JP2007301771A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】小液滴を吐出する吐出口列を複数色分配備した双方向対応型のインクジェット記録ヘッドを用いて画像を形成する構成において、端部よれに起因する濃度むらが全色で良好に低減された高品位の画像を出力する。
【解決手段】同種類のインクを吐出する２つ吐出口列の距離に応じて、マルチパス記録を行う際に使用するマスクパターン（１５１、１５２、１５３）の記録許容率の分布を異ならせる。これにより、２つ吐出口列の距離によって異なる端部よれの程度を、各吐出口列で適量に抑えることが出来る。
【選択図】図１８

Description

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、特に小液滴を高密度且つ高周波に記録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に関する。

インクジェット記録装置では、小液滴化、ノズルの高密度化、駆動周波数の高周波化が進められている。このような状況において、最近、「端部よれ」と言う新たな問題が生じている。

図１は「端部よれ」について説明するための模式図である。図において、１１は記録ヘッドであり、吐出口面１４に高密度に配列された複数の吐出口からインク滴１３を吐出しながら、図の垂直方向に移動している。吐出されたインク滴１３は記録媒体１２に着弾し、ドットを形成する。記録ヘッドの吐出周波数が高い状態であると、記録媒体１２に向けて高密度に飛翔するインク滴１３の運動に伴い、周囲に介在する粘性を持った空気も移動する。この結果、吐出口面１４の近傍が記録ヘッド１１の周囲よりも減圧された状態となり、更に周囲にある空気が当該減圧領域へと矢印の方向に流れていく。この気流によって、特に吐出口列の両端部に位置する吐出口から吐出されるインク滴１３は、中央部に配置する吐出口の方向に偏向され、記録媒体１２に対して目的の位置からずれた位置に着弾される。

図２は、上記「端部よれ」現象の程度を確認するために本発明者らが行った検証の結果を説明するための図である。ここでは、吐出口面１４から記録媒体１２までの距離（紙間距離）を１．３ｍｍ、約２１．２μｍの間隔で配列する吐出口を１２８個、各吐出口よりの吐出量を２．８ｐｌ、個々の吐出口からの吐出周波数を２５ＫＨｚとした場合の結果を示している。図において、横軸は一列に並ぶ個々の吐出口の配列位置を示している。また、縦軸は、個々の吐出口から吐出されたインク滴の目的の着弾位置に対する実際に着弾された位置のずれ量を示している。ここでは、図１の状態において、目的の位置よりも右側に着弾された場合が＋、左側に着弾された場合が−で示されている。すなわち、図によれば、最両端部の吐出口から吐出されたインク滴が最も内側にずれて記録され（約１０μｍ）、中央に向かうに連れてずれ量は徐々に減少し、中央部の吐出口から吐出されたインク滴の記録位置のずれ量が最も少なくなっていることがわかる。

図３は、このような記録状態の記録ヘッドを用いて実際に一様な画像を記録した場合の記録状態を示した図である。記録ヘッド１１は、キャリッジに搭載された状態で、図の左側から右に向けて所定速度で移動し、一定の吐出周波数で個々の吐出口３１からインクを吐出する。図では、１回目の記録走査で形成された画像３２と２回目の記録走査で形成された画像３３の状態が示されている。記録ヘッドの端部に位置する吐出口から吐出されたインク滴は、記録ヘッドの中央方向にずれて着弾されるので、本来端部の吐出口が記録するべき領域は白紙領域３４となって現れる。このような白紙領域３４は各記録走査間のつなぎ部に発生し、一様な画像領域においてその品位を劣化させる。

一般に「端部よれ」は、吐出量が小さく、吐出周波数が高く、吐出口の配列密度が高いほど確認されやすいが、特に吐出量が１０ｐｌ以下の場合に顕著に現れる。

図４は、本発明者らが検討を行った結果得られた、吐出量と記録位置ずれ量の関係を説明するための図である。ここでは、図１で説明した記録ヘッドと同じ条件でありながら、約５ｐｌ〜１６ｐｌの範囲で吐出量を変化させた場合の吐出量を横軸、端部に位置する吐出口から吐出されたインク滴の記録位置ずれ量を縦軸に示している。図によれば、吐出量が小さいほど記録位置ずれ量が大きいことがわかる。インク滴が小さいほど、重量に対する表面積の割合が増え、気流による影響を受け易くなるためと考えられている。

以上説明したような「端部よれ」に対して、既に様々な対策も提案されている。例えば、特許文献１には、マルチパス記録方法を実行する際に使用するマスクパターンに特徴を持たせることによって「端部よれ」弊害を緩和する方法が開示されている。以下に本方法について説明する。

図５は、マルチパス記録方法を説明するための模式図である。ここでは、任意の記録領域に対し２回の記録走査で画像を完成する２パスのマルチパス記録方法が示されている。図において、１２００は４色分の吐出口列を有する記録ヘッドである。記録ヘッド１２００は図の主走査方向に移動しながら吐出を行うことにより、記録媒体にドットを記録していく。

但し、マルチパス記録方法においては１回の記録走査で記録可能な全画素に対する記録は行わない。例えば、２パスのマルチパス記録の場合、第１の記録走査では、記録ヘッド１２００の下半分に含まれる吐出口によって、記録可能な全画素のうちの約半分の画素に対して記録を実行する。第１記録走査が終了すると、記録媒体は図の副走査方向に記録ヘッド１２００の記録幅の半分に相当する量だけ搬送される。

続く第２記録走査において、既に第１記録走査によって約半分の画素の記録が行われた画像領域に対しては、記録ヘッド１２００の上半分に含まれる吐出口によって残りの画素の記録が実行される。また、同じ第２記録走査において、記録ヘッド１２００の下半分は、上記画像領域に隣接する白紙領域の約半分の画素に対して記録を実行する。第２記録走査が終了すると、更に記録媒体は図の副走査方向に記録ヘッド１２００の記録幅の半分に相当する量だけ搬送される。

