JP2021142680A - 画像形成装置、画像形成方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】布のような複雑な媒体むらを持つ記録媒体への印画時に、媒体むらの影響を排除して、濃度むらの補正を適切に行えるようにする。【解決手段】画像データに基づいてインク吐出ヘッドを動作させることにより記録媒体に画像を印画するヘッド駆動部１７４と、画像が印画されていない状態の記録媒体に生じ得る媒体むらを取得する媒体特徴取得部１７６と、媒体特徴取得部が取得した記録媒体の媒体むらに基づいて、記録媒体に印画するテストパターンを決定すると共に、テストパターンを印画して取得された濃度むらに基づいて、ヘッド駆動部での印画を制御する制御部１７５とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成方法およびプログラムに関し、特に布に画像形成を行う場合に適用される技術に関する。

インクジェットプリンタなどの画像形成装置として、布に印画するものが開発されている。インクジェットプリンタを使って布に印画することで、従来の布への印画時に必要であった製版などの工程が不要となり、迅速かつ手軽に低コストで布への印画を行うことができる。

ところで、インクジェット方式の画像形成装置の場合、インクを吐出させるヘッドを複数並べて配置し、複数のヘッドで同時に記録媒体に印画するようにしている。ここで、それぞれのヘッドのインク吐出状態には、インクを吐出させる素子の特性などに応じた相違があり、同じ濃度を印画させようとしても、ヘッドごとに濃度むらが生じてしまう。

このため、インクジェット方式の画像形成装置では、各ヘッドの濃度むらの特性を事前に測定して、実際の印画時には、測定した濃度むらをキャンセルするような補正を行っている。このような補正は、シェーディング補正と称される。

特許文献１には、インクジェットプリンタを使って画像形成を行う場合に、画像形成するメディアである生地の濃度データに基づいて、帯域制限フィルタ処理を実施して、濃度補正値を取得する技術が記載されている。

特開２００９−２３３９６７号公報

特許文献１に記載されているように、記録媒体である生地そのものに依存する濃度むらの影響をフィルタ処理で除去することは、従来から知られている。
ところが、特許文献１に記載されたように、帯域制限フィルタを用いる構成とした場合、濃度ムラの解析に時間が掛かり、印画濃度の検知を迅速に行うことができないという問題がある。

本発明は、布のような複雑な媒体むらを持つ記録媒体への印画時に、媒体むらの影響を排除して、濃度むらの補正を適切且つ迅速に行うことができる画像形成装置、画像形成方法およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、複数のノズルが配置されたインク吐出ヘッドにより、記録媒体にインクを吐出することで印画を行う画像形成装置であって、画像データに基づいてインク吐出ヘッドを動作させることにより記録媒体に画像を印画するヘッド駆動部と、画像が印画されていない状態の記録媒体に生じ得る媒体むらを取得する媒体特徴取得部と、媒体特徴取得部が取得した記録媒体の媒体むらに基づいて、記録媒体に印画するテストパターンを決定すると共に、テストパターンを印画して取得された濃度むらに基づいて、ヘッド駆動部での印画を制御する制御部と、を備える。

また、本発明の画像形成方法は、インク吐出ヘッドにより記録媒体にインクを吐出することで、画像を印画処理する画像形成方法であって、画像データに基づいてインク吐出ヘッドを動作させることにより記録媒体に画像を印画する画像形成処理と、画像が印画されていない状態の記録媒体に生じ得る媒体むらを取得する媒体特徴取得処理と、媒体特徴取得処理で取得した記録媒体の媒体むらに基づいて、記録媒体に印画するテストパターンを決定すると共に、テストパターンを印画して取得された濃度むらに基づいて、画像形成処理での印画を制御する制御処理と、を含む。

また、本発明のプログラムは、上述の画像形成方法の各処理を手順化して、コンピュータに実行させるものである。

本発明によれば、布の織りの周期のような媒体むらを取得して、その媒体むらの影響を受けないテストパターンを使って、濃度むらを測定することができるので、媒体むらの影響を排除した良好な濃度設定が可能になる。

本発明の第１の実施の形態例による画像形成装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態例による画像形成装置の外観形状の構成例を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態例による画像形成装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態例によるスキャン部の構成例を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態例によるヘッド配置の例を示す正面図である。 本発明の第１の実施の形態例によるシェーディング補正状態を説明する図である。 本発明の第１の実施の形態例による画像形成装置で印画する記録媒体の例を、表面を拡大して示す図である。 記録媒体（布）の種類によって、入力階調と濃度の特性が変化する例を示す特性図である。 本発明の第１の実施の形態例による補正処理全体の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態例によるシェーディング補正チャートサイズの算出処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態例による媒体（布）の織目の周期の例を示す特性図である。 本発明の第１の実施の形態例によるシェーディング補正チャートの例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態例による補正処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態例による布種選択画面の例を示す図である。

＜第１の実施の形態例＞
以下、本発明の第１の実施の形態例を、図１〜図１２を参照して説明する。

［画像形成装置の構成］
まず、図２を参照して、本実施の形態例の画像形成装置１００の全体構成を説明する。
画像形成装置１００は、表面構造が周期的特徴を有する布などの記録媒体１０４に、インクジェットヘッドで画像を印画するものである。
画像形成装置１００に供給される記録媒体１０４は、ローラ１０１，１０２の間に架け渡された無端状のベルト１０３により搬送される。図２では、記録媒体１０４が左上側から右下側に矢印Ｍで示す方向に搬送される。記録媒体１０４は、例えば横幅が数ｍ程度である。記録媒体１０４の搬送は、画像形成装置１００での記録媒体１０４への印画に連動して行われる。
なお、以下の説明では、記録媒体１０４の幅方向をＸ方向、このＸ方向と直交する搬送方向をＹ方向とする。

