(57)【要約】【課題】ムラの少ない良好な画像を得つつ各記録素子の記録画素数のばらつきを抑えること。【解決手段】乱数的なマスクパターン作成に際し、同一行内の任意の２点を選択、交換し、これを十分大きな回数繰り返す。これを各行について行い、このマスクパターンで記録することで各記録素子の記録素子数のばらつきを抑える。【選択図】        図１
2004202793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出する記録素子部を複数有する記録ヘッドを、記録媒体の同一領域上を前記記録素子列方向とは異なる方向に複数回走査させて順次画像を形成するインクジェット記録装置において、
前記走査の各々において乱数的に配列されたマスクパターンにより画像をマスクする手段を有し、
前記マスクパターンの記録素子毎の記録画素数がほぼ同数であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
インク滴を吐出する記録素子部を複数有する記録ヘッドを、記録媒体の同一領域上を前記記録素子列方向とは異なる方向に複数回走査させて順次画像を形成するインクジェット記録方法において、
前記走査の各々において乱数的に配列されたマスクパターンにより画像をマスクするステップを有し、
前記マスクパターンの記録素子毎の記録画素数がほぼ同数であることを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法、特に、記録ヘッドの複数の走査により、画像信号に応じた画像を形成するインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、印刷にかかわる装置構成が比較的簡略かつ安価であるため、個人用途から産業用途まで近年さまざまな用途で用いられるようになってきた。それに伴い高記録品質化、高解像度化、高速化などが図られてきている。
【０００３】
このような技術の進展の中で、特に記録ヘッドの占める割合は高く、さまざまな改良によって高記録品質化、高解像度化、高速化が実現されてきている。しかしながら現実には製造工程のばらつきなどにより、記録ヘッドから吐出されるインク滴の吐出量、吐出方向や吐出速度などが記録ヘッドの記録素子毎にわずかながらばらつき、結果として記録品質に影響を及ぼしてしまう現象が、製造技術の向上に伴い程度は良化してきているものの依然存在している。
【０００４】
記録媒体上で記録ヘッドを走査（以下主走査とも呼ぶ）させ、前記記録ヘッドの走査方向とは異なる方向に記録媒体を搬送（以下副走査とも呼ぶ）して順次画像を形成していくタイプのインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドから吐出されるインク滴の記録素子毎のばらつきに伴う記録品質の問題を解決する方法として、記録媒体のひとつの記録領域上で記録ヘッドを複数回走査させることで、記録画像を複数回に分割して形成することにより、前記記録素子毎のインク滴のばらつきを見かけ上緩和することにより記録品質を向上させることが周知である。
【０００５】
記録ヘッドを２回走査させて画像を形成する例を、図５を用いて説明する。まず領域Aにおいて、第一の走査でパターンP1により画像の一部が形成され、その後記録ヘッドの幅の１／２の量だけ記録媒体が搬送された後、第二の走査でパターンP２により画像の残りの部分が形成される。また、この第二の走査では同時に領域Bにおいて、パターンP１´により画像の一部が形成され、その後記録ヘッドの幅の１／２の量だけ記録媒体が搬送された後、次の走査でパターンP２´により画像の残りの部分が形成される。
【０００６】
パターンP１、P２の論理和をP、パターンP１´、P２´の論理和をP´とすると、P、P´は、本来領域A、Bに形成されるべき２値化された記録画像である。また、P１、P１´はそれぞれP、P´と図９に示すようなマスクM1との論理積であり、P２、P２´はそれぞれP、P´と図９に示すようなマスクM２との論理積である。M1とM2の論理和が全記録画素を埋めているので、このような方法によって２回の走査に分割して順次所望の画像を形成していくことが可能となる。
【０００７】
