JP4785351B2 - インクジェット記録装置、インクジェット記録方法、データ生成装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、数段階に量子化された画像データを、ドットの記録・非記録が定められた２値データに変換する工程と、当該２値データに対しマスクパターンを用いたマルチパス記録を実行する工程とを有するインクジェット記録装置、インクジェット記録方法、データ生成装置およびプログラムに関する。

近年来のパーソナルコンピュータ等情報処理機器の普及に伴い、画像形成端末としての記録装置も急速に発展および普及してきた。特に種々の記録装置の中でも、吐出口からインクを吐出させて紙、布、プラスチックシート、ＯＨＰ用シートなどの記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置は、低騒音のノンインパクト型の記録方式であること、高密度かつ高速な記録動作が可能であること、カラー記録にも容易に対応できること、低廉であることなど、極めて優れた特長を有しており、今やパーソナルユースの記録装置の主流となっている。さらに、インクジェット記録装置においては、近年、記録解像度の高解像度化、またこれに伴う記録液滴の小液滴化などが飛躍的に進み、より高品位な画像を出力することが可能となってきている。

しかしながら一方で、記録画像の高解像度化、高精細化は、記録システム内で処理すべきデータ量を膨大化させる。これに伴い、画像処理時間および転送時間が増加し、記録システム全体の画像出力時間が低下する原因となっていた。

この問題に対し、記録装置の記録解像度よりも低い解像度でデータ処理を行うための構成および処理方法が既に提案、実施されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。特許文献１によれば、記録解像度が例えば６００ｄｐｉ（ドット／インチ；参考値）の２値記録を行う記録装置に対し、解像度３００ｄｐｉで５値の画像データをホスト装置から入力する構成の記録システムが開示されている。画像処理においては、輝度濃度変換や量子化の様な、様々で複雑な処理が要されるので、たとえパーソナルコンピュータのようなホスト装置で実行するにしても、その処理負担や処理時間は、処理すべき画素数に大きく影響を受ける。よって、このように記録解像度よりも低い解像度で処理を実行させることにより、より少ないデータ量で、より短時間に画像処理を完了させることが出来るのである。

但し、ドットの記録／非記録で画像を形成する２値の記録装置においては、３００ｄｐｉの５値で受信した画像データを、６００ｄｐｉの２値で出力するための解像度変換を実施する必要があり、この段階において、いわゆるドット配置パターン化処理が適用されている。

図１は、ドット配置パターン化処理を説明するための模式図である。図の左側は、３００ｄｐｉで記録装置に入力される５値の画像信号を表しており、右側は、それぞれの画像信号に対する、ドットの記録／非記録を対応付けた出力パターンを示している。３００ｄｐｉの１画素に対応する各出力パターンは、小さな格子で示した６００ｄｐｉのエリアが縦２×横２に４つ集まって構成されており、図で黒く塗りつぶした部分はドットを記録するエリア、白部分はドットを記録しないエリアをそれぞれ示している。

レベル０およびレベル４については、１通りの出力パターンが用意されているのみであるが、レベル１〜レベル３においては、複数通りの配列パターンが用意されている。特許文献１においては、これら複数のパターンを、シーケンシャルあるいはランダムに選択して配置する内容が開示されている。これにより、一様な濃度の画像においても、形成されるドット位置が固定されないため、擬似中間調処理に伴う「はき寄せ現象」等を低減させる効果があると記載されている。更に特許文献２においては、これら複数パターンを記録ヘッドのノズル構成と関連付けてシーケンシャルに配列させることにより、記録ヘッドの複数のノズルにおいて、吐出頻度に偏りが生じないような構成および効果が開示されている。上述したようにドット配置パターン化処理は、記録媒体に実際に記録されるドット配列を決定するための処理である。よって、ドット配置パターン化処理以前の画像処理の負担を軽減するのみでなく、その配列方法を工夫することによって、例えば、複数の記録素子の吐出頻度を均一にしたり、記録装置特有のムラなどを目立たなくさせたりと、画像品位や記録装置の信頼性などに寄与することができるのである。

ドット配置パターン化処理にて２値化された画像データに対しては、そのまま記録ヘッドの駆動回路に転送し、記録を実行することも出来る。但し、一般のインクジェット記録装置においては、この２値データに更にマスクデータ変換処理を施すことによって、マルチパス記録を実行することが多い。以下にマルチパス記録について簡単に説明する。

図２は、マルチパス記録を説明するために、記録ヘッドおよび記録パターンを模式的に示したものである。Ｐ０００１は記録ヘッドを示し、ここでは簡単のため１６個の記録素子（以下ノズルとも言う）を有するものとする。ノズルは、図のように第１〜第４の４つのノズル群に分割され、各ノズル群には４つずつのノズルが含まれている。Ｐ０００２はマスクパターンを示し、各ノズルが記録を行うことが可能なエリア（記録可能箇所）を黒塗りで示している。各ノズル群が記録するパターンは互いに補完の関係にあり、これらを重ね合わせると４×４のエリアに対応した領域の記録が完成される構成となっている。

Ｐ０００３〜Ｐ０００６で示した各パターンは、記録走査を重ねていくことによって画像が完成されていく様子を示したものである。各記録走査が終了するたびに、記録媒体は図の矢印の方向にノズル群の幅分ずつ搬送される。よって、記録媒体の同一領域（各ノズル群の幅に対応する領域）は４回の記録走査によって初めて画像が完成される構成となっている。

