JP2007125826A - 画像処理方法、プログラム、画像処理装置、画像形成装置及び画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】白抜き文字を液体の記録液を用いて記録する場合、記録液の滲みにより黒塗り部の記録液が白文字部に滲み、白抜き文字が細ってしまったり、一部がつぶれてしまったりする。
【解決手段】フォントデータの先頭に注目画素をセットし、注目画素を中心に、ウインドウに相当するフォントデータのビットマップデータを取得して、パターンマッチングにより、取得したデータと、あらかじめ設定していた空白を付加する参照パターンのデータとを比較し、マッチした場合に、注目画素を大滴を示すデータに置換することで、白抜き文字の画像ドットに隣接する背景部（空白部）のドットを空白ドットにして、白抜き文字を太らせる。
【選択図】図１５

Description

本発明は画像処理方法、プログラム、画像形成装置、画像処理装置、画像形成装置及び画像形成システムに関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば液体吐出ヘッドを記録ヘッドに用いたインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、記録ヘッドから用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に記録液としてのインクを吐出して画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものである。

このようなインクジェット記録装置としては、記録ヘッドをキャリッジに搭載して主走査方向に移動させながら、主走査方向と直交する方向に用紙を間歇的に搬送して画像を形成するシリアス型のものと、ライン型の記録ヘッドを備えてノズルの並び方向と直交する方向に用紙を搬送して画像を形成するライン型のものがある。

いずれの方式のインクジェット記録装置であっても、主走査方向（又はノズルの並び方向）と用紙送り方向とのマトリクス状にドットを配置することによって画像を形成することになる。

そのため、特に、文字画像を記録する場合、文字の斜線部では、解像度に従って階段状にドットが増えていく（あるいは、減っていく）ことから、ドットのギザギザ（ジャギー）が認識され、画像品質が十分得られないことがある。

また、インクジェット記録では、液体であるインクを用いることから、特に普通紙上に印字した場合には、画像の色再現性、耐久性、耐光性、インク乾燥性、文字滲み（フェザリング）、色境界滲み（カラーブリード）などのインクジェット記録特有の画質劣化問題があり、更に、普通紙に対して高速印字しようとした場合には、これら全ての特性を満足して印刷することは極めて難しい状況である。

前者のジャギーによる画質劣化に関して、ギザギザの文字画像の輪郭を滑らかにするスムージング方法としては、特許文献１に記載されているようなアンチエイリアシングと呼ばれているスムージング方法がある。
実開平０３−１１３４５２号公報

しかしながら、この方法は、輪郭を非常に多くの階調でドットを変化させるため、高精度のスムージングができる一方、その処理が非常に複雑で、処理時間を必要とするため、最近のインクジェット記録装置のように高スループットを要求される画像形成装置には適していない。

後者の普通紙印刷における文字滲みなどによる画像劣化に関して、染料系インクに代えて、着色剤として有機顔料、カーボンブラック等を用いる顔料系インクを普通紙印刷に使用することが行われている。顔料は染料とは異なり水への溶解性がないため、通常は、顔料を分散剤とともに混合し、分散処理して水に安定分散させた状態の水性インクとして用いられる。

しかしながら、顔料系インクを用いても、水分を含む以上、普通紙印刷を行ったときに文字滲みを全く無くすることまではできていない。

ところで、アプリケーションソフトで文書を作成する場合、その部分の文字を強調するために、黒（黒以外の色でもよい。）の背景の中に白（又は「白に近い色」で形成された文字（「白抜き文字」という。）を使用することがある。

このような白抜き文字をインクジェット記録装置のように液体の記録液（インク）を用いて記録する場合、インクの滲みにより黒塗り部のインクが白文字部に滲み、その結果、白抜き文字が細ってしまったり、一部がつぶれてしまったりするという課題がある。特に、小さな文字や、明朝体など細い文字の場合には、特に文字のつぶれが顕著に生じる傾向にある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、白抜け文字の品質を向上する画像処理方法、この画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラム、この画像処理方法を実行する手段を備える画像処理装置、この画像処理方法を実行する手段を備えた画像形成装置、これらの画像処理装置と画像形成装置とを組み合わせた画像形成システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像処理方法は、記録液の液滴を吐出して複数のドットからなる画像を形成する画像形成装置で出力するための画像データを生成する画像処理方法において、画像が白又は白に近い色の白抜き文字であるとき、この文字画像を形成するドットに隣接する背景部に空白ドットを付加して白抜き文字を太らせる処理をする構成とした。

なお、本発明において、「白又は白に近い色」とは、色としての「白」、「白に近い色」だけなく、「用紙そのものの色又は用紙に地肌として形成された色」を含む意味である。また、空白ドットを付加するとは背景部のドットを空白のドットに置換することを含む意味である。

ここで、文字画像の周辺のドットが２次色以上の色である構成とすることができる。

また、注目画素を含むｍ×ｎのウインドウと所定のパターンとのパターンマッチングを使用して空白ドットを付加するドットであるか否かを判別することが好ましい。この場合、パターンマッチングを画像の背景部に対して実施して、この結果に応じて空白ドットを付加することが好ましい。

さらに、空白ドットを付加するモードと空白ドットを付加しないモードとを切り替え可能であることが好ましい。モードの切替えは、文字のサイズ、文字の周辺のドットの色、文字の種類、解像度に応じて行うことができる。

本発明に係るプログラムは、本発明に係る画像処理方法をコンピュータに実行させる構成とした。

本発明に係る画像処理装置は、本発明に係る画像処理方法を実行させる手段を備えている構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る画像処理方法を実行させる手段を備えている構成とした。

本発明に係る画像形成システムは、本発明に係る画像処理装置と記録液の液滴を吐出する記録ヘッドを搭載して画像を形成する画像形成装置とで構成した。

本発明に係る画像処理方法、プログラム、画像処理装置、画像形成装置及び画像形成システムによれば、画像が白又は白に近い色の白抜き文字であるとき、この文字画像を形成するドットに隣接する背景部に空白ドットを付加して白抜き文字を太らせる処理をする構成としたので、背景部からの滲みによって白抜き文字が細くなることを防止できて、白抜き文字の画像品質が向上する。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。先ず、本発明に係る画像処理方法で生成された画像データを出力する画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面説明図、図２は同機構部の平面説明図である。
この画像形成装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１とガイドレール２とでキャリッジ３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ４で駆動プーリ６Ａと従動プーリ６Ｂとの間に張架したタイミングベルト５を介して図２で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ３には、例えば、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のインク滴を吐出する液体吐出ヘッドからなる４個の記録ヘッド７ｙ、７ｃ、７ｍ、７ｋ（色を区別しないときは「記録ヘッド７」という。）を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド７を構成する液体吐出ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。また、各色毎に独立したヘッド構成に限るものではなく、複数の色の液滴を吐出する複数のノズルで構成されるノズル列を有する１又は複数の液体吐出ヘッドで構成することもできる。

また、キャリッジ３には、記録ヘッド７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク８を搭載している。このサブタンク８にはインク供給チューブ９を介して図示しないメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。

一方、給紙カセット１０などの用紙積載部（圧板）１１上に積載した用紙１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１から用紙１２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１３及び給紙ローラ１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４を備え、この分離パッド１４は給紙ローラ１３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙１２を記録ヘッド７の下方側で搬送するため、用紙１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト２１と、給紙部からガイド１５を介して送られる用紙１２を搬送ベルト２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ２２と、略鉛直上方に送られる用紙１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト２１上に倣わせるための搬送ガイド２３と、押さえ部材２４で搬送ベルト２１側に付勢された押さえコロ２５とを備えている。また、搬送ベルト２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２６を備えている。

