(57)【要約】【課題】インクジェット記録装置において、同じ色調について色材濃度の異なる複数種類のインクを用いることなく多階調の良好な階調記録を行うことを可能とする。【解決手段】記録ヘッドの吐出データに基づき、光源４０１から発光される紫外光は、記録濃度を低下させたいインクドットに紫外光が照射される位置にミラー４０３の回転位置があるときのみ発光される。これにより、被記録媒体１上に形成されるドットと略同じ大きさのドット状の照射点を形成でき、また、インクドットが形成された箇所に重ねて照射してインクドットの記録濃度を変化させることができる。【選択図】　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する記録ヘッドを用い、被記録媒体にインクを吐出することによりドットを形成して記録を行うインクジェット記録装置において、
被記録媒体上に形成されたドットに対し、当該ドットを形成した記録データに基づいてエネルギーを付与して当該ドットの記録濃度を変化させるエネルギー付与手段
を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記エネルギー付与手段は、記録データに基づき複数段階のエネルギーを付与して複数段階で記録濃度を変化させることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記エネルギー付与手段は、紫外光を付与することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記エネルギー付与手段によるエネルギーの付与後、形成されたドット保護する加工を行う保護手段をさらに具えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
インクを吐出する記録ヘッドを用い、被記録媒体にインクを吐出することによりドットを形成して記録を行うインクジェット記録方法において、
被記録媒体上に形成されたドットに対し、当該ドットを形成した記録データに基づいてエネルギーを付与して当該ドットの記録濃度を変化させる
ステップを有したことを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項６】
前記エネルギー付与ステップは、記録データに基づき複数段階のエネルギーを付与して複数段階で記録濃度を変化させることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録方法。
【請求項７】
前記エネルギー付与ステップは、紫外光を付与することを特徴とする請求項５または６に記載のインクジェット記録方法。
【請求項８】
前記エネルギー付与ステップによるエネルギーの付与後、形成されたドット保護する加工を行う保護ステップをさらに有したことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関し、詳しくは、インクを吐出して形成されるドットの濃度を変化させて行なう階調記録に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吐出したインクによってドットを形成して記録画像の階調を表現する場合、基本的に、２値化処理に関する擬似階調法が用いられる。さらに、近年のインクジェット記録装置に対する高画質化の要求に応じ、同じ色調について染料などの色材の濃度が異なる複数種類のインクを用いた記録が行なわれている。例えば、マゼンタ、シアンのそれぞれについて、通常の記録で用いられる色材濃度のインク（以下、濃インク）とそれより色材濃度の薄いインク（以下、淡インク）を用意し、画像のハイライト部など記録濃度の低い部分は淡インクのみで記録し、記録濃度がさらに高くなるに従い、順に、淡インクのみ用いる、濃インクのみ用いる、淡インクと濃インクを重ねて用いる、濃インクを重ねて用いることにより、より階調性が良好で、また、例えば、画像の低濃度部でドットによる粒状感が低減された高画質記録を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような同一の色調について複数種類のインクを用いる場合には、記録装置に異なった濃度のインクを備える必要があり、特にインクの消費に伴うランニングコストが比較的高いものとなる。また、インクを重ね打ちすることがあるため、単位面積当たりに打ち込まれるインク量が増える傾向にあり、この場合、用いる被記録媒体の種類によっては打ち込まれたインクを吸収しきれず、ブリードなどによる記録品位の低下をもたらすことがある。また、このような問題を防ぐために、インクの打ち込み量を管理するといった制御を行なう場合には、そのための制御構成が複雑になるなどの問題がある。
