(57)【要約】【課題】高画質記録モードにおいても高速記録モードにおいても、吐出方向の偏向の影響によって生じるドットの記録位置ずれが画像上問題視されないようなインクジェット記録システムおよびインクジェット記録方法を提供する。【解決手段】高画質記録モードが設定された場合には相対的にドットの分散性に優れたインデックスパターンを用い、高速記録モードが設定された場合には相対的にドットが集中して配置されるインデックスパターンを用いる。これにより、高速記録時に発生するサテライトを別の主滴に重ねて配置することが出来るので、画像の乱れを極力押さえることが可能となる。【選択図】図１４
2007168202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の記録モードと、該第１の記録モードよりも高速に記録する第２の記録モードを含む複数の記録モードを実行可能であり、インクを吐出する記録素子を複数備えた記録ヘッドを記録媒体に対し所定の速度で移動しながら前記記録媒体にドットを記録するインクジェット記録装置において、
数段階で表現される濃度値を有する画素に対し、該画素を構成する複数のエリアそれぞれのドットの記録・非記録が定められたインデックスパターンを、前記濃度値に応じて割り当てるドット位置変換処理手段と、
前記割り当てられたインデックスパターンに基づいて作成された吐出データに従って、前記記録ヘッドからインクを吐出する手段と
を具備し、前記ドット位置変換手段は、前記第２の記録モードが設定された場合には前記第１の記録モードが設定された場合に比べ、ドット集中度が高いインデックスパターンを割り当てることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記インデックスパターンによって定められた記録ドットを、マスクパターンを用いて前記記録ヘッドの複数回の記録走査に振り分け、該複数回の記録走査それぞれに対応して前記吐出データを作成するマルチパスデータ処理手段を更に具備し、
該マルチパスデータ処理手段は、前記第１の記録モードが設定された場合の方が前記第２の記録モードが設定された場合よりも前記記録走査の回数が多くなるように、前記第１の記録モードと前記第２の記録モードにおいて互いに異なるマスクパターンを用いることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記所定の速度は、前記第１の記録モードが設定された場合よりも前記第２の記録モードが設定された場合のほうが大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
１つの画素を構成する複数のエリアそれぞれのドットの記録・非記録が定められたインデックスパターンに従ってインクを吐出する記録素子を複数備えた記録ヘッドを記録媒体に対し所定の速度で移動しながら前記記録媒体にドットを記録するインクジェット記録装置に、吐出データを生成するための画像データを供給するデータ処理装置であって、
第１の記録モードと、該第１の記録モードよりも高速に記録する第２の記録モードを含む複数の記録モードから１つを設定する手段と、
数段階で表現される濃度値を有する画素に対し、前記濃度値に応じて前記インデックスパターンを割り当てるドット位置変換処理手段と、
を具備し、前記ドット位置変換手段は、前記第２の記録モードが設定された場合には前記第１の記録モードが設定された場合に比べ、ドット集中度が高いインデックスパターンを割り当てることを特徴とするデータ処理装置。
【請求項５】
インクを吐出する記録素子を複数備えた記録ヘッドを記録媒体に対し所定の速度で移動しながら前記記録媒体にドットを記録するインクジェット記録方法において、
第１の記録モードと、該第１の記録モードよりも高速に記録する第２の記録モードを含む複数の記録モードから１つを設定する工程と、
数段階で表現される濃度値を有する画素に対し、該画素を構成する複数のエリアそれぞれのドットの記録・非記録が定められたインデックスパターンを、前記濃度値に応じて割り当てるドット位置変換処理工程と、
前記割り当てられたインデックスパターンに基づいて作成された吐出データに従って、前記記録ヘッドからインクを吐出する工程と
を具備し、前記ドット位置変換手段は、前記第２の記録モードが設定された場合には前記第１の記録モードが設定された場合に比べ、ドット集中度が高いインデックスパターンを割り当て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】
【技術分野】
【０００１】
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に関する。特に、高画質な画像を重視するモードでは分散性の高いドット配置を実現し、高速性を重視するモードでは高速記録の弊害を目立たせないようなドット配置を実現するインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、記録情報に基づいて、紙やプラスチック薄板等の記録媒体にドットを記録することにより所望の画像を形成する。記録方式としては、インクジェット方式、ワイヤドット方式、サーマル方式、レーザービーム式等を挙げることができるが、低騒音で高画質なカラー画像を高速に出力可能なインクジェット記録装置は、近年特に普及している。
【０００３】
インクジェット記録装置では、インクを滴として吐出する記録素子を複数配列して成るインクジェット記録ヘッドを用いて記録を行うが、当該記録ヘッドの製造工程時にはどうしても僅かなばらつきが含まれている。そして、このばらつきが、吐出されるインクの量（吐出量）や吐出方向のばらつきとなって、画像に影響を与えてしまう場合がある。
【０００４】
図１は、上記ばらつきを含まない理想的な記録ヘッドと、形成される画像の関係を説明するための模式図である。図において、１１０１は記録ヘッドでありここでは簡単のため８個の記録素子１１０２を備えているものとする。１１０３は記録素子１１０２よって吐出されたインク滴であり、通常はこの図のように揃った吐出量で、揃った方向に吐出されるのが理想である。もし、この様な吐出が行われれば、１１０４に示したように紙面上に揃った大きさのドットが着弾され、右側に示したグラフの様に、全体的に一様な濃度の画像が得られる。しかし、実際の記録素子１つ１つにはばらつきがある。