ここで、搬送ベルト２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２７とテンションローラ２８との間に掛け渡されて、副走査モータ３１からタイミングベルト３２及びタイミングローラ３３を介して搬送ローラ２７が回転されることで、図２のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト２１の裏面側には記録ヘッド７による画像形成領域に対応してガイド部材２９を配置している。また、帯電ローラ２６は、搬送ベルト２１の表層に接触し、搬送ベルト２１の回動に従動して回転するように配置されている。

また、図２に示すように、搬送ローラ２７の軸には、スリット円板３４を取り付け、このスリット円板３４のスリットを検知するセンサ３５を設けて、これらのスリット円板３４及びセンサ３５によってロータリエンコーダ３６を構成している。

さらに、記録ヘッド７で記録された用紙１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２１から用紙１２を分離するための分離爪５１と、排紙ローラ５２及び排紙コロ５３と、排紙される用紙１２をストックする排紙トレイ５４とを備えている。

また、背部には両面給紙ユニット５５が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット５５は搬送ベルト２１の逆方向回転で戻される用紙１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙する。

さらに、図２に示すように、キャリッジ３の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド７のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構５６を配置している。

この維持回復機５６は、記録ヘッド７の各ノズル面をキャピングするための各キャップ５７と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード５８と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行なうときの液滴を受ける空吐出受け５９などを備えている。

このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１２はガイド１５で案内され、搬送ベルト２１とカウンタローラ２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３で案内されて押さえコロ２５で搬送ベルト２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、図示しない制御部によってＡＣバイアス供給部から帯電ローラ２６に対して正負が交互に繰り返す交番電圧を印加して、搬送ベルト２１を交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが交互に所定の幅で繰り返されるパターンで帯電させる。この帯電した搬送ベルト２１上に用紙１２が給送されると、用紙１２が搬送ベルト２１に静電力で吸着され、搬送ベルト２１の周回移動によって用紙１２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３を往路及び復路方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド７を駆動することにより、停止している用紙１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１２を所定量搬送後、次の行の記録を行なう。記録終了信号又は用紙１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１２を排紙トレイ５４に排紙する。

また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１２を両面給紙ユニット６１内に送り込み、用紙１２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ５４に排紙する

また、印字（記録）待機中にはキャリッジ３は維持回復機構５５側に移動されて、キャップ５７で記録ヘッド７のノズル面がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ５７で記録ヘッド７をキャッピングした状態でノズルから記録液を吸引し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行い、この回復動作によって記録ヘッド７のノズル面に付着したインクを清掃除去するためにワイパーブレード５８でワイピングを行なう。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行なう。これによって、記録ヘッド７の安定した吐出性能を維持する。

次に、記録ヘッド７を構成している液体吐出ヘッドの一例について図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図４は同ヘッドの液室短手方向（ノズルの並び方向）の断面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、例えば単結晶シリコン基板を異方性エッチングして形成した流路板１０１と、この流路板１０１の下面に接合した例えばニッケル電鋳で形成した振動板１０２と、流路板１０１の上面に接合したノズル板１０３とを接合して積層し、これらによって液滴（インク滴）を吐出するノズル１０４が連通する流路であるノズル連通路１０５及び圧力発生室である液室１０６、液室１０６に流体抵抗部（供給路）１０７を通じてインクを供給するための共通液室１０８に連通するインク供給口１０９などを形成している。

また、振動板１０２を変形させて液室１０６内のインクを加圧するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）である電気機械変換素子としての２列（図６では１列のみ図示）の積層型圧電素子１２１と、この圧電素子１２１を接合固定するベース基板１２２とを備えている。なお、圧電素子１２１の間には支柱部１２３を設けている。この支柱部１２３は圧電素子部材を分割加工することで圧電素子１２１と同時に形成した部分であるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱となる。

また、圧電素子１２１には図示しない駆動回路（駆動ＩＣ）を搭載したＦＰＣケーブル１２６を接続している。

そして、振動板１０２の周縁部をフレーム部材１３０に接合し、このフレーム部材１３０には、圧電素子１２１及びベース基板１２２などで構成されるアクチュエータユニットを収納する貫通部１３１及び共通液室１０８となる凹部、この共通液室１０８に外部からインクを供給するためのインク供給穴１３２を形成している。このフレーム部材１３０は、例えばエポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成している。

ここで、流路板１０１は、例えば結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、ノズル連通路１０５、液室１０６となる凹部や穴部を形成したものであるが、単結晶シリコン基板に限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。

振動板１０２は、ニッケルの金属プレートから形成したもので、例えばエレクトロフォーミング法（電鋳法）で作製しているが、この他、金属板や金属と樹脂板との接合部材などを用いることもできる。この振動板１０２に圧電素子１２１及び支柱部１２３を接着剤接合し、更にフレーム部材１３０を接着剤接合している。

ノズル板１０３は各液室１０６に対応して直径１０〜３０μｍのノズル１０４を形成し、流路板１０１に接着剤接合している。このノズル板１０３は、金属部材からなるノズル形成部材の表面に所要の層を介して最表面に撥水層を形成したものである。

圧電素子１２１は、圧電材料１５１と内部電極１５２とを交互に積層した積層型圧電素子（ここではＰＺＴ）である。この圧電素子１２１の交互に異なる端面に引き出された各内部電極１５２には個別電極１５３及び共通電極１５４が接続されている。なお、この実施形態では、圧電素子１２１の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて液室１０６内インクを加圧する構成としているが、圧電素子１２１の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて加圧液室１０６内インクを加圧する構成とすることもできる。また、１つの基板１２２に１列の圧電素子１２１が設けられる構造とすることもできる。

このように構成した液体吐出ヘッドヘッドにおいては、例えば圧電素子１２１に印加する電圧を基準電位から下げることによって圧電素子１２１が収縮し、振動板１０２が下降して液室１０６の容積が膨張することで、液室１０６内にインクが流入し、その後圧電素子１２１に印加する電圧を上げて圧電素子１２１を積層方向に伸長させ、振動板１０２をノズル１０４方向に変形させて液室１０６の容積／体積を収縮させることにより、液室１０６内の記録液が加圧され、ノズル１０４から記録液の滴が吐出（噴射）される。

そして、圧電素子１２１に印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板１０２が初期位置に復元し、液室１０６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１０８から液室１０６内に記録液が充填される。そこで、ノズル１０４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。

なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図５のブロック図を参照して説明する。
この制御部２００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ２１１と、ＣＰＵ２１１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ２０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ２０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ２０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行なう画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ２０５とを備えている。

また、この制御部２００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行なうためのＩ／Ｆ２０６と、記録ヘッド７を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動波形を生成する駆動波形生成手段を含む印刷制御部２０７と、キャリッジ３側に設けた記録ヘッド７を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）２０８と、主走査モータ４及び副走査モータ３１を駆動するためのモータ駆動部２１０と、帯電ローラ３４にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部２１２と、エンコーダセンサ４３、３５からの各検出信号、環境温度を検出する温度センサなどの各種センサからの検出信号を入力するためのＩ／Ｏ２１３などを備えている。また、この制御部２００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行なうための操作パネル２１４が接続されている。

ここで、制御部２００は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ２０６で受信する。

そして、制御部２００のＣＰＵ２０１は、Ｉ／Ｆ２０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ２０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ない、この画像データをヘッド駆動制御部２０７からヘッドドライバ２０８に転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成は後述するようにホスト側のプリンタドライバで行なっている。

