专利名称：打印装置、图像的记录方法及其所用的墨盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及打印装置、图像的记录方法及其所用的墨盒，该打印装置具有能用三种以上油墨进行记录的打印头，该三种以上的油墨通过混合能表现规定范围的色相，且该打印装置能通过由上述打印头记录在承印物上的油墨来记录多阶调的图像。
近年来，一种通过打印头将多色油墨记录在承印物上的彩色打印机已十分普及，并将其用作计算机的输出装置，广泛用于多色多阶调地打印计算机等处理过的图像。熔融油墨色带上的油墨再转印到纸上的热转印方法、向纸喷出彩色油墨溶液的喷墨方法、利用激光在感光体上形成潜像并转印彩色色粉的静电照相方法等作为向承印物上用油墨进行记录的方法都广为人知。无论哪种方法都是通过混合几种颜色的油墨表现一定色相范围的颜色，进行全色打印时通常采用青、品红、黄(CMY)三色油墨。
用多种油墨打印多色图像时，要形成多阶调图像有很多方法都可以考虑。一种是以前的打印机所采用的方法，使一次排出的油墨在纸上形成大小一定的网点，利用网点密度(单位面积中出现的频率)表现打印图像的阶调。还有一种方法是调整在纸上形成的网点的直径，从而改变单位面积中的密度。最近，由于形成墨滴的打印头的精加工技术进步了，规定长度中能形成的网点的密度和网点直径的变化范围等每年都有所改进。
但是，打印机的分辨率(解像力)保持在300dpi至720dpi，墨滴粒径保持在数十微米，与银盐照相的表现力(一般认为胶片的解像力为数千dpi)之间的差距还很大。特别是在图像密度低的区域即打印网点密度低的区域，网点稀疏(所谓粒状化)，两者的区别更明显。另外，在向纸排出液体油墨的打印装置中，要按照纸张能吸收的油墨量(所谓油墨效率)来限制向单位面积排出的油墨总量。在为了彩色打印而使用多种油墨的打印装置中，使用油墨效率低的纸时如何克服这种限制就成为课题。特别是对每色油墨准备浓淡两种油墨，用浓度低的油墨在阶调浅的区域进行打印，又要使粒状化现象不明显时，该油墨效率的问题就更加显著。这是因为要增加排出的油墨总量，才能用淡油墨表现预定的阶调。
本发明的目的是在具有打印头的打印装置中，通过调整特定油墨的浓度，在不使被记录图像的质量下降的基础上，减少对油墨效率等的限制，上述打印头是能喷出3种以上的油墨的，这3种以上的油墨通过混合能表现规定范围的色相。
为了达到上述目的，本发明采用下述的结构。首先，本发明的第一种打印装置具有能在承印物上记录3种以上油墨的打印头、上述3种以上的油墨通过混合能表现规定范围的色相；在上述各色油墨中，具有在相同记录率时明度最高的油墨和其它油墨的浓度比相同、这些油墨在单位面积中的记录率也相同时、色平衡偏向该明度最高的油墨一侧的油墨；具有校正该明度最高的油墨的记录量，直到将上述偏移校正到正确比例的校正机构。
另外，与这种打印装置相对应的本发明的第一种图像记录方法具有能记录3种以上油墨的打印头、上述3种以上的油墨通过混合能表现规定范围的色相，是根据要打印的图像的阶调信息控制这3种以上油墨网点的分布，从而记录多阶调图像；它是设定成在上述各色油墨中，具有在记录率相同时明度最高的油墨和其它油墨的浓度比相同、这些油墨在单位面积中的记录率也相同时、色平衡偏向该明度最高的油墨一侧的油墨；具有校正该明度最高的油墨的记录量，直到将上述偏移校正到正确比例的校正方法。
上述打印装置及图像记录方法具有能记录3种以上油墨的打印头，这3种以上的油墨经过混合能表现规定范围的色相，通过以规定比例形成这些油墨的网点，形成各种色相、明度(浓度)的图像。此时本发明的打印装置有意识地打乱各色油墨的单位面积中的记录率相等时的色平衡，使色平衡偏向相同记录率时明度最高的油墨一侧。这样，一旦使单位面积中油墨的记录率相等，色平衡就会偏向明度最高的油墨一侧，所以要通过校正机构，将明度最高的油墨的记录量校正到纠正该偏差的正确比例。其结果使色平衡恢复正常，而且由于明度最高、浓度低而使粒状化影响小的油墨的记录量减小，因此能在不损害形成的图像质量的基础上降低记录油墨的整体总量。
本发明的第二种打印装置具有能在承印物上记录3种以上油墨的打印头、该3种以上的油墨通过混合能表现规定范围的色相；在上述各色油墨中，具有在相同记录率时粒状化最不明显的油墨和其它油墨的浓度比相同、在单位面积中这些油墨的记录率也相等时、色平衡偏向粒状化最不明显的油墨一侧的油墨；具有校正该粒状化最不明显的油墨的记录量，直到将上述偏移校正到正确比例的校正机构。
另外，与第二种打印装置相对应的本发明的第二种图像记录方法具有能记录3种以上油墨的打印头、该3种以上的油墨通过混合能表现规定范围的色相，是根据要打印的图像的阶调信息控制这3种以上油墨网点的分布、从而记录多阶调图像；它是设定成在上述各色油墨中，具有在相同记录率时粒状化最不明显的油墨和其它油墨的浓度比相同、这些油墨在单位面积中的记录率也相同时、色平衡偏向粒状化最不明显的油墨一侧的油墨；具有校正粒状化最不明显的油墨的记录量，直到将上述偏移校正到正确比例的校正方法。
上述打印装置及图像记录方法具有能记录3种以上油墨的打印头、该3种以上油墨通过混合能表现规定范围的色相，通过以规定比例形成这些油墨的网点，形成各种色相、明度(浓度)的图像。此时，本发明的第二种打印装置有意识地打乱各色油墨的单位面积中记录率相等时的色平衡，使色平衡偏向相同记录率时粒状化最不明显的油墨一侧。这样，一旦使单位面积中油墨的记录率相等，色平衡就会偏向粒状化最不明显的油墨一侧，所以要通过校正手段，将粒状化最不明显的油墨的记录量校正到纠正该偏差的正确比例。其结果使色平衡恢复正常，而由于粒状化最不明显的油墨的记录量被减小，因此能在不损害形成图像质量的基础上降低记录油墨的整体总量。
