JP6249651B2 - 画像記録装置、画像記録方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は画像記録装置、画像記録方法およびプログラムに関する。

インクを吐出する複数の記録吐出口を配列した記録ヘッドを、記録媒体の単位領域に対して走査方向に相対的に移動させながらインクの吐出を行う記録走査と、走査方向と交差する方向である搬送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記録を行う画像記録装置が知られている。このような画像記録装置において、各走査にて記録を行うことが許可された記録許容画素が配置されたマスクパターンにより形成する画像のデータを分割して単位領域に対する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が知られている。

また、近年では様々な用途の印刷物をインジェット記録により作成するようになってきており、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。特許文献１には樹脂エマルジョンを含有するインクと難吸水性の記録媒体とを用い、インクを記録媒体上に着弾させた際にインクに熱を加えることで樹脂エマルジョンを皮膜化し、記録媒体上へのインクに含まれる色材の定着を行う方法が開示されている。

特開平１−１１３２４９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたインクと記録媒体を使用して記録を行う場合、記録画像の記録走査の境界部にすじ状のむら（以下、つなぎすじと称する）が発生し、画質の低化を引き起こす場合が想定される。

以下にこの課題について詳細に説明する。

図１は樹脂エマルジョンを含有するインクと難吸水性の記録媒体とを用いてマルチパス記録方法によって画像を記録する際の過程を説明するための図である。なお、ここでは４回の記録走査によって画像を完成させる形態を例として記載する。

図１（ａ）は記録媒体上の領域Ａに記録走査によってインクを吐出した際の画像表面の模式図である。インクの吐出により、領域Ａにドット７００が形成される。記録媒体は難吸水性を示すため、これらのドット７００は記録媒体の表面を覆うように定着している。

図１（ｂ）は図１（ａ）に示す記録走査の後に記録媒体をＹ方向に搬送し、Ａ領域のＹ方向における下流側に隣接するＢ領域に対してインクを吐出した際の画像表面の模式図である。ここで、ドット７００の表面層を形成する樹脂エマルジョンの皮膜は高い臨界表面張力を有することが一般に知られている。臨界表面張力とは、固体表面に固有の値であり、液滴が固体表面上に付与された際にどれ程濡れ易いかを示す指標である。なお、高い臨界表面張力を有する固体表面とは、上に付与された液滴が濡れ易い固体表面である。したがって、ドット７００と接触する位置に吐出されたインクは、高い臨界表面張力を有するドット７００上に濡れ広がり易いため、図の矢印方向に引き寄せられる。一方、先に形成されたドット７００と接触しない位置に吐出されたインクのドット７０１は特定の方向に引き寄せられることなく定着する。

図１（ｃ）は図１（ｂ）に示す記録走査において吐出したインク滴が記録媒体上に定着した際の画像表面の模式図である。上述のように、ドット７０１には定着の際に特定の方向に引き寄らせる力が働かないため、インク滴が付与された位置において定着が行われる。一方、ドット７０２は定着の際に図１（ｂ）の矢印方向に力が働くため、インク滴が付与された位置からＡ領域の側１０００に偏って定着が行われる。この結果、記録走査の境界部に相当する記録媒体上のＡ領域とＢ領域の境界部に関して、Ａ領域側１０００においては黒すじが、Ｂ領域側１００１においては白すじが発生し、画質の低化が引き起こされる。

なお、上述の課題は樹脂エマルジョンを含有するインクを使用する場合に顕著に発生する。

本発明は上記の課題を鑑みて為されたものであり、つなぎすじの発生を抑制することができる画像記録装置および画像記録方法を提供することを目的とするものである。

そこで、本発明は、インクを吐出するための複数の吐出口が配列方向に配列された吐出口列を有する記録ヘッドと、前記吐出口列を分割してなる複数の分割部分のうちそれぞれ異なる分割部分が複数回の走査それぞれで記録媒体上の単位領域と対面するように、前記記録ヘッドを前記単位領域に対して前記配列方向と交差する走査方向に相対的に複数回走査させる走査手段と、記録の許容を定める記録許容画素と記録の非許容を定める非記録許容画素が配置された複数のマスクパターンであって、前記複数の分割部分に対応する複数のマスクパターンに基づいて、前記単位領域に対応する画像のデータから、前記単位領域に対する前記記録ヘッドの複数回の走査それぞれにおいて前記複数の分割部分それぞれからの吐出にて使用する記録データを生成する生成手段と、前記記録データに基づいて前記記録ヘッドから前記単位領域にインクを吐出させる制御手段と、を有する画像記録装置であって、前記複数のマスクパターンのうちの所定のマスクパターンは、第１の領域と、前記第１の領域よりも前記配列方向に相当する方向において前記所定のマスクパターンの端部側に位置する第２の領域と、を含み、前記第１の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均は、前記第２の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均よりも少ないことを特徴とする。

本発明の画像記録装置によれば、つなぎすじを効果的に抑制し、良好な画質の画像を得ることができる。

つなぎすじが発生する過程を説明するための図である。 実施形態で適用する記録装置の斜視図である。 実施形態で適用する記録装置の内部機構の側面図である。 実施形態で適用する記録ヘッドの模式図である。 実施形態における記録制御系の構成を示すブロック図である。 実施形態におけるデータの処理過程を説明するブロック図である。 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。 一般的なマルチパス記録方式で適用するマスクパターンの模式図である。 本実施形態で行うマルチパス記録方法を説明するための図である。 実施形態で適用するマスクパターンを示す模式図である。 実施形態における記録許容画素の単位を説明するための図である。 実施形態におけるマスクパターンの評価領域を説明するための図である。 実施形態によるつなぎすじの抑制のメカニズムを説明するための図である。 記録許容画素の単位内の記録許容画素の数を異ならせてベタ画像を形成した際の画像表面を示す図である。 実施形態で適用するマスクパターンを示す模式図である。