以上のような約半分の画素に対する記録主走査と、記録幅の半分に相当する量の副走査とを交互に繰り返すことによって、段階的に画像を完成させていくのが２パスのマルチパス記録方法である。このようなマルチパス記録方法によれば、記録媒体上の同一画像領域は、記録ヘッドの異なる吐出口群による複数回の記録走査で画像が形成される。よって、複数の吐出口に吐出方向や吐出量のばらつきがあったとしても、また記録媒体の搬送量に多少のばらつきが含まれていたとしても、これらばらつきによる弊害を画像上目立たなくすることができる。

なお、図５では２回の記録主走査で画像を完成させる２パスのマルチパス記録方法について説明したが、マルチパス数はこれに限定されるものではない。より多くの記録走査数に分割するほど、形成された画像はより一様性に優れたものとなる。

以上説明したマルチパス記録方法を採用する場合、各記録主走査で記録を実行する画素を決定するために、記録の許容・非許容を定めたマスクパターンを利用することが多い。そしてこのようなマスクパターンに様々な特徴を持たせることにより、一様性以外にも様々な画像品位項目を向上させることができる。

図６は、特許文献１に開示されている、端部よれを回避するために工夫されたマスクパターンを示した図である。ここでは、７６８個の吐出口を有する記録ヘッドを用い、４パスのマルチパス記録を行う際に利用するマスクパターンが示されている。マスクパターンの大きさは、縦方向が吐出口数と同等の７６８画素、横方向は２５６画素となっており、黒で示した画素が記録許容画素、白で示した画素が非許容画素となっている。４つの吐出口群それぞれに対応する４つのマスクパターンで互いに補完の関係を保つように各画素の記録許容・非許容が決定されている。

図からも判るように、ここでは吐出口の位置によって記録許容画素の数に偏りを持たせている。このように、端部の吐出口の記録許容率を中央部の記録許容率よりも低くすることにより、端部の吐出口から吐出されるインク滴の着弾位置ずれによる弊害を目立たなくすることが出来る。

特許文献１によれば、吐出口の位置によって記録許容画素の数に偏りを持たせる構成が開示されている。更に同文献によれば、「端部よれ」現象を緩和するためには図６で示したように、端部領域に位置する吐出口の記録許容率を中央部よりも低く定めることが有効である旨が記載されている。

これに対し特許文献２には、特許文献１を更に発展させたマスクパターン構成が開示されている。複数の吐出口列を双方向に移動させながら記録を行うカラーインクジェット記録装置では、紙面へのインクの付与順序が往路と復路で異なることが原因で色むらが発生することが知られている。特許文献２は、このような色むらを低減することを目的とし、記録許容率のピークを各色で異ならせたマスクパターン構成が開示されている。

特開２００２−９６４５５号公報 特開２００２−２９２９１０号公報 特開２００１−１７１１１号公報

ところで近年では、上述したような色むらを低減するために、各色の吐出口列が記録ヘッドの進行方向において対称となるように配備された記録ヘッド（以後、双方向対応ヘッドと称す）も提供されている。以下、色むらについて簡単に説明する。

双方向対応ヘッドではない通常の記録ヘッドの場合、一般に各色１列ずつの吐出口列が非対称に配備されており、往路の記録走査と復路の記録走査では記録媒体へのインク付与順序が逆転する。例えば、同じグリーン画像を記録する場合であっても、シアンを付与した後にイエローを付与する記録走査と、イエローを付与した後にシアンを付与する記録走査とが交互に行われ、これら２種類のグリーンの列が副走査方向に交互に配置する。インクジェット記録において、インクの付与順序の違いは多かれ少なかれ色相差となって現れる。そして、これが視覚的に判別できるほどの差になると、色むらという弊害となって画像を劣化させる。このような色むら弊害を回避するために、特許文献３等では双方向対応型ヘッドが提案されている。

図７は、双方向対応型ヘッドにおける吐出口列の配置状態の一例を説明するための模式図である。記録ヘッド８００は、２．８ｐｌのインク滴を吐出する吐出口が６００ｄｐｉ（ドット／インチ；参考値）のピッチで１２８個ずつ配列する６列の吐出口列８０１〜８０６を有している。吐出口列８０１および８０６はシアンインクを、吐出口列８０２および８０５はマゼンタインクを、吐出口列８０３および８０４はイエローインクをそれぞれ吐出する。同色インクを吐出する２列の吐出口列（例えば８０１と８０６）は、副走査方向に互いに半ピッチ（１２００ｄｐｉ相当）ずれて配置されている。よって、記録ヘッド８００を主走査方向に移動させながら吐出動作を行うことにより、副走査方向には１２００ｄｐｉの記録解像度で画像を形成することが出来る。

このような吐出口列配置の場合、往路の記録走査でも復路の記録走査でも記録媒体へのインクの付与順序は、シアン→マゼンタ→イエロー→イエロー→マゼンタ→シアンとなる。よって、インクの付与順序の違いに起因する色むらは回避される。

しかしながら、本発明者らが鋭意検討を行ったところ、このような非対称型の記録ヘッドでは、既に背景技術の項で説明したような端部よれの程度が吐出口列ごとに異なるという現象が確認された。

図８は、本発明者らが行った検証の結果を説明するための図である。ここでは、図７で示した記録ヘッドを用い、各色のモノトーン画像を、記録デューティーを変化させながら記録した際の、各吐出口列の端部よれの状態が示されている。記録条件としては、記録ヘッドの吐出口面と記録媒体との距離（紙間距離）は１．１５ｍｍ、キャリッジの移動速度は２５ｉｎｃｈ／ｓｅｃ、記録ヘッドの駆動周波数は３０ｋＨｚ、記録解像度は１２００ｄｐｉであった。

