JP5076641B2 - 液滴吐出装置及び液滴吐出方法 - Google Patents

液滴吐出装置及び液滴吐出方法 Download PDF

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Description

本発明は、印刷用紙に液体を吐出して印刷を行う液滴吐出装置及び液滴吐出方法に関する。
上記した液滴吐出装置は、例えば、複数の微細なノズルから液体としてのインクを印刷用紙に吐出して印刷を行っている。印刷用紙は、例えば、普通紙(PPC:Plain Paper Copier)である。また、インクは、色材と溶剤(水分)とを有して構成されている。
この普通紙にインクを吐出した際、インクに含まれる水分が普通紙を構成する繊維に染み込み、普通紙が膨張する。そして、印刷用紙における単位面積当りの領域毎で、水分量(インク量)にばらつきがあると、寸法変化にばらつきが生じる。よって、印刷した部分が伸びてしわが寄る、所謂コックリング現象(波打ち現象)と呼ばれる現象が発生する。これにより、印刷用紙の搬送性が悪くなったり、印刷部分の表示品質が悪くなったりするという問題が生じる。
そこで、コックリング現象を低減する方法として、例えば、特許文献1に記載のような方法が知られている。これによれば、印刷した部分の画像濃度(色濃度)をCCD(Charge Coupled Device)で検出し、その検出した情報に基づいて使用インク(例えば、イエロー、シアン、マゼンタ)の量を算出し、更に、透明インクを画像の反転像としてその部分に印刷することで、印刷用紙の全体に水分を均一に付与することができる。
特開平4−358836号公報
しかしながら、高画質の印刷を行う場合のように、濃いインクと薄いインクとを使い分けたり、イエロー、シアン、マゼンタ以外の、ブルー、レッド、バイオレット、グリーン等のインクを使用したりするプリンタにおいては、色濃度だけから印刷されている使用インク量を特定することが難しい。これにより、印刷用紙に付与された水分量が不均一になる。また、印刷した部分をCCDで検出してから再度印刷するため、印刷するまでにタイムラグが生じ、これにより、その間に水分が乾燥して、印刷用紙に悪影響を及ぼすことが考えられる。その結果、コックリング現象が発生するという問題がある。
更に、印刷した後に透明インクを吐出するため、色材が印刷用紙の内部に流し込まれることになり、これにより、発色性が低下したり、印刷用紙の裏面から色材が見える裏抜け現象が発生したりするという問題がある。
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
本発明の一態様の液滴吐出装置は、印刷する画像の画像データに従って画素に色材を有する第1液体量の第1液体を吐出する第1ノズルと、前記画素に吐出される総液体量が複数の画素において一定になるように、前記画素に透明性を有する第2液体量の第2液体を吐出する第2ノズルと、前記画像データに基づいて、前記総液体量と前記第1液体量との差分から前記第2液体量を求める演算処理部と、を有し、前記第1ノズルは、複数のノズルが配列された第1のノズル列と、複数のノズルが配列された第2のノズル列と、を含み、前記第2ノズルは、複数のノズルが配列された第3のノズル列と、複数のノズルが配列された第4のノズル列と、を含み、前記第1ノズル及び前記第2ノズルが走査移動を行って印刷し、前記第2ノズルの位置は、吐出ヘッドが走査移動する方向において前記第1ノズルの位置より先行する位置に配置され、前記第1のノズル列及び前記第2のノズル列は前記吐出ヘッドが走査移動する方向に配列され、前記第1のノズル列の前記複数のノズルの位置と前記第2のノズル列の前記複数のノズルの位置は前記吐出ヘッドが走査移動する方向と交差する方向にずれるよう配置され、前記第3のノズル列及び前記第4のノズル列は前記吐出ヘッドが走査移動する方向に配列され、前記第3のノズル列の前記複数のノズルの位置と前記第4のノズル列の前記複数のノズルの位置は前記吐出ヘッドが走査移動する方向と交差する方向にずれるよう配置されることを特徴とする。
本発明の一態様の液滴吐出方法は、印刷する画像の画像データに従って第1ノズルから画素に色材を有する第1液体量の第1液体を吐出する第1液体吐出工程と、前記画素に吐出される総液体量が複数の画素において一定になるように、第2ノズルから前記画素に透明性を有する第2液体量の第2液体を吐出する第2液体吐出工程と、前記画像データから、それぞれの前記画素に吐出する前記第1液体量、及び、前記総液体量から前記第1液体量を除いた前記第2液体量を求める演算工程と、を有し、前記第1ノズルは、複数のノズルが配列された第1のノズル列と、複数のノズルが配列された第2のノズル列と、を含み、前記第2ノズルは、複数のノズルが配列された第3のノズル列と、複数のノズルが配列された第4のノズル列と、を含み、前記第1ノズル及び前記第2ノズルが走査移動を行って印刷し、前記第2ノズルの位置は、吐出ヘッドが走査移動する方向において前記第1ノズルの位置より先行する位置に配置され、前記第1のノズル列及び前記第2のノズル列は前記吐出ヘッドが走査移動する方向に配列され、前記第1のノズル列の前記複数のノズルの位置と前記第2のノズル列の前記複数のノズルの位置は前記吐出ヘッドが走査移動する方向と交差する方向にずれるよう配置され、前記第3のノズル列及び前記第4のノズル列は前記吐出ヘッドが走査移動する方向に配列され、前記第3のノズル列の前記複数のノズルの位置と前記第4のノズル列の前記複数のノズルの位置は前記吐出ヘッドが走査移動する方向と交差する方向にずれるよう配置されることを特徴とする。
