JP4743418B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に係り、特に、互いに体積の異なる液滴を吐出する大ノズル及び小ノズルを備えた画像形成装置に関する。

記録媒体に対して互いに体積の異なる液滴を吐出する大ノズル及び小ノズルを備え、階調性の高い、高品位な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。特に、ヒーター等の発熱素子を用いて吐出を行うサーマル方式では、圧電素子を用いる圧電方式に比べて、同一ノズルから異なる体積の液滴を制御良く吐出することが困難であるため、このように大ノズル及び小ノズルを備える構成は有効である。

ところで、各ノズルから吐出される液滴の吐出量、着弾位置などの打滴特性の誤差によって、記録画像にスジやムラが発生することがある。このため、スジやムラの視認性を低減させるための方法として、例えば、特許文献１には、大ノズルと小ノズルからそれぞれ打滴される大小のドットが重ならないようにドットパターンの配置を行う方法が開示されている。また、特許文献２には、大ノズルと小ノズルを互い違いに配置して、大ドットの間を隙間なく小ドットで埋めるようにする方法が開示されている。

更に、スジやムラの視認性を低減させる他の方法として、特許文献３には、いわゆるマルチパス方式で記録が行われるインクジェット記録装置において、パス毎の紙送り量を各ノズルから吐出される液滴の着弾位置の誤差に応じてずらす方法が開示されており、これにより、ノズルの組み合わせを最適化してスジやムラの視認性を低減させている。
特開２００４−１４８７２３号公報 特開２００５−１５３４３５号公報 特開２００５−２０５７１８号公報

しかしながら、特許文献１、２に開示された方法は、ドットパターンの配置或いはノズル配置を工夫することでスジやムラの視認性を低減させようとするものであり、大ノズルと小ノズルの打滴特性の誤差は考慮されていない。一般的に、大ノズル及び小ノズルを備える構成においては、大ノズルと小ノズルの打滴特性の誤差傾向は一致しない。従って、これらの方法では、スジやムラの視認性の低減には限界があり、画像品質の更なる向上は難しい。

特許文献３に開示された方法は、紙送り量が一定にならないので搬送系に負荷がかかりやすく、装置全体の大型化やコストアップを招きかねない。また、同方法はマルチパス方式の装置が前提であり、いわゆるシングルパス方式には適用できない。更には、同方法を大ノズル及び小ノズルを備えた構成に適用することは、上述したように、大ノズルと小ノズルの打滴特性の誤差傾向は一致しないので、大ドットと小ドットが混ざった画像においては不適であるといった問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、スジやムラのない高品位な画像を形成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、本発明に係る画像形成装置は、記録媒体の搬送方向に関して略同一位置に対して互いに体積の異なる液滴を吐出する大ノズル及び小ノズルと、前記記録媒体の搬送方向に垂直な方向に沿って、前記大ノズル及び前記小ノズルを前記記録媒体に対して相対的に移動させながら、前記記録媒体上に前記大ノズルから大ドットを打滴するとともに前記小ノズルから小ドットを前記大ドットと重ならない位置に打滴することによりテストパターンを形成するテストパターン形成部と、前記テストパターンにおける前記大ドット及び前記小ドットの濃度及び中心座標をそれぞれ算出し、該算出された各ドットの濃度及び中心座標に基づいて、前記大ノズル及び前記小ノズルから吐出される液滴量を補正するための第１の補正係数をノズル毎に算出する第１の補正係数算出部と、入力画像データをインク量データに変換する色変換処理部と、前記インク量データから前記大ドット及び前記小ドットの打滴率を算出する打滴率算出部と、前記第１の補正係数算出部で算出された前記大ノズル及び前記小ノズルに対する第１の補正係数をそれぞれｋ _L 、ｋ _S とし、前記打滴率算出部で算出された前記大ドット及び前記小ドットの打滴率をそれぞれＦ _L 、Ｆ _S としたとき、前記インク量データを補正するための第２の補正係数Ｋを次式Ｋ＝{Ｆ _L ／（Ｆ _L ＋Ｆ _S ）}×ｋ _L ＋{Ｆ _S ／（Ｆ _L ＋Ｆ _S ）}×ｋ _S に従って算出する第２の補正係数算出部と、前記第２の補正係数算出部で算出された前記第２の補正係数Ｋを前記インク量データに乗じることにより、前記インク量データに対する補正を行う補正処理部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、記録媒体上に形成された大ドット及び小ドットからなるテストパターンに基づいて大ノズルに対する第１の補正係数と小ノズルに対する第１の補正係数がそれぞれ算出され、インク量データから算出される大ドット及び小ドットの打滴率に基づいてインク量データに対する第２の補正係数が算出される。この第２の補正係数は、大ドットのみが打滴される高濃度領域では大ノズルに対する第１の補正係数に等しく、小ドットのみが打滴される低濃度領域では小ノズルに対する第１の補正係数に等しく、大ドット及び小ドットが打滴される中濃度領域では大ドット及び小ドットの打滴率に応じて大ノズルに対する第１の補正係数と小ノズルに対する第２の補正係数が比例配分された値となるので、大ノズルと小ノズルが異なる打滴特性を有するときでも、画像濃度に応じて効果的に補正が行われ、スジやムラのない高品位な画像を形成することができる。

