JP2012166379A - 画像記録装置および画像記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像記録装置の製造コストを抑えつつ筋ムラを抑制する。
【解決手段】画像記録装置は、低輝度インクを吐出する低輝度インク吐出部および高輝度インクを吐出する高輝度インク吐出部を備える。印刷用紙の移動方向に垂直な方向において、高輝度インク吐出部の吐出口のピッチが、低輝度インク吐出部の吐出口のピッチよりも大きい。これにより、画像記録装置の製造コストが低減される。中間調領域の各階調レベルにおいて、高輝度インクによる平網画像を記録した場合に、この平網画像の空間周波数が、低輝度インクによる平網画像よりも低くなる。このような画像記録制御により、高輝度インク吐出部が、液滴の飛翔方向が異常な異常吐出口を含む場合であっても、カラーの網点画像中の筋ムラを抑制することができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、対象物上に網点画像を記録する技術に関する。

多階調（すなわち、連続階調）の元画像を各種対象物に記録する際に、不規則に配置される一定の大きさのドット（記録可能な最小描画単位であり、マイクロドットとも呼ばれる。）の個数を変更することにより階調表現が実現されるＦＭ（Frequency Modulated）スクリーニングが用いられる。特に、インクジェット方式のプリンタ等、ドットの記録解像度が比較的低い画像記録装置ではＦＭスクリーニングがよく用いられる。しかし、１つの吐出口からのインクの液滴の飛翔方向が変化した場合、ＦＭスクリーニングでは筋ムラが現れ易い。

特許文献１に開示される刷版に画像を記録する画像記録システムでは、閾値マトリクスを記憶するマトリクス領域にドットセンタがランダムかつ均一に配置される。各ドットセンタを中心として網点生成の単位となる網点セルの設定が色成分毎に行われる。閾値マトリクスでは、元画像における階調レベルの増加に伴って複数のドットセンタからドット状の網点領域が網点セルの形状に従いつつ成長するように閾値が設定される。刷版に網点画像が記録される際には、元画像の各画素の一の色成分の階調値と閾値マトリクスの対応する閾値とが、比較器に入力され、網点画像の信号が生成され、描画ヘッドにより刷版上に網点画像が記録される。画像記録システムでは、ランダムに配置されるドットセンタの密度を、色成分間において相違させることにより、印刷された画像のざらつき感を低減することができる。

特許文献２に開示される複数ペンプリンタは、複数のカラーペンおよび黒のペンを備える。カラーペンの解像度は３００ｄｐｉであり、印刷幅は１／３インチである。黒のペンの解像度は６００ｄｐｉであり、印刷幅は１／２インチである。高性能な黒のペンを利用することにより、頻繁に現れる黒のみにて示されるテキストや図形を高品質かつ高速にて印刷することができる。また、カラーの図形等を印刷する場合であっても、カラー図形成分の大部分が黒の成分であることから、黒の成分が高解像度にて印刷されることによりカラー図形全体の品質が向上される。カラー図形印刷のスループットを向上することもできる。

特開２００６−１４２７１号公報 特開平７−１８６４１１号公報

既述のように、インクジェット方式の画像記録装置では、インクを吐出する吐出口の加工誤差等によりインクの飛翔方向が曲がり、対象物上の本来の描画位置からずれた位置にドットが形成される場合がある。そして、ドットの位置ずれが吐出口の走査方向に連なると、画像中に筋ムラが発生する。また、インクの吐出量が少ない吐出口が存在する場合においても、周囲よりも小さいドットが走査方向に連なることにより筋ムラが発生してしまう。

このような筋ムラを防止策として、対象物の記録面に平行かつ走査方向に垂直な幅方向において、単位長さ当たりの吐出口の数を多くする方法がある。しかし、吐出口を多くすると、画像記録装置の製造コストが増大してしまう。すなわち、装置の製造コストの抑制と筋ムラの抑制とは同時に実現することはできなかった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、製造コストを抑えつつ筋ムラを抑制することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、対象物上に網点画像を記録するインクジェット方式の画像記録装置であって、複数の第１吐出口を有し、低輝度インクの微小液滴を対象物に向けて吐出する第１吐出部と、複数の第２吐出口を有し、高輝度インクの微小液滴を対象物に向けて吐出する第２吐出部と、前記対象物を前記第１吐出部および前記第２吐出部に対して相対的に移動する移動機構と、前記対象物の相対移動に同期して前記第１吐出部および前記第２吐出部からのインクの吐出を制御する制御部と、を備え、前記移動機構による前記対象物の移動方向に垂直かつ前記対象物の記録面に平行な方向において、前記複数の第２吐出口のピッチが前記複数の第１吐出口のピッチよりも大きく、前記制御部の制御により、予め定められた中間調領域における濃度の各階調レベルにおいて、前記高輝度インクによる平網画像を記録した場合に、当該平網画像の空間周波数が、前記低輝度インクによる平網画像の空間周波数よりも低く、階調レベルが少なくとも前記中間調領域よりも低い範囲において、前記低輝度インクによる最小描画単位のドットが前記対象物上に互いに離間しつつランダムに配置され、前記ドットの数の密度により階調が表現される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像記録装置であって、前記高輝度インクがイエロインクである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像記録装置であって、前記高輝度インクが、ライトシアンインクまたはライトマゼンタインクである。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像記録装置であって、前記制御部が、複数の閾値の２次元配列である閾値マトリクスを記憶する記憶部と、元画像データと、前記閾値マトリクスとを比較することにより、記録される網点画像のデータを生成する網点画像生成部と、を備える。