[適用例1]本適用例にかかる液滴吐出装置は、印刷する画像の画像データに従って画素に色材を有する第1液体量の第1液体を吐出する第1ノズルと、前記画素に吐出する総液体量が複数の画素において一定になるように、前記画素に透明性を有する第2液体量の第2液体を吐出する第2ノズルと、前記画像データに基づいて、前記総液体量と前記第1液体量との差分から前記第2液体量を求める演算処理部と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、複数の画素(単位面積当りの領域)において、画像データに従って第1ノズルから吐出される第1液体に第2ノズルから吐出される第2液体を加えて、それぞれの画素を一定の液体量にするので、印刷用紙の全体に亘って均一な液体量(水分量)を付与することが可能となる。よって、印刷用紙を画素単位で同じ量だけ伸ばすことができ、コックリング現象(波打ち現象:しわ)が発生することを抑えることができる。その結果、印刷用紙の搬送性や印刷部分の表示品質を向上させることができる。
[適用例2]本適用例にかかる液滴吐出装置は、印刷する画像の画像データに従って画素に色材を有する第1液体量の第1液体を吐出する第1ノズルと、前記画素に打ち込まれる液体の総打ち込み量が複数の画素において一定になるように、前記画素に透明性を有する第2液体量の第2液体を吐出する第2ノズルと、前記画像データに基づいて、前記総打ち込み量と前記第1液体量との差分から前記第2液体量を求める演算処理部と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、複数の画素において、画像データに従って画素に打ち込まれる第1液体に第2液体を加えて、それぞれの画素を一定の総打ち込み量にするので、印刷用紙の全体に亘って均一な液体量(水分量)を付与することが可能となる。よって、印刷用紙を画素単位で同じ量だけ伸ばすことができ、コックリング現象(波打ち現象:しわ)が発生することを抑えることができる。その結果、印刷用紙の搬送性や印刷部分の表示品質を向上させることができる。
[適用例3]上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記第1ノズル及び前記第2ノズルが走査移動を行って印刷し、前記第2ノズルの位置は、吐出ヘッドが走査移動する方向において前記第1ノズルの位置より先行する位置に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、第2ノズルの位置が第1ノズルの位置より走査方向に先行して配置されているので、印刷用紙に第2液体を吐出した後に第1液体を吐出させることができる。よって、第2液体によって印刷用紙の奥に第1液体が流れ込むことを防ぐことが可能となる。これにより、色材を有する第1液体を印刷用紙の表面近傍に留めることが可能となり、印刷部分の発色性を向上させることができる。加えて、第1液体が印刷用紙の裏面まで浸透する裏抜け現象が発生することを抑えることができる。
[適用例4]上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記第1ノズル及び前記第2ノズルが走査移動を行わずに印刷し、前記第2ノズルの位置は、印刷用紙の搬送方向において前記第1ノズルの位置より給紙側に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、第2ノズルの位置が第1ノズルの位置より給紙側に配置されているので、印刷用紙に第2液体を吐出した後に第1液体を吐出させることができる。よって、第2液体によって印刷用紙の奥に第1液体が流れ込むことを防ぐことが可能となる。これにより、色材を有する第1液体を印刷用紙の表面近傍に留めることが可能となり、印刷部分の発色性を向上させることができる。加えて、第1液体が印刷用紙の裏面まで浸透する裏抜け現象が発生することを抑えることができる。
[適用例5]上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記演算処理部からの命令に基づいて前記第1ノズル及び前記第2ノズルを制御するドライバを有し、前記ドライバは、前記画素に前記第2ノズルから前記第2液体を吐出するタイミングと、前記画素において前記第1ノズルから最後に前記第1液体を吐出するタイミングとの時間差が、百ミリ秒以内になるように、前記第1液体及び前記第2液体の吐出を制御することが好ましい。
この構成によれば、第2液体を吐出してから百ミリ秒以内に、その画素における最後の第1液体を吐出するので、第2液体によってコックリング現象が発生する前に、第1液体の吐出を終了させることができる。よって、印刷用紙の全体に亘って均一な寸法変化にさせることができる。
[適用例6]上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記総液体量又は前記総打ち込み量は、前記複数の画素において前記画像データに基づく前記第1液体量が最も多い画素の液体量であることが好ましい。
この構成によれば、ある画像を印刷するのに最も第1液体量の多い画素を基準となる総液体量又は総打ち込み量とするので、最も第1液体量の多い画素には第1液体量のみで総液体量又は総打ち込み量を得ることができる。よって、印刷用紙の全体において均一な液体量を付与するのに、必要最小限の液体量で、コックリング現象防止の効果を得ることができる。