インクジェット記録ヘッドの複数のノズル間においては、その製造工程上、どうしてもインクを吐出する方向や量に僅かなばらつきが発生してしまう。また、シリアル型の記録装置においては、各記録走査の間に行われる副走査量（紙送り）に、多少なりとも構成上の誤差を含んでいる。このような誤差やばらつきは、インクが記録された記録媒体において、スジや濃度ムラのような画像弊害の原因になる。しかしながら、上述したようなマルチパス記録を採用することによって、上記画像弊害を低減させることが出来る。各ノズルの吐出特性や搬送量にばらつきがあったとしても、これらの特性が画像全体に分散され、目立たなくなるからである。

図２では、同一の画像領域に対して４回の記録走査を行う４パス記録を例に説明した。しかしマルチパス記録自体は、これに限定されるものではない。２回の記録走査で画像を完成させる２パス記録であっても、また５回以上の記録走査で画像を完成させる構成であっても良い。マルチパス数が多くなればなるほど、各ノズルの吐出特性や搬送量のばらつきは、より広い範囲に分散されるので、より滑らかな画像を得ることが出来る。しかしながら一方で、同一画像領域に対する記録ヘッドの記録走査数が増し、より多くの記録時間が費やされる。よって、近年の記録システムにおいては、マルチパス数が少なく記録速度が重視されたモードや、マルチパス数が多く画質が重視されたモードなど、記録媒体の種類や用途に応じた様々な記録モードが用意されている。この場合、図２で示したようなマスクパターンは、記録モードごとに用意されており、一般に記録装置内のメモリに格納されている。

図３は、マスクパターンの格納例を説明するための模式図である。ここでは、２パスのマルチパスを例に２種類のマスクがマスク１およびマスク２として示されている。２つのマスクは、ここでは８エリア×８エリアの領域を表しており、各エリアは１または０で表現可能な１ビットに対応している。２つのマスクは互いに補完の関係にあり、マスク１で０のエリアはマスク２で１、マスク１で１のエリアはマスク２で０となっている。すなわち、マスク１で記録されたデータはマスク２では記録されず、マスク１で記録されなかったデータはマスク２で記録される関係となっている。

ドット配置パターン化処理によって２値化された画像データは、各エリアに対応する１（記録）または０（非記録）のデータとして、マスクデータ変換処理に入力される。マスクデータ変換処理では、入力されてきた２値データに対しマスク１またはマスク２を対応させ、ＡＮＤ演算を行う。演算結果が１となった場合には、記録を意味し、その記録情報を記録ヘッドの駆動回路へ転送する。一方、演算結果が０の場合には入力データが１（記録）であっても非記録を意味し、記録は実行されない。

例えば１２８個のノズルを有する記録ヘッドの場合、マスク１を上半分の６４個のノズルに、マスク２を下半分の６４個のノズルに対応させることが出来る。この状態で上記ＡＮＤ処理および記録走査を行い、各記録走査の間での６４ノズル幅の副走査を行うことによって、２パスのマルチパスが実現される。

マスクデータ変換処理とは、ドット配置パターン化処理で決定された配列のドットを、それぞれどのタイミング（どの記録走査）で記録するのかを決定するための処理である。よって、マスクパターンの配列を工夫することによって、記録媒体に対して行われる各記録走査での記録ドット数を調整したり、問題の発生しやすいノズルの記録頻度を低減したりと、画像品位や記録装置の信頼性などに寄与することができるのである。

以上説明したドット配置パターン化処理やマスクデータ変換処理を記録データに施すことにより、近年のインクジェット記録装置においては、高精細で高解像度な記録を、比較的高速に、且つムラの無い一様な画像として出力することが可能となっている。

特許第３４２３４９１号公報 特開２００１−５４９５６号公報

しかしながら、上述したようなドット配置パターン化処理やマスクデータ変換処理が、それぞれの目的に従って適切に実行されていたとしても、両者が互いに独立に設計されていることから、新たな問題が生じる場合があった。

特許文献１や特許文献２のように、シーケンシャルにまたはランダムにドット配置パターンが出力されたとしても、マスクデータ変換処理で用意されるマスクパターンは、予め用意された固定的なパターンである。すなわち、各ドット配置パターン内のドット配列を予測した上で、マスクパターン配列が決定されるものではないので、ドット配置パターン内（３００ｄｐｉの画素内）でのドットの配置状態によっては、偏った記録走査でドットが集中的に記録されたり、隣接するドット同士が同時の記録走査で記録されたりして、にじみなどの画像弊害が生じる場合があった。

例えば、３００ｄｐｉの同一画素に含まれる２つの隣接したドットを、４パスのマルチパス記録によって記録する場合を考える。このとき、２つのドットが記録される相対的なタイミングは、４通り考えられる。すなわち、２つが同一の記録走査で記録されるタイミング、連続する２回の記録走査で記録されるタイミング、１回の記録走査を挟んだ２回の記録走査で記録されるタイミング、さらに２回の記録走査を含んだ２回の記録走査で記録されるタイミングである。これら４通りのタイミングは、記録媒体に２滴のインクが着弾する時間差を異ならせ、この時間差は記録媒体でのインク吸収状態に大きく影響する。２つのドットが同一の記録走査で記録される場合、２滴のインクはほぼ同時に記録媒体に着弾される。よって、２滴が混ざり合いながら同時に記録媒体に吸収されて行く。一方、数回の記録走査をおいて２滴が記録される場合、２滴目のインクは１滴目のインクが既に記録媒体に吸収された後に着弾される。よって、２滴は混ざり合うことなく、記録媒体にそれぞれ独立に吸収されて行く。このような吸収状態の差は、記録媒体表面において、濃度や色相のような発色性の差として確認される。