对于这样的打印装置实际上通常采用所谓三原色的黄、品红、青油墨作为3种以上的油墨，实际上通常选择其中的黄油墨作为其中明度最高的油墨或粒状化最不明显的油墨。当然，其它颜色进行组合时，最好选择这些颜色中明度最高或粒状化最不明显的油墨。
使各色油墨组合的色平衡偏移的方法有很多种，但其中一种可将明度最高或粒状化最不明显的油墨的染料浓度提高到3种以上油墨单位面积中记录率相等时的平衡浓度的1.1至4倍。浓度少于1.1倍时，不能通过提高浓度达到预期的效果，如果超过4倍，就会有粒状化的感觉。由于染料浓度易于调整，所以可以简单地按意愿使色平衡发生偏移。
这时可借助降低由该油墨形成网点的比例来校正明度最高或粒状化最不明显的油墨的记录量。还可把减小由该油墨形成的网点直径作为其它的校正方法。
另外，作为预先使各色油墨组合的色平衡产生偏移的一种方法，可以预先使明度最高的油墨或粒状化最不明显的油墨的网点直径大于另一种油墨的网点直径的方法。这种情况下，也可以通过降低网点形成的比例来进行校正。
已知的多种方法都适用于在承印物上记录3种以上的油墨，例如以那种将染料或颜料溶解或分散在溶剂中形成溶液的形式提供3种以上的油墨、能向承印物喷出含有上述染料或颜料的溶液的打印头、能对油墨的喷出量进行校正的校正方法。喷出溶液状油墨的方法能较高速地形成微小的网点，这是十分有利的。
在使用溶液状油墨的打印装置中，对3种以上的油墨中除喷出量被校正的油墨以外、准备浓淡2种以上浓度的油墨，上述打印头可做成能同时喷出该浓淡2种以上浓度的油墨和上述明度最高的油墨或粒状化最不明显的油墨。即对于粒状化明显的油墨准备浓度低的淡油墨，可防止在密度低的区域产生粒状化现象。
当黄、品红、青油墨进行颜色组合时，为作为浓淡油墨的品红、青油墨准备浓淡2种以上的油墨，从浓淡油墨混合处的浓度变化的自然程度等方面来看，使各色低浓度油墨的染料浓度是高浓度油墨的染料浓度的约1/4是比较合适的。
各色网点的形成方法可有很多种，如可通过高频振动法决定是否有用上述各色油墨形成的网点。采用高频振动法时，确定网点有无的阈值矩阵可为分散型的阈值矩阵。如果使用分散型的阈值矩阵，网点分布很分散，难以感觉到粒状化地形成网点，这一点是很有利的。
这样的打印装置中的很多网点形成机构都是已知的，例如设置在打印头中的借助压力喷出墨滴的机构，该压力是通过向设置在油墨通路上的压电元件施加电压而加在油墨上的。或者通过给设置在油墨通路上的生热装置通电而生成气泡，借助气泡给油墨通路中的油墨施加压力，由压力喷出墨滴的机构。
另外，本发明的墨盒是装在上述打印装置上使用的或用于上述图像记录方法的，它是装在具有能在承印物上记录3种以上油墨的打印头的打印装置上使用，该3种以上的油墨通过混合能表现规定范围的色相；其装有通过混合能表现规定范围的色相的3种以上的油墨；该3种以上的油墨中明度最高的油墨与其它油墨相比，将其染料浓度设定为高于单位面积中记录率相等时的平衡浓度，同时，其容量等于或少于其它油墨的容量。
上述打印装置及图像记录方法中提高了相同记录率中明度最高的油墨或粒状化最不明显的油墨的浓度，降低了其使用的体积量。因此，通过使相同记录率中明度最高或粒状化最不明显的油墨的体积与其它油墨的体积相等或少于其它油墨的体积，就能使各色油墨同时用完。
还有，除明度最高的油墨或粒状化最不明显的油墨以外准备浓淡两种以上别的油墨时，由于浓淡各种油墨本身的使用量减少了，所以能容纳比这些浓淡各色油墨的容量多的明度最高或粒状化最不明显的油墨，这种墨盒是十分有用的。
图1是本实施例的打印机20的概略结构图。
图2是表示打印机20中控制回路40的结构的框图。
图3是表示滑架30的结构的立体图。
图4是表示打印头28中各色喷头61至66的配置的说明图。
图5是表示用于彩色油墨的墨盒70a的形状的立体图。
图6是表示各色喷头61至66中喷出油墨用的结构的说明图。
图7是表示通过压电元件PE的伸缩喷出墨滴1p的情况的说明图。
图8是表示从计算机90处理图像信息到进行打印的处理过程的框图。
图9是表示各色油墨成分的说明图。
图10是表示各色油墨的记录率和明度之间关系的图表。
图11是表示CIELAB空间中各色油墨的色相和彩度之间关系的说明图。
图12是表示在半色调模块99中进行的处理的流程图。
图13是表示对于青、品红、黄油墨，说明输入数据和记录率之间关系的表的说明图。
图14是表示误差扩散中周围网点处的误差分配情况的说明图。
图15是表示由黄和品红油墨形成网点的情况的说明图。
图16是表示浓网点形成判断处理过程的流程图。
图17是表示淡网点形成判断处理过程的流程图。
图18是表示本实施例中由淡油墨和浓油墨形成的记录率和阶调数据之间关系的图表。
图19是表示由浓淡油墨形成网点的过程的说明图。
图20是表示喷墨机构的另一种结构的说明图。
下面，参照实施例说明本发明的实施方式。图1是本发明的一个实施例、即打印机20的概略结构图。如图所示，该打印机20由利用输纸电机22输送纸P的机构、利用滑架电机24使滑架30沿压印滚筒26的轴向往复运动的机构、驱动设置在滑架30上的打印头28，并控制油墨喷出和网点形成的机构、与上述输纸电机22、滑架电机24、打印头28及操作面板32进行信号交换的控制回路40等构成。
