JP2012025116A - 画像形成装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線などの活性光線の照射によって硬化するインクを用いるマルチパス方式のインクジェット記録におけるバンディングむらを低減する。
【解決手段】活性光線の照射によって硬化するインクを吐出するインクジェットヘッド(16)と、記録媒体(30)上に付着したインク滴に活性光線を照射する活性光源(21,22)と、インクジェットヘッド(16)及び活性光源(21,22)を共に記録媒体(30)に対して相対移動させる走査手段（14,24）と、走査手段（14,24）による相対移動中に、活性光源(30)の照射光量を変化させる光量制御手段と、を備える。活性光源(21,22)として、複数の発光素子が配列された発光素子群を用いる態様が好ましく、当該発光素子群のうち、記録媒体後端側に配置される少なくとも１つの発光素子について、パルス幅変調駆動を行うことが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は画像形成装置及び方法に係り、特に紫外線等の活性光線の照射によって硬化するインクを用いたマルチパス方式のインクジェット記録におけるバンディングを低減する技術に関する。

複数の印刷パスによって所定解像度の画像を完成させるマルチパス方式のインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドを往復走査させるキャリッジのシャトルスキャン繰り返し周期で作られるスワス毎に、その周期でバンディングと呼ばれる帯状の濃度ムラ・光沢ムラが発生する場合がある。このバンディングむらを改善する方策として、従来様々な提案がなされている（特許文献１〜５）。

特許文献１は、印刷ヘッドのノズル列を複数のグループ（インク吐出領域）に分け、使用するヘッド中のノズルへの印刷データの割り振りをずらして、上下スワスの境界線をギザギサの斜め方向へ伸びる線にすることで、バンディングを目立たなくする方法を開示している。

特許文献２は、用紙搬送方向にノズル位置をずらして配置した複数のインクジェットヘッドの各ノズルに印刷データを割り付けて画像を出力することで、パス間の濃度差を小さくしている。

特許文献３は、複数のインクジェットヘッドにより形成される印刷画像のつなぎ目部分の印刷データを主走査方向に沿って搬送方向（副走査方向）に変動させてバンディングを抑制する方法を開示している。

特許文献４は、隣接するノズルの駆動タイミングの時間差をランダムにしてテクスチャノイズの発生を防ぐ構成を開示している。

特許文献５は、同一スワス内で明るい色のドットと、暗い色のドットを交互に配置し、色の重なり方が異なる複数のバンドを主副交互に配置して平均化する方法を開示している。

特開２００８−２８４７６３号公報 特開２０１０−５８１１号公報 特開２０１０−７１３号公報 特開平９−２１６３５０号公報 特開２００１−２３２８２４号公報

特許文献１〜５に記載されている構成は、いずれも、スワス毎の周期的なムラが発生する原因に対して直接、これを軽減するための方法ではなく、もっぱらバンディングむらを結果的に目立ち難くする（視認し難くする）打滴方法の工夫を提案したものである。

従来の提案に係るスワス境界の段差視認性回避の手法は、以下の２通りに大別できる。第１は、スワスの境界（つなぐ部分）を直線的なものとせずに、ランダムの段形状（ステップ状）にするというものである（特許文献１〜３）。第２は、２つのインクジェットヘッドを互いのノズル列が部分的にオーバーラップするように配置し、これら２ヘッドに画像データを割り当てて、印字パスにおいてランダムに画像データが２ヘッド間で移動する構成とするものである（特許文献４〜５）。これらの手法はいずれもスワスの境界（つなぎ目）における段差の変化を打滴制御によって分散させるものであり、印刷データの処理が複雑であることに加え、ノズルの稼働率が下がる（非駆動ノズル数が多くなる）ため、出力画像の生産性を低下させてしまう問題がある。

また、従来、紫外線硬化型インク（ＵＶインク）を用いるワイドフォーマットインクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッドが搭載されたキャリッジにメタルハライドランプやＬＥＤ素子アレイを搭載し、打滴直後に一様な紫外線を照射することでインクを硬化・定着させるものが知られている。

しかし、従来の構成では、メタルハライドランプやＬＥＤ素子アレイの照射範囲に対する照度分布に起因して、記録媒体上の描画位置によって積算光量がばらつき、その結果、スワスの周期で濃度ムラや光沢ムラ（バンディング）が発生するという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、マルチパス方式におけるバンディングむらを低減することができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために以下の発明態様を提供する。

（発明１）：発明１に係る画像形成装置は、活性光線の照射によって硬化するインクを吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出され、記録媒体上に付着したインク滴に前記活性光線を照射する活性光源と、前記インクジェットヘッド及び前記活性光源をともに前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、前記走査手段による相対移動中に、前記記録媒体上の前記インク滴を硬化させるための前記活性光源の照射光量を変化させる光量制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、記録媒体上に付着したインク滴に対して照射される活性光線の積算光量に変化を与えることができ、これにより硬化後のインク滴のドット径をばらつかせることが可能である。スワスのつなぎ目付近においてこのようなドット径の変動を与えることにより、活性光線の照度分布と相対移動に起因するバンディングむらを解消することができる。