（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は本実施形態に係る画像記録装置の構成を部分的に示す斜視図である。また、図３は本実施形態に係る画像記録装置の構成を部分的に示す側面図である。

画像記録装置の内部には筐体１が設けられており、この筐体上にプラテン２が配置されている。また筐体内にはシート状の記録媒体３をプラテン２に吸着させるための吸引装置４が設けられている。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、Ｘ方向（走査方向）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記録ヘッド７を搭載しており、記録ヘッド７は、発熱体を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式など、さまざまなインクジェット方式を用いることができる。キャリッジモータ８は、キャリッジ６をＸ方向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に伝達する。キャリッジ６のＸ方向における位置は、リニアエンコーダで検出してモニタする。リニアエンコーダは、筐体１に取り付けた直線状のエンコーダパターン１０と、それを光学的、磁気的あるいは機械的に読み取る、キャリッジ６に搭載された読取部（図２では不図示）からなる。

記録媒体３は、給紙スプール１８に備えられたロール状の給紙媒体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できるが、記録物の屋外展示を考慮すると非吸水性あるいは低吸水性の媒体を使用することが好ましい。例えば塩化ビニルシートなどの低吸水性の樹脂で記録面が形成されているものが挙げられる。給紙スプール１８は記録媒体３にブレーキ力を作用させるためのトルクリミッタ１９を備える。記録媒体３はプラテン２上で、キャリッジ６のＸ方向と交差するＹ方向（搬送方向）に搬送される。この搬送は、搬送ローラ１１、ピンチローラ１６、ベルト１２、搬送モータ１３からなる駆動機構により行う。搬送ローラ１１の駆動状態（回転量、回転速度）は、ロータリーエンコーダで検出してモニタする。ロータリーエンコーダは、搬送ローラ１１と共に回転する円周状のエンコーダパターン１４と、それを光学的、磁気的あるいは機械的に読み取る読取部１５からなる。記録媒体３は記録ヘッド７により印字された後、巻取りスプール２０により巻取られ、ロール状の巻取り媒体２４を形作る。巻取りスプール２０は巻取りモータ２１により回転し、記録媒体３に巻取りテンションを作用させるためのトルクリミッタ２２を備える。

本実施形態においては、プラテン２と対面する位置に位置し、図示しないフレームに支えられたヒータ２５からの熱により液体状のインク中の色材の媒体への定着を図る。

ヒータ２５はヒータカバー２６に覆われており、ヒータカバー２６はそれぞれのヒータの熱を紙面に効率よく照射する機能と、ヒータの保護の機能を担っている。ヒータ２５は印字面の直上に位置しており、記録ヘッド７よりインクが吐出される際には記録媒体３は既に均一に加熱されている。このため、記録ヘッド７から吐出された液体の一例としてのインクは印字面に着弾した直後からヒータ２５からの熱と加熱された記録媒体３からの熱により定着が行われる。

なお、このヒータ２５から熱を受ける段階ではインクが記録媒体上に完全に定着する必要はなく、ある程度粘度が上昇し、記録媒体上でのインクの流動性が低下する程度に加熱が行われれば良い。

図４は本実施形態に用いる記録ヘッド７の吐出口３０の配列を模式的かつ略式的に示す平面図である。ここに示す記録ヘッド７には、インクを吐出する吐出口３０が複数備えられている。この吐出口３０は、インクを吐出する吐出口と、これに連通するインク流路（図４では不図示）からなり、各吐出口３０のインク流路内には、インクを局所的に加熱して膜沸騰を起こさせ、その発泡エネルギーでインクを吐出させる電気熱変換体が設けられている。記録ヘッドには、使用する複数色のインクそれぞれに対応した吐出口列が配列されている。本実施形態の各吐出口列は、記録媒体の搬送方向であるＹ方向に沿って、１２００ｄｐｉの密度で配列されたｋ個の吐出口３０から構成されている。

本実施形態における記録ヘッドは、フルカラー画像の記録を可能とするため、ブラックインク（Ｋ）を吐出する吐出口列２２Ｋ、シアンインク（Ｃ）を吐出する吐出口列２２Ｃ、マゼンタインク（Ｍ）を吐出する吐出口列２２Ｍ、イエローインク（Ｙ）を吐出する吐出口列２２ＹをＸ方向（配列方向）に沿って順次配置した、いわゆる横並びヘッドとなっている。

このように構成された画像記録装置において、記録媒体３は搬送ユニット（図４では不図示）からＹ方向に搬送される。記録ヘッド７は、記録制御部（図４では不図示）から記録信号を受け取り、キャリッジ６と共にＸ方向に移動しつつ、記録媒体３の記録領域に向かってインクを吐出する。このような記録動作と、所定の距離だけ記録媒体３をＹ方向に搬送する搬送動作と、を繰り返す。

