JP2006341406A - インクジェット記録システム - Google Patents

Abstract

【課題】サテライトが発生するインクジェット記録装置において、多様な記録モードにおいても、サテライトに起因する画像弊害を極力低減する。
【解決手段】インクを吐出する複数の記録素子を有する記録ヘッドを用い、記録ヘッドに対して相対的に移動する記録媒体に画像を形成する、複数の記録モードを有するインクジェット記録装置において、主滴とサテライトの距離が異なるいずれの記録モードにおいても、サテライトを別の主滴の記録位置に着弾させることが出来ように、複数の記録モードのそれぞれに対応した大きさのインデックスパターンを用意する。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、画像データに基づいてインクを滴として吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体にドットを配列することにより画像を形成するインクジェット記録システムに関する。特に、吐出されたインク滴が主滴とサテライトとに分断されることに起因する、記録媒体での画像弊害を抑制するためのドット制御方法に関するものである。

複写装置や、ワードプロセッサ、コンピュータ等の情報処理機器、さらには通信機器の普及に伴い、それらの機器の画像（情報）を記録するための出力装置の一つとして、インクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置においては、インクを記録媒体に付与することにより画像を形成する。そのために、インク吐出口およびこれにインクを供給するための液路を有する記録素子を、複数集積配列して成る記録ヘッドを用い、記録信号に応じて各記録素子からインクを吐出するような構成になっている。更に、カラー化へ対応するために、上述したような記録ヘッドを複数列備えたものも多く提供されている。

インクジェット記録方式では、記録液であるインクを飛翔的液滴として紙等の記録媒体に着弾させてドットの記録を行う。よって、非接触方式であるために低騒音であるという利点を有する。また、インクを吐出するノズルの集積密度を上げることによって画像の高解像度化や高速な記録が可能となり、さらに普通紙等の記録媒体に対しても現像や定着などの格別な処理を要すことなく、比較的低価格で高品位な画像を得ることが可能である。特に、オンデマンド型のインクジェット記録装置は、カラー化が容易で、しかも装置自体の小型化、簡略化が可能なことから、将来性についても有望視されている。

このようなインクジェット記録装置においては、近年特に、更なる高速化および高画質化への要求が高まって来ている。これに対応して、ノズルの集積配列技術も急速な進歩を遂げており、高い集積密度でノズルが配列する長尺な記録ヘッドも数多く提供されている。またノズルの高密度化に伴い、個々のノズルから吐出されるインクを、より微少量にする技術も推し進められている。更に、１つのノズルから複数のサイズの液滴を吐出させる技術や、吐出する液滴のサイズごとに複数のノズル列を配備する構成を採用することによって、画像の階調性向上を図る記録装置も提供されている。一方、高速化を実現するために、ノズルからインクを吐出させる吐出周波数を上げ、これに合わせて記録ヘッドを搭載したキャリッジをより高速に移動させるための技術も開発されている。

ところで、インクジェット記録ヘッドの個々のノズルにおける吐出状態が不安定になった場合、１回の吐出動作で吐出するインク滴が、主滴とこれよりも小さなサテライトに分断されることが一般に知られている。主滴とサテライトとは、飛翔速度が異なっているので、キャリッジが移動走査しながら吐出されたこれら２つの液滴は、記録媒体の異なる位置に着弾される。もし、サテライトが形成するドットが目立ちすぎる場合には、画像データとは無関係な位置にドットが視認されることになり、画像問題となる場合もある。逆に、このようなサテライトが生じたとしても、主滴に対して十分に小さな量であったり、主滴が形成するドットに極近接した位置に着弾されたりすれば、画像上は問題とならない場合も多い。

このようなサテライトの問題に対し、例えば往復の記録走査において使用するノズルを制限したり、サテライトの弊害が目立ちやすい文字や図形の輪郭部において非輪郭部とは異なるノズル適用したりするなど、様々な対処方法も既に提案されている（例えば、特許文献１〜５参照。）。

特開平０６−１３５１２６号公報 特開２００１−１２９９８１号公報 特開２００２−０８６７６４号公報 特開２００２−１４４６０８号公報 特開平０７−３０４２１６号公報

しかしながら、上述したような近年の小液滴化の促進は、主滴を小さくして画像の粒状感を低減する効果もあるが、返ってサテライトの存在を高めてしまう場合もあった。また、高速化のためにキャリッジの移動速度を上げることは、互いに速度の異なる主滴とサテライトの着弾位置を引き離し、やはりサテライトを目立たせるように働きかけてしまっていた。この様な画像データとは無関係な位置に発生するサテライトの存在は、画像の階調を変化させて濃度表現を不安定にする原因となる。すなわち、近年の様にインクジェット記録装置に求められる画像品位が益々高まっている中で、上述したようなサテライトの存在およびその画像への影響は、改めて無視できない大きな問題となりつつあるのである。

特に、複数の記録モードを有する記録装置の場合には、キャリッジの移動速度や記録ヘッドの吐出口面と記録媒体との距離（以下、紙間距離と称す）あるいは吐出量が、記録モードによって異なっている場合もある。このような場合、主滴とサテライトとの距離も一概には定まらず、記録モードによって画像弊害の目立ち方がばらつくという問題もあった。

