JP2011031612A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録対象のオブジェクトに対応する適切なインク吐出量に調整することで高画質な画像形成を行うこと。
【解決手段】記録ヘッドを少なくとも１つ用い、画像データに基づいて記録媒体にインクを吐出する画像形成装置であって、インクの吐出量が異なる複数のパターンを有するパターン群に対し、記録ヘッドの走査回数を変えて記録媒体に前記パターン群を複数形成するパターン形成手段と、記録媒体上に形成されたパターンの所定領域の光学特性を測定する測定手段と、画像データよりオブジェクトの種類を判断する判断手段と、光学特性に基づいて、オブジェクトの種類に対応するドットサイズを決定する決定手段と、決定手段により決定されたドットサイズに対応する吐出量に基づいて、記録媒体に画像を形成する画像形成手段とを備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、インクジェット方式で画像を形成する画像形成装置に関する。

従来から、画像記録装置として、多数のノズルを配列させたインクジェットヘッドを有し、このインクジェットヘッドと記録媒体を相対的に移動させながら、ノズルからインクを吐出することにより、記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。吐出されたインク滴は記録媒体に付着、広がることでドットを形成する。一つのドットの面積はインク滴の大きさ、すなわちインク吐出量と記録媒体とに大きく依存する。

また、インクジェット記録装置では、複数のインク滴サイズを使い分けることによって、同解像度の記録においても、階調数を増加させることができ、記録画像の高画質化を実現する。しかし、使い分けられるインク滴数の中で調整したインク滴のサイズは、記録媒体が異なることによって簡単に変動してしまう。多くのインクジェット記録装置においては、複数の記録媒体に対応した記録モードを備えることによって対処しているが、流通している全ての用紙に対応することは不可能である。また、同一の記録媒体であっても、生産ロットによって品質が異なる場合もある。同様に、インクジェット記録装置自体の個体差もあるため、調整されたインク滴サイズが、全ての記録装置に対して適切とは限らない。

ここで、インクジェット記録装置の個体差、多様な記録媒体差に対応して、適切なインク滴サイズを設定する技術がある。例えば、特開２００１−１６２８３９号公報（特許文献１）には、インク吐出量を段階的に調整した検査パターンを記録媒体に記録し，光学特性を測定することにより、適切なインク吐出量を決定する。

しかし、従来技術では、記録対象のオブジェクトに最適なドットサイズを設定して印字するもの、或いは文字と写真でドットサイズを変えて打ち分けるものはない。ここで、記録対象のオブジェクトによって最適なインク滴サイズが異なることがわかっている。よって、従来技術では、記録媒体に対し一意に好適なドットサイズを決定しても、同じ記録媒体に対してはドットサイズを変更しないため、記録するオブジェクト毎にインク滴サイズを適切に調整することができないという問題点があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、記録対象のオブジェクトに対応する適切なインク吐出量に調整することで高画質な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一観点における画像形成装置は、記録媒体に対して相対的に移動し、インクを吐出する複数の吐出口を前後移動方向と直交する方向に配列した記録ヘッドを少なくとも１つ用い、画像データに基づいて記録媒体にインクを吐出する画像形成装置であって、インクの吐出量が異なる複数のパターンを有するパターン群に対し、前記記録ヘッドの走査回数を変えて前記記録媒体に前記パターン群を複数形成するパターン形成手段と、前記記録媒体上に形成されたパターンの所定領域の光学特性を測定する測定手段と、前記画像データよりオブジェクトの種類を判断する判断手段と、前記光学特性に基づいて、前記オブジェクトの種類に対応するドットサイズを決定する決定手段と、前記決定手段により決定されたドットサイズに対応する吐出量に基づいて、前記記録媒体に画像を形成する画像形成手段とを備える。

また、本発明は、前述した画像形成装置を、コンピュータに実行させるためのプログラムとしても実現することができ、このプログラムを記録した記録媒体をコンピュータに読み取らせて実現することも可能である。

本発明によれば、記録対象のオブジェクトに対応する適切なインク吐出量に調整することで高画質な画像形成を行うことができる。

本発明に係るインクジェット記録システムの一例を示す図。 本発明の実施例１におけるカラーインクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドの概略構成例を示す図。 実施例１のカラーインクジェット記録装置の記録ヘッドにおけるノズルの配置例を示す図。 記録用紙への双方向記録時における記録ヘッドの動作例を説明するための図。 画像形成装置の印刷制御部の概要を示す図。 実施例１に係る画像形成装置の機能構成の一例を示す図。 パターン形成手段の構成の一例を示す図。 文字や線画等、滲みのない輪郭やシャープネスが求められるオブジェクトに最適なドットサイズを示す図。 検査パターンの一例を示す図。 第１検査パターン群と第２検査パターン群との一例を示す図。 第１の検査パターンと第２の検査パターンの形成の一例を示す図。 サイズ決定手段の構成の一例を示す図。 光学濃度値とドットサイズとの関係を示す図。 第１及び第２検査用パターン群における同一のドットサイズで記録された検査パターンの光学濃度値の差分を示した図。 検査パターンによる光学濃度値の変化の一例を示す図。 紙面上のドットサイズが理想の幅Ｌのときのドットを示す図。 実施例１に係る画像形成装置のインク吐出制御処理の一例を示すフローチャート。 ドットサイズの決定処理の一例を示すフローチャート。 ドットサイズとオブジェクト形成の一例を示す図。

