JP6061509B2 - データ生成装置、データ生成方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明はデータ生成装置、データ生成方法およびプログラムに関するものである。

インクを吐出する複数の記録ノズルを配列した吐出ヘッドを記録走査方向に記録媒体に対して相対的に走査させながらインクの吐出を行う記録走査と、記録走査方向と交差する方向である副走査方向に記録媒体の搬送を行う副走査と、を繰り返し行うことで画像の形成を行う記録方法が知られている。このような記録方法では、記録媒体の単位領域に対して複数回の記録走査を伴うインクの吐出によって画像を完成させる。

近年、インクの吐出により画像を形成するインクジェット記録分野では求められる記録画像の画質が高まってきており、濃度ムラが少なく粒状感が低い記録画像が求められている。濃度ムラや粒状感の悪化させる要因の一つに、同一の記録走査によって吐出された複数のインク滴が記録媒体上にて定着する前の液体の状態で接することで生じるビーディングがある。このビーディングを抑制する方法として、特許文献１には以下のようなものが開示されている。これはマスクパターンにおける記録を定めた記録許容画素の配置を、ドットの斥力ポテンシャルを用いて定めるものである。この技術によれば画像を形成する途中段階において同一の記録走査で吐出されたインク滴によって記録媒体上に形成されたドットを分散させて配置することができるため、これらのドットの間に起こるビーディングの発生を抑制することができる。

一方、近年ではインクジェット記録分野では印刷物の用途が多様化してきており、それに応じて様々な種類のインクや記録媒体が使用されている。その一例として、特許文献２には以下のようなインクと記録媒体が開示されている。特許文献２では、耐擦過性に優れた印刷物を得るために樹脂エマルジョンを含有したインクを用いて非多孔質基材で構成された記録媒体に記録を行っている。

特開２００６−４４２５８号公報 特開２００５−２２０３５２号公報

しかしながら、発明者らの検討の結果、上述の同一の記録走査によって吐出されたインク滴が分散して記録媒体上に着弾させたとしても、インクや記録媒体の種類によっては濃度ムラや粒状感が十分に抑制できていないことがあることが見出された。これは、樹脂エマルジョンを含有するインクを使用する場合や、表面が樹脂で形成されることで非吸水性あるいは難吸水性を示す記録媒体を用いる場合に特に顕著に現れるものであることも重ねて見出された。

以下にこの課題について詳細に説明する。

図１（ａ）はあるＮ回目までの記録走査によって吐出されたインク滴によって形成されたドットの形成状態を、図１（ｂ）はＮ回目の次の記録走査であるＮ＋１回目までの記録走査によって吐出されたインク滴によって形成されたドットの形成状態を示している。

Ｎ回目までの記録走査では、図１（ａ）に示されるように、記録媒体において形成されるドット６０１は互いに接触しないような位置に配置される。次にＮ＋１回目の記録走査によって記録を行う際にも同様に、記録媒体においてＮ＋１回目の記録走査によって吐出されたインクによって形成されるドット６０２同士が互いに接触しない位置に配置される。

このドット６０１の近接画素に着弾したドット６０２が、ドット６０１に引き寄せられるように移動することが、上述の画質への影響の原因であると考えるに至った。

Ｎ回目の記録走査までの記録走査によって吐出されるインク滴によって形成されたドット６０１は記録媒体の表面上に定着する。そのため、Ｎ＋１回目の記録走査によって吐出されるインク滴が記録媒体上に着弾する際、ドットが形成されうる場所は、Ｎ回目の記録走査までで形成されたドット６０１と接触しない領域か、ドット６０１と接触する領域か、のいずれかの領域である。

ここで、ドット６０１の表面と記録媒体の表面６００の表面とでインクとの親和性が異なっている場合には、以下のような現象が発生すると考えられる。

Ｎ＋１回目の記録走査によってインク滴が図１（ｂ）のようにドット上６０１と接するような位置に着弾した場合、ドット上６０１はインクとの親和性が高いため、Ｎ＋１回目の記録走査によって吐出されたインク滴は図１（ｂ）の矢印方向に引き寄せられることになる。この結果、図１（ｃ）に示すように、Ｎ＋１回目の記録走査によって吐出されたインク滴はドット上６０１の方向に偏って定着してしまう。このようなことになると、記録画像に濃度ムラが発生する虞がある。

本発明は上記の課題を鑑みて為されたものであり、記録画像の濃度ムラを抑制し、高画質な画像を記録することが可能なデータを生成する方法、および装置を提供することを目的の一つとするものである。

そこで本発明は、液体を吐出する吐出ヘッドを記録媒体に対して相対的に走査させながら前記液体の吐出を行うことで前記記録媒体に前記液体によるドットを形成する記録走査を前記記録媒体の単位領域に対して三回以上行うことにより画像を形成するために用いられる記録データを生成するデータ生成装置であって、画素間の距離と、前記液体の前記記録媒体上でのドット径と、に基づいて、各記録走査により前記単位領域に形成される前記ドットの個数の累積が、前記単位領域に形成される二つの前記ドットが接触せず、かつ、隣接する二つの前記ドット間の距離が前記ドットの径を超えない条件でドットを配置させた場合に配置できる前記ドットの個数の最大の個数となるために要する前記液体の吐出量の累積である第１の吐出量と、それぞれ前記単位領域内の複数の画素それぞれに対するインクの吐出または非吐出を定める複数のドット配置パターンと、を決定する決定手段と、前記決定手段によって決定された前記複数のドット配置パターンに基づいて、前記記録データを生成する生成手段と、を有し、前記決定手段は、前記単位領域に形成される二つの前記ドットが接触しないように、各画素に対するインクの吐出または非吐出が定められた第１の前記ドット配置パターンと、前記単位領域に形成される複数の前記ドットのうち少なくとも５０％の前記ドットが、前記第１のドット配置パターンによって形成された少なくとも４つの前記ドットと接触するように、各画素に対するインクの吐出または非吐出が定められた第２の前記ドット配置パターンと、について、前記画素間の距離と前記液体の前記記録媒体上でのドット径に応じて互いに異なる前記第１のドット配置パターンと前記第２のドット配置パターンの組み合わせを前記複数のドット配置パターンに決定し、前記生成手段は、（ｉ）前記液体の吐出量の累積が前記決定手段によって決定された前記第１の吐出量に達するまでは、前記決定手段によって決定された前記複数のドット配置パターンのうちの前記第１のドット配置パターンを用いて前記記録データを生成し、（ｉｉ）前記液体の吐出量の累積が前記決定手段によって決定された前記第１の吐出量に達してからは、前記決定手段によって決定された前記複数のドット配置パターンのうちの前記第２のドット配置パターンを用いて前記記録データを生成することを特徴とする。