本実施形態で使用するインクはいずれも樹脂エマルジョンを含有している。本実施形態において「樹脂エマルジョン」とは、水中に分散している状態で存在するポリマー微粒子を意味する。具体的には、（メタ）アクリル酸アルキルエステルや（メタ）アクリル酸アルキルアミドなどのモノマーを乳化重合するなどして合成したアクリルエマルジョン；（メタ）アクリル酸アルキルエステルや（メタ）アクリル酸アルキルアミドなどとスチレンのモノマーを乳化重合するなどして合成したスチレン−アクリルエマルジョン；ポリエチレンエマルジョン、ポリプロピレンエマルジョン、ポリウレタンエマルジョン、スチレン−ブタジエンエマルジョンなどが挙げられる。また、樹脂エマルジョンを構成するコア部とシェル部でポリマーの組成が異なるコアシェル型樹脂エマルジョンや、粒径を制御するために予め合成したアクリル系微粒子をシード粒子とし、その周辺で乳化重合することにより得られるエマルジョンなどでもよい。更には、アクリル樹脂エマルジョンとウレタン樹脂エマルジョンなど異なる樹脂エマルジョンを化学的に結合させたハイブリッド型樹脂エマルジョンなどでもよい。

樹脂エマルジョンを構成するモノマーとしては、（メタ）アクリル酸；メチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレートなどのアルキルアルコールと（メタ）アクリル酸から合成される（メタ）アクリル酸アルキルエステル；（メタ）アクリルアミド、ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピル（メタ）アクリルアミド、イソプロピル（メタ）アクリルアミド、ジエチル（メタ）アクリルアミド（メタ）アクリロイルモルホリンなどの（メタ）アクリル酸アルキルアミドが挙げられる。

本実施形態のインクに使用する樹脂エマルジョンの分子量は、ＧＰＣにより得られるポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）が、１００，０００以上３，０００，０００以下、更には３００，０００以上２，０００，０００以下であることが好ましい。

本実施形態のインクに使用する樹脂エマルジョンの平均粒径は、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることが好ましい。

本実施形態のインクに使用する樹脂エマルジョンのガラス転移温度（Ｔｇ）は、４０℃以上９０℃以下であることが好ましい。この観点から、得られた樹脂エマルジョンのＴｇが４０℃以上９０℃以下の範囲となる、メチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレートを用いた樹脂エマルジョンを用いることが好ましい。

本実施形態のインクに使用する樹脂エマルジョンの含有量（質量％）は、インク全質量を基準として０．１質量％以上１０．０質量％以下が好ましい。

本実施形態では、基材上の塩化ビニルの層が形成されたシートを記録媒体として使用する。本実施形態の記録媒体は塩化ビニルシートに限定されるものではないが、インクの吸収性が低い、もしくはインクを吸収しない記録媒体を使用する場合に特に顕著につなぎすじ抑制の効果を得ることができる。

図５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。主制御部６００は、演算、選択、判別、制御などの処理動作を実行するＣＰＵ６０１と、ＣＰＵ６０１によって実行すべき制御プログラム等を格納するＲＯＭ６０２と、記録データのバッファ等として用いられるＲＡＭ６０３、および入出力ポート６０４等を備えている。そして、入出力ポート６０４には、搬送モータ（ＬＦモータ）６０９、キャリッジモータ（ＣＲモータ）６１０、記録ヘッド７及び切断ユニットにおけるアクチュエータなどの各駆動回路６０５，６０６，６０７，６０８が接続されている。さらに、主制御部６００はインターフェース回路６１１を介してホストコンピュータ６１２に接続されている。

以上の構成を有する画像記録装置によって実施される記録動作を説明する。図６は画像データの処理過程を説明するフローチャートである。ホストコンピュータ６１２のアプリケーションＪ１０１を介して、ユーザーはプリンタ１０４で記録する画像のデータを作成することができる。記録を行う際には、アプリケーションＪ１０１で作成された画像のデータはプリンタドライバ１０３に伝送される。プリンタドライバ１０３は、作成された画像のデータに対して前段処理Ｊ０００２、後段処理Ｊ０００３、γ補正Ｊ０００４、２値化処理Ｊ０００５、および印刷データの作成Ｊ０００６をそれぞれ実行する。前段処理Ｊ０００２では、ホストコンピュータ６１２の表示器の色域をプリンタ１０４の色域に変換する色域変換を行う。３次元ルックアップテーブルを用いることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれが８ビットで表現された画像のデータＲ、Ｇ、Ｂをプリンタの色域内の８ビットデータＲ、Ｇ、Ｂに変換する。後段処理Ｊ０００３では、変換された色域を再現する色をインクの色域に分解する。前段処理Ｊ０００２にて得られたプリント色域内の８ビットデータＲ、Ｇ、Ｂが表す色を再現するためのインクの組合せに対応した８ビットデータＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを求める処理を行う。γ補正Ｊ０００４では、色分解で得られた８ビットデータＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋのそれぞれについてγ補正を行う。後段処理Ｊ０００３にて得られた８ビットデータＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋのそれぞれがプリンタの階調特性に線形的に対応づけられるような変換を行う。２値化処理Ｊ０００５では、γ補正Ｊ０００４にて得られた８ビットデータＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋのそれぞれを１ビットデータＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋに変換する量子化処理を行う。この量子化手段としては、濃度パターン法やディザ法、誤差拡散法等が好適に用いられる。印刷データ作成処理Ｊ０００６では、２値化処理Ｊ０００５にて得られた１ビットデータＣ、Ｍ、Ｋ、Ｙを内容とする画像のデータに印刷制御データなどを付して１ビットの印刷データを作成する。なお、印刷制御データは記録媒体についての情報や記録品位についての情報等から構成される。

