JP2004034297A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる量のインク滴を吐出させて複数のサイズのドットを選択的に形成可能なインクジェット記録装置において、ムラを低減して高品位な画像形成を実現する。
【解決手段】各記録走査において形成されるドット面積に大きな偏りが生じないように複数サイズのドットの生成・配置を行う。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に異なる複数のドット径のインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナル・コンピュータや複写装置、ワード・プロセッサ等のＯＡ機器が広く普及しており、これらの機器の画像形成（記録）装置の一種としてインクジェット方式によりディジタル画像記録を行う装置が急速に発展、普及している。特にＯＡ機器の高機能化とともにカラー化が進んでおり、これに伴なって様々なカラー・インクジェット記録装置が開発されてきている。
【０００３】
一般にインクジェット記録装置は、記録手段（プリント・ヘッド）およびインクタンクを搭載するキャリッジと、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを制御する制御手段とを具備する。そして複数の吐出口からインク液滴を吐出させるプリント・ヘッドを記録紙の搬送方向（副走査方向）と直行する方向（主走査方向）にシリアル・スキャンさせ、一方で非記録時に記録幅に等しい量で間欠搬送するものである。さらには、カラー対応のインクジェット記録装置の場合、複数色のプリント・ヘッドにより吐出されるインク液滴の重ねあわせによるカラー画像を形成する。
【０００４】
この記録方法は、記録信号に応じてインクを微少な液滴として吐出口（ノズル）から記録媒体上に吐出しすることにより文字や図形などの記録を行うものであり、ノンインパクトであるため騒音が少ないこと、ランニング・コストが低いこと、装置が小型化しやすいこと、およびカラー化が比較的容易であること、などの利点を有していることから、コンピューターやワードプロセッサー等と併用され、あるいは単独で使用される複写機、プリンター、ファクシミリ等の記録装置において、画像形成（記録）手段として広く用いられている。
【０００５】
インクジェット記録装置においてインクを吐出させる方法としては、▲１▼吐出口近傍に発熱素子（電気／熱エネルギー変換体）を設け、この発熱素子に電気信号を印可することによりインクを局所的に加熱して圧力変化を起こさせ、インクを吐出口から吐出させるサーマル方式と、▲２▼ピエゾ素子等の電気／圧力変換手段を用い、インクに機械的圧力を付与してインクを吐出するピエゾ方式、などが用いられている。一般に、前者のサーマル方式は、ノズルの高密度化・多ノズル化が容易であるといった特徴がある。一方、後者のピエゾ方式は、吐出制御性に優れ、またインクの自由度が高く、ヘッド寿命が半永久的であるといった特徴がある。
【０００６】
図１６はインクジェット記録装置の全体制御回路の概略構成を示すブロック図である。
【０００７】
マイクロプロセッサ形態のＣＰＵ６０１はインタフェース６０５を介してホスト６２４に接続されており、制御プログラムを格納したＲＯＭ６０２や更新可能な制御プログラムや処理プログラムや各種定数データなどを格納したＥＥＰＲＯＭ６０３、及びホスト６２４からインタフェース６０５を介して受信したコマンド信号や記録情報を格納するためのＲＡＭ６０４にアクセスし、これらのメモリに格納された情報に基づいて記録動作を制御する。さらにＣＰＵ６０１は、出力ポート６０８及びキャリッジモータ制御回路６１０を介してキャリッジモータ６１１を動作させることによりキャリッジ６２０を移動させたり、出力ポート６０８及び紙送りモータ制御回路６１３を介して紙送りモータ６１４を動作させることにより搬送ローラなどの紙搬送機構６１２を動作させる。さらにＣＰＵ６０１は、ＲＡＭ６０４に格納されている記録情報に基づきプリント・ヘッド制御回路６２１を介してプリント・ヘッド６２２を駆動することにより記録媒体上に所望の画像を記録することができる。また、電源回路６１９からは、ＣＰＵ６０１やプリント・ヘッド制御回路６２１を動作させるためのロジック駆動電圧Ｖｃｃ（たとえば５Ｖ）、各種モータ駆動電圧Ｖｍ（たとえば２４Ｖ）、プリント・ヘッド６２２を駆動させるための電圧Ｖｈ（たとえば３０Ｖ）、等が出力される。さらに操作キー６０７から入力される指示情報は入力ポート６０６を介してＣＰＵ６０１に伝達され、ＣＰＵ６０１からの命令は出力ポート６０９を介してＬＥＤ制御回路６１５に伝えられるとＬＥＤが点灯したり、表示制御回路６１７に伝えられるとＬＣＤ６１８にメッセージが表示される。６２３は上述した種種の構成要素を互いに接続するＣＰＵバスである。
【０００８】
従来のインクジェット記録方法においては、インクのにじみのない高発色のカラー画像を得るためにはインク吸収層を有する専用コート紙を使用する必要があったが、近年はインクの改良等によりプリンタや複写機等で大量に使用される普通紙への印字適性を持たせた方法も実用化されている。さらにはＯＨＰシートや布、プラスチック・シート等の様々な記録媒体への対応が望まれており、こうした要求に応えるため、インクの吸収特性が異なる記録媒体（記録メディア）を必要に応じて選択した際に記録媒体の種類に係わりなく最良の記録が可能な記録装置の開発および製品化が進められている。また記録媒体の大きさについても、宣伝広告用のポスタや衣類等の織布では大サイズのものが要求されてきている。このようなインクジェット記録装置は、優れた記録手段として幅広い産業分野で需要が高まっており、より一層高品位な画像の提供が求められ、また更なる高速化への要求も一段と高まっていると言える。