【０００４】
さらに、濃インクと淡インクの色材濃度の比は固定された関係であるため、記録画像において用いるインクが濃インクから淡インクに切り替わる箇所では、濃度が急激に変わり画像が不自然になることもある。
【０００５】
本発明は、以上のような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、色材濃度の異なるインクを用いることなく良好な階調記録を行うことを可能とするインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明では、インクを吐出する記録ヘッドを用い、被記録媒体にインクを吐出することによりドットを形成して記録を行うインクジェット記録装置において、被記録媒体上に形成されたドットに対し、当該ドットを形成した記録データに基づいてエネルギーを付与して当該ドットの記録濃度を変化させるエネルギー付与手段を具えたことを特徴とする。
【０００７】
また、インクを吐出する記録ヘッドを用い、被記録媒体にインクを吐出することによりドットを形成して記録を行うインクジェット記録方法において、被記録媒体上に形成されたドットに対し、当該ドットを形成した記録データに基づいてエネルギーを付与して当該ドットの記録濃度を変化させるステップを有したことを特徴とする。
【０００８】
以上の構成によれば、被記録媒体上に形成されたドットに対し、当該ドットを形成した記録データに基づいてエネルギーを付与して当該ドットの記録濃度を変化させるので、記録データが示す階調値に応じて形成するドットの記録濃度を異ならせて定めることが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態にかかるインクジェット記録装置で用いられる記録ヘッド９（図２にて後述する記録ヘッド９Ａ〜９Ｄのいずれも同じ）のインク吐出部の一部を縦断面により模式的に示す図である。図１において、記録時に用紙などの被記録媒体１に対向する面には、図中縦方向に所定ピッチで複数の吐出口およびそれに連続する液路（ノズル）１０が形成されている。各液路には通電により熱を発生する電気熱変換素子（発熱抵抗など）１１が設けられる。さらに、各ノズル１０に共通に連通する共通液室１０Ａが形成される。記録情報に基づいて電気熱変換素子１１に通電すると、それが発生する熱によりインク１３に膜沸騰が生じ、バブル（気泡）１２が発生する。この気泡の圧力によってインクが吐出し、飛翔インク滴１３Ａが形成される。そして、このインク滴を記録媒体１上に付着させることにより、記録情報に応じたドットパターンによる記録が行われる。この吐出の後、電気熱変換素子１１の通電加熱を停止すると記録ヘッドのノズル内は周囲のインクによって冷却され、バブル１２は消失する。
【００１０】
以上の吐出駆動を行う記録ヘッド９には、電気熱変換素子１１への通電をオン／オフするためのヘッドドライバ１４が設けらており、これはシリアル／パラレル変換回路１６からの吐出データおよびヒート信号発生回路１７の出力信号に基づいて駆動される。
【００１１】
図２は、本実施形態のインクジェット記録装置におけるデータ処理および記録動作などの制御のための構成を示すブロック図である。図２において、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ形態のプログラムメモリ２４に格納されている制御プログラムに基づいて各種データ処理や制御を行う。ＲＡＭ形態のワーキングメモリ２５は、ＣＰＵ２１がホスト装置１００からインターフェイス２２を介して受信した各種制御信号や記録データを一時的に記憶し、また、データの加工、処理における記憶領域として用いられる。ＣＰＵ２１は、記録データおよび制御データに基づいて各種モータ等の駆動源を、出カポート２６を介して各モータ制御回路４２、４４を制御することにより動作させ、また、キャリッジユニット６上の記録ヘッド制御回路２９を介して各記録ヘッド９Ａ〜９Ｄの電気熱変換素子を通電するための駆動信号を送る。これにより、被記録媒体上に記録を行うことができる。
【００１２】
また電源回路２８からは、制御ロジック回路を動作させるためのロジック駆動電圧Ｖｃｃ（例えば５Ｖ）、各種モータ駆動電圧ＶＭ（例えば３０Ｖ）、記録ヘッド９の電気熱変換体１１に通電し発熱させるためのヒート電圧ＶＨ（例えば２５Ｖ）等が供給される。
【００１３】
図３は、本実施形態のインクジェット記録装置の主に機械的構成を示す斜視図である。なお、本実施形態の記録装置は、図４にて説明される紫外線の照射系および保護液塗布機構をも具えるものであるが、図３ではその図示は省略されている。
【００１４】
