(57)【要約】【課題】濃度および径の異なるドットを形成可能な印刷装置においてドット単位で両者の有効な使い分けがなされていなかった。【解決手段】プリンタにおいて、少なくとも一色については、濃淡２種類のインクを備え、かつ大小それぞれのドット径でドットを形成可能なヘッドを備える。インクの濃淡およびドット径の大小の組み合わせにより、単位面積当たりの濃度を変化させることができるが、濃小ドットと淡大ドットの明度は中間調で略同一となるようにしておく。画像を印刷する場合には、中間調において濃小ドットと淡大ドットとを混在させて記録することで、バンディングを解消する。両ドットは、予め定めたパターンに従って発生させるものとしてもよいし、乱数的に発生させるものとしてもよい。このようなパターン等は、記録用紙のいわゆるインクデューティ制限も考慮した上で設定する。【選択図】図２４
2006240307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像データに基づいて印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷し得る印刷装置であって、
少なくとも一つの色については、異なる濃度と異なるドット径の組み合わせにより単位面積当たりの濃度である単位濃度が略同一になる２種類以上の同濃度ドットを形成可能なヘッドと、
入力された画像データの各画素の階調に応じて、各画素ごとに、ドットの形成の有無も含めて、いずれの単位濃度からなるドットを形成すべきかを設定する手段と、
前記同濃度ドットが形成されるべき画素に対しては、所定の条件に基づいて前記同濃度ドットのうち、いずれのドットを形成すべきかを選択するドット形態選択手段と、
前記ヘッドを駆動して、該設定されたドットを形成するヘッド駆動制御手段と
を備える印刷装置。
【請求項２】
請求項１の印刷装置であって、
前記ドット形態選択手段における前記所定の条件は、印刷される画質の向上に関与した条件である印刷装置。
【請求項３】
請求項２の印刷装置であって、
前記ドット形態選択手段における前記画質に関与した条件は、前記同濃度ドットに対応した階調における該印刷装置によるドットの形成ムラを解消するように、前記同濃度ドットのうちの各々のドットが所定の割合で混在するドット配置条件である印刷装置。
【請求項４】
請求項３の印刷装置であって、
前記ドット配置条件は、前記同濃度ドットのうちの各々のドットを、前記同濃度ドットに対応した階調における該印刷装置によるドットの形成ムラを解消するように予め定められた配列に従って配置する条件である印刷装置。
【請求項５】
請求項３の印刷装置であって、
前記ドット配置条件は、前記同濃度ドットのうちの各々のドットを乱数的に選択する条件である印刷装置。
【請求項６】
請求項１の印刷装置であって、
前記所定の条件は、印刷媒体が単位面積当たりに吸収し得るインク許容量に関与した条件である印刷装置。
【請求項７】
請求項１の印刷装置であって、
前記印刷装置は、濃度の異なるインクを蓄積する一体に形成されたインクカートリッジを備える印刷装置であり、
前記所定の条件は、濃度の異なるインクの消費量に関与した条件である印刷装置。
【請求項８】
少なくとも一つの色については、異なる濃度と異なるドット径の組み合わせにより単位面積当たりの濃度である単位濃度が略同一になる２種類以上の同濃度ドットを形成可能なヘッドを用いて、入力された画像データに基づいて印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷する印刷方法であって、
入力された画像データの各画素の階調に応じて、各画素ごとに、ドットの形成の有無も含めて、いずれの単位濃度からなるドットを形成すべきかを設定し、
前記同濃度ドットが形成されるべき画素に対しては、所定の条件に基づいて前記同濃度ドットのうち、いずれのドットを形成すべきかを選択し、
前記ヘッドを駆動して、該設定されたドットを形成する印刷方法。
【請求項９】
入力された画像データに基づいて印刷媒体上に複数のドットを形成して画像を印刷するプログラムをコンピュータ読みとり可能に記録した記録媒体であって、
入力された画像データの各画素の階調に応じて、各画素ごとに、単位面積当たりの濃度である単位濃度に基づいて、ドットの形成の有無も含めていずれのドットを形成すべきかを設定する機能と、
前記単位濃度が略同一となる同濃度ドットが複数存在する場合には、所定の条件に基づいて前記同濃度ドットのうちいずれのドットを形成すべきかを選択する機能と、
該設定されたドット径および濃度で前記印刷媒体上にドットを形成する機能とをコンピュータにより実現させるプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク濃度およびドット径の異なる二種類以上のドットを形成可能なヘッドを備え、該ヘッドから吐出するインクにより多階調の画像を印刷可能な印刷装置および印刷方法並びに記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータの出力装置として、数色のインクをヘッドから吐出するタイプのカラープリンタが広く普及し、コンピュータ等が処理した画像を多色多階調で印刷するのに広く用いられている。かかる印刷装置については、画像濃度の低い領域、いわゆるハイライト部における印刷品位の更なる向上を目的とし、濃淡インクを用いた印刷装置および印刷方法が提案されている（例えば、特願平８−２０９２３２）。これは、同一色について濃度の高いインクと低いインクを用意し、両インクの吐出を制御することにより、階調表現に優れた印刷を実現しようとするものである。
【０００３】
また、多階調を表現するための他の手段として、インク濃度とドット径の異なる２種類のドットを形成することにより、単位面積当たりの濃度を多段階に変化させて印刷可能な印刷装置も提案されている（例えば、特開昭５９−２０１８６４）。これは、１画素を４ドットで構成し、濃度の高いドットと低いドットの画素中における出現頻度を変化させることにより、多段階の濃度での画像の印刷を可能とするものである。
【０００４】
一方、ドットにより画像を記録するプリンタでは、インクを吐出してドットを形成するヘッドの機械的製作誤差等が原因となって、ヘッドが往復動する方向、即ち主走査方向にバンディングと呼ばれるドットの形成ムラが生じることがある。バンディングはいずれの階調で生じても画質を損ねることになるが、ドット数が比較的少ない中間調においては、その影響が特に顕著に現れる。ドットにより画像を記録するプリンタでは、このようなバンディングが生じないようにすることも画質向上のためには重要である。従来より、多階調化による高画質化とは別に、バンディングの解消も種々の手法により図られており、そのための手法として、例えば一つのラスタを、ヘッドの複数回の主走査で形成するオーバーラップ方式等が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、インク濃度とドット径の異なる二種類のドットを形成可能な印刷装置においては、バンディングを解消して画質を向上することに対しては何の配慮もされていなかった。そもそも、かかる印刷装置においては、入力された画素の階調に応じて予め定められたパターンで両者を形成するに過ぎず、ドットにより画像を記録する際の種々の条件に応じて、ドット単位で上記二種類のドットのうちいずれを形成すべきかという判断はなされていなかった。
【０００６】
また、従来の印刷装置では、淡インクによる大径からなるドットは、濃インクによる小径からなるドットに比べて、単位面積当たりの濃度を低くすることにより、多階調による高画質化を図っていた。このため両者の組み合わせにより表現できる濃度は多段階に及ぶものの、入力画像データに対し、インク濃度およびドット径の異なる２種類のドットの使用上の自由度は限定されていた。一般には、ドット径の小さいドットの方がバンディングが生じやすいため、かかる使用上の自由度の限定により、バンディングが生じることがあった。また、ドットを記録する際の他の条件、例えば用紙の単位面積当たりのインク許容量等に照らして好ましくない状態が生じる可能性もあった。
【０００７】
本発明は、以上の課題に鑑みなされたものであり、印刷装置において、バンディングを防止することも含む種々の目的において、インク濃度およびドット径の異なる二種類以上のドットを有効に活用するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明では以下の手段を採用した。
本発明の印刷装置は、
