JP2015054491A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紙面予備吐を行いながらも、当該紙面予備吐によってインク濃縮が緩和される程度を反映させながら、インク濃縮に伴う濃度上昇を補正するための画像処理を実行することが可能なインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】記録媒体の単位領域に対応する多値の画像データＩに基づいて、当該単位領域に対し記録を行うことが可能な複数のノズルに共通するインクの濃縮の程度に関する情報Ｄを管理し、当該情報に基づいて濃度ムラを低減するための多値の画像データの補正処理を行う。この際、上記情報は、多値の画像データの他、紙面予備吐の吐出頻度を反映して単位領域ごとに更新する。
【選択図】図６

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関する。特に、吐出頻度に応じて個々のノズルのインクが濃縮し、記録開始時の濃度が高くなってしまうことに起因する濃度ムラを抑制するための画像処理に関する。

個々のノズルからインクを滴として吐出することにより記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置では、吐出頻度の少ないノズルにおいてインク中の揮発成分が蒸発し、次に吐出した際に通常よりも色材濃度の濃いドットが形成されることがある。この場合、記録された画像においては画像濃度が他の領域よりも高くなり、濃度ムラが認識される場合がある。

例えば特許文献１には、色相が同じで色材濃度が異なる複数のインクを備える記録装置において、個々のインクが連続して使用されない時間からインクの濃縮程度を予測し、目的の濃度を表現するために使用するインクの組み合わせを変更する方法が開示されている。また、特許文献２には、多値濃度データから同じく多値濃度データに変換する濃度補正テーブルを複数用意し、個々のインクが連続して使用されない時間に応じて、これら複数の補正テーブルの中から適切な補正テーブルを選択する方法が開示されている。

一方、多くのインクジェット記録装置では、個々のノズルの吐出状態を安定させるために、画像とは無関係な予備吐出を適宜行うことが知られている。このような予備吐出は、インクの色材濃度を適切な範囲に維持するためにも有効である。例えば特許文献１には、マルチパス記録で画像を記録している最中において、所々に画像とは無関係な吐出データを加えることにより、個々のノズルの吐出頻度を一定以上に保とうとする、いわゆる「紙面予備吐」を行う方法が開示されている。

特開平１１−３２０８６４号公報 特開２００２−３２６３４７号公報 特開２００４−０２５６２７号公報

特許文献１や特許文献２のような方法は、記録ヘッド自体の非記録動作によりほぼ全てのノズルでインクの濃縮が進行している場合には有効であるが、使用頻度が低い特定のノズルにおけるインクの濃縮に伴う粒状感を効果的に解消することは出来ない。一方、特許文献３のような紙面予備吐出を行えば、特定のノズルのみ吐出頻度が低くなってしまうことは回避できるが、紙面予備吐における吐出回数には画像上限界があり、長時間の非使用に伴うインクの濃縮を低減できるほどの効果は期待出来ない。

特許文献１や特許文献２のような画像処理方法と特許文献３のような紙面予備吐は、これらを組み合わせることによって、それぞれの効果を同時に発揮することはできる。しかし、特許文献１や２のような濃度補正は量子化前の多値データに対して施されるのに対し、特許文献３のような紙面予備吐の吐出データは個々のノズルに対応づけて量子化後の２値データに追加される。この場合、これら特許文献を単に組み合わせるだけでは、紙面予備吐の実行によってインク濃縮が緩和される効果を、多値データで実行する濃度補正に反映させることは出来ない。結果、多値データを扱う濃度補正で過剰な補正が行われ、目的の濃度が得られなくなる懸念が生じる。

本発明は上記課題を解決するためになされたものである。よってその目的とするところは、紙面予備吐を行いながらも、当該紙面予備吐によってインク濃縮が緩和される程度を反映させながら、インク濃縮に伴う濃度上昇を補正するための画像処理を実行することが可能なインクジェット記録装置を提供することである。

そのために本発明は、インクを吐出するノズルが配列されたノズル列を備えた記録ヘッドに対し、前記ノズルの配列方向と交差する方向に記録媒体を搬送することにより、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、前記記録媒体の単位領域に対応する多値の画像データに基づいて、前記単位領域に対し記録を行うことが可能な複数のノズルに共通するインクの濃縮の程度に関する情報を取得する取得手段と、前記取得手段が取得した前記情報に従って、前記単位領域に対する多値の画像データを補正する補正手段と、前記補正手段によって補正された多値の画像データを量子化して２値データを生成する量子化手段と、前記２値データに紙面予備吐用の２値データを合成する合成手段と、該合成手段によって合成された２値データに従って前記記録ヘッドからインクを吐出する記録手段と、前記補正手段によって補正された前記多値の画像データに基づいて、前記単位領域に対し記録を行うことが可能な複数のノズルが前記単位領域の次に記録する単位領域、についての前記情報を新たに生成する生成手段とを備え、前記生成手段は、前記紙面予備吐用の２値データが示す紙面予備吐の吐出頻度が高いほど、前記インクの濃縮の程度が小さいこと示す情報となるように、前記情報を新たに生成することを特徴とする。

本発明によれば、紙面予備吐を行いながらも、当該紙面予備吐によってインク濃縮が緩和される程度を反映させながら、インク濃縮に伴う濃度上昇を補正するための画像処理を実行することが出来る。

本発明に使用可能なインクジェット記録装置の内部構成を示す断面図である。 １色分のラインヘッドの構成を詳しく説明するための図である。 ラインヘッドのつなぎ部の詳細を説明する模式図である。 コントローラにおける制御構成を説明するためのブロック図である。 コントローラが実行する画像処理の工程を示すフローチャートである。 濃度補正部の機能的な構成を示すブロック図である。 各ノズルにおけるインク濃縮積算値とインクの濃縮率の関係を示す図である。 濃縮積算平均値の概念を具体的に説明するための図である。 （ａ）および（ｂ）は、積算値変化量テーブルの内容例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、階調データと濃縮積算平均値の関係を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、補正テーブルの例を示す図である。 濃度補正処理部が実行する補正処理の様子を示す図である。 濃度補正処理の一連の工程を示すフローチャートである。 紙面予備吐の実行とこれに伴うインク濃縮率の変化を示す図である。 画像処理の工程を説明するためのフローチャートである。