【０００９】
一般に、カラー・インクジェット記録方法は、シアン（Ｃｙ），マゼンタ（Ｍｇ），イエロー（Ｙｅ）の３色のカラー・インクを使用し、また、さらにはブラック（Ｂｋ）を加えた４色のインクを使用してカラー記録を実現する。このようなカラー・インクジェット記録装置においては、キャラクタのみ印字するモノクロ・インクジェット記録装置と異なり、カラー・イメージ画像を記録するにあたっては、発色性や階調性、一様性など、様々な要素が必要となる。
【００１０】
しかし、記録される画像の品位はプリント・ヘッド単体の性能に依存するところが大きい。例えばサーマル方式においては、プリント・ヘッドの吐出口の形状や電気／熱変換体（吐出ヒータ）のばらつき等のプリント・ヘッド製作工程時に生じるノズル毎の僅かな違いがそれぞれに吐出されるインクの吐出量や吐出方向の向きに影響を及ぼし、最終的に形成される記録画像の濃度ムラとして画像品位を劣化させる原因となる。その結果として、ヘッド主走査方向に対して周期的にエリア・ファクタ１００％を満たせない“白”の部分が存在したり、逆に必要以上にドットが重なり合ったり、あるいは白筋が発生したりすることとなる。これらの現象が通常人間の目で濃度ムラとして感知される。
【００１１】
そこで、これらの濃度ムラ対策としてマルチパス記録法と呼ばれる方式が提案されている。ここでは、簡単のために１２ノズルからなる単一インク色ヘッドを用いた場合を例に挙げて説明する。記録の様子を図１３に示す。
【００１２】
第１走査において偶数列パターン●を記録し、記録幅の半分（６ドット幅）だけ紙送りを行った後、第２考査において奇数列パターン○を記録することにより記録を完成する。すなわち、順次６ドット単位の紙送りと偶数列／奇数列パターンの記録を交互に行うことにより、６ドット単位の記録領域を１スキャン毎に完成させていく。このようにして、一つのラインを異なる二つのノズルを用いて記録することにより、濃度ムラを抑えた高品位な画像を形成することができる。また、マルチパス記録法は、インクを乾かしながら記録していくことによりブリーディング（にじみ）を抑えるといった効果や、走査毎の記録ドットを低減することから吐出不良の原因となるプリント・ヘッドの昇温を抑制する効果、なども同時に達成できる。ここでは主走査方向について説明したが、副走査方向に対して連続するドットを間引いて記録することにより、更なる高画質化が可能になる。
【００１３】
また、インクジェット記録においては、１ドットでアナログ的な階調表現は実現できない。そこで単位面積あたりに複数のドットを最適に配置して多彩な色表現を作り出している。しかしながらインクの溢れなどを引き起こさずに単位面積あたりに打てるインク量には制限がある。記録メディアによって大きく異なるが、３００ｄｐｉ×３００ｄｐｉあたりに打ち込めるインク総量はせいぜい２００ｐｌ程度である。さらに、記録ドット径を変えずに単純に階調を上げると実質的な解像度は低下してしまう。
【００１４】
画素の分解能を高めればより細やかに階調表現を行うことができる。より小さいドットが吐出できれば単位面積で表現できる色のバリエーションが増えるので画質面で有利になる。さらに小ドット化は粒状感の低減といった効果ももたらす。現状では３ｐｌ以下の吐出制御も実現可能になってきている。したがって、吐出インク滴の量を少なくして記録ドット径を小さくすることにより、階調性に優れ、低濃度領域での粒状性が目立たない、高品位な画像形成が可能になる。
【００１５】
しかしながら、小さなドットでは１ドットで塗りつぶせる面積が小さくなるので、高い濃度を表現するためには従来よりもより多くのドットを打ち込む必要があり、結果として記録時間が長くなってしまうという弊害が生じる。一般に、ドット径を半分にした小径なドットを用いる場合は４倍の記録時間を必要とする。記録時間の低下を防ぐためには、インク滴を吐出する駆動周波数を４倍に高めるか、あるいはノズル数を４倍にすることなどが考えられるが、何れも容易ではない。
【００１６】
これを回避する手法の一つとして、複数サイズのドットを用いる方式が提案されている。同一のノズルから異なる複数のサイズのドットを打ち分けることにより、高濃度領域で多くの小ドットを打ち込む代わりに大ドットを打ち込むことで記録速度を高めることができる。同時に低濃度領域では小ドットを使用することで粒状感が低減され、また階調性を高められるため、高速で高品位な画像形成を実現することができる。
【００１７】
サーマル・インクジェット方式では、大小複数のヒータを備え、作動するヒータの数又は種類により発生する気泡の大きさを変化させ、インク吐出量を制御することができる。また、ピエゾ・インクジェット方式においては、素子に与える駆動電圧を制御してインクの押し出し（圧力）を細かく制御することにより吐出量を変化させることができる。現状では両方式ともに３種程度のドット径（吐出インク滴量）を使い分けられるものが製品化されている。
【００１８】