ベルト１０３により搬送される記録媒体１０４の上には、搬送される順に、前処理ユニット１１０、第１ヘッドユニット１２０、第２ヘッドユニット１３０、第３ヘッドユニット１４０、第４ヘッドユニット１５０、及び後処理ユニット１６０が配置される。

前処理ユニット１１０には、スキャン部１１１（図１）が配置される。スキャン部１１１は、印画前の記録媒体１０４の表面を読み取る処理を行う。スキャン部１１１における記録媒体１０４の表面を読み取る処理は、記録媒体１０４の不良の有無を判断する検品のための処理の他に、後述する記録媒体１０４の周期的特徴を検出する処理のためにも行われる。

第１ヘッドユニット１２０、第２ヘッドユニット１３０、第３ヘッドユニット１４０、及び第４ヘッドユニット１５０には、それぞれ異なる色のインク吐出ヘッド１２１、１３１、１４１、１５１（図１）が配置されている。すなわち、第１ヘッドユニット１２０には、シアン（Ｃ）用のインク吐出ヘッド１２１が配置され、第２ヘッドユニット１３０には、マゼンタ（Ｍ）用のインク吐出ヘッド１３１が配置される。また、第３ヘッドユニット１４０には、イエロー（Ｙ）用のインク吐出ヘッド１４１が配置され、第４ヘッドユニット１５０には、黒（Ｋ）用のインク吐出ヘッド１５１が配置される。各色のインク吐出ヘッド１２１、１３１、１４１、１５１には、例えばインクジェット方式のヘッドが使用される。

それぞれのインク吐出ヘッド１２１、１３１、１４１、１５１は、所定のパターンで配列された複数のノズルを有しており、この複数のノズルの開口部から適切なタイミングでインクの液滴を吐出させて、記録媒体１０４のほぼ横幅全体に亘って印画を行うようにしている。あるいは、インク吐出ヘッド１２１、１３１、１４１、１５１は、各ヘッドユニット１２０〜１５０内でＸ方向に移動可能として、記録媒体１０４の横幅よりも短い長さのヘッドとしてもよい。

後処理ユニット１６０には、スキャン部１６１（図１）が配置される。この後処理ユニット１６０のスキャン部１６１で読み取った画像により、各ヘッドユニット１２０〜１５０でのインク吐出で記録媒体１０４に印画された画像が良品か否かの検品処理が行われる。また、スキャン部１６１は、各ヘッドユニット１２０〜１５０で後述するシェーディング補正チャート（テストパターン）を印画する際の、そのシェーディング補正チャートのスキャンも行う。なお、スキャン部１６１がスキャンした画像から検品処理を行う構成については省略する。

また、画像形成装置１００は、制御ユニット１７０を備える。制御ユニット１７０は、オペレーションパネル１８０を備え、印画状態の表示や各種操作指示を行う。制御ユニット１７０の構成については図１で説明する。
なお、制御ユニット１７０は、各ユニット１１０〜１６０のいずれかと一体に構成してもよい。また、上述したヘッドユニット１２０〜１５０の色構成はあくまでも一例であり、その他の色の組み合わせ、あるいはいずれか１色のヘッドユニットのみを配置するようにしてもよい。

図１は、画像形成装置１００の内部構成を示す機能ブロック図である。
画像形成装置１００の制御ユニット１７０は、画像データ入力部１７１、入力画像処理部１７２、シェーディング補正処理部１７３、ヘッド駆動部１７４、印画制御部１７５、媒体特徴取得部１７６、周波数解析部１７７、補正チャート処理部１７８、及びオペレーションパネル１８０を備える。

画像データ入力部１７１には、記録媒体１０４に印画する画像データが、外部から入力される。
入力画像処理部１７２は、画像データ入力部１７１に入力した画像データを、印画するための画像データに変換する入力処理を行う。例えば、画像データ入力部１７１に入力された画像データの階調数が、画像形成装置１００における印画により表現される階調数と異なる場合には、画像形成装置１００における印画により表現される階調数に変換する処理が行われる。

シェーディング補正処理部１７３は、画像データに基づいて各色のヘッド１２１〜１５１を駆動する際に、ヘッド１２１〜１５１として用意された複数のノズルの濃度むらを補正するシェーディング補正処理を行う。このシェーディング補正処理は、印画制御部１７５の制御で実行され、補正チャート処理部１７８が取得したシェーディング補正チャートの検出状態に基づいて行われる。

ヘッド駆動部１７４は、各色のインク吐出ヘッド１２１、１３１、１４１、１５１からのインク吐出量が、シェーディング補正処理部１７３で補正された画像データの各ドットのインク吐出量となるように、各色のインク吐出ヘッドの駆動を制御する。なお、インクジェット方式の印画時に必要な画像処理についても、ヘッド駆動部１７４で実行される。
ヘッド駆動部１７４による各インク吐出ヘッド１２１、１３１、１４１、１５１の駆動は、印画制御部１７５の制御下で行われる。

媒体特徴取得部１７６は、前処理ユニット１１０（図２）に配置したスキャン部１１１が読み取った画像データを取得する。スキャン部１１１では、印画が行われる前の記録媒体１０４の表面を読み取る処理が行われる。

媒体特徴取得部１７６は、スキャン部１１１から取得した画像データから、記録媒体１０４の特徴を取得する媒体特徴取得処理を行う。すなわち、本実施の形態例の場合には、記録媒体１０４が布なので、媒体特徴取得部１７６は、スキャン部１１１が取得した画像データから、布の織りの成分を取得する。
周波数解析部１７７は、媒体特徴取得部１７６が取得した画像を周波数解析して、布の織りの成分などの媒体むらの成分の空間周波数を取得する。周波数解析部１７７は、例えば高速フーリエ変換により、各周波数成分が含まれる強度を算出する。