以下、添付図面を参照し、本発明の実施例について説明する。

［実施例１］
＜記録システム及びハード構成＞
図１は、本発明に係るインクジェット記録システムの一例を示す図である。図１に示すように、インクジェット記録システムは、インクジェット方式の画像形成装置（以下、インクジェット記録装置ともいう）１００、パソコンなどのホストコンピュータ１０１を含む。

インクジェット記録装置１００は、シリアル型のものであり、フレーム１に横架したガイドレール２、３にキャリッジ４を移動可能に装着する。また、インクジェット記録装置１００は、キャリッジ４に記録ヘッド５を搭載して、図示しないモータ等の駆動源によってキャリッジ４を矢示Ａ方向に移動可能とする。ガイド板６にセットされる記録媒体（印字媒体）である記録用紙７は、図示しない駆動源によってドライブギヤ８及びスプロケットギヤ９を介して回動されるプラテン１０にて取り込まれ、プラテン１０の周面と、プラテン１０に圧接するプレッシャローラ１１とによって矢示Ｂ方向に搬送可能となる。プラテン１０は、送りノブ１０ａにて手動で回転させることもできる。そして、記録ヘッド５（キャリッジ４）を主走査方向（矢示Ａ方向）に移動走査させながら、記録用紙７を副走査方向（矢示Ｂ方向）に搬送して、記録ヘッド５からインク滴を噴射させて記録用紙７に画像を印字する。

図２は、本発明の実施例１におけるカラーインクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドの概略構成例を示す図である。図２（Ａ）は、記録ヘッドの一例を示す図である。図２（Ａ）に示すように、記録ヘッド５は、各色に応じた噴射ユニット１２及び１３を有する。通常、噴射ユニット１２及び１３が一体となった記録ヘッド５から、用紙表面にインク滴を飛ばして記録を行う。噴射ユニット１２及び１３は、それぞれ複数のインク噴射ノズルを有しており、それぞれ滴量が異なる複数サイズのインク（顔料系インク）を噴射することができる。なお、記録ヘッド５として複数色のインク滴を吐出する１個のインクジェットヘッドを用いて構成することもできる。

ところで、以上の説明は、液状のインクを吐出するカラーインクジェット記録装置１００を代表例として述べている。一方、吐出機構として、圧電素子によるピエゾ効果を利用したものや、通電により発熱する発熱体を備える膜沸騰式を利用するもの、振動板とこれに対向する電極との間の静電気力で振動板を変位させてインク液室を加圧する静電型の画像形成装置を適用してもよい。

図２（Ｂ）は、記録ヘッド５から噴射されたインク滴が記録用紙７に記録される様子を示す。図２（Ｂ）に示すように、噴射されたインク滴は、着弾位置の中心から離れるほど、記録用紙７に薄く滲む。

図３は、実施例１のカラーインクジェット記録装置の記録ヘッドにおけるノズルの配置例を示す図である。図３に示すように、記録ヘッド５を構成するそれぞれの噴射ユニット１２及び１３は、それぞれ主走査方向と直交する方向（副走査方向）に並べて配置された液滴を吐出する複数のノズル１８ｎで構成されるノズル列Ｎ１、Ｎ２が主走査方向に並べて配置されている。

図４は、記録用紙への双方向記録時における記録ヘッドの動作例を説明するための図である。図４において、記録ヘッド５は、主走査の順記録方向において、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー（以下、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙと表記する）の順で噴射ユニット１２及び１３が配置されている。

カラーインクジェット記録装置１００は、記録ヘッド５を主走査方向に往復させ、往方向への移動時及び復方向への移動時の双方において印字を行う（ノズルからインク滴を噴射する）。なお、記録ヘッド５における色の並び順や色数は、必ずしもこの例に限定されない。例えば、インクの特性や設計思想等により、異なった並び順や、より多くの色を扱えるものであってもよい。

ところで、上記では記録ヘッド５の主走査方向への往復移動における往方向及び復方向への移動時の双方において印字を行う例を示したが、往方向への移動時または復方向への移動時のどちらか片方のみにおいて印字を行ってもよい。

また、インクに関しても、顔料系インクだけでなく染料系インク等を用いてもよい。さらに、上記では記録ヘッド５がシリアルヘッドである場合について説明したが、記録ヘッド５としてラインヘッドを用いてもよい。

次に、画像形成装置の印刷制御部２００の概要について説明する。図５は、画像形成装置の印刷制御部２００の概要を示す図である。印刷制御部２００は、装置全体の制御を司るＣＰＵ２０１と、ＣＰＵ２０１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（ＮＶＲＡＭ）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、印刷制御部２００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行なうためのホストＩ／Ｆ２０６と、記録ヘッド５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ヘッド駆動制御部２０７と、キャリッジ４側に設けた記録ヘッド５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３０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２６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、光学センサ２１５からの信号をアナログデジタル変換するＡ／Ｄ変換器２０９などを備えている。また、印刷制御部２００には、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、印刷制御部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ホストＩ／Ｆ２０６で受信する。

