JP3437227B2 - 記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体に対してドッ
トを描画することにより画像の記録を行う記録装置に関
し、特に高画質化を達成する記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ，複写機，ファクシミリ等の備
える記録装置は、入力された画像情報に基づいて、紙や
樹脂薄板等の被記録材上にドットパターンからなる画像
を記録していくように構成されている。このような記録
装置は、その記録方式により、ワイヤドット方式，熱転
写方式，感熱記録方式，インクジェット方式，電子写真
方式等に分けることができる。近年、これら方式のうち
熱転写方式，インクジェット方式は低コストで高解像度
を実現できるという長所から、数多くの記録装置で使用
されている。

【０００３】従来、上述の如き記録装置は、図２２に示
すように画像形成部を有する記録素子（Ａ〜Ｈ）を複数
配置させた記録ヘッド１によりドット（ａ〜ｈ）を形成
させる。これを記録ヘッド１の記録走査（主走査）に伴
って繰り返し、記録素子の各々がさらに複数個（図２２
では（１）〜（５））のドットを形成させる構成になっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
記録装置では、複数の記録素子を用いている為に、各記
録素子によるドット面積のばらつき及びドット形成位置
のばらつき等が生じる。このため、一様なドット面積及
びドット配置を強いられる画像情報を記録した際に、筋
状のムラが発生することになる。この現象を図２３乃至
図２５を用いて説明する。

【０００５】図２３は５０％のハーフトーンの基本的な
画像情報を均一な面積と正確な位置のドットにより記録
して得られる記録画像であり、理想的な状態を表してい
る。図２４は記録素子Ｃによって記録されるｃ行の各ド
ットの面積が基準よりも大きく、また記録素子Ｆによっ
て記録されるｆ行の各ドットの面積が基準よりも小さい
場合の５０％のハーフトーンの記録画像である。この様
なドットにより構成された画像は、ｃ行付近では黒がち
に、ｆ行付近では白がちになり、この現象が連続して起
きる為に記録画像に筋状のムラが発生する。

【０００６】図２５に示す５０％ハーフトーンの記録画
像は、全記録素子（Ａ〜Ｈ）により記録されるドットの
面積は均一である。しかしながら、記録素子Ｂによって
記録されるｂ行の各ドットと記録素子Ｄによって記録さ
れるｄ行の各ドットが、ｃ行の側に基準位置よりずれて
記録されている。この場合はドットｂとドットｃ及びド
ットｃとドットｄの間隔が正常な場合の間隔（ｅ行〜ｆ
行）より狭くなるため黒がちになる。また、ドットａと
ドットｂ及びドットｄとドットｅの間隔が正常な場合の
間隔より広いため白がちになる。このため、記録画像に
筋状のムラが生じる。

【０００７】上述の現象は、解像度を高めると記録素子
の僅かな構造のばらつきにより生じてしまい、製造上の
改善でこれを解消することは困難である。また各記録素
子の経時的な劣化に伴って発生する記録素子間のばらつ
きを制御し、全ての記録素子を同じ条件に保つことも非
常に困難である。

【０００８】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、各記録素子により形成されるドットの大きさ
をランダムに変化させることにより、ドットの大きさが
規則的に変化することを防止し、記録画像の画質を向上
する記録装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の記録装置は以下の構成を備えている。即
ち、記録素子を複数個有する記録ヘッドを記録走査する
ことにより記録媒体上に記録画像をドットにて構成する
記録装置であって、前記記録素子により前記記録媒体上
に形成されるドットの大きさを指定する複数のパラメー
タにて１つのグループを構成し、そのグループ内におい
て前記パラメータの並び順を変化させることで得られる
複数のグループを格納する格納手段と、記録画像の形成
に際して前記複数のグループより１グループずつ不規則
に選択する選択手段と、前記選択手段により選択された
グループにおける前記パラメータの並び順に従ってドッ
トの大きさを変化させて前記記録媒体上にドットを形成
するドット形成手段とを備える。

【００１０】

【作用】上述の構成により、ドット面積を指定する複数
のパラメータにより構成されたグループが不規則に選択
されて、これに従ってドット面積を変化させるので、ド
ット面積の大きさが不規則に現れる。このため、記録素
子間のばらつきによって生じるムラ等が目立たなくな
り、画質が向上する。又、不規則に選択される各グルー
プのそれぞれにおいては各パラメータの並び順が異なっ
ているので、ドット面積の大きさをより確実に分散する
ことができ、更に画質が向上する。

【００１１】

【実施例】以下に添付の図面を参照して本発明の好適な
実施例について説明する。

【００１２】＜実施例１＞本実施例１では、同一記録素
子により複数のドットが形成される記録走査方向（以
後、主走査方向いう）の各ドット面積を、複数の記録素
子が形成する副走査方向のドット群（以後、カラムとい
う）ごとに不規則に変更して画像を形成させる。このよ
うに画像形成を行うことで、各記録素子の構造及び配置
の差により生じる画像ムラを目立たなくさせることが可
能となる。このような画像形成方法を以後、ランダムド
ット画像形成方法と称する。以下に本実施例における記
録装置の記録方式として熱エネルギーを用いたインクジ
ェット方式（以下単にインクジェット方式又はインクジ
ェットと称する）を採用した記録ヘッドの構造、ドット
面積変調方法、ランダムドット画像形成方法について説
明する。