補正チャート処理部１７８は、後処理ユニット１６０（図２）に配置したスキャン部１６１が読み取った画像データを取得する。なお、スキャン部１６１は、印画が行われた後の記録媒体１０４の表面を読み取る処理を行っている。
そして、補正チャート処理部１７８は、スキャン部１６１がスキャンした画像に含まれるシェーディング補正チャートの画像を取得し、シェーディング補正チャートの各階調値でのＸ方向の濃度むらを検出する。この濃度むらを検出する処理は、色ごとに行われる。
補正チャート処理部１７８が検出した濃度むらのデータは、印画制御部１７５に供給される。このシェーディング補正チャートを使った濃度むらを検出する処理は、通常、画像形成装置１００の初期設定時に行われ、検出した濃度むらの情報は、画像形成装置１００内に保持される。但し、本実施の形態例の画像形成装置１００の場合には、記録媒体１０４の種類を変更するごとに、シェーディング補正チャートを使った濃度むらを検出する処理を行うのが好ましい。

印画制御部１７５は、画像形成装置１００における記録媒体１０４への印画動作全体を制御する。この印画制御部１７５は、オペレーションパネル１８０の操作部１８１での操作受付に基づいて、印画動作の開始や停止などを制御する。また、印画制御部１７５は、オペレーションパネル１８０の表示部１８２に、画像形成装置１００の動作状況を表示させる。なお、オペレーションパネル１８０の操作部１８１と表示部１８２は、例えばタッチパネルで構成して一体化してもよい。

また、印画制御部１７５は、ヘッド駆動部１７４での各ヘッド１２１〜１５１でのインク吐出制御に連動して、媒体搬送部１０５に記録媒体１０４の搬送指示を行う。媒体搬送部１０５は、ベルト１０３（図２）による記録媒体１０４の搬送を行う。
また、印画制御部１７５は、ヘッド駆動部１７４での各ヘッド１２１〜１５１でのインク吐出制御を行う際に、補正チャート処理部１７８が検出したノズルの濃度むらのデータを使って、ノズルの濃度むらを補正する制御を行う。

［画像形成装置のハードウェア構成例］
図３は、画像形成装置１００の制御ユニット１７０を、コンピュータで構成した場合のハードウェア構成例を示す。
制御ユニット１７０は、バスラインでデータ転送可能に接続されている、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）１９１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１９３、不揮発性ストレージ１９４、及びネットワークインターフェース１９５を備える。また、オペレーションパネル１８０（図１）を構成する操作部１８１及び表示部１８２も、ＣＰＵ１９１などとバスラインでデータ転送可能に接続されている。

ＣＰＵ１９１は、制御ユニット１７０の各部での処理動作を行う機能を実現するソフトウェアのプログラムコードをＲＯＭ１９２などから読み出して実行する演算処理部である。
ＲＯＭ１９２には、画像形成装置１００の各種機能を実行するプログラムコードが記憶されている。
ＲＡＭ１９３は、演算処理の途中に発生した変数やパラメータ等が一時的に書き込まれるワークメモリである。
不揮発性ストレージ１９４には、プログラムコードの他に、印画するための画像データや各種設定データなどが記憶される。また、シェーディング補正チャートを使って検出した各ヘッドのノズルの濃度むらのデータも、不揮発性ストレージ１９４に記憶される。あるいは、濃度むらのデータをＲＯＭ１９２に記憶するようにしてもよい。

ネットワークインターフェース１９５は、制御ユニット１７０と外部とのデータ転送に使用される。例えば、画像データ入力部１７１での印画用画像データの入力処理が、ネットワークインターフェース１９５を経由して行われる。

表示部１８２における表示も、ＣＰＵ１９１の制御下で実行される。また、ＣＰＵ１９１は、表示中の画面上のタッチ操作などの操作部１８１での入力操作を判別して、画像形成装置１００を入力操作に対応した動作状態とする制御を行う。

なお、画像形成装置１００の制御ユニット１７０を図３に示すコンピュータで構成するのは一例であり、その他の構成としてもよい。例えば、制御ユニット１７０が持つ処理構成の一部または全部を、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の専用のハードウェアによって実現するようにしてもよい。

［スキャン部の構成例］
図４は、前処理ユニット１１０が備えるスキャン部１１１の構成例を示す。
ここでは、第１の構成例（図４（ａ））と、第２の構成例（図４（ｂ））の２つの例を示している。
図４（ａ）に示す第１の構成例は、記録媒体１０４の表面の上を跨ぐように設置された前処理ユニット１１０内に、スキャン部１１１の長手方向を、記録媒体１０４の搬送方向Ｍと一致したＹ方向に配置したものである。すなわち、数センチから数十センチ程度の比較的長さの短いラインセンサでスキャン部１１１を構成し、Ｙ方向に伸びた状態で前処理ユニット１１０内に配置する。そして、前処理ユニット１１０は、不図示の駆動部を備え、Ｙ方向に伸びて配置されたスキャン部１１１を、記録媒体１０４の幅方向であるＸ方向に移動させる。

このようにスキャン部１１１がＹ方向に移動することで、スキャン部１１１は、記録媒体１０４の表面を全幅でスキャンすることができる。なお、スキャン部１１１をＸ方向に移動させる動作と、記録媒体１０４の搬送動作は、印画制御部１７５の制御により実行される。

図４（ｂ）に示す第２の構成例は、記録媒体１０４の表面の上を跨ぐように設置された前処理ユニット１１０内に、スキャン部１１１の長手方向を、記録媒体１０４の幅方向であるＸ方向に配置したものである。すなわち、スキャン部１１１は、記録媒体１０４の幅とほぼ長さのラインセンサで構成され、Ｘ方向に伸びた状態で前処理ユニット１１０内に配置される。
この場合、複数のラインセンサを結合して、記録媒体１０４の幅とほぼ長さにしてもよい。あるいは、数十センチ程度の長さのラインセンサを、Ｘ方向に移動させる駆動部（不図示）を備えて、ラインセンサによるスキャンと駆動とを交互に行って、記録媒体１０４の幅全体のスキャンを行うようにしてもよい。

