(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃度の異なるｎ種類のインクを吐出する記録素子を複数有するインクジェット記録ヘッドを用い、記録媒体上の各画素に対して吐出される前記ｎ種類のインク滴の数を変化させて多階調記録を行う記録方法であって、
各階調値に対応して駆動すべき記録素子あるいは記録素子の組合わせを複数含む記録素子組合わせテーブルから、各画素の階調値に応じて、駆動する記録素子あるいは記録素子の組合わせを１つ選択する選択工程を備え、
前記記録素子組合わせテーブルに格納される複数の前記記録素子の組合せのいずれも、同じ画素の記録に使用できる記録素子の最大数よりも少ない数の記録素子の組合わせで構成されることを特徴とする記録方法。
【請求項２】
前記選択工程は、前記記録素子組合わせテーブルから前記組合わせを所定の順序で選択することを特徴とする請求項１に記載の記録方法。
【請求項３】
前記選択工程は、前記記録素子組合わせテーブルから前記組合わせを前記記録媒体上における画素の位置に応じて選択することを特徴とする請求項１に記載の記録方法。
【請求項４】
前記選択工程は、前記記録素子組合わせテーブルから前記組合わせをランダムに選択することを特徴とする請求項１に記載の記録方法。
【請求項５】
インクの吐出不良が発生した記録素子を検出する検出工程を更に備え、前記選択工程は前記検出された記録素子を含む前記組合わせを選択対象から除外する工程を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の記録方法。
【請求項６】
濃度の異なるｎ種類のインクを吐出する記録素子を複数有するインクジェット記録ヘッドを備え、記録媒体上の各画素に対して吐出される前記ｎ種類のインク滴の数を変化させて多階調記録を行う記録装置であって、
各階調値に対応して駆動すべき記録素子あるいは記録素子の組合わせを複数含む記録素子組合わせテーブルを記憶した記憶手段と、
各画素の階調値に応じて、前記記憶手段に記憶された記録素子組合わせテーブルから駆動する記録素子あるいは記録素子の組合わせを１つ選択する選択手段とを備え、
前記記録素子組合わせテーブルに格納される複数の前記記録素子の組合せのいずれも、同じ画素の記録に使用できる記録素子の最大数よりも少ない数の記録素子の組合わせで構成されることを特徴とする記録装置。
【請求項７】
前記選択手段は、前記記録素子組合わせテーブルから前記組合わせを所定の順序で選択することを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
【請求項８】
前記選択手段は、前記記録素子組合わせテーブルから前記組合わせを前記記録媒体上における画素の位置に応じて選択することを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
【請求項９】
前記選択手段は、前記記録素子組合わせテーブルから前記組合わせをランダムに選択することを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
【請求項１０】
インクの吐出不良が発生した記録素子を検出する検出手段を更に備え、前記選択手段は前記検出された記録素子を含む前記組合わせを選択対象から除外することを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録方法および記録装置に関し、特に、インクを吐出する記録素子を複数有するインクジェット記録ヘッドを用い、記録媒体上の各画素に対して吐出されるインク滴の数を変化させて多階調記録を行う記録方法および記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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ない、それらの機器からの情報を出力する記録装置として、インクジェット方式による記録ヘッドを用いて画像記録を行うものが急速に普及している。また、上記情報処理機器や通信機器における視覚情報の高品位化およびカラー化に伴ない、記録装置においても高画質化、カラー化に対する要望が増えつつある。
【０００３】
このような要望に応えるための記録装置としては、記録画素の微細化等に対応するために複数の記録素子を集積配列してなる記録素子列を有し、インク吐出口および液路を高密度で複数集積した記録ヘッドを、カラー化に対応するために、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各インク毎に複数個備えたものが一般的である。
【０００４】
しかしながら、インク吐出口および液路を高密度で集積するのには一定の限界があり、従って、記録される画素の微細化にも一定の限界かある。このような記録装置で記録された画像は、各画素を形成するドットが比較的大きくなるため、濃度の低い画像ハイライト部等で粒状感を与え画質が問題となることがある。
【０００５】
これに対し、インク吐出口および液路の集積密度を高くする代わりに、すなわち、１画素のサイズを小さくする代わりに、吐出されるインク滴の液量を少なくし、１画素を記録濃度に応じた数のインク滴により形成するいわゆるマルチドロップ方式が知られている。マルチドロップ方式では記録紙上に記録されるインクドット径を比較的小さくできるのでハイライト部等の低濃度部における粒状感は改善され得る。
【０００６】
しかしながら、インク滴の液量が少なくなるに従い、吐出が不安定となるため、インクドットの微細化にも一定の限界があり、高画質化にも限界が生ずる。また、この方式では記録階調度を高くする程、１画素に対して吐出すべきインク滴の数が増すため、記録速度の低下を招くこととなり、高画質化するに従い記録速度が低下するという相反する関係が発生する。
【０００７】
