JP2004009534A

JP2004009534A - インクジェット記録装置および記録方法

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Publication number: JP2004009534A
Application number: JP2002166042A
Authority: JP
Inventors: Yuji Akiyama; 秋山　勇治
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】複数のノズル列を有する記録ヘッドを用いて記録を行う際に、画像劣化の要因となるテクスチャーや不快なノイズの発生を防止する。
【解決手段】記録ヘッドが２つのノズル列を有する場合、オリジナル画像データＳ１を、記録ヘッドの吐出口構成により最適な解像度に変換し（Ｓ２）、各列２つのノズルで記録可能な２×２などの単位領域で記録可能なパターンの種類数（ｎ）に量子化され（Ｓ３）、ドットのオン／オフに相当する信号値として２値化展開処理が行われ（Ｓ４）記録データを得る。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録機器、通信機器、事務機器の記録部に適用可能なインクジェット記録装置および記録方法に関し、特に、少なくとも２列に配列されており、それぞれからインクを吐出する複数の記録素子を有する記録ヘッドによって記録を行う際に、記録品位を向上させることのできるインクジェット記録装置および記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にプリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、画像情報に基づいて、紙やプラスチック薄板等のシート状の被記録材（記録媒体）上にドットパターンから成る画像を記録するように構成されている。前記記録装置は、記録方法により、インクジェット式、ワイヤードット式、サーマル式、レーザビーム式等に分けることができる。
【０００３】
特に、インクジェット記録装置は、画像情報に基づいて記録媒体にインクを吐出させて記録を行うように構成されているため、高精細な画像を高速で記録することができ、ノンインパクト方式であるため騒音が少なく、しかも多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
【０００４】
従って、インクジェット記録装置は、動作音の静粛性が要求されるプリンタやファクシミリ、複写機等において多数使用されている。又その構成としては所望される記録情報に応じてインクを吐出する記録ヘッドを装着すると共に用紙等の記録媒体の送り方向と直角な方向に往復走査しながら記録を行なうシリアルスキャン型が安価で小型化が容易などの点から一般的に広く用いられている。
【０００５】
また、発熱素子（ヒータ）による熱エネルギーでインクを局所的に加熱し、発生した気泡により吐出口内部で圧力変化を起こさせてインク吐出を行う方式のインクジェット記録装置は、インク吐出を高周波で行うことができる利点があるため、最近多く実用化され、各種装置の記録部に採用されている。
【０００６】
また近年は、データ処理用ＣＰＵの高性能化、メモリ等の記憶手段の低価格化、スキャナ、デジタルカメラ等の入力機器の普及、集積加工技術の向上により、より高解像度化、高画質化が求められている。
【０００７】
これに伴い、出力機器である前記の記録装置においてもより高解像度化がなされている。さらに高画質化においては階調再現能力、ドット配置に起因する画像のざらつき感（粒状感）といった要因の向上が行われている。
【０００８】
この点を満足するために、中間調表現方法すなわち量子化方法として誤差拡散法が多用されている。
【０００９】
さらに、従来のディザ法で用いられていた閾値マトリクスのサイズを大きくして階調再現能力を向上させ、粒状感に関しても量子化後のドット配置がブルーノイズ特性を持つようにすることで良好な画像品質が得られることが知られるようになった。
【００１０】
ブルーノイズとは、Ｒ．Ｕｌｉｃｈｎｅｙ著の「Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｈａｌｆｔｏｎｉｎｇ」によるとドットの配列を空間周波数で見た時に、図２１のようなスペクトルを有しているものである。このスペクトルの特徴は低周波数成分が抑えられていることと高周波数側で急激な立ち上がりピークを持っていることである。
【００１１】
ここで、人間の目の視感度特性は、図２２に示すように低周波数成分に敏感になっているので、低周波成分が抑えられた特性をもつ画像が視覚的に好ましいものとなる。つまりこのブルーノイズ特性を有する閾値マスクで量子化した画像はノイズ感が少なく非常になめらかに感じられる。
