JP2006159698A - 記録方法、及び記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 時分割駆動を行うインクジェット記録装置において、少なくとも一部の階調に単位マトリクスによる階調制御を行うにあたり、単位マトリクスサイズと時分割駆動の単位セクションサイズとの関係の不整合性により、単位マトリクス毎のドットクラスタの形状が周期的に異なるために、周期的な濃度ムラが発生し画質劣化となって現れることを防止することである。
【解決手段】 各ドットクラスタが同一形状となるように、時分割駆動の単位セクションに応じて画像データをシフトさせたり、あるいは、記録ヘッドからのインク吐出のタイミング周期をずらすようにする。
【選択図】 図４

Description

本発明は記録方法及び記録装置に関し、特に、例えば、インクジェット方式に従って記録を行う記録ヘッドを時分割駆動して階調記録を行う記録方法及び記録装置に関する。

従来より、紙、プラスチックシートなどの記録媒体に対して記録を行う記録装置の記録方式として、例えば、ワイヤドット方式、感熱式、熱転写方式、またはインクジェット方式が提案されている。そのような記録装置の中で吐出口からインクを吐出して記録媒体上に記録を行うインクジェット方式を採用した記録装置（インクジェット記録装置）は低騒音なノンインパクト方式であり、高密度かつ高速な記録を行うことが可能である。

近年になり、より一層の高速度、高精細記録が要求されるようになってきたため、インクジェット記録装置に搭載した記録ヘッド（インクジェット記録ヘッド）には、インクを吐出するための吐出口が多数配列されたものが一般的になってきた。これらのインクジェット記録ヘッドの吐出方式には、吐出口内に設けられた電気熱変換素子などの発熱体（以下、ノズルヒータともいう）を駆動したときに生じるインクの急激な発泡をインク吐出エネルギーとして利用するものや、ノズルに備えられたピエゾ素子の駆動に伴う収縮現象を利用するものなどがある。

いずれの方式を採用したものにあっても、記録動作に際し記録素子の全てが同時駆動されるようにすると、近傍ノズル相互の圧力干渉（クロストーク）などにより吐出が不安定になるだけでなく、大電流によって記録ヘッド近傍では共通電源ラインの電力損失に起因する電圧降下が大きくなる為、同時駆動ノズル数が大きくなればなるほど、ノズルヒータに印加される駆動電圧の落ち込みが増え、記録安定性を損なう。また、瞬間的な大電流に耐えうる電源を必要とする等、小型で安価な装置を設計する上での不都合が生じる。このため、インクジェット記録ヘッド内では通常、全ノズルを数ノズルから数十ノズル毎の複数ブロックに分割し、各ブロック内のノズルを順次、時分割で駆動するようにして、前述した問題の発生を抑制するようにしている。この駆動方式は、時分割駆動、もしくはブロック分割駆動、と称されている。

図１８は、時分割駆動方式を用いたインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）の駆動回路の一般的構成を示すブロック図である。

図１８において、Ｍ個の各記録素子Ｒ０１〜ＲＭは、一端が駆動電圧ＶＨに共通に接続されており、他端がＭビットドライバ３０１に接続されている。Ｍビットドライバ３０１には、Ｍビットラッチ３０２からの出力信号とＮビットのブロックイネーブル選択信号（ＢＥ１〜ＢＥＮ）との論理積（ＡＮＤ）信号が入力されている。Ｍビットラッチ３０２には、Ｍビットレジスタ３０３から出力されたＭビットの信号が接続されており、ラッチ信号（ＬＡＴ）が供給されると、Ｍビットラッチ３０２はＭビットレジスタ３０３に記憶されていたＭビットのデータをラッチ（記録保持）する。Ｍビットシフトレジスタ３０３は、画像データを記録素子に対応して整列記憶する回路であり、画像データ転送クロック（ＳＣＬＫ）に同期して信号線Ｓ＿ＩＮを介して送られてくる画像データが入力される。

このように構成された駆動回路では、ブロックイネーブル選択信号（ＢＥ１〜ＢＥＮ）として、時間的に分割された駆動信号を順次入力することにより、Ｎ個の記録素子をブロック毎に時分割で駆動する。つまり、記録ヘッドに備えられる複数の記録素子は、複数のブロックに分けられて、時分割で駆動され、記録が行われる。

また、時分割駆動するブロックの数が多い場合には、入力信号の数を減らすために、ブロックイネーブル選択デコーダを取り付けることも知られている。

ブロックイネーブル選択デコーダからの出力信号は、ノズル数Ｍ個に対し、ブロック内の記録素子数がＮ個と設定されている場合、（Ｍ／Ｎ）ビットとすることができる。Ｍ／Ｎの値とブロックイネーブル選択デコーダの端子数（Ｘ）の関係はデコーダの構成上、
時分割数（ブロック数）ＮＮ＝Ｍ／Ｎ＝２Ｘ
となり、イネーブル端子の数をＭ／ＮからＸに減らすことができる。

さて、同一直線上に記録素子が配置された記録ヘッドをブロック毎に時分割駆動すると、その間にも記録ヘッドを搭載したキャリッジが走査方向に移動しているので、記録位置がブロックでずれてしまうという問題が生じる。この問題は特に、前述のブロックイネーブル選択デコーダを持つ様なブロック数の多い記録ヘッドにおいて、ブロック間での記録位置のずれが顕著となる。

