JP5106687B2

JP5106687B2 - 色分解テーブルの作成方法およびその装置、並びに、画像形成装置

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Description

本発明は、有色インクと無着色インク（以下、クリアインク）を用いて画像を形成する画像形成装置の色分解テーブルの作成方法およびその装置、並びに、画像形成装置に関する。

文字や画像などを記録紙やフィルムなどのシート状の記録媒体に記録する記録装置には様々な方式のものがある。記録媒体に記録剤（色材）を付着して、記録媒体上に文字や画像を形成するインクジェット方式もその代表例である。

また、インクジェット方式の記録装置（以下、インクジェット記録装置）には、記録領域に対して記録ヘッドを縦横に走査するシリアル型と、記録領域の幅一杯に記録素子を配置した記録へッドを一方向のみに走査するラインヘッド型がある。

シリアル型のインクジェット記録装置は、記録素子からインクを吐出しながら、記録ヘッドを搭載するキャリッジを記録媒体に対して移動する主走査と、主走査と直交する方向に記録媒体を搬送する副走査を交互に繰り返し、記録媒体上に画像を形成する。シリアル型のインクジェット記録装置は、一般に、マルチパス記録という記録方法を採用し、記録媒体の同一領域を複数回に亘り走査して段階的に画像を形成する。

図1Aから図1Cはマルチパス記録を説明するための模式図である。

図1Aは一回目の走査によって記録ヘッド104から吐出された色材が付着した記録媒体の様子を示し、一回目の走査で記録されるドット101は互いに重ならない状態で記録される。

図1Bは二回目の走査後の色材が付着した記録媒体の様子を示し、二回目の走査で記録されるドット102はドット101に重なる状態で記録される。

図1Cは三回目の走査後の色材が付着した記録媒体の様子を示し、三回目の走査で記録されるドット103はドット102に重なる状態で記録される。

図1Aから図1Cに示す記録媒体の上半分の領域は一回目と二回目の二回の走査で、下半分の領域は二回目と三回目の二回の走査で記録が完成する。各走査で記録するドットの位置は、形成する画像の画像データと、マスクパターン（走査においてドットの記録位置と非記録位置を表す二値データ）の論理積によって決定する。図1に示す例では、各走査の記録率は50%であり、二回の走査（所謂2パス）で記録率が100%になり画像が形成される。

なお、ドット101は互いに重ならず、ドット101と102、および、ドット102と103がそれぞれ重なる状態例をここに示したが、ドットの大きさや各走査での記録率、記録解像度によって各ドットが重なるか否かが決まる。

記録媒体は、マルチパス記録の各走査の間に搬送されるので、ある領域を記録する記録素子は走査ごとに異なる。記録素子の吐出特性にばらつきがあった場合でも、マルチパス記録を行うことでばらつきの影響を分散して、形成される画像上でばらつきの影響を目立たなくすることができる。また、走査と走査の間の繋ぎ目では、記録媒体の搬送量のばらつきにより記録部分の濃度が変化し、繋ぎ目の濃淡の変化により条が生じる場合がある。マルチパス記録によって、形成される画像上で繋ぎ目の条を目立たなくすることができる。

記録素子の吐出特性や搬送量のばらつきは、製造工程や精度から生じる画像の劣化要因である。つまり、マルチパス記録は、シリアル型のインクジェット記録装置において画像品位を保持する上で重要な技術である。

ところで、インクジェット記録装置のインクとして、水に溶解する染料を色材に用いた染料インクが広く用いられている。水を主成分とする染料インクは、溶媒に溶解した色材が記録媒体の繊維質の内部に浸透し易い。従って、記録媒体の表面形状は画像の記録後も維持され易く、記録媒体の光沢が画像の光沢として維持される。言い換えれば、光沢に優れた記録媒体と染料インクの組み合わせは、光沢に優れた画像を形成する。従って、染料インクを用いるインクジェット記録装置のユーザは、好みの光沢性を有する記録媒体を選択して、所望する光沢性をもつ画像を得ることができる。

一方、印刷物の耐光性や耐水性を向上する要求がある。染料インクは、色材の染料分子が光によって分解して画像の色が褪色し易い。また、水に濡れると繊維質に浸透した染料分子が水に溶解して画像に滲みが発生し易い。つまり、染料インクの印刷物は、一般に、耐光性、耐水性が低い。

染料インクの印刷物の耐光性や耐水性の問題を解決するために、近年、色材として顔料を用いる顔料インクの開発が進められている。溶媒中に分子として染料が存在する染料インクと異なり、顔料インクの色材は直径が数10nmから数100nmの粒子として溶媒中に存在する。つまり、顔料インクの色材粒子は、染料インクの染料分子と比べて大きく、耐光性が高い印刷物が得られる。また、顔料は水に溶けない性質をもち、顔料インクは、耐水性の面でも染料インクに比べて優れる。

顔料インクを用いて記録を行うと、顔料粒子は記録媒体内に浸透し難く、記録媒体の表面に堆積する。そのため、顔料インクを記録した記録領域と、記録しなかった非記録領域とで、画像表面の微細な形状（平滑性）が異なることになる。

また、記録媒体上に形成する画像の濃度や色に応じて色材の使用量が異なり、顔料が記録媒体を被覆する面積に変化が生じる。顔料の反射率と記録媒体の反射率は異なるから、顔料が記録媒体を被覆する面積の違いで光沢の違いが発生する。