入力された画像データに基づいて印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷し得る印刷装置であって、
少なくとも一つの色については、異なる濃度と異なるドット径の組み合わせにより単位面積当たりの濃度である単位濃度が略同一になる２種類以上の同濃度ドットを形成可能なヘッドと、
入力された画像データの各画素の階調に応じて、各画素ごとに、ドットの形成の有無も含めて、いずれの単位濃度からなるドットを形成すべきかを設定する手段と、
前記同濃度ドットが形成されるべき画素に対しては、所定の条件に基づいて前記同濃度ドットのうち、いずれのドットを形成すべきかを選択するドット形態選択手段と、
前記ヘッドを駆動して、該設定されたドットを形成するヘッド駆動制御手段と
を備えることを要旨とする。
【０００９】
本発明の印刷方法は、
少なくとも一つの色については、異なる濃度と異なるドット径の組み合わせにより単位面積当たりの濃度である単位濃度が略同一になる２種類以上の同濃度ドットを形成可能なヘッドを用いて、入力された画像データに基づいて印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷する印刷方法であって、
入力された画像データの各画素の階調に応じて、各画素ごとに、ドットの形成の有無も含めて、いずれの単位濃度からなるドットを形成すべきかを設定し、
前記同濃度ドットが形成されるべき画素に対しては、所定の条件に基づいて前記同濃度ドットのうち、いずれのドットを形成すべきかを選択し、
前記ヘッドを駆動して、該設定されたドットを形成することを要旨とする。
【００１０】
かかる印刷装置および印刷方法によれば、インク濃度およびドット径の異なる二種類以上のドットが形成可能であり、かつ、こうして形成し得る種々のドットには単位面積当たりの濃度が略同一になる同濃度ドットが２種類以上存在する。本発明の印刷装置および印刷方法は、入力された画像データの各画素の階調に応じて、各画素ごとに、ドットの形成の有無も含めて、いずれの単位濃度からなるドットを形成すべきかを設定するとともに、前記同濃度ドットにより形成されるべき画素に対しては、所定の条件に基づいて前記いずれのドットを形成すべきかを選択する。階調数を増やすという観点からは単位面積当たりの濃度が異なるドットを多種類形成できるヘッドを備えることもできるが、単位面積当たりの濃度が略同一となるドットを少なくとも２種類形成し得るヘッドを備えることにより、これらのドットの使用の自由度が増すことになる。この結果、単位面積当たりの濃度が略同一となるドットを選択する条件に応じて、画質の向上を図ったり、使用者の利便性を向上したりすることができる。
【００１１】
前記印刷装置において
前記ドット形態選択手段における前記所定の条件は、印刷される画質の向上に関与した条件とすることができる。
【００１２】
こうすれば、同濃度ドットの使い分けにより画質の向上を図ることができる。ここでいう画質の向上は、バンディングの解消や多階調化など種々の高画質化を意味する。
【００１３】
ここで、前記ドット形態選択手段における前記画質に関与した条件は、前記同濃度ドットに対応した階調における該印刷装置によるドットの形成ムラを解消するように、前記同濃度ドットのうちの各々のドットが所定の割合で混在するドット配置条件とすることが望ましい。
【００１４】
かかる印刷装置によれば、記録ヘッドの機械的製作誤差その他の原因により生じるドットの形成ムラを解消することができ、印刷された画質を向上することができる。なお、上記印刷装置における所定の割合は、前記２つ以上の組み合わせからなるドットが必ずしも同等の割合で混在する必要はなく、人間の視認感度に応じ、ドットの形成ムラが解消して感じられるものであれば、いずれの割合であってもよい。また、場合によっては、いずれかのドットのみを形成するものとしてもよい。なお、該所定の割合は、ドットの形成ムラを解消する条件のみに基づいて設定されたものであってもよいし、その他の条件も加味して設定されたものであってもよい。
【００１５】
かかるドット配置条件としては、前記同濃度ドットのうちの各々のドットを、前記同濃度ドットに対応した階調における該印刷装置によるドットの形成ムラを解消するように予め定められた配列に従って配置する条件とすることもできるし、前記同濃度ドットのうちの各々のドットを乱数的に選択する条件とすることもできる。
【００１６】
予め定められた配列には、種々のものが考えられるが、単位面積当たりの濃度が等しくなるドットが２種類のみである場合には、例えば、市松状の配列等が考えられる。
【００１７】
一方、前記印刷装置において、
前記所定の条件は、印刷媒体が単位面積当たりに吸収し得るインク許容量に関与した条件とすることもできる。
【００１８】
一般に、インクによりドットを形成して画像を印刷する場合には、印刷媒体により単位面積当たりに吸収し得るインク許容量に限界が存在する。かかる限界を超えてドットを形成すれば、印刷媒体が破れやすくなる他、にじみ等により画質も劣化する。上記印刷装置によれば、かかるインク許容量を考慮した上で、形成すべきドットを選択することができるため、印刷媒体に応じて最も良好な画質を得ることができる。
【００１９】
また、前記印刷装置において、
前記印刷装置は、濃度の異なるインクを蓄積する一体に形成されたインクカートリッジを備える印刷装置であり、
前記所定の条件は、濃度の異なるインクの消費量に関与した条件である印刷装置とすることもできる。
【００２０】
一色につき濃度の異なるインクを一体に形成されたインクカートリッジに蓄積する印刷装置においては、これら複数のインクを均等に使用することがコスト面から最も望ましい。上記印刷装置によれば、濃度の異なるインクの消費量に関与した条件で形成すべきドットを選択することができるため、例えば、濃度が低い淡インクを多量に消費している場合には、該淡インクにより形成されるべきドットに代えて、濃度の濃いインクを用いてドット径の小さいドットを形成することで両者を均等に使用することができ、該印刷装置の使用コストを低減することができる。
【００２１】
以上で説明した本発明の印刷装置は、その一部の機能をコンピュータにより実現させることによっても構成することができるため、本発明は、かかるプログラムを記録した記録媒体としての態様を採ることもできる。
【００２２】
本発明のコンピュータ読みとり可能な記録媒体は、
入力された画像データに基づいて印刷媒体上に複数のドットを形成して画像を印刷するプログラムをコンピュータ読みとり可能に記録した記録媒体であって、
入力された画像データの各画素の階調に応じて、各画素ごとに、単位面積当たりの濃度である単位濃度に基づいて、ドットの形成の有無も含めていずれのドットを形成すべきかを設定する機能と、
前記単位濃度が略同一となる同濃度ドットが複数存在する場合には、所定の条件に基づいて前記同濃度ドットのうちいずれのドットを形成すべきかを選択する機能と、
該設定されたドット径および濃度で前記印刷媒体上にドットを形成する機能とをコンピュータにより実現させるプログラムを記録した記録媒体である。
【００２３】
かかる記録媒体に記録されたプログラムが、前記コンピュータに実行されることにより、先に説明した本発明の印刷装置を実現することができる。
【００２４】
なお、記憶媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置等の、コンピュータが読取り可能な種々の媒体を利用できる。また、コンピュータに上記の発明の各工程または各手段の機能を実現させるコンピュータプログラムを通信経路を介して供給するプログラム供給装置としての態様も含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
（１）装置の構成
図２に本発明のプリンタ２２の概略構造を示し、図１に本発明のプリンタ２２を用いたシステム例としてのカラー画像処理システムの構成を示す。プリンタ２２の機能を明確にするため、まず、図１によりカラー画像処理システムの概要を説明する。このカラー画像処理システムは、スキャナ１２と、パーソナルコンピュータ９０と、カラープリンタ２２とを有している。パーソナルコンピュータ９０は、カラーディスプレイ２１とキーボード、マウス等からなる入力部９２を備えている。スキャナ１２は、カラー原稿からカラー画像データを読み取り、レッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）の３色の色成分からなる原カラー画像データＯＲＧをコンピュータ９０に供給する。
【００２６】