本発明一例の画像データ生成方法によれば、記録媒体の表面とドット上のインクに対する親和性の違いに由来する濃度ムラを抑制し、良好な画質の画像を得ることが可能である。

先に形成されたドットと接触する位置にインク滴が吐出された際のインク滴の挙動を示す図である。 本発明の実施形態で適用する記録装置の斜視図である。 本発明の実施形態で適用する記録装置の内部機構を説明するための側面図である。 本発明の実施形態で適用する吐出ヘッドに設けられた記録ノズルを示すための図である。 本発明の実施形態で適用する一般的なマルチパス記録方法を説明するための図である。 本発明の実施形態で適用する一般的なマルチパス記録方法を行う際に適用するドット配置パターンを示す図である。 本発明の実施形態における制御系の構成の概略を示すブロック図である。 本発明の実施形態におけるドット径を算出するための表を示す図である。 本発明の第１の実施形態におけるドット配置パターンを部分的に示す図である。 本発明の第２の実施形態における画素間距離とドット径からドット配置パターンと第１の吐出量を算出する表を示す図である。 本発明の第２の実施形態においてＲ＜ｄ≦√２×Ｒを示す場合の画像形成過程を示す図である。 本発明の第２の実施形態において√２×Ｒ＜ｄ≦２×Ｒ、２×Ｒ＜ｄ≦２√２×Ｒを示す場合の画像形成過程を示す図である。 本発明の第２の実施形態を適用する際に用いる制御系を示す図である。

（第１の実施形態）
以下に本発明の第１の実施形態を詳細に説明する。

図２は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を部分的に示す斜視図であり、図３は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を部分的に示す側面図である。

インクジェット記録装置の内部には筐体１が設けられており、この筐体１の上部にプラテン２が配置されている。プラテン２には、記録媒体３をプラテン２に吸着させて浮き上がらないようにするために多数の吸引孔３４が形成されている。この吸引孔３４はダクト３５と繋がっており、さらにダクト３５の下部に吸引ファン３６が配置され、この吸引ファン３６が動作することでプラテン２に対する記録媒体３の吸着を行っている。

さらに筐体１の長手方向に設置されたメインレール５に、記録走査方向Ｘに往復移動するキャリッジ６が支持されている。キャリッジ６は、インクジェット方式の吐出ヘッド７を搭載している。なお、吐出ヘッド７は、発熱体を用いたサーマルジェット方式、圧電素子を用いたピエゾ方式等、さまざまなインクジェット記録方式を適用することが可能である。キャリッジモータ８は、キャリッジ６を記録走査方向Ｘに移動させるための駆動源であり、その回転駆動力はベルト９でキャリッジ６に伝達される。

記録媒体３は、ローラ状の給紙媒体２３から給紙される。記録媒体３としては、種々の媒体を使用することが可能であるが、本発明は非吸水性の媒体を使用する際に特に顕著な効果を得ることができる。この非吸水性の媒体とは、例えばポリ塩化ビニルシートなどの低吸水性の樹脂で記録表面が形成されているものが挙げられる。

記録媒体３は、プラテン２の上で吐出ヘッドの記録走査方向Ｘと直交する副走査方向Ｙに搬送される。記録媒体３は、先端をピンチローラ１６と搬送ローラ１１に挟持され、搬送ローラが駆動することによって搬送が行われる。またプラテン２より副走査方向Ｙの下流では記録媒体３はローラ３１と排紙ローラ３２に挟持され、さらにターンローラ３３を介して記録媒体３は巻取りローラ２４に巻きつけられている。

本実施形態ではプラテン２と対向する位置に位置する第１ヒータ２５と、プラテン２より副走査方向Ｙの下流側でありプラテン２と対向する位置に位置する第２ヒータ２７からの熱により液体状のインクに含有される色材の記録媒体３上への定着を図る。

第１ヒータ２５は第１ヒータカバー２６に、第２ヒータ２７は第２ヒータカバー２８にそれぞれ覆われており、これらの第１ヒータカバー２６および第２ヒータカバー２８はそれぞれのヒータの熱を紙面に効率良く照射する機能と、それぞれのヒータの保護の機能とを担っている。第１ヒータ２５はインクに含有される水分を蒸発させ、インク滴の粘度を上昇させるために設けられており、吐出ヘッド７よりインクが吐出される際には記録媒体は既に均一に加熱されている。本実施形態では第１ヒータの温度は記録媒体の表面が６０℃となるような温度に設定している。なお、第１ヒータ２５から熱を受ける段階ではインクが記録媒体３上で完全に定着する必要はなく、ある程度粘度が上昇し、記録媒体３上でのインクの流動性が低下する程度で良い。第１ヒータ２５の加熱方法としては、温風ヒータ、赤外線ヒータ、記録媒体に接触する熱伝導型ヒータなど種々のものを用いることができるが、特に赤外線ヒータが好ましい。