また、画像データ内におけるオブジェクトの区別についても、同様に受信する。そして、印刷制御部２００のＣＰＵ２０１は、ホスト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う。次に、処理された画像データはヘッド駆動制御部２０７からヘッドドライバ２０８に転送される。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。

ヘッド駆動制御部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。また、ヘッド駆動制御部２０７は、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。さらに、ヘッド駆動制御部２０７は、ＲＯＭ２０２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５の１行分に相当する画像データに基づいてヘッド駆動制御部２０７から与えられる駆動波形を構成する駆動信号を選択する。選択された駆動波形は、記録ヘッド５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）に対して印加され、記録ヘッド５が駆動する。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（大インク滴）、中滴（中インク滴）、小滴（小インク滴）など、大きさの異なるインク滴を打ち分けることができる。

ここで、インク滴サイズとは、インクノズルから吐出されるインク滴のサイズのことをいい、ドットサイズとは、記録媒体に記録されるドットのサイズのことをいうとする。例えば、大のドットサイズを記録する場合、大のインク滴サイズを１滴、又は中のインク滴サイズを２滴打つなどして大のドットサイズを記録することができる。つまり、１つのドットサイズを記録する場合、インク滴の打ち方は複数ある。

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する。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、ＣＰＵ２０１は、主走査モータ３０に対する駆動出力値（制御値）を算出する。またＣＰＵ２０１は、算出した駆動出力値によりモータ駆動部２１０を介して主走査モータ３０を駆動する。

同様に、ＣＰＵ２０１は、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）を算出する。また、ＣＰＵ２０１は、算出した駆動出力値により、モータ駆動部２１０とモータドライバを介して副走査モータ３１を駆動する。

なお、光学センサ２１５は、印刷した検査パターンを測定することによって濃度値を取得し、Ａ／Ｄ変換器２０９に出力する。

＜機能構成＞
図６は、実施例１に係る画像形成装置の機能構成の一例を示す図である。画像形成装置１００は、形成手段３０１、光学特性測定手段３０４、オブジェクト判断手段３０５、サイズ決定手段３０６を含む。形成手段３０１は、例えばＣＰＵ２０１、ヘッド駆動制御部２０７、ヘッドドライバ２０８、記録ヘッド５などにより実現され、サイズ決定手段３０６は、例えばＣＰＵ２０１及びヘッド駆動制御部２０７などにより実現される。光学特性測定手段３０４は、例えば光学センサ２１５により実現され、オブジェクト判断手段３０５は、ＣＰＵ２０１などにより実現されうる。

形成手段３０１は、記録媒体（例えば記録用紙７）に対し、記録ヘッド５を走査してインクを吐出するパターン形成手段３０２及び画像形成手段３０３を含む。パターン形成手段３０２は、ドットサイズを決定するための検査パターンを記録媒体に形成する。検査パターン形成処理は、ユーザが明示的にドットサイズ調整を指示したり、トレイの開閉を機器が検知したりしたときに行われる。

図７は、パターン形成手段３０２の構成の一例を示す図である。図７に示すようにパターン形成手段３０２は、第１パターン形成手段３２１、第２パターン形成手段３２２を含む。ここで、パターンを構成するドットサイズと検査パターンの例について説明する。

図８は、文字や線画等、滲みのない輪郭やシャープネスが求められるオブジェクトに最適なドットサイズを示す図である。文字や線画などのオブジェクトには、上下方向に隣接するドット同士が僅かに接する程度のドットサイズが望ましい。

しかし、図８に示したドットサイズでは、インク滴による紙面の埋まりが不十分であり、写真やイメージ等、インク滴による紙面の埋まりや鮮やかさが求められるオブジェクトに対しては適していない。また、インク滴による紙面の埋まりや鮮やかさを優先したドットサイズは、文字や線画には大きすぎるため、適していない。

これは、記録対象のオブジェクトに求められる特性が異なることに起因しており、文字や線画に最適なドットサイズは絞ることが望ましく、逆に写真やイメージに最適なインク滴には鮮やかさや濃さが求められるため、文字よりも大き目のドットサイズが好ましい。

なお、ここで言う、滲みのない輪郭やシャープネスが求められるオブジェクトとは、文字や線画を指し、インク滴による紙面の埋まりや鮮やかさが求められるオブジェクトとは、写真やグラフィックを指す。

図９は、検査パターンの一例を示す図である。図９に示すように、検査パターンは、規則的に配列された複数のドットから構成される。また、それぞれドットサイズの異なる複数の検査パターンを検査パターン群と呼ぶ。ドットサイズは、検査パターン毎に段階的に増加、又は減少させることが望ましい。

図９に示す例では、３×３のドットからなる検査パターンを、検査パターンＡから検査パターンEの順に段階的にドットサイズを大きくした検査パターン群である。検査パターンの数や、検査パターンに含まれるドットの数は図９に示す例に限られるものではない。

また、図９に示す検査パターン群は、一つのインク滴サイズで形成されてもよい。例えば、パターン形成手段３０２は、大、中、小のインク滴のうち、大のインク滴のインク吐出量を変化させることで、図９に示すような検査パターン群を形成する。