また、吐出口集積密度を高くせずに高画質化を図る他の手法として、インク濃度の異なる同系色の濃淡２種類のインクを用いる濃淡記録方式が知られている。この方式では、ハイライト部等を低濃度の淡インクで記録しインクドットによる粒状感を目立たなくするとともに、高濃度部を濃インクで記録するようにする。このため、マルチドロップ方式のように吐出するインク滴の数を増やさずに高濃度部を形成することができ、記録に使用するインク液滴量の増加や、記録速度の低下を抑制することができる。
【０００８】
この濃淡記録方式では、入力画像濃度に対応する出力画像濃度を表現するために記録に使用するインクの種類および液滴数を、例えば濃淡インク振り分けテーブルを用いて決定する。図８は、２種類以上の濃淡インク（濃インク、淡インク）を用いた際の、８階調の濃度に対する濃淡インク振り分けテーブルの一例である。入力画像の各画素の階調値（濃度）に基づいてテーブルから使用する濃淡インクの種類および液滴数が決定され、それぞれのインクにあわせて入力画像を展開する。
【０００９】
濃淡インク振り分けテーブルにより使用する濃淡インクが決定されると、その出力濃度に従ってそれぞれ、２値化回路で２値化処理が施され、記録素子列の駆動信号が生成される。
【００１０】
上記説明した構成によって記録された画像は、その画像ハイライト部等の低濃度領域が淡インクで記録されてインクのドットを目立たなくするとともに、高濃度部では主に濃インクで記録される。これにより、画像品位を向上させることができる。
【００１１】
また、上記２値化処理による疑似中間調処理方法としてディザ法、誤差拡散法、平均濃度保存法等が知られている。
【００１２】
ディザ法は、ディザマトリクスによって定められる各画素毎のしきい値によってそれぞれの画素のデータを２値化するものである。
【００１３】
誤差拡散法は、例えば文献Ｒ．ＦＬＯＹＤ＆Ｌ．ＳＴＥＩＮＢＥＲＧ，”ＡＮＡＤＡＰＴＩＶＥ  ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ  ＦＯＲ  ＳＰＥＴＩＡＬ  ＧＲＡＹＳＣＡＬＥ”，ＳＩＤ  ７５  ＤＩＧＥＳＴ，ＰＰ３６〜３７に記載されているように、注目画素の多値画像データを２値化（最濃レベルかまたは最淡レベルに変換）し、前記２値化レベルと２値化前の値の差（誤差）を周辺の画素に分配し加算していくものである。
【００１４】
また、平均濃度保存法は例えば特開平２−２１０９６２号公報に記載されているように、注目画素近傍の既に２値化された２値データ、もしくは注目画素を黒または白に２値化したものを含めたものに基づいてしきい値を求め、このしきい値により注目画素の画像データを２値化するものである。
【００１５】
さらに、これら上記方法に加えて、たとえば医療用Ｘ線フィルムのような透過画像を出力する場合などには、透過画像であるが故に濃度に対する視覚の分解能が高まる。その結果、濃淡インクを使用した場合においても各画素毎の濃度差が認識され、画像が荒いといった印象を受ける。そのような場合には、各画素ごとの階調数を、より増やすことが必要となり、濃度の異なるインクの種類数を増やすことで対応することができる。
【００１６】
また、このようなインクジェット記録方法において高画質記録を行う場合には、一般的に、マルチパス記録方法が用いられることが多い。濃淡インクを用いたマルチパス記録方法は、具体的には、特開平７−４７６９８号公報等に記載されておりここでは詳細を省略するが、各画像領域を記録ヘッドで複数回走査して異なった記録素子から吐出される複数のインク滴を同一画素領域内に着弾させてインクドットを形成し、上記インク滴の数および濃、淡を適切に組み合わせることによりその画素の階調を表現するものである。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来例においても、以下に示すような課題が生じていた。
【００１８】
第１に、記録ヘッドから吐出されるインクが記録ヘッドの吐出口の形状や吐出面の表面状態の不均一性等の原因により、所定の着弾位置からずれる場合がある。この現象を通常「よれ」と呼んでいるが、特に同じ階調値で一定面積以上記録する場合に、同一の記録素子を使用して形成されるインクドットが周期的に現れると、この「よれ」による着弾位置のずれが周期性を持ついわゆる「すじ」となって認識され、画像品位を劣化させる原因となる。
【００１９】
この「よれ」による影響を少なくするために、上述のマルチパス記録方法等が用いられ、例えばマルチパス記録のパス数を増やして「よれ」の周期性を変化させたり、分散させることが行われている。しかしながら、マルチパス記録のパス数を増やすと、より多くの記録時間を必要とすることとなり、少ないパス数でより効果的に「すじ」を減少させる方法が望まれている。
【００２０】
第２に、一定時間以上インク滴を吐出しなかった記録素子から最初に吐出されるインク滴は、記録素子のインク吐出口の状態が一定間隔で吐出を行っている通常の状態とは異なった状態となることにより、通常とは異なったインクドットを形成する場合がある。
【００２１】
このようなインクドットが形成されると、記録すべき階調値と異なった階調値で画素が記録されることとなる。これは特に濃度の低いインクにおいて現れやすい傾向にあり、このため、濃淡インク記録方法において発生する可能性が高い。
【００２２】
第３に、インクジェット記録装置で使用する記録ヘッドは、永久に使用できるものではなく、一定期間以上使用すると、破損や汚染により記録画質に悪影響を与える可能性が増える。そのため、記録ヘッドは一定期間毎に交換することが望ましい。
【００２３】
その際、従前の記録ヘッドによる記録物と、新しい記録ヘッドによる記録物の画質は同等であることが好ましいが、個々の記録ヘッドの特性の相違により、記録物の画質が変化する場合がある。
