게는 400 dpi 이상이어서 상업용 인쇄 용지 상에 고품질 화상을 형성하고 형성된 화상의 열화를 방지한다.

전술된 바와 같이, 예시적인 화상 처리 방법에서 중간 계조 처리에 사용된 디더 매트릭스는 M개의 입력 중간 계조 레벨을 갖는 입력 화상 데이터를 N(M>N>2)개의 출력 중간 계조 레벨을 갖는 출력 화상 데이터로 변환하도록 설계된다. 도트의 농도가 번짐과 같은 문제점을 발생하는 출력 중간 계조 레벨이 T(N>T>1)일 때, 디더 매트릭스의 서브매트릭스의 각각에서의 도트 배열 순서는 출력 중간 계조 레 벨이 T 미만일 때에는 집중형인 것이 바람직하고, 출력 중간 계조 레벨이 T 이상일 때에는 분산형인 것이 바람직하다. 이러한 디더 매트릭스는 집중형 및 분산형 도트 배열의 모두의 장점을 사용하여 화상을 처리하는 것을 가능하게 한다.

또한, 디더 매트릭스는 바람직하게는 이들이 분산형 서브매트릭스로 전환되기 전에 집중형 서브매트릭스가 집중형 서브매트릭스의 최고 출력 중간 계조 레벨(T-1)로 충전되도록 설계된다.

달리 말하면, 도트의 집중이 집중형 서브매트릭스의 최고 출력 중간 계조 레벨(T-1)에서 문제점이 발생하지 않는다는 가정 하에, 디더 매트릭스는 바람직하게는 출력 중간 계조 레벨(T)이 생성되기 전에 집중형 서브매트릭스가 출력 중간 계조 레벨(T-1)로 충전되도록 설계된다. 이러한 디더 매트릭스는 용지 상의 잉크 커버리지를 증가시키고 이에 의해 잉크가 평활하게 확산되지 않은 용지 상에 형성된 화상에 불규칙적인 화이트 스팟의 발생을 방지하는 것을 가능하게 한다.

또한, 출력 중간 계조 레벨에 대응하는 잉크 액적의 크기에 따라, 디더 매트릭스는 집중형 서브매트릭스가 출력 중간 계조 레벨(T-1, T-2, T-3,...1)의 각각 또는 일부에서 도트로 충전되도록 설계될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 디더 매트릭스는 바람직하게는 N(M>N>2)개의 출력 중간 계조 레벨 중 낮은 레벨로부터 N(M>N>2)개의 출력 중간 계조 레벨 중 높은 레벨로의 전환점에서, 서브매트릭스가 N(M>N>2)개의 출력 중간 계조 레벨 중 첫 번째 레벨로 충전되도록 설계된다. 또한, 디더 매트릭스 내의 서브매트릭스는 바람직하게는 도트가 디더 매트릭스 내에 분산되는 이러한 순서로 선택 된다. 달리 말하면, 서브매트릭스는 바람직하게는 인접한 서브매트릭스가 연속적으로 선택되지 않는 이러한 순서 또는 배열된 도트가 고역 통과 필터 특성을 얻는 이러한 순서로 교대로 선택된다.

또한, 도트의 배열을 결정하는데 있어서, 서브매트릭스는 바람직하게는 다수의 도트를 갖는 서브매트릭스와 소수의 도트를 갖는 서브매트릭스 내의 도트의 수 사이의 최대 차이가 1 이하가 되는 방식으로 선택된다. 또한, 디더 매트릭스 내의 인접한 서브매트릭스에 도트를 연속적으로 배치하는 것을 회피하기 위해, 서브매트릭스는 바람직하게는 특정 방향으로 특정 간격으로 선택되거나 또는 바람직하게는 디더 매트릭스가 고역 통과 필터 특성을 얻는 이러한 순서로 선택된다. 이러한 디더 매트릭스는 화상 내에 도트를 균일하게 형성하고 텍스처처럼 보이는 패턴의 형성을 방지하는 것을 가능하게 한다.

입력 화상이 복수의 컬러 평면을 갖는 컬러 화상일 때, 회전, 선대칭 반전 및 평행 이동을 포함하는 하나 이상의 변환 방법에 의해 기준 디더 매트릭스를 변환함으로써 생성된 디더 매트릭스가 바람직하게는 컬러 평면 중 적어도 하나에 사용된다.

달리 말하면, CMYK 또는 RGB와 같은 복수의 컬러 평면으로 구성된 컬러 화상을 처리할 때, 회전, 선대칭 반전 및 평행 이동을 포함하는 하나 이상의 변환에 의해 기준 디더 매트릭스를 변환함으로써 생성된 디더 매트릭스를 컬러 평면에 사용하는 것이 바람직하다. 이 방법은 2차 이상의 컬러의 컬러 도트를 균일하게 중첩하는 것을 가능하게 하고, 이에 의해 불규칙적인 화이트 스팟 및 컬러 왜곡의 발생 을 방지하는 것을 가능하게 한다.

또한, 하나의 컬러 평면에 대해 기준 디더 매트릭스를, 다른 컬러 평면에 대해 각각의 출력 중간 계조 레벨에 대한 기준 디더 매트릭스의 도트 배열 순서를 반전시킴으로써 생성되는 반전된 디더 매트릭스를 사용하는 것이 바람직하다. 이 방법에 의해, 두 개의 컬러 평면의 도트는 각각의 출력 중간 계조 레벨에서의 도트의 비율이 50%에 도달할 때까지 중첩되지 않는다. 따라서, 이 방법은 컬러 도트의 분산을 증가시키고 이에 의해 불규칙적인 화이트 스팟 및 컬러 왜곡의 발생을 방지하는 것을 가능하게 한다.

또한, 디더 매트릭스 내의 서브매트릭스의 각각은, 대형 직사각형의 코너 및 소형 직사각형의 코너가 서로 접촉하고 대형 직사각형의 변 및 소형 직사각형의 변이 서로 접촉하는 방식으로 대형 직사각형 및 소형 직사각형을 조합함으로써 형성된 형상을 갖고, CMYK 컬러 평면을 갖는 컬러 화상을 처리할 때 기준 디더 매트릭스를 수직 방향에서 하나 이상의 라인으로 평행 이동함으로써 생성된 평행 이동된 디더 매트릭스가 CMYK 컬러 평면의 일부에 사용되는 것이 바람직하다.

전술된 바와 같은 상이한 크기의 두 개의 직사각형의 조합과 같은 형상을 각각 갖는 서브매트릭스의 사용은 공간을 남겨두지 않고 중첩 없이 디더 매트릭스를 충전하는 것을 가능하게 한다. 또한, 디더 매트릭스의 스크린각 및 스크린 선수는 직사각형의 크기를 변경함으로써 변경될 수 있다. 또한, 컬러 평면에 대해 수직 전이된 디더 매트릭스의 사용은 더 적은 모아레(moire) 및 더 적은 컬러 왜곡을 갖는 컬러 화상을 생성하는 것을 가능하게 한다.

복수의 컬러 평면을 갖는 컬러 화상을 처리할 때, 전술된 디더 매트릭스와 조합하여 특정 스크린각을 갖는 선형 디더 매트릭스를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 복수의 컬러 평면을 갖는 컬러 화상을 처리할 때, 전술된 디더 매트릭스와 조합하여 바이어 디더 매트릭스를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 회전, 선대칭 반전 또는 평행 이동에 의해 기준 디더 매트릭스를 변환함으로써 생성된 디더 매트릭스와 조합하여, 또는 각각의 중간 계조 레벨에 대한 기준 디더 매트릭스의 도트 배열 순서를 반전함으로써 생성된 디더 매트릭스와 조합하여, 특정 스크린각을 갖는 선형 디더 매트릭스 또는 바이어 디더 매트릭스를 사용하는 것이 바람직하다. 이 방법은 컬러의 도트가 다른 컬러의 도트와 균일하게 중첩되는 방식으로 도트를 형성하는 것을 가능하게 하고, 이에 의해 컬러 화상 처리에 있어서의 컬러 왜곡을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

예시적인 화상 처리 방법에서의 중간 계조 처리는 M개의 입력 중간 계조 레벨을 갖는 입력 화상 데이터를 N(M>N≥2)개의 출력 중간 계조 레벨을 갖는 출력 화상 데이터로 변환하는 오차 확산 알고리즘을 사용하는 오차 확산법인 것이 바람직하다.

또한, 도트 배열이 출력 중간 계조 레벨에 따라 선택되는 오차 확산법을 사용하는 화상 처리 방법에 조합하여, 도트 데이터 내의 홀수/짝수열 또는 홀수/짝수행 내의 도트의 위치가 부-주사 방향 또는 주-주사 방향으로 전이되는 지그재그형 배열로 도트를 기록하는 화상 형성 방법 및 고침투성 안료 잉크를 사용하는 것이 바람직하다. 이 조합은 도트의 불균일한 중첩에 의해 발생되는 문제점(번짐 및 비 딩 등)을 방지하고 이에 의해 상업용 인쇄 용지 상에 고품질 화상을 형성하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 실시예에 따른 예시적인 화상 처리 방법에서의 중간 계조 처리의 상세가 후술된다.

본 발명의 실시예에 따른 예시적인 잉크젯 기록 장치는 잉크젯(액체 토출) 헤드를 사용하여 기록 매체 상에 잉크를 토출함으로써 화상을 형성하도록 구성된다. 잉크 반발성 막(물 반발성 층)이 잉크젯 헤드의 표면(잉크 토출 표면 또는 액체 토출 표면) 상에 바람직하게 형성되고, 이 표면에는 노즐 구멍이 형성되어 있다.

<잉크 반발성 막>

(표면 거칠기)

잉크 반발성 막의 표면 거칠기(Ra)는 바람직하게는 0.2 ㎛ 이하이다. 표면 거칠기(Ra)를 0.2 ㎛ 이하로 유지하는 것은 와이핑 후에 노즐 표면 상에 잔류하는 잉크의 양을 감소시킨다.

도 1 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 잉크젯(액체 토출) 헤드의 예시적인 노즐 플레이트의 절결 측면도이다. 이 실시예에서, 예시적인 잉크젯 헤드의 지지재(base material)인 노즐 플레이트(2)는 전주 성형 니켈(electroforming nickel)에 의해 형성된다. 0.1 ㎛ 이상의 두께를 갖는 실리콘 수지막으로 제조된 잉크 반발성 막(1)이 노즐 플레이트(2)의 표면 상에 형성된다. 잉크 반발성 막(1)의 표면 거칠기(Ra)는 바람직하게는 0.2 ㎛ 이하이다.

잉크 반발성 막(1)의 두께는 더 바람직하게는 0.5 ㎛ 이하이다.

노즐 구멍이 잉크(3)로 충전될 때, 메니스커스(meniscus)(액체 표면)(P)가 도 2c에 도시되어 있는 바와 같이 잉크 반발성 막(1)과 노즐 플레이트(2)의 경계에 형성된다.

본 발명의 실시예에 따른 기록 매체로서 사용되는 상업용 인쇄 용지가 후술된다. 상업용 인쇄 용지는 오프셋 인쇄, 그래비어 인쇄(gravure printing), 전자 사진 인쇄 및 상업용 잉크젯 인쇄용 코팅지를 포함한다.

<기록 매체>

본 발명의 실시예에 따른 예시적인 상업용 인쇄 용지(이하, 또한 예시적인 기록 매체라 칭할 수도 있음)는 지지재와 지지재의 표면 상의 적어도 하나의 코팅층으로 구성된다. 또한, 예시적인 기록 매체는 부가의 층을 포함할 수 있다.

<지지재>

다양한 재료가 용도에 따라 예시적인 기록 매체의 지지재로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 주로 목재 섬유로 이루어지는 종이와 주로 목재 및 합성 섬유로 이루어지는 부직포가 사용될 수 있다.

종이는 목재 펄프 또는 재생 펄프로 이루어질 수 있다. 목재 펄프의 예는 활엽수 표백 크라프트 펄프(LBKP), 침엽수 표백 크라프트 펄프(NBKP), NBSP, LBSP, GP 및 TMP를 포함한다.

재생 펄프의 재료로서는, 용지 재생 촉진 센터(Paper Recycling Promotion Center)에 의해 출판된 재생 용지의 표준 품질의 리스트 내에 포함된 재생 용지가 사용될 수 있다.

예를 들면, 재생 용지로 제조된 화학 펄프 또는 고수율 펄프가 지지재로서 사용될 수 있다. 이러한 재생 용지는 미코팅 컴퓨터 용지, 감열지 및 감압지와 같은 프린터 용지와, 보통 용지(plain paper)와 같은 OA 용지와, 아트지, 초경량 코팅지 및 매트지(matt paper)와 같은 코팅지와, 본드지(bond paper), 컬러 본드지, 노트지(note paper), 편지지, 포장지, 펜시 페이퍼(fancy paper), 중질지, 신문지, 목질지(woody paper), 슈퍼마켓 전단지, 모조지(simili paper), 순백 롤지 및 우유 카톤지와 같은 미코팅지를 포함한다.

상기 재료들은 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.

일반적으로, 재생 펄프는 이하의 4개의 단계에 의해 제조된다.

(1) 펄프 제조기(pulper)에 기계적인 힘 및 화학 약품을 사용함으로써 사용된 용지를 섬유로 분해하고 섬유로부터 잉크를 분리하는 섬유 분리(defibrating) 단계.

(2) 예를 들면 스크린 및 세척기를 사용함으로써 사용된 용지 내의 이물질(플라스틱 등) 및 먼지를 제거하는 먼지 제거 단계.

(3) 부유법 또는 세척법을 사용함으로써 섬유로부터 계면 활성제에 의해 분리된 잉크를 축출하는 잉크 제거(deinking) 단계.

(4) 산화 또는 환원에 의해 섬유를 표백하는 표백 단계. 재생 펄프와 목재 펄프를 혼합할 때, 재생 펄프의 비율은 제조된 용지의 기록 후의 컬링(curling)을 방지하도록 40% 이하인 것이 바람직하다.

지지재용 내부 충전재로서, 통상의 백색 안료가 사용될 수 있다.

예를 들면, 이하의 물질, 즉 경질 탄산 칼슘, 중질 탄산 칼슘, 카올린, 점토(clay), 활석(talc), 황산 칼슘, 황산 바륨, 이산화 티타늄, 산화 아연, 황화 아연, 탄산 아연, 새틴 화이트(satin white), 알루미늄 실리케이트, 규조토, 칼슘 실리케이트, 마그네슘 실리케이트, 합성 실리카, 수산화 알루미늄, 알루미나, 리토폰(lithophone), 제오라이트, 탄산 마그네슘 또는 수산화 마그네슘과 같은 무기 안료와, 스티렌 플라스틱 안료, 아크릴릭 플라스틱 안료, 폴리에틸렌, 마이크로캡슐, 요소 수지 또는 멜라민 수지와 같은 유기 안료가 백색 안료로서 사용될 수 있다.

상기 물질들은 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.

지지재를 제조할 때 사용된 내부 사이즈제(sizing agent)로서, 중성 제지에 사용되는 중성 로진 사이즈제, 알케닐 무수 호박산(ASA), 알킬 케텐 다이머(AKD) 또는 석유 수지 사이즈제가 사용될 수 있다. 특히, 중성 로진 사이즈제 및 알케닐 무수 호박산이 바람직하다. 알킬 케텐 다이머는 높은 사이징(sizing) 효과를 갖고, 따라서 소량으로 충분한 사이징 효과를 제공한다. 그러나, 알킬 케텐 다이머는 기록 용지(매체)의 표면의 마찰 계수를 감소시키기 때문에, 알킬 케톤 다이머를 사용하여 제조된 기록 용지는 잉크젯 기록 장치에서 반송될 때 슬립을 발생시킬 수 있다.

<코팅층>

예시적인 기록 매체의 코팅층은 안료 및 바인더(binder)를 함유하고, 또한 계면 활성제 또는 다른 성분을 포함할 수도 있다.

안료로서, 무기 안료 또는 무기 안료와 유기 안료의 혼합물이 사용될 수 있다.

예를 들면, 카올린, 활석, 중질 탄산 칼슘, 경질 탄산 칼슘, 아황산 칼슘, 비정질 실리카, 알루미나, 티타늄 화이트, 탄산 마그네슘, 이산화 티타늄, 수산화 알루미늄, 수산화 칼슘, 수산화 마그네슘, 수산화 아연 또는 아염소산염이 무기 안료로서 사용될 수 있다.

특히, 카올린은 오프셋 용지(offset paper)의 것과 비교하여 높은 광택 표면을 제공하고, 따라서 바람직하다.

착색제가 분산되어 있는 잉크가 사용될 때, 착색제가 코팅층의 표면 상에 잔류하기 때문에, 코팅층에서 비정질 실리카 또는 알루미나와 같은 저굴절율을 갖는 다량의 무기 안료를 혼합할 필요는 없다.

카올린의 예는 층간분리 카올린(delaminated kaolin), 소성 카올린 및 표면 개질에 의해 형성된 기능성 카올린(engineered kaolin)을 포함한다. 높은 광택 표면을 제공하기 위해, 입자의 80 질량 % 이상이 2 ㎛ 이하의 직경을 갖는 입경 분포를 갖는 유형의 카올린의 질량 %가 카올린의 총량의 50% 이상인 것이 바람직하다.

코팅층에서의 바인더와 카올린의 질량비는 바람직하게는 100:50이다. 카올린의 질량비가 50 미만이면, 충분한 광택성이 얻어질 수 없다. 카올린의 양에는 특정 한계가 없다. 그러나, 카올린의 유동성 및 높은 전단력 하에서의 증점성(thickening property)이 고려될 때, 카올린의 질량비는 코팅성의 관점에서 90 이하인 것이 바람직하다.