また、第２ヒータ２７では第１ヒータ２５よりも高温で加熱を行い、インクに含有される樹脂を皮膜化させ、インク滴を記録媒体３上に完全に定着させる。本実施形態においては記録媒体の表面温度が１００℃になるような温度に設定している。

なお、本実施形態では第１ヒータと第２ヒータで二段階に分けて加熱を行う形態を採用したが、本発明はこの形態に限定されるものではなく、三段階以上の段階に分けて加熱を行う形態、あるいは一段階だけで加熱を行う形態のいずれにも適用することが可能である。

本実施形態で使用するインクについて詳細に説明する。

本実施形態で使用するシアンインクは、シアン分散液に以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ２．５μｍのミクロフィルター（富士フイルム製）にて加圧濾過し、顔料濃度１．５質量％、分散剤濃度１．５質量％に調製することで生成する。なお、以下の記載において、部、％と記載しているものは特に断わらない限り質量基準である。
シアン分散液 ：１５部
ＪＯＮＣＲＹＬ ５３８Ｊ（ＭＦＴ＝５０℃） ：７部
ピロリジノン ：２０部
１，２−ヘキサンジオール ：３部
ポリエチレングリコール（分子量１０００） ：４部
フルオロアルキルポリエチレンオキシド ：０．５部
イオン交換水 ：５０．５部

本実施形態では、最低造膜温度（以下、ＭＦＴと記載）が５０℃のＪＯＮＣＲＹＬ（アクリルエマルジョン、ＢＡＳＦ社製、固形分４５質量％、平均粒子径＝１００ｎｍ）を樹脂エマルジョンとして使用する。

また、シアン分散液は以下のように生成する。ベンジルアクリレートとメタクリル酸を原料として、常法により、酸価２５０、数平均分子量３０００のＡＢ型ブロックポリマーを作り、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な５０質量％ポリマー水溶液を作製する。また、上記のポリマー溶液を１８０ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を１００ｇおよびイオン交換水を２２０ｇを混合し、機械的に０．５時間撹拌する。次に、マイクロフリュイダイザーを使用し、この混合物を、液体圧力約７０ＭＰａ下で相互作用チャンバ内に５回通すことによって処理する。更に、上記で得た分散液を遠心分離処理（１２，０００ｒｐｍ、２０分間）することによって、粗大な粒子を含む非分散物を除去してシアン分散液とする。なお、得られたシアン分散液は、その顔料濃度が１０質量％、分散剤濃度が１０質量％であった。

本実施形態ではＬＬＳＰ２０１１３Ｓ（桜井株式会社製）を記録媒体３として使用した。このＬＬＳＰ２０１１３Ｓは塩化ビニルシートで構成されているため、非吸水性を示す。

なお、本実施形態における記録媒体の表面とドット上とのインクの親和性を評価するため、本実施形態では記録媒体の表面とドット上におけるそれぞれの表面張力を測定する。以下にその測定の手法の一例を示す。

この評価方法は、使用する記録媒体上での所定の液体の接触角と媒体表面に一面に形成されたインクの層上での所定の液体の接触角とを測定することにより評価するものである。

本実施形態では協和界面科学株式会社製の固液界面解析装置ＤｒｏｐＭａｓｔｅｒ７００（商品名）および表面自由エネルギー解析アドインソフトウェアＦＡＭＡＳ（商品名）を用いて表面張力の測定を行う。表面自由エネルギーγが既知の液体試料としては純水（γ＝７２．８ｍＪ／ｍ^２）、ホルムアルデヒド（γ＝５８．１ｍＪ／ｍ^２）、１−ブロモナフタレン（γ＝４３．５ｍＪ／ｍ^２）の三つの溶液を使用できる。本実施形態で使用する記録媒体ＬＬＳＰ２０１１３Ｓ上に本実施形態で使用するシアンインクを着弾させ、６０℃にて加熱することで定着させた印字済みの記録媒体と、ＬＬＳＰ２０１１３Ｓにインクを着弾させていない印字前の記録媒体と、の二つを記録媒体試料として使用する。測定は、各記録媒体試料を６０℃に加熱した状態で、固液界面解析装置ＤｒｏｐＭａｓｔｅｒ７００にセットし、上記の各液体試料（０．５ｍｌ）を液滴の状態で各記録媒体試料に接触させる。そして、接触から１．３ｓ後の固液間の接触角を測定する。記録媒体試料ごとに、取得した各液体試料との接触角を表面自由エネルギー解析アドインソフトウェアＦＡＭＡＳに転送し、各記録媒体試料の表面自由エネルギーγを算出する。得られた結果としては、本実施形態における記録媒体の表面に対応する印字前の記録媒体はγ＝２９．３ｍＪ／ｍ^２を示し、ドット上に対応する印字済みの記録媒体はγ＝５６．１ｍＪ／ｍ^２を示す。

図４は本発明の実施形態に用いる吐出ヘッド７と、吐出ヘッド７に設けられたノズル１０の配列を示す。

吐出ヘッド７には、インクを吐出するノズル１０が複数設けられている。本実施形態の各ノズル列は、副走査方向Ｙに沿って、１２００ｄｐｉの密度で配列された１２８０個のノズル１０から構成されている。

本実施形態における吐出ヘッド７は、フルカラー画像の記録を可能とするため、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクを吐出するノズル列を記録走査方向Ｘに沿って順次配列したヘッド構成となっている。

本実施形態では、記録媒体上の単位領域に対して複数回の記録走査を行うことによって画像を形成する、いわゆるマルチパス記録方法を用いる。以下に一般的なマルチパス記録方法について詳細に説明する。