すなわち、従来の構成においては、同一の画像信号が与えられた画素間においても、各エリアに対する記録順序までは管理されていなかったため、その内部で表現される濃度や色相が一様に表現されていなかった。これがムラとなって確認される場合があった。

このように、記録媒体に個々のインク滴が付与される位置とタイミングは、画像に大きく影響を与える。ここではムラを例に挙げたが、スジなどの問題が発生する場合もある。また、インク滴が付与される位置とタイミングは、吐出を行う記録素子や吐出タイミングを規定するものであるので、偏った傾向を有していると、記録装置や記録ヘッドの信頼性を損なう場合もある。したがって、画像品位および記録装置の信頼性を維持するために、インク滴が記録媒体に付与される位置とタイミングは、所定の傾向を有するようにコントロールされることが好ましいと言える。

しかしながら、従来のように、予め用意されたドット配置パターンとマスクデータとを組み合わせる構成では、これらが充分にコントロールされてはいなかった。

本発明は、このような問題点を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、インク滴が記録媒体に付与される位置とタイミングを好ましい状態にコントロールすることにより、高品位な画像を信頼性の高い状態で記録することが可能なインクジェット記録装置、インクジェット記録方法、データ生成装置およびプログラムを提供することである。

そのために本発明においては、インクを吐出するための記録ヘッドを走査する動作と、記録媒体を搬送する動作とを行い、前記記録媒体にドットの画像を記録するためのインクジェット記録装置であって、多値の画像データの画素に対して、ドットの配置が定められたドット配置パターンを割当てることにより、前記記録媒体の所定領域に記録すべき画像に対応し、前記多値の画像データより高解像度の２値の画像データを得るためのドット配置手段と、前記ドット配置手段より得られる２値の画像データを前記記録ヘッドの複数回の走査で前記所定領域に記録するために、前記２値の画像データと予め定められたマスクパターンとに基づいて、前記複数回の走査のそれぞれで記録すべき画像に対応した２値の画像データを生成するための生成手段とを具備し、前記ドット配置手段は、前記ドット配置パターン内の複数のドットが互いに異なる走査で記録されるように、前記マスクパターンを参照することによって、ドットの配置が異なる複数の前記ドット配置パターンの中から、前記画素に対して割当てるための前記ドット配置パターンを１つ選択することを特徴とする。

また、インクを吐出するための記録ヘッドを走査する動作と、記録媒体を搬送する動作とを行い、前記記録媒体にドットの画像を記録するためのインクジェット記録装置であって、多値の画像データの画素に対して、ドットの配置が定められたドット配置パターンを割当てることにより、前記記録媒体の所定領域に記録すべき画像に対応し、前記多値の画像データより高解像度の２値の画像データを得るためのドット配置手段と、前記ドット配置手段より得られる２値の画像データを前記記録ヘッドの複数回の走査で前記所定領域に記録するために、前記２値の画像データと予め定められたマスクパターンとに基づいて、前記複数回の走査のそれぞれで記録すべき画像に対応した２値の画像データを生成するための生成手段とを具備し、前記ドット配置手段は、ほぼ均等にドットが記録される前記複数回の走査によって画像が完成されるように、前記マスクパターンを参照することによって、ドットの配置が異なる複数の前記ドット配置パターンの中から、前記画素に対して割当てるための前記ドット配置パターンを１つ選択することを特徴とする。

また、インクを吐出するための記録ヘッドを走査する動作と、記録媒体を搬送する動作とを行い、前記記録媒体にドットの画像を記録するためのインクジェット記録装置であって、多値の画像データの画素に対して、ドットの配置が定められたドット配置パターンを割当てることにより、前記記録媒体の所定領域に記録すべき画像に対応し、前記多値の画像データより高解像度の２値の画像データを得るためのドット配置手段と、前記ドット配置手段より得られる２値の画像データを前記記録ヘッドの複数回の走査で前記所定領域に記録するために、前記２値の画像データと予め定められたマスクパターンとに基づいて、前記複数回の走査のそれぞれで記録すべき画像に対応した２値の画像データを生成するための生成手段とを具備し、前記記録ヘッドは、インクを吐出するための複数の吐出口列を有し、前記ドット配置手段は、前記複数の吐出口列の吐出頻度がほぼ均等になるように、前記マスクパターンを参照することによって、ドットの配置が異なる複数の前記ドット配置パターンの中から、前記画素に対して割当てるための前記ドット配置パターンを１つ選択することを特徴とする。