以上のようにして生成された印刷データは、プリンタ１０４へ供給される。マスクデータ変換処理Ｊ０００８では、印刷データ作成処理Ｊ０００６で作成された印刷データと、後述するマスクパターンのデータを用いて印刷データをドットを形成するか否か、すなわち記録ヘッドにおけるインクの記録、非記録を表す記録データに変換する。このマスクパターンは、記録許容画素と非記録許容画素とが特定のパターンにて配置されることで構成される。記録許容画素では印刷データをインクの吐出の許容を表すデータに変換し、非記録許容画素ではインクの吐出の非許容を表すデータに変換する。なお、マスクデータ変換処理Ｊ０００８に用いられるマスクパターンは予めプリンタの所定のメモリに格納されている。例えば、上述したＲＯＭ６０２にマスクパターンを格納しておいて、このマスクパターンを利用してＣＰＵ６０１にて記録データへの変換を行うことができる。

マスクデータ変換処理にて得られた記録データは、ヘッド駆動回路６０７および記録ヘッド７に供給される。この記録データに基づき、記録ヘッド７に配列された各吐出口から記録媒体３に対してインクが吐出される。

以上の様な処理によって作成された吐出データに基づいて、入出力ポート６０４を介して各モータや記録ヘッドなどの駆動を制御し、記録動作を行う。本実施形態における記録技術は、前述の記録データの生成方法を用いることによって実現される。

図７は４回の記録走査により記録媒体上の単位領域内に記録を行う際に用いるマルチパス記録方式について示す図である。また、図８は上述のマルチパス記録方式におけるそれぞれの記録走査において適用するマスクパターンについて説明するための図である。

インクを吐出する吐出口列２２に設けられたそれぞれの吐出口３０は、Ｙ方向に沿って４つの記録グループ２０１、２０２、２０３、２０４に分割される。

各マスクパターン２２１、２２２、２２３、２２４はそれぞれ複数の記録許容画素と非記録許容画素が配置されることで構成されている。図８において、黒く塗りつぶされている箇所が記録許容画素を、白抜けで表されている箇所が非記録許容画素を表している。記録許容画素では入力された画像データがインクの吐出を表す画像データである場合に実際にインクを吐出する記録データに変換する。また、非記録許容画素では、インクの吐出を表す画像データが入力された場合であってもインクを吐出しない記録データに変換する。

なお、これらのマスクパターン２２１、２２２、２２３、２２４における記録許容画素は、それぞれ互いに異なる位置であり、且つ、補完的な関係となる位置に配置されている。

以下は記録媒体上にベタ画像を形成する例について説明する。

１回目の記録走査では、記録媒体３上の領域２１１に対して記録グループ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４のＡに示す位置にインクが吐出される。

次に、記録媒体３を記録ヘッド７に対してＹ方向の上流側から下流側に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に対しては記録グループ２０２からマスクパターン２２２に、領域２１２に対しては記録グループ２０３からマスクパターン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４のＢに示すような画像が形成される。

以下、記録ヘッド７の記録走査と記録媒体３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のＤの領域２１１ではすべての画素に相当する小領域に対してインクの吐出が完了し、ベタ画像が形成される。

なお以下の説明では、記録媒体における画素相当の領域を、単に「画素」と記載することがある。

以下に本実施形態におけるマスクパターンについて詳細に説明する。

図９は本実施形態におけるマルチパス記録方法を説明するための図である。

第１の実施形態ではｋ＝１６０の形態について説明する。また、ここでは簡単のため、記録ヘッドのブラックインクを吐出する吐出口列２２Ｋについて記載する。

ブラックインクを吐出する吐出口列２２Ｋに構成された１６０個の吐出口３０は第１記録グループ９０１、第２記録グループ９０２、第３記録グループ９０３、第４記録グループ９０４の、それぞれ４０個の吐出口からなる４個の吐出口群に分割される。

記録媒体上の領域Ａが第１記録グループ９０１に対応する位置にある際に記録ヘッド７がＸ方向に走査することにより、記録媒体３の領域Ａに対して１回目の記録走査が行われる。その後、領域Ａが第２記録グループ９０２に対応する位置となるまで記録媒体３はＹ方向へと搬送される。この搬送の後、記録ヘッドのＸ方向への記録走査が行われる。この記録走査は、記録媒体上の領域Ａに対しては２回目の記録走査であり。領域Ｂに対しては１回目の記録走査となる。この後も同様の記録走査と搬送を繰り返し、第４記録グル―プ９０４による４回目の記録走査が行われた後、領域Ａには画像が完成されることとなる。

図１０は本実施形態に適用するマスクパターンの一例を示したものである。

第１、第２、第３、第４記録グループにはそれぞれ図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すマスクパターン８０１、８０２、８０３、８０４が適用される。

マスクパターン中で黒く塗りつぶされている箇所が記録許容画素に、白抜けで示されている箇所が非記録許容画素にそれぞれ相当し、それぞれの記録グループにおける記録許容画素の配置は４回の記録走査で全画素が記録される補完関係にある。

なお、本実施形態ではそれぞれのマスクパターン８０１、８０２、８０３、８０４のそれぞれにおける記録許容画素の数は同じであるが、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、マスクパターン８０１、８０２では全画素のうちのそれぞれ３０％の画素が記録許容画素とされ、マスクパターン８０３、８０４では全画素のうちのそれぞれ２０％の画素が記録許容画素とされていても良い。