請求項５に記載の発明は、 請求項４に記載の画像記録装置であって、前記制御部の制御により、濃度の階調レベルが０から前記中間調領域よりも低い遷移値までの範囲において、前記高輝度インクによる最小描画単位のドットが前記対象物上に互いに離間しつつランダムに配置され、前記ドットの数の密度により階調が表現され、階調レベルが前記遷移値よりも高い場合に、ドットの中心の数の密度が一定であり、前記ドットの大きさにより階調が表現される。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像記録装置であって、前記移動機構による前記対象物に対する前記第１吐出部および前記第２吐出部の１回の相対移動により、前記対象物に網点画像を記録する。

請求項７に記載の発明は、インクジェット方式にて対象物上に網点画像を記録する画像記録方法であって、ａ）対象物を第１吐出部および第２吐出部に対して相対的に移動する工程と、ｂ）前記ａ）工程と並行して、前記第１吐出部の複数の第１吐出口から低輝度インクの微小液滴を前記対象物に向けて吐出する工程と、ｃ）前記ａ）工程と並行して、前記第２吐出部の複数の第２吐出口から高輝度インクの微小液滴を前記対象物に向けて吐出する工程と、を備え、前記対象物の移動方向に垂直かつ前記対象物の記録面に平行な方向において、前記複数の第２吐出口のピッチが前記複数の第１吐出口のピッチよりも大きく、前記ｂ）およびｃ）工程におけるインクの微小液滴の吐出制御により、予め定められた中間調領域の濃度の各階調レベルにおいて、前記高輝度インクによる平網画像を記録した場合に、当該平網画像の空間周波数が、前記低輝度インクによる平網画像の空間周波数よりも低く、階調レベルが少なくとも前記中間調領域よりも低い範囲において、前記低輝度インクによる最小描画単位のドットが前記対象物上にお互いに離間しつつランダムに配置され、前記ドットの数の密度により階調が表現される。

本発明によれば、製造コストを抑えつつ筋ムラを抑制することができる。

一の実施の形態に係る画像記録装置を示す図である。 低輝度インク吐出部を示す底面図である。 高輝度インク吐出部を示す底面図である。 画像記録装置の機能構成を示す図である。 網点画像を記録する流れを示す図である。 元画像データおよび閾値マトリクスを示す図である。 低輝度インクによる平網画像を示す図である。 低輝度インクによる平網画像を示す図である。 低輝度インクによる平網画像を示す図である。 低輝度インクによる平網画像を示す図である。 低輝度インクによる平網画像を示す図である。 低輝度インクによる平網画像を示す図である。 高輝度インクによる平網画像を示す図である。 高輝度インクによる平網画像を示す図である。 高輝度インクによる平網画像を示す図である。 高輝度インクによる平網画像を示す図である。 高輝度インクによる平網画像を示す図である。 高輝度インクによる平網画像を示す図である。 網点画像を示す図である。 高輝度インクおよび低輝度インクによる網点画像を示す図である。 高輝度インクおよび低輝度インクによる網点画像を示す図である。 網点画像を示す図である。 平網画像の他の例を示す図である。 平網画像の他の例を示す図である。 平網画像の他の例を示す図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係るインクジェット方式の画像記録装置１の構成を示す図である。画像記録装置１は、対象物である印刷用紙９にカラーの網点画像を記録するカラープリンタである。画像記録装置１は、複数の印刷用紙９上に画像を順次記録する枚様式の装置である。

画像記録装置１は、複数の吐出口からインクの微小液滴を印刷用紙９に向けて吐出するヘッド２１、図１中の（＋Ｙ）方向に印刷用紙９をヘッド２１に対して相対的に移動する移動機構２２、複数の印刷用紙９を保持するとともに複数の印刷用紙９を移動機構２２に順次供給する供給部２３、画像が記録された印刷用紙９を回収する回収部２６、および、これらの構成を制御する制御部を備える。画像記録装置１では、印刷用紙９の（＋Ｙ）方向への相対移動に同期して、ヘッド２１からのインクの吐出が、制御部により制御されることにより、印刷用紙９上に画像が記録される。なお、図１中のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに垂直であり、Ｚ方向が上下方向に対応する。以下の説明では、（＋Ｙ）方向を「移動方向」という。

移動機構２２は、印刷用紙９の移動方向に沿って配列されるとともに図示省略のモータに接続された２個のベルトローラ２２２、２個のベルトローラ２２２に掛けられたベルト２２３、ベルト２２３上に取り付けられた複数のテーブル２２１、および、リニアモータ機構２２４を備える。移動機構２２では、ベルトローラ２２２が反時計回りに回転することにより、テーブル２２１が周回軌道に沿って高速にて移動する。画像の記録時には、１枚の印刷用紙９を保持したテーブル２２１がベルト２２３から取り外され、リニアモータ機構２２４により精度良く移動方向に移動する。そして、画像の記録が終了すると、テーブル２２１はベルト２２３に再度取り付けられる。