活性光線としては、紫外線、可視光、赤外線或いはこれらの適宜の組み合わせが可能である。例えば、紫外線により硬化するＵＶ硬化モノマーなど活性光線硬化性樹脂と色材とを含んだインクを用い、打滴後のインクに紫外線を照射することにより、樹脂を硬化重合させる。

「記録媒体」は、インクジェットヘッドの吐出口（ノズル）から吐出される液滴を付着させる媒体（印字媒体、被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体、非描画媒体など呼ばれ得るもの）であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、布、繊維シート、樹脂シート、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。

記録媒体とインクジェットヘッドを相対的に移動させる手段は、停止した記録媒体に対してヘッドを移動させる態様、停止した（固定された）ヘッドに対して記録媒体を搬送する態様、或いは、ヘッドと記録媒体の両方を移動させる態様のいずれをも含む。

なお、インクジェットヘッドを用いてカラー画像を形成する場合は、複数色のインク（記録液）の色別にヘッドモジュールを配置してもよいし、１つのプリントヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。

（発明２）：発明２に係る画像形成装置は、発明１において、前記活性光源として、複数の発光素子が配列された発光素子群が用いられ、前記光量制御手段は、前記複数の発光素子のうち少なくとも１つの発光素子の光量を変化させることを特徴とする。

特に、発光素子配列における端部に位置する少なくとも１つの発光素子について照射光量を変動させることが好ましい。

（発明３）：発明３に係る画像形成装置は、発明２において、前記複数の発光素子のうち、前記記録媒体の搬送方向に対して記録媒体後端側に配置される少なくとも１つの発光素子について、当該発光素子よりも前記搬送方向の記録媒体先端側に配置される他の発光素子とは異なる点灯駆動制御が行われることを特徴とする。

かかる態様によれば、スワスのつなぎ目のむらを効果的に低減することが可能である。

（発明４）：発明４に係る画像形成装置は、発明２又は３において、前記インクジェットヘッドにおけるノズル列の長さと、マルチパス方式によるスキャン繰り返し回数から定まるスワス幅に応じて、照射光量の可変制御対象とする発光素子の数が変更されることを特徴とする。

スワス幅が広いほど、変調させる発光素子の数を増やす（照射光量を変化させる照射領域を広げる）ことが好ましい。

（発明５）：発明５に係る画像形成装置は、発明１乃至４のいずれか１項において、前記光量制御手段は、前記活性光源の点灯駆動をパルス幅変調することを特徴とする。

照射光量を変化させる手段として、パルス幅変調による点灯駆動を行うことが好ましい。

（発明６）：発明６に係る画像形成装置は、発明１乃至５のいずれか１項において、前記インクジェットヘッドにおけるノズル列の長さと、マルチパス方式によるスキャン繰り返し回数から定まるスワス幅に応じて、前記光量制御手段による照射光量の変動範囲が変更されることを特徴とする。

スワス幅が広いほど、照射光量の変動量を大きくする（ドット径のランダム性を高める）ことが好ましい。

（発明７）：発明７に係る画像形成装置は、発明１乃至６のいずれか１項において、前記インクジェットヘッドと前記活性光源を主走査方向に移動させるキャリッジのエンコーダ信号を用いて、前記活性光源の発光駆動制御信号が生成されることを特徴とする。

記録解像度と、スキャン繰り返し回数（パス数）の設定情報に基づき、記録媒体上でのドット径の変調サイクルが視認性の低い空間周波数となるように照射光量を変化させることが好ましい。

（発明８）：発明８に係る画像形成方法は、インクジェットヘッドと記録媒体とを相対移動させ、前記インクジェットヘッドから吐出されたインク滴を前記記録媒体上に付着させることにより、前記記録媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、インクジェットヘッドから活性光線の照射によって硬化するインクを吐出するインク吐出工程と、前記インク吐出工程によって前記記録媒体上に付着したインク滴に対して前記相対移動中に活性光線を照射する活性光線照射工程と、を有し、前記活性光線照射工程で照射する前記活性光線の光量を変化させ、その照射光量を変化させた照射領域に存在する複数のインク滴について硬化後のドット径を異ならせることを特徴とする。

かかる態様によれば、ドット径のランダム性が増し、バンディングむらを抑制することができる。

（発明９）：発明９に係る画像形成方法は、発明８において、前記活性光線を照射するための活性光源として、複数の発光素子が配列された発光素子群が用いられ、前記活性光線照射工程にて、前記複数の発光素子のうち少なくとも１つの発光素子の光量を変化させることを特徴とする。