このように、顔料インクを用いた記録は、画像の濃度や色によって光沢度まで異なり、一つの画像内に光沢が異なる領域が混在する。つまり、光沢ありと観察されるグロス領域と、光沢がなしと観察されるマット領域が混在することになるが、このような一つの画像における光沢の変化は「光沢むら」と認識される。とくに、写真画像の印刷において、光沢むらは画像不良と認識され易い。

このような問題を解決するために、例えば、特許文献1、2の発明は、色材を含まないクリアインクを用いる方法を提案する。つまり、特許文献1は、記録媒体の被記録領域における単位面積当りの、顔料インクに由来する樹脂成分の付着量が、被記録領域の全域において均一になるように、色インクとクリアインクの吐出量を調整する技術を開示する。また、特許文献2は、被記録領域における光沢性が実質的に均一になるように、有色インクとクリアインクの吐出量を調整する技術を開示する。

特許文献1、2の技術によれば、光沢性を均一にすることはできる。しかし、インクの種類や印刷条件によっては、記録面からの正反射光に、画像の階調によって異なる色が付き、視覚的に目立つ場合がある。とくに、イエローインクやクリアインクなど明るいインクによって形成された領域で正反射光の色付きが目立つ。この現象は、本発明者らの研究により、正反射光の色付きは薄膜による干渉現象（構造色：structural color）で、色材層の厚さによって正反射光に付く色が決まることがわかった。

図2は薄膜による干渉の発生原理を説明する模式図である。

顔料インクで画像を形成した場合、記録媒体1302上に記録された色材層1301の表面で反射する光と、色材層1301を透過し、記録媒体1302の表面で反射する光が存在する。これら光は、色材層1301の厚さ1303の分、光路長が異なり、光の干渉が発生して正反射光に色が付く現象が発生する。二つの反射光の光路差は厚さ1303に依存するから、正反射光の色は色材層1301の厚さ1303に依存する。

階調を表現するには、有色インクの打ち込み量を変化させるが、打ち込み量の変化により色材層1301の厚さ1303が変化し、階調によって変化する色が正反射光に付くことが理解される。

特開2006-272934号公報特開2007-276482号公報

一つの面において、記録媒体に有色インクと無着色インクを打ち込んで画像を形成する画像形成装置が使用する色分解テーブルを生成する方法は、前記有色インクの打ち込み量と記録媒体に形成される色材層の厚さとの関係、および、前記無着色インクの打ち込み量と前記記録媒体に形成される色材層の厚さとの関係を取得し、前記打ち込み量と色材層の厚さの関係に基づき、記録媒体に画像を形成する際に、色材層の厚さを略一定にするように、前記有色インクの打ち込み量および前記無着色インクの打ち込み量を決定し、前記有色インクの打ち込み量および前記無着色インクの打ち込み量に基づき、画像データを色分解するための色分解テーブルを作成する。

他の面において、記録媒体に有色インクと無着色インクを打ち込んで画像を形成する画像形成装置が使用する色分解テーブルを生成する装置は、前記有色インクの打ち込み量と記録媒体に形成される色材層の厚さとの関係、および、前記無着色インクの打ち込み量と前記記録媒体に形成される色材層の厚さとの関係を取得する取得手段と、前記打ち込み量と色材層の厚さの関係に基づき、記録媒体に画像を形成する際に、色材層の厚さを略一定にするように、前記有色インクの打ち込み量および前記無着色インクの打ち込み量を決定する決定手段と、前記有色インクの打ち込み量と前記無着色インクの打ち込み量に基づき、画像データを色分解するための色分解テーブルを作成する生成手段とを有する。

本発明によれば、有色インクと無着色インクを用いて形成した画像における構造色を抑制することができる。

本発明のさらなる特徴は、以下の、添付する図面を参照する、典型的な実施例の説明から明らかになる。

マルチパス記録を説明するための模式図。マルチパス記録を説明するための模式図。マルチパス記録を説明するための模式図。薄膜による干渉の発生原理を説明する模式図。実施例のインクジェット記録装置の構成を示す概観図。記録装置の制御系の構成を示すブロック図。一色分の記録ヘッドの構成を示す概観図。実施例1の吐出テーブルの作成手順を説明するフローチャート。各インクにより形成されるドットの一例を示す図。記録紙に形成されたドットの断面を模式的に示す図。有色インクとCLインクの打ち込み量（階調値）と色材層の平均厚さの関係を示す図。有色インクの色材にCLインクの色材を重ねて、色材層の厚さを略一定にすることを説明する図。有色インクとCLインクの色分解テーブルを説明する図。記録装置が記録するドットの断面を説明する図。色材層の厚さが略均一になる例を示す模式図。色材層の厚さが略均一になる例を示す模式図。色材層の厚さが略均一になる例を示す模式図。色材層の厚さが略均一になる例を示す模式図。色材層の厚さが略均一になる例を示す模式図。本実施例の効果を確認するための測定結果を示す図。実施例2の吐出テーブルの作成手順を説明するフローチャート。各インクにより形成される階調パッチの一例を示す図。記録紙に形成された階調パッチの断面を模式的に示す図。

