JP4604614B2

JP4604614B2 - インクジェット記録装置、及びインクジェット記録方法

Info

Publication number: JP4604614B2
Application number: JP2004261490A
Authority: JP
Inventors: 大祐辰巳; 透清水
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2004-09-08
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2024-09-08
Also published as: JP2006076085A

Description

本発明はインクジェット記録装置、及びインクジェット記録方法に係り、特に、各画素に対応するドットを記録する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置、及びインクジェット記録方法に関する。

インクをノズルから吐出させることにより画像データに応じた画像の記録動作を行う記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置が知られている。このようなインクジェット記録装置では、複数のノズルからインクを吐出することで、画像データの各画素に対応するドットを記録する。

この種のインクジェット記録装置では、近年、ノズルの高密度化が進み、記録ヘッド内のノズル数も多くなってきている。また、印字スピードの高速化への要求から、記録ヘッドを固定して、紙等の印字媒体を搬送する方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）の１ラインの記録を、記録ヘッドの複数ノズルによる１回のインク吐出により行う１パスによる画像形成が行われている。１パスで良好な画質を得るには、全ノズルにおいて良好なインク吐出が望まれるが、現実には、加工精度やコストの面から全ノズルにおいて良好なインク吐出を行うことは難しく、１ヘッド当たりのノズル数が増えていることも有り、正常なドット形成が困難な不良ノズルを含まない記録ヘッドの製造は困難である。このため、不良ノズルによるインクの吐出不良や不吐出などによって白筋等の発生による画質劣化の問題があった。

このような不良ノズルによる画質劣化を抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。

特許文献１の技術では、不良ノズルのインク滴吐出を中止するとともに、不良ノズルに隣接する２つの正常ノズルで記録する画素に対応するドットを、通常記録時に比べて約２倍の大きさで記録するように制御する。また、特許文献２の技術では、不良ノズルに隣接するノズルによるドット径を大きくするように、ドット経を制御するための駆動回路を切換える。
特開平１１―３４８２４６号公報特開２００２−０８６７６７号公報

しかしながら、上記従来の技術では、不良ノズルに隣接するノズルから吐出されるインクの径を通常動作時に比べて大きくするように制御することはできるが、不良ノズルに隣接するノズルのみから通常記録時に比べて大きいドット径が形成されるように駆動回路を切換えるので、処理の複雑化や大型化を招くという問題があった。また、不良ノズルに隣接するノズルの径を大きくすることによるインクの過剰消費の問題があった。

本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、簡易な構成で、インクの消費を抑制しかつ不良ノズルによる画質劣化を低減することが可能なインクジェット記録装置、及びインクジェット記録方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明のインクジェット記録装置は、インク滴を複数のノズルの各々から吐出することによって、各画素に対応するドットを記録する記録ヘッドと、記録したときの最大濃度を最大値としかつ記録したときの最小濃度を最小値とする階調値で各画素のデータが表された画像データの各画素を、正常なドット形成が不可能な不良ノズルで記録する第１の画素、該不良ノズルの周辺に位置する不良周辺ノズルで記録する第２の画素、及び前記不良ノズル及び前記不良周辺ノズル以外の正常ノズルで記録する第３の画素に分類する分類手段と、前記第１の画素の階調値を最小値に変換し、前記第２の画素の階調値を、階調値の最大値が前記最大濃度に対応しかつ階調値の最小値が前記最小濃度に対応する第１の濃度変換テーブルに基づいて変換し、前記第３の画素の階調値を、階調値の最大値が記録したときの飽和濃度に対応しかつ階調値の最小値が前記最小濃度に対応する第２の濃度変換テーブルに基づいて変換する変換手段と、前記変換手段によって各画素の階調値が変換された画像データに基づいて、階調値が最小値の画素のドット形成を禁止するとともに、階調値が大きくなるほど大きいドットが記録されるように前記記録ヘッドを制御する制御手段と、を備えて構成されている。

また、本発明のインクジェット記録方法は、インク滴を複数のノズルの各々から吐出することによって、各画素に対応するドットを記録し、記録したときの最大濃度を最大値としかつ記録したときの最小濃度を最小値とする階調値で各画素のデータが表された画像データの各画素を、正常なドット形成が不可能な不良ノズルで記録する第１の画素、該不良ノズルの周辺に位置する不良周辺ノズルで記録する第２の画素、及び前記不良ノズル及び前記不良周辺ノズル以外の正常ノズルで記録する第３の画素に分類し、前記第１の画素の階調値を最小値に変換し、前記第２の画素の階調値を、階調値の最大値が前記最大濃度に対応しかつ階調値の最小値が前記最小濃度に対応する第１の濃度変換テーブルに基づいて変換し、前記第３の画素の階調値を、階調値の最大値が記録したときの飽和濃度に対応しかつ階調値の最小値が前記最小濃度に対応する第２の濃度変換テーブルに基づいて変換し、前記変換手段によって各画素の階調値が変換された画像データに基づいて、階調値が最小値の画素のドット形成を禁止するとともに、階調値が大きくなるほど大きいドットが記録されるように前記記録ヘッドを制御することを特徴とする。