コンピュータ９０の内部には、図示しないＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等が備えられており、所定のオペレーティングシステムの下で、アプリケーションプログラム９５が動作している。オペレーティングシステムには、ビデオドライバ９１やプリンタドライバ９６が組み込まれており、アプリケーションプログラム９５からはこれらのドライバを介して、最終カラー画像データＦＮＬが出力されることになる。画像のレタッチなどを行うアプリケーションプログラム９５は、スキャナ１２から画像を読み込み、これに対して所定の処理を行いつつビデオドライバ９１を介してＣＲＴディスプレイ２１に画像を表示している。このアプリケーションプログラム９５が、印刷命令を発行すると、コンピュータ９０のプリンタドライバ９６が、画像情報をアプリケーションプログラム９５から受け取り、これをプリンタ２２が印字可能な信号（ここではシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの各色についての２値化された信号）に変換している。図１に示した例では、プリンタドライバ９６の内部には、アプリケーションプログラム９５が扱っているカラー画像データをドット単位の画像データに変換するラスタライザ９７と、ドット単位の画像データに対してプリンタ２２が使用するインク色および発色の特性に応じた色補正を行う色補正モジュール９８と、色補正モジュール９８が参照する色補正テーブルＣＴと、色補正された後の画像情報からドット単位でのインクの有無によってある面積での濃度を表現するいわゆるハーフトーンの画像情報を生成するハーフトーンモジュール９９とが備えられている。プリンタ２２は、印字可能な上記信号を受け取り、記録用紙に画像情報を記録する。
【００２７】
次に、図２によりプリンタ２２の概略構成を説明する。図示するように、このプリンタ２２は、紙送りモータ２３によって用紙Ｐを搬送する機構と、キャリッジモータ２４によってキャリッジ３１をプラテン２６の軸方向に往復動させる機構と、キャリッジ３１に搭載された印字ヘッド２８を駆動してインクの吐出およびドット形成を制御する機構と、これらの紙送りモータ２３，キャリッジモータ２４，印字ヘッド２８および操作パネル３２との信号のやり取りを司る制御回路４０とから構成されている。
【００２８】
このプリンタ２２のキャリッジ３１には、黒インク（Ｂｋ）用のカートリッジ７１とシアン（Ｃ１），ライトシアン（Ｃ２）、マゼンタ（Ｍ１），ライトマゼンダ（Ｍ２）、イエロ（Ｙ）の６色のインクを収納したカラーインク用カートリッジ７２が搭載可能である。シアンおよびマゼンダの２色については、濃淡２種類のインクを備えていることになる。これらのインクの濃度等については後述する。キャリッジ３１の下部の印字ヘッド２８には計６個のインク吐出用ヘッド６１ないし６６が形成されており、キャリッジ３１の底部には、この各色用ヘッドにインクタンクからのインクを導く導入管６７（図３参照）が立設されている。キャリッジ３１に黒（Ｂｋ）インク用のカートリッジ７１およびカラーインク用カートリッジ７２を上方から装着すると、各カートリッジに設けられた接続孔に導入管６７が挿入され、各インクカートリッジから吐出用ヘッド６１ないし６６へのインクの供給が可能となる。
【００２９】
インクが吐出される機構を簡単に説明する。図３はインク吐出用ヘッド２８の内部の概略構成を示す説明図である。インク用カートリッジ７１，７２がキャリッジ３１に装着されると、図３に示すように毛細管現象を利用してインク用カートリッジ内のインクが導入管６７を介して吸い出され、キャリッジ３１下部に設けられた印字ヘッド２８の各色ヘッド６１ないし６６に導かれる。なお、初めてインクカートリッジが装着されたときには、専用のポンプによりインクを各色のヘッド６１ないし６６に吸引する動作が行われるが、本実施例では吸引のためのポンプ、吸引時に印字ヘッド２８を覆うキャップ等の構成については図示および説明を省略する。
【００３０】
各色のヘッド６１ないし６６には、後で説明する通り、各色毎に３２個のノズルＮｚが設けられており（図６参照）、各ノズル毎に電歪素子の一つであって応答性に優れたピエゾ素子ＰＥが配置されている。ピエゾ素子ＰＥとノズルＮｚとの構造を詳細に示したのが、図４である。図示するように、ピエゾ素子ＰＥは、ノズルＮｚまでインクを導くインク通路６８に接する位置に設置されている。ピエゾ素子ＰＥは、周知のように、電圧の印加により結晶構造が歪み、極めて高速に電気−機械エネルギの変換を行う素子である。本実施例では、ピエゾ素子ＰＥの両端に設けられた電極間に所定時間幅の電圧を印加することにより、図４下段に示すように、ピエゾ素子ＰＥが電圧の印加時間だけ伸張し、インク通路６８の一側壁を変形させる。この結果、インク通路６８の体積はピエゾ素子ＰＥの伸張に応じて収縮し、この収縮分に相当するインクが、粒子Ｉｐとなって、ノズルＮｚの先端から高速に吐出される。このインク粒子Ｉｐがプラテン２６に装着された用紙Ｐに染み込むことにより、印刷が行われる。
【００３１】
以上説明したハードウェア構成を有するプリンタ２２は、紙送りモータ２３によりプラテン２６その他のローラを回転して用紙Ｐを搬送しつつ（以下、副走査という）、キャリッジ３１をキャリッジモータ２４により往復動させ（以下、主走査という）、同時に印字ヘッド２８の各色ヘッド６１ないし６６のピエゾ素子ＰＥを駆動して、各色インクの吐出を行い、ドットを形成して用紙Ｐ上に多色の画像を形成する。
【００３２】
用紙Ｐを搬送する機構は、紙送りモータ２３の回転をプラテン２６のみならず、用紙搬送ローラに伝達するギヤトレインを備える（図示省略）。また、キャリッジ３１を往復動させる機構は、プラテン２６の軸と並行に架設されキャリッジ３１を摺動可能に保持する摺動軸３４と、キャリッジモータ２４との間に無端の駆動ベルト３６を張設するプーリ３８と、キャリッジ３１の原点位置を検出する位置検出センサ３９等から構成されている。
【００３３】
図５および図６は、インク吐出用ヘッド６１〜６６におけるインクジェットノズルＮｚの配列を示す説明図である。本実施例のプリンタ２２は、各色について大小２種類のドット径からなるドットを形成することができる。ドット径の異なるドットを形成するためには、例えば図５に示すように、各色ごとに径の異なるノズルを備える方法も考えられるが、本実施例では図６に示す通り、全て同じ径からなるノズルを用い、後述する制御によりドット径の異なるドットを形成している。これらのノズルの配置は、各色ごとにインクを吐出する６組のノズルアレイから成っており、３２個のノズルＮｚが一定のノズルピッチｋで千鳥状に配列されている。各ノズルアレイの副走査方向の位置は互いに一致している。なお、各ノズルアレイに含まれる３２個のノズルＮｚは、千鳥状に配列されている必要はなく、一直線上に配置されていてもよい。但し、図６に示すように千鳥状に配列すれば、製造上、ノズルピッチｋを小さく設定し易いという利点がある。
【００３４】
ここで、一定のノズル径を有するヘッドを用いてドット径の異なる２種類のドットを形成する原理について説明する。図７は、インクが吐出される際のノズルＮｚの駆動波形と吐出されるインクＩｐとの関係を示した説明図である。図７において破線で示した駆動波形が通常のドットを吐出する際の波形である。区間ｄ２において一旦、マイナスの電圧をピエゾ素子ＰＥに印加すると、先に図４を用いて説明したのとは逆にインク通路６８の断面積を増大する方向にピエゾ素子ＰＥが変形するため、図７の状態Ａに示した通り、メニスカスと呼ばれるインク界面Ｍｅは、ノズルＮｚの内側にへこんだ状態となる。一方、図７の実線で示す駆動波形を用い、区間ｄ２に示すようにマイナス電圧を急激に印加すると、状態ａで示す通りメニスカスは状態Ａに比べて大きく内側にへこんだ状態となる。次に、ピエゾ素子ＰＥへの印加電圧を正にすると（区間ｄ３）、先に図４を用いて説明した原理に基づいてインクが吐出される。このとき、メニスカスがあまり内側にへこんでいない状態（状態Ａ）からは状態Ｂおよび状態Ｃに示すごとく大きなインク滴が吐出され、メニスカスが大きく内側にへこんだ状態（状態ａ）からは状態ｂおよび状態ｃに示すごとく小さなインク滴が吐出される。
【００３５】
以上に示した通り、駆動電圧を負にする際（区間ｄ１，ｄ２）の変化率に応じて、ドット径を変化させることができる。また、駆動波形のピーク電圧の大小によってもドット径を変化させることができることは容易に想像できるところである。本実施例では、駆動波形とドット径との間のこのような関係に基づいて、ドット径の小さいドットを形成するための駆動波形と、ドット径の大きいドットを形成するための駆動波形の２種類を用意している。両者を使い分けることにより、一定のノズル径からなるノズルＮｚからドット径が大小２種類のドットを形成することができる。図８に本実施例において用いている駆動波形を示す。駆動波形Ｗ１がドット径の小さいドットを形成するための波形であり、駆動波形Ｗ２がドット径の大きいドットを形成するための波形である。