以下、本発明にかかる実施例の色分解テーブルの作成方法およびその装置、並びに、画像形成装置を図面を参照して詳細に説明する。上述したように、クリアインクは本来の意味の色材を含まないが、クリアな樹脂成分を含む。従って、以下では、クリアインクがクリアな樹脂成分であるクリア色材を含むとして、有色インクとの対応関係の説明を簡単にする。

［装置の構成］
図3は実施例のインクジェット記録装置（以下、記録装置）の構成を示す概観図である。

搬送部1030は、筐体1008の長手方向に沿って配置され、記録紙1028を矢印Pの方向に間欠的に搬送する。記録部1010は、移動駆動部1006により、方向Pに直交する矢印Sの方向に配置されたガイド軸1014に沿って往復運動する。

移動駆動部1006は、所定の間隔で対向配置された回転軸に軸支されたプーリ1026a、1026b、プーリ1026bの軸に連結するキャリッジモータ1018、プーリ1026aと1026bの間に張架されたベルト1016を有する。ベルト1016は、記録部1010のキャリッジ部材1010aに連結されている。従って、キャリッジモータ1018の正転、逆転によりベルト1016を駆動して、ローラユニット1022a、1022bに平行に、記録部1010を順方向、逆方向に自在に移動することができる。

キャリッジモータ1018が作動しプーリ1026bが矢印Rの方向に回転すると、ベルト1016の追動により、記録部1010は、矢印Sの方向に所定の移動量だけ移動する。また、キャリッジモータ1018が作動しプーリ1026bが矢印Rと逆方向に回転すると、ベルト1016の追動により、記録部1010は、矢印Sと逆方向に所定の移動量だけ移動する。

回復ユニット1024は、筐体1008の長手方向の一端部、かつ、キャリッジ部材1010aのホームポジション位置に配置される。回復ユニット1024は、記録部1010の吐出回復処理を行うために、記録部1010のインク吐出口の配列に対向して配置される。

記録部1010は、五色のインクをそれぞれ収容するインクカートリッジ（以下、カートリッジ）1012Y、1012M、1012C、1012BK、1012CLを有する。各カートリッジは、例えば、イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックBKの顔料を含む顔料インク（有色インク）と、クリア色材を含むクリア(CL)インクを収容し、キャリッジ部材1010aに着脱自在に係合する。各カートリッジに収容されたインクはそれぞれ、図示しない記録ヘッドに供給され、画像データに従い記録ヘッドから吐出される。

［制御系の構成］
図4は記録装置の制御系の構成を示すブロック図である。

マイクロプロセッサ(CPU)402は、メモリ403のランダムアクセスメモリ領域(RAM)をワークメモリとして、メモリ403の不揮発性メモリ領域に格納された制御プログラムに従い、記録装置400の各種機能、動作を制御する。

記録装置400は、所定のインタフェイスを介して、外部装置であるホストコンピュータ2000と接続する。受信バッファ401は、ホストコンピュータ2000が出力する印刷すべき画像を表す画像データなどを受信する。一方、CPU402は、画像データを正常に受信したか否かを示す信号や、記録装置400の動作状態を示す信号を、受信バッファ401を介して、ホストコンピュータ2000に送信する。

CPU402は、受信バッファ401が受信したデータをメモリ403のRAMに一時的に格納する。メモリ403の、例えばリードオンリメモリ(ROM)である不揮発性メモリ領域は、記録装置400が行う記録動作や吐出回復処理用の制御プログラム、画像データをインク値に変換する色分解テーブル、マルチパス記録用のマスクパターンなどを格納する。

機械コントロール部404は、CPU402の制御により、キャリッジモータ1018やラインフィードモータ（不図示）などからなる機械部405の動作を制御する。センサ/SWコントロール部406は、CPU402の制御により、各種センサやスイッチSWからなるセンサ/SW部407を制御し、センサ/SW部407から受信した信号をCPU402に転送する。

表示コントロール部408は、CPU402の制御により、LEDやLCDなどからなる表示部409の表示を制御する。記録ヘッドコントロール部410は、CPU402の制御により、記録ヘッド411のインク吐出動作を制御し、記録ヘッド411の状態（例えば温度）を検出して、検出した状態をCPU402に通知する。

［記録ヘッド］
図5は一色分の記録ヘッド411の構成を示す概観図である。

記録ヘッド411は、ガラス、セラミックス、プラスチックまたは金属を基材とする基板934上に構成されている。なお、基板934の材質は、本発明の本質ではなく、流路構成部材の一部として機能し、インク吐出エネルギ発生素子、および、後述する液流路、吐出口を形成する材料層の支持体として機能するものであれば限定されない。ここでは、基板934としてシリコンSi基板（ウエハ）を用いた例を説明する。

基板934上には、インク吐出口932を形成する。インク吐出口932は、オリフィスプレート（吐出口プレート）935にレーザ光を照射して形成する。また、例えば、オリフィスプレート935を感光性樹脂として、MPA (mirror projection aligner)などの露光装置によりインク吐出口932を形成してもよい。

基板934上には、複数の電気熱変換素子（以下、ヒータ）931と、共通液室部として長溝状の貫通口からなるインク供給口933が配置されている。複数のヒータ931は、インク供給口933の長手方向に沿って、インク供給口933の両側に一列ずつ、ジグザグに配列される。一列に配列されたヒータ931のピッチを例えば600dpiとすると、ジグザグ配置の二列により実質的に1200dpiの密度になる。