【００１３】（インクジェット記録装置）図１は、本発
明が適用できるインクジェット記録装置ＩＪＲＡの概観
図である。同図において、リードスクリュー５００５は
駆動モータ５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギ
ア５０１１，５００９を介して回転する。このリードス
クリュー５００５の螺旋溝５００４に対して係合するキ
ャリッジＨＣは、ピン（不図示）を有し、矢印ａ，ｂ方
向に往復移動される。このキャリッジＨＣには、インク
ジェットカートリッジＩＪＣが搭載されている。５００
２は紙押え板であり、キャリッジの移動方向に亙って紙
をプラテン５０００に対して押圧する。５００７，５０
０８はフォトカプラで、キャリッジのレバー５００６の
この域での存在を確認して、モータ５０１３の回転方向
切り換え等を行うためのホームポジション検知手段であ
る。５０１６は記録ヘッドの前面をキャップするキャッ
プ部材５０２２を支持する部材、５０１５はこのキャッ
プ内を吸引する吸引手段で、キャップ内開口５０２３を
介して記録ヘッドの吸引回復を行う。５０１７はクリー
ニングブレードで、５０１９はこのブレードを前後方向
に移動可能にする部材であり、本体支持板５０１８にこ
れらが支持されている。ブレードは、この形態でなく周
知のクリーニングブレードが本例に適用できることは言
うまでもない。又、５０１２は、吸引回復の吸引を開始
するためのレバーで、キャリッジと係合するカム５０２
０の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がク
ラッチ切り換え等の公知の伝達手段で移動制御される。

【００１４】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側の領域に来
た時にリードスクリュー５００５の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が行えるように構成されている
が、周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれ
ば、本例にはいずれも適用できる。

【００１５】次に、上述した装置の記録制御を実行する
ための制御構成について、図２に示すブロック図を参照
して説明する。制御回路を示す同図において、１７００
は記録信号を入力するインターフェース、１７０１はＭ
ＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０１が実行する制御プログ
ラムを格納するプログラムＲＯＭ、１７０３は各種デー
タ（上記記録信号やヘッドに供給される記録データ等）
を保存しておくダイナミック型のＲＯＭである。１７０
４は記録ヘッド１７０８に対する記録データの供給制御
を行うゲートアレイであり、インターフェース１７０
０、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転送制
御も行う。１７１０は記録ヘッド１７０８を搬送するた
めのキャリアモータ、１７０９は記録紙搬送のための搬
送モータである。１７０５はヘッドを駆動するヘッドド
ライバ、１７０６、１７０７はそれぞれ搬送モータ１７
０９、キャリアモータ１７１０を駆動するためのモータ
ドライバである。尚、１７２０はプリンタ制御部を表し
ている。

【００１６】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
ーフェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ１
７０４とＭＰＵ１７０１との間で記録信号がプリント用
の記録データに変換される。そして、モータドライバ１
７０６、１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ
１７０５に送られた記録データに従って記録ヘッドが駆
動され、印字が行われる。

【００１７】（インクジェット記録ヘッド）次に、イン
クジェットカートリッジ（ＩＪＣ）を構成する記録ヘッ
ド１７０８、即ちインクジェット記録ヘッド（ＩＪＵ）
について図３を用いて説明する。インクジェット記録ヘ
ッドＩＪＵは、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対し
て生じせしめるための熱エネルギーを生成する電気熱変
換体を用いて記録を行う方式の記録ヘッドである。

【００１８】図３において、１００はＳｉ基板上に複数
の列状に配された電気熱変換体（吐出ヒータ）と、これ
に電力を供給するＡｌ（アルミ）等の電気配線とが成膜
技術により形成されて成るヒータボードである。２００
はヒータボード１００に対する配線基板であり、ヒータ
ボード１００の配線に対応する配線（例えばワイヤボン
ディングにより接続される）と、この配線の端部に位置
し本体位置からの電気信号を受けるパッド２０１とを有
している。

【００１９】１３００は複数のインク流路を夫々区分す
るための隔壁や共通液室等を設けた溝付天板で、インク
タンクから供給されるインクを受けて共通液室導入する
インク受け口１５００と、吐出口を複数有するオリフィ
スプレート４００を一体成型したものである。これらの
一体成型材料としてはポリサルフォンが好ましいが、他
の成型用樹脂材料でも良い。

【００２０】３００は配線基板２００の裏面を平面で支
持する例えば金属製の支持体で、インクジェットユニッ
トの底板となる。５００は押えばねであり、Ｍ字形状で
そのＭ字の中央で共通液室を押圧すると共に、前だれ部
５０１で液路の一部を線圧で押圧する。ヒータボード１
００および天板１３００を押えばねの足部が支持体３０
０の穴３１２１を通って支持体３００の裏面側に係合す
ることで、これらを挟み込んだ状態で両者を係合させる
ことにより、押えばね５００とその前だれ部５０１の付
勢力によってヒータボード１００と天板１３００とを圧
着固定する。