【００３６】
プリンタ２２の制御回路４０の内部構成を説明するとともに、上述の駆動波形を用いて、図６に示した複数のノズルＮｚからなるヘッド２８を駆動する方法について説明する。図９は制御回路４０の内部構成を示す説明図である。図９に示す通り、この制御回路４０の内部には、ＣＰＵ４１，ＰＲＯＭ４２，ＲＡＭ４３の他、コンピュータ９０とのデータのやりとりを行うＰＣインタフェース４４と、紙送りモータ２３、キャリッジモータ２４および操作パネル３２などとの信号をやりとりする周辺入出力部（ＰＩＯ）４５と、計時を行うタイマ４６と、ヘッド６１〜６６にドットのオン・オフの信号を出力する転送用バッファ４７などが設けられており、これらの素子および回路はバス４８で相互に接続されている。また、制御回路４０には、所定周波数で小ドットを形成するための駆動波形（図８のｗ１）を出力する発信器（ＯＳＣ１）５１と、大ドットを形成するための駆動波形（図８のｗ２）を出力する発信器（ＯＳＣ２）５２、両発信５１，５２の出力を選択的に出力する選択器５４、および選択器５４からの出力をヘッド６１〜６６に所定のタイミングで分配する分配器５５も設けられている。制御回路４０は、コンピュータ９０で処理されたドットデータを受け取り、これを一時的にＲＡＭ４３に蓄え、所定のタイミングで転送用バッファ４７に出力する。従って、多階調の画像を形成するための画像処理は、プリンタ２２側では行っていない。制御回路４０は、単にドット単位でのオン・オフ、即ちドットを形成するか否かの制御のみを行っているのである。
【００３７】
制御回路４０がヘッド６１〜６６に対して信号を出力する形態について説明する。図１０は、ヘッド６１〜６６の１つのノズル列を例にとって、その接続について示す説明図である。図示するように、ヘッド６１〜６６の一つのノズル列は、転送用バッファ４７をソース側とし、分配出力器５５をシンク側とする回路に介装されている。ノズル列を構成する各ピエゾ素子ＰＥは、その電極の一方が転送用バッファ４７の各出力端子に、他方が一括して分配出力器５５の出力端子に、それぞれ接続されている。分配出力器５５からは第１または第２の発信器５１，５２のいずれか一方の駆動波形が出力されているから、ＣＰＵ４１から各ノズル毎にオン・オフを定め、転送用バッファ４７の各端子に信号を出力すると、第１又は第２の発信器５１，５２の選択された側の駆動波形に応じて、転送用バッファ４７側からオン信号を受け取っていたピエゾ素子ＰＥだけが駆動される。この結果、転送用バッファ４７からオン信号を受け取っていたピエゾ素子ＰＥのノズルから一斉にインク粒子Ｉｐが吐出される。従って、本実施例のプリンタ２２は、各ノズルアレイで一度に形成するドット径は一種類に限られる。なお、転送用バッファ４７がデータを出力するタイミングは、選択器５４から出力される信号に応じて、分配出力器５５側から出力される駆動波形との同期が取られている。
【００３８】
図６に示す通り、ヘッド６１〜６６は、キャリッジ３１の搬送方向に沿って配列されているから、それぞれのノズル列が用紙Ｐに対して同一の位置に至るタイミングはずれている。従って、ＣＰＵ４１は、このヘッド６１〜６６の各ノズルの位置のずれを勘案した上で、必要なタイミングで各ドットのオン・オフの信号を転送用バッファ４７を介して出力し、各色のドットを形成している。また、図６に示した通り、各ヘッド６１〜６６もノズルが２列に形成されている点も同様に考慮してオン・オフの信号の出力が制御されている。
【００３９】
次に本実施例のプリンタ２２に備えられるインクの組成について説明する。先に説明したように、本実施例のプリンタ２２は、その印字ヘッド２８に、いわゆるＣＭＹＫの４色のインク以外に、ライトシアンインクとライトマゼンタインク用のヘッド６３，６５を備える。これらのインクの成分を図１１に示す。通常濃度のシアンインク（図１１中Ｃ１で示す）は、染料であるダイレクトブルー９９を３．６重量パーセントとし、ライトシアンインク（図１１中Ｃ２で示す）は、染料であるダイレクトブルー９９をシアンインクＣ１の１／４である０．９重量パーセントとしている。また、通常濃度のマゼンタインク（図１１中Ｍ１で示す）は、染料であるアシッドレッド２８９を２．８重量パーセントとし、ライトマゼンタインク（図１１中Ｍ２で示す）は、染料であるアシッドレッドを、マゼンタインクＭ１の１／４である０．７重量パーセントとしている。なお、イエロインクＹは染料としてダイレクトイエロ８６を１．８重量パーセントとし、ブラックインクＢｋはフードブラック２を４．８重量パーセントとしている。イエロインクおよびブラックインクの濃度は１種類のみである。いずれのインクも、粘度がおよそ３［ｍＰａ・ｓ］程度に調整され、各色インクの粘度の他、表面張力も同一に調整しているので、各色ヘッド毎のピエゾ素子ＰＥの制御を、ドットを形成するインクに拠らず同一にすることができる。なお、本実施例においては、これらのインクのうち、ブラックインクは単独のカートリッジ７１に貯蔵され、カラーインクは図１２に示す一体型のインクカートリッジ７２に貯蔵されている。
【００４０】
本実施例のプリンタ２２が２種類のドット径からなるドットを形成できることは既に述べた。本実施例では、ドット径の小さいドット（以下、小ドットという）をインク重量５ｎｇ（ナノグラム）で形成し、ドット径の大きいドット（以下、大ドットという）をインク重量２０ｎｇで形成している。各ドットの明度は近似的に染料重量とインク重量との積で表される。こうして表されたドットの明度を図１１に併せて示す。図１１に示す通り、シアンインクＣ１で形成した小ドットの明度（明度１８．０）と、ライトシアンインクＣ２で形成した大ドットの明度（明度１８．０）が等しく、また、マゼンダインクＭ１で形成した小ドットの明度（明度１４．０）と、ライトマゼンダインクＭ２で形成した大ドットの明度（明度１４．０）とが等しい明度になっていることが分かる。
【００４１】
多階調を表現する目的で濃度のおよびドット径の異なるドットを用意するのであれば、濃度の低い淡インクで形成した小ドット（以下、淡小ドットという）から、濃度の高い濃インクで形成した大ドット（以下、濃大ドットという）まで４段階で明度が変化するように設定することもできるが、本実施例では濃度の低い淡インクで形成した大ドット（以下、淡大ドットという）と、濃度の高い濃インクで形成した小ドット（以下、濃小ドットという）とを同じ明度で設定した。こうすることにより、両ドットの選択の自由度を高めることができ、後述する種々の効果を得ることができる。本実施例では上記２種類のドットを同じ明度となるように設定しているが、両者の明度は厳密に一致する必要はなく、略同一の明度であればよい。
【００４２】
（２）第１実施例によるドット発生処理ルーチン
次に、本発明に係る実施例におけるドット発生処理ルーチンについて説明する。以下では、簡単のためシアン１色について形成される４種類のドット（濃小ドット、濃大ドット、淡小ドット、淡大ドット）の発生処理について説明する。同じく、４種類のドットを形成し得るマゼンダについては以下で説明する処理と同じ処理が適用される。また、濃淡からなるインクを備えていないイエロおよびブラックについては、以下に示す処理から濃小ドットおよび淡大ドットの使い分けに相当する部分を省略した処理が適用される。
【００４３】
図１３に第１実施例によるドット発生処理ルーチンの流れを示す。このルーチンはプリンタドライバ９６のハーフトーンモジュール９９における処理の一部であり、本実施例においてはコンピュータ９０のＣＰＵにより実行されるルーチンである。
【００４４】
ドット発生処理ルーチンが実行されると、ＣＰＵは画素階調データを入力する（ステップＳ１００）。ここで入力されるデータはカラー画像をドット単位の画像データに変換した上で、ＲＧＢからなる画像データに対してプリンタ２２が使用するインク色ＣＭＹおよび発色の特性に応じた色補正を施したデータである。なお、本実施例では、階調データは８ビットで与えられ、階調値０〜２５５の範囲をとるものとした。
【００４５】