このようにひとつの記録領域上で記録ヘッドを２回走査させる方法では、記録画像のある一行が各々異なった２つの記録ヘッドの記録素子により形成されるため、記録素子毎のインク滴のばらつきを見かけ上緩和することができる。また走査回数を２回より増加させることで、記録画像のある一行を形成する記録素子の数を増加させ、記録素子毎のインク滴のばらつきを見かけ上さらに緩和することができる。
【０００８】
しかしながら図９に示すマスクM1、M2のように規則的であると、記録ヘッドを走査する速度のばらつきや記録媒体の搬送量のばらつきなど、記録ヘッド以外のごくわずかなばらつきによって記録品質が向上しにくくなる場合がある。
【０００９】
このような問題に対して、例えば特開平７−５２３９０号公報に記載されるような方法が提案されている。これによれば、例えば図１０に示すようなマスクM3、M4のように乱数的に生成されたマスクを用いることで、図９に示すマスクM1、M2のような規則的なマスクを用いる場合に比べて著しく記録品質を高めることができる。
【００１０】
一般的に前記乱数的なマスクは例えば図１１に示すような方法で生成される。
【００１１】
図１１は記録ヘッドを２回走査させることにより記録画像を形成する場合の例で、まず、第一の走査で記録されることを意味する「０」と第二の走査で記録されることを意味する「１」を並べ、乱数的に２つの位置を選択し、それらを入れ替える。以降、前記２つの位置の選択と入れ替えの動作を十分大きな回数繰り返す。
【００１２】
この結果、第一の走査で記録されることを意味する「０」がある位置から図１０のM３が、第二の走査で記録されることを意味する「１」がある位置から図１０のM４ができる。
【００１３】
しかし、単純に乱数的にマスクを生成すると、図１０に示すマスクM3、M4に見られるように一行毎の記録画素数が均一でなくなる。例えばM３において一行毎の記録画素数を見ると、３、４、４、５となっており、M４においては、５、４、４、３となっている。これは、マスクを記録ヘッドに対し固定的に使用する場合、記録素子の記録画素数に不均一性が生じることになり、記録ヘッドのある記録素子では高い頻度で使用され、またある記録素子では低い頻度でしか使用されなくなる。
【００１４】
図１２は、記録素子数が２５６の記録ヘッドを２回走査させて画像を形成する場合で、前記単純に乱数的に生成された、記録素子列方向が１２８、走査方向が１２８のマスクを用い、写真調の画像を２値化処理して記録した場合の、各記録素子の全記録画素数のグラフである（シアン、ライトシアンについてのみ記載）。
【００１５】
画像自体の記録画素の配置にもよるが、図１２に示したように、各記録素子の記録画素数の標準偏差を平均値で規格化した値で評価すると、１０．２〜１１．６％のばらつきを持っていることがわかる。
【００１６】
一般的に記録ヘッドの記録素子に、常に同程度の使用頻度の差が存在することは好ましくない。なぜなら、高い使用頻度の記録素子に負荷がかかることで記録素子の特性に変化が生じやすくる可能性や、記録素子の寿命が短くなる可能性があるためである。
【００１７】
記録素子の使用頻度を均一化する方法のひとつとして、特開２００１−８８２８７号公報に記載されるような方法が提案されている。この方法ではかなり厳密に記録素子の記録画素数のばらつきを抑える効果があるが、一方で記録画素数を記憶する手段やマスクパターンを動的に変更する手段が必要となり、装置構成が複雑化してしまう問題がある。
【００１８】
またこの方法において乱数的にマスクを生成しようとすると、さらに装置構成が複雑化してしまう問題がある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、装置構成を複雑化させることなく簡便な方法により、上記課題を解決して高品質な画像を得ることのできるインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のインクジェット記録装置は、インク滴を吐出する記録素子部を複数有する記録ヘッドを、記録媒体の同一領域上を前記記録素子列方向とは異なる方向に複数回走査させて順次画像を形成するインクジェット記録装置において、前記走査の各々において乱数的に配列されたマスクパターンにより画像をマスクする手段を有し、前記マスクパターンの記録素子毎の記録画素数がほぼ同数であることを特徴とする。
【００２１】