図５は４回の記録走査により記録媒体上の単位領域に対して画像を形成する、一般的なマルチパス記録方法について示す図である。

特定のインクを吐出する吐出ヘッド７に設けられた複数のノズル１０は、副走査方向に沿って４つのノズルグループ２０１、２０２、２０３、２０４に分割される。

図６はそれぞれのノズルグループ２０１、２０２、２０３、２０４に対して設定されているドット配置パターンを示す図である。

ここで各ドット配置パターン２２１、２２２、２２３、２２４において黒く塗りつぶされている画素はインクの吐出を行う画素を、白抜けで表されている画素はインクの吐出を行わない画素を表している。

同一の吐出ではそれぞれのドットは離散配置を配置されることが好ましい。そのため、各ドット配置パターンはすべて離散配置を取るように設定されている。

１回目の記録走査では、記録媒体３上の領域２１１に対してノズルグループ２０１からドット配置パターン２２１に従ってインクが吐出される。この結果、記録媒体上では図６のＡに示すような画像が形成される。

次に、記録媒体を吐出ヘッド７に対して副走査方向に沿ってＬ／４の距離だけ相対的に搬送する。

この後に２回目の記録走査を行う。２回目の記録走査では、記録媒体上の領域２１１に対してはノズルグループ２０２からドット配置パターン２２２に、領域２１２に対してはノズルグループ２０３からドット配置パターン２２１に従ってインクが吐出される。この２回目の記録走査の結果、記録媒体３には図６のＢに示すような画像が形成される。

以下、吐出ヘッドの記録走査と記録媒体の相対的な搬送を順次繰り返す。この結果、４回目の記録走査が行われた後には、記録媒体３には図６のＤに示すように領域２１１におけるすべての画素に対してインクの吐出が行われ、領域２１１において画像が完成される。

なお、本実施形態で用いるマルチパス記録方式の記録走査の回数は四回に限定されるものではないが、記録走査を三回以上行う際に特に顕著な効果を発揮する。

図７は本実施形態における制御系の概略構成を示すブロック図である。

操作パネル３０１には各種のスイッチが備えられており、ここで各種の動作を指示することで画像形成装置の操作を行う。

また、画像形成装置１００は、演算、選択、判別、制御などの処理制御を行なうＣＰＵ３０２が備えられている。またＰＣなどの上位装置３０３から転送された多値の画像データを一時的に記憶する受信バッファ３０４、またＣＰＵ３０２の演算途中のデータを一時的に記憶するＲＡＭ３０５が備えられている。またＲＯＭ３０６はＣＰＵ３０２によって実行すべき制御プログラムや、本実施形態で使用される単一ドット径情報格納部３０７、記録情報格納部３０８が備えられている。

図８は本実施形態における単一ドット径情報格納部３０７に格納されている単一ドット径を算出するためのテーブル図を示している。

単一ドット径情報格納部３０７には、記録媒体上に形成されたドットの径に関する情報である単一ドット径情報が格納されている。通常、ドット径ｄは記録媒体の種類や記録条件によって変化する。よって単一ドット径情報格納部３０７では記録媒体の種類や記録条件ごとのドット径の情報が図４のように数値データとして格納されている。なお、本実施形態においては、ドット径ｄを定める項目として記録媒体の種類と紙面温度を挙げているが、ドット径ｄを定める条件としてその他の項目を追加しても何ら問題はない。

なお、ドットの形状が正円となる場合にはその直径をドット径として扱い、楕円となる場合にはその径のうち最も長い径をドット径として扱う。

また、記録情報格納部３０８には、各記録走査で適用するドット配置パターンの情報や、各記録走査で吐出するインクの吐出量の情報がデータとして格納されている。

さらに画像形成装置１００は、記録の制御を行う記録制御部３０９、記録媒体３の搬送の制御を行うモーターコントロール部３１０、吐出ヘッド７のコントロールを行う吐出ヘッドコントロール部３１１が備えられている。また、必要に応じて外部記憶装置３１２が備えられていても良い。

以下に本実施形態におけるドット配置パターンについて詳細に説明する。

図９は本実施形態に適用するドット配置パターンの一例を示したものである。

本実施形態ではＮ＋１回目の記録走査によってインクの吐出を行う場合、Ｎ回目までの記録走査によって形成された他のドットと接さない位置か、少なくとも四つの他のドットと接触する位置か、のいずれかの位置にのみインクの吐出を行う。

図９（ｂ）においてＮ＋１回目の記録走査にて他のドットと接さない位置６１０にインクを着弾させた場合、インクの偏りは発生しない。そのため、図９（ｃ）に示すドット６２０ように特定の方向に偏って定着することはない。

一方、図９（ｂ）においてＮ＋１回目の記録走査にて四つのドットと接触する位置６１２に着弾させた場合、インク滴には記録媒体上で矢印方向で示すような対称する四つの方向にほぼ同等の大きさの力が働く。その結果、図９（ｃ）に示すようにドット６２２はある程度広がって定着する。この場合、ドット６２２は他のドットと接さない位置に形成されたドット６２０よりも大きくなるが、特定の方向に偏って定着することはなく、また、形状も円形を保つことできる。このため、記録媒体の表面とドット上に対するインクの親和性の違いに由来する濃度ムラを抑制することが可能である。

なお、濃度ムラを抑制する効果を強めるためには、できる限り多くのインク滴をその着弾前に形成された他のドットと接さない位置か、対称する位置にある少なくとも四つの他のドットと接触する位置か、のいずれかの位置に着弾させることが好ましいが、必ずしも全てのインク滴をそれらの位置に着弾させる必要はない。本発明の効果を得るためには、画像を完成する為に必要なインク滴のうち５０％以上のインク滴がそれらの位置に着弾することが好ましく、７５％以上のインク滴がそれらの位置に着弾することが更に好ましい。

また、Ｎ＋１回目の記録走査にて四つのドットと接触する位置にインクの吐出を行う場合、前記四つのドットは対称する位置にあり、正方格子の各格子点を構成していることが特に好ましいが、本発明はこの形態に限定されるものではない。