输送纸P的机构具有不仅将输纸电机22的旋转传递到压印滚筒26，而且也传递到图中未示出的输纸辊的齿轮传动系统(图中省略)。另外，使滑架30往复运动的机构由与压印滚筒26的轴平行地架设并能滑动地支撑滑架30的滑动轴34、在其与滑架电机24之间张紧地架设环形驱动带36的皮带轮38、检测滑架30的原点位置的位置检测传感器39等构成。
图2表示以控制回路40为中心的该打印机20的结构。如图所示，该控制回路40是以公知的CPU41，存储程序等的P-ROM43，RAM44，存储文字网点矩阵的字符发生器(CG)45等为中心而形成的算术逻辑运算回路，此外还装有专用于外部电机等的接口的1/F专用同路50、连接到该1/F专用回路50上并驱动打印头28的打印头驱动回路52、同样地驱动输纸电机22和滑架电机24的电机驱动回路54。另外，内装并行接口回路的1/F专用回路50能通过连接装置56连接到计算机上，接收计算机输出的用于打印的信号。关于来自计算机的图像信号的输出将在以后描述。
下面，说明滑架30的具体结构和由设置在滑架30上的打印头28形成的喷墨原理。图3是表示滑架30的结构的立体图。图4是表示在排列在滑架30下部的打印头28上的喷出各色油墨的喷嘴部分的平面图。如图3所示，滑架30略呈L形，能安装图中未示出的用于黑油墨的墨盒70b和用于彩色油墨的墨盒70a(参见图5)，并装有能隔开地安装两个墨盒70a和70b的隔板31。在滑架30下部的打印头28处形成6个用于喷墨的喷头61至66，在滑架30的底部设有将来自墨槽的油墨导入到用于各色油墨的喷头中的导入管71至76。一旦将用于黑油墨的墨盒70b和用于彩色油墨的墨盒70a从上方安装到滑架30上，就将导入管71至76插入到设置在各墨盒上的连接孔中。
下面，简单说明喷墨机构。如图6所示，一旦将用于油墨的墨盒70a安装在滑架30上，即能利用毛细管现象，便油墨墨盒70a中的油墨通过导入管71至70被抽吸出来，并被导入设置在滑架30的下部打印头28的各色喷头61至66中。在最初安装墨盒时，还要利用专用的泵将油墨抽吸到各色喷头61至66中，但在本实施例中省略了对于抽吸用的泵、抽吸时盖住打印头28的盖等构件的图示及其说明。
如图4和图6所示，每种颜色的32个喷嘴n设置在各色喷头61至66上，每个喷嘴就是一个电致伸缩元件，每个喷嘴装有响应性能优越的压电元件PE。图7详细地表示压电元件PE和喷嘴n的结构。如图所示，压电元件PE设置在与将油墨导入到喷嘴n的油墨通路80相连接的位置上。正如众所周知的那样，压电元件PE是通过施加电压而使晶体结构发生变形、并极其高速地将电能转换为机械能的元件。在本实施例中，通过向设置在压电元件PE两端的电极间施加规定脉冲宽度的电压，如图7B所示，压电元件PE只在施加电压时伸长，使油墨通路80的一侧壁变形。结果，油墨通路80的体积在压电元件PE伸长时相应地收缩，相当于该收缩部分体积的油墨变成液滴1P从喷嘴n的前端高速喷出。利用该墨滴1P渗入装在压印滚筒26上的纸P而进行打印。
在装有上述压电元件PE的基础上，打印头28上的各色喷头61至66的排列如图4所示，2个喷头作为一组，分设为3组。靠近用于黑油墨的墨盒70b侧的端部设有用于黑油墨的喷头61，它旁边是用于青油墨的喷墨头62。另外，与这组相邻的是用于比供到青油墨的喷头62的青油墨浓度低的油墨(以下称为淡青油墨)喷头63和用于品红油墨喷头64。与这组相邻的另一组中设有用于比通常的品红油墨浓度低的油墨(以下称为淡品红油墨)喷头65和用于黄油墨喷头66。关于各种油墨的组成及浓度将在以后描述。
具有上述硬件结构的本实施例的打印机20，一面由输纸电机22旋转压印滚筒26和其它辊地输送纸P，一面由滑架电机24使滑架30往复运动、同时驱动打印头28的各色喷头61至66的压电元件PE，喷出各色油墨，在纸P上形成多色的图像。如图8所示，打印机20根据通过连接装置56接收到的来自计算机90等图像生成装置的信息，形成多色图像。在这个例子中，在计算机90内部运行的应用程序一面进行图像处理，一面通过视频驱动器91在CRT显示屏93上显示图像。该应用程序95一旦发出打印指令，计算机90的打印机驱动器96接收来自应用程序的图像信息，并将其转换为打印机20能执行打印的信息。在图8所示的例子中，在打印机驱动器96的内部装有光栅处理器97、颜色校正模块98、半色调模块99，光栅处理器97将应用程序95处理过的图像信息转换为网点单位的颜色信息、颜色校正模块98对转换为网点单位的颜色信息的图像信息(阶调数据)根据图像输出装置(在这里是打印机20)的显色特性进行颜色校正、半色调模块99根据颜色校正后的图像信息，利用网点单位中油墨的有无，生成表现某区域密度的所谓半色调图像信息。由于上述各种模块的操作是公知常识，因而原则上不再解释，关于半色调模块99的内容将在后面描述。
如上所述，本实施例的打印机20的打印头28上装有能喷出各色油墨的喷头。通过该喷头喷出的黄油墨Y和黑油墨K如图9中表示其成分那样，将染料直接黄86和食用黑2用作染料，染料的比例分别为2.7wt％、4.8wt％。另外，除包含上述黄和黑的所谓CMYK4色油墨以外，打印头28中还设有用于淡青油墨和淡品红油墨的喷头63、65。如图9所示，这些淡青油墨和淡品红油墨是降低通常的青油墨和品红油墨的染料浓度得到的。