（第１の実施形態）
図１は、本発明に使用可能なインクジェット記録装置の内部構成を説明するための断面図である。記録装置２０は、パーソナルコンピュータなどのホスト装置３０と接続され、ホスト装置３０から供給された画像データに従って、インクジェット方式で画像を記録する。記録装置２０において、制御部１３は、記録装置全体の制御を行うコントローラ１５や、装置各部に電源を供給する電源部１６を備えている。

シート供給部１は、２つのロールＲ１、Ｒ２を収納し、択一的にシートを引き出して搬送経路に供給する。なお、収納可能なロールは２つであることに限定はされず、１つ、あるいは３つ以上であってもよい。

デカール部２は、シート供給部１や後述する反転部９から供給されたシートのカール（反り）を軽減させるユニットである。デカール部２では、１つの駆動ローラに対して２つのピンチローラを押し当て、シートに対しカールとは逆向きの反りを与える。デカール部２を通過することで、シート供給部１や反転部９でのカール癖は軽減され、シートは平滑に搬送される。

斜行矯正部３は、デカール部２を通過したシートの斜行（進行方向に対する傾き）を矯正するユニットである。基準となる側のシート端部をガイド部材に押し付けることにより、シートが直進するように方向付ける。

プリント部４は、搬送されるシートに対して記録ヘッド１４からインクを吐出して画像を記録する。本実施例の記録ヘッド１４は、図２で説明するラインヘッド１７がインク色ごとに用意され、これら複数のラインヘッド１７がＸ方向に並列配置することによって構成されている。プリント部４は、シートを搬送する複数の搬送ローラやシートを下方から支えるプラテンなどを備え、記録ヘッド１４に対向する領域のシートが平滑になるようにこれを支持している。このような連続シートに記録を行うフルライン型のインクジェット記録装置では、シートの存在しない状態で記録ヘッド１４が予備吐出を実行出来るタイミングは限られている。よって、画像と画像の白紙領域に十分な予備吐出を行い、個々のノズルの吐出状態をリセットすることが好ましい。また、画像の記録中であっても、個々のノズルの吐出状態を安定させておくためには、目立たない程度に紙面予備吐を実行することが効果的である。

検査部５は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを備え、プリント部４にて記録されたシート上の検査パターンや画像を光学的に読み取るユニットである。読み取った情報は、制御部１３に転送され、記録ヘッド１４のノズルの状態、シートの搬送状態、画像の位置等が判定される。

カッタ部６は、シート上に記録されたカットマークに合わせて画像を切断するユニットである。但し、両面記録を行う場合、カッタ部６は、第１面については最後の画像の後端部を切断するのみであり、連続シートはカットされることなく情報記録部７へ搬送される。情報記録部７は、画像シートの余白領域に記録画像に関わるシリアル番号や日付などの情報を文字やコードとして記録する。乾燥部８は、付与されたインクを短時間に乾燥させるためのユニットである。

反転部９は、両面記録を行う際に第１面の記録が完了した連続シートを一時的に巻取るユニットである。第１面の記録が終了した連続シートは、反時計回りに回転する回転体（ドラム）９ａに徐々に巻き取られていく。回転体９ａは、連続シートの後端部まで巻き取った時点で停止し、その後逆の方向すなわち時計回りに回転する。これにより、連続シートはデカール部２に送出される。デカール部２では、回転体９ａで巻き取られた際の反りを軽減する方向にシートを矯正する。

デカール部２からプリント部４に向かう経路において、連続シートは、その表裏と先後端部が逆転した状態になっている。すなわち、第２面が記録ヘッド１４に対向し、第１面記録時における後端部が先端部となって搬送される。

排出搬送部１０は、カッタ部６で切断され乾燥部８で乾燥させられたカットシートを、ソータ部１１まで搬送する。ソータ部１１は、記録済みのカットシートをサイズ別などのグループごとに仕分け、夫々の排出口へと排出する。個々の排出口には、カットシートを受けるためのトレイ１２が用意され、カットシートはいずれかのトレイ１２上に積載される。

図２は、１色分のラインヘッド１７の構成を詳しく説明するための図である。シリコンで形成されたチップ６０夫々のそれぞれには、複数のノズルが所定のピッチで記録媒体の幅方向（Ｙ方向）に配列してなるノズル列６１が、記録媒体の搬送方向（Ｘ方向）に８列ずつ配置されている。本実施形態において、個々のチップは約１インチの有効記録幅を有し、さらにこれらがベース基板６４上においてＸ方向に重複領域６２を設けながらノズルの配列方向（Ｙ方向）に配置されることにより、略８インチ幅のラインヘッド２０が形成されている。そして、記録データに従って個々のノズルからインクを所定の周波数で吐出させるとともに、上記周波数に対応する速度で記録媒体をＸ方向に搬送させることにより、記録媒体に１ページ分の画像を形成することが出来る。

この際、記録媒体においてＸ方向に１列に記録される複数のドットは、８つのノズルによって代わる代わる記録される。よって、いずれかのノズルに多少の吐出ばらつきや不吐出が存在したとしても、そのノズルが記録するドットが記録媒体上で連続して配置されることはなく、吐出ばらつきや不吐出に伴う画像劣化を緩和することが出来る。また、複数のチップが重複領域６２を設けながら配置されているので、公知のグラデーションマスクを併用することにより、夫々のチップによって記録される画像領域を記録媒体上で滑らかに連続させ、つなぎ部を目立たせないようにすることが可能となる。そして、このようなラインヘッド１７が、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクに対応して用意され、これらがＸ方向に並列配置することによって記録ヘッド１４が構成されている。なお、ラインヘッド１７には、当該ラインヘッドが吐出するインク色や吐出量などを示す情報を記憶したＲＯＭ６３が内蔵されている。
図３は、図２に示したラインヘッド１７における、２つの記録チップ６０ａおよび６０ｂのつなぎ部の詳細を示す図である。個々のチップには、複数のノズルが１２００ｄｐｉのピッチでＹ方向に配列してなるノズル列が、Ｙ方向と交差するＸ方向に８列並列配置されている。チップ６０ａとチップ６０ｂは、Ｘ方向に重複する領域（重複領域６２）を設けながら、Ｙ方向にノズルが連続するように配置されている。チップ６０ａ、６０ｂにおいて、重複領域６２には、Ｙ方向に１２８ノズルが含まれている。但し、本発明に使用するラインヘッドは、Ｙ方向に連続的にノズルが配置されるのであれば、必ずしもこのようなつなぎ部が設けられていなくても良い。