（第２の実施形態）
第１の実施形態ではある記録走査によってインクの吐出を行う際、それまでの記録走査によって記録媒体上に形成されたドットの位置にしたがって吐出を行う位置を順次決定していた。

これに対して本実施形態は、記録を許容する記録許容画素と記録を非許容する非記録許容画素の配列によって形成されたマスクパターンを用いて画像の記録に用いられるデータを生成するデータ生成装置であって、画素の間の距離（以下、画素間距離と記載）と、記録媒体上におけるドットの径のデータ（以下、ドット径と記載）と、を得ることで、二つのドットが接触せず、かつ、二つのドット間の距離がドット径を超えない条件でドットを配置させた場合に配置できるドットの個数の最大の個数を配置し、かつ、二つのドットが接触しないような配置パターン（以下、離散配置パターンと記載）を形成するために必要なインクの吐出量である第１の吐出量Ｍと、その際のドット配置パターンの情報を取得することで画像の形成を行うものに関する。

以下に本実施形態におけるドット配置パターンおよび画像形成過程について詳細に説明する。

本実施形態では、まず画素の間の距離とドット径から第１の吐出量Ｍを取得する。

次に、インクの吐出量がＭとなるドット配置パターンのうち離散配置パターンとなり、かつ、記録媒体にドットを形成した際に、形成されたドットが互いに補完し合うようなドット配置パターンである第１のドット配置パターンと第２のドット配置パターンに関する情報を取得する。

図１０は画素の間の距離Ｒとドット径ｄの値に応じたそれぞれの第１及び第２のドット配置パターン、及び吐出量Ｍの関係を示す。

本実施形態では、画素の間の距離とドット径から以下の三つの第１のドット配置パターンと第２のドット配置パターンの組み合わせを用いる。

Ｒ＜ｄ≦√２×Ｒの場合、第１の吐出量Ｍは全画素の５０％であるため、図１０に示す第１及び第２のドット配置パターンを用いる。

図１１（ａ）〜（ｃ）はこの第１および第２のドット配置パターンを使用して画像を形成する過程を示す。

まず、一回目の記録走査からの吐出量の累積が第１の吐出量（Ｍ）となる第１の回の記録走査までの記録走査においては第１のドット配置パターンを適用する。そのため、図１１（ａ）に示すように、一回目の記録走査から第１の回の記録走査までの記録走査では、インクは該記録走査よりも前の記録走査によって形成されたドット６０１とは接触しない位置６１０に着弾する。この結果、インクが特定の方向に偏って定着することはない。なお、一回目の記録走査から第１の回の記録走査までの記録走査の中においては、それぞれの画素に何回目の記録走査でインクの吐出を行うかは任意である。

このようにして、図１１（ｂ）に示すように累積の吐出量が第１の吐出量となる第１の回の記録走査までの記録走査を行う。

次に、第１の回の記録走査の次の記録走査から、一回目の記録走査からの吐出量の累積が第１の吐出量の二倍（２Ｍ）となる第２の回の記録走査までの記録走査においては第２のドット配置パターンを適用する。第２のドット配置パターンにてインクが吐出される画素と、第１のドット配置パターンにてインクが吐出される画素と、は互いに補完するように設定されている。そのため、図１１（ｃ）に示すように、第１の回の記録走査の次の記録走査から第２の回の記録走査までの記録走査では、インクは第１の回の記録走査までの記録走査によって形成された対称する位置にある四つのドット６０１と接触する位置６１２に着弾する。したがって、インク滴には図１１（ｃ）の矢印で示す四方向にほぼ同等の大きさの力が働く。その結果、特定の方向へのドットの偏りを最小限に抑制することができる。なお、一回目の記録走査から第１の回の記録走査までの記録走査の場合と同様に、第１の回の記録走査の次の記録走査から第２の回の記録走査までの記録走査では、それぞれの画素に何回目の記録走査でインクの吐出を行うかは任意である。

以上のように累積の吐出量が第１の吐出量の二倍となる第２の回の記録走査までの記録走査を行う（図１１（ｄ））。

以上では画素の間の距離Ｒとドット径ｄがＲ＜ｄ≦√２×Ｒの関係を有する場合について記載したが、本実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち画素の間の距離Ｒとドット径ｄに応じて第１のドット配置パターン、第２のドット配置パターンおよび第１の吐出量Ｍを適切な値に設定することで様々な状況に対応することが可能である。

以下に√２×Ｒ＜ｄ≦２×Ｒ、２×Ｒ＜ｄ≦２√２×Ｒの関係を示す場合における本実施形態について説明する。

図１２は√２×Ｒ＜ｄ≦２×Ｒ、２×Ｒ＜ｄ≦２√２×Ｒの関係を示す場合におけるそれぞれの画像形成過程を示す図である。

√２×Ｒ＜ｄ≦２×Ｒの場合、第１の吐出量は全画素の２５％であるため、図１０（ｂ１）に示す第１のドット配置パターンと、図１０（ｂ２）に示す第２のドット配置パターンが用いられる。他の構成および動作はＲ＜ｄ≦√２×Ｒの関係を示す場合と同様である。

図１２に第１の回の記録走査によってインクが吐出された直後の記録媒体に形成されている画像（図１２（ｂ１））と、第２の回の記録走査によってインクが吐出された直後の記録媒体に形成されている画像（図１２（ｂ２））を示す。

Ｒ＜ｄ≦√２×Ｒの関係を示す場合と同様に、第１の回の記録走査までの記録走査では、第１のドット配置パターンを使用する。そのため、インクはそれまでの記録走査によって形成されたドット６０１と接さない位置６１０に着弾し、親和性の違いに由来するインク滴の濃度ムラが発生することはない。