如图所示，通常浓度的青油墨(图9中C1所示)是染料直接兰99占3.6wt％，二甘醇占30wt％，surphynol465占1wt％，水占65.4wt％，与此相对，淡青油墨(图9中C2所示)是染料直接兰99变为0.9wt％，是青油墨C1的1/4，为调整粘度而将二甘醇变为35wt％，水变为63.1wt％。另外，通常浓度的品红油墨(图9中M1所示)是染料酸性红289占2.8wt％，二甘醇占20wt％，surphynol465占1％，水占79％，与之相对，淡品红油墨(图9中M2所示)是染料酸性红变为0.7wt％，是品红油墨M1的1/4，二甘醇变为25wt％，水变为74wt％。无论哪种油墨，粘度都调整为3〖mPa·s〗左右。本实施例中，除了调整各色油墨的粘度、表面张力也都调整成相同，所以能够不论形成网点的是哪种油墨，对各色喷头的每个压电元件PE同样地进行控制。
上述这些油墨中，除黑油墨以外的彩色油墨C1、C2、M1、M2、Y都是盛放在图5所示的墨盒70a内，本实施例中，黄油墨的容量比其它油墨(C1、C2、M1、M2)大。由于对于青和品红油墨装配了浓、淡两种油墨，所以与浓、淡两种油墨加起来的量相比，黄油墨的容量相对较小。另外，黄油墨的容量可以与其它颜色油墨的总容量相等，也可以与浓、淡各种油墨的容量相等。
图10表示对上述各色油墨的明度进行测试的情况。图10的横轴是与打印机的记录分辨率相对应的记录率，表示从喷嘴n喷出的墨滴1p在白纸P上记录网点的比例。即，记录率100表示墨滴1p覆盖纸P的所有区域的状态。由于本实施例采用染料浓度比以前的黄油墨Y1高的黄油墨Y2，所有首先就这一点进行说明。如图10所示，黄油墨Y在三原色CMY中明度最高，即使记录率达到100％，明度L*还是超过80％。这里所说的明度L*是指CIE1976L*a*b*色空间(CIELAB空间)中的明度。
在图10中，与通常浓度的黄油墨(○)相对，用「●」表示染料浓度增至1.5倍的黄油墨Y2的记录率与明度之间的关系。如图所示，染料浓度增至1.5倍，明度也与此成比例地下降，与通常浓度的黄油墨Y1的记录率为100％时的明度相等的是记录率约为67％的点。
上面说明了本实施例采用的各色油墨的记录率与明度L*之间的关系，下面说明记录率与色相及彩度之间的关系。图11是用本实施例的黄、品红、青三色油墨在纸上进行打印时，用CIE1976L*a*b*色空间(CIELAB空间)中的a*b*表现各色的记录率改变时的色相与彩度的图表。在CIELAB空间中，一般情况下可把(0，0)作为原点，可把与横轴的角度用来表示色相，离原点的距离用来表示彩度。从图11中可以看出将通常浓度的CMY油墨(分别用「◇」「□」「○」表示)的记录率一一地每次逐渐提高10％时色相和彩度的变化。
与此相对，如果将染料浓度调整到原来油墨的1.5倍的本实施例的黄油墨(图11中用「●」表示)的浓度提高10％，则其彩度(鲜艳程度)的变化比原来浓度的油墨大，可以看出记录率66％处的彩度与原来油墨记录率100％的彩度一致。当然网点数的控制范围变窄了。假设考虑10×10的矩阵，用原来浓度的油墨能控制0到100个网点，与此相对，用浓度为1.5倍的黄油墨，只能控制0到66个网点。
用彼此相等的记录率记录通常浓度的三色油墨会得到灰色，而用本实施例的黄油墨Y2时，如果使该油墨的记录率与青和品红油墨的记录率相等，那么色相就会从灰色偏向黄色一侧。
本实施例对青油墨C和品红油墨M采用了浓、淡两种油墨，这些油墨的明度存在下述关系。用染料浓度的重量百分比来衡量，当淡青油墨C2是青油墨C1的1/4时，两种油墨的明度存在下述关系淡青油墨C2的记录率为100％时的明度与青油墨C1记录率约为35％时的明度相等。这种关系对于品红油墨M1、淡品红油墨M2也是一样的。使浓度不同的油墨形成明度相同的记录率的比例是由混合两种油墨打印时的混合色的美丽程度确定的，而实际上最好将比例调整到20％至50％。如果用两种油墨中的染料重量百分比的比例来表现这个关系，则该关系等价于将浓度低的油墨(淡青油墨C2和淡品红油墨M2)中的染料重量百分比调整为浓度高的油墨(青油墨C1和品红油墨M1)中染料重量百分比的约1/5至1/3。
下面，通过打印机驱动器96的半色调模块99内的处理来说明本实施例打印机20中的各色油墨形成网点的情况。本实施例的打印机20采用浓、淡油墨进行打印，必须用浓度高的青和品红油墨形成网点(浓网点)、用浓度低的青和品红油墨形成网点(淡网点)，下面首先说明由浓度高的黄油墨、通常浓度的青油墨和品红油墨等各色形成的网点，并附带说明由浓、淡油墨形成的网点。图12是表示半色调模块99对CMY各色进行处理概况的流程图。如图所示，该半色调处理基本上是对CYM各色重复进行相同的处理。
首先由图8所示的颜色校正模块98从转换为CYM各色的阶调数据的数据中输入有关青油墨C的阶调数据(步骤S100)。由于阶调数据是通过8位二进制数表示的，所以取值0至255。然后，基于该阶调数据，参照决定记录率的图表TC，进行确定青油墨的网点有无的处理(步骤S110)。图13表示出各色油墨图表的一个实例。确定某种颜色油墨网点的有无可以采用各种方法，如误差扩散法和系统高频振动法。本实施例采用误差扩散法。因而，基于目标像素的青密度确定网点的有无之后，进行误差计算和误差扩散的处理(步骤S120)。即，计算出该像素的真实密度和通过网点有无所表现出来的密度之间的误差，以设定的比例将该误差分配给目标像素周围的像素。利用误差扩散进行打印时，由于以设定的比例将处理过的像素所产生的浓淡误差预先分配给该像素周围的像素，所以读出相应的误差部分并使其反映到将要打印的像素上。图14表示对于目标像素PP周围的哪些像素、以多大的比例分配该误差。以设定的比例(1/4、1/8、1/16)将密度误差分配给相对目标像素PP、处于滑架30扫描方向上的几个像素及输纸方向后侧相邻的几个像素。