図において、横軸は記録デューティーであり、１２００ｄｐｉで配列する全記録画素へ向けてインクを吐出した場合が１００％となる。一方、縦軸は、吐出口列の両端部に位置する吐出口から吐出されたインク滴が着弾した位置のずれ量を示している。また、曲線９０１はイエローの吐出口列（８０３と８０４）の記録位置ずれ量、９０２はシアンの吐出口列（８０１と８０６）の記録位置ずれ量をそれぞれ示している。

図によれば、２色の吐出口列ともに、記録デューティーが高まるほど記録位置ずれ量は大きくなっているが、その程度は異なっている。すなわち、再度図７を参照するに、２列の吐出口列が記録ヘッドの中心に近接して配置するイエローの吐出口列（８０３および８０４）の方が、離れて配置するシアンの吐出口列（８０１および８０６）よりも、端部よれ量が大きくなっている。なお、ここには示していないが、シアンとイエローの間に配置されているマゼンタの吐出口列については、イエローの曲線９０１とシアンの曲線９０２との間にその軌跡が得られている。

以上より、端部よれの程度は２列の吐出口列の距離と関係があることが分かる。これは、吐出を行う際の周囲の空気を引き込む力が、吐出口の配列密度すなわち２つの吐出口列の距離によって異なるからと考えられる。

図９は、吐出口の配列密度と気流の関係を説明するための模式図である。図９（ａ）および（ｂ）ともに、副走査方向に１２００ｄｐｉの単色画像を記録するための吐出口配列例を示している。図９（ａ）は、距離ｄをおいた２列の吐出口列から構成される例を示し、同図（ｂ）は１列に配置された吐出口列の例を示している。これら２つは、どちらの構成であっても、副走査方向に１２００ｄｐｉの記録密度で画像を記録することは出来る。しかし、端部よれの原因となる気流の量は吐出口の配列密度に依存すると考えられているので、より配列密度が高い図９（ｂ）の方が発生する気流の量は大きいことが予想される。すなわち、再度図７を参照するに、図９（ｂ）の配置に近いイエローの吐出口列（８０３と８０４）の方が、図９（ａ）の配置と類似したシアンの吐出口列（８０１と８０６）よりも発生する気流の量が多く、端部よれが起きやすいことが想定される。これは、図８に示した結果と一致している。

このような状態の記録ヘッドに対し、特許文献１に記載されているようなマスクパターン（例えば図６）を全吐出口列に対し共通に用いても、良好な画像は得られない。例えば図７におけるシアンの吐出口列のように、端部よれ量の少ない吐出口列に対しても記録許容率を極端に変動させている図６のようなマスクパターンを用いてしまった場合を考える。この場合、マルチパス記録の本来の効果が損なわれ、もともと吐出口列内に存在する濃度ばらつきが補正されず、濃度むらを引き起こしてしまうのである。

本発明者らは鋭意検討の結果、特許文献１に記載されているようなマスクパターンを用いる場合、吐出口列内の各ノズルの記録許容率の分布は、実際に現れる端部よれの程度に応じて調整することが肝要であると判断した。すなわち、端部よれを緩和することを目的としつつも、新たな弊害が現れない程度に、同じ吐出口列内での記録許容率の分布を定めることが求められるのである。そのためには、特許文献３に開示されているような双方向対応型の記録ヘッドのように、各色の吐出口列で端部よれの程度が異なる場合には、個々の吐出口列ごとに記録許容率の分布を定める必要があると考えた。

特許文献２には、吐出口列ごとに記録許容率が適正化されたマスクパターンが開示されている。しかしこの構成は、あくまでも色むらを回避するためのものであって、図７に示したような双方向対応型の記録ヘッドを念頭に置いたものではなった。双方向対応型記録ヘッドでは、色むらについては既にその構成によって回避されている。しかし、その構成によって新たに発生した問題に対し、吐出口列ごとに記録許容率を適正化することを課題としたのが本発明である。

すなわち、本発明が目的とするところは、小液滴を吐出する吐出口列を複数色分配備したインクジェット記録ヘッドを用いて画像を形成する構成において、端部よれに起因する濃度むらが全色で良好に低減された高品位の画像を出力することである。

そのために本発明は、少なくとも第１の種類のインクに対応した複数の第１吐出口列と第２の種類のインクに対応した複数の第２吐出口列とが走査方向に沿って配置された記録ヘッドを記録媒体に対し走査させながら、前記第１、第２吐出口列夫々について予め定められた記録許容率に基づくインク吐出を行うことにより、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、前記複数の第１吐出口列間の距離は、前記複数の第２吐出口列間の距離よりも小さく、前記第１吐出口列における端部吐出口と中央部吐出口の記録許容率の差は、前記第２吐出口列における端部吐出口と中央部吐出口の記録許容率の差よりも大きいことを特徴とする。

また、インクを吐出する吐出口が配列してなる吐出口列を、前記配列方向とは異なる方向に同種類のインクについて２列ずつ並列して構成される記録ヘッドを、記録媒体の同一記録領域に対し複数回走査することにより、前記記録領域に画像を記録するインクジェット記録装置において、１回の前記走査で個々の吐出口によるドットの記録を許容する画素と許容しない画素を、同種類のインクを吐出する前記２列の吐出口列の距離に応じて、定めるマスク手段を具備することを特徴とする。

更に、少なくとも第１の種類のインクに対応した複数の第１吐出口列と第２の種類のインクに対応した複数の第２吐出口列とが走査方向に沿って配置された記録ヘッドを記録媒体に対し走査させながら、前記第１、第２吐出口列夫々について予め定められた記録許容率に基づくインク吐出を行うことにより、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、前記複数の第１吐出口列間の距離は、前記複数の第２吐出口列間の距離よりも小さく、前記第１吐出口列における端部吐出口と中央部吐出口の記録許容率の差は、前記第２吐出口列における端部吐出口と中央部吐出口の記録許容率の差よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、同種類のインクを吐出する２つ吐出口列の距離によって異なる端部よれの程度を、各吐出口列で適量に抑えることが出来る。