一方、第１の回の記録走査の次の記録走査から第２の回の記録走査までの記録走査では第２のドット配置パターンを使用する。そのため、インクは第１の回の記録走査までの記録走査で形成された対称する位置にある四つのドット６０１と接する位置６１２に着弾する。したがって、対称的な方向である図の四つの矢印方向に対して均等の力で引き寄せられるため、ドットの特定の方向に偏った定着を抑制できる。

２×Ｒ＜ｄ≦２√２×Ｒの場合も同様に、図１０に示すように第１の吐出量を１２．５％と設定し、第１のドット配置パターン（ｃ１）および第２のドット配置パターン（ｃ２）を選択することにより、図１２（ｃ１）および（ｃ２）に示すように、同様にドットの偏った定着を抑制することが可能である。

なお、第２の回の記録走査が終了しても、未だにインクの着弾が行われていない画素が存在する場合がある。しかし、第２の回の記録走査より後の記録走査では記録媒体はほぼすべての領域がインクで被覆されているため、いずれの位置にインクを着弾させてもそれまでの記録走査で形成された四つ以上のドットと接触する。このため、記録媒体とドット上のインクの親和性の違いに由来する濃度ムラは発生しにくい。すなわち、第２の回の記録走査より後の記録走査では未だインクの吐出が行われていない画素に対して任意の記録走査にて記録を行うことが可能である。

次に、実際に画像データから記録媒体上の単位領域に画像を記録する際の過程を詳細に説明する。

図１３は本実施形態における画像の記録の過程を表すフローチャートを示す図である。

Ｓ１００１では、上位装置３０３から転送されてきた画像データ情報から記録媒体３上の単位領域に対して画像を形成するために必要なインク総吐出量を取得する。

Ｓ１００２では、上述した単一ドット径情報部３０７において、記録媒体３の種類や紙面温度等の情報からから記録媒体上に形成されるドット径ｄの情報を取得する。

Ｓ１００３では、記録情報格納部３０８において、画素の間の距離ＲとＳ１００２で取得したドット径ｄから第１の吐出量Ｍ、第１のドット配置パターンおよび第２のドット配置パターンが一義的に決定される。

Ｓ１００４では、Ｓ１００１で取得したインク総吐出量と第１の吐出量以上であるかを判定する。インク総吐出量が第１の吐出量未満である場合は、インクは記録媒体上で互いに接触しない位置に吐出される。一方、インク総吐出量が第１の吐出量以上である場合、Ｓ１００５以下の段階へと移行する。

Ｓ１００５では、各記録走査でのインク吐出量を第１の吐出量Ｍ以下に設定し、Ｓ１００３で決定した第１のドット配置パターンに沿って記録走査を行う。

Ｓ１００６では、それまでの記録走査でのインク吐出量の累積が第１の吐出量Ｍに達したか否かを判定する。累積のインク吐出量が第１の吐出量Ｍ未満の場合、Ｓ１００５の段階に戻り、次の記録走査でも第１のドット配置パターンに沿って記録を行う。累積のインク吐出量がＭと等しくなった場合、Ｓ１００７の段階へ移行する。

Ｓ１００７では、各記録走査でのインク吐出量を第１の吐出量Ｍ以下に設定し、Ｓ１００３で決定した第２のドット配置パターンに沿って記録走査を行う。

Ｓ１００８では、それまでの記録走査でのインク吐出の累積が第１の吐出量Ｍの二倍（２Ｍ）に達したか否かを判定する。累積のインク吐出量が第１の吐出量の二倍未満の場合、Ｓ１００９の段階へ移行する。一方、累積のインク吐出量が第１の吐出量の二倍に等しくなった場合、Ｓ１０１０の段階へと移行する。

Ｓ１００９では、累積のインク吐出量がインク総吐出量に達したか否かを判定する。累積のインク吐出量がインク総吐出量未満である場合、Ｓ１００７の段階に戻り、次の記録走査でも第２のドット配置パターンに沿って記録を行う。一方、累積のインク吐出量がインク総吐出量に達した場合、記録動作は終了となる。

Ｓ１０１０では、インクが記録媒体上で互いに接触しない位置に着弾するように記録走査を行う。この段階は、累積のインク吐出量がインク総吐出量に達するまで続けられる。累積のインク吐出量がインク総吐出量に達した場合、記録動作は終了となる。

以上説明したように、本発明に記載の画像記録方法によれば、記録媒体上に形成されたドット上と記録媒体の表面のインクとの親和性の違いに由来する濃度ムラを抑制し、良好な画質の画像を得ることが可能である。

なお、各実施形態には画像形成方法について記載したが、無論本発明は画像形成方法に限定されるものではなく、本発明に記載の画像形成方法を行うためのデータを生成するデータ生成装置やデータ生成方法、該データ生成方法を画像形成装置のコンピュータに実行させるためのプログラム等、広く適用することが可能である。

また、本発明は液体が記録媒体の表面上に定着する画像記録方法全般に有効に適用することができるが、樹脂エマルジョンを含有し、インク滴の着弾後に熱を加えることで記録媒体の表面に皮膜を形成し定着する、いわゆる熱硬化型のインクを使用して画像を形成する際に使用する記録データを生成するデータ生成装置およびデータ生成方法に特に有効である。

また、本発明は少なくとも液体が着弾する表面部が樹脂によって構成されることで、非吸水性または難吸水性を示す記録媒体を用いる形態について記載したが、ここで記載の記録媒体は完全に撥水性の記録媒体に限定されるものではなく、ある程度水分の吸収性が低い記録媒体を使用して画像を形成する際に使用する記録データを生成するデータ生成装置およびデータ生成方法ならば本発明を有効に適用可能である。

３ 記録媒体
７ 吐出ヘッド
１０ ノズル
３０２ ＣＰＵ
３０５ ＲＡＭ
３０６ ＲＯＭ
３０７ 単一ドット径情報格納部
３０８ 記録情報格納部
６０１ ドット
６１０ ドットと接触しない位置にある画素
６１２ 対称する４つのドットと接触する位置にある画素