印刷制御部２０７は、上述した画像データをシリアルデータでヘッドドライバ２０８に転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、滴制御信号（マスク信号）などをヘッドドライバ２０８に出力する以外にも、ＲＯＭに格納されている駆動信号のパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動波形生成部及びヘッドドライバに与える駆動波形選択手段を含み、１の駆動パルス（駆動信号）或いは複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形を生成してヘッドドライバ２０８に対して出力する。

ヘッドドライバ２０８は、シリアルに入力される記録ヘッド７の１行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部２０７から与えられる駆動波形を構成する駆動信号を選択的に記録ヘッド７の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子（例えば前述したような圧電素子）に対して印加することで記録ヘッド７を駆動する。このとき、駆動波形を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴（大ドット）、中滴（中ドット）、小滴（小ドット）など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

また、ＣＰＵ２０１は、リニアエンコーダを構成するエンコーダセンサ４３からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて主走査モータ４に対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部２１０を介して主走査モータ４を駆動する。同様に、ロータリエンコーダを構成するエンコーダセンサ３５からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて副走査モータ３１対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部２１０を介しモータドライバを介して副走査モータ３１を駆動する。

次に、印刷制御部２０７及びヘッドドライバ２０８の一例について図６を参照して説明する。
印刷制御部２０７は、上述したように、１印刷周期内に複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形（共通駆動波形）を生成して出力する駆動波形生成部３０１と、印刷画像に応じた２ビットの画像データ（階調信号０、１）と、クロック信号、ラッチ信号（ＬＡＴ）、滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３を出力するデータ転送部３０２とを備えている。

なお、滴制御信号は、ヘッドドライバ２０８の後述するスイッチ手段であるアナログスイッチ３１７の開閉を滴毎に指示する２ビットの信号であり、共通駆動波形の印刷周期に合わせて選択すべき波形でＨレベル（ＯＮ）に状態遷移し、非選択時にはＬレベル（ＯＦＦ）に状態遷移する。

ヘッドドライバ２０８は、データ転送部３０２からの転送クロック（シフトクロック）及びシリアル画像データ（階調データ：２ビット／ＣＨ）を入力するシフトレジスタ３１１と、シフトレジスタ３１１の各レジスト値をラッチ信号によってラッチするためのラッチ回路３１２と、階調データと制御信号Ｍ０〜Ｍ３をデコードして結果を出力するデコーダ３１３と、デコーダ３１３のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ３１５が動作可能なレベルへとレベル変換するレベルシフタ３１４と、レベルシフタ３１４を介して与えられるデコーダ３１３の出力でオン／オフ（開閉）されるアナログスイッチ３１６とを備えている。

このアナログスイッチ３１６は、各圧電素子１２１の選択電極（個別電極）１５４に接続され、駆動波形生成部３０１からの共通駆動波形が入力されている。したがって、シリアル転送された画像データ（階調データ）と制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３をデコーダ３１３でデコードした結果に応じてアナログスイッチ３１６がオンにすることにより、共通駆動波形を構成する所要の駆動信号が通過して（選択されて）圧電素子１２１に印加される。

ここで、この画像形成装置において使用する記録液であるインクについて説明する。記録液は、次の構成（１）〜（１０）よりなる。
（１）顔料（自己分散性顔料）６ｗｔ％以上
（２）湿潤剤１
（３）湿潤剤２
（４）水溶性有機溶剤
（５）アニオンまたはノニオン系界面活性剤
（６）炭素数８以上のポリオールまたはグリコールエーテル
（７）エマルジョン
（８）防腐剤
（９）ｐＨ調製剤
（10）純水

すなわち、印字（記録）するための着色剤として顔料を使用し、それを分解、分散させるための溶剤とを必須成分とし、更に添加剤として、湿潤剤、界面活性剤、エマルジョン、防腐剤、ｐＨ調整剤とを含んでいる。湿潤剤１と湿潤剤２とを混合するのは各々湿潤剤の特徴を活かすためと、粘度調整が容易にできるためである。

以下、上記各インク構成要素について、より具体的に説明する。
（１）の顔料に関しては、特にその種類を限定することなく、無機顔料、有機顔料を使用することができる。無機顔料としては、酸化チタン及び酸化鉄に加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。また、有機顔料としては、アゾ顔料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料など）、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。

インクの好ましい態様によれば、これらの顔料のうち、水と親和性の良いものが好ましく用いられる。顔料の粒径は、０．０５μｍから１０μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１μｍ以下であり、最も好ましくは０．１６μｍ以下である。インク中の着色剤としての顔料の添加量は、６〜２０重量％程度が好ましく、より好ましくは８〜１２重量％程度である。

インクの好ましく用いられる顔料の具体例としては、以下のものが挙げられる。
黒色用としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック（C.I.ピグメントブラック７）類、または銅、鉄（C.I.ピグメントブラック１１）、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック（C.I.ピグメントブラック１）等の有機顔料が挙げられる。

さらに、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー１（ファストイエローG）、３、１２（ジスアゾイエローAAA）、１３、１４、１７、２４、３４、３５、３７、４２（黄色酸化鉄）、５３、５５、８１、８３（ジスアゾイエローHR）、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、４０８、１０９、１１０、１１７、１２０、１３８、１５３、C.I.ピグメントオレンジ５、１３、１６、１７、３６、４３、５１、C.I.ピグメントレッド１、２、３、５、１７、２２（ブリリアントファーストスカレット）、２３、３１、３８、４８：２（パーマネントレッド２B（Ba））、４８：２（パーマネントレッド２B（Ca））、４８：３（パーマネントレッド２B（Sr））、４８：４（パーマネントレッド２B（Mn））、４９：１、５２：２、５３：１、５７：１（ブリリアントカーミン６B）、６０：１、６３：１、６３：２、６４：１、８１（ローダミン６Gレーキ）、８３、８８、１０１（べんがら）、１０４、１０５、１０６、１０８（カドミウムレッド）、１１２、１１４、１２２（キナクリドンマゼンタ）、１２３、１４６、１４９、１６６、１６８、１７０、１７２、１７７、１７８、１７９、１８５、１９０、１９３、２０９、２１９、C.I.ピグメントバイオレット１（ローダミンレーキ）、３、５：１、１６、１９、２３、３８、C.I.ピグメントブルー１、２、１５（フタロシアニンブルーR）、１５：１、１５：２、１５：３（フタロシアニンブルーE）、１６、１７：１、５６、６０、６３、C.I.ピグメントグリーン１、４、７、８、１０、１７、１８、３６等がある。

その他顔料（例えばカーボン）の表面を樹脂等で処理し、水中に分散可能としたグラフト顔料や、顔料（例えばカーボン）の表面にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加し水中に分散可能とした加工顔料等が使用できる。

また、顔料をマイクロカプセルに包含させ、該顔料を水中に分散可能なものとしたものであっても良い。

インクの好ましい態様によれば、ブラックインク用の顔料は、顔料を分散剤で水性媒体中に分散させて得られた顔料分散液としてインクに添加されるのが好ましい。好ましい分散剤としては、従来公知の顔料分散液を調整するのに用いられる公知の分散液を使用することができる。

分散液としては、例えば以下のものが挙げられる。
ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体等が挙げられる。

インクの好ましい態様によれば、これらの共重合体は重量平均分子量が３，０００〜５０，０００であるのが好ましく、より好ましくは５，０００〜３０,０００、最も好ましくは７,０００〜１５,０００である。分散剤の添加量は、顔料を安定に分散させ、他の効果を失わせない範囲で適宣添加されて良い。分散剤としては１：０．０６〜１：３の範囲が好ましく、より好ましくは１：０．１２５〜１：３の範囲である。