【００２４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、記録画像中の「よれ」や「すじ」の発生を低減させ、記録画像の画質を向上させることができる記録方法および記録装置を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の記録方法は上記目的を達成するために、濃度の異なるｎ種類のインクを吐出する記録素子を複数有するインクジェット記録ヘッドを用い、記録媒体上の各画素に対して吐出される前記ｎ種類のインク滴の数を変化させて多階調記録を行う記録方法であって、
各階調値に対応して駆動すべき記録素子あるいは記録素子の組合わせを複数含む記録素子組合わせテーブルから、各画素の階調値に応じて、駆動する記録素子あるいは記録素子の組合わせを１つ選択する選択工程を備え、
前記記録素子組合わせテーブルに格納される複数の前記記録素子の組合せのいずれも、同じ画素の記録に使用できる記録素子の最大数よりも少ない数の記録素子の組合わせで構成される。
【００２６】
また、上記目的を達成する本発明の記録装置は、濃度の異なるｎ種類のインクを吐出する記録素子を複数有するインクジェット記録ヘッドを備え、記録媒体上の各画素に対して吐出される前記ｎ種類のインク滴の数を変化させて多階調記録を行う記録装置であって、
各階調値に対応して駆動すべき記録素子あるいは記録素子の組合わせを複数含む記録素子組合わせテーブルを記憶した記憶手段と、
各画素の階調値に応じて、前記記憶手段に記憶された記録素子組合わせテーブルから駆動する記録素子あるいは記録素子の組合わせを１つ選択する選択手段とを備え、
前記記録素子組合わせテーブルに格納される複数の前記記録素子の組合せのいずれも、同じ画素の記録に使用できる記録素子の最大数よりも少ない数の記録素子の組合わせで構成される。
【００２７】
すなわち、本発明では、濃度の異なるｎ種類のインク滴の数を変化させて多諧調記録を行う際に、各階調値に対応して駆動すべき記録素子あるいは記録素子の組合わせを複数含む記録素子組合わせテーブルから、各画素の階調値に応じて、駆動する記録素子の組合わせを１つ選択し、該選択された組合わせに従って記録素子を駆動して多階調記録を行い、記録素子組合わせテーブルに格納される複数の記録素子の組合せのいずれも、同じ画素の記録に使用できる記録素子の最大数よりも少ない数の記録素子の組合わせで構成する。
【００２８】
このようにすると、記録データの階調値から駆動する記録素子の組合わせが直接求められるので、各記録素子の駆動データを求めるまでの時間が短縮される。また、同じ階調値に対して駆動すべき記録素子の組合わせを適切に変えるようにすれば、全ての記録素子をより平等に使用して記録が行えるので、各記録素子の使用頻度が異なることに起因する画質の低下を防止することができる。
【００２９】
従って、記録素子の駆動データを得るまでの処理が単純となり処理時間が低減されると共に、記録素子の特性のばらつきによる記録画像中の「よれ」や「すじ」の発生を低減させ、記録画像の画質を向上させることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
始めに、本発明の原理について具体的に説明する。
【００３１】
例えば、ｎ種類の濃淡インクを使用する場合、それぞれの濃淡インクで形成するドット数の組み合わせ（以下“濃淡組み合わせ”と称す）は、１画素を１ドットだけで形成する場合には、ｎ種の濃淡インクの中から１種類だけ選択するので、nＣ1＝ｎ通りの組み合わせが存在する。また、１画素を２ドットで形成する場合には、ｎ種の濃淡インクの中から２種類を選択してそれぞれのインクで１ドットずつ形成する、nＣ2＝ｎ（ｎ−１）／２通りに、ｎ種の濃淡インクの中から１種類を選択してそのインクで２ドット形成する、nＣ1＝ｎ通りを加えた組み合わせが存在する。
【００３２】
すなわち、１画素の形成に使用するドット数が増えるに従い、また、使用する濃淡インクの種類数が増えるに従い、その濃淡組み合わせ数は増加していく事になる。また、使用する濃淡インクの濃度比によりほぼ同一濃度となる濃淡組み合わせも多数存在する事となる。
【００３３】
なお、ここで述べた一画素の形成に使用するインクドット数は、記録媒体の特性や、吐出されるインク滴の容量等に依存し、記録システム上制限される量である。一般的に、３００ｄｐｉの画素を記録するのに使用されるインク滴の容量は、３０〜６００ｎｇ程度である。
【００３４】
また、複数の記録素子を集積配列してなる記録素子列を有する記録ヘッドでマルチパス記録を行う場合、例えば、マルチパス記録のパス数を４回とすると、記録媒体の同一画素を記録するのに使用可能な記録素子の数は４個となる。図５は、キャリッジ２０に搭載された、それぞれ１６個の記録素子を主走査方向に配列した４つの記録素子列５６−ａ、５６−ｂ、５６−ｃ、５６−ｄを有する記録ヘッドをインク吐出面側から見た図である。
【００３５】
図５の記録素子列５６−ａを用いたパス数を４回のマルチパス記録で、記録媒体の同一画素を記録するのに使用可能な記録素子の数は、ａ−１−１、ａ−２−１、ａ−３−１、ａ−４−１の計４個となる。
【００３６】
ここで複数のインクドットで１つの画素を形成する場合、例えば２個のインクドットで１つの画素を記録する場合、上記図５の記録素子列５６−ａで使用する記録素子の組み合わせは、4Ｃ2＝６通りである。さらに、濃度の異なる複数種類のインクを使用する場合や、同一濃度のインクを吐出する記録素子列を複数備える場合には、この組合せは飛躍的に増加する。
【００３７】
例えば、濃インクの記録媒体上での光学濃度が、淡インクの実質的に２倍の濃度となるような２種類のインクを用い、更に図５に示すように、淡インクを吐出する記録素子列が２列（５６−ａ、５６−ｂ）、濃インクを吐出する記録素子列が２列（５６−ｃ、５６−ｄ）あるような場合に、最大４個のインクドットで１つの画素を記録するものとし、表現できる階調値を８通りとすると、画素の記録に使用する記録素子の組合せは、8Ｃ1＋8Ｃ2＋8Ｃ1＋8Ｃ1×8Ｃ1＋8Ｃ3＋8Ｃ2×8Ｃ1＋8Ｃ2＋8Ｃ4＋8Ｃ1×8Ｃ2＋8Ｃ2×8Ｃ2＋8Ｃ1×8Ｃ3＋8Ｃ4＝２０１２通り存在することになる。