また、インクを吐出するための記録ヘッドを走査する動作と、記録媒体を搬送する動作とを行い、前記記録媒体にドットの画像を記録するためのインクジェット記録方法であって、多値の画像データの画素に対して、ドットの配置が定められたドット配置パターンを割当てることにより、前記記録媒体の所定領域に記録すべき画像に対応し、前記多値の画像データより高解像度の２値の画像データを得るためのドット配置工程と、前記ドット配置工程において得られる２値の画像データを前記記録ヘッドの複数回の走査で前記所定領域に記録するために、前記２値の画像データと予め定められたマスクパターンとに基づいて、前記複数回の走査のそれぞれで記録すべき画像に対応した２値の画像データを生成する生成工程と、前記２値の画像データに基づいて前記記録ヘッドからインクを吐出する吐出工程とを有し、前記ドット配置工程では、前記ドット配置パターン内の複数のドットが互いに異なる走査で記録されるように、ドットの配置が異なる複数の前記ドット配置パターンの中から、前記マスクパターンを参照することによって選択された１つの前記ドット配置パターンを、前記画素に対して割当てることを特徴とする。
更に、複数の記録素子を有する記録ヘッドを走査する動作と、記録媒体を搬送する動作とを行い、前記記録媒体にドットの画像を記録するためのインクジェット記録装置において用いられるデータを生成するデータ生成装置であって、多値の画像データの画素に対して、ドットの配置が定められたドット配置パターンを割当てることにより、前記記録媒体の所定領域に記録すべき画像に対応し、前記多値の画像データより高解像度の２値の画像データを得るためのドット配置手段と、前記ドット配置手段より得られる２値の画像データを前記記録ヘッドの複数回の走査で前記所定領域に記録するために、前記２値の画像データと予め定められたマスクパターンとに基づいて、前記複数回の走査のそれぞれで記録すべき画像に対応した２値の画像データを生成するための生成手段とを具備し、前記ドット配置手段は、前記ドット配置パターン内の複数のドットが互いに異なる走査で記録されるように、前記マスクパターンを参照することによって、ドットの配置が異なる複数の前記ドット配置パターンの中から、前記画素に対して割当てるための前記ドット配置パターンを１つ選択することを特徴とする。
更にまた、複数の記録素子を有する記録ヘッドを走査する動作と、記録媒体を搬送する動作とを行い、前記記録媒体にドットの画像を記録するためのインクジェット記録装置において用いられるデータを生成する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、多値の画像データの画素に対して、ドットの配置が定められたドット配置パターンを割当てることにより、前記記録媒体の所定領域に記録すべき画像に対応し、前記多値の画像データより高解像度の２値の画像データを得るためのドット配置工程と、前記ドット配置工程において得られる２値の画像データを前記記録ヘッドの複数回の走査で前記所定領域に記録するために、前記２値の画像データと予め定められたマスクパターンとに基づいて、前記複数回の走査のそれぞれで記録すべき画像に対応した２値の画像データを生成する生成工程とを有し、前記ドット配置工程では、前記ドット配置パターン内の複数のドットが互いに異なる走査で記録されるように、ドットの配置が異なる複数の前記ドット配置パターンの中から、前記マスクパターンを参照することによって選択された１つの前記ドット配置パターンを、前記画素に対して割当てることを特徴とする。

本発明によれば、記録媒体にインクが付与される記録位置と当該記録位置にインクを付与する記録走査とを目的に応じてコントロールすることが出来るので、所望の画像品位と信頼性を得ることが出来る。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図４は、本実施形態のインクジェット記録システムにおける、画像データ変換処理の流れを説明するためのブロック図である。本実施形態で適用するインクジェット記録装置は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のインクによって記録を行うものであり、そのためにこれら４色のインクを吐出する記録ヘッドＪ００１０が用意されている。本実施形態の記録システムは、記録装置とホスト装置としてのパーソナルコンピュータ(ＰＣ)によって構成されるものとする。

ホスト装置のオペレーティングシステムで動作するプログラムとしてアプリケーションやプリンタドライバがあり、アプリケーションＪ０００１は記録装置で記録する画像データを作成する処理を実行する。実際の記録時にはアプリケーションで作成された画像データがプリンタドライバに渡される。

本実施形態におけるプリンタドライバはその処理として、前段処理Ｊ０００２、後段処理Ｊ０００３、γ補正Ｊ０００４、ハーフトーニングＪ０００５、および印刷データ作成Ｊ０００６を有するものとする。ここで、各処理を簡単に説明すると、前段処理Ｊ０００２は色域(Ｇａｍｕｔ)のマッピングを行う。これにより、ｓＲＧＢ規格の画像データＲ、Ｇ、Ｂによって再現される色域を、記録装置によって再現される色域内に写像するためのデータ変換を行う。具体的には３００ｄｐｉの画素密度で構成されたＲ、Ｇ、Ｂの８ｂｉｔで表現された輝度信号を、各色が３次元のＬＵＴを用いることにより、異なる内容のＲ、Ｇ、Ｂの８ｂｉｔのデータに変換する。

後段処理Ｊ０００３は、上記色域のマッピングがなされたデータＲ、Ｇ、Ｂに基づき、このデータが表す色を再現するインクの組み合わせに対応した色分解データＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを求める処理を行う。ここでは前段処理と同様に、３次元ＬＵＴにて補間演算を併用して行うものとする。

γ補正Ｊ０００４は、後段処理Ｊ０００３によって求められた色分解データの各色のデータごとにその階調値変換を行う。具体的には、記録装置の各色インクの階調特性に応じた１次元ＬＵＴを用いることにより、上記色分解データが記録装置の階調特性に線形的に対応づけられるような変換を行う。

ハーフトーニングＪ０００５は、３００ｄｐｉの画素密度で構成された８ビットの色分解データＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれについて、同じく３００ｄｐｉの画素密度で構成された４ビットのデータに変換する量子化を行う。本実施形態では、多値誤差拡散法を用いて２５６階調の８ビットデータを、５階調の４ビットデータに変換する。この４ビットデータは、記録装置におけるドット配置のパターン化処理における配置パターンを示すためのインデックスとなるデータである。

プリンタドライバで行う処理の最後には、印刷データ作成処理Ｊ０００６によって、上記４ビットのインデックスデータを内容とする印刷イメージデータに印刷制御情報を加えた印刷データを作成する。