次に、ＣＰＵは入力されたデータに対し、既に処理が終了した近傍の画素からの拡散誤差を反映させた補正データＤａｔａを作成する（ステップＳ２００）。本実施例では印刷された画像全体の階調表現を原カラー画像に近づけるための処理として、後述する通り誤差拡散処理を採用している。誤差拡散処理は処理済みの画素について生じた濃淡の誤差を予めその画素の周りの画素に所定の重みを付けて予め配分しておくので、ステップＳ２００では該当する誤差分を読み出し、これを今から印刷しようとする画素に反映させるのである。着目している画素ＰＰに対して、周辺のどの画素にどの程度の重み付けで、この誤差を配分するかを、図１４に例示した。着目している画素ＰＰに対して、キャリッジ３０の走査方向で数画素、および用紙Ｐの搬送方向後ろ側の隣接する数画素に対して、濃度誤差が所定の重み（１／４，１／８、１／１６）を付けて配分される。誤差拡散処理については後で詳述する。
【００４６】
ＣＰＵは補正された画像データＤａｔａと所定の閾値Ｔｈ１ないしＴｈ３との比較を行う（ステップＳ３００）。所定の閾値は、Ｔｈ１＜Ｔｈ２＜Ｔｈ３なる関係にあり、階調値に応じて各閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３は変化する。画像データＤａｔａが閾値Ｔｈ３以上の場合、即ち画像データＤａｔａの階調値が最も濃い領域に相当する場合には、単位面積当たりの濃度が最も濃くなる濃大ドットを形成するための処理を行う（ステップＳ３５０）。この処理とは、インクを吐出するノズルＮｚに入力するためのドット形成データを設定する（図９参照）とともに、駆動波形の選択（図８参照）を行う処理である。処理画像データＤａｔａが所定の閾値Ｔｈ２とＴｈ３の間にあるとき、即ちＴｈ２＜Ｄａｔａ＜Ｔｈ３であるときはいわゆる中間調に相当する。かかる階調を表現するドットは淡大ドットと濃小ドットの２種類が存在するため両者の使い分けを行う（ステップＳ４００）。
【００４７】
本実施例では、予め定められたパターンに従って両者を使い分けており、比較的単純なパターンとして、濃小ドットと淡大ドットが市松状に形成されるパターン（図２３参照）を採用している。かかるパターンを採用する場合には、ドットの位置データに基づいて、例えば主走査方向の位置データと副走査方向の位置データの和が偶数である場合には濃小ドットを形成し、奇数である場合には淡大ドットを形成するものとすればよい。その他のパターンにより両ドットを使い分ける場合も、同様にドットの位置データに基づいて使い分けることができる。
【００４８】
また、両者の使い分けはディザテーブルにより行うものとしてもよい。ディザテーブルとは、例えば図１５に示すように４×４のマトリックスで濃小ドットを形成するための閾値を与えるテーブルをいう。図１５では、例えば、階調値０〜２５５のうち、中間調に相当するデータは階調数５０〜１００であるとして、即ちＴｈ２＝５０、Ｔｈ３＝１００であるとして示した。図１５では、中間調の画像データＤａｔａとディザテーブルに記憶されている閾値との大小関係を比較し、画像データＤａｔａが前記閾値よりも大きい部分に濃小ドットが形成される様子を示している。図１５で濃小ドットが形成されていない部分には、淡大ドットが形成されることになる。中間調の画像データＤａｔａは必ず閾値Ｔｈ２からＴｈ３の間に存在するから、これらの閾値Ｔｈ２，Ｔｈ３を分布させてディザテーブルを構成することにより、中間調においては予め意図したパターンで濃小ドットと淡大ドットを形成することができる。こうしたパターンは、用紙の単位面積当たりのインク許容量（以下、インクデューティ制限という）を考慮した上で、バンディングを解消し得るように実験的に設定すればよい。
【００４９】
また、ディザテーブルに閾値Ｔｈ２，Ｔｈ３以外の値を用いれば、画像データに応じて中間調における濃小ドットおよび淡大ドットの出現パターンが変化することになる。なお、図１５では４×４のディザテーブルを示しているが、さらに大きなディザテーブルを用いるものとしてもよい。
【００５０】
こうして、中間調においては各ドットごとに濃小ドットを形成すべきか淡大ドットを形成すべきかの振り分けを行い（ステップＳ４００）、淡大ドットを形成すべき場合には（ステップＳ４２０）、淡大ドットを形成するための処理を実行し（ステップＳ４４０）、その他の場合には濃小ドットを形成するための処理を実行する（ステップＳ４３０）。
【００５１】
画像データＤａｔａが所定の閾値Ｔｈ２とＴｈ１の間にある場合、即ちＴｈ１≦Ｄａｔａ＜Ｔｈ２であるときは、単位面積当たりの濃度が低い淡小ドットを形成するための処理を行う（ステップＳ４５０）。また、画像データＤａｔａが所定の閾値Ｔｈ１よりも小さい場合、即ちＤａｔａ＜Ｔｈ１であるときは、いわゆるハイライト部に相当するため、ドットを形成しないための処理を行う（ステップＳ５００）。
【００５２】
以上によりドットを形成しない場合も含め、どのようなドットを形成すべきかが設定された。次に、ＣＰＵはかかる設定に基づいて誤差計算および誤差拡散処理を実行する（ステップＳ７００）。ここでいう誤差とは、ステップＳ２００において補正された後の画像データＤａｔａと実際に形成されたドットとの明度の誤差をいう。この誤差は、画像データＤａｔａの階調値は例えば０〜２５５までの値を連続的にとり得るのに対し、ドットの形成により表現し得る明度は一定の離散的な値しかとり得ないことにより生じる誤差である。例えば、濃大ドットの明度の評価値が２５５であるとした場合、画像データＤａｔａの階調数が１９９であるにも関わらず濃大ドットを形成したとすれば、そこには２５５−１９９＝５６なる明度誤差が生じていることになる。これは、形成されたドットの濃度が表現されるべき濃度に比べて濃すぎることを意味する。つまり、形成されるドットに応じて定まる明度の評価値ＲＶとすると、誤差ＥＲＲはＥＲＲ＝Ｄａｔａ−ＲＶで求められる。
【００５３】
誤差拡散とは、こうして求められた誤差を現在処理している画素ＰＰの周辺の画素に所定の重み（図１４参照）を付けて拡散する処理をいう。誤差は未処理の画素に拡散されるべきであるから、図１４に示す通り、キャリッジの走査方向および用紙の搬送方向に並ぶ画素にのみ拡散されることになる。上述の例に基づき、誤差が５６であったとすれば、現在処理している画素ＰＰの隣の画素Ｐ１には、誤差５６の１／４に相当する１４が拡散されることになる。この誤差は、次に画素Ｐ１を処理する際に、ステップＳ２００において反映される。例えば、画素Ｐ１のデータが階調値２１４であれば、そこから拡散された誤差１４を引いて、補正データを値２００とするのである。かかる処理を繰り返し実行することにより、各画素ごとには明度誤差を含んでいるものの、画像全体としては入力された画像データに応じた階調の画像が印刷されることになる。なお、図１４に示した重み値は一例に過ぎないため、その他の重み値を用いるものとしてもよい。
【００５４】
以上で説明したドット発生処理ルーチンの結果に基づいて、ＣＰＵはプリンタ２２が各ドットを形成するための処理を実行する。この処理についてはプリンタ２２の構成に応じて種々の処理が知られているため、ここではフローチャートに基づく説明は省略する。但し、先に図１１を用いて説明した通り、本実施例のプリンタ２２は、一組のノズルアレイにより一度に形成し得るドット径は一定であり、ドット径の異なるドットを混在して形成するためには、やや特殊な走査が必要となる。かかる走査について種々の態様を以下に説明する。以下に示す方法は、よく知られているオーバーラップ方式のドット記録方法を応用したものである。
【００５５】
図１６にノズル数６のヘッドを用いて６×６の領域に大小のドットを混在させる場合の第１の走査態様について模式的に示す。図１６では、左側にヘッドの走査回数に対応したインクの吐出の様子を示し、右側に形成されたドットの様子を示す。それぞれのドットに付した数字は、ヘッドの走査順序に対応している。図１６に示す通り、１回目の主走査ではヘッドの下半分のノズルを用いて大ドットを、主走査方向に１ドットおきに形成する。次に、副走査方向に３ドット分、用紙を搬送した後、全てのノズルを用いて小ドットを主走査方向に１ドットおきに形成する。そして、さらに３ドット分副走査方向に用紙を搬送した後、上半分のノズルを用いて大ドットを形成する。かかる態様によれば、各ラスタを２回の走査で記録することにより、大小ドットを同じ比率で混在させて印刷することができる。
【００５６】
図１７に第２の態様について示す。ドット径さえ一定であれば、１回の主走査においてドットを形成する場所は自由に制御できるため、図１７に示すように、大小ドットを市松状に混在させることもできる。
【００５７】
図１８に第３の態様について示す。ここでは、ノズル数が６である点は第１および第２の態様と同様であるが、ノズルピッチが副走査方向のドット記録密度の２倍になっている点で相違する。本態様では、まず下２つのノズルを用いて大ドットを形成する。この場合は、１回の主走査で各ラスタのドットを全て形成する。次に副走査方向に５ドット分用紙を搬送し、中間の３つのノズルを用いて小ドットを形成する。そして更に副走査方向に５ドット分用紙を搬送し、一番上のノズルを用いて大ドットを形成する。この結果、各ラスタを大小いずれかのドットで統一して印刷しつつ、大小ドットを同じ比率で混在させて印刷することができる。