この問題を解決するために、例えば、特許文献１には、記録素子列をキャリッジ移動方向に対して傾斜させた構成の記録ヘッドを用いて、このようなブロック間での記録ずれをなくす順分散駆動方式が提案されている。

しかしながら、同じ記録ヘッドを記録モードや装着する記録装置に応じて、様々な駆動周波数で駆動することが通常行われるため、ブロックイネーブル選択デコーダを持つようなブロック数の多い記録ヘッドにおいては、最も高い駆動周波数を想定してブロック数を決める必要があり、特許文献１に記載された方式を使用できないという問題が生じる。

このような場合にも記録位置のずれをなくす方法として、特許文献２には、記録ヘッドの走査の際の移動速度に対応して各記録素子を分割駆動する方法が提案されている。

また、特許文献３には、時分割駆動による記録位置のずれを考慮して、記録素子の位置をずらして配置した記録ヘッドが提案されている。

一方、高画質記録を実現ために擬似中間調処理を施す、即ち、単位マトリクス（Ｍ×Ｎの画素で構成される画像処理制御単位）を網点で構成する技術が印刷業界では公知である。また、電子写真技術においても、特にカラー画像の色再現性を向上させる手段として記録に用いるマトリクス中心から濃度が高くなるにつれてドットを太らせていくドット集中型と呼ばれる擬似中間調処理が知られている（例えば、特許文献４を参照）。さらに、インクジェット方式を用いた記録においても網点またはドット集中型単位マトリクスで擬似中間調制御を行うことを利用して画質を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献５〜１０参照）としても複数挙げられている。
特公平３−２０８６５６号公報 特開平７−３２３６１２号公報 特開２００１−３７６６３号公報 特許第２５５３０４５号公報 特開平７−２３２４３４号公報 特開平１１−５２９８号公報 特開２０００−１１８００７号公報 特開２０００−１９８２３７号公報 特開２０００−３５００２６号公報 特開２００２−２９０９７号公報

しかしながら上記従来例では、上述した単位マトリクスによる擬似中間調処理に対して時分割駆動方式により記録を行う場合、以下述べるような問題が発生する。

図１９は、記録ヘッドのノズル列と、各ノズルの駆動信号及び各ノズルから吐出され記録媒体上に付着したドットとの関係を示す模式図である。

なお、図１９に示す例は、記録ヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させて記録を行うシリアル型インクジェット記録装置において１パス記録を行う場合である。

図１９（ａ）に示されているように、記録ヘッドのノズル列５００は、例えば、図中上から８個をセクションという単位として、第１セクションから第６４セクションまでの６４セクションに分けられた構成となっており、さらに、各セクション内の８個の各ノズルは、８つの駆動ブロックの一つに属しており、記録の際にはブロック毎に時分割で駆動される。即ち、同じブロックのノズルは同時に駆動される。

図示した例では、ノズル列５００の１番目、９番目、１７番目、２５番目…、５０５番目のノズルが第１駆動ブロック、２番目、１０番目、１８番目、２６番目…、５０６番目のノズルが第２駆動ブロックというように、ノズル全ては周期的に各駆動ブロックに割り当てられている。そして、第１駆動ブロックから第８駆動ブロックまで昇順に、図１９（ｂ）に示すパルス状の駆動信号３００によって順次駆動され、各ノズルから駆動信号に対応して、図１９（ｃ）に示すように、ドット１００が記録媒体上に形成される。

このときの単位マトリクスサイズは６×６である。インク液滴の付着位置を表す図１９（ｃ）より明らかなように、単位マトリクスを構成するドットの塊（クラスタ）の形状が時分割駆動と単位セクションサイズとの関係により、記録位置によって異なってしまう。

この形状の違いは、図１９に図示した例の場合、セクションサイズが“８”でノズル列方向の単位マトリクスサイズが“６”であることから生じるもので、その最小公倍数である２４画素毎に、ノズル列方向に対して単位マトリクスの周期よりも低周波である一定周期の異なる形状のパターンが一定周期で繰り返し発生する。このように、単位マトリクスサイズと時分割駆動の単位セクションサイズとの関係によって、単位マトリクス毎のドットクラスタの形状が周期的に異なりが生じてしまう。このことは、視覚上周期的な濃度ムラとして現れ、画質低下の原因となる。

また、各単位マトリクスの形状が記録位置によって異なることから、特に高速記録を行った場合、隣接する単位マトリクスを構成するインク液滴同士が記録媒体上で接触し合い画質劣化を起こす可能性が同一形状のドットクラスタを構成する場合よりも高くなる。

以上の理由から、各単位マトリクスにおいて画像記録位置に依存せず同一形状のドットクラスタを構成することが望まれる。

このような状況は、上記のシリアル型記録装置による１パス記録のみならず、マルチパス記録や、フルラインタイプの記録ヘッドを搭載した記録装置においても、単位マトリクスサイズと時分割駆動の単位セクションサイズとの関係によって同様の状況が発生し、画質の低下が発生し得る。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、周期的な濃度ムラの発生を防ぎ高画質記録が可能な記録方法及び記録装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため本発明の記録装置は以下の構成からなる。