記録装置は、入力されてきた上記印刷データに対し、ドット配置パターン化処理Ｊ０００７およびマスクデータ変換処理Ｊ０００８を行う。

本実施形態のドット配置パターン化処理では、３００ｄｐｉの画素密度で構成された４ビットのデータに対し、ドットの記録／非記録が定められた２×２のドット配置パターンを割当て、６００ｄｐｉの１ビット２値データに変換する。本実施形態では、図１で示したドット配置パターンを適用する。但し、３００ｄｐｉのレベル１〜レベル３については、従来のようにランダムかシーケンシャルな順番で対応されるのではなく、マスクデータ変換処理Ｊ０００８で適用される予め定められたマスクパターンを参照することによって、複数の配置パターンの中の１つが選択される。

図５は、マスクパターンを参照することによって、複数の配置パターンの中の１つを選択する工程を説明するためのフローチャートである。

本処理が開始されると、まずステップＳ３０１により、記録装置が実施する記録モードが設定され、ステップＳ３０２では、設定された記録モードに応じたマスクパターンがメモリに格納される。

ステップＳ３０３において、ハーフトーニングＪ０００５より出力された１画素分のデータが取得される。

続くステップＳ３０４では、上記１画素が対応するマスクパターンでの位置を確認し、その領域におけるマスクパターンの記録／非記録の配列状態によって、複数のドット配置パターンの中の１つを選択する。

ステップＳ３０５では、ホスト装置からの全ての入力画素について、上記処理が終了したか否かを判断する。終了したと判断された場合は本処理を終了する。一方、終了していないと判断された場合にはステップＳ３０３に戻り、次の画素に対する処理を継続する。

本実施形態において、ステップＳ３０４では、以下の４つの条件に基づいて、ドット配置パターンを選択する。第１の条件は、ドット配値パターン内（３００ｄｐｉの１画素内）において、隣接するエリアは、異なる記録走査で記録することである。第２の条件は、ドット配置パターン内（３００ｄｐｉの１画素内）に記録されるドットは、互いに異なる記録走査で記録されることである。第３の条件は、マスクデータ変換処理で設定される各記録走査での記録比率に応じて、ドットが各記録走査に割り振られることである。第４の条件は、２値画像の８エリア×４エリアの領域に注目した場合、マスクデータ変換処理で設定される各記録走査での記録比率に応じて、ドットが各記録走査に割り振られることである。第３および第４の条件は、例えば、各記録走査で２５％ずつの記録率であるマスクを用いて４パスのマルチパス記録を行う場合には、どのようなレベルの階調値に対しても、所定の領域内では、各記録走査で記録するドット数は、全ドット数の２５％ずつであることを意味している。以上の４つの条件は、条件１、２、３、４の順で優先順位が設定されている。

上記方法に従って、４パスのマルチパス記録を実行する場合の、ドット配置パターンの設定例を説明する。

図６（ａ）および（ｂ）は、本実施形態で適用するマスクパターンの一例を示している。ここでは、簡単のため、横８エリア×縦４エリアの領域を示している。図６（ａ）において、マスク１は記録媒体の所定の画像領域に対する１パス目のマスクに相当する。同様に、マスク２は２パス目のマスク、マスク３は３パス目のマスク、マスク４は４パス目のマスクをそれぞれ示している。これらのマスクは、記録装置内のメモリに格納されている。図６（ｂ）は、上記マスクに対応して各エリアが何番目の記録走査で記録されるかが数字で示してある。

図７は、ドット配置パターン化処理に入力される３００ｄｐｉの各画素の階調値の例を示している。各画素５１２〜５１９に示された数字は、各画素に与えられた階調値を表している。

図８は、図５で示したフローチャートに従い、それぞれの画素に対応して決定された、ドット配置パターンを示している。図７の５１２〜５１９に与えられた各信号値は、６００ｄｐｉのエリアが２×２集まって構成される６０１〜６０８のパターンに変換されている。

例えば、図７の画素５１２では、階調値は１となっている。図１を参照するに、階調値１を表現するパターンは４種類存在する。ここで、パターン１０１が選択されたとすると、このパターンが図８の６０１に配置される。図６を参照するに、当該エリアは１パス目（１回目の記録走査）でドットが記録される。

図７の５１３を次の画素としたとき、当該画素の階調値は２となっている。図１を参照するに、階調値２を表現するパターンは６種類存在する。図６（ｂ）によれば、この領域に相当する各エリアが記録されるパス数は、左上から、２パス目、１パス目、１パス目、４パス目となっている。隣接する６０１の領域では、左上のエリアに１パス目で記録が行われることが決まっているので、これらの情報に加え、上記１〜４の条件を加味することにより、図１のパターン１０２が選択され、図８の６０２に配置される。

さらに、図７の５１４を次の画素としたとき、当該画素の階調値は３となっている。図１を参照するに、階調値３を表現するパターンは４種類存在する。図６（ｂ）によれば、この領域に相当する各エリアが記録されるパス数は、左上から、３パス目、１パス目、２パス目、２パス目となっている。６０２や６０１の領域では、既にドットが記録される位置およびパス数が決定しているので、これらの情報に加え、上記１〜４の条件を加味することにより、図１のパターン１０３が選択され、図７（ｂ）の６０３に配置される。

以上のように、様々な条件を加味しながら、図５のステップＳ３０４では、１画素ずつドット配置パターンを決定していく。ドット配置パターンを決定して行く際、全ての条件１〜４が満たされ得ない場合もある。この場合には、たとえある条件が満たされなくとも、条件の優先順位に従い、なるべく多くの条件を満たす様にドット配置パターンが選択されれば本実施形態は有効である。