（発明１０）：発明１０に係る画像形成方法は、発明９において、前記複数の発光素子のうち、前記記録媒体の搬送方向に対して記録媒体後端側に配置される少なくとも１つの発光素子について、当該発光素子よりも前記搬送方向の記録媒体先端側に配置される他の発光素子とは異なる点灯駆動制御を行うことを特徴とする。

（発明１１）：発明１１に係る画像形成方法は、発明８乃至１０のいずれか１項において、前記活性光線を照射するための活性光源をパルス幅変調によって点灯制御することを特徴とする。

なお、発明４、６、７の特徴を発明８〜１１の方法発明に組み合わせることも可能である。

本発明によれば、活性光線の照度分布に起因するバンディングむらを効果的に低減することができる。

本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成例を示す平面図 紫外線照射光源の構成例を示す平面図 図３（ａ）は比較例に係る灰色ベタ画像の印刷結果を光学顕微鏡で撮影したもの、図３（ｂ）は図３（ａ）の画像を副走査方向について６４pixel毎に平均した画素値を示したグラフ 紫外線照射光源の光量分布とバンディング現象の関係を示した説明図 積算照射光量と硬化したインク滴のドット直径の関係を示したグラフ 紫外線照射光源のＬＥＤ素子の駆動制御例を示す波形図 乱数を発生させるプログラムリストの一例を示す図 本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示すブロック図 本発明による照射光量の制御を行わずにインク滴を硬化させた場合に得られる印刷結果について濃度の測定結果を例示したグラフ

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳細に説明する。

＜インクジェット記録装置の全体構成＞
図１は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成例を示す平面図である。このインクジェット記録装置１０は、大型ポスターや商業用壁面広告など、広い描画範囲を記録するのに好適なワイドフォーマットプリンタであり、プラテン１２、キャリッジ１４、インクジェットヘッド１６、紫外線照射光源２１、２２、ガイドレール２４を備えている。なお、ここでは、Ａ３ノビ以上の記録媒体サイズに対応するものを「ワイドフォーマット」と呼ぶ。

記録媒体３０は図示せぬ搬送機構（例えば、搬送ローラなど）により、図１の右から左へと搬送される。この記録媒体３０の搬送方向を「副走査方向」という。プラテン１２上に搬送された記録媒体３０に対して、インクジェットヘッド１６からインク滴が吐出され、記録媒体３０上に付着したインク滴に対して紫外線照射光源２１又は２２から紫外線が照射される。

ガイドレール２４は、プラテン１２の上方において、記録媒体３０の幅方向（図１において上下方向、「主走査方向」という。）に沿って延在するように配置されている。キャリッジ１４は、ガイドレール２４に沿って主走査方向に移動可能に支持されている。記録媒体３０の幅方向（主走査方向）に往復走査するキャリッジ１４には、インクジェットヘッド１６が搭載されるとともに、インクジェットヘッド１６を挟んで左右（図１において上下）の両側に紫外線照射光源２１、２２が搭載されている。紫外線照射光源２１、２２は、キャリッジ１４の往復移動によってインクジェットヘッド１６と一緒に（一体的に）移動可能とされている。

本例では、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）、ライトシアン（ＬＣ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）の６色のインクに対応して、色別に６つのヘッドモジュールをキャリッジ１４上に並べたヘッドユニットを例示しているが、インクの種類、ヘッド数はこれに限定されない。例えば、ＬＣ、ＬＭを省略して、ＣＭＹＫの４色とする構成も可能であるし、ホワイトインクなど、別の色を追加する構成も可能である。

インクジェットヘッド１６は、複数のノズル（インク吐出口）を有している。ノズル配列形態は、特に限定されず、１列のノズル列でもよいし、２列の千鳥配列、或いは、更に多列のマトリクス配列その他の２次元配列でもよい。吐出エネルギー発生素子として、圧電素子（ピエゾアクチュエータ）、静電アクチュエータ、発熱素子などを用いることができる。

図には示されていないが、本例のインクジェット記録装置１０には、紫外線硬化型インク（ＵＶインク）を貯留する交換自在なカートリッジ（インクタンク）が設けられている。色別に設けられた各カートリッジは、それぞれ独立に形成された不図示のインク供給経路によってインクジェットヘッド１６に接続される。

インクジェットヘッド１６の各ノズルから吐出されて記録媒体３０の上に着弾したインク滴は、その直後に上を通過する紫外線照射光源２１又は２２によって紫外線が照射される。

（紫外線照射光源の構成）
図２は紫外線照射光源の構成例を示す平面図（発光面側から見た図）である。なお、紫外線照射光源２１、２２は、同一の構成であるため、ここでは、符号２１として説明する。