Claims (13)

1. 液体を吐出する吐出ヘッドを記録媒体に対して相対的に走査させながら前記液体の吐出を行うことで前記記録媒体に前記液体によるドットを形成する記録走査を前記記録媒体の単位領域に対して三回以上行うことにより画像を形成するために用いられる記録データを生成するデータ生成装置であって、
   画素間の距離と、前記液体の前記記録媒体上でのドット径と、に基づいて、各記録走査により前記単位領域に形成される前記ドットの個数の累積が、前記単位領域に形成される二つの前記ドットが接触せず、かつ、隣接する二つの前記ドット間の距離が前記ドットの径を超えない条件でドットを配置させた場合に配置できる前記ドットの個数の最大の個数となるために要する前記液体の吐出量の累積である第１の吐出量と、それぞれ前記単位領域内の複数の画素それぞれに対するインクの吐出または非吐出を定める複数のドット配置パターンと、を決定する決定手段と、
   前記決定手段によって決定された前記複数のドット配置パターンに基づいて、前記記録データを生成する生成手段と、を有し、
   前記決定手段は、前記単位領域に形成される二つの前記ドットが接触しないように、各画素に対するインクの吐出または非吐出が定められた第１の前記ドット配置パターンと、前記単位領域に形成される複数の前記ドットのうち少なくとも５０％の前記ドットが、前記第１のドット配置パターンによって形成された少なくとも４つの前記ドットと接触するように、各画素に対するインクの吐出または非吐出が定められた第２の前記ドット配置パターンと、について、前記画素間の距離と前記液体の前記記録媒体上でのドット径に応じて互いに異なる前記第１のドット配置パターンと前記第２のドット配置パターンの組み合わせを前記複数のドット配置パターンに決定し、
   前記生成手段は、（ｉ）前記液体の吐出量の累積が前記決定手段によって決定された前記第１の吐出量に達するまでは、前記決定手段によって決定された前記複数のドット配置パターンのうちの前記第１のドット配置パターンを用いて前記記録データを生成し、（ｉｉ）前記液体の吐出量の累積が前記決定手段によって決定された前記第１の吐出量に達してからは、前記決定手段によって決定された前記複数のドット配置パターンのうちの前記第２のドット配置パターンを用いて前記記録データを生成することを特徴とするデータ生成装置。
2. 液体を吐出する吐出ヘッドを記録媒体に対して相対的に走査させながら前記液体の吐出を行うことで前記記録媒体に前記液体によるドットを形成する記録走査を前記記録媒体の単位領域に対して三回以上行うことにより画像を形成するために用いられる記録データを生成するデータ生成装置であって、
   画素間の距離と、前記液体の前記記録媒体上でのドット径と、に基づいて、各記録走査により前記単位領域に形成される前記ドットの個数の累積が、前記単位領域に形成される二つの前記ドットが接触せず、かつ、隣接する二つの前記ドット間の距離が前記ドットの径を超えない条件でドットを配置させた場合に配置できる前記ドットの個数の最大の個数となる第１の回の記録走査と、それぞれ前記単位領域内の複数の画素それぞれに対するインクの吐出または非吐出を定める複数のドット配置パターンと、を決定する決定手段と、
   前記決定手段によって決定された前記複数のドット配置パターンに基づいて、前記記録データを生成する生成手段と、を有し、
   前記決定手段は、前記単位領域に形成される二つの前記ドットが接触しないように、各画素に対するインクの吐出または非吐出が定められた第１の前記ドット配置パターンと、前記単位領域に形成される複数の前記ドットのうち少なくとも５０％の前記ドットが、前記第１のドット配置パターンによって形成された少なくとも４つの前記ドットと接触するように、各画素に対するインクの吐出または非吐出が定められた第２の前記ドット配置パターンと、について、前記画素間の距離と前記液体の前記記録媒体上でのドット径に応じて互いに異なる前記第１のドット配置パターンと前記第２のドット配置パターンの組み合わせを前記複数のドット配置パターンに決定し、
   前記生成手段は、（ｉ）前記決定手段によって決定された前記第１の回の記録走査よりも前の記録走査においては、前記決定手段によって決定された前記複数のドット配置パターンのうちの前記第１のドット配置パターンを用いて前記記録データを生成し、（ｉｉ）前記決定手段によって決定された前記第１の回の記録走査よりも後の記録走査においては、前記決定手段によって決定された前記複数のドット配置パターンのうちの前記第２のドット配置パターンを用いて前記記録データを生成することを特徴とするデータ生成装置。
3. 前記第２のドット配置パターンは、前記単位領域に形成される複数の前記ドットのうち少なくとも７５％の前記ドットが、前記第１のドット配置パターンによって形成された少なくとも４つの前記ドットと接触するように、各画素に対するインクの吐出または非吐出が定められていることを特徴とする請求項１または２に記載のデータ生成装置。
4. 前記第２のドット配置パターンは、前記単位領域に形成される複数の前記ドットのすべてが、前記第１のドット配置パターンによって形成された少なくとも４つの前記ドットと接触するように、各画素に対するインクの吐出または非吐出が定められていることを特徴とする請求項３に記載のデータ生成装置。
5. 前記第２のドット配置パターンは、前記単位領域に形成される複数の前記ドットのうち少なくとも５０％の前記ドットが、前記第１のドット配置パターンによって形成された４つの前記ドットであって、対応する画素が正方格子を形成する前記４つのドットと接触するように、各画素に対するインクの吐出または非吐出が定められていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のデータ生成装置。
6. 前記画素間の距離をＲ、前記ドット径をｄとした場合、前記画素間の距離と前記ドット径がＲ＜ｄ≦√２×Ｒの関係を示す場合において用いられる前記第１のドット配置パターンと前記第２のドット配置パターンのそれぞれは、前記単位領域内の前記複数の画素のうちの５０％の前記画素にインクの吐出を定めることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のデータ生成装置。