【００１２】
また、誤差拡散法で量子化した場合にも、そのドット配置の空間周波数特性は同様に低周波数成分が抑えられた特性となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
シリアルスキャン型のインクジェット記録装置においては、高解像度化を図るために記録ヘッドのインク吐出口の高集積化が進められている。図１５は、記録ヘッド１のインク吐出口の構成例を示す図である。
【００１４】
図１５中ｘはキャリッジの走査方向（主走査方向）、ｙは記録媒体の搬送方向（副走査方向）を示している。吐出口１５０は複数の列の沿って設けられている。
【００１５】
図１５（ａ）は副走査方向の記録解像度Ｒｄｐｉに対してＲ／２ｄｐｉの解像度ピッチで配列した吐出列Ｌ１，Ｌ２を解像度Ｒｄｐｉピッチずらして２列構成としたものである。
【００１６】
図１５（ｂ）は副走査方向の記録解像度Ｒ´ｄｐｉに対してＲ´／３ｄｐｉの解像度ピッチで配列した吐出口列Ｌ´１，Ｌ´２，Ｌ´３を解像度Ｒ´ｄｐｉピッチずらして３列構成としたものである。
【００１７】
吐出口列Ｌ１，Ｌ２およびＬ´１，Ｌ´２，Ｌ´３はそれぞれ主走査方向にｔおよびｔ´離間して設けられているが、実際に記録する際にはそれぞれの吐出口列からインクを吐出するタイミングを記録装置の制御部でｔおよびｔ´分遅延させるよう制御することで記録媒体上の同一列にドットを記録することができる。
【００１８】
図１６（ａ）は図１５（ａ）の吐出口構成の記録ヘッド１を用いた場合の理想的なインク吐出状態を示している。図中、矢印方向にインクが吐出する。
【００１９】
図１６（ｂ）、図１６（ｃ）は図１５（ａ）の吐出口構成の記録ヘッドを用いた場合の実際のインク吐出状態の例を示す図である。図に示すように理想的なインク吐出方向に対してそれぞれ角度Ｑ_１からＱ_４だけずれてインクが吐出されている。
【００２０】
実際には吐出口の加工精度、吐出口と発熱素子の位置関係、吐出口近傍のぬれ性等により両吐出口列から図１６（ａ）の様にインクを同一方向に吐出させることはむずかしい。
【００２１】
電気的に駆動のタイミングを補正調整することは可能であるが、先に述べた吐出口近傍のぬれ性等の物性が変化する要因が関与する場合には、使用途中でその吐出方向が変動することもあり一律に調整することは困難である。
【００２２】
図１７は図１５（ａ）の吐出口構成の記録ヘッドを用い、理想的なインク吐出状態で誤差拡散法による中間調処理を行った場合の記録ドットの配置である。
【００２３】
図１８は同じ中間調処理で図１５（ａ）の吐出口構成の記録ヘッドを用い、インク吐出方向にずれが生じた場合の記録ドット配置である。
【００２４】
均一にドットが分散された図１７と異なり、図１８ではドットの疎密によるテクスチャーが発生して画像品位の劣化がみられる。
【００２５】
図１９は図１７の奇数ラスタすなわちＬ１吐出口列による記録ドット配置、図２０は同様に図１７の偶数ラスタすなわちＬ２吐出口列による記録ドット配置を示している。
【００２６】
均一に分散しているようにみえる図１７のドット配列を奇数、偶数ラスタに分割するとそれぞれ、あるドット群が存在することがわかる。奇数、偶数ラスタのドットが本来の理想的な位置に記録されないとこのドット群が目立ちはじめ、図１８のようなテクスチャーとして視認されてしまう。
【００２７】
また、先に述べたブルーノイズ特性を有する閾値マスクで量子化したディザ処理による画像においても、理想的なインク吐出状態を有する記録ヘッドで記録した場合にはノイズ感の少ない非常になめらかな画像が得られるが、実際に吐出方向にばらつきがある記録ヘッドで記録した画像は、誤差拡散による量子化時と同様にテクスチャーや不快なノイズの発生といった画像品位の劣化を引き起こしていた。
【００２８】
誤差拡散処理およびブルーノイズ特性を有するディザ処理の両者に共通する問題は、各孤立ドットを乱数的に配置することで視覚的に好ましい状態を維持形成しているが、所定周期でその配置がくずれると視覚的に敏感な低周波数成分のテクスチャーが増大して画像品位の劣化を生じてしまう点である。
【００２９】
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、複数の記録素子列を有する記録ヘッドを用いて記録を行う際に、画像劣化の要因となるテクスチャーや不快なノイズの発生を防止でき、常に良好な画像記録を行うことが可能な、インクジェット記録装置及び記録方法を提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のインクジェット記録装置は、それぞれからインクを吐出する複数の記録素子を有する記録ヘッドによって記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドは、Ｎが２以上の数であるとき、記録解像度の１／Ｎの間隔で配列された記録素子をＮ列備えており、
