JP2021024244A - インクジェット記録装置および記録方法 - Google Patents
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- Ink Jet (AREA)
Abstract
Description
以下、本発明の第1実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本実施形態のインクジェット記録装置(以下、単に記録装置という)100の構成を示す斜視図である。なお、図1では、記録装置100の内部機構を説明するために、上部カバーを取り除いた状態を示している。図1に示すように、記録装置100では、画像を記録すべき記録媒体104を矢印Fに示す搬送方向(副走査方向)に搬送する。記録媒体104の搬送は、副走査モータ205(図2参照)によって動作する搬送手段によって行われる。
図3は記録ヘッド40を構成する吐出口形成基板30の構成を吐出口側から観た模式図である。吐出口形成基板30には、インクを吐出する吐出口301が、副走査方向(S方向)に沿って複数配置されている。本実施形態では、1536個の吐出口301(No.0〜No.1535の吐出口)が、副走査方向に沿って1インチ当たり1200個の密度(1200dpi)で配置されている。これら1536個の吐出口によって1つの吐出口列が形成されている。なお、図3では、副走査方向における吐出口301の配置を容易にするため、吐出口30を千鳥状に配置している。
図4は、記録ヘッド40を上面から見た状態を示す平面図である。本実施形態における記録ヘッド40は、図3に示した吐出口形成基板30を5つ並設した構成を有する。5つの吐出口形成基板30は、記録装置で使用する5色のインクにそれぞれ対応している。すなわち、吐出口列401Kはブラックインクに、吐出口列401Cはシアンインクに、吐出口列401Mはマゼンタインクに、吐出口列401Yはイエローインクに、吐出口列401LUは光輝性インクに、それぞれ対応している。
ここで、本実施形態に適用する各インクの組成および精製方法を説明する。以下、「部」および「%」とあるのは、特に断りのない限り、質量基準である。
(1)分散液の作製
以下に示す顔料10部、アニオン系高分子30部、純水60部を混合する。
・顔料:[C.I.ピグメントイエロー74(製品名:Hansa Brilliant Yellow 5GX(クラリアント社製)
・アニオン系高分子P−1:[スチレン/ブチルアクリレート/アクリル酸共重合体(共重合比(重量比)=30/40/30)、酸価202、重量平均分子量6500、固形分10%の水溶液、中和剤:水酸化カリウム]
次に、上記の材料をバッチ式縦式サンドミル(アイメックス株式会社製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを150部充填し、水冷を行いつつ12時間分散処理を行う。さらに、この分散液を遠心分離機にかけ、粗大粒子を除去する。そして、最終調製物として、固形分が約12.5%、重量平均粒径が120nmの顔料分散体Iを得る。得られた顔料分散体を用いて、以下のようにしてインクを調製する。
以下の成分を混合し、十分に攪拌して溶解・分散後、ポアサイズ1.0μmのミクロフィルター(富士フイルム株式会社製)にて加圧濾過して、インク1を調製する。
・上記で得た顔料分散体1:40部
・グリセン:9部
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物(商品名:アセチレノールEH):1部
・1,2−ヘキサンジオール:3部
・ポリエチレングリコール(分子量1000):4部
・水:残部
(1)分散液の作製
ベンジルアクリレートとメタクリル酸を原料として、常法により、酸価300、数平均分子量2500のAB型ブロックポリマーを作り、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な50質量%ポリマー水溶液を作成する。また、このポリマー水溶液を100g、C.I.ピグメントレッド122を100gおよびイオン交換水を300g混合し、機械的に0.5時間撹絆する。次に、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を、液体圧力約70MPa下で相互作用チャンバ内に5回通すことによって処理する。さらに、上記で得た分散液の遠心分離処理(12,000rpmで20分間の処理)を行うことにより、粗大粒子を含む非分散物を除去してマゼンタ分散液とする。得られたマゼンタ分散液は、その顔料濃度が10質量%、分散剤濃度が5質量%であった。