また、上記目的を達成するために、請求項２に記載の本発明のインクジェット記録方法は、インク滴を吐出する記録素子部を複数有する記録ヘッドを、記録媒体の同一領域上を前記記録素子列方向とは異なる方向に複数回走査させて順次画像を形成するインクジェット記録方法において、前記走査の各々において乱数的に配列されたマスクパターンにより画像をマスクするステップを有し、前記マスクパターンの記録素子毎の記録画素数がほぼ同数であることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
（実施例）
（第１の実施の形態）
図１は本発明を適用したインクジェット記録装置の概略斜視図である。
【００２４】
インクジェット記録装置１において、２はヘッドキャリッジであり、副走査方向に複数の記録素子（以下ノズルとも記す）を配列された記録素子列を有しインク滴を吐出するインクジェットヘッドが、記録ヘッド固定レバー３によってヘッドキャリッジ２に着脱可能となっている。ヘッドキャリッジ２はこの記録ヘッドを位置決めして搭載し、かつ記録ヘッドを駆動するための信号などを伝達するためのコネクタを設けてあり、記録ヘッドと電気的に接続されるようになっている。
【００２５】
またヘッドキャリッジ２はインクタンク４を位置決めして搭載し、記録ヘッドとインクタンク４を連通させてインクを供給するようにしている。
【００２６】
５は走査レールであり、ヘッドキャリッジ２の主走査方向に延在し、ヘッドキャリッジ２を摺動自在に支持する。ヘッドキャリッジ２は、ヘッドキャリッジ駆動用モーター６、モータープーリ７、従動プーリ８およびタイミングベルト９を介して、走査レール５上を矢印ａ，ｂ方向に往復移動して被記録材上を走査する。
【００２７】
このとき、記録ヘッドにより往復記録が可能である。また、１０、１１および１２、１３は、記録ヘッドによる記録位置の前後に配置されて被記録材の挟持搬送を行うための搬送ローラー対である。
【００２８】
１４は紙などの被記録材で、被記録材１４の被記録面を平坦に規制するプラテンに圧接されている。このとき、ヘッドキャリッジ２に搭載された記録ヘッドはヘッドキャリッジ２から下方へ突出して被記録材搬送用ローラー１１、１３間に位置し、記録ヘッドのノズル形成面、プラテンの案内面に圧接された被記録材１４に平行に対向するようになっている。画像データは、不図示のフレキシブルケーブルにより記録装置本体の電気回路から記録ヘッドに伝送される。
【００２９】
図２は本発明の一実施の形態におけるインクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図である。
【００３０】
２０は記録装置内部のアドレス信号、制御信号、データを伝送するバスラインを示しており、２１は画像信号を入力する画像入力部である。２２は記録装置全体をROM２３中の各種プログラムに基づいて制御するCPUを示している。このCPU２２中において、２３は、ROMであり、エラー処理プログラム、記録動作プログラム、CPU２２を動作させるためのプログラム等を格納している。２４は、ROM２３中の各種プログラムのワークエリアおよびエラー処理時の一時退避エリアとして用いるRAMを示している。
【００３１】
そして、２５は画像入力部２１で得た入力画像信号の信号処理を行う画像信号処理部を示しており、後述のマスクパターンを設定するバッファなどを保持している。２６は記録開始等のオペレーションを行うための操作部である。２９は吐出制御部であり、画像信号処理部２５で処理されたデータに基づき記録ヘッドを駆動、制御する。副走査部２７は、搬送モーターを所定のタイミングで所定量回転させる。主走査部２８は、ヘッドキャリッジ駆動用モーター６を所定のタイミングで所定量回転させる。３０は記録部を示し、記録ヘッドによりインクを被記録材１４に吐出し画像を形成する。
【００３２】
ここで、第１の実施の形態として、２５６ノズルの記録ヘッドを記録媒体の同一領域において２回走査させて画像を形成する場合について説明する。
【００３３】
まず、本発明方法によるマスクパターンの作成方法を図３を用いて説明する。記録ヘッドのノズル数は２５６で、２回の走査で画像を形成することから、マスクパターンのノズル列方向のサイズは、
２５６／２  ＝  １２８
となり、主走査方向は本例では簡単のため８とする。ただしノズル列方向は一部のみを図示し他は省略してある。