【００３８】
図７は、この組み合わせの一部を示す図である。図中「ＯＮ」と書かれた記録素子が駆動されてインク滴が吐出される。本発明では、このような使用する記録素子の組合せデータ（以下、記録素子組合せ情報）に基づいて使用する記録素子を決定する。
【００３９】
本発明の記録素子組合せ情報は、１つの画素を記録するのに使用する濃淡インクのドット数と、どの記録素子を使用するのかを一元的に管理することができるように構成されており、記録の際にはこの記録素子組合せ情報に基づいて、実際に使用する一連の記録素子の組合せを選択することとなる。
【００４０】
この記録素子組合せ情報は、インクの種類、記録素子の数、マルチパス記録のパス数が増えると上述のように組合せ数が膨大に増加して情報量が大きくなるので、定められた容量のメモリ装置に記憶できるように、実際はいくつか限られた数の組合せを記憶しておくことが望ましい。
【００４１】
また、階調数を設定する際には、人間の視覚特性等を考慮すると共に、より多くの階調値が濃淡２種類のインクを使用した複数のインクドットの組み合わせを含むように選択する事が望ましい。このようにすると、上述の課題をより改善することとなる。
【００４２】
実際には、階調数として２５６以上を用意することが望まれる。このような階調数は、出力する解像度にもよるが、１つの画素を記録するのに最大１２〜１６個のインクドットを使用し、濃度の異なる最大５〜６種類のインクを用意することで実現可能である。
【００４３】
この際に記録される画素の大きさは、記録素子の吐出するインクドットの大きさ、インクの濃度種類数、および１つの画素を記録するのに使用するインクドットの数にもよるが、１つのインクドット径の２〜４倍程度あれば、上述の２５６階調以上を表現可能である。
【００４４】
このようにして、選択された一連の記録素子組合せの中から、入力画像に基づいて各画素毎に使用する階調値および記録素子組合せを決定する。ここで、同じ階調値に対する記録素子の組合せが複数存在する場合、より具体的には、Ａ、Ｂ、Ｃという３種類の組み合わせが同一の階調値となる場合、その階調値を表現する際には画素ごとにＡＢＣＡＢＣＡＢＣ…というように３種類の異なった記録素子組合せを周期的に使用する。もしくは、ＡＣＢＣＢＡＢＢＣＡＡ…というように３種類の異なった記録素子組合せをランダムに使用することが好ましい。このランダム化の方法については特に限定されるものではない。
【００４５】
本発明に用いるインクジェット記録方法には、インクの液滴をノズル（記録素子）より吐出して記録を行なわせる従来公知の様々な駆動方式のいずれも、適用可能である。その代表例として、特開昭５４−５９９３６号公報に記載されている、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インクをノズルから吐出させる駆動方式を例に挙げることができる。
【００４６】
［第１の実施形態］
以下、上記で説明した原理にもとづいて記録を行う、本発明の実施形態について図を参照して詳細に説明する。
【００４７】
本実施形態は、白黒２５６階調の医療用Ｘ線透過画像を２種類の黒の濃淡インクを使用し、かつ、１画素を最大４つのインクドットにて形成する記録システムである。
【００４８】
図１は、本実施形態の構成を示すブロック図である。図中１は画像入力部、２は操作部、３は各種処理を行うＣＰＵ部、４は各種データを記憶する記憶媒体、４ａは上記で説明したような記録素子組合せ情報、４ｂは各種制御プログラム群、５はＲＡＭ、６は画像処理部、７は画像出力を行うプリンタ制御部、８は各種データを転送するバス部である。
【００４９】
画像入力部１はスキャナやデジタルカメラなどで構成され、入力された画像を２５６階調のデジタルデータで出力する。操作部２は各種パラメータの設定および記録開始を指示するための各種キーを備えたキーボード形態で提供される。ＣＰＵ３は記憶媒体４中の各種プログラムに従って本記録装置全体を制御する。
【００５０】
記憶媒体４に格納されている制御プログラム群４ｂは、制御プログラムやエラー処理プログラムなどの本記録装置を動作させるためのプログラムを含んでいる。本実施形態はすべてこのプログラムに従って動作する。該プログラムを格納する記録媒体４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事ができる。
【００５１】
ＲＡＭ５は記憶媒体４中の各種プログラムのワークエリア、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、記録媒体４の中の各種テーブルをＲＡＭ５にコピーした後、そのテーブルの内容を変更し、この変更したテーブルを参照しながら画像処理を進めることも可能である。
【００５２】
画像処理部６は入力画像に対して各種処理を行って、プリンタ部７で多階調記録を実現するための吐出パターンを作成する。
【００５３】
プリンタ部７は記録時に画像処理部６で作成された吐出パターンに基づいてインクを吐出してドットにより画像を形成する。バスライン８は本実施形態内のアドレス信号、データ、制御信号などを伝送する。
【００５４】
図２は本実施形態のプリンタ部７の構成を示す部分上面図である。本実施形態のプリンタ部７は、インクジェット記録方式に従って記録を行うインクジェットプリンタの形態で提供されている。
【００５５】
キャリッジ２０上には、複数のインクジェットユニット２１−１〜２１−４が搭載されている。それぞれのインクジェットユニット２１にはインクを吐出する記録素子列があり、各インクジェットユニット２１の記録素子列は所定の間隔を置いて設置されている。各インクジェットユニット２１−１〜２１−４の対応する記録素子列へのインクはインクカートリッジ２２から供給されており、２２−１、２２−３は淡インク、２２−２、２２−４は濃インクを供給するインクカートリッジである。各濃度については後述する。