インクの作製には、上記のマゼンタ分散液を使用する。これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹絆した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム株式会社製)にて加圧濾過し、顔料濃度4質量%、分散剤濃度2質量%のインクを調製する。
・上記マゼンタ分散液:40部
・グリセリン:10部
・ジエチレングリコール:10部
・アセチレングリコールEO付加物:0.5部
・水:残部
(1)分散液の作製
ベンジルアクリレートとメタクリル酸を原料として、常法により、酸価250、数平均分子量3000のAB型ブロックポリマーを作り、これを水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な50質量%ポリマー水溶液を作成する。また、上記のポリマー溶液を180g、C.I.ピグメントブルー15:3を100gおよびイオン交換水220gを混合し、機械的に0.5時間撹拌する。次に、マイクロフリュイダイザーを使用し、上記混合物を、液体圧力約70MPa下で相互作用チャンバ内に5回通すことによって処理する。さらに、上記で得た分散液を遠心分離処理(12,000rpm、20分間)することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去してシアン分散液とする。得られたシアン分散液は、その顔料濃度が10質量%、分散剤濃度が10質量%であった。
インクの作製には、上記のシアン分散液を使用する。これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム株式会社製)にて加圧濾過し、顔料濃度2質量%、分散剤濃度2質量%のインクを調製する。
・上記シアン分散液:20部
・グリセリン:10部
・ジエチレングリコール:10部
・アセチレングリコールEO付加物:0.5部
・水:残部
(1)分散液の作製
イエローインク1で使用したポリマー溶液を100g、カーボンブラックを100gおよびイオン交換水300gを混合し、機械的に0.5時間撹拌する。次に、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を、液体圧力約70MPa下で相互作用チャンバ内に5回通すことによって処理する。さらに、上記で得た分散液を遠心分離処理(12,000rpm、20分間)することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去してブラック分散液とする。得られたブラック分散液は、その顔料濃度が10質量%、分散剤濃度が6質量%であった。
インクの作製には、上記ブラック分散液を使用する。ブラック分散液に以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度5質量%、分散剤濃度3質量%のインクを調製する。
・上記ブラック分散液:50部
・グリセリン:10部
・トリエチレングリコール:10部
・アセチレングリコールEO付加物:0.5部
・水:残部
本実施形態では、市販の銀ナノ粒子インクNBSIJ−MU01(三菱製紙株式会社製)を光輝性インクとして用いた。
本実施形態では、光輝性インクによってドットが形成される記録画素の連結数に応じて、各記録画素におけるドットの重ね量を最適化することにより、光輝性インクによって形成される画像の光沢度を高めることを特徴としている。以下、記録媒体104上に形成される画像の光沢度を測定する測定装置及び測定方法について説明する。
光検出部502によって測定される記録媒体503からの反射光の分光強度をRx(λ)とし、その分光強度Rx(λ)から、以下の式(1)によって、正反射光の三刺激値Xx,Yx,Zxを算出する。