本発明のインクジェット記録装置の分類手段は、記録したときの最大濃度を最大値としかつ記録したときの最小濃度を最小値とする階調値で各画素のデータが表された画像データの各画素を、第１の画素、第２の画素、及び第３の画素に分類する。第１の画素は、記録ヘッドのノズルの内、インクの不吐出や吐出不良等により正常なドット形成が不可能な不良ノズルで記録する画素である。第２の画素は、不良ノズルの周辺に位置する不良周辺ノズルで記録する画素である。第３の画素は、不良ノズル及び不良周辺ノズル以外の正常ノズルで記録する画素である。

変換手段は、第１の画素の階調値を最小値に変換する。また、変換手段は、第２の画素の階調値を、第１の濃度変換テーブルに基づいて変換し、第３の画素の階調値を、第２の濃度変換テーブルに基づいて変換する。第１の濃度変換テーブルは、階調値の最大値が最大濃度に対応しかつ階調値の最小値が最小濃度に対応するとともに、記録したときの濃度と階調値とが線形に変化するように定めたテーブルである。第１の濃度変換テーブルに基づいて、第２の画素の階調を変換することによって、記録したときの濃度が高濃度領域に偏らず、最大濃度から最小濃度まで線形に変化するように階調値が変換される。第２の濃度変換テーブルは、階調値の最大値が記録したときの飽和濃度に対応しかつ階調値の最小値が最小濃度に対応すると共に、記録したときの濃度と階調値とが線形に変化するように定めたテーブルである。飽和濃度は、階調値の増加に対して記録したときの濃度変化が飽和するときの濃度である。第２の濃度変換テーブルに基づいて第２の画素の階調値を変換することによって、記録したときの飽和濃度から最小濃度に線形に変化するように階調値が変換される。

制御手段は、変換手段によって各画素の階調値が変換された画像データに基づいて、階調値が最小値の画素のドット形成を禁止する。このように階調値が最小値の画素のドット形成を禁止することによって、階調値を最小値に変換された不良ノズルでドット形成を禁止することができる。また、制御手段は、変換手段によって変換された各画素の階調値が大きくなるほど大きいドットが記録され割合または比率が大きくなるように、記録ヘッドを制御する。また、制御手段の制御は、第２の画素については、第１の濃度変換テーブルに基づいて変換された階調値に基づいた大きさのドットが記録され、第３の画素については、第２の濃度変換テーブルに基づいて変換された階調値に基づいた大きさのドットが記録されるように記録ヘッドを制御する。

このように、不良ノズルの周辺に位置する不良周辺ノズルで記録する第２の画素については、階調値の最大値が記録したときの最大濃度に対応する第１の濃度変換テーブルに基づいて変換した階調値に応じた大きさのドットを記録することができるので、不良周辺ノズルで記録する高濃度の画素については大きなドットが記録されやすくなる。これによって、不良ノズルでドットを形成しない場合においても、高濃度側での径が大きなドットが増えるので、白筋などの発生を防止することができる。また、不良ノズル及び不良周辺ノズル以外の正常ノズルで記録する第３の画素については、階調値の最大値が記録したときの飽和濃度に対応する第２の濃度変換テーブルに基づいて階調値を変換するので、正常ノズルで記録する画素については、飽和濃度以下の十分な濃度で記録することができるので、画像全体の濃度低下は起こらず、インクの過剰消費を抑制することができる。

従って、本発明によれば、不良ノズルによる画質劣化を低減しかつインクの過剰消費を抑制することができる。

前記変換手段は、前記第２の画素の階調値を、変換後の階調値が変換前の階調値と同じ値または変換前の階調値より小さい値となるように前記第１の濃度変換テーブルに基づいて変換し、前記第３の画素の階調値を、変換後の階調値が変換前の階調値と同じ値または変換前の階調値より小さい値となるように前記第２の濃度変換テーブルに基づいて変換することができる。
また、前記第１の濃度変換テーブルは、記録したときの濃度と階調値とが線形の比例関係を示し、前記第２の濃度変換テーブルは、記録したときの濃度と階調値とが線形の比例関係を示す。
本発明の変換手段は、同一濃度における前記第１の濃度変換テーブルに基づいて変換された階調値と前記第２の濃度変換テーブルに基づいて変換された階調値との差と前記不良ノズルから前記正常ノズルまでの距離とで定まる単位距離当たりの補正量、及び前記不良周辺ノズルの前記不良ノズルからの距離に基づいて、前記変換手段で変換された階調値を補正することができる。同一濃度における前記第１の濃度変換テーブルに基づいて変換された階調値と前記第２の濃度変換テーブルに基づいて変換された階調値との差を、不良周辺ノズルの不良ノズルからの距離に応じて補正するので、第１の濃度変換テーブルに基づいて変換した階調値に基づくドットの大きさと、第２の濃度変換テーブルに基づいて変換した階調値に基づくドットの大きさに不連続な領域が発生することを防ぐことができる。