本発明は上述の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、サテライトが発生するインクジェット記録装置において、多様な記録モードにおいても、サテライトに起因する画像弊害を極力低減することである。

そのために本発明においては、インクを吐出する複数の記録素子を有する記録ヘッドを用い、該記録ヘッドに対し相対的に移動する記録媒体に画像を形成するインクジェット記録システムにおいて、複数の記録モードの中から１つを設定する手段と、多値の画像データを、前記設定された記録モードに応じて、所定の解像度およびレベルの階調値データに変換する手段と、前記所定解像度の１画素に相当する領域の濃度を、前記記録ヘッドの記録解像度の１画素に相当するエリアを少なくとも前記移動方向に配列した複数のエリアで表現するために、該エリアへのドットの記録・非記録が前記階調値データごとに定められ、且つ前記複数の記録モードごとに用意されたインデックスパターンの中から、前記記録モードおよび階調値データに応じて選択する手段と、該選択手段によって選択されたインデックスパターンに従い、前記記録素子から前記記録媒体に向けてインクを吐出する手段とを具備し、前記記録素子より吐出されるインクは、主滴と該主滴に追従して吐出される副滴とに分割され、該主滴および副滴は前記記録媒体において前記所定解像度の１画素に対応する領域の前記移動方向の幅の略整数倍の距離を置いて記録されるように、前記インデックスパターンの前記移動方向に配列したエリアの数が定められていることを特徴とする。

本発明によれば、吐出量、紙間距離およびキャリッジスピードが異なることにより、主滴とサテライトの距離が異なるいずれの記録モードにおいても、サテライトを別の主滴の記録位置に着弾させることが出来るので、サテライトに起因する弊害を抑制し、先鋭性に優れた画像を出力することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、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、不図示の搬送ローラを経て排紙ローラ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）に搬送される。一方、キャリッジ２０は、キャリッジモータ３０の駆動に伴い、駆動ベルト２９を介して主走査方向である図の左右方向に往復移動可能となっている。このとき、ガイドシャフト２７がその走査方向を案内支持し、リニアエンコーダ２８によって位置制御が行われている。

キャリッジ２０にはブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の４色のインクに対応した４つのインクジェット記録ヘッド（以下記録ヘッドとも言う）２１１乃至２１４が搭載されており、各記録ヘッド２１１〜２１４にはインクを吐出するための記録素子（ノズル）が複数配列されている。本実施形態において、各記録素子の液路には電気熱変換素子が配備されており、当該電気熱変換素子から発生する熱エネルギによって各記録素子からインクが吐出される。記録ヘッドヘッド２１１〜２１４への記録信号などはフレキシブルケーブル２３を介して転送され、記録ヘッド２１１〜２１４に配備された各ノズルは、受信した記録信号に基づき、リニアエンコーダ２８の読み取りタイミングに従って、インクを吐出する。なお、２２１〜２２４は、記録ヘッド２１１〜２１４に対応したインクを収容および供給するためのインクカートリッジである。

すなわち、本実施形態のインクジェット記録装置においては、主走査方向に移動走査しながらの記録ヘッド２１１〜２１４の記録動作と、記録媒体の矢印方向への搬送動作とを間欠的に繰り返すことにより、順次画像が形成される構成となっている。

記録ヘッド２１１〜２１４の記録領域外に配備されたホームポジションには、記録ヘッド２１１〜２１４のそれぞれに対応したキャップ部３１１〜３１４を有する回復ユニット１０３２が設置されている。記録ヘッド２１１〜２１４が記録を行わない時には、キャリッジ２０はホームポジションに移動され、キャップ３１１〜３１４によって各記録ヘッドの吐出口をキャッピングする。これにより、吐出口からのインク溶剤の蒸発を抑制し、吐出口近傍でのインクの固着、あるいは塵埃などの異物の付着などによる目詰まりを防止することが出来る。また、吐出頻度の低い記録素子の吐出不良や目詰まりを解消するために、画像データとは無関係に適宜吐出されたインクを受容するのにも上記キャップ３１１〜３１４は用いられる。更に、キャッピングした状態で不図示のポンプを作動させることにより、吐出口からインクを吸引して吐出不良を起こしたノズルを回復させることも出来る。

３３はインク受け部である。インク受け部は、記録ヘッド２１１〜２１４が記録走査直前に当該インク受け部３３を通過する際に予備的に吐出したインクを受容するために設けられている。また、図では示されていないが、キャップ部隣接位置に、ブレードや拭き部材等を配置することにより、記録ヘッド２１１〜２１４の吐出口面をクリーニングすることが可能となる。