個々のノズルは、インクを吐出口まで導くインク路と、吐出口からインクを吐出するエネルギを発生するためのヒータによって構成されている。記録信号に従ってヒータに電圧パルスが印加されることにより、当該ヒータに接触しているインク内に膜沸騰が生じ、生成された泡の成長エネルギによって吐出口からインクが吐出される仕組みになっている。このようなノズルでは、非吐出時であっても次の吐出に備えて、インクが吐出口の近傍まで導かれている。よって、大気に曝されている吐出口からは少しずつ揮発性分が蒸発する。その結果、吐出回数が少ないノズルは吐出回数が多いノズルに比べ、液路に存在するインクの色材濃度が高まり、次の吐出動作では色材濃度の高いインク滴が吐出される傾向がある。このような状況を回避するために、本実施形態では、画像の記録中であっても、全てのノズルが画像データによらず必要最低限の吐出動作を行えるように、紙面予備吐を実行する。紙面予備吐の詳細については後に詳しく説明する。

図４は、本実施形態のコントローラ１５における制御構成を説明するためのブロック図である。コントローラ１５は、記録装置２０全体の処理を統括的に制御するＣＰＵ４０、ＲＯＭ５１、ＲＡＭ５２、およびホスト装置３０との間でデータの装置受信を行うインターフェース Ｉ／Ｆ ５３などを備えている。ＣＰＵ４０はＲＯＭ５１に格納されているプログラムに従って各種処理を行い、この際ＲＡＭ５２はワークエリアとして使用される。

ＣＰＵ４０には、本発明の特徴的な処理を行うための機能的な構成として、記録ヘッド情報取得部４１、濃度補正部４２、紙面予備吐データ生成部４３、画像処理部４４、および画像データ統合部４５が備えられている。記録ヘッド情報取得部４１は、記録ヘッド１４の各ラインヘッド１７に内蔵されたＲＯＭ６３からそれぞれの情報を取得する。濃度補正部４２は、入力された画像データに対して本発明特有の濃度補正処理を実行する。紙面予備吐データ生成部４３は、各ラインヘッド１７の各ノズル列が吐出するための紙面予備吐用画像データ（２値データ）を生成する。画像処理部４４は、ＲＯＭ５１に記憶されたプログラムやパラメータに従って、ホスト装置３０から受信した画像データに対し、量子化や記録データのノズル列分配処理などの画像処理を実行する。画像データ統合部４５は、紙面予備吐データ生成部４３で生成された２値の紙面予備吐データと画像処理部４４で各ノズル列に分配された２値の画像データを統合し、個々のノズル列が実際に吐出を行うための２値データを生成する。ＣＰＵ４０は、画像データ統合部４５が生成した２値データを、記録ヘッド１４の夫々のノズル列に送り吐出動作を実行させる。

図５は、コントローラ１５が実行する画像処理の工程を説明するためのフローチャートである。ホスト装置３０からインターフェース５３を介して入力される画像データは、ベクター形式の８ビットＲＧＢデータとなっている。コントローラ１５はこのような画像データを受信すると、まず画像処理部４４を用いてレンダリング処理を実行し、ベクター形式をビットマップ形式に変換する（ステップＳ５０１）。変換後のビットマップ形式の画像では、個々の画像データが記録される記録媒体上の位置が定まっている。

続くステップＳ５０２において、コントローラ１５は色空間変換処理を実行する。具体的には、画像処理部４４を用いて、予めＲＯＭ５１に格納されている３次元のルックアップテーブルを参照することにより、個々の８ビットＲＧＢデータを記録装置で使用するインク色に対応した８ビットＣＭＹＫデータに変換する。以後の処理は、ＣＭＹＫのインク色ごとに行われる。

ステップＳ５０３において、コントローラ１５は、記録媒体で実際に表現される濃度が入力データに対して線形性を有するようにするための階調補正処理を実行する。具体的には、画像処理部４４を用いて、予めＲＯＭ５１に格納されている１次元のルックアップテーブルを参照することにより、個々の８ビットＣＭＹＫデータを同じく８ビットＣ´Ｍ´Ｙ´Ｋ´データに変換する。

ステップＳ５０４において、コントローラ１５は、濃度補正部４２を用いて本発明の特徴的な処理である濃度補正処理を実行する。濃度補正処理の詳細については、後に詳しく説明するが、階調補正処理から出力された８ビットのＣ´Ｍ´Ｙ´Ｋ´データは、当該処理によって同じく８ビットのＣ″Ｍ″Ｙ″Ｋ″データに変換される。Ｃ´Ｍ´Ｙ´Ｋ´データデータもＣ″Ｍ″Ｙ″Ｋ″データも濃度を２５６段階で示す階調データである。

その後、ステップＳ５０５において、コントローラ１５は画像処理部４４を用いて、量子化処理を実行する。当該量子化処理により、８ビットのＣ″Ｍ″Ｙ″Ｋ″データの夫々は、ドットの記録（１）または非記録（０）を示す２値データに変換される。なお、本実施形態において、ホスト装置３０から受信する画像データの解像度は６００ｄｐｉであり、ステップＳ５０４で行われる濃度補正処理までは、この６００ｄｐｉの解像度が維持されている。そして、ステップＳ５０５で実行される量子化処理において、６００ｄｐｉから１２００ｄｐｉへの解像度変換が行われるものとする。そのために、本実施形態では６００ｄｐｉの階調データに対し、まず多値誤差拡散処理やディザ法などを採用し、２５６階調を５階調に変換する。その後、２×２エリアで構成され予めＲＯＭ５１に記憶されているドット配置パターンを参照することにより、６００ｄｐｉの５階調データを本実施形態で用いる記録ヘッド１４の記録解像度に対応した１２００ｄｐｉの２値データに変換する。