7. 前記画素間の距離をＲ、前記ドット径をｄとした場合、前記画素間の距離と前記ドット径が√２×Ｒ＜ｄ≦２×Ｒの関係を示す場合において用いられる前記第１のドット配置パターンと前記第２のドット配置パターンのそれぞれは、前記単位領域内の前記複数の画素のうちの２５％の前記画素にインクの吐出を定めることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のデータ生成装置。
8. 前記画素間の距離をＲ、前記ドット径をｄとした場合、前記画素間の距離と前記ドット径が２×Ｒ＜ｄ≦２√２×Ｒの関係を示す場合において用いられる前記第１のドット配置パターンと前記第２のドット配置パターンのそれぞれは、前記単位領域内の前記複数の画素のうちの１２．５％の前記画素にインクの吐出を定めることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のデータ生成装置。
9. 前記液体は、樹脂エマルジョンを含有するインクであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のデータ生成装置。
10. 前記記録媒体は、少なくとも表面部が樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のデータ生成装置。
11. 液体を吐出する吐出ヘッドを記録媒体に対して相対的に走査させながら前記液体の吐出を行うことで前記記録媒体に前記液体によるドットを形成する記録走査を前記記録媒体の単位領域に対して三回以上行うことにより画像を形成するために用いられる記録データを生成するデータ生成方法であって、
    画素間の距離と、前記液体の前記記録媒体上でのドット径と、に基づいて、各記録走査により前記単位領域に形成される前記ドットの個数の累積が、前記単位領域に形成される二つの前記ドットが接触せず、かつ、隣接する二つの前記ドット間の距離が前記ドットの径を超えない条件でドットを配置させた場合に配置できる前記ドットの個数の最大の個数となるために要する前記液体の吐出量の累積である第１の吐出量と、それぞれ前記単位領域内の複数の画素それぞれに対するインクの吐出または非吐出を定める複数のドット配置パターンと、を決定する決定工程と、
    前記決定工程において決定された前記複数のドット配置パターンに基づいて、前記記録データを生成する生成工程と、を有し、
    前記決定工程は、前記単位領域に形成される二つの前記ドットが接触しないように、各画素に対するインクの吐出または非吐出が定められた第１の前記ドット配置パターンと、前記単位領域に形成される複数の前記ドットのうち少なくとも５０％の前記ドットが、前記第１のドット配置パターンによって形成された少なくとも４つの前記ドットと接触するように、各画素に対するインクの吐出または非吐出が定められた第２の前記ドット配置パターンと、について、前記画素間の距離と前記液体の前記記録媒体上でのドット径に応じて互いに異なる前記第１のドット配置パターンと前記第２のドット配置パターンの組み合わせを前記複数のドット配置パターンに決定し、
    前記生成工程は、（ｉ）前記液体の吐出量の累積が前記決定工程において決定された前記第１の吐出量に達するまでは、前記決定工程において決定された前記複数のドット配置パターンのうちの前記第１のドット配置パターンを用いて前記記録データを生成し、（ｉｉ）前記液体の吐出量の累積が前記決定工程において決定された前記第１の吐出量に達してからは、前記決定工程において決定された前記複数のドット配置パターンのうちの前記第２のドット配置パターンを用いて前記記録データを生成することを特徴とするデータ生成方法。
12. 液体を吐出する吐出ヘッドを記録媒体に対して相対的に走査させながら前記液体の吐出を行うことで前記記録媒体に前記液体によるドットを形成する記録走査を前記記録媒体の単位領域に対して三回以上行うことにより画像を形成するために用いられる記録データを生成するデータ生成方法であって、
    画素間の距離と、前記液体の前記記録媒体上でのドット径と、に基づいて、各記録走査により前記単位領域に形成される前記ドットの個数の累積が、前記単位領域に形成される二つの前記ドットが接触せず、かつ、隣接する二つの前記ドット間の距離が前記ドットの径を超えない条件でドットを配置させた場合に配置できる前記ドットの個数の最大の個数となる第１の回の記録走査と、それぞれ前記単位領域内の複数の画素それぞれに対するインクの吐出または非吐出を定める複数のドット配置パターンと、を決定する決定工程と、
    前記決定工程において決定された前記複数のドット配置パターンに基づいて、前記記録データを生成する生成工程と、を有し、
    前記決定工程は、前記単位領域に形成される二つの前記ドットが接触しないように、各画素に対するインクの吐出または非吐出が定められた第１の前記ドット配置パターンと、前記単位領域に形成される複数の前記ドットのうち少なくとも５０％の前記ドットが、前記第１のドット配置パターンによって形成された少なくとも４つの前記ドットと接触するように、各画素に対するインクの吐出または非吐出が定められた第２の前記ドット配置パターンと、について、前記画素間の距離と前記液体の前記記録媒体上でのドット径に応じて互いに異なる前記第１のドット配置パターンと前記第２のドット配置パターンの組み合わせを前記複数のドット配置パターンに決定し、
    前記生成工程は、（ｉ）前記決定工程において決定された前記第１の回の記録走査よりも前の記録走査においては、前記決定工程において決定された前記複数のドット配置パターンのうちの前記第１のドット配置パターンを用いて前記記録データを生成し、（ｉｉ）前記決定工程段において決定された前記第１の回の記録走査よりも後の記録走査においては、前記決定工程おいて決定された前記複数のドット配置パターンのうちの前記第２のドット配置パターンを用いて前記記録データを生成することを特徴とするデータ生成方法。
13. 請求項１１または１２に記載のデータ生成方法を画像形成装置のコンピュータに実行させるためのプログラム。

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