유기 안료로서, 예를 들면 스티렌-아크릴릭 공중합체 입자, 스티렌-부타디엔 공중합체 입자, 폴리스티렌 입자 또는 폴리에틸렌 입자의 수용성 분산체가 사용될 수 있다. 상기 유기 안료는 조합하여 사용될 수 있다.

코팅층에 있어서의 안료의 총량에서의 유기 안료의 양은 2 내지 20 질량 %인 것이 바람직하다.

전술된 바와 같은 유기 안료는 무기 안료의 것보다 낮은 비중을 갖고, 따라서 양호한 코팅성을 갖는 두꺼운 고광택 코팅층을 제공한다.

유기 안료의 질량 %가 2% 미만이면, 소정의 효과가 얻어질 수 없다. 유기 안료의 질량 %가 20% 초과이면, 코팅액의 유동성이 너무 낮아지고, 그 결과 코팅 프로세스의 효율이 감소될 수 있고 작업 비용이 증가될 수 있다.

유기 안료는 이들의 입자 형상, 즉 중실형, 중공형 및 도넛형에 따라 다수의 유형으로 분할될 수 있다. 광택성, 코팅성 및 코팅액의 유동성 사이의 양호한 균형을 성취하기 위해, 40% 이상의 공극률 및 0.2 ㎛ 내지 3.0 ㎛의 평균 직경을 갖는 중공형 입자를 갖는 유기 안료를 사용하는 것이 바람직하다.

바인더로서, 수계 수지가 사용되는 것이 바람직하다.

수계 수지로서, 수용성 수지 또는 수분산성(water-dispersible) 수지가 사용될 수 있다.

임의의 유형의 수계 수지가 용도에 따라 사용될 수 있다.

예를 들면, 이하의 수계 수지, 즉 폴리비닐 알코올과, 음이온-변성 폴리비닐 알코올, 양이온-변성 폴리비닐 알코올 또는 아세탈-변성 폴리비닐 알코올과 같은 변성 폴리비닐 알코올과, 폴리우레탄과, 폴리비닐 피롤리돈과, 폴리비닐 피롤리돈-비닐 아세테이트 공중합체, 비닐 피롤리돈-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체, 4차화(quaternized) 비닐 피롤리돈-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체 또는 비닐-피롤리돈-메타크릴아미드 프로필 트리메틸 암모늄 클로라이드 공중합체와 같은 변성 폴리비닐 피롤리돈과, 카르복시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스 또는 하이드록시프로필셀룰로오스와 같은 셀룰로오스와, 양이온화 하이드록시에틸 셀룰로오스와 같은 변성 셀룰로오스와, 폴레에스테르, 폴리아크릴산(에스테르), 멜라민 수지 또는 이들 물질의 변성물과, 폴리에스테르-폴리우레탄 공중합체로 이루어진 합성 수지와, 폴리(메타)아크릴릭산, 폴리(메타)아크릴아미드, 산화 전분, 인산화 전분, 자가 변성 전분, 양이온화 전분, 다른 변성 전분, 폴리에틸렌 산화물, 폴리아크릴산 소다 및 알긴산 소다와 같은 다른 물질이 사용될 수 있다.

상기 물질들은 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.

상기 물질 중에서, 폴리비닐 알코올, 양이온-변성 폴리비닐 알코올, 아세탈-변성 폴리비닐 알코올, 폴리에스테르, 폴리우레탄 및 폴리에스테르-폴리우레탄 공중합체가 잉크 흡수성의 관점에서 특히 바람직하다.

임의의 유형의 수분산성 수지가 용도에 따라 사용될 수 있다. 예를 들면, 이하의 수분산성 수지, 즉 폴리비닐 아세테이트, 에틸렌-폴리비닐 아세테이트 공중합체, 폴리스티렌, 스티렌-(메타)아크릴릭 에스테르 공중합체, (메타)아크릴릭 에스테르 공중합체, 폴리비닐 아세테이트-(메타)아크릴산 (에스테르) 공중합체, 스티 렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리비닐 에테르 및 실리콘-아크릴릭 공중합체가 사용될 수 있다.

수분산성 수지는 메틸올 멜라민, 메틸올 요소, 메틸올 하이드록시프로필렌 요소 또는 이소시아네이트와 같은 가교 결합제를 함유할 수 있다. 또한, N-메틸올아크릴아미드의 단위를 함유하는 자기-가교 결합 공중합체가 수분산성 수지로서 사용될 수 있다. 전술된 수분산성 수지의 두 개 이상이 동시에 사용될 수도 있다.

코팅층에서의 수계 수지와 안료의 질량비는 바람직하게는 2:100 내지 100:100, 더 바람직하게는 3:100 내지 50:100이다. 코팅층에서의 수계 수지의 양은 기록 매체의 액체 흡수성이 특정 범위 내에 있도록 결정된다.

수분산성 착색제가 사용될 때, 바인더 내에 양이온성 유기 화합물을 혼합하는지 여부는 선택적이다.

예를 들면 수용성 잉크의 직접 염료 또는 산성 염료의 설폰기, 카르복실기 또는 아미노기와 반응하여 불용성 염을 형성하는 1차 내지 3차 아민, 또는 4차 암모늄염의 단량체, 저중합체 또는 중합체가 사용될 수 있다. 이들 중에서, 4차 암모늄염의 저중합체 및 중합체가 특히 바람직하다.

양이온성 유기 화합물로서, 이하의 물질, 즉 디메틸아민-에피클로로하이드린 중축합물(polycondensate), 디메틸아민-암모니아-에피클로로하이드린 중축합물, 폴리 (트리메틸 아미노에틸-메타크릴레이트 메틸설페이트), 디알릴아민 하이드로클로라이드-아크릴아미드 공중합체, 폴리 (디알릴아민 하이드로클로라이드-이산화황), 폴리알릴아민 하이드로클로라이드, 폴리 (알릴아민 하이드로클로라이드-디알릴아민 하이드로클로라이드), 아크릴아미드-디알릴아민 공중합체, 폴리비닐아민 공중합체, 디시안디아미드, 디시안디아미드-암모늄 클로라이드-요소-포름알데히드 축합물, 폴리알킬렌 폴리아민-디시안디아미드 암모늄염 축합물, 디메틸 디알릴 암모늄 클로라이드, 폴리 디알릴 메틸 아민 하이드로클로라이드, 폴리 (디알릴 디메틸 암모늄 클로라이드), 폴리 (디알릴 디메틸 암모늄 클로라이드-이산화황), 폴리 (디알릴 디메틸 암모늄 클로라이드-디알릴 아민 하이드로클로라이드 유도체), 아크릴아미드-디알릴 디메틸 암모늄 클로라이드 공중합체, 아크릴레이트-아크릴아미드-디알릴 아민 하이드로클로라이드 공중합체, 폴리에틸렌이민, 아크릴아미드 공중합체와 같은 에틸렌이민 유도체 및 변성 폴리에틸렌이민 알킬렌 산화물이 사용될 수 있다.

상기 물질들은 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.

디메틸아민-에피클로로하이드린 중축합물 또는 폴리알릴아민 하이드로클로라이드와 같은 저분자량을 갖는 양이온성 유기 화합물을 폴리 (디알릴 디메틸 암모늄 클로라이드)와 같은 비교적 고분자량을 갖는 양이온성 유기 화합물과 조합하여 사용하는 것이 특히 바람직하다. 단지 하나의 양이온성 유기 화합물만이 사용되는 경우와 비교하여, 양이온성 유기 화합물을 조합하여 사용하는 것은 화상 농도를 향상시키고, 피더링(feathering)을 감소시킨다.

콜로이드 적정법(titration method)(폴리비닐 칼륨 설페이트 및 톨루이딘 블루를 사용하여)에 의해 얻어진 양이온성 유기 화합물에서의 양이온의 당량은 3 meq/g 내지 8 meq/g인 것이 바람직하다.

상기 범위 내의 당량에 의해, 양이온성 유기 화합물의 건조 부착량이 바람직 한 범위 내에 있게 된다. 콜로이드 적정법을 사용하는 양이온의 당량의 측정에서, 양이온성 유기 화합물이 증류수에 의해 희석되어 용액 내의 고체 함량이 0.1 질량 %가 된다. pH 제어는 수행되지 않는다.

양이온성 유기 화합물의 건조 부착량은 0.3 g/m² 내지 2.0 g/m²인 것이 바람직하다.

양이온성 유기 화합물의 건조 부착량이 0.3 g/m² 미만이면, 화상 품질의 충분한 향상 및 피더링의 충분한 감소가 성취될 수 없다.

임의의 유형의 계면 활성제가 용도에 따라 사용될 수 있다.

예를 들면, 음이온성 계면 활성제, 양이온성 계면 활성제, 양성 계면 활성제 또는 비이온성 계면 활성제가 사용될 수 있다. 상기 계면 활성제들 중에서, 비이온성 계면 활성제가 특히 바람직하다. 게면 활성제의 첨가는 내수성 및 화상의 농도를 향상시키고 따라서 번짐을 감소시킨다.

비이온성 계면 활성제의 예는 고차 알코올 에틸렌 산화물 부가물, 알킬페놀 에틸렌 산화물 부가물, 지방산 에틸렌 산화물 부가물, 폴리하이드릭 알코올 지방산 에스테르 에틸렌 산화물 부가물, 고차 지방족 아민 에틸렌 산화물 부가물, 지방산 아미드 에틸렌 산화물 부가물, 지방유 에틸렌 산화물 부가물, 지방의 에틸렌 산화물 부가물, 폴리프로필렌 글리콜 에틸렌 산화물 부가물, 글리세롤 지방산 에스테르, 펜타에리스리톨 지방산 에스테르, 소르비톨-소르비탄 지방산 에스테르, 수크로스 지방산 에스테르, 폴리하이드릭 알코올 알킬 에테르 및 알카놀아민 지방산 아미 드를 포함한다.

상기 물질들은 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.

폴리하이드릭 알코올은 특정 유형에 한정되는 것은 아니고, 임의의 유형의 폴리하이드릭 알코올이 용도에 따라 사용될 수 있다.

예를 들면, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 페타에리스라이트, 소르비톨 또는 수크로스가 사용될 수 있다.

에틸렌 산화물 부가물은 에틸렌 산화물의 일부를 수용성이 영향을 받지 않는 범위로 프로필렌 산화물 또는 부틸렌 산화물과 같은 알킬렌 산화물로 치환함으로써 생성될 수 있다. 치환 부분의 비율은 50% 이하인 것이 바람직하다. 비이온성 계면 활성제의 친수성-친유성(lipophile)비(HLB)는 바람직하게는 4 내지 15, 더 바람직하게는 7 내지 13이다.

계면 활성제와 양이온성 유기 화합물의 질량비는 바람직하게는 0:100 내지 10:100, 더 바람직하게는 0.1:100 내지 1:100이다.

다른 성분이 또한 필요에 따라 코팅층에 첨가될 수 있다.

다른 성분의 예는 알루미나 분말, pH 조정제, 방부제 및 산화 방지제와 같은 첨가제를 포함한다.

예시적인 코팅층 형성 방법이 후술된다.

코팅층 형성 방법은 특정 방법에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 코팅층은 지지재를 코팅액으로 함침시킴으로써 또는 코팅액을 지지재에 도포함으로써 형성될 수 있다.

코팅액의 함침 또는 도포를 위해, 컨벤셔널 사이즈 프레스(conventional size press), 게이트 롤 사이즈 프레스(gate roll size press), 필름 트랜스퍼 사이즈 프레스(film transfer size press), 블레이드 코팅기(blade coater), 로드 코팅기(rod coater), 에어 나이프 코팅기(air knife coater) 또는 커튼 코팅기(curtain coater)와 같은 코팅기가 사용될 수 있다. 또한, 코팅액의 함침 또는 도포를 위해 제지기에 부착된 컨벤셔널 사이즈 프레스, 게이트 롤 사이즈 프레스 또는 필름 트랜스퍼 사이즈 프레스를 사용하는 것이 코팅 프로세스의 효율을 향상시킬 수 있다.

지지재 상의 코팅액의 양은 특히 한정되는 것은 아니다. 그러나, 지지재 상의 코팅액의 고체 함량은 바람직하게는 0.5 g/m² 내지 20 g/m², 더 바람직하게는 1 g/m² 내지 15 g/m²이다. 코팅액의 함침 또는 도포 후에, 코팅액은 건조될 수 있다. 이 건조 프로세스를 위한 온도는 100℃ 내지 250℃인 것이 바람직하지만, 특정 범위에 한정되는 것은 아니다.

예시적인 기록 매체는 또한 지지재의 이면에 백킹층(back layer)을, 지지재와 코팅층 사이 도는 지지재와 백킹층 사이에 다른 층을 가질 수 있다. 또한, 보호층이 코팅층 상에 제공될 수 있다. 각각의 층은 하나의 층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 전술된 바와 같은 구성을 갖는 기록 매체는 상업용 인쇄 용지라 칭한다.

일반적으로, 유성 잉크(solvent ink)가 상업용 인쇄 용지에 인쇄하는데 사용된다. 그러나, 상이한 유형의 용지에 사용될 때, 유성 잉크는 그의 높은 침투성에 기인하여 용지를 통해 침투되어 용지의 이면에 나타날 수 있거나 또는 시간 경과에 따라 번짐을 발생시킬 수도 있다.

상업용 인쇄 시스템과는 달리, 사무실 및 가정 사용자를 위한 잉크젯 기록 시스템에서의 유성 잉크의 사용은 문제점을 발생시킬 수도 있다.

이하의 표 3은 수계 잉크와 함께 사용될 때의 3개의 상업용 인쇄 용지의 특성의 평가 결과를 나타낸다. 이 평가에서, 3개의 상업용 인쇄 용지 상으로의 순수(pure water)의 전이량은 동적 주사 흡수계를 사용하여 측정되었다.

[표 3]

	순수의 전이량(ml/m2)
	접촉 시간: 100 ms	접촉 시간: 400 ms
오프셋 인쇄용 코팅지 (상표명: 오로라 코트, 평량=104.7 g/m2, 니폰 페이퍼 인더스트린즈 캄파니 리미티드)	2.8	3.4
전자 사진 인쇄용 코팅지 (상표명: POD 글로스 코트, 평량= 100 g/m2, 오지 페이퍼 캄파니 리미티드)	3.1	3.5
잉크젯 인쇄용 매트 코팅지 (상표명: 수퍼파인, 세이코 엡슨 코포레이션)	41.0	44.8

23℃ 및 50% RH의 환경 조건에서, 100 ms의 접촉 시간 후에 동적 주사 흡수계에 의해 측정된 3개의 상업용 인쇄 용지 상으로의 순수의 전이량은 2 ml/m² 내지 35 ml/m²의 범위이다. 실용적인 인쇄 품질을 얻기 위해, 순수의 전이량은 4 ml/m² 내지 26 ml/m²인 것이 바람직하다. 100 ms의 접촉 시간 후의 순수의 전이량이 바람직한 범위보다 작을 때, 비딩이 발생될 수 있다. 이 전이량이 바람직한 범위보다 클 때에는, 기록된 잉크 도트의 직경이 바람직한 직경보다 작아지게 될 수 있다.

400 ms의 접촉 시간 후에 동적 주사 흡수계에 의해 측정된 3개의 상업용 인쇄 용지 상으로의 순수의 전이량은 3 ml/m² 내지 40 ml/m²의 범위이다. 실용적인 인쇄 품질을 얻기 위해, 순수의 전이량은 5 ml/m² 내지 29 ml/m²인 것이 바람직하다. 400 ms의 접촉 시간 후의 순수의 전이량이 바람직한 범위보다 작을 때, 건조가 불충분해지고, 박차 마크(spur mark)가 나타날 수 있다. 이 전이량이 바람직한 범위보다 클 때에는, 건조 후의 화상의 광택성이 감소될 수 있다.

전술된 바와 같이, 고품질 화상을 형성하기 위해, 상업용 인쇄 용지 상으로의 순수의 전이량은 100 ms의 접촉 시간 후에 4 ml/m² 내지 26 ml/m², 400 ms의 접촉 시간 후에 5 ml/m² 내지 29 ml/m²인 것이 바람직하다.

동적 주사 흡수계[DSA; 일본 태피 저널(JAPAN TAPPI JOURNAL), 48권, 1994년 5월, 페이지 88 내지 92, 시게노리 구가(Shigenori Kuga)]는 매우 짧은 시간 기간 중에 흡수된 액체의 양을 정확하게 측정할 수 있는 장치이다. 동적 주사 흡수계는 모세관 내의 메니스커스의 이동으로부터 액체의 흡수 속도를 직접 판독하고 흡수된 액체의 양을 자동으로 측정한다. 동적 주사 흡수계는 테스트 샘플 상에서 액체 흡수 헤드를 나선형으로 이동시킴으로써 디스크형 테스트 샘플을 흡수하고, 이에 의해 필요한 수의 지점에서 흡수된 액체의 양을 측정한다. 주사 속도는 미리 결정된 패턴에 따라 자동으로 변경된다.

테스트 샘플로 액체를 공급하는 액체 공급 헤드는 테플론(등록 상표) 튜브를 경유하여 모세관에 접속된다. 모세관 내의 메니스커스의 위치는 광학 센서에 의해 자동으로 검출된다. 전수된 순수의 전이량을 측정하기 위해, 동적 주사 흡수계[K350 시리즈, 타입 D, 교와 캄파니 리미티드(Kyowa Co., Ltd.)]가 사용된다. 100 ms 또는 400 ms의 접촉 시간 후의 순수의 전이량은 접촉 시간에 인접한 시점에서 측정된 전이량을 보간함으로서 얻어질 수 있다.