図９は、上述した工程に従って作成されたドットデータ図８に対し、図６で示したマスク１〜マスク４を用いてＡＮＤ処理をかけた結果を示した図である。図によれば、同じ記録走査では隣接したドットは記録されておらず、すなわち、第１の条件は完全に満たされている。また、各記録走査において、１つのドット配置パターン内（３００ｄｐｉの１画素内）に記録されるドットは１つ以下となっており、第２の条件も満たされている。さらに、各記録走査で記録するべきドット数は５ドットずつと等分されており、マスク１〜マスク４の記録比率（同率２５％）も維持している。これは、第４の条件も満たしていることになる。

以上説明したように、本実施形態においては、各画素に与えられた濃度を表現するために、マスクデータ変換処理で適用されるマスクを参照し、同一の濃度を表現可能であって互いに配列の異なる複数のドット配置パターンの中から１つを選択することにより、最終的なドットの配列を決定する。これにより、各記録走査間の記録ドット数を、隣接ドット間、各画素内（３００ｄｐｉ１画素内）、所定領域内（８×４画素内）でほぼ均等に割り振ることにより、各画素内の濃度を安定させ、濃度ムラなどを抑制することが出来る。また、ドット配置パターンも、入力データとマスクパターンに応じて、その場その場でランダムに作成されるので、所定の規則に従ってシーケンシャルに配列させた場合等に比べ、特有のテクスチャやスジなどを発生する懸念が少ない。

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、画像処理の工程は、第１の実施形態と同様に図４が適用可能とし、ドット配置パターン化処理Ｊ０００７では、３００ｄｐｉの５値データを６００ｄｐｉの２値データに変換する処理を行うものとする。また、マスクデータ処理でのマスクパターンについても、第１の実施形態と同様に、図６で示した４パス用のマスクを適用する。

更に、ドット配置パターン化処理における、複数の配置パターンの中の１つを選択する工程についても、第１の実施形態と同様に、図５のフローチャートを参照することが出来る。但し本実施形態においては、ステップＳ３０４で選択する際に指針となる条件が第１の実施形態と多少異なるものとなっている。

以下に本実施形態における４つの条件を説明する。第１の条件は、ドット配値パターン内（３００ｄｐｉの１画素内）において、隣接するエリアは、極力異なる記録走査で記録することである。第２の条件は、ドット配置パターン内（３００ｄｐｉの１画素内）に記録されるドットは、互いに異なる記録走査で記録されることである。第３の条件は、偶数番目のラスタと奇数番目のラスタとで、均等にデータが割り振られることである。ラスタとは、記録ヘッドの主走査方向に配列する一連のエリアを示し、偶数ラスタはノズル配列方向に対し偶数番目のノズルで、奇数ラスタは奇数番目のノズルでそれぞれ記録される。すなわち、第３の条件を満たすことにより、奇数番目のノズルと偶数番目のノズルの吐出回数を揃えることが出来る。第４の条件は、ドット配値パターン間（３００ｄｐｉの画素間）においても、隣接するエリアは、極力異なる記録走査で記録することである。以上の４つの条件は、条件１、２、３、４の順で優先順位が設定されている。

ここで、偶数ラスタと奇数ラスタとで、均等にデータを割り振ることの目的を説明する。

図１２は、本実施形態で適用するインクジェット記録ヘッドのある１色の吐出口列を示した図である。図において、横方向は記録走査方向、縦方向は副走査方向を示している。複数の吐出口列が所定のピッチＰｙでＹ方向に配列することにより、１つの吐出口列が形成されている。また、このような吐出口列が互いに縦方向にＰｙ／２だけずれた状態で、横方向にＰｘの距離をおいて配列されている。このような構成の記録ヘッドを用いれば、各吐出口から所定の周波数でインクを吐出しつつ、Ｘ方向に移動走査することにより、記録媒体には縦方向においてＰｙ／２のピッチでドットを記録することが出来る。すなわち、記録ヘッドにおいては、 吐出口を記録解像度のピッチで一列に配列させなくとも、記録解像度の倍のピッチで配列させた２列を互いに半ピッチずらして配設させることにより、所望の記録解像度の画像を記録することが可能となるのである。このような構成は、特に高い記録解像度を実現する記録ヘッドに適用されている。

上記構成において、２つのノズル列はそれぞれ奇数ラスタを記録するノズル列（奇数ノズル）と、偶数ラスタを記録ノズル列（偶数ノズル）とに分類される。奇数ラスタと偶数ラスタとで、記録回数に偏りが生じることは、奇数ノズル列と偶数ノズル列との間に吐出頻度の差を生じさせ、ノズル列間の吐出状態に影響を与えることが確認されている。このような状況になると、記録ヘッド全体の吐出状態も不安定なものとなってしまう。

よって、図１２のような構成の記録ヘッドを適用する場合には、各列での吐出頻度を極力均等にすることが肝要とされている。

図１０は、第１の実施形態と同様に図７で示した階調値を有する３００ｄｐｉの１画素ずつに対し、本実施形態の４つの条件によってドット配置パターンが決定された状態の８エリア×４エリアの領域を示している。図７で示した入力データおよび図６で示したマスクパターンは第１の実施形態と同様であるが、適用される条件が第１の実施形態と異なっているので、ドット配置パターンの配列は図８で示したものと異なっている。