基板934上には、インク流路を形成するインク流路壁936が配置されている。インク流路壁936に囲まれた空間の底面にヒータ931が位置し、ヒータ931が位置する底面に対向する上面にはインク吐出口932が位置する。

図5は、インク流路壁936と吐出口プレート935を別部材として記載する。しかし、インク流路壁936を、例えばスピンコートなどの手法によって基板934上に形成すれば、インク流路壁936と吐出口プレート935とを同一部材として同時に形成することも可能である。なお、吐出口プレート935の吐出口面（上面）側は撥水処理が施されている。

また、図5に示す矢印SとPは、図3に示す記録部1010と記録紙1028を移動する方向SとPに対応する。つまり、各インク吐出口932からインクを吐出しながら、方向Sに記録ヘッド411を移動する主走査と、方向Pに記録紙1028を搬送する副走査を交互に繰り返して、記録紙1028に例えば1200dpiの記録密度で画像を形成する。

［吐出テーブルの作成］
図6は画像データに対するインク付着量の関係を示す吐出テーブルの作成手順を説明するフローチャートである。この作成手順は、ホストコンピュータ2000によって実行される。

ホストコンピュータ2000は、記録装置400を制御して、階調値が既知のインク打ち込み量の有色インクとCLインクのドットを記録紙1028に形成する(S101)。

図7は各インクにより形成されるドットの一例を示す図である。ドットを形成する際、ドットの高さ（色材層の厚さ）の測定が可能になるように、ドットが互いに接触しないようにドット間の距離を充分に取る。また、高さ測定の信頼性を高めるため、各インクごとに複数のドットを形成する。

次に、ホストコンピュータ2000は、記録紙1028に形成したドットの高さの色材ごとの測定を指示する(S102)。つまり、ホストコンピュータ2000は、ホストコンピュータ2000に接続された表面形状測定器（不図示）から測定結果を入力する。

図8は記録紙1028に形成されたドットの断面を模式的に示す図で、記録紙1028の受容層701上に記録されたYドットとCLドットを示している。

次に、ホストコンピュータ2000は、各色材のドットの高さと、インク打ち込み量（階調値）に基づき、インク打ち込み量（階調値）と色材層の厚さの関係を推定する(S103)。

図9は有色インクとCLインクのインク打ち込み量（階調値）と色材層の平均厚さの関係（以下、階調値-色材厚さ特性）を示す図である。つまり、インク打ち込み量が零の場合はドットの高さも零として、グラフの原点と、×印で示す最大階調値に対応する測定値（色材厚さ）の間を直線で結べばよい。最大階調値に対応する色材厚さは、例えば、以下の方法で求めることができる。

ステップS102で測定した、色材ごとの1ドットの高さ、1ドット当りの面積（ドット面積）から、紙面上にインクが形成するドットの総体積を求める。そして、総体積をドット面積で割ることで色材層の平均厚さを求める。なお、ドット面積は、平均的なドット面積を事前に取得しておき、上記の算出の際にパラメータとして用いてもよい。また、記録紙1028の記録面は充分に平滑とは言えないが、ドットの平均的な厚さを取得することで、平滑性の影響は充分に小さいものとする。

次に、ホストコンピュータ2000は、階調値-色材厚さ特性に基づき、有色インクの色材にCLインクの色材を重ねる際の、有色インクの階調値に対するCLインクの打ち込み量を図10に示すように決定する(S104)。具体的には、以下の手順でCLインクの打ち込み量を求めることができる。

まず、有色インクが最大階調値をとる際の色材厚さを階調値-色材厚さ特性から求める。そして、その色材厚さを各階調での有色インクの色材とCLインクの色材を重ねる際の色材厚さの目標値とする。そして、各階調における、有色インクの色材厚さを、階調値-色材厚さ特性から求め、目標とする色材厚さに対して不足する厚さをCLインクの色材による厚さで補うように、階調値-色材厚さ特性に基づき、階調値に対するCLインクの打ち込み量を決定する。

これにより、階調範囲（例えば0〜255）において色材層の厚さを略一定にするように、図11に示す有色インクとCLインクの色分解テーブルを作成することができる。色分解テーブルは、例えば画像データのRGB値をインク打ち込み量に対応する記録データC、M、Y、BKおよびCL値に色分解する。

次に、ホストコンピュータ2000は、作成した色分解テーブルに基づき、画像データ（例えばRGB値）と各インクの記録データ（多値）の関係を作成する(S105)。その際、画像入力デバイスの色域や画像データの色空間を考慮したカラーマッチング処理、記録装置400のガンマ特性を補正するガンマ変換など、一般的な画像処理を考慮して上記関係を作成する。

次に、ホストコンピュータ2000は、各インクの記録データ（多値）に基づき吐出データ（二値のハーフトーン）を作成し、入力される画像データと吐出データの関係を示す吐出テーブルを作成する(S106)。そして、吐出テーブルを記録装置400のメモリ403に格納する(S107)。なお、ステップS106、S107の作成方法は、一般的なインクジェット記録装置に用いられる、各インクの記録データ（多値）から吐出データを作成する方法であればよい。例えば、ハーフトーンデータ（二値）の作成には誤差拡散法、ディザ法、インデックスパターン法などによるの各種ハーフトーン手法を用いることができ、吐出データの作成にはパスマスクを用いるマスク分解法などを用いることができる。