ヘッド２１は、前処理部２１２、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエロのインクをそれぞれ吐出する４個の吐出部２１１、並びに、前処理部２１２および各吐出部２１１の（＋Ｙ）側に配置される５個のヒータ２１３を備える。前処理部２１２、４個の吐出部２１１および５個のヒータ２１３は移動方向に配列される。前処理部２１２は、画像が記録される前の印刷用紙９に透明な前処理剤を塗布する。ヒータ２１３は、印刷用紙９に熱風を吹き付けることにより、印刷用紙９上に吐出されたインクを乾燥させる。

図２は、シアン、マゼンタおよびブラックの各色のインクを吐出する吐出部の底面図である。以下の説明では、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエロの４色のインクのうち、最も輝度が高いイエロインクを「高輝度インク」と呼ぶ。また、他のインクを「低輝度インク」と呼ぶ。低輝度インクを吐出する各吐出部を「低輝度インク吐出部２１１ａ」という。ここで、輝度とは、印刷用紙９上における各インクの輝度であり、一般的に、光の波長をλとし、分光反射率の分布をρ(λ)とすると、各インクの輝度は∫ρ(λ)ｄλとして与えられる。輝度の測定は、市販の色彩輝度計にて行うことができる。

低輝度インク吐出部２１１ａの底面には、それぞれが低輝度インクの微小液滴を印刷用紙９に向けて（図１中の（−Ｚ）方向に）吐出する複数の吐出口２１０ａが設けられる。複数の吐出口２１０ａは、数個単位で図２における右斜めに並ぶ。なお、図２では吐出口２１０ａの配列を簡略化して示しており、実際には、吐出部は多数の吐出ユニットの集合体であり、多数の吐出口２１０ａが様々な態様にて配列されてよい。複数の吐出口２１０ａの全体では、吐出口２１ａは印刷用紙９の移動方向に垂直かつ印刷用紙９の記録面に平行な方向であるＸ方向に配列された状態となっている。以下、Ｘ方向を「配列方向」と呼ぶ。低輝度インク吐出部２１１ａでは、圧電素子により吐出口２１０ａからの微小液滴の吐出が実現されるが、他の手法により微小液滴を吐出する吐出部が採用されてもよい。図３の吐出部についても同様である。

図３は、高輝度インクを吐出する吐出部（以下、「高輝度インク吐出部２１１ｂ」という。）の底面図である。高輝度インク吐出部２１１ｂの底面には、高輝度インクの微小液滴を印刷用紙９に向けて吐出する複数の吐出口２１０ｂが設けられる。低輝度インク吐出部２１１ａと同様に、複数の吐出口２１０ｂは、数個単位で図３における右斜めに並ぶように簡略化して示している。複数の吐出口２１０ｂの全体では、吐出口２１０ｂはＸ方向である配列方向に配列される。配列方向において、高輝度インク吐出部２１１ｂの吐出口２１０ｂのピッチＰ２は、低輝度インク吐出部２１１ａの吐出口２１０ａのピッチＰ１よりも大きい。すなわち、配列方向の単位長さ当たりの吐出口２１０ｂの数は、吐出口２１０ａの数よりも少ない。本実施の形態では、ピッチＰ２は、ピッチＰ１の２倍である。

前処理部２１２並びに低輝度インク吐出部２１１ａおよび高輝度インク吐出部２１１ｂは、配列方向に関して印刷用紙９上の印刷領域の全体に亘って（ここでは、印刷用紙９の幅方向の全体に亘って）設けられており、移動機構２２による印刷用紙９のヘッド２１に対する１回の相対移動により（すなわち、印刷用紙９が移動方向へと移動してヘッド２１の下方を１回通過するのみで）、印刷用紙９への網点画像の記録が完了する（いわゆる、ワンパス印刷が行われる）。

図４は、画像記録装置１の機能構成を示すブロック図である。制御部３は、各種演算を行う演算部４、および、ヘッド２１や移動機構２２等の各構成を制御する本体制御部１０を備える。演算部４は、外部から入力されるカラーの画像のデータ（すなわち、各画素が複数の色成分の階調値を有する画像データであり、以下、「元画像データ」という。）を記憶する画像メモリ４１、複数の色成分について閾値マトリクスをそれぞれ記憶する複数のマトリクス記憶部４２、および、元画像データと閾値マトリクスとを色成分毎に比較する比較部である比較器４３（ハーフトーン化回路）を備える。閾値マトリクスは、複数の閾値の２次元配列にて構成される。なお、マトリクス記憶部４２は、ＳＰＭ（Screen Pattern Memory）とも呼ばれる。元画像データと閾値マトリクスとを比較する比較部はソフトウェアにて実現されてもよい。本体制御部１０は、移動機構２２による印刷用紙９のヘッド２１に対する相対移動を制御する移動制御部１０２、および、印刷用紙９の相対移動に同期してヘッド２１の複数の吐出口からのインクの吐出を制御する吐出制御部１０１を備える。

次に、画像記録装置１が画像を記録する動作の詳細について図５を参照しつつ説明する。画像記録装置１では、外部のコンピュータから演算部４の画像メモリ４１にカラーの元画像データが入力されて記憶される。