ステップＳ５０６において、コントローラ１５は画像処理部４４を用い、各色の１２００ｄｐｉの２値データ（ドットデータ）を、重複領域については１６列のノズル列に、非重複領域については８列のノズル列に分配する。分配処理については、ＲＯＭ５１に予め格納されたマスクパターンなどを用いることが出来る。

その後、ステップＳ５０７において、コントローラ１５は、紙面予備吐データ生成部を用いて紙面予備吐用の２値データを生成し、更に画像統合部４５を用いてステップＳ５０６で生成された各ノズル列の２値データとの間で論理和演算を行う。以上の処理により、最終的にノズル列が記録するべき２値データが生成され、本処理を終了する。コントローラ１５は、上記画像処理によって生成された各ノズル列の２値データを記録ヘッド１４に転送し、記録動作を実行する。

図６は、ステップＳ５０４の濃度補正処理を実行するための濃度補正部４２の機能的な構成を示すブロック図である。濃度補正部４２は、ステップＳ５０３の階調補正処理から出力された８ビットＣ´Ｍ´Ｙ´Ｋ´データを受信し、これに濃度補正処理を行った後８ビットＣ″Ｍ″Ｙ″Ｋ″データを出力する。このような入力データも出力データも濃度を２５６段階で示す階調データであり、その値が大きいほど高い濃度を示す。濃度補正部４２は、各階調データに対し、このような補正処理を１画素ずつ順番に行う。

濃度変化予測部４２ａは、処理対象となる画素を記録する時点におけるインク濃縮の程度を予測する機構である。本実施形態において、インク濃縮の程度を示すパラメータとして、インク濃縮積算平均値を用意する。以下、インク濃縮積算平均値について説明する。

図７は、個々のノズルにおける、インク濃縮積算値とインクの濃縮率の関係を示す図である。横軸は、記録中においてドットを記録しない画素の数（すなわち非吐出の回数）に準じる濃縮積算値を示し、縦軸はインク濃縮率を示している。ここで、インク濃縮率とは、標準的な色材濃度のインクが記録媒体で表現する光学濃度に対する濃縮したインクが記録媒体で表現する光学濃度を示す。よって、インク濃縮積算値が０の場合、インク濃縮率は「１」となる。

図において、実線は濃縮積算値に対応するインクの濃縮率を示している。濃縮積算値が増加するほどインク濃縮率も増加している。一方、破線は当該濃縮積算値のインクを有するノズルから１ドット分の吐出を行った結果、ノズル内に残るインクの濃縮率を示している。濃縮積算値が十分低い場合、１ドット分の吐出を行えばインクの濃縮率は１に戻る。しかし、濃縮積算値がある程度高い状態では、１ドット分の吐出程度ではインク濃縮率は１まで戻らない。

このようなインク濃縮率と濃縮積算値の関係が予め把握されていれば、個々のノズルの濃縮積算値に基づいて個々の画素が有する画像データに補正処理を行うことにより、濃度ムラを低減することが期待出来る。しかし、再度図５を参照するに、濃度補正処理（ステップＳ５０４）は、量子化処理（ステップＳ５０５）よりも前に行われる工程である。よって、濃度補正処理の段階において、個々のノズルがドットを記録する画素位置は決定されておらず、個々のノズルごとに濃縮積算値を取得することは難しい。従って、本実施形態では、６００ｄｐｉの１画素領域での平均的な濃縮積算値即ち１２００ｄｐｉの２×２画素の濃縮積算値の平均値に相当するパラメータとして濃縮積算平均値を用意し、この濃縮積算平均値から６００ｄｐｉにおける各画素の濃度変化を予測する。このような６００ｄｐｉの１画素を単位とするパラメータであれば、６００ｄｐｉの夫々の画素が有する多値の階調データより算出することが出来る。

図８は、濃縮積算平均値の概念をより具体的に説明するための図である。ここでは、一例として、６００ｄｐｉの画素Ａの階調データが６４（／２５６階調）であり、当該画素に対応する１２００ｄｐｉの２×２画素領域に対し、ノズル列８１ｄの先頭ノズルでドットを記録する場合を示している。結果的にこのようなドット配置が決定されるとしても、濃度補正処理を行うステップＳ５０４の段階においては、いずれの画素にドットが記録されるかは決定されていない。しかし、ステップＳ５０４の段階においても、２×２画素領域のうち、いずれか１つの画素にドットが記録されることは階調データ６４より、比較的容易に予測することは出来る。つまり、本実施形態では、画素Ａに記録を行うことが可能なノズル列８１ａ〜８１ｈの１６ノズルごとに、これら１６ノズルのインク濃縮率の目安となるパラメータを濃縮積算平均値としている。

図６に戻る。濃度変化予測部４２ａは、６００ｄｐｉの入力される階調データＩに基づいて個々の画素の濃縮積算平均値Ｄを算出し、濃縮積算平均管理部４２ｂに記憶される濃縮積算平均値Ｄを更新する。濃縮積算平均値Ｄは、連続する２ノズルに対応した１ラスタごとに記憶されるようになっており、各画素の濃縮積算平均値Ｄは、予め積算値変化量テーブル記憶部４２ｃに記憶されている積算値変化量テーブルを参照することにより求められる。

図９（ａ）および（ｂ）は、積算値変化量テーブルの内容例を示す図である。図９（ａ）は紙面予備吐を実行しない場合に使用されるテーブル、同図（ｂ）は紙面予備吐を実行する場合に使用されるテーブルを示している。積算値変化量テーブルは、処理対象となる画素の階調データＩと濃縮積算平均管理部４２ｂに記憶されている濃縮積算平均値Ｄの組み合わせから、１つの濃縮積算平均積算値の変化量ΔＤが対応づけられるようになっている。そして、濃度値変化予測部４２ａ部は、当該テーブルから得られる変化量ΔＤと現在積算値平均管理部４２ｂに記憶されている濃縮積算平均値Ｄから、新たな濃縮積算平均値Ｄ＝Ｄ＋ΔＤを算出し、これを濃縮積算平均管理部４２ｂの該当領域に記憶する。例えば、図９（ｂ）のテーブルを参照するに、あるラスタにおいて、濃縮積算平均管理部４２ｂに記憶されている現在の濃縮積算平均値Ｄが６００、入力階調データＩが６４の場合、これら値から濃縮積算平均積算値の変化量ΔＤ＝−６５が求められる。