<잉크>

본 발명의 실시예에 따른 예시적인 안료 잉크, 특히 고침투성 안료 잉크가 후술된다.

유기 안료의 예는 아조계, 프탈로시아닌계, 안트라퀴논계, 퀴나크리돈계, 디옥사진계, 인디고계, 티오인디고계, 페릴렌계, 이소인도리논계, 아닐린 블랙, 아조메틴계, 로다민 B 레이크 안료 및 카본 블랙을 포함한다. 무기 안료의 예는 산화 철, 산화 티타늄, 탄산 칼슘, 황산 바륨, 수산화 알루미늄, 바륨 옐로우, 감청(iron blue), 카드뮴 레드, 크롬 옐로우 및 금속분(metallic flake)을 포함한다.

안료 입자의 직경은 0.01 ㎛ 내지 0.30 ㎛인 것이 바람직하다. 직경이 0.01 ㎛ 미만이면, 즉 안료 입자의 크기가 염료 입자의 크기에 근접하면, 안료의 내광 성(light resistance)이 감소될 수 있고, 피더링이 발생할 수 있다. 안료 입자의 직경이 0.30 ㎛ 초과이면, 안료 입자는 잉크젯 노즐 및 프린터 내의 필터를 막히게 할 수 있고 그의 잉크 토출 성능을 감소시킬 수 있다.

임의의 컬러의 안료, 예를 들면 블랙 안료 또는 컬러 안료가 용도에 따라 사용될 수 있다. 안료는 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.

바람직하게는, 블랙 안료 잉크용 카본 블랙 안료가 퍼니스법(furnace method) 또는 채널법(channel method)에 의해 제조되고, 15 내지 40 nm의 1차 직경, 50 m²/g 내지 300 m²/g의 BET 비표면적, 40 ml/100g 내지 150 ml/100g의 DBP 오일 흡수량, 0.5 % 내지 10%의 휘발성 물질 함량 및 2 내지 9의 pH 값을 갖는다.

카본 블랙 안료의 예는 No. 2300, No. 900, MCF-88, No. 33, No. 40, No. 45, No. 52, MA7, MA8, MA100, No. 2200B[미쯔비시 케미컬 코포레이션(Mitsubishi Chemical Corporation)], 레이븐(Raven) 700, 레이븐 5750, 레이븐 5250, 레이븐 5000, 레이븐 3500, 레이븐 1255[콜롬비안 케미컬스 캄파니[Columbian Chemicals Company)], 리걸(Regal) 400R, 리걸 330R, 리걸 660R, 모굴L(MogulL), 모나크(Monarch) 700, 모나크 800, 모나크 880, 모나크 900, 모나크 1000, 모나크 1100, 모나크 1300, 모나크 1400[카봇 코포레이션(Cabot Corporation)], 컬러 블랙(Color black) FW1, 컬러 블랙 FW2, 컬러 블랙 FW2V, 컬러 블랙 FW18, 컬러 블랙 FW200, 컬러 블랙 S150, 컬러 블랙 S160, 컬러 블랙 S170, 프린텍스(Printex) 35, 프린텍스 U, 프린텍스 V, 프린텍스 140U, 프린텍스 140V, 스페셜 블랙(Special black) 6, 스페셜 블랙 5, 스페셜 블랙 4A 및 스페셜 블랙 4[데구사(Degussa)]를 포함한다.

컬러 안료의 예는 이하와 같이 열거된다.

이하의 안료가 옐로우 잉크에 사용될 수 있다: CI 안료 옐로우 1, 2, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 73, 74, 75, 83, 93, 95, 97, 98, 114, 128, 129, 151 및 154.

이하의 안료가 마젠타 잉크에 사용될 수 있다: CI 안료 레드 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn), 57 (Ca), 57:1, 112, 123, 168, 184 및 202.

이하의 안료가 시안 잉크에 사용될 수 있다: CI 안료 블루 1, 2, 3, 15:3, 15:34, 16 및 22와, CI 배트 블루(vat blue) 4 및 60.

본 발명을 위해 신규하게 제조된 안료가 각각의 컬러 잉크에 또한 사용될 수 있다.

본 발명을 위해 생성된 불화 계면 활성제 또는 상업적인 제품으로서 입수 가능한 것들이 또한 사용될 수 있다.

상업적으로 입수 가능한 불화 계면 활성제는 서프론(Surflon) S-111, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132, S-141, S-145[아사히 글래스 캄파니 리미티드(Asahi Glass Co., Ltd.)], 플루오라드(Fluorad) FC-93, FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430, FC-431[스미토모 3M 리미티드(Sumitomo 3M Limited)], 메가팩(Megafac) F-470, F1405, F-474[다이니폰 잉크 및 케미컬스 인코포레이티드(Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated)], 조닐(Zonyl) TBS, FSP, FSA, FSN-100, FSN, FSO-100, FSO, FS-300, UR[듀퐁(DuPont)], FT-110, FT-250, FT-251, FT-400S, FT-150, FT-400SW[네오스 캄파니 리미티드(NEOS Co. Ltd.)] 및 PF-151N[옴노바 솔루션스 인크(Omnova Solutions, Inc.)]를 포함한다. 이들 중에서, 신뢰성 및 발색성(color development)의 관점에서, 조닐 FS-300, FSN, FSN-100 및 FSO(듀퐁)이 특히 바람직하다.

유기 안료 분말을 분산하기 위한 분산제로서, 수용성 수지 또는 수용성 계면 활성제가 또한 사용될 수 있다.

수용성 수지로서, 블록 공중합체와, 랜덤 공중합체 또는 스티렌, 스티렌 유도체, 비닐나프탈렌 유도체, α, β-에틸렌 불포화 카르복실산의 지방족 알코올 에스테르, 아크릴산, 아크릴산 유도체, 말레익산, 말레익산 유도체, 이타콘산, 이타콘산 유도체, 푸마르산 및 푸마르산 유도체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 두 개 이상의 단량체로 이루어진 염이 사용될 수 있다. 상기 수용성 수지는 염기의 수용액에서 용해 가능한 알칼리-용해성 수지이다. 3000 내지 20000의 중량 평균 분자량을 갖는 수용성 수지가 용이하게 분산 가능하고, 낮은 점도를 갖는 분산을 제공하는 것이 가능하고, 따라서 잉크젯 기록액에 특히 바람직하다.

또한, 고분자 분산제 및 자기-분산형 안료의 조합이 적절한 도트 직경을 얻는데 바람직하다. 이러한 조합이 바람직한 결과를 제공하는지에 대한 가능한 이유가 후술된다.

잉크 내의 고분자 분산제의 혼합은 잉크의 침투성을 감소시킨다. 또한, 고분자 분산제의 혼합은 자기-분산형 안료의 응집을 방지하고, 자기-분산형 안료가 수평 방향으로 평활하게 확산되는 것을 보조한다. 이러한 잉크의 액적은 얇고 넓 게 확산되고, 따라서 바람직한 도트를 형성하는 것을 가능하게 한다.

수용성 계면 활성제로서, 음이온성 계면 활성제, 양이온성 계면 활성제, 양성 계면 활성제 또는 비이온성 계면 활성제가 사용될 수 있다. 음이온성 계면 활성제의 예는 고차 지방산염, 알킬 설페이트, 알킬 에테르 설페이트, 알킬 에스테르 설페이트, 알킬 아릴에테르 설페이트, 알킬 설포네이트, 설포호박산, 알킬 알릴 및 알킬 나프탈렌 설포네이트, 알킬 인산염, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 인산염 에스테르염 및 알킬 알릴 에테르 인산염을 포함한다. 양이온성 계면 활성제의 예는 알킬 아민염, 디알킬 아민염, 테트라알킬 암모늄염, 벤잘코늄염, 알킬 피리디늄염 및 이미다졸리늄염을 포함한다. 양성 계면 활성제의 예는 디메틸 알킬 라우릴 베타인, 알킬 글리신, 알킬디 (아미노에틸) 글리신 및 이미다졸리늄 베타인을 포함한다. 비이온성 계면 활성제의 예는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬 알릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 글리콜, 글리세린 에스테르, 소르비탄 에스테르, 수크로스 에스테르, 글리세린 에스테르의 폴리옥시에틸렌 에테르, 소르비탄 에스테르의 폴리옥시에틸렌 에테르, 소르비톨 에스테르의 폴리옥시에틸렌 에테르, 지방산 알카놀아미드, 폴리옥시에틸렌 지방산 아미드, 아민 산화물 및 폴리옥시에틸렌 알킬아민을 포함한다.

안료는 친수성 래디컬을 갖는 수지로 이를 코팅함으로써 마이크로캡슐화될 수 있다. 마이크로캡슐화는 안료 분산성을 제공한다. 종래의 방법 중 임의의 방법이 수용성 안료를 유기 중합체로 코팅하고 이에 의해 수불용성 안료를 마이크로캡슐화하는데 사용될 수 있다. 이러한 공지의 방법은 화학적 제조법, 물리적 제조 법, 물리 화학적 제조법 및 기계적 제조법을 포함한다.

예를 들면, 후술되는 코팅법 (1) 내지 (10)이 사용될 수 있다.

(1) 계면 중합법: 두 개의 유형의 단량체 또는 두 개의 유형의 계면 활성제가 분산상 및 연속상으로 개별적으로 용해되고, 두 개의 상 사이의 계면에서 서로 반응을 일으켜 벽 멤브레인을 형성한다.

(2) 인-시튜 중합법(In-situ polymerization method): 수성 또는 가스성 단량체 및 촉매 또는 두 개의 유형의 반응성 물질이 연속상 측 또는 핵 입자 측으로부터 공급되고, 서로 반응을 일으켜 벽 멤브레인을 형성한다.

(3) 액체내 경화 코팅법(In-liquid curing coating method): 벽 멤브레인이 경화제를 사용하여 코어 물질 입자를 함유하는 중합체 용액의 액적을 불용화함으로써 형성된다.

(4) 코아세르베이션(상 분리)법(Coacervation method): 벽 멤브레인은 코어 물질 입자가 분산되어 있는 중합체 분산 액체를 높은 중합체 농도를 갖는 코아세르베이트(coacervate) 및 희박상(dilute phase)으로 분리함으로써 형성된다.

(5) 액체내 건조법: 코어 물질이 벽 멤브레인 물질의 용액에 분산되고, 코어 물질 부산 액체는 코어 물질 분산 액체의 연속상이 혼화되지 않는 다른 액체에 투입되어 복합 유제(emulsion)를 형성하고, 이어서 벽 멤브레인 물질이 용해되어 있는 매체가 점진적으로 제거되어 벽 멤브레인을 형성한다.

(6) 용융 분산 냉각 프로세스: 가열될 때 용융되고 상온에서 고화되는 벽 멤브레인 물질이 가열에 의해 액화되고, 코어 물질 입자가 최종 액체 내에 분산되고, 이어서 액체가 미세 입자로 변화되고 냉각되어 벽 멤브레인을 형성한다.

(7) 공기내 현탁 코팅법: 코어 물질 입자의 분말이 유동상(fluid bed)을 사용하여 공기 내에 현탁되고, 벽 멤브레인 물질로서 사용된 코팅액이 공기 내에 분무되어 벽 멤브레인을 형성한다.

(8) 스프레이 건조법: 희석되지 않은 캡슐화 액체가 분무되어 가열 공기와 접촉하게 되어 그의 휘발성 물질을 증발하고 이에 의해 벽 멤브레인을 형성한다.

(9) 산성화 석출법(Acidification deposition method): 그의 음이온 그룹의 적어도 일부가 기초 화합물로 중화되어 수용성을 제공하는 유기 중합체가 수성 매체 내에서 착색제와 함께 혼련되고, 산성 화합물을 사용하여 중화되거나 또는 산성화되어, 유기 중합체가 석출되어 착색제에 고착되고 이어서 재차 중화되어 분산된다.

(10) 상 반전 유화법(Phase inversion emulsification): 물이 수용성을 갖는 음이온 유기 중합체와 착색제의 혼합물로 이루어진 유기 용매상에 투입되거나 또는 유기 용매상이 물에 투입된다.

마이크로캡슐의 벽 멤브레인용 물질로서, 이하의 유기 중합체(수지), 즉 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리요소, 에폭시 수지, 폴리카보네이트, 요소 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 폴리삭카라이드, 젤라틴, 아카시아 검(acacia gum), 덱스트란, 카세인, 단백질, 천연 고무, 카르복시폴리메틸렌, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 아세테이트, 폴리염화비닐, 폴리비닐리덴 클로라이드, 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 셀룰로오스 니트레이트, 하 이드록시에틸 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, (메타) 아크릴산의 중합체 또는 공중합체, (메타) 아크릴산 에스테르의 중합체 또는 공중합체, (메타) 아크릴산-(메타) 아크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌-(메타)아크릴산 공중합체, 스티렌-말레익산 공중합체, 알긴산 소다, 지방산, 파라핀, 밀납(bees wax), 물 왁스(water wax), 경화 탈로우(tallow), 카나우바 왁스(carnauba wax) 및 알부민이 사용될 수 있다.

이들 중에서, 카르복실기 또는 설포닉기와 같은 음이온기를 갖는 유기 중합체가 바람직하다. 또한, 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 상기 물질들의 (공)중합체와 같은 비이온성 유기 중합체 및 2-옥사졸린의 양이온성 개환 중합체가 사용될 수 있다. 특히, 완전 비누화 폴리비닐 알코올이 그의 낮은 수용성(고온수에서 용이하게 용해 가능하지만 냉각수에서는 용해 불가능함)에 기인하여 바람직하다.

마이크로캡슐화를 위한 벽 멤브레인 물질에서의 유기 중합체의 양은 유기 안료 또는 카본 블랙과 같은 수불용성 착색제에 대해 1 내지 20 질량 %인 것이 바람직하다. 유기 중합체의 양을 상기 범위 내로 유지하는 것은 안료의 표면을 코팅하는 유기 중합체가 안료의 발색을 억제하는 것을 방지한다. 유기 중합체의 양이 1 질량 % 미만일 때, 캡슐화의 효과가 불충분해 진다. 유기 중합체의 양이 20 질량 % 초과일 때, 안료의 발색이 매우 억제된다. 다른 인자가 또한 고려될 때, 유기 중합체의 양은 수불용성 착색제에 대해 5 질량 % 내지 10 질량 %인 것이 바람직하 다.

유기 중합체의 양이 상기 범위 내에 있으면, 착색제의 일부가 실질적으로 미코팅 또는 노출 상태로 잔류되고, 따라서 착색제의 발색이 억제되지 않는다. 상이한 관점으로부터, 착색제는 실질적으로 코팅되거나 또는 노출되지 않고, 따라서 충분한 캡슐화 효과가 얻어질 수 있다. 유기 중합체의 수 평균 분자량은 캡슐화를 효율적으로 수행하기 위해 2,000 이상인 것이 바람직하다. 이 경우에서 "실질적으로 미코팅 또는 노출 상태로 잔류"는 착색제의 일부가 의도적으로 미코팅 상태로 잔류되고 착색제의 일부가 코팅 내의 핀홀(pinhole) 또는 균열과 같은 결함에 기인하여 노출되어 있는 경우를 포함하지 않는 것을 의미한다.

착색제로서 자기-분산형 유기 안료 또는 자기-분산형 카본 블랙을 사용하는 것은 캡슐 내의 유기 중합체의 함량이 비교적 낮을 때에도 마이크로캡슐화된 안료에 높은 분산성을 제공한다. 따라서, 자기-분산형 유기 안료 및 자기-분산형 카본 블랙이 잉크에 충분한 보존 안전성을 제공하기 위한 착색제로서 바람직하다.

마이크로캡슐화의 방법에 따라 적절한 유기 중합체를 선택하는 것이 바람직하다. 계면 중합법에 대해, 예를 들면 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리비닐 피롤리돈 및 에폭시 수지가 바람직하다. 인-시튜 중합법에 대해, (메타)아크릴산 에스테르의 중합체 또는 공중합체, (메타)아크릴산-(메타)아크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌-(메타)아크릴산 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리비닐리덴 클로라이드 및 폴리아미드가 바람직하다. 액체내 경화 코팅법에 대해, 알긴산 소다, 폴리비닐 알코올, 젤라틴, 알부민 및 에폭시 수지가 바람직하다. 코아세르베이션 법에 대해, 젤라틴, 셀룰로오스 및 카세인이 바람직하다. 다른 마이크로캡슐화법이 또한 미세하고 균일한 마이크로캡슐화된 안료를 얻는데 사용될 수 있다.

상 반전 유화법 및 산성화 석출법에 대해 음이온성 유기 중합체가 사용될 수 있다.

상 반전 유화법에서, 이하의 하나, 즉 물 내에서 자기-분산성 또는 용융성을 갖는 음이온 유기 중합체와 자기-분산형 유기 안료 또는 자기-분산형 카본 블랙과 같은 착색제의 혼합물과, 자기-분산형 유기 안료 또는 자기-분산형 카본 블랙과 같은 착색제와 경화제 및 음이온 유기 중합체의 혼합물이 유기 용매상으로서 사용될 수 있다. 물이 유기 용매상에 투입되거나 또는 유기 용매상이 물에 투입된다. 유기 용매상은 자기 분산되고(반전 유화), 착색제는 마이크로캡슐화된다. 상 반전 유화법에서, 기록액 매개물 또는 첨가제가 또한 유기 용매상에 혼합될 수 있다. 기록액을 위한 분산액을 직접 제조하기 위해, 기록액 매체를 혼합하는 것이 바람직하다.