着色剤に使用する顔料は、記録用インク全重量に対して６重量％〜２０重量％含有し、０．０５μｍ〜０．１６μｍ以下の粒子径の粒子であり、分散剤により水中に分散されていて、分散剤が、分子量５、０００から１００、０００の高分子分散剤である。水溶性有機溶剤が少なくとも１種類にピロリドン誘導体、特に、２−ピロリドンを使用すると画像品質が向上する。

（２）〜（４）の湿潤剤１、２と水溶性有機溶剤に関しては、インクの場合、インク中に水を液媒体として使用するものであるが、インクを所望の物性にし、インクの乾燥を防止するために、また、溶解安定性を向上するため等の目的で、例えば下記の水溶性有機溶剤が使用される。これら水溶性有機溶剤は複数混合して使用してもよい。

湿潤剤と水溶性有機溶剤の具体例としては、例えば以下のものが挙げられる。
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセロール、１，２、６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類；

エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類；

エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類；

２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミイダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物；

ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類；

モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類；

ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類；
プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等である。

これら有機溶媒の中でも、特にジエチレングリコール、チオジエタノール、ポリエチレングリコール２００〜６００、トリエチレングリコール、グリセロール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、ペトリオール、１，５−ペンタンジオール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが好ましい。これらは溶解性と水分蒸発による噴射特性不良の防止に対して優れた効果が得られる。

その他の湿潤剤としては、糖を含有してなるのが好ましい。糖類の例としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類（三糖類および四糖類を含む）および多糖類があげられ、好ましくはグルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオースなどが挙げられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。

また、これらの糖類の誘導体としては、前記した糖類の還元糖（例えば、糖アルコール（一般式ＨＯＣＨ_２（ＣＨＯＨ）ｎＣＨ_２ＯＨ（ここでｎ＝２〜５の整数を表す。）で表される。）、酸化糖（例えば、アルドン酸、ウロン酸など）、アミノ酸、チオ酸などがあげられる。特に糖アルコールが好ましく、具体例としてはマルチトール、ソルビットなどが挙げられる。

これら糖類の含有量は、インク組成物の０．１〜４０重量％、好ましくは０．５〜３０重量％の範囲が適当である。

（５）の界面活性剤に関しても、特に限定はされないが、アニオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩などが挙げられる。

非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドなどが挙げられる。前記界面活性剤は、単独または二種以上を混合して用いることができる。

インクにおける表面張力は紙への浸透性を示す指標であり、特に表面形成されて１秒以下の短い時間での動的表面張力を示し、飽和時間で測定される静的表面張力とは異なる。測定法としては特開昭６３−３１２３７号公報等に記載の従来公知の方法で１秒以下の動的な表面張力を測定できる方法であればいずれも使用できるが、本発明ではＷｉｌｈｅｌｍｙ式の吊り板式表面張力計を用いて測定した。表面張力の値は４０ｍＪ／ｍ²以下が好ましく、より好ましくは３５ｍＪ／ｍ²以下とすると優れた定着性と乾燥性が得られる。

（６）の炭素数８以上のポリオールまたはグリコールエーテルに関しては、２５℃の水中において０．１〜４．５重量％未満の間の溶解度を有する部分的に水溶性のポリオールおよび／またはグリコールエーテルを記録用インク全重量に対してを０．１〜１０．０重量％添加することによって、該インクの熱素子への濡れ性が改良され、少量の添加量でも吐出安定性および周波数安定性が得られることが分かった。（Ａ）２−エチル−１、３−ヘキサンジオール 溶解度：４．２％（２０℃） （Ｂ）２、２、４−トリメチル−１、３−ペンタンジオール 溶解度：２．０％（２５℃）。

２５℃の水中において０．１〜４．５重量％未満の間の溶解度を有する浸透剤は溶解度が低い代わりに浸透性が非常に高いという長所がある。したがって、２５℃の水中において０．１〜４．５重量％未満の間の溶解度を有する浸透剤と他の溶剤との組み合わせや他の界面活性剤との組み合わせで非常に高浸透性のあるインクを作製することが可能となる。

（７）インクには樹脂エマルジョンが添加されている方が好ましい。樹脂エマルジョンとは、連続相が水であり、分散相が次の様な樹脂成分であるエマルジョンを意味する。分散相の樹脂成分としてはアクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂などが挙げられる。

インクの好ましい態様によれば、この樹脂は親水性部分と疎水性部分とを併せ持つ重合体であるのが好ましい。また、これらの樹脂成分の粒子径はエマルジョンを形成する限り特に限定されないが、１５０ｎｍ程度以下が好ましく、より好ましくは５〜１００ｎｍ程度である。

これらの樹脂エマルジョンは、樹脂粒子を、場合によって界面活性剤とともに水に混合することによって得ることができる。例えば、アクリル系樹脂またはスチレン−アクリル系樹脂のエマルジョンは、（メタ）アクリル酸エステルまたはスチレンと、(メタ)アクリル酸エステルと、場合により（メタ）アクリル酸エステルと、界面活性剤とを水に混合することによって得ることができる。樹脂成分と界面活性剤との混合の割合は、通常１０：１〜５：１程度とするのが好ましい。界面活性剤の使用量が前記範囲に満たない場合、エマルジョンとなりにくく、また前記範囲を超える場合、インクの耐水性が低下したり、浸透性が悪化する傾向があるので好ましくない。

前記エマルジョンの分散相成分としての樹脂と水との割合は、樹脂１００重量部に対して水６０〜４００重量部、好ましくは１００〜２００の範囲が適当である。

市販の樹脂エマルジョンとしては、マイクロジェルＥ−１００２、Ｅ−５００２（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ペイント株式会社製：いずれも商品名）、ボンコート４００１（アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製：商品名）、ボンコート５４５４（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製：商品名）、ＳＡＥ−１０１４（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ゼオン株式会社製：商品名）、サイビノールＳＫ−２００（アクリル系樹脂エマルジョン、サイデン化学株式会社製：商品名）、などが挙げられる。

インクは、樹脂エマルジョンを、その樹脂成分がインクの０．１〜４０重量％となるよう含有するのが好ましく、より好ましくは１〜２５重量％の範囲である。

樹脂エマルジョンは、増粘・凝集する性質を持ち、着色成分の浸透を抑制し、さらに記録材への定着を促進する効果を有する。また、樹脂エマルジョンの種類によっては記録材上で皮膜を形成し、印刷物の耐擦性をも向上させる効果を有する。

（８）〜（１０）インクには上記着色剤、溶媒、界面活性剤の他に従来より知られている添加剤を加えることができる。
例えば、防腐防黴剤としてはデヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム等が使用できる。

ｐＨ調整剤としては、調合されるインクに悪影響をおよぼさずにｐＨを７以上に調整できるものであれば、任意の物質を使用することができる。その例として、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物、第４級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等が挙げられる。

キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等がある。

防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等がある。

このように、顔料、水溶性有機溶剤、炭素数８以上のポリオールまたはグリコールエーテル、および水を少なくとも含んでなるインク構成を用いることにより、普通紙上へ印字した場合でも，（１）良好な色調（十分な発色性，色再現性を有する）、（２）高い画像濃度、（３）文字・画像にフェザリング現象やカラーブリード現象のない鮮明な画質、（４）両面印刷にも耐え得るインク裏抜け現象の少ない画像、（５）高速印刷に適した高いインク乾燥性（定着性）、（６）耐光性，耐水性などの高い堅牢性を有した高画質画像を達成することができ、画像濃度、発色性、色再現性、文字にじみ、色境界にじみ、両面印刷性、定着性等を大幅に改善することができる。