以降、記録装置400は、色材層の厚さが略一定な画像を記録紙1028上に記録することが可能になる。

図12は上記の手順で作成した吐出テーブルに従う記録装置400が記録するドットの断面を説明する図である。Yインクの打ち込み量に応じた厚さのCL色材がY色材に重畳して、低濃度、中濃度、高濃度の三階調において色材層の厚さが略等しくなる。

図12は模式的な図であり、実際の記録においては、色材の表面が完全な平坦面になることはなく、表面に多少の凹凸がある。本発明は、階調値にかかわらず、色材層の厚さを略一定にすることで、階調によって正反射光に付く色の差をできるだけ少なくすることを目的とする。従って、色材の表面に多少の凹凸（言い換えれば、色材層の厚さの多少の不均一）があっても、上記の目的が達成されればよい。

図13Aから図13Eは色材層の厚さが略均一になる例を示す模式図である。

図13Aは色材層1040の厚さが理想的に均一になった場合を示している。図13Bはドットの形成によって、色材層1040の厚さが位置によって変化する場合を示しているが、色材層1040の平均的な厚さは図13Aの色材層1040と略同一である。

また、図13Cは記録紙1028が湾曲している場合、図13Dは記録紙1028の厚さに変化がある場合をそれぞれ示している。また、図13Eは記録紙1028の厚さに変化があり、かつ、色材層1040の厚さが位置によって変化する場合を示している。

図13Aから図13Eに示す何れの場合も、色材層の厚さに多少のばらつきがあろうとも、インク層の厚さは略一定となっていると言え、階調によって正反射光に付く色の差をできるだけ少なくする目的を達成することができる。

なお、色インクの色材層の上にCLインクの色材層が存在する二層構造である必要はない。つまり、マルチパス記録によって、色インクのドットとCLインクのドットを分散して形成するような記録方法においては、色インクとCLインクの色材が混在する色材層になってもよい。

［効果の確認］
次に、本実施例の効果を確認するための検討内容と、その結果を説明する。

検討の条件は次のとおりである。
記録装置：キヤノン製 PIXUS Pro 9500、
有色インク：キヤノン製 PGI-2Y（イエロー）、
CLインク：キヤノン製 PGI-2Yと同様のインク作製方法で作製された
顔料粒子を含まないインク、
記録媒体：キヤノン製 GL-101
記録画像：階調パッチサイズ3×3cm、
吐出テーブル：色材層の厚さを一定にする色分解テーブル（図11参照）、
測定器：村上色彩技術研究所製変角分光測色システムGCMS-4。

上記の条件で、有色インクだけを使用して階調パッチ1を形成した。次に、有色インクとCLインクを使用して色材層の厚さを一定にするようにして階調パッチ2を形成した。そして、測定対象の階調パッチの正反射光(45°/45°)の三刺激値XYZを測定し、白色板の正反射光の三刺激値XnYnZnを基準として、階調パッチの正反射光のa*, b*成分を算出した。

図14は測定結果を示す図で、破線は階調パッチ1の測定結果を、実線は階調パッチ2の測定結果を示している。図14は、a*軸とb*軸の原点から離れるほど、正反射光に付いた色が強いことを表す。

階調パッチ1の軌跡は、低濃度において色付きは僅かであるが、高濃度になるに連れて色付きが強くなり、色の変化も激しくなることを示している。一方、階調パッチ2の軌跡は、色の変化を示すものの、原点周辺から大きく離れることはなく、色付が弱いことを示している。つまり、階調パッチ2の色付きは、階調パッチ1に比べて改善されていることがわかる。

なお、上記の検討は、干渉による色付が目立つイエローについて行ったが、その他の色についても同様に、厚さを一定にするように色材層を形成することで、階調によって正反射光に付く色の差をできるだけ少なくすることができ、structural colorを抑制することができる。

以下、本発明にかかる実施例2の画像形成を説明する。なお、実施例2において、実施例1と同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。

実施例1では、インク打ち込み量と色材層の厚さの関係を、階調値が既知のインク打ち込み量のドットの高さから求める例を説明した。実施例2では、有色インクとCLインクの打ち込み量をそれぞれ変化させた複数の階調パッチから各階調におけるインク打ち込み量と色材層の厚さの関係を求める。

図15は実施例2の吐出テーブルの作成手順を説明するフローチャートである。

ホストコンピュータ2000は、記録装置400を制御して、有色インクとCLインクの階調パッチを記録紙1028に形成する(S201)。

図16は各インクにより形成される階調パッチの一例を示す図である。階調パッチを形成する際、階調パッチの高さ（色材層の厚さ）の測定が可能になるように、階調パッチが互いに接触しないように階調パッチ間の距離を充分に取る。また、高さ測定の信頼性を高めるため、複数の各階調パッチ（図16の例では三つ）を形成する。

次に、ホストコンピュータ2000は、記録紙1028に形成した階調パッチの高さを色材と階調ごとに測定する(S202)。

図17は記録紙1028に形成された階調パッチの断面を模式的に示す図である。

次に、ホストコンピュータ2000は、各色材の階調パッチの高さと、インク打ち込み量（階調値）に基づき、図9に相当する階調値-色材の厚さ特性を求める(S303)。その際、補間演算によって、各階調パッチの間の階調値に対する色材層の厚さを計算する。