また、大ノズル及び小ノズルの打滴特性の誤差に応じて記録媒体の搬送量を変えることなく、搬送量を一定にしたまま補正を行うことができるので、搬送系に対して負荷がかからず、装置全体の小型化やコストダウンが可能である。

「大ノズル及び小ノズルの打滴率」とは、大ノズル及び小ノズルによってそれぞれ打滴される大ドット及び小ドットの打滴率（単位面積あたりの打滴数）をいう。

また前記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、記録媒体の搬送方向に関して略同一位置に対して互いに体積の異なる液滴を吐出する第１ノズル及び第２ノズルを備える画像形成装置の画像形成方法であって、前記記録媒体の搬送方向に垂直な方向に沿って、前記大ノズル及び前記小ノズルを前記記録媒体に対して相対的に移動させながら、前記記録媒体上に前記大ノズルから大ドットを打滴するとともに前記小ノズルから小ドットを前記大ドットと重ならない位置に打滴することによりテストパターンを形成するテストパターン形成工程と、前記テストパターンにおける前記大ドット及び前記小ドットの濃度及び中心座標をそれぞれ算出し、該算出された各ドットの濃度及び中心座標に基づいて、前記大ノズル及び前記小ノズルから吐出される液滴量を補正するための第１の補正係数をノズル毎に算出する第１の補正係数算出工程と、入力画像データをインク量データに変換する色変換処理工程と、前記インク量データから前記大ドット及び前記小ドットの打滴率を算出する打滴率算出工程と、前記第１の補正係数算出工程で算出された前記大ノズル及び前記小ノズルに対する第１の補正係数をそれぞれｋ _L 、ｋ _S とし、前記打滴率算出工程で算出された前記大ドット及び前記小ドットの打滴率をそれぞれＦ _L 、Ｆ _S としたとき、前記インク量データを補正するための第２の補正係数Ｋを次式Ｋ＝{Ｆ _L ／（Ｆ _L ＋Ｆ _S ）}×ｋ _L ＋{Ｆ _S ／（Ｆ _L ＋Ｆ _S ）}×ｋ _S に従って算出する第２の補正係数算出工程と、前記第２の補正係数算出工程で算出された前記第２の補正係数Ｋを前記インク量データに乗じることにより、前記インク量データに対する補正を行う補正処理工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、大ノズルと小ノズルが異なる打滴特性を有するときでも、画像濃度に応じて効果的に補正が行われ、スジやムラのない高品位な画像を形成することができる。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

図１〜図５は本発明における画像処理を説明するための図である。本実施形態としてのインクジェット記録装置は、後述するように、それぞれ紙搬送方向（副走査方向）に沿って、大滴吐出用の複数の大ノズルが配列された大ノズル列、及び小滴吐出用の複数の小ノズルが配列された小ノズル列を色インク毎にそれぞれ有し、大小の各ノズル列を紙搬送方向に垂直な方向（主走査方向）に繰り返し走査しながら各ノズルより所定の大きさの液滴を吐出する、いわゆるシャトル方式による記録方式によって所望の画像を形成する。以下、このインクジェット記録装置において行われる画像処理について説明する。