本実施形態において、画像の記録開始直前には十分な予備吐処理を行っているものとする。よって、画像データにおける各ラスタの先頭画素（カラム）の階調データが処理されるとき、濃縮積算平均管理部４２ｂに記憶されている濃縮積算平均値Ｄすなわち濃縮積算平均値Ｄの初期値は、いずれのラスタにおいても０（最小値）になっている。そしてその後、処理対象の画素が１カラムずつ進むにつれ、既に濃縮積算平均管理部４２ｂに記憶されている濃縮積算平均値Ｄに、積算値平均変化量テーブルより得られた変化量ΔＤが加算され、新たな濃縮積算平均値Ｄが算出され、更新されて行く。

濃縮積算平均値Ｄはドットを記録しない画素数が多いほどその値は大きくなる。例えば、入力された階調データの値が０の場合、その画素のために吐出動作は行われないので、濃縮積算平均積算値の変化量ΔＤは正の値になる。この際、図９（ａ）に示した紙面予備吐を実行しない場合のテーブルでは変化量ΔＤ＝１０となっているが、図９（ｂ）に示した紙面予備吐を実行する場合のテーブルでは、変化量ΔＤ＝５となっている。これは、紙面予備吐を実行する場合には、階調データの値が０であっても一定の頻度で吐出動作が行われる分、インク濃縮の進行が抑制されるためである。

一方、記録動作のために多くのインクが吐出されると濃縮積算平均値Ｄは０（最小値）に近づく。つまり、入力された階調データの値が大きいほど、濃縮積算平均値の変化量ΔＤはそのマイナス値（絶対値）が大きくなる。但し、このように、階調データが０ではない場合であっても、図９（ａ）に示した紙面予備吐を実行しない場合のテーブルと図９（ｂ）に示した紙面予備吐を実行する場合のテーブルとでは、変化量ΔＤに紙面予備吐の有無の違いが現れている。本実施形態では、既に図５で説明したように、ステップS５０６において紙面予備吐を実行するので、その吐出頻度に対応した分だけマイナス方向に補正された図９（ｂ）に示した積算値変化量テーブルが用いられる。

再度図６を参照するに、濃度補正処理部４２ｄは、補正テーブル記憶部４２ｅに記憶されている補正テーブルを参照することにより、積算値平均管理部４２ｂに現在記憶されている濃縮積算平均値Ｄに基づいて、入力された階調データＩに補正処理を施す。

図１０（ａ）および（ｂ）は、階調データＩと濃度補正処理後に更新される濃縮積算平均値Ｄの関係を示す図である。ここでは、デフォルトの濃縮平均積算値Ｄ＝１２００であるとき、連続する８画素に一様な階調データＩが入力された際の濃縮平均積算値Ｄの更新の様子を、紙面予備吐を実行する場合と実行しない場合について示している。

図１０（ａ）は、紙面予備吐を実行しない場合を示している。階調データＩ＝０のとき、連続する８画素には１つのドットも記録されず、インクの濃縮は進行することが想定される。紙面予備吐を実行しない場合、濃度変化予測部４２ａは図９（ａ）に示すテーブルを用い、現状の濃縮平均積算値Ｄ＝１２００と階調データＩ＝０の組み合わせより、変化量ΔＤ＝１０を得る。この変化量ΔＤ＝１０が、６００ｄｐｉの１画素に１つのドットも記録しなかった場合に相当する濃縮積算平均値（インク濃縮程度）の増加分であり、１画素ずつ処理を重ねるたびに変化量ΔＤ＝１０は濃縮平均積算値Ｄに加算される。結果、８画素分の処理を終了したときの濃縮平均積算値は、Ｄ＝１２００＋１０×８＝１２８０となる。

階調データＩ＝６４のとき、連続する８画素では、１２００ｄｐｉの４画素のいずれかに１つのドットが記録され、インク濃縮はある程度緩和することが想定される。濃度変化予測部４２ａは図９（ａ）のテーブルを参照し、現状の濃縮平均積算値Ｄ＝１２００と階調データＩ＝６４の組み合わせより、変化量ΔＤ＝−１２３を得る。１画素ずつ処理を重ねるたびに変化量ΔＤ＝−１２３は濃縮平均積算値Ｄに加算（減算）される。結果、８画素分の処理を終了したときの濃縮平均積算値は、Ｄ＝１２００−１２３×８＝２１６となり、デフォルト（Ｄ＝１２００）よりも低くなっている。

一方、図１０（ｂ）は、紙面予備吐を実行する場合を示している。階調データＩ＝０であっても、後に紙面予備吐用のデータが付加されることにより、連続する８画素にはいくつかのドットが記録され、インクの濃縮は紙面予備吐を行わない場合に比べて、ある程度緩和されることが想定できる。紙面予備吐を実行する場合、濃度変化予測部４２ａは図９（ｂ）に示すテーブルを用い、現状の濃縮平均積算値Ｄ＝１２００と階調データＩ＝０の組み合わせより、変化量ΔＤ＝５を得る。この変化量ΔＤ＝５が、紙面予備吐を行いながらも画像データに寄与するドットは記録しない場合の濃縮積算平均値（インク濃縮程度）の増加分であり、紙面予備吐を実行しない場合（ΔＤ＝１０）に比べて、その値が抑えられている。１画素ずつ処理を重ねるたびに変化量ΔＤ＝５は濃縮平均積算値Ｄに加算され、８画素分の処理を終了したときの濃縮平均積算値は、Ｄ＝１２００＋５×８＝１２４０となる。