図１０（ａ）は１回目の記録走査に対応する第１記録グループ９０１に適用されるマスクパターン８０１を示す図である。マスクパターン８０１は、Ｙ方向に沿って第１記録グループのうちの下流側端部の６個の吐出口に対応する６個の画素からなる領域３０１、上流側端部の６個の吐出口に対応する６個の画素からなる領域３０２、それら以外の吐出口に対応する領域３０３の三つの領域に分割される。領域３０１、３０２がそれぞれ上述の記録走査間の境界部に相当する。これらの領域３０１、３０２と３０３には、それぞれ記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の平均が異なるように記録許容画素が配置されている。なお、上述の記録許容画素の単位は、隣接して配置された複数の記録許容画素により構成される記録許容画素群および他の記録許容画素と隣接しない記録許容画素のそれぞれを１つの単位としており、詳細については後述する。

また、マスクパターン８０２、８０３、８０４においても、それぞれマスクパターン８０１と同様にＹ方向に沿って下流側端部に対応する領域３０１、上流側端部に対応する領域３０２、それら以外の領域に対応する３０３に分割される。なお、マスクパターン８０１、８０２、８０３、８０４における記録許容画素は、それぞれ互いに異なる位置であり、且つ、補完的な関係となる位置に配置されている。

なお、領域３０１、３０２、３０３のそれぞれにおいて非記録許容画素の数に対する記録許容画素の数の割合は同じになるように記録許容画素が配置されている。

図１１は本実施形態における記録許容画素の単位の定義および記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の平均について説明するための図である。

上述のように、記録許容画素群は隣接する位置に配置された複数の記録許容画素から構成される。例えば、図１１（ａ）では２画素×２画素の４つの画素からなる、正方形の形状の記録許容画素群を示している。この場合、記録許容画素の単位内の記録許容画素の数は４となる。

また、本実施形態ではいずれの記録許容画素とも隣接しない記録許容画素であっても記録許容画素の単位と称する。図１１（ｂ）では隣接する記録許容画素が１つもない記録許容画素を示している。この場合の記録許容画素の単位内の記録許容画素の数は１とする。

また、特定の方向に偏って連なった複数の記録許容画素も本実施形態における記録許容画素群であり、図１１（ａ）に示したような等方的な形状に限定されるものではない。図１１（ｃ）では特定の方向に偏って隣接した、Ｌ字型の記録許容画素群を示している。この場合、記録許容画素の単位内の記録許容画素の数は７である。

また、本実施形態における隣接する記録許容画素とは、Ｘ方向およびＹ方向に隣接する記録許容画素だけではなく、斜め方向に隣接する記録許容画素も含むものである。すなわち、一つの記録許容画素に対してはＸ方向に２つ、Ｙ方向に２つ、斜め方向に４つの計８つの記録許容画素が隣接して配置される可能性がある。図１１（ｄ）では斜め方向に隣接した記録許容画素群を示している。この場合、記録許容画素の単位内の記録許容画素の数は５である。

ここで、図１０を例にとって記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の平均と記録許容画素の単位間の距離の算出方法を説明する。

本実施形態では、Ｘ方向に１２画素、Ｙ方向に６画素の７２個の画素からなるマスクパターンの領域（以下、評価領域と称する）に含まれる記録許容画素の単位の数を算出し、該評価領域内のそれぞれの記録許容画素の単位内の記録許容画素の数を算出する。さらに、該それぞれの記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の和を算出し、該和を記録許容画素の単位の数で割った値をマスクパターンの各領域における記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の平均とする。

図１２は本実施形態のマスクパターンのそれぞれの領域における記録許容画素の数の平均を説明するための図である。

図１２（ａ）は本実施形態における第１記録グループ９０１の下流側端部に対応するマスクパターンの領域３０１の評価領域を示す図である。また、図１２（ｂ）は本実施形態における第１記録グループ９０１の上流側端部および下流側端部以外の領域に対応するマスクパターンの領域３０３の評価領域を示す図である。

例えば、本実施形態における第１記録グループ９０１のマスクパターンの領域３０１の評価領域内には、それぞれ互いに隣接する９つの記録許容画素から記録許容画素の単位Ｔ１、Ｔ２が構成されている。したがって、マスクパターンの領域３０１における記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の平均は、それぞれの記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の和である１８を記録許容画素の単位の数である２で割った値である９となる。

一方、第１記録グループ９０１のマスクパターンの領域３０３の評価領域内には、互いに隣接する記録許容画素は存在しない。上述の定義に従って換言すると、記録許容画素の単位内の記録許容画素の数が１である記録許容画素の単位が合計１８個配置されている。したがって、マスクパターンの領域３０３における記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の平均は、それぞれの記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の和である１８を記録許容画素の単位の数である１８で割った値である１となる。

図１０および図１２に示すように、本実施形態では記録走査間の境界部に相当する吐出口に対し、それ以外の領域の吐出口に適用されるマスクパターンに比べて記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の平均が多いマスクパターンを適用することでつなぎすじの発生を抑制する。

以下につなぎすじの発生を抑制するメカニズムについて詳細に説明する。

図１３は本実施形態に記載の記録方法で記録を行った際の記録走査の境界部に相当する記録媒体上の領域における画像の形成過程を説明するための図である。

図１３（ａ）は記録走査の境界部に相当する記録媒体上の領域Ａに対し、１回目の記録走査を行いインクを吐出した際の画像表面の模式図である。なお、領域Ａは第１記録グループのＹ方向上流側端部に配置された６個の吐出口により記録が行われる記録媒体上の領域である。したがって、記録に際して図１０（ａ）に示すマスクパターンの領域３０２が適用される。そのため、図示のように９つのインク滴７０３が互いに接触する位置に吐出される。