ピエゾ・インクジェット方式における可変インク吐出量制御について簡単に説明する。ピエゾ・インクジェット方式は、駆動信号の制御により能動的なメニスカス制御が可能であるために非常に吐出制御性に優れており、比較的容易に小ドットから大ドットまで幅広いレンジの複数サイズのドットを安定的に吐出させる（打ち分ける）ことが可能である。さらには、吐出インク滴の飛翔速度の制御までも可能であることも大きな利点であると言える。ピエゾ・インクジェット方式におけるドットサイズ変更のための駆動波形選択制御は大きく分けて以下の２方式に分類できる。一つは「時分割パルス印加方式」であり、異なるインク滴量を吐出させる複数の駆動パルス（例えば大ドット用パルスと小ドット用パルス）を一記録周期内に連続して生成・入力し、これらに対して独立にＯＮ／ＯＦＦを制御するものである。この方式では、小ドット用パルスや大ドット用パルスのみをＯＮして大ドットや小ドットを形成するだけでなく、ともにＯＮすることによって特大ドットを得ることもできる。もう一方は「パルス切替え方式」であり、異なるインク滴量を吐出させる複数の駆動パルス（例えば大ドット用パルスと小ドット用パルス）を同時に生成・入力し、データに応じて切り替えて使用するものである。
【００１９】
図１４は、それぞれ大ドット・小ドットの吐出を実現する駆動波形を時分割に挿入した「時分割パルス印加方式」の一例である。「時分割パルス印加方式」においては、単位印刷周期内に大ドット用パルスと小ドット用パルスと備える。大ドット波形による大インク滴の飛翔速度に対して、小ドット波形による小インク滴の飛翔速度を相対的に大きくなるよう制御する。これにより、異なるタイミングで駆動される小ドットと大ドットの紙面上における着弾位置のずれを回避、あるいは抑制できる。さらには、大ドット波形のみをＯＮして大ドットを形成し、小ドット波形のみをＯＮして小ドットを形成するだけでなく、大ドット波形と小ドット波形を共にＯＮして極大ドットを得ることも可能である。図１５は、それぞれ大ドット・小ドットの吐出を実現する駆動波形を同時生成して切り替える「パルス切替え方式」の一例である。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
先に述べたマルチパス記録においては、各記録走査において生成されるドット数に著しい偏りがあると紙搬送幅相当毎のムラが生じる場合がある。図１９及び図２０を参照しながら、この現象について簡単に説明する。
【００２１】
図１９は、偶数列を形成する走査と奇数列を形成する走査を交互に繰り返して２パス記録を行う例（図１３）において、画像データの二値化結果として偶数列が奇数列に対して著しく多くドットが生成・配置された場合を示した図である。すなわち、紙搬送幅毎に偶数列，奇数列の順に形成される領域と奇数列，偶数列の順に形成される領域とが交互に存在しており、換言すれば、紙搬送幅毎に低ｄｕｔｙのドット形成，高ｄｕｔｙのドット形成の順に実行される領域と高ｄｕｔｙのドット形成，低ｄｕｔｙのドット形成の順に実行される領域とが交互に存在することになる。
【００２２】
ここで、図２０は、先に着弾したドットと隣接させて次のドットを比較的短い時間間隔で打ち込んだ場合の記録紙に対するインクの浸透、定着の様子を示す模式的断面図である。一般には、後から打ち込んたインク滴は、紙面に垂直な方向と紙面に沿った方向には浸透するが、先に着弾したインク滴が浸透している領域にはあまり浸透定着しない。後から打ち込んだインク滴は、先に打ち込んだインク滴が浸透した領域のさらに下方へ浸透・定着することになる。この現象に対して、高ｄｕｔｙのドット形成が先行する場合と低ｄｕｔｙのドット形成が先行する場合とでは、２回の記録走査によるインクの浸透・定着の様子が異なることになる。その結果、紙搬送幅毎に濃度ムラが発生してしまい、画品位を大きく損なうといった問題がある。さらに、色毎に走査間の振り分け比率が異なると、色目の差を引き起こしさらに画品位を劣化させることとなる。
【００２３】
これを回避するためには、マルチパス記録での各走査へのドットの割当てを均等にすることが必要である。図１４を例に挙げると、偶数列と奇数列に同等数のドットが存在するようにドットの生成・配置を実行することで解決できる。
【００２４】
しかしながら、先に述べたようなマルチサイズのドット形成、すなわち、異なる量のインク滴を吐出させて複数種類の径のドットを用いて画像形成を実現する場合においては、各走査に対するドット数の割当てを均等にすることでは解決できない。このことを図１２及び図１３を用いて説明する。
【００２５】
ここでは、多値誤差拡散処理によって２４値の中間データ（３００×３００ｄｐｉ）を得て、これを４×４のマトリクス・テーブルを用いて展開する（１２００×１２００ｄｐｉ）ことにより、大小の２種のドット生成・配置を決定する方式を例に説明する。図１７はマトリクス・テーブルの一例であり、中間データである階調値が０，１，２，１６，１８に対応するマトリクス・テーブルを示すものである。階調値１６でのドット形成に着目すると、２回の記録走査に対して、偶数列を記録する走査では小７個の合計８個のドットを形成し、奇数列を記録する走査では、大１個＋小６個のドットを形成する。ドット数は２回の記録走査で共に７個で均等である。
【００２６】
しかしながら、結果として形成されるドット面積が大きく異なるため、結果として、紙搬送幅相当のムラが回避できない。階調値１８の場合も同様であり、ドット数の合計は共に７個と差がないものの、そのドット形成面積は２回の記録走査の間で大きな開きがあるため、偶数列の形成が先行する領域と奇数列の形成が先行する領域とで濃度ムラを引き起こしてしまう。図１８ａ及び図１８ｂは２つの記録走査へのドットの振り分けの様子を示している。
【００２７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、複数種のサイズのドットを効率よく各走査に振り分けて、濃度ムラのない、高品位な画像形成を可能にする優れたインクジェット記録装置を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る第一の発明によるインクジェット記録装置は、以下の構成からなる。