図７に戻り、第１パターン形成手段３２１は、複数の検査パターンからなる第１検査パターン群を記録媒体に形成する。なお、第１パターン形成手段３２１は、記録ヘッド５の一回の走査で第１検査パターン群に含まれる第１の検査パターンを記録媒体に形成する。

第２パターン形成手段３２２は、複数の検査パターンからなる第２検査パターン群を記録媒体に形成する。なお、第２パターン形成手段３２２は、記録ヘッド５の複数回（例えば２回）の走査で第２検査パターン群に含まれる第２の検査パターンを記録媒体に形成する。また、第１検査パターン群と第２検査パターン群とは、検査パターンの構成は同様であるが、形成の仕方、つまり、記録に要する記録ヘッド５の走査回数が異なる。

図１０は、第１検査パターン群と第２検査パターン群との一例を示す図である。第１検査パターン群、第２検査パターン群ともに検査パターンＡから検査パターンＥまでを有し、ＡからＥの順にドットサイズが大きくなる。記録媒体には、第１検査パターン群、第２検査パターン群がそれぞれ少なくとも１つ以上記録される。

図１１は、第１の検査パターンと第２の検査パターンの形成の一例を示す図である。図１１に示すように、第１の検査パターンは、記録ヘッド５の一回の走査で形成されるのに対し、第２の検査パターンは、記録ヘッド５の二回の走査で形成される。さらに、第２の検査パターンは、一回の走査では、それぞれ隣接しないドットが形成され、二回の走査を行うことで第２の検査パターンが形成される。

つまり、第１検査パターン群を記録する方法は、インク滴の着弾位置を示すデジタルデータ上において、記録ヘッド５の一度の走査で記録するインク滴同士が隣接する記録方法である。一方、第２検査パターン群を記録する方法は、インク滴の着弾位置を示すデジタルデータ上において、記録ヘッド５の一度の走査で記録するインク滴同士が隣接しない記録方法である。

なお、パターン形成手段３０２は、複数の検査パターンを形成する際、インク吐出量や滴サイズを段階的に変化させるとよい。また、インク吐出量や滴サイズの変更方法としては、記録ヘッド５の駆動電圧、駆動波形、インク吐出スピード等の少なくとも１つを変更することが挙げられるが、目的とするインク吐出量や滴サイズが得られるのであれば、必ずしもこれに限られるものではない。

また、パターン形成手段３０２は、第１検査パターン群及び第２検査パターン群で異なる記録方法を用いるが、紙面上でのインク滴同士の接触による滲みのみの特性を捉えるため、インクジェット記録装置の記録周波数、使用する滴構成、使用ノズルを、第１及び第２検査パターン群とで同一にすることが望ましい。

また、パターン形成手段３０２は、検査パターンを形成する際、複数の滴サイズ（例えば、大、中、小）を用いるのではなく、単一サイズのインク滴を用いることが望ましい。第１検査パターン群及び第２検査パターン群の両方に対しても単一サイズのインク滴を用いるのが望ましい。単一サイズのインク滴であっても、吐出量を変化させたり、吐出回数を変化させたりすることにより、ドットサイズを変化させることができる。

さらに、パターン形成手段３０２は、検査パターンを形成する際、インク滴の着弾位置を示すデジタルデータ上において、記録媒体に対して相対的に移動する記録ヘッド５の移動方向と平行な方向に等間隔及び／又は移動方向と直交する方向に等間隔でインク滴を配置することが望ましい。ドットサイズの増大に伴う濃度増加を捉えるためである。

図６に戻り、画像形成手段３０３は、後述するサイズ決定手段３０６により決定されたドットサイズに対応するインク吐出量に設定して記録媒体に画像を形成する。なお、画像形成手段３０３は、画像データのオブジェクト毎にインク吐出量を設定して画像を形成することができる。

光学特性測定手段３０４は、光学センサ２１５を用いて記録媒体に記録された検査パターンの光学特性を測定する。具体的には、光学特性測定手段３０４は、各検査パターンの所定領域の光学濃度値を測定する。ここでは、所定領域の平均の光学濃度値を用いるとする。

また、光学特性測定手段３０４は、第１検査パターン群の検査パターンと第２検査パターン群の検査パターンとについて、同じドットサイズの検査パターンの光学濃度値の差分を求める。測定された光学濃度値及び／又は求められた光学濃度値の差をサイズ決定手段３０６に出力する。

オブジェクト判断手段３０５は、画像データからオブジェクトの種類を判断する。また、オブジェクト判断手段３０５は、画像データに複数のオブジェクトが存在する場合は、複数のオブジェクトに対して種類を判断する。ここで、オブジェクトの判断手法として、以下の方法が考えられる。

（１）パターンマッチングによる方法
オブジェクト判断手段３０５は、パターンマッチングを用いて文字や線画、イメージや写真などの種類を判断する。オブジェクト判断手段３０５は、文字や線画を特定のパターンとして記憶しておき、特定のパターンに画像データがマッチするか否かを判定する。同様に、オブジェクト判断手段３０５は、イメージや図形なども特定のパターンとして記憶しておき、特定のパターンにマッチするか否かを判定する。つまり、オブジェクト判断手段３０５は、パターンマッチングを行うことで、オブジェクトの種類を判断することができる。

