JP3103723B2 - 記録方法および記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録方法および記録装
置に関し、詳しくは階調を有したフルカラー画像を記録
できる記録方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ドットを形成して階調画像を得る
場合、ディザ法や誤差拡散法を用いて各画素の濃度レベ
ル（ドット数等）を定め、このレベルに従ってドットを
形成することが一般的に行われていた。これらの方式に
よってもある程度の階調性を得ることができるが、さら
に良好な階調性を得るために多値ドット（互いに濃度の
異なるドット；例えば濃度の異なるインクによって形成
できる。）を用いる方式が検討されている。

【０００３】図４（ａ）はこのような方式による記録例
を示すものである。

【０００４】例えば、各画素の濃度レベルを濃ドットと
淡ドットを１種類ずつ用いて２×２のマトリクスパター
ンで表現する場合、各濃度レベルと濃および淡ドットパ
ターンとの関係は図４（ａ）に示すようなものとなる。

【０００５】図４（ｂ）は、シアン（Ｃ），マゼンタ
（Ｍ），イエロー（Ｙ）それぞれについて濃，淡ドット
を用いた多色（フルカラー）記録の場合を示す。

【０００６】このように、各色について濃，淡ドットを
用いることによりフルカラー画像を記録する場合におい
ても良好な階調性を保つことが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フルカラー
記録を行う場合には、各色インクの節約、黒を記録する
場合の解像度確保等のためにブラック（Ｂｋ）ドットを
用いる場合がある。

【０００８】すなわち、Ｃ，Ｍ，Ｙ信号から次のような
Ｂｋ信号が生成され、

【０００９】

【数１】Ｂｋ＝ＭＩＮ（Ｃ，Ｍ，Ｙ） このＢｋ生成に伴なって、Ｃ，Ｍ，Ｙ信号について次の
ようなＵＣＲ（下色除去）が行われる。

【００１０】

【数２】

【００１１】ここで、ａはＵＣＲ係数であり、ａ＝１．
０のとき１００％ＵＣＲというが、一般的には数１０％
の値をとることが多い。また、一定値（ｋ）以下の時に
はＢｋを用いない方法が一般的である。

【００１２】図４（ｃ）は上述のようにブラックドット
を用いた場合の各濃度レベルとドットパターンとの関係
を示すものである。

【００１３】すなわち、図４（ｃ）に示す例は、同図
（ｂ）に示す濃，淡ドットを用いる例において濃度レベ
ル５以上（濃ドットを用いる階調域）で、Ｙ，Ｍ，Ｃ信
号について下色除去を行い黒生成を行った場合を示す。

【００１４】しかしながら、このような場合、記録に伴
なって記録紙上に投入されるインク溶媒の総量に関する
問題を生じることがある。すなわち、図５に示すよう
に、図４（ｃ）において下色除去を行った各濃度レベル
での溶媒量は増大し、これにより、記録紙上におけるイ
ンクの溢れや垂れという問題を引き起こすことがあっ
た。

【００１５】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、インク溶媒
量の総和を抑制しインク溢れ等のない良好な記録を行う
ことが可能な記録方法および記録装置を提供することに
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
黒ドットおよび複数色の各色について濃度が異なるドッ
トを選択的に用いて被記録媒体上に画素を形成して記録
を行う記録方法において、前記画素が黒ドットおよび他
の色のドットを用いて形成されるとき、当該他の色のド
ットについてはより濃度が高いドットを用い、当該画素
の形成に用いられる前記他の色のドットの数を調整して
当該画素の濃度レベルを制御する各工程を有することを
特徴とする。

【００１７】また、黒ドットおよび複数色の各色につい
て濃度が異なるドットを選択的に用いて被記録媒体上に
画素を形成して記録を行う記録装置において、前記複数
色の信号から当該複数色の信号の下色除去をした信号お
よび黒ドットの信号を生成する黒生成回路と、前記画素
について該黒生成回路が黒ドットの信号を生成すると
き、前記複数色のそれぞれについてより濃度が高いドッ
トを用いる旨の信号を出力する選択回路と、該選択回路
が出力する前記信号に応じて前記濃度の高いドットを用
いるとともに、当該複数色のドットの数を調整して当該
画素の濃度レベルを制御する制御手段と、を具えたこと
を特徴とする。