次に、ホストコンピュータ2000は、階調値-色材厚さ特性に基づき、有色インクの色材にCLインクの色材を重ねて色材層の厚さを略一定にするように、有色インクの階調値に対するCLインクの打ち込み量を決定する(S204)。具体的には、以下の手順でCLインクの打ち込み量を求めることができる。

まず、有色インクが最大階調値をとる際の色材厚さを階調値-色材厚さ特性から求める。そして、その色材厚さを各階調での有色インクの色材とCLインクの色材とを重ねる際の色材厚さの目標値とする。そして、各階調における、有色インクの色材厚さを、階調値-色材厚さ特性から求め、目標とする色材厚さに対して不足する厚さをCLインクの色材による厚さで補うように、階調値-色材厚さ特性に基づき、階調値に対するCLインクの打ち込み量を決定する。これにより、有色インクとCLインクの色分解テーブル（図11）を作成することができる。

次に、ホストコンピュータ2000は、作成した色分解テーブルに基づき、画像データ（例えばRGB値）と各インクの記録データ（多値）の関係を作成する(S205)。その際、画像入力デバイスの色域や画像データの色空間を考慮したカラーマッチング処理、記録装置400のガンマ特性を補正するガンマ変換など、一般的な画像処理を考慮して上記関係を作成する。

次に、ホストコンピュータ2000は、各インクの記録データ（多値）に基づき吐出データ（二値）を作成し、マルチパス記録における各走査において入力される画像データと吐出データの関係を示す吐出テーブルを作成する(S206)。そして、吐出テーブルを記録装置400のメモリ403に格納する(S207)。ステップS206、S207の作成方法は、一般的なインクジェット記録装置に用いられる、各インクの記録データ（多値）から吐出データ（二値）を作成する方法であればよい。例えば、ハーフトーンデータ（二値）の作成には誤差拡散法、ディザ法、インデックスパターン法などによるの各種ハーフトーン手法を用いることができ、吐出データの作成にはパスマスクを用いるマスク分解法などを用いることができる。

［各種条件］
以下では、本発明に関わる色材層の厚さ、インクの作製、記録へッドについて、それらの概要を説明する。

●色材層の厚さ
本発明において略一定とする色材層の厚さの設定について説明する。

設定する色材層の厚さの範囲としては、有色インクのみを用いて記録する各カラーパッチにおいて、最も色材層が厚くなるときの厚さを、設定し得る色材最小値とする。また、記録媒体によって規定される色材の最大打ち込み量を超えない範囲でクリアインクの打ち込み量を最大にしたときの色材層の厚さを、設定し得る色材層の厚さの最大値にする。

ただし、すべての階調において必ずしも色材層の厚さが略一定になっている必要はなく、本発明の目的とする正反射光の色付きの差が目立ち易い階調において、前記条件がなり立てばよい。例えば、ブラックなどの濃い色材では正反射光の色付きが目立ち難いため、必ずしも色材層の厚さが一定になる必要はない。

また、薄膜による干渉の原理に従い、色材層の厚さが変化すると、正反射光の色が変化することが知られている。本発明は、階調の違いによる正反射光の色付きの差をなくすことが主な目的であり、前述の方法、装置において正反射光の色付きの差を充分低減することができる。しかし、特定の色になるように、目標とする色材層の厚さを設定し、各階調において上記厚さになるように制御することもできる。どのような色になるかは、原理的に、色材層の厚さと色材層の屈折率によって決まり、色材層の屈折率を測定し、測定した屈折率に従い、所望の色になるように、計算により目標とする色材層の厚さを求めることができる。屈折率がインク色、階調ごとに異なる場合は、それぞれの階調の間で所望の色になるようにそれぞれ色材層の厚さを設定することもできる。

●顔料
本発明に適用する顔料インクの顔料は、顔料インクの全重量に対して、重量比で1〜20重量%、好ましくは2〜12重量%の範囲で用いる。以下に適用可能な顔料の種類を提示する。

黒色の顔料としてはカーボンブラックが挙げられる。例えば、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックで次の特性を有するものが好ましい。一次粒子径15〜40nm、BET法による比表面積50〜300m²/g、DBP吸油量40〜150ml/100g、揮発分0.5〜10%、pH値2〜9。このような特性を有する市販品としては、例えば、No. 2300、No. 900、MCF88、No. 33、No. 40、No. 45、No. 52、MA7、MA8、No. 2200B（以上、三菱化成製）、RAVEN 1255（コロンビア製）、REGAL 400R、REGAL 330R、REGAL 660R、MOGUL L（以上キャボット製）、Color Black FWl、COLOR Black FW18、Color Black S170、Color Black S150、Printex 35、Printex U（以上、デグッサ製）などがある。

イエローの顔料としては、例えば、C. I. Pigment Yellow 1、C. I. Pigment Yellow 2、C. I. Pigment Yellow 3、C. I. Pigment Yellow 13、C. I. Pigment Yellow 16、C. I. Pigment Yellow 83などが挙げられる。

マゼンタの顔料としては、例えば、C. I. Pigment Red 5、C. I. Pigment Red 7、C. I. Pigment Red 12、C. I. Pigment Red 48(Ca)、C. I. Pigment Red 48(Mn)、C. I. Pigment Red 57(Ca)、C. I. Pigment Red 112、C. I. Pigment Red 122などが挙げられる。