図１において、ホストコンピュータ１８６（図９参照）から入力された画像データは色変換処理部１２に入力される。色変換処理部１２では、入力画像データからインクジェット記録装置で用いられる色インクに対応するインク量データに色変換を行う。図１では、一例として、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）の各色の８bitデータから成る画像データが、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の各色インクに対応するインク量データ（Ｃ₁Ｍ₁Ｙ₁Ｋ₁各８bit）に色変換される場合を示している。色変換後のインク量データ（Ｃ₁Ｍ₁Ｙ₁Ｋ₁各８bit）は出力γ補正部１４に入力される。

出力γ補正部１４では、色変換後のインク量データ（Ｃ₁Ｍ₁Ｙ₁Ｋ₁各８bit）に対してγ補正を行う。これにより、γ補正後のインク量データ（Ｃ₂Ｍ₂Ｙ₂Ｋ₂各８bit）と各色インクによる出力特性の関係が線形化する。γ補正後のインク量データ（Ｃ₂Ｍ₂Ｙ₂Ｋ₂各８bit）は補正処理部１６に入力される。

補正処理部１６では、ドット情報取得部１８及び打滴率算出部２０と連携しながらγ補正後のインク量データ（Ｃ₂Ｍ₂Ｙ₂Ｋ₂各８bit）に対する補正係数（第２の補正係数）を算出し、この補正係数をインク量データ（Ｃ₂Ｍ₂Ｙ₂Ｋ₂各８bit）に乗じることによって、インク量データ（Ｃ₂Ｍ₂Ｙ₂Ｋ₂各８bit）に対する補正を行う。インク量データに対する補正係数（第２の補正係数）は、より詳細には図２に示すような算出手順に従って算出される。以下、図２に示した算出手順について説明する。尚、説明を簡単にするため、一の色インクに関して説明するが、ＫＣＭＹの各色インクについて同様な方法でそれぞれ補正係数が求められる。

まず、テストパターンの印字を行う（ステップＳ１０）。本発明において好適なテストパターンの一例を図３に示す。同図左側には、大滴吐出用の複数の大ノズル３０（３０-1、・・・、３０-11）及び小滴吐出用の複数の小ノズル４０（４０-1、・・・、４０-11）がそれぞれ紙搬送方向に相当するＹ方向に沿って配列されたノズル列（大ノズル列、小ノズル列）を表している。各ノズルの符号のハイフン「-」後の数字ｍ（m=1,…，11）はノズル番号を表しており、同一のノズル番号のノズル同士（大ノズル３０-m及び小ノズル４０-m）は、記録媒体上の副走査方向（紙搬送方向）に相当するＹ方向に関して略同一位置に所定の大きさのドット（大ドット又は小ドット）を打滴する。各ノズル列を主走査方向に相当するＸ方向に走査しながら各ノズル３０-m、４０-m（m=1,…，11）より所定の順序で３ドットずつ打滴することにより、好ましくは、各ドットは他のドットと重ならない程度に離れた位置に打滴することにより、図示するような階段状のテストパターンが形成される。もちろん、テストパターンは図３に示した例に限定されるものでない。

次に、ドット情報の取り込みを行い（ステップＳ２０）、取り込んだドット情報に基づいて各々のドットの濃度及び中心座標を算出する（ステップＳ３０）。より詳細には、以下のような処理が行われる。

まず、ドット情報取得部１８において、テストパターンをスキャナーなどで取り込み、所定の領域（図３の点線で囲んだ範囲）毎にＸ方向に並ぶ各ドットの濃度を平均化する。その結果を一例として図４に示す。同図において、横軸は図３のＹ方向位置、縦軸は図３のＸ方向平均階調値Ｈ（Ｙ）であり、このグラフのＸ方向平均階調値が低い（即ち、濃度が高い）部分に対応するＹ方向位置にドットが存在していることを表している。

補正処理部１６では、このようにして得られる結果（ノズル毎ドット状態データ）に基づいて、大小のノズル毎にドットの濃度及び中心座標を次のようにして算出する。図４において、Ｘ方向平均階調値の任意の閾値（Ｔｈ）を設定し、この閾値（Ｔｈ）とグラフで囲まれた領域のうち閾値（Ｔｈ）より下側の領域（塗り潰された領域）Ｐの面積を求めて、その値を該当ドットの濃度とする。また、領域Ｐの面積の重心をドットの中心座標とする。つまり、ｍ番目のノズル（大ノズル３０-m又は小ノズル４０-m）により打滴されるドットの濃度Ｄ（ｍ）及び中心座標Ｙ（ｍ）は以下の式で求められる。