なお、図４では、前処理ユニット１１０が備えるスキャン部１１１の構成を示すが、後処理ユニット１６０が備えるスキャン部１６１についても、図４（ａ）又は図４（ｂ）に示すスキャン部１１１と同様の構成で、後処理ユニット１６０に配置してもよい。

［ヘッド配置の例］
図５は、第１ヘッドユニット１２０が備えるインク吐出ヘッド１２１の配置例を示す。図５は、ノズル１２２が配置された面を見た正面図である。
図５に示すように、所定の複数個のノズル１２２がブロック状にまとまって配置され、そのブロック状のノズル１２２が１単位ずつ上下に交互にずれた状態で、印画を行う幅だけ連続して設置されている。
このように複数のノズル１２２が連続して配置されているが、既に説明したように、各ノズル１２２からインクを吐出する特性に濃度むらがあるため、記録媒体１０４への印画時には、シェーディング補正によって濃度むらを補正する処理が行われる。

［シェーディング補正の原理］
図６は、シェーディング補正が行われる原理を説明する図である。
まず、図６（ａ）に示すように、画像形成装置１００の補正チャート処理部１７８は、シェーディング補正チャートを印画する。このシェーディング補正チャートでは、Ｘ方向（主走査方向であるノズル配列方向）には同じ階調値が印画され、Ｙ方向には所定距離ごとに変化した階調値が印画されている。

画像形成装置１００の各インク吐出ヘッド１２１〜１５１は、図６（ａ）に示すシェーディング補正チャートを色毎に記録媒体１０４に印画する。
この印画されたシェーディング補正チャートは、後処理ユニット１６０内のスキャン部１６１でスキャンされ、図６（ｂ）に示すように、ノズル列方向の位置ごとの各階調値での濃度むらの特性が取得される。

そして、画像形成装置１００が布などの記録媒体１０４への印画処理を行う際には、印画制御部１７５は、図６（ｂ）に示す濃度むらをキャンセルする補正を行う。
図６（ｃ）は、図６（ａ）に示すシェーディング補正チャートと同じ階調の画像を、シェーディング補正して印画した状態の例を示している。
この図６（ｃ）に示すように、シェーディング補正が適正に行われた状態では、ノズル列方向（Ｘ方向：図中の左右方向）には同じ濃さで印画された状態になる。

［記録媒体の構造の例］
図７は、画像形成装置１００で印画処理を行う記録媒体１０４の表面を撮影した画像の一例である。
既に説明したように、本実施の形態例では、記録媒体１０４として織りを有する布（布帛）が使用される。図７は、その布で構成される記録媒体１０４の一部１０４ａを拡大して示したものである。
布で構成される記録媒体１０４は、布の織りや編みが特定のパターンで周期的に繰り返す構造を有し、図７に示すように拡大すると、織りや編みの構造が模様として見える状態になる。織りや編みの構造としての周期は、織り方の種類と色の種類などによって決まり、様々な周期で存在する。この織りや編みの構造が、媒体むらになる。

図７の左下の図は、記録媒体１０４ａをさらに拡大して示した図であるが、図７の左下に示す記録媒体１０４ｂは、地色が透けて見える状態になっている。つまり、図７の左下の記録媒体１０４ｂの場合には、布を構成する糸が白色で、地色が黒色で示されている。図２に示す画像形成装置１００のベルト１０３が黒色であった場合、画像形成装置１００に装着された布（記録媒体１０４）は、このように地色の黒色が透けて見え、布が黒色に近い色に見える。

但し、地色の黒色が透けて見える状態は、布として織り込まれた糸の粗密状態によって変化し、例えば図７の右下に拡大して示した記録媒体１０４ｃの場合には、糸が比較的密な状態であり、地色の黒色が見える割合が低下している。すなわち、図７の右下に拡大して示す記録媒体１０４ｃの場合には、布が白色に近い色に見える。
このような地色が透けて見える状態が発生すると、この地色が透けて見える状態自体が媒体むらの要因の一つになる。
なお、このように地色が透けて見えるのは一例であり、糸の配置密度が高い織りや、厚さがある程度ある布の場合には地色が透けて見えることがないので、地色が透けて見えることによる成分は含まれず、糸の周期等が問題となりうる。

［布の種類による違いの一例］
記録媒体１０４として布を使用したとき、画像データで表現される入力階調と、布に印画した際の印画階調には相違があり、シェーディング補正処理部１７３でのシェーディング補正時には、布の種類に応じた補正を行うのが好ましい。
図８は、入力階調（横軸）と印画階調（縦軸）とを、３種類の布の特性Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３で示す。
３つの布の特性Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３で示すように、印画画像で表現される階調特性には相違がある。したがって、シェーディング補正処理部１７３でのシェーディング補正を行う際には、実際に印画する記録媒体１０４を使ってシェーディング補正チャートを印画して補正値を得ることにより、印画する記録媒体１０４に対して常に最適な補正を得るようにする。

［補正処理の流れ］
図９は、画像形成装置１００でシェーディング補正を行うための処理全体の流れを示すフローチャートである。
まず、画像形成装置１００の印画制御部１７５は、印画する記録媒体１０４の媒体むらの情報を取得する（ステップＳ１１）。この媒体むらの情報を取得する処理としては、記録媒体１０４をスキャンした画像から取得する処理や、印画作業者による媒体種類の入力により取得する処理などがある。本実施の形態例では、後述するように、記録媒体１０４をスキャンした画像から取得する処理を行う。