本实施例对青C和品红M油墨准备了浓、淡两种油墨，形成浓、淡网点，但为了便于理解具有提高黄油墨Y的浓度的本发明，在下面基于图12以下的说明中，对于青和品红，假设用通常浓度的油墨(相当于浓油墨C1、M1)形成网点。
对青油墨进行上述的处理之后，再对品红油墨和黄油墨重复进行同样的处理。即，输入关于品红的阶调数据(步骤S130)，参照图表TM确定品红网点的有无(步骤S140)，进行针对品红数据的误差计算和误差扩散处理(步骤S150)。再输入黄色的阶调数据(步骤S160)，参照图表TY确定黄网点的有无(步骤S170)，进行针对黄色数据的误差计算和误差扩散处理(步骤S180)。此时，与青、品红的记录率相比，由图13所示的图表的差异，将黄油墨形成的网点的记录率降低至2/3。
黄色的网点记录率减小至品红等油墨的网点记录率的2/3的程度，这个结果使得即使阶调数据最大时黄网点也不能完全覆盖打印区域。图15是表示品红和黄的阶调值最大(阶调数据为255)时网点形成情况的说明图。在该例子中利用分散型的高频振动法，以3×3的矩阵为单位确定网点的有无。图15(a)表示采用通常浓度的黄油墨Y1，阶调数据最大时，记录率达到100〖％〗。与此相对，如图15(b)所示，由本实施例采用的高浓度的黄油墨Y2形成网点时，即使阶调数据最大(255)，黄油墨Y2的网点也只能形成6个。与此相比，如图15(c)所示，品红油墨M的网点形成3×3，9个网点。因此，如图15(d)所示，一旦形成两种油墨的网点，在三个网点位置上只有品红油墨在纸上出现。
上述结果是在黄油墨的染料浓度达到通常的黄油墨的1.5倍时产生的。由黄油墨形成的网点能表现的阶调数变为通常的2/3，由于原本黄油墨的浓度就高，对应原稿低密度区域即使形成稀疏的网点也几乎察觉不到粒状化现象。因此不会引起由于粒状化而使图像质量下降的问题，并且能够获得减少每单位面积中形成的网点总数，即能减少喷出到单位面积中的油墨量的好处。由于每种纸能喷出到单位面积中的油墨的总量都存在上限(吸收效率的限制)，所以通过提高黄油墨的浓度，能减小所需的油墨量的好处是很大的。例如，假如混合黑能用100〖％〗的青油墨+100〖％〗的品红油墨+60〖％〗的黄油墨来实现的话，与采用通常浓度的黄油墨(最大记录率100〖％〗)时的吸收效率(300〖％〗)相比，相对于纸的吸收效率的限制还有40〖％〗的余量。而在吸收效率限制为190〖％〗的纸上输出暗红的例子中，以前用10〖％〗的青油墨、100〖％〗的品红油墨、100〖％〗的黄油墨打印时，合计为210〖％〗，由于已超过了吸收效率的限制，所以要将10％的组分置换为黑油墨，必须用90〖％〗的品红油墨、90〖％〗的黄油墨、10〖％〗的黑油墨进行打印。但是，一旦置换为这样的黑油墨进行打印，则在整个红色中密度最高的地方稀疏地形成有刺眼的黑网点，使粒状化现象恶化，使图像质量下降。本实施例虽然不采用黑油墨，但是用10〖％〗的青油墨、100〖％〗的品红油墨、67〖％〗的黄油墨就可不超过吸收效率的限制，保持粒状化现象良2子，得到高品质的输出。即，如果象本实施例那样提高黄油墨的浓度，利用由此获得的吸收效率限制的余量，使各色油墨量到达最合适的量，就能获得更高质量的图像。
由于本实施例提高了黄油墨的染料浓度，减少了必要的网点数，因而各色油墨叠印时可得到相当于减少的网点数的富裕量，这一点十分有利。可通过各种方法使油墨重叠，有1/3的地方不形成黄油墨的网点，这样可以提高多色叠印中网点配置的自由度，这是十分有利的。另外，黄油墨形成的网点数少了，打印选定面积时的黄油墨平均消耗量也减少了。其结果，装在墨盒70a上的黄油墨的量也减少了。如果油墨量减少了，则可降低墨盒70a的重量，也可简化支持墨盒70a运动的机构。另外，减少黄油墨容量的那部分可用于增加其它油墨的量。象本实施例那样，使用浓淡两种油墨时，由于可增加浓淡油墨的量，这是十分有利的。
以上说明了本发明的实施例，由于该打印机20使用浓、淡两种油墨，所以下面简单地说明分开使用品红和青的浓、淡两种油墨的情况。参照图表TC确定青C油墨网点有无的处理(步骤S110)和同样地确定品红油墨的处理(步骤S140)将详细判断浓、淡两种油墨是否形成网点。
虽然这两个步骤中进行形成浓网点的判断处理程序和形成淡网点的判断处理程序，但这些处理基本上是浓网点以浓层次数据和淡网点以淡层次数据为基础、确定浓网点和淡网点的有无的处理。在各处理中作为基础的浓层次数据、淡层次数据是基于输入的阶调数据DS、通过图表18求出的。
例如，在打印输入的青阶调数据为50/256的实地区域时，浓油墨即青油墨C1的记录率是0％，浓层次数据也为0。在打印阶调数据为95/256的实地区域时，浓油墨即青油墨C1的记录率为7％，浓层次数据Dth为18。在打印阶调数据为191/256的实地区域时，青油墨C1的记录率为75％，浓层次数据Dth为191。这时如果用后述方法判断淡网点的有无，淡油墨即淡青油墨C2的记录率分别为36％、58％、0％。