【０００５】
図２は、ばらつきを含む記録ヘッドと、形成される画像の関係を説明するための模式図である。図において、１２０１は互いにばらつきを有する８個の記録素子１２０２を備えた記録ヘッドである。１２０３は記録素子１２０２よって吐出されたインク滴であり、その量や吐出方向はまちまちである。この様なインク滴が記録された場合、記録媒体でのドットの配列状態は１２０４に示したようになり、白紙の部分が存在したり、逆に必要以上にドットが重なり合った濃度の高い部分が発生したりする。結果、右側に示したグラフの様に、不均一な濃度分布となってしまう。
【０００６】
このような濃度分布は、観察者にも濃度むらとして認知され重大な画像弊害となる。よって、多くのインクジェット記録装置では、マルチパス記録方法という特別な記録方法を採用することにより、上記問題を緩和している。
【０００７】
図３は、マルチパス記録方法を説明するための模式図である。ここでは、図２で用いたばらつきのある記録ヘッド１２０１を用いてマルチパス記録を行う場合を示している。マルチパス記録方法によれば、記録ヘッドが１回の記録主走査で記録可能な全てのドットの記録は行わない。図３の例では、第１記録走査において約５０％に間引いて記録している。
【０００８】
第１記録走査が終了すると、記録装置は記録媒体を記録ヘッド１２０１の記録幅の１／２だけ搬送し、その位置で第２記録走査を行う。第２記録走査では、第１記録走査で既に５０％の記録がなされた領域に対し残りの５０％の記録を行うが、ここでは第１記録走査とは異なった記録素子による記録となる。一方、第１記録走査で当該領域を記録した記録素子は、第２記録走査では次の白紙領域への５０％の記録を行っている。
【０００９】
再び記録媒体を記録ヘッド幅の１／２だけ搬送し、同様にして第３記録走査を実行する。以上のような５０％の記録走査と記録幅の１／２だけの搬送を交互に繰り返すことにより、記録媒体には順次画像が形成されていく。
【００１０】
このようなマルチパス記録方法を採用すると、図１２と同じ記録ヘッド１２０１を用いても、１つの記録素子が主走査方向に配列する全ドットを記録せず、各記録素子固有の吐出量や吐出方向の特徴が１／２に低減される。よって、記録媒体で実現されるドット配列は１２０５のようになり、図２で見られるような白すじや黒すじは現れ難くなる。結果、濃度分布も図の右側に示したグラフの様になり、ばらつきを含まない記録ヘッドと同様な画像に近づけることが出来る。このようなマルチパス記録方法の具体例や効果は、特許文献１などによって開示されている。
【００１１】
図３では５０％ずつ２回の記録走査に分割する２パスのマルチパス記録方法について説明したが、マルチパス記録方法ではマルチパス数を大きくするほど、個々の記録素子による吐出ばらつきがより広い範囲に分散され、一様性の点ではより高い効果が得られる。しかしその一方で、同一の画像領域を複数回の記録走査で記録することになるので、記録時間が余計にかかってしまうという欠点も有している。よって、近年のインクジェット記録装置では、画質を重視しマルチパス数を大きく設定した高画質記録モードと、記録速度を重視しマルチパス数を少なく設定した高速モードとを用意し、目的や用途に応じていずれかが選択できるようになっていることが多い。
【００１２】
ところで、近年では更なる高画質化、更なる高解像度化への要求が高まっており、少量のインク滴を吐出する記録素子を高い集積密度で多数配列した記録ヘッドが数多く提供されている。インク滴の量を低減することは、記録媒体における粒状感を低減することにもつながり、滑らかな画像を得ることが出来る。近年では、約１ｐｌのインク滴を吐出可能な記録ヘッドも提供されている。
【００１３】
但し、ドットの記録・非記録の組み合わせによって画像を形成するインクジェット記録装置では、記録解像度が高くなると記録画素数も大きくなり、１ページの画像を形成するのに必要なデータ数も増加する。この場合、データ処理のために多大な時間が費やされ、記録時間に影響を与えてしまう恐れも生じる。このような問題を解決するため、色分解や量子化のような主な画像処理は記録解像度よりも低い解像度で行い、画像処理の最終段階で記録解像度に対応する２値の濃度信号に変換する工程を設けたインクジェット記録方法が提案されている（特許文献２）。
【００１４】
特許文献２によれば、色分解や量子化のような主な画像処理は記録解像度より低い解像度で行い、例えば３００ｐｐｉ（ピクセル／インチ；参考値）で５値の画像データを得る。その後、１つのエリアが６００ｄｐｉ（ドット／インチ；参考値）に相当する２エリア×２エリアの領域に、上記１画素（ピクセル）の濃度を対応させるためのドット位置変換処理を行う。
【００１５】
図４は、上記ドット位置変換処理を行う際に参照するインデックスパターンの例を示した図である。右側に示した２エリア×２エリアの領域は１ピクセル（３００ｐｐｉ）に相当し、個々のエリアはドットの記録・非記録が定められる記録解像度の１画素（６００ｄｐｉ）に対応する領域である。
【００１６】
図において、左側に示したレベル０〜レベル３は、それぞれの画素に与えられる濃度値を表しており、その右側にはそれぞれのレベル値を表現するためのドットの配列方法が示されている。すなわち、レベル０では２エリア×２エリア内にはドットが全く記録されないが、レベル１においては４エリアのうちの１エリアにドットが記録される。このとき、ドットの配置方法は図に示した４通りの方法が可能となる。また、レベル２では、４エリアのうちの２エリアにドットが記録され、その位置は図に示した６通りの方法が可能となる。更に、レベル３では、全てのエリアにドットが記録され、配置方法は１通りとなる。記録装置のメモリに、図に示したような複数のパターンを予め記憶しておくことにより、入力されてきた３００ｐｐｉの濃度データを、当該パターンを参照して６００ｄｐｉの２値データに変換することが出来る。
【００１７】
以上説明したように、所定のドットパターンを参照することにより、記録解像度よりも低い解像度の多値データを記録解像度に相当する２値データに変換する方法を、以下ドット位置変換処理と称する。特許文献２では、このような同レベルに対する複数パターンを、シーケンシャルあるいはランダムに適用する方法が開示されている。