但し、Ｙ１（ｍ）、Ｙ２（ｍ）は、ｍ番目のノズルに対応する領域ＰのＹ方向位置の最小値、最大値である。即ち、Ｙ１（ｍ）はＸ方向平均階調値Ｈ（Ｙ）が閾値Ｔｈを上側から下側に通過する位置のＹ方向位置であり、Ｙ２（ｍ）はＸ方向平均階調値Ｈ（Ｙ）が閾値Ｔｈを下側から上側に通過する位置のＹ方向位置である。

次に、大小の各ノズル３０-m、４０-m（m=1,…，11）に対する第１の補正係数をノズル毎にそれぞれ算出する（ステップＳ４０）。第１の補正係数の算出は、補正処理部１６において行われる。ｍ番目の大ノズル３０-mの第１の補正係数ｋＬ（ｍ）は以下の式で求められる。

但し、ＤＬ（ｍ）は、ｍ番目の大ノズル３０-mにより打滴される大ドットの濃度の、全ての大ドットの濃度の平均に対する比である。また、△ＹＬ（ｉ、ｉ＋１）は、ｉ番目の大ノズル３０-iにより打滴される大ドットとｉ＋１番目の大ノズル３０-(i+1)により打滴される大ドットのＹ方向のドットピッチ（中心間距離）の、基準ドットピッチに対する比である。

同様に、ｍ番目の小ノズル４０-mの第１の補正係数ｋＳ（ｍ）は以下の式で求められる。

但し、ＤＳ（ｍ）は、ｍ番目の小ノズル３０-mにより打滴される小ドットの濃度の、全ての小ドットの濃度の平均に対する比である。また、△ＹＳ（ｉ、ｉ＋１）は、ｉ番目の小ノズル３０-iにより打滴される小ドットとｉ＋１番目の小ノズル３０-(i+1)により打滴される小ドットのＹ方向のドットピッチ（中心間距離）の、基準ドットピッチに対する比である。

このようにして求められる第１の補正係数は、例えば、式（３）によれば、大ノズル３０-mにより打滴される大ドットの濃度が平均より低い場合には第１の補正係数ｋＬ（ｍ）は大きくなり、大ノズル３０-mから平均より多めの液滴が吐出されるようになる。大ドットの濃度が平均より高い場合にはその逆となる。また、Ｙ方向に隣接するドットとのピッチが平均より長い場合には第１の補正係数ｋＬ（ｍ）が大きくなり、大ノズル３０-mから平均より多めの液滴が吐出されるようになる。Ｙ方向に隣接するドットとのピッチが平均より短い場合にはその逆となる。つまり、第１の補正係数は、大小の各ノズル３０-m、４０-m（m=1,…，11）の各々の打滴特性に応じて個々に補正するための補正係数である。

次に、大ドット及び小ドットの打滴率（単位面積あたりの打滴数）をそれぞれ算出する（ステップＳ５０）。より詳しくは、打滴率算出部２０において、γ補正後のインク量データ（Ｃ₂Ｍ₂Ｙ₂Ｋ₂各８bit）に基づいて、大ドット及び小ドットの打滴率の算出が行われる。

図５は、一の色インクのインク量データ（８bitデータ）に対する大ドット及び小ドットの打滴率の関係を一例として示したものであり、横軸は階調（ｊ）、縦軸はドットの打滴率をそれぞれ表している。図示するように、低濃度領域では小ドットのみが打滴され、中濃度領域では大ドット及び小ドットが所定の比率で打滴され、高濃度領域では大ドットのみが打滴される。もちろん、大ドット及び小ドットの打滴率の関係は図５に示した例に限定されず、例えば、低濃度領域で大ドットが打滴されてもよいし、高濃度領域で小ドットが打滴されてもよい。ここで、階調（ｊ）に対する大ドットの打滴率を表す関数をＦＬ（ｊ）、小ドットの打滴率を表す関数をＦＳ（ｊ）とする。本実施形態では、このような関数ＦＬ（ｊ）、ＦＳ（ｊ）が色インク毎に不図示のメモリに予め記憶されており、補正処理部１６から打滴率算出部２０に対して送られるγ補正後のインク量データ（Ｃ₂Ｍ₂Ｙ₂Ｋ₂各８bit）に基づいて、大ドット及び小ドットの打滴率がそれぞれ算出される。このようにして算出された大ドット及び小ドットの打滴率は補正処理部１６に入力される。