シアンの顔料としては、例えば、C. I. Pigment Blue 1、C. I. Pigment Blue 2、C. I. Pigment Blue 3、C. I. Pigment Blue 15:3、C. I. Pigment Blue 16、C. I. Pigment Blue 22、C. I. Vat Blue 4、C. I. Vat Blue 6などが挙げられる。

なお、以上の他、自己分散型顔料など、新たに製造された顔料も使用することが可能である。

顔料の分散剤としては、水溶性樹脂であればどのようなものでもよいが、重量平均分子量が1,000〜30,000の範囲のものが好ましく、さらに好ましくは3,000〜15,000の範囲のものが適当である。このような分散剤として、具体的には以下が挙げられる。例えば、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、α, β-エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステルなど、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマール酸、フマール酸誘導体、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、アクリルアミド。並びに、その誘導体等から選ばれた少なくとも二つ以上の単量体（このうち少なくとも一つは親水性の重合性単量体）からなるブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、または、これらの塩などが挙げられる。あるいは、ロジン、シェラック、デンプンなどの天然樹脂も好ましく使用することができる。これらの樹脂は、塩基を溶解させた水溶液に可溶であり、アルカリ可溶型樹脂である。なお、これらの顔料分散剤として用いられる水溶性樹脂は、顔料インクの全重量に対して0.1〜5重量%の範囲で含有させるのが好ましいが、本発明の効果は、顔料インクの全重量に対してより少ない範囲で顕著に確認される。

とくに、上記のような顔料が含まれる顔料インクの場合、顔料インクの全体が中性またはアルカリ性に調整されていることが好ましい。このようにすれば、顔料分散剤として使用される水溶性樹脂の溶解性を向上し、長期保存性に一層優れた着色インクとすることができる。ただし、この場合、インクジェット記録装置に使われる種々の部材の腐食の原因になる危惧があり、好ましくは7〜10のpH範囲とするのがよい。その際に使用するpH調整剤は、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどの各種有機アミン、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物などの無機アルカリ剤、有機酸や鉱酸などが挙げられる。上記に列挙したような顔料および分散剤である水溶性樹脂は、水性液媒体中に分散または溶解される。

●水性液媒体
本発明で使用する顔料が含有された顔料インクにおいて好適な水性液媒体は、水および水溶性有機溶剤の混合溶媒であり、水としては種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水（脱イオン水）を使用することが好ましい。

水と混合して使用する水溶性有機溶剤として以下が挙げられる。例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコールなどの炭素数1-4のアルキルアルコール類。ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類。アセトン、ジアセトンアルコールなどのケトンまたはケトアルコール類。テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類。ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコール類。エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1, 2, 6-ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコールなどのアルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアルキレングリコール類。グリセリン。エチレングリコールモノメチル（またはエチル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（またはエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（またはエチル）エーテルなどの多価アルコールの低級アルキルエーテル類。N-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、1, 3-ジメチル-2-イミダゾリジノンなど。これらの多くの水溶性有機溶剤の中でも、ジエチレングリコールなどの多価アルコール、トリエチレングリコールモノメチル（またはエチル）エーテルなどの多価アルコールの低級アルキルエーテルが好ましい。

上記のような水溶性有機溶剤の顔料インク中の含有量は、一般的に、顔料インクの全重量の3〜50重量%の範囲、より好ましくは3〜40重量%の範囲で使用する。また、使用する水の含有量としては、顔料インクの全重量の10〜90重量%、好ましくは30〜80重量%の範囲とする。

また、上記実施例に適用可能な顔料インクとしては、上記成分のほかに、必要に応じて所望の物性値をもつ着色インクとするために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤などを適宜に添加することができる。とくに浸透促進剤として機能する界面活性剤は、記録媒体に顔料インクの液体成分を速やかに浸透させる役割を担うために適量を添加する必要がある。添加量の例としては、0.05〜10重量%、好ましくは0.5〜5重量%が好適である。アニオン性界面活性剤の例としては、カルボン酸塩型、硫酸エステル型、スルホン酸塩型、燐酸エステル型など、一般に使用されているものを何れも好ましく使用することができる。

●顔料インクの作製方法
顔料インクの作製方法は、まず、少なくとも、分散剤としての水溶性樹脂と水を含有させた水性媒体に顔料を添加し、混合撹拌した後、後述する分散手段を用いて分散を行い、必要に応じて遠心分離処理を行って所望の分散液を得る。次に、この分散液にサイズ剤、および、上に列挙したような適宜に選択された添加剤成分を加え撹拌して顔料インクとする。

なお、分散剤として前記のようなアルカリ可溶型樹脂を使用する場合、樹脂を溶解させるために塩基を添加する必要がある。この塩基類としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アミンメチルプロパノール、アンモニアなどの有機アミン、或いは水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどの無機塩基が好ましく使用される。

また、顔料インクの作製方法においては、顔料を含む水性媒体を攪拌し、分散処理する前に、プレミキシングを30分間以上行うことが効果的である。つまり、このようなプレミキシング操作は、顔料表面の濡れ性を改善し、顔料表面への分散剤の吸着を促進することができるため、好ましい。

