(57)【要約】【課題】  大小二つのサイズのドットを形成するプリンタにおいて、ドット位置変動に耐性を持たせながら大ドットのドット径を必要以上に大きくしないことにより大ドットによる粒状性の悪化を防ぐ。【解決手段】  大ドットの記録位置と小ドットの記録位置を重なりが最小となるようにずらして配置する。また、主走査と副走査のドット間隔の比を１：√３／２とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドット径が異なる２種類以上のドットを記録対象物上に記録し、該２種類以上のドットの記録率により多階調の画像を形成する画像記録装置であって、前記ドット径が異なる２種類以上のドットのうち、ドット径が大きい方の第一のドット群の記録位置を、ドット径が小さい方の第二のドット群と重なりが最小となるように配置するドット記録手段を有することを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
請求項１の画像記録装置において、前記、第一ないし第二のドット群の主走査と副走査方向の記録間隔の比が１：√３／２であることを特徴とする画像記録装置。
【請求項３】
ドット径が異なる２種類以上のドットを記録対象物上に記録し、該２種類以上のドットの記録率により多階調の画像を形成する画像記録方法であって、前記ドット径が異なる２種類以上のドットのうち、ドット径が大きい方の第一のドット群の記録位置を、ドット径が小さい方の第二のドット群と重なりが最小となるように配置するドット記録工程を有することを特徴とする画像記録方法。
【請求項４】
請求項３の画像記録方法において、前記、第一ないし第二のドット群の主走査と副走査方向の記録間隔の比が１：√３／２であることを特徴とする画像記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大きさの異なる２種類以上のドットを対象物上に記録し、該２種類以上のドットの記録密度を変えることにより多階調の画像を形成する画像形成装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンタ等の印刷装置において、印刷速度を向上するために、記録ヘッドの搬送方向（主走査方向）に対して直交する方向に、多数の記録素子（ノズル）を配列し同時に複数のラインを記録することが行われている。このようなプリンタにより、高精細な記録を実現するためには、一度に吐出するインクの量を減らし、紙面上に形成されるドットのサイズを小さくすることが有効である。しかし、小さなドットにより、濃度の高い領域を印刷するためには、記録密度を上げる必要がある。また、印刷速度を低下させないためにはノズル数を増やす必要がある。
【０００３】
このため、高精細な記録と印刷速度の向上を両立するために、一つの記録ヘッドから吐出するインク量を数段階に可変し、大きさの異なる複数のドットを形成する方法が考案されている。吐出インク量を可変にする方法としてはインク吐出機構によりいくつかの方法が用いられている。たとえば、発熱素子による気泡発生によりインクを吐出させるインクジェットプリンタでは、一つのノズル内に複数の発熱素子を設け、印加する発熱素子の組み合わせを変えることにより吐出するインク量を変化させることが可能である。
【０００４】
また、圧電素子の変形によりインクを吐出させるインクジェットプリンタでは、圧電素子の駆動波形を制御することにより吐出するインク量を変化させることが可能である。
【０００５】
このように、大きさの異なるドットを形成できることにより、ハイライト部では小さいドットを用いることにより粒状感を改善し、高濃度部では大きいドットを用いることにより記録密度を増やすことなく高濃度の記録を実現することが可能となった。
【特許文献１】特開２００２−３０１８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来例では、一つのヘッドから吐出されるインク量を可変にする機構が必要であり、記録ヘッドの構造あるいはヘッドを駆動する機構が複雑になるという問題点があった。また、最大のドットサイズはベタ部を記録する際、白抜けが発生しないようにノズル間隔に対し大きめに設定される。このとき紙面上でのドット位置にずれが生じることを想定し、ドットサイズはノズル間隔より十分に大きくしておく必要がある。たとえば、図４に示すように、ノズル間隔Ｐに対して、ドット位置ずれの最大量をΔＰとすれば、ドットサイズは、√２（Ｐ＋ΔＰ）以上にする必要がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決し、大ドットのサイズを必要最小限とすることにより、大小ドットのサイズ比率を小さくすることで、大ドットによる粒状性の悪化を抑え、印刷スピードを落とすことなく高精細な画像を記録することができる画像記録装置および方法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】