次に、印画制御部１７５は、媒体むらの情報から、シェーディング補正チャートのサイズを算出する処理を行う（ステップＳ１２）。シェーディング補正チャートのサイズを算出する処理の詳細は、次の図１０のフローチャートで説明する。
ステップＳ１２で、シェーディング補正チャートのサイズを算出した後、印画制御部１７５はヘッド駆動部１７４に指令を送り、算出したサイズのシェーディング補正チャートを記録媒体１０４に印画する（ステップＳ１３）。
そして、印画制御部１７５は、記録媒体１０４に印画されたシェーディング補正チャートをスキャン部１６１でスキャンした結果に基づいて、シェーディング補正処理部１７３でシェーディング補正処理を実行する（ステップＳ１４）。

図１０は、画像形成装置１００でシェーディング補正を行う際の処理の詳細を示すフローチャートである。
まず、画像形成装置１００のスキャン部１１１により、画像が印画される前の記録媒体１０４の表面がスキャンされ、媒体特徴取得部１７６により媒体画像が取得される（ステップＳ２１）。媒体特徴取得部１７６は、取得した媒体画像に含まれる異常値を除外する処理を行う（ステップＳ２２）。ここで、異常値には、布の表面の汚れ、布と布との継ぎ目、ベルト１０３を洗浄した際の水分の残りなどが含まれる。

そして、周波数解析部１７７は、媒体特徴取得部１７６で異常値を除外した媒体画像の輝度成分を周波数解析して、記録媒体１０４の媒体むらの周期を算出する（ステップＳ２３）。ここで算出される媒体むらには、記録媒体１０４である布そのものを構成する織目の周期構造の他に、図７で説明した布の織目の粗密による下地のベルト（黒）が透けて見えることによる周期構造の成分も含まれる。周波数解析部１７７が算出した周期成分は、印画制御部１７５に供給される。

印画制御部１７５は、シェーディング補正チャートの各階調値の長さ（Ｙ方向の長さ）を、所定の強度を超える周期成分の内の、最長の周期成分の３倍に設定する（ステップＳ２４）。シェーディング補正チャートの具体例については、図１２で後述する。
また、印画制御部１７５は、ステップＳ２４で設定した長さのシェーディング補正チャートの印画をヘッド駆動部１７４に指示し、算出したサイズのシェーディング補正チャートを記録媒体１０４に印画する（ステップＳ２５）。

そして、記録媒体１０４に印画されたシェーディング補正チャートは、後処理ユニット１６０内のスキャン部１６１でスキャンされ、スキャンされた画像が補正チャート処理部１７８に送られる。補正チャート処理部１７８は、ノズル位置ごとの濃度むらを検出し、検出した濃度むらを印画制御部１７５に供給する。印画制御部１７５は、取得した濃度むらの情報から、画像印画時のシェーディング補正値を取得して登録し、シェーディング補正処理部１７３は、登録したシェーディング補正値を使った補正を実行する（ステップＳ２５）。

なお、シェーディング補正チャートの印画は、使用する記録媒体１０４の種類が変更される毎に行う。但し、既に同じ種類の記録媒体１０４について、シェーディング補正チャートを印画した結果のデータが登録されている場合には、登録されているデータを読み出して使用し、シェーディング補正チャートの印画を省略してもよい。

［媒体むらの検出状態］
図１１は、周波数解析部１７７が媒体をスキャンした画像を周波数解析した特性の一例を示している。図１１の横軸は、画素数（px）を単位とした周期（px/cyc）を示し、縦軸は、それぞれの画素数の周期が繰り返される強度を示している。図１１では、所定の強度の値を閾値ＴＨとして設定している。
図１１の例では、１０px/cycの付近に、糸径に相当する成分のピークが存在し、その糸径の成分が閾値ＴＨを超えている。さらに、糸径の成分よりも大きな周期である２００px/cycの付近の成分が閾値ＴＨを大きく（強く）超えていることが示されている。

このとき、周波数解析部１７７は、閾値ＴＨを超えた成分が多く存在する２００px/cycの付近に媒体むらがあることを検出し、図１０のステップＳ２４では、シェーディング補正チャートの各階調値の長さ（Ｙ方向の長さ）を、強い強度である２００pxの長さの３倍に設定する。なお、図１１の例では、閾値ＴＨを超えた成分が１箇所に集中している場合を示しているが、閾値ＴＨを超えた成分が複数箇所に分散して存在するときには、最も長い周期の成分の３倍とする。

［シェーディング補正チャートの例］
図１２は、媒体に印画するテストパターンであるシェーディング補正チャートの具体的な例を示す。
図１２（ａ）は、記録媒体１０４のＹ方向（図中の縦方向）に、１段階の階調の長さＷ１を短く設定したシェーディング補正チャート１０ａを印画した例を示している。シェーディング補正チャート１０ａは、長さＷ１ごとに濃度が徐々に薄くなっている。記録媒体１０４のＸ方向（図中の横方向）には、同じ階調となるように印画されている。
図１２（ｂ）は、記録媒体１０４のＹ方向に、１段階の階調の長さＷ２を長く設定したシェーディング補正チャート１０ｂを印画した例を示している。このシェーディング補正チャート１０ｂの場合にも、長さＷ２ごとに濃度が徐々に薄くなっている。

ここで、媒体むらの成分が比較的長い周期であり、その周期の３倍が図１２（ｂ）に示す長さＷ２と一致するときには、図１２（ｂ）に示すようなシェーディング補正チャート１０ｂが印画される。一方、媒体むらの成分が比較的短い周期であり、その周期の３倍が図１２（ａ）に示す長さＷ１と一致するときには、図１２（ａ）に示すようなシェーディング補正チャート１０ａが印画される。

なお、図１１に示す各シェーディング補正チャート１０ａ，１０ｂは、画像形成装置１００に用意された各インク吐出ヘッド１２１〜１５１の色ごとに印画され、各色のインク吐出ヘッド１２１〜１５１ごとに、ノズルの濃度むら補正が実行される。