紫外線照射光源２１は、ＬＥＤ（発光ダイード）実装基板４０上に複数の紫外線ＬＥＤ素子４２（以下、単に「ＬＥＤ素子」と記載する。）が配列された構成からなる。図２では、１０個のＬＥＤ素子４２が副走査方向と平行に１列に（直線状に）並んだ例を示したが、ＬＥＤ素子４２の個数、配列形態はこれに限定されない。例えば、複数列のマトリクス配列や、各ＬＥＤ素子の間隔が等間隔となる三角配列その他の２次元配列であってもよい。

図２の紫外線照射光源２１における各ＬＥＤ素子４２の配列間隔は等間隔であり、ＬＥＤ素子４２の配列長Ｌ_Ｗは、概ねインクジェットヘッド１６におけるノズル列の長さ（副走査方向の長さ）に等しい。

＜技術課題の説明＞
まず、図１のような装置構成における技術的課題を整理する。比較例として、本発明を適用せずに、図１のような構成のインクジェット記録装置を用いて、６０％（網％）の灰色ベタを作画した結果を図３に示す。図３（ａ）は、マルチパス方式による４回のシングリング走査作画（主走査方向パス数＝１、副走査方向パス数＝４）と、紫外線照射光源の連続点灯によるＵＶ露光（常時照射）を行った場合の印刷結果を光学顕微鏡で撮影したものである。

図３（ｂ）は、図３（ａ）の印刷結果を読み取った画像データ（ＲＧＢの分光撮像画像のデータ）を副走査方向（横方向）についてＲＧＢの各色信号別に６４pixel毎に平均した画素値を示したグラフである。横軸は位置、縦軸は画素値（256階調値によるデジタル値）である。図３（ｂ）の白抜き矢印で示した位置にバンディングの濃度段差が発生している。

すなわち、４パス目の記録を終わったスワスの後端と、先に４パスの記録が終わっているバンドとのつなぎ目の部分において、僅かながら濃度段差が発生している。これは、スワス毎にインクジェットヘッドから吐出して作画し、ＵＶ露光するために、紫外線照射光源の副走査方向への光漏れからバンド内の副走査方向に照射光量のムラが発生するためのものと推察される。

（照射光源の光量分布とバンディング現象の関係について）
図４（ａ）は、紫外線照射光源２１から照射されるＵＶ光の照度分布の等高線模式図を示しており、図４（ｂ）は紫外線照射光源２１によるＵＶ露光を経て記録媒体上に作画形成されたバンドの模式図である。

図４（ａ）に示すように、複数のＬＥＤ素子４２が配列されてなる紫外線照射光源２１の照度分布は、１列に並ぶＬＥＤ素子列の両端に位置するＬＥＤ素子４２の外側において光の強度が次第に低下する（図４（ａ）のＡ−Ｂ、Ｃ−Ｄで示した裾野の部分）。

図４（ａ）中のＡ、Ｂの位置に注目して比較すると、図示の照度分布でキャリッジ１４が主走査方向に移動すると、Ａ位置とＢ位置では必ず積算光量に差が発生する。つまり、Ａ位置はＢ位置に比べて積算光量が多くなる。この積算光量の差によって、Ａ位置とＢ位置とでドット径に差が生じ、バンディング現象（濃度ムラ）が発生していることが詳細な分析、評価実験によって明らかになった。

図５は、積算照射光量と硬化したインク滴のドット直径の関係を示したグラフである。図５は、ワイドフォーマットプリンタにおいて広く利用されるポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の基材を記録媒体とした例である。積算光量が小さいとドット径が大きく、積算光量が多くなるについて、ドット径が小さくなる傾向がある。なお、別の基材を用いた場合には、これと逆の傾向を示す場合もある。使用するインクの表面エネルギーと基材の表面エネルギーの関係で積算照射光量の変化に対するドット径の変化の特性は決定される。

図５の傾向を持つ基材とインクの組み合わせの場合、図４（ａ）のＡ、Ｂで積算光量に差が生じて、ドット径に差が生じ、濃度差として現れる。この現象を回避するために、ＡＢ間において、一様でなだらかな積算光量の差を作らないことが重要であるとの知見を得た。

本発明の実施形態では、マルチパス方式により副走査して作画する際に、必ずインク打滴後に紫外線を照射する側、つまり、搬送方向に沿って並んだＬＥＤ素子列のうち、記録媒体先端側（図４のＣＤ側）ではなく、記録媒体後端側（図４のＡＢ側）における末端の１素子（図２で説明した符号［１０］のＬＥＤ素子）をパルス幅変調させ、ＡＢ付近の照度分布を時間的に変動させることにより、積算光量が常に一様とならないように光量制御を行う。

図６は、図２で説明した紫外線照射光源のＬＥＤ素子の駆動制御例を示す波形図である。図６（ａ）は、図２の符号［１０］で示したＬＥＤ素子のパルス幅変調駆動の例を示している。図６（ｂ）は、図２の符号［１］〜[９]で示したＬＥＤ素子の駆動波形である。