図６は、元画像データ７０および閾値マトリクス７１０を抽象的に示す図である。元画像データ７０および閾値マトリクス７１０のそれぞれでは、Ｘ方向に対応する行方向（図６中にてｘ方向として示す。）、および、行方向に垂直な列方向（図６中にてｙ方向として示す。）に複数の画素または複数の要素が配列されている。以下の説明では、元画像データは０〜２５５までの階調範囲にて表現されるものとする。

元画像データ７０が画像メモリ４１に記憶されると、比較器４３にて元画像データ７０を色成分毎に閾値マトリクス７１０と比較することにより、網点画像データが生成される（ステップＳ１１）。画像記録装置１では、網点画像データにより、元画像データが示す多階調の画像（以下、「元画像」という。）が網点画像として表現される。このように、比較器４３は、網点画像データを生成する網点画像生成部として機能する。

ステップＳ１１における元画像データ７０のハーフトーン化（網点化）の際には、図６に示すように元画像データ７０が示す全体の領域を同一の大きさの多数の領域に分割してハーフトーン化の単位となる繰り返し領域７１が設定される。各マトリクス記憶部４２は１つの繰り返し領域７１に相当する記憶領域を有し、この記憶領域の各アドレス（座標）に閾値が設定されることにより閾値マトリクス７１０を記憶している。そして、概念的には元画像データ７０の各繰り返し領域７１と各色成分の閾値マトリクス７１０とを重ね合わせ、繰り返し領域７１の各画素の当該色成分の階調値（画素値）と閾値マトリクス７１０の対応する閾値とが比較されることにより、印刷用紙９上のその画素の位置に記録（当該色のドットの形成）を行うか否かが決定される。

実際には、図４の比較器４３が有するアドレス発生器からのアドレス信号に基づいて画像メモリ４１から元画像データ７０の１つの画素の階調値が色成分毎に読み出される。一方、アドレス発生器では元画像データ７０中の当該画素に相当する繰り返し領域７１中の位置を示すアドレス信号も生成され、各色成分の閾値マトリクス７１０における１つの閾値が特定されてマトリクス記憶部４２から読み出される。そして、画像メモリ４１からの階調値とマトリクス記憶部４２からの閾値とが比較器４３にて色成分毎に比較されることにより、各色成分の２値の出力画像データにおけるその画素の位置（アドレス）の値が決定される。したがって、一の色成分に着目した場合に、図６に示す多階調の元画像データ７０において、階調値が閾値マトリクス７１０の対応する閾値よりも大きい位置には、例えば、値「１」が付与され（すなわち、ドットが置かれ）、残りの画素には値「０」が付与され（すなわち、ドットは置かれず）、２値の出力画像データが当該色成分の網点画像データとして生成される。

元画像データ７０において最初に記録される部分（例えば、最も（＋ｙ）側の複数の繰り返し領域７１）の網点画像データ（の部分）が各色に対して生成されると、移動制御部１０２が移動機構２２を駆動することにより印刷用紙９のヘッド２１に対する相対移動が開始される（図５：ステップＳ１２）。吐出制御部１０１により、網点画像データに従って３つの低輝度インク吐出部２１１ａの吐出口２１０ａから低輝度インクが吐出され、１つの高輝度インク吐出部２１１ｂの吐出口２１０ｂから高輝度インクが吐出される。元画像データ７０において次に記録される部分の網点画像データが生成されると、印刷用紙９の相対移動に同期して吐出口２１０ａ，２１０ｂから低輝度インクおよび高輝度インクがさらに吐出される。このように、上記ハーフトーン化処理（網点画像データの生成処理）を行いつつ、印刷用紙９の相対移動に並行して複数の吐出口２１０ａ，２１０ｂから低輝度インクおよび高輝度インクの吐出が制御される（ステップＳ１３）。

元画像データにおいて最後に記録される部分の網点画像データに基づいて吐出口２１０ａおよび吐出口２１０ｂからのインクが吐出されると、印刷用紙９上にカラーの元画像を表現するカラーの網点画像の記録が完了する。その後、印刷用紙９が回収部２６に回収され、印刷用紙９を移動させる動作が停止する（ステップＳ１４）。

次に、シアン、マゼンタ、ブラックおよびイエロの各インクにより記録される画像について説明する。図７．Ａないし図７．Ｆはそれぞれ、低輝度インクにより平網画像を記録した場合の印刷用紙９上の平網画像５１１〜５１６を示す図であり、元画像の全画像の濃度が５％、１０％、２０％、６０％、８０％および９０％のものを示している。ここで、濃度は、全画素位置のうちインクが吐出される位置の割合を指し、実際には、１つの画素位置に形成されるドットは正方形ではない。後述する図８．Ａないし図８．Ｆにおいても基本的には同様である。

