JPH0624877B2 - インクジエツト記録方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明上の利用分野） 本発明は、インクジェットヘッドを用いた中間調記録方
式に関する。

（従来の技術） 従来、インクジェット記録において中間調記録を行なう
方法として印字手段が一定の濃度即ち印字を行なうか行
なわないかの２値記録しかできない場合には、ディザ法
とか濃度パターン法と呼ばれている方法を用いていた。
これらはドットの密度を濃度に応じて変化させ、擬似的
に中間調を表現する方法である。このような擬似中間調
記録方式では、階調数を多くとるためには、中間調を表
現する単位マトリックス内のドット数を増加させる必要
があり、解像度の低下をさけるには非常に高いドット密
度が必要となる。高密度記録も1mm当り20ドット程度が
実用的な限界で、それ以上の高密度化は、技術的に困難
となる。また高密度記録になると記録時間も大巾に増加
してしまう等の問題があった。これに対して、１つの印
字ドットが多値の濃度レベルを表現できる場合、上述の
問題は解決される。このような印字ドットが多値レベル
を表現する印字手段の１つとして、オンディマンド型イ
ンクジェット記録装置が知られている。例えばオンディ
マンド型インクジェットヘッドは駆動パルスのパルス巾
にほぼ比例してインク滴の体積を変化させることが可能
である。即ち入力濃度信号に応じて駆動パルス巾を変調
することにより印字したドットの面積が変化し中間調が
再現される。しかしながら一般にオンディマンド型イン
クジェットヘッドでは駆動パルス巾を変調すると飛翔速
度も変化してしまいドット打込み位置が一定のピッチと
ならず、すき間ができたり、ドットが重なったりして良
好な記録を得ることがむずかしかった。これに対し、特
開昭60−052352号公報に示したヘッドは、このパルス巾
に対する飛翔速度の変化が少なくなるように改良したヘ
ッドであるがそれでも印字に大きあ影響を与えない速度
変動内に制限すると滴体積の可変範囲は、約４倍程度で
印字した時のドット面積もほぼ４倍程度の変化となる。
このようなドットを用いて印字を行った場合最大ドット
において互いに重なるようなドット密度で記録を行った
場合、４倍程度のドット面積変調だけでは、中間調再現
範囲としては、反射濃度で0.4から1.5程度までとなる。
この範囲内では、連続的な記録濃度が得られるが記録濃
度0.4以下の明部の再現ができない。

これを解決する方法としては、第12図に示したように入
力濃度信号が高い場合はドット面積変調を用い、最小滴
で表現可能な入力濃度Ｄ_Ｉ以下を表現する場合にディザ
法等によるドット密度変調を用いる方法が知られてい
る。即ち所定の濃度閾値によりドット面積変調とドット
密度変調を使い分けることにより低濃度から高濃度まで
の中間調記録を行っている。この方式は低濃度において
解像度が低下するが、モノクロ記録においては、中高濃
度の解像度が高い場合には全体の画質の低下はそれ程見
られない。しかしながら、フルカラー記録になると三原
色の混合の割合によって色相から表現されるため、混合
の割合の小さい部分即ち濃度の低い部分において解像度
の低下がはっきり感知されるようになり画質が低下して
しまう。

そこで、特開昭60−220757号公報に示されているように
異なるノズル径を持つ複数のインクジェットヘッドを用
い、各ノズル径に対応した記録濃度領域を分担させ、全
体として広い濃度範囲をドット面積変調で表現する方式
が知られている。例えば第13図に示すように大きなノズ
ル径のインクジェットヘッドにて0.4〜1.5の濃度範囲を
記録し、大ノズルの1/2の小さなノズル径のインクジェ
ットヘッドにて0.15〜0.4の濃度範囲を印字するもので
ある。これにより大ノズルを使い分けて0.15〜1.5の濃
度範囲を解像度の高いドット面積変調で表現可能となっ
た。