各列の記録素子を少なくとも１つずつ使用して記録可能な所定の領域を単位として、入力された画像の各画素の値を、各記録素子を駆動するか否かを示す２値の記録データに変換する２値化手段を含んでいる。
【００３１】
また、上記目的を達成する本発明のインクジェット記録方法は、それぞれからインクを吐出する複数の記録素子を有する記録ヘッドによって記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法であって、
前記記録ヘッドに、Ｎが２以上の数であるとき、記録解像度の１／Ｎの間隔で記録素子をＮ列配列し、
各列の記録素子を少なくとも１つずつ使用して記録可能な所定の領域を単位として、入力された画像の各画素の値を、各記録素子を駆動するか否かを示す２値の記録データに変換する２値化工程を含んでいる。
【００３２】
すなわち、記録ヘッドに、Ｎが２以上の数であるとき、記録解像度の１／Ｎの間隔で記録素子をＮ列配列し、各列の記録素子を少なくとも１つずつ使用して記録可能な所定の領域を単位として、入力された画像の各画素の値を、各記録素子を駆動するか否かを示す２値の記録データに変換する。
【００３３】
このようにすると、例えば記録ヘッドが２つの記録素子列を有する場合、各列の記録素子を使用して記録可能な２つのドットで形成される領域を単位として画像が記録されるので、各記録素子列毎にインク吐出方向が偏っていても特定のテクスチャーや周期的パターンの発生を防ぐことができる。
【００３４】
従って、複数の記録素子列を有する記録ヘッドを用いて画像記録を行う際に、画像劣化の要因となるテクスチャーや不快なノイズの発生を防止でき、常に良好な画像記録を行うことが可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００３６】
なお、以下に説明する実施形態では、インクジェット記録方式を用いた記録装置としてシリアルスキャン形式のカラーインクジェット記録装置を例に挙げ説明する。
【００３７】
なお、本明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も言うものとする。
【００３８】
ここで、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも言うものとする。
【００３９】
さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を言うものとする。
【００４０】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施形態としてのシリアルスキャン形式のカラーインクジェット記録装置の要部構成を示す斜視図である。
【００４１】
図１において、ブラック（Ｋ）インクを吐出する吐出口列を有するブラックインク用記録ヘッド１Ｋと、シアン（Ｃ）インクを吐出する吐出口列を有するシアンインク用記録ヘッド１Ｃと、マゼンタ（Ｍ）インクを吐出する吐出口列を有するマゼンタインク用記録ヘッド１Ｍと、イエロー（Ｙ）インクを吐出する吐出口列を有するイエローインク用記録ヘッド１Ｙとがキャリッジ２に所定距離をおいて設置してある。
【００４２】
ガイドシャフト５およびエンコーダ６によりキャリッジ２が案内支持されている。キャリッジ２は駆動ベルト７，８を介してキャリッジモータ９の駆動により前記ガイドシャフト５に沿って主走査方向に往復移動させられる。
【００４３】
用紙やプラスチック薄板から成る記録媒体は搬送ローラ（不図示）を経て排紙ローラ３，４に挟持され、不図示の搬送モータの駆動に伴い矢印Ａ方向（副走査方向）に送られる。
【００４４】
上記記録ヘッド１Ｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙの記録媒体と対面する表面（吐出口形成面）には複数の吐出口が設けられており、各吐出口の内部（液路）にはインク吐出用の熱エネルギーを発生する発熱素子（電気・熱エネルギー変換体）が設けられている。エンコーダ６の読み取りタイミングに従い、前記発熱素子を記録信号に基づいて駆動し、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に記録媒体上にインク液滴を飛翔、付着させることで画像を形成することができる。
【００４５】
記録領域外に設定されたキャリッジ２のホームポジションには、キャップ部１０をもつ回復ユニット１１が配設されインク吐出の安定性を保っている。１２は記録ヘッド１の吐出口形成面をクリーニングするためのクリーニングブレードである。
【００４６】
記録ヘッド１へのインク供給はキャリッジ２上の不図示のサブタンクを介して供給チューブ１３を通じてインクタンク１４より行われる。各記録ヘッドおよびインクカートリッジは必要に応じて交換可能な構成となっている。