산성화 석출법에서는, 유기 중합체의 음이온기의 일부 또는 전체가 기초 화합물로 중화되고, 유기 중합체는 자기-분산형 유기 안료 또는 자기-분산형 카본 블랙과 같은 착색제와 함께 수성 매체에서 혼련되고, 유기 중합체의 pH가 중화되거나 또는 산성 화합물을 사용하여 산성화되어 유기 중합체가 석출되어 착색제에 고착된다. 다음에, 최종 수산화 케이크(cake)의 음이온기의 일부 또는 전체가 기초 화합물로 중화되어 착색제가 마이크로캡슐화된다. 그 결과, 미세 마이크로캡슐화된 음이온성 안료를 함유하는 수성 분산액이 생성된다.

전술된 마이크로캡슐화법에서의 용매로서, 이하의 물질, 즉 메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 부탄올과 같은 알킬 알코올과, 벤졸, 톨루올 또는 자이롤과 같은 방향족 탄화 수소와, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트 또는 부틸 아세테이트와 같은 에스테르와, 클로로포름 또는 에틸렌 디클로라이드와 같은 염소화 탄화 수소와, 아세톤 또는 메틸 이소부틸 케톤과 같은 케톤과, 테트라하이드로퓨란 또는 다이옥산과 같은 에테르와, 메틸 셀로솔브 또는 부틸 셀로솔브와 같은 셀로솔브가 사용될 수 있다. 전술된 바와 같이 준비된 마이크로캡슐은 원심 분리 또는 여과에 의해 용매로부터 분리된다. 분리된 마이크로캡슐은 물 및 용매와 함께 교반되어 기록액을 형성한다. 전술된 바와 같이 준비된 마이크로캡슐화된 안료의 평균 입경은 50 nm 내지 180 nm인 것이 바람직하다.

전술된 바와 같은 이러한 수지로 코팅된 안료는 기록 매체 상에 단단히 부착되고 따라서 인쇄된 물질의 내연마성을 향상시킨다.

바람직한 특성을 갖는 수계 고침투성 안료 잉크를 얻기 위해 또는 기록 헤드 노즐의 막힘을 방지하기 위해, 착색제와 함께 수용성 유기 용매를 첨가하는 것이 바람직하다. 수용성 유기 용매로서, 습윤제 또는 침투제가 사용될 수 있다.

습윤제는 건조에 의해 발생되는 기록 헤드 노즐의 막힘을 방지하는데 사용된다.

습윤제로서는 이하의 물질, 즉 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 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 또는 페트리올과 같은 폴리하이드릭 알코올과, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 또는 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르와 같은 폴리하이드릭 알코올 알킬 에테르와, 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르 또는 에틸렌 글리콜 모노벤질 에테르와 같은 폴리하이드릭 알코올 아릴 에테르와, N-메틸-2-피롤리돈, N-하이드록시에틸-2-피롤리돈, 2-피롤리돈, 1,3-디메틸 이미다졸리디논 또는 ε-카프로락탐과 같은 이종 고리 화합물을 함유하는 질소와, 포름아미드, N-메틸포름아미드 또는 N,N-디메틸포름아미드와 같은 아미드와, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노에틸아민, 디에틸아민 또는 트리에틸아민과 같은 아민과, 디메틸 설폭사이드, 설포란 또는 티오디에탄올과 같은 황 함유 화합물과, 프로필렌 카보네이트와, 에틸렌 카보네이트와, γ-부틸로락톤이 사용될 수 있다. 상기 습윤제는 물과 혼합되고, 개별적으로 또는 조합되어 사용될 수도 있다.

침투제는 기록액과 기록 매체 사이의 습윤성을 향상시키고 기록액의 여과율을 조정하는데 사용된다.

화학식 (19) 내지 (23)에 의해 표현된 침투제가 특히 바람직하다.

화학식 (19)에 의해 표현되는 폴리옥시에틸렌 알킬 페닐 에테르 계면 활성제, 화학식 (20)에 의해 표현되는 아세틸렌 글리콜 계면 활성제, 화학식 (21)에 의해 표현되는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 계면 활성제, 화학식 (22)에 의해 표현되 는 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 알킬 에테르 계면 활성제 및 화학식 (23)에 의해 표현되는 불화 계면 활성제와 같은 계면 활성제는 기록액의 표면 장력을 감소시키고, 기록액과 기록 매체 사이의 습윤성을 향상시키고, 따라서 기록액의 여과율을 증가시킨다.

화학식 (19)에서, R은 6 내지 14 탄소 원자를 갖는 탄화 수소 체인을 지시한다. 탄화 수소 체인은 분기될 수 있다. k는 5 내지 20의 정수를 지시한다.

화학식 (20)에서, m 및 n은 0 내지 40의 정수를 지시한다.

화학식 (21)에서, R은 6 내지 14 탄소 원자를 갖는 탄화 수소 체인을 지시한다. 탄화 수소 체인은 분기될 수 있다. n은 5 내지 20의 정수를 지시한다.

화학식 (22)에서, R은 6 내지 14 탄소 원자를 갖는 탄화 수소 체인을 지시한다. m 및 n은 20 이하의 정수를 지시한다.

화학식 (23)에서, m은 0 내지 10의 정수를 지시하고, n은 0 내지 40의 정수를 지시한다.

상기 화학식 (19) 내지 (23)에 의해 표현되는 계면 활성제에 부가하여, 이하의 물질, 즉 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 에틸렌 글리콜 모노알릴 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르 또는 테트라에틸렌 글리콜 클로로페닐 에테르와 같은 폴리하이드릭 알코올 알킬 에테르 또는 폴리하이드릭 알코올 아릴 에테르와, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 블록 공중합체와 같은 비이온성 계면 활성제와, 불화 계면 활성제와, 에탄올 또는 2-프로판올과 같은 저차 알코올이 사용될 수 있다.

이들 중에서, 불화 계면 활성제가 상업용 인쇄 용지와 함께 사용하기 위해 특히 바람직하다.

불화 계면 활성제로서, 퍼플루오로알킬 설포네이트, 퍼플루오로알킬 카르복실레이트, 퍼플루오로알킬 인산염 에스테르, 퍼플루오로알킬 에틸렌 산화물 부가 물, 퍼플루오로알킬 베타인 또는 퍼플루오로알킬 아민 산화물 화합물이 사용될 수 있다. 특히, 화학식 (23)에 의해 표현되는 불화 계면 활성제가 신뢰성의 관점에서 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 기록액 또는 고침투성 안료 잉크의 표면 장력은 상업용 인쇄 용지와 함께 사용하기 위해 35 mN/m 이하인 것이 바람직하다. 기록액의 표면 장력을 상기 범위 내로 유지하는 것은 기록액과 상업용 인쇄 용지 사이의 습윤성을 향상시키면서(기록액의 침투성을 향상시킴) 잉크 액적의 정상적인 형성을 가능하게 하여 이에 의해 기록액의 정착성을 향상시킨다.

기록액의 점도는 잉크 토출 성능을 향상시키기 위해 바람직하게는 1.0 내지 20.0 cP(1.0 내지 20.0 mPa·s), 더 바람직하게는 3.0 내지 10.0 cP(3.0 내지 10.0 mPa·s)이다.

본 발명의 실시예에 따른 기록액은 또한 pH 조정제를 포함할 수 있다. pH 조정제로서, 이하의 물질, 즉 수산화 리튬, 수산화 나트륨 및 수산화 칼륨과 같은 알칼리 금속의 수산화물과, 수산화 암모늄, 4차 수산화 암모늄, 4차 수산화 포스포늄, 탄산 리튬, 탄산 나트륨 및 탄산 칼륨과 같은 알칼리 금속의 카보네이트와, 디에탄올아민 및 트리에탄올아민과 같은 아민과, 붕산과, 염화수소산과, 질산과, 황산과, 아세트산이 사용될 수 있다. 기록액의 pH는 기록액에 접촉하는 금속부의 부식을 방지하기 위해 바람직하게는 3 내지 11, 더 바람직하게는 6 내지 10이다.

본 발명의 실시예에 따른 기록액은 또한 방부제 또는 살균제를 함유할 수도 있다. 방부제 또는 살균제의 혼합은 박테리아의 성장을 방지하고, 보존 안정성을 향상시키고, 이에 의해 화상 품질의 유지에 기여한다. 이하의 물질, 즉 벤조트리아졸, 나트륨 디하이드로아세테이트, 나트륨 소르베이트, 2-피리딘티올-1-산화물 나트륨, 이소티아졸린 화합물, 나트륨 벤조에이트 및 펜타클로로페놀 나트륨이 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 기록액은 또한 방청제를 또한 함유할 수 있다. 방청제는 기록액과 접촉하는 기록 헤드와 같은 금속부의 표면을 코팅하여 이에 의해 부식을 방지한다. 이하의 물질, 즉 산성 설파이트, 나트륨 티오설페이트, 암모늄 티오디글리콜릭산, 디이소프로필 암모늄 니트라이트, 펜타에리스리톨 테트라니트레이트 및 디사이클로헥실 암모늄 니트라이트가 방청제로서 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 기록액은 또한 산화 방지제를 함유할 수 있다. 산화 방지제는 부식을 발생시키는 래디컬 종을 제거함으로써 부식을 방지한다. 두 개의 주요한 유형, 즉 래디컬 수용체형 및 과산화물 분해형 산화 방지제가 있다. 래디컬 수용체형 산화 방지제는 과산화물에 양자(proton)를 제공함으로써 생성된 래디컬의 과산화물을 안정화한다. 과산화물 분해형 산화 방지제는 하이드로페록사이드를 안정한 알코올로 변환한다. 래디컬 수용체형 산화 방지제로서, 페놀릭 화합물 및 아민 화합물이 주로 사용된다.

페놀릭 화합물의 예는 하이드로퀴논 및 갤레이트와 같은 화합물과, 2,6-디-테르트-부틸-p-크레졸, 스테아릴-β-(3,5-디-테르트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-테르트-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-테르트-부틸페놀), 4,4'-티오비스(3-메틸-6-테르트-부틸페놀), 1,1,3-트리스(2- 메틸-4-하이드록시-5-테르트-부틸페닐)부탄, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-테르트-4-하이드록시벤질)벤젠, 트리스(3,5-디-테르트-부틸-4-하이드록시벤질)이소시아누레이트 및 테트라키스[메틸렌-3(3',5'-디-테르트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄과 같은 힌더드(hindered) 페놀 화합물을 포함한다.

아민 화합물의 예는 N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, 페닐-β-나프틸아민, 페닐-α-나프틸아민, N,N'-β-나프틸-p-페닐렌디아민, N,N'-디페닐에틸렌디아민, 페노티아진, N,N'-디-세크-부틸-p-페닐렌디아민 및 4,4'-테트라메틸-디아미노디페닐메탄을 포함한다.

과산화물 분해형 산화 방지제로서, 황 화합물 및 인 화합물이 주로 사용된다. 황 화합물의 예는 디라우릴 티오디프로피오네이트, 디스테아릴 티오디프로피아네이트, 라우릴 스테아릴 티오디프로피오네이트, 디미리스틸 티오디프로피오네이트, 디스테아릴 β,β'-티오디부티레이트, 2-메르캅토벤조이미다졸 및 디라우릴 설파이드를 포함한다. 인 화합물의 예는 트리페닐 아인산염, 트리옥타데실 아인산염, 트리데실 아인산염, 트리라우릴 트리티오아인산염, 디페닐 이소데실 아인산염, 트리노닐 페닐 아인산염 및 디스테아릴 텐타에리스리톨 아인산염을 포함한다.

수용성 용매(1,3-부탄디올 및 에틸 헥산디올)와 함께 불화 계면 활성제의 첨가는 잉크젯 인쇄 용지보다 낮은 침투성을 갖는 상업용 인쇄 용지에서도 잉크에 실용적인 침투성을 제공한다.

그러나, 전술된 바와 같은 고침투성 안료 잉크조차 저침투성을 갖는 상업용 인쇄 용지에 신속하게 정착되지 않을 수 있고 비딩을 발생시킬 수 있다.

도 12a 내지 도 12c는 실크 광택지, 잉크젯 인쇄 용지 및 상업용 인쇄 용지에서의 잉크 액적의 예시적인 거동을 도시하고 있는 도면이다.

도 12a는 실크 광택지에서의 예시적인 잉크 액적의 거동을 도시하고 있고, 도 12b는 잉크젯 인쇄 용지에서의 예시적인 거동을 도시하고 있고, 도 12c는 상업용 인쇄 용지에서의 예시적인 거동을 도시하고 있다. 잉크 액적(D)이 실크 광택지 상에 토출될 때, 잉크 액적(D)은 확산되지 않고 서로로부터 격리된다. 잉크젯 인쇄 용지에서, 잉크 액적(D)이 확산되어 번진다.

상업용 용지에서, 잉크 액적(D)은 보통 용지의 경우에서와 같이 확산되거나 또는 번지지 않고, 실크 광택지의 경우에서와 같이 서로로부터 격리되지 않는다. 그런, 대신에 인접 잉크 액적(D)이 함께 응집되어 비딩을 발생시킬 수 있다.

전술된 바와 같이, 상기 문제점을 제거하고 화상 품질을 향상시키기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 잉크젯 기록 장치는 상업용 인쇄 용지 상에 화상을 기록하기 위해 고침투성 안료 잉크를 사용하고, 입력 화상 데이터에 중간 계조 처리를 수행함으로써 출력 중간 계조 레벨을 얻고 얻어진 출력 중간 계조 레벨에 따라 도트 배열 순서를 선택하고 이에 의해 도트가 격자형 패턴으로 배열된 도트 데이터를 생성하도록 구성된 화상 처리 유닛을 포함한다. 또한, 예시적인 잉크젯 기록 장치는, 도트 데이터 내의 홀수/짝수열 또는 홀수/짝수행 내의 도트의 위치가 부-주사 방향 또는 주-주사 방향에서 전이되는 지그재그형 배열로 도트를 기록하도록 구성된다.

본 발명의 실시예에 따른 화상 처리로서의 예시적인 중간 계조 처리가 후술 된다. 예시적인 중간 계조 처리에서, 도트의 수는 디더법 및 오차 확산법과 같은 의사 중간 계조 처리에 의해 제어된다.

본 발명의 실시예에 따른 디더법에 사용되는 예시적인 디더 매트릭스는 M개의 입력 중간 계조 레벨을 갖는 입력 화상 데이터를 N개(M>N>2)의 출력 중간 계조 레벨을 갖는 출력 화상 데이터로 변환하도록 설계된다. 예시적인 디더 매트릭스에서, 복수의 서브매트릭스가 중첩 없이 그리고 이들 사이에 공간이 없는 스크린각에서 배열되어 출력 화소가 중간 계조 도트 패턴 또는 스크린 라인을 형성한다. 임계 레벨(T)(N>T>1)보다 낮은 출력 중간 계조 레벨에 대해서, 집중형 도트 배열 순서를 갖는 서브매트릭스가 서로 근접하여 형성된다. 임계 레벨(T) 이상인 출력 중간 계조 레벨에 대해서, 분산형 도트 배열 순서를 갖는 서브매트릭스가 사용되어 도트가 분산식으로 형성된다.

본 발명의 실시예에 따른 디더법(화상 처리 방법)에 사용된 예시적인 디더 매트릭스가 도 13 및 도 14를 참조하여 후술된다. 도 13은 도트가 4개의 출력 중간 계조 레벨(도트 없음=0, 소형 크기 도트=1, 중간 크기 도트=2, 대형 크기 도트=3)에 의해 표현되는 화상 처리 방법에 사용되는 예시적인 디더 매트릭스를 도시하고 있는 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 예시적인 화상 처리 방법에서, 출력 화상 내의 화소의 출력 중간 계조 레벨은 화소의 밀도값을 예시적인 디더 매트릭스의 임계치와 비교함으로써 결정된다. 화소의 밀도값이 소형 크기 도트 디더 매트릭스(301)의 임계치보다 작을 때, 화소의 출력 중간 계조 레벨은 0이 된다. 화소의 밀도값이 중간 크기 도트 디더 매트릭스(302)의 임계치보다 작을 때, 화소의 출력 중간 계조 레벨은 1이 된다. 화소의 밀도값이 대형 크기 도트 디더 매트릭스(303)의 임계치보다 작을 때, 화소의 출력 중간 계조 레벨은 2가 된다. 화소의 밀도값이 대형 크기 도트 디더 매트릭스(303)의 임계치 이상일 때, 화소의 출력 중간 계조 레벨은 3이 된다.

도 14는 도 13에 도시되어 있는 소형 크기 도트 디더 매트릭스(301)의 확대도이다.

소형 크기 도트 디더 매트릭스(301)는 20개의 행 및 20개의 열(20×20)을 갖는 임계치의 테이블로서 규정된다. 그러나, 디더 매트릭스의 크기는 20×20에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 디더 매트릭스의 크기는 20×40, 40×40 또는 256×256일 수 있다.

소형 크기 도트 디더 매트릭스(301)는 복수의 서브매트릭스(101)로 구성될 수 있다. 서브매트릭스(101)는 소형 크기 도트 디더 매트릭스(301) 내에 도트를 배열할 때 단위로서 사용된다. 서브매트릭스(101)의 형상 및 배열은 소형 크기 도트 디더 매트릭스(301)에 의해 형성된 중간 계조 도트 패턴 또는 스크린 라인을 결정한다.

서브매트릭스의 형상은 도 14에 도시되어 있는 것에 한정되는 것은 아니다. 서브매트릭스는 중첩 없이 그리고 공간을 남기지 않고 디더 매트릭스를 충전할 수 있는 임의의 형상일 수 있다.

본 실시예에서, 서브매트릭스는 6×6 도트의 정사각형 및 2×2 도트의 정사 각형으로 구성되고, 사인 (6/2)의 스크린각을 형성한다.

집중형 서브매트릭스 및 분산형 서브매트릭스 내의 도트 배열 순서가 도 15를 참조하여 후술된다.