顔料の分散処理に使用する分散機は、一般に使用される分散機なら如何なるものでもよい。例えば、ボールミル、ロールミルおよびサンドミルなどが挙げられる。その中でも、高速型のサンドミルが好ましく使用される。このようなものとしては、例えば、スーパミル、サンドグラインダ、ビーズミル、アジテータミル、グレンミル、ダイノーミル、パールミルおよびコボルミル（何れも商品名）などが挙げられる。

また、顔料インクのインクジェット記録方法は、記録素子の目詰りを防ぐために、最適な粒度分布を有する顔料を用いる。所望する粒度分布の顔料を得る方法として、分散機の粉砕メディアのサイズを小さくする、粉砕メディアの充填率を大きくする、処理時間を長くする、吐出速度を遅くする、粉砕後フィルタや遠心分離機などで分級するなどが挙げられる。勿論、これら手法を組み合せてもよい。

また、クリアインクは、上記物質の組み合わせで作製することができる。つまり、顔料成分を除く組み合わせで作製可能であるが、インクタンク中における固化について、反応性が高い分、注意が必要であり、タンク保存中の光や乾燥する温度の影響は除外できるようにする。

●記録ヘッド
上記の実施例で採用する記録ヘッドは、熱エネルギを利用して飛翔的液滴を形成し、記録を行う構成を採用する。この代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第4,723,129号明細書および米国特許第4,740,796号明細書に開示されている。

この方式は、所謂オンデマンド型およびコンティニュアス型の何れにも適用可能である。とくに、オンデマンド型の場合、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応し、膜沸騰を超える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加する。そして、電気熱変換体に熱エネルギを発生させ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的に、駆動信号に一対一に対応する液体（インク）内の気泡を形成する。この気泡の成長と収縮により、吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも一つの液滴を形成する。この駆動信号をパルス状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、とくに応答性に優れた液体（インク）の吐出を達成することができる。

その際のパルス状の駆動信号としては、米国特許第4,463,359号明細書および米国特許第4,345,262号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率についての発明に関する米国特許第4,313,124号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに、優れた記録を行うことができる。

本発明に適用可能な記録ヘッドの構成は、上記公報に開示されている吐出口、液路および電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）を用いればよい。また、米国特許第4,558,333号明細書および米国特許第4,459,600号明細書に開示された熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を使用することも好ましい。

加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成（特開昭59-123670号公報）、熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成（特開昭59-138461号公報）に基づく構成も有効である。

さらに、熱エネルギを利用するものではなく、圧電素子を利用した記録ヘッドを利用することも可能である。

勿論、インクジェット記録方式以外の記録方式においてマルチパス記録を採用し、本発明の課題が発生する場合、本発明を同様に適用して光沢性の制御を好適に行うことができる。

なお、以上の実施の形態は特許請求の範囲にかかる本発明を限定するものではなく、また、実施例で説明した特徴の組み合わせのすべてが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

この出願は、この言及によって、2009年3月25日に日本で特許出願された特願2009-075144に含まれるすべての利益を請求する。

Claims

記録媒体に有色インクと無着色インクを打ち込んで画像を形成する画像形成装置が使用する色分解テーブルを生成する方法であって、
前記有色インクの打ち込み量と記録媒体に形成される色材層の厚さとの関係、および、前記無着色インクの打ち込み量と前記記録媒体に形成される色材層の厚さとの関係を取得し、
前記打ち込み量と色材層の厚さの関係に基づき、記録媒体に画像を形成する際に、色材層の厚さを略一定にするように、前記有色インクの打ち込み量および前記無着色インクの打ち込み量を決定し、
前記有色インクの打ち込み量および前記無着色インクの打ち込み量に基づき、画像データを色分解するための色分解テーブルを作成する方法。
前記打ち込み量と色材層の厚さの関係は、前記記録媒体の上の、前記有色インクによって形成されたドットの高さと、前記無着色インクによって形成されたドットの高さから推定する請求項1に記載された方法。
前記打ち込み量と色材層の厚さの関係は、前記記録媒体の上の、前記有色インクによって形成された複数の階調パッチの高さと、前記無着色インクによって形成された複数の階調パッチの高さから算出する請求項1に記載された方法。
前記色材層の屈折率の測定結果から前記略一定にする前記色材層の厚さを決定する請求項1に記載された方法。
前記画像形成装置は、前記有色インクによって形成したドットに、前記無着色インクを重畳して画像を形成する請求項1に記載された方法。
記録媒体に有色インクと無着色インクを打ち込んで画像を形成する画像形成装置が使用する色分解テーブルを生成する装置であって、
前記有色インクの打ち込み量と記録媒体に形成される色材層の厚さとの関係、および、前記無着色インクの打ち込み量と前記記録媒体に形成される色材層の厚さとの関係を取得する取得手段と、
前記打ち込み量と色材層の厚さの関係に基づき、記録媒体に画像を形成する際に、色材層の厚さを略一定にするように、前記有色インクの打ち込み量および前記無着色インクの打ち込み量を決定する決定手段と、
前記有色インクの打ち込み量と前記無着色インクの打ち込み量に基づき、画像データを色分解するための色分解テーブルを作成する生成手段とを有する装置。
記録媒体に着色インクと無着色インクを打ち込んで画像を形成する画像形成装置であって、
請求項1に記載された作成方法によって作成された色分解テーブルを格納するメモリと、
前記色分解テーブルを参照して、入力される画像データに対する前記有色インクの打ち込み量および前記無着色インクの打ち込み量を制御する制御手段とを有する画像形成装置。