次に、このようなインクを使用する場合に好ましい駆動波形の一例について図７及び図８を参照して説明する。
駆動波形生成部３０１からは１印刷周期（１駆動周期）内に、図７に示すように、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素と、立下り後の状態から立ち上がる波形要素などで公正される、８個の駆動パルスＰ１ないしＰ８からなる駆動信号（駆動波形）を生成して出力する。一方、データ転送部３０２からの滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３によって使用する駆動パルスを選択する。

ここで、駆動パルスの電位Ｖが基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素は、これによって圧電素子１２１が収縮して加圧液室１０６の容積が膨張する引き込み波形要素である。また、立下り後の状態から立ち上がる波形要素は、これによって圧電素子１２１が伸長して加圧液室１０６の容積が収縮する加圧波形要素である。

そして、データ転送部３０２からの滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３によって、小滴（小ドット）を形成するときには図８（ａ）に示すように駆動パルスＰ１を選択し、中滴（中ドット）を形成するときには図８（ｂ）に示すように駆動パルスＰ４ないしＰ６を選択し、大滴（大ドット）を形成するときには図８（ｃ）に示すように駆動パルスＰ２ないしＰ８を選択し、微駆動の（滴吐出を伴わないでメニスカスを振動させる）ときには図８（ｄ）に示すように微駆動パルスＰ２を選択して、それぞれ記録ヘッド７の圧電素子１２１に印加させるようにする。

中滴を形成する場合、駆動パルスＰ４にて１滴目、駆動パルスＰ５にて２滴目、駆動パルスＰ６にて３滴目を吐出させ、飛翔中に合体させて一滴として着弾させる。このとき、圧力室（液室１０６）の固有振動周期をＴｃとすると、駆動パルスＰ４とＰ５の吐出タイミングの間隔は２Ｔｃ±０．５μｓが好ましい。駆動パルスＰ４とＰ５は、単純引き打ち波形要素で構成されているため、駆動パルスＰ６も同様の単純引き打ち波形要素にするとインク滴速度が大きくなりすぎてしまい、他の滴種の着弾位置からずれてしまうおそれがある。そこで、駆動パルスＰ６は、引き込み電圧を小さくする（立下りの電位を少なくする）ことでメニスカスの引き込みを小さくし、３滴目のインク滴速度を抑えている。ただし、必要なインク滴体積をかせぐために立ち上げ電圧は小さくしない。

つまり、複数の駆動パルスのうちの最終駆動パルスの引き込み波形要素では引き込み電圧を相対的に小さくすることによって、当該最終駆動パルスによる滴吐出速度を相対的に小さくして、着弾位置を他の滴種と極力合わせるようにすることができる。

また、微駆動パルスＰ２とは、ノズルのメニスカスの乾燥を防ぐため、インク滴を吐出させずにメニスカスを振動させる駆動波形である。非印字領域ではこの微駆動パルスＰ２が記録ヘッド７に印加される。また、この微駆動波形である駆動パルスＰ２を、大滴を構成する駆動パルスの一つとして利用することにより、駆動周期の短縮化（高速化）を達成することができる。

さらに、微駆動パルスＰ２と駆動パルスＰ３の吐出タイミングの間隔を、固有振動周期Ｔｃ±０．５μｓの範囲内に設定することにより、駆動パルスＰ３によって吐出するインク滴の体積をかせぐことができる。つまり、微駆動パルスＰ２によって生じた振動周期によって加圧液室１０６の圧力振動に駆動パルスＰ３による加圧液室６の膨張を重畳させることによって駆動パルスＰ３で吐出できる滴の滴体積を駆動パルスＰ３単独で印加する場合よりも大きくすることができる。

なお、インクの粘度によって必要な駆動波形が異なることから、この画像形成装置においては、図９に示すように、インク粘度が５ｍＰａ・ｓのときの駆動波形、同じく粘度が１０ｍＰａ・ｓのときの駆動波形、同じく２０ｍＰａ・ｓのときの駆動波形をそれぞれ用意し、温度センサからの検出温度からインク粘度を判定して、使用する駆動波形を選択するようにしている。

つまり、インク粘度が小さいときは駆動パルスの電圧を相対的に小さく、インク粘度が大きいときは駆動パルスの電圧を相対的に大きくすることにより、インク粘度（温度）によらずインク滴の速度及び体積を略一定に吐出させることができる。また、駆動パルス２は、インク粘度に合わせて波高値を選択することにより、インク滴を吐出させることなくメニスカスを振動させることができる。

このような駆動パルスから構成される駆動波形を使用することによって、大中小の各滴が用紙に着弾するまでの時間を制御することができ、吐出開始の時間が大中小の各滴で異なっても、各滴をほぼ同じ位置に着弾させることが可能となる。

次に、上記の画像形成装置によって印刷画像を出力するための本発明に係る画像形成方法をコンピュータに本発明に係るプログラムを搭載した画像処理装置及び上記画像形成装置についてについて以下に説明する。

次に、本発明に係る画像処理装置と上述した画像形成装置であるインクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）とで構成した本発明に係る画像形成システムの一例について図１０を参照して説明する。
この印刷システム（画像形成システム）は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などからなる１又は複数台の画像処理装置４００と、インクジェットプリンタ５００とが、所定のインターフェイス又はネットワークで接続されて構成されている。

画像処理装置４００は、図１１に示すように、ＣＰＵ４０１と、メモリ手段である各種のＲＯＭ４０２やＲＡＭ４０３とが、バスラインで接続されている。このバスラインには、所定のインターフェイスを介して、ハードディスクなどの磁気記憶装置を用いた記憶装置４０６と、マウスやキーボードなどの入力装置４０４と、ＬＣＤやＣＲＴなどのモニタ４０５と、図示しないが、光ディスクなどの記憶媒体を読み取る記憶媒体読取装置が接続され、また、インターネットなどのネットワークやＵＳＢなどの外部機器と通信を行なう所定のインターフェイス（外部Ｉ／Ｆ）４０７が接続されている。

画像処理装置４００の記憶装置４０６には、本発明に係るプログラムを含む画像処理プログラムが記憶されている。この画像処理プログラムは、記憶媒体から記憶媒体読取装置により読み取って、あるいは、インターネットなどのネットワークからダウンロードするなどして、記憶装置４０６にインストールしたものである。このインストールにより画像処理装置４００は、以下のような画像処理を行なうために動作可能な状態となる。なお、この画像処理プログラムは、所定のＯＳ上で動作するものであってもよい。また、特定のアプリケーションソフトの一部をなすものであってもよい。

なお、本発明に係る画像処理方法はインクジェットプリンタ側で実施することもできるが、ここでは、インクジェット記録装置側では、装置内に画像の描画又は文字のプリント命令を受けて実際に記録するドットパターンを発生する機能を持たない例で説明する。すなわち、ホストとなる画像処理装置４００で実行されるアプリケーションソフトなどからのプリント命令は、画像処理装置４００（ホストコンピュータ）内にソフトウェアとして組み込まれた本発明に係るプリンタドライバで画像処理されてインクジェットプリンタ５００が出力可能な多値のドットパターンのデータ（印刷画像データ）が生成され、それがラスタライズされてインクジェットプリンタ５００に転送され，インクジェットプリンタ５００が印刷出力される例で説明する。