【００２９】
すなわち、異なる量のインク滴を選択的に吐出可能な複数の吐出部を有するプリント・ヘッドを記録媒体上の同一領域に対して複数回走査させ、入力された画像情報に基づいて記録媒体上にインク滴を吐出して画素を形成するインクジェット記録装置において、前記同一領域に対する複数回の走査間において吐出インク滴により形成される画素の総面積又は濃度が概ね均等になるよう画像形成がなされる、ことを特徴とする。これにより、各走査において形成される画素面積（濃度）の大きな偏りを回避することが可能になる。
【００３０】
更に、本発明に係る第二の発明によるインクジェット記録装置は以下の構成からなる。
【００３１】
すなわち、第一の発明によるインクジェット記録装置において、前記複数回の走査間において吐出インク滴により形成される画素の総面積又は濃度が概ね均等になるよう制御するデータ生成制御手段と、前記データ生成制御手段による制御に従い、前記入力画像情報に基づいて複数の異なる量のインク滴の吐出可否を選択制御するための画像形成データを生成出力するデータ生成手段と、各走査においては限定された所定座標の画素に対して前記データ生成手段出力である画像形成データに従いプリント・ヘッドを駆動制御する駆動制御手段と、を備えることを特徴とする。これにより、各走査において形成される画素面積（濃度）の大きな偏りを回避するよう、ドットの生成・配置処理を行うことが可能になる。
【００３２】
更に、本発明に係る第三の発明によるインクジェット記録装置は以下の構成からなる。
【００３３】
すなわち、第一又は第二の発明によるインクジェット記録装置において、各走査においては、前記プリント・ヘッド走査方向の画素を間引いて形成する、ことを特徴とする。これにより、主走査方向に画素を間引く各走査において形成される画素面積（濃度）の大きな偏りを回避することが可能になる。
【００３４】
更に、本発明に係る第四の発明によるインクジェット記録装置は以下の構成からなる。
【００３５】
すなわち、第一又は第二の発明によるインクジェット記録装置において、各走査においては、前記プリント・ヘッド走査と直行する方向の画素を間引いて形成する、ことを特徴とする。これにより、副走査方向に画素を間引く各走査において形成される画素面積（濃度）の大きな偏りを回避することが可能になる。
【００３６】
更に、本発明に係る第五の発明によるインクジェット記録装置は以下の構成からなる。
【００３７】
すなわち、第一から第四の発明によるインクジェット記録装置において、前記プリント・ヘッドは、熱エネルギーを用いて前記インクに状態変化を生起させることによりインク滴を吐出する、ことを特徴とする。これにより、サーマル方式のプリント・ヘッドを備えたインクジェット記録装置に適用することが可能になる。
【００３８】
更に、本発明に係る第六の発明によるインクジェット記録装置は以下の構成からなる。
【００３９】
すなわち、第一から第四の発明によるインクジェット記録装置において、前記プリント・ヘッドは、圧力発生素子を作動させることによりインク滴を吐出する、ことを特徴とする。これにより、ピエゾ方式のプリント・ヘッドを備えたインクジェット記録装置に適用することが可能になる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、図面を参照して本発明の第一の実施形態を詳細に説明する。
【００４１】
図３は本発明によるインクジェット記録装置の記録部の構成を示したものである。
【００４２】
３０１はプリント・ヘッドであり、４色（Ｂｋ，Ｃｙ，Ｍｇ，Ｙｅ）のカラー・インクがそれぞれ封入されたインク・タンクと、それぞれに対応した４つのヘッドが一体化したマルチヘッドとにより構成されている。３０２はプリント・ヘッド３０１を支持し、記録とともにこれらを移動させるキャリッジである。キャリッジ３０２は非記録状態などの待機時には図のホーム・ポジション位置ＨＰにある。３０３は紙送りローラであり、補助ローラ３０４とともに記録紙３０６を抑えながら図の夫印の方向に回転し、記録紙３０６をＹ方向に随時送っていく。また３０５は給紙ローラであり、記録紙３０６の給紙を行うとともに、紙送りローラ３０３及び補助ローラ３０４と同様に記録紙３０６を抑える役割を果たす。ここで、プリント・ヘッド３０１は、Ｂｋ，Ｃｙ，Ｍｇ，Ｙｅの４色について紙送り方向に配置された６４個のノズルをそれぞれ有している。
【００４３】
以上の構成における基本的な記録動作について説明する。
【００４４】
待機時にホーム・ポジション位置ＨＰにあるキャリッジ３０２は記録開始命令により×方向に移動しながらプリント・ヘッド３０１の複数のノズルにより記録データに従い記録紙３０６上にインクを吐出し記録を行う。記録紙３０６端部まで記録データの記録が終了するとキャリッジは元のホーム・ポジション位置に戻る。紙送りローラ３０４が夫印方向へ回転することによりＹ方向へ所定幅だけ紙送りし、再びＸ方向への記録を開始する。このようなスキャン動作と紙送り動作との繰り返しによりデータ記録を実現する。
【００４５】
なお、図示していないが、本実施形態のインクジェット記録装置内には、記録及び画像処理を制御・実行するＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，専用回路より構成される制御部、外部のホスト・コンピュータ等との間で画像情報や各種制御情報をやりとりするためのインタフェース部、キャリッジ駆動用のキャリッジ・モータ、給紙ローラ駆動用の給紙モータ、紙搬送駆動用の紙搬送モータなどを駆動するためのモータ・ドライバ、プリント・ヘッドを駆動するためのプリント・ヘッド駆動用のドライバ、ユーザによる制御情報を入力する操作パネル、などを備えている。