即ち、入力した多値画像データに所定サイズのマトリクスを単位として擬似中間調処理を施して得られる結果に従って、複数の記録要素を備える記録ヘッドを用い、前記複数の記録要素を複数のブロックに分割することで、前記複数の記録要素を時分割で駆動して記録媒体に階調記録を行う記録装置であって、前記記録ヘッドを往復走査する走査手段と、前記記録媒体を前記記録ヘッドの走査方向とは異なる方向に搬送する搬送手段と、前記マトリクスを単位として階調記録を行うよう制御する記録制御手段とを有し、前記複数の記録要素の配列方向は前記搬送手段の搬送方向であり、前記記録制御手段は、前記マトリクスの前記搬送方向のサイズと前記ブロックのサイズとの関係に従って、一部の画像データをシフトさせるか、或いは、前記記録ヘッドの前記複数の記録要素の一部の駆動周期をずらすことで前記階調記録を制御することを特徴とする。

なお、その擬似中間調処理は、前記マトリクスの中心から前記多値画像データが表現する濃度が高くなるにつれてドットを太らせていくドット集中型の擬似中間調処理であっても良いし、或いは、前記マトリクスの中心から前記多値画像データが表現する濃度が高くなるにつれてドットを離散的に増やしていくドット分散型の擬似中間調処理であっても良い。

さらに、前記記録制御手段はマルチパス記録を行うよう制御しても良い。

好ましくは、その記録ヘッドはインクを記録媒体に吐出して記録を行なうインクジェット記録ヘッドであると良い。

そして、インクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることが望ましい。

またさらに、前記記録制御手段は、ｎ個のブロックをそのブロック番号に従って昇順にかつ循環的に駆動するときで、同一マトリクス内に第ｎブロックと第１ブロックに属する記録要素があれば、前記同一ブロック内において、前記ｎブロックより前に属する記録要素を駆動する画像データをシフトするように制御することが望ましい。

また他の発明によれば、入力した多値画像データに所定サイズのマトリクスを単位として擬似中間調処理を施して得られる結果に従って、複数の記録要素を備える記録ヘッドを用い、前記複数の記録要素を複数のブロックに分割することで、前記複数の記録要素を時分割で駆動し、前記記録ヘッドを往復走査しながら記録媒体に階調記録を行う記録装置の記録方法であって、前記複数の記録要素の配列方向を前記記録媒体の搬送方向とし、前記マトリクスの前記搬送方向のサイズと前記ブロックのサイズとの関係に従って、一部の画像データをシフトさせるか、或いは、前記記録ヘッドの前記複数の記録要素の一部の駆動周期をずらすことで前記階調記録を制御することを特徴とする記録方法を備える。

従って本発明によれば、時分割駆動による単位マトリクスの周期的な形状変化を発生させないように、時分割駆動による単位マトリクス毎の形状のズレに対して、時分割駆動の単位セクションと単位マトリクスとの関係に応じて画像データの一部をシフトさせたり、記録ヘッドの複数の記録要素の一部の駆動周期をずらすことで、周期的な濃度ムラの発生を防止し高画質記録を行うことができるという効果がある。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。

なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

図１は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置（以下、記録装置）の概略構成を示す平面図である。

図１に示されるように、キャリッジ２０上には４つのインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）２１−１〜４が搭載されており、各記録ヘッドには、インクを吐出するためのノズルが複数配列されている。なお、これらの記録ヘッドを総称して言及するときには参照番号として２１を用いる
図２は記録ヘッド２１のノズル構成の一例を示した図である。

記録ヘッド２１−１〜４は夫々、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の各インクを吐出し、このときノズルからは平均２ｐｌのインク液滴を吐出する。図２に示されるように、各記録ヘッドについてノズル位置が夫々ノズル間隔の４分の１づつずれた解像度６００ｄｐｉのノズル列を４列分備えることで、記録ヘッド２１−１〜４は夫々実質的に解像度２４００ｄｐｉで配列されたノズル列を構成する。

なお、図２において、Ｘ方向は記録ヘッドを搭載したキャリッジ２０の走査方向であり記録媒体の上をキャリッジ２０を走査させつつ、インク液滴をノズルから画像情報に基づき吐出させることで画像を記録する方向である。また、Ｙ方向はノズル列が略列状に配置される方向である。この例では各記録ヘッドともノズル列が４列で構成される例を示しているが、一列でも数列でも良く、また直線性をもって並ぶ必要もない。

再び図１に戻って説明を続けると、記録ヘッド２１のインク吐出口の内部（液路）にはインク吐出用の熱エネルギーを発生する発熱素子（電気熱変換体）が設けられている。また、記録ヘッド２１−１〜４には夫々、インクを供給するインクタンク２２−１〜４が備えられ、参照番号では言及しないが、記録ヘッドとインクタンクとでインクカートリッジを構成している。

記録ヘッド２１への制御信号などはフレキシブルケーブル２３を介して送られる。普通紙や高品位専用紙、ＯＨＰシート、光沢紙、光沢フィルム、ハガキ等の記録媒体２４は搬送ローラ（不図示）を経て相対向する一対の排紙ローラ２５に挟持され、搬送モータ２６の駆動に伴い矢印方向（副走査方向）に送られる。