【００１８】

【作用】以上の構成によれば、画素形成において黒ドッ
トが用いられる場合には、当該画素を形成する他の色に
ついてはより濃度の高いドットが用いられるとともに、
当該他の色のドット数が減じられて当該画素について所
定の濃度を得ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２０】図１は本発明の一実施例に係るカラープリ
ンタの構成を示すブロック図であり、本例のプリンタは
インクジェット方式を用い、また、ＮＴＳＣビデオ信号
を画像データとするものである。

【００２１】図１において、ＮＴＳＣビデオ信号はデコ
ーダ１０１に入力し、ＲＧＢ信号に変換される。その後
Ｓ／Ｈ回路・Ａ／Ｄコンバータ１０３によってデジタル
信号に変換される。すなわち、ユーザーが不図示のプリ
ントボタンをオンとすると、上述の回路によってデジタ
ル信号に変換された画像データはデータコントローラ１
０５を介してフレームメモリ１０７に取り込まれる。

【００２２】フレームメモリ１０７に取り込まれたデー
タは、画像処理部１０９において図２にて後述される処
理が行われた後、プロセスコントローラ１１７によりＤ
／Ａコンバータを介してヘッドドライバ１１３に送られ
る。これにより、ヘッドの駆動が行われてインク吐出が
行われる。

【００２３】図２は、図１に示した画像処理部１０９の
詳細を示すブロック図である。

【００２４】画像処理部１０９に入力するＲ，Ｇ，Ｂデ
ィジタルデータは、その濃度変換回路２０１で変換され
てＣ，Ｍ，Ｙ信号になる。このＣ，Ｍ，Ｙ信号は、その
最小値をＢｋとして生成するとともにＹ，Ｍ，Ｃ信号の
下色除去を行うためのＢｋ生成回路２０３を経てマスキ
ング回路２０５に入力する。

【００２５】ここでは、

【００２６】

【数３】

【００２７】というマトリクス演算が行われ、インクの
不斉色成分が補正される。

【００２８】以上のようにして得られたＢｋ′，Ｃ′，
Ｍ′，Ｙ′信号は選択回路２１１〜２１４にそれぞれ入
力する。

【００２９】各選択回路２１１〜２１４には、記録位置
（アドレス）情報が入力し、またＣ，Ｍ，Ｙの各選択回
路にはＢｋ信号データおよび対応するＣ′，Ｍ′，Ｙ′
信号データがそれぞれ入力され、それらの組み合せに応
じて吐出を行う濃または淡インクの吐出口を選択する信
号Ｓ_C ，Ｓ_M ，Ｓ_Y および各Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙインクの
吐出ドライブ信号Ｄ_Bk，Ｄ_C ，Ｄ_M ，Ｄ_Y が出力され
る。上記記録位置情報としては、例えばキャリッジ位置
をディザマトリクスサイズで割った余りとすることがで
きる。

【００３０】すなわち、選択回路２１２〜２１４では、
Ｂｋインクが吐出されると判断した時には、その出力す
る濃淡選択信号Ｓ_C ，Ｓ_M ，Ｓ_Y は濃インクの吐出口を
選択する旨の信号となる。

【００３１】以上説明した画像処理部１０９の処理によ
って形成されるドットパターンを図３（ａ）に示す。

【００３２】すなわち、図３（ａ）に示すように、Ｂｋ
ドットが形成される場合の他のＹ，Ｍ，Ｃドットは濃イ
ンクのみで形成するとともに他の部分のドット形成にお
いては、濃インクドット１つで淡インクドットいくつに
相当するかを基準としてドットの数を間引く。これによ
り、４×４のドット形成領域を有する画素内の平均的な
Ｃ，Ｍ，Ｙ濃度は図３に示す従来例と同一を示し色再現
性には影響を及ぼすことはない。そして、図３（ｂ）に
示すような状態では前述したようにインク溶媒量が非常
に多く、溢れ、垂れ等を生じるおそれがあるのに対し、
図３（ａ）に示す例では、画素全体で打ち込まれるイン
ク溶媒量を少なくすることができる。