[適用例7]上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記第1ノズルは、複数色の液体を前記画素に吐出するために、それぞれの色の液体に対応する各色ノズルを複数有し、前記第1液体は、前記複数色の液体が混合されてなることが好ましい。
この構成によれば、複数色の液体を混合して画素(印刷色)を構成する場合でも、画像データに基づいて画素に吐出する各色液体量の総和の第1液体量を求めているので、例えば、印刷された画像濃度から各色の吐出量を求める場合と比較して、総液体量の誤差を少なくすることができる。よって、印刷用紙の全体に亘って均一な液体量(水分量)を付与することができる。
[適用例8]本適用例にかかる液滴吐出方法は、印刷する画像の画像データに従って画素に色材を有する第1液体量の第1液体を吐出する第1液体吐出工程と、前記画素に吐出する総液体量が複数の画素において一定になるように、前記画素に透明性を有する第2液体量の第2液体を吐出する第2液体吐出工程と、前記画像データから、それぞれの前記画素に吐出する前記第1液体量、及び、前記総液体量から前記第1液体量を除いた前記第2液体量を求める演算工程と、を有することを特徴とする。
この方法によれば、複数の画素において、画像データに従って画素に吐出される第1液体の第1液体量に第2液体の第2液体量を加えてそれぞれの画素を一定の液体量にするので、印刷用紙の全体に亘って均一な液体量(水分量)を付与することが可能となる。よって、印刷用紙を画素単位で同じ量だけ伸ばすことができ、コックリング現象(波打ち現象:しわ)が発生することを抑えることができる。その結果、印刷用紙の搬送性や印刷部分の表示品質を向上させることができる。
[適用例9]本適用例にかかる液滴吐出方法は、印刷する画像の画像データに従って画素に色材を有する第1液体量の第1液体を吐出する第1液体吐出工程と、前記画素に打ち込まれる液体の総打ち込み量が複数の画素において一定になるように、前記画素に透明性を有する第2液体量の第2液体を吐出する第2液体吐出工程と、前記画像データに基づいて、前記総打ち込み量と前記第1液体量との差分から前記第2液体量を求める演算工程と、を有することを特徴とする。
この方法によれば、複数の画素において、画像データに従って画素に打ち込まれる第1液体に第2液体を加えて、それぞれの画素を一定の総打ち込み量にするので、印刷用紙の全体に亘って均一な液体量(水分量)を付与することが可能となる。よって、印刷用紙を画素単位で同じ量だけ伸ばすことができ、コックリング現象(波打ち現象:しわ)が発生することを抑えることができる。その結果、印刷用紙の搬送性や印刷部分の表示品質を向上させることができる。
[適用例10]上記適用例にかかる液滴吐出方法において、前記第2液体吐出工程は、前記第1液体吐出工程より先に行われることが好ましい。
この方法によれば、第1液体より先に第2液体を吐出するので、第2液体によって印刷用紙の奥に第1液体が流れ込むことを防ぐことができる。よって、色材を有する第1液体を印刷用紙の表面近傍に留めることが可能となり、印刷部分の発色性を向上させることができる。
[適用例11]上記適用例にかかる液滴吐出方法において、前記画素に前記第2液体を吐出するタイミングと、前記画素において最後に前記第1液体を吐出するタイミングとの時間差が、百ミリ秒以内になるように、前記第1液体及び前記第2液体を吐出することが好ましい。
この方法によれば、第2液体を吐出してから百ミリ秒以内に、その画素における最後の第1液体を吐出するので、第2液体によってコックリング現象が発生する前に、第1液体の吐出を終了させることができる。よって、印刷用紙の全体に亘って均一な寸法変化にさせることができる。
以下、本発明を具体化した実施形態について、図面を参照しながら説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の液滴吐出装置の構造を示す模式断面図である。以下、液滴吐出装置の構造を、図1を参照しながら説明する。
図1に示すように、液滴吐出装置としてのインクジェットプリンタ11は、ヘッドが走査移動する走査ヘッド方式(シリアル方式)を採用しており、キャリッジガイド12と、吐出ヘッド13と、搬送ローラ14とを有する。
キャリッジガイド12は、吐出ヘッド13を印刷用紙15の幅Wの方向に走査移動させるための案内に用いられ、印刷用紙15の幅Wの方向に延びてフレーム16に固定されている。また、キャリッジガイド12は、印刷用紙15の幅Wより長く延在されて設けられている。これにより、吐出ヘッド13の移動距離を印刷用紙15の幅Wより長く移動させることが可能となり、印刷用紙15の全面に縁を残すことなく印刷することができる。
印刷用紙15は、上記したように、普通紙(PPC用紙)であり、主成分がセルロース繊維で構成されている。この繊維の絡み合った隙間などに液体としてのインクが浸透する。
吐出ヘッド13は、キャリッジに着脱可能に設けられており、キャリッジと共にキャリッジガイド12の軸方向に走査移動することが可能となっている。また、吐出ヘッド13は、インクを吐出するインクノズル32,34(図2参照)を複数有している。なお、吐出ヘッド13は、吐出ヘッド13を所定の位置に移動させるためのステップモータ(図示せず)と繋がっている。