次に、第２の補正係数を算出する（ステップＳ６０）。第２の補正係数の算出は、補正処理部１６において行われる。第２の補正係数は、記録媒体上の略同一位置に対して互いに異なる大きさの液滴を吐出する大ノズル及び小ノズルのノズル同士毎、即ち、ノズル番号が同一のノズルペア（大ノズル３０-m及び小ノズル４０-m）毎に求められ、γ補正後のインク量データ（Ｃ₂Ｍ₂Ｙ₂Ｋ₂各８bit）に対する補正係数となる。このような第２の補正係数ｋ（ｍ、ｊ）は、以下の式で求められる。

即ち、大ノズル３０-mに対する第１の補正係数ｋＬ（ｍ）及び小ノズル４０-mに対する第１の補正係数ｋＳ（ｍ）のそれぞれに対して大ドット及び小ドットの打滴率の比を乗じた値を足したものが第２の補正係数ｋ（ｍ、ｊ）となっている。尚、式（５）では大ドット及び小ドットの打滴率を表す関数ＦＬ（ｊ）、ＦＳ（ｊ）を便宜的に用いている。

このようにして得られる第２の補正係数は、大ドットのみが打滴される高濃度領域では大ノズル３０-mに対する第１の補正係数ｋＬ（ｍ）に等しく、小ドットのみが打滴される低濃度領域では小ノズル４０-mに対する第１の補正係数ｋＳ（ｍ）に等しく、大ドット及び小ドットが打滴される中濃度領域では大ドット及び小ドットの打滴率に応じて各第１の補正係数ｋＬ（ｍ）、ｋＳ（ｍ）が比例配分された値となるので、大ノズル３０-mと小ノズル４０-mが異なる打滴特性を有するときでも、画像濃度（インク量データ）に応じて効果的な補正を行うことができる。

補正処理部１６では、上述したような算出順序で求められる第２の補正係数ｋ（ｍ、ｊ）をγ補正後のインク量データ（Ｃ₂Ｍ₂Ｙ₂Ｋ₂各８bit）に乗じることにより、インク量データ（Ｃ₂Ｍ₂Ｙ₂Ｋ₂各８bit）の補正を行う。補正後のインク量データ（Ｃ₃Ｍ₃Ｙ₃Ｋ₃各８bit）は多値化処理部２２に入力される。

多値化処理部２２では、入力されるインク量データ（Ｃ₃Ｍ₃Ｙ₃Ｋ₃各８bit）に基づいた多値化処理によってドットデータが作成される。この後、ドットデータは出力部２４に対して出力され、このドットデータに基づいて各ノズルが吐出駆動され、所定のドットが打滴される。

尚、色変換処理、γ補正処理、及び多値化処理については、それぞれ公知の方法を適用すればよいため、各処理の具体的な説明は省略する。

次に、本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置の全体構成について説明する。図６は本実施形態のインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、インクジェット記録装置１００は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色インクを吐出する印字部１１２と、印字部１１２に供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１１４と、記録紙１１６を供給する給紙部１１８と、記録紙１１６のカールを除去するデカール処理部１２０と、前記印字部１１２のインク吐出面（ノズル面）に対向して配置され、記録紙１１６の平面性を保持しながら記録紙１１６を搬送する吸着ベルト搬送部１２２と、印字部１１２による印字結果を読み取る印字検出部１２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部１２６と、を備えている。

図６では、給紙部１１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図６のように、裁断用のカッター１２８が設けられており、該カッター１２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター１２８は、記録紙１１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃１２８Ａと、該固定刃１２８Ａに沿って移動する丸刃１２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃１２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃１２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター１２８は不要である。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１１８から送り出される記録紙１１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部１２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム１３０で記録紙１１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

デカール処理後、カットされた記録紙１１６は、吸着ベルト搬送部１２２へと送られる。吸着ベルト搬送部１２２は、ローラー１３１、１３２間に無端状のベルト１３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１１２のインク吐出面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。

ベルト１３３は、記録紙１１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図６に示したとおり、ローラー１３１、１３２間に掛け渡されたベルト１３３の内側において印字部１１２のインク吐出面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー１３４が設けられており、この吸着チャンバー１３４をファン１３５で吸引して負圧にすることによってベルト１３３上の記録紙１１６が吸着保持される。