このように、シェーディング補正処理を行う際のシェーディング補正チャートのサイズを、印画する際に使用する記録媒体１０４の媒体むらの発生状況に応じて設定することで、媒体むらの影響を排除したシェーディング補正が可能になる。これにより、媒体むらが生じる布などの記録媒体への印画時の印画品質が向上する。

＜第２の実施の形態例＞
次に、本発明の第２の実施の形態例を、図１３〜図１４を参照して説明する。
第２の実施の形態例においては、画像形成装置１００の構成は、第１の実施の形態例で説明した画像形成装置１００がそのまま適用される。
第２の実施の形態例では、印画処理時の媒体むらの情報を取得する処理が、第１の実施の形態例で説明した図１０のフローチャートの処理とは相違する。

［印画処理の流れ］
図１３は、第２の実施の形態例での、画像形成装置１００でシェーディング補正処理を行う際の流れを示すフローチャートである。
まず、印画の指示を行うユーザは、オペレーションパネル１８０の表示部１８２に、布帛の種類の登録画面を表示させ、登録画面の指示にしたがって、印刷作業者が操作部１８１で布の種類を登録するＧＵＩ（Graphical User Interface）操作を行う（ステップＳ３１）。布の種類の登録画面の例については、図１４で後述する。

ステップＳ３１での入力操作が行われた後、印画制御部１７５は、指示された布の種類から、印画に使用する記録媒体１０４の媒体むらの周波数を算出する。そして、印画制御部１７５は、算出した媒体むらの周波数解析状況から、所定の強度を超える最大の媒体むらの周期の３倍となるシェーディング補正チャートの１段階の長さを設定する（ステップＳ３２）。

次に、印画制御部１７５は、ステップＳ２４で設定した長さのシェーディング補正チャートの印画をヘッド駆動部１７４に指示し、算出したサイズのシェーディング補正チャートを記録媒体１０４に印画する（ステップＳ３３）。
そして、記録媒体１０４に印画されたシェーディング補正チャートは、後処理ユニット１６０内のスキャン部１６１でスキャンされ、スキャンされた画像は、補正チャート処理部１７８に送られる。補正チャート処理部１７８は、ノズル位置ごとの濃度むらを検出し、検出した濃度むらを印画制御部１７５に供給する。
印画制御部１７５は、取得した濃度むらの情報から、画像印画時のシェーディング補正値を取得して登録し、シェーディング補正処理部１７３は、登録したシェーディング補正値を使った補正を実行する（ステップＳ３４）。

［布の種類の登録画面の例］
図１４は、図１３のフローチャートのステップＳ３１で布の種類を登録する際に、表示部１８２に表示される登録画面１８２ａの例を示す。
図１４に示す登録画面は、布種、経糸密度、緯糸密度、経糸径、緯糸径、織ムラ長、織り種の項目を有する。

布種の項目には、各布を区別する識別名が表示される。布種は、画像形成装置１００が自動的に設定してもよいが、操作者が登録画面上で布種の名前を入力することによって設定することもできる。
経糸密度と緯糸密度の項目には、それぞれ布を構成する経糸（たて糸）と緯糸（よこ糸）の密度が表示される。この経糸密度と緯糸密度は、操作者が入力する。図１４の例では、経糸密度と緯糸密度として、１インチあたりの本数が表示されている。
経糸径と緯糸径の項目には、それぞれ布を構成する経糸と緯糸の径が表示される。この経糸径と緯糸径は、操作者が入力する。図１４の例では、経糸径と緯糸径は、デニール単位が表示されている。
織ムラ長の項目には、媒体に織りむらが発生している場合の実測値を操作者が入力した値が表示される。

そして、画像形成装置１００は、このような登録画面１８２ａを使って操作者に入力された経糸密度、緯糸密度、経糸径、緯糸径、織ムラ長、及び織り種から、その布の媒体むらの周期を算出し、適切なシェーディング補正チャートの１階調の長さを取得する。
画像形成装置１００が、経糸密度、緯糸密度、経糸径、緯糸径、織ムラ長、織り種の項目から、媒体むらの周期を算出する処理は、それぞれの項目の値に基づいた計算式を用いた演算によって行われる。あるいは、画像形成装置１００は、経糸密度、緯糸密度、経糸径、緯糸径、織ムラ長、織り種の値や種類と、媒体むらの周期との対応を示すデータベースを予め記憶して、そのデータベースを参照して、媒体むらの周期を取得してもよい。

なお、図１４に示す登録画面では、経糸密度、緯糸密度、経糸径、緯糸径、織り種は、それぞれ操作者が自由に数値などを入力してもよいが、画面上で候補となる数値を表示し、その候補の中から操作者が値や種類を選択するようにしてもよい。

本実施の形態例のように、布の糸の密度、径、織ムラ長、織り種から、媒体むらを取得して、その媒体むらの周期の影響を排除できるシェーディング補正チャートを使ってシェーディング補正を行うことで、第１の実施の形態例と同様に、媒体種類に応じた適切なシェーディング補正が可能になり、印画画質を向上させることができる。

＜変形例＞
なお、本発明は、上述した各実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、変形や変更が可能である。
例えば、上述した各実施の形態例では、画像形成装置１００で印画する記録媒体として布を使用した例について説明した。これに対して、紙などの記録媒体に印画する際にも、記録媒体の表面に模様や何らかのパターンが形成されている場合には、同様の処理で媒体むらによる画質劣化を防止できる。例えば、紙の表面に罫線やマス目などが一定間隔で形成された記録媒体を使って印画処理を行う場合に、罫線やマス目の周期の影響を排除できるシェーディング補正チャートを使うようにしてもよい。