一般的に隣接する画素では同じような階調値が連続する事が多いので、第１の画素の変換手段による変換前の階調値が最大値であった場合に、不良ノズルで記録する第１の画素のドット形成が禁止されると、第１の画素のドット形成の禁止と階調値が最大値の第２の画素のドットとによって、記録したときに白筋が発生する恐れがある。そこで、隣接する画素を記録したときのドット各々の半径が隣接するドットの中心間の距離以上となる大きさとすれば、不良ノズルで記録する画素のドット形成を禁止することによる白筋の発生を抑制することができ、画質劣化を抑制することができる。

本発明のインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法によれば、不良ノズルの周辺に位置する不良周辺ノズルで記録する画素については、最大値が記録したときの最大濃度に対応する階調値で記録し、正常ノズルで記録する画素については、最大値が記録したときの飽和濃度に対応する階調値で記録するので不良周辺ノズルで径が大きいドットが形成される割合を多くし、正常ノズルでは飽和濃度に対応する割合で径が大きいドットを形成しているので、不良周辺ノズルでも径が大きいドットを形成するための特別な駆動構成が必要なく、記録ヘッド全体で不良ノズルによる画質劣化を抑制しかつインクの過剰消費を抑制することができる、という効果を有する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置１２の筐体１４内の下部には給紙トレイ１６が設けられており、給紙トレイ１６内に積層された用紙Ｑをピックアップロール１８で１枚ずつ取り出すことができる。取り出された用紙Ｑは、所定の搬送経路２２を構成する複数の搬送ローラ対２０で搬送される。

給紙トレイ１６の上方には、駆動ロール２４及び従動ロール２６に張架された無端状の搬送ベルト２８が配置されている。搬送ベルト２８の上方には記録ヘッドアレイ３０が配置されており、搬送ベルト２８の平坦部分２８Ｆに対向している。この対向した領域が、記録ヘッドアレイ３０からインク滴が吐出される吐出領域ＳＥとなっている。搬送経路２２を搬送された用紙Ｑは、搬送ベルト２８で保持されてこの吐出領域ＳＥに至り、記録ヘッドアレイ３０に対向した状態で、記録ヘッドアレイ３０から画像データに応じたインク滴が吐出される。

記録ヘッドアレイ３０は、用紙Ｑの幅方向（搬送方向と直交する方向）に図示を省略する複数のインクジェット記録ヘッドが配列された構成の長尺状のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の４色の記録ヘッド３２が、搬送方向に沿って配列された構成となっており、フルカラーの画像を記録可能になっている。

図４（Ｂ）に示すように、各色記録ヘッド３２を構成する複数のインクジェット記録ヘッド３３各々は、インクを吐出するためのノズル３３Ｂ、ノズル３３Ｂに連通するインク圧力室３３Ｃ、及びインク圧力室３３Ｃに接して設けられた圧電素子３３Ｄを含んで構成されている。圧電素子３３Ｄは、周知のように、電圧を印加することにより形状が変化する性質を有しており、この形状変化を利用して、インク圧力室３３Ｃ内に圧力をかけることにより、ノズル３３Ｂからインク滴を吐出して、用紙Ｑ上にドットを記録する。このとき、図４（Ａ）及び図４（Ｃ）に示すように、圧電素子３３Ｄに印加する電圧を制御することによって、ノズル３３Ｂから大滴のインク滴（図４（Ｂ）参照）、ノズル３３Ｂから小滴のインク滴（図４（Ｄ）参照）、または図示を省略するドット形成の禁止や、中滴の吐出等を制御し、大滴、中滴、小滴、及び滴無し等のドットサイズを制御することができる。

なお、本実施の形態では、圧電素子３３Ｄを用いてインクを吐出する場合を説明するが、このような形態に限られるものではない。例えば、インク圧力室３３Ｃ内のインクに熱を加えることによって、インク滴の吐出によって記録されるドットの大きさを制御するようにしてもよい。