（２）属性情報を用いた方法
オブジェクト判断手段３０５は、ホストコンピュータ（情報処理装置）１０１から入力される印刷データにオブジェクトの内容を示す属性情報が付加されている場合は、属性情報を読み取ることでオブジェクトが文字や線画のように細いラインで構成されるオブジェクトであるのか、写真やイメージのオブジェクトであるのかを判定する。

オブジェクト判断手段３０５は、上記の（２）の方法をデフォルトとして用い、オブジェクトの内容を示す属性情報が付加されていない場合は、（１）の方法を用いるようにすればよい。オブジェクト判断手段３０５は、いずれかの手法を用いて判断したオブジェクトの種類をサイズ決定手段３０６に出力する。

サイズ決定手段３０６は、オブジェクト判断手段３０５から取得したオブジェクトに対応するドットサイズを決定する。ドットサイズの決定は、光学特性測定手段３０４から取得した光学濃度値に基づく。

図１２は、サイズ決定手段３０６の構成の一例を示す図である。図１２に示すように、サイズ決定手段３０６は、第１サイズ決定手段３６１、第２サイズ決定手段３６２、中間サイズ決定手段３６３を含む。

第１サイズ決定手段３６１は、第１検査パターン群の各検査パターンの光学濃度値と閾値とを比較し、検査パターンの光学濃度値が閾値を超えた場合に、閾値を超えた検査パターンのドットサイズを第１のドットサイズとして決定する。閾値は例えば濃度飽和値とする。また、第１サイズ決定手段３６１は、閾値以下の最大の検査バターンのドットサイズを第１のドットサイズとして決定してもよい。

図１３は、光学濃度値とドットサイズとの関係を示す図である。図１３に示すように、ドットサイズを徐々に増加させた場合、あるドットサイズより大きくしても濃度増加が得られない点１１１（濃度飽和値）がある。この点１１１は、ドットサイズの増大による濃度増加が飽和してしまう境界を示す。この点１１１でのドットサイズを、インク滴による紙面の埋まりや鮮やかさを優先するオブジェクトに対する最適なドットサイズ（第１のドットサイズ）とする。

このとき、インク滴による紙面上の埋まりは点１１１の手前の点１１０で満たされており、紙面上の埋まりが得られた後にも、ドットサイズの増大に伴う濃度増加が得られることがわかっている。よって、ドットサイズが常に一定に吐出できるとは限らず、ばらつきをもつ場合には、紙面の埋まりや鮮やかさを優先するオブジェクトに対する最適なドットサイズを、点１１０から点１１１の間のドットサイズにすることが望ましい。

図１２に戻り、第２サイズ決定手段３６２は、第１及び第２検査パターン群の同じドットサイズの検査パターンの光学濃度値の差と閾値を比較し、光学濃度値の差が閾値を超えた場合に、閾値を超えた検査パターンのドットサイズを第２のドットサイズとして決定する。閾値は例えば０とする。

図１４は、第１及び第２検査用パターン群における同一のドットサイズで記録された検査パターンの光学濃度値の差分を示した図である。図１４に示すように、ドットサイズを徐々に増加させた場合、紙面上で隣接するドット同士が接触するドットサイズ１１２になるまでは、第１及び第２の検査パターンの光学濃度値の差はない。しかし、ドット同士が接触してからは、第１の検査パターンと第２の検査パターン間の濃度値の差がドットサイズの増大に伴い徐々に増加する。

これは、インク滴の着弾位置を示すデジタルデータ上において、一度の走査で記録するドット同士が隣接しない第２検査パターンに対して、一度の走査で記録するドット同士が隣接する第１検査パターンのインク滴が、より紙面上で滲み易いからである。従って、第１検査パターンの方が、光学センサ２１５により取得する濃度値として、大きくなるためである。

図１５は、検査パターンによる光学濃度値の変化の一例を示す図である。図１５は、紙面上のドットサイズに対する光学濃度値の変化について、検査パターン毎に示している。図１５に示す実線が、第１検査パターンを示し、点線が第２検査パターンを示す。前述したように、ドット同士が接触するドットサイズＬよりもドットサイズが大きくなると、第１検査パターンの光学濃度値が第２検査パターンの光学濃度値よりも増加する。ドットサイズＬは、理想ドットサイズ（理想の幅）とする。その後、第１検査パターンの光学濃度値は、ドットサイズ√２Ｌで第２検査パターンの光学濃度値と同じになり、飽和する。

これは、紙面に滴下するインク滴における紙面上の性質による。インク滴は、滴下されたインク滴が形成するドット同士が隣接すると、紙面上では、急激に滲みやすくなるという性質を持つからである。これにより、理想では残るはずの空隙部分もインク滴で占められることになり、光学センサ２１５によって取得する光学濃度値が大きくなってしまう。そして、ドットサイズが、紙面上で空隙部分がなくなる√２Ｌの大きさになると、ドットの形成方法に関わらず、紙面上では空隙がなくなり、それぞれの検査パターンの光学濃度値は変わらなくなる。

図１６は、紙面上のドットサイズが理想の幅Ｌのときのドットを示す図である。図１６に示すように、ドットサイズが理想の幅Ｌのときに隣のドット同士が隣接する。また、図１６に示す斜線部分は、空隙を示す。ドットサイズがＬより大きく√２Ｌより小さい場合、同じドットサイズであっても、第１検査パターンの方が、第２検査パターンよりも空隙は狭く、光学濃度値は大きい。