【００１８】
以上の説明では特許文献２に則り、３００ｐｐｉで５値の濃度データを６００ｄｐｉで２値の記録データに変換する例を説明したが、ドット位置変換処理はこのような解像度に限定されるわけではない。例えば６００ｐｐｉの５値で入力されてきた濃度データを１２００ｄｐｉの２値に変換する方法であってもよい。更に、４エリア×４エリアの領域に対しドットの記録・非記録を定めたパターンを用意しておけば、３００ｐｐｉの１７値で入力されてきた濃度データを１２００ｄｐｉで記録することも可能である。
【００１９】
以上説明したドット位置変換処理を実行可能な構成にしておくことにより、画像処理のために多大な時間を費やすこともなく、高速に高解像度の画像を記録することが出来る。この場合、処理負担の大きな画像処理は記録装置の外部に接続されたホスト装置などによって低解像な状態で行い、記録装置からは高解像度な画像を出力することが出来る。このようにすれば、全ての画像処理を記録解像度に合わせて処理した場合に比べ、例えば図４の例では処理すべきデータ量を１／４に低減することができる。
【００２０】
【特許文献１】特開昭６０−１０７９７５号公報
【特許文献２】特開平９−４６５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
ところで、個々の記録素子が高密度で配置され小液滴なインクを高周波数で吐出可能な記録ヘッドにおいては、記録ヘッドと記録媒体との間に気流が発生し、個々のインク滴の吐出方向に影響を与えてしまうことが確認されている。具体的には、所定方向に配列する複数の記録素子列のうち、より端部に配置する記録素子から吐出されたインクが、中央部に配置する記録素子の方向に偏向され、結果として記録ヘッドの記録幅が本来の記録幅よりも狭くなってしまうのである。以下このような現象を端部よれ現象と称す。更に、本発明者らの検討によれば、特定の記録条件において、端部とは異なる部分にも大きな吐出方向の偏向が現れる場合も確認されている。
【００２２】
図５は、上記端部よれとは異なる吐出方向の偏向状態を説明するための模式図である。図において、８１は記録ヘッドであり、１．４ｐｌのインク滴を吐出する吐出口が１２００ｄｐｉのピッチ（約２１μｍの間隔）で２５６個配列している。図では、簡単のため、１６個おきの吐出口を１ｎ、１７ｎ〜２４１ｎとして示している。本発明者らは、このような記録ヘッド８１を搭載したキャリッジを記録媒体に対し２５ｉｎｃｈ／ｓｅｃで走査させながら、１２００ｄｐｉの記録密度で５０％デューティの画像８２を記録した。この場合、１００％デューティとは、１２００ｄｐｉで配列する全てのエリアにドットを記録した状態を示す。なお、記録時の吐出口面と記録媒体との距離は１．０ｍｍであった。
【００２３】
図において、８３は１ｎ、１７ｎ〜２４１ｎの吐出口のそれぞれから吐出されたインク滴が記録媒体で形成するドットを示している。本例に拠れば、一連の吐出口列において、中央部や両端部に位置する吐出口から吐出されたインクの偏向は確認されないが、中央と端部の中間部近傍に位置する吐出口から吐出されたインクには、吐出口配列方向（副走査方向）への偏向が発生している。本発明者らが確認したところ、最も偏向したインク滴による副走査方向へのずれ量は、約１５μｍほどであった。
【００２４】
図６は、上記検討によって得られた、吐出口の位置と記録位置ずれの関係を示した図である。図において、横軸は吐出口の位置を表す吐出口番号、縦軸は個々の吐出口から吐出されたインク滴によって記録されたドットの副走査方向への記録位置ずれ量を示している。図からも確認できるように、本例の場合には、一連の吐出口列において、両側の最端部と中央部との丁度中間部分あたりに位置する吐出口によって記録されたドットの位置が、最も大きくずれている。そして、このような記録位置ずれ量やずれ方向は、吐出口の配列位置に伴い徐々に変動し、吐出口列の中心部に対しほぼ対称な状態となっている。
【００２５】
本発明者らが確認したこのような記録位置ずれにせよ、既に説明した端部よれにせよ、高密度に配列された記録素子（吐出口）を備えた近年の記録ヘッドでは、このようなインク滴の偏向は問題視されている。偏向したインク滴によって記録されたドットは、目的の位置からずれて記録され、画像劣化の要因となるからである。
【００２６】
更に、記録ヘッドの吐出状態によっては、１つのインク滴が主滴とこれよりも小さな副滴とに分断されて吐出される場合もある。以下、このような副滴が記録媒体に着弾して形成されるドットをサテライトと称する。一般に、副滴は主滴に比べ記録媒体に向かう方向への速度が遅い。よって、サテライトは主滴ドットに対して記録ヘッドの進行方向に対し、より進んだ位置に着弾する。また、上述した気流の影響によって吐出方向に偏りが含まれる場合、サテライトは主滴よりも更に大きくずれた位置に記録される。このようなサテライトが発生し、その着弾位置が気流などの影響によって不安定に変動することは、画像品位を劣化させる要因となる。
【００２７】
但し、このようなインク滴の偏向は、実質的に記録密度が高く、個々の記録素子の駆動周波数が高い場合に顕著に現れる現象である。つまり、高密度の画像を少ないマルチパス数で記録した場合に懸念される問題と言える。よって、一般に高画質な画像を対象とする高画質記録モードでは、マルチパス数が多く設定されているのでこのような現象が問題視されることは少ない。これに対し、高速記録モードでは、マルチパス数が少なく、駆動周波数が高く設定されていることが多いので、サテライトによる画像弊害が問題視されやすい。
【００２８】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものである。よって、その目的は、高画質記録モードにおいても高速記録モードにおいても、吐出方向の偏向等の影響によって生じるドットの記録位置ずれが画像上問題とされないような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である。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