【００３４】
まず、第一の走査で記録されることを意味する「０」と第二の走査で記録されることを意味する「１」を各行同数ずつ並べ、同一行内で乱数的に２つの位置を選択し、それらを入れ替える。以降、前記２つの位置の選択と入れ替えの動作を各行について十分大きな回数繰り返す。この結果、第一の走査で記録されることを意味する「０」がある位置から図４のM５が、第二の走査で記録されることを意味する「１」がある位置から図４のM６ができる。初期値として「０」と「１」を各行に同数ずつ並べ、かつ同一行内で入れ替えの操作を行うため、M５において一行毎の記録画素数を見ると、４、４、４、４となっており、M６においても、４、４、４、４となっている（以下ノズル列方向は省略してある）。
【００３５】
次に、前記作成されたマスクを用いて画像を形成する手順について図５を用いて説明する。
【００３６】
まず領域Aにおいて、第一の走査でパターンP1により画像の一部が形成され、その後記録ヘッドの幅の１／２の量すなわち１２８ノズル分だけ記録媒体が搬送された後、第二の走査でパターンP２により画像の残りの部分が形成される。また、この第二の走査では同時に領域Bにおいて、パターンP１´により画像の一部が形成され、その後記録ヘッドの１２８ノズル分だけ記録媒体が搬送された後、次の走査でパターンP２´により画像の残りの部分が形成される。
【００３７】
パターンP１、P２の論理和をP、パターンP１´、P２´の論理和をP´とすると、P、P´は、本来領域A、Bに形成されるべき２値化された記録画像である。また、P１、P１´はそれぞれP、P´と図４に示すようなマスクM５との論理積であり、P２、P２´はそれぞれP、P´と図４に示すようなマスクM６との論理積である。M５とM６の論理和が全記録画素を埋めているので、このような方法によって２回の走査に分割して順次所望の画像を形成していくことが可能となる。
【００３８】
２値化された記録画像P、P´は、図２の画像入力部２１から直接取り込まれてもよいし、また画像入力部２１から取り込まれた多値データを画像信号処理部２５において２値化した結果であってもよい。その後不図示のバンドメモリ内に順次セットされていく。マスクM５、M６は記録開始に先立って画像処理部２５のバッファ領域に設定され、バンドメモリ内の２値化された記録画像のデータとの論理積をとり、その結果が吐出制御部２９以下に転送される。第一の走査が終了し、副走査部２７により１２８ノズル分記録媒体が搬送された後、バンドメモリ内の読み出し位置を１２８ノズル分ずらして同様の操作を繰り返していくことにより、順次所望の画像を形成していく。
【００３９】
図６は、記録素子数が２５６の記録ヘッドを２回走査させて画像を形成する場合で、本発明の方法によって生成された、記録素子列方向が１２８、走査方向が１２８のマスクを用い、写真調の画像を２値化処理して記録した場合の、各記録素子の全記録画素数のグラフである（シアン、ライトシアンについてのみ記載）。
【００４０】
画像自体の記録画素の配置にもよるが、図６に示したように、各記録素子の記録画素数の標準偏差を平均値で規格化した値で評価すると、５．２〜８．３％のばらつきに抑えられることがわかる。
【００４１】
前記例はある一枚の画像を記録した際のばらつきであるが、記録素子の寿命を考慮するとさまざまな画像を多量に記録することが一般的であるため、画像自体の記録画素の配置は十分平均化され、前記ばらつきはさらに抑えられることになり、本発明の効果により各記録素子の記録画素数は平均化される。
【００４２】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態として、記録ヘッドを２回走査させて間引き画像を形成する場合について説明する。
【００４３】
例えば主走査方向のサイズ８のマスクで１／４間引きの画像を形成する場合を図７に示す。まず、第一の走査で記録されることを意味する「０」と第二の走査で記録されることを意味する「１」を各行３個ずつ並べ、さらに第一、第二どちらの走査でも記録されないことを意味する「２」を２個並べる。次に同一行内で乱数的に２つの位置を選択し、それらを入れ替える。以降、前記２つの位置の選択と入れ替えの動作を各行について十分大きな回数繰り返す。
【００４４】