図２は、本実施形態で適用する記録ヘッドの拡大構造図である。図において、記録ヘッド１５１には、インクを加熱するための複数の電気熱変換素子（ヒータ）１５２が形成されたヒータボード１５３と、ヒータボード１５３の上に覆われる天板１５４とから概略構成されている。天板１５４には、ヒータボード１５３のそれぞれのヒータ１５２に対応される位置に複数の吐出口１５５が形成されており、その後方には各吐出口１５５に連通するトンネル状の液路１５６が形成されている。更に各液路１５６は、その後方において１つのインク液室に共通に接続されており、インク液室には、インク供給口を介して各色のインクタンクよりインクが供給されている。記録信号に応じて、ヒータ１５３に電圧が印加されると、ヒータは急激に発熱し接触しているインク内に発泡を生じさせる。そして、この発泡エネルギによって、所定量のインクが滴として吐出口１５５から吐出される仕組みとなっている。なお、ここでは、４つ分の記録素子しか示していないが、実際のヒータボードおよび天板１５４には、更に多くの記録素子が同様に形成されている。

但し、本発明に適用可能なインクジェット記録方式は、ここに示したような発熱素子（ヒータ）を使用した方式に限られるものではない。例えば、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でも適用可能である。

図３は、図１で説明したインクジェット記録装置を含む記録システムの制御系の構成を説明するためのブロック図である。図において、１１１は画像データ入力部である。画像入力部１１１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受信し、記録装置内部に入力する。１１２は操作部である。操作部には、各種パラメータの設定および記録動作の開始を指示する各種キー等が備えられている。１１３は各種処理を行うＣＰＵであり、記憶媒体１１４に格納された各種プログラムに従って、記録装置全体の制御を行っている。

記憶媒体１１４には、着弾位置情報、記録媒体の種類に関する情報、インクに関する情報、および温度湿度などの環境に関する情報、などを格納する画像記録情報格納メモリ記憶媒体１１４ａと、記録装置の各種制御プログラムを格納する制御プログラム群１１４ｂなどが含まれている。記憶媒体１１４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。

１１５はＲＡＭであり、記憶媒体１１４に格納された各種プログラムの実行時のワークエリアとして、またエラー処理時の一時待避エリア及び画像処理時のワークエリアとして用いられる。また、記憶媒体１１４に格納された各種テーブルを一時的にコピーし、そのテーブル内容を変更しながら画像処理部１１６で画像処理を進める際にも、ＲＡＭ１１５を利用することができる。

１１６は画像処理部である。画像処理部１１６では、画像入力部１１１が受信した多値の画像信号を、記録装置部１１７の各記録素子が記録可能な２値の記録データに変換するまでの一連の画像処理を行う。画像処理部１１６が行う画像処理の詳細については、後述する。

１１７は、図１を用いて説明した構成の記録装置部である。記録装置部１１７は、画像処理部１１６で作成された２値の記録データに基づき各色の記録ヘッドからインクを吐出して、記録媒体にドットを形成する。１１８は、本システム内のアドレス信号、データ、制御信号などの情報を伝送するバスラインである。

図４は、画像処理部１１６が行う画像処理の工程を説明するためのフローチャートである。本実施形態の画像入力部１１１は、所定の解像度で各画素（ｐｉｘｅｌ）が２５６階調の情報を有する８ｂｉｔ信号を受信するものとする。そして、画像処理部１１６では当該２５６値の信号を、３００ｐｐｉ（ｐｉｘｅｌ／ｉｎｃｈ；参考値）の解像度で、よりレベル数の少ないＮ階調の濃度信号Ｋに変換する（ステップＳ１）。この際の変換方法は、多値誤差拡散法を採用しても良いが、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採用することもできる。各画素の画像データをＮ階調の濃度信号Ｋに変換した後、更に画像処理部１１６は、画像記録情報格納メモリ１１４ａに格納されているテーブルを参照することによって、濃度値Ｋに対応する８エリア×８エリアのインデックスパターンに変換する（ステップＳ２）。

図５は、上記インデックスパターンの変換例を示した模式図である。右側に示した８エリア×８エリアに含まれる各エリアは、２４００ｄｐｉ（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ；参考値）の記録解像度において、各記録ヘッドによって１つのドットを記録することが出来る領域に相当する。上述したインデックスパターンは、６４階調のうちの濃度値Ｋに応じて、ドットが記録されるエリア（黒のエリア）と記録されないエリア（白のエリア）が定められた２値の配列パターンとなっている。例えば、同じ階調値Ｋが連続するような場合においては、同様のインデックスパターンに従った類似したドット配列が連続して現れることになる。

このように、記録装置部における記録解像度に対応した２値の記録データが作成されると、更に画像処理部１１６では、予め用意されたマスクパターンとのＡＮＤ処理を行い、記録ヘッドが次の記録走査で吐出する最終的な２値データを決定する（ステップＳ３）。

ここで完成された最終的な２値データは、記録装置部に転送される（ステップＳ４）。

次に、以上説明したインクジェット記録システムを用いて、本発明者らが行った検討内容について説明する。本発明者らは、まず本発明が課題とするサテライトが発生する状態を、条件を振って検証した。