下面，说明按照图18的特性所进行的各网点形成的判断处理过程。首先，以输入的阶调数据DS为基础，确定浓网点有无。图17所示的浓网点形成的判断处理过程中表示确定该浓网点有无的详细处理情况。在该处理过程中，首先以阶调数据DS为基础，参照图18的图表、求出浓层次数据Dth(步骤S222)。图18表示对应原图像阶调数据、确定淡油墨和浓油墨的记录率有多大的图表。由于每种颜色的阶调数据取0至255的值(每种颜色用8位二进制数表示)，以下的阶调数据的大小以16/256的形式来表现。
接着，通过将该浓层次数据Dth与预先设定的阈值Dref1相比较，确定浓网点的有无(步骤S224)。虽然本实施例采用误差扩散方法，但也可以采用通过高频振动法确定网点有无的方法。在采用高频振动法设定阈值时，理想的做法是采用分散型的高频振动阈值矩阵，最好是采用64×64的大型矩阵(蓝色噪声矩阵)，应用系统的高频振动法，将分散型的矩阵用作阈值。这时对于每个目标像素，确定浓网点有无的阈值Dref1不同。所谓分散型的高频振动阈值矩阵是指由这阈值矩阵决定的网点的空间频率较高，在区域内稀疏地形成网点。具体已知的有Beyer型的阈值矩阵等。一旦采用分散型的高频振动法，由于浓网点是杂乱地产生的，所以浓、淡网点的分布不会产生偏移，能提高图像质量。
浓网点数据Dth比阈值Dref1大时，则判断为该像素网点使用浓网点，再进行计算结果值RV的处理(步骤S226)。结果值RV是相当于该像素浓度的值(浓网点评价值)，使用浓网点，即确定在该像素处用浓度高的油墨形成网点时，设定与该像素的浓度对应的值(例如值255)。该结果值RV可以是一个固定值，也可以设定为浓层次数据Dth的函数。
另一方面，浓层次数据Dth小于阈值Dref1时，判断为不用浓网点，即确定不形成浓网点，进行使结果值为0的处理(步骤S228)。为了留出纸的白底，不由浓度高的油墨形成网点的地方使结果值为0。
这样决定浓网点的有无之后，转移到为确定淡网点的有无的淡网点形成判断处理(图17)。该淡网点的形成判断处理过程，首先求出进行淡网点有无判断用的淡网点数据Dx，加上处理过的像素产生的扩散误差ΔDu，求出校正数据DC(步骤S240)。淡网点用的数据Dx由下式求出Dx＝Dth·Z/255+Dtn·z/255
其中，Dth是从阶调数据DS、根据图18的图表求出的淡网点数据。Z是使用浓网点时的评价值，z是使用淡网点时的评价值。Dx是淡网点数据和浓网点数据乘以对应于各自评价值的比例系数，再求和得到的。如上所述，当决定淡网点的有无时，不是用淡网点数据，而用综合了浓淡两种网点数据Dx，这是本发明的一大特点。其中，由于上述Z＝255，上式变为Dx＝Dth+Dtn·z/255淡网点的评价值z当然比浓网点的评价值小。本实施例中z＝160。
此后，判断是否使用浓网点(用青油墨C1形成网点)(步骤S242)，在不形成浓网点时，决定浓度低的网点，即决定有无用淡青油墨C2形成的网点(以下称为淡网点)(步骤S244以后的处理)。
本实施例中使用上述误差扩散法、由淡青油墨C2形成网点时，判断通过误差扩散法校正的阶调数据DC是否大于用于淡网点的阈值Dref2(步骤S244)。该阈值Dref2是在目标像素处能否由浓度低的淡油墨形成网点的判断值，在本实施例中，该阈值Dref2是对应于校正后的数据DC可变地设定。
如果校正数据DC比阈值Dref2大，则断定为使用淡网点，并计算结果值RV(淡网点的评价值)(步骤S246)。结果值RV在本实施例中是将122作为基准值，通过校正数据DC对其进行校正的值。另一方面，在断定校正数据DC小于阈值Dref2时，则断定不使用淡网点，进行使结果值为0的处理(步骤S248)。
这样，就进行由淡网点和浓网点形成的记录，图19以青油墨C1和淡青油墨C2为例表示所述过程。如图19(a)、(b)所示，输入的阶调数据低的区域(实施例中阶调数据为0/256～63/256的区域)中，只由淡青油墨C2形成网点，随着阶调数据变大，选定区域内淡网点的比例也增大(图19(c)至(e))，阶调数据进一步增大时，不再形成淡网点，而只形成浓网点(图19(f)，(g))。如图19(h)所示，如果阶调数据最大时，浓网点的记录率变为100％。
以上说明的本实施例的打印机20采用染料浓度比通常的染料浓度高的黄油墨，另一方面，将具有浓淡两种青油墨和品红油墨的墨盒70a设置在滑架30上，由于在输入的图像阶调低的区域用染料浓度低的淡青油墨和淡品红油墨进行打印，因而可使阶调低的区域中的粒状化感觉不明显，能获得极高的打印质量。由于可在对黄油墨网点的粒状化感觉不明显的范围内提高黄油墨的浓度，所以染料浓度可提高到4倍。这时黄色油墨的平均喷出量可大幅度降低。
在上述实施例中，虽然提高了黄油墨的浓度，但并不只限于黄油墨，在打印中所用的油墨颜色组合中，最好是提高明度最高或粒状化最不明显的油墨的浓度。在本实施例中，还可采用降低黄油墨网点形成的比例的办法来纠正由于提高黄油墨的染料浓度而造成的颜色平衡的偏移。但减小由于黄油墨形成的网点的直径也可纠正这种偏移。在纸P上形成的网点的大小可通过调节用于喷墨的喷嘴的直径或加在压电元件PE上的电压脉冲宽度等进行控制。例如最好将上述实施例中的用于黄油墨的喷嘴66作为小直径网点用的喷嘴，将用于青油墨C的喷嘴62、63和用于品红油墨M的喷嘴64、65作为大直径网点用的喷嘴。