この結果、第一の走査で記録されることを意味する「０」がある位置から図８のM７が、第二の走査で記録されることを意味する「１」がある位置から図８のM８ができる。初期値として「０」と「１」を各行に同数ずつ並べ、かつ同一行内で入れ替えの操作を行うため、M７において一行毎の記録画素数を見ると、３、３、３、３となっており、M８においても、３、３、３、３となっている。
【００４５】
このマスクM７、M８を用い第１の実施の形態で述べた方法で記録すると、全体として１／４間引きの画像が形成され、かつ各記録素子の記録画素数のばらつきも小さく抑えることができる。
【００４６】
本発明方法によるマスクパターンは記録に先立ってCPUによって作成されても、あらかじめ走査回数に応じたデータをROM内に保持していても、またドライバーなどの外部から転送してもよい。また、２つの実施の形態では記録媒体のひとつの記録領域上で記録ヘッドを２回走査させる例を挙げたが、３回以上の複数回の走査でも同様の概念によって同様の効果を得ることが可能である。さらにマスクパターンの主走査方向のサイズが大きい場合や主走査方向のサイズが走査回数で割り切れない場合などは、必ずしも一行毎の記録画素数が同数でなくても記録素子にかかるばらつきを抑える効果がある。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、インク滴を吐出する記録素子部を複数有する記録ヘッドを、記録媒体の同一領域上を前記記録素子列方向とは異なる方向に複数回走査させて順次画像を形成する際に、乱数的に配列されたマスクパターンの記録素子毎の記録画素数がほぼ同数であるので、記録素子毎の使用頻度のばらつきを抑えつつムラの少ない高品質の画像を形成することができる効果をもつ。
【００４８】
また、本発明によれば装置構成を一切複雑化させることがないので、装置のコストを増大化させることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェット記録装置の概略斜視図である。
【図２】本発明を適用したインクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のマスクパターンの作成方法を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態のマスクパターンの平面図である。
【図５】記録ヘッドを複数回走査させて記録する方法を示す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態のマスクパターンを用いて記録した際の記録画素数を示すグラフと表である。
【図７】本発明の第２の実施の形態のマスクパターンの作成方法を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態のマスクパターンの平面図である。
【図９】従来例のマスクパターンの平面図である。
【図１０】従来例のマスクパターンの平面図である。
【図１１】従来例のマスクパターンの作成方法を示す図である。
【図１２】従来例のマスクパターンを用いて記録した際の記録画素数を示すグラフと表である。
【符号の説明】
１  インクジェット記録装置
２  ヘッドキャリッジ
３  記録ヘッド固定レバー
４  インクタンク
５  走査レール
６  ヘッドキャリッジ駆動用モータ
７  モータプーリ
８  従動プーリ
９  タイミングベルト
１４  被記録材
２０  バスライン
２１  画像入力部
２２  CPU
２３  ROM
２４  RAM
２５  画像信号処理部
２６  操作部
２７  副走査部
２８  主走査部
２９  吐出制御部
３０  記録部
【図１】
2004202793.tif 000003
【図２】
2004202793.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004202793.tif 000008
【図７】
2004202793.tif 000009
【図８】
2004202793.tif 000010
【図９】
2004202793.tif 000011
【図１０】
2004202793.tif 000012
【図１１】
2004202793.tif 000013
【図１２】
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