本実施例では、前述した特性に着目し、異なる記録媒体であっても適切なドットサイズが取得できるように、パターン形成方法を変えてそれらの濃度値を測定し、最適なドットサイズを決定することができる。

そこで、同一の検査パターンでありながら、第１の検査パターンと第２の検査パターンの記録方法の違いによって濃度値の差が現れた点１１２のドットサイズを、滲みのない輪郭やシャープネスを優先するオブジェクトに対する最適なドットサイズ（第２のドットサイズ）とする。

図１２に戻り、中間サイズ決定手段３６３は、第１のドットサイズと第２のドットサイズとの平均のドットサイズを第３のドットサイズとして決定する。

サイズ決定手段３０６は、第１及び第２検査パターン群から前述した第１乃至第３のドットサイズを決定した後は、オブジェクト判断手段３０５から取得するオブジェクトの種類に対応して各ドットサイズを決定し、画像形成手段３０３に出力する。具体的には、サイズ決定手段３０６は、オブジェクトの種類がイメージや写真を含む種類の場合、第１のドットサイズに決定し、オブジェクトの種類が文字や線画を含む種類の場合、第２のドットサイズに決定し、オブジェクトの種類が上記以外の種類又は不明のオブジェクトの場合、第３のドットサイズに決定する。

画像形成手段３０３は、記録対象のオブジェクト毎に、サイズ決定手段３０６から取得したサイズに対応するインク吐出量でインクを記録媒体に吐出し、画像を形成する。このとき、サイズ決定手段３０６において決定されたドットサイズが単一のインク滴サイズである場合、この単一のインク滴サイズのサイズ決定前後における吐出量の変化量を、他のインク滴サイズにも適用すればよい。

つまり、パターン形成手段３０２において、大のインク滴で第１パターン群及び第２パターン群を形成した場合、サイズ決定手段３０６において、大のインク滴による各オブジェクトのドットサイズが決定し、画像形成手段３０３により大のインク滴のインク吐出量が、サイズ決定手段３０６により決定されたドットサイズに基づいて変更される。このとき、画像形成手段３０３は、大のインク滴によるインク吐出量の変化量を、中、小のインク滴にも適用することで、全てのインク滴を用いたとしても、記録媒体に応じた、かつ、オブジェクトに応じたドットを形成することができる。

また、サイズ決定手段３０６は、現在設定されている記録モードを取得し、記録モードに応じてドットサイズを決定するようにしてもよい。例えば、文字優先モードが設定されている場合には、サイズ決定手段３０６は、滲みのない輪郭やシャープネスを優先するオブジェクトに最適な第２のドットサイズに決定する。また、写真優先モードが設定されている場合には、サイズ決定手段３０６は、インク滴による紙面の埋まりや鮮やかさを優先するオブジェクトに最適な第１のドットサイズに決定する。

また、サイズ決定手段３０６によるドットサイズの決定は、前述したようにインクジェット記録装置が記録媒体に形成した検査パターン群に基づいて自動で決定してもよいし、ユーザに第１から第３までのドットサイズを選択させて決定するようにしてもよい。

＜動作＞
次に、実施例１におけるインク吐出制御処理について説明する。図１７は、実施例１に係る画像形成装置のインク吐出制御処理の一例を示すフローチャートである。図１７に示すステップＳ１１において、画像形成装置１００は、ドットサイズの調整を実施するか否かを判定する。判定について、ユーザによるドットサイズ調整ボタンの押下を検知したり、トレイの開閉を検知したりしたときに、ドットサイズの調整を行うと判定される。

ステップＳ１１の判定結果がＹＥＳ（実施する）であれば、画像形成装置１００がパターン形成手段３０２に検査パターン群を記録媒体に形成するよう指示し、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１１の判定結果がＮＯ（実施しない）であればステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１２において、パターン形成手段３０２は、第１検査パターン群及び第２検査パターン群を記録媒体に形成する。

ステップＳ１３において、光学特性測定手段３０４は、光学センサ２１５により記録媒体に記録された第１検査パターン群及び第２検査パターン群を読み取り、各検査パターン群に含まれる検査パターンの平均光学濃度値を求める。このとき、第１及び第２検査パターン群において、ドットサイズが同サイズの検査パターンの濃度値の差も求める。光学特性測定手段３０４により求められた濃度値及び濃度値の差は、サイズ決定手段３０６に出力される。

ステップＳ１４において、サイズ決定手段３０６は、第１検査パターン群に含まれる各検査パターンの光学濃度値が第１閾値（例えば、濃度飽和値）を超えたときの検査パターンのドットサイズを、イメージ、写真向けのドットサイズ（第１のドットサイズ）として決定する。

ステップＳ１５において、サイズ決定手段３０６は、第１検査パターン群及び第２検査パターン群において、ドットサイズが同サイズの検査パターンの濃度値の差が第２閾値（例えば、０）を超えたときの検査パターンのドットサイズを、文字、線画向けのドットサイズ（第２のドットサイズ）として決定する。この処理は、図１８を用いて後述する。サイズ決定手段３０６は、オブジェクト判断手段３０５から記録対象のオブジェクトの種類を取得し、オブジェクトの種類に対応するドットサイズを画像形成手段３０３に出力する。