図１１は、本実施形態のドットデータ図１０に対し、図６で示したマスク１〜マスク４を用いてＡＮＤ処理をかけた結果を示した図である。第１の実施形態においては、第３および第４の条件として、各記録走査間での記録データ数を均等にする内容が加味されていたが、本実施形態ではこれが条件となっていない。よって、図１１で示した各記録走査での記録ドット数は１パス目より、７ドット、４ドット、５ドット、４ドットと均等にはなっていない。但し、再度図９を参照するに、第１の実施形態では奇数ラスタの記録ドット数が１１ドット、偶数ラスタの記録ドット数が９ドットと、偶数ラスタと奇数ラスタとで不均等であったのに対し、本実施形態においては、偶数ラスタ奇数ラスタともに１０ドットずつと均等に振り分けられている。

以上説明したように、本実施形態においては、各画素に与えられた濃度を表現するために、マスクデータ変換処理で適用されるマスクを参照し、同一の濃度を表現可能であって互いに配列の異なる複数のドット配置パターンの中から１つを選択することにより、最終的なドットの配列を決定する。これにより、各画素内（３００ｄｐｉ１画素内）および各画素間における隣接ドットは極力異なる記録走査で記録することが可能となると同時に、偶数ラスタと奇数ラスタで記録ドット数をほぼ均等に割り振ることが出来る。よって、各エリア同士のにじみを抑制することによって画像品位を安定させ、また、偶数のノズル列と奇数のノズル列間で吐出頻度を安定させることで、記録ヘッドの信頼性も維持することが可能となる。

以上２つの実施形態を例に説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な形態による実施が可能である。例えば、上記実施形態のドット配置パターン化処理においては、３００ｄｐｉの５値の入力画素を、２×２のエリアで構成される６００ｄｐｉの２値のデータに変換しているが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。ハーフトーニング後の出力データの階調値および解像度に対し、記録装置の出力解像度に適応可能な変換処理であれば、どのようなサイズのドット配置パターンが用意されていてもよい。

また、上記実施形態では、ステップＳ３０４において、４つの条件に基づいてドット配置パターンを選択しているが、この条件は４つに限られるものではない。記録システムの状況に応じて様々な条件を組み合わせ、優先順位定めることも可能である。

更に、上記実施形態においては、図４を用いてホスト装置と記録装置とから構成される記録システムについて説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものでもない。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であっても、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)であっても、一連の処理の中にドット配置パターン化処理およびマスクデータ変換処理を有する構成であれば、本発明の効果は得られるものである。

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または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、そのプログラム自体あるいは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。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることが出来る。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動しているＯＳ(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部を行い、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。

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ボ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き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボ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。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明の範囲に含まれるものである。

ドット配置パターン化処理を説明するための模式図である。 マルチパス記録を実行する際の、記録ヘッドおよび記録パターンを示した模式図である。 マスクパターンの格納例を説明するための模式図である。 本発明に適用可能な実施形態のインクジェット記録システムにおける、画像データ変換処理の流れを説明するためのブロック図である。 マスクパターンを参照することによって、複数の配置パターンの中の１つを選択する工程を説明するためのフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態で適用するマスクパターンの一例を示した図である。 ドット配置パターン化処理に入力される各画素の階調値の例を示した図である。 図５で示したフローチャートに従い、それぞれの画素に対応して決定された、ドット配置パターンを示した図である。 作成されたドットデータに対し、図６のマスクを用いてＡＮＤ処理をかけた結果を示した図である。 ドット配置パターンが決定された状態の８エリア×４エリアの領域を示した図である。 作成されたドットデータに対し、図６のマスクを用いてＡＮＤ処理をかけた結果を示した図である。 本発明の第２の実施形態で適用するインクジェット記録ヘッドのある１色の吐出口列を示した図である。

符号の説明

１０１、１０２、１０３ ドット配置パターン
５１２〜５１９ ３００ｄｐｉの１画素領域
６０１〜６０８ 選択されたドット配置パターン
８０１〜８０８ 選択されたドット配置パターン
Ｊ０００１ アプリケーション
Ｊ０００２ 前段
Ｊ０００３ 後段
Ｊ０００４ γ補正
Ｊ０００５ ハーフトーニング
Ｊ０００６ 印刷データの作成
Ｊ０００７ ドット配置パターン化処理
Ｊ０００８ マスクデータ変換処理
Ｊ０００９ ヘッド駆動回路
Ｊ００１０ 記録ヘッド

Claims (6)