図６は、吐出しようとする主滴の吐出量と、主滴とサテライトとの着弾距離の関係を示した図である。本検討では、キャリッジの移動スピードを２５ｉｎｃｈ／ｓｅｃ、記録ヘッドの吐出口面と記録媒体との距離を１．５ｍｍに固定した状態で、３段階の吐出量５．７ｐｌ、２．８ｐｌ、１．４ｐｌにて記録媒体にドットを形成した。この際、発生したサテライトと主滴それぞれが形成するドットの平均距離を求め、これを吐出量ごとにグラフにプロットした。図において、横軸は吐出量であり、右に進むに従って吐出量が少なくなっている。縦軸は、主滴とサテライトとの離間距離の平均値である。図によれば、吐出量の小さい場合ほど主滴とサテライトとの平均離間距離が離れていることが判る。

図７は、キャリッジの移動スピードと吐出量を固定した状態で、紙間距離を変動させた場合の、主滴とサテライトとの着弾距離の関係を示した図である。図によれば、紙間距離の大きい場合ほど主滴とサテライトとの平均離間距離が離れていることが判る。主滴とサテライトでは、吐出時におけるキャリッジの移動方向に対する速度成分は略同じであるが、記録媒体方向への速度成分は、主滴のほうが大きいことが知られている。よって、紙間距離が大きくなるほど両者が着弾される時間差も大きくなるので、結果としてキャリッジ移動方向への着弾距離が広がるのである。

図８は、紙間距離と吐出量を固定した状態で、キャリッジの移動スピードを変動させた場合の、主滴とサテライトとの着弾距離の関係を示した図である。図によれば、キャリッジの移動スピードが大きい場合ほど主滴とサテライトとの平均離間距離が離れていることが判る。図７の場合と同様に、主滴とサテライトでは互いに記録媒体方向への速度成分が異なっているので、キャリッジ移動速度が大きくなるほどキャリッジ移動方向への着弾距離が広がるのである。

図９は、図５で示したようなインデックスパターンが連続して記録される場合に、上述したようなサテライトが発生した際のドット着弾状態を示した模式図である。図において、各エリアの密度は２４００ｄｐｉ、すなわち１つのエリアは約１０．６μｍ四方となっている。キャリッジの移動方向は矢印Ａ方向であり、記録媒体に着弾するタイミングが遅いサテライトは、主滴よりもＡ方向にずれた位置に着弾されている。ここでは、主滴とサテライトとの距離が約３２μｍであった場合を示している。

このように、サテライトが主滴に対して大きくずれて着弾される場合には、本来ドットが着弾されるべきでない白紙のエリアにドットが形成されてしまう恐れがある。この際、サテライトが形成するドットの大きさも主滴に対して無視できるほど小さいものではないので、各画素（８エリア×８エリア）で表現されるべき濃度値も、階調値Ｋとは異なって表現されてしまう。また、本来主滴が形成するドットの輪郭が表現され難くなるので、鮮鋭度に乏しい画像となる懸念も生じる。更に、このようなサテライトは、記録時のキャリッジ振動や記録ヘッドの吐出性能等によって、その着弾位置や大きさに影響を受けやすい。よって、記録の度に階調値がばらついたり、粒状感やスジムラが突発的に発生したり、出力される画像が非常に不安定な状態となってしまう。

但し、本発明者らは、鋭意検討により、このようなサテライトの出現も、主滴に対するずれ量が所定の条件を満たしていれば、画像品位に然程影響が出ないことを確認した。具体的には、主滴とサテライトの平均離間距離がインデックスパターンの主走査方向の幅の整数倍である場合には、主滴とサテライトとが殆ど離れていないように着弾された場合と類似した状況となり、上述したような画像への影響が低減されることを見出したのである。

例えば、図９の例では、インデックスパターンの主走査幅は８エリア分すなわち約８５μｍであったが、これを主滴とサテライトとの平均離間距離である約３２μｍとした場合を考える。この場合、主滴からずれたサテライトは隣接するインデックスパターンの別の主滴と重なり合う可能性が高くなるので、白紙の領域に着弾することによる弊害が抑制されるのである。

図１０は、インデックスパターンの幅を３２μｍにした場合の、インデックスパターンと着弾されるドットの様子を示した模式図である。図のようなインデックスパターンを適用する場合においては、画像処理部１１６では、ステップＳ１で行っていた処理において、３００ｐｐｉの画素密度で入力された２５６値の画像データを、８００ｐｐｉの１０値に変換する。更にステップＳ２においては、ステップＳ１で得られた多値データを３エリア×３エリアの記録・非記録で表現される２値データに変換する構成とする。

図１０（ａ）は、８００ｐｐｉの１０値で表現される１つの画素のレベル（０〜９）に対して、変換される３エリア×３エリアのインデックスパターン例を示した図である。レベル数が上がるにつれて、記録エリアが１つずつ増えていっているのが判る。

図１０（ｂ）は、レベル値が４である画素が連続して存在した場合のインデックスパターンの配列例を示している。ある濃度が一様に広がるような場合には、このように一定のインデックスパターンが連続して繰り返される状態となる。