本実施形態は、記録画素に対して光輝性インクの複数のドットを重ねて記録する処理を含むものである。そして、本実施形態では、光輝性インクによって1つのドットを記録する記録単位領域(記録画素)の連結数に応じて、各記録画素における光輝性インクのドットの重ね量を変化させることを特徴とする。換言すれば、記録媒体上に吐出された光輝性インクによって形成されるドットが互いに連結された状態となる領域の面積に応じて光輝性インクを重ねる量を変化させる。より具体的には、記録画素の連結数が少なく、光輝性インクのドットが連結された状態となる面積が小さい領域ほど、多くのドットを重ねて記録する。一方、記録画素の連結数が多く、光輝性インクのドットが連結された状態となる面積が大きい領域には光輝性インクを重ねない、または重ねる数を少なくするようにドットを間引く処理を行う。
次に、第1実施形態において実行される画像処理を、図9のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、図9において、各処理工程の番号に付された“S”は、ステップを意味する。
本実施形態では、記録媒体上の同一の領域に対して、記録ヘッド40の主走査を複数回行う、いわゆるマルチパス記録方式によって記録を行う。本実施形態では、記録媒体上の同一領域に対して記録ヘッド40が16回主走査を行う16パス記録を実行する。以下、マルチパス記録方式について簡単に説明する。
前述のように本実施形態では、インデックスデータに基づいてドットの配置を決定するインデックスパターンとして、図10(b)に示したものを用いる。図10(b)では、縦2画素、横4画素の領域に対応するインデックスパターンを示しているが、ここでは、簡易的に縦方向および横方向に、図10(b)に示すインデックスパターンを繰り返すこととする。
図15は、記録媒体に光輝性画像を記録する際の光輝性インクの記録率(デューティ)と、光沢度との関係を示す図であり、横軸は光輝性インクの記録率を、縦軸は光沢度をそれぞれ示している。また、図15において、実線は本実施形態による記録例を、破線は従来技術による記録例をそれぞれ示している。従来技術は、1つの記録画素に対して複数のドットを重ねて記録することはせず、各記録画素に対して1つずつドットを記録するものとなっている。これに対して、本実施形態では、前述のようにデューティに応じてドットの重ね量を変化させて記録を行う。
次に本発明の第2実施形態を説明する。上記第1実施形態では、インデックスデータに対応するインデックスパターンに対し、図13に示すマスクを用いてドットの重ね量を決定する例を示した。これに対し、第2実施形態では、実際の光輝性インクのドットを記録すべき記録画素の配置に基づき各記録画素に対するドットの重ね量を決定する。
連結数=横の連続数×0.5+縦の連続数×0.5 (式5)
第2実施形態においては12パス記録を行う。カラーインクは8パス記録に対応した1024個の吐出口を使用し、各光輝性インクは4パス記録に対応した512個の吐出口を使用する。以下、図17に基づき、本実施形態における記録動作を説明する。
次に本発明の第3実施形態を説明する。本実施形態では、形成すべき画像の色調毎に予め定められたパターンで光輝性インクのドットを記録する例を示す。光輝性インクを装飾用に用いる場合には、光輝性インクによって形成される領域の大きさ(記録画素の連結数)が予め定められていることが多い。例えば、細かい金属装飾を施すパール調の画像ではドットを記録すべき画素(記録画素)の連結数が小さな値に定められ、大きな金属装飾を施すラメやメタリック調の画像では、記録画素の連結数が大きな値に定められている。また、光輝性インクの上から付与するカラーインクの種類や付与量も固定化されている場合が多い。本実施形態では、光輝性インクによってドットを記録する記録画素の連結数が、形成すべき画像の色調(パターン)毎に予め固定化されている場合に、パターン毎に定めた重ね量でドットの記録を行う。
図19は、表2に示すパターンの一例としてパールパターン2を選択した際に行われる記録動作を示す図である。本実施形態においても前述の第2実施形態と同様に光輝性インクの画像データに対するマスク処理は行わずにドットの記録を行う。但し、本実施形態では光輝性インクを記録すべき全ての画素に対し、予め定めた重なり量に応じてドットの記録を繰り返し行う。
第1ないし第3実施形態においては、主走査と副走査とを繰り返して記録することにより、光輝性インクのドットを重ねて記録する例を示した。しかし、図20に示すような構成を有する記録装置であれば、副走査のみでも光輝性インクのドットを重ねて記録することが可能であり、上記実施形態と同様に良好な光沢度の画像を形成することができる。