【００４６】
本実施形態におけるインクジェット記録装置はサーマル・インクジェット方式を採用している。図５は、プリント・ヘッドのヒータ近傍の模式図である。５０１及び５０２は互いに異なる発熱量の小ヒータと大ヒータである。ここでは、上下方向および水平方向に互いに位置をずらして配置している。５０３はインク・リザーバと接続するインク供給流路であり、５０４はノズル流路である。プリント・ヘッドが有するノズル数は１６ノズルであり、ノズルピッチは１２００ｄｐｉであるものとする。
【００４７】
より吐出口に近い小ヒータ５０１のみを発熱駆動した場合にドットＡを形成するのに相当する量のインク滴を吐出し、小ヒータ５０１と大ヒータ５０２とを同時に発熱駆動することによりドットＢを形成するだけの量のインク滴を吐出する。単一の記録走査における各座標位置では、小ヒータ５０１駆動による小ドットＡ形成または小ヒータ５０１及び大ヒータ５０２駆動による大ドットＢ形成を選択的に実行することができる。ここで、単位記録周期は紙面上で６００ｄｐｉに相当し、これは主走査方向の記録解像度の１／２に等しい。
【００４８】
また、本実施形態におけるインクジェット記録装置は、同一記録領域を複数回走査させて画像を形成するマルチパス記録方式を採用している。先に述べたとおり、マルチパス記録は、一つのラインを複数のノズルを用いて画像を形成することにより、ノズル毎のインクの吐出量や吐出方向の微少な違いによる濃度ムラを抑え、同時にパス毎の記録ｄｕｔｙを低減してインク滲みなどによる画品位の劣化を防ぐ記録方式である。本実施形態では２パス記録を例に挙げて説明する。記録解像度は主走査方向１２００ｄｐｉ×副走査方向１２００ｄｐｉである。２種の記録走査Ｅ及び記録走査Ｏを交互に実行することにより画像形成を完了する。走査間にはヘッド幅の１／２である８ノズル幅に相当する紙搬送を行う。記録走査Ｅでは主走査方向に偶数番目の画素、すなわち偶数画素列のみを記録する。一方、記録走査Ｏでは主走査方向に奇数番目の画素、すなわち奇数画素列のみを記録する。この記録走査の様子を図６に示す。
【００４９】
次に大ドット及び小ドット記録データの生成処理について説明する。本実施形態においては、ドット・データの生成処理はホストＰＣ側で実行されてインクジェット記録装置側へ転送処理される。図４はホストＰＣにおけるドット・データ生成処理を説明するための概略ブロック図である。ここでは簡単のため単色データについて示す。
【００５０】
４０１は多値誤差拡散処理部であり、入力される８ｂｉｔ（２５６値）の画像データに対して誤差拡散法による２４値化処理を実行して中間データを出力する。ここで、入力画像データの解像度は３００ｄｐｉ×３００ｄｐｉである。４０２はテーブル格納部であり、多値誤差拡散処理部４０１出力に対応する２４値の各々に対応する２４個のテーブルを格納している。４０３はドット展開部であり、多値誤差拡散処理部４０１出力をテーブル格納部４０２に格納されたマトリクス・テーブルを用いてドット・データに展開する。ドット・データは２ｂｉｔ（３値）データであり、２は大ドット形成を示し、１は小ドット形成を示し、０はどちらのドットも形成しないことを意味する。解像度は１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉである。
【００５１】
図２はテーブル格納部４０２に格納されているマトリクス・テーブルの一例を示すものである。多値誤差拡散処理部４０１で生成された中間データの階調値０，１，２，１６，１８にそれぞれ対応するマトリクス・テーブルである。マトリクス・テーブルの詳細な特徴は後述する。
【００５２】
ホストＰＣ側で生成されたドット・データはインクジェット記録装置側へ転送処理される。図７はインクジェット記録装置内のメモリ制御ブロックを示す概略ブロック図である。
【００５３】
７０１は位置検出部であり、プリント・ヘッドを搭載するキャリッジの位置を検出する。７０２はメモリ部であり、図外より入力されたドット・データを一時格納する。７０３は入力制御部であり、メモリ部７０２への記録データの書き込み処理を行う。７０４は出力制御部であり、位置検出部７０１によるプリント・ヘッドの記録紙面上の検出位置に基づき画像データの読みだし処理を行う。７１０は制御部であり、各部の状態を監視するとともに図内，図外からの制御信号に応答して各種制御を行う。
【００５４】
ホストＰＣから転送された画素あたり３値のドット・データは、入力制御部４０３を介してメモリ部７０２へ一時格納する。ドット・データは解像度１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉの２ｂｉｔデータであり、２は大ドット形成を示し、１は小ドット形成を示し、０はどちらのドットも形成しないことを意味する。各記録走査では、出力制御部７０４によって、メモリ部７０２に格納されたドット・データが位置検出部７０１によるプリント・ヘッドの記録紙面上の主走査方向の検出位置に基づき出力される。主走査方向の列座標毎にノズル数分のデータを読み出す。記録走査Ｅでは偶数列データのみ、記録走査Ｏでは奇数列データのみを出力して、図外のプリント・ヘッド制御ブロックへ送出する。
【００５５】
