JP7419786B2 - 液体吐出装置および方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出装置および方法、プログラムに関する。

従来、インクジェット方式の液体吐出装置（インクジェット記録装置）では、マルチスキャン印字において、中間調処理後のドットデータに対して、複数の打ち分けマスクを用いてスキャンごとのデータを作成することが知られている。マスク処理において、実際の印刷によって形成される画像における同色の吐出ドットの一部が重なる重ね処理、または、ドットデータの有無に拘わらずドットを形成しない空隙処理、重ね処理と空隙処理との組み合わせ処理として、マスクを使用する。このような技術により、ドットの着弾位置ずれによるバンディングやスジなどの画像不良を抑制したり、データのドット数以上にインク付着量を増加させたりすることができる。

このようなドットマスク処理技術は、インクの液滴種に応じて重ね率が異なる打ち分け処理であって、ドットデータを液滴のサイズごとに作成し、滴種によって重ね率の異なる打ち分け処理を行うものである。また、別のドットマスク処理技術は、諧調に応じて重ね率が異なる打ち分け処理であって、ドットデータ作成時に濃度データを同時に作成し、濃度データに応じて重ね率の異なる打ち分け処理を実施し、諧調によって異なる打ち分け処理を行うものである。

しかしながら、従来のマルチスキャン印字におけるマスク処理は、印刷画像のデータによらず実施されてしまう。例えば、高諧調度の濃度確保のために、重ねドットが多くなるような打ち順マスクを使用する場合、高諧調部分の画像は、インク付着量が増加し、濃度が向上するという狙いの効果が得られる。しかし、低諧調部分の画像は、ドットが重なってしまうため、形成される画像のドットサイズが大きくなったり、また、ドットの色が濃くなったりしてしまうという課題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画質品質をより向上することができる液体吐出装置および方法、プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、記録媒体上に複数のノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記記録媒体と前記液体吐出ヘッドの少なくともいずれか一方を走査させる走査部と、画像データを取得する画像取得部と、前記液体吐出ヘッドから液体を吐出させない第１マスクパターンと、前記液体吐出ヘッドからの液体の吐出サイズを変更しないで吐出する第２マスクパターンと、前記液体吐出ヘッドからの液体の吐出サイズを変更して吐出する第３マスクパターンとを記憶する記憶部と、前記画像データから各画素に対して前記記録媒体上に吐出する液体のサイズに関わる情報を含むドットデータを作成すると共に、前記ドットデータおよび前記第１マスクパターン、前記第２マスクパターン、前記第３マスクパターンのいずれかに基づいて、前記走査部が行う複数の走査ごとに前記液体吐出ヘッドから吐出する液体のサイズを決定する画像処理部と、を備え、前記画像処理部は、前記ドットデータの画素に対して前記複数の走査ごとに適用するマスクパターンを決定し、前記ドットデータと前記複数の走査ごとに決定された前記マスクパターンとに基づいて前記複数の走査ごとに前記液体吐出ヘッドから吐出する液体のサイズを決定し、前記ドットデータに前記液体のサイズに関わる情報が設定されている画素に対して、前記複数の走査における全ての走査において前記第１マスクパターンを適用する空隙処理を行うことを特徴とする。

本発明によれば、画質品質をより向上することができる。

図１は、第１実施形態に係るインクジェット記録装置の模式的な構成の一例を示す図である。 図２は、第１実施形態に係るインクジェット記録装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図３は、第１実施形態に係るインクジェット記録装置の機能ブロックの構成の一例を示す図である。 図４は、シリアル型インクジェット記録装置におけるマルチパス印字の一例を示す図である。 図５は、マルチパス印字時におけるデータ処理のフローチャートの一例を示す図である。 図６は、基本的な打ち分け処理を説明する図である。 図７は、２パス１／４インターレースの一例を示す図である。 図８は、重ね空隙処理を実施した場合の打ち分け処理を説明する図である。 図９は、濃度ムラに対する重ね処理および空隙処理の効果を説明する図である。 図１０は、諧調に対する重ね率を表したグラフである。 図１１は、低諧調部分における重ね処理の実施の有無と着弾ずれ発生時のドット配置の一例を示す図である。 図１２は、第１実施形態の重ね空隙処理の一例を示す図である。 図１３は、第１実施形態の重ね空隙処理における諧調に対する重ね率を表したグラフである。 図１４は、従来の具体的な重ね空隙処理を示す図である。 図１５は、第１実施形態の具体的な重ね空隙処理を示す図である。 図１６は、第２実施形態の重ね空隙処理の一例を示す図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明に係る液体吐出装置および方法、プログラムの実施形態を詳細に説明する。また、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではなく、以下の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、およびいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換、変更および組み合わせを行うことができる。

［第１実施形態］
第１実施形態に係る液体吐出装置の一例であるインクジェット記録装置は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色の染料インクを吐出するヘッドユニット（液体吐出ヘッド）を有する。なお、染料インクではなく、水性顔料インクやＵＶ硬化型インク等を吐出するようにしてもよい。これらのヘッドユニットを記録媒体の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に往復動作させて画像形成を行う。すなわち、第１実施形態に係るインクジェット記録装置は、少なくとも１つは特定色（ブラック（Ｋ））を含む顔料インクと染料インクとにより画像を形成する。また、特定色とは、グレーを含む黒（ブラック（Ｋ））に属する色である。なお、特定色はブラック（Ｋ）に限ることはなく任意である。