そのために本発明は、第１の記録モードと、該第１の記録モードよりも高速に記録する第２の記録モードを含む複数の記録モードを実行可能であり、インクを吐出する記録素子を複数備えた記録ヘッドを記録媒体に対し所定の速度で移動しながら前記記録媒体にドットを記録するインクジェット記録装置において、数段階で表現される濃度値を有する画素に対し、該画素を構成する複数のエリアそれぞれのドットの記録・非記録が定められたインデックスパターンを、前記濃度値に応じて割り当てるドット位置変換処理手段と、前記割り当てられたインデックスパターンに基づいて作成された吐出データに従って、前記記録ヘッドからインクを吐出する手段とを具備し、前記ドット位置変換手段は、前記第２の記録モードが設定された場合には前記第１の記録モードが設定された場合に比べ、ドット集中度が高いインデックスパターンを割り当てることを特徴とする。
【００３０】
また、１つの画素を構成する複数のエリアそれぞれのドットの記録・非記録が定められたインデックスパターンに従ってインクを吐出する記録素子を複数備えた記録ヘッドを記録媒体に対し所定の速度で移動しながら前記記録媒体にドットを記録するインクジェット記録装置に、吐出データを生成するための画像データを供給するデータ処理装置であって、第１の記録モードと、該第１の記録モードよりも高速に記録する第２の記録モードを含む複数の記録モードから１つを設定する手段と、数段階で表現される濃度値を有する画素に対し、前記濃度値に応じて前記インデックスパターンを割り当てるドット位置変換処理手段と、を具備し、前記ドット位置変換手段は、前記第２の記録モードが設定された場合には前記第１の記録モードが設定された場合に比べ、ドット集中度が高いインデックスパターンを割り当てることを特徴とする。
【００３１】
更に、インクを吐出する記録素子を複数備えた記録ヘッドを記録媒体に対し所定の速度で移動しながら前記記録媒体にドットを記録するインクジェット記録方法において、第１の記録モードと、該第１の記録モードよりも高速に記録する第２の記録モードを含む複数の記録モードから１つを設定する工程と、数段階で表現される濃度値を有する画素に対し、該画素を構成する複数のエリアそれぞれのドットの記録・非記録が定められたインデックスパターンを、前記濃度値に応じて割り当てるドット位置変換処理工程と、前記割り当てられたインデックスパターンに基づいて作成された吐出データに従って、前記記録ヘッドからインクを吐出する工程とを具備し、前記ドット位置変換手段は、前記第２の記録モードが設定された場合には前記第１の記録モードが設定された場合に比べ、ドット集中度が高いインデックスパターンを割り当てることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、高画質記録モードでは粒状感が低減された一様な画像を得ることが出来る一方で、高速記録モードでは発生するサテライトを別の主滴に重ねて配置することが出来、画像の乱れを極力押さえることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３４】
（第１の実施形態）
図７は、本実施形態に適用するシリアル型のインクジェット記録装置の要部構成を説明するための模式的斜視図である。本実施形態では、３個の記録ヘッドカートリッジ１Ａ、１Ｂ、および１Ｃがキャリッジ５０２に交換可能に搭載されている。記録ヘッドカートリッジ１Ａ〜1Ｃのそれぞれには、記録ヘッドを駆動する信号を受けるためのコネクタが設けられている。
【００３５】
記録ヘッドカートリッジ１には、それぞれ異なる色のインクを吐出する記録素子列と、各記録素子列に各色のインクを供給するためのインクタンクが備えられている。そして、それぞれのインクタンクには例えばシアン、マゼンタ、イエローなどの異なるインクが収容されている。個々の記録ヘッドカートリッジ１は、キャリッジ５０２に対し位置決めして交換可能に搭載されている。キャリッジ５０２には、上記コネクタを介して各記録ヘッドカートリッジ１に駆動信号等を伝達するためのコネクタホルダ（電気接続部）が設けられている。
【００３６】
キャリッジ５０２は、装置本体に設置されたガイドシャフト５０３に沿って主走査方向に案内支持されている。そして、キャリッジ５０２は、キャリッジモータ５０４の駆動力によって、モータプーリ５０５、従動プーリ５０６およびタイミングベルト５０７を介して、移動制御されている。
【００３７】
記録媒体５０８は、第１の搬送ローラ５１０と第１の補助ローラ５０９、および第２の搬送ローラ５１２と第２の補助ローラの回転により、図の副走査方向に、記録ヘッドカートリッジ１の吐出口面と対向する位置（記録部）を通過するように搬送される。このとき、記録媒体５０８は、記録部において平坦な面を形成できるように、その裏面が不図示のプラテンによって支持されている。一方、キャリッジ５０２に搭載された個々の記録ヘッドカートリッジ１は、それらの吐出口面が記録部における記録媒体５０８の面と、所定距離を保ちながら平行になるように、キャリッジ５０２から下方へ突出した状態で保持されている。記録ヘッドカートリッジ１の主走査方向への記録走査と、２組の搬送ローラ対の搬送動作を間欠的に繰り返すことにより、記録媒体には段階的に画像が形成されていく。
【００３８】
図８は、記録ヘッドカートリッジ１に構成された記録素子列の主要構造を部分的に示す模式的斜視図である。ここでは簡単のため、４つ分の記録素子を示しているが、本実施形態で用いる記録ヘッドでは、同色のインクを吐出するための記録素子を２５６個備えているものとする。
【００３９】
６２２はインクが吐出される吐出口である。個々の吐出口６２２は平面である吐出口面６２１によってその位置が規定されており、図の左右方向に１２００ｄｐｉのピッチで配列している。６２４は、共通液室６２３に満たされているインクを、個々の吐出口６２２まで導くための流路である。
【００４０】
本実施形態の記録素子は熱エネルギを利用してインクを吐出する方式を採用しており、熱エネルギを発生するための電気熱変換体６２５を、個々の流路６２４内に備えている。記録信号に応じて電気熱変換体６２５に電圧パルスを印加することにより、電気熱変換体６２５近傍のインクが急激に熱せられて膜沸騰を起こす。このときに発生する気泡の成長および収縮に応じた圧力変化によって、吐出口６２２より所定量のインクが滴として吐出される。
【００４１】