記録ヘッドアレイ３０の近傍には、記録ヘッド３２各々に対応するメンテナンス機構３４各々が配置されている。記録ヘッド３２に対してメンテナンスを行う場合には、図２に示すように、記録ヘッドアレイ３０が上方へ移動し、搬送ベルト２８との間に構成された間隙にメンテナンス機構３４が移動して入り込む。そして、ノズル面に対向した状態で、ノズル内のインクを吸引する復旧処理を行う。

なお、搬送ベルト２８は、一例として、半導電性ポリイミド材（例えば、表面抵抗値１０¹⁰〜１０¹³Ω／ｍ²、体積抵抗値１０⁹〜１０¹²Ω・ｃｍ）を、厚さ７５μｍ、幅３８０ｍｍ、周長１０００ｍｍに成形したものを使用できる。また、駆動ロール２４及び従動ロール２６としては、一例として、直径５０ｍｍのＳＵＳロールを使用できる。

図３に示すように、記録ヘッドアレイ３０の上流側には、帯電ロール３６が配置されている。帯電ロール３６は、従動ロール２６との間で搬送ベルト２８及び用紙Ｑを挟みつつ従動し、用紙Ｑを搬送ベルト２８に押圧する押圧位置（図３参照）と、搬送ベルト２８から離間した離間位置（図示省略）との間を移動可能とされている。押圧位置では、接地された従動ロール２６との間に所定の電位差が生じるため、用紙Ｑに電荷を与えて搬送ベルト２８に静電吸着させることができる。

帯電ロール３６としては、例えば、シリコーンゴムの表面に導電性カーボンを被覆し、体積抵抗値１０⁶〜１０⁷Ω・ｃｍ程度に調整した直径１４ｍｍのロールを使用することができる。

なお、帯電ロール３６よりもさらに上流側には、図示しないレジロールが設けられており、用紙Ｑが搬送ベルト２８と帯電ロール３６との間に至る前に位置合わせされる。

記録ヘッドアレイ３０の下流側には、剥離プレート４０が配置されており、用紙Ｑを搬送ベルト２８から剥離することができる。剥離プレート４０としては、たとえば、厚さ０．５ｍｍ、幅３３０ｍｍ、長さ１００ｍｍのアルミプレートを使用することができる。

剥離された用紙Ｑは、剥離プレート４０の下流側で排出経路４４を構成する複数の排出ローラ対４２で搬送され、筐体１４の上部に設けられた排紙トレイ４６に排出される。

剥離プレート４０の下方には、駆動ロール２４との間で搬送ベルト２８を挟持可能なクリーニングロール４８が配置されており、搬送ベルト２８の表面をクリーニングするようになっている。

給紙トレイ１６と搬送ベルト２８の間には、複数の反転用ローラ対５０で構成された反転経路５２が設けられており、片面に画像記録された用紙Ｑを反転させて搬送ベルト２８に保持させることで、用紙Ｑの両面への画像記録を容易に行えるようになっている。

搬送ベルト２８と排紙トレイ４６の間には、４色の各インクをそれぞれ貯留するインクタンク５４が設けられている。インクタンク５４のインクは、図示を省略するインク供給配管をによって、記録ヘッドアレイ３０に供給される。インクとしては、水性インク、油性インク、溶剤系インク等、公知の各種インクを使用できる。

このような全体構成とされた本実施形態のインクジェット記録装置１２では、上記したように、給紙トレイ１６から取り出された用紙Ｑが搬送され、搬送ベルト２８に至る。そして、帯電ロール３６によって搬送ベルト２８に押し付けられると共に、帯電ロール３６からの印加電圧によって搬送ベルト２８に吸着（密着）して保持される。この状態で、搬送ベルトの循環によって用紙Ｑが吐出領域ＳＥを通過しつつ、記録ヘッドアレイ３０からインク滴が吐出されて、吐出領域ＳＥ上に画像が記録される。

本実施の形態では、複数のインクジェット記録ヘッドが配列された構成の長尺状のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の４色の記録ヘッド３２が、搬送方向に沿って配列された構成となっており、フルカラーの画像を記録可能になっているが、それぞれの記録ヘッド３２の配列数は、４個に限定されるものではない。

図５に示すように、本実施の形態に係るインクジェット記録装置１２の制御系は、制御部６０、色変換部６２、画像処理部６４、記録データ作成部６６、及び画像記録部６８を含んで構成されている。なお、色変換部６２、画像処理部６４、及び記録データ作成部６６は、パーソナルコンピュータ等の外部装置側に設けられていてもよい。

制御部６０は、色変換部６２、画像処理部６４、記録データ作成部６６、及び画像記録部６８を統括制御する。なお、画像記録部６８は、上記図１乃至図３を参照して説明したインクジェット記録装置１２のうちインクジェット記録ヘッド３３等の画像の記録に関する構成要素を含むものである。