以下、本発明の実施の形態を、複数の記録ヘッドを有するシリアル型のインクジェット記録装置を例に説明する。

図１０は、本発明を適用したインクジェット記録装置の実施形態の要部構成を示す模式的斜視図である。図において、５０２はキャリッジであり、記録ヘッド１とこれに４色のインクを供給するインクタンクとが交換可能に搭載されている。

記録ヘッド１は４色のインクを記録可能であり、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのインクタンクからそれぞれのインクが供給されている。記録ヘッド１はキャリッジ５０２に位置決めして交換可能に搭載されており、キャリッジ５０２には、コネクターを介して記録ヘッド１に駆動信号等を伝達するためのコネクターホルダー（電気接続部）が設けられている。

キャリッジ５０２は、装置本体に設置されたガイドシャフト５０３に沿って主走査方向に案内支持されながら移動する。キャリッジ５０２の移動は、主走査モータ５０４の駆動力が、モータプーリ５０５、従動プーリ５０６、およびタイミングベルト５０７に伝達することによってなされ、その位置及び移動量が制御されている。

用紙やプラスチック薄板等の記録媒体５０８は、２組の搬送ローラ（５０９と５１０および５１１と５１２）の回転により、記録ヘッド１の吐出口面と対向する位置（記録部）を通過するように搬送される。なお記録媒体５０８は、記録部において平坦な記録面を形成できるように、その裏面をプラテン（不図示）により支持されている。キャリッジ５０２に搭載された記録ヘッド１についても、その吐出口面がキャリッジ５０２から下方へ突出して２組の搬送ローラ対（５０９と５１０および５１１と５１２）の間で記録媒体５０８との間で平行関係を維持できるように保持されている。

図１１は、記録ヘッド１の吐出部の構造を説明するための構成断面図である。図において、２４はＳｉウエハーから成る基板である。基板２４は、インク流路構成部材の一部であり、電気熱変換体（ヒータ）、インク流路、及び吐出口を形成する材料層の支持体としても機能する。本実施形態において、基板２４はＳｉ以外でも、例えば、ガラス、セラミックス、プラスチックあるいは金属等を用いることも可能である。

基板２４上において、インク供給口２０の長手方向には、熱エネルギ発生手段である電気熱変換素体（ヒータ）２７が６００ｄｐｉのピッチで配列されている。

基板２４上には、インクを個々のヒータに導くための被覆樹脂層２９が接着されている。被覆樹脂層２９には、個々のヒータに対応する位置に形成された流路２６と、個々の流路２６に共通してインクを供給可能なインク供給口２０が形成されている。それぞれの流路２６の先端部は、ヒータ２７によって膜沸騰を起こした結果のインク滴が吐出する吐出口２８となる。

１つのインク供給口２０には１種類のインクが供給されるが、１つの基板２４上にはこのようなインク供給口２０が複数並列して構成され、これらは異なる種類のインクを吐出することが出来る。本実施形態で用いる記録ヘッドの各色の吐出口配列については後に詳しく説明する。

図１２は、本実施形態で適用するインクジェット記録装置の制御の構成を説明するためのブロック図である。図において、コントローラ７００は主制御部であり、例えばマイクロコンピュータ形態のＣＰＵ７０１、プログラムや所要のテーブルその他の固定データを格納したＲＯＭ７０２、画像データを展開する領域や作業用の領域等を設けたＲＡＭ７０３を有する。本実施形態で使用するマスクパターンも、ＲＯＭ７０２に格納されている。

記録装置の外部に接続されたホスト装置７０４は、画像データの供給源であるが、記録に係る画像等のデータの作成、処理等を行うコンピュータとする他、画像読み取り用のリーダ部等の形態であってもよい。画像データ、その他のコマンド、ステータス信号等は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）７１２を介してコントローラ７００との間で送受信される。

操作部７０５は操作者による指示入力を受容するスイッチ群であり、電源スイッチ７０６、記録動作開始を指示するためのプリントスイッチ７０７、記録ヘッドに対するメンテナンス処理の起動を指示するための回復スイッチ７０８等を有する。

ヘッドドライバ７０９は、記録データ等に応じて記録ヘッド１の電気熱変換体２６を駆動するドライバである。ヘッドドライバ７０９は、記録データを電気熱変換体２６の位置に対応させて整列させるシフトレジスタ、適宜のタイミングでラッチするラッチ回路、駆動タイミング信号に同期して電気熱変換体２６を作動させる論理回路素子を有する。更に、ドット形成位置合わせのために駆動タイミング（吐出タイミング）を適切に設定するタイミング設定部等も有する。

記録ヘッド１には、サブヒータ７１２が設けられている。サブヒータ７１２はインクの吐出特性を安定させるための温度調整を行うものであり、電気熱変換体２６と同時に記録ヘッドの基板２４上に形成されていてもよいが、記録ヘッド１の本体に取り付けることもできる。

モータドライバ７１１は主走査モータ５０４を駆動するドライバであり、モータドライバ７１３は搬送ローラの回転動力となる副走査モータ７１４を駆動するドライバである。

図１３は、本実施形態で用いる記録ヘッド１を吐出口面側から見た図である。基板２４には８列の吐出口列が図のように配列されており、吐出口列Ｃ１、Ｃ２からはシアンインク、吐出口列Ｍ１、Ｍ２からはマゼンタインク、吐出口列Ｙ１、Ｙ２からはイエローインク、吐出口列Ｂｋ１、Ｂｋ２からはブラックインクが吐出される。個々の吐出口からは２．８ｐｌのインク滴が吐出される。各吐出口列は、６００ｄｐｉのピッチで１２８個ずつ配列しているが、同色インクを吐出する２列の吐出口列は互いに半ピッチずれている。よって、各記録主走査では、全インク色について副走査方向に１２００ｄｐｉの記録密度で２５６画素分の記録が行える。