次に、本発明の第5実施形態を、図21を参照しつ説明する。図21は本実施形態の記録装置に用いる記録ヘッド2100における吐出口2103の配列を示す模式図である。記録ヘッド2100には、光輝性のインクの吐出口2103が2次元的に配置されている。図中、破線で示した領域が記録媒体2101を示している。図示のように、記録媒体2101の全域を覆う領域に吐出口2103が配置され、記録媒体2101と記録ヘッド2100との相対移動を行なうことなしに、光輝性インクによる記録を完成させる。この際、画像の中に連結度の低い箇所(画素)が存在する場合には、その箇所への記録を担当する吐出口2103から複数回インクを付与することにより、複数のドットを重ねて記録することができる。
また、以上の実施形態では、光輝性インクのドットを重ねて記録する際に、同一の画素に対して光輝性インクを複数回付与する例を示した。しかし、光輝性インクのドットを重ねる際に、同じ画素ではなく、最も近接する複数の画素に光輝性インクを付与するようにしてもよい。例えば、水平解像度(横方向の解像度)を4800dpiまで高めると、隣接画素にインクを付与しても同一画素に複数回インクを付与した場合と略同様のドットの重なりを得ることが可能となり、上記実施形態と同様に良好な光沢度を得ることができる。
40,2002,2100 記録ヘッド(記録手段)
100,200,2000 記録装置
201 システムコントローラ
210 記録制御部
Claims (16)
- 記録媒体上に設定された複数の単位領域のそれぞれに光輝性インクを付与することが可能な記録手段を有する記録装置であって、
前記複数の単位領域のうち、前記光輝性インクを付与すべき単位領域である記録単位領域の連結数に応じて、前記記録単位領域の各々に対する前記光輝性インクの付与量を変化させるように前記記録手段を制御する記録制御手段を備え、
前記記録制御手段は、前記記録単位領域の連結数が所定の連結数であるときの当該記録単位領域に対する前記光輝性インクの付与量が、前記所定の連結数より大きい連結数の記録単位領域に対する前記光輝性インクの付与量以上となるように前記記録手段を制御することを特徴とする記録装置。 - 前記記録制御手段は、前記記録単位領域に付与された光輝性インクにより形成される光輝性画像の光沢度が最大化されるように前記記録手段によるインクの付与量を制御することを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
- 前記記録手段は、前記記録媒体上に設定された記録単位領域に光輝性インクを吐出可能な複数の吐出口を配列した記録ヘッドにより構成され、
前記記録制御手段は、前記記録単位領域の連結数が所定の連結数であるときに当該記録単位領域に対して前記光輝性インクを吐出する回数が、前記所定の連結数より大きい連結数の記録単位領域に対して前記光輝性インクを吐出する回数以上となるように前記記録ヘッドを制御することを特徴とする請求項1または2に記載の記録装置。 - 前記記録制御手段は、前記記録手段を所定の主走査方向へと移動させつつ前記光輝性インクを吐出させる記録走査を前記記録媒体上の同一の領域に対して複数回行い、前記記録媒体上に存在する記録単位領域に対し当該記録単位領域の連結数に応じた記録走査の回数で前記光輝性インクを吐出させることを特徴とする請求項1または2に記載の記録装置。
- 前記記録制御手段は、前記記録媒体上に設定された複数の単位領域のそれぞれに対して前記吐出口から前記光輝性インクを吐出させるか否かを示す記録データと、前記複数の吐出口のうち光輝性インクの吐出を許容する吐出口を定めるマスクパターンとの論理積に基づき、複数の記録走査の各々において前記記録単位領域に対する光輝性インクの吐出を制御することを特徴とする請求項3に記載の記録装置。
- 前記マスクパターンは、前記記録単位領域の連結数が所定の連結数であるときに当該記録単位領域に対して前記光輝性インクを吐出する回数が、前記所定の連結数より大きい連結数の記録単位領域に対して前記光輝性インクを吐出する回数以上となるように定められていることを特徴とする請求項5に記載の記録装置。
- 前記記録制御手段は、
前記記録媒体に定められた複数の単位領域のそれぞれに対して前記光輝性インクを付与するか否か示す記録データをスキャンすることにより、個々の前記記録単位領域に対してそれぞれ隣接する記録単位領域との連結数を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された単位領域の連続数に基づいて個々の前記記録単位領域に対してインクを付与する回数を決定する決定手段と、を備え、