【００４７】
本実施形態では、インクを供給チューブ１３を介して記録ヘッドへ供給しているが、インクタンクを記録ヘッドと同じキャリッジ上に搭載し、直接記録ヘッドへインクを供給するような構成としてもよい。
【００４８】
図２は、本実施形態のインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【００４９】
図２において、２２は画像入力部であり、インターフェース２１を介してホストコンピュータ等から記録する画像データを入力するものである。２３は記録装置全体をＲＯＭ２４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ＣＰＵ２３中において、２４は制御プログラム、エラー処理プログラム、ＣＰＵ２３を動作させるためのプログラム等を格納しているＲＯＭを示し、２５はＲＯＭ２４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待避エリアとして用いるＲＡＭを示している。
【００５０】
そして２６は画像入力部２２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、２７は記録開始等のオペレーションを行うための操作部を示している。この操作部２７はエラーメッセージ等の簡単な表示機能を有している。２８はＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色の各記録ヘッドによって記録媒体にインクを吐出し、画像を形成する記録部を示している。２９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いる。
【００５１】
図３は、図２の画像信号処理部２６による画像データ処理の主な流れを示している。
【００５２】
画像入力部２２で入力したオリジナル画像データＳ１は、記録ヘッドの吐出口構成により最適な解像度に変換される（Ｓ２）。解像度の変換方法は一般的に知られている手法が用いられ、ここでは特に方式については限定しない。次に記録ヘッドの吐出口構成により決定した量子化数（ｎ）のｎ値化処理が行われる（Ｓ３）。その後ドットのオン／オフに相当する信号値として２値化展開処理が行われ（Ｓ４）、記録部において所望の画像が記録される。
【００５３】
次に、図４を用いて本実施形態のｎ値化処理について説明する。ここでは量子化手法として誤差拡散法を用いた場合で説明する。
【００５４】
ここで、本実施形態の記録装置が有する記録ヘッドは、図１５（ａ）に示すように、吐出口列がＬ１，Ｌ２の２列構成となっており、副走査方向の解像度Ｒは６００ｄｐｉである。
【００５５】
Ｌ１，Ｌ２の吐出口列による記録ドットを１組とするために、画像処理時の解像度を、副走査方向３００ｄｐｉ×主走査方向３００ｄｐｉとすると、同３００ｄｐｉ×３００ｄｐｉエリア内に記録出来るドット数の組み合わせは、図６の（ａ）〜（ｅ）に示すように５通りである。
【００５６】
したがって量子化数は５となり、図３のＳ３では５値化処理が行われる。以下に５値化処理について説明する。
【００５７】
誤差拡散法は、入力画素と出力画素との積算誤差を２次元的に清算して行くものである。図４において、入力画素Ｉｘｙ（多値信号）の周辺に生じた量子化誤差Ｅｘｙに、誤差配分器４４により誤差バッファメモリ４３に格納された誤差拡散マトリクスに基づく誤差配分係数Ｋｋｌを乗算して重みづけを行い、次式の積算誤差Ｓｘｙを求める。
【００５８】
拡散マトリクス内の各画素に対する誤差配分係数Ｋｋｌは、Ｘを注目画素、ｋ，ｌを拡散マトリクス内の座標とすると、
【００５９】
【数１】

となる。従って、積算誤差Ｓｘｙは、
Ｓｘｙ＝（１／ΣＫｋｌ）Σｋｌ・Ｅｘ−ｙ，ｙ−１
となる。
【００６０】
次に積算誤差Ｓｘｙを入力補正手段４０を介してＩｘｙに繰り入れ、補正値Ｉ´ｘｙを得る。ここで、補正値Ｉ´ｘｙは、
Ｉ´ｘｙ＝Ｉｘｙ＋Ｓｘｙ
である。
【００６１】
次に、比較器４１でＩ´ｘｙを閾値信号Ｔと比較してｎ値化を行い、ｎ値信号Ｐｘｙを出力する。このときの誤差Ｅｘｙは、差分演算手段４２で求められ、その値は、
Ｅｘｙ＝Ｉ´ｘｙ−Ｐｘｙ
となる。
【００６２】
閾値信号Ｔは、図５の入力画像レベルと量子化レベルの関係を示すグラフに従って決定される。具体的には、
０≦Ｉ´ｘｙ＜６４の場合、Ｔ＝３２であり、
Ｔ＜Ｉ´ｘｙの時の量子化レベルは１、
Ｔ≧Ｉ´ｘｙの時の量子化レベルは０、
６４≦Ｉ´ｘｙ＜１２８の場合、Ｔ＝９６であり、
Ｔ＜Ｉ´ｘｙの時の量子化レベルは２、
Ｔ≧Ｉ´ｘｙの時の量子化レベルは１、
１２８≦Ｉ´ｘｙ＜１９２の場合、Ｔ＝１６０であり、
Ｔ＜Ｉ´ｘｙの時の量子化レベルは３、
Ｔ≧Ｉ´ｘｙの時の量子化レベルは２、