具体的には、画像処理装置４００内では、アプリケーションやオペレーティングシステムからの画像の描画又は文字の記録命令（例えば記録する線の位置と太さと形などを記述したものや、記録する文字の書体と大きさと位置などを記述したもの）は描画データメモリに一時的に保存される。なお、これらの命令は、特定のプリント言語で記述されたものである。

そして、描画データメモリに記憶された命令は、ラスタライザによって解釈され、線の記録命令であれば、指定された位置や太さ等に応じた記録ドットパターンに変換され、また、文字の記録命令であれば画像処理装置（ホストコンピュータ）４００内に保存されているフォントアウトラインデータから対応する文字の輪郭情報を呼びだし指定された位置や大きさに応じた記録ドットパターンに変換され、イメージデータであれば、そのまま記録ドットのパターンに変換される。

その後、これらの記録ドットパターン（画像データ４１０）に対して画像処理を施してラスタデータメモリに記憶する。このとき、画像処理装置４００は、直交格子を基本記録位置として、記録ドットパターンのデータにラスタライズする。画像処理としては、例えば色を調整するためのカラーマネージメント処理（ＣＭＭ）やγ補正処理、ディザ法や誤差拡散法などの中間調処理、さらには下地除去処理、インク総量規制処理などがある。そして、ラスタデータメモリに記憶された記録ドットパターンがインタフェースを経由してインクジェット記録装置５００へ転送されるものである。

そこで、白抜き文字を太くする太文字化（太字化）について図１２以降をも参照して説明する。
先ず、太文字化処理を行わない場合の出力例を図１２に、そのドットサイズでの部分拡大図を図１３に示している。図１３に示すように、画像の解像度は、副走査方向にはノズルピッチと同じ解像度（この例では３００ｄｐｉ）で形成され、主走査方向には副走査方向より高密度に（この例では、副走査方向の２倍の６００ｄｐｉ）で形成している。なお、図１３では、便宜上、白抜き文字画像部分を塗り潰しの丸印で、背景部分を白抜きの丸印で図示しているので、塗り潰しの丸印に滴が着弾せずに白抜けとなる（以下でも同様とする。）。また、主走査方向は副走査方向の２倍の解像度であるので、主走査方向の２つのドット分が副走査方向の１ドット分に相当するが、図示の都合上、主走査方向は副走査方向に対して２倍に拡大して図示している（以下同様である。）。

これに対して、本発明に係る太文字化処理を行った場合の出力例を図１４に、そのドットサイズでの部分拡大図を図１５に示している。つまり、図１５に示すように、白抜き文字の画像部分を形成するドットに隣接する背景部のドットに、副走査方向に１ドット、主走査方向に１ドット、大滴の（大きな）ドットＤｐを付加している。これにより、背景となる黒塗りのドット部分の白文字との境界部は太文字化された分、逆に減少する。したがって、黒背景部のインクが滲んでも、白抜き文字が太くなったために、つぶれて見えなくなることがなくなり、白抜き文字の画像品質が向上する。

また、他の例のドットサイズでの部分拡大図を図１６に示している。この例は、解像度が高い場合であり、６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉの場合を示している。この場合、白抜き文字に付加する付加ドットの数を２ドット分（ドットＤｐ１、Ｄｐ２）としている。つまり、解像度が高い場合には、１ドットの付加では、白抜き文字の太り方が少なく、背景の黒塗り部のにじみを十分解消するだけの太り方にならないような場合でも、にじみの量を解消するだけのドットを付加することで白抜き文字のつぶれがなくなる。

すなわち、黒背景部と白文字部の境界において、背景部の黒塗り部のにじみの量は、解像度によらずにほぼ一定であるのに対して、１ドット付加による白文字の太さは解像度に応じて変化するので、解像度に応じて付加するドット数を変えることで、どの解像度でも同等の品質の白抜き文字を形成することができる。

そこで、白抜き文字の太文字化を行う処理について具体的に説明する。
文字を形成するドットの横あるいは下に大滴を付加する方法としては、パターンマッチングが高速で処理できるという点で優れている。図１７は、パターンマッチングに用いられるウインドウの例である。ウインドウサイズとしては、横ｍ、縦ｎ（ｍ×ｎ）のサイズである。ここでは、ｍとｎは同じ値であり、図１８に示すように、ｍ＝３、ｎ＝３のウインドウで行った例について説明する。

フォントデータは、プリンタドライバソフトで、ビットマップデータに展開される。ビットマップデータはフォントを形成するドットを示したものである。フォントデータとしてのビットマップデータに対して、各ビットを前述のウインドウ単位でパターンマッチングを実施する。

プリンタドライバが実行するパターンマッチング処理（太文字化処理）の一例について図１９を参照して説明する。
先ず、フォントデータの先頭に注目画素をセットする。注目画素を中心に、ウインドウに相当するフォントデータのビットマップデータを取得する。この場合、取得したビットマップデータは３×３の９ドット分のデータである。パターンマッチングにより、取得したデータと、あらかじめ設定していた空白を付加するパターン（以下「参照パターン」という。）のデータとを比較し、マッチした場合に、注目画素を大滴を示すデータに置換する。

これらの処理は、１画素を１バイトのデータとして扱ってもよいし、１ビットのデータとして扱っても良い。１バイトのデータとして扱う場合は、９ドット分のデータを表すには９バイト必要であるのに対して、１ビットのデータとして扱う場合は、９ドット分のデータを表すには２バイトのデータ量で済むので、１ビットのデータとして扱ったほうが、処理するデータ数が小さく、メモリの節約、処理速度の向上が図れるため、好ましい。

このパターンマッチングの例についてを図２０及び図２１を参照して具体的に説明する。
図２０（ａ）〜（ｃ）の参照パターンの一例を示している。この参照パターンを用いて図２１（ａ）に示すフォントデータとパターンマッチングを行った場合、図２１（ａ）に示すように、フォントデータの画素位置（ドット位置）Ｄ４５を注目画素としたときのウインドウＷに含まれるドットの状態は、図２０（ｃ）の参照パターンと一致することになるので、注目画素Ｄ４５が図２１（ｂ）に示すようにドットデータから空白に置換される。

同様に、ウインドウＷが１つ右に移動して、注目画素がＤ４６となった場合、図２０（ｂ）の参照パターンと一致するので、注目画素Ｄ４６がドットデータから空白に置換され、更にるウインドウＷが１つ右に移動して、注目画素がＤ４７となった場合、図２０（ａ）の参照パターンと一致するので、注目画素Ｄ４７がドットデータから空白に置換される。

上述したように、白抜き文字であるので、白抜き文字のドットに隣接する空白部に付加されるドットは、印字はされない（すなわち、空白データである）。空白データの生成において、空白を示すデータは、元のフォントデータがビットマップデータのように０（空白）と２５５（印字データ）で表されるときには、印字データを示す「２５５」を空白データを示す「０」に変更する。また、０（空白）、１（印字データ）のように２値で表されるときには、印字データを示す「１」を空白データを示す「０」に変更する。

パターンマッチングにより生成した大滴を示すデータで構成されたフォントデータ（前者の場合）、あるいは小滴用２値（０、１）データと元の２値（０、１）フォントデータ（後者の場合）に応じて、大滴を印字することにより、白抜き文字の太文字化を実現することができる。