図１０（ｃ）は、同図（ｂ）のインデックスパターンに従って実際にドットが記録された状況を示している。図９の場合と同様に、サテライトは主滴に対して約３２μｍ離れた位置に着弾している。しかし、その位置には隣接した画素の同エリアの主滴が着弾しており、これに重なった状態となっている。すなわち、図９で示したように、サテライトが白紙であるべき領域に独立して着弾されてはいないので、サテライトが形成するドットによって懸念される様々な弊害も緩和されることが期待できる。

通常、インクジェット記録装置では、表現する画像の品質やその用途に応じて、キャリッジスピードや紙間距離、あるいは吐出量などが異なった複数の記録モードを備えている。例えば、短時間に出力を完了させるための高速記録モードでは、通常よりもキャリッジスピードが高速に設定されている。また、記録媒体が封筒や厚紙のような場合には、記録ヘッドと記録媒体とが擦り合わないように、通常よりも紙間距離が大きく設定されている。このような場合、図６〜図８で説明したように、記録モードに応じて主滴とサテライトとの平均離間距離が異なっている状況が生じる。

本発明の実施形態においては、予め実験的に測定した記録モード毎の平均離間距離の値が、記録装置のメモリに格納してあるものとする。この場合、平均離間距離は使用環境や記録装置単位でばらつくことも予想されるので、平均離間距離を測定するため光学的な検知手段を、記録装置本体に具備する構成であってもよい。

上記検討から得られた結果に基づき、以下に、本発明の具体的な実施形態を説明する。

図１１は、本実施形態で適用する記録ヘッドの吐出口配列状態を示した模式図である。図において、１１〜１４は所定量のインク滴を吐出する吐出口列である。各吐出口列はＹ方向に６００ｄｐｉのピッチで２５６個ずつ配列している。１１〜１４は同一のインクを吐出する吐出口列であるが、Ｙ方向に１／４ピッチずつずれた状態で配置されている。すなわち、記録ヘッド１０がＸ方向に移動走査しながら各吐出口から吐出を実行することにより、Ｙ方向には２４００ｄｐｉの解像度で１０２４のドットを記録することが出来る構成になっている。

次に、本実施形態の記録装置に用意されているいくつかの記録モードについて説明する。本実施形態の記録装置において、第１の記録モードでは、記録ヘッドの吐出量が１．５ｐｌ、紙間距離が１．０ｍｍ、キャリッジスピードが２５ｉｎｃｈ／ｓｅｃとし、この場合の平均離間距離が３２μｍであるとする。第２の記録モードでは、記録ヘッドの吐出量が１．５ｐｌ、紙間距離が１．５ｍｍ、キャリッジスピードが２５ｉｎｃｈ／ｓｅｃとし、平均離間距離が６２μｍであるとする。また、第３の記録モードでは、記録ヘッドの吐出量が１．０ｐｌ、紙間距離が１．２ｍｍ、キャリッジスピードが２５ｉｎｃｈ／ｓｅｃとし、平均離間距離は８５μｍであるとする。更に、第４の記録モードでは、記録ヘッドの吐出量が１．２ｐｌ、紙間距離が１．０ｍｍ、キャリッジスピードが２５ｉｎｃｈ／ｓｅｃとし、平均離間距離は８５μｍであるとする。

本実施形態のインクジェット記録装置においては、以上の４つの記録モードに対し、それぞれ異なるインデックスパターンを用意している。

図１２は、本実施形態における画像処理の流れを説明するためのフローチャートである。まず、ステップＳ１２０１において、入力されてきた画像データの記録モードを解析する。記録モードが決定されると、次のステップからは記録モード毎に独立した処理が施される。

Ｓ１２０２では、それぞれの記録モードに応じた多値量子化が実行される。第１の記録モードの場合には、３００ｐｐｉの２５６階調のデータが８００ｄｐｉの１０階調のデータに量子化される。第２の記録モードの場合には、４００ｄｐｉの３７階調のデータに量子化される。第３の記録モードの場合には、６００ｄｐｉの１６階調のデータに量子化される。更に、第４の記録モードの場合には、３００ｄｐｉのまま６４階調に量子化される。

続くステップＳ１２０３では、それぞれの記録モードに応じた２値化処理が実行される。第１の記録モードでは、図１０で説明したような３エリア×３エリアのインデックスパターンを用いたデータ変換が行われる。第２の記録モードでは、６エリア×６エリアのインデックスパターンを用いたデータ変換が行われる。第３の記録モードでは、４エリア×４エリアのインデックスパターンを用いたデータ変換が行われる。更に、第４の記録モードでは、８エリア×８エリアのインデックスパターンを用いたデータ変換が行われる。

ステップＳ１２０４では、各記録走査で実際に記録するドットデータを決定する。具体的には、記録モード毎に用意されているマスクパターンとステップＳ１２０３で出力された２値パターンとの間でＡＮＤ処理を施し、最終的な２値データを決定する。得られた２データは記録装置部へ転送される（ステップＳ１２０５）。