本実施形態では、このような記録素子を備えた記録ヘッドをキャリッジに搭載し、吐出口６２２が配列する方向とは交差する方向に記録ヘッドを移動させながら、各記録素子より記録媒体に向けてインクを吐出させる。このとき、吐出口面６２１と記録媒体との距離は約０．５〜２ｍｍ程度の間で、一定距離が保たれている。
【００４２】
図９は、本実施形態で用いるインクジェット記録装置の記録制御の構成を説明するためのブロック図である。図において、メインコントローラ１１２はＣＰＵ等からなり、記録装置全般の制御を行っている。外部に接続されているホストコンピュータ１１１は、メインコントローラ１１２に対し画像データを転送したり、メインコントローラ１１２から記録装置の状態を示す情報を受信したりする。キャリッジモータドライバ１２０は、メインコントローラ１１２の指令に従い、キャリッジモータ５０４を駆動し、キャリッジ５０２の移動走査を制御する。また紙送りモータドライバ１２１は、メインコントローラ１１２の指令に従い、搬送ローラに接続する紙送りモータ１２３を駆動し、記録媒体の搬送動作を制御する。ドライバコントローラ１１７は、ヘッドドライバ１１８を介することにより記録ヘッド１１９の駆動制御を行う。
【００４３】
以下に一連のデータ変換について説明する。本実施形態において、ホストコンピュータ１１１はメインコントローラ１１２に対し、６００ｐｐｉの解像度を有する８ビット（２５６階調）のデータをインク色分転送する。メインコントローラ１１２は受信したデータをフレームメモリ１１３に一時的に保存する。
【００４４】
メインコントローラ１１２は、フレームメモリ１１３に格納された階調データを、１画素ごとに所定のタイミングで擬似中間調処理（多値化）部１１４に転送する。擬似中間調処理部１１４は、受信した８ビット（２５６階調）のデータを２ビット（４階調）に量子化する。擬似中間調処理部１１４は、多値量子化のアルゴリズムが実行可能な構成であれば、どのような方法を採用するものであっても良い。但し、本実施形態では高画質な写真画像を実現するため、より分散性の高い多値誤差拡散法を採用する。
【００４５】
擬似中間長処理部１２４によって多値量子化された６００ｐｐｉで２ビットのデータは、次にドット位置変換処理部１１５に転送される。ドット位置変換処理部１１５では、受信した６００ｐｐｉで２ビット（４階調）のデータを、背景技術の項で説明したような２エリア×２エリアからなるインデックスパターンを参照することにより、１２００ｄｐｉで１ビット（２階調）のデータに変換する。なお、本実施形態におけるドット位置変換処理部１１５では、参照するインデックスパターンを、記録モードごとに用意している。
【００４６】
ドット位置変換処理部１１５によって得られた１ビットのデータは、次にマルチパスデータ処理部１２４へ転送される。マルチパス処理部では、１回の記録主走査で記録可能な１ビットデータと、予め用意されているマスクパターンとの間でＡＮＤ処理を施すことにより、各記録走査で実際に駆動するための１ビットデータを生成する。得られた１ビットデータは駆動データＲＡＭ１１６に転送され、ここで一時的に保存される。なお、本実施形態におけるマルチパス用データ処理部１２４では、参照するマスクパターンを、記録モードごとに用意しているものとする。
【００４７】
駆動データＲＡＭ１１６に１回の記録走査分の１ビットデータが蓄積されると、ドライバコントローラ１１７は、メインコントローラ１１２からの制御信号に応じて駆動データＲＡＭ１１６に格納されている駆動データを読み出す。そして、ヘッドドライバ１１８に対し、タイミングを制御しながら読み出した駆動データを供給する。このとき、記録ヘッド１１９はキャリッジモータドライバ１２０の制御により、記録媒体に対し所定の速度で走査している。結果、記録ヘッド１１９に備えられた複数の記録素子からは適切なタイミングでインクが吐出され、記録媒体の適切な位置にそれぞれのドットが記録される。
【００４８】
以下に、本発明の特徴となる、記録モード毎に用意されたインデックスパターンについて説明する。本実施形態のインクジェット記録装置では、出力画像の種類や用途などに応じて選択可能な、高画質記録モードと高速記録モードの、２つの記録モードが用意されている。
【００４９】
図１０は、高画質記録モードにおいて、ドット位置変換処理部１１５で用いられるインデックスパターンを示した図である。本実施形態のドット位置変換処理では、６００ｐｐｉで４値（４レベル）の階調データを１２００ｄｐｉで２値の階調データに変換するので、入力レベルはレベル０からレベル３の４通りとなる。図１０では、先に説明した図４と同様に、左側に入力レベル、その右側にそれぞれの入力レベルに対応するドットの配置状態を示している。
【００５０】
図において、レベル０、レベル２およびレベル３では、各レベルに対するインデックスパターンが１通りであるのに対し、レベル１では２通りのパターンが用意されている。これら２つのパターンは、レベル１のデータが入力されるたびに主走査方向に交互に用いられる。このようにすることにより、レベル１のパターンを連続して記録するような場合であっても、吐出を実行する記録素子に偏りを生じさせないようにすることが出来る。
【００５１】
図１１(ａ)および（ｂ）は、所定の画素領域に一定の階調データ入力されてきた状態と、これに対応して記録されたドットの配列状態を示した図である。図１１(ａ)は、４画素×４画素の全てにレベル２の階調データが入力された状態を示している。また、同図（ｂ）は、個々の画素に与えられた濃度値（レベル２）を図１０で示したインデックスパターンに従って変換した結果、記録媒体に得られるドットの配列状態を示している。
【００５２】
一方、図１２(ａ)および（ｂ）は、図１１と同じ画素領域にレベル１とレベル２の階調データが入力されてきた状態と、これに対応して記録されたドットの配列状態を示した図である。図１２(ａ)は、４画素×４画素から成る１６画素に、レベル１とレベル２の階調データが混在して入力された状態を示している。また、同図（ｂ）は、個々の画素に与えられた濃度値を図１０で示したインデックスパターンに従って変換した結果、記録媒体に得られるドットの配列状態を示している。
【００５３】