本実施形態において、吐出口列Ｃ１、Ｃ２間の距離は７．３９ｍｍ、吐出口列Ｍ１、Ｍ２間の距離は４．６４ｍｍ、吐出口Ｙ１、Ｙ２間および吐出口列Ｂｋ１、Ｂｋ２間の距離はそれぞれ０．２５ｍｍとなっている。

図１４は、上記記録ヘッド１を用いて、各色のモノトーン画像を、記録デューティーを変化させながら２パスのマルチパス記録で記録した際の、各吐出口列の端部よれの状態を示した図である。マルチパス記録時のマスクパターンとしては、全吐出口領域で一律に５０％の記録許容率を有するものを、各色の吐出口列で共通に用いた。記録条件としては、紙間距離は１．１５ｍｍ、キャリッジの移動速度は２５ｉｎｃｈ／ｓｅｃ、記録ヘッドの駆動周波数は３０ｋＨｚであった。図において、曲線１２０はイエローの吐出口列Ｙ１およびＹ２、１２１はマゼンタの吐出口列Ｍ１およびＭ２、１２２はシアンの吐出口列の端部の記録位置ずれをそれぞれ示している。ブラックの吐出口列Ｂｋ１およびＢｋ２についてはイエローの曲線１２０とほぼ同様の軌跡となった。

本実施形態においては、以上説明した構成と特徴を有する記録ヘッド１を用いて、２パスのマルチパス記録を実行する。

図１５は、記録ヘッド１を用いて２パスのマルチパス記録を行った際の記録状態を説明するための図である。図において、記録ヘッド１は図の主走査方向に往復移動しながら吐出を行うことにより、記録媒体にドットを記録していく。

第１の記録走査では、記録ヘッド１の下半分に含まれる各色１２８個の吐出口によって、約５０％の画素に対して往路方向での記録を実行する。第１記録走査が終了すると、記録媒体は図の副走査方向に記録ヘッド１記録幅の半分に相当する量だけ搬送される。

続く第２記録走査において、既に第１記録走査によって約５０％の画素の記録が行われた画像領域に対しては、記録ヘッド１の上半分に含まれる１２８個の吐出口によって残り５０％の画素の記録が復路方向で実行される。また、同じ第２記録走査において、記録ヘッド１の下半分の領域は、上記画像領域に隣接する白紙領域の約５０％の画素に対して記録を実行する。第２記録走査が終了すると、更に記録媒体は図の副走査方向に記録ヘッド１の記録幅の半分に相当する量だけ搬送される。以上のような約５０％の画素に対する往復の記録主走査と、記録幅の半分に相当する量の副走査とを交互に繰り返すことによって、段階的に画像を完成させていく。各記録走査での約５０％の記録は、予め用意されたマスクパターンを用いて行われる。

図１６は、特許文献２などに開示されているような、従来の一般的な端部よれ対策用の２パスのマスクパターンを示した図である。マスクパターン１４０の大きさは、縦方向、横方向ともに２５６画素となっており、黒で示した画素が記録許容画素、白で示した画素が非許容画素となっている。上下に分割された２つの吐出口群それぞれに対応する２つのマスクパターンで互いに５０％ずつ補完の関係を保つように各画素の記録許容・非許容が決定されている。

上下の吐出口群それぞれに対応する全画素への記録許容率は５０％ずつではあるが、図からも判るように、ここでは吐出口の位置によって記録許容画素の数に偏りを持たせている。すなわち、最端部に位置する吐出口の記録許容率は２０％であるのに対し、中央に進むにつれて徐々に記録許容率は上昇し、中央部では８０％となっている。このように、端部の吐出口の記録許容率を中央部の記録許容率よりも低くすることにより、端部の吐出口から吐出されるインク滴の着弾位置ずれによる弊害を目立たなくすることが可能となる。以下、このような記録許容率の分布を有するマスクパターンをグラデーションマスクと称する。

図１７は、上記記録ヘッド１を用いて、記録デューティーを変化させながらモノトーン画像を記録した際の端部よれの状態を、マスクパターンの種類ごとに示した図である。図において、曲線２００は、全吐出口領域で一様に５０％の記録許容率を有するマスクパターンを用いて２パスのマルチパス記録を行った際の、端部に位置する吐出口の記録位置ずれ量を示している。一方、曲線２０１は、図１６に示したグラデーションマスクを用いて２パスのマルチパス記録を行った際の、最端部に位置する吐出口の記録位置ずれ量を示している。図によれば、グラデーションマスクを用いた方が、端部よれが軽減されることが判る。

図１８（ａ）〜（ｃ）は、グラデーションマスクの記録許容率の分布が端部よれに及ぼす効果を調べるために、本発明者らが用意した３種類のマスクパターンを示す図である。図１８（ａ）は、全吐出口領域で一様に５０％の記録許容率を有するマスクパターン１５１を示している。同図（ｂ）は、最端部の記録許容率が４０％で、中心部の記録許容率が６０％に設定されたグラデーションマスク１５２を示している。更に同図（ｃ）は、最端部の記録許容率が２０％で、中心部の記録許容率が８０％に設定されたグラデーションマスク１５３を示している。本発明者らは、以上３種類のマスクパターンを用いて、端部よれの状況を観察した。