また、上述した各実施の形態例では、シェーディング補正チャートの１段階の階調値の長さとして、媒体むらの周期（長さ）の３倍に設定した例を説明した。この３倍は一例であり、媒体むらの周期の影響を排除できる長さであれば、その他の長さとしてもよい。具体的には、媒体むらの周期の２倍以上の長さに設定すれば、媒体むらの周期の影響を排除でき、その長さがなくなる程、媒体むらの周期の影響をより良好に排除できる可能性が高く好ましい。
しかしながら、必要以上にシェーディング補正チャートの１段階の階調値の長さを長くすると、シェーディング補正チャートの印画にそれだけ多くの媒体を使用する必要があり、媒体消費量を抑える上で、媒体むらの周期（長さ）の３倍程度に設定することが好ましい。

また、上述した各実施の形態例では、画像形成装置１００として、インクジェット方式のものとした。これに対して、その他の方式によるインク吐出で、記録媒体に印画処理を行う画像形成装置にも本発明は適用が可能である。

また、図２に示す構成では、画像形成装置１００は、各ヘッドユニット１２０〜１５０の上流側に配置した前処理ユニット１１０にスキャン部１１１を配置して、そのスキャン部１１１で印画前の記録媒体をスキャンするようにした。これに対して、ヘッドユニット１２０内にスキャン部１１１を配置して、印画直前にスキャンする構成としてもよい。あるいは、図２に示す画像形成装置１００とは別のスキャン装置又はカメラを使って、記録媒体の表面を撮影し、その撮影画像を入力するようにしてもよい。

また、上述した各実施の形態例では、媒体むらを取得して、シェーディング補正用の補正チャートを設定する処理に適用した。これに対して、記録媒体に印画処理を行う際に行われるその他の補正処理を、取得した媒体むらに応じて同時に実行してもよい。
例えば、画像形成装置１００は、ハーフトーン処理時に複数のディザマトリクスを用意し、取得した媒体むらに応じて、シェーディング補正用の補正チャートを、各ディザマトリクスを用いて作成すると共に、ディザマトリクスのマトリクスサイズを元にチャート長さを設定するようにしてもよい。具体的には、所定のレベルを超える媒体むらの最長の周期よりも長い距離で、且つ記録媒体に印画する際のディザマトリックスのサイズのほぼ整数倍となる距離を、シェーディング補正チャートの１段階の階調値の長さに設定してもよい。

また、上述した各実施の形態例では、記録媒体１０４に印画処理を行う前に、媒体むらを測定して補正チャートを印画するようにした。これに対して、最初に標準となるサイズでテストパターンである補正チャートを印画し、その標準サイズの補正チャート印画時に、チャートが印画されていない余白部分で媒体むらの特性を測定する。そして、余白部分から取得した媒体むらの周期が、標準となるテストパターンの各階調のサイズ（又はサイズの整数倍）より短いとき、印画した補正チャートをそのまま使用して濃度むらを取得するようにしてもよい。つまり、余白部分などを使って印画済のテストパターンから取得した媒体むらの周期で問題がなければ、印画した補正チャートで媒体むらの特性を測定して、補正を行う。そして、余白部分から取得した媒体むらの周期が、標準となるテストパターンの各階調のサイズ（又はサイズの整数倍）より長いとき、再度、対応したサイズの補正チャートを印画し、そのサイズの補正チャートで、媒体むらの特性を測定する処理を行う。

なお、図１に示す構成では、媒体むらの周期の検出は、前処理ユニット１１０のスキャン部１１１で印画前の媒体をスキャンして行い、補正チャート画像の取得は、後処理ユニット１６０のスキャン部１６１で行うようにした。これに対して、例えば後処理ユニット１６０のスキャン部１６１で、媒体むらの周期の検出のためのスキャンと、補正チャート画像の取得のためのスキャンの双方を行うようにしてもよい。後処理ユニット１６０内で媒体むらの周期の検出のためのスキャンと、補正チャート画像の取得のためのスキャンの双方を行う場合でも、それぞれのスキャンを、同一ユニット内の個別のスキャン機構で行うようにしてもよい。

また、スキャン部１６１が補正チャートをスキャンした画像から、記録媒体の媒体むらの周期を検出する場合において、検出した媒体むらの周期が長いために、その周期に基づいて設定した長さの補正チャートが、スキャン部１６１での１回のスキャンで撮像できる範囲を超えた長いサイズになる可能性がある。このような長い周期を検出した場合には、その旨を表示部１８２での表示などでユーザ（作業者）に警告してもよい。なお、このような場合には、例えば補正チャートのサイズを周期に対応してスキャン部１６１の撮像範囲を超えて大きく設定した上で、スキャン部１６１が複数回のスキャンで補正チャート全体を読み取るようにしてもよい。あるいは、補正チャートの最大サイズを、スキャン部１６１での１回のスキャンで撮像できるサイズに制限してもよい。いずれの対処を行うかは、警告を確認したユーザ操作で選択する。あるいは、警告後に、自動的にいずれかの対処を行うようにしてもよい。

また、画像形成装置１００で各実施の形態例の処理を行う場合には、例えば画像形成装置１００の制御ユニット１７０をコンピュータで構成し、図９，図１０，図１３のフローチャートで説明した画像形成処理方法を実行するプログラム（ソフトウェア）や各種データを制御ユニット１７０に実装させることで対応することができる。
この場合のプログラムやデータは、半導体メモリや各種ディスクなどの記憶媒体に記憶させて、制御ユニット１７０に実装させることができる。