ガイドシャフト２７、およびリニアエンコーダ２８によりキャリッジ２０が移動可能に支持されている。キャリッジ２０は駆動ベルト２９を介してキャリッジモータ３０の駆動によりガイドシャフト２７に沿って副走査方向と交差（ここでは直交）する方向（主走査方向）に往復運動するようになっている。そして、往復移動時には、リニアエンコーダ２８からパルス信号が出力され、そのパルス信号をカウントすることにより、キャリッジ２０の位置を検出し得るようになっている。

また、記録ヘッド２１の発熱素子は、キャリッジ２０の移動に伴い、記録信号に基づいて駆動され、インク滴を吐出し、記録媒体上にこれを付着させることで画像を形成するようになっている。

記録媒体に対して記録動作を行う主走査方向に関し、その記録領域外に設定されたキャリッジ２０のホームポジションにはキャップ部３１を持つ回復ユニット３２が設置されている。記録を行わないときには、キャリッジ２０をホームポジションに移動させてキャップ部３１の各キャップ３１−１〜４によって対応する各記録ヘッド２１のインク吐出口面を密閉し、インク溶剤の蒸発に起因するインクの粘度の増加、インクの固着、あるいは塵埃などの異物の付着による目詰まりを防止する。

また、キャップ部３１によるキャッピング機能は、記録頻度の低いインク吐出口の吐出不良や目詰まりを解消するために、インク吐出口から離れた状態にあるキャップ部３１へインクを吐出させる空吐出に利用されたり、記録ヘッドをキャップした状態でポンプ（不図示）を作動させ、インク吐出口からインクを吸引し、吐出不良を起こした吐出口の吐出機能の回復に利用される。

なお、キャップ部３１に隣接して、各記録ヘッド２１−１〜４が記録直前にその上部を通過する時に予備吐出を行う際のインク受け部３３が備えられている。また、キャップ部３１との隣接位置にブレード等の拭き取り部材（不図示）を備えることにより、記録ヘッド２１のインク吐出口形成面をクリーニングすることが可能である。

なお、本発明に適用可能なインクジェット記録方式は、発熱素子（ヒータ）を使用したバブルジェット方式に限られるものではなく、例えば、インク滴を連続噴射し粒子化するコンティニュアス型の場合には荷電制御型、発散制御型等であっても良い。また、必要に応じてインク滴を吐出するオンデマンド型の場合には、ピエゾ振動素子の機械的振動によりオリフィスからインク滴を吐出する圧力制御方式等も適用可能である。

図３は図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。
図３において、１はスキャナやデジタルカメラ等の画像入力機器からの多値画像データやパーソナルコンピュータのハードディスク等に保存されている多値画像データを入力する画像データ入力部、２は各種パラメータの設定および記録開始を指示する各種キーを備えている操作部、３は記憶媒体中の各種プログラムに従って後述の種々の演算処理や制御動作を司る制御手段としてのＣＰＵである。

４は記録装置を制御するための制御プログラムやエラー処理プログラムを格納している記憶媒体である。この実施例における記録動作はすべてこれらプログラムによって実行される。プログラムを格納する記憶媒体４としては、ＲＯＭ、ＦＤ、ＣＤ‐ＲＯＭ、ＨＤ、メモリカード、光磁気ディスクなどを用いることができる。５は記憶媒体４中の各種プログラムのワークエリア、エラー処理時の一時待避エリアおよび画像処理時のワークエリアとして用いるＲＡＭである。また、ＲＡＭ５に記憶媒体４の中の各種テーブルをコピーした後、そのテーブルの内容を変更し、その変更したテーブルを参照しながら画像処理を進めることも可能である。

６は画像データを処理する画像データ処理部であり、入力された多値画像データをＮ値の画像データに各画素毎に量子化し、その量子化された各画素が示す階調値“Ｔ”に対応する吐出パターンデータを作成する。例えば、１画素各色成分について８ビット（２５６階調）で表現される多値画像データが画像入力部１に入力され場合、この実施例の画像データ処理部６においては出力する画像データの階調を２５（＝２４＋１）階調に変換する。この実施例では入力多値画像データのＴ値化処理には多値誤差拡散法を用いるが、Ｔ値化処理を行う画像処理法としては、多値誤差拡散法に限らず平均濃度保存法、ディザマトリックス法等、任意の中間調処理方法を用いても良い。また、画像の濃度情報に基づいたＴ値化処理を全ての画素数分繰り返すことにより、それぞれのインクノズルに対する各画素毎の吐出、不吐出の２値の駆動信号が形成される。

７は画像データ処理部６で作成された吐出パターンに基づいてインクを吐出し、記録媒体上にドット画像を形成する記録部であり、図１に示したような機構部等からなる。８は記録装置内のアドレス信号、データ、制御信号などを伝送するバスラインである。

次に上記のような構成の記録装置を共通実施例として実行する画像処理のいくつかの実施例について説明する。

ここでは、図２に示したようなノズル構成により記録解像度２４００ｄｐｉ、平均吐出量２ｐｌ、実質的な１列ノズル数が５１２個の記録ヘッドにより、１パス記録を行う場合について説明する。