【００５８】
図１９に第４の態様について示す。ノズル間隔は図１８の場合と同様である。この場合は、副走査方向に３ドット分ずつ用紙を搬送しつつ、ドットを形成することにより、図１９に示す通り、大小ドットを市松状に混在させて形成することができる。
【００５９】
図２０に第５の態様について示す。ノズル間隔は図１８の場合と同様である。また、ヘッドの走査順序とインクを吐出するノズルの関係は図１９の場合と同様である。但し、図１９では３回目の走査において小ドットを形成していたのに対し、図２０の態様では３回目の走査においても大ドットを形成している点で相違する。この結果、大小ドットの形成比率を変え、大ドット：小ドット＝３：１で形成することができる。当然、各走査において図２０と大小逆のドットを形成するようにすれば、両者の形成比率も逆転し、小ドットを多く形成することも可能である。
【００６０】
以上に示した通り、各ラスタを２回以上の走査で記録するものとすれば、大小ドットの存在比率およびその存在パターンを自由に変えてドットを形成することができる。ここでは６つのノズルを用いた方法を例示したが、ノズルが３２個ある場合でも同様である。もっとも、本実施例では一回の走査において各ノズルが形成できるドットの径は一種類に限られるという条件があるため、上述したオーバーラップの応用によるドット形成を行う必要があるが、このような制約条件がなく、各ノズルから自由に大小ドットが形成できるヘッドを用いるのであれば、各ラスタに大小ドットを混在させつつ、一回の走査で記録するものとしても構わない。
【００６１】
以上で説明した印刷装置によれば、中間調において濃小ドットと淡大ドットとを混在して形成することができるため、ヘッドの機械的製作誤差に伴うドットの形成ムラ、即ちバンディングを防止することができる。図２１および図２２に小ドットのみで一定領域を記録した場合の様子を示す。図２１はヘッドに機械的製作誤差が全く存在しない状態を示している。かかる場合はドットの形成ムラは生じていない。一方、図２２はヘッドに機械的製作誤差が存在する場合の様子を示している。図２２に示す通り、ヘッドに機械的製作誤差がある場合には、インクの吐出方向にバラツキが生じる結果、ドットが一様に形成されずバンディングが生じる。図２２では、副走査方向にのみドットの形成ムラが生じた場合を示しているが、かかるムラは主走査方向にも生じうる。
【００６２】
これに対し、図２３および図２４に本実施例の印刷装置により形成されたドットの様子を示す。これらの図においては、淡大ドットを大きい円で示し、濃小ドットを小さい円で示している。図２３はヘッドに機械的製作誤差が全く存在しない状態であり、図２４は誤差がある場合である。図２４より明らかな通り、図２２に比べてドットの形成ムラは極めて目立たなくなっていることが分かる。これは図２４に示した特定のパターンにおいてのみ生じる効果ではなく、淡大ドットと濃小ドットとを混在させて記録することにより一般に生じる効果である。
【００６３】
かかる効果が生じるのは、次の理由による。まず、淡ドットと濃ドットとはインクが異なるため、別のヘッドにより形成されることが挙げられる。つまり、機械製作誤差はヘッド毎に異なるから、ドットの形成ムラが多方向に生じ、結果として画像全体では形成ムラが解消されることになるのである。また、大ドットは隣接するドットとの重なりが大きくドットの形成ムラが目立ちにくいことも挙げられる。
【００６４】
一方、バンディングを防止することのみを目的とするのであれば、全て大ドットで形成する方法も考えられる。しかし、常に大ドットのみで記録するとすれば、単位面積当たりのインクの許容量、即ちインクデューティ制限を超える場合には、にじみが生じる等の問題が生じることになる。本実施例の印刷装置では、インクデューティを考慮した上で、淡大ドットと濃小ドットを使い分けるため、かかる問題は生じない。また、本実施例の印刷装置は、淡大ドットと濃小ドットの混在の割合は自由に設定できるものであるから、インクデューティが許す記録用紙に対しては、淡大ドットのみを用いる態様を採ることもできる。
【００６５】
（３）第２実施例によるドット発生処理ルーチン
次に、本発明の第２の実施例による印刷装置について説明する。この印刷装置はハードウェア構成においては、第１実施例に示した印刷装置と同じであり、ドット発生処理ルーチンの内容が相違する。図２５は、第２実施例におけるドット発生処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【００６６】
第２実施例におけるドット発生処理ルーチンでは、いわゆる中間調における濃小ドットと淡大ドットの振り分けの処理（図１３のステップＳ４００）が相違するのみであり、他の処理は第１実施例（図１３）と同様であるため、ここでは説明を省略する。第１実施例と相違する中間調における処理についてのみ説明する。
【００６７】
本実施例では、中間調、即ちＴｈ２＜Ｄａｔａ＜Ｔｈ３なる画像データＤａｔａに対し、乱数を発生して濃小ドット、淡大ドットのいずれのドットを形成すべきかを決定する（ステップＳ４１０）。例えば、０〜１の範囲で発生させた乱数が閾値０．５よりも大きい場合には濃小ドットを発生させ、その他の場合には淡大ドットを発生させる。こうして決定されたドットが淡大ドットである場合には（ステップＳ４２０）、淡大ドットを形成するための処理を実行し（ステップＳ４６０）、濃小ドットである場合には、濃小ドットを形成するための処理を実行する（ステップＳ４４０）。乱数と閾値の関係を変化させれば濃小ドットと淡大ドットの発生比率を変化させることができるため、インクデューティ制限を考慮しつつ、バンディングを解消し得るように両者の発生の割合、言い換えれば前記閾値を設定すればよい。また、かかる閾値は記録用紙等に応じて変えられるものとしてもよい。
【００６８】
かかる印刷装置によれば、第１実施例の印刷装置と同様、大小ドットを混在して形成することができる結果、バンディングを防止することができる。上記印刷装置により形成されるドットの様子を図２６に示す。図２２に示したドット記録の様子と比較してバンディングが目立たなくなっていることが分かる。一般に、規則性のあるドットの形成ムラは目立ちやすいものであるが、本実施例では乱数を用いるためドットの形成に規則性がなく、かかるムラが目立ちにくい利点もある。
【００６９】
本実施例におけるドット発生数を図２７に示す。図２７は、画像データの階調数と各種類のドットの発生率との関係を示したグラフである。ドットの発生率とは、一定面積中に各ドットが占める割合をいう。例えば、淡小ドットの発生率が６０％である場合には、１０×１０の１００ドット中に淡小ドットが６０個記録される状態であることを意味している。図２７に示す通り、中間調では淡大ドットと濃小ドットが記録に用いられ、本実施例では両者の振り分けに乱数を用いているため、両者はほぼ同じ発生率で存在している。本実施例では、かかる割合のときインクデューティ制限も満たされることが確認されている。
【００７０】
（４）第３実施例によるドット発生処理ルーチン
次に、本発明の第３の実施例による印刷装置について説明する。この印刷装置は構成においては、第１実施例に示した印刷装置と同じであり、ドット発生処理ルーチンの内容が相違する。図２８は、第３実施例におけるドット発生処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。このルーチンはプリンタドライバ９６のハーフトーンモジュール９９における処理の一部であり、本実施例においてはコンピュータ９０のＣＰＵにより実行されるルーチンである点も第１実施例と同様である。
【００７１】
第３実施例におけるドット発生処理ルーチンが開始されると、ＣＰＵは画素階調データを入力し（ステップＳ１００）、既に処理が終了した近傍の画素からの拡散誤差を加えて補正データＤａｔａを作成する（ステップＳ２００）。これらの処理は第１実施例における処理（図１３）と同様である。
【００７２】