１００…画像形成装置、１０１，１０２…ローラ、１０３…ベルト、１０４…記録媒体、１０５…媒体搬送部、１１０…前処理ユニット、１１１…スキャン部、１２０…第１ヘッドユニット、１２１…インク吐出ヘッド（Ｃ用）、１３０…第２ヘッドユニット、１３１…インク吐出ヘッド（Ｍ用）、１４０…第３ヘッドユニット、１４１…インク吐出ヘッド（Ｙ用）、１５０…第４ヘッドユニット、１５１…インク吐出ヘッド（Ｋ用）、１６０…後処理ユニット、１６１…スキャン部、１７０…制御ユニット、１７１…画像データ入力部、１７２…入力画像処理部、１７３…シェーディング補正処理部、１７４…ヘッド駆動部、１７５…印画制御部、１７６…媒体特徴取得部、１７７…周波数解析部、１７８…補正チャート処理部、１８０…オペレーションパネル、１８１…操作部、１８２…表示部、１９１…ＣＰＵ、１９２…ＲＯＭ、１９３…ＲＡＭ、１９４…不揮発性ストレージ、１９５…ネットワークインターフェース

Claims (16)

1. 複数のノズルが配置されたインク吐出ヘッドにより、記録媒体にインクを吐出することで印画を行う画像形成装置であって、
   画像データに基づいて前記インク吐出ヘッドを動作させることにより前記記録媒体に画像を印画するヘッド駆動部と、
   画像が印画されていない状態の前記記録媒体に生じ得る媒体むらを取得する媒体特徴取得部と、
   前記媒体特徴取得部が取得した前記記録媒体の媒体むらに基づいて、前記記録媒体に印画するテストパターンを決定すると共に、前記テストパターンを印画して取得された濃度むらに基づいて、前記ヘッド駆動部での印画を制御する制御部と、
   を備える
   画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記媒体特徴取得部が取得した媒体むらに基づいて、前記テストパターンを印画する際の大きさを決定する
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記媒体特徴取得部が取得した媒体むらに基づいて、用意された複数の前記テストパターンの中から、特定のテストパターンを選択して前記ヘッド駆動部による駆動で印画させる
   請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記媒体特徴取得部は、オペレーションパネルでのユーザ操作により入力された前記記録媒体の情報に基づいて、前記記録媒体に生じ得る媒体むらを取得する
   請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記媒体特徴取得部は、画像が印画されていない状態の前記記録媒体をスキャンするスキャン部が取得した画像に基づいて、前記記録媒体に生じ得る媒体むらを取得する
   請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記スキャン部が取得した画像データを周波数解析する周波数解析部を備え、
   前記媒体特徴取得部は、前記周波数解析部が周波数解析した結果から媒体むらの周期成分を取得する
   請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記記録媒体の媒体むらの周期成分の内で、所定の強度を超える最長の周期よりも長い距離を、前記テストパターンのサイズとした
   請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、前記記録媒体の媒体むらの周期成分の内で、所定の強度を超える最長の周期のほぼ整数倍となる距離を、前記テストパターンのサイズとした
   請求項６に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記記録媒体の媒体むらの周期成分の内で、所定の強度を超える最長の周期よりも長い距離で、且つ前記スキャン部が１回のスキャンで撮像できる範囲以下の距離を、前記テストパターンのサイズとした
   請求項６に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、前記記録媒体の媒体むらの周期成分の内で、所定の強度を超える最長の周期よりも長い距離で、且つ前記記録媒体の長さ以下の距離を、前記テストパターンのサイズとした
    請求項６に記載の画像形成装置。
11. 前記制御部は、前記記録媒体の媒体むらの周期成分の内で、所定の強度を超える最長の周期よりも長い距離で、且つ前記記録媒体に印画する際のディザマトリックスの配列サイズのほぼ整数倍となる距離を、前記テストパターンのサイズとした
    請求項６に記載の画像形成装置。
12. 前記媒体特徴取得部は、前記制御部の制御で印画した標準となる前記テストパターンの余白部分から媒体むらを取得し、
    前記制御部は、前記テストパターンの余白部分から取得した媒体むらの周期が、標準となる前記テストパターンの大きさより短いとき、前記テストパターンを印画して取得された濃度むらに基づいて、前記ヘッド駆動部での印画を制御する
    請求項１に記載の画像形成装置。
13. 前記制御部は、前記記録媒体の媒体むらの周期が長く、前記テストパターンを印画して読み取る処理を行うスキャン部が１回のスキャンで撮像できる範囲を超える場合に、警告する
    請求項６に記載の画像形成装置。
14. 前記媒体特徴取得部は、前記記録媒体をスキャンした画像に異常値が検出された場合、異常値が検出された箇所を、媒体むらを判断する箇所から除外する
    請求項１〜１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. インク吐出ヘッドにより記録媒体にインクを吐出することで、画像を印画処理する画像形成方法であって、
    画像データに基づいてインク吐出ヘッドを動作させることにより前記記録媒体に画像を印画する画像形成処理と、
    画像が印画されていない状態の前記記録媒体に生じ得る媒体むらを取得する媒体特徴取得処理と、
    前記媒体特徴取得処理で取得した前記記録媒体の媒体むらに基づいて、前記記録媒体に印画するテストパターンを決定すると共に、前記テストパターンを印画して取得された濃度むらに基づいて、前記画像形成処理での印画を制御する制御処理と、を含む
    画像形成方法。
16. 画像形成装置によって記録媒体に画像を印画するための処理を、コンピュータに実行させるプログラムであって、
    画像データに基づいてインク吐出ヘッドを動作させることにより前記記録媒体に画像を印画する画像形成手順と、
    画像が印画されていない状態の前記記録媒体に生じ得る媒体むらを取得する媒体特徴取得手順と、
    前記媒体特徴取得手順で取得した前記記録媒体の媒体むらに基づいて、前記記録媒体に印画するテストパターンを決定すると共に、前記テストパターンを印画して取得された濃度むらに基づいて、前記画像形成手順での印画を制御する制御手順と、を前記コンピュータに実行させる
    プログラム。

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