（発明が解決しようとする問題点） このような従来の方法により異なる径のノズルを用いて
記録を行なう場合、各々のノズルにより記録されたドッ
トが所定のドット密度により決まる規則的な格子点上に
正確に印字される場合には、原画の濃度パターンが再現
され、低濃度から高濃度までドット面積変調による良好
な記録が得られる。しかし、格子点から印字がずれると
濃度が変化するとか擬輪郭から発生する等による画質の
低下につながる。単一ノズルによる記録では印字ずれの
要因は、インクジェットヘッドの噴射速度の滴噴射サイ
クルによる変動や滴体積変調時の変動である。しかしな
がらこれらの変動は、噴射サイクルや滴体積変調の為の
パルス巾の変化に対し、ゆるやかであり不連続的な変化
は無い。よって記録を行なった場合に人物の顔等のよう
な濃度がなめらかに変化している場合理想的な格子点か
らのずれが生じても、各ドット間の距離が不連続に変化
せず、なめらかに変わる為画質の劣下はほとんど無かっ
た。しかしながら異なるノズル径のヘッドを用いる場合
には印字位置誤差の要因としてさらに各ヘッドの取り付
け位置誤差や走査速度のむら等を考慮しなければならな
い。これらによる印字位置のずれは、異なるヘッドによ
り印字したドットパターンの間の相対的なずれとして現
われる。例えば第14図(a)の２つの領域１，２は、印字
ヘッドが切り換わる濃度値により分けられており領域１
が濃度が高く、領域２が低いような濃度分布とする。こ
のような原画を記録すると同図(b)に示すような位置ず
れが生じた記録が得られる。同図(b)ではそれぞれ領域
３が大ノズルヘッド、領域４を小ノズルヘッドで印字し
た部分を表わしている。この例では、大ノズルヘッドに
よる印字に対し小ノズルヘッドによる印字が遅れる方向
にずれが生じた場合を示した。このように印字するノズ
ルが切り換わる部分において不連続な位置ずれが生じ、
ドット間隔が広がる場合に白ぬけによる白線５が生じ、
縮まる部分では、ドットの重なりによる濃度の高い線６
が生じてしまう。これらの線は、濃度がなめらかに変化
する場合に特に顕著に見られ、画質の大きな劣下とな
る。

本発明の目的は、この問題を解決し、高画質の中間調記
録方式を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の要旨は、異なるノズル径のインクジェットヘッ
ドを用い、それぞれより電気信号に従って体積を制御し
たインク滴を記録媒体上の一定のピッチでならんだ格子
点に噴射し、ドット画積変調およびドット密度変調を組
合わせて中間調記録を行なうインクジェット記録方式に
おいて、前記異なるノズル径のインクジェットヘッドお
のおのにおいて入力画像濃度信号の増加に対し、記録し
た画素の濃度が単調に増加するようにインク滴体積を制
御し、かつ、１つの画素を前記異なるノズル径のインク
ジェットヘッドからのインク滴による重ね書きを行なう
ことを特徴とするインクジェット記録方式である。

（作用） 本発明では、ノズル径が異なりまたドット面積の変調が
可能なインクジェットヘッドを用いて記録を行なう。ド
ット面積の変調が可能なインクジェットヘッドの代表的
な特性の１例を第１図に示す。このような特性は、特開
昭60−052352に示された構造のヘッドにより得られる。
このヘッドは最小駆動パルス長ｔ_ｗ１から最大駆動パル
ス長ｔ_ｗ２にわたって駆動パルス長に概ね比例したドッ
ト面積の印字が可能である。また同図のようにノズル径
が異なると同一駆動パルス長でもドット面積を変えるこ
とができる。ここでは説明の簡略化のため２種類のノズ
ル径Ｄ_１，Ｄ_２を用いて説明する。まず大きなノズル径
Ｄ_１のヘッドにより一定のドット密度で格子状に記録す
ると、第２図の曲線(a)で示したように最小駆動パルス
長ｔ_ｗ１における記録濃度Ｄ_Ｌ１より最大駆動パルス長
ｔ_ｗ２における記録濃度Ｄ_Ｈ１までの階調記録が得られ
る。同様に小さなノズル型Ｄ_２のヘッドにより同一濃度
のインクで記録すると、第２図の曲線(b)で示したよう
に記録濃度Ｄ_Ｌ２から記録濃度Ｄ_Ｈ２までの記録が可能
である。各インクジェットヘッドにおいてそれそれの最
小滴による記録濃度よりも低い濃度を記録するには、最
小滴によるドット密度変調を用いる。ドット密度変調を
行なう方法としてはディザ法や、濃度パターン法さらに
誤差拡散法等が利用できる。本発明は、このような記録
特性をもつインクジェットヘッドを用い、ノズル径の異
なる複数のインクジェットヘッドにより同一画素を重ね
書きにより作成する。即ち、ある画素を記録する場合そ
の点の濃度信号により各インクジェットヘッドの駆動パ
ルス長を決め記録紙上の対応する同一点に各々のインク
ジェットヘッドからのインクを噴射して所定の記録濃度
を得るものである。さらに本発明の重要な点はノズル径
の異なるインクジェットヘッド各々において、入力濃度
信号に対する記録濃度の関係が極大や極小値を持たずに
単調に増加するようにインク噴射量の制御を行なうこと
である。さらに入力濃度信号が各インクジェットヘッド
の最小滴による記録濃度より低い領域では、ノズル径の
小さなインクジェットヘッドでドット密度変調を用いて
記録を行ない、ノズル径の大きなインクジェットヘッド
は、入力濃度信号としてノズル径の小さなインクジェッ
トヘッドがドット面積変調を行なうようなレベル以上に
なってはじめて印字を行なうようにする。このような記
録方法により小ノズルヘッドの最小ドットによるべた記
録濃度Ｄ_Ｌ２から最大記録濃度までは、すくなくとも小
ノズル又は小ノズルと大ノズルからの滴によりすべての
格子点が印字される。よって広い濃度範囲において解像
度の低下のない記録が得られる。所定の格子点に対する
印字ドットの位置ずれに対しても、ノスル径の異なる各
インクジェットヘッドにおいて入力濃度信号に対して記
録濃度を単調に増加させておりいずれのヘッドでもほぼ
全濃度範囲を記録しているため位置ずれが生じても特定
の濃度における不連続点や濃度の逆転を生じない。よっ
て、白ぬけやドット重なりによる擬似輪郭による画質の
劣下のない高解像度の中間調記録が得られる。