色変換部６２は、外部から入力された画像データがＲＧＢデータの場合には、ＹＭＣＫデータに変換する。なお、本実施の形態では、外部から入力された画像データは、各画素Ｒ、Ｇ、及びＢ各々について、記録したときの最大濃度を最大値とし、記録したときの最小濃度を最小値とする階調値で各画素のデータが表された画像データである。従って、色変換された画像データも同様に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、及びＫ各々の画素について、記録したときの最大濃度を最大値とし、記録したときの最小濃度を最小値とする階調値で各画素のデータが表された画像データである。本実施の形態では、階調値の最大値は２５５であり、最小値は０であるものとして説明するが。階調値の最大値は２５５に限られるものではない。

画像処理部６４は、詳細は後述するが、用紙Ｑやインクの特性に応じ色変換された画像データの濃度変換処理や、各画素の階調値が変換された画像データを更にインクジェット記録装置１２で記録可能な階調数の画像データに変換する、所謂ハーフトーン処理等を実行する。

記録データ作成部６６は、画像処理部６４で処理された画像データを、画像記録部６８が解読可能なデータ構造に変換し、記録順序（転送順序）にデータを並び替えて画像記録部６８へ出力する。このとき、インクジェット記録ヘッド３３やノズル３３Ｂの配列にマッピングさせた吐出タイミングやデータ配列も考慮して記録データを作成する。

画像記録部６８は、記録データ作成部６６で作成されたＹＭＣＫの記録データに従って、各インクジェット記録ヘッド３３のノズル３３Ｂ各々からインクを吐出させる。これにより、用紙Ｑ上にドットが記録され、画像が記録される。

画像処理部６４では、図６に示す処理ルーチンが実行される。なお、本実施の形態のインクジェット記録装置１２では、各色記録ヘッド３２各々に設けられた複数のインクジェット記録ヘッド３３の内、インク滴の不吐出や吐出不良により正常にインク滴を吐出することが困難な不良ノズルを示す位置情報が、予め記録ヘッド３２の製造段階で検出されており、該位置情報が不良ノズルの位置を示す位置情報として、画像処理部６４に記憶されている。

ステップ１００では、色変換部６２で色変換された画像データの各画素毎のデータを読込む。次のステップ１０２では、予め記憶された不良ノズルの位置を示す位置情報と、該画素の、用紙Ｑに記録される画像上の位置情報とに基づいて、上記ステップ１００で読込んだ画素が不良ノズルで記録する画素か否かを判別する。

ステップ１０２で否定されると、ステップ１０４へ進み、上記ステップ１００で読込んだ画素について、不良ノズルからの距離が所定距離以下の不良周辺ノズルで記録する画素か否かを判別し、肯定されるとステップ１０６へ進む。不良ノズルからの距離が所定距離以下である不良周辺ノズルとは、例えば、不良ノズルに隣接する複数の正常にインク滴を吐出する正常ノズルを示す。

次のステップ１０６では、各画素の階調値を変換することによって、記録したときの濃度と階調値との関係が、最小濃度から最大濃度まで線形になるように濃度変換処理を実行する。色変換された画像データの各画素の階調値と、用紙Ｑに記録されるときの濃度とは、濃度が高い領域では濃度が飽和する。飽和濃度とは、各画素の階調値の増加に対して記録したときの濃度変化が飽和するときの濃度である。図７及び図９に示すように、各画素の階調値が大きくなるほど、記録したときの濃度は高くなるが、階調値の増加に対して、記録したときの濃度変化が飽和する飽和濃度に達すると、飽和点７６に対応する階調値以上に階調値が増大しても、記録したときの濃度には変化が見られなくなる。このため、図７に示すように、濃度と階調値との関係は、非線形に変化するような非線形関係７０となる。このように、色変換された画像データの各画素の階調値を変換せずに該階調値に基づいて画像記録を行うと、記録したときの濃度分布は、高濃度領域へ偏る。このため、濃度と階調値との関係が線形になるように定める。また、不良ノズルでは、ドットが形成されないので、周辺ノズルで形成するドットで不良ノズル分を埋めるように大きなドットの径を定め、そのような大きな径のドットが多く形成されるようにする。そこで、ステップ１０６の濃度変換処理では、不良周辺ノズルで記録する画素の階調値を、階調値の最大値が記録したときの最大濃度に対応し大きな径のドットの形成される割合が最大になる階調値２５５であり、最小値が記録したときの最小濃度に対応すると共に、記録したときの濃度と階調値とが線形に変化するように定めた第１の濃度変換テーブルに基づいて変換する。具体的には、図８に示すように、各画素の階調値を示す変換前の階調値が、変換後の階調値となるように、階調値を変換することによって、第１の濃度変換テーブルに基づいた階調値の変換を行う。例えば、変換前の画素の階調値が２４０であるときには、階調値１２３へと変換する。