以下の説明では、平網画像（チント画像とも呼ばれる。）の濃度を示す均一な階調値を画像データにおける各画素の値（画素値）である階調値と区別して、階調レベルという。低輝度インクによる網点画像の階調表現には、ＦＭ（Frequency Modulated）スクリーニングが用いられる。すなわち、一定の大きさのドットが、印刷用紙９の記録面上にランダムに配置され、ドットの数の密度を変更することにより、階調が表現される。濃度の低いハイライト側では、ドットは互いに離間しつつ配置される。１つのドットは、低輝度インクによる印刷用紙９上に記録可能な最小描画単位の大きさである。以下、最小描画単位の大きさのドットを「単位ドット」という。また、低輝度インクによる平網画像を「低輝度平網画像」という。

次に、低輝度インクの吐出制御に利用される閾値マトリクスの生成について説明する。以下の説明では、マトリクスの記憶領域において１つの閾値が割り当てられる要素を、画像の要素と同様に「画素」と呼ぶ。まず、１つの画素に０又は正の整数値が割り当てられる。次に、複数の繰り返し領域７１に対する閾値マトリクスの繰り返しを考慮しつつ当該画素から最も離れた位置の画素に次に大きい正の整数値が割り当てられる。この操作を繰り返して全ての画素に整数値が割り当てられる。そして、各画素に割り当てられた整数値が大小関係をほぼ維持しながら０〜２５５の範囲の整数値に変換され、変換後の整数値が閾値となる。

図８．Ａないし図８．Ｆはそれぞれ、高輝度インクにより平網画像を記録した場合の印刷用紙９上の平網画像５２１〜５２６を示す図であり、元画像の全画素の濃度が５％、１０％、２０％、６０％、８０％および９０％のものを示している。以下、高輝度インクによる平網画像を「高輝度平網画像」という。図８．Ａに示すように、濃度が０％以上５％未満であるハイライト側の領域では、ランダムかつおよそ均一に配置された単位ドットの個数を変更することにより階調が表現される。すなわち、一定の大きさのドットが、印刷用紙９の記録面上に互いに離間しつつランダムに配置され、ドットの数の密度を変更することにより、階調が表現される。図８．Ｂないし図８．Ｅに示すように、濃度が５％以上８０％未満である場合、単位ドットを隣接させて大きなドット（以下、「集合ドット」という。）を形成する、換言すれば、集合ドットを成長させることにより階調が表現される。

図８．Ｄに示すように、濃度が５０％の場合、集合ドットはほぼ全体で繋がり、図８．Ｅおよび図８．Ｆに示すように、集合ドットがさらに成長すると、集合ドットの間に白いドットが散在する状態となる。このように、シャドウ側の領域では集合ドットを個別に認識することが困難であるが、実質的に、集合ドットを成長させることにより階調が表現される。最もシャドウ側では、高輝度インクが描画されていない位置に背景色である白色の微小ドットが散在し、濃度が上昇すると、これらの微小ドットが順次消滅していく。

実際には、高輝度インク吐出部２１１ｂの吐出口２１０ｂの配列方向の単位長さ当たりの数が、低輝度インク吐出部２１１ａの吐出口２１０ａの数よりも少ないことから、シャドウ側の領域では、図８．Ｅや図８．Ｆに示すように多くの画素位置に単位ドットを形成することはできない。そこで、シャドウ側ではハイライト側で用いられる単位ドットよりも大きな単位ドットを用いることにより、高い濃度、すなわち、高い階調レベルが表現される。このような大きな単位ドットは、吐出口からのインクの吐出量を増すことにより実現される。

以上のように、濃度の階調レベルが０から中間調領域よりも低い予め定められた遷移値（本実施の形態では、濃度５％に対応する階調レベル）までの範囲において、高輝度インクによる単位ドットが印刷用紙９上に互いに離間しつつランダムに配置され、単位ドットの数の密度により階調が表現される。また、階調レベルが上記遷移値よりも高い場合に、単位ドットの中心の数の密度を一定としつつ、単位ドットが繋がって形成された集合ドットの大きさが変更されて階調が表現される。このように、遷移値にて階調表現の方法が変化する。

高輝度インクの吐出制御に利用される閾値マトリクスの生成では、マトリクスの記憶領域において、ランダムかつ均一に配置された複数のドットセンタを中心としてドット生成の単位となる網点セルが設定される。各網点セルでは、階調レベルの増加に従ってドットセンタを中心にドットが成長するように、ドットセンタに最も近い画素から順に数が小さい整数値が割り当てられる。そして、各画素に割り当てられた整数値が大小関係をほぼ維持しながら０〜２５５の範囲の整数値に変換され、変換後の整数値が閾値となる。これにより、低輝度インク用の閾値マトリクスとは空間周波数特性が異なる、すなわち、閾値を画素値とみなした場合の空間周波数が低い高輝度インク用の閾値マトリクスが生成される。

濃度が５％以下のハイライト側の階調領域では、図７．Ａに示す低輝度平網画像５１１と図８．Ａに示す高輝度平網画像５２１とは、ほぼ同様のＦＭ網点画像であることから、これらの画像の空間周波数はほぼ同じである。一方、中間調領域では、図８．Ｂないし図８．Ｅに示す高輝度平網画像５２２〜５２５の空間周波数は、図７．Ｂないし図７．Ｅに示す同じ階調レベルの低輝度平網画像５１２〜５１５の空間周波数よりも低い。なお、最もシャドウ側の階調領域では、印刷用紙９の記録面のほぼ全ての位置にインクが吐出されることから、図７．Ｆに示す低輝度平網画像５１６の空間周波数と図８．Ｆに示す高輝度平網画像５２６の空間周波数とは、原則として同程度となる。