【００５６】
インクジェットユニット２１への制御信号などはフレキシブルケーブル２３を介して送られる。用紙やプラスチック薄板等からなる記録シート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に送られる。ガイドシャフト２７、およびリニアエンコーダ２８によりキャリッジ２０が案内支持されている。キャリッジ２０は駆動ベルト２９を介してキャリッジモータ３０の駆動によりガイドシャフト２７に沿って往復運動させられる。
【００５７】
前述のインクジェットユニット２１のインク吐出口の内部（液路）にはインク吐出用の熱エネルギーを発生する発熱素子（電気熱エネルギー変換体）が設けられている。キャリッジ２０の走査方向にガイドシャフト２７に沿って設けられたキャリッジの位置検出のためのリニアエンコーダ２８の読みとりタイミングに伴い、前記記録素子を記録信号に基づいて駆動し、記録シート上にインク液滴を飛翔させ、このインク滴が付着することで画像を形成することができる。
【００５８】
記録領域外に設定されたキャリッジ２０のホームポジションには、キャップ部３１を持つ回復ユニット３２が設置されている。記録を行わないときには、キャリッジ２０をホームポジションに移動させてキャップ部３１の各キャップ３１−１から３１−４により対応するインクジェットユニット２１のインク吐出口面を密閉し、インク溶剤の蒸発に起因する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。
【００５９】
また、上記キャップ部３１のキャッピング機能は記録頻度の低いインク吐出口の吐出不良や目詰まりを解消するために、インク吐出口から離れた状態にあるキャップ部へインクを吐出させる空吐出に利用されたり、キャップした状態で不図示のポンプを作動させ、インク吐出口からインクを吸引し、吐出不良を起こした吐出口の吐出回復に利用される。３３はインク受けで、各インクジェットユニット２１−１から２１−４が記録直前にインク受け３３上部を通過する時に、インク受け３３をめがけ予備吐出を行う。またキャップ部隣接位置に不図示のブレード、拭き部材を配置することにより、インクジェットユニット２１のインク吐出口形成面をクリーニングすることが可能である。
【００６０】
本実施形態のインクジェットプリンタにおいては、インクジェットユニット上に記録素子列を有する記録ヘッドを、２種の濃淡インクをそれぞれ２列ずつ並置したが、これら記録ヘッドを並列に並べずに、記録ヘッドを縦列に分割しても良いことはいうまでもない。同様に、記録素子列についても並列に並べずに、１列の記録素子列を縦列に４つに分割しても良い。
【００６１】
また、上記医療用Ｘ線透過画像の記録以外の用途でカラーの記録が必要な場合には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどのインクがそれぞれ入っている記録ヘッドをキャリッジ上に並べることで可能である。また、それぞれの色毎に複数の濃淡インクを使用するように構成することもできる。
【００６２】
次に、本実施形態で使用するインクと記録素子組み合わせテーブルについて説明する。
【００６３】
記録素子組合わせ情報４ａ内には、使用するインクに関するデータも格納されている。本実施形態で使用するインクは、以下の表１に示す染料濃度比率および透過濃度を有する２種類であり、濃度の高い方から順にＡ、Ｂと称する。なお、インクは、染料及び溶媒からなり、溶媒には、界面活性剤、保湿材、等の各種添加剤が含まれている。これら添加剤は、記録素子からの吐出特性、受像紙上での吸収特性とを制御するものである。
【００６４】
【表１】
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これら２種類のインクを用いて、１画素を最大４つのインクドットで形成する場合、一つの画素で表すことのできる濃淡組み合わせは、8Ｃ1＋8Ｃ2＋8Ｃ1＋8Ｃ1×8Ｃ1＋8Ｃ3＋8Ｃ2×8Ｃ1＋8Ｃ2＋8Ｃ4＋8Ｃ1×8Ｃ2＋8Ｃ2×8Ｃ2＋8Ｃ1×8Ｃ3＋8Ｃ4＝２０１２通りとなる。この中から各階調値ごとに４種類ずつパターンを選択し、計３２個のパターンを有する記録素子組合せテーブルを本実施形態では使用した。各階調値に対する４つの記録素子組合せパターンの選択は無作為に行った。
【００６５】
図３は、本実施形態で使用する記録素子組合せテーブルの一部を示す図である。図中の記載「１」は、対応する記録素子からインクが吐出されて記録媒体上の実質的な同一画素領域内にインクドットが形成されることを示し、「０」は、記録素子からインクが吐出されないことを示している。
【００６６】
また、図３における記録素子の符号は、上記において説明した図５の記録素子列を用いて、図６に示したような４パスのマルチパス記録を行うことを想定しており、各記録素子の符号は図５に対応している。すなわち、本実施形態の記録方法において同一画素に対して使用する記録素子の数は、各パスの走査で４つであり、４つのパスの総計で１６個である。
【００６７】
例えば、図３に示された画素に対しては、１パス目でａ−１−１、ｂ−１−１、ｃ−１−１、ｄ−１−１の４つが使用され、２パス目でａ−２−１、ｂ−２−１、ｃ−２−１、ｄ−２−１の４つが使用され、３パス目でａ−３−１、ｂ−３−１、ｃ−３−１、ｄ−３−１の４つが使用され、４パス目でａ−４−１、ｂ−４−１、ｃ−４−１、ｄ−４−１の４つが使用される。この１６個の記録素子のうち最大で４つが駆動されてインク滴が吐出されて階調値に応じたドットが形成される。
【００６８】
各階調値（濃度レベル）は、１画素に対して吐出される総インク滴量に含まれる染料の合計量と完全に比例するものではないが、おおよそにおいて対応しており、特に、反射性の記録媒体や透過性の記録媒体上での低濃度部分の視覚認識度において実用上問題ないレベルである。