記録媒体後端側の端に位置するＬＥＤ素子（符号［１０］）については、パルス幅（Ｔ_１）、パルス間隔（Ｔ_２）をランダムに変更する。一方、符号［１］〜［９］については、パルス幅、パルス間隔を一定に保って一様な積算光量を得る。図６（ａ）の波形は、局所的に見ると積算光量がばらつくが、時間平均すると図６（ｂ）と同等のある一定レベルの積算光量となる。

このように、紫外線照射光源２１による照射エリアの記録媒体後端側の端部付近についてパルス幅変調させると、この位置の積算光量が変動し、ドットの大きさが適度にばらつくことになる（図５）。スワスのつなぎ目（境界）部分でドット径にランダム性を与えることにより、直線的な濃度の段差が現れないようになる。スワスのつなぎ目部分（図４のＡ−Ｂ間）で積算光量がランダムに変化することになり、紫外線の照射分布に起因するバンディングを防止することができる。

本実施形態によれば、印刷データ（画像データ）を変更する必要がなく、ＬＥＤ素子の発光制御を行うだけでよいため、制御処理も簡単である。なお、図６では、ＬＥＤ素子列における記録媒体後端側の端に配置される１素子のみについてパルス幅変調を行う例を示したが、複数個のＬＥＤ素子についてパルス幅変調を行う態様も可能である。ＬＥＤ素子列における記録媒体後端側の少なくとも１個のＬＥＤ素子についてパルス幅変調を行うことが好ましく、ＬＥＤ素子列における記録媒体後端側の端に位置する１素子について少なくとも光量制御の対象とすることが好ましい。

スワス幅が広いほど、光量制御の対象の素子数を増やし、より多くのＬＥＤ素子を組み合わせて光量を変動させる態様が好ましい。複数のＬＥＤ素子について同じ発光制御を行っても良いし、個別に制御してもよい。

（ＬＥＤ素子の発光量を制御する方法について）
ＬＥＤ素子の発光量を変動させる手段としては、上述したパルス幅変調に限らず、電流量をアナログ的に変化させてもよい。本実施形態では、紫外線照射光源のＬＥＤ素子列における記録媒体後端側の少なくとも１つのＬＥＤ素子についてその発光量を変動させるために、キャリッジ１４の動きを検出するエンコーダ信号と解像度設定情報からＬＥＤ素子の駆動用変調信号を生成する。

その際、人間の視覚特性を考慮して、視覚伝達関数（ＶＴＦ：visual transfer function ）から、特に視認性が高くなる空間周波数領域を避けるように、パルス幅変調させる周期（変調周期）が決定される。

キャリッジ１４の主走査方向移動速度を反映したエンコーダ信号と装置の解像度設定情報から、パルス幅変調によって記録媒体上で実現されるドット径の変動の空間周期が、ＶＴＦ上で視認性の高い繰り返し周期（例えば、０．５ｍｍ〜１ｍｍ）よりも大きな周期となるように、パルス幅変調の変調周期を与えることが好ましい。

（スワス幅に応じたパルス幅変調について）
ＬＥＤ素子のパルス幅変調量は、作画の解像度設定によって、視認されにくいパルス幅変調周波数に変えることが効果的である。

ワイドフォーマット作画モードでは、解像度設定毎に、それぞれシングリング（インターレス）する作画条件が決定されている。具体的には、ヘッドの吐出ノズル幅（ノズル列の長さ）をパス数（スキャン繰り返し回数）だけ分割してシングリング作画するので、ワイドフォーマット印刷機に搭載しているヘッドにおいて、主走査方向及び副走査方向のパス数（インターレースする分割数）によってスワス幅が異なることになる。なお、マルチパス方式によるシングリング作画の詳細については、例えば、特開２００４−３０６６１７号公報に説明されている。

したがって、印刷機の解像度設定に対応するパス数（スキャン繰り返し回数）を参照して、パルス幅変調する際の変調強度を調整することで、よりバンディングを視認し難い硬化条件件とすることが可能になる。スワス幅が広いほど、変調強度を大きくし、ランダム性が増すようにすることが好ましい。

一例として、FUJIFILM Dimatix社製のQS-10ヘッドを用いた場合のシングリング作画によるパス数とスワス幅の関係は下表（表1）のようになる。作画によって想定されるスワス幅は使用するノズル幅を主走査方向パス数と副走査方向の積で分割した値となる。

本実施形態では、例えば、スワス幅に応じて変調強度を調整するために、ＬＥＤ素子のパルス幅変調の基本周波数を、主走査方向のスキャンを行う際のエンコーダ信号から作成し、スワス幅に応じて発生させた０から１の乱数を前記基本周波数に重畳して、ＬＥＤのパルス幅駆動用変調信号として利用する。