（インクジェット記録装置の概略構成）
図１は、実施形態に係るインクジェット記録装置の模式的な構成の一例を示す図である。図１を参照しながら、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０の概略構成について説明する。

図１に示すように、液体吐出装置の一例であるインクジェット記録装置１０は、ヘッドユニット１２を主走査方向に複数回スキャンすることで印字を行うマルチパス印字を実行可能なシリアル型インクジェットプリンタである。インクジェット記録装置１０は、往路方向２１および復路方向２２の双方向（主走査方向）に往復移動（双方向走査）するキャリッジ１１と、記録媒体１４を搬送する走査部としての搬送ステージ１３とを備える。なお、走査部は、ヘッドユニット１２を移動させずに、記録媒体１４を主走査方向と副走査方向走査するものでも、記録媒体１４を移動させずに、ヘッドユニット１２を主走査方向と副走査方向走査するものであってもよい。

キャリッジ１１は、インク滴を吐出する複数の吐出ヘッドを有するヘッドユニット１２を搭載する。また、キャリッジ１１は、記録媒体１４の搬送方向（副走査方向）に対して直交する方向（主走査方向）に走査して画像を形成する。なお、記録媒体１４は、紙に限定されるものではない。

ヘッドユニット１２は、インク滴を記録媒体１４上に吐出して画像を形成する１または複数の吐出ヘッドを備える。なお、１つの吐出ヘッドの複数のノズル列からインク滴を吐出させるようにすることもできる。ヘッドユニット１２に含まれる吐出ヘッドは、インク滴を吐出するための圧力を発生する圧電素子等の圧力発生機能を備えたものを使用することができる。

搬送ステージ１３は、キャリッジ１１の移動領域の下方に配置され、載置された記録媒体１４を副走査方向に搬送する台である。搬送ステージ１３上に載置された記録媒体１４が搬送ステージ１３により副走査方向に搬送され、ヘッドユニット１２により画像形成される。すなわち、インクジェット記録装置１０は、キャリッジ１１を移動させてヘッドユニット１２からインク滴を記録媒体１４上に吐出させることにより、記録媒体１４上に所望の画像を形成することができる。

（インクジェット記録装置のハードウェア構成）
図２は、実施形態に係るインクジェット記録装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図２を参照しながら、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０のハードウェア構成について説明する。

図２に示すように、インクジェット記録装置１０は、メイン制御基板１２０と、キャリッジ１１と、主走査モータ１６と、副走査モータ１７とを備える。

メイン制御基板１２０は、インクジェット記録装置１０内の各種装置の動作を制御する基板である。メイン制御基板１２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２３と、記録ヘッド駆動回路１２４と、主走査駆動回路１２５と、副走査駆動回路１２６と、通信Ｉ／Ｆ１２７と、制御用ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）１３０とを備える。

キャリッジ１１は、記録媒体１４上を主走査方向に移動し、ヘッドユニット１２からインク滴を吐出することにより、記録媒体１４に画像を形成する移動体である。キャリッジ１１は、ヘッドユニット１２と、エンコーダセンサ１５と、印字センサ１８とを備える。

ＣＰＵ１２１は、インクジェット記録装置１０の全体の制御を司る演算装置である。例えば、ＣＰＵ１２１は、ＲＡＭ１２３を作業領域として利用して、ＲＯＭ１２２に格納された各種の制御プログラムを実行し、インクジェット記録装置１０における各種動作を制御するための制御指令を出力する。

記録ヘッド駆動回路１２４は、ヘッドユニット１２を駆動して吐出動作を行わせる駆動回路である。主走査駆動回路１２５は、主走査モータ１６を回転駆動させることよってキャリッジ１１を主走査方向に移動させる駆動回路である。副走査駆動回路１２６は、搬送ステージ１３上の記録媒体１４を副走査方向に搬送させる駆動回路である。

通信Ｉ／Ｆ１２７は、インクジェット記録装置１０がＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の外部機器３０とデータ通信を行うために接続するためのインターフェースである。例えば、通信Ｉ／Ｆ１２７は、外部機器３０から、インクジェット記録装置１０で画像形成（印刷）させるための画像データ等の印刷データを受信する。なお、図２では、インクジェット記録装置１０の通信Ｉ／Ｆ１２７が外部機器３０に直接接続されているが、これに限定されるものではなく、例えば、ネットワークを介して外部機器３０に接続されてもよく、あるいは、無線通信により外部機器３０とデータ通信を行うものとしてもよい。

制御用ＦＰＧＡ１３０は、ＣＰＵ１２１と連携してインクジェット記録装置１０における各種動作を制御する集積回路である。制御用ＦＰＧＡ１３０は、機能的な構成要素として、例えば、ＣＰＵ制御部１３１と、メモリ制御部１３２と、センサ制御部１３３とを有する。

ＣＰＵ制御部１３１は、ＣＰＵ１２１と通信を行って、制御用ＦＰＧＡ１３０が取得した各種情報をＣＰＵ１２１に送信と共に、ＣＰＵ１２１から出力された制御指令を入力する。

メモリ制御部１３２は、ＣＰＵ１２１がＲＯＭ１２２およびＲＡＭ１２３にアクセスするためのメモリ制御を行う。

センサ制御部１３３は、エンコーダセンサ１５から出力されるエンコーダ値、および印字センサ１８により読み取られた画像データを入力する処理を行う。

ヘッドユニット１２は、ＣＰＵ１２１および制御用ＦＰＧＡ１３０により動作制御される記録ヘッド駆動回路１２４により駆動され、搬送ステージ１３上の記録媒体１４にインク滴を吐出して画像を形成するユニットである。