搬送ローラ14は、印刷用紙15を所定搬送量で搬送すると共に、印刷する際に印刷用紙15を支持するために用いられる。そして、印刷用紙15の搬送移動と吐出ヘッド13の走査移動とによって、印刷用紙15に印刷を行うことができる。なお、印刷用紙15は、例えば、図1の紙面における奥側から手前側に向かって搬送される。なお、搬送ローラ14は、搬送ローラ14に回転力を与えることが可能なモータ(図示せず)と接続されている。
また、図1に示すように、インクジェットプリンタ11は、紙種設定入力部21と、演算処理部22と、メモリ23と、印刷データ送信部24と、ヘッドドライバ25と、搬送ドライバ26とを有する。それぞれの詳細については後述する。
図2は、吐出ヘッドをインクを吐出する側から見た模式平面図である。以下、吐出ヘッドの構造を、図2を参照しながら説明する。なお、図2に示す吐出ヘッド13aは、双方向への走査移動において、一方向のみインクの吐出が行われる。
図2に示すように、吐出ヘッド13aは、その下面(インクの吐出面)に、第1液体としての色付インク31を吐出することが可能な第1ノズルとしての色付インクノズル32が形成されている。詳述すると、吐出ヘッド13aは、例えば、ブラックインク31Bk、シアンインク31C、イエローインク31Y、マゼンタインク31Mなどの色付インク31を吐出することが可能な、ブラックインクノズル32Bk、シアンインクノズル32C、イエローインクノズル32Y、マゼンタインクノズル32Mの色付インクノズル32の列が形成されている。各色の色付インクノズル32は、例えば、2列ずつ形成されている。なお、用いるインクは、上記した4色に限定されず、ノズル列を増やすことにより6色でもよいし、更に多いインク色を用いるようにしてもよい。
更に、吐出ヘッド13aは、色付インクノズル32の走査移動する方向の最前列に(走査移動する方向に先行して)、第2液体としての透明インク33を吐出することが可能な第2ノズルとしての透明インクノズル34の列が配置されている。つまり、走査移動において一方向のみインク31,33の吐出を行う吐出ヘッド13aの場合、色付インク31より先に透明インク33を吐出することが可能になっている。透明インクノズル34は、例えば、2列ずつ形成されている。
印刷用紙15に、色付インク31より先に透明インク33を吐出することにより、色付インク31が印刷用紙15の奥に入り込んでしまうことを防ぐことができ、発色が低下することを抑えることができる。また、インクノズル32,34は、印刷用紙15の搬送方向に沿って、一定の間隔でそれぞれ整列されている。
次に、インクノズル32,34の配置、及び、吐出ヘッド13aの走査移動速度について説明する。ここで、透明インクノズル34の列に対して、最も遠くにあるマゼンタインクノズル32Mの列までの距離を、最大ノズル列距離Ln(mm)とする。また、吐出ヘッド13aの移動速度をSc(mm/ms)(図1参照)とする。
本実施形態では、Ln/Sc<100(ms)となるように、インクノズル32,34を配列したり、吐出ヘッド13aの走査移動速度を調整したりする。詳しくは、コックリング現象のような印刷用紙15の寸法変化は、数十ミリ秒〜数秒の間に発生すると考えられている。よって、コックリング現象が殆ど発生しない百ミリ秒以内に、透明インク33と色付インク31とを吐出し、単位面積当りの領域(各画素)の水分量が一定になるようにすることにより、同時に繊維を膨張させることが可能となり、印刷用紙15の全体を均一な寸法変化にさせることができる。
色付インク31は、上記したように、各色の色材と溶剤とが混合されて構成されている。
透明インク33は、透明性の液体であり、透明インクノズル34から吐出するための粘度や表面張力を備えており、印刷物として保存性や安全性を損なわない液体であればよい。透明インク33としては、例えば、色材を含まないインク(溶剤)が好ましい。これによれば、色付インクの組成を大きく変えないので、インクの浸透性や濡れ方を合わせることができる。また、透明インク33として水を用いるようにしてもよい。
また、色付インク31の滲みを防止するために、透明インク33に添加する成分として、例えば、Mg(マグネシウム)、Zn(亜鉛)、Ca(カルシウム)、Ba(バリウム)等の可溶性の塩、水に可溶なポリアミン類などが挙げられる。なお、インクノズル32,34には、インクノズル32,34を駆動してインク31,33を吐出させるためのピエゾ素子が設けられている。
ピエゾ素子は、その両端に設けられた電極間に所定時間幅の電圧を印加すると、電圧の印加時間に応じて伸張し、インク31,33の流路の側壁を変形させる。これにより、インク31,33の流路の体積がピエゾ素子の伸張に応じて収縮し、この収縮分に相当するインク量がインク滴(液滴)となって各色のインクノズル32,34から吐出される。
なお、透明インクノズル34は、印刷する際、ピエゾ素子へのパルス幅をコントロールすることで、混合された複数色の色付インク31の総量と同等の量の透明インク33を吐出することが可能となっている。また、吐出するインク量を変えることも可能となっている。
図3は、吐出ヘッドをインクを吐出する側から見た模式平面図である。以下、吐出ヘッドの構造を、図3を参照しながら説明する。なお、図3に示す吐出ヘッド13bは、双方向への走査移動において、双方向ともインク31,33の吐出が行われる。
図3に示す吐出ヘッド13bは、色付インクノズル32の両端に透明インクノズル34が形成されている部分が、図2に示す吐出ヘッド13aと異なっている。つまり、走査移動において双方向とも色付インク31の吐出を行う場合、常に色付インク31より先に透明インク33を吐出することが可能となっている。