図１１においても、図１２においても、ドットが比較的分散された状態で配置していることが分かる。本実施形態の高画質記録モードでは、記録されたドットが目立つことによって認識される粒状感を特に懸念している。このように個々のドットが分散して配置されるようなインデックスパターンを用いることにより、粒状感を抑制することが出来る。
【００５４】
但し、このように個々のドットが分散して配置される状態においては、サテライトが発生した場合にこれを目立たせてしまう恐れがある。既に説明した様に、サテライトは主滴よりも速度の遅い副滴が記録媒体に着弾して形成される。個々のインク滴は記録ヘッドが主走査方向に移動する過程で吐出されるので、主滴と副滴の速度の差は主滴とサテライトとの記録位置の差として現れる。図１１および図１２で示したようなドット配置の場合、主滴（メインのドット）が記録される四方のエリアは白紙状態になっているが、この領域にサテライトが記録される可能性は高い。更に、課題の項で説明したような気流の影響を受けた場合、サテライトの記録位置はメインドットに対して非常に不安定になる。このような状態では、高品位な画像を得ることは困難になる。
【００５５】
しかしながら、本実施形態の高画質記録モードでは、４パスのマルチパス記録方法が採用されている。すなわち、ドット位置変換処理部１１５によって決定されたドット配置に対し、マスクパターンデータ処理部１２４において、更に４パス用のマスクパターンがかけられ、各記録走査で駆動されるデータは、ほぼ１／４に低減される。一般に、インクジェット記録ヘッドでは、実質的な駆動周波数が高いほどサテライトが発生しやすく、気流も発生し易いことが確認されている。従って、本実施形態の高画質記録モードのように、４パスのマルチパス記録を採用することにより、個々の記録走査における実質的な駆動周波数および気流の発生は抑えられるので、サテライトが発生する懸念はかなり抑制出来る。
【００５６】
一方、図１３は、本実施形態の高速記録モードにおいて、ドット位置変換処理部１１５で用いられるインデックスパターンを示した図である。ここでも、高画質記録モードで用いたインデックスパターンと同様に、レベル０からレベル３の４通りの入力レベルに対応するインデックスパターンが用意されている。
【００５７】
図において、レベル０、レベル１およびレベル３では、高画質記録モードと同じ配置のパターンが用意されているが、レベル２では高画質記録モードとは異なる形状の２通りのパターンが用意されている。レベル１およびレベル２で用意されている２つのパターンは、それぞれのデータが入力されるたびに主走査方向に交互に用いられる。本実施形態では、このように、あえて主走査方向にドットが連続するようなインデックスパターンを高速記録モードのために用意しておくことが特徴となっている。
【００５８】
図１４は、所定の画素領域にレベル２の階調データが一様に入力された状況において、図１３で示したインデックスパターンに従って変換した結果、記録媒体に得られるドットの配列状態を示している。本実施形態の高速記録モードでは、２パスのマルチパス記録が採用されており、記録ヘッドを搭載したキャリッジの走査速度も高画質記録モードより速く設定されている。よって、高画質記録モードに比べて記録ヘッドの実質的な駆動周波数が飛躍的に増加するので、サテライトが発生しやすい状況となる。図１４では、主滴と共にサテライトの記録位置も模式的に示している。
【００５９】
既に説明したように、サテライトは主滴に対して遅れて記録媒体に着弾する。よって、主滴に対し主走査方向に進んだ位置、すなわち、図１４に示したように、主滴に対し主走査方向に隣接するエリアに記録されることが想定される。このような状況において、図１３に示したインデックスパターンのレベル２では、主走査方向に隣接するエリアにドットが配置されている。よって、それぞれの主滴に対応して２つのサテライトが発生しても、そのうちの１つは隣接する主滴に重ねられて記録されるので、これ自体が目立つことはない。すなわち、サテライトの発生を、実質的に１／２に抑えることが出来る。
【００６０】
なお、図１４では、サテライトが主滴に対して一定の方向に一定の距離を置いて記録されている状態を示した。しかし、本実施形態のように、小液滴の記録ヘッドを用いて高い駆動周波数で画像を記録する高速記録モードにおいては、上述したような気流が発生することも充分考えられ、これによって主滴およびサテライトの記録位置も影響を受けることが予想される。
【００６１】
図１５は、上記気流が発生した場合のドットの記録位置の状態を図１４と同様に示した図である。図において、２ドットずつ並んで記録された主滴の位置に対し、同じく２つずつ並んだサテライトは、主走査方向のみでなく副走査方向にもずれて記録されている。これは、質量の大きい主滴よりも、質量が小さく吐出速度がおそい副滴のほうが、より気流の影響を受け易いことが原因となっている。
【００６２】
特に、レベル２程度の階調では、主滴やサテライトのこのような僅かなずれが、記録媒体に対するインクの被覆率（エリアファクター）に大きく影響し、画像濃度を左右する。そして、上述した気流の影響のようにずれ量が記録素子の位置によって変化する場合には、一様な画像の中に画像濃度の変動、すなわち濃度むらを招致することになる。また、気流が生じていなくても、記録装置の機械的な誤差や僅かな変動によっても、このような濃度むらは発生する。
【００６３】
ここで、本実施形態の特徴をより具体的に説明するために、レベル２における高画質モードでのドット記録状態（図１１（ｂ））と、高速モードでのドット記録状態（図１４あるいは図１５）とを再度比較する。図１１（ｂ）においては、記録された任意のドットに対し、四方に隣接する４つのエリアには他のドットが１つも記録されていない。すなわち、サテライトが発生した場合、これら白紙のエリアにサテライトが記録される可能性が高い。これに対し、図１４においては、任意のドットに対し主走査方向に隣接するエリアの１つに、すなわち四方に隣接する４つのエリアのうちの１つにドットが記録されている。結果、発生したサテライトの一部は隣接して記録された主滴ドットに重ねて記録される可能性が高くなる。本明細書においては、このように互いに隣接した位置に記録されるドット数がより多くなるような状態を実現するインデックスパターンを、ドット集中度が高いインデックスパターンと定義する。このようにドット集中度が高い状態であれば、サテライトが発生し、その記録位置が副走査方向に不安定な状態になっても、個々のサテライトが他の主滴群に重なる可能性を高めることが出来る。すなわち、サテライトが白紙領域に目立って存在し、そのずれ量によってエリアファクターが影響を受ける懸念が抑制される。