1. インクを吐出するための記録ヘッドを走査する動作と、記録媒体を搬送する動作とを行い、前記記録媒体にドットの画像を記録するためのインクジェット記録装置であって、
   多値の画像データの画素に対して、ドットの配置が定められたドット配置パターンを割当てることにより、前記記録媒体の所定領域に記録すべき画像に対応し、前記多値の画像データより高解像度の２値の画像データを得るためのドット配置手段と、
   前記ドット配置手段より得られる２値の画像データを前記記録ヘッドの複数回の走査で前記所定領域に記録するために、前記２値の画像データと予め定められたマスクパターンとに基づいて、前記複数回の走査のそれぞれで記録すべき画像に対応した２値の画像データを生成するための生成手段とを具備し、
   前記ドット配置手段は、前記ドット配置パターン内の複数のドットが互いに異なる走査で記録されるように、前記マスクパターンを参照することによって、ドットの配置が異なる複数の前記ドット配置パターンの中から、前記画素に対して割当てるための前記ドット配置パターンを１つ選択することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. インクを吐出するための記録ヘッドを走査する動作と、記録媒体を搬送する動作とを行い、前記記録媒体にドットの画像を記録するためのインクジェット記録装置であって、
   多値の画像データの画素に対して、ドットの配置が定められたドット配置パターンを割当てることにより、前記記録媒体の所定領域に記録すべき画像に対応し、前記多値の画像データより高解像度の２値の画像データを得るためのドット配置手段と、
   前記ドット配置手段より得られる２値の画像データを前記記録ヘッドの複数回の走査で前記所定領域に記録するために、前記２値の画像データと予め定められたマスクパターンとに基づいて、前記複数回の走査のそれぞれで記録すべき画像に対応した２値の画像データを生成するための生成手段とを具備し、
   前記ドット配置手段は、ほぼ均等にドットが記録される前記複数回の走査によって画像が完成されるように、前記マスクパターンを参照することによって、ドットの配置が異なる複数の前記ドット配置パターンの中から、前記画素に対して割当てるための前記ドット配置パターンを１つ選択することを特徴とするインクジェット記録装置。
3. インクを吐出するための記録ヘッドを走査する動作と、記録媒体を搬送する動作とを行い、前記記録媒体にドットの画像を記録するためのインクジェット記録装置であって、
   多値の画像データの画素に対して、ドットの配置が定められたドット配置パターンを割当てることにより、前記記録媒体の所定領域に記録すべき画像に対応し、前記多値の画像データより高解像度の２値の画像データを得るためのドット配置手段と、
   前記ドット配置手段より得られる２値の画像データを前記記録ヘッドの複数回の走査で前記所定領域に記録するために、前記２値の画像データと予め定められたマスクパターンとに基づいて、前記複数回の走査のそれぞれで記録すべき画像に対応した２値の画像データを生成するための生成手段とを具備し、
   前記記録ヘッドは、インクを吐出するための複数の吐出口列を有し、
   前記ドット配置手段は、前記複数の吐出口列の吐出頻度がほぼ均等になるように、前記マスクパターンを参照することによって、ドットの配置が異なる複数の前記ドット配置パターンの中から、前記画素に対して割当てるための前記ドット配置パターンを１つ選択することを特徴とするインクジェット記録装置。
4. インクを吐出するための記録ヘッドを走査する動作と、記録媒体を搬送する動作とを行い、前記記録媒体にドットの画像を記録するためのインクジェット記録方法であって、
   多値の画像データの画素に対して、ドットの配置が定められたドット配置パターンを割当てることにより、前記記録媒体の所定領域に記録すべき画像に対応し、前記多値の画像データより高解像度の２値の画像データを得るためのドット配置工程と、
   前記ドット配置工程において得られる２値の画像データを前記記録ヘッドの複数回の走査で前記所定領域に記録するために、前記２値の画像データと予め定められたマスクパターンとに基づいて、前記複数回の走査のそれぞれで記録すべき画像に対応した２値の画像データを生成する生成工程と、
   前記２値の画像データに基づいて前記記録ヘッドからインクを吐出する吐出工程とを有し、
   前記ドット配置工程では、前記ドット配置パターン内の複数のドットが互いに異なる走査で記録されるように、ドットの配置が異なる複数の前記ドット配置パターンの中から、前記マスクパターンを参照することによって選択された１つの前記ドット配置パターンを、前記画素に対して割当てることを特徴とするインクジェット記録方法。
5. 複数の記録素子を有する記録ヘッドを走査する動作と、記録媒体を搬送する動作とを行い、前記記録媒体にドットの画像を記録するためのインクジェット記録装置において用いられるデータを生成するデータ生成装置であって、
   多値の画像データの画素に対して、ドットの配置が定められたドット配置パターンを割当てることにより、前記記録媒体の所定領域に記録すべき画像に対応し、前記多値の画像データより高解像度の２値の画像データを得るためのドット配置手段と、
   前記ドット配置手段より得られる２値の画像データを前記記録ヘッドの複数回の走査で前記所定領域に記録するために、前記２値の画像データと予め定められたマスクパターンとに基づいて、前記複数回の走査のそれぞれで記録すべき画像に対応した２値の画像データを生成するための生成手段とを具備し、
   前記ドット配置手段は、前記ドット配置パターン内の複数のドットが互いに異なる走査で記録されるように、前記マスクパターンを参照することによって、ドットの配置が異なる複数の前記ドット配置パターンの中から、前記画素に対して割当てるための前記ドット配置パターンを１つ選択することを特徴とするデータ生成装置。
6. 複数の記録素子を有する記録ヘッドを走査する動作と、記録媒体を搬送する動作とを行い、前記記録媒体にドットの画像を記録するためのインクジェット記録装置において用いられるデータを生成する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   多値の画像データの画素に対して、ドットの配置が定められたドット配置パターンを割当てることにより、前記記録媒体の所定領域に記録すべき画像に対応し、前記多値の画像データより高解像度の２値の画像データを得るためのドット配置工程と、
   前記ドット配置工程において得られる２値の画像データを前記記録ヘッドの複数回の走査で前記所定領域に記録するために、前記２値の画像データと予め定められたマスクパターンとに基づいて、前記複数回の走査のそれぞれで記録すべき画像に対応した２値の画像データを生成する生成工程とを有し、
   前記ドット配置工程では、前記ドット配置パターン内の複数のドットが互いに異なる走査で記録されるように、ドットの配置が異なる複数の前記ドット配置パターンの中から、前記マスクパターンを参照することによって選択された１つの前記ドット配置パターンを、前記画素に対して割当てることを特徴とするプログラム。

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