ところで、低輝度インク吐出部２１１ａおよび高輝度インク吐出部２１１ｂでは、加工誤差等の影響によりインクの飛翔方向が移動方向に対して曲がってしまう吐出口２１０ａ，２１０ｂが存在する場合がある。当該吐出口２１０ａ，２１０ｂからインクが吐出されると、印刷用紙９上の本来の描画位置からずれた位置にドットが描画される。また、インクの吐出量が少ない吐出口２１０ａ，２１０ｂが存在する場合もあり、この場合、周囲よりも小さいドットが印刷用紙９の移動方向に連なってしまう。以下、これらの吐出口を「異常吐出口」という。

図９は、異常吐出口が存在する場合の網点画像の一部を拡大して示す図である。網点画像５１７では、ＦＭスクリーニングにより階調が表現され、図９では濃度が均一な部分を例示している。図９の升目は、縦横方向を示すためものもであり、単位ドットの全描画位置を示すものではない。また、ｘ、ｙ方向は、図１のＸ，Ｙ方向に対応する。図１０および図１１においても同様である。網点画像５１７では、ｙ方向に並ぶ単位ドット６０の列（以下、「ドット列６３」という。）のうち、右から２列目のドット列６３ａが、僅かに右側にずれて描画される。以下、ドット列６３ａを「位置ずれドット列６３ａ」という。

吐出口の配列方向（Ｘ方向）における単位長さ当たりの吐出口の数が少ない場合、すなわち、配列方向における吐出口のピッチが大きい場合、単位長さ当たりの吐出口の数が多いものに比べて、同じ階調レベルであっても１つの吐出口からインクを吐出する回数が増加する。このため、網点画像５１７では、ｙ方向に正確に一列に並ぶ単位ドットの数が増加する。したがって、異常吐出口から吐出されるインクの数も増える。その結果、単位長さ当たりの吐出口が多い場合に比べて、位置ずれドット列６３ａと他のドット列６３との間にｙ方向に連なる隙間が生じ、筋ムラが認識され易くなる。

ところで、網点画像５１７が高輝度インクにて形成され、印刷用紙９上に他の色のインクが存在しない場合、網点画像５１７を視認しても筋ムラは目立ちにくい。しかし、他の色のインクによる画像と重なる場合、筋ムラが存在する部位において、異なる色が浮き上がって認識されることにより筋ムラが目立ってしまう。

図１０は、画像記録装置１により記録される多色の網点画像６を例示する図である。網点画像６は、低輝度インクおよび高輝度インクにより濃度が同一の画像を重ねて記録したものであり、高輝度インクの位置ずれドット列６５を含む。実線にて高輝度インクの単位ドット６１を示し、破線にて低輝度インクの単位ドット６２を示している。以下、単位ドット６１を「高輝度単位ドット６１」といい、単位ドット６２を「低輝度単位ドット６２」という。図１０では、４つの高輝度単位ドット６１により集合ドット６１１が形成される。実際には、既述のように、単位ドット６１，６２は不規則に配置され、異なる色の単位ドットは規則的には重ならない。次の図１１においても同様である。

図１１は、低輝度インクおよび高輝度インクにより濃度が同一の画像を重ねて記録した場合の比較例に係る網点画像６ａを示す図である。網点画像６ａでは、高輝度インクによる階調表現が、低輝度インクの場合と同様に、ＦＭスクリーニングに行われ、高輝度平網画像の空間周波数と低輝度平網画像の空間周波数とが同じである。

ｙ方向に並ぶ高輝度単位ドット６１のドット列６４のうち、右から２列目のドット列が、僅かに右側にずれた位置に描画された位置ずれドット列６４ａとなっている。位置ずれドット列６４ａでは、高輝度単位ドット６１と破線にて示す低輝度単位ドット６２ａとが部分的に重なる。図１１中に平行斜線にて示すように、低輝度単位ドット６２のうち、高輝度単位ドット６１と重ならない部位６２１（以下、「非重複部６２１」という。）の色は、周囲の色と大きく異なる。例えば、網点画像６ａが、シアン、マゼンタおよびイエロの画像により構成される場合、位置ずれドット列６４ａ以外のドット列６４の色は、シアン、マゼンタおよびイエロの混色であるグレーとなるのに対し、位置ずれドット列６３ａの色は、非重複部６２１においてシアンおよびマゼンタの混色である青となる。これにより、青みがかった筋ムラが生じる。

網点画像６ａでは、同じ階調レベルにおいて高輝度平網画像の空間周波数と低輝度平網画像の空間周波数とが同じとなるように各色成分の画像が記録されることから、位置ずれドット列６３ａにおいて、多数の非重複部６２１が密に連なる。その結果、図１２中に平行斜線にて示すように、非重複部６２１の連なりが、筋ムラ６６として認識される。これに対し、図１０に示す網点画像６では、同じ階調レベルにおいて高輝度平網画像の空間周波数が、低輝度平網画像の空間周波数よりも低くなるように各色成分の画像が記録されることから、位置ずれドット列６５の非重複部６２１がｙ方向に粗く並び、網点画像６中の筋ムラが目立つことが抑制される。