도 15에 도시되어 있는 집중형 서브매트릭스(201)에서, 도트는 점 주위에 집중하도록 배열된다. 한편, 분산형 서브매트릭스(202)에서는, 도트는 집중하지 않고 분산되도록 배열된다.

집중형 서브매트릭스의 예시적인 도트 배열 순서는 이하와 같은데, 중심점으로부터 기하학적 선형 거리의 상승 순서로 도트를 배열하고, 중심점 주위에 나선형 순서로 연속적으로 도트를 배열한다. 분산형 서브매트릭스의 예시적인 도트 배열 순서는 이하와 같은데, 바이어 패턴에 따라 도트를 배열하고, 전체 디더 매트릭스가 고역 통과 필터 특성을 얻는 방식으로 도트를 배열하고, 랜덤 순서로 도트를 배열한다. 집중된 또는 분산된 도트 배열 패턴을 형성할 수 있는 임의의 도트 배열이 사용될 수 있다.

전술된 바와 같이, 디더 매트릭스(301 내지 303)는 도트가 4개의 출력 중간 계조 레벨(도트 없음=0, 소형 크기 도트=1, 중간 크기 도트=2, 대형 크기 도트=3)에 의해 표현되는 화상 처리 방법에 사용되도록 설계된다. 소형 크기 도트 디더 매트릭스(301) 및 중간 크기 도트 디더 매트릭스(302)에서, 집중형 서브매트릭스[집중형 서브매트릭스(201)에 의해 예시된 바와 같이]가 사용된다. 대형 크기 도트 디더 매트릭스(303)에서, 분산형 서브매트릭스[분산형 서브매트릭스(202)에 의해 예시된 바와 같이]가 사용된다.

따라서, 예시적인 디더법에서, 집중형 소형 크기 도트가 유리한 효과를 제공하기 때문에 집중형 도트 배열 순서가 저출력 중간 계조 레벨에 사용되고, 집중형 대형 크기 도트가 번짐 및 비딩과 같은 문제점을 발생하기 때문에 분산형 도트 배열 순서가 고출력 중간 계조 레벨에 사용된다. 이 실시예에서, 집중형 도트 배열 순서는 임계 레벨(T)=3(대형 크기 도트)에서 분산형 도트 배열 순서로 전환된다. 그러나, 임계 레벨(T)은 3에 한정되는 것은 아니고, 임계 레벨(T)은 임의의 출력 중간 계조 레벨로 설정될 수 있다.

집중형 서브매트릭스로부터 분산형 서브매트릭스로의 예시적인 전환 프로세스가 도 16을 참조하여 후술된다.

도 16에 도시되어 있는 예에서, 분산형 서브매트릭스가 대형 크기 도트에 사용되고, 집중형 서브매트릭스가 소형 크기 및 중간 크기 도트에 사용된다.

달리 말하면, 소형 크기 도트(403) 및 중간 크기 도트(404)가 집중형 도트 패턴(401)을 형성하는데 사용된다. 집중형 도트 패턴(401)은 집중형 서브매트릭스가 패턴(405)에 의해 도시되어 있는 바와 같은 도트로 충전될 때 완성된다. 이 단계에서, 집중형 서브매트릭스는 분산형 도트 패턴(402)을 위한 분산형 서브매트릭스로 전환된다. 분산형 도트 패턴(402)은 중간 크기 도트로 충전된 패턴(405)에 기초하여 대형 크기 도트를 사용하여 형성된다.

도 17은 다음의 출력 중간 계조 레벨에 대한 서브매트릭스로 전환되기 전에 출력 중간 계조 레벨에 대한 서브매트릭스가 충전되어 있는 다른 예시적인 전환 프로세스를 도시하고 있는 도면이다.

도 17에 도시되어 있는 예시적인 전환 프로세스에서, 집중형 서브매트릭스는 도 16에 도시되어 있는 예시적인 전환 프로세스와 실질적으로 동일한 방식으로 분산형 서브매트릭스로 전환되기 전에 도트로 충전되고, 또한 집중형 서브매트릭스는 중간 계조 레벨의 제1 전환점(소형 크기 도트로부터 중간 크기 도트로의)에서 도트로 충전된다[패턴(504)에 의해 도시되어 있는 바와 같이].

도 18은 디더 매트릭스에서 복수의 서브매트릭스에 도트를 할당하는 예시적인 순서를 설명하는데 사용되는 도면이다.

도 18에 도시되어 있는 예에서, 도트는 원 번호 1 내지 10으로 지시된 순서로 서브매트릭스에 할당된다. 이 예시적인 도트 할당 순서에서, 서브매트릭스는 경사 방향으로 교대로 선택되므로 인접한 서브매트릭스가 연속적으로 선택되지 않는다. 달리 말하면, 도트는 할당된 도트가 디더 매트릭스에서 분산식으로 배열되는 이러한 순서로 서브매트릭스에 할당된다. 도트 배열 순서 또는 서브매트릭스 선택 순서는, 할당된 도트가 디더 매트릭스에서 분산식으로 배열되는 한 전술된 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 서브매트릭스는 랜덤 순서로 또는 배열된 도트가 고역 통과 필터 특성을 얻는 이러한 순서로 선택될 수 있다.

도 19는 기준 디더 매트릭스(701)와 기준 디더 매트릭스(701)를 각각 회전, 선대칭 반전 또는 평행 이동함으로써 생성된 디더 매트릭스(702, 703, 704)를 도시하고 있는 도면이다.

생성된 디더 매트릭스는 컬러 화상의 컬러 평면에 할당될 수 있다. 예를 들면, 기준 매트릭스로서의 도 13에 도시되어 있는 디더 매트릭스를 시안 컬러 평면 에 할당하고, 기준 매트릭스를 5 도트 하향으로 평행 이동함으로써 생성된 디더 매트릭스를 블랙 컬러 평면에 할당하고, 기준 매트릭스를 10 도트 하향으로 평행 이동함으로써 생성된 디더 매트릭스를 마젠타 컬러 평면에 할당하고, 기준 매트릭스를 15 도트 하향으로 평행 이동함으로써 생성된 디더 매트릭스를 옐로우 컬러 평면에 할당하는 것이 가능하다.

도 20은 기준 디더 매트릭스와 각각의 출력 중간 계조 레벨에 대한 기준 디더 매트릭스의 도트 배열 순서를 반전함으로써 생성된 디더 매트릭스를 도시하고 있는 도면이다. 기준 디더 매트릭스를 하나의 컬러 평면에 할당하고 반전된 도트 배열 순서를 갖는 생성된 디더 매트릭스를 다른 컬러 평면에 할당하는 것은 두 개의 컬러 평면의 도트의 중첩을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

도 20에 도시되어 있는 바와 같이, 도트는 기준 디더 매트릭스(801) 및 반전된 디더 매트릭스(802)에서 대향 도트 배열 순서로 배열된다. 기준 디더 매트릭스(801)가 하나의 컬러 평면에 사용되고 디더 매트릭스(802)가 다른 컬러 평면에 사용될 때, 두 개의 컬러 평면의 중간 계조 도트 패턴은 이들의 계조 레벨이 50%를 초과할 때까지(803) 중첩되지 않는다.

컬러 잉크의 중첩부가 두 개 이상의 컬러 평면을 갖는 화상을 형성할 때 불균일하면, 컬러 왜곡이 발생할 수 있다. 특히, 그레이 컬러는 컬러 왜곡이 쉽다.

본 발명의 실시예에 따르면, 블랙 잉크를 사용하지 않고 그레이 균형을 성취할 때, 디더 매트릭스는 도 21에 도시되어 있는 바와 같이 평행 이동하여, 컬러 평면의 도트의 중첩이 감소되고 컬러 잉크의 중첩부가 실질적으로 균일해진다. 또 한, 기준 디더 매트릭스를 평행 이동시키는 대신에, 컬러 평면에 대한 디더 매트릭스는, 컬러 잉크의 중첩부가 생성된 디더 매트릭스와 실질적으로 균일해지는 한, 기준 디더 매트릭스를 회전하거나 또는 반전시킴으로써 또는 기준 디더 매트릭스의 도트 배열 순서를 변경함으로써 생성될 수 있다.

블랙 잉크를 사용하여 그레이 균형을 성취할 때, 그레이 균형은 전술된 바와 같은 방법을 사용하여 먼저 조정된다. 게다가, 도 22에 도시되어 있는 바와 같이, 특정 스크린각을 갖는 선형 디더 매트릭스(디더 마스크)가 블랙 잉크에 사용되어, 도트가 블랙 도트에 의해 중첩되는 컬러 평면의 도트의 비율이 실질적으로 동일해진다.

블랙 잉크에 대한 디더 마스크로서, 선형 디더 매트릭스 대신에, 기준 디더 매트릭스를 회전, 반전 또는 평행 이동함으로써 생성된 디더 매트릭스, 기준 디더 매트릭스의 도트 배열 순서를 변경함으로써 생성된 디더 매트릭스 또는 바이어 디더 매트릭스(마스크)가 또한 사용될 수도 있다.

전술된 예시적인 디더법(화상 처리 방법)은 또한 상업용 인쇄 용지 이외의 기록 매체 상에 화상을 형성할 때 사용될 수도 있다. 또한, 우수한 흡수성 및 침투성을 갖는 기록 매체 및 높은 침투 속도를 갖는 잉크를 사용하여 화상을 형성할 때, 높은 스크린 선수를 성취하는 디더 매트릭스가 사용될 수 있다.

중간 계조 처리 방법으로서, M개의 입력 중간 계조 레벨을 갖는 입력 화상 데이터를 N개(M>N≥2)의 출력 중간 계조 레벨을 갖는 출력 화상 데이터로 변환하는 오차 확산 알고리즘을 사용하는 오차 확산법이 또한 사용될 수도 있다.

전술된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 잉크젯 기록 장치는, 출력 화상 데이터에 중간 계조 처리를 수행함으로써 출력 중간 계조 레벨을 얻고 얻어진 출력 중간 계조 레벨에 따라 도트 배열 순서를 선택하고 이에 의해 그의 도트가 격자형 패턴으로 배열되어 있는 도트 데이터를 생성하도록 구성된 화상 처리 유닛을 포함한다. 또한, 예시적인 잉크젯 기록 장치는, 도트 데이터 내의 홀수/짝수열 또는 홀수/짝수행 내의 도트의 위치가 부-주사 방향 또는 주-주사 방향으로 전이되는 지그재그형 배열로 도트를 기록하도록 구성된다. 예시적인 잉크젯 기록 장치에 의해 수행된 예시적인 도트 배열 방법이 도 23 내지 도 26을 참조하여 후술된다.

예를 들면 전술된 바와 같은 디더법에 의해 생성된 도트 데이터에서, 도트는 도 23에 도시되어 있는 바와 같이 행 및 열을 갖는 격자형 패턴으로 배열된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 도트 데이터 내의 짝수열 내의 도트의 위치는 홀수열 내의 도트의 위치에 대해 부-주사 방향(용지 반송 방향)에서 인접 도트 사이의 피치의 절반(도트 데이터의 해상도가 600 dpi일 때, 피치의 절반은 1,200 dpi 도트 데이터의 도트 사이의 피치에 상당함)으로 전이된다. 달리 말하면, 홀수열 및 짝수열 내의 도트의 위치는 도트가 기록 매체 상에 형성될 때 지그재그형이 된다.

도트는 도 24의 부-주사 방향으로 전이되지만, 도트는 주-주사 방향으로 전이되어 짝수행 및 홀수행 내의 도트의 위치를 지그재그형이 되게 할 수도 있다.

지그재그형 배열의 도트의 기록은 더 소형의 공간을 충전하는 것을 가능하게 한다. 또한, 도 26에 도시되어 있는 바와 같은 통상의 도트 배열과 비교할 때, 도 25에 도시되어 있는 바와 같은 지그재그형 배열은 인접 도트 사이의 중첩부를 감소시키는 것을 가능하게 한다.

전술된 바와 같이, 에러 확산법이 또한 화상 처리 방법으로서 사용될 수 있다.

도트를 지그재그형 배열로 배열할 때, 도트 데이터의 해상도는 도트의 위치를 전이시킴으로써 발생될 수 있는 화상 품질의 가시적인 열화를 방지하도록 400 dpi 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따르면, 전술된 예시적인 화상 처리 방법의 일부 또는 전체는 기억 매체에 저장된 화상 처리 프로그램으로서 구현된다.

본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 기록 장치, 화상 처리 방법 및 화상 처리 프로그램은 기록 매체의 유형 및/또는 기록 잉크의 유형에 따라 더 높은 스크린 선수를 제공하는 전술된 화상 처리 방법 또는 디더법을 선택하고 이에 의해 기록 매체 및/또는 기록 잉크에 적합한 화상 처리를 수행하도록 구성될 수 있다.

<예>

이하의 예는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 제공된다. 그러나, 본 발명은 이들 에에 한정되는 것은 아니다.

(제1 실험예)

화상은 출력 화상 데이터에 중간 계조 처리를 수행함으로써 얻어진 출력 중간 계조 레벨에 따라 도트 배열 순서를 선택하도록 구성된 화상 처리 유닛을 포함 하는 잉크젯 기록 장치에 의해 기록되었다. 실험 기록을 위해, 후술되는 상업용 인쇄 용지 및 고침투성 안료 잉크가 사용되었다.

[상업용 인쇄 용지]

오프셋 인쇄를 위한 상업적으로 입수 가능한 코팅지[상표명: 오로라 코트(Aurora Coat), 평량(grammage)=104.7 g/m², 니폰 페이퍼 인더스트리즈 캄파니 리미티드(Nippon Paper Industries Co., Ltd.)] 및 전자 사진 인쇄를 위한 상업적으로 입수 가능한 코팅지[상표명: POD 글로스 코트(Gloss Coat), 평량=100 g/m², 오지 페이퍼 캄파니 리미티드(Oji paper Co., Ltd.)]가 사용되었다.

동적 주사 흡수계에 의해 23℃ 및 50% RH의 환경 조건에서 측정된 오프셋 인쇄 코팅지 상으로의 순수의 전이량은 100 ms의 접촉 시간 후에 2.8 ml/m²이고 400 ms의 접촉 시간 후에 3.4 ml/m²이다. 동적 주사 흡수계에 의해 23℃ 및 50% RH의 환경 조건에서 측정된 전자 사진 인쇄 코팅지 상으로의 순수의 전이량은 100 ms의 접촉 시간 후에 3.1 ml/m²이고 400 ms의 접촉 시간 후에 3.5 ml/m²이다.

[고침투성 안료 잉크]

-- 블랙 잉크 --

블랙 잉크를 제조하기 위해, 이하의 처방에 열거된 카봇 코포레이션에 의해 제조된 카본 블랙 분산체(설폰기 부착형 자기-분산형)를 포함하는 물질이 혼합되어 교반되고, 이어서 0.8 ㎛ 폴리프로필렌 필터로 여과된다. 제조된 블랙 잉크의 표 면 장력은 25.0 mN/m이다.

- 블랙 잉크 처방 -

카본 블랙 분산체: 40 wt%

CAB-O-JET 200(설폰기 부착형, 카봇 코포레이션)

아크릴릭 실리콘 수지 유제: 8 wt%

나노크릴(Nanocryl) SBCX-2821 [도요 잉크 매뉴팩처링 캄파니 리미티드(Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.)]

1,3-부탄디올: 18 wt%

글리세린: 9 wt%

2-피롤리돈: 2 wt%

에틸 헥산디올: 2 wt%

불화 계면 활성제 FS-300(듀퐁): 2 wt%

화학식 (V) m=6 내지 8, n=26 이상

프록셀(Proxel) LV[아베치아 가부시키가이샤(Avecia KK)]: 0.2 wt%

이온 교환수: 20.8 wt%

-- 컬러 잉크 --

중합체 용액을 준비하기 위해, 기계적 교반기, 온도계, 질소 가스 입구 튜브, 환류 튜브(reflux tube) 및 적하 깔때기(dropping funnel)를 갖는 1 L 플라스크(flask) 내의 공기가 질소 가스로 충분히 치환되고, 1 L 플라스크가 11.2 g의 스 티렌, 2.8 g의 아크릴산, 12.0 g의 라우릴 메타크릴레이트, 4.0 g의 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 4.0 g의 스티렌 거대 단량체(macromer)[도아고세이 캄파니 리미티드(Toagosei Co., Ltd.), 상표명: AS-6] 및 0.4 g의 메르캅토에탄올로 충전되고, 온도가 65℃로 상승된다.

다음, 100.8 g 스티렌, 25.2 g의 아클릴산, 108.0 g의 라우릴 메타크릴레이트, 36.0 g의 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 60.0 g의 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 36.0 g의 스티렌 거대 단량체(도아고세이 캄파니 리미티드, 상표명: AS-6), 3.6 g의 메르캅토에탄올, 2.4 g의 아조비스디메틸발레로니트릴 및 18.0 g의 메틸 에틸 케톤의 혼합 용액이 2.5시간 동안 1 L 플라스크 내로 적하된다. 적하가 완료된 후에, 0.8 g의 아조비스디메틸발레로니트릴 및 18.0 g의 메틸 에틸 케톤의 혼합 용액이 0.5시간 동안 1 L 플라스크 내로 적하된다. 최종 용액은 65℃의 온도에서 1시간 동안 숙성되고, 0.8 g의 아조비스메틸발레로니트릴이 용액에 첨가되고, 이어서 용액이 1시간 동안 더 숙성된다. 반응이 정지된 후, 364 g의 메틸 에틸 케톤이 1 L 플라스크 내로 투입된다. 그 결과, 50%의 농도를 갖는 800 g의 중합체 용액이 얻어졌다.