【００６９】
２５６階調で表わされた入力画像を、図３の記録素子組合せテーブルを使用して記録する場合、階調数を８＋１値に変換する必要がある。そこで、画像処理部６において、８＋１値の多値誤差拡散の処理を行う。ここでは、多値誤差拡散法を用いる場合を例にとるが、特にこの方法に限られるものではなく、たとえば平均濃度保存法やディザマトリックス法等、任意の中間調処理方法で行うことができる。
【００７０】
次に、８＋１値の多値誤差拡散の処理について説明する。多値誤差拡散が通常の誤差拡散と大きく異なる点は、２値化するためのしきい値が複数個、ここでは８個存在する点である。これらのしきい値は、通常８値および無信号の白紙状態の階調値の中点として決定してよい。
【００７１】
このようにして多値化処理されたデータは、画像処理部６において、記録素子組合せ情報４ａを参照しながら、具体的には図３に示した記録素子組合せテーブルを参照して、各画素毎に記録に使用する記録素子に対して吐出または不吐出を示す駆動信号に変換される。
【００７２】
このとき、本実施形態では、同じ階調値の画素が出現する度に図３の記録素子組合わせテーブルから選択する組合わせパターンを順次変更する。たとえば注目する画素（ｉ，ｊ）の階調値が４である時、濃度４の記録素子組合せ情報から４−１の組合せパターンを選択して駆動データに変換する。次の画素（ｉ＋１，ｊ）も階調値が４である時、４−２の記録素子組合せパターンを選択して駆動データに変換する。その次の画素が階調値４でない場合、次に階調値４のデータが出現した時に４−３の記録素子組合せパターンを選択する。
【００７３】
以上の処理を行うことにより、１つの注目画素に対する処理が終了する。そして、多値化処理された画像の全ての画素に対してこのような処理を繰り返すことにより、それぞれの記録素子列に対する各画素ごとの吐出、不吐出の２値の駆動信号が形成される。
【００７４】
このようにして得られた駆動データに基づいて図５に示した各記録素子列を駆動し、図６のような４パス記録を行って画像を記録した。本実施形態によって得られた画像を従来の記録方法で記録した画像と比較すると、「よれ」等による劣化の少ない良好な階調画像を得ることができた。
【００７５】
以上説明したように本実施形態によれば、記録素子組合せテーブルによって駆動データを直接得ることができるので、画像処理の処理工程を減じることができ処理の高速化が期待できる。
【００７６】
また、各記録素子の駆動周期の差を少なくして吐出間隔があいて吐出が不安定となる可能性を低減すると共に、一定以上の面積を同一の記録素子を使用して記録するという状況も減らすこととなり、記録画像における「よれ」や「すじ」の発生を低減して記録画像の品質を向上することができる。
【００７７】
更に、記録ヘッドを交換した場合においても特性の変化による画質の変化少なくすることができる。
【００７８】
［第２の実施形態］
第２の実施形態も上記第１の実施形態と同様な、医療用Ｘ線透過画像を２種類の黒の濃淡インクを使用し、かつ、１画素を最大４つのインクドットにて形成する記録システムであり、図３の記録素子組合わせテーブルからパターンを選択する手法のみが第１の実施形態と異なっており、以下ではこの相違点についてのみ述べる。
【００７９】
第２の実施形態は、画素のＸ座標（水平方向位置）に基づいて、選択するパターンを決定するものであり、具体的には、Ｘ座標の値を４で除算して余った数に対応するパターンを記録素子組合せテーブルから選択し、多値化画像データから記録素子の駆動データに変換するものである。
【００８０】
すなわち、第１の実施形態では、同じ階調値が出現する度に順次異なったパターンを選択するようにしたが、本実施形態では座標の値に従って、図３の記録素子組合せテーブルから選択するパターンが決定される。
【００８１】
例えば、注目画素（ｉ，ｊ）の階調値が４であり、ｉを４で割った余りが１であるとき、階調値４の記録素子組合せテーブルから４−１のパターンを選択する。次に画素（ｉ＋１，ｊ）の階調値が４でなく、その次の画素（ｉ＋２，ｊ）の階調値が４であるときには、第１の実施形態と異なり、記録素子組合せテーブルから４−３のパターンを選択する。
【００８２】
このようにして得られた駆動データに基づいて図５に示した各記録素子列を駆動し、図６のような４パス記録を行って画像を記録した。本実施形態によって得られた画像を従来の記録方法で記録した画像と比較すると、「よれ」等による劣化の少ない良好な階調画像を得ることができた。
【００８３】
［第３の実施形態］
第３の実施形態も上記第１および第２の実施形態と同様な、医療用Ｘ線透過画像を２種類の黒の濃淡インクを使用し、かつ、１画素を最大４つのインクドットにて形成する記録システムであり、図３の記録素子組合わせテーブルからパターンを選択する手法のみが第１および第２の実施形態と異なっており、以下ではこの相違点についてのみ述べる。
【００８４】
第３の実施形態は、図３の記録素子組合せテーブルから選択するパターンを順番ではなくランダムに選択するものである。すなわち、第１および第２の実施形態ではそれぞれ出現順および座標値に応じて４つのパターンを、例えば階調値４に対するパターンを４−１、４−２、４−３、４−４の順番に選択したが、第３の実施形態では特定の順番に従わずランダムに選択する。
【００８５】
このようにして得られた駆動データに基づいて図５に示した各記録素子列を駆動し、図６のような４パス記録を行って画像を記録した。本実施形態によって得られた画像を従来の記録方法で記録した画像と比較すると、「よれ」等による劣化の少ない良好な階調画像を得ることができた。
【００８６】
［第１の比較例］
上記第１から第３の実施形態と比較するため、同様の記録システムにおいて、濃度の異なる２種類の濃淡インクを使用し、図８のインク分配テーブルに従って、各階調値に対する２種類のインクと２列の記録素子列の使用パターンを得て、その後各記録素子列毎に、例えば１／４千鳥マスク等を使用する所定の方法で、マルチパス記録を行う際の各パス毎の記録素子の駆動データを生成した。