また、吐出する色付インク31や透明インク33の材料、ピエゾ素子の構成などは、上記した内容と同じである。
図4は、印刷用紙に画像を印刷する際に各画素(各単位面積当りの領域)に吐出する透明インク量の求め方を示す模式平面図である。以下、各画素に吐出する透明インク量の求め方、及び、透明インクの吐出方法を、図1のブロック図及び図4を参照しながら説明する。
図1に示す紙種設定入力部21は、普通紙(PPC用紙)、塗工紙、微塗工紙など、印刷が行われる印刷用紙15の紙種の選択を行う。例えば、コックリング現象を起こし易い普通紙や微塗工紙を選択した場合、透明インク33の吐出を行うようにする。一方、塗工紙のような専用紙を選択した場合、透明インク33の吐出を行わないようにする。
演算処理部22は、インクジェットプリンタ11全体の制御を行っており、例えば、メモリ23に格納されているプログラムを読み出し、そのプログラムに従って各種の制御を行う。
また、演算処理部22は、印刷用紙15における各単位面積当りの領域である画素41(図4参照)において、印刷する画像42(画像データ)を基に、それぞれの画素41にどれだけの量の色付インク31を吐出するかを計算する。そして、そのインク量を基に、全ての画素41において打ち込まれる総液体量としての総インク量が一定になるように、それぞれの画素41に吐出する第2液体としての透明インク量を求める。
ここで、吐出量及び打ち込み量について説明する。吐出量は、吐出ヘッド13から吐出されるインクの量を主体としている。一方、打ち込み量は、印刷用紙15に吐出されたインクの量を主体としている。つまり、打ち込み量は、吐出ヘッド13から吐出された吐出量と、吐出ヘッドの移動速度と、紙送り速度とによって決められる。
しかし、本実施形態では、吐出量と打ち込み量との意味を厳密に区分けしないこととする。例えば、ある一色のインクにおいて、吐出量は、画素41に1回又は複数回に亘って吐出したインク量の総和を指す。また、打ち込み量も、1回又は複数回の吐出によって画素41に打ち込まれたインク量の総和を指している。
また、画素41において、各色のインクを合わせて印刷色としたものを色付インク31とし、色付インク31の量の総和を色付インク量とする。また、画素41において、色付インク31と透明インク33との量の総和を総インク量とする。ここでは、印刷用紙15に吐出する総吐出量(総インク量)、又は、印刷用紙15に打ち込まれる総打ち込み量(総インク量)が、複数の画素41において一定となるように、各画素41に吐出する透明インク量を制御している。
ここで、画素41とは、特に限定された領域ではなく、印刷用紙15においてマトリックス状に区切られた一つの領域をいう。また、画素41は、他の画素41と共に平均化できる面積であることが好ましい。また、画素41は、インク31,33がある程度広がっていくので、必要以上に狭く設定しなくてもよい。よって、画素41は、ドット単位より広い領域であることが好ましい。これによれば、単位面積当りに吐出するインク量を算出するのに、効率よく求めることができる。また、広い面積であれば、透明インク33を大ドットで吐出して対応させることもできる。
また、一つの画素41において、印刷色を表現するためには、各色の色付インク31の組み合わせと、それぞれの色付インク31の吐出量とによって決定される。演算処理部22(図1参照)は、それぞれの画素41において、どの色付インク31をどれだけの量吐出するかを計算する。そして、印刷用紙15の全体に均一なインク量(水分量)を付与するために、各画素41に吐出する色付インク31に透明インク33を加えた総インク量を求める。
総インク量の求め方としては、例えば、印刷用紙15全体の中で、最も多く色付インク31が打ち込まれる画素41a(図4参照)を総インク量の基準とする。例えば、4色インクを使用する場合、一つの画素41において、ブラックインク31Bk、シアンインク31C、イエローインク31Y、マゼンタインク31Mの打ち込み量の総和が一番多い画素41の総インク量を基準インク量Aとする。
次に、基準インク量Aを基に、ある画素41b(図4参照)における透明インク33の吐出量を求める式を説明する。なお、次の式において、「基準インク量A」以外は、画素41bに吐出される色付インク量のことを述べている。「透明インク33の吐出量」=「基準インク量A」−(「ブラックインク31Bk量」+「シアンインク31C量」+「イエローインク31Y量」+「マゼンタインク31M量」)。ここで、画素41bに吐出される色付インク31の総和が、第1液体量としての色付インク量Bとなる。つまり、画素41bに吐出する透明インク量は、A−Bによって求めることができる。また、ある画素41c(図4参照)において、何も色付インク31を印刷しない場合は、基準インク量A分の透明インク33を吐出する。
演算処理部22は、それぞれの画素41について、以上の式を基に透明インク33の吐出量を計算する。そして、各画素41に、各画素41に応じた透明インク33を吐出することにより、印刷用紙15全体に、均一なインク量(水分量)を付与することができる。
更に、演算処理部22は、透明インク33の吐出タイミングと、色付インク31の吐出タイミングとの時間差が、百ミリ秒以内になるように、吐出ヘッド13の走査移動速度(図3に示す吐出ヘッド13bであれば印刷用紙15の搬送速度)や、吐出ヘッド13から吐出されるインク31,33の量などを演算する。