上記目的を達成するため、本発明は、ドット径が異なる２種類以上のドットを記録対象物上に記録し、該２種類以上のドットの記録率により多階調の画像を形成する画像記録装置であって、前記ドット径が異なる２種類以上のドットのうち、ドット径が大きい方の第一のドット群の記録位置を、ドット径が小さい方の第二のドット群と重なりが最小となるように配置する記録手段を有する。
【０００９】
上記構成において、第一のドット群と第二のドット群を重なりが最小となるように大小のドットを配置することにより、ドット記録位置の変動に対する耐性を保ちながら大ドットと小ドットのドット径の差を小さくすることが可能となる。
【００１０】
すなわち、本発明の技術内容は以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。
【００１１】
（１）ドット径が異なる２種類以上のドットを記録対象物上に記録し、該２種類以上のドットの記録率により多階調の画像を形成する画像記録装置であって、前記ドット径が異なる２種類以上のドットのうち、ドット径が大きい方の第一のドット群の記録位置を、ドット径が小さい方の第二のドット群と重なりが最小となるように配置するドット記録手段を有することを特徴とする画像記録装置。
【００１２】
（２）前記（１）の画像記録装置において、前記、第一ないし第二のドット群の主走査と副走査方向の記録間隔の比が１：√３／２であることを特徴とする画像記録装置。
【００１３】
（３）ドット径が異なる２種類以上のドットを記録対象物上に記録し、該２種類以上のドットの記録率により多階調の画像を形成する画像記録方法であって、前記ドット径が異なる２種類以上のドットのうち、ドット径が大きい方の第一のドット群の記録位置を、ドット径が小さい方の第二のドット群と重なりが最小となるように配置するドット記録工程を有することを特徴とする画像記録方法。
【００１４】
（４）前記（３）の画像記録方法において、前記、第一ないし第二のドット群の主走査と副走査方向の記録間隔の比が１：√３／２であることを特徴とする画像記録方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、大ドットと小ドットを別ヘッドにより記録することで、ヘッド構造および駆動回路を単純にできる。また、大ドットと小ドットを位置をずらして配置することにより、ドット位置変動に耐性を持たせながら大ドットのドット径を必要以上に大きくする必要がなくなるため、大ドットによる粒状性の悪化を抑えることができる。その結果、印刷スピードと画質のバランスのよい画像記録装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００１７】
（第一の実施例）
図１は本発明の一実施形態である画像記録装置の構成を示したブロック図である。同図において、１は画像データを入力する画像入力部、２は画像データをヘッド駆動信号に変換する画像処理部、３は第一の記録ヘッドＡを駆動するヘッドＡ駆動部、４は第二の記録ヘッドＢを駆動するヘッドＢ駆動部、５は第一の大きさのドットを記録する記録ヘッドＡ、６は第二の大きさのドットを記録する記録ヘッドＢ、７は記録ヘッドを保持するキャリッジ、８はキャリッジを移動させる移動装置、９はキャリッジおよび紙搬送の制御を行う制御部、１０は紙を搬送する紙搬送装置、１１は画像を記録する記録紙である。
【００１８】
記録ヘッドＡおよび記録ヘッドＢには各々複数のインク吐出口（ノズル）が一定間隔Ｐで一列に配置されている。以下の実施例では、各記録ヘッドのノズル数を８個、ノズルの間隔を２１μｍとして説明する。
【００１９】