エンコーダセンサ１５は、図示しないエンコーダシートのマークを検知して得られるエンコーダ値を制御用ＦＰＧＡ１３０に出力するセンサである。このエンコーダ値は、制御用ＦＰＧＡ１３０からＣＰＵ１２１へと送られて、例えば、キャリッジ１１の位置および速度を計算するために用いられる。ＣＰＵ１２１は、このエンコーダ値から計算したキャリッジ１１の位置および速度に基づき、主走査モータ１６を制御するための制御指令を生成して出力する。

印字センサ１８は、例えば、ノズル列の各ノズルの吐出状態の検出のため、ヘッドユニット１２により印字された画像を読み取るセンサである。

なお、図２に示したインクジェット記録装置１０のハードウェア構成は、一例を示すものであり、図２に示した構成要素以外の構成要素を含むものとしてもよい。

（インクジェット記録装置の機能ブロックの構成および動作）
図３は、第１実施形態に係るインクジェット記録装置の機能ブロックの構成の一例を示す図である。

図３に示すように、インクジェット記録装置１０は、画像取得部１４０と、画像処理部１４１と、レンダリング処理部１４２と、画像形成終了判断部１４３と、モータ制御部１４４と、画像形成部１４５と、記憶部１４６とを有する。

画像取得部１４０は、外部（例えば、外部機器３０等）から通信Ｉ／Ｆ１２７により受信された画像データを取得する機能部である。画像取得部１４０により取得された画像データは、例えば、ＲＧＢの３色の色情報で構成される。画像取得部１４０は、図２に示す制御用ＦＰＧＡ１３０により実現され、または、ＣＰＵ１２１によりプログラムが実行されることによって実現される。

画像処理部１４１は、画像取得部１４０により取得された画像データ（ＲＧＢデータ）を、インクジェット記録装置１０が扱うＣＭＹＫデータに変換する機能部である。また、画像処理部１４１は、インクジェット記録装置１０の特性およびユーザの嗜好を反映させるためのγ補正を行う。さらに、画像処理部１４１は、ハーフトーン処理を行う。ここで、ハーフトーン処理とは、ＣＭＹＫの階調データ（一般的に各色８ビット）をインクジェット記録装置１０が扱えるデータ（一般に１～３ビット）に量子化する処理である。ハーフトーン処理後の画像データは、ドットデータとなる。画像処理部１４１は、図２に示す制御用ＦＰＧＡ１３０により実現され、またはＣＰＵ１２１によりプログラムが実行されることによって実現される。

レンダリング処理部１４２は、レンダリング処理を行う機能部である。ここで、レンダリング処理とは、ハーフトーン処理および不吐出補完処理が完了したドットデータについて、ヘッドユニット１２と記録媒体１４とをどのように動かし、いずれのノズルからインク滴を吐出するかを決定する処理である。レンダリング処理部１４２は、図２に示す制御用ＦＰＧＡ１３０により実現され、またはＣＰＵ１２１によりプログラムが実行されることによって実現される。

画像形成終了判断部１４３は、画像形成部１４５により制御される印刷動作の終了の判断を行う機能部である。画像形成終了判断部１４３は、図２に示す制御用ＦＰＧＡ１３０により実現され、またはＣＰＵ１２１によりプログラムが実行されることによって実現される。

モータ制御部１４４は、画像形成部１４５の制御の下、主走査駆動回路１２５の動作を制御することにより、主走査駆動回路１２５により駆動される主走査モータ１６を制御して、キャリッジ１１の主走査方向への移動を制御する機能部である。また、モータ制御部１４４は、画像形成部１４５の制御の下、副走査駆動回路１２６の動作を制御することにより、副走査駆動回路１２６により駆動される副走査モータ１７を制御して、搬送ステージ１３上の記録媒体１４の副走査方向への搬送を制御する。モータ制御部１４４は、図２に示す制御用ＦＰＧＡ１３０により実現され、またはＣＰＵ１２１によりプログラムが実行されることによって実現される。

画像形成部１４５は、レンダリング処理部１４２によりレンダリング処理されたドットデータをプリンタエンジンに送り、記録ヘッド駆動回路１２４の動作を制御することにより、記録ヘッド駆動回路１２４により駆動されるヘッドユニット１２からのインク滴の吐出タイミング、およびインク滴の吐出量等を制御する機能部である。画像形成部１４５は、図２に示す制御用ＦＰＧＡ１３０により実現され、またはＣＰＵ１２１によりプログラムが実行されることによって実現される。

記憶部１４６は、画像処理部１４１が印字ドット打ち分け処理に必要となる複数のマスクパターンを記憶する機能部である。なお、複数のマスクパターンについては、後述する。記憶部１４６は、図２に示すＲＯＭ１２２もしくはＲＡＭ１２３等の記憶装置によって実現される。

画像処理部１４１は、色別データ生成処理部１５１と、ドットデータ生成処理部１５２と、印字ドット打ち分け処理部１５３とを有する。

色別データ生成処理部１５１は、画像取得部１４０により取得された画像データ（ＲＧＢデータ）を、インクジェット記録装置１０が扱うＣＭＹＫデータに変換することで、ＣＭＹＫごとの色別データを生成する。ドットデータ生成処理部１５２は、ＣＭＹＫの階調データに基づいてインクジェット記録装置１０が扱えるドットデータを生成する。