図１９は、上記記録ヘッド１を用いて、記録デューティーを変化させながらモノトーン画像を記録した際の端部よれの状態を、図１８（ａ）〜（ｃ）に示した３種類のマスクパターンごとに示した図である。図において、曲線２１０は、図１８（ａ）に示したマスクパターン１５１を用いて２パスのマルチパス記録を行った際の、最端部に位置するノズルの記録位置ずれ量を示している。一方、曲線２１１は図１８（ｂ）に示したグラデーションマスク１５２を用いて記録を行った際の最端部に位置するノズルの記録位置ずれ量をそれぞれ示している。更に、曲線２１２は図１８（ｃ）に示したグラデーションマスク１５３を用いて記録を行った際の、最端部に位置するノズルの記録位置ずれ量をそれぞれ示している。図によれば、グラデーションマスクの端部と中央部の記録許容率の差（勾配）が大きいほど端部よれが少ないことがわかる。

すなわち、端部よれ問題のみに着目すれば、グラデーションマスクの勾配がより大きい方が効果的であると判断することが出来る。しかしながら、勾配を大きくすることにより新たな問題点も幾つか提起される。以下にこのような問題点について具体的に説明する。

第１に、マルチパス効果の低減という問題が挙げられる。既に説明したように、マルチパス記録方法の効果の１つは、吐出口間に吐出方向や吐出量のばらつきがあったとしても、これによる弊害を画像上目立たなくすることができることである。そして、このような効果は、記録媒体上の主走査方向に並ぶ複数のドットが、異なる複数の吐出口によって、なるべく均等に分散されて記録されることにより得られる。従って、図１８（ｃ）に示したような記録許容率の差が大きいグラデーションマスクを用いた場合、もし中央部に位置する吐出口に大きなよれが含まれていても、この吐出口によって記録される８０％のドットが主走査方向に一列に配列する。結果、得られた画像においてはスジや濃度むらが現れやすい。すなわち、この領域におけるマルチパス記録の効果は現れにくい。

更に中央部においては、８０％のドットを記録するためのインクが一気に記録媒体に付与されるので、記録媒体に吸収される以前に隣接したインク滴同士が接触し、粒状感を悪化させる恐れがある。全ての吐出口列に対し同様のグラデーションマスクを用いた場合、この粒状感は更に目立ちやすくなる。

第２に、記録ヘッドの寿命の問題がある。インクジェット記録ヘッドの個々の吐出口においては、吐出回数を重ねるにつれ、その吐出性能はどうしても徐々に低下する。そして、１つの吐出口が吐出不能あるいは著しく吐出性能が低下した場合に、インクジェット記録ヘッド自体もその寿命が尽きたと判断される場合も多い。よって、吐出頻度に偏りを持たせるグラデーションマスクは、記録ヘッドの短命化を招致する恐れがある。グラデーションマスクにおける記録許容率の勾配が大きいほどその傾向は強く現れる。

以上の理由から、端部よれの程度を考慮しながらも、なるべく勾配は抑えるようにグラデーションマスクを設計することが望まれる。そして、図１４で説明した様に、記録ヘッド上に配列する吐出口列の位置よって端部よれの程度に差が現れる場合には、その程度に応じて勾配の度合いを吐出口列ごとに調整することが望ましいと言える。

以上の理由から本実施形態においては、最も端部よれの大きい吐出口列Ｙ１、Ｙ２およびＢｋ１、Ｂｋ２については、図１８（ｃ）で示した記録許容率が２０％から８０％まで変化するグラデーションマスクパターン１５３を適用する。また、端部よれの程度が中程度の吐出口列Ｍ１、Ｍ２については、図１８（ｂ）で示した記録許容率が４０％から６０％まで変化するグラデーションマスクパターン１５２を適用する。更に、端部よれが殆ど現れない吐出口列Ｃ１、Ｃ２については、図１８（ａ）で示した記録許容率が一律５０％のマスクパターン１５１を適用する。

図２０は、上記３種類のマスクパターンを各色の吐出口列に適用した状態で、図１４と同条件で各色のモノトーン画像を記録した際の、各吐出口列の端部よれの状態を示した図である。曲線２２０はイエローの吐出口列Ｙ１およびＹ２、２２１はマゼンタの吐出口列Ｍ１およびＭ２、２２２はシアンの吐出口列の最端部の記録位置ずれをそれぞれ示している。記録許容率が一律５０％であるマスクパターンを使用したシアンの吐出口列に関しては図１４と同様の結果（曲線２２２）が得られているが、マゼンタおよびイエローに関しては、グラデーションマスクの効果により図１４に比べて記録位置ずれ量が低減している。

このように、同色インクを吐出する吐出口列の間隔が小さいほど、記録許容率の勾配が大きいグラデーションマスクを用いることによって、端部よれを抑制しつつも、招致され得る様々な弊害を最低限に抑え、一様性に優れた画像を出力することが可能となる。

なお、本実施形態のような記録ヘッド構成の場合、イエローとブラックのみに図１８（ｃ）に示したグラデーションマスク１５３を用い、マゼンタおよびシアンに対しては、図１８（ａ）に示したマスクパターン１５１を一律に用いても、本実施形態の効果を得ることは出来る。更に、イエローとブラックにおいて、両者の間で端部よれの目立ち方に差が現れるような場合であれば、これら２つの間で異なる勾配を有するグラデーションマスクを用いる形態であっても構わない。

（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態においても第１の実施形態と同様に図１０〜図１２で説明した構成のインクジェット記録装置およびインクジェット記録ヘッドを用いる。但し、個々の吐出口の配列状態は第１の実施形態とは異なるものとする。