１９２≦Ｉ´ｘｙ≦２５５の場合、Ｔ＝２４４であり、
Ｔ＜Ｉ´ｘｙの時の量子化レベルは４、
Ｔ≧Ｉ´ｘｙの時の量子化レベルは３、
となる。
【００６３】
このようにして決定された量子化レベルに応じて、図６の（ａ）〜（ｅ）に示すドット構造のいずれかにより２値化展開する。
【００６４】
以上のように量子化して２値化展開することにより、インクの吐出方向が理想方向からずれた場合には画像処理解像度ピッチ内の各画素中ではドット位置にずれが生じるが、誤差拡散法により決定された乱数的なドット配置は維持される。
【００６５】
従って、本実施形態によれば、ｎ値化する際の誤差がドット１つ１つに分散されずに、２つの吐出口列により形成されるドットのグループ単位で分散されるので、インク吐出方向のばらつきによるテクスチャー発生を防止できる。
【００６６】
［変形例］
図３のＳ３で行うｎ値化処理に関し、記録ヘッドが上記実施形態と同様に、図１５（ａ）に示すような吐出口列がＬ１，Ｌ２の２列構成で、副走査方向の解像度Ｒが６００ｄｐｉの場合、画像処理時の解像度を副走査方向３００ｄｐｉ×主走査方向６００ｄｐｉとし、図８の（ａ）〜（ｃ）に示す３種類のドット数の組み合わせを使用する３値化処理を行っても良い。
【００６７】
さらに、記録装置が有する記録ヘッドが、図１５（ｂ）に示すような吐出口列がＬ´１，Ｌ´２，Ｌ´３の３列構成で、副走査方向の解像度Ｒが６００ｄｐｉの場合、画像処理時の解像度を副走査方向２００ｄｐｉ×主走査方向２００ｄｐｉとし、図７の（ａ）〜（ｊ）に示す１０種類のドット数の組み合わせを使用する１０値化処理を行っても良い。
【００６８】
同様に、記録装置が有する記録ヘッドが、図１５（ｂ）に示すような吐出口列がＬ´１，Ｌ´２，Ｌ´３の３列構成で、副走査方向の解像度Ｒが６００ｄｐｉの場合、画像処理時の解像度を副走査方向２００ｄｐｉ×主走査方向６００ｄｐｉとし、図９の（ａ）〜（ｄ）に示す４種類のドット数の組み合わせを使用する４値化処理を行っても良い。
【００６９】
画像処理解像度ピッチ内の各画素におけるｎ値化処理後のドット配置は、ここで示したものに限定されず、異なるドット配置としても良い。さらに画像処理解像度ピッチ内の各画素におけるｎ値化処理後のドット配置が、各画素により異なるようにしてもよい。あるいは、色別に異なるものとしても良い。
【００７０】
また、画像処理時の解像度および量子化数は、本実施形態で示したものに限定されるものでははなく、記録ヘッドに設けられた複数の吐出口列がグループ化される構成とすれば同様の効果が得られる。
【００７１】
上記した処理は、ハードウェアで行っても良いし、ソフトウェアで行っても良い。さらに、記録装置本体内部で処理機能を設けても良いし、図１４に示すように、アプリケーションプログラム上で作成した画像を記録装置で記録可能な画像信号に変換するプリンタドライバ内で処理を行っても良い。
【００７２】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態は、中間調処理に誤差拡散法を用いるものであるが、第２の実施形態は、中間調処理にディザ法を用いるものである。
【００７３】
本実施形態における記録装置および構成は、先に述べた実施形態と同様であるためここでは説明を省略し、上記実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７４】
はじめに、図１０を用いて本実施形態のディザ処理を用いた量子化処理について説明する。
【００７５】
Ｇｘｙは入力画像中の座標（ｘ，ｙ）における画素のレベルである。この画素に対する閾値Ｔｘｙがディザマトリクスで規定された値をとる。すなわち、比較器１００の比較結果で、Ｇｘｙ＞Ｔｘｙの時は、Ｂｘｙ＝１となり座標（ｘ，ｙ）におけるドットはオンになる。一方、Ｇｘｙ≦Ｔｘｙの時は、Ｂｘｙ＝０となり座標（ｘ，ｙ）におけるドットはオフになる。
【００７６】
図１１は、ディザ処理の原理を表したものである。図中１１０は入力画像、１１１はディザマチリクス、１１２は出力データを表わしている。
【００７７】
画像データ１１０の画素値とディザマトリクス１１１の各閾値を比較し、画像データの値が大きい場合を１、以下である場合を０として２値化して出力データ１１２が得られる。
【００７８】
図１２は、本実施形態で用いるディザマトリクスの一部を示す。
【００７９】
本実施形態で用いる記録ヘッドは図１５（ａ）に示すように、吐出口列がＬ１，Ｌ２の２列構成の記録ヘッドを用いており、副走査方向の解像度Ｒは６００ｄｐｉである。これに対応して図１２中の各閾値セルのサイズは、副走査方向６００ｄｐｉ×主走査方向６００ｄｐｉとなっている。
【００８０】
また、図１２のディザマトリクスはＭ１１、Ｍｘｙで示されるサブマトリクス構成を有している。そして、図１３（ａ）に示す順序で、サブマトリクス内のドットが配置される。
【００８１】