印字ドット打ち分け処理部１５３は、マルチパス印字を実施するとき、各ドットデータのうち、どのドットの印字を行うかの、印字打ち分け用のマスクパターンを用いて打ち分け処理を決定する。ヘッドユニット１２は、印加によりノズル列から吐出される液体の量を異ならせることで、大滴、中滴、小滴、吐出無など、一種類以上の体積の異なる液滴を打ち分けることができる。

（マルチパス印字の説明）
図４は、シリアル型インクジェット記録装置におけるマルチパス印字の一例を示す図、図５は、マルチパス印字時におけるデータ処理のフローチャートの一例を示す図である。

図４に示すように、ここでは、シリアル型インクジェット記録装置１０におけるマルチパス印字の一例を説明する。マルチスキャン印字は、シリアル型インクジェット記録装置１０において、複数スキャンに分割してドットを配置し、スキャンごとにメディアとノズルの相対位置をずらして、狙いの解像度画像を形成する印刷方法である。

図４は、２パス１／４インターレースの例である。２パス１／４インターレース作動の場合、２回のスキャンにより１つの走査線を形成し、形成した走査線のドットデータを２回のスキャンで打ち分けて印刷を行う。例えば、図４の太線で囲んだ部分のドットは、1スキャン目と５スキャン目に、走査線位置にヘッド４１のノズル４２が位置する。そのため、１スキャン目と５スキャン目の各スキャンで印刷するドットを分離し、各スキャンでドットを打ち分けることで走査線を完成させることができる。

図３および図５に示すように、ステップＳ１１にて、データが入力されると、ステップＳ１２にて色別データ生成処理部１５１は、画像取得部１４０により取得された画像データを、インクジェット記録装置１０が扱うＣＭＹＫデータに変換し、ＣＭＹＫごとの色別データを生成する。ステップＳ１３にて、ドットデータ生成処理部１５２は、生成した色別データごとのドットデータを生成する。

ステップＳ１４にて、印字ドット打ち分け処理部１５３は、マルチパス印字において、各スキャンのドットデータのうち、どのドットの印字を行うかの、印字打ち分け用のマスクパターンを用いて打ち分け処理を決定する。ステップＳ１５にて、ヘッドユニット１２は、スキャンにて、打ち分け処理で生成したデータの印字（出力）を行う。

（打ち分け処理の説明）
図６は、基本的な打ち分け処理を説明する図、図７は、２パス１／４インターレースの一例を示す図である。

以下、基本的な打ち分け処理について説明するが、ここで、ドットデータの４値は、液滴が大滴、中滴、小滴、吐出無の場合である。打ち分け処理は、作成されたドットデータに対して、各スキャン時のノズル位置に相当するデータを取得し、取得したデータに対して打ち分け処理を実施するものである。

図６に示すように、図６の打ち分け処理は、２パス１／４インターレースの例であり、１スキャン目と５スキャン目でノズルの位置が重なる。そのため、１スキャン目と５スキャン目で打ち分け処理を実施する。ここで、「０」は、インクの吐出無、「１」は、インクの液滴が小滴、「２」は、インクの液滴が中滴、「３」は、インクの液滴が大滴を表している。

図７に示すように、図７の打ち分け処理は、打ち分け処理のマスクパターンを用い、前半スキャン(１スキャン目)と、後半スキャン(５スキャン目)で打ち分けを実施する。従来の打ち分け処理のマスクパターンは、インクの吐出無「０」と、インクの吐出有「１」である。従来、この２つのマスクパターン「０」「１」を用いてドットデータを各スキャンに分配する。この場合、１スキャン目のマスクパターンと５スキャン目のマスクパターンと関係は、補完関係である。つまり、２回印字スキャンを実施することで、ドットデータと同じドットの配置が形成される。

下記の表１は、２値のマスクパターンを用いた打ち分け処理の一例を表したものである。この場合、例えば、ドットデータと対応する位置のマスク値の論理積（ＡＮＤ）を計算するマスク処理である。マスクパターンは、２値であり、ドットデータの吐出無「００」、小滴「０１」、中滴「１０」、大滴「１１」に対して、吐出しない画素「００」、吐出する画素「１１」が設定されている。そして、ドットデータとマスクパターンの論理積（ＡＮＤ）を計算することで、出力されるインクの液滴サイズが決定される。すなわち、マスクパターンが「００」の場合、出力される滴サイズは、吐出無しである。一方、マスクパターンが「１１」の場合、吐出する画素のドットデータの小滴「０１」、中滴「１０」、大滴「１１」がそのまま出力される。

図８は、重ね空隙処理を実施した場合の打ち分け処理を説明する図である。

図８に示すように、図８の打ち分け処理は、重ね空隙処理を実施した場合の、打ち分け処理の説明である。インクの液滴の着弾位置ずれによる濃度ムラを抑制するため、一部のドットを重ねる重ね処理、もしくは、ドットを形成しない画素を設ける空隙処理という打ち分け処理がある。この場合、図８は、この重ね処理と空隙処理を組み合わせた打ち分け処理の一例である。ここで、重ね空隙処理は、打ち分け処理のマスクパターンを用い、前半スキャン(１スキャン目)と、後半スキャン(５スキャン目)で打ち分けを実施する。打ち分け処理のマスクパターンは、インクの吐出無「０」と、インクの吐出有「１」である。