以上、画像記録装置１の構造および動作、並びに、記録される網点画像について説明したが、画像記録装置１では、吐出口の配列方向において、高輝度インク吐出部２１１ｂの吐出口２１０ｂのピッチが、低輝度インク吐出部２１１ａの吐出口２１０ａのピッチよりも大きい。これにより、高輝度インク吐出部２１１ｂの製造コストを低減して、画像記録装置１の製造コストを低減することができる。

また、画像記録装置１では、中間調領域の各階調レベルにおいて網点画像を記録した場合に、高輝度平網画像の空間周波数が低輝度平網画像の空間周波数よりも低くなるように記録が行われるため、吐出口２１０ｂのピッチが大きくてもカラーの網点画像において、筋ムラの発生を抑制することができる。

なお、上記説明における中間調領域は厳密に定義される必要はないが、通常、濃度が２０％以上８０％の範囲を指す。低輝度平網画像と高輝度平網画像の空間周波数の上記関係は、このように予め定められた中間調領域において少なくとも満たされる。インクの輝度に基づいて単色網点画像の空間周波数を変更する手法は、筋ムラが発生しやすいワンパス印刷に特に適している。

当該手法は、ライトシアンインクおよびライトマゼンタインクを含む６色のインクにより記録される網点画像に適用されてもよい。この場合、高輝度インクであるイエロインク、ライトシアンインクおよびライトマゼンタインクのそれぞれの高輝度インク吐出部において、吐出口の配列方向における吐出口のピッチが、低輝度インク吐出部の吐出口のピッチよりも大きくされる。これにより、全色の吐出口を密に配置する場合に比べて画像記録装置１の製造コストが大幅に低減される。また、低輝度インクと同じ階調レベルの平網画像を記録した場合に、中間調領域の各階調レベルにおいて、高輝度平網画像の空間周波数が低輝度平網画像の空間周波数よりも低くなるように画像記録が制御される。

これにより、６色のインクにより様々な階調値を含む網点画像において、筋ムラの発生を抑制することができる。以上のように、輝度が異なる同一色相の２以上の種類のインクが存在する場合、輝度の高い方のインクが高輝度インクとして扱われる。高輝度インクとして扱われる色は、イエロ、ライトシアンおよびライトマゼンタのいずれか１つであってもよい。イエロインク、ライトシアンインクおよびライトマゼンタインクの同じ階調レベルにおける高輝度平網画像の空間周波数は同じであってもよく、異なっていてもよい。

画像記録装置１では、高輝度インクにより平網画像を記録した場合に、図１３および図１４に示す異方性を有する高輝度平網画像５３１，５３２が記録されてもよい。高輝度インクが複数種類ある場合は、図８．Ｄ、図１３および図１４に示すように、方向性の異なる平網画像が記録されることにより、筋ムラをさらに抑制することができる。もちろん、この場合においても、中間調領域の各階調レベルの平網画像を印刷した場合に、高輝度平網画像の空間周波数の平均が低輝度平網画像の空間周波数の平均よりも低くなるように画像記録が制御される。また、図１５に示すように、空間周波数がさらに低い高輝度平網画像５３３が記録されてもよく、高輝度インクが複数種類ある場合は、色に応じて空間周波数が異なる平網画像が記録されるように画像記録が制御されてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

低輝度インクによる網点画像では、濃度の階調レベルが少なくとも予め定められた中間調領域よりも低い（ハイライト側の）範囲において、ランダムかつ均一に配置された単位ドットの数の密度により階調が表現されるのであれば、中間調領域およびシャドウ側の領域において、様々な他の手法にて階調が表現されてよい。例えば、中間調領域およびシャドウ側の領域において、高輝インクによる網点画像と同様に、ランダムかつ均一に配置したドットを成長させることにより階調が表現されてもよい。この場合、高輝度インクによる網点画像における階調表現方法が変化する上述の遷移値よりも小さい遷移値にて、低輝度インクによる網点画像における階調表現方法が変化することとなる。

画像記録装置１により、グレーインクをさらに用いてカラーの網点画像が記録されてもよい。そして、グレーインクが上述の高輝度インクとして扱われてもよい。

上記実施形態では、網点画像が、閾値マトリクスを用いることなく、誤差拡散法等により形成されてもよい。

画像記録装置１では、低輝度インクを吐出する吐出口２１０ａから異なる量の微小液滴を吐出することにより複数サイズの単位ドットが形成可能であってもよい。低輝度インクの単位ドットおよび高輝度インクの単位ドットの大きさは、３種類以上であってもよい。マトリクス記憶部４２には、各色について単位ドットのサイズの数だけ閾値マトリクスが記憶される。このような場合であっても、中間調領域の各階調レベルにおいて平網画像を記録した場合に、高輝度平網画像の空間周波数が低輝度平網画像の空間周波数よりも低くなるように制御が行われることにより、平網画像に限定されない通常の網点画像における筋ムラを抑制することが実現される。

画像記録装置１では、ヘッド２１の印刷用紙９に対する複数回の相対移動により印刷用紙９に網点画像が記録されてもよい。印刷用紙９が固定された状態でヘッド２１が移動方向に移動することにより画像の記録が行われてもよい。