【００２１】支持体３００はインク供給を可能とするイ
ンク供給管２２００を貫通可能にする穴３２０をも有し
ている。支持体３００に対する配線基板２００の取付
は、接着剤等で貼着して行われる。又、この平行溝３０
０１が形成されているインク供給部材６００は、前述し
たインク供給管２２００に連続するインク導管１６００
を供給管２２００側が固定の片持ちばりとして形成し、
インク導管の固定側とインク供給管２２００との毛管現
象を確保するための封止ピン６０２が挿入されている。
このインク供給部材６００は、モールド成型されている
ので、安価で位置精度が高く形成製造上の精度低下を無
くしているだけでなく、片持ちばりの導管１６００によ
って大量生産時においても導管１６００の上述インク受
け口１５００に対する圧接状態が安定化できる。

【００２２】本例では、この圧接状態下で封止用接着剤
をインク供給部材側から流し込むだけで、完全な連通状
態を確実に得ることができている。尚、インク供給部材
６００の支持体３００に対する固定は、支持体３００の
穴１９０１，１９０２に対するインク供給部材６００の
裏面側ピン（不図示）を支持体３００の穴１９０１，１
９０２を介して貫通突出せしめ、支持体３００の裏面側
に突出した部分を熱融着することで簡単に行われる。

【００２３】（ノズル間ムラ発生要因）上述した記録ヘ
ッドにおける製造上のばらつきの発生要因について以下
に説明する。

【００２４】ヒータボードにおいて抵抗値，表面状態等
にばらつきが生じる。抵抗値がばらつくとヒータの発熱
温度に差が生じることになり、個々の記録素子でインク
の発泡の仕方が異なってくる為にインク吐出量及び吐出
速度等のばらつきが生じ、形成されるドット面積，形状
がばらつくことになる。また、ヒータの表面状態におけ
る微細な凹凸のでき方により、インクの発泡開始段階で
の多数の微小発泡の位置及びこれら微小発泡の位置にお
ける発泡開始時間のばらつきが生じ、最終的にドット形
状等に差が生じる。吐出口において形状、口径等にばら
つきが生じることになる。前記形状が異なると吐出方向
にばらつきが生じる為ムラが生じる。また前記口径が異
なると、吐出量及び吐出速度等にばらつきが生じる。さ
らにヒータボードと天板の関係において、ヒータ位置と
のいずる位置のばらつきによる吐出方向のばらつき、密
着状態のばらつきによって発泡時のノズル内の高圧状態
に伴うノズル間相互干渉に差異が生じることで、吐出に
伴うさまざまな条件がばらつくことになる。

【００２５】次に記録ヘッドを使用していくにしたがっ
て生じるノズル間の状態のばらつきを以下に説明する。

【００２６】使用頻度にともないノズル構成物質とイン
クとのヌレ性が変化していき徐々にノズルがインクに馴
染むようになり吐出の特性が向上する。これにより使用
頻度が高いノズルと低いノズルでドット径や着弾位置な
どに差が生じてムラができる。また使用していくに従っ
てヒータ表面にインクが焦げ付いたり、消泡時のキャビ
テーションによるストレスがヒータ表面に加わることで
表面の劣化が生じる。各ノズル間にこのような劣化状態
の差が生じることで吐出量にばらつきが生じる。特に前
述したような経時的なノズルのばらつきに対して制御に
よりヘッドの吐出精度を合わせ込むことは大変困難であ
る。

【００２７】（ドット面積変調方法）次に、記録媒体上
に形成されるドットの大きさ（ドット面積）を変調する
方法について説明する。

【００２８】ドット面積は吐出されるインク量によって
決まる。さらに吐出量はインクの発泡体積により変化さ
せることができ、発泡体積はヒートにより相転移を起こ
すインク分子数が多い程大きくなる。この分子数を効率
よく増やす駆動として、吐出ヒータに発泡を起こさない
限界のエネルギーをヒータ表面のインクに与え（プレパ
ルス）その熱が他のインクに拡散する時間（オフタイ
ム）をおくことにより相転移を起こしやすいインク分子
数を増やす。そして次に吐出させる為のエネルギーをイ
ンクに与える（メインパルス）ことで相転移を起こすイ
ンク分子数を増やす方法がとられる。この方法において
オフタイムを変えることで相転移を起こしやすいインク
分子を増減させることで、インク吐出量を変化させるこ
とができる。図４はオフタイムと吐出量との相関を示す
図である。同図に示す様に、オフタイムを長くすると吐
出量は増加することになる。更に、図５はメインパルス
及びプレパルス間のタイミングと形成されるドットの径
との関係を説明する図である。図５の（ａ）から（ｃ）
に示す如く、オフタイムの長さを変化させることでドッ
ト径を大（Ｌ）、中（Ｍ）、小（Ｓ）の３段階に制御す
る。尚、本実施例ではドット系を３段階にて制御するが
これに限られるものではなく、複数段階であれば何段階
であってもかまわない。

【００２９】（ランダムドット画像形成方法）次に、ラ
ンダムドット画像形成方法について説明する。本例で
は、記録の１カラムごとにドット面積を不規則変動させ
て画像を形成する。即ち、上述したドット面積変調方法
を用いて、ドット面積が基準より大きくなるカラムＬ、
ドット面積が基準より小さくなるカラムＳ、ドット面積
が基準のカラムＭを不規則に配置して記録するものであ
る。Ｌ，Ｍ，Ｓの各ドットの配置順序は、例えば乱数発
生器を用いて決定することができる。