ステップＳ１６において、画像形成手段３０３は、サイズ決定手段３０６から取得した各ドットサイズに対応するインク吐出量を記録媒体に吐出することで、画像を形成する。なお、ここでは、画像形成手段３０３は、記録対象オブジェクトに対応するドットサイズをサイズ決定手段３０６から取得して、画像を形成する処理を説明した。一方、画像形成手段３０３は、先にサイズ決定手段３０６から決定された各ドットサイズを取得しておき、オブジェクト判断手段３０５から記録対象のオブジェクトの種類を取得して対応するドットサイズを決定し、決定したドットサイズに対応する吐出量に制御するようにしてもよい。

図１８は、ドットサイズの決定処理の一例を示すフローチャートである。図１８に示す例で、Ａ［ｉ］は、２つの検査パターンの光学濃度値の差（単に濃度差ともいう）を表す。ｉは、ドットサイズが一番小さいものからの順番を示す。ここでは、ドットサイズが一番小さい場合は、ｉ＝１である。

ステップＳ２１において、サイズ決定手段３０６は、初期化を行う。初期化は、Ａ［０］＝０、ｉ＝０とする処理である。

ステップＳ２２において、サイズ決定手段３０６は、ｉを加算する。

ステップＳ２３において、サイズ決定手段３０６は、ｉ番目のドットサイズに対応する２つの検査パターンの濃度差Ａ［ｉ］を、光学特性測定手段３０４から取得する。

ステップＳ２４において、サイズ決定手段３０６は、Ａ［ｉ］がＡ［ｉ−１］以上であるか否かを判定する。ステップＳ２４の判定結果がＹＥＳであれば、ステップＳ２３に戻り、判定結果がＮＯであれば、ステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５において、サイズ決定手段３０６は、ｉ−１番目のドットサイズを第２のドットサイズとして決定する。第２のドットサイズは、文字、線画向けのドットサイズである。

図１８に示す処理を要約すると、２つの検査パターンの濃度差を求め、１段階大きいドットサイズの２つの検査パターンの濃度差と比較する。この比較は、ドットサイズが小さい方から行われる。大きいドットサイズに対応する濃度差の方が大きいと判定されたとき、このときの小さい方のドットサイズを第２のドットサイズとする。

また、第２のドットサイズの最適なドットサイズは、図１４に示す点１１２のドットサイズであるが、ドットサイズを常に一定に吐出できるとは限らず、はらつきを持つ場合、又は点１１２のドットサイズを吐出することが困難な場合は、図１４に示す点１１２〜点１１３の間のドットサイズとすることが望ましい。

図１９は、ドットサイズとオブジェクト形成の一例を示す図である。図１９（Ａ）は、図１４に示す点１１２のドットサイズで一行形成した場合を示す。図１９（Ａ）に示す例では、ドットが隣接するようドットサイズが理想の幅Ｌで印字されている。理想の幅Ｌよりドットサイズを小さくすると、線が途切れてしまう。

図１９（Ｂ）は、図１４に示す点１１３のドットサイズで一行形成した場合を示す。図１９（Ｂ）に示す例では、ドットサイズが√２Ｌであるため、理想の幅Ｌでドットを形成するより太くなってしまう。

よって、ドットサイズを常に一定に吐出できるとは限らず、はらつきを持つ場合、又は点１１２のドットサイズを吐出することが困難な場合は、図１４に示す点１１２〜点１１３の間のドットサイズとすることが望ましいとしたが、理想の幅Ｌにできるだけ近いドットサイズの方がより望ましい。

以上、実施例１によれば、記録対象のオブジェクトに対応する適切なインク吐出量に調整することで高画質な画像形成を行うことができる。また、描画オブジェクト毎のドットサイズを、使用する記録媒体に合わせて決定することができ、高画質化を図ることができる。

また、記録媒体に検査パターン群を形成して記録オブジェクトに対応するドットサイズを決定することで、記録媒体に応じた最適なドットサイズを決定し、かつ、記録オブジェクトにも応じた最適なドットサイズを決定することができる。

また、前述したようなドットサイズ決定処理を行いながら画像形成を行うためのプログラムやデータを記憶した記憶媒体の実施例を説明する。記憶媒体としては、具体的には、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、フラッシュメモリ、メモリカードや、メモリスティック、及びその他各種ＲＯＭやＲＡＭ等が挙げられる。これら記憶媒体に記憶したプログラムをコンピュータに実行させることで、本発明の実施例における処理を実現させることができる。また、前述した画像形成方法の処理や画像形成装置の機能を実現するためのプログラムを、記憶媒体に記憶したりネットワークを介して配信したりして流通させることにより、当該機能の実現を容易にすることができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、実施例以外にも種々の変形・変更が可能である。

５ 記録ヘッド
２１５ 光学センサ
３０１ 形成手段
３０２ パターン形成手段
３０３ 画像形成手段
３０４ 光学特性測定手段
３０５ オブジェクト判断手段
３０６ サイズ決定手段
３２１ 第１パターン形成手段
３２２ 第２パターン形成手段
３６１ 第１サイズ決定手段
３６２ 第２サイズ決定手段
３６３ 中間サイズ決定手段