【００３３】なお、上記処理を行う選択回路２１１〜２
１４は例えばＲＯＭ等のテーブル変換を用いることによ
り容易に実現することができる。

【００３４】なお、上記実施例では、マトリクスパター
ンによる画素形成を例に採り本発明を説明したが、ドッ
トによる他の画素形成方式を用いた場合にも本発明を適
用できることはいうまでもない。

【００３５】また、インク溶媒量の問題は生じないもの
のインクリボン等を用いた熱転写方式の記録装置にも本
発明を適用することは可能である。

【００３６】さらに、本発明の記録装置は、プリンタに
限られず、複写機等の記録装置をはじめ広く情報処理装
置の出力装置としても用いることができる。

【００３７】（その他）なお、本発明は、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として熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【００３８】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第
４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００３９】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００４０】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対して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。

【００４１】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
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チ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられた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。

【００４２】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００４３】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００４４】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。

【００４５】さらに加えて、本発明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
画像出力端末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。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば画素形成において黒ドットが用いられる場合に
は、当該画素を形成する他の色についてはより濃度の高
いドットが用いられるとともに、当該他の色のドット数
が減じられて当該画素について所定の濃度を得ることが
できる。

【００４７】この結果、各ドットが被記録媒体に打ち込
まれるインクにより形成される場合、当該打ち込まれる
インク溶媒の量を抑制することが可能となり、良好な記
録を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るプリンタのデータ処理
のための構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す画像処理部の構成を示すブロック図
である。

【図３】（ａ）は本発明の一実施例に係る画素形成を示
す模式図、（ｂ）はその比較例を示す模式図である。

【図４】（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、従来例に係る
画素形成を示す模式図である。

【図５】上記従来例の画素形成において当該画素に打ち
込まれるインク溶媒量を濃度レベル毎に表わす線図であ
る。

【符号の説明】

１００ システムコントローラ １０１ デコーダ １０３ Ｓ／Ｈ回路・Ａ／Ｄコンバータ １０５ データコントローラ １０７ フレームメモリ １０９ 画像処理部 １１１ Ｄ／Ａコンバータ １１３ ヘッドドライバ １１５ ヘッド １１７ プロセスコントローラ １１９ メモリコントローラ ２０１ 濃度変換回路 ２０３ Ｂｋ生成回路 ２０５ マスキング回路 ２１１ ブラック選択回路 ２１２ シアン選択回路 ２１３ マゼンタ選択回路 ２１４ イエロー選択回路

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 黒ドットおよび複数色の各色について濃
   度が異なるドットを選択的に用いて被記録媒体上に画素
   を形成して記録を行う記録方法において、 前記画素が黒ドットおよび他の色のドットを用いて形成
   されるとき、当該他の色のドットについてはより濃度が
   高いドットを用い、 当該画素の形成に用いられる前記他の色のドットの数を
   調整して当該画素の濃度レベルを制御する各工程を有す
   ることを特徴とする記録方法。
2. 【請求項２】 黒ドットおよび複数色の各色について濃
   度が異なるドットを選択的に用いて被記録媒体上に画素
   を形成して記録を行う記録装置において、 前記複数色の信号から当該複数色の信号の下色除去をし
   た信号および黒ドットの信号を生成する黒生成回路と、 前記画素について該黒生成回路が黒ドットの信号を生成
   するとき、前記複数色のそれぞれについてより濃度が高
   いドットを用いる旨の信号を出力する選択回路と、 該選択回路が出力する前記信号に応じて前記濃度の高い
   ドットを用いるとともに、当該複数色のドットの数を調
   整して当該画素の濃度レベルを制御する制御手段と、 を具えたことを特徴とする記録装置。
3. 【請求項３】 前記黒ドットおよび前記複数色それぞれ
   の濃度が異なるドットは、インクジェットヘッドのそれ
   ぞれ異なる吐出口から吐出されるインクによって形成さ
   れることを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 【請求項４】 前記インクジェットヘッドは、熱エネル
   ギーを利用してインクに気泡を生じさせ該気泡の生成に
   伴ってインクを吐出することを特徴とする請求項３に記
   載の記録装置。