【００８７】
図９は、本比較例の駆動信号を生成する処理を示すフローチャートである。図示されたように、本比較例では入力された画像データの階調数が８である否かを判定し（ステップＳ９０１）、階調数が８でない場合には多値化処理を行い（ステップＳ９０２）、図８のインク分配テーブルを参照してインクおよび記録素子列のパターンを決定し（ステップＳ９０３）、所定の方法でマルチパス記録を行う際の各パス毎に使用する記録素子を求め（ステップＳ９０４）、各記録素子列毎に記録素子の駆動データを得る（ステップＳ９０５ａ〜Ｓ９０５ｄ）。
【００８８】
上記の第１から第３の実施形態と比較すると、ステップＳ９０３の分配テーブル参照の後にステップＳ９０４のマルチパス化処理を行う必要があるため、処理工程が１つ多くなり全体的な処理時間が長くなる。
【００８９】
［第４の実施形態］
第４の実施形態も上記第１から第３の実施形態と同様な、医療用Ｘ線透過画像を２種類の黒の濃淡インクを使用し、かつ、１画素を最大４つのインクドットにて形成する記録システムである。
【００９０】
本実施形態は、記録素子列中に何らかの原因で不吐出となった記録素子がある場合に、この記録素子を使用しないパターンのみを使用して記録を行うものである。具体的には、例えば、図５のａ−２−１の記録素子が不吐出となった場合、図３に示された記録素子組合せテーブルにおいて該記録素子ａ−２−１を使用するパターンである、３−３、４−２、５−３、６−３、７−３を選択対象から除外して、残りのパターンのみを選択対象とするものである。
【００９１】
図４は、本実施形態で駆動データを得る処理を示すフローチャートである。図示されたように、本実施形態では入力された画像データの階調数が８である否かを判定し（ステップＳ４０１）、階調数が８でない場合には多値化処理を行う（ステップＳ４０２）。
【００９２】
その後、不吐出となった記録素子がある否かを判定し（ステップＳ４０３）、不吐出となった記録素子がある場合には、該記録素子を使用しない組合わせパターンのみを選択するように記録素子組合わせテーブルのデータを変更する（ステップＳ４０４）。
【００９３】
そして、記録素子組合わせテーブルを参照して画素毎に駆動データを得（ステップＳ４０５）、全ての画素に対する駆動データに基づいて各記録素子列毎に記録素子の駆動データを得る（ステップＳ４０６ａ〜Ｓ４０６ｄ）。
【００９４】
このようにして得られた駆動データに基づいて図５に示した各記録素子列を駆動し、図６のような４パス記録を行って画像を記録した。不吐出となった記録素子が存在するにもかかわらず、「よれ」等による劣化の少ない良好な階調画像を得ることができた。
【００９５】
［第２の比較例］
第４の実施形態と比較するため、上記第１の比較例と同様に、図８のインク分配テーブルに従って、各階調値に対する２種類のインクと２列の記録素子列の使用パターンを得て、マルチパスにおける各パス毎の駆動データに変換するときに、単純な１／４千鳥マスクによる記録信号への変換を行う際に、不吐出となった記録素子であるａ−２−１にて記録する分を、単純に記録素子ｂ−２−１に割り当てて駆動データを得た。
【００９６】
このようにして得られた駆動データに基づいて図５に示した各記録素子列を駆動し、図６のような４パス記録を行って画像を記録した。本比較例では記録素子ｂ−２−１を連続的に吐出させる場合が生じ、これにより記録素子ｂ−２−１の吐出特性が変化したものと思われ、記録画像において同一濃度が連続する領域では、若干の横すじが生じ品位が低下した。
【００９７】
［他の実施形態］
なお、以上の実施形態において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。
【００９８】
以上の実施形態は、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ーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【００９９】
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４７４０７９６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。この方式はいわゆるオンデマンド型、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ーを発生せしめ、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１対１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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面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４４５９６００号明細書に記載され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、共通するスロ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ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。
【０１０３】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の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としては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わ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。