在上述实施例中，虽然控制各色网点形成的程序不在打印机20中，而是在计算机90的打印机驱动器96中，但也可装在打印机20中。例如当计算机90用post script等语言传过来打印的图像信息时，打印机20要装备有半色调模块99等。在本实施例中，实现这些功能的软件程序存储在计算机90的硬盘中，启动计算机90时可以以打印机驱动器的形式装入操作系统中。也可存入软盘或光盘等便携式存储介质(可移动型存储介质)中，由便携式存储介质再装入计算机系统的内存或外部存储设备中。此外，还可采用由计算机90向打印机20内部传送的方式。还可通过通信线路，设置提供这种软件程序的装置，将上述半色调模块的处理内容通过通信线路传送到计算机和打印机20中。
在上述实施例中，无论喷出浓油墨或淡油墨都采用压电元件PE、向压电元件PE施加所需脉冲宽度的电压来进行喷墨。但采用其它的油墨喷出方式也很容易。已实用的油墨喷出方式可大略分为从连续的油墨喷射流分离墨滴的喷出方式和上述实施例中采用的按需方式两种。前一种是通过电流调谐而使油墨的喷射流分裂为液滴的电流调谐方式，这种打印时利用从油墨喷射流分裂出大直径粒子时生成的微小卫星式粒子的微网点方式等已广为人知。这些方式也可应用于利用多种浓度油墨的本发明的打印装置。
按需方式是网点单位中需要墨滴时才生成墨滴的方式，除了使用上述实施例中所采用的压电元件的方式外，如图20(A)～(E)所示，在油墨喷嘴NZ旁边设置生热装置HT、通过加热油墨使油墨中产生气泡BU、利用气泡的压力喷出墨滴IQ的方式等都是公知技术。这些按需型方式的喷墨方式也适用于利用多种浓度油墨或不同直径的多个网点的本发明的打印装置。提高明度最高的油墨或粒状化最不明显的油墨的浓度这样一种思路，也适用于采用热转印方式的彩色打印机或采用激光等的电子照相方式的彩色打印机。
本发明还包括以下情况。第一种情况，打印装置的几种手段未设置在打印装置主体内部而置于输出待打印图像的装置中。校正手段等可由分立回路来完成，也可由以CPU为中心的算术逻辑运算回路中的软件来实现。对于后者，也可以考虑采取在待打印图像的输出侧、例如在计算机侧进行与网点生成有关的处理，即在打印装置主体内只设置通过控制油墨从喷头喷出，在纸上形成网点的机构。
上述的墨盒也可以考虑采用各种样式。例如当打印装置采用多色油墨进行彩色打印时，可考虑将3种以上的彩色油墨与黑色油墨分别存放于不同容器中。如果将用于彩色油墨的墨盒与用于黑色油墨的墨盒分别存放在不同的容器中，用于一般文字打印的黑色油墨容易耗尽，黑色油墨被耗尽时，黑色油墨墨盒的更换周期不会影响彩色墨盒的更换周期。
权利要求
1.一种打印装置，它是具有能在承印物上记录3种以上油墨的打印头的，该3种以上的油墨通过混合能表现规定范围的色相，其特征在于在上述各色油墨中，具有这样的油墨，即在记录率相同时明度最高的油墨和其它油墨的浓度比相同、这些油墨在单位面积中的记录率也相同时、色平衡偏向该明度最高的油墨一侧，具有校正该明度最高的油墨的记录量，直到将上述偏移校正到正确比例的校正机构。
2.如权利要求1所述的打印装置，其特征在于上述3种以上的油墨是黄、品红、青油墨，上述明度最高的油墨是黄油墨。
3.如权利要求1所述的打印装置，其特征在于将上述明度最高的油墨的染料浓度提高到上述3种以上油墨的在单位面积中记录率相同时的平衡浓度的1.1至4倍。
4.如权利要求1所述的打印装置，其特征在于是通过降低由上述明度最高的油墨形成的网点的比例来校正上述油墨的记录量的。
5.如权利要求1所述的打印装置，其特征在于是通过减小由上述明度最高的油墨形成的网点的直径来校正上述油墨的记录量的。
6.如权利要求1所述的打印装置，其特征在于上述记录在承印物上的3种以上的各种油墨是将染料或颜料溶解或分散在溶剂中而形成的溶液形式提供的，上述打印头是向承印物喷出含有上述染料或颜料的溶液的，上述校正机构是对油墨的喷出量进行校正的。
7.如权利要求6所述的打印装置，其特征在于上述以溶液形式提供的3种以上的油墨中，除喷出量被校正的油墨以外、具有浓淡2种以上浓度的油墨，上述打印头能喷出上述浓淡2种以上浓度的油墨和上述明度最高的油墨。
8.如权利要求7所述的打印装置，其特征在于上述浓淡油墨包括品红和青色油墨，各色低浓度油墨的染料浓度是高浓度油墨的染料浓度的约1/4。
9.如权利要求6所述的打印装置，其特征在于上述打印头具有向设置在油墨通路上的压电元件施加电压而向油墨施加压力，从而喷出墨滴的机构。
10.如权利要求6所述的打印装置，其特征在于上述打印头具有向设置在油墨通路中的生热装置通电而生成气泡、利用这气泡向油墨通路的油墨施加压力从而喷出墨滴的机构。
11.如权利要求1所述的打印装置，其特征在于具有通过高频振动法决定是否有用上述各色油墨形成的网点的机构。
12.如权利要求11所述的打印装置，其特征在于上述高频振动法的阈值矩阵是分散型的阈值矩阵。
13.一种打印装置，它是具有能在承印物上记录3种以上油墨的打印头的，该3种以上的油墨通过混合能表现规定范围的色相，其特征在于在上述各色油墨中，具有这样的油墨，即在记录率相同时粒状化最不明显的油墨和其它油墨的浓度比相同、在单位面积中这些油墨的记录率也相等时、色平衡偏向粒状化最不明显的油墨一侧，具有校正该粒状化最不明显的油墨的记录量，直到将上述偏移校正到正确比例的机构。
14.如权利要求13所述的打印装置，其特征在于上述3种以上的油墨是黄、品红、青油墨，上述粒状化最不明显的油墨是黄油墨。
15.如权利要求13所述的打印装置，其特征在于将上述粒状化最不明显的油墨的染料浓度提高到上述3种以上油墨单位面积中记录率相同时的平衡浓度的1.1至4倍。
16.如权利要求13所述的打印装置，其特征在于是通过降低由上述粒状化最不明显的油墨形成的网点的比例来校正上述油墨的记录量的。