다음, 28 g의 얻어진 중합체 용액, 26 g의 구리 프탈로시아닌 안료, 13.6 g의 1 mol/L 수산화 칼륨 용액, 20 g의 메틸 에틸 케톤 및 30 g의 이온 교환수가 혼합되어 충분히 교반된다. 최종 물질은 트라이폴 롤 밀(Tripole Roll Mill)[노리다케 캄파니 리미티드(Noritake Co., Limited), 상표명: NR-84A]을 사용하여 20회 혼련된다. 얻어진 페이스트는 200 g의 이온 교환수에 투입되어 교반된다. 액체 내 의 메틸 에틸 케톤 및 물이 증발기를 사용하여 증류 제거된다. 그 결과, 시안 컬러를 갖는 160 g의 중합체 미립자 분산액이 얻어진다. 중합체 미립자 분산액의 고체 함량은 20.0 wt%이다.

얻어진 중합체 미립자 분산액을 사용하여, 컬러 잉크가 준비되었다. 더 구체적으로는, 이하의 처방에 열거된 물질이 혼합되어 교반되고, 이어서 0.8 ㎛ 폴리프로필렌 필터로 여과되어 예시적인 컬러 잉크가 준비된다. 제조된 컬러 잉크의 표면 장력은 25.5 mN/m이다.

- 컬러 잉크 처방 -

시안 중합체 미립자 분산액: 45 wt%

1,3-부탄디올: 21 wt%

글리세린: 8 wt%

에틸 헥산디올: 2 wt%

불화 계면 활성제 FS-300(듀퐁): 1 wt%

화학식 (V) m=1 내지 9, n=0 내지 25

프록셀 LV(아베치아 가부시키가이샤): 0.5 wt%

이온 교환수: 23.5 wt%

수용성 용매(1,3-부탄디올 및 에틸 헥산디올)와 함께 불화 계면 활성제를 첨가하는 것은 잉크젯 인쇄 용지보다 낮은 침투성을 갖는 상업용 인쇄 용지에서도 잉크에 실용적인 침투성을 제공한다.

[화상 처리 유닛]

출력 화상 데이터에 중간 계조 처리를 수행함으로써 얻어진 출력 중간 계조 레벨에 따라 도트 배열 순서를 선택하도록 구성된 화상 처리 유닛을 포함하는 예시적인 잉크젯 기록 장치가 제1 실험예에 사용되었다. 화상 처리 유닛은 도 13에 도시되어 있는 바와 같은 디더 매트릭스에 기초하여 중간 계조 처리를 수행하기 위한 화상 처리 프로그램을 구비한다.

디더 매트릭스의 서브매트릭스 내의 도트 배열 순서, 분산형 서브매트릭스가 집중형 서브매트릭스로 전환되는 임계 레벨 및 서브매트릭스의 도트의 할당 순서가 도 14 내지 도 16을 참조하여 전술된 실시예에 따라 결정된다.

전술된 바와 같이 구성된 예시적인 잉크젯 기록 장치를 사용하여, 도트 데이터(화상)가 전술된 오프셋 인쇄를 위한 상업적으로 입수 가능한 코팅 용지 및 전자 사진 인쇄를 위한 상업적으로 입수 가능한 코팅 용지 상에 전술된 바와 같이 준비된 블랙 잉크 및 컬러 잉크로 인쇄된다. 도트 데이터의 해상도는 600 dpi로 설정된다. 도트 데이터는 홀수열 내의 도트의 위치에 대해 부-주사 방향(용지 반송 방향)에서 인접 도트 사이의 피치의 절반(1,200 dpi 도트 데이터의 도트 사이의 피치에 상당함)으로 짝수열 내의 도트의 위치를 전이시킴으로써 인쇄된다. 달리 말하면, 홀수열 및 짝수열 내의 도트는 지그재그 위치에 인쇄된다.

블랙 잉크 및 컬러 잉크의 정착 특성은 우수하고 비딩 및 번짐이 관찰되지 않는다. 달리 말하면, 고해상도, 고품질 화상(도트 데이터)이 코팅지 상에 성공적으로 형성된다.

결과가 나타내는 바와 같이, 도 26에 도시되어 있는 바와 같은 통상의 도트 배열과 비교할 때, 지그재그형 배열 내의 기록 도트는 더 소형의 공간을 충전하고 인접 도트 사이의 중첩부를 감소시키는 것을 가능하게 한다.

또한, 도트 데이터가 중간 계조 처리용 오차 분산 알고리즘을 사용하여 인쇄된다. 형성된 화상의 품질은 또한 우수하다.

사용된 도트 데이터의 해상도는 400 dpi(600 dpi)보다 높기 때문에, 도트의 위치를 전이함으로써 발생된 화상의 가시적인 열화가 관찰되지 않는다.

고침투성 안료 잉크를 사용하여 상업용 인쇄 용지 상에 화상을 형성하기 위한 예시적인 화상 형성 장치가 도 27 및 도 28을 참조하여 후술된다.

도 27은 예시적인 화상 형성 장치의 예시적인 기계적 유닛의 측면 입면도이다. 도 28은 예시적인 기계적 유닛의 평면도이다.

예시적인 화상 형성 장치에서, 캐리지(1003)는 안내 유닛에 의해 지지되고, 이 안내 유닛은 도 28에 도시되어 있는 화살표의 방향(주-주사 방향)에서 활주 가능하도록 우측 및 좌측 측면 보드(도시 생략) 사이에 위치된 가이드 로드(1001) 및 가이드 레일(1002)을 포함한다. 캐리지(1003)는 구동 풀리(1006A)와 종동 풀리(1006B) 사이에 연신되어 있는 타이밍 벨트(1005)를 경유하여 주 주사 모터(1004)에 의해 주-주사 방향으로 이동된다.

캐리지(1003) 상에는, 예를 들면 옐로우(Y), 시안(C), 마젠타(M) 및 블랙(K)의 잉크 액적을 토출하기 위한 잉크젯 헤드인 4개의 기록 헤드(1007y, 1007c, 1007m, 1007k)[간결화를 위해 및/또는 컬러 구별이 이루어지지 않을 때에는 기록 헤드(1007)라 총칭함]가 장착된다. 기록 헤드(1007)는 기록 헤드(1007)의 잉크젯 노즐의 어레이가 주 주사 방향과 직각을 형성하고 잉크 액적이 하향 토출되도록 배열된다.

잉크젯 헤드 또는 기록 헤드(1007)의 각각은 액적을 토출하기 위한 압력을 발생시키기 위한 압력 발생 유닛을 포함할 수 있다. 압력 발생 유닛의 예는 압전 소자와 같은 압전 작동기, 가열 소자와 같은 전열 변환 소자에 의해 발생되는 액체막 비등을 사용하는 열적 작동기, 온도 변화에 의해 발생되는 금속상 변화를 사용하는 형상 기억 합금 및 정전기를 사용하는 정전 작동기를 포함한다. 각각의 잉크젯 헤드는 하나의 컬러에 전용될 필요가 있는 것은 아니다. 잉크젯 헤드는 복수의 컬러의 액적을 토출할 수 있는 노즐의 어레이를 포함할 수도 있다.

캐리지(103)는 또한 기록 헤드(1007)에 컬러 잉크를 공급하기 위한 서브-탱크(1008)를 포함한다. 서브-탱크(1008)는 잉크 공급 튜브(1009)를 통해 주-탱크(잉크 카트리지)(도시 생략)로부터 컬러 잉크를 공급받는다.

예시적인 화상 형성 장치는 또한 용지 공급 트레이(1010)의 용지 적층 플레이트(가압 플레이트)(1011) 상에 적층된 용지(1012)를 공급하기 위한 용지 공급 유닛을 포함한다. 용지 공급 유닛은 용지(1012)를 분리하여 용지 적층 플레이트(1011)로부터 이들을 1매씩 공급하기 위한 초승달형 롤러(crescent roller)(용지 공급 롤러)(1013)와, 용지 공급 롤러(1013)에 대면하고 고마찰 계수를 갖는 재료로 제조된 분리 패드(1014)를 포함한다. 분리 패드(1014)는 용지 공급 롤러(1013)를 향해 편위된다.

예시적인 화상 형성 장치는 또한 용지 공급 유닛으로부터 공급된 용지(1012) 를 기록 헤드(1007)의 하부의 위치로 반송하기 위한 반송 유닛을 포함한다. 반송 유닛은 용지 공급 유닛으로부터 공급된 용지(1012)를 안내하는 가이드(1015), 정전 흡착하여 이에 의해 용지(1012)를 반송하는 컨베이어 벨트(1021), 컨베이어 벨트(1021)에 대해 용지(1012)를 가압하여 이에 의해 용지(1012)를 반송하는 카운터 롤러(1022), 대략 수직 상향으로 공급되고 있는 용지(1012)의 방향을 대략 90°변경하여 용지 시트(1012)가 컨베이어 벨트(1021) 상에 위치되도록 하는 반송 가이드(1023), 가압부(1024) 및 가압부(1023)에 의해 컨베이어 벨트(1021)를 향해 편위되는 가압 롤러(1025)를 포함한다. 예시적인 화상 형성 장치는 또한 컨베이어 벨트(1021)의 표면을 대전하기 위한 대전 롤러(1026)를 포함한다.

컨베이어 벨트(1021)는 무단 벨트이고, 반송 롤러(1027)와 인장 롤러(1028) 사이에 연신되어 있다. 반송 벨트(1021)는 타이밍 벨트(1032) 및 타이밍 롤러(1033)를 경유하여 부 주사 모터(1031)에 의해 회전된 반송 롤러(1027)에 의해 도 28에 도시되어 있는 용지 반송 방향(부 주사 방향)으로 회전된다.

가이드(1029)가 기록 헤드(1007)의 화상 형성 영역에 대응하는 위치에서 컨베이어 벨트(1021) 하부에 제공된다. 대전 롤러(1026)는 컨베이어 벨트(1021)의 표면과 접촉하고 컨베이어 벨트(1021)의 회전에 따라 회전하도록 위치된다.

도 28에 도시되어 있는 바와 같이, 예시적인 화상 형성 장치는 또한 회전형 인코더(1036)를 포함한다. 회전형 인코더(1036)는 반송 롤러(1027)의 샤프트에 부착된 슬릿 휠(1034) 및 슬릿 휠(1034) 상의 슬릿을 검출하기 위한 인코더 센서(1035)를 포함한다.

예시적인 화상 형성 장치는, 화상이 기록 헤드(1007)에 의해 상부에 기록되어 있는 용지(1012)를 배출하기 위한 용지 배출 유닛을 더 포함한다. 용지 배출 유닛은 컨베이어 벨트(1021)로부터 용지(1012)를 분리하기 위한 용지 분리 갈고리(claw)(1051), 용지 배출 롤러(1052), 용지 배출 롤러(1053) 및 배출된 용지(1012)를 수용하기 위한 용지 배출 트레이(1054)를 포함한다.

양면 유닛(duplex unit)(1061)이 예시적인 화상 형성 장치의 후방에 탈착 가능하게 부착된다. 양면 유닛(1055)은 컨베이어 벨트(1021)를 대향 방향으로 회전시킴으로써 후방으로 반송되는 용지(1012)를 취하고, 용지(1012)를 반전시키고, 카운터 롤러(1022)와 컨베이어 벨트(1021) 사이의 공간 내로 용지(1012)를 재차 공급한다.

또한, 도 28에 도시되어 있는 바와 같이, 기록 헤드 유지 보수/세척 기구(1056)가 캐리지(1003)의 주사 방향의 일 단부에서 화상 비형성 영역에 제공된다. 기록 헤드 유지 보수/세척 기구(1056)는 기록 헤드(1007)의 노즐을 유지 보수하고 세척한다.

기록 헤드 유지 보수/세척 기구(1056)는 기록 헤드(1007)의 노즐 표면을 덮기 위한 캡(1057), 노즐 표면을 와이핑하기 위한 와이퍼 블레이드(1058) 및 노즐로부터의 건조 잉크를 정화하기 위해 사용된 잉크 액적을 수용하기 위한 폐잉크 수용기(1059)를 포함한다.

전술된 바와 같이 구성된 예시적인 화상 형성 장치에서, 용지(1012)는 분리되어 용지 공급 트레이(1010)로부터 1매씩 공급되고, 분리된 용지(1012)는 대략 수 직 상향으로 공급되고 컨베이어 벨트(1021)와 카운터 롤러(1022) 사이의 공간 내로 가이드(1015)에 의해 안내되어 더 반송되고, 용지(1012)의 선단 에지는 반송 가이드(1023)에 의해 안내되고 가압 롤러(1025)에 의해 컨베이어 벨트(1021) 상에 가압되고, 용지(1012)의 방향은 이에 의해 대략 90°변경된다.

이 단계에서, 후술되는 제어 유닛의 AC 바이어스 인가 유닛(도시 생략)이 대전 롤러(1026)에 교류 전압을 인가한다. 그 결과, 일정한 폭을 갖는 양성 및 음성 대전된 스트립이 컨베이어 벨트(1021)의 표면 상에 용지 반송 방향(부 주사 방향)으로 교대로 형성된다. 용지(1012)가 대전된 컨베이어 벨트(1021) 상에 반송될 때, 용지(1012)는 컨베이어 벨트(1021)에 정전 흡착되고 이에 의해 컨베이어 벨트(1021)가 회전함에 따라 부 주사 방향으로 반송된다.

기록 헤드(1007)는 화상 신호에 따라 주 주사 방향(외향 및 내향 방향)으로 캐리지(1003)를 이동하면서 구동되어 잉크 액적을 토출한다. 그 결과, 화상의 라인이 일정 위치에 정지되어 있는 용지(1012) 상에 형성된다. 다음에, 용지 시트(1012)는 지정된 거리만큼 더 반송되고, 다음의 라인이 기록된다. 기록 완료 신호 또는 용지(1012)의 저부 에지가 화상 형성 영역에 도달되었음을 지시하는 신호가 수신될 때, 예시적인 화상 형성 장치는 화상 형성 프로세스를 종료하고 용지 배출 트레이(1054) 내로 용지(1012)를 배출한다.

양면 인쇄에서, 화상이 용지(1012)의 상부면[화상이 먼저 형성되는 용지(1012)의 면]에 형성된 후에, 용지(1012)는 역방향으로 컨베이어 벨트(1021)를 회전시킴으로써 양면 유닛(1061) 내로 공급되고, 반전되고[용지(1012)의 이면이 상 향을 향하도록], 카운터 롤러(1022)와 컨베이어 벨트(1021) 사이의 공간 내로 재차 공급되고, 전술된 바와 같이 제어된 타이밍에 컨베이어 벨트(1021)에 의해 반송된다. 따라서, 화상이 용지(1012)의 이면에 형성된다. 다음에, 용지(1012)는 용지 배출 트레이(1054) 상에 배출된다.

예시적인 화상 형성 장치가 공회전할 때, 캐리지(1003)는 기록 헤드 유지 보수/세척 기구(1056) 상부의 위치로 이동된다. 이 위치에서, 기록 헤드(1007)의 노즐 표면은 캡(1057)에 의해 덮여서 노즐의 수분을 유지하고 이에 의해 건조된 잉크에 의해 발생되는 노즐 막힘을 방지한다. 캡(1057)에 의해 덮여진 기록 헤드(1007)에 의해, 노즐이 흡착되어 건조된 잉크 또는 공기 기포를 제거한다. 이 기록 헤드 유지 보수 중에 기록 헤드(1007)의 노즐 표면에 고착된 잉크는 와이퍼 블레이드(1058)에 의해 와이핑 제거된다. 또한, 화상 형성 프로세스 전에 또는 동안에, 잉크가 노즐을 세척하기 위해 분무된다. 상기 수단에 의해, 기록 헤드(1007)의 잉크 토출 성능이 유지된다.

기록 헤드(1007)로서 사용되는 예시적인 잉크젯 헤드가 도 29 및 도 30을 참조하여 후술된다.

도 29는 액체 챔버의 길이를 따라 취한 잉크젯 헤드의 절결 측면도이다. 도 30은 액체 챔버의 폭을 따라(노즐이 배열되어 있는 방향을 따라) 취한 잉크젯 헤드의 절결 측면도이다.

예시적인 잉크젯 헤드는 예를 들면 단결정 실리콘 기판을 이방성 에칭함으로써 형성된 채널 플레이트(1101)와, 예를 들면 니켈을 전주 성형함으로써 형성되고 채널 플레이트(1101)의 이면에 접합되는 진동 플레이트(1102)와, 채널 플레이트(1101)의 상부면에 접합된 노즐 플레이트(1103)를 포함한다. 채널 플레이트(1101), 진동 플레이트(102) 및 노즐 플레이트(1104)는 액적(잉크 액적)을 토출하기 위한 노즐(1104), 노즐(1104)로 유도되는 노즐 접속 채널(1105), 압력 발생 챔버로서 사용되는 액체 챔버(1106), 잉크를 액체 챔버(1106)에 공급하기 위한 유체 저항부(공급 채널)(1107) 및 공통 액체 챔버(1108)로 유도되는 잉크 공급 개구(1109)를 형성하도록 배열된다.

예시적인 잉크젯 헤드는 또한 진동 플레이트(1102)를 변형시켜 이에 의해 액체 챔버(1106) 내의 잉크를 압축하는 압력 발생 유닛(작동기 유닛)으로서 사용되는 전기 화학적 변환 소자인 적층된 압전 소자(1121)의 두 개의 어레이(단지 하나의 어레이만이 도 30에 도시되어 있음)와, 압전 소자(1121)가 상부에 고정되는 베이스 플레이트(1122)를 포함한다. 압전 소자(1121) 사이에는 지지부(1123)가 제공된다. 지지부(1123)는 압전 재료가 처리되어 압전 소자(1121)를 형성할 때 동시에 형성된다. 어떠한 구동 전압도 지지부(1123)에 인가되지 않기 때문에, 이들은 단지 지지부로서 기능한다.