メモリ23は、例えば、各種処理を実行するためのプログラムを格納したり、作業領域などを確保したりするために用いられる。
印刷データ送信部24は、印刷する画像42の画像データを演算処理部22に送信する。詳述すると、例えば、パソコンなどから送られた画像データが、印刷データ送信部24を介して演算処理部22に送信される。演算処理部22は、この画像データを基に、各画素41における色付インク31の総吐出量を計算したり、透明インク33の吐出量を計算したりする。
ヘッドドライバ25は、吐出ヘッド13を所定の方向に所定の距離移動させたり、インクノズル32,34から吐出されるインク31,33の吐出量及び吐出するタイミングを制御したりするために用いられる。例えば、ヘッドドライバ25は、吐出ヘッド13を移動させるために、演算処理部22から送られた信号に基づいて、吐出ヘッド13とベルトを介して接続されているステップモータの回転を制御する。
搬送ドライバ26は、印刷時に所定の方向(搬送方向)に所定の搬送量で印刷用紙15を搬送させるために用いられる。搬送ドライバ26は、搬送ローラ14に回転力を伝える各モータと接続されており、モータの回転を制御する。
ここで、コックリング現象について説明する。コックリング現象は、印刷用紙15を構成する画素41に、一定量以上のインクを打ち込んだ際、その部分のセルロース繊維が水分により膨張し、部分的な寸法変化を起こす。画素41において、インクの打ち込み量が多い部分は寸法変化が大きく、打ち込み量が少ない部分は寸法変化が小さい。つまり、インクを打ち込まない部分は、殆ど寸法変化が見られない。
また、印刷用紙15の面内で寸法変化のばらつきがあると、その部分で応力が発生し、印刷用紙15にしわが寄ることになる(コックリング現象)。しかしながら、面積当りのインクの打ち込み量が、印刷用紙15のどの部分においても一定であれば、印刷用紙15は均一に伸び、特定部分に応力が発生することも無いため、コックリング現象の発生を抑えることができる。
また、透明インク33を色付インク31の後に打ち込むと、色付インク31の色材が透明インク33によって面方向に滲みやすくなる。また、印刷用紙15の厚み方向の奥に押し込められるため、発色を損なう恐れがある。よって、上記したように、透明インク33を打ち込んだ後で、色付インク31を打ち込むことが望ましい。
以上により、高画質印刷を目的とした、濃いインクと薄いインクとを使い分けたり、イエロー、マゼンタ、シアン以外のブルー、レッド、バイオレッド、グリーン等のインクを使用したりするインクジェットプリンタ11においても、コックリング現象による搬送不良(膨張した印刷用紙15と吐出ヘッド13との干渉など)や、印刷物の外観が損なうことを防ぐことができる。加えて、印刷用紙15の裏面に色付インク31が浸透する、所謂裏抜け現象を抑えることができる。
また、ある画像42を印刷するのに、最も色付インク量が多い画素41aを総インク量の基準とするので、基準となる画素41aは、透明インク33を必要とせずに、色付インク31のみで一定のインク量(基準インク量A)を得ることができる。よって、印刷用紙15の全体に均一なインク量を付与するのに、必要最小限の透明インク量で対応することができる。
また、画素41において、複数色のインクを混合して印刷色を表現する場合でも、印刷する画像42の画像データに基づいて、各色のインク量を総和した総インク量を求めるので、例えば、印刷された画像濃度から総インク量を求める場合と比較して、求める総インク量の誤差を少なくすることができる。よって、印刷用紙15の全体に亘って、均一なインク量(水分量)を付与することができる。
また、上記したインクジェットプリンタ11は、コンシューマ向けやビジネス向けの一般のプリンタに適用することができる。
以上詳述したように、第1実施形態のインクジェットプリンタ11及び吐出方法によれば、以下に示す効果が得られる。
(1)第1実施形態によれば、複数の画素41において、印刷する画像42の画像データを基に色付インクノズル32から吐出される色付インク31に、透明インクノズル34から吐出される透明インク33を加えて一定のインク量(基準インク量A)にするので、印刷用紙15の全体に亘って均一なインク量(水分量)を付与することが可能となる。よって、印刷用紙15を画素41単位で同じ量だけ伸ばすことができ、コックリング現象(波打ち現象:しわ)が発生することを抑えることができる。その結果、印刷用紙15の搬送性や印刷部分の表示品質を向上させることができる。
(2)第1実施形態によれば、印刷用紙15の画素41(単位面積当りの領域)に、透明インク33を吐出してから百ミリ秒以内に、その画素41において最後に吐出する色付インク31を吐出するので、透明インク33によってコックリング現象が発生する前に、色付インク31の吐出を終了させることができる。また、各インク31,33に含まれる水分の乾燥時間を各画素41において均一にすることができる。よって、印刷用紙15の全体に亘って均一な寸法変化にさせることができる。
(3)第1実施形態によれば、色付インク31より先に透明インク33を吐出するので、透明インク33によって印刷用紙15の奥に色付インク31が流れ込むことを防ぐことが可能となる。これにより、色付インク31を印刷用紙15の表面近傍に留めることが可能となり、印刷部分の発色性を向上させることができる。加えて、色付インク31が印刷用紙15の裏面まで浸透する裏抜け現象が発生することを抑えることができる。