図４は本発明の実施例１に従う記録ヘッドのノズル列と、各ノズルの駆動信号及び各ノズルから吐出され記録媒体上に付着したドットとの関係を示す模式図である。

図示した例では、ノズル列５００の１番目、９番目、１７番目、２５番目、…、５０５番目の６４個のノズルが第１駆動ブロック、２番目、１０番目、１８番目、２６番目…、５０６番目の６４個のノズルが第２駆動ブロックというように、５１２個の全てのノズルが周期的に各駆動ブロックに割り当てられている。

そして、第１駆動ブロックから第８駆動ブロックまで昇順に、図４（ｂ）に示すパルス状の駆動信号３００によって順次駆動され、各ノズルから駆動信号に対応して図４（ｃ）に示すように、ドット１００が記録媒体上に形成される。

このときの単位マトリクスサイズは６×６である。記録ヘッドの解像度が２４００ｄｐｉであることから、単位マトリクスの解像度は４００ｄｐｉである。この実施例では、単位マトリクスに対して、濃度が高くなるにつれてマトリクス中心からドットを太らせていくドット集中型の擬似中間調処理を実行する。この場合、単位マトリクスにより３７階調を表現可能である。

図５はドット集中型マトリクスの一例を示す図である。

ここで、２値パターン画像を記録する場合において説明する。

図６は２値パターン画像の例を示す図である。

従来技術では、前述のように、時分割駆動の単位セクションサイズと単位マトリクスサイズとの関係から、図６に示すような２値パターン画像を記録すると、図１９を参照して説明したように、一定周期で異なる形状のドットクラスタが形成されてしまう。

この実施例では、図６に示すような２値パターン画像を記録するときに、記録装置内部で生成された２値パターン画像に対して、時分割駆動の単位セクションサイズと単位マトリクスサイズとの関係によりその一部の２値データをシフトさせることにより、同一形状のドット集中型クラスタを形成する。

図７は実施例１に従って形成する２値パターン画像を示す図である。

図７において、太い線の枠が単位マトリクスを示しており、主走査方向と副走査方向に関するサイズは６×６である。また、記録ヘッドのノズル配列方向（副走査方向）のセクションサイズは“８”である。

図７中の矢印部分で示すように、時分割駆動の単位セクションサイズと単位マトリクスサイズとの関係、即ち、単位セクションが単位マトリクスを超えた部分に関し、その一部のドットを主走査方向にシフトさせる。

図８は、実施例１に従う２値画像データ生成から記録までの処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１００１では、入力ＲＧＢ画像データに対して色分解・量子化等の画像処理を施し、インク液滴の吐出のＯＮとＯＦＦを表す２値画像データを生成する。

次に、ステップＳ１００２では、２値画像データにおける各単位マトリクスと時分割駆動のブロックとの対応付けを行う。その対応付けは図７に示す通りである。

そして、ステップＳ１００３では、各セクションにおいてブロック順に順次駆動する場合、例えば、図７に示したように、同一単位マトリクスにおいて、駆動ブロックの切り変わり目、即ち、第８駆動ブロックと第１駆動ブロックが連続する関係にある場合において、その同一単位マトリクス内の第８駆動ブロック以下の２値画像データを、図７に示す矢印が示すように、全て左側に一画素分だけシフトさせる。図７はシフト後の２値画像データを示している。

最後に、ステップＳ１００４では、そのシフトされた２値画像データを用いて記録を行う。

このような処理を行うことにより、インク液滴の記録位置を表す図４（ｃ）より明らかなように、単位マトリクスを構成するドットの塊（クラスタ）の形状が時分割駆動に依らずどの位置においても同一形状となる。

従来例で述べたようなノズル列方向に対して単位マトリクスの周期よりも低周波である一定周期の異なる形状のパターンが繰り返し発生することはない。また、画素位置に対して同一形状のドット集中型クラスタを規則正しく構成することから、特に高速記録の場合にも記録媒体上での付着ドット間での相互の影響による画質劣化の影響も従来の異なる形状のパターンが繰り返し発生する場合よりも発生し難い。

このように、この実施例によれば、各単位マトリクスにおいて同一形状のドットクラスタを形成するので、周期的な濃度むらが解消され、記録媒体上に付着したドット間の相互悪影響を軽減することが可能となり、高画質化を実現することができる。

ここでは、単位マトリクスサイズを１２×１２、単位マトリクスの記録解像度が２００ｄｐｉの場合の記録について説明する。この場合、実施例１と比較し粒状性が低下するが、単位マトリクス当たり１４４の階調表現が可能となる。単位マトリクスに対しては、実施例１と同様、濃度が高くなるにつれてマトリクス中心からドットを太らせていくドット集中型の擬似中間調処理を行うものとするである。