以下、図２に示すフローチャートに従い、画像形成の手順を説明する。まず、画像データが画像入力部に入力される（ステップＳ２０）。画像データは解像度１２００ＤＰＩ（画素ピッチ２１μｍ）で、各画素８ビットの濃度情報を持つものとする。次に、画像処理部は後述する方法で、画像データから二つのヘッド制御信号を生成する（ステップＳ２１）。次に、駆動信号に従い、ヘッドＡ駆動部およびヘッドＢ駆動部は各記録ヘッドを駆動し、ノズルからインクを吐出する。同時に、制御部は移動装置によりキャリッジを一定速度で主走査方向に移動させる（ステップＳ２２）。次に、所定量の紙送りを行う（ステップＳ２３）。本実施例では、２１μｍ間隔で最大８ラインの記録が可能であるから、最大の紙送り量は１６８μｍとなる。ただし、記録ヘッドの製造上の精度から各ノズルから吐出されるインクの量および方向にはばらつきが生じ、また移動装置および紙搬送装置の機械的精度により、記録画像上に帯状の濃度むらが発生することがある。このため、一回のキャリッジ走査において、記録可能なすべてのドットの記録を行うのではなく、たとえば記録ドットを１／４のブロックに分け、４回の走査により画像を形成する方法を用いることもできる。この場合、各走査における記録ドットの位置は排他的に制御され、一回の紙送り量は１／４となる。以上、ステップＳ２１からＳ２３の処理をすべての画像データに対して行うことにより、記録紙上に画像の記録を行う。
【００２０】
次に、記録ヘッドＡおよび記録ヘッドＢにより記録されるドットの位置について説明する。図３は記録されるドット位置を模式的に表したもので、３１は記録ヘッドＡにより記録されるドットの位置、３２は記録ヘッドＢにより記録されるドットの位置である。各ヘッドから記録されるドットはノズル間隔と同じ一定間隔Ｐで配置される。また、記録ヘッドＡにより記録されるドットと、記録ヘッドＢにより記録されるドットは、相対的に縦横１／２Ｐだけずらした位置に記録する。これは、キャリッジ上で記録ヘッドＡと記録ヘッドＢを副走査方向に１／２Ｐずらして配置することにより実現できる。
【００２１】
次に、従来例と本実施例におけるドット配置の違いを説明する。図４は従来例のドット位置の模式図である。従来例では、一つの記録ヘッドにより大小二つの異なるサイズのドットが記録できるものとする。４１は左上ドットの理想記録位置の中心である。各ドットは主走査（横）、副走査（縦）ともに一定間隔Ｐの位置に記録されるものとする。もし、すべてのドットが理想記録位置に記録できるとすれば、隙間なく紙面を埋め尽くすために必要な最小ドット径Ｄｍｉｎは、
Ｄｍｉｎ＝√２Ｐ
となる。ところが、実際のプリンタでは各ドットの記録位置には誤差が生じるため、ドット径には余裕を持たせる必要がある。たとえば、４２に示すように、主走査および副走査方向の記録位置ずれ量の最大値をΔＰとすると、大ドットのドット径Ｄは、
Ｄ＝√２Ｐ＋√２ΔＰ＝√２（Ｐ＋ΔＰ）
としておかなければならない。したがって、Ｐ＝２１μｍ、ΔＰ＝１０μｍの場合は、Ｄ＝４４μｍとなる。小ドットのドット径は、ハイライト部での粒状性を抑えるように小さく設定されるが、小ドットに対する大ドットのドット径の比が大きい場合には、大ドットがまばらに記録される中濃度域で大ドットによる粒状性が問題となる。
【００２２】
図５は本実施例におけるドット配置の模式図である。本実施例では、記録ヘッドＡにより大ドットが、記録ヘッドＢにより小ドットが記録されるものとする。各ヘッドにより記録されるドットの間隔は、主走査、副走査ともにＰとする。また、前述の通り、記録ヘッドＡと記録ヘッドＢは主走査、副走査とも相対的に１／２Ｐずれた位置にドットを記録する。従来例と同様に最大の記録位置ずれ量をΔＰとすると、大ドットのドット径Ｄａと小ドットのドット径Ｄｂの間には以下の関係が成り立つ。
【００２３】
１／２（Ｄａ＋Ｄｂ）＝１／２・√２Ｐ＋√２ΔＰ
したがって、
Ｄａ＝√２（Ｐ＋２ΔＰ）−Ｄｂ
となる。したがって、Ｐ＝２１μｍ、ΔＰ＝１０μｍ、Ｄｂ＝２０μｍとするとＤａ＝３８μｍとなる。このようにＤｂ＞ΔＰであれば、従来例よりも大ドットのドット径を小さくすることが可能となる。
【００２４】
次に、前記ステップＳ２１における各ヘッドの駆動信号すなわち、大小ドットの制御方法について図６のフローチャートに従い説明する。画像データからドット記録信号を生成する方法としては一般的に知られるハーフトーニング（擬似中間調再現）手法のいずれを用いてもよいが、本実施例では誤差拡散方を用いた場合について説明する。まず、画像データから対象となる入力値Ｉを取り出す（ステップＳ６０）。次に、入力値Ｉと閾値ＴＨ１を比較する（ステップＳ６１）。入力値Ｉが閾値ＴＨ１より小さい場合は出力値Ｏを０（ゼロ）とする（ステップＳ６２）。さもなければ、入力値Ｉと閾値ＴＨ２を比較する（ステップＳ６３）。入力値Ｉが閾値ＴＨ２より小さい場合は小ドットを記録するために記録ヘッドＢの駆動信号を生成し、出力値Ｏを８５とする（ステップＳ６４）。さもなければ、入力値Ｉと閾値ＴＨ３を比較する（ステップＳ６５）。入力値Ｉが閾値ＴＨ３より小さい場合は大ドットを記録するために記録ヘッドＡの駆動信号を生成し出力値Ｏを１７０とする（ステップＳ６６）。