図１３（ｂ）は図１３（ａ）に示す記録を行った後、記録媒体を搬送し、領域Ａに対し２回目の記録走査を、領域ＡとＹ方向上流側に隣接する領域Ｂに対し１回目の記録走査を行う際の画像表面の模式図である。なお、簡単のため領域Ａに対して２回目の記録走査で吐出されるインクは図示していない。また、領域Ｂは第１記録グループ９０１のＹ方向下流側端部に配置された６個の吐出口により記録が行われる記録媒体上の領域であり、図１０（ａ）に示すマスクパターンの領域３０１が適用される。

図１３（ａ）に示す記録走査により吐出されたインク滴７０３は互いに接触する位置に吐出されていたため、インク滴７０３同士で集合しようとする力が働く。そのため、９つのインク滴７０３は記録媒体の表面上に１つの大ドット７０４を形成して定着する。ここで、定着に際して９つのインク滴には互いに引き寄せ合うように流動する。したがって、１回目の記録走査時に吐出された際のインク滴７０３が大ドット７０４が形成した場合、大ドット７０４は記録媒体の表面上のおいて占める面積７０３ａよりも小さくなる。

したがって、図１３（ｂ）に示すように１回目の記録走査でインクが吐出された位置に近接する位置に２回目の記録走査でインクが吐出された場合であっても、１回目の記録走査で形成された大ドット７０４と２回目の記録走査で吐出されたインク滴７０５は記録媒体上において接触しないため、ビーディングは発生しない。

図１３（ｃ）は図１３（ｂ）に示す記録を行った後、領域Ｂに吐出されたインク滴７０５が定着した際の画像表面を示す図である。インク滴７０５はそれぞれ９つのインク滴が互いに接触するように吐出されるため、大ドット７０６を形成して定着する。この際にインク滴７０５は大ドット７０４と接触しないため、特定の方向に偏って移動することなく定着が完了する。このため、つなぎすじが効果的に抑制できると考えられる。

なお、本実施形態がつなぎすじを抑制することができるメカニズムは上述のメカニズムだけではないと考えられる。例えば、大ドットを形成する際の互いに引き寄せ合う方向へのインク滴の流動が然程起こらず、大ドットと次の記録走査で吐出するインク滴が接触する位置に吐出された場合であっても、本実施形態はつなぎすじを効果的に抑制できると考えられる。大ドットとインク滴が接触した場合であっても、インク滴は互いに接触する位置に複数吐出されているためインク滴の定着前において大きな１つのインク滴（以下、大インク滴と称する）を形成している。この大インク滴は１滴のインク滴よりも質量が大きいので、他の大ドットと接触した際に他の大ドットの側に引き寄せられにくい。そのため、ビーディングの影響が小さくなり、つなぎすじが目立たなくなるのである。
図１４は記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の平均が９のマスクパターンを各記録走査にて適用して記録した際の画像表面を示す図である。なお、全ての画素にインクを吐出した際に形成される画像（以下、ベタ画像と称する）を示している。

記録許容画素の単位内の記録許容画素の数が相対的に多い場合、図１４に示すように複数のインク滴が同一の記録走査で隣接する位置に吐出されるため、大ドット７０８を形成する。この大ドット７０８を形成する際、上述のようにインク滴は互いに引き寄せ合う方向に流動するため、得られるベタ画像は、粒状感の目立つものとなってしまう。また、大ドットを形成させて記録を行った場合、記録媒体の表面の被覆率も小さくなり記録媒体の表面が露出する領域７０７が生じてしまうため、ベタ画像の一様性もまた失われてしまう。

以上の理由より、本実施形態では各記録走査に対応するマスクパターンのうち、記録走査の境界部に相当する領域にはつなぎすじの抑制のために記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の平均が相対的に多くなるように記録許容画素を配置する。また、記録走査の境界部以外に相当する領域には粒状性、一様性の低化を抑制するための記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の平均が相対的に少なくなるように記録許容画素を配置する。

以上の構成によれば、記録媒体上に形成されたインク層の表面上の臨界表面張力が記録媒体の臨界表面張力と異なるインクを使用する場合であっても、つなぎすじを効果的に抑制することが可能となる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、単位領域を記録する複数回の記録走査にそれぞれ対応する複数のマスクパターンのすべてにおいて、マスクパターン内の記録走査の境界部に相当する領域の記録許容画素の単位内の記録許容画素の数が相対的に多くなる形態について記載した。

これに対し、本実施形態では、複数のマスクパターンのうちの所定数のマスクパターンにおいて記録走査の境界部に相当する領域の記録許容画素の単位内の記録許容画素の数が相対的に多くなる形態について記載する。

なお、前述した第１の実施形態と同様の部分については、説明を省略する。

図１５は本実施形態に適用するマスクパターンの一例を示したものである。

本実施形態では記録媒体上の単位領域に対する４回の記録走査のうち、１、２回目の記録走査に対応するマスクパターンの記録走査の境界部に相当する領域の記録許容画素の単位内の記録許容画素の数が相対的に多くなるように記録許容画素を配置する。

図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ１、２、３、４回目の記録走査に対応するマスクパターンを示している。なお、それぞれのマスクパターン内の記録許容画素は互いに排他的な位置に配置されている。

図１５（ａ）、（ｂ）からわかるように、１、２回目の記録走査に対応するマスクパターンではＹ方向の上流側端部の領域３０１および下流側端部の領域３０２において、記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の平均が３となるように記録許容画素を配置する。また、上流側端部および下流側端部以外の領域３０３では、記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の平均が１となるように記録許容画素を配置する。

一方、図１５（ｃ）、（ｄ）に示すように、３、４回目の記録走査に対応するマスクパターンでは領域３０１、３０２、３０２のいずれにおいても記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の平均が１となるように記録許容画素を配置する。