一方、上記ステップ１０４で否定されると、ステップ１０８へ進み、記録したときの飽和濃度に対応する階調値を最大値とした濃度変換処理が実行される。不良ノズル及び不良周辺ノズル以外の正常ノズルにおいては、飽和濃度に対応する階調値より大きい階調値となっても、濃度が飽和しているために記録されたときには同じような濃度となることから、階調値を飽和濃度に対応する階調値以上の値をとる必要は無いので、ステップ１０８の濃度変換処理では、不良ノズル及び不良周辺ノズル以外の正常ノズルで記録する画素の階調値を、階調値の最大値が記録したときの飽和濃度に対応する階調値（図９中ａ、及び図７中ａ）となり、かつ階調値の最小値が記録したときの最小濃度に対応する階調値となるとともに、記録したときの濃度と階調値とが線形に変化するように定めた第２の濃度変換テーブル（図８参照）に基づいて変換する。

上記ステップ１０６及びステップ１０８各々による濃度変換処理によって、図１０に示すように、不良周辺ノズルで記録する画素の濃度変換処理前の階調値と、濃度変換処理後の階調値との関係は、濃度変換処理後の階調値の最大値が２５５である線形関係７７によって示される。また、不良ノズル及び不良周辺ノズル以外の正常ノズルで記録する画素の濃度変換処理前の階調値と濃度変換処理後の階調値との関係は、濃度変換処理後の階調値の最大値が記録したときの飽和濃度に対応する階調値ａである線形関係７８によって示される。

次のステップ１１０では、濃度変換処理を行った画像データに対して、インクジェット記録装置１２で表現可能な階調数となるように、上記ステップ１０６及びステップ１０８の処理により変換した各画素の階調値を更に変換するハーフトーン処理（量子化処理ともいう）を行う。本実施の形態では、インクジェット記録装置１２が表現可能な４階調への量子化、すなわち、「滴無し」、「小滴」、「中滴」、及び「大滴」各々を示す階調値「０」、「１」、「２」及び「３」の４階調への量子化、すなわちハーフトーン処理を行う。なお、インクジェット記録装置１２が表現可能な階調数は、上記４種類の階調に限るものではなく、例えば、３種類や５種類以上の複数種類の階調としてもよい。なお、量子化演算方法は、一般的に知られている誤差拡散法を用いるものとし、誤差拡散法の詳細な説明については省略する。

ステップ１１０のハーフトーン処理が行われる事によって、不良周辺ノズルと、不良周辺ノズル及び不良ノズル以外の正常ノズル各々で記録する画素の、記録するときのドットサイズ、すなわち「大滴」、「中滴」、「小滴」、及び「滴無し」が設定される。

一方、上記ステップ１０２で肯定されると、ステップ１１２へ進み、不良ノズルで記録する画素の階調値として、最小値「０」を設定することによって、記録するドットサイズとして「滴無し」を設定する。

次のステップ１１４では、色変換された画像データの全画素についてドットレベルの設定が終了したか否かを判断し、否定されると、上記ステップ１００へ戻り、肯定されると、本ルーチンを終了する。

以上説明したように、本発明のインクジェット記録装置１２では、濃度変換処理において、不良周辺ノズルの画素の階調値を、最大値が記録したときの最大濃度に対応し、最小値が記録したときの最小濃度に対応した第１の濃度変換テーブルとなる階調値に変換する。また、不良ノズル及び不良周辺ノズル以外の正常ノズルで記録する画素の階調値を、最大値が記録したときの飽和濃度に対応し、最小値が最小濃度に対応した第２の濃度変換テーブルとなるように変換する。そして、変換した階調値に基づいた大きさのドットを記録する。また、不良ノズルで記録する画素については、ドットの形成を禁止する。