図９は、従来より知られた記録ヘッドのノズル列と、各ノズルの駆動信号及び各ノズルから吐出され記録媒体上に付着したドットとの一般的な関係を示す模式図である。

図９からも分かるように、単位マトリクスを構成するドットの塊（クラスタ）の形状は時分割駆動と単位セクションサイズとの関係の影響を受け、記録位置によって異なる。

この形状の違いは、図９に示す例の場合、セクションサイズ“８”で記録ヘッドのノズル列方向の単位マトリクスサイズが“１２”であることから生じるもので、その最小公倍数である２４画素毎に、そのノズル列方向に対して単位マトリクスの周期よりも低周波である一定周期の異なる形状のパターンが一定周期で繰り返し発生する。即ち、単位マトリクスサイズと時分割駆動の単位セクションサイズとの関係によって、単位マトリクス毎のドットクラスタの形状が周期的に異なってしまい、その結果、視覚上、周期的な濃度ムラが発生し、これが目立つと画質が劣化することとなる。

また、各単位マトリクスの形状が記録位置によって異なることから、特に、高速記録を行う場合、隣接する単位マトリクスを構成するインク液滴同士が記録媒体上で接触し、その結果、画質劣化を起こす可能性が同一形状のドットクラスタを構成する場合よりも高くなる。

図１０は、本発明の実施例２に従う記録ヘッドのノズル列と、各ノズルの駆動信号及び各ノズルから吐出され記録媒体上に付着したドットとの関係を示す模式図である。

インク液滴の付着位置を表す図１０（ｃ）より明らかなように、単位マトリクスを構成するドットの塊（クラスタ）の形状が時分割駆動に依らずどの記録位置においても同一形状となる。

ここで、２値パターン画像を記録する場合において説明する。

図１１は２値パターン画像の例を示す図である。

従来技術では、前述のように、時分割駆動の単位セクションサイズと単位マトリクスサイズとの関係から、図１１に示すような２値パターン画像を記録すると、図１９を参照して説明したように、一定周期で異なる形状のドットクラスタが形成されてしまう。

この実施例では、図１１に示すような２値パターン画像を記録するときに、記録装置内部で生成された２値パターン画像に対して、時分割駆動の単位セクションサイズと単位マトリクスサイズとの関係によりその一部の２値データをシフトさせることにより、同一形状のドット集中型クラスタを形成する。

図１２は実施例２に従って形成する２値パターン画像を示す図である。

図１２において、太い線の枠が単位マトリクスを示しており、主走査方向と副走査方向に関するサイズは１２×１２である。また、記録ヘッドのノズル配列方向（副走査方向）のセクションサイズは“８”である。

図１２中の矢印部分で示すように、時分割駆動の単位セクションサイズと単位マトリクスサイズとの関係から、即ち、その一部のドットを主走査方向にシフトさせる。

その処理は基本的には実施例１で説明した図８に示すフローチャートに従う。

ただし、そのフローチャートのステップＳ１００３における２値画像データのシフトは以下のように実行する。

各セクションにおいてブロック順に順次駆動する場合、例えば、図１２に示したように、同一単位マトリクスにおいて、駆動ブロックの切り変わり目、即ち、第８駆動ブロックと第１駆動ブロックが連続する関係にある場合において、１つの単位マトリクスを超えない範囲でその同一単位マトリクス内の第８駆動ブロック以下の２値画像データを、図１２に示す矢印が示すように、全て左側に一画素分だけシフトさせる。図１２はシフト後の２値画像データを示している。

インク液滴の付着位置を表す図１０（ｃ）より明らかなように、単位マトリクスを構成するドットの塊（クラスタ）の形状が時分割駆動に依らずどの位置においても同一形状となる。この実施例では、従来例で述べたように、ノズル列方向に対して単位マトリクスの周期よりも低周波である一定周期の異なる形状のパターンが繰り返し発生しない。

また、画素位置に対して同一形状のドット集中型クラスタを規則正しく構成することから特に高速印字の場合での紙面上での着弾ドット間の相互影響による画質劣化の影響も従来の異なる形状のパターンが繰り返し発生する場合と比較して発生し難い。

このように、この実施例に従えば、各単位マトリクスにおいて同一形状のドットクラスタを構成することができるので、周期的な濃度むらを解消でき、記録媒体上での付着ドット間の相互の悪影響を軽減し、高画質化を実現できる。

なお、実施例１、２では、セクションサイズが“８”で、ノズル列方向の単位マトリクスサイズが夫々“６”、“１２”の場合について説明したが、本発明はノズル列方向の単位マトリクスサイズがセクションサイズ“６”の整数倍、即ち、“１８”、“２４”、…においても適用できる。

実施例１、２は１パス記録の場合であったが、ここではマルチパス記録の場合においても同様の考えに基づき、画像位置に対して同一形状のドットクラスタを形成させる例について説明する。なお、ここでは説明を簡単にするために２パス記録を例に説明するが、４パス記録、８パス記録についても同様に本発明を適用できる。

図１３は、２パス記録における各走査と画像位置の関係を示す模式図である。

図１３において、１パス目に記録するドットは小さな多くの点が付されたドットで、２パス目に記録するドットは斜線のハッチングが施されたドットである。

２パス記録において、１パス目は記録ヘッドのノズル列の後半部を使い記録を行う。説明を簡単にするため、図１３に図示した記録ヘッドはノズル数を“１６”、時分割のセクションサイズを“８”とした。２パス記録の場合においても、実施例１、２と同じように、各記録ラスタに対して、同じブロックで記録を行うことで、各単位マトリクスにおいて同一形状のドットクラスタを形成することができる。