記録媒体に対するインクの濡れ性が高い場合、マルチパス記録が終了する記録走査よりも前の記録走査の段階でインクが記録媒体の表面のほぼすべてを被覆することとなる。そのような場合、後半の記録走査間の境界部では先の記録走査で記録された領域と後の記録走査で記録された領域との間にインクの被覆率に然程差がないため、臨界表面張力の差はほぼ生じない。したがって、後半の記録走査間ではつなぎすじが発生しにくくなるということが考えられる。

本実施形態では、１、２回目の記録走査では記録走査の境界部に相当する領域は大ドットにて記録を行うため、つなぎすじの発生を効果的に抑制することが可能となる。また、３回目の記録走査を行う際にはすでに記録媒体の表面上は１、２回目の記録走査で形成されたインク層によりほぼ覆われているので、つなぎすじは発生しにくい。したがって、３、４回目の記録走査では記録走査間の境界部に相当する領域においてもインク滴同士が接触しないような位置にインクを吐出することで、画像の粒状性や一様性の低化を抑制することが可能となる。

以上説明したように、本発明に記載の画像記録装置によれば、つなぎすじを目立たなくし、良好な画質の画像を得ることが可能となる。

なお、各実施形態では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により記録媒体の表面に皮膜を形成し定着する、いわゆる熱硬化型インクを使用する記録装置について記載した。しかし、本発明はこれらの熱硬化型インクを使用する記録装置に限定されるものではなく、記録媒体上に形成されたインクの層の表面における臨界表面張力が記録媒体の臨界表面張力と異なるインクを使用する画像記録装置でも良い。

また、各実施形態では加熱により生じる発泡のエネルギーによりインクの吐出を行ういわゆるサーマルジェット型のインクジェット記録装置および記録方法について記載した。しかし、本発明はサーマルジェット型のインクジェット記録装置に限定されるものではない。例えば圧電素子を利用してインクの吐出を行ういわゆるピエゾ型のインクジェット記録装置等、様々な画像記録装置に対して有効に適用できる。

また、各実施形態では塩化ビニルによる層が形成されたシートを記録媒体に用いる画像記録装置について記載したが、ある程度水分の吸収性が低い記録媒体を用いる画像記録装置であれば良い。

また、各実施形態にはそれぞれの記録走査で記録ヘッドが通過する記録媒体上の領域に対応するマスクパターンを用いて各記録走査におけるインクの吐出を制御する形態を記載した。しかしながら、より小さく分割されたマスクパターンを繰り返し用いることで各記録走査におけるインクの吐出を制御しても良い。

また、各実施形態では所定のマスクパターン内の一方の端部側および一方の端部側と反対である他方の端部側の記録許容画素の単位内の記録許容画素の数を相対的に多くする形態について記載した。しかしながら、本発明は一方の端部側、他方の端部側のいずれか一方のみに関して記録許容画素の単位内の記録許容画素の数を相対的に多くする形態であっても良い。

また、各実施形態では記録許容画素の単位内の記録許容画素の数の平均で規定したマスクパターンについて記載した。しかしながら本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、端部には記録許容画素の分散度を小さくし、中央には記録許容画素の分散度を大きくしたマスクパターンであっても本発明を好適に適用できる。

また、各実施形態には画像記録装置を用いた画像記録方法について記載したが、各実施形態に記載の画像記録方法を行うためのデータを生成するデータ生成装置またはデータ生成方法、プログラムを記録装置とは別体に用意する形態にも適用できる。また、記録装置の一部に備える形態にも広く適用できることは言うまでもない。

Claims (14)