＜実施例＞
インクジェットヘッドを主走査方向に走査するスライダーとして、例えば、オリエンタルモーター社製「ELSM6XE070K-B」などを使用することができる。この場合、内蔵されたエンコーダよりＡ相パルス、Ｂ相パルス、Ｚ相パルスが出力される。Ａ相とＢ相のパルス幅の差が０．０１ｍｍとなっているので、この０．０１ｍｍピッチに対してＬＥＤ駆動電流のＰＷＭ駆動周期は、１／１０、０．００１ｍｍに相当する時間と設定する。

そして、ＰＷＭ変調させる乱数を１００個から１０００個発生させて、Ａ相、Ｂ相差０．０１ｍｍ毎にパルス幅変化させるようにする。この処理によって０．００１ｍｍ相当の連続したパルスであるが、０．０１ｍｍ毎に乱数によって、幅の異なるパルスが挿入されることになる。これによって１〜１０ｍｍの周期である一定間隔（０．０１ｍｍ）毎にパルス幅の異なるＰＷＭ駆動波形が生成される。

図７は乱数を発生させるプログラムリストの一例である。図７には乱数値を１未満にして１００個発生させるプログラムの例が示されている。乱数は、例えば、図７のプログラム等によって発生させ、その発生した乱数を元に、他のＬＥＤの０．００１ｍｍに相当するパルス幅に対して、０．０１ｍｍ相当時間毎に、０．０００９ｍｍから０．００２ｍｍの範囲で変化するパルス幅が作成される。

なお、使用したＬＥＤは日亜化学工業社製「NC4U134」であり、駆動電圧Ｖfを１６Ｖ、駆動電流Ｉfを１０００ｍＡに設定した。

＜インクジェット記録装置のブロック図について＞
図８は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置１０の構成を示すブロック図である。インクジェット記録装置１０には、制御手段である制御装置７０が設けられている。制御装置７０としては、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備えたコンピュータ等を用いることができる。制御装置７０は、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。制御装置７０には、記録媒体搬送制御部７１、キャリッジ駆動制御部７２、光源制御部７３、画像処理部７６、吐出制御部７８が含まれる。これら各部はハードウエア回路又はソフトウエア、若しくはこれらの組み合わせによって実現される。

記録媒体搬送制御部７１は、記録媒体３０の搬送を行うための搬送駆動部８１（搬送ローラなどの駆動する駆動用モータ及びその駆動回路を含む）を制御する。プラテン１２上に搬送された記録媒体３０は（図１参照）、インクジェットヘッド１６による主走査方向のスキャン繰り返し動作（印刷パスの動き）に合わせて、スワス幅単位で副走査方向に間欠送りされる。

キャリッジ駆動制御部７２は、キャリッジ１４を主走査方向に移動させるための主走査駆動部８２（駆動用モータ及びその駆動回路を含む）を制御する。光源制御部７３は、ＬＥＤ駆動回路８４を介して紫外線照射光源２１、２２の各ＬＥＤ素子４２の発光を制御する制御手段である。光源制御部７３は、キャリッジ１４の動きを検知するエンコーダ８３から得られるエンコーダ信号と解像度設定情報からパルス幅変調の変調制御信号を生成する。光源制御部７３は、ＬＥＤ素子のパルス幅変調の基本周波数となるパルス信号を生成する手段と、この基本周波数にランダムな変化を与えるための乱数を発生させる手段（乱数発生手段）、発生した乱数に応じてパルス幅駆動用変調信号を生成する手段と、を備える。

制御装置７０には、操作パネル等の入力装置９０、表示装置９２が接続されている。入力装置９０は手動による外部操作信号を制御装置７０へ入力可能とする手段であり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、操作ボタンなど、各種形態を採用し得る。表示装置９２には、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＣＲＴなど、各種形態を採用し得る。オペレータは、入力装置９０を操作することにより、印刷条件の入力や付属情報の入力・編集などを行うことができ、入力内容や検索結果等の各種情報は表示装置９２の表示を通じて確認することができる。

また、インクジェット記録装置１０には、各種情報を格納しておく情報記憶部９４と、印刷用の画像データを取り込むための画像入力インターフェース９６が設けられている。

画像入力インターフェース９６には、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。

画像入力インターフェース９６を介して入力された画像データは画像処理部７６にて、印刷用のデータ（ドットデータ）に変換される。ドットデータは、一般に多階調の画像データに対して色変換処理、ハーフトーン処理を行って生成される。色変換処理は、ｓＲＧＢなどで表現された画像データ（例えば、ＲＧＢ各色について８ビットの画像データ）をインクジェット記録装置１０で使用するインクの各色の色データに変換する処理である。

ハーフトーン処理は、色変換処理により生成された各色の色データに対して誤差拡散法や閾値マトリクス等の処理で各色のドットデータに変換する処理である。ハーフトーン処理の手段としては、誤差拡散法、ディザ法、閾値マトリクス法、濃度パターン法など、各種公知の手段を適用できる。ハーフトーン処理は、一般に、Ｍ値（Ｍ≧３）の階調画像データをＮ値（Ｎ＜Ｍ）の階調画像データに変換する。最も単純な例では、２値（ドットのオン／オフ）のドット画像データに変換するが、ハーフトーン処理において、ドットサイズの種類（例えば、大ドット、中ドット、小ドットなどの３種類）に対応した多値の量子化を行うことも可能である。