ただし、この場合には、上述の例示のように、記録ヘッドのノズル数／記録パス数が割り切れ、かつ、その値はセクションサイズの倍数であるという条件を満たす必要がある。

図１４は、２パス記録に用いるマスクパターンの例として市松模様状のマスクパターンを示した図である。

このマスクパターンの種別に関しては特に制限はなく、ランダム分布のマスクパターンや位置に応じて平均的な分布が異なるグラデーションパターンなど、どのようなものであっても構わない。このパスマスクを用いて、各走査毎への画素データの振り分けを行う。

ここで、２値パターン画像を記録する場合の例について説明する。

図１５は２値パターン画像の例を示す図である。

図１６は実施例３に従って形成する２値パターン画像を示す図である。

なお、図１５〜図１６において、（ａ）はパターン画像を示し、（ｂ）は２パス記録に用いる市松模様状のマスクパターンを示したものである。パス間の画像データ振り分けをこのようなマスクパターンを用いて行う。

従来技術では、前述のように、時分割駆動の単位セクションサイズと単位マトリクスサイズとの関係から２値パターン画像を印字すると一定周期にて異なる形状のドットクラスタが形成されてしまう。

この実施例では、図１５（ａ）に示すような２値パターン画像を記録するときに、記録装置内部で生成された２値パターン画像に対して、時分割駆動の単位セクションサイズと単位マトリクスサイズとの関係によりその一部の２値データをシフトさせることにより、図１６（ａ）に示すような同一形状のドット集中型クラスタを形成する。

図１６（ａ）において、太い線の枠が単位マトリクスを示しており、主走査方向と副走査方向に関するサイズは６×６である。また、記録ヘッドのノズル配列方向（副走査方向）のセクションサイズは“８”である。

図１６（ａ）中の矢印部分で示すように、時分割駆動の単位セクションサイズと単位マトリクスサイズとの関係、即ち、単位セクションが単位マトリクスを超えた部分に関し、その一部のドットを主走査方向にシフトさせる。

図１７は、実施例３に従う２値画像データ生成から記録までの処理を示すフローチャートである。なお、図１７において既に実施例１で説明したのと同じ処理ステップには同じ参照番号を付し、その説明は省略する。

ステップＳ１００１〜Ｓ１００２の処理の後、ステップＳ１００３では、各セクションにおいてブロック順に順次駆動する場合、例えば、図１６（ａ）に示したように、同一単位マトリクスにおいて、駆動ブロックの切り変わり目、即ち、第８駆動ブロックと第１駆動ブロックが連続する関係にある場合において、その同一単位マトリクス内の第８駆動ブロック以下の２値画像データを、図１６（ａ）に示す矢印が示すように、全て左側に一画素分だけシフトさせる。図１６（ａ）はシフト後の２値画像データを示している。そして、Ｓ１００３ａにおいて、マスクパターンを用いた２値データの割り振りを実行し、最後に、ステップＳ１００４の処理を実行する。

このとき、記録媒体上のインク液滴の付着位置を表す図１３より明らかなように、単位マトリクスを構成するドットの塊（クラスタ）の形状は、時分割駆動に依らずどの位置においても同一形状となる。また、この実施例では、従来例で述べたような記録ヘッドのノズル列方向に対して単位マトリクスの周期よりも低周波である一定周期の異なる形状のパターンが繰り返し発生することはない。また、画素位置に対して同一形状のドット集中型クラスタを規則正しく構成することから、特に、高速記録の場合にも、記録媒体上での付着インク液滴同士が相互に悪影響を及ぼして生じる画質劣化の影響も、従来の異なる形状のパターンが繰り返し発生する場合よりもはるかに改善されたものとなる。

以上説明した実施例に従えば、２パス記録においても実施例１、２と同様に、周期的な濃度むらを解消したり、記録媒体上の付着ドット間相互の悪影響を軽減することが可能となり高画質記録を実現できる。

なお、この実施例は２パス記録の場合について述べたが、例えば、４パス、８パス、１６パス記録などの場合においても、この実施例と同様な構成をとることで、同様の効果を達成できる。

また、上述した実施例はドット集中型の単位マトリクスを例として擬似中間調処理を行う場合について説明したが、本発明はこれによって限定されるものではなく、例えば、ドット分散型の単位マトリクスを用いてもよい。

さらに、上述した実施例において説明した時分割駆動方式は、すべて、各セクション毎にノズル番号の小さな方から順次駆動されるタイプのものを例として用いたが、本発明はこれによって限定されるものではない。

さらに以上説明した実施例では、同一形状のドットクラスタを形成させるために、時分割駆動のセクションサイズに応じて、２値画像データをシフトさせる例を記述したが、２値データをシフトさせるのではなく、該当するノズルの吐出タイミングの周期を前後にずらすことで同一形状のドットクラスタを形成させてもよい。

以上の実施例は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。

また以上の実施例はシリアルスキャンタイプのインクジェット記録装置を例として説明したが、本発明はこれに限らず、記録可能な記録媒体の最大幅の長さを持つフルライン記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置にも、本発明は有効に適用できる。そのような記録ヘッドとしては、複数の記録ヘッドの組合せによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