特開２００１−１６２８３９号公報

Claims (15)

1. 記録媒体に対して相対的に移動し、インクを吐出する複数の吐出口を前後移動方向と直交する方向に配列した記録ヘッドを少なくとも１つ用い、画像データに基づいて記録媒体にインクを吐出する画像形成装置であって、
   インクの吐出量が異なる複数のパターンを有するパターン群に対し、前記記録ヘッドの走査回数を変えて前記パターン群を前記記録媒体に複数形成するパターン形成手段と、
   前記記録媒体上に形成されたパターンの所定領域の光学濃度値を測定する測定手段と、
   前記画像データよりオブジェクトの種類を判断する判断手段と、
   前記光学濃度値に基づいて、前記オブジェクトの種類に対応するドットサイズを決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定されたドットサイズに対応する吐出量に基づいて、前記記録媒体に画像を形成する画像形成手段と
   を備える画像形成装置。
2. 前記決定手段は、
   前記所定領域の光学濃度値が飽和したときのドットサイズに基づいてドットサイズを決定する第１サイズ決定手段と、
   前記記録ヘッドの走査回数が異なるパターン群に対し、同じ吐出量のパターンにおける前記所定領域の光学濃度値の差が生じたときのドットサイズに基づいてドットサイズを決定する第２サイズ決定手段とをさらに備える請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第１サイズ決定手段は、
   前記複数のパターン毎の平均光学濃度値を求め、該平均光学濃度値が第１閾値を超えた場合のパターンにおけるドットサイズに決定する請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記第２サイズ決定手段は、
   前記光学濃度値の差が第２閾値を越えた場合のパターンにおけるドットサイズに決定する請求項２又は３記載の画像形成装置。
5. 前記決定手段は、
   前記オブジェクトの種類がイメージ、写真を含む場合、該オブジェクトのドットサイズを前記第１サイズ決定手段により決定されたドットサイズとし、前記オブジェクトの種類が文字、線画を含む場合、該オブジェクトのドットサイズを前記第２サイズ決定手段により決定されたドットサイズとする請求項２乃至４いずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記決定手段は、
   前記判断手段によりオブジェクトの種類が判断できない場合、該オブジェクトのドットサイズとして、前記第１サイズ決定手段により決定されたドットサイズと、前記第２サイズ決定手段により決定されたドットサイズとの平均のドットサイズに決定する請求項２乃至５いずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記パターン形成手段は、
   前記パターン毎の平均光学濃度値が段階的に変化するよう吐出量を制御して前記パターンを形成する請求項１乃至６いずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記パターン形成手段は、
   駆動電圧、駆動波形、インク吐出スピードのうち少なくとも１つを変更することにより前記吐出量を段階的に変化させる請求項１乃至７いずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記パターン形成手段は、
   前記吐出量を変化させる複数のパターンを有するパターン群に対し、前記記録ヘッドの１回の走査によって第１パターン群を形成し、前記記録ヘッドの複数回の走査によって第２パターン群を形成する請求項１乃至８いずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記パターン形成手段は、
    前記第２パターン群を形成する場合、前記パターンに含まれるドットに対して、それぞれ非隣接するドットを前記記録ヘッドの一回の走査で形成し、前記記録ヘッドを複数回走査することで前記パターンを形成する請求項９記載の画像形成装置。
11. 前記パターン形成手段は、
    前記第１パターン群内のパターンと、前記第２パターン群内のパターンとにおいて、記録周波数、使用する滴構成、又は使用ノズルの少なくとも一つを同じにして同じサイズのパターンを形成する請求項９又は１０記載の画像形成装置。
12. 前記パターン形成手段は、
    前記第１パターン群内のパターンと、前記第２パターン群内のパターンとを単一サイズのインク滴を吐出して形成する請求項９乃至１１いずれか一項に記載の画像形成装置。
13. 前記パターン形成手段は、
    前記パターンに含まれるドットの記録位置が、前記記録媒体との相対的な移動方向に等間隔で並列する、及び／又は前記記録媒体との相対的な移動方向と直交する方向に等間隔で並列するよう前記パターンを形成する請求項１乃至１２いずれか一項に記載の画像形成装置。
14. 前記パターン形成手段は、
    複数のインク滴サイズのうち少なくとも１つのインク滴サイズの吐出量を変更することで前記パターン群を形成し、
    前記決定手段は、
    前記少なくとも１つのインク滴サイズにおいて前記オブジェクトの種類に対応するドットサイズを決定し、
    前記画像形成手段は、
    決定された前記ドットサイズに対応する吐出量と前記少なくとも１つのインク滴サイズに対応する吐出量との変化量を、前記パターン群を形成したインク滴サイズ以外のインク滴サイズにも適用する請求項１乃至１３いずれか一項に記載の画像形成装置。
15. 前記画像形成手段は、
    記録モードに基づいて、前記第１サイズ決定手段により決定されたドットサイズ、前記第２サイズ決定手段により決定されたドットサイズのいずれを用いるかを決定する請求項２乃至４いずれか一項に記載の画像形成装置。

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