すなわち、ディザマトリクスの閾値は、視覚的に好ましいドット配置により決定された順序に従い、まずサブマトリクスの１を埋め、全てのサブマトリクスの１の位置の閾値を決定したら次に２を埋め、順次３，４と閾値を埋めてゆく。
【００８２】
従って、この場合では２５６×２５６サイズのディザマトリクスを作成するには、サブマトリクスに対応した１２８×１２８サイズで視覚的に好ましいドット配置を決定し、配置順序でサブマトリクスの１〜４までの閾値を決定すれば良い。
【００８３】
具体的には、画素のグレイレベルが２５％の画像では各サブマトリクスの１の部分がドットオンとなり、５０％の画像では各サブマトリクスの１および２の部分がドットオンとなり、７５％の画像では各サブマトリクスの１、２および３の部分がドットオンとなり、１００％画像ですべての部分がドットオンとなる。
【００８４】
本実施形態の閾値マトリクスでは、閾値として０〜２５５まで１ステップ刻みの値をとる。このときサブマトリクス１の部分で分配される閾値は０〜６３、サブマトリクス２の部分で分配される閾値は６４〜１２７、サブマトリクス３の部分で分配される閾値は１２８〜１９１、サブマトリクス４の部分で分配される閾値は１９２〜２５５となる。
【００８５】
例えば、閾値が２５５の場合には、Ｇｘｙ＝２５５の時にＢｘｙ＝１となり座標（ｘ，ｙ）におけるドットはオフになる。
【００８６】
以上述べたようなディザ処理を行うことにより、インクの吐出方向が理想方向からずれた場合にはサブマトリクス中ではドット位置にずれが生じるが、視覚的好ましさから決定された乱数的なドット配置は維持される。
【００８７】
従って、本実施形態によれば上記第１の実施形態と同様に、ドット１つ１つが分散されずに分割した吐出口列のそれぞれのドットのグループ単位で分散されるので、インク吐出方向のばらつきによるテクスチャーの発生を防止できる。
【００８８】
［変形例］
サブマトリクスの構成に関し、記録装置が有する記録ヘッドが、図１５（ａ）に示すような吐出口列がＬ１，Ｌ２の２列構成の場合、サブマトリクスとしては図１３（ｂ）を用いてもよい。
【００８９】
さらに、記録装置が有する記録ヘッドが、図１５（ｂ）に示すような吐出口列がＬ´１，Ｌ´２，Ｌ´３の３列構成の場合、サブマトリクスとしては図１３（ｃ）あるいは図１３（ｄ）のようなものを用いても良い。
【００９０】
サブマトリクス内のドット付与の順序は本実施形態で示したものに限定されず、異なる順序としても良い。さらに各サブマトリクス間でその順序を異なるものとしても良い。あるいは、色別に異なるものとしても良い。
【００９１】
またサブマトリクスサイズに関しても、本実施形態で示したものに限定されるものではなく、記録ヘッドに設けられた複数の吐出口列がグループ化される構成とすれば同様の効果が得られる。
【００９２】
上記した処理は、ハードウェアで行っても良いし、ソフトウェアで行っても良い。さらに、記録装置本体内部で処理機能を設けても良いし、図１４に示すように、アプリケーションプログラム上で作成した画像を記録装置で記録可能な画像信号に変換するプリンタドライバ内で処理を行っても良い。
【００９３】
［他の実施形態］
上記第１および第２の実施形態では、４つのインクを用いてカラー記録を行う記録装置について述べたが、これをモノクロ記録を行う記録装置に適応できるのは勿論である。
【００９４】
更に、第１及び第２の実施形態ではシリアルスキャン形式の記録装置について述べたが、記録媒体の幅に対応した長さの吐出口列を有する記録ヘッドを用いたいわゆるフルライン形式の記録装置にも適応可能である。
【００９５】
以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【００９６】
その代表的な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。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。
【００９７】
この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。
【００９８】
このパルス形状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。なお、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、さらに優れた記録を行うことができる。
【００９９】
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吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書に記載された構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。