【００３０】図６は図２４に示したドット径のばらつき
方を起こす記録ヘッド１を用いてドット面積を単に不規
則に変化させたドット面積で形成した状態を表す図であ
る。同図においては、２１カラムを次の様に不規則なド
ット面積で構成させている。即ち第１カラムから、 ＳＬＭＭＬＭＬＳＳＭＳＬＭＭＬＳＬＭＭＬＬ の順番である。この画像形成法によってドットばらつき
の連続性がなくなり、見た目の筋ムラが目立たなくな
る。また異なるドットが不規則に現れる為、どんな間引
き方の画像において同じ面積のドットが主走査方向に連
続して形成されることがなくなる。

【００３１】又、図７は図２５の如くドットの形成位置
がばらつく記録ヘッドに対して本例のランダムドット画
像形成方法を適用した状態を表す図である。ドット位置
の片寄りによる筋ムラが解消されているのがわかる。

【００３２】図８はムラの発生要因のひとつであるノズ
ルごとのドット面積の分布を示した図である。細い曲線
は従来の通常の駆動方法で記録した場合のドット面積の
分布であり、太い曲線はランダムドット画像形成方法で
記録した場合のドット面積の分布を示す。従来の駆動方
法では、ノズル間で同じ面積のドットがでてくる頻度が
各々のノズルのドット面積の中心値での頻度に比べ極端
に少ない。これがムラの発生に起因している。これを本
実施例の様に不規則にドット面積を変化させることによ
り太い曲線で示される如く、ノズル間で同じ面積のドッ
トがでてくる頻度が相対的に増えることになる。この場
合、ノズル間でのムラが拡散されることになり、ムラは
目立ちにくくなる。１つのノズルにおけるドット面積の
バラつかせ方を大きくすると、ノズル間における同じ面
積のドットがでてくる頻度が多くなりムラが目立ちにく
くなる。またその反面、全体のドットのばらつき範囲も
広がり、全体にガサツキ感が増加する。そこで、カラム
毎のドットの面積のばらつかせる範囲は、ノズル間での
同じ面積のドットがでてくる頻度の重なり合い方と、全
ノズルによるドット面積のばらつく範囲とのバランスを
考慮して画像を設計することが望ましい。

【００３３】さて、上述のようにドット面積の発生頻度
を単にランダムにするだけで画像を設計すると、記録素
子のばらつきによる筋ムラは解消するが、全体的にがさ
ついた画像になる。これはドット面積の小さいドットが
集中して発生するカラム帯と、ドット面積の大きいドッ
トが集中して発生するカラム帯ができるためである。そ
こで、本実施例では、局所的に見てもランダムに記録素
子を駆動させるカラム帯のパターンをさらにランダムに
配置させていくランダムパターンを用いて画像を形成す
る。このようにドット面積を制御することで、ドット面
積が同じ傾向を示すドットの集中を防止し、局所的に見
ても画像の粗密が一定になり画像のザラツキ感を減少さ
せ、画質を更に向上させることができる。即ち、単に不
規則にドット面積を変化させるランダムドット画像形成
方法において生じる画像のガサツキ感を、その不規則性
に対して規制を加えることで解消し、画像の質感を向上
させるものである。本例における規制方法としては、カ
ラムごとのドット面積変調をｎ段階のランクに変化させ
る場合に、ｎカラム内でｎ段階のランクを不規則に並べ
変える方式を採る。

【００３４】図９は本実施例１のランダムドット画像形
成方法を実現するための機能構成を表すブロック図であ
り、プリンタ制御部１７２０が備えるものである。

【００３５】１０はカラム帯パターン格納部であり、本
例では、３段階（Ｌ，Ｍ，Ｓ）の面積変調を指定するパ
ラメータの並び変えにより得られる、「ＳＭＬ，ＳＬ
Ｍ，ＭＳＬ，ＭＬＳ，ＬＳＭ，ＬＭＳ」の６種類のカラ
ム帯パターンが格納されている。１１は乱数発生部であ
り、不規則な数値を発生する。１２はカラム帯パターン
選択部であり、乱数発生部１１より発生した数値に基づ
いて、カラム帯パターン格納部１０に格納されたカラム
帯パターンのどれを用いるかを選択する。従って、カラ
ム帯パターンは不規則に選択される。カラム帯パターン
選択部１２により選択されたカラム帯パターンはドット
面積決定部１３に入力される。

【００３６】１３はドット面積決定部であり、カラム帯
パターン選択部１２により選択されたカラム帯パターン
におけるドット面積変調の順序（例えばＳ，Ｍ，Ｌの
順）に基づいて、１カラム毎のドット面積を決定する。
１４はパルス制御部であり、ドット面積決定部１３で決
定されたドット面積に応じて、先の図５で示したタイミ
ングのいずれかを用いてプレパルス及びメインパルスを
形成し、これをヘッドドライバ１７０５に供給すること
で面積変調のなされたドットを形成していく。尚、この
パルス制御部１４には画像信号が入力され、各ドットを
描画するか否かが決定される。