구동 회로(구동 IC)(도시 생략)를 갖는 FPC 케이블(1126)이 압전 소자(1121)에 접속된다.

진동 플레이트(1102)의 주연부는 프레임부(1130)에 접합된다. 프레임부(1130)는 압전 소자(1121) 및 베이스 플레이트(1121)를 구비하는 작동기 유닛을 수납하기 위한 관통 구멍(1131), 공통 액체 챔버(1108)로서 사용되는 리세스 및 외 부로부터 공통 액체 챔버(1108)로 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급 구멍(1132)을 갖는다. 프레임부(1130)는 예를 들면 에폭시 수지 또는 폴리페닐렌 설파이드와 같은 열경화성 수지로 제조되고 사출 성형에 의해 형성된다.

채널 플레이트(1101) 내의 노즐 접속 채널(1105) 및 액체 챔버(1106)는 수산화 칼슘 용액(KOH)과 같은 알칼린 에칭액을 사용하여 결정 방위 (110)을 갖는 단결정 실리콘 기판을 이방성 에칭함으로써 형성된다. 채널 플레이트(1101)의 재료는 단결정 실리콘 기판에 한정되는 것은 아니고, 스테인레스강 기판, 감광성 수지 등이 또한 사용될 수 있다.

진동 플레이트(1102)는 예를 들면 니켈 플레이트를 전주 성형함으로써 형성된다. 그러나, 진동 플레이트(1102)의 재료는 니켈 플레이트에 한정되는 것은 아니고, 다른 유형의 금속 플레이트 또는 금속 플레이트 및 수지 플레이트로 제조된 층상 플레이트가 또한 사용될 수도 있다. 압전 소자(1121) 및 지지부(1123)는 접착제로 진동 플레이트(1102)에 접합되고, 진동 플레이트(1102)는 접착제에 의해 프레임부(1130)에 접합된다.

노즐 플레이트(1103)에서, 10 내지 30 ㎛의 직경을 갖는 노즐(1104)이 액체 챔버(1106)의 각각에 대해 형성된다. 노즐 플레이트(1101)는 접착제로 채널 플레이트(1101)에 접합된다. 노즐 플레이트(1103)는 예를 들면 금속으로 제조된 노즐 형성 재료의 표면 상에 층을 형성함으로써 제조된다. 노즐 플레이트(1103)의 최상부 층은 물 반발성 재료로 제조된다. 바람직한 물 반발성 재료는 전술된 바와 같다.

압전 소자(1121)는 압전 재료(1151) 및 내부 전극(1152)을 교대로 적층함으로써 형성된 적층형 압전 소자(본 실시예에서는 PZT)이다. 내부 전극(1152)의 단부는 압전 소자(1121)의 일 측면 및 다른 측면에 교대로 노출되고, 개별 전극(1152) 및 공통 전극(1153)에 접속된다. 이 실시예에서, 예시적인 잉크젯 헤드는, 액체 챔버(1106) 내의 잉크가 도 29 및 도 30의 상향 및 하향 방향에서의 압전 소자(1121)의 변위에 의해 압축되도록 구성된다. 그러나, 예시적인 잉크젯 헤드는 도 29 및 도 30의 좌측 및 우측 방향에서의 압전 소자(1121)의 변위에 의해 액체 챔버(1106) 내의 잉크를 압축하도록 구성될 수 있다. 또한, 예시적인 잉크젯 헤드는 하나의 베이스 플레이트(1122) 상에 압전 소자(1121)의 하나의 어레이를 포함하도록 구성될 수 있다.

전술된 바와 같이 구성된 예시적인 잉크젯 헤드에서, 압전 소자(1121)에 인가된 전압이 기준 전위 이하로 감소될 때, 압전 소자(1121)가 수축되어 진동 플레이트(1102)를 하향 만곡시킨다. 그 결과, 액체 챔버(1106)의 체적이 증가되고 잉크가 액체 챔버(1106) 내로 유입된다. 압전 소자(1121)에 인가된 전압이 증가될 때, 압전 소자(1121)는 압전 소자(1121)의 층이 적층되어 진동 플레이트(1102)를 노즐(1104)을 향해 만곡시키는 방향으로 팽창한다. 그 결과, 액체 챔버(1106)의 체적이 감소되고, 액체 챔버(1106) 내의 잉크가 압축되고, 잉크 액적이 이에 의해 노즐(1104)로부터 토출된다.

압전 소자(1121)에 인가된 전압이 기준 전위로 복귀될 때, 진동 플레이트(1102)가 그의 초기 위치로 복귀되고, 액체 챔버(1106)가 팽창되고 이에 의해 부 압을 발생시키고, 그 결과 잉크가 공통 액체 챔버(1108)로부터 액체 챔버(1106) 내로 유입된다. 노즐(1104) 내의 메니스커스 표면의 진동이 감소되고 메니스커스 표면이 안정화된 후에, 다음의 잉크 토출 프로세스가 시작된다.

예시적인 잉크젯 헤드의 구동 방법은 전술된 방법에 한정되는 것은 아니다.

예시적인 화상 형성 장치의 예시적인 제어 유닛이 도 31에 도시되어 있는 블록도를 참조하여 이하에 개략적으로 설명된다.

제어 유닛(1200)은 예시적인 화상 형성 장치를 제어하기 위한 CPU(1201)와, CPU(1201)에 의해 실행되는 프로그램 또는 다른 고정 데이터를 저장하기 위한 ROM(1202)과, 화상 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 RAM(1203)과, 파워가 오프일 때에도 데이터를 유지하는 재기록 가능 비휘발성 메모리(1204)와, 예를 들면 신호 처리 및 화상 데이터의 분류 작업을 수행하고 예시적인 화상 형상 장치를 제어하기 위한 입력/출력 신호를 취급하는 ASIC(1205)을 포함한다.

제어 유닛(1200)은 또한 호스트(1300)에 대해 데이터 및 신호를 송수신하기 위한 외부 I/F(1206)와, 기록 헤드(1007)를 제어하기 위한 데이터 전달 유닛 및 구동 파형을 생성하기 위한 구동 파형 생성 유닛을 구비하는 인쇄 제어 유닛(1207)과, 기록 헤드(1007)를 구동하기 위한 헤드 드라이버(드라이버 IC)(1208)와, 주 주사 모터(1004) 및 부 주사 모터(1031)를 구동하기 위한 모터 구동 유닛(1210)과, 대전 롤러(1026)에 AC 바이어스를 인가하기 위한 AC 바이어스 인가 유닛(1212)과, 인코더 센서(1035, 1043) 및 환경 온도를 검출하는 온도 센서(1215)로부터의 검출 신호를 수신하기 위한 I/O(1213)를 포함한다. 정보를 입력하고 표시하기 위한 조 작 패널(1214)이 제어 유닛(1200)에 접속된다.

제어 유닛(1200)의 외부 I/F(1206)는 호스트(1300)의 프린터 드라이버(1301)와 같은 화상 처리 프로그램으로부터 케이블 또는 네트워크를 경유하여 인쇄 데이터를 수신한다. 호스트(1300)는 퍼스널 컴퓨터와 같은 정보 처리 장치, 화상 스캐너와 같은 화상 판독 장치, 디지털 카메라와 같은 이미징 장치(imaging apparatus)일 수 있다.

제어 유닛(1200)의 CPU(1201)는 외부 I/F(1206)의 수신 버퍼에서 인쇄 데이터를 판독하여 분석하고, ASIC(1205)이 화상 처리 및 인쇄 데이터의 분류 작업을 수행할 수 있게 하고, 생성된 화상을 인쇄 데이터로부터 인쇄 제어 유닛(1207)을 경유하여 헤드 드라이버(1208)로 전달한다. 인쇄 프로세스에 사용되는 도트 패턴 데이터의 생성은 후술되는 바와 같이 호스트(1300)의 프린터 드라이버(1301)에 의해 수행된다.

인쇄 제어 유닛(1207)은 화상 데이터를 직렬 데이터로서 헤드 드라이버(1208)에 전달한다. 인쇄 제어 유닛(1207)은 또한 화상 데이터가 전달되는 것에 기초하여 전달 클럭 신호, 래치 신호 및 잉크 액적 제어 신호(마스크 신호)를 헤드 드라이버(1208)에 출력한다. 또한, 인쇄 제어 유닛(1207)은 ROM(1202) 내에 저장된 구동 신호 패턴 데이터를 디지털로부터 아날로그로 변환하기 위한 D/A 변환기와, 전압 증폭기 및 전류 증폭기를 포함하는 구동 파형 생성 유닛과, 헤드 드라이버(1208)로 공급될 구동 파형을 선택하기 위한 구동 파형 선택 유닛을 포함한다. 따라서, 인쇄 제어 유닛(1207)은 하나의 구동 펄스(구동 신호) 또는 두 개 이상의 구동 펄스(구동 신호들)로 이루어진 구동 파형을 생성하도록, 그리고 생성된 구동 파형을 헤드 드라이버(1208)에 출력하도록 구성된다.

헤드 드라이버(1208)는 화상 데이터 입력의 일 라인[기록 헤드(1007)에 의한 1 주사]에 따라 인쇄 제어 유닛(1207)으로부터 압전 소자(1121)로 직렬로 공급된 구동 파형을 구성하는 구동 펄스를 선택적으로 공급하고, 이에 의해 기록 헤드(1007)를 구동한다. 기록 헤드(1007)는 선택된 구동 펄스에 따라 예를 들면 대형 크기 도트, 중간 크기 도트 및 소형 크기 도트와 같은 상이한 크기의 도트를 형성할 수 있다.

CPU(1201)는 선형 인코더를 구성하는 인코더 센서(1043)로부터의 검출 펄스를 샘플링함으로써 얻어진 속도 검출값 및 위치 검출값 및 저장된 속도 및 위치 프로파일로부터 얻어진 속도 목표값 및 위치 목표값에 기초하여 주 주사 모터(1004)에 대한 구동 출력값(제어값)을 산출하고, 산출된 제어값에 기초하여 모터 구동 유닛(1210)이 주 주사 모터(1004)를 구동할 수 있게 한다. 또한, CPU(1201)는 회전형 인코더를 구성하는 인코더 센서(1035)로부터의 검출 펄스를 샘플링함으로써 얻어진 속도 검출값 및 위치 검출값 및 저장된 속도 및 위치 프로파일로부터 얻어진 속도 목표값 및 위치 목표값에 기초하여 부 주사 모터(1031)에 대한 구동 출력값(제어값)을 산출하고, 산출된 제어값에 기초하여 모터 구동 유닛(1210)이 부 주사 모터(1031)를 구동할 수 있게 한다.

본 발명의 실시예에 따른 예시적인 화상 처리 장치 및 상기 예시적인 화상 형성 장치를 포함하는 예시적인 화상 형성 시스템이 도 32를 참조하여 후술된다. 예시적인 화상 처리 장치는 컴퓨터가 본 발명의 실시예의 화상 형성 방법을 수행할 수 있게 하기 위한 프로그램을 포함한다.

이하의 설명에서, 잉크젯 프린터(잉크젯 기록 장치)가 예시적인 화상 형성 장치로서 사용된다.

예시적인 화상 형성 시스템은 예를 들면 인터페이스 또는 네트워크를 경유하여 화상 처리 장치(1400)에 접속되어 있는 잉크젯 프린터(1500) 및 퍼스널 컴퓨터(PC)에 의해 구현되는 하나 이상의 화상 처리 장치(1400)를 포함한다.

화상 처리 장치(1400)에서, 도 33에 도시되어 있는 바와 같이, CPU(1401) 및 메모리로서 사용되는 ROM(1402) 및 RAM(1403)이 버스에 의해 접속된다. 또한, 하드 디스크와 같은 자기 저장 장치에 의해 구현되는 저장 장치(1406), 마우스 및 키보드를 포함하는 입력 장치(1404), LCD 또는 CRT와 같은 모니터(1405) 및 광학 디스크와 같은 기억 매체를 판독하기 위한 기억 매체 판독 장치(도시 생략)가 인터페이스를 경유하여 버스에 접속된다. 또한, 예를 들면 USB 또는 인터넷과 같은 네트워크를 경유하여 접속되어 있는 장치와 통신하기 위한 외부 인터페이스(I/F)(1407)가 버스에 접속된다.

화상 형성 장치(1400)의 저장 장치(1406)는 본 발명의 실시예의 프로그램을 포함하는 화상 처리 프로그램을 저장한다. 화상 처리 프로그램은 기억 매체 판독 장치에 의해 기억 매체로부터 판독되거나 또는 인터넷과 같은 네트워크로부터 다운로드되고, 저장 장치(1406)에 설치된다. 화상 처리 프로그램은 화상 처리 장치(1400)가 후술되는 바와 같이 화상 처리를 수행할 수 있게 한다. 화상 처리 프 로그램은 운영 시스템 상에서 실행되도록 구성될 수 있다. 또한, 화상 처리 프로그램은 응용 프로그램의 부분일 수 있다.

도 34는 화상 형성 장치(1400) 상에서 실행되고 본 발명의 실시예에 따른 화상 처리 방법을 수행하는 화상 처리 프로그램(프린터 드라이버)의 예시적인 기능 구성을 도시하고 있는 블록도이다.

화상 처리 장치(1400)의 프린터 드라이버(1411)는 예를 들면 응용 프로그램으로부터 제공된 화상 데이터(1410)의 컬러 공간을 모니터 디스플레이를 위한 것으로부터 화상 형성 장치를 위한 것으로(RGB 컬러 시스템으로부터 CMY 컬러 시스템으로) 변환하는 컬러 관리 모듈(CMM) 유닛(1412)과, CMY 값에서 블랙 생성/언더 컬러 제거 프로세스를 수행하기 위한 블랙 생성/언더 컬러 제거(BG/UCR) 유닛(1413)과, 화상 형성 장치에 지정된 단위 면적당 최대 총 잉크량에 따라 기록 제어 신호로서 사용되는 CMYK 신호를 보정하는 총량 제어 유닛(1414)과, 화상 형성 장치의 특정 또는 사용자 선호도에 따라 입력/출력 데이터를 보정하는 감마 보정 유닛(1415)과, 화상 형성 장치의 해상도에 따라 화상을 확대하는 주밍 유닛(zooming unit)(도시 생략)과, 화상 데이터를 기록 헤드에 의해 형성될 도트 패턴 데이터로 변환하기 위한 다치 및 1치 매트릭스를 포함하는 중간 계조 처리 유닛(1416)과, 중간 계조 처리 유닛(1416)으로부터의 도트 패턴 데이터를 각각의 부분이 일 주사에 대응하는 부분으로 분할하고 도트 패턴 데이터의 각각의 부분 내의 도트를 기록 헤드의 대응 노즐에 할당하는 래스터라이징(rasterizing) 유닛(1417)을 포함한다. 래스터라이징 유닛(1417)으로부터의 출력(1418)은 잉크젯 프린터(1500)에 전송된다.

상기 화상 처리의 임의의 부분은 잉크젯 프린터(1500) 상에서 수행될 수 있다. 도 35는 본 발명의 실시예에 따른 프린터 드라이버의 다른 예시적인 기능 구성을 도시하고 있는 블록도이다.

도 35에 도시되어 있는 바와 같이, 화상 처리 장치(1400)의 프린터 드라이버(1421)는 도 34에 도시되어 있는 대응 유닛과 실질적으로 동일한 기능을 갖는 CMM 유닛(1422), BG/UCR 유닛(1423), 총량 제어 유닛(1424) 및 감마 보정 유닛(1425)을 포함한다. 프린터 드라이버(1421)는 처리된 화상 데이터를 잉크젯 프린터(1500)로 보낸다.

잉크젯 프린터(1500)의 프린터 제어기(1511)[제어 유닛(1200)]는 화상 형성 장치의 해상도에 따라 화상을 확대하는 주밍 유닛(도시 생략)과, 화상 데이터를 기록 헤드에 의해 형성될 도트 패턴 데이터로 변환하기 위한 다치 및 1치 매트릭스를 포함하는 중간 계조 처리 유닛(1516)과, 중간 계조 처리 유닛(1516)으로부터의 도트 패턴 데이터를 각각의 부분이 일 주사에 대응하는 부분으로 분할하고 도트 패턴 데이터의 각각의 부분 내의 도트를 기록 헤드의 대응 노즐에 할당하는 래스터라이징 유닛(1517)을 포함한다. 래스터라이징 유닛(1517)으로부터의 출력(1518)은 인쇄 제어 유닛(1207)에 전송된다.

도 34에 도시되어 있는 프린터 드라이버(1411) 또는 도 35에 도시되어 있는 프린터 드라이버(1421)와 프린터 제어기(1511)의 조합이 본 발명의 실시예에 따른 화상 처리 방법에 사용될 수 있다. 이하의 설명에서, 잉크젯 프린터(1500)는 인쇄 데이터로부터 도트 패턴 데이터를 생성하는 기능을 포함하지 않는 것으로 가정된 다.

달리 말하면, 예를 들면 화상 처리 장치(1400)에서 실행되고 있는 응용 프로그램으로부터의 인쇄 데이터는 잉크젯 프린터(1500)에서 인쇄될 수 있는 다치 도트 패턴 데이터(인쇄 화상 데이터)로 변환되고, 이어서 화상 처리 장치(1400)의 프린터 드라이버(1411)에 의해 래스터라이징된다. 래스터라이징된 도트 패턴 데이터는 잉크젯 프린터(1500)에 전송되어 인쇄된다.