図１ａは、図２にマトリクス・テーブルを示した階調値１６に対する２つの記録走査へのドットの振り分けの様子を示している。図１ｂは、図２にマトリクス・テーブルを示した階調値１８に対する２つの記録走査へのドットの振り分けの様子を示している。
【００５６】
図１ａは階調値１６において記録走査Ｅに振り分けられるドット・マトリクスを示している。記録走査Ｅで形成されるドットは小８個であり、記録走査Ｏで形成されるドットは大１個＋小５個であり、記録走査間で均等ではないものの、形成されるドット面積の差は比較的小さく抑えられている。また、図１ｂは階調値１８において記録走査Ｏに振り分けられるドット・マトリクスを示している。記録走査Ｅで形成されるドットは大１個＋小７個であり、記録走査Ｏで形成されるドットは大１個＋小６個であり、記録走査間で均等ではないものの、形成されるドット面積の差は比較的小さく抑えられている。このようにして、各走査で形成されるドットの面積の差を最小限に抑えて大きな偏りが生じないように異なるサイズのドットの生成・配置を制御する。これにより、紙搬送領域毎の複数記録走査に対する記録比率構成が崩れることによる濃度ムラ、すなわち、２パス記録において先行走査で低比率、後続走査で高比率を形成する領域と、逆に先行走査で高比率、後続走査で低比率を形成する領域との間の濃度差に起因するムラ、を抑えることが可能になる。また、ノズル毎の吐出特性のばらつきなどの平均化にも寄与するため、効率よいマルチパス記録が実現される。
【００５７】
なお、ここでは、ホストＰＣ側で生成されドット・データのうち主走査方向の全ての列データをラスタスキャンして一度に転送し、インクジェット記録装置側で記録走査Ｅ又は記録走査Ｏに応じて偶数列又は奇数列のみを読み出す構成を説明したが、記録走査中に次回の記録走査に必要なだけの列データをホストＰＣより転送するものであってもよい。
【００５８】
以上詳細に説明したとおり、異なる量のインク滴を吐出させて複数のサイズのドットを選択的に形成可能であって同一領域を複数回走査させてマルチパス記録を行うインクジェット記録装置において、同一領域に対する複数回の記録走査によって形成されるドット面積（濃度）に大きな偏りがないように異なるサイズのドットの生成・配置を行うことにより、階調性が高く濃度ムラのない高品位な画像形成を可能にする優れたインクジェット記録装置が実現できる。
【００５９】
（実施形態２）
上記第１の実施形態においては、偶数列のみを形成する記録走査と奇数列のみを形成する記録走査とを交互に実行して２パス記録を行うインクジェット記録装置について詳細に説明した。間引きにより各走査で形成される画素位置や記録パス数はこれに限定するものではない。第２の実施形態においては、主走査方向ではなく副走査方向の間引きを行い、偶数行のみを形成する記録走査と奇数行のみを形成する記録走査とを交互に実行するインクジェット記録装置について説明する。
【００６０】
また、上記第１の実施形態においては、吐出口近傍に設けた発熱素子に電気信号を印加することによりインクを局所的に加熱して圧力変化を起こさせ、インクを吐出させるサーマル方式のインクジェット記録装置について説明した。本実施形態においては、入力される駆動電圧波形に応じて伸縮する振動子により発生する圧力によってインク滴を吐出するピエゾ方式のインクジェット記録装置について説明する。
【００６１】
以下、図面を参照しながら第２の実施形態について詳細に説明する。装置全体の基本構成は第１の実施形態と同様である。記録解像度も第１の実施形態同様に主走査方向１２００ｄｐｉ×副走査方向１２００ｄｐｉである。
【００６２】
図１０は、プリント・ヘッドの圧力発生室近傍の模式図である。１００１は圧電振動子であり、１００２は圧電振動子の変位を受ける振動板であり、１００３は圧力室であり、１００４はインク・リザーバと接続するインク供給流路であり、１００５はノズル流路である。プリント・ヘッドが有するノズル数は１５ノズルであり、ノズルピッチは第１の実施形態におけるプリント・ヘッドノズルピッチの１／２である６００ｄｐｉとする。
【００６３】
プリント・ヘッドの駆動波形について簡単に説明する。図１１は本実施形態において使用される駆動電圧波形信号である。単位記録周期に連続した２つの波形成分である波形Ａと波形Ｂで構成されており、２種のサイズのドットが選択形成可能である。波形ＡのみをＯＮすることにより小ドットＡが得られ、波形Ａと波形Ｂを共にＯＮすることにより大ドットＢを得ることができる。ここで、単位記録周期は紙面上で１２００ｄｐｉに相当し、これは主走査方向の記録解像度に等しい。
【００６４】
また、本実施形態におけるインクジェット記録装置は、同一記録領域を複数回走査させて画像を形成する。本実施形態では、記録解像度１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉに対してプリント・ヘッドのノズル解像度が６００ｄｐｉであるため１度の走査で全ての行を形成することはできない。このため、２種の記録走査Ｅ及び記録走査Ｏを交互に実行することにより画像形成を完了する。走査間には１５画素幅に相当する紙搬送を行う。記録走査Ｅでは偶数番目のラインの画素、すなわち偶数行のみを記録する。一方、記録走査Ｏでは奇数番目のラインの画素、すなわち奇数行のみを記録する。この記録走査の様子を図１２に示す。
【００６５】
次に大ドット及び小ドット記録データの生成処理について説明する。第１の実施形態においてはホストＰＣ側でドット生成・配置処理を行いドット・データをインクジェット記録装置側へ転送する場合を例に説明したが、本実施形態においては、このドット・データ生成処理も含めてインクジェット記録装置内で実行される。なお、ドット生成・配置め手法は第１の実施形態と同様であり、多値誤差拡散処理によって２４値の中間データを生成した後に、４×４のマトリクス・テーブルを用いて記録解像度１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉの３値データに展開するものである。