【００３７】以上の動作を更にフローチャートを用いて
説明する。図１０は実施例１のドット描画時の動作手順
を表すフローチャートである。

【００３８】画像の形成が開始されると、まず、ステッ
プＳ１０にて、乱数発生部１１より発生した乱数に基づ
いてカラム帯パターン選択部１２がカラム帯パターン格
納部１０よりカラム帯パターンを選択する。ステップＳ
１１では、カウンタｃを１にセットする。尚、個のカウ
ンタｃはドット面積決定部１３に含まれている。続くス
テップＳ１２では、選択されたカラム帯パターンの有す
る３段階のサイズのうち、何番目のサイズを用いるかを
カウンタｃの数値により決定する。例えば、「Ｓ，Ｍ，
Ｌ」というカラム帯パターンが選択されており、カウン
タｃ＝２であればドット面積のサイズとしてＭが選択さ
れる。

【００３９】ステップＳ１３では、パルス制御部１４が
画像データに基づいてドットの描画位置であるか否かを
判断し、描画位置であればステップＳ１４へ進む。ステ
ップＳ１４〜ステップＳ１８では、描画すべきドットの
サイズに応じてプレパルスとメインパルスとを発生し、
ドットを形成する。即ち、Ｌサイズのドットを描画する
のであれば、ステップＳ１４よりステップＳ１６へ進
み、図５の（ａ）のタイミングでプレパルス及びメイン
パルスを発生する。又、Ｍサイズのドットを描画するの
であればステップＳ１４からステップＳ１５を経てステ
ップＳ１７へ進み、図５の（ｂ）のタイミングで各パル
スを発生する。Ｓサイズのドットを描画するのであれば
ステップＳ１４及びＳ１５を経てステップＳ１８へ進
み、図５の（ｃ）のタイミングで各パルスを発生する。

【００４０】ステップＳ１９ではカウンタｃの内容を１
つ加算する。ステップＳ２０ではカウンタｃの内容が４
に達したかどうかを判断する。本例では、１つのカラム
帯パターンに３種類のサイズが含まれている。従って、
カウンタｃの内容が４に達していれば、次に描画すべき
ドットのサイズを決めるために新たなカラム帯パターン
が必要である。このため、カウンタｃが４に達している
場合はステップＳ１０に戻り、乱数にもとづいて新たな
カラム帯パターンを選択する。一方、カウンタｃが４に
達していなければステップＳ１２に戻り、当該カラム帯
パターンの有する次のドットサイズにより描画を行う。

【００４１】尚、ステップＳ１３において描画すべき位
置でないときは、直接ステップＳ１９へ進みカウンタｃ
の内容のみを更新する。

【００４２】以上のようにして、６種類のカラム帯パタ
ーンを不規則に発生することにより得られる描画パター
ンの例を図１１に示す。図１１では、１カラムより、 ＳＭＬ，ＬＭＳ，ＭＬＳ，ＬＳＭ，ＭＳＬ，ＳＬＭ，Ｌ
ＳＭ の順番にカラム帯パターンを選択して画像を形成してい
る。図１１は、図２４の如きばらつきを生じる記録ヘッ
ド１に上記の手法を適用した例であり、単に不規則にド
ット面積を変化させた場合（図６）に比べて、ザラツキ
感が減少しているのがわかる。

【００４３】また図１２はドットの着弾位置に対して図
２５の如きばらつきを有する記録ヘッドに本実施例のラ
ンダムドット画像記録方法を適用した例である。図２５
の記録状態に比べて、筋状のムラが目立たなくなる。
又、単に不規則にドット面積を変化させた場合（図７）
と比べて、ザラツキ感がなくなっていることがわかる。

【００４４】又、カラム帯パターンを不規則に配置した
ランダムドット画像形成方法と、単にＳ，Ｍ，Ｌのドッ
ト面積を不規則に配置したランダムドット画像形成方法
との差を図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は
単にドット面積を不規則に配置した場合の、５０％ハー
フトーンの１行におけるドット面積の分布を表す図であ
る。又、図１４はカラム帯パターンを不規則に配置した
場合の、５０％ハーフトーンの１行におけるドット面積
の分布を表す図である。単にドット面積を不規則に配置
すると、図１３に示すように主走査方向において部分的
に同一傾向の大きさのドットが集中する。このため、そ
の部分が画像のザラツキとして発生する。カラム帯パタ
ーンを不規則に配置することで図１４に示すようにドッ
ト面積の分布が高周期になり、ザラツキが分かりにくく
なる。

【００４５】以上説明したように本実施例１によれば、
画像のムラ及びザラツキ感が減少し、高画質な画像が形
成される。

【００４６】＜実施例２＞実施例１によって１ラインに
おける画像のムラ及びザラツキ感を減少させることが実
現されたことは上述の通りである。前述の実施例１で
は、ｎ段階のドット面積変調駆動のカラムの並び代えで
構成されるカラム帯パターンにはｎの階乗（ｎ！）個の
パターンが存在し、これらをさらに不規則に発生させて
いる。本実施例では、ｎ！個のパターンをさらに並び代
えて発生させるものである。即ち、ｎ！個のカラム帯パ
ターンには（ｎ！）！個の並び変えが存在し、これらを
順次用いてドット面積の大きさを決定する。