次に、他の例として、５×５サイズの参照パターンを用いることによって２ドット分の白抜き文字の太文字化を実現する例について図２２及び図２３を参照して説明する。
図２２（ａ）〜（ｄ）は参照パターンの一例を示している。この参照パターンを用いて図２３（ａ）に示すフォントデータとパターンマッチングを行った場合、図２３（ａ）に示すように、フォントデータの画素位置（ドット位置）Ｄ４５を注目画素としたときのウインドウＷに含まれるドットの状態は、図２３（ｂ）の参照パターンと一致することになるので、注目画素Ｄ４５が図２３（ｂ）に示すようにドットデータから空白に置換される。

同様に、同様に図２２（ａ）の参照パターンにより注目画素Ｄ４６が、図２２（ｃ）の参照パターンにより注目画素Ｄ４７が、図２２（ｄ）の参照パターンにより注目画素Ｄ４８が、それぞれ空白ドットに置換される。これにより、白抜き文字の輪郭の前後４ドット分が空白データに置換されることになる。

白抜き文字の輪郭の前後４ドットに対して実施可能な理由は、例えば３×３サイズのウインドウを用いて図２３中の画素位置Ｄ４７を注目画素としたときには、輪郭がウインドウの外になるため、文字部を検出できない。これを解消して、画素位置Ｄ４７の位置にも空白ドットを付加する場合には、ウインドウ及び参照パターンを５×５のサイズにすることにより可能となる。すなわち、ウインドウのサイズ、参照パターンのサイズを大きくすることにより、付加するドットの数に対応することができる。

ここで、ウインドウ及び参照パターンのサイズは上記の例で使用したものに限らず、空白ドットへの置換をどこまで実施する必要があるか、処理時間が印字速度に対して間に合うかによって決まる。さらに言うと、参照パターンのサイズが大きくなると、パターンマッチングするデータが大きくなるため、パターンマッチングに時間を要する。そのため、処理時間からは、そのサイズとしてはできるだけ小さいほうがよい。一方、輪郭部の前後いくつのドットを空白にすれば良いかは、白抜き文字のつぶれをどの程度改善するかによる文字品質から決まるので、処理速度と、文字品質から最適なサイズを決定する必要がある。

本発明者らの実験により、前述のようなインクを用いた場合、インクの広がりによる隣接ドットとの凹凸の低減から、通常４ドット、好ましくは６ドットの空白付加でも、十分文字品質の向上が図れることが分かり、また、処理速度も、１０ＰＰＭ以上のスループットを達成することができることがわかった。したがって、ウインドウのサイズとしては、６ドットが検出できるｍ＝１３以下のサイズが好ましい。

このようにして、空白部にドットを付加した（背景部を空白のドットに置換した）フォントデータを、実際に以下の条件で、インクジェット記録ヘッドを用いて普通紙に印字してその文字品質を評価した。
ヘッド：３８４ノズル／色
ノズルピッチ＝８４μm（３００ｄｐｉ相当）
画像解像度：主走査方向６００ｄｐｉ、副走査方向３００ｄｐｉ（=ノズルピッチ）
ドットサイズ：大滴８７μｍ、小滴４０μｍ、中滴６０μｍ
文字：ＭＳ明朝 フォントサイズ＝6、10、12、20、30、50、80ポイント
置換方法：図２２の５×５サイズの参照パターンを使用
印字方法：パス数（１ライン形成するスキャン数）＝１、インターレース＝なし
紙：リコー タイプ６２００（商品名）

本発明における太文字化処理を施した文字と太文字化処理を施さない文字についての出力結果を、各文字サイズについて比較した結果を表１に示している。なお、表１中の記号は、××：潰れて文字品質劣悪、×：文字が細く、文字品質悪、△：文字はやや細い、○：文字品質良好で、読みやすい、ことを表している。

この表１の結果から、本発明による太文字化を行うことによって文字の視認性が増して読みやすくなり、文字品質が向上することが分かる。また、フェザリングもなく、画像濃度も十分な文字が得られた。

また、表１から分かるように、フォントサイズとしては小さすぎるサイズでは、かえって文字品質が低下してしまうことが分かった。これは、小さなサイズの文字では、文字を構成するドットの間隔が狭く、太文字化により付加したドットにより文字つぶれが発生するためである。そのサイズとしては、８ポイント以上では極めて太文字化の効果があることが分かった。

ここでは、普通紙に印字したときの例を示したが、コート紙や、光沢紙、ＯＨＰフィルムなどに印字するときにも本発明を適用することにより、同様の効果を得ることができる。また、これらの紙種によって、太文字化を実施する場合と、しない場合とを選択可能とすることもでき、これにより、にじみやすい用紙と、にじみにくい用紙による文字太さの程度に応じて最適な文字太さを実現することが可能となる。

また、ここでは、３００dpi×３００dpi、６００dpi×６００dpiの解像度で文字を印字した例を示したが、他の解像度でも同様に効果が得られる。さらに、６００dpi×３００dpi、４００dpi×２００dpi、３００dpi×１５０dpiなどのように主走査方向と副走査方向の解像度が異なるような場合でも、同様に効果的である。

これに対して、例えば１５０dpi×１５０dpiのような低解像度の場合には、１ドット付加した場合、白抜き文字が太くなりすぎて、隣り合う文字とついてしまったり、文字そのものがつぶれてしまったりする。したがって、その解像度によって、本発明に係る太文字化処理を行うモードと、太文字化処理を行わない通常モードを備え、解像度に応じて選択するのが文字品質の向上をいう点では好ましい。

このように、文字サイズ、文字種、画像の解像度、その他、周辺のドットの色などに応じて太文字化処理を施すモードと太文字化処理を施さない通常モードとを切り替える場合の処理の一例を図２４を参照して説明する。
この処理では、白抜け文字であれば、文字サイズが８ポイント以上、文字種が明朝体、画像の解像度が１５０ｄｐｉ×１５０ｄｐｉ以外のときに、太文字化処理を施すようにしている。なお、文字サイズ、文字種、画像の解像度の判別条件は、これに限るものではない。

また、周辺のドットの色が２次色以上の色であるとき、つまり、１つの画素に対して２色以上の液滴が打ち込まれる場合にはその分滲みを生じ易いとして、白抜き文字の太文字化を行うようにすることもできる。もちろん、背景色が黒、マゼンタ、シアンなどの１字色のドットである場合にも太文字化を行うことができる。また、イエローの１字色であれば背景自体が目立ち難いので白抜き文字の太文字化を行わないようにするなど、周辺の色に応じて太文字化処理を施すモードと太文字化処理を施さない通常モードとを切り替えるようにすることもできる。

このように、文字のサイズ、文字の種類、解像度、周辺のドットの色に応じて太文字化処理を施すモード（空白ドットを付加するモード）と太文字化処理を施さない通常モード（空白ドットを付加しないモード）とを切り替えるようにすることで、高スループットの場合でも不必要な処理速度を要することなく高ＰＰＭの出力を行うことができるようになる。

なお、上記実施形態の画像形成装置では記録ヘッドが圧電素子を用いる圧電型ヘッドの例で説明しているが、上述したように、電気熱変換素子を用いて膜沸騰で滴吐出を行うサーマル型ヘッドもよいことは勿論である。圧電型ヘッドでは上述したように駆動波形によって大きさ異なる液滴を吐出させることができ、階調画像の形成が容易になる。これに対して、サーマル型ヘッドは、ノズルの高集積化が容易であるので、解像度が高い画像を高速で印刷するのに有利である。