このように、不良ノズルの周辺に位置する不良周辺ノズルで記録する画素については、階調値の最大値が記録したときの最大濃度に対応する第１の濃度変換テーブルに基づいて変換した階調値に応じた大きさのドットを記録することができるので、不良周辺ノズルで記録する高濃度の画素については大きなドットが記録されやすくなる。これによって、不良ノズルでドットを形成しない場合においても、高濃度側でのドット径が大きくなるので、白筋などの発生を防止することができる。また、不良ノズル及び不良周辺ノズル以外の正常ノズルで記録する画素については、階調値の最大値が記録したときの飽和濃度に対応する第２の濃度変換テーブルに基づいて階調値を変換するので、正常ノズルで記録する画素については、飽和濃度以下の濃度で記録することができるので、不良周辺ノズルでドット径を大きくしてもインクの過剰消費を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、上記ステップ１０６及びステップ１０８の処理において、不良周辺ノズルで記録する画素の階調値を、最大値が記録したときの最大濃度に対応し、最小値が記録したときの最小濃度に対応した第１の濃度変換テーブルとなる階調値に変換し、不良ノズル及び不良周辺ノズル以外の正常ノズルで記録する画素の階調値を、最大値が記録したときの飽和濃度に対応し、最小値が最小濃度に対応した第２の濃度変換テーブルとなる階調値に変換する場合を説明したが、不良周辺ノズルで記録する画素の、濃度変換処理によって得られた階調値を、更に不良周辺ノズルの不良ノズルからの距離に基づいて補正するようにしてもよい。

例えば、補正値Ｘに基づいて、上記ステップ１０６及びステップ１０８各々で変換された画素の階調値を補正する。

Ｄ１及びＤ２各々は、図１０及び図１２に示すように、同一濃度における、第１の濃度変換テーブルに基づいて変換された階調値、及び第２の濃度変換テーブルに基づいて変換された階調値各々を示している。ｌｎは、不良周辺ノズル３３Ｂ₁〜_n各々の不良ノズル３３Ｂ₁からの距離を示している。ｎは、画素を記録するノズルから不良ノズル３３Ｂ₁までのノズルの数を示している。Ｌは、上記ステップ１０４で不良ノズルの周辺の画素であることを判別するときに用いた所定距離を示し、所定距離Ｌ以上離れた位置のノズル３３Ｂ_n+1は、上述の不良ノズル及び不良周辺ノズル以外の正常ノズルに相当する。

このように、同一濃度における、第１の濃度変換テーブルに基づいて変換された階調値Ｄ１と第２の濃度変換テーブルに基づいて変換された階調値Ｄ２との差と、不良ノズル３３Ｂ₁から正常ノズル３３Ｂ_n+1までの距離Ｌとで定まる単位距離当たりの補正量と、不良周辺ノズル３３Ｂ₁〜_nの不良ノズル３３Ｂ₁からの距離と、に基づいて補正値Ｘを算出する。そして、算出した補正値Ｘに基づいて、対応するノズルで記録する画素の階調値を補正する。例えば、不良周辺ノズル３３Ｂ₁〜_nで記録する画素についての補正値Ｘを算出した場合には、この補正値Ｘを濃度変換処理によって得られた不良周辺ノズル３３Ｂ₁〜_nで記録する画素の階調値から減算する。また、不良ノズル及び不良周辺ノズル以外の正常ノズルで記録する画素画素についての補正値Ｘを算出した場合には、この補正値Ｘを濃度変換処理によって得られた正常ノズル３３Ｂ_n+1で記録する画素の階調値に加算する。この補正結果を、ステップ１０４及びステップ１０６で変換した階調値の補正結果とし、該補正結果に基づいて、各画素のドット形成を行うようにすれば、第１の濃度変換テーブルと第２の濃度変換テーブルの異なる変換方法によって、記録されるドットの大きさに不連続な領域が発生することを防ぐことができる。

また、本実施の形態のインクジェット記録装置１２では、画像記録部６８において、階調値が最大値のデータで画素を記録したとき、すなわち大滴に設定された画素のドットを記録したときの、ドット各々の半径を、隣接するドットの中心間の距離以上となる大きさとする。一般的に隣接する画素では同じような階調値が連続する事が多いので、不良ノズルで記録する画素の濃度変換処理前の階調値が最大値であった場合に、不良ノズルで記録する画素のドット形成が禁止されると、不良ノズルで記録する画素のドット形成の禁止と、階調値が最大値の不良周辺ノズルで記録する画素に対応するドットとによって、記録したときに用紙Ｑ上に白筋が発生する恐れがある。図１１に示すように、各ドットの中心間の距離ｄ以上のドットの半径として、下記値を定めるようにすれば、