階調データＩ＝６４のとき、連続する画素では１２００ｄｐｉの４画素のいずれかに１つのドットが記録され更に紙面予備吐用のデータも付加される。よって、インクの濃縮は、階調データがＩ＝６４であって紙面予備吐を行わない場合よりも、更に緩和されることが想定される。濃度変化予測部４２ａは図９（ｂ）のテーブルを参照し、現状の濃縮平均積算値Ｄ＝１２００と階調データＩ＝６４の組み合わせより、変化量ΔＤ＝−１２５を得る。１画素ずつ処理を重ねるたびに変化量ΔＤ＝−１２５は濃縮平均積算値Ｄに加算（減算）される。結果、８画素分の処理を終了したときの濃縮平均積算値は、Ｄ＝１２００−１２５×８＝２００となり、紙面予備吐を行わない場合（Ｄ＝２１６）よりも更に低い値になっている。

図１１（ａ）および（ｂ）は、補正テーブル記憶部４２ｅに記憶されている補正テーブルの例を示す図である。図１１（ａ）は、階調データＩと積算値平均管理部４２ｂに現在記憶されている濃縮積算平均値Ｄに対し、階調データの補正量ΔＩが対応付けられているテーブルである。濃縮積算平均値Ｄに対し数段階（図では４段階）の閾値が用意され、各閾値と濃縮積算平均値Ｄとの大小関係によって、５通りの補正量ΔＩが取得される。濃度補正処理部４２ｄは、入力された階調データＩに対し、補正テーブルから得られた補正量ΔＩを加算することにより、新たな階調データＩ´＝Ｉ＋ΔＩを算出する。

一方、図１１（ｂ）は、階調データＩと積算値平均管理部４２ｂに現在記憶されている濃縮積算平均値Ｄの組み合わせから、補正後の階調データＩ´が直接対応付けられているテーブルである。図１１（ａ）のテーブルでは、数段階の閾値に対応する数段階のΔＩが用意されているが、図１１（ｂ）のテーブルでは全てのあるいは更に多くの段階で補正後の階調データＩ’を対応づけることが出来るので、より精度の高い補正処理を期待することが出来る。

図１２は、濃度補正処理部４２ｄが実行する補正処理の様子を示す図である。横軸は階調データＩ、縦軸は当該階調データに従って記録を行った場合に記録媒体で表現される光学濃度を示している。また、曲線１は濃縮積算平均値Ｄ＝１２００の濃縮インクを使用した場合の濃度曲線、Ｒｅｆは標準的なインク（Ｄ＝０）を使用した場合の濃度曲線をそれぞれ示している。本実施形態において、濃度補正処理部４２ｄが実行する補正処理は、曲線１のような濃縮インクを用いた場合でも曲線２のような濃度曲線が得られるように、階調データを変換することである。具体的に説明すると、例えば階調データＩが６４の場合、補正処理を行うこと無く上記濃縮インクを用いて記録を行うと、光学濃度は目標濃度ｏｄよりも高いｄ１となってしまう。一方、上記濃縮インクを用いた場合、光学濃度ｏｄが得られるのは階調データが６２のときである。よって、濃度補正処理部４２ｄは、入力された階調データ６４を６２に変換するような処理を行う。これにより、図５のステップＳ５０３で説明した階調補正処理から出力された階調データの値が６４であっても、記録媒体においては、目標濃度ｏｄを表現することが可能となる。すなわち、本実施形態の補正テーブル記憶部４２ｅには、曲線１をＲｅｆに変換するような補正値が、使用するインクの現状の濃縮程度に応じて、記憶されているのである。

ここで、紙面予備吐を行う場合の積算値変化量テーブル（図９（ｂ））を、紙面予備吐を行わない場合の積算値変化量テーブル（図９（ａ））とは別に用意しておくことの効果を説明する。例えば、濃縮積算平均値Ｄ＝１２００の濃縮インクを用い、紙面予備吐を行わない場合の濃度曲線が曲線１であった場合、紙面予備吐を実行した場合には曲線２のような、よりＲｅｆに近い濃度特性が得られることが予想できる。この際、紙面予備吐を行わない場合と同様の信号値変換（６４→６２）を行ってしまうと、記録媒体で表現される光学濃度は目標濃度ｏｄよりも低いｄ２となってしまう。すなわち、濃度補正部４２において過剰な濃度補正が行われてしまう。ここで、本実施形態のように、変化量ΔＤが紙面予備吐を行わない場合よりも小さく抑えられた積算値変化量テーブルを用意しておけば、同じ濃縮インクを用いた場合でも、曲線１ではなく曲線２のような濃度特性を有するものとみなした濃度変換が可能となる。結果、階調データＩ＝６４は６３に変換され、紙面予備吐を行った場合でも、記録媒体で目標濃度ｏｄを表現することが可能となる。

図１３は、濃度補正部４２が実行する上記濃度補正処理の一連の工程を示すフローチャートである。濃度補正処理が開始されると、濃度補正部４２は、まずステップＳ１００において、階調補正処理Ｓ５０３から出力された１画素分の階調データＩを受信する。ステップＳ１０１において濃度補正部４２は、図９（ｂ）に示した積算値変化量テーブルを参照し、階調データＩと濃縮積算平均管理部４２ｂに記憶されている濃縮積算平均値Ｄの組み合わせから、濃縮積算平均値の変化量ΔＤを取得し、一時的に記憶する。

続くステップＳ１０２において、濃度補正部４２は、濃度補正処理部４２ｄを用いて階調データＩを補正する。具体的には、補正テーブル記憶部４２ｅに記憶されている例えば図１１（ｂ）に示したテーブルを参照し、階調データＩと積算値平均管理部４２ｂに記憶されている濃縮積算値平均Ｄの組み合わせから、補正後の階調データＩ´を取得し、これを出力する。

ステップＳ１０３において、濃度補正部４２は、濃度変化予測部４２ａを用い、ステップＳ１０１で一時的に保存した変化量ΔＤと現在記憶されている濃縮積算値平均Ｄから新たな濃縮積算平均値Ｄ＝Ｄ＋ΔＤを算出する。そして、濃縮積算平均管理部４２ｂに記憶されている濃縮積算値平均Ｄを更新する。