【００４７】例えば、Ｓ，Ｌ，Ｍのような３段階のドッ
ト面積変調駆動のカラムでは、並び変えによって３×２
×１＝６個のカラム帯パターンが存在する。さらにこの
６個のカラム帯パターンの並び変えにより６×５×４×
３×２×１＝７２０個のパターンが存在する。そして、
これら７２０個のパターンを順次用いることで１周期分
のカラム帯パターンの並びを形成する。すなわち１周期
には、７２０×６個のカラム帯パターンが存在すること
になる。ここで１つのカラム帯パターンには３つのカラ
ム（Ｓ，Ｌ，Ｍ）が含まれるので、１周期のパターンは
３×６×７２０＝１２９６０カラムからなるパターンと
なる。このようなパターンをカラム帯パターン選択部１
２が備えることにより、実施例１の如き乱数発生部１１
は不要となる。即ち図９において、乱数発生部１１が不
要となり、カラム帯パターン選択部１２は上述の１２９
６０カラム周期のパターンを備える。

【００４８】尚、この記録装置が３６０ｄｐｉの場合は
３６ｉｎｃｈで一周期となる。そこで例えば１行が約３
６ｉｎｃｈのイメージの画像を記録すると、形成された
画像において主走査方向と直角をなす方向（以後、副走
査方向）に筋が走った感じになる。図１５は、実施例２
の手法を用いた場合の５０％のハーフトーンのドット面
積の分布を表す図である。同図からもわかるように、行
間で同一のドット面積の現れるパターンが同調する為
に、副走査方向に筋が走った感じになるという現象が発
生する。

【００４９】そこで本実施例２では、更に、各行のドッ
ト面積の分布パターンを、その前の行のドット面積の分
布パターンと逆の位相になる様に発生させることで、上
述の同調を解消する。この様子を図１６に示す。図１６
は実施例２の更に改良された手法を用いた場合の５０％
ハーフトーンのドット面積の分布を表す図である。この
ようにして画像の副走査方向の筋は解消される。

【００５０】以上説明したように実施例２の手法によれ
ば、乱数発生部１１が不要となるので、実施例１と比べ
て構造が簡単になる。

【００５１】＜実施例３＞上述した実施例ではインクジ
ェットに用いたが、実施例３では、本発明を熱転写方式
の記録装置に適用して説明する。図１７は実施例３の熱
転写方式による記録ヘッドを説明する図である。熱転写
方式は図１７に示すように記録素子に発熱体４００１を
使用し、この発熱体が電気信号に応じて発熱してインク
リボン４００２の固体状のインクを溶解して、記録媒体
Ｐにインクを転写させドットを形成させる方式である。
この方式では、発熱体の温度でインクの溶解量が変化す
る。その変化の仕方は、発熱体の温度が高い程インクの
溶解量が多くなる。その為、発熱体の厚み等に伴う抵抗
値のばらつきや発熱体表面状態等のばらつきにより、発
熱体のインクリボン接触面における記録素子温度にばら
つきが生じることで、インクの溶解量にバラツキができ
る。熱転写の場合、インク溶解量のばらつきは、ドット
の濃度のばらつきにつながり、図１８に表した様な濃度
による筋状のムラが生じる。図１８では、ドットｃの濃
度が標準のドット（ａ，ｂ，ｄ，ｅ，ｇ，ｈ）の濃度よ
り薄く、ドットｆの濃度が標準のドットの濃度より濃く
なる記録ヘッドで記録したためにムラが発生しているの
がわかる。

【００５２】インク溶解量が多い程ドットの濃度は濃く
なり、インクの溶解量が少ない程ドットの濃度は薄くな
る。発熱体の温度は、発熱体に印加する電圧が一定とし
た場合には、発熱体に流す電流により決定する。すなわ
ち発熱体に送る信号のパルス幅によりドットの濃度を制
御することができる。また本例でも単にランダムにドッ
トの濃度を変化させると全体にぼやけた画像になる。こ
れは、巨視的に見ればドット面積とドット濃度は同等と
なり、実施例１で説明したのと同様の理由、即ち同じ濃
度のドットが集中する部分が発生するために起こるもの
である。

【００５３】本実施例３では、ランダム濃度のドットに
よる画像のぼけを前実施例１と同様の手法によりカラム
ごとにドット濃度を不規則に変化させる。このようにす
ることで、連続性のあるドットの濃度分布を拡散し、筋
状のムラを目立たなくする。濃度ムラの場合、図１８に
示すような記録Ｄｕｔｙが高い記録画素像の方が目立つ
ようになる。前記画像を実施例１と同様の手法によりカ
ラムごとに不規則にドットの濃度を変調することで図１
９の画像を得ることができる。ここで濃度の変調は発熱
体に印加する信号のパルス幅を変化させることで実現す
る。

【００５４】図１９はドットの濃度が基準より濃くなる
カラムＬ、ドットの濃度が基準より薄くなるカラムＳ、
ドットの濃度が基準のカラムＭで構成された画像を示
し、第１カラムより、 ＳＭＬ，ＬＭＳ，ＭＬＳ，ＬＳＭ，ＭＳＬ，ＳＬＭ，Ｌ
ＳＭ の順番で濃度を変化させて画像を形成した。この異なる
濃度のカラムの発生のさせ方は第１実施例と同様な為省
略する。図２０は図１８の画像を間引いて５０％のハー
フトーンの画像である。これに前述した不規則な濃度変
調を加えると図２１の画像になり前述したものと同様の
効果が得られる。