ここで、サーマル型ヘッドの異なる例について図２５及び図２６を参照して説明する。
図２５に示すヘッドは、エッジシュータ方式のヘッドであり、吐出エネルギー発生体５０１（該発生体に吐出信号を印加する電極および該発生体に必要に応じて設けられる保護層などは省略してある）を有する基板５０２に、流路５０３の側壁およびノズル５０４を構成する壁材５０５及び流路５０３の覆いを構成する天板５０６を積層して構成されている。このヘッドでは一点鎖線５０７で示すようにインクが流路５０３からノズル５０４に向かって直進する。

このヘッドにおいては、インクが貯えられている図示しない液室から流路５０３にインクが充填された状態で、図示しない電極を介して記録信号を吐出エネルギー発生体５０１に印加すると、該発生体５０１から発生した吐出エネルギーが流路５０３内のインクに吐出エネルギー発生体５０１上方（吐出エネルギー作用部）で作用し、その結果、インクがノズル５０４から液滴として吐出される。

このようなエッジシュータ方式のヘッドにおいては、各部分の精度良い微細化やノズルのマルチ化、あるいは小型化が極めて容易であり、また量産性に富むという利点を有する。その一方で、滴吐出の際の応答周波数や滴の飛翔速度に限界がある。また、電熱変換素子が発熱することでインク中に気泡が発生するが、この気泡が温度低下により収縮し、吐出エネルギー発生体５０１近辺で消滅する際の衝撃により吐出エネルギー発生体５０１が徐々に破壊されるいわゆるキャビテーション現象が生じて、相対的に寿命が比較的短くなるという不利な点がある。

図２６に示すヘッドは、サイドシュータ方式のヘッドであり、吐出エネルギー発生体５１１（該発生体に吐出信号を印加する電極および該発生体に必要に応じて設けられる保護層などは省略してある）を有する基板５１２に、流路５１３の側壁を構成する流路形成部材５１５を積層し、この流路形成部材５１５上にノズル５１４を形成したノズル板５１６を積層して構成している。このヘッドでは、一点鎖線５１７で示すように、流路５１３内の吐出エネルギー作用部へのインクの流れ方向とノズル５１４の開口中心軸とが直角をなしている。

このような構成とすることによって、吐出エネルギー発生体５１１からのエネルギーをより効率良くインク滴の形成とその飛行の運動エネルギーへと変換でき、またインクの供給によるメニスカスの復帰も速いという構造上の利点を有し、吐出エネルギー発生体に発熱素子を用いた場合に特に効果的である。また、エッジシュータにおいて問題となる気泡が消滅する際の衝撃により吐出エネルギー発生体を徐々に破壊する、いわゆるキャビテーション現象をサイドシュータ方式であれば回避することができる。つまり、サイドシュータ方式において、気泡が成長し、その気泡がノズルに達すれば気泡が大気に通じることになり温度低下による気泡の収縮が起こらないことから、ヘッドの寿命が相対的に長くなる。

なお、上記実施形態においては、本発明に係るプログラムとしてのプリンタドライバが本発明に係る画像処理方法をコンピュータに実行させるようにして画像処理装置を構成したが、画像形成装置自体が上述した画像処理方法を実行する手段を備えるようにすることもできる。また、本発明に係る画像処理方法を実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を画像形成装置に搭載することもできる。

本発明に係る画像処理方法で生成された画像データを出力する画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面説明図である。 同機構部の要部平面説明図である。 同装置の記録ヘッドの一例を示す液室長手方向に沿う断面説明図である。 同記録ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図である。 同装置の制御部の概要を示すブロック図である。 同制御部の印刷制御部の一例を示すブロック図である。 同印刷制御部の駆動波形生成部で生成出力する駆動波形の一例を示す説明図である。 同駆動波形から選択される小滴、中滴、大滴、微駆動の各駆動信号を説明する説明図である。 同記録液粘度に応じた駆動波形を説明する説明図である。 本発明に係る画像形成システムの一例を示すブロック説明図である。 同システムにおける画像処理装置の一例を示すブロック説明図である。 比較例の白抜き文字の出力例を示す説明図である。 同出力例のドットサイズでの要部拡大説明図である。 本発明における太文字化処理を施した白抜き文字の出力例を示す説明図である。 同出力例のドットサイズでの要部拡大説明図である。 同じく太文字化の他の例を示す説明図である。 パターンマッチングに用いるウインドウサイズの説明図である。 ３×３サイズのウインドウサイズの説明図である。 太文字化処理の説明に供するフロー図である。 太文字化処理の具体例の説明に供する３×３サイズのウインドウサイズの参照パターンの説明図である。 同じく図２０の参照パターンを適用した場合の説明に供する説明図である。 太文字化処理の他の具体例の説明に供する５×５サイズのウインドウサイズの参照パターンの説明図である。 同じく図２２の参照パターンを適用した場合の説明に供する説明図である。 文字サイズ、文字種、解像度に応じて太文字化処理を施すモードと施さないモードとを切り替える場合の処理の一例の説明に供するフロー図である。 ヘッドの他の例の説明に供する説明図である。 ヘッドの更に他の例の説明に供する説明図である。

符号の説明

３…キャリッジ
７…記録ヘッド
２０７…印刷制御部
２０８…ヘッドドライバ
４００…画像処理装置
５００…インクジェットプリンタ

Claims (13)

1. 記録液の液滴を吐出して複数のドットからなる画像を形成する画像形成装置で出力するための画像データを生成する画像処理方法において、前記画像が白又は白に近い色の白抜き文字であるとき、この文字画像を形成するドットに隣接する背景部に空白ドットを付加して前記文字を太らせる処理をすることを特徴とする画像処理方法。
2. 請求項１に記載の画像処理方法において、前記文字画像の周辺のドットが２次色以上の色であることを特徴とする画像処理方法。
3. 請求項１又は２に記載の画像処理方法において、注目画素を含むｍ×ｎのウインドウと所定のパターンとのパターンマッチングを使用して前記空白ドットを付加するドットであるか否かを判別することを特徴とする画像処理方法。
4. 請求項３に記載の画像処理方法において、前記パターンマッチングを前記画像の背景部に対して実施して、この結果に応じて空白ドットを付加することを特徴とする画像処理方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像処理方法において、前記空白ドットを付加するモードと前記空白ドットを付加しないモードとを切り替え可能であることを特徴とする画像処理方法。
6. 請求項５に記載の画像処理方法において、前記文字のサイズに応じてモードを切り替えることを特徴とする画像処理方法。
7. 請求項５又は６に記載の画像処理方法において、前記文字の周辺のドットの色に応じてモードを切り替えることを特徴とする画像処理方法。
8. 請求項５ないし７のいずれかに記載の画像処理方法において、前記文字の種類に応じてモードを切り替えることを特徴とする画像処理方法。
9. 請求項５ないし８のいずれかに記載の画像処理方法において、解像度に応じてモードを切り替えることを特徴とする画像処理方法。
10. 記録液の液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置で出力する画像データを生成する画像処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、コンピュータに前記請求項１ないし９のいずれかに記載の画像処理方法を実行させることを特徴とするプログラム。
11. 記録液の液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置で出力する画像データを生成する画像処理を行う画像処理装置において、前記請求項１ないし９のいずれかに記載の画像処理方法を実行させる手段を備えていることを特徴とする画像処理装置。
12. 画像データに基づいて記録液の液滴を吐出する記録ヘッドを搭載して用紙に画像を形成する画像形成装置において、前記請求項１ないし９のいずれかに記載の画像処理方法を実行させる手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１１に記載の画像処理装置と記録液の液滴を吐出する記録ヘッドを搭載して画像を形成する画像形成装置とで構成されることを特徴とする画像形成システム。