図３において、用紙またはプラスチックシートなどの被記録媒体１はその搬送において記録領域の上流側および下流側にそれぞれ配設されたそれぞれ対の搬送ローラ３および排紙ローラ２によって支持搬送される。すなわち、シート送りモータ７０によって搬送ローラ３および排紙ローラ２が駆動されることにより、図中矢印Ａ方向に搬送される。この被記録媒体１が搬送される記録領域の上方にはき録領域に沿ってガイドシャフト５が設けられる。キャリッジユニット６は、このガイドシャフト５に沿って移動でき、これにより、キャリッジモータ７２の駆動力がべルト８を介してキャリッジに伝達され、矢印Ｂ方向の往復移動が可能となる。ヘッド移動手段としてのキャリッジユニット６には、バブルジェット（登録商標）方式のインクジェット記録ヘッド９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄが着脱自在に搭載される。これらの記録ヘッドは、それぞれシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｂｋ）のインクを吐出する。各記録ヘッドは所定間隔（例えば１２ｍｍ）をおいて配置される。各記録ヘッド９の前面、すなわち被記録媒体１の記録面と所定間隔（例えば５ｍｍ）をおいて対向する面には、複数（例えば６４個）のインク吐出口をキャリッジの走査方向と交差する略直交する方向に一列に配列するインク吐出口１０が設けられている。
【００１５】
記録装置の外装ケース（不図示）に設けられる操作パネル１６０には、オンライン／オフライン切換えキー６０Ａ、ラインフィードキー６０Ｂ、フォームフィードキー６０Ｃ、記録モード切換えキー６０Ｄ等のキー設定部の他、アラームＬＥＤ６１Ａやオンライン／オフライン表示用ＬＥＤ６１Ｂ等のＬＥＤ、記録装置の状態を外部にしらせるための表示用ＬＣＤ６５を含む表示部が設けられている。また、図３においてキャリッジユニット６によって見えない部分には、記録を行なわないときに記録ヘッドを保護や吐出回復を行うためのキャッピング機構４５（図２参照）や、記録ヘッドのノズル面を拭くための吸収体とその支持部材からなる拭き機構４６（図２参照）、さらに、これらを動作させるための回復用モータ７２（図２参照）が設けられている。
【００１６】
記録動作を行う場合、制御基板（不図示）上のＣＰＵ２１（図２）とその周辺回路は、まず、シート送りモータ７０を用いて被記録媒体１を所定の位置まで移動させる。ＣＰＵ２１がホスト装置１００から受信した記録データを加工し、これをもとにキャリッジユニット６を走査させるとともに、記録ヘッド９を制御して被記録媒体１上にインクを吐出して記録を実行する。１走査分の記録が終了すると、再び、シート送りモータ７０を用いて被記録媒体１を走査方向と直交する方向に所定量搬送し、キャリッジを走査して記録を行なう。これを繰り返すことにより被記録媒体全体に記録を行なう。
【００１７】
図４は、本発明の一実施形態にかかる紫外線照射系および保護液塗布機構を主に示す模式図である。すなわち、本実施形態の記録装置の構成として、紫外線照射機構および保護膜形成用液体を吐出させる機構が追加されたものである。
【００１８】
紫外線照射機構は、公知のレーザービームプリンタで用いられる露光装置と同様のものとすることができ、光源４０１、レンズ４０２、反射ミラー４０３を備えるものである。そして、この照射系による紫外光は、被記録媒体上で、本装置においてインク吐出によってその被記録媒体上に形成されるドットと略同じ大きさのドット状の照射点を形成でき、また、上記反射ミラー４０３等による走査によってインクドットが形成された箇所に重ねて照射できるものである。
【００１９】
反射ミラー４０３は多角柱形状をしており、不図示の駆動源によって軸４０３Ａによって支持されて回転し、これにより、光源４０１から発射された紫外光は、記録ヘッドの吐出データに応じて被記録媒体上に形成されたドットに重ねて照射されることが可能となる。光源４０１における発光は、図５および図６にて説明するように、記録濃度を低下させたいインクドットに紫外光が照射される位置に反射ミラー４０３の回転位置があるときのみ発光するよう制御される。以上の照射機構は、被記録媒体の搬送経路に沿って記録ヘッドの走査範囲より下流側において照射できるように設けられ、これにより、記録ヘッドの走査によってインクドットが形成された直後に紫外光の照射を行なうことが可能となる。
【００２０】
また、保護液塗布機構が、さらに下流側における排紙ローラの下流側で液体の塗布ができる位置に設けられる。この保護液塗布機構は、塗布ローラを備え、この塗布ローラの内部から表面に液体が滲出してローラに沿う被記録媒体の記録画像全体に塗布を行うものである。ここで用いる保護用の液体は、例えば、パラミノ安息香酸を主成分とする紫外線吸収剤を用いることができる。
【００２１】