【０１００】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【０１０１】
加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
【０１０２】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。
【０１０３】
さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもできる。
【０１０４】
以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。
【０１０５】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。
【０１０６】
このような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【０１０７】
なお、本発明は、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に適用しても、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）に適用してもよい。
【０１０８】
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（または記録媒体）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や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。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働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）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ことは言うまでもない。
【０１０９】
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カ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、その機能拡張カ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ことは言うまでもない。
【０１１０】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した（図３に示す）フローに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、例えば記録ヘッドが２つの記録素子列を有する場合、各列の記録素子を使用して記録可能な２つのドットで形成される領域を単位として画像が記録されるので、各記録素子列毎にインク吐出方向が偏っていても特定のテクスチャーや周期的パターンの発生を防ぐことができる。
【０１１２】
従って、複数の記録素子列を有する記録ヘッドを用いて記録を行う際に、画像劣化の要因となるテクスチャーや不快なノイズの発生を防止でき、常に良好な画像記録を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのシリアルスキャン形式のカラーインクジェット記録装置の要部構成を示す図である。
【図２】図１の記録装置の制御構成を示す図である。
【図３】図１の記録装置における画像データ処理の主な流れを示す図である。
【図４】第１の実施形態で行う誤差拡散処理を説明する図である。
【図５】第１の実施形態の入力画像レベルと量子化レベルの関係を示す図である。
【図６】５つの量子化レベルに対応した記録ドットパターンを示す図である。
【図７】１０の量子化レベルに対応した記録ドットパターンを示す図である。
【図８】３つの量子化レベルに対応した記録ドットパターンを示す図である。
【図９】４つの量子化レベルに対応した記録ドットパターンを示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に用いるディザ処理を説明する図である。
【図１１】ディザ処理の原理を表した図である。
【図１２】第２の実施形態のディザマトリクスの一部を示す図である。
【図１３】第２の実施形態に用いるサブマトリクスの構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態における信号経路を示す図である。
【図１５】記録ヘッドのインク吐出口の配列例を示す図である。
【図１６】記録ヘッドからのインクの吐出状態を示す図である。