17.如权利要求13所述的打印装置，其特征在于是通过校正由上述粒状化最不明显的油墨形成的网点的直径来校正上述油墨的记录量的。
18.如权利要求13所述的打印装置，其特征在于上述记录在承印物上的3种以上的各种油墨是将染料或颜料溶解或分散在溶剂中而形成的溶液形式提供的，上述打印头是向承印物喷出含有上述染料或颜料的溶液的，上述校正机构是对油墨的喷出量进行校正的。
19.如权利要求18所述的打印装置其特征在于，上述以溶液形式提供的3种以上的油墨中，除喷出量被校正的油墨以外、具有浓淡2种以上浓度的油墨，上述打印头能喷出上述浓淡2种以上浓度的油墨和上述粒状化最不明显的油墨。
20.如权利要求19所述的打印装置，其特征在于上述浓淡油墨包括品红和青各色油墨，各色低浓度油墨的染料浓度是高浓度油墨的染料浓度的约1/4。
21.如权利要求18所述的打印装置，其特征在于上述打印头具有向设置在油墨通路上的压电元件施加电压而向油墨施加压力，从而喷出墨滴的机构。
22.如权利要求18所述的打印装置，其特征在于上述打印头具有向设置在油墨通路中的生热装置通电而生成气泡、利用这气泡向油墨通路的油墨施加压力从而喷出墨滴的机构。
23.如权利要求13所述的打印装置，其特征在于具有通过高频振动法决定是否有用上述各色油墨形成的网点的机构。
24.如权利要求23所述的打印装置，其特征在于上述高频振动法的阈值矩阵是分散型的阈值矩阵。
25.一种图像记录方法，它是具有能记录3种以上油墨的打印头的，这3种以上的油墨通过混合能表现规定范围的色相，是根据要打印的图像的阶调信息控制这3种以上油墨网点的分布，从而记录多阶调图像，其特征在于它是设定成在上述各色油墨中，具有这样的油墨，即在记录率相同时明度最高的油墨和其它油墨的浓度比相同、这些油墨在单位面积中的记录率也相同时、色平衡偏向该明度最高的油墨一侧，具有校正上述明度最高的油墨的记录量，直到将上述偏移校正到正确比例的校正方法。
26.一种图像记录方法，它是具有能记录3种以上油墨的打印头的，这3种以上的油墨通过混合能表现规定范围的色相，是根据要打印的图像的阶调信息而控制这3种以上油墨网点的分布、从而记录多阶调图像的，其特征在于它是设定成在上述各色油墨中，具有这样的油墨，即记录率相同时粒状化最不明显的油墨和其它油墨的浓度比相同、这些油墨在单位面积中的记录率也相同时、色平衡偏向粒状化最不明显的油墨一侧，具有校正上述粒状化最不明显的油墨的记录量，直到将上述偏移校正到正确比例的校正方法。
27.一种墨盒，它是装在具有能在承印物上记录3种以上油墨的打印头的打印装置上使用的，该3种以上的油墨通过混合能表现规定范围的色相，其特征在于装有通过混合能表现规定范围的色相的3种以上油墨，该3种以上的油墨中明度最高的油墨与其它油墨相比，将其染料浓度设定为高于单位面积中记录率相等时的平衡浓度，同时，其容量等于或少于其它油墨的容量。
28.如权利要求27所述的墨盒，其特征在于记录在上述承印物上的上述3种以上的油墨是通过将染料或颜料溶解或分散在溶剂中形成溶液来制备的，上述以溶液形式提供的3种以上的油墨中，对除喷出量被校正的油墨以外的油墨准备浓淡2种以上浓度的油墨，上述明度最高的油墨的容量等于或多于上述准备的浓淡2种以上油墨各自的容量。
29.一种墨盒，它是装在具有能在承印物上记录3种以上油墨的打印头的打印装置上使用的，该3种以上的油墨通过混合能表现规定范围的色相，其特征在于装有通过混合能表现规定范围的色相的3种以上的油墨，该3种以上的油墨中，与其它油墨相比，对于粒状化最不明显的油墨中的至少一种，将其染料浓度设定为高于单位面积中记录率相等时的平衡浓度，同时，其容量等于或少于其它油墨的容量。
30.如权利要求29所述的墨盒，其特征在于记录在上述承印物上的上述3种以上的油墨是通过将染料或颜料溶解或分散在溶剂中形成溶液来制备的，上述以溶液形式提供的3种以上的油墨中，对除喷出量被校正的油墨以外的油墨准备浓淡2种以上浓度的油墨，上述粒状化最不明显的油墨的容量等于或多于上述准备的浓淡2种以上油墨各自的容量。
31.用于如权利要求25所述的图像记录方法的墨盒，其特征在于该墨盒中装有通过混合能表现规定范围的色相的3种以上的油墨，该3种以上的油墨中明度最高的油墨与其它油墨相比，将其染料浓度设定为高于单位面积中记录率相等时的平衡浓度，同时，其容量等于或少于其它油墨的容量。
32.用于如权利要求25所述的图像记录方法的墨盒，其特征在于装有通过混合能表现规定范围的色相的3种以上的油墨，该3种以上的油墨中粒状化最不明显的油墨与其它油墨相比，将其染料浓度设定为高于单位面积中记录率相等时的平衡浓度，同时，其容量等于或少于其它油墨的容量。
全文摘要
本发明提供一种使通过混合能表现规定范围色相的3种以上的油墨的喷出量降低的同时,抑制粒状化现象的产生的打印装置、图像记录方法及其使用的墨盒。它是从输入的各色阶调数据、参照图表TC、TM、TY求出各色油墨的记录率,与这记录率相对应地形成网点。由于黄油墨的染料浓度高于取得色平衡的浓度,因而相对于青C、品红M的记录率,将黄油墨的记录率降低了。由于黄油墨的明度高,即使在阶调数据低的区域稀疏地形成网点,粒状化也不明显。
文档编号B41J2/205GK1177544SQ971193
公开日1998年4月1日 申请日期1997年8月2日 优先权日1996年8月2日
发明者田和充, 角谷繁明 申请人:精工爱普生株式会社