図８の重ね処理と空隙処理を含んだ打ち分け処理では、打ち分け処理のマスクパターンが、１スキャン目と５スキャン目の間で、吐出する「１」と吐出しない「０」が補完の関係になっておらず、マスクパターンの一部の画素の値が重複している。打ち分け処理のマスクパターンの値が重複している画素にて、重ねてドット（太線の「１」）が形成される。または、ドットが打たれない画素（太線の「０」）が発生する。重ね空隙処理を実施することにより、インクの液滴の着弾ずれが発生しても濃度ムラが発生しにくくなる。すなわち、重ね空隙処理を実施したマルチパス印字画像は、画素の一部が同滴種で重なる部分「４」「６」「８」、または、ドットが形成されない空白部分「０」となる。

図９は、濃度ムラに対する重ね処理および空隙処理の効果を説明する図である。

図９に示すように、重ね処理と空隙処理を含んだ打ち分け処理にて、前半スキャンと後半スキャンで打ち分けを実施し、前半スキャンでは、インクの液滴の着弾ずれが発生せず、後半スキャンでは、インクの液滴の着弾ずれが発生した。図９は、このときの重ね空隙処理の有無のドット配置を示したものである。

図９（１）は、重ね空隙処理を実施しない場合の例であり、インクの液滴の着弾位置がずれると、前半スキャンのドットと後半スキャンの一部ドットの重なり、意図していない空白が発生し、濃度ムラにつながる。一方、図９（２）は、重ね空隙処理を実施した場合の例であり、空隙処理において、理想位置に着弾した場合でも、一部の画素が空白になり、また、一部のドットは重ねって形成される。重ね空隙処理を実施した場合において、インクの液滴の着弾位置のずれが発生すると、着弾がずれることで、空白が発生するが、重ねドットの片側が、着弾ずれにより着弾位置ずれによって発生した空白や、空隙処理により元々ある空白を埋めるため、着弾位置ずれがない場合に比べて、インク被覆面積の差が小さく、濃度ムラを抑制する効果がある。

図１０は、諧調に対する重ね率を表したグラフ、図１１は、低諧調部分における重ね処理の実施の有無と着弾ずれ発生時のドット配置の一例を示す図である。

図１０に示すように、このグラフは、画像データの諧調における各使用滴の割合と、ドットの重ね率を表したものである。ここで、実線が大滴割合、点線が中滴割合、細線が小滴割合であり、一点鎖線が重ねドット率である。従来の重ね空隙処理は、打ち分け処理のマスクパターンの一部の画素の値を重複させることで、重ね処理を実施していた。そのため、液滴の種類や諧調によらず、ドットの重ね率は、諧調に対して一定であった。複数のサイズの液滴種を備えたインクジェット記録装置１０では、通常、低諧調領域では、主に小滴が使用される。また、ドットの使用数も少なく、データ上のカバレッジが低い。

図１１に示すように、重ね処理と空隙処理を含んだ打ち分け処理にて、前半スキャンと後半スキャンで打ち分けを実施し、前半スキャンでは、インクの液滴の着弾ずれが発生せず、後半スキャンでは、インクの液滴の着弾ずれが発生した。図１１は、このときの低諧調部分における重ね空隙処理の有無のドット配置を示したものである。

図１１（１）は、重ね空隙処理を実施しない場合の例であり、低諧調部では、もともとのドットカバレッジが低く、小さいサイズのインクの液滴が使用されるため、着弾位置がずれた場合において、ドットの重なりが発生しにくく、濃度ムラが発生しにくい。一方、図１１（２）は、重ね空隙処理を実施した場合の例であり、低諧調部分で、重ねドットの位置がずれることによりドットの位置がずれ、１つの画素上のインク被覆面積が大きくなってしまい、粒状感の悪化する場合がある。

（第１実施形態の打ち分け処理の説明）
図１２は、第１実施形態の重ね空隙処理の一例を示す図、図１３は、第１実施形態の重ね空隙処理における諧調に対する重ね率を表したグラフである。

図３に示すように、第１実施形態のインクジェット記録装置１０は、ヘッドユニット１２と、搬送ステージ１３と、画像取得部１４０と、記憶部１４６と、画像処理部１４１とを備える。記憶部１４６は、インクジェット記録装置１０のヘッドユニット１２からのインキの液滴を吐出量およびインキの液滴の吐出サイズを変更可能な複数のマスクパターンを記憶する。記憶部１４６が記憶する複数のマスクパターンは、インキの液滴を吐出させない第１マスクパターンと、インキの液滴の吐出サイズを変更しないで吐出する第２マスクパターンと、インキの液滴の吐出サイズを変更して吐出する第３マスクパターンである。

画像処理部１４１は、画像データからドットデータを作成し、ドットデータおよび記憶部１４６に記憶されたマスクパターンに基づいて吐出するインキの液滴のサイズを決定する。このとき、画像処理部１４１は、３個のマスクパターンから１つのマスクパターンを選択し、選択したマスクパターンにより印字するドットデータを変換する。具体的に、画像処理部１４１による処理は、ドットデータとマスクパターンの論理積を計算することによって行う。