【００６４】
図１６は、サテライトの着弾位置が不安定な状態において、高速モード用のインデックスパターン適用した場合の、ドットの記録状態を説明するための模式図である。ここでは、例えば１ｎと２ｎ、１７ｎと１８ｎ、３３ｎと３４ｎ・・・と言うように、１６個おきで２つの記録素子に対応するインデックスパターンが示されている。本実施形態の記録ヘッドでは、個々の記録素子から吐出されるインク滴、特に副滴が、どの方向に偏向して記録されるか、すなわちサテライトが主滴に対しどの方向にどの程度ずれて記録されるかが、記録ヘッド上の領域によって異なっている。本例においては、図の左側に示した個々の記録素子に対応する矢印が、偏向される吐出方向を示し、主滴もサテライトもこの矢印の指し示す方向に偏向して記録される。サテライトは主滴よりも遅れて着弾するので、主滴に対するサテライトの記録位置は、図に示すように偏向方向に応じて変化している。
【００６５】
このような場合であっても、図に示すようなドット集中度の高いインデックスパターンを適用していれば、どの記録素子から吐出されたサテライトも、隣接する主滴に重なり易く、それ自身が目立ち難くなる。本実施形態のような２エリア×２エリアのインデックスパターンを用意する場合、特にレベル２において主走査方向にドットが連続するパターンであることが有効と言える。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態のインクジェット記録装置によれば、画像品位を重視する高画質記録モードと、記録速度を重視する高速記録モードとを選択可能に用意し、それぞれの記録モードに対し異なるインデックスパターンを適応させている。そして、高画質記録モードではドットの分散性に優れたインデックスパターンを適用することにより画像の粒状感を低減する一方、高速記録モードではドットの集中度の高いインデックスパターンを適用することにより、サテライトによる画像品位の乱れを抑えている。
【００６７】
(第２の実施形態)
以下に、本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態においても第１の実施形態と同様に図７〜図９で説明したインクジェット記録装置を用いる。但し、本実施形態では、１画素が１７値のレベルで表現されており、高画質モード、高速モード共に４エリア×４エリアのインデックスパターンが用意されているものとする。
【００６８】
図１７は、本実施形態のレベル８に対するインデックスパターンを示した図である。図において、左側は高画質モード用のインデックスパターン、右側は高速モード用のインデックスパターンをそれぞれ示している。どちらもレベル８に対するインデックスパターンであり８個ずつのドットが配置されているが、高画質モードではドット同士が極力隣接しないように均等に分散しているのに対し、高速モードではドット同士が互いに隣接するように配置されている。
【００６９】
例えば、図５に示したような記録ヘッドを用いてマルチパス記録を行った場合、互いに偏向方向の異なる複数のドットが記録媒体の同一画像領域に混在することになる。更に、マルチパス記録を双方向で行った場合には、主滴に対するサテライトの位置が往路走査と復路走査で逆転するので、主滴とサテライトの位置関係は更に複雑な状況となる。このような場合であっても、図１７に示した高速モード用のインデックスパターンを採用すれば、発生したサテライトの殆どは互いに隣接するドット群の何処かに着弾する可能性が高く、それ自体が白紙の領域に記録される懸念は少ない。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態のインクジェット記録装置によれば、画像品位を重視する高画質記録モードと、記録速度を重視する高速記録モードとを選択可能に用意し、それぞれの記録モードに対し異なるインデックスパターンを適応させている。そして、高画質記録モードではドットの分散性に優れたインデックスパターンを適用することにより画像の粒状感を低減する一方、高速記録モードではドットの集中度の高いインデックスパターンを適用することにより、サテライトによる画像品位の乱れを抑えている。
【００７１】
なお、以上説明した実施形態では、記録装置のメインコントローラ１１２は、インク色に対応する８ビットの階調データをホスト装置１１１から受信し、多値量子化処理以降の画像処理を記録装置内部で行う構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、多値量子化処理までをホスト装置にて行い、記録装置は１画素に付き２ビット（４階調）の階調データを６００ｐｐｉの解像度で受信する構成であっても構わない。また、擬似中間調処理部１１４、ドット位置変換処理部１１５等は、それら各機能を実現できさえすればよく、その実現手段は装置内に回路構成されたハードウエアであっても、ソフトウエアであっても構わない。さらに、本発明の記録システムが、リーダ等と組合せた複写装置、送受信機能を有するファクシミリ装置に含まれるような形態であってもよい。本発明は、互いに異なる種類のインデックパターンが提供される複数の記録モードが用意されているインクジェット記録システムであれば、個々の画像処理を行う手段は如何なる形態のものであっても構わない。
【００７２】
無論、インク色も上記実施形態に示した３色に限定されるものではない。更に多くのインク色を備えたカラーシステムであってもよいし、ブラックインクのみを備えたモノクロームのインクジェット記録システムであっても、本発明の効果になんら変わりはない。
【００７３】
更に、以上説明した実施形態においては、熱エネルギを利用してインクを吐出させる構成の記録ヘッドを備えたインクジェット記録システムについて説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。インクを滴として吐出可能な記録システムであれば、本発明の効果は充分に得られる。但し、図８で説明したような構成の記録ヘッドであれば、他の吐出方法に比べて、より小液滴なインク滴をより高密度且つ高周波に吐出することが出来る。すなわち、形成された画像においては、気流や機械的なばらつきの影響を受け易くなることから、本発明をより効果的に利用することが出来る。