ベルト１３３が巻かれているローラー１３１、１３２の少なくとも一方にモータ（不図示）の動力が伝達されることにより、ベルト１３３は図６において時計回り方向に駆動され、ベルト１３３上に保持された記録紙１１６は紙搬送方向である副走査方向（図６の右方向）に搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト１３３上にもインクが付着するので、ベルト１３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部１３６が設けられている。ベルト清掃部１３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部１２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部１２２により形成される用紙搬送路上において印字部１１２の上流側には、加熱ファン１４０が設けられている。加熱ファン１４０は、印字前の記録紙１１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１１６を加熱する。印字直前に記録紙１１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

インク貯蔵／装填部１１４は、印字部１１２に供給する各色（ＫＣＭＹ）のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して印字部１１２と連通されている。また、インク貯蔵／装填部１１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字検出部１２４は、印字部１１２による打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部１２４は、記録紙１１６の画像記録幅よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

印字検出部１２４は、印字部１１２により印字されたテストパターンを読み取り、印字部１１２の吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。即ち、印字検出部１２４の一部は、図１のドット情報取得部１８として機能する。もちろん、印字検出部１２４とドット情報取得部１８が別に構成されていてもよい。

印字検出部１２４の後段には、後乾燥部１４２が設けられている。後乾燥部１４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部１４２の後段には、加熱・加圧部１４４が設けられている。加熱・加圧部１４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー１４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は、排紙部１２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１００では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部１２６Ａ、１２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（不図示）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）１４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター１４８は、排紙部１２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター１４８の構造は前述した第１のカッター１２８と同様であり、固定刃１４８Ａと丸刃１４８Ｂとから構成されている。尚、図示を省略したが、本画像の排出部１２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。

図７は印字部１１２のインク吐出面を示した平面図である。同図に示すように、印字部１２には、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色インクに対応する第１ヘッド１５０（１５０Ｋ、１５０Ｃ、１５０Ｍ、１５０Ｙ）及び第２ヘッド１６０（１６０Ｋ、１６０Ｃ、１６０Ｍ、１６０Ｙ）がそれぞれ設けられている。

各第１ヘッド１５０には、大滴吐出用の複数の大ノズル１５１が副走査方向に沿って配列されており、各々の大ノズル１５１より対応する色インク（Ｋ、Ｃ、Ｍ又はＹ）の大滴が吐出される。また、各第２ヘッド１６０には、小滴吐出用の複数の小ノズル１６１が副走査方向に沿って配列されており、各々の小ノズル１６１より対応する色インク（Ｋ、Ｃ、Ｍ又はＹ）の小滴が吐出される。大ノズル１５１及び小ノズル１６１は副走査方向に関して略同位置にそれぞれ配置されており、同方向に関して略同位置に体積の異なる液滴を吐出可能となっている。

図８は各ヘッドの内部構造を示す一部断面図であり、（ａ）は第１ヘッド１５０の断面図（図７中８ａ−８ａ線に沿う断面図）、（ｂ）は第２ヘッド１６０の断面図（図７中８ｂ−８ｂ線に沿う断面図）である。

図８の（ａ）に示すように、第１ヘッド１５０の内部には、大ノズル１５１に連通する個別流路１５４がそれぞれ設けられている。個別流路１５４は大ノズル１５１毎にそれぞれ設けられ、不図示の共通流路に連通しており、図６のインク貯蔵／装填部１１４から共通流路を介して各個別流路１５４に所定の色インク（Ｋ、Ｃ、Ｍ又はＹ）が供給される。個別流路１５４の内壁面には、ヒーターなどの発熱素子１５６が設けられている。不図示の駆動回路から発熱素子１５６に所定の駆動電圧を印加することにより、個別流路１５４内のインクを加熱して気泡を発生させ、この気泡による圧力で大ノズル１５１より大滴を吐出する。

また、同図の（ｂ）に示すように、第２ヘッド１６０は、第１ヘッド１５０と同様な内部構造となっており、小ノズル１６１に連通する個別流路１６４、及び発熱素子１６６が設けられ、小ノズル１６１より小滴を吐出する。