図５は、記録ヘッドの走査によって記録された記録画像の一部を形成されたインクドットの集合として示す図であり、図６は、図５に示した記録画像に対して記録データに従い、一部のドットに紫外光を照射しその記録濃度（光学反射濃度）を低下させた結果を示す図である。ここで、紫外光を照射して記録濃度が低下する原理は、カラーインクが、発色性などの理由から主に染料系色素を溶剤に溶かしたものよりできており、この染色性色素は、紫外線の照射により比較的容易に分解し、このため、記録濃度の低下が発生する。本発明はこれを利用したものである。
【００２２】
図５および図６に示す記録例から明らかなように、記録データは、基本的に従来例で説明した濃、淡インクを用いる場合と同じように、仮想の濃、淡インクごとの記録データが作成され、この作成された濃、淡ごとの記録データを２値化し、濃、淡ごとの吐出データが作成される。そして、記録ヘッドの吐出データとして、上記濃淡ごとのデータを合成したものが用いられ、紫外光照射用のデータとして仮想の淡インクのデータが用いられる。
【００２３】
以上のようにインク吐出と紫外光の照射によって記録された画像は、通常の環境において記録濃度の低下を起こすことの無いように、その表面に保護液が塗布される。
【００２４】
（第２実施形態）
上述の第１実施形態では照射する紫外光のエネルギーは一定であり、従って、それによるドットの低下した濃度も一定のものとした。しかし、本発明の適用はこのような形態に限られない。
【００２５】
照射する紫外光のパルス幅を変調することによって照射エネルギーを変化させ、それにより、照射による濃度の変化をより細かく制御し、さらに多段階の階調表現を行ってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、被記録媒体上に形成されたドットに対し、当該ドットを形成した記録データに基づいてエネルギーを付与して当該ドットの記録濃度を変化させるので、記録データが示す階調値に応じて形成するドットの記録濃度を異ならせて定めることが可能となる。
【００２７】
この結果、同じ色調について色材濃度の異なる複数種類のインクを用いることなく多階調の良好な階調記録を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるインクジェット記録装置で用いられる記録ヘッドのインク吐出部の一部を縦断面により模式的に示す図である。
【図２】上記実施形態のインクジェット記録装置におけるデータ処理および記録動作などの制御のための構成を示すブロック図である。
【図３】上記実施形態のインクジェット記録装置の主に機械的構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる紫外線照射系および保護液塗布機構を主に示す模式図である。
【図５】図４に示す実施形態において記録ヘッドの走査によって記録された記録画像の一部を形成されたインクドットの集合として示す図である。
【図６】図５に示した記録画像に対して記録データに従い、一部のドットに紫外光を照射しその記録濃度を低下させた結果を示す図である。
【符号の説明】
１　　　被記録媒体
２　　　排紙ローラ
３　　　搬送ローラ
５　　　ガイドシャフト
６　　　キャリッジユニット
８　　　ベルト
９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ　　　記録ヘッド
１０　　　ノズル（吐出口）
１０Ａ　　　共通液室
１１　　　電気熱変換素子
１２　　　バブル（気泡）
１３　　　インク
１３Ａ　　　飛翔インク滴
１４　　　ヘッドドライバ
１６　　　シリアル／パラレル変換回路
１７　　　ヒート信号発生回路
２１　　　ＣＰＵ
２３　　　データメモリ
２４　　　プログラムメモリ
２５　　　ワーキングメモリ
２８　　　電源回路
２９　　　記録ヘッド制御回路
３０　　　Ａ／Ｄ変換回路
４１　　　回復機構用モータ制御回路
４２　　　キャリッジモータ制御回路
４３　　　搬送機構
４４　　　シート送りモータ制御回路
４５　　　キャッピング機構
４６　　　拭き機構
６０Ａ〜６０Ｄ　　　操作キー
６０Ｅ　　アラームＬＥＤ
６０Ｆ　　　オンライン／オフライン表示用ＬＥＤ
７０　　　シート送りモータ
７１　　　キャリッジモータ
７２　　　回復用モータ
１００　　　ホスト装置
１６０　　　操作パネル
２０１　　　光学式センサ
２０２　　　プラテン
４０１　　　光源
４０３　　　反射ミラー
４１０　　　保護液塗布機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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