前記決定手段によって決定された前記回数に従って個々の前記記録単位領域に光輝性インクを付与することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の記録装置。 - 前記取得手段は、前記記録媒体の第1方向に沿って配置される前記複数の単位領域に対応する記録データをスキャンすることによって前記記録単位領域の第1の連続数を取得すると共に、前記記録媒体の第2方向に沿って配置される前記複数の単位領域に対応する記録データをスキャンすることによって前記単位領域の第2の連続数を取得し、前記第1の連続数と前記第2の連続数とに基づいて個々の単位領域に対する連結数を設定することを特徴とする請求項7に記載の記録装置。
- 前記記録制御手段は、予め前記記録媒体上に定められた前記記録単位領域の位置および前記単位領域の連結数を示す情報に応じた回数の前記記録走査を、前記単位領域に対して行うことを特徴とする請求項4に記載の記録装置。
- 前記記録媒体を搬送する搬送手段をさらに備え、
前記記録手段は、光輝性インクを吐出する複数の吐出口を前記記録媒体の搬送方向に沿って配列した吐出口列を有する記録ヘッドにより構成され、
前記記録制御手段は、前記吐出口列を複数に吐出領域に区分し、前記搬送手段を前記吐出領域に対応する長さ毎に搬送し、前記記録媒体の同一の領域に対して異なる前記吐出領域を前記搬送方向と交差する方向に沿って複数回の走査を行いつつ光輝性インクを吐出させることによって、同一の単位領域に対し光輝性画像を記録することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の記録装置。 - 前記記録媒体を搬送する搬送手段をさらに備え、
前記記録手段は、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に沿って配置された複数の吐出口からなる吐出口列が、前記搬送方向に沿って複数列配置された記録ヘッドにより構成され、
前記記録制御手段は、前記搬送手段によって前記記録媒体を前記搬送方向に連続的に搬送させつつ、前記複数の吐出口列から前記記録媒体に対して光輝性インクさせることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の記録装置。 - 前記記録媒体を搬送する搬送手段をさらに備え、
前記記録手段は、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向における長さ以上の長さに亘って光輝性インクを吐出する複数の吐出口を前記搬送方向と交差する方向に配列した吐出口列を少なくとも1つ備えた記録ヘッドにより構成され、
前記記録制御手段は、前記記録媒体を前記搬送方向に沿って往動および復動させつつ、前記吐出口列から前記光輝性インクを吐出させることにより、前記単位領域に複数の光輝性インクを重ねて付与させることを可能とすることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。 - 前記記録手段は、前記記録媒体の全域を覆うように2次元的に配置された複数の吐出口を有し、前記記録媒体と前記吐出口との相対位置を固定した状態で、前記吐出口から前記光輝性インクを吐出させることにより、光輝性画像を前記記録媒体に記録することを特徴とする請求項1ないし12のいずれか1項に記載の記録装置。
- 前記記録手段は、前記記録媒体上に設定された複数の単位領域のそれぞれに対してカラーインクを吐出することを可能とし、
前記記録制御手段は、前記光輝性インクを前記記録媒体上に付与した後、前記光輝性インクが付与された前記記録媒体上に前記カラーインクを付与することを特徴とする請求項1ないし12のいずれか1項に記載の記録装置。 - 前記光輝性インクは、金属粒子を含むインクであることを特徴とする、請求項1ないし13のいずれか1項に記載の記録装置。
- 記録媒体上に対して光輝性インクを付与することによって光輝性画像を形成する記録方法であって、
前記光輝性インクを付与する記録単位領域の連結数が所定の連結数であるときの当該記録単位領域に前記光輝性インクを付与する量を、前記所定の連結数より大きい連結数の記録単位領域に付与する前記光輝性インクの量以上とすることを特徴とする記録方法。
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