不良ノズルで記録する画素のドット形成を禁止することによる白筋の発生を抑制することができ、画質劣化を抑制することができる。

本発明のインクジェット記録装置を画像記録状態で示す概略図である。本発明のインクジェット記録装置をメンテナンス状態で示す概略図である。本発明のインクジェット記録装置の搬送ベルト及びその近傍を示す概略構成図である。記録ヘッドから吐出されるインク滴の大きさ制御を示すイメージ図であり、（Ａ）は、大滴のインクを記録ヘッドから吐出するために圧電素子へ印可する電圧を示す波形であり、（Ｂ）は大滴を吐出するときの記録ヘッドの断面図であり、（Ｃ）は、小滴のインクを記録ヘッドから吐出するために圧電素子へ印加する電圧を示す波形であり、（Ｄ）は、小滴を吐出するときの記録ヘッドの断面図である。本発明に係るインクジェット記録装置の制御ブロック図である。画像処理部で実行される処理を示すフローチャートである。濃度変換処理前と後各々の記録したときの濃度と階調値との関係を示す線図である。階調値の最大値が記録したときの最大濃度に対応しかつ最小値が記録したときの最小濃度に対応すると共に、記録したときの濃度と階調値とが線形に変化するように階調値を変換するときの、第１の濃度変換テーブル及び第２の濃度変換テーブル各々に応じた変換前の階調値と変換後の階調値との一例を示す表である。変換前の階調値と記録したときの濃度との非線形の関係を示す線図である。変換前の階調値と変換後の階調値との関係を示す線図である。大滴のドットの大きさを示すイメージ図である。不良ノズル、不良周辺ノズル、及び正常ノズルを示すイメージ図である。

符号の説明

１２インクジェット記録装置
３２記録ヘッド
３３インクジェット記録ヘッド
６４画像処理部

Claims

インク滴を複数のノズルの各々から吐出することによって、各画素に対応するドットを記録する記録ヘッドと、
記録したときの最大濃度を最大値としかつ記録したときの最小濃度を最小値とする階調値で各画素のデータが表された画像データの各画素を、正常なドット形成が不可能な不良ノズルで記録する第１の画素、該不良ノズルの周辺に位置する不良周辺ノズルで記録する第２の画素、及び前記不良ノズル及び前記不良周辺ノズル以外の正常ノズルで記録する第３の画素に分類する分類手段と、
前記第１の画素の階調値を最小値に変換し、前記第２の画素の階調値を、階調値の最大値が前記最大濃度に対応しかつ階調値の最小値が前記最小濃度に対応する第１の濃度変換テーブルに基づいて変換し、前記第３の画素の階調値を、階調値の最大値が記録したときの飽和濃度に対応しかつ階調値の最小値が前記最小濃度に対応する第２の濃度変換テーブルに基づいて変換する変換手段と、
前記変換手段によって各画素の階調値が変換された画像データに基づいて、階調値が最小値の画素のドット形成を禁止するとともに、階調値が大きくなるほど大きいドットが記録されるように前記記録ヘッドを制御する制御手段と、
を備えたインクジェット記録装置。
前記変換手段は、
前記第２の画素の階調値を、変換後の階調値が変換前の階調値と同じ値または変換前の階調値より小さい値となるように前記第１の濃度変換テーブルに基づいて変換し、
前記第３の画素の階調値を、変換後の階調値が変換前の階調値と同じ値または変換前の階調値より小さい値となるように前記第２の濃度変換テーブルに基づいて変換する、
請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記第１の濃度変換テーブルは、記録したときの濃度と階調値とが線形の比例関係を示し、
前記第２の濃度変換テーブルは、記録したときの濃度と階調値とが線形の比例関係を示す、
請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録装置。
前記変換手段は、同一濃度における前記第１の濃度変換テーブルに基づいて変換された階調値と前記第２の濃度変換テーブルに基づいて変換された階調値との差と前記不良ノズルから前記正常ノズルまでの距離とで定まる単位距離当たりの補正量、及び前記不良周辺ノズルの前記不良ノズルからの距離に基づいて、前記変換手段で変換された階調値を補正する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
階調値が最大値のデータで各画素を記録したときのドット各々の半径が隣接するドットの中心間の距離以上の大きさとした請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
インク滴を複数のノズルの各々から吐出することによって、各画素に対応するドットを記録し、
記録したときの最大濃度を最大値としかつ記録したときの最小濃度を最小値とする階調値で各画素のデータが表された画像データの各画素を、正常なドット形成が不可能な不良ノズルで記録する第１の画素、該不良ノズルの周辺に位置する不良周辺ノズルで記録する第２の画素、及び前記不良ノズル及び前記不良周辺ノズル以外の正常ノズルで記録する第３の画素に分類し、
前記第１の画素の階調値を最小値に変換し、前記第２の画素の階調値を、階調値の最大値が前記最大濃度に対応しかつ階調値の最小値が前記最小濃度に対応する第１の濃度変換テーブルに基づいて変換し、前記第３の画素の階調値を、階調値の最大値が記録したときの飽和濃度に対応しかつ階調値の最小値が前記最小濃度に対応する第２の濃度変換テーブルに基づいて変換し、
前記変換手段によって各画素の階調値が変換された画像データに基づいて、階調値が最小値の画素のドット形成を禁止するとともに、階調値が大きくなるほど大きいドットが記録されるように前記記録ヘッドを制御する、
インクジェット記録方法。