（実施例） 以下に図面を用いて本発明の詳細な説明を行なう。

実施例１ 第３図(a)に小ノズルヘッドの入力濃度信号に対する記
録濃度特性を、同図(b)に入力濃度信号に対する印字ド
ット面積およびドット密度を示した。また第４図(a)に
は大ノズルヘッドの入力濃度信号に対する記録濃度特性
を同図(b)に入力濃度信号に対する印字ドット面積およ
びドット密度を示した。また第５図は大ノズルヘッドお
よび小ノズルヘッドによる重ね書きを行ったときの記録
濃度特性を示した。

本実施例は、大ノズルヘッドと小ノズルヘッドとで中間
調を表現する濃度領域を２つに分割したもので入力濃度
Ｄ_Ｉ２より濃度の低い部分は小ノズルヘッドで印字し、
入力濃度Ｄ_Ｉ２より濃度の高い部分は、小ノズルヘッド
は、常に一定の大きさの点を印字し、これに重ねて大ノ
ズルヘッドにより階調記録を行なうものである。このよ
うな制御により異径ノズル間での印字位置のずれが生じ
ても白線や記録濃度の高い線が生じることは無かった。

実施例２ 第６図(a)に小ノズルヘッドの入力濃度信号に対する小
ノズルヘッドのみによる記録濃度特性を、同図(b)に入
力濃度信号に対する印字ドット面積およびドット密度を
示した。第７図(a)には、大ノズルヘッドの入力濃度信
号に対する大ノズルヘッドのみによる記録濃度特性、同
図(b)に入力濃度信号に対する印字ドット面積およびド
ット密度を示した。第８図には、第６図および第７図の
ような制御を行って大小ノズルヘッドによる重ね書きを
行ったときの記録濃度特性を示した。本実施例では、大
ノズルと小ノズルで中間調を表現する入力濃度信号の領
域分けは行っておらず、両者でほぼ全入力濃度信号範囲
にわたって中間調を表現している。この実施例は、第１
の実施例に比べ、大ノズルにおいてドット密度変調を行
っている入力濃度信号領域（Ｄ_Ｉ１〜Ｄ_Ｉ４）が低濃度
方向に移っており小ノズルヘッドにおけるドット密度変
調が終了する入力濃度Ｄ_Ｉ１より引きつづき大ノズルヘ
ッドによるドット密度変調記録が始まるようにしてい
る。このようにすると、記録を行った時にドット密度変
調特有の模様が明部においてのみ現われ、また大小ノズ
ルにおける模様も連続的につながり、画質の均一性にす
ぐれた記録が得られた。

実施例３ 第９図(a)に小ノズルヘッドの入力濃度信号に対する小
ノズルヘッドのみによる記録濃度特性を、第９図(b)に
入力濃度信号に対する印字ドット面積およびドット密度
を示した。第10図(a)には、大ノズルヘッドの入力濃度
信号に対する大ノズルヘッドのみによる記録濃度特性
を、同図(b)に入力濃度信号に対する印字ドット面積お
よびドット密度を示した。第11図には、第９図および第
10図に示した印字制御を行って大ノズルヘッドおよび小
ノズルヘッドによる重ね書きを行ったときの記録濃度特
性を示した。