図２１は、本実施形態で使用する記録ヘッドを吐出口面側から見た図である。本実施形態の基板には大小あわせて１２列の吐出口列が配列されており、それぞれ１２８個の吐出口が６００ｄｐｉのピッチで配置されている。吐出口列Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４はシアンインクを、吐出口列Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４はマゼンタインクを、吐出口列Ｙ１、Ｙ２はイエローインクを、さらに吐出口列Ｂｋ１、Ｂｋ２はブラックインクをそれぞれ吐出する。同色インクを吐出する隣り合う２列の吐出口列（例えばＣ１とＣ３）は、副走査方向に互いに半ピッチずれて配列している。吐出口列Ｃ１、Ｃ２、Ｍ１、Ｍ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｂｋ１およびＢｋ２からは２．８ｐｌのインク滴が吐出され、吐出口列Ｃ３、Ｃ４、Ｍ３およびＭ４からは０．６ｐｌのインク滴が吐出される。

このように同色に対し複数段階の吐出量で画像を形成する場合、入力される濃度信号に応じてそれぞれの吐出口列の記録データは調整される。

図２２は、入力濃度信号に対して吐出量の異なる吐出口列の記録率を示した図である。ここで記録率１００％とは、全記録画素にインク滴を１つずつ記録する状態を示している。全ての画素に対し大ドット（２．６ｐｌ）での記録と小ドット（０．６ｐｌ）での記録が可能であるが、画像濃度が低い場合には小ドットのみの記録となる。ある程度画像濃度が高くなると（ここでは３０％）、大ドットの記録が開始されその後徐々に増えていく。それと同時に小ドットの記録率は徐々に低下していく。画像濃度が最高濃度（１００％）になったとき、全ての画素は大ドットによって記録される状態となる。

図２３は、図２１で示した記録ヘッドにおける端部よれ現象の程度を確認するために本発明者らが行った検証の結果を説明するための図である。ここでは、紙間距離を１．１５ｍｍ、吐出周波数を２５ＫＨｚとした場合の結果を示している。図において、横軸は一列に並ぶ個々の吐出口の配列位置を示している。また、縦軸は、個々の吐出口から吐出されたインク滴の目的の着弾位置に対する実際に着弾された位置のずれ量を示している。曲線１６０は吐出口列Ｃ３およびＣ４を用いて１００％の記録を行った際の記録位置ずれ量、曲線１６１は吐出口列Ｙ１およびＹ２を用いて５０％の記録を行った際の記録位置ずれ量をそれぞれ示している。図によれば、２つの吐出口列間の距離がより小さいイエローの吐出口列Ｙ１およびＹ２の方が、記録率が低いにもかかわらず、吐出口列Ｃ３およびＣ４よりも記録位置ずれの程度が大きいことがわかる。

よって、本実施形態においては、２つの吐出口列間の距離がより小さいＹ１、Ｙ２およびＢｋ１、Ｂｋ２に対して図１８（ｃ）に示した勾配が最も大きいグラデーションマスク１５３を用いる。また、吐出口列間の距離がイエローやブラックよりも大きく、中程度の端部よれが懸念される吐出口列Ｍ１、Ｍ２については、図１８（ｂ）で示した記録許容率が４０％から６０％まで変化するグラデーションマスク１５２を適用する。更に、端部よれが殆ど現れない吐出口列Ｃ１、Ｃ２については、図１８（ａ）で示した記録許容率が一律５０％のマスクパターン１５１を適用する。

なお、吐出量が小さいノズル列（Ｃ３、Ｃ４、Ｍ３およびＭ４）に関しては、再度図２２を参照するに、画像処理上６０％以上の記録率になることはない。よって、端部よれ現象は殆ど確認されないことが想定されるので、本実施形態ではＣ３、Ｃ４、Ｍ３およびＭ４共に図１８（ａ）で示した記録許容率が一律５０％のマスクパターン１５１を適用する。但し、吐出量が少ないことや、紙間距離が変動することによって端部よれが目立つ場合には、これら吐出口列に対しても適当なグラデーションマスクを用いることは出来る。

このように、グラデーションマスクの勾配の度合いは、記録ヘッド上における吐出口列の距離だけでなく、インクの種類や吐出量、また画像処理によって決まる最大記録率などを加味した上で調整されることが好ましい。例えば、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックからなる基本の４色以外に、レッド、グリーンおよびブルーのような特色インクを用いる場合には、これら特色インクは基本の４色に比べて最大記録率が低くなることが想定される。このような特色を含む吐出口列が左右対称に配列された記録ヘッドの場合には、同色インクを吐出する吐出口列の距離を加味するとともに、特色インクの勾配が基本色の勾配よりも低く設定されるようにグラデーションマスクを調整してもよい。

（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態においても上記実施形態と同様に図１０〜図１２で説明した構成のインクジェット記録装置およびインクジェット記録ヘッドを用いる。但し、個々の吐出口の配列状態は上記実施形態とは異なるものとする。

図２４は、本実施形態で使用する記録ヘッドを吐出口面側から見た図である。本実施形態の記録ヘッドは、４列ずつの吐出口列が配備された２つの基板を並列して構成されているデュアルヘッドである。本実施形態の記録ヘッドも、主走査方向において各色の吐出口列が左右対称に配備されている。吐出口列１９０２、１９０９からはシアンインクを、吐出口列１９０３、１９０８からはマゼンタインクを、吐出口列１９０４、１９０７からはイエローインクを、吐出口列１９０５、１９０６からはブラックインクをそれぞれ吐出する。

このような吐出口の配列構成であっても、やはり上記実施形態と同様に端部よれ現象は現れ、２つの吐出口列間の距離に応じてその程度も変動する。よって、端部よれの程度に応じて、図１８に示したグラデーションマスクを各吐出口列に対し適切に対応させることにより、端部よれの少ない滑らかな画像を出力することが可能となる。

なお、マルチパス記録の中では、各吐出口の記録許容率が最も高い２パス記録が、端部よれが現れやすく本発明の効果を発揮しやすいと言える。このことから、以上３つの実施形態では２パスのマルチパス記録を例に説明して来た。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。更に多くのマルチパス数によって記録を行う場合であっても、吐出口列の配列位置に端部よれの程度が依存することに変わりはない。マルチパス数の異なる記録モードを複数有する記録装置の場合、記録モード毎に各吐出口列に対応するグラデーションマスクが用意されていれば、本発明の機能をより効果的に発揮することが出来る。