このように構成される各ヘッド１５０、１６０は不図示のキャリッジに搭載され、記録紙１１６を副走査方向（紙搬送方向）に搬送しつつ、各ヘッド１５０、１６０を副走査方向に直交する主走査方向に繰り返し走査しながら、各ヘッド１５０、１６０より対応する色インクの大小サイズの異なる液滴を吐出することにより、記録紙１１６上に所望の画像を記録する。

本実施形態では、一例として各ヘッド１５０、１６０に副走査方向に沿うノズル列がそれぞれ１列ずつ設けられる態様を示したが、本発明の実施に際してはこれに限定されず、各ヘッド１５０、１６０がそれぞれ複数のノズル列で構成される態様でもよい。また、各ノズル列は、例えば、大ノズル１５１と小ノズル１６１が交互に配列されるような、大小のノズルが混在していてもよい。また、本実施形態の如く、ノズル列毎にそれぞれ対応するヘッドを設ける態様に限定されず、各色インク毎にヘッドを設ける態様でもよいし、一のヘッドで全てのノズル列を含むような態様でもよい。

また、本実施形態では、紙搬送方向（副走査方向）に沿って配列されたノズル列を主走査方向に繰り返し走査しながら記録を行うシャトル方式のインクジェット記録装置を例示したが、本発明の実施に際してはこれに限定されない。例えば、記録媒体の最大記録幅にわたって複数の大ノズル及び小ノズルが形成されたラインヘッドを副走査方向に対して相対的に搬送しながら記録を行うライン方式のインクジェット記録装置であってもよい。

次に、インクジェット記録装置１００の制御系について説明する。

図９はインクジェット記録装置１００のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１００は、通信インターフェース１７０、システムコントローラ１７２、画像メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８、プリント制御部１８０、画像バッファメモリ１８２、ヘッドドライバ１８４等を備えている。

通信インターフェース１７０は、ホストコンピュータ１８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース１７０にはシリアルインターフェースや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。

ホストコンピュータ１８６から送出された画像データは通信インターフェース１７０を介してインクジェット記録装置１００に取り込まれ、一旦画像メモリ１７４に記憶される。画像メモリ１７４は、通信インターフェース１７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ１７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ１７２は、通信インターフェース１７０、画像メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ１７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ１８６との間の通信制御、画像メモリ１７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１８８やヒーター１８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ１７６は、システムコントローラ１７２からの指示に従ってモータ１８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１７８は、システムコントローラ１７２からの指示に従って後乾燥部１４２その他各部のヒーター１８９を駆動するドライバである。

プリント制御部１８０は、システムコントローラ１７２の制御に従い、画像メモリ１７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（ドットデータ）をヘッドドライバ１８４に供給する制御部である。プリント制御部１８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ１８４を介して各ヘッド１５０、１６０のインク滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。図１〜図５を用いて説明した画像処理は、主として、このプリント制御部８０において行われる。

プリント制御部１８０には画像バッファメモリ１８２が備えられており、プリント制御部１８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図９において画像バッファメモリ１８２はプリント制御部１８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ１７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部１８０とシステムコントローラ１７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ１８４は、プリント制御部１８０から与えられる印字データに基づいて各色インクに対応する各ヘッド１５０、１６０の発熱素子１５５、１６６（図８参照）を駆動するための駆動信号を生成し、発熱素子１５５、１６６に生成した駆動信号を供給する。ヘッドドライバ１８４には各ヘッド１５０、１６０の駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

印字検出部１２４は、図６で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙１１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部１８０に提供する。印字検出部１２４の一部は、既述したとおり、図１のドット情報取得部１８として機能する。

プリント制御部１８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいて印字ヘッド５０に対する各種補正を行う。

以上説明したように、本発明によれば、上述した手順に従って算出される第２の補正係数を用いてインク量データを補正することにより、大ノズルと小ノズルが異なる打滴特性を有するときでも、画像濃度に応じて効果的な補正を行うことができる。

また、大ノズル及び小ノズルの打滴特性の誤差に応じて記録媒体の搬送量を変えることなく、搬送量を一定にしたまま補正を行うことができるので、搬送系に対して負荷がかからず、装置全体の小型化やコストダウンが可能である。

以上、本発明の画像形成装置及び画像形成方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本発明の実施形態としてのインクジェット記録装置において行われる画像処理の概要図 補正係数の算出手順を示したフロー図 テストパターンの一例を示した図 ドット情報取得部においてテストパターンの取り込みが行われた結果を示した図 大小ドットの打滴率の関係を示した図 本発明の実施形態としてのインクジェット記録装置の概略図 印字部のインク吐出面を示した平面図 第１、第２ヘッドの内部構造を示す一部断面図。 インクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図