【００６６】
図９はマトリクス・テーブルの一例を示すものである。中間データの階調値０，１，２，１６，１８にそれぞれ対応するマトリクス・テーブルである。
【００６７】
図８ａは、図９にマトリクス・テーブルを示した階調値１６に対する２つの記録走査へのドットの振り分けの様子を示している。図８ｂは、図９にマトリクス・テーブルを示した階調値１８に対する２つの記録走査へのドットの振り分けの様子を示している。
【００６８】
図８ａは階調値１６において記録走査Ｅに振り分けられるドット・マトリクスを示している。記録走査Ｅで形成されるドットは小８個であり、記録走査Ｏで形成されるドットは大１個＋小５個であり、記録走査間で均等ではないものの、形成されるドット面積の差は比較的小さく抑えられている。また、図８ｂは階調値１８において記録走査Ｏに振り分けられるドット・マトリクスを示している。記録走査Ｅで形成されるドットは大１個＋小７個であり、記録走査Ｏで形成されるドットは大１個＋小６個であり、記録走査間で均等ではないものの、形成されるドット面積の差は比較的小さく抑えられている。このようにして、各走査で形成されるドットの面積の差を最小限に抑えて大きな偏りが生じないように異なるサイズのドットの生成・配置を制御する。これにより、紙搬送領域毎の複数記録走査に対する記録比率構成が崩れることによる濃度ムラ、すなわち、２パス記録において先行走査で低比率、後続走査で高比率を形成する領域と、逆に先行走査で高比率、後続走査で低比率を形成する領域との間の濃度差に起因するムラ、を抑えることが可能になる。
【００６９】
以上詳細に説明したとおり、異なる量のインク滴を吐出させて複数のサイズのドットを選択的に形成可能であって同一領域を複数回走査させてマルチパス記録を行うインクジェット記録装置において、同一領域に対する複数回の記録走査によって形成されるドット面積（濃度）に大きな偏りがないように異なるサイズのドットの生成・配置を行うことにより、階調性が高く濃度ムラのない高品位な画像形成を可能にする優れたインクジェット記録装置が実現できる。
【００７０】
（その他の実施形態）
上記第１の実施形態においては、各記録走査において主走査方向の画素列を間引いて形成する場合について説明した。また、上記第２の実施形態においては、各記録走査において副走査方向の画素行を間引いて形成する場合について説明した。本発明は、これらに限定するものではなく、主走査方向の間引きと副走査方向の間引きを組み合わせる場合にも適用できる。また、各走査の間引き方についても、偶数列と奇数列に分けるものに限らず、例えば千鳥と逆千鳥などに振り分けることも可能である。
【００７１】
また、上記第１および第２の実施形態においては、２種のドット径を選択形成可能である例を示したが、３種以上のサイズのドットを選択して画像を形成する場合にも適用できることは明らかである。また、複数回の走査で重ね打ちを実施してもよい。また、上記第１および第２の実施形態においては、２回の記録走査で画像を形成する２パス記録を例に説明したが、記録パス数３以上のマルチパス記録に適用することもできる。要求される画品位とスループットに応じた画像形成モードにより、これらの最適なパラメータを選択できるものであってもよい。
【００７２】
また、上記第１の実施形態においては、大小２つのヒータを搭載して小ヒータによる小ドット形成と大小ヒータによる大ドット形成を選択実行する場合を例に挙げて説明したが、さらに多くの種類のヒータを搭載してもよい。またヒータの配置もこれに限定するものではない。
【００７３】
また、上記第２の実施形態においては、画素内での駆動波形の切替え方式として「時分割パルス印加方式」を採用したが、「パルス切替え方式」であってもよいし、これらの併用であってもよい。
【００７４】
また、第１の実施形態及び第２の実施形態においては、４色（Ｂｋ，Ｃｙ，Ｍｇ，Ｙｅ）のカラー・インクがそれぞれ封入されたインク・タンクとそれぞれに対応した４つのヘッドが一体化したマルチヘッドを搭載したインクジェット記録装置について説明したが、各インクに対応して独立した一色ヘッドから構成されるマルチヘッドを搭載するものであってもよい。さらには、インク色についても４色に限定するものではなく、またＬ−ＣｙやＬ−Ｍｇなど淡色を用いて濃度の異なる複数のインクを用いた構成であってもよい。ノズル数も１５や１６に限定するものではない。
【００７５】
また、搭載するプリント・ヘッドは一組（各色１つ）に限定するものではなく、複数組（各色２つ以上）のヘッドを備えたインクジェット記録装置に対しても適用できる。特定色のみ複数組備えてもよい。
【００７６】