【００５５】以上説明したように、上記の各実施例によ
れば、カラムごとにドットの面積または濃度を不規則変
化させてランダムドットとすることにより画像の筋ムラ
等を抑えるとともに、ランダムドットの発生の仕方に規
制を加えることで画像のザラツキ感を目立たなくするこ
とが可能となる。

【００５６】尚、本発明は、特にインクジェット記録方
式の中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成
し、記録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録
装置において優れた効果をもたらすものである。

【００５７】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４７４０
７９６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。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をすると、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。

【００５８】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、優れた記録を行うことができる。

【００５９】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号明細書を用いた構成としても良い。

【００６０】加えて、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
とすることもできる。

【００６１】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。

【００６２】加えて、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、あ
るいは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を用いてもよい。

【００６３】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定にでき
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、記録とは別の吐出を行う予備吐出モ
ードを行うことも安定した記録を行うために有効であ
る。

【００６４】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。

【００６５】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体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、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述の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、使用記録信号
付与時にインクが液状をなすものであればよい。

【００６６】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防止するか、またはイン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、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、液状インクとし
て吐出するものや、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、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７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。

【００６７】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、上述のようなワードプロセッサやコンピュ
ータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または
別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複
写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置
の形態を取るものであっても良い。

【００６８】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
記録素子により形成されるドットの大きさをランダムに
変化させることで、ドットの大きさが規則的に変化する
ことを防止し、記録画像の画質が向上する。

【００７０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用できるインクジェット記録装置Ｉ
ＪＲＡの概観図である。

【図２】記録装置ＩＲＪＡの記録制御を実行するための
制御構成を表すブロック図である。

【図３】インクジェット記録ヘッド（ＩＪＵ）の構成を
説明する図である。

【図４】オフタイムと吐出量との相関を示す図である。

【図５】メインパルス及びプレパルス間のタイミングと
形成されるドット径との関係を説明する図である。

【図６】図２４に示すドット径のばらつき方を起こす記
録ヘッドを用いてドット面積を単に不規則に変化させて
形成した状態を表す図である。

【図７】図２５の如くドットの形成位置がばらつく記録
ヘッドに対して本例のランダムドット画像形成方法を適
用して記録した状態を表す図である。

【図８】ムラの発生要因のひとつであるノズルごとのド
ット面積の分布を示した図である。

【図９】本実施例１のランダムドット画像形成方法を実
現するための機能構成を表すブロック図である。

【図１０】実施例１のドット描画時の動作手順を表すフ
ローチャートである。

【図１１】図２４の如きばらつきを有する記録ヘッドに
本実施例のランダムドット画像形成方法を適用した例で
ある。

【図１２】ドットの着弾位置に対して図２５の如きばら
つきを有する記録ヘッドに本実施例のランダムドット画
像形成方法を適用した例である。

【図１３】単にドット面積を不規則に配置した場合の、
５０％ハーフトーンの１行におけるドット面積の分布を
表す図である

【図１４】カラム帯パターンを不規則に配置した場合
の、５０％ハーフトーンの１行におけるドット面積の分
布を表す図である。

【図１５】実施例２の手法を用いた場合の５０％のハー
フトーンのドット面積の分布を表す図である。

【図１６】図１６は実施例２の更に改良された手法を用
いた場合の５０％ハーフトーンのドット面積の分布を表
す図である。

【図１７】実施例３の熱転写方式による記録ヘッドを説
明する図である。

【図１８】ドットの濃度が記録素子間でばらついた記録
ヘッドで記録を行った状態を説明する図である。

【図１９】図１８のパターンに対して実施例３の手法を
適用して得られる記録状態を説明する図である。

【図２０】図１８の画像を間引いて５０％のハーフトー
ンとした画像を表す図である。

【図２１】図１９の画像を間引いて５０％のハーフトー
ンとした画像を表す図である。

【図２２】一般的な記録ヘッドとドットの形成状態を説
明する図である。

【図２３】５０％のハーフトーンの基本的な画像情報を
均一な面積と正確な位置のドットにより記録して得られ
る記録画像を表す図である。

【図２４】図２３の画像をドット面積がばらついた記録
ヘッドで記録した状態を説明する図である。

【図２５】図２３の画像をドット形成位置がばらついた
記録ヘッドで記録した状態を説明する図である。

【符号の説明】

１０ カラム帯パターン格納部 １１ 乱数発生部 １２ カラム帯パターン選択部 １３ ドット面積決定部 １４ パルス制御部 １７０５ ヘッドドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 健太郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 高橋 喜一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 兼松 大五郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−221459（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−207462（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−169664（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−101103（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−255173（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−340094（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−55778（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−15949（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−176055（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−250969（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−299359（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/01 B41J 2/35