符号の説明

１２…色変換処理部、１４…出力γ補正部、１６…補正処理部、１８…ドット情報取得部、２０…打滴率算出部、２２…多値化処理部、２４…出力部、３０…大ノズル、４０…小ノズル、１００…インクジェット記録装置、１１２…印字部、１２４…印字検出部、１５０…第１ヘッド、１５１…大ノズル、１６０…第２ヘッド、１６１…小ノズル、１８０…プリント制御部

Claims (2)

1. 記録媒体の搬送方向に関して略同一位置に対して互いに体積の異なる液滴を吐出する大ノズル及び小ノズルと、
   前記記録媒体の搬送方向に垂直な方向に沿って、前記大ノズル及び前記小ノズルを前記記録媒体に対して相対的に移動させながら、前記記録媒体上に前記大ノズルから大ドットを打滴するとともに前記小ノズルから小ドットを前記大ドットと重ならない位置に打滴することによりテストパターンを形成するテストパターン形成部と、
   前記テストパターンにおける前記大ドット及び前記小ドットの濃度及び中心座標をそれぞれ算出し、該算出された各ドットの濃度及び中心座標に基づいて、前記大ノズル及び前記小ノズルから吐出される液滴量を補正するための第１の補正係数をノズル毎に算出する第１の補正係数算出部と、
   入力画像データをインク量データに変換する色変換処理部と、
   前記インク量データから前記大ドット及び前記小ドットの打滴率を算出する打滴率算出部と、
   前記第１の補正係数算出部で算出された前記大ノズル及び前記小ノズルに対する第１の補正係数をそれぞれｋ _L 、ｋ _S とし、前記打滴率算出部で算出された前記大ドット及び前記小ドットの打滴率をそれぞれＦ _L 、Ｆ _S としたとき、前記インク量データを補正するための第２の補正係数Ｋを次式に従って算出する第２の補正係数算出部と、
   Ｋ＝{Ｆ _L ／（Ｆ _L ＋Ｆ _S ）}×ｋ _L ＋{Ｆ _S ／（Ｆ _L ＋Ｆ _S ）}×ｋ _S
   前記第２の補正係数算出部で算出された前記第２の補正係数Ｋを前記インク量データに乗じることにより、前記インク量データに対する補正を行う補正処理部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 記録媒体の搬送方向に関して略同一位置に対して互いに体積の異なる液滴を吐出する大ノズル及び小ノズルを備える画像形成装置の画像形成方法であって、
   前記記録媒体の搬送方向に垂直な方向に沿って、前記大ノズル及び前記小ノズルを前記記録媒体に対して相対的に移動させながら、前記記録媒体上に前記大ノズルから大ドットを打滴するとともに前記小ノズルから小ドットを前記大ドットと重ならない位置に打滴することによりテストパターンを形成するテストパターン形成工程と、
   前記テストパターンにおける前記大ドット及び前記小ドットの濃度及び中心座標をそれぞれ算出し、該算出された各ドットの濃度及び中心座標に基づいて、前記大ノズル及び前記小ノズルから吐出される液滴量を補正するための第１の補正係数をノズル毎に算出する第１の補正係数算出工程と、
   入力画像データをインク量データに変換する色変換処理工程と、
   前記インク量データから前記大ドット及び前記小ドットの打滴率を算出する打滴率算出工程と、
   前記第１の補正係数算出工程で算出された前記大ノズル及び前記小ノズルに対する第１の補正係数をそれぞれｋ _L 、ｋ _S とし、前記打滴率算出工程で算出された前記大ドット及び前記小ドットの打滴率をそれぞれＦ _L 、Ｆ _S としたとき、前記インク量データを補正するための第２の補正係数Ｋを次式に従って算出する第２の補正係数算出工程と、
   Ｋ＝{Ｆ _L ／（Ｆ _L ＋Ｆ _S ）}×ｋ _L ＋{Ｆ _S ／（Ｆ _L ＋Ｆ _S ）}×ｋ _S
   前記第２の補正係数算出工程で算出された前記第２の補正係数Ｋを前記インク量データに乗じることにより、前記インク量データに対する補正を行う補正処理工程と、
   を含むことを特徴とする画像形成方法。

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