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態のインクジェットプリンタの構造を示す模式断面図である。以下、インクジェットプリンタの構造を、図5を参照しながら説明する。なお、図5に示すインクジェットプリンタ51は、図1に示すブロック図の図示を省略している。また、第2実施形態のインクジェットプリンタ51は、上記した第1実施形態のインクジェットプリンタ11が走査ヘッド方式であるのに対して、固定ヘッド方式(例えば、ラインヘッド方式)である部分が異なっている。以下、第1実施形態と同じ構成部材には同一符合を付し、ここではそれらの説明を省略又は簡略化する。
図5に示すように、インクジェットプリンタ51は、吐出ヘッドの位置が固定され紙送りの動作を主体に印刷を行っており、ラインヘッドユニット52と、給紙側搬送ローラ対53と、排紙側搬送ローラ対54と、搬送ローラ55とを有する。ここで、印刷用紙15は、図5の紙面における右側から給紙して、左側に排紙するものとする。
ラインヘッドユニット52は、例えば、印刷用紙15が給紙される給紙側から順に、透明インクヘッド56と、マゼンタインクヘッド57Mと、イエローインクヘッド57Yと、シアンインクヘッド57Cと、ブラックインクヘッド57Bkの色付インクヘッド57とを有する。
透明インクヘッド56は、上記したように、ラインヘッドユニット52における給紙側の最前列に配置されている。つまり、色付インク31(図2参照)を吐出するより先に、透明インク33(図2参照)を吐出することが可能となっている。また、インクヘッド56,57には、第1実施形態と同様に、各色のインク31,33を吐出することが可能なインクノズル32,34の列が形成されている。
ここで、透明インクヘッド56(透明インクノズル)と、透明インクヘッド56に対して最も遠くに配置されているブラックインクヘッド57Bk(ブラックインクノズル)との距離を、最大ヘッド距離Lh(mm)とする。また、印刷用紙15の搬送速度をSm(mm/ms)とする。本実施形態では、Lh/Sm<100(ms)となるように、インクヘッド56,57を配列したり印刷用紙15の搬送速度を調整したりする。
また、インクヘッド56,57に形成されたインクノズル32,34の列は、印刷用紙15の幅(印刷用紙15の搬送方向に対して垂直方向の幅)より広い範囲に形成されている。これにより、印刷用紙15の全面に縁を残すことなく印刷することができる。
給紙側搬送ローラ対53、排紙側搬送ローラ対54、搬送ローラ55は、印刷用紙15を給紙側から搬送側に送るために用いられる。また、それぞれには、回転力を与えることが可能なモータ(図示せず)と接続されている。
以上詳述したように、第2実施形態のインクジェットプリンタ51及び吐出方法によれば、上記した第1実施形態の(1)、(2)の効果に加えて、以下に示す効果が得られる。
(4)第2実施形態によれば、透明インクヘッド56(透明インクノズル)の位置が、色付インクヘッド57より給紙側に配置されているので、画素41において、印刷用紙15に透明インク33を吐出した後に色付インク31を吐出することが可能となる。よって、透明インク33によって色付インク31が印刷用紙15の奥に流れ込むことを防ぐことが可能となり、色付インク31を印刷用紙15の表面近傍に留めることができる。その結果、印刷部分の発色性を向上させることができる。
(5)第2実施形態によれば、ラインヘッド方式を用いているので、一般のプリンタに適用できることに加えて、多量の印刷を行う商用印刷向けのインクジェットプリンタに適用することができる。
なお、実施形態は上記に限定されず、以下のような形態で実施することもできる。
(変形例1)
上記したように、透明インクノズル34及び色付インクノズル32の列は、図2及び図3に示すような配列に限定されず、例えば、透明インクノズル34のみ列数を増やすようにしてもよいし、透明インクノズル34の直径を大きくするようにしてもよい。これによれば、複数の画素41において、一定のインク量(基準インク量A)にするために吐出する透明インク33を効率良く吐出することができる。
(変形例2)
上記したように、印刷用紙15における単位面積当りのインク量を一定にするために、一定のインク量に達しない画素41に透明インク33を吐出することに限定されず、ある判断に従って、透明インク33を吐出しないようにしてもよい。例えば、通常の文字を印刷する場合には、コックリング現象は殆ど発生しないため、透明インク33の吐出を行わない。また、印刷内容に画像を含む場合は、透明インクを吐出する。また、文字のみの印刷であっても、文字サイズが大きい場合には、透明インク33を吐出するなどの判断機能をつけてもよい。判断機能は、例えば、演算処理部22で行われる。これによれば、効率的に印刷を行うことができる。
第1実施形態に係るインクジェットプリンタの構造を示す模式断面図。 吐出ヘッドをインクを吐出する側から見た模式平面図。 吐出ヘッドをインクを吐出する側から見た模式平面図。 印刷用紙に吐出する透明インク量の求め方を示す模式平面図。 第2実施形態に係るインクジェットプリンタの構造を示す模式断面図。
符号の説明