こうして得られた２値又は多値の画像データ（トットデータ）は、各ノズルの駆動（オン）／非駆動（オフ）、更に、多値の場合には液滴量（ドットサイズ）を制御するインク吐出制御データ（打滴制御データ）として利用される。

吐出制御部７８は、画像処理部７６において生成された得られたドットデータに基づいて、ヘッド駆動回路８８に対して吐出制御信号を出力する。また、吐出制御部７８は、駆動波形生成部（不図示）を備えている。駆動波形生成部は、インクジェットヘッド１６の各ノズルに対応した吐出エネルギー発生素子（圧電素子等）を駆動するための駆動電圧信号波形を生成する手段である。駆動電圧信号の波形データは予め情報記憶部９４に格納されており、必要に応じて使用する波形データが出力される。駆動波形生成部で生成された信号（駆動波形）は、ヘッド駆動回路８８に供給される。なお、駆動波形生成部から出力される信号は、デジタル波形データであってもよいし、アナログ電圧信号であってもよい。

本例に示すインクジェット記録装置１０は、インクジェットヘッド１６の各吐出エネルギー発生素子に対して、ヘッドモジュール単位で共通の駆動電力波形信号を印加し、各ノズルの吐出タイミングに応じて各エネルギー発生素子の個別電極に接続されたスイッチ素子（不図示）のオンオフを切り換えることで、対応するノズルからインクを吐出させる駆動方式が採用されている。

こうして、ヘッド駆動回路８８を介してインクジェットヘッド１６に対して各ノズルを吐出駆動させるための駆動信号が与えられ、インクジェットヘッド１６のインク吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、印刷用の画像データに応じた所望のドットサイズやドット配置が実現される。

情報記憶部９４には制御装置７０のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。情報記憶部９４には作画モードに応じた解像度の設定情報、スキャン繰り返し回数（パス数）とスワス幅の情報、紫外線照射光源の制御パラメータの情報などが格納されている。

＜副走査方向の濃度勾配によるバンディングむらの解消策について＞
バンディングむらを効果的に解消するために、ＬＥＤ素子列のうち発光量の変動制御の対象とするＬＥＤ制御個数とその変調強度を適応的に設定することが好ましい。例えば、まず始めに、打滴後のＵＶ照射の際に、ＬＥＤの発光量を制御せずに、全てのＬＥＤ素子について同じ発光駆動を行った印刷結果について、その濃度を計測する。この濃度計測のための画像例としては、例えば、６０％（網％）の灰色ベタ画像などを用いる。１００％のベタ画像よりも、適度に被覆率を落とした６０％前後の一定濃度画像が好ましい。

図９は、濃度の測定結果の一例を示すものである。図９において、横軸は副走査方向の位置を表し、縦軸は濃度を表している。図９に示すように、副走査方向に濃度勾配が観察される場合がある。この場合は、紫外線照射光源２１、２２のＬＥＤ配列のうち、濃度の低い方に配置されたＬＥＤ素子への照射繰り返しパルス幅を短くして、ドット直径を大きくし、濃度を高める制御を行う（図５参照）。かかる制御を行う場合、パルス幅を短くする量は、予め各濃度値とパルス幅の関係を実験等によってテーブル化しておき、制御時に参照する数値表として、インクジェット記録装置１０内の情報記憶部９４に保持しておく。

そして、印刷結果からスワス内の濃度勾配が視認された場合、その濃度値を濃度計（マイクロデンシトメータ）などで計測し、装置内蔵の数値表を参照して、紫外線照射光源２１、２２の複数のＬＥＤ素子のうち、該当する部分を走査露光するＬＥＤ素子へ供給する駆動信号のパルス幅を変える。

このように、実際の印刷結果から測定した濃度分布の情報からパルス幅変調させるＬＥＤ素子の数、位置、その変調量を可変設定する態様も好ましい。

上述した本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置１０は、記録媒体上に打滴されたインクのドット径を、紫外線照射光源２１、２２の変調によって変化させる（トット径を変調させる）仕組みを有している。このため、インクジェットヘッド１６からの打滴によって描画形成する画像と、打滴後に紫外線照射光源２１、２２が記録媒体３０上を走査移動する機構によって生じる画像の濃度ムラ（照度分布に起因する積算光量差によるドット径差）とを分離して、後者の濃度ムラを補正することが可能となる。

本実施形態によれば、インクジェットヘッド１６と紫外線照射光源２１、２２を搭載したキャリッジ１４が記録媒体３０の幅方向（主走査方向）に移動する際に作られるスワス幅周期のバンディングむら、隣接する上段／下段のスワスとのつなぎ目が視認されるつなぎ目むら、などを低減することができる。