1. インクを吐出するための複数の吐出口が配列方向に配列された吐出口列を有する記録ヘッドと、
   前記吐出口列を分割してなる複数の分割部分のうちそれぞれ異なる分割部分が複数回の走査それぞれで記録媒体上の単位領域と対面するように、前記記録ヘッドを前記単位領域に対して前記配列方向と交差する走査方向に相対的に複数回走査させる走査手段と、
   記録の許容を定める記録許容画素と記録の非許容を定める非記録許容画素が配置された複数のマスクパターンであって、前記複数の分割部分に対応する複数のマスクパターンに基づいて、前記単位領域に対応する画像のデータから、前記単位領域に対する前記記録ヘッドの複数回の走査それぞれにおいて前記複数の分割部分それぞれからの吐出にて使用する記録データを生成する生成手段と、
   前記記録データに基づいて前記記録ヘッドから前記単位領域にインクを吐出させる制御手段と、を有する画像記録装置であって、
   前記複数のマスクパターンのうちの所定のマスクパターンは、第１の領域と、前記第１の領域よりも前記配列方向に相当する方向において前記所定のマスクパターンの端部側に位置する第２の領域と、を含み、
   前記第１の領域に配置された非記録許容画素に対する記録許容画素の割合は、前記第２の領域に配置された非記録許容画素に対する記録許容画素の割合とほぼ等しく、
   前記第１の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均は、前記第２の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均よりも少ないことを特徴とする画像記録装置。
2. 前記複数のマスクパターンのうちの前記所定のマスクパターンと異なる第２のマスクパターンは、第３の領域と、前記第３の領域よりも前記配列方向に相当する方向において前記第２のマスクパターンの端部側に位置する第４の領域と、を含み、
   前記第３の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均は、前記第４の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記所定のマスクパターンは、前記第１の領域よりも前記配列方向に相当する方向において前記第２の領域側と反対の端部側に位置する第５の領域を更に含み、
   前記第１の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均は、前記第５の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均よりも少ないことを特徴とする請求項１または２に記載の画像記録装置。
4. 前記第２の領域は前記所定のマスクパターン内の前記配列方向に相当する方向における一方の端部に位置し、前記第５の領域は前記所定のマスクパターン内の前記配列方向に相当する方向における他方の端部に位置することを特徴とする請求項３に記載の画像記録装置。
5. 前記第１の領域は前記所定のマスクパターン内の前記配列方向に相当する方向における中央部に位置することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像記録装置。
6. インクを吐出するための複数の吐出口が配列方向に配列された吐出口列を有する記録ヘッドと、
   前記吐出口列を分割してなる複数の分割部分のうちそれぞれ異なる分割部分が複数回の走査それぞれで記録媒体上の単位領域と対面するように、前記記録ヘッドを前記単位領域に対して前記配列方向と交差する走査方向に相対的に複数回走査させる走査手段と、
   記録の許容を定める記録許容画素と記録の非許容を定める非記録許容画素が配置された複数のマスクパターンであって、前記複数の分割部分に対応する複数のマスクパターンに基づいて、前記単位領域に対応する画像のデータから、前記単位領域に対する前記記録ヘッドの複数回の走査それぞれにおいて前記複数の分割部分それぞれからの吐出にて使用する記録データを生成する生成手段と、
   前記記録データに基づいて前記記録ヘッドから前記単位領域にインクを吐出させる制御手段と、を有する画像記録装置であって、
   前記複数のマスクパターンのうちの所定のマスクパターンは、第１の領域と、前記第１の領域よりも前記配列方向に相当する方向において前記所定のマスクパターンの端部側に位置する第２の領域と、前記第１の領域よりも前記配列方向に相当する方向において前記第２の領域側と反対の端部側に位置する第３の領域と、を含み、
   前記第１の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均は、前記第２の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均よりも少なく、且つ、前記第３の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均よりも少ないことを特徴とする画像記録装置。
7. 前記記録媒体を加熱する加熱手段を更に備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像記録装置。
8. 前記インクは、樹脂エマルジョンを含有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像記録装置。
9. 前記記録媒体は、基材と、前記基材上に塩化ビニルにより形成された層を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像記録装置。
10. 前記記録媒体上に形成された前記インクの層における臨界表面張力は、前記記録媒体における臨界表面張力と異なることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像記録装置。
11. 前記複数のマスクパターンは、互いに排他的且つ補完的な位置に記録許容画素が配置されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像記録装置。
12. インクを吐出するための複数の吐出口が配列方向に配列された吐出口列を有する記録ヘッドを用いて記録を行う画像記録方法であって、
    前記吐出口列を分割してなる複数の分割部分のうちそれぞれ異なる分割部分が複数回の走査それぞれで記録媒体上の単位領域と対面するように、前記記録ヘッドを前記単位領域に対して前記配列方向と交差する走査方向に相対的に複数回走査させる走査工程と、
    記録の許容を定める記録許容画素と記録の非許容を定める非記録許容画素が配置された複数のマスクパターンであって、前記複数の分割部分に対応する複数のマスクパターンに基づいて、前記単位領域に対応する画像のデータから、前記単位領域に対する前記記録ヘッドの複数回の走査それぞれにおいて前記複数の分割部分それぞれからの吐出にて使用する記録データを生成する生成工程と、
    前記記録データに基づいて前記記録ヘッドから前記単位領域にインクを吐出させる制御工程と、を有し、
    前記複数のマスクパターンのうちの所定のマスクパターンは、第１の領域と、前記第１の領域よりも前記配列方向に相当する方向において前記所定のマスクパターンの端部側に位置する第２の領域と、を含み、
    前記第１の領域に配置された非記録許容画素に対する記録許容画素の割合は、前記第２の領域に配置された非記録許容画素に対する記録許容画素の割合とほぼ等しく、
    前記第１の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均は、前記第２の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均よりも少ないことを特徴とする画像記録方法。
13. インクを吐出するための複数の吐出口が配列方向に配列された吐出口列を有する記録ヘッドを用いて記録を行う画像記録方法であって、
    前記吐出口列を分割してなる複数の分割部分のうちそれぞれ異なる分割部分が複数回の走査それぞれで記録媒体上の単位領域と対面するように、前記記録ヘッドを前記単位領域に対して前記配列方向と交差する走査方向に相対的に複数回走査させる走査工程と、
    記録の許容を定める記録許容画素と記録の非許容を定める非記録許容画素が配置された複数のマスクパターンであって、前記複数の分割部分に対応する複数のマスクパターンに基づいて、前記単位領域に対応する画像のデータから、前記単位領域に対する前記記録ヘッドの複数回の走査それぞれにおいて前記複数の分割部分それぞれからの吐出にて使用する記録データを生成する生成工程と、
    前記記録データに基づいて前記記録ヘッドから前記単位領域にインクを吐出させる制御工程と、を有し、
    前記複数のマスクパターンのうちの所定のマスクパターンは、第１の領域と、前記第１の領域よりも前記配列方向に相当する方向において前記所定のマスクパターンの端部側に位置する第２の領域と、前記第１の領域よりも前記配列方向に相当する方向において前記第２の領域側と反対の端部側に位置する第３の領域と、を含み、
    前記第１の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均は、前記第２の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均よりも少なく、且つ、前記第３の領域において互いに隣接して配置された記録許容画素の数の平均よりも少ないことを特徴とする画像記録方法。
14. 請求項１２または１３に記載の画像記録方法を実行するために、画像記録装置のコンピュータを機能させるプログラム。

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