さもなければ、大ドットおよび小ドットの両方を記録するために記録ヘッドＡおよび記録ヘッドＢの駆動信号を生成し、出力値Ｏを２５５とする（ステップＳ６７）。次に、入力値Ｉと出力値Ｏとの差（誤差）を未処理の入力画素値に加える（ステップＳ６８）。このとき、誤差に図７に示すような重み係数を掛けることにより誤差を分散させる。重み係数の値と範囲は出力値により変えてもよい。また、閾値ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３は各出力値の間で任意に取ることができるが、入力値または誤差を加える前の画素値に応じて可変としてもよい。ステップＳ６０からＳ６８の処理を、すべての入力画像データに対して順次行うことにより、入力画像の濃度に対応して大小のドットの記録密度を制御することができる。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態によれば、大ドットと小ドットを別ヘッドにより位置をずらして記録することで、大ドットのドット径を必要以上に大きくする必要がなくなるため、大ドットがまばらに使用される中濃度域での粒状性の悪化を防ぐことができる。
【００２６】
（第二の実施例）
図８は本発明の別の実施形態によるドット配置の模式図である。ある面積を隙間なく埋め尽くす最も効率のよいドット配置は、いわゆる六方最密充填と呼ばれる、正三角形の頂点にドットを配置する方法である。このとき、第一の実施例とドット密度を等しくするためにはドット間隔Ｐ’を以下のようにすればよい。
【００２７】
第一の実施例のドット密度＝Ｐ２
第二の実施例のドット密度＝Ｐ’・Ｑ＝（√３／２）Ｐ’２
したがって、
Ｐ’＝（２／√３）１／２Ｐ＝１．０７Ｐ
Ｑ＝（√３／２）Ｐ’＝０．９３Ｐ
となる。
【００２８】
このようなドット間隔でドットを配置する方法としては、図９に示すように、第一の実施例における記録ヘッドを所定の角度θ傾けて配置する方法が考えられる。
【００２９】
θ＝ａｃｏｓ（Ｑ／Ｐ）＝ａｃｏｓ（０．９３）＝２１．６°
この場合、傾きによる３ライン目以降のずれはノズルごとの駆動信号に遅延を与えることにより調整可能である。
【００３０】
別の方法としては、図１０に示すように、ノズル間隔２Ｑの記録ヘッドを用いて、インターレース駆動する方法が考えられる。１０１は奇数番目の走査で記録されるドット位置であり、１０２は偶数番目の走査で記録されるドット位置である。ノズル数をＮ（奇数）とすると、各走査ごとの紙搬送量をＮ・Ｑとすることにより、インターレーススキャンが実現できる。
【００３１】
六方最密配置ではドット位置に誤差がない場合の最小ドット径Ｄｍｉｎ’は
Ｄｍｉｎ’＝Ｐ’／ｃｏｓ３０°＝１．１５Ｐ’＝１．２３Ｐ
となる。第一の実施例と同じくドット位置の最大ずれ量がΔＰである場合は、大ドットのドット径Ｄａ’と小ドットのドット径Ｄｂの関係は次のようになる。
【００３２】
１／２（Ｄａ’＋Ｄｂ）＝｛（Ｐ’／２＋ΔＰ）２
＋（Ｐ’／２・ｔａｎ３０°＋ΔＰ）２｝１／２
したがって、
Ｄａ’＝２｛（Ｐ’／２＋ΔＰ）２
＋（Ｐ’／２・ｔａｎ３０°＋ΔＰ）２｝１／２−Ｄｂ
となる。したがって、Ｐ’＝１．０７Ｐ＝２２．５μｍ、ΔＰ＝１０μｍ、Ｄｂ＝２０μｍとするとＤａ＝３４μｍとなる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態によれば、第一の実施形と比べさらに、大ドットと小ドットのドット径の比を小さく抑えることができるため、大ドットがまばらに使用される中濃度域での粒状性の悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例である画像記録装置のブロック図
【図２】画像記録装置の動作を説明するフローチャート
【図３】大小ドット配置の模式図
【図４】従来例におけるドット配置の模式図
【図５】第一の実施例におけるドット配置の模式図
【図６】ヘッド駆動信号生成手順
【図７】誤差拡散重み係数の一例
【図８】第二の実施例におけるドット配置の模式図
【図９】ヘッド配置の一例
【図１０】インターレーススキャンの一例
【符号の説明】
【００３５】
１  画像入力部
２  画像処理部
３  ヘッドＡ駆動部
４  ヘッドＢ駆動部
５  記録ヘッドＡ
６  記録ヘッドＢ
７  キャリッジ
８  移動装置
９  制御部
１０  搬送装置
１１  記録紙
【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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