〔変形例１〕
上記実施形態では、記録媒体３０に直接インク滴を打滴して画像を形成する方式（直接記録方式）のインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、一旦、中間転写体上に画像（一次画像）を形成し、その画像を転写部において記録紙に対して転写することで最終的な画像形成を行う中間転写型の画像形成装置についても本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、主走査方向についてインクジェットヘッド１６の両側に紫外線照射光源２１、２２を配置し、往復走査（双方向）で打滴及びＵＶ露光を行う例を述べたが、片側のみに紫外線照射光源を配置して、一方向走査時に描画を行う態様も可能である。

〔変形例２〕
上述した実施形態ではＬＥＤ素子の発光量を制御したが、これに代えて、或いはこれと組み合わせて、ＬＥＤ素子の手前に配置したシャッター等を制御し、光の通過光量を可変制御することによっても同様の効果を得ることができる。

＜装置応用例＞
上述の実施形態では、ワイドフォーマットインクジェット記録装置を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。ワイドフォーマット以外のインクジェット記録装置への適用も可能である。また、本発明は、グラフフィック印刷用途に限らず、電子回路基板の配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体（「インク」に相当）として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、微細構造物形成装置など、各種の画像パターンを形成し得る様々な画像形成装置に適用可能である。

１０…インクジェット記録装置、１２…プラテン、１４…キャリッジ、１６…インクジェットヘッド、２１…紫外線照射光源、２２…紫外線照射光源、３０…記録媒体、４２…ＬＥＤ素子、７０…制御装置、７１…記録媒体搬送制御部、７２…キャリッジ駆動制御部、７３…光源制御部、８３…エンコーダ、８４…ＬＥＤ駆動回路

Claims (11)

1. 活性光線の照射によって硬化するインクを吐出するインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドから吐出され、記録媒体上に付着したインク滴に前記活性光線を照射する活性光源と、
   前記インクジェットヘッド及び前記活性光源を共に前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、
   前記走査手段による相対移動中に、前記記録媒体上の前記インク滴を硬化させるための前記活性光源の照射光量を変化させる光量制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１において、
   前記活性光源として、複数の発光素子が配列された発光素子群が用いられ、
   前記光量制御手段は、前記複数の発光素子のうち少なくとも１つの発光素子の光量を変化させることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２において、
   前記複数の発光素子のうち、前記記録媒体の搬送方向に対して記録媒体後端側に配置される少なくとも１つの発光素子について、当該発光素子よりも前記搬送方向の記録媒体先端側に配置される他の発光素子とは異なる点灯駆動制御が行われることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２又は３において、
   前記インクジェットヘッドにおけるノズル列の長さと、マルチパス方式によるスキャン繰り返し回数から定まるスワス幅に応じて、照射光量の可変制御対象とする発光素子の数が変更されることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項において、
   前記光量制御手段は、前記活性光源の点灯駆動をパルス幅変調することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項において、
   前記インクジェットヘッドにおけるノズル列の長さと、マルチパス方式によるスキャン繰り返し回数から定まるスワス幅に応じて、前記光量制御手段による照射光量の変動範囲が変更されることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項において、
   前記インクジェットヘッドと前記活性光源を主走査方向に移動させるキャリッジのエンコーダ信号を用いて、前記活性光源の発光駆動制御信号が生成されることを特徴とする画像形成装置。
8. インクジェットヘッドと記録媒体とを相対移動させ、前記インクジェットヘッドから吐出されたインク滴を前記記録媒体上に付着させることにより、前記記録媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、
   インクジェットヘッドから活性光線の照射によって硬化するインクを吐出するインク吐出工程と、
   前記インク吐出工程によって前記記録媒体上に付着したインク滴に対して前記相対移動中に活性光線を照射する活性光線照射工程と、を有し、
   前記活性光線照射工程で照射する前記活性光線の光量を変化させ、その照射光量を変化させた照射領域に存在する複数のインク滴について硬化後のドット径を異ならせることを特徴とする画像形成方法。
9. 請求項８において、
   前記活性光線を照射するための活性光源として、複数の発光素子が配列された発光素子群が用いられ、前記活性光線照射工程にて、前記複数の発光素子のうち少なくとも１つの発光素子の光量を変化させることを特徴とする画像形成方法。
10. 請求項９において、
    前記複数の発光素子のうち、前記記録媒体の搬送方向に対して記録媒体後端側に配置される少なくとも１つの発光素子について、当該発光素子よりも前記搬送方向の記録媒体先端側に配置される他の発光素子とは異なる点灯駆動制御を行うことを特徴とする画像形成方法。
11. 請求項８乃至１０のいずれか１項において、
    前記活性光線を照射するための活性光源をパルス幅変調によって点灯制御することを特徴とする画像形成方法。