ステップＳ１０４では、今回処理した補正処理を行った画素が最終画素であるか否かを判断する。最終画素でない場合は次の画素を処理するためにステップＳ１０１に戻る。最終画素である場合は、本処理を終了する。

以上説明した本実施形態によれば、紙面予備吐を行いつつ当該紙面予備吐に伴うインクの濃縮率の回復を反映させた状態で多値の階調データに濃度補正を行っている。よって、過剰な補正を招致すること無く、濃度ムラのない安定した画像を出力することが可能となる。

（第２の実施形態）
本実施形態ではインク色や記録媒体の種類など様々な状況に応じて適切な紙面予備吐と濃度補正処理を実行する構成について説明する。

紙面予備吐は、使用頻度の低いノズルによって記録されたドットに起因する急激な濃度上昇や粒状性を抑制するためになされるものであるが、その吐出回数はインクの色や記録媒体の種類によって調整されることが好ましい。紙面予備吐における吐出回数は、記録される画像において目障りにならない程度の範囲で抑えられることが望まれるが、この目障りにならない程度すなわち画像と無関係に記録されるドット数の許容数が、インクの色や記録媒体の種類によって異なるからである。同じ数のドットが紙面に記録されても、例えばイエロードットはブラックドットほど目立たないので、イエローの紙面予備吐はブラックよりも吐出回数を多く設定することが出来る。また、普通紙はコート紙に比べて濃度変化や粒状性は目立ちにくいので、普通紙に記録する場合はコート紙に記録する場合よりも紙面予備吐における吐出回数を多く設定することが出来る。

このように紙面予備吐の吐出回数をインク色や記録媒体の種類によって変える場合、紙面予備吐によって緩和されるインクの濃縮状態もインク色や記録媒体の種類によって異なることになる。従って、図９（ｂ）で示したような紙面予備吐を反映したテーブルについても、インク色や記録媒体の種類ごとに変化量が調整されることが好ましい。この際、紙面予備吐の吐出回数のほか、揮発成分の蒸発の進行速度などインク固有の特性も考慮に入れてテーブルのパラメータが設定されることが好ましい。

また、上述した濃度補正処理は必ずしも全てのインクに対して必要なわけではない。例えば、蒸発の進行が十分に遅いインクの場合、上記紙面予備吐および濃度補正処理の一方或は両方が必要ない場合も考えられる。すなわち、紙面予備吐および濃度補正処理の実行自体も、インク色や記録媒体の種類あるいは記録モードなどに応じて要否を判断することも出来る。

図１４は、紙面予備吐の実行とこれに伴うインク濃縮率の変化を示す図である。横軸は時間を示し、縦軸はノズル内のインク濃縮率を示している。本例では、０、ｔ、２ｔ・・・と、時間ｔの周期で予備吐出が行われる様子を示している。予備吐出動作が行われた直後、ノズル内には新たなインクが導かれるのでインク濃縮率は低い状態となるが、時間の経過と共にインク濃縮率は上昇する。予備吐出のたびに濃縮したインクが十分に吐出されればインク濃縮率の変化は図の破線で示したような軌跡を描くが、予備吐出数が十分でない場合には実線で示したような軌跡を描く。そして、実線のような場合には上述した濃度補正処理が必要となるが、破線のような場合には必要ない。また、実線の場合であっても、１回目の予備吐出動作直後ｔと２回目の予備吐出動作直後２ｔでは、インク濃縮度が異なっており、この場合にはｔと２ｔで内容の異なる積算値平均変化量テーブルを使用することも可能である。

図１５は、インクの種類や記録媒体の種類など記録時の状況に応じた補正処理を実行する場合に、コントローラ１５が実行する画像処理の工程を説明するためのフローチャートである。以下、図５のフローチャートと異なる点のみを説明する。

ステップＳ１４０３において階調補正処理が行われると、コントローラ１５はステップＳ１４０４に進み、インク色ごとに紙面予備吐用のパターンを設定する。本実施形態では、紙面予備吐における吐出頻度に対応づけた複数のパターンを予めＲＯＭ５１に記憶しておき、記録媒体の種類や記録モードおよびインク色に応じて適切なパターンをコントローラ１５が設定するものとする。そして、吐出頻度を高く設定したいインクに対しては、記録（１）を示す画素が多いパターンを設定し、吐出頻度を少なく設定したいインクに対しては、記録（１）を示す画素が少ないパターンを設定する。また、紙面予備吐を必要としないインクについては、記録（１）を示す画素が存在しないパターンを設定する。

続くステップＳ１４０５において、コントローラ１５は、ステップＳ１４０４で設定した紙面予備吐パターンに応じて、濃度補正処理で使用する積算値平均変化量テーブルをインク色ごとに設定する。もし、濃度補正処理自体が必要ないインク色の場合は、入力信号と出力信号が等しいテーブルを設定する。

更にステップＳ１４０６では、ステップＳ１４０５で設定された積算値平均変化量テーブルを用いて、図１０で説明したフローチャートに従って、濃度補正を実行する。その後、上記実施形態と同様の量子化処理（ステップＳ１４０７）および列分配処理（ステップＳ１４０８）を実行した後、ステップＳ１４０９に進む。ステップＳ１４０９では、画像データ統合部４５を用い、ステップＳ１４０８から出力される列分配後の２値データに対し、ステップＳ１４０４で設定した紙面予備吐用のパターンを合成する。以上で本処理が終了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、図９（ａ）および（ｂ）で示したようなパラメータ内容の異なる積算値平均変化量テーブルや、吐出頻度の異なる紙面予備吐用のパターンを複数用意する。そして、インクの種類や記録媒体の種類などに応じて夫々のインクに適切な紙面予備吐用のパターンを設定するとともに、設定された紙面予備吐に応じた濃度補正処理を実行する。これにより、各インク色に対し、状況に応じて適切な紙面予備吐および濃度補正処理を施すことが出来るので、濃度ムラのない安定した画像を出力することが可能となる。