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録素子を複数個有する記録ヘッドを記
   録走査することにより記録媒体上に記録画像をドットに
   て構成する記録装置であって、 前記記録素子により前記記録媒体上に形成されるドット
   の大きさを指定する複数のパラメータにて１つのグルー
   プを構成し、そのグループ内において前記パラメータの
   並び順を変化させることで得られる複数のグループを格
   納する格納手段と、 記録画像の形成に際して前記複数のグループより１グル
   ープずつ不規則に選択する選択手段と、 前記選択手段により選択されたグループにおける前記パ
   ラメータの並び順に従ってドットの大きさを変化させて
   前記記録媒体上にドットを形成するドット形成手段とを
   備えることを特徴とする記録装置。
2. 【請求項２】 前記格納手段は、前記記録素子により前
   記記録媒体上に形成されるドットの大きさを指定するｎ
   種類のパラメータにて１つのグループを構成し、そのグ
   ループ内において前記パラメータの並び順を変化させて
   得られるｎ！個のグループを格納することを特徴とする
   請求項１に記載の記録装置。
3. 【請求項３】 記録素子を複数個有する記録ヘッドを記
   録走査することにより記録媒体上に記録画像をドットに
   て構成する記録装置であって、 前記記録素子により前記記録媒体上に形成されるドット
   の大きさを指定する複数のパラメータにて１つのグルー
   プを構成し、そのグループ内において前記パラメータの
   並び順を変化させることで得られる複数のグループを格
   納する第１格納手段と、 前記格納手段に格納された複数のグループを並び変えて
   得られるグループ群で構成される組を複数格納する第２
   格納手段と、 記録画像の形成に際して前記第２格納手段に格納された
   複数種類の組の順序と各組におけるグループの順序に基
   づいて前記第１格納手段より１グループずつを選択する
   選択手段と、 前記選択手段により選択されたグループにおける前記パ
   ラメータの並び順に従ってドットの大きさを変化させて
   前記記録媒体上にドットを形成するドット形成手段とを
   備えることを特徴とする記録装置。
4. 【請求項４】 前記第１格納手段は、前記記録素子によ
   り前記記録媒体上に形成されるドットの大きさを指定す
   るｎ種類のパラメータにて１つのグループを構成し、そ
   のグループ内において前記パラメータの並び順を変化さ
   せて得られるｎ！個のグループを格納し、 前記第２格納手段は前記ｎ！個のグループを並べ変えて
   得られるグループ群の組を（ｎ！）！個格納することを
   特徴とする請求項３に記載の記録装置。
5. 【請求項５】 前記選択手段は、前記記録ヘッドの記録
   走査において、前回の記録走査におけるグループの出現
   順序と正反対になるように前記グループを選択すること
   を特徴とする請求項３に記載の記録装置。
6. 【請求項６】 前記記録ヘッドは、インクを吐出して記
   録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴と
   する請求項１乃至５のいずれかに記載の記録装置。
7. 【請求項７】 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
   を備えているインクジェット記録ヘッドである請求項６
   記載の記録装置。
8. 【請求項８】 前記記録ヘッドは、前記熱エネルギー変
   換体によって印加される熱エネルギーによりインクに状
   態変化を生起させ、該状態変化に基づいて吐出口よりイ
   ンクを吐出させるものである請求項７記載の記録装置。
9. 【請求項９】 前記ドット形成手段におけるドット面積
   の変更は、前記熱エネルギー変換体にプレヒートのため
   のプレパルス信号と実際にインクの吐出を行うためのメ
   インパルス信号との印加間隔を変化させることで行うこ
   とを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
10. 【請求項１０】 記録素子を複数個有する記録ヘッドを
    記録走査することにより記録媒体上に記録画像をドット
    にて構成する記録装置であって、 前記記録素子により前記記録媒体上に形成されるドット
    の濃度を指定する複数のパラメータにて１つのグループ
    を構成し、そのグループ内において前記パラメータの並
    び順を変化させることで得られる複数のグループを格納
    する格納手段と、 記録画像の形成に際して前記複数のグループより１グル
    ープずつ不規則に選択する選択手段と、 前記選択手段により選択されたグループにおける前記パ
    ラメータの並び順に従ってドットの濃度を変化させて前
    記記録媒体上にドットを形成するドット形成手段とを備
    えることを特徴とする記録装置。
11. 【請求項１１】 記録素子を複数個有する記録ヘッドを
    記録走査することにより記録媒体上に記録画像をドット
    にて構成する記録装置であって、 前記記録素子により前記記録媒体上に形成されるドット
    の濃度を指定する複数のパラメータにて１つのグループ
    を構成し、そのグループ内において前記パラメータの並
    び順を変化させることで得られる複数のグループを格納
    する第１格納手段と、 前記格納手段に格納された複数のグループを並び変えて
    得られるグループ群で構成される組を複数格納する第２
    格納手段と、 記録画像の形成に際して前記第２格納手段に格納された
    複数種類の組の順序と各組におけるグループの順序に基
    づいて前記第１格納手段より１グループずつを選択する
    選択手段と、 前記選択手段により選択されたグループにおける前記パ
    ラメータの並び順に従ってドットの濃度を変化させて前
    記記録媒体上にドットを形成するドット形成手段とを備
    えることを特徴とする記録装置。
12. 【請求項１２】 前記記録素子は、熱転写方式により前
    記記録媒体上への記録を行うことを特徴とする請求項１
    ０または１１に記載の記録装置。