また、以上の実施形態では、図１８に示すように吐出口列端部から中央部に向けて記録許容率が徐々に変化する２種類のグラデーションマスクを用いて説明してきたが、無論本発明はこのようなマスクパターンに限定されるものではない。マルチパス記録による補完の関係が満たされていれば、吐出口端部と中心の記録許容率は更に様々な値をとることが出来る。例えば、各吐出口の記録許容率は、吐出口列に対し段階的に変化させてもよい。端部から所定数の記録素子ずつ、２０％、４０％、６０％、８０％、６０％、４０％、２０％のように、段階的に記録許容率を変動させたマスクであっても本発明の範疇に含まれる。

更に、全種類のインク夫々が複数の吐出口列を備えていることは本発明において必須ではない。複数の吐出口列を備えているインク類が２種類以上であれば本発明の範疇に含まれる。従って、例えば、Ｃインク、Ｍインクが夫々２つの吐出口列を備え、Ｙインク、Ｋインクが夫々１つの吐出口列を備える形態も本発明の一形態になる。

「端部よれ」について説明するための模式図である。 「端部よれ」現象の程度を確認するために本発明者らが行った検証の結果を説明するための図である。 端部よれの発生する記録ヘッドを用いて実際に画像を記録した場合の記録状態を示した図である。 吐出量と端部よれ量の関係を示す図である。 マルチパス記録方法を説明するための模式図である。 端部よれを回避するために工夫されたマスクパターンを示した図である。 双方向対応型ヘッドにおける吐出口列の配置状態の一例を説明するための模式図である。 吐出口列間の距離が異なる２組のノズル列において、記録位置ずれ量を比較するために本発明者らが行った検証の結果を説明する図である。 （ａ）および（ｂ）は、吐出口の配列密度と気流の関係を説明するための模式図である。 本発明を適用したインクジェット記録装置の実施形態の要部構成を示す模式的斜視図である。 記録ヘッドの吐出部の構造を説明するための構成断面図である。 本発明の実施形態で適用するインクジェット記録装置の制御の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の第１の実施形態で適用する記録ヘッドを吐出口面側から見た図である。 各色のモノトーン画像を、記録デューティーを変化させながら２パスのマルチパス記録で記録した際の、各吐出口列の端部よれの状態を示した図である。 ２パスのマルチパス記録を行った際の記録状態を説明するための図である。 従来の一般的な端部よれ対策用の２パスのマスクパターンを示した図である。 記録デューティーを変化させながらモノトーン画像を記録した際の端部よれの状態を、マスクパターンの種類ごとに示した図である。 （ａ）〜（ｃ）は、グラデーションマスクの記録許容率の分布が端部よれに及ぼす効果を調べるために、本発明者らが用意した３種類のマスクパターンを示す図である。 記録デューティーを変化させながらモノトーン画像を記録した際の端部よれの状態を、３種類のマスクパターンごとに示した図である。 ３種類のマスクパターンを吐出口列に適用した状態で、各色のモノトーン画像を記録した際の、各吐出口列の端部よれの状態を示した図である。 本発明の第２の実施形態で適用する記録ヘッドを吐出口面側から見た図である。 入力濃度信号に対して吐出量の異なる吐出口列の記録率を示した図である。 端部よれ現象の程度を確認するために本発明者らが行った検証の結果を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態で適用する記録ヘッドを吐出口面側から見た図である。

符号の説明

１５１ マスクパターン
１５２ マスクパターン
１５３ マスクパターン

Claims (5)

1. 少なくとも第１の種類のインクに対応した複数の第１吐出口列と第２の種類のインクに対応した複数の第２吐出口列とが走査方向に沿って配置された記録ヘッドを記録媒体に対し走査させながら、前記第１、第２吐出口列夫々について予め定められた記録許容率に基づくインク吐出を行うことにより、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、
   前記複数の第１吐出口列間の距離は、前記複数の第２吐出口列間の距離よりも小さく、
   前記第１吐出口列における端部吐出口と中央部吐出口の記録許容率の差は、前記第２吐出口列における端部吐出口と中央部吐出口の記録許容率の差よりも大きいことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記記録許容率は、前記第１、第２吐出口列夫々に対応した第１、第２マスクパターンによって規定され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. 前記複数の第１吐出口列と前記複数の第２吐出口列は、前記走査方向に沿って前記第２吐出口列、前記第１吐出口列、前記第１吐出口列、前記第２吐出口列の順で配列されてい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。
4. インクを吐出する吐出口が配列してなる吐出口列を、前記配列方向とは異なる方向に同種類のインクについて２列ずつ並列して構成される記録ヘッドを、記録媒体の同一記録領域に対し複数回走査することにより、前記記録領域に画像を記録するインクジェット記録装置において、
   １回の前記走査で個々の吐出口によるドットの記録を許容する画素と許容しない画素を、同種類のインクを吐出する前記２列の吐出口列の距離に応じて、定めるマスク手段を具備することを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 少なくとも第１の種類のインクに対応した複数の第１吐出口列と第２の種類のインクに対応した複数の第２吐出口列とが走査方向に沿って配置された記録ヘッドを記録媒体に対し走査させながら、前記第１、第２吐出口列夫々について予め定められた記録許容率に基づくインク吐出を行うことにより、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、
   前記複数の第１吐出口列間の距離は、前記複数の第２吐出口列間の距離よりも小さく、
   前記第１吐出口列における端部吐出口と中央部吐出口の記録許容率の差は、前記第２吐出口列における端部吐出口と中央部吐出口の記録許容率の差よりも大きいことを特徴とするインクジェット記録方法。
   

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