以上説明した構成および処理によれば、例えば第１の記録モードでは、図１０（ｂ）のインデックスパターンを適用することにより、主滴から約３２μｍの距離をおいて記録されるサテライトが、隣接する画素内の主滴の上に重ねて記録されており、単独で視認されにくくなっている（同図（ｃ））。本実施形態においては、このようなインデックスパターンが、記録モードごとに適切に対応して用意されており、いずれの記録モードにおいても、主滴から外れたサテライトが別の画素の主滴に重なりやすいようになっている。

この際、サテライトをあくまでも隣接する画素に重ねようとすると、キャリッジのスピードや紙間距離によっては、かなり低周期のパターン、すなわち低解像度のインデックスパターンが要されることもある。解像度の低下は画像の低下を招致する場合もあるので、求められる画質によっては、あまり好ましい対策とは言えなくなってしまう。但し、本発明の効果を得るために、サテライトが重なる主滴は必ずしも隣接する画素の主滴である必要はなく、いずれかの主滴に重なることによってサテライト自身が目立ち難くなればよい。よって、本実施形態においても、主滴とサテライトとの距離が８５μｍの距離を有する第３の記録モードでは、３００ｄｐｉのインデックスパターンではなく、約４２．３μｍの周期で記録される６００ｄｐｉのインデックスパターンを適用している。本記録モードにおいて、主滴から離れたサテライトは、主走査方向に２画素先に位置する画素の主滴に重なって記録されることになる。

図１３は、本実施形態の第３の記録モードに適用可能な４×４のインデックスパターンの例を示した模式図である。図１３（ａ）および（ｂ）ともに、レベルが上がるにつれて記録するエリアが１つずつ増えていっている。但し、図１３（ａ）では各階調で記録エリアが比較的分散されているのに対し、同図（ｂ）では記録エリアが集中した状態が保たれている。

図１４は、図１３（ｂ）のインデックスパターンに従って、実際に吐出を行った際のドットの着弾状態を示した模式図である。このようなドット集中型のインデックスパターンを適用した場合、主滴からずれた位置に着弾されたサテライトは、隣接する画素の同位置の主滴に重なっているのみでなく、その近傍に集中して存在する主滴群に含まれた状態となっている。よって、何らかの要因でサテライトの位置が平均的な位置からずれた場合であっても、複数の主滴によって構成されるドット群の中に吸収されている状態は維持されやすい。すなわち、図１４（ｂ）のように、サテライトあるいはサテライト群に多少のずれが生じたとしても、最終的に形成される大きなドットの形状には大きな影響は現れない。

図１３（ｂ）のようなインデックスパターンの効果は、記録媒体が普通紙であっても、インクの吸収速度が速い専用紙であっても得ることは出来る。但し、吸収速度が比較的遅くドットの輪郭がはっきりと現れる光沢紙のような記録媒体において、特に画質の改善効果が顕著に現れる。また、意図的に形成されたドット集中塊においては、各ドットが無秩序に広がらずに形成されるため、白紙の領域を残しやすく、ひいては高濃度部における階調性を確保することが出来るという別の効果も得られる。

ところで、このようなドット集中型のインデックスパターンを用いた場合、単調なトーンが一様に記録される領域においては、同様なドット集中塊が主走査方向に平行に且つ規則的に配置されることにより、副走査方向に対する誤差をむらとして目立たせてしまう場合がある。この問題の対策として、インデックスパターンを主走査方向に対し角度を持たせて配置する手法が知られている。

図１５（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の第３の記録モードに適用可能な４×４のインデックスパターンの配列例を示した模式図である。ここでは、４／１６の階調を表現する場合を示している。それぞれのインデックスパターンは、主走査方向に対して角度を持って配列されており、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と進むにつれて高い角度でドット集中塊が配列している。

このような傾きを持たせたインデックスパターンを用いても、サテライトを目立たなくすると言う本発明の効果を得ることは出来る。確認のために、本発明者らは第３の記録モードで図１５（ａ）〜（ｃ）のパターンを適用した検討を行った。そして、いずれのパターンにおいても本発明の効果を得られることを確認した。但し、更に大きな傾きを持たせ行った場合には、主滴から離れたサテライトが目的の画素の主滴塊に重なりにくくなり、本発明の効果が十分に得られない場合もあった。本発明者らの検討によれば、配列の角度は４５度未満（図１５（ｃ））、好ましくは３０度以下（図１５（ａ）（ｂ））が好適であることが確認された。

次に、本発明の効果を一層高めるために、特許文献５に開示されている技術を併用したマルチパス記録方法を説明する。

図１６は、本実施形態の第３の記録モードに適用可能な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、図１３（ｂ）で示したインデックスパターンを用い、４／１６の階調値を記録する場合を示している。本例では、２×２の４つの記録ドットを対角状に２分割し、往路と復路のそれぞれ１回ずつの記録走査で画像が形成される場合を示している。ここで、図１６（ａ）は往路走査、同図（ｂ）は復路走査で記録するドットをそれぞれ示している。図１６（ａ）において、主滴から離脱したサテライトは、主走査方向に隣接する画素の主滴に重なって記録されているが、往路走査の最後の画素で記録したドットのサテライトは、記録領域を超えた白紙部分に記録されてしまっている。復路の記録走査においても、同図（ｂ）に見るように同様の現象が起こっている。このようなマルチパス記録によって完成された画像では、記録領域の両端部において、サテライトが確認され先鋭度の低い画像になってしまう。