【００７４】
熱エネルギを利用してインクを吐出させるための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。個々の電気熱変換体へ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。尚、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、更に優れた記録を行うことができる。
【００７５】
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ノズル、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を適用するものであっても構わない。このような構成は、米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書などに開示されている。加えて、特開昭５９−１２３６７０号公報に開示されているような、複数の電気熱変換体に対して共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を採用してもよい。また、特開昭５９−１３８４６１号公報に開示されているような、熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応する構成を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】ばらつきを含まない理想的な記録ヘッドと、形成される画像の関係を説明するための模式図である。
【図２】ばらつきを含まない理想的な記録ヘッドと、形成される画像の関係を説明するための模式図である。
【図３】マルチパス記録方法を説明するための模式図である。
【図４】インデックスパターンの例を示した図である。
【図５】吐出方向の偏向状態を説明するための模式図である。
【図６】吐出口の位置と記録位置ずれの関係を示した図である。
【図７】本発明の実施形態に適用するシリアル型のインクジェット記録装置の要部構成を説明するための模式的斜視図である。
【図８】記録ヘッドカートリッジに構成された記録素子列の主要構造を部分的に示す模式的斜視図である。
【図９】本発明の実施形態で用いるインクジェット記録装置の記録制御の構成を説明するためのブロック図である。
【図１０】高画質記録モードにおいて、ドット位置変換処理部で用いられるインデックスパターンを示した図である。
【図１１】(ａ)および（ｂ）は、所定の画素領域に一定の階調データ入力されてきた状態と、これに対応して記録されたドットの配列状態を示した図である。
【図１２】(ａ)および（ｂ）は、所定の画素領域にレベル１とレベル２の階調データ入力されてきた状態と、これに対応して記録されたドットの配列状態を示した図である。
【図１３】本実施形態の高速記録モードにおいて、ドット位置変換処理部で用いられるインデックスパターンを示した図である。
【図１４】所定の画素領域にレベル２の階調データが入力された状況において、図１３で示したインデックスパターンに従って変換した結果、記録媒体に得られるドットの配列状態を示している。
【図１５】気流が発生した場合のドットの記録位置の状態を示した図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態で用いるインデックスパターンを説明するための模式図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態で用いるインデックスパターンを示した図である。
【符号の説明】
【００７７】
１        記録ヘッドカートリッジ
８１      記録ヘッド
８２      ５０％デューティ画像
８３      ドット
１１１    ホストコンピュータ
１１２    メインコントローラ
１１３    フレームメモリ
１１４    擬似中間調処理（多値化）部
１１５    ドット位置変換処理部
１１６    駆動データＲＡＭ
１１７    ドライバコントローラ
１１８    ヘッドドライバ
１１９    記録ヘッド
１２０    キャリッジモータドライバ
１２１    紙送りモータドライバ
１２３    紙送りモータ
１２４    マルチパス用データ処理部
５０２    キャリッジ
５０３    ガイドシャフト
５０４    キャリッジモータ
５０５    モータプーリ
５０６    従動プーリ
５０７    タイミングベルト
５０８    記録媒体
５０９    第１補助ローラ
５１０    第１搬送ローラ
５１１    第２補助ローラ
５１２    第２搬送ローラ
６２１    吐出口面
６２２    吐出口
６２３    共通液室
６２４    流路
６２５    電気熱変換体
１１０１  記録ヘッド
１１０２  記録素子
１１０３  インク滴
１２０１  記録ヘッド
１２０２  記録素子
１２０３  インク滴
【図１】
2007168202.tif 000003
【図２】
2007168202.tif 000004
【図３】
2007168202.tif 000005
【図４】
2007168202.tif 000006
【図５】
2007168202.tif 000007
【図６】
2007168202.tif 000008
【図７】
2007168202.tif 000009
【図８】
2007168202.tif 000010
【図９】
2007168202.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2007168202.tif 000013
【図１２】
2007168202.tif 000014
【図１３】
2007168202.tif 000015
【図１４】
2007168202.tif 000016
【図１５】
2007168202.tif 000017
【図１６】
2007168202.tif 000018
【図１７】
2007168202.tif 000019