そして、第１実施形態の液体吐出方法は、記録媒体１４とヘッドユニット１２の少なくともいずれか一方を走査させるステップと、画像データを取得するステップと、画像データからドットデータを作成するステップと、ドットデータに基づいてヘッドユニット１２からインクを吐出させない第１マスクパターンと、ヘッドユニット１２からのインクの吐出サイズを変更しないで吐出する第２マスクパターンと、ヘッドユニット１２からのインクの吐出サイズを変更して吐出する第３マスクパターンのいずれか１つを選択するステップと、ドットデータおよび選択されたマスクパターンに基づいてヘッドユニット１２から吐出する液体のサイズを決定するステップとを有する。

第１実施形態のプログラムは、上述した複数のステップをインクジェット記録装置１０に実行させるものである。

図１２に示すように、図１２の打ち分け処理は、第１実施形態の重ね空隙処理を実施した場合の打ち分け処理の説明である。この場合、図１２は、重ね処理と空隙処理を組み合わせた打ち分け処理の一例である。ここで、重ね空隙処理は、打ち分け処理のマスクパターンを用い、前半スキャン(１スキャン目)と、後半スキャン(５スキャン目)で打ち分けを実施する。打ち分け処理のマスクパターンは、２値より大きい多値（３値）化することで、滴種ごとに重ね率を変動させることができる。すなわち、３値のマスクパターンを用いてドットデータと論理積を計算することでマスクパターンの処理を行った場合の重ね空隙処理となる。つまり、インクの吐出無「０」と、中滴または大滴の液滴のインクの吐出有「２」と、インクの吐出有「３」である。

図１２の重ね空隙処理は、重ね空隙処理の値が重複するマスクパターンの画素のうち、前半スキャンもしくは後半スキャンのどちらかの画素を異なる値とすることで、ドットデータの滴種に応じて重ね空隙処理を変えることができる。すなわち、打ち分け処理のマスクパターンが、１スキャン目と５スキャン目の間で、吐出無「０」、中滴または大滴の液滴のインクの吐出有「２」、インクの吐出有「３」が補完の関係になっており、マスクパターンの一部の画素の値が重複する。

下記の表２は、３値のマスクパターンを用いた打ち分け処理の一例を表したものである。この場合、例えば、ドットデータと対応する位置のマスク値の論理積（ＡＮＤ）を計算するマスク処理である。マスクパターンは、３値であり、ドットデータの吐出無「００」、小滴「０１」、中滴「１０」、大滴「１１」に対して、吐出しない画素「００」、吐出する画素または吐出量を制限する画素「１０」、吐出する画素「１１」が設定されている。そして、ドットデータとマスクパターンの論理積（ＡＮＤ）を計算することで、出力されるインクの液滴サイズが決定される。すなわち、小滴「０１」、中滴「１０」、大滴「１１」に対して、マスクパターンが「００」の場合、出力される滴サイズは、吐出無しである。一方、小滴「０１」に対して、マスクパターンが「１０」の場合、出力される滴サイズは、吐出無しである。中滴「１０」に対して、マスクパターンが「１０」の場合、出力される滴サイズは、中滴「１０」である。大滴「１１」に対して、マスクパターンが「１０」の場合、出力される滴サイズは、中滴「１０」である。また、小滴「０１」、中滴「１０」、大滴「１１」に対して、マスクパターンが「１１」の場合、吐出する画素のドットデータの小滴「０１」、中滴「１０」、大滴「１１」がそのまま出力される。

図１３に示すように、このグラフは、画像データの諧調における各使用滴の割合と、ドットの重ね率を表したものである。ここで、実線が大滴割合、点線が中滴割合、細線が小滴割合であり、一点鎖線が重ねドット率である。第１実施形態の重ね空隙処理は、打ち分け処理のマスクパターンの一部の画素の値を重複させることで、重ね処理を実施する。また、インクの液滴サイズに応じて重ね処理の実施を制限する。例えば、小滴サイズのドットデータに対しては重ね処理を実施せず、中滴サイズおよび大滴サイズのドットデータのみに対して重ね処理を実施する。そのため、液滴の種類や諧調に応じて、ドットの重ね率は、諧調に対して変更される。すなわち、小滴サイズのドットに対しては、重ね処理を実施しないため、小滴サイズのドットの使用割合の高い低諧調側の粒状感を悪化させることなく、重ね処理によって、中諧調から高諧調において、濃度ムラを抑制する重ね処理を実施することができる。

図１４は、従来の具体的な重ね空隙処理を示す図、図１５は、第１実施形態の具体的な重ね空隙処理を示す図である。

従来の重ね空隙処理は、図１４に示すように、２値のマスクパターンを有する。２値のマスクパターンは、ドットデータに対して、吐出しない画素「００」と、吐出する画素「１１」が設定される。そして、ドットデータとマスク値の論理積（ＡＮＤ）を計算するマスク処理である。一方、第１実施形態の重ね空隙処理は、図１５に示すように、３値のマスクパターンを有する。３値のマスクパターンは、ドットデータに対して、吐出しない画素「００」と、小滴を吐出させずに大滴と中滴を中滴として吐出する画素「１０」と、吐出する画素「１１」が設定される。そして、ドットデータとマスク値の論理積（ＡＮＤ）を計算するマスク処理である。