次に、ＣＰＵは画像データＤａｔａに基づき、濃ドットのオン・オフを決定する処理を行う（ステップＳ６００）。この濃ドットのオン・オフを決定する処理の詳細を、図２９の濃ドット形成判断処理ルーチンに示した。この処理ルーチンでは、まず、画像データＤａｔａに基づいて図３０のテーブルを参照して、濃レベルデータＤｔｈを生成する処理を行う（ステップＳ６０２）。図３０は、元の画像の階調データに対して、淡インクと濃インクの記録率をどの程度にするかを設定するグラフである。実際にはＲＯＭ上に図３０のグラフをテーブル化したデータとして記憶されている。画像データＤａｔａは、各色について０〜２５５までの値をとるものとしている（各色８ビット）。図３０のテーブルは、最終的に得られる印刷物における濃インクと淡インクの割合を示すものであり、ある階調データが与えられたとき、現在処理している画素の濃インクまたは淡インクによるドットのオン・オフを直接定めるものではない。
【００７３】
入力した画像データの階調値に基づいて、図３０のテーブルを参照することにより、予め定めた濃インクの記録率に対応した濃レベルデータＤｔｈを得る（図３０右側縦軸）。例えば、入力したシアンの階調値が６３のベタの領域を印刷する場合には、濃インクであるシアンインクＣ１の記録率は０パーセントであり、濃レベルデータＤｔｈも値０となる。階調値が１９１のベタ領域を印刷する場合にはシアンインクＣ１の記録率は７５パーセントであって、濃レベルデータは値１９１となる。
【００７４】
次に、こうして得られた濃レベルデータＤｔｈが閾値Ｄref1より大きいか否かの判断を行なう（ステップＳ６０４）。この閾値Ｄref1は、着目した画素に濃インクによるドットを形成するか否かの判定値であって、全領域で固定の値とすることもできる。本実施例では、この閾値の設定に分散型ディザの閾値マトリックスを採用した。ディザ法における閾値の考え方については先に図１５で説明した。本実施例では、特に６４×６４程度の大域的マトリックス（ブルーノイズマトリックス）を利用し、組織的ディザ法を適用した。このディザマトリックスでは、６４×６４の大きさのマトリックスの内部のいずれの１６×１６の領域をとっても閾値（０〜２５５）の出現に偏りがないように閾値を決めている。こうした大域的なマトリックスを用いると、疑似輪郭などの発生が抑制される。分散型ディザとは、その閾値マトリックスにより決定されるドットの空間周波数が高いものであり、ドットが領域内でバラバラに発生するタイプを言う。具体的には、Ｂｅｙｅｒ型の閾値マトリックスなどが知られている。分散型のディザを採用すると、濃ドットの発生がバラバラに行なわれるので、濃淡ドットの分布が偏らず、画質が向上する。なお、濃ドットのオンオフを決定するには、その他の手法、例えば濃度パターン法や画素配分法などを採用しても差し支えない。
【００７５】
濃ドットデータＤｔｈが閾値Ｄref1より大きい場合には、その画素の濃ドットをオンにするものと判断し（ステップＳ６０６）、濃ドットデータＤｔｈが閾値Ｄref1より小さい場合には、その画素の濃ドットをオフにするものと判断する（ステップＳ６０８）。
【００７６】
次に、かかる判定により濃ドットをオンにするものと判断された場合は、図３１に示すテーブルを参照して、濃大ドットを形成するか否かを判断する（図２９のステップＳ６１０）。テーブルを用いた判断手法は、上で説明した濃ドットのオン・オフの判断手法（図２９）と同様である。この場合は、図３１の白抜きの四角のシンボル「□」で示したテーブルおよび先に説明した６４×６４のディザマトリックスを用いて濃大ドットのオン・オフを判定するのである。こうして、濃大ドットをオンにすべきと判断された場合には、そのための処理を実行する（ステップＳ６１５）。濃大ドットがオフとなる場合には、同様の手法により、濃小ドットのオン・オフを判定する（ステップＳ６２０）。この場合は、図３１の白抜きの丸「○」のシンボルで示されたテーブルを用いることになる。濃小ドットをオンにすべきと判断された場合には、そのための処理を実行する（ステップＳ６２５）。
【００７７】
以上の処理の結果、濃ドットが形成されない場合（ステップＳ６００）には、淡ドットを形成するか否かの判定を行う（ステップＳ６３０）。この判定は、濃ドットのオン・オフの判定と同様の方法を用いる（図２９参照）。つまり、図３０のテーブルおよびディザマトリックスに基づいて、淡ドットのオン・オフを決定するのである。
【００７８】
淡ドットを形成すべきと判断された場合には、図３１のテーブルを用いて淡大ドットのオン・オフの判断を行う（ステップＳ６３５）。この場合は、図３１の黒い四角のシンボル「■」で示したテーブルを用いることになる。淡大ドットをオンにすべきと判断された場合には、そのための処理を実行する（ステップＳ６４０）。淡大ドットがオフとなる場合には、同様の手法により、淡小ドットのオン・オフを判定する（ステップＳ６４５）。この場合は、図３１の黒丸のシンボル「●」で示されたテーブルを用いることになる。淡小ドットをオンにすべきと判断された場合には、そのための処理を実行する（ステップＳ６５０）。
【００７９】
以上の処理により、補正後の画像データＤａｔａに応じて、４種類のドット（濃大ドット、濃小ドット、淡大ドット、淡小ドット）のいずれのドットを形成すべきかが決定される。いずれのドットも形成されない場合もある。但し、同一画素に複数種類のドットが重ねて形成されることはない。
【００８０】
なお、上記処理においては、図３０に示したテーブルに基づいて、最初にインク濃度に応じたドットのオン・オフを判断した後、図３１のテーブルを用いてドット径に応じたドットのオン・オフを判断している。これに対し、インク濃度に応じたオン・オフの判断を省略し、最初から図３１に相当するテーブルを用いて、各ドットの種類ごとにオン・オフの判定を行うものとしてもよい。
【００８１】
こうして形成すべきドットが決定されると、次にＣＰＵは誤差計算および誤差拡散処理を実行する（ステップＳ７００）。この処理は第１実施例における処理（図１３のステップＳ７００）と同じであるため、説明は省略する。
【００８２】
上記印刷装置によれば、中間調において濃小ドットと淡大ドットとを混在させて形成することができるため、かかる階調におけるバンディングを回避することができる。ここで、図３０のテーブルおよび図３１のテーブルはバンディングを回避する効果が得られるように実験的に定められるものであるが、この際、印刷用紙の単位面積当たりのインク許容量を超えないように図３１のドット発生率を設定しておけば、かかる制限も考慮した上でにじみ等のない最も良好な画像を得ることができる。
【００８３】
なお、以上で説明した各印刷装置において、濃小ドットと淡大ドットとの使い分けに関しては、濃インクと淡インクの消費量に応じた使い分けを考慮するものとしてもよい。例えば、濃インクが多く消費されている場合には、中間調において淡大ドットを多く形成するものとしてもよい。インク消費量は、例えばカートリッジ７２に光を当てることにより各インクの消費量を感知する手段を採用するものとしてもよいし、形成したドットの累計を記憶しておくことにより、インクの消費量を演算するものとしてもよい。このようにインク消費量を考慮してドットの使い分けを行うものとすれば、印刷装置を使用する際のコスト低減を図ることができる。特に、本実施例における印刷装置のように、複数の色のインクが一体型のカートリッジ７２（図１２参照）に貯蔵されている場合には、全てのインクを均等に使用できる点で、コストの低減効果が高い。
【００８４】
また、以上の説明における印刷装置は、インク濃度およびドット径をそれぞれ２種類ずつ変化させることができるが、インク濃度またはドット径の種類をさらに増やすものとしてもよい。上記印刷装置では、中間調においてのみ２種類のドットの使い分けを行っているが、インク濃度およびドット径の種類を増やすことにより他の階調においてもドットの使い分けを行うことができるようになれば、バンディングおよびインクデューティを考慮した画質の向上やインクの均一的な使用を更に効果的に行うことができるようになる。
【００８５】
さらに、上記印刷装置はコンピュータによる処理を含んでいることから、上記で説明した各機能を実現するためのプログラムを記録した記録媒体としての実施の態様を採ることもできる。このような記憶媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置等の、コンピュータが読取り可能な種々の媒体を利用できる。また、コンピュータに上記の発明の各工程または各手段の機能を実現させるコンピュータプログラムを通信経路を介して供給するプログラム供給装置としての態様も可能である。
【００８６】
以上で説明した種々の印刷装置において、２つの発信器５１，５２から出力される駆動波形を選択することにより、径の異なるドットを形成しているが、単一の発信器から図８に示した２種類の駆動波形を交互に出力し、形成すべきドット径に応じて、いずれか一方をマスクするものとしてもよい。
【００８７】