このような弊害を抑制するために、本例では同図（ｃ）の往路走査と同図（ｄ）の復路走査を行う。ここでは、各記録走査の最初の画素に対してはデータを記録せず、最後の画素に対してはデータを間引かずに記録していることが特徴となっている。このような記録方法を採用すると、各記録走査の両端にサテライトがはみ出すことが無い。よって、完成された画像においても、図１６（ｅ）のように記録領域の両端部でサテライトが確認されず、先鋭度の高い画像を得ることが可能となる。

また、図１７は、図１６と同様の記録方法で５／１６の階調値を記録する場合を示している。５／１６の階調値であっても、完成された画像の両端部でサテライトが確認されることはなく、先鋭度の高い画像を得ることが可能となっている。

このような記録方法の効果は、記録媒体の両端部においてのみ求められるものではない。サテライトがはみ出して記録されることによって起こる弊害は、連続した吐出動作を必要とするオブジェクトの両端部であれば現れる。よって、オブジェクトの輪郭部を構成する画素を抽出し、これに対して上記のような特徴的な記録制御を実行することが出来れば、本発明はより効果的に実現されることになる。

なお、図１６および図１７では、主走査における最初の画素では全ての画素データを記録し、最後の画素では全ての画素データを記録しない構成としたが、本例の記録方法はこれに限らなくとも良い。例えば、主走査における最初の画素では、他の画素より高い記録率とし、最後の画素では他の画素より低い記録率とすれば、程度の差こそあれ、同様の効果を得ることは出来る。

更に、ここでは２パス双方向のマルチパス記録方法を例に説明したが、３パス以上であっても双方向のマルチパス記録であれば、上記記録方法の効果を得ることは出来る。無論、記録モードに応じてマルチパス数や記録方向が異なっていても構わない。ただし、上記のような特許文献５を併用したマルチパス記録方法を採用することは、本発明を限定付けるものではない。図１６および図１７で説明したような記録方法は、本発明の効果をより高めるものではあるが、このような記録方法を採用しなくとも、主滴よりはみ出して記録されるサテライトを目立たなくするという本発明の効果はなんら変わらない。

上記では、図１１で示した記録ヘッドを用いての説明を行ってきたが、本実施形態ではこのような記録ヘッドは、複数色分用意されている。この場合、同じ記録モードであっても、インデックスパターンや画像処理がインク色に応じて独立に用意されている構成であってもよい。更に、図１で説明した様な４色のインクに限らず、レッド、ブルー、グリーン、あるいは色材濃度の低い淡インクを各色用に用意した形態であっても、本発明の効果はなんら変わることはない。

なお、以上では吐出量と紙間距離が互いに異なる４つの記録モードを例に説明したが、無論、本実施形態の記録装置は更に多くの記録モードを有する形態であっても良い。例えば、より短時間に出力するために、高速なキャリッジ移動で記録を実行するモードがあってもよい。この際、図８でも説明したように、主滴とサテライトとの距離はキャリッジスピードの変化によっても影響を受ける。よって、これに対応したインデックスパターンを用意することが好ましい。

以上説明したように、本実施形態によれば、吐出量、紙間距離およびキャリッジスピードが互いに異なる複数の記録モードを有するインクジェット記録装置において、それぞれの記録モードに対応した大きさのインデックスパターンを用意することにより、いずれの記録モードにおいても、サテライトの目立ち難い先鋭性に優れた画像を出力することが可能となった。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、各記録モードにおいて主滴とサテライトの着弾距離がインデックスパターンの幅の整数倍になるようにしているが、この値は必ずしも整数倍になっていなくてもその近傍であれば、本発明の効果はある程度期待することが出来る。ただし、画像上にモアレが発生することも懸念されるので、整数倍であることはより望ましい条件ではある。

また、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あってもよい。フルラインタイプの記録ヘッドの場合には、記録媒体の搬送速度が上記実施形態のキャリッジ速度に相当することになる。

上述した実施形態では、図３のブロック図を用いて説明したように、画像処理に関わるデータ変換については、殆ど記録装置部１１７の外部に設けられた画像処理部１１６によって実行されるような、記録システムとして説明した。しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではない。図４や図１２で示したような工程の一部あるいは全てが、記録装置部において処理されるような構成であってもよいし、また、コピー機やファクシミリのように、装置全体の中に全ての構成が具備されているような記録システムであっても本発明の範疇に含まれるものである。

更に、インクジェット記録ヘッドとしては、図２で説明したような電気熱変換素子を具備する構成に限ったものではない。主滴とサテライトとが分断されてしまうような記録システムであれば、ピエゾ方式や静電方式のような他の方式であっても、本発明の構成は有効に働くことが出来る。但し、図２で説明したような構成は、比較的簡易に低コスト、且つ高精細に実現できるインクジェット記録方式として特に効果的な構成といえる。