【０１０４】
加えて、上記の実施形態で説明した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のみならず、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を用いてもよい。
【０１０５】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定に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、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。
【０１０６】
さらに、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ってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもできる。
【０１０７】
以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提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も、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ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であればよい。
【０１０８】
加えて、積極的に熱エネルギー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ー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良い。いずれにしても熱エネルギー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既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギー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。
【０１０９】
このような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０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また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。
【０１１０】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【０１１１】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１１２】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１１３】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した（図４に示す）フローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、記録データの階調値から駆動する記録素子の組合わせが直接求められるので、各記録素子の駆動データを求めるまでの時間が短縮される。また、同じ階調値に対して駆動すべき記録素子の組合わせを適切に変えるようにすれば、全ての記録素子をより平等に使用して記録が行えので、各記録素子の使用頻度が異なることに起因する画質の低下を防止することができる。
【０１１５】
従って、記録素子の駆動データを得るまでの処理が単純となり処理時間が低減されると共に、記録素子の特性のばらつきによる記録画像中の「よれ」や「すじ」の発生を低減させ、記録画像の画質を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１におけるプリンタ部の構成を示す概略図である。
【図３】第１の実施形態の記録素子組合せテーブルの例を示す図である。
【図４】第４の実施形態の画像処理の動作を示すフローチャートである。
【図５】キャリッジに設けられた４つの記録素子列の概略図である。
【図６】マルチパス記録の動作を説明するための図である。
【図７】記録素子組合せテーブルの一例を説明する図である。
【図８】従来例におけるインク分配テーブルの一例を示す図である。
【図９】従来のインク分配テーブルを用いた画像処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１  画像入力部
２  操作部
３  ＣＰＵ
４  記憶媒体
４ａ  記録素子組合せテーブル
４ｂ  制御プログラム群
５  ＲＡＭ
６  画像処理部
７  プリンタ部
８  バスライン
２０  キャリッジ
２１−１〜２１−４  インクジェットユニット
２２−１〜２２−４  インクカートリッジ
２３  フレキシブルケーブル
２４  被記録材
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
３１−１〜３１−４  キャップ
３２  回復ユニット
３３  インク受け
５６−ａ，５６−ｂ  淡インク用記録素子列
５６−ｃ，５６−ｄ  濃インク用記録素子列
【図１】
0003652181.tif 000003
【図２】
0003652181.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003652181.tif 000008
【図７】
0003652181.tif 000009
【図８】
0003652181.tif 000010
【図９】
0003652181.tif 000011