低輝度インク吐出部２１１ａでは、複数の吐出口２１０ａの配列が千鳥状であってもよい。吐出口２１０ａの複数の列が移動方向に配列されてもよい。高輝度インク吐出部２１１ｂにおいても同様である。

画像記録装置１は、印刷用紙９以外に、プラスチックフィルム等、他の対象物上に画像を記録するものであってもよい。プラスチックフィルム等に画像が記録される場合、例えば、吐出部２１１から吐出されるインクとして紫外線硬化型のインクが利用され、ヒータ２１３に代えて、対象物上のインクに紫外線を照射する照射部が設けられる。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせられてよい。

１ 画像記録装置
４ 演算部
６，６ａ 網点画像
９ 印刷用紙
２２ 移動機構
４１ マトリクス記憶部
４３ 比較器
６１ 高輝度単位ドット
６２ 低輝度単位ドット
１０１ 吐出制御部
２１０ａ，２１０ｂ 吐出口
２１１ａ 低輝度インク吐出部
２１１ｂ 高輝度インク吐出部
５１１〜５１６ 低輝度平網画像
５２１〜５２６，５３１〜５３３ 高輝度平網画像
７１０ 閾値マトリクス
Ｐ１，Ｐ２ ピッチ

Claims (7)

1. 対象物上に網点画像を記録するインクジェット方式の画像記録装置であって、
   複数の第１吐出口を有し、低輝度インクの微小液滴を対象物に向けて吐出する第１吐出部と、
   複数の第２吐出口を有し、高輝度インクの微小液滴を対象物に向けて吐出する第２吐出部と、
   前記対象物を前記第１吐出部および前記第２吐出部に対して相対的に移動する移動機構と、
   前記対象物の相対移動に同期して前記第１吐出部および前記第２吐出部からのインクの吐出を制御する制御部と、
   を備え、
   前記移動機構による前記対象物の移動方向に垂直かつ前記対象物の記録面に平行な方向において、前記複数の第２吐出口のピッチが前記複数の第１吐出口のピッチよりも大きく、
   前記制御部の制御により、予め定められた中間調領域における濃度の各階調レベルにおいて、前記高輝度インクによる平網画像を記録した場合に、当該平網画像の空間周波数が、前記低輝度インクによる平網画像の空間周波数よりも低く、階調レベルが少なくとも前記中間調領域よりも低い範囲において、前記低輝度インクによる最小描画単位のドットが前記対象物上に互いに離間しつつランダムに配置され、前記ドットの数の密度により階調が表現されることを特徴とする画像記録装置。
2. 請求項１に記載の画像記録装置であって、
   前記高輝度インクがイエロインクであることを特徴とする画像記録装置。
3. 請求項１に記載の画像記録装置であって、
   前記高輝度インクが、ライトシアンインクまたはライトマゼンタインクであることを特徴とする画像記録装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像記録装置であって、
   前記制御部が、
   複数の閾値の２次元配列である閾値マトリクスを記憶する記憶部と、
   元画像データと、前記閾値マトリクスとを比較することにより、記録される網点画像のデータを生成する網点画像生成部と、
   を備えることを特徴とする画像記録装置。
5. 請求項４に記載の画像記録装置であって、
   前記制御部の制御により、濃度の階調レベルが０から前記中間調領域よりも低い遷移値までの範囲において、前記高輝度インクによる最小描画単位のドットが前記対象物上に互いに離間しつつランダムに配置され、前記ドットの数の密度により階調が表現され、階調レベルが前記遷移値よりも高い場合に、ドットの中心の数の密度が一定であり、前記ドットの大きさにより階調が表現されることを特徴とする画像記録装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の画像記録装置であって、
   前記移動機構による前記対象物に対する前記第１吐出部および前記第２吐出部の１回の相対移動により、前記対象物に網点画像を記録することを特徴とする画像記録装置。
7. インクジェット方式にて対象物上に網点画像を記録する画像記録方法であって、
   ａ）対象物を第１吐出部および第２吐出部に対して相対的に移動する工程と、
   ｂ）前記ａ）工程と並行して、前記第１吐出部の複数の第１吐出口から低輝度インクの微小液滴を前記対象物に向けて吐出する工程と、
   ｃ）前記ａ）工程と並行して、前記第２吐出部の複数の第２吐出口から高輝度インクの微小液滴を前記対象物に向けて吐出する工程と、
   を備え、
   前記対象物の移動方向に垂直かつ前記対象物の記録面に平行な方向において、前記複数の第２吐出口のピッチが前記複数の第１吐出口のピッチよりも大きく、
   前記ｂ）およびｃ）工程におけるインクの微小液滴の吐出制御により、予め定められた中間調領域の濃度の各階調レベルにおいて、前記高輝度インクによる平網画像を記録した場合に、当該平網画像の空間周波数が、前記低輝度インクによる平網画像の空間周波数よりも低く、階調レベルが少なくとも前記中間調領域よりも低い範囲において、前記低輝度インクによる最小描画単位のドットが前記対象物上にお互いに離間しつつランダムに配置され、前記ドットの数の密度により階調が表現されることを特徴とする画像記録方法。

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