加えて、以上の実施例のようなシリアルスキャンタイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

さらに加えて、本発明のインクジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力装置として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の概略構成を示す平面図である。 図１に示したインクジェット記録装置に搭載する記録ヘッドのノズル構成の一例を示した模式図である。 図１に示したインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１に従う記録ヘッドのノズル列と、各ノズルの駆動信号及び各ノズルから吐出され記録媒体上に付着したドットとの関係を示す模式図である。 ドット集中型マトリクスの一例を示す図である。 ２値パターン画像の例を示す図である。 本発明の実施例１に従って形成する２値パターン画像を示す図である。 本発明の実施例１に従う２値画像データ生成から記録までの処理を示すフローチャートである。 従来より知られた記録ヘッドのノズル列と、各ノズルの駆動信号及び各ノズルから吐出され記録媒体上に付着したドットとの一般的な関係を示す模式図である。 本発明の実施例２に従う記録ヘッドのノズル列と、各ノズルの駆動信号及び各ノズルから吐出され記録媒体上に付着したドットとの関係を示す模式図である。 ２値パターン画像の例を示す図である。 本発明の実施例２に従って形成する２値パターン画像を示す図である。 本発明の実施例３に従う、記録ヘッドによる各走査と画像位置の関係を示す模式図である。 本発明の実施例３に従う、市松模様状のマスクパターンを示す図である。 ２値パターン画像の例を示す図である。 本発明の実施例３に従って形成する２値パターン画像を示す図である。 本発明の実施例３に従う２値画像データ生成から記録までの処理を示すフローチャートである。 時分割駆動方式を用いたインクジェット記録ヘッドの駆動回路の一般的構成を示すブロック図である。 記録ヘッドのノズル列と、各ノズルの駆動信号及び各ノズルから吐出され記録媒体上に付着したドットとの関係を示す模式図である。

符号の説明

１ 画像データ入力部
２ 操作部
３ ＣＰＵ
４ 記憶媒体
５ ＲＡＭ
６ 画像データ処理部
７ 記録部
８ バスライン
２０ キャリッジ
２１ 記録ヘッド
２２ インクタンク
２３ フレキシブルケーブル
２４ 記録媒体
２５ 排紙ローラ
２６ 搬送モータ
２７ ガイドシャフト
２８ リニアエンコーダ
２９ 駆動ベルト
３０ キャリッジモータ
３１ キャップ部
３２ 回復ユニット
３３ インク受け部

Claims (8)

1. 入力した多値画像データに所定サイズのマトリクスを単位として擬似中間調処理を施して得られる結果に従って、複数の記録要素を備える記録ヘッドを用い、前記複数の記録要素を複数のブロックに分割することで、前記複数の記録要素を時分割で駆動して記録媒体に階調記録を行う記録装置であって、
   前記記録ヘッドを往復走査する走査手段と、
   前記記録媒体を前記記録ヘッドの走査方向とは異なる方向に搬送する搬送手段と、
   前記マトリクスを単位として階調記録を行うよう制御する記録制御手段とを有し、
   前記複数の記録要素の配列方向は前記搬送手段の搬送方向であり、
   前記記録制御手段は、前記マトリクスの前記搬送方向のサイズと前記ブロックのサイズとの関係に従って、一部の画像データをシフトさせるか、或いは、前記記録ヘッドの前記複数の記録要素の一部の駆動周期をずらすことで前記階調記録を制御することを特徴とする記録装置。
2. 前記擬似中間調処理は、前記マトリクスの中心から前記多値画像データが表現する濃度が高くなるにつれてドットを太らせていくドット集中型の擬似中間調処理であることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記擬似中間調処理は、前記マトリクスの中心から前記多値画像データが表現する濃度が高くなるにつれてドットを離散的に増やしていくドット分散型の擬似中間調処理であることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
4. 前記記録制御手段はマルチパス記録を行うよう制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の記録装置。
5. 前記記録ヘッドはインクを記録媒体に吐出して記録を行なうインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の記録装置。
6. 前記インクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
7. 前記記録制御手段は、ｎ個のブロックをそのブロック番号に従って昇順にかつ循環的に駆動するときで、同一マトリクス内に第ｎブロックと第１ブロックに属する記録要素があれば、前記同一ブロック内において、前記ｎブロックより前に属する記録要素を駆動する画像データをシフトするように制御することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
8. 入力した多値画像データに所定サイズのマトリクスを単位として擬似中間調処理を施して得られる結果に従って、複数の記録要素を備える記録ヘッドを用い、前記複数の記録要素を複数のブロックに分割することで、前記複数の記録要素を時分割で駆動し、前記記録ヘッドを往復走査しながら記録媒体に階調記録を行う記録装置の記録方法であって、
   前記複数の記録要素の配列方向を前記記録媒体の搬送方向とし、
   前記マトリクスの前記搬送方向のサイズと前記ブロックのサイズとの関係に従って、一部の画像データをシフトさせるか、或いは、前記記録ヘッドの前記複数の記録要素の一部の駆動周期をずらすことで前記階調記録を制御することを特徴とする記録方法。
   

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