また、本発明に係るインクジェット記録装置の形態は、コンピュータやワード・プロセッサをはじめとする情報処理装置の画像出力装置として一体又は別体に設けられるものに限らず、読取装置と組み合わせた複写装置や通信機能を有するファクシミリ装置などであってもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、異なる量のインク滴を選択的に吐出可能な複数の吐出部を有するプリント・ヘッドを記録媒体上の同一領域に対して複数回走査させ、入力された画像情報に基づいて記録媒体上にインク滴を吐出して画素を形成するインクジェット記録装置において、前記同一領域に対する複数回の走査間において吐出インク滴により形成される画素の総面積又は濃度が概ね均等になるよう画像形成がなされる、ことによって、各走査で形成されるドットの面積の差を最小限に抑えて大きな偏りが生じないよう制御し、紙搬送幅毎の複数記録走査に対する比率構成が異なることに起因する濃度ムラを抑えることが可能になり、同時にマルチパス記録の効率化を実現し、高品位な画像形成を可能にする優れたインクジェット記録装置が提供できるといった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａは本発明の第１の実施形態における階調値１６に対応するマトリクス・テーブルの各記録走査へのドットの振り分けの様子を説明する図である。ｂは本発明の第１の実施形態における階調値１８に対応するマトリクス・テーブルの各記録走査へのドットの振り分けの様子を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるマトリクス・テーブルの一例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるインクジェット記録装置を示す概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるドット・データ生成処理に関わる概略ブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態におけるプリント・ヘッドの模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における記録走査の様子を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態におけるメモリ制御ブロックの概略ブロック図である。
【図８】ａは本発明の第２の実施形態における階調値１６に対応するマトリクス・テーブルの各記録走査へのドットの振り分けの様子を説明する図である。ｂは本発明の第２の実施形態における階調値１８に対応するマトリクス・テーブルの各記録走査へのドットの振り分けの様子を説明する図である。
【図９】本発明の第２の実施形態におけるマトリクス・テーブルの一例を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態におけるプリント・ヘッドの模式図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態におけるプリント・ヘッド駆動波形を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態における記録走査の様子を示す図である。
【図１３】マルチパス記録の様子を説明する模式図である。
【図１４】ピエゾ方式における「時分割パルス印加方式」を説明する模式図である。
【図１５】ピエゾ方式における「パルス切替え方式」を説明する模式図である。
【図１６】インクジェット記録装置の全体制御回路の構成例を示す概略ブロック図である。
【図１７】ａはマトリクス・テーブルの各記録走査へのドットの振り分けの様子を説明する図である。ｂはマトリクス・テーブルの各記録走査へのドットの振り分けの様子を説明する図である。
【図１８】マトリクス・テーブルの一例を示す図である。
【図１９】画像データの二値化結果の一例を示す図である。
【図２０】隣接ドットを形成するインク滴の紙面着弾時間差が短い場合の浸透・定着の様子を説明する模式図である。

Claims (6)

1. 異なる量のインク滴を選択的に吐出可能な複数の吐出部を有するプリント・ヘッドを記録媒体上の同一領域に対して複数回走査させ、入力された画像情報に基づいて記録媒体上にインク滴を吐出して画素を形成するインクジェット記録装置において、
   前記同一領域に対する複数回の走査間において吐出インク滴により形成される画素の総面積又は濃度が概ね均等になるよう画像形成がなされる、
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記複数回の走査間において吐出インク滴により形成される画素の総面積又は濃度が概ね均等になるよう制御するデータ生成制御手段と、
   前記データ生成制御手段による制御に従い、前記入力画像情報に基づいて複数の異なる量のインク滴の吐出可否を選択制御するための画像形成データを生成出力するデータ生成手段と、
   各走査においては限定された所定座標の画素に対して前記データ生成手段出力である画像形成データに従いプリント・ヘッドを駆動制御する駆動制御手段と、を備え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。
3. 各走査においては、前記プリント・ヘッド走査方向の画素を間引いて形成する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 各走査においては、前記プリント・ヘッド走査と直行する方向の画素を間引いて形成する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記プリント・ヘッドは、熱エネルギーを用いて前記インクに状態変化を生起させることによりインク滴を吐出する、ことを特徴とする、請求項１から請求項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記プリント・ヘッドは、圧力発生素子を作動させることによりインク滴を吐出する、ことを特徴とする、請求項１から請求項４に記載のインクジェット記録装置。

Images