【図１７】理想的なインク吐出状態の記録ヘッドにより誤差拡散法による中間調処理を行った場合の記録ドット配置を示す図である。
【図１８】インク吐出方向にずれが生じている記録ヘッドにより誤差拡散法による中間調処理を行った場合の記録ドット配置を示す図である。
【図１９】図１７の奇数ラスタの記録ドット配置を示す図である。
【図２０】図１７の偶数ラスタの記録ドット配置を示す図である。
【図２１】ブルーノイズ特性を示す空間周波数のスペクトル分布を示す図である。
【図２２】人間の目の視感応答特性を示す図である。
【符号の説明】
１　記録ヘッド
２　キャリッジ
３，４　排紙ローラ
５　ガイドシャフト
６　エンコーダ
７，８　駆動ベルト
９　キャリッジモータ
１０　キャップ部
１１　回復ユニット
１２　クリーニングブレード
１３　インク供給チューブ
１４　インクタンク
２１　インターフェース
２２　画像入力部
２３　ＣＰＵ
２４　ＲＯＭ
２５　ＲＡＭ
２６　画像信号処理部
２７　操作部
２８　記録部
２９　バスライン
４０　入力補正手段
４１，１００　比較器
４２　差分演算手段
４３　誤差バッファメモリ
４４　誤差配分器
１１０　入力画像データ
１１１　ディザマトリクス
１１２　出力画像データ
１４０　アプリケーションプログラム
１４１　ＯＳ
１４２　プリンタドライバ
１４３　記録装置
１５０　インク吐出口

Claims

それぞれからインクを吐出する複数の記録素子を有する記録ヘッドによって記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドは、Ｎが２以上の数であるとき、記録解像度の１／Ｎの間隔で配列された記録素子をＮ列備えており、
各列の記録素子を少なくとも１つずつ使用して記録可能な所定の領域を単位として、入力された画像の各画素の値を、各記録素子を駆動するか否かを示す２値の記録データに変換する２値化手段を含むことを特徴とするインクジェット記録装置。
前記２値化手段は、前記所定の領域毎に、該領域で表現可能な記録パターンの数に多値化し、該多値化されたデータを前記記録データに変換す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。
前記２値化手段は、多値化する前に、誤差拡散法に従って各画素の値を周辺画素に分配することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
前記２値化手段は、前記所定の領域を単位とするサブマトリクスで構成されたディザマトリクスで定義されたしきい値を用いて、前記画素の値を前記記録データに変換す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。
前記記録素子の各列は前記記録媒体の搬送方向に配列されており、前記記録ヘッドを搭載し、前記搬送方向と直交する方向に移動可能なキャリッジを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
前記記録素子の各列は、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に記録幅に対応した長さを有していることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録ヘッドであって、インクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体を各記録素子に備えていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
それぞれからインクを吐出する複数の記録素子を有する記録ヘッドによって記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法であって、
前記記録ヘッドに、Ｎが２以上の数であるとき、記録解像度の１／Ｎの間隔で記録素子をＮ列配列し、
各列の記録素子を少なくとも１つずつ使用して記録可能な所定の領域を単位として、入力された画像の各画素の値を、各記録素子を駆動するか否かを示す２値の記録データに変換する２値化工程を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
前記２値化工程は、前記所定の領域毎に、該領域で表現可能な記録パターンの数に多値化し、該多値化されたデータを前記記録データに変換することを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録方法。
前記２値化工程は、前記所定の領域を単位とするサブマトリクスで構成されたディザマトリクスで定義されたしきい値を用いて、前記画素の値を前記記録データに変換することを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録方法。