화상 처리 장치(1400)에서, 예를 들면 응용 프로그램 또는 운영 시스템으로부터의 화상 또는 문자 인쇄 데이터(예를 들면, 기록될 라인의 위치, 두께 및 형상을 서술하는 데이터, 또는 기록될 문자의 폰트, 크기 및 위치를 서술하는 데이터)가 묘화 데이터 메모리에 일시적으로 저장된다. 인쇄 데이터는 페이지 서술 언어로 기록된다.

묘화 데이터에 저장된 인쇄 데이터는 래스터라이저(rasterizer)에 의해 분석된다. 인쇄 데이터가 라인을 인쇄하려고 할 때, 인쇄 데이터는 인쇄 데이터에 서술된 라인의 위치 및 두께에 따라 도트 패턴 데이터로 변환된다. 인쇄 데이터가 문자를 인쇄하려고 할 때, 인쇄 데이터는 화상 처리 장치(1400)에 저장된 대응 윤곽 폰트 데이터를 검색함으로써 인쇄 데이터에 서술된 문자의 위치 및 두께에 따라 도트 패턴 데이터로 변환된다. 인쇄 데이터가 화상을 인쇄하려고 할 때, 인쇄 데이터는 도트 패턴 데이터로 직접 변환된다.

변환 후에, 화상 처리가 도트 패턴 데이터[화상 데이터(1410)]에 수행되고, 처리된 도트 패턴 데이터가 래스터 데이터 메모리에 저장된다. 다음, 처리된 도트 패턴 데이터는 좌표를 판정하기 위해 직교 격자를 사용하여 화상 처리 장치(1400)에 의해 래스터라이징된다. 전술된 바와 같이, 화상 처리는 컬러 관리 처리(CMM에 의한), 감마 보정 처리, 디더링 및 오차 확산과 같은 중간 계조 처리, 언더 컬러 제거 및 총량 제어를 포함한다. 래스터 데이터 메모리 내에 저장된 도트 패턴 데이터는 인터페이스를 경유하여 잉크젯 프린터(1500)로 전송된다.

화상 처리 장치(1400)의 프린터 드라이버(1411)에 의해 수행된 예시적인 화상 처리가 도 36에 도시되어 있는 블록도를 참조하여 후술된다.

인쇄 명령이 퍼스널 컴퓨터와 같은 데이터 처리 장치 상에서 실행되는 응용 프로그램으로부터 출력될 때, 대상 유형 판정 단계(1601)에서 프린터 드라이버(1411)는 인쇄 명령의 입력(인쇄 데이터)(1600)의 대상의 유형을 판정한다. 대상, 문자 화상 데이터(1602), 라인 화상 데이터(1603), 그래픽 화상 데이터(1604) 및 비트맵 화상 데이터(1605)의 각각은 대응 처리 경로를 통해 처리된다.

제1 단계로서, 컬러 조정 단계(1606)가 문자 화상 데이터(1602), 라인 화상 데이터(1603) 및 그래픽 화상 데이터(1604)에 수행된다. 다음, 컬러 정합 단계(1607), BG/UCR 단계(1609), 총량 제어 단계(1611), 감마 보정 단계(1613) 및 문자 디더링(중간 계조 처리) 단계(1615)가 문자 화상 데이터(1607)에 더 수행된다. 라인 화상 데이터(1603) 및 그래픽 화상 데이터(1604)에 대해, 컬러 정합 단계(1608), BG/UCR 단계(1610), 총량 제어 단계(1612), 감마 보정 단계(1614) 및 그래픽 디더링(중간 계조 처리) 단계(1616)가 더 수행된다.

비트맵 화상 데이터(1605)에 대해, 컬러 및 압축 방법 판정 단계(1621)가 먼 저 수행된다. 비트맵 화상 데이터(1605)가 두 개 이상의 컬러를 가질 때, 컬러 조정 단계(1622), 컬러 정합 단계(1623), BG/UCR 단계(1624), 총량 제어 단계(1625), 감마 보정 단계(1626) 및 오차 확산(중간 계조 처리) 단계(1627)가 더 수행된다. 비트맵 화상 데이터(1605)가 하나 또는 두 개의 컬러를 가질 때, 화상 세선화(image thinning) 단계(1631), 컬러 조정 단계(1632), 컬러 정합 단계(1633a) 또는 무인덱스(indexless) 처리 단계(1633b)(컬러 정합이 수행되지 않는 경우의 처리), BG/UCR 단계(1624), 총량 제어 단계(1625), 감마 보정 단계(1626) 및 오차 확산(중간 계조 처리) 단계(1627)가 더 수행된다.

또한, 라인 화상 데이터(1603) 및 그래픽 화상 데이터(1604)는 ROP 단계(1641)로 분기되는 상이한 처리 경로를 통해 처리될 수 있다. 이 경우, ROP 단계(1641)에 이어서, 컬러 조정 단계(1632) 및 후속의 단계가 라인 화상 데이터(1603) 및 그래픽 화상 데이터(1604)에 수행된다.

상기 처리 후에, 모든 대상이 단일 세트의 화상 데이터로 재차 조합되고, 래스터라이징 단계(도시 생략)가 조합된 화상 데이터에 수행되고, 래스터라이징된 화상 데이터가 화상 형성 장치로 전송된다.

본 발명의 실시예는 비딩 및 번짐과 같은 문제점을 발생시키지 않고 고해상도, 고품질 화상을 형성할 수 있는 잉크젯 기록 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예는 상업용 인쇄 용지 상에도 우수한 정착성을 갖는 잉크젯 기록을 위한 안료 잉크를 제공한다.

본 발명의 실시예는 출력 중간 계조 레벨에 따라 집중형 도트 배열 순서 또 는 분산형 도트 배열 순서를 사용하고 이에 의해 상업용 인쇄 용지 상에도 고품질 화상을 형성하는 것을 가능하게 하는 화상 처리 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예는 본 발명의 실시예에 따른 화상 처리 방법을 수행하기 위한 화상 처리 프로그램을 포함하는 기억 매체를 제공한다. 이러한 기억 매체를 포함하는, 즉 이러한 화상 처리 프로그램을 갖는 프린터 드라이버로서의 장치는 상업용 인쇄 용지 상에도 고품질 화상을 형성하는 것을 가능하게 한다.

본 발명은 구체적으로 개시된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 변형 및 수정이 본 발명의 범주로부터 일탈하지 않고 이루어질 수 있다.

본 출원은 2006년 4월 4일 출원된 일본 우선권 출원 제2006-103139호 및 2007년 3월 30일 출원된 일본 우선권 출원 제2007-092191호에 기초하고, 이 출원들의 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 인용되어 있다.

Claims (31)

1. 기록 매체 상에 기록액을 토출함으로써 기록을 수행하기 위한 잉크젯 기록 장치로서,

   입력 화상 데이터 상에 중간 계조 처리를 수행함으로써 출력 중간 계조 레벨을 얻고, 상기 얻어진 출력 중간 계조 레벨에 따라 도트 배열 순서를 선택하고, 이에 의해 도트가 격자형 패턴으로 배열되어 있는 도트 데이터를 생성하도록 구성된 화상 처리 유닛을 포함하고,

   상기 잉크젯 기록 장치는, 상기 기록 매체가 상업용 인쇄 용지일 때 상기 기록액으로서 안료 잉크를 사용하고, 상기 도트 데이터 내의 홀수/짝수열 또는 홀수/짝수행 내의 도트의 위치가 부-주사 방향 또는 주-주사 방향으로 전이되는 지그재그형 배열로 도트를 기록하도록 구성되는 잉크젯 기록 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 도트 데이터의 해상도는 400 dpi 이상인 것인 잉크젯 기록 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 기록 매체는 지지재(base material)와 상기 지지재의 적어도 일 측면 상의 코팅층을 포함하고,

   23℃ 및 50% RH의 환경 조건에서 100 ms의 접촉 시간 후에 상기 기록 매체 상으로의 순수의 전이량은 2 ml/m² 내지 35 ml/m²이고,

   23℃ 및 50% RH의 환경 조건에서 400 ms의 접촉 시간 후에 상기 기록 매체 상으로의 순수의 전이량은 3 ml/m² 내지 40 ml/m²인 것인 잉크젯 기록 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 지지재 상의 코팅층의 고체 함량은 0.5 g/m² 내지 20.0 g/m²인 것인 잉크젯 기록 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 기록 매체는 안료로서 카올린을 함유하는 것인 잉크젯 기록 장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 기록 매체는 안료로서 중질 탄산 칼슘을 함유하는 것인 잉크젯 기록 장치.
7. 제3항에 있어서, 상기 기록 매체는 수계(water-based) 수지를 함유하는 것인 잉크젯 기록 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 수계 수지는 수용성 수지 또는 수분산성 수지인 것인 잉크젯 기록 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 안료 잉크는 적어도 물, 착색제 및 습윤제를 함유하는 것인 잉크젯 기록 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 안료 잉크의 표면 장력은 25℃의 온도에서 35 mN/m 이하인 것인 잉크젯 기록 장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 안료 잉크의 점도는 25℃의 온도에서 1 cp 내지 20 cp인 것인 잉크젯 기록 장치.
12. 제9항에 있어서, 상기 안료 잉크는 불화 계면 활성제를 함유하는 것인 잉크젯 기록 장치.
13. 제1항에 있어서,

    상기 화상 처리 유닛은 중간 계조 처리를 위해 디더 매트릭스를 사용하도록 구성되고,

    상기 디더 매트릭스는 M개의 입력 중간 계조 레벨을 갖는 입력 화상 데이터를 N개(M>N>2)의 출력 중간 계조 레벨을 갖는 출력 화상 데이터로 변환하도록 설계되고, 중첩 없이 그리고 상기 디더 매트릭스 내에 공간을 남겨두지 않고서 스크린각에서 배열되어 출력 화소가 중간 계조 도트 패턴 또는 스크린 라인을 형성하는 것인 복수의 서브매트릭스를 포함하고,

    상기 화상 처리 유닛은 또한 도트가 서로 근접하게 형성되도록 임계 레벨(T)(N>T>1)보다 낮은 출력 중간 계조 레벨에 대한 서브매트릭스로서 집중형 도트 배열 순서를 갖는 집중형 서브매트릭스를 사용하고, 도트가 분산식으로 형성되도록 임계 레벨(T) 이상인 출력 중간 계조 레벨에 대한 서브매트릭스로서 분산형 도트 배열 순서를 갖는 분산형 서브매트릭스를 사용하도록 구성되는 것인 잉크젯 기록 장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 화상 처리 유닛은 중간 계조 처리를 위해 오차 확산법을 사용하도록 구성되고, 상기 오차 확산법은 M개의 입력 중간 계조 레벨을 갖는 입력 화상 데이터를 N개(M>N≥2)의 출력 중간 계조 레벨을 갖는 출력 화상 데이터로 변환하도록 설계된 오차 확산 알고리즘을 이용하는 것인 잉크젯 기록 장치.
15. 제1항에 따른 잉크젯 기록 장치를 사용하여 기록된 기록물.
16. 제1항에 따른 잉크젯 기록 장치용 안료 잉크로서,

    상기 안료 잉크의 표면 장력은 25℃의 온도에서 35 mN/m 이하인 것인 안료 잉크.
17. 제1항에 따른 잉크젯 기록 장치용 안료 잉크로서,

    상기 안료 잉크는 불화 계면 활성제를 함유하는 것인 안료 잉크.
18. 제1항에 따른 잉크젯 기록 장치에 의해 기록을 위해 입력 화상 데이터를 처리하는 화상 처리 방법으로서,

    상기 입력 화상 데이터 상에 중간 계조 처리를 수행함으로써 출력 중간 계조 레벨을 얻는 단계와,

    상기 얻어진 출력 중간 계조 레벨에 따라 도트 배열 순서를 선택하는 단계

    를 포함하고,

    디더 매트릭스가 상기 중간 계조 처리를 위해 사용되고, 상기 디더 매트릭스는 M개의 입력 중간 계조 레벨을 갖는 입력 화상 데이터를 N개(M>N>2)의 출력 중간 계조 레벨을 갖는 출력 화상 데이터로 변환하도록 설계되고,

    상기 디더 매트릭스는 상기 디더 매트릭스 내에 중첩 없이 그리고 공간을 남겨두지 않고서 스크린각에서 배열되어 출력 화소가 중간 계조 도트 패턴 또는 스크린 라인을 형성하도록 하는 복수의 서브매트릭스를 포함하고,

    집중형 도트 배열 순서를 갖는 집중형 서브매트릭스는, 도트가 서로 근접하게 형성되도록 임계 레벨(T)(N>T>1)보다 낮은 출력 중간 계조 레벨에 대한 서브매트릭스로서 사용되고,

    분산형 도트 배열 순서를 갖는 분산형 서브매트릭스는, 도트가 분산식으로 형성되도록 상기 임계 레벨(T) 이상인 출력 중간 계조 레벨에 대한 서브매트릭스로서 사용되는 것인 화상 처리 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 집중형 서브매트릭스는, 상기 집중형 서브매트릭스가 상기 분산형 서브매트릭스로 전환되기 전에 상기 집중형 서브매트릭스의 최고 출력 중간 계조 레벨(T-1)로 충전되는 것인 화상 처리 방법.
20. 제18항에 있어서, 상기 N개(M>N>2)의 출력 중간 계조 레벨 중 낮은 레벨로부터 상기 N개(M>N>2)의 출력 중간 계조 레벨 중 높은 레벨로의 전환점에서, 상기 서브매트릭스는 N개(M>N>2)의 출력 중간 계조 레벨 중 낮은 레벨로 충전되는 것인 화상 처리 방법.
21. 제18항에 있어서, 상기 도트는, 상기 서브매트릭스 중 인접 서브매트릭스가 연속적으로 선택되지 않도록 서브매트릭스를 교대로 선택함으로써, 또는 할당된 도트가 고역 통과 필터 특성을 얻는 순서로 서브매트릭스를 선택함으로써, 상기 할당된 도트가 상기 디더 매트릭스에서 분산식으로 배열되는 순서로 상기 서브매트릭스에 할당되는 것인 화상 처리 방법.
22. 제18항에 있어서, 상기 입력 화상 데이터가 복수의 컬러 평면을 갖는 컬러 화상 데이터일 때, 회전, 선대칭 반전 및 평행 이동을 포함하는 변환 방법 중 하나 이상에 의해 상기 디더 매트릭스를 변환함으로써 생성된 변환된 디더 매트릭스가 상기 컬러 평면 중 적어도 하나에 대하여 사용되는 것인 화상 처리 방법.
23. 제18항에 있어서, 상기 입력 데이터가 복수의 컬러 평면을 갖는 컬러 화상 데이터일 때, N개(M>N>2)의 출력 중간 계조 레벨의 각각에 대한 디더 매트릭스의 도트 배열 순서를 반전시킴으로써 생성된 반전된 디더 매트릭스가 상기 컬러 평면 중 적어도 하나에 대하여 사용되는 것인 화상 처리 방법.
24. 제22항에 있어서, 상기 디더 매트릭스 내의 서브매트릭스의 각각은, 대형 직사각형의 코너(corner) 및 소형 직사각형의 코너가 서로 접촉하고 상기 대형 직사각형의 변 및 상기 소형 직사각형의 변이 서로 접촉하는 방식으로 대형 직사각형 및 소형 직사각형을 조합함으로써 형성된 형상을 갖고,

    상기 컬러 화상 데이터가 CMYK 컬러 평면을 가질 때, 상기 디더 매트릭스를 수직 방향으로 하나 이상의 라인으로 평행 이동함으로써 생성된 평행 이동된 디더 매트릭스가 상기 CMYK 컬러 평면의 각각에 대하여 사용되는 것인 화상 처리 방법.
25. 제18항에 있어서, 상기 입력 화상 데이터가 복수의 컬러 평면을 갖는 컬러 화상 데이터일 때, 특정 스크린각을 갖는 선형 디더 매트릭스가 상기 디더 매트릭스와 조합하여 사용되는 것인 화상 처리 방법.
26. 제18항에 있어서, 상기 입력 화상 데이터가 복수의 컬러 평면을 갖는 컬러 화상 데이터일 때, 바이어 디더 매트릭스가 상기 디더 매트릭스와 조합하여 사용되 는 것인 화상 처리 방법.
27. 제1항에 따른 잉크젯 기록 장치에 의한 기록을 위해 입력 화상 데이터를 처리하는 화상 처리 방법으로서,

    상기 입력 화상 데이터 상에 중간 계조 처리를 수행함으로써 출력 중간 계조 레벨을 얻는 단계와,

    상기 얻어진 출력 중간 계조 레벨에 따라 도트 배열 순서를 선택하는 단계

    를 포함하고,

    상기 중간 계조 처리를 위해 오차 확산법이 사용되고, 상기 오차 확산법은 M개의 입력 중간 계조 레벨을 갖는 입력 화상 데이터를 N개(M>N≥2)의 출력 중간 계조 레벨을 갖는 출력 화상 데이터로 변환하도록 설계된 오차 확산 알고리즘을 이용하는 것인 화상 처리 방법.
28. 제18항에 따른 화상 처리 방법을 컴퓨터가 수행하게 하기 위해 내부에 임베딩된 화상 처리 프로그램을 갖는 기억 매체.
29. 제18항에 따른 화상 처리 방법을 수행하도록 구성된 화상 처리 장치.
30. 제18항에 따른 화상 처리 방법을 수행하도록 구성된 잉크젯 기록 장치.
31. 제18항에 따른 화상 처리 방법, 또는 기록 매체 및 기록액의 유형에 따른 화상 처리 방법보다 높은 스크린 선수(higher screen frequency)를 제공하는 디더법을 선택하고 수행하도록 구성된 잉크젯 기록 장치.

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