本発明の実施形態に適用可能なインクジェット記録装置の概略構成を示す上面図である。 本発明の実施形態で適用する記録ヘッドの拡大構造図である。 本発明に適用可能なインクジェット記録装置を含む記録システムの制御系の構成を説明するためのブロック図である。 画像処理の工程を説明するためのフローチャートである。 インデックスパターンの変換例を示した模式図である。 主滴の吐出量と、主滴とサテライトとの着弾距離の関係を示した図である。 キャリッジの移動スピードと吐出量を固定した状態で、紙間距離を変動させた場合の、主滴とサテライトとの着弾距離の関係を示した図である。 紙間距離と吐出量を固定した状態で、キャリッジの移動スピードを変動させた場合の、主滴とサテライトとの着弾距離の関係を示した図である。 所定のンデックスパターンが連続して記録される場合に、サテライトが発生した際のドット着弾状態を示した模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、インデックスパターンと着弾されるドットの様子を示した模式図である。 本発明の実施形態で適用する記録ヘッドの吐出口配列状態を示した模式図である。 本発明の実施形態における画像処理の流れを説明するためのフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は、４×４のインデックスパターンの例を示した模式図である。 （ａ）および（ｂ）は、ドットの着弾状態を示した模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に適用可能な４×４のインデックスパターンの配列例を示した模式図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態に適用可能なマルチパス記録方法を説明するための模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に適用可能なマルチパス記録方法を説明するための模式図である。

符号の説明

１０ 記録ヘッド
１１〜１４ ノズル列
２０ キャリッジ
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
３２ 回復ユニット
３３ インク受け部
１１１ 画像入力部
１１２ 操作部
１１３ ＣＰＵ
１１４ 記憶媒体
１１５ ＲＡＭ
１１６ 画像処理部
１１７ 記録装置部
１１８ バスライン
１５１ 記録ヘッド
１５２ 電気熱変換素子
１５３ ヒータボード
１５４ 天板
１５５ 吐出口
１５６ 液路
２１１〜２１４ 記録ヘッド
２２１〜２２４ インクタンク
３１１〜３１４ キャップ

Claims (6)

1. インクを吐出する複数の記録素子を有する記録ヘッドを用い、該記録ヘッドに対し相対的に移動する記録媒体に画像を形成するインクジェット記録システムにおいて、
   複数の記録モードの中から１つを設定する手段と、
   多値の画像データを、前記設定された記録モードに応じて、所定の解像度およびレベルの階調値データに変換する手段と、
   前記所定解像度の１画素に相当する領域の濃度を、前記記録ヘッドの記録解像度の１画素に相当するエリアを少なくとも前記移動方向に配列した複数のエリアで表現するために、該エリアへのドットの記録・非記録が前記階調値データごとに定められ、且つ前記複数の記録モードごとに用意されたインデックスパターンの中から、前記記録モードおよび階調値データに応じて選択する手段と、
   該選択手段によって選択されたインデックスパターンに従い、前記記録素子から前記記録媒体に向けてインクを吐出する手段と
   を具備し、前記記録素子より吐出されるインクは、主滴と該主滴に追従して吐出される副滴とに分割され、該主滴および副滴は前記記録媒体において前記所定解像度の１画素に対応する領域の前記移動方向の幅の略整数倍の距離を置いて記録されるように、前記インデックスパターンの前記移動方向に配列したエリアの数が定められていることを特徴とするインクジェット記録システム。
2. 前記インクジェット記録システムは、前記記録ヘッドを前記記録媒体に対し移動走査しながら前記記録素子よりインクを吐出する主走査と、該主走査とは交差する方向に前記記録媒体を搬送する副走査とを間欠的に繰り返すことによって前記記録媒体に画像を形成するものであって、前記複数の記録モードでは、インクの吐出量、前記主走査における前記記録ヘッドの移動速度、および前記記録素子のインク吐出口と記録媒体との距離、のうちの少なくとも一つが互いに異なってい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システム。
3. 前記記録媒体の所定領域に対し、複数回の往復の前記主走査によって互いに記録データを補間しながら画像を完成させるインクジェット記録システムであって、往復の前記主走査は、連続する記録データの開始端部画素に対する吐出回数が前記連続する記録データの内部画素に対する吐出回数より多く、連続する記録データの終了端部画素に対する吐出回数が前記連続する記録データの内部画素に対する吐出回数より少なく設定されていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録システム。
4. 前記記録ヘッドは、前記記録素子が前記記録媒体の記録幅に渡って複数配列されたものであり、前記記録素子からインクを吐出しながら前記記録素子配列方向とは交差する方向に前記記録媒体を搬送することによって画像を形成す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システム。
5. 前記インデックスパターンは、前記階調値データの値が増加するほど、前記インデックスパターン内の内側から外側に向けてドットを記録するエリアが増加して行くように定められていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかにに記載のインクジェット記録システム。
6. 前記記録素子は、具備された電気熱変換素子から発生した熱エネルギによってインクを吐出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェット記録システム。
   

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