（第２実施形態の打ち分け処理の説明）
図１６は、第２実施形態の重ね空隙処理の一例を示す図である。

図１６に示すように、図１６の打ち分け処理は、第２実施形態の重ね空隙処理を実施した場合の打ち分け処理の説明である。この場合、図１６は、重ね処理と空隙処理を組み合わせた打ち分け処理の一例である。図１６の重ね空隙処理は、打ち分け処理のマスクパターンが４値であり、マスク処理を論理積ではなく、マスクの値に応じて出力ドットを選択して打ち分け処理を実施する。

第２実施形態の重ね空隙処理は、第１実施形態と同様に、インクの液滴サイズに応じて重ね処理の実施を制限する。すなわち、小滴サイズのドットデータに対しては重ね処理を実施せず、中滴サイズおよび大滴サイズのドットデータのみに対して重ね処理を実施する。そのため、液滴の種類や諧調に応じて、ドットの重ね率は、諧調に対して変更される。すなわち、小滴サイズのドットに対しては、重ね処理を実施しないため、小滴サイズのドットの使用割合の高い低諧調側の粒状感を悪化させることなく、重ね処理によって、中諧調から高諧調において、濃度ムラを抑制する重ね処理を実施することができる。

（本実施形態の作用効果な説明）
上述したように本実施形態に係るインクジェット記録装置１０は、記録媒体１４上に複数のノズルからインクを吐出するヘッドユニット１２と、記録媒体１４を走査させる搬送ステージ１３と、画像データを取得する画像取得部１４０と、ヘッドユニット１２からのインクの吐出量およびインクの吐出サイズを変更可能な複数のマスクパターンを記憶する記憶部１４６と、画像データからドットデータを作成すると共にドットデータおよびマスクパターンに基づいてヘッドユニット１２から吐出するインキのサイズを決定する画像処理部１４１とを備える。そのため、画像処理部１４１は、インクの吐出量やインクの吐出サイズを変更可能なマスクパターンを用いてインキのサイズを決定することから、画質品質をより向上することができる。

本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、記憶部１４６は、ヘッドユニット１２からインクを吐出させない第１マスクパターンと、ヘッドユニット１２からの液体の吐出サイズを変更しないで吐出する第２マスクパターンと、ヘッドユニット１２からの液体の吐出サイズを変更して吐出する第３マスクパターンとを記憶する。そのため、ドットデータと打ち分け処理のマスクパターンのみで完結することで、重ね率を画像によって変更するために、滴種ごとに各種のデータを作成する必要がなく、処理を容易に実施することができる。

本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、画像処理部１４１は、マスクパターンにより印字するドットデータを変換する。すなわち、画像処理部１４１は、ドットデータとマスクパターンの論理積を計算することにより出力するドットデータのサイズを変更する。また、画像処理部１４１は、マスクパターンの値に応じて出力するドットデータのサイズを変更する。そのため、重ね処理を容易に実施することができる。

本実施形態に係る液体吐出方法は、記録媒体１４を走査させるステップと、画像データを取得するステップと、画像データからドットデータを作成するステップと、ドットデータに基づいてヘッドユニット１２からインクを吐出させない第１マスクパターンと、ヘッドユニット１２からのインクの吐出サイズを変更しないで吐出する第２マスクパターンと、ヘッドユニット１２からのインクの吐出サイズを変更して吐出する第３マスクパターンのいずれか１つを選択するステップと、ドットデータおよび選択されたマスクパターンに基づいてヘッドユニット１２から吐出するインクのサイズを決定するステップとを有する。

本実施形態に係る液体吐出方法のプログラムでは、ヘッドユニット１２に、上述した各ステップを実行させるためのものである。そのため、画質品質をより向上することができる。

なお、上述した実施形態では、本発明の液体吐出装置をインクジェット記録装置に適用した例を挙げて説明したが、複合機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等のいずれにも適用することができる。

また、上述した実施形態にて、記録媒体は、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。そして、記録媒体の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、液体は、液体吐出ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等である。

また、上述した実施形態の各機能は、一または複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、処理回路とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上述した各機能を実行するよう設計されたＡＳＩＣ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＦＰＧＡ、ＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ ａ Ｃｈｉｐ)、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。

また、上述した実施形態において、インクジェット記録装置１０の各機能部の少なくともいずれかがプログラムの実行によって実現される場合、そのプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。また、上述の実施形態および各変形例において、インクジェット記録装置１０で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ－Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、またはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

また、上述の実施形態において、インクジェット記録装置１０で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、上述の実施形態および各変形例において、インクジェット記録装置１０で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、上述の実施形態および各変形例において、インクジェット記録装置１０で実行されるプログラムは、上述した各機能部のうち少なくともいずれかを含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵが上述の記憶装置からプログラムを読み出して実行することにより、上述の各機能部が主記憶装置上にロードされて生成されるようになっている。

１０ インクジェット記録装置（液体吐出装置）
１１ キャリッジ
１２ ヘッドユニット（液体吐出ヘッド）
１３ 搬送ステージ（走査部）
１４ 記録媒体
１５ エンコーダセンサ
１６ 主走査モータ
１７ 副走査モータ
１８ 印字センサ
２１ 往路方向
２２ 復路方向
３０ 外部機器
４１ ヘッド
４２ ノズル
１２０ メイン制御基板
１２１ ＣＰＵ
１２２ ＲＯＭ
１２３ ＲＡＭ
１２４ 記録ヘッド駆動回路
１２５ 主走査駆動回路
１２６ 副走査駆動回路
１２７ 通信Ｉ／Ｆ
１３０ 制御用ＦＰＧＡ
１３１ ＣＰＵ制御部
１３２ メモリ制御部
１３３ センサ制御部
１４０ 画像取得部
１４１ 画像処理部
１４２ レンダリング処理部
１４３ 画像形成終了判断部
１４４ モータ制御部
１４５ 画像形成部
１４６ 記憶部
１５１ 色別データ生成処理部
１５２ ドットデータ生成処理部
１５３ 印字ドット打ち分け処理部