11,51…液滴吐出装置としてのインクジェットプリンタ、12…キャリッジガイド、13,13a,13b…吐出ヘッド、14…搬送ローラ、15…印刷用紙、16…フレーム、21…紙種設定入力部、22…演算処理部、23…メモリ、24…印刷データ送信部、25…ヘッドドライバ、26…搬送ドライバ、31…第1液体としての色付インク、31Bk…ブラックインク、31C…シアンインク、31Y…イエローインク、31M…マゼンタインク、32…第1ノズルとしての色付インクノズル、32Bk…ブラックインクノズル、32C…シアンインクノズル、32Y…イエローインクノズル、32M…マゼンタインクノズル、33…第2液体としての透明インク、34…第2ノズルとしての透明インクノズル、41,41a,41b,41c…画素、42…画像、52…ラインヘッドユニット、53…給紙側搬送ローラ対、54…排紙側搬送ローラ対、55…搬送ローラ、56…透明インクヘッド、57Bk…ブラックインクヘッド、57C…シアンインクヘッド、57Y…イエローインクヘッド、57M…マゼンタインクヘッド、57…色付インクヘッド。

Claims (6)

  1. 印刷する画像の画像データに従って画素に色材を有する第1液体量の第1液体を吐出する第1ノズルと、
    前記画素に吐出される総液体量が複数の画素において一定になるように、前記画素に透明性を有する第2液体量の第2液体を吐出する第2ノズルと、
    前記画像データに基づいて、前記総液体量と前記第1液体量との差分から前記第2液体量を求める演算処理部と、
    有し
    前記第1ノズルは、複数のノズルが配列された第1のノズル列と、複数のノズルが配列された第2のノズル列と、を含み、
    前記第2ノズルは、複数のノズルが配列された第3のノズル列と、複数のノズルが配列された第4のノズル列と、を含み、
    前記第1ノズル及び前記第2ノズルが走査移動を行って印刷し、
    前記第2ノズルの位置は、吐出ヘッドが走査移動する方向において前記第1ノズルの位置より先行する位置に配置され、
    前記第1のノズル列及び前記第2のノズル列は前記吐出ヘッドが走査移動する方向に配列され、前記第1のノズル列の前記複数のノズルの位置と前記第2のノズル列の前記複数のノズルの位置は前記吐出ヘッドが走査移動する方向と交差する方向にずれるよう配置され、
    前記第3のノズル列及び前記第4のノズル列は前記吐出ヘッドが走査移動する方向に配列され、前記第3のノズル列の前記複数のノズルの位置と前記第4のノズル列の前記複数のノズルの位置は前記吐出ヘッドが走査移動する方向と交差する方向にずれるよう配置されることを特徴とする液滴吐出装置。
  2. 請求項に記載の液滴吐出装置であって、
    前記演算処理部からの命令に基づいて前記第1ノズル及び前記第2ノズルを制御するドライバを有し、
    前記ドライバは、前記画素に前記第2ノズルから前記第2液体を吐出するタイミングと、前記画素において前記第1ノズルから最後に前記第1液体を吐出するタイミングとの時間差が、百ミリ秒以内になるように、前記第1液体及び前記第2液体の吐出を制御し、
    前記第1ノズルは、複数色の液体を前記画素に吐出するために、それぞれの色の液体に対応する各色ノズルを複数有することを特徴とする液滴吐出装置。
  3. 請求項1または請求項に記載の液滴吐出装置であって、
    前記総液体量、前記複数の画素において前記画像データに基づく前記第1液体量が最も多い画素の前記第1液体量であることを特徴とする液滴吐出装置。
  4. 印刷する画像の画像データに従って第1ノズルから画素に色材を有する第1液体量の第1液体を吐出する第1液体吐出工程と、
    前記画素に吐出される総液体量が複数の画素において一定になるように、第2ノズルから前記画素に透明性を有する第2液体量の第2液体を吐出する第2液体吐出工程と、
    前記画像データから、それぞれの前記画素に吐出する前記第1液体量、及び、前記総液体量から前記第1液体量を除いた前記第2液体量を求める演算工程と、
    を有し、
    前記第1ノズルは、複数のノズルが配列された第1のノズル列と、複数のノズルが配列された第2のノズル列と、を含み、
    前記第2ノズルは、複数のノズルが配列された第3のノズル列と、複数のノズルが配列された第4のノズル列と、を含み、
    前記第1ノズル及び前記第2ノズルが走査移動を行って印刷し、
    前記第2ノズルの位置は、吐出ヘッドが走査移動する方向において前記第1ノズルの位置より先行する位置に配置され、
    前記第1のノズル列及び前記第2のノズル列は前記吐出ヘッドが走査移動する方向に配列され、前記第1のノズル列の前記複数のノズルの位置と前記第2のノズル列の前記複数のノズルの位置は前記吐出ヘッドが走査移動する方向と交差する方向にずれるよう配置され、
    前記第3のノズル列及び前記第4のノズル列は前記吐出ヘッドが走査移動する方向に配列され、前記第3のノズル列の前記複数のノズルの位置と前記第4のノズル列の前記複数のノズルの位置は前記吐出ヘッドが走査移動する方向と交差する方向にずれるよう配置されることを特徴とする液滴吐出方法。
  5. 請求項4に記載の液滴吐出方法であって、
    前記第2液体吐出工程は、前記第1液体吐出工程より先に行われることを特徴とする液滴吐出方法。
  6. 請求項4または請求項5に記載の液滴吐出方法であって、
    前記画素に前記第2液体を吐出するタイミングと、前記画素において最後に前記第1液体を吐出するタイミングとの時間差が、百ミリ秒以内になるように、前記第1液体及び前記第2液体を吐出し、
    前記第1ノズルは、複数色の液体を前記画素に吐出するために、それぞれの色の液体に対応する各色ノズルを複数有することを特徴とする液滴吐出方法。
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