本実施例では、小ノズルヘッドによるドット密度変調記
録が終る濃度Ｄ_Ｉ１からひきつづき大ノズルヘッドによ
るドット密度変調記録をはじめこのドット密度変調は、
濃度Ｄ_Ｉ５まで行なう。この時小ノズルヘッドでは入力
濃度Ｄ_Ｉ１から入力濃度Ｄ_Ｉ５までは最小滴による一定
濃度の記録を行っている。そして入力濃度Ｄ_Ｉ５から入
力濃度Ｄ_Ｉｍａｘまでは、大ノズルヘッドおよび小ノズ
ルヘッドはともに一定の割合でドット面積を増加させる
ようにしている。このような印字制御により、大ノズル
によるドット密度変調領域（Ｄ_Ｉ１〜Ｄ_Ｉ５）が第２の
実施例におけるドット密度変調領域（Ｄ_Ｉ１〜Ｄ_Ｉ４）
よりも狭くなる。これにより荒らさの少ない記録が得ら
れた。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、異なるノズル径のイ
ンクジェットヘッドを用い、各々のインクジェットヘッ
ドの入力濃度信号に対する記録濃度特性が単調に増加す
るようなインク滴の噴射制御を行ない、異なるノズル径
のインクジェットヘッドによる重ね書きを行なうことに
より、従来の単一ノズルヘッドでは記録できない低濃度
までドット面積変調による記録が可能となる。また複数
のノズルを用いて記録濃度により印字するノズルを選択
して印字を行なう方式において従来よく見られた異なる
ノズルによって印字したドットの位置ずれによって生じ
たドットぬけによる白線やドット重なりによる線が本発
明による重ね書きによる方式により生じなくなった。

【図面の簡単な説明】 第１図〜第２図は本発明に使用するインクジェットヘッ
ドの特性の一例としての駆動パルス長に対するインク滴
体積変調特性および記録濃度特性図、第３図〜第４図は
おのおの第１の実施例を説明するための入力濃度信号に
対する小ノズルヘッドの(a)記録濃度の関係図、(b)ドッ
ト面積およびドット密度の関係図、および大ノズルヘッ
ドの(a)記録濃度特性図、(b)ドット面積およびドット密
度の関係図、第５図は第１の実施例における大小２ノズ
ルによる記録濃度特性図、第６図〜第７図はおのおの第
２の実施例を説明するための入力濃度信号に対する小ノ
ズルヘッドの(a)記録濃度の関係図、(b)ドット面積およ
びドット密度の関係図、および入力濃度信号に対する大
ノズルヘッドの(a)記録濃度の関係図、(b)ドット面積お
よびドット密度の関係図、第８図は第２の実施例におけ
る大小２ノズルによる記録濃度特性図、第９図〜第10図
はおのおの第３の実施例を説明するための入力濃度信号
に対する小ノズルヘッドの(a)記録濃度の関係図、(b)ド
ット面積および記録密度の関係図、および入力濃度信号
に対する大ノズルヘッドの(a)記録濃度の関係図、(b)ド
ット面積および記録密度の関係図、第11図は第３の実施
例における大小２ノズルによる記録濃度特性図、第12図
は従来技術による単一ヘッド記録における中間調記録に
用いるインク滴制御を示した図、第13図は従来技術によ
る異なるノズル径のヘッドを用いた中間調記録方式を説
明するための図、第14図(a)は濃度分布を有する原画パ
ターン同図(b)は、２ノズルヘッドによる記録パターン
の１例を示した図である。 図において、１は高濃度領域、２は低濃度領域、３は大
ノズルヘッドによる記録パターン、４は小ノズルヘッド
による記録パターン、５は白線、６は濃度の高い線であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】異なるノズル径のインクジェットヘッドを
   用い、それぞれより電気信号に従って体積を制御したイ
   ンク滴を記録媒体上の一定のピッチでならんだ格子点に
   噴射し、ドット面積変調およびドット密度変調を組合せ
   て中間調記録を行なうインクジェット記録方式におい
   て、前記異なるノズル径のインクジェットヘッドおのお
   のにおいて入力画像濃度信号の増加に対し、記録した画
   素の濃度が単調に増加するようにインク滴体積を制御
   し、かつ１つの画素を前記異なるノズル径のインクジェ
   ットヘッドからのインク滴による重ね書きを行なうこと
   を特徴とするインクジェット記録方式。