特許第５３２８５０５号公報 特許第５７０９３９４号公報

Claims (7)

1. 記録媒体上に複数のノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
   前記記録媒体と前記液体吐出ヘッドの少なくともいずれか一方を走査させる走査部と、
   画像データを取得する画像取得部と、
   前記液体吐出ヘッドから液体を吐出させない第１マスクパターンと、前記液体吐出ヘッドからの液体の吐出サイズを変更しないで吐出する第２マスクパターンと、前記液体吐出ヘッドからの液体の吐出サイズを変更して吐出する第３マスクパターンとを記憶する記憶部と、
   前記画像データから各画素に対して前記記録媒体上に吐出する液体のサイズに関わる情報を含むドットデータを作成すると共に、前記ドットデータおよび前記第１マスクパターン、前記第２マスクパターン、前記第３マスクパターンのいずれかに基づいて、前記走査部が行う複数の走査ごとに前記液体吐出ヘッドから吐出する液体のサイズを決定する画像処理部と、
   を備え、
   前記画像処理部は、前記ドットデータの画素に対して前記複数の走査ごとに適用するマスクパターンを決定し、前記ドットデータと前記複数の走査ごとに決定された前記マスクパターンとに基づいて前記複数の走査ごとに前記液体吐出ヘッドから吐出する液体のサイズを決定し、
   前記ドットデータに前記液体のサイズに関わる情報が設定されている画素に対して、前記複数の走査における全ての走査において前記第１マスクパターンを適用する空隙処理を行うことを特徴とする
   液体吐出装置。
2. 前記ドットデータに前記液体のサイズに関わる情報が設定されいている一部の画素に対して、前記前記複数の走査において前記第２のマスクパターンまたは前記第３のマスクパターンを適用する重ね処理を行うことを特徴とする
   請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記ドットデータに前記液体のサイズに関わる情報が設定されいている一部の画素に対して、前記前記複数の走査において前記第２のマスクパターンを適用する重ね処理を行うことを特徴とする
   請求項１に記載の液体吐出装置。
4. 前記画像処理部は、前記ドットデータと前記第１マスクパターン、前記第２マスクパターン、前記第２マスクパターンのいずれかとの論理積を計算することにより出力するドットデータのサイズを変更する、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
5. 前記画像処理部は、前記マスクパターンの値に応じて出力するドットデータのサイズを変更する、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
6. 記録媒体と液体吐出ヘッドの少なくともいずれか一方を複数回走査し、前記複数回の走査において前記記録媒体上に前記液体吐出ヘッドから液体を吐出させる吐出方法であって、
   画像データを取得するステップと、
   前記画像データから各画素に対して前記記録媒体上に吐出する液体のサイズに関わる情報を含むドットデータを作成するステップと、
   前記ドットデータに基づいて、前記ドットデータの画素に対して前記液体吐出ヘッドから液体を吐出させない第１マスクパターンと、前記液体吐出ヘッドからの液体の吐出サイズを変更しないで吐出する第２マスクパターンと、前記液体吐出ヘッドからの液体の吐出サイズを変更して吐出する第３マスクパターンのいずれか１つのマスクパターンを、前記ドットデータの各画素に対して前記複数回の走査ごとに選択するステップと、
   前記ドットデータおよび選択された前記マスクパターンに基づいて前記画素に対して前記複数回の走査ごとに前記液体吐出ヘッドから吐出する液体のサイズを決定するステップと、
   を有し、
   前記選択するステップは、前記ドットデータに前記液体のサイズに関わる情報が設定されている画素に対して、前記複数回の走査における全ての走査において前記第１マスクパターンを選択する空隙処理を行うことを特徴とするする液体吐出方法。
7. 記録媒体上に複数のノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記記録媒体と前記液体吐出ヘッドの少なくともいずれか一方を走査させる走査部とを備え、複数回の前記走査において前記記録媒体に液体を吐出する液体吐出装置に、
   画像データを取得するステップと、
   前記画像データから各画素に対して前記記録媒体上に吐出する液体のサイズに関わる情報を含むドットデータを作成するステップと、
   前記ドットデータに基づいて、前記ドットデータの画素に対して前記液体吐出ヘッドから液体を吐出させない第１マスクパターンと、前記液体吐出ヘッドからの液体の吐出サイズを変更しないで吐出する第２マスクパターンと、前記液体吐出ヘッドからの液体の吐出サイズを変更して吐出する第３マスクパターンのいずれか１つのマスクパターンを、前記ドットデータの各画素に対して前記複数回の走査ごとに選択するステップと、
   前記ドットデータおよび選択された前記マスクパターンに基づいて前記液体吐出ヘッドから吐出する液体のサイズを決定するステップと、
   を実行させ、
   前記選択するステップにおいて、前記ドットデータに前記液体のサイズに関わる情報が設定されている画素に対して、前記複数回の走査における全ての走査において前記第１マスクパターンを選択する空隙処理を実行させるためのプログラム。

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