なお、以上の説明では、６００ｄｐｉの１画素を補正処理部４２が補正処理の対象とする単位領域とし、１画素単位で濃縮積算値平均Ｄを更新したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、図１０（ａ）および（ｂ）に示すような連続する８画素を１つの単位領域とし、８画素の処理が完了した後に濃縮積算値平均Ｄの更新を行うようにしても良い。この場合、処理の負荷をより軽減することが出来る。

また、以上では、濃度補正部４２に入力される階調データの解像度（６００ｄｐｉ）よりも記録装置の記録解像度（１２００ｄｐｉ）のほうが大きい場合について説明したが、これら解像度は同じ値であっても、本発明は対応可能である。このような場合、再度図８を参照するに、１つのラスタには１６ではなく８つのノズルが相応することになり、濃縮積算値平均Ｄはこれら８つのノズルに共通する値として管理される。

更に、以上の実施形態では、１つのチップに８列のノズル列を配備し、１２００ｄｐｉの１ラスタ分のドットデータを８つのノズルで（重複領域では１６ノズルで）交互に記録する形態で説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。更に多くのノズル列や更に少ないノズル列を有する形態であっても、本発明は有効に機能する。いずれにしても、量子化前の各ラスタデータに１つ以上のノズルが対応づけられ、これらノズルが記録可能な単位領域ごとに、上述されたような濃縮積算平均値Ｄが設定されれば、本発明は有効に機能する。

また、以上ではロール紙の両面に対し画像を記録するフルライン型のインクジェット記録装置を例に説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではない。記録装置は用紙の片面のみに記録する形態とすることも出来るし、更に多くのインクすなわち更に多くのラインヘッド１７を用いる形態とすることも出来る。また、ロール紙でなくカット紙に記録する装置とすることも出来る。カット紙に記録する場合、記録ヘッドはページとページの間で紙面予備吐では無く、予め装置に用意された予備吐出用のパッドに向けて予備吐出動作を行うことが出来る。

更に、本発明はフルライン型ではなくシリアル型の記録装置にも応用することが出来る。シリアル型の記録装置では、記録走査のたびに用紙の両端で予備吐出動作を行うことも出来るが、大型の用紙に記録する場合には１回の走査の時間も長くなり、記録走査の間にインクの濃縮が進行して記録走査の開始時に濃度補正が必要な場合もある。このような場合には、本発明の特徴的な濃度補正処理を紙面予備吐と併用することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることが出来る。

１ 給紙トレイ
２ 給紙ローラ
３ 分離斜面
４ 戻し爪
５ シート

Claims (8)

1. インクを吐出するノズルが配列されたノズル列を備えた記録ヘッドに対し、前記ノズルの配列方向と交差する方向に記録媒体を搬送することにより、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、
   前記記録媒体の単位領域に対応する多値の画像データに基づいて、前記単位領域に対し記録を行うことが可能な複数のノズルに共通するインクの濃縮の程度に関する情報を取得する取得手段と、
   前記取得手段が取得した前記情報に従って、前記単位領域に対する多値の画像データを補正する補正手段と、
   前記補正手段によって補正された多値の画像データを量子化して２値データを生成する量子化手段と、
   前記２値データに紙面予備吐用の２値データを合成する合成手段と、
   該合成手段によって合成された２値データに従って前記記録ヘッドからインクを吐出する記録手段と、
   前記補正手段によって補正された前記多値の画像データに基づいて、前記単位領域に対し記録を行うことが可能な複数のノズルが前記単位領域の次に記録する単位領域、についての前記情報を新たに生成する生成手段と
   を備え、
   前記生成手段は、前記紙面予備吐用の２値データが示す紙面予備吐の吐出頻度が高いほど、前記インクの濃縮の程度が小さいこと示す情報となるように、前記情報を新たに生成することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記紙面予備吐用の２値データは、紙面予備吐における吐出頻度に対応して複数用意され、前記インクの種類または前記記録媒体の少なくとも一方に応じて、前記複数の紙面予備吐用の２値データの中から１つが設定され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。
3. 前記単位領域は、前記多値の画像データの解像度における１画素に相当する領域であることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記生成手段は、前記情報と前記補正手段によって補正された多値の画像データとの組み合わせに対応づけられた前記情報の変化量を記憶するテーブルを参照することにより前記情報を新たに生成し、
   前記テーブルは、紙面予備吐の吐出頻度に応じて前記変化量が異なるような複数のテーブルが用意されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記２値データの解像度は前記多値の画像データの解像度よりも高いことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記記録ヘッドには、前記ノズル列の更に複数が前記搬送の方向に並列配置されており、
   前記情報は、前記単位領域に対し記録を行うことが可能な前記複数のノズル列に含まれる複数のノズルに共通するインクの濃縮の程度に関する情報であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記インクジェット記録装置は、前記記録媒体の幅に相当する数だけ前記複数のノズルが配列されたノズル列に対し、前記記録媒体を搬送することにより、前記記録媒体に画像を記録することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
8. インクを吐出するノズルが配列されたノズル列を備えた記録ヘッドに対し、前記ノズルの配列方向と交差する方向に記録媒体を搬送することにより、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、
   前記記録媒体の単位領域に対応する多値の画像データに基づいて、前記単位領域に対し記録を行うことが可能な複数のノズルに共通するインクの濃縮の程度に関する情報を取得する取得工程と、
   前記取得工程で取得された前記情報に従って、前記単位領域に対する多値の画像データを補正する補正工程と、
   前記補正工程によって補正された多値の画像データを量子化して２値データを生成する量子化工程と、
   前記２値データに紙面予備吐用の２値データを合成する合成工程と、
   該合成工程によって合成された２値データに従って前記記録ヘッドからインクを吐出する記録工程と、
   前記補正工程によって補正された前記多値の画像データに基づいて、前記単位領域に対し記録を行うことが可能な複数のノズルが前記単位領域の次に記録する単位領域、についての前記情報を新たに生成する生成工程と
   を有し、
   前記生成工程では、前記紙面予備吐用の２値データが示す紙面予備吐の吐出頻度が高いほど、前記インクの濃縮の程度が小さいこと示す情報となるように、前記情報を新たに生成することを特徴とするインクジェット記録方法。

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