以上、本発明の種々の実施例について説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の形態による実施が可能である。例えば、以上で説明した種々の処理はコンピュータ９０で実行するものとしているが、かかる処理を実行する機能をプリンタ２２に持たせ、プリンタ２２側で行うものとしてもよい。また、インク通路に配置したヒータに通電し、インク通路内に発生する泡（バブル）によりインクを吐出するタイプのプリンタに適用するものとしてもよい。かかるプリンタにおいては、ヒータへの通電時間や通電面積を変化させることによりドット径の異なるドットを形成できるため、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明のプリンタを用いた画像処理システムの概略構成図である。
【図２】本発明のプリンタの概略構成図である。
【図３】本発明のプリンタのドット記録ヘッドの概略構成を示す説明図である。
【図４】本発明のプリンタにおけるドット形成原理を示す説明図である。
【図５】本発明のプリンタにおけるノズル配置例を示す説明図である。
【図６】本発明のプリンタにおけるノズル配置を示す説明図である。
【図７】本発明によりドット径の異なるドットを形成する原理を示す説明図である。
【図８】本発明のプリンタ２２におけるノズルの駆動波形を示す説明図である。
【図９】プリンタ２２の内部構成を示す説明図である。
【図１０】ヘッドの駆動回路構成を示す説明図である。
【図１１】インク組成および特性を示す説明図である。
【図１２】本発明のプリンタにおけるインクカートリッジを示す説明図である。
【図１３】第１実施例におけるドット発生処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図１４】誤差拡散処理における重み係数を示す説明図である。
【図１５】ディザマトリックスを用いたドットのオン・オフ判定の方法を示す説明図である。
【図１６】本発明のプリンタにより大小ドットを混在して記録する第１の態様を示す説明図である。
【図１７】本発明のプリンタにより大小ドットを混在して記録する第２の態様を示す説明図である。
【図１８】本発明のプリンタにより大小ドットを混在して記録する第３の態様を示す説明図である。
【図１９】本発明のプリンタにより大小ドットを混在して記録する第４の態様を示す説明図である。
【図２０】本発明のプリンタにより大小ドットを混在して記録する第５の態様を示す説明図である。
【図２１】小ドットのみで記録され、ドットの形成ムラがない状態を示す説明図である。
【図２２】小ドットのみで記録され、ドットの形成ムラがある状態を示す説明図である。
【図２３】大小ドット混在して記録され、ドットの形成ムラがない状態を示す説明図である。
【図２４】大小ドット混在して記録され、ドットの形成ムラがある状態を示す説明図である。
【図２５】第２実施例におけるドット発生処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図２６】乱数的に発生された大小ドットを混在して記録され、ドットの形成ムラがある状態を示す説明図である。
【図２７】第２実施例におけるドット発生率を示す説明図である。
【図２８】第３実施例におけるドット発生処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図２９】濃ドット形成判断処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図３０】入力データ階調値と濃淡ドット記録率との関係を示すグラフである。
【図３１】入力データ階調値と濃大、濃小、淡大、淡小の各ドット記録率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８９】
１２…スキャナ
２１…カラーディスプレイ
２２…カラープリンタ
２３…紙送りモータ
２４…キャリッジモータ
２６…プラテン
２８…印字ヘッド
３１…キャリッジ
３２…操作パネル
３４…摺動軸
３６…駆動ベルト
３８…プーリ
３９…位置検出センサ
４０…制御回路
４１…ＣＰＵ
４２…プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）
４３…ＲＡＭ
４４…ＰＣインタフェース
４５…ＰＩＯ
４６…タイマ
４７…転送用バッファ
５１，５２…発信器
５４…選択器
５５…分配出力器
６１、６２、６３、６４、６５、６６…インク吐出用ヘッド
６７…導入管
６８…インク通路
７１…黒インク用のカートリッジ
７２…カラーインク用カートリッジ
９０…パーソナルコンピュータ
９１…ビデオドライバ
９２…入力部
９５…アプリケーションプログラム
９６…プリンタドライバ
９７…ラスタライザ
９８…色補正モジュール
９９…ハーフトーンモジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年5月26日(2006.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を印刷する印刷装置であって、
濃度とドット径との少なくとも一方が互いに異なる複数種類のドットを形成可能なヘッドと、
入力された画像データの各画素の階調に応じて、各画素ごとに、形成されるべきドットの濃度とドット径とを決定することによって、前記形成されるべきドットの種類を前記複数種類のドットのうちのいずれかに決定する決定手段であって、前記複数種類のドットは、第１の濃度を有して第１のドット径を有する第１種のドットと、前記第１の濃度よりも高い第２の濃度を有して前記第１のドット径よりも小さな第２のドット径を有する第２種のドットと、を含み、前記第１種のドットの単位面積当たりの濃度である単位濃度と前記第２種のドットの前記単位濃度とは略同一である、前記決定手段と、
前記ヘッドを駆動して、前記決定された種類のドットを形成するヘッド駆動制御手段と、
を備える印刷装置。
【請求項２】
請求項１記載の印刷装置であって、
前記決定手段は、
前記形成されるべきドットの濃度を決定した後に、前記形成されるべきドットのドット径を決定する、印刷装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の印刷装置であって、
前記決定手段は、前記第１種のドットと前記第２種のドットとが所定の割合で混在するように、前記形成されるべきドットの種類を決定する、印刷装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記印刷装置は、濃度の異なるインクを蓄積する一体に形成されたインクカートリッジを備える印刷装置であり、
前記決定手段は、濃度の異なるインクの消費量に応じて、前記第１種のドットと前記第２種のドットとの割合を変更する、印刷装置。
【請求項５】
濃度とドット径との少なくとも一方が互いに異なる複数種類のドットを形成可能なヘッドを用いて、画像を印刷する印刷方法であって、
入力された画像データの各画素の階調に応じて、各画素ごとに、形成されるべきドットの濃度とドット径とを決定することによって、前記形成されるべきドットの種類を前記複数種類のドットのうちのいずれかに決定する工程であって、前記複数種類のドットは、第１の濃度を有して第１のドット径を有する第１種のドットと、前記第１の濃度よりも高い第２の濃度を有して前記第１のドット径よりも小さな第２のドット径を有する第２種のドットと、を含み、前記第１種のドットの単位面積当たりの濃度である単位濃度と前記第２種のドットの前記単位濃度とは略同一である、前記工程と、
前記ヘッドを駆動して、前記決定された種類のドットを形成する工程と、を備える印刷方法。
【請求項６】
濃度とドット径との少なくとも一方が互いに異なる複数種類のドットを形成可能なヘッドを備える印刷装置に、画像を印刷させるプログラムをコンピュータ読みとり可能に記録した記録媒体であって、
入力された画像データの各画素の階調に応じて、各画素ごとに、形成されるべきドットの濃度とドット径とを決定することによって、前記形成されるべきドットの種類を前記複数種類のドットのうちのいずれかに決定する機能であって、前記複数種類のドットは、第１の濃度を有して第１のドット径を有する第１種のドットと、前記第１の濃度よりも高い第２の濃度を有して前記第１のドット径よりも小さな第２のドット径を有する第２種のドットと、を含み、前記第１種のドットの単位面積当たりの濃度である単位濃度と前記第２種のドットの前記単位濃度とは略同一である、前記機能と、
前記ヘッドに、前記決定された種類のドットを形成させる機能と、
を印刷装置に実現させるプログラムを記録した記録媒体。