JP6507834B2 - 画像形成装置及び画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成装置の制御方法に関する。

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置のうち、電子化された書類の出力に用いられるプリンタにおいては、インクジェット方式のプリンタが知られている。インクジェット方式のプリンタは、記録ヘッドが搭載されたキャリッジを主走査方向に移動させながら記録ヘッドからインクを吐出し、用紙を副走査方向に搬送することによって用紙の全面に画像を形成する。

また、インクジェットプリンタにおける画像形成出力の方式として、キャリッジを一方向に走査するタイミングと、それとは反対方向に走査するタイミングとの２つのタイミングでそれぞれインクの吐出を行うマルチパス方式がある。マルチパス方式において、インクを吐出するノズルの配列によって、一方向（以降、「往路」とする）において吐出されるインクの色順と、反対方向（以降、「復路」とする）において吐出されるインクの色順とが異なる場合がある。吐出されるインクの色順が異なると、往路と復路とで色差（以降、「双方向色差」とする）が生じる。

双方向色差を軽減することを目的として、同じドットを形成する異なる色のインクについて、先に着弾するインクの着弾位置と後に着弾するインクの着弾位置とがずれるようインクの吐出タイミングを制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

また、双方向色差を軽減するために、有彩色のインクを吐出するノズルの色順が往路と復路とで同じになるよう同じ色のインクを吐出する複数のノズルを配置し、一方向で有彩色のインクを吐出し、反対方向で無彩色のインクを吐出することが考えられる。

しかしながら、このような場合、紙面上における主走査方向の位置によって、例えば往路における有彩色インクの着弾から復路における無彩色インクの着弾までの時間差（以降、「着弾時間差」とする）が異なる。その結果、着弾時間差が大きい位置の場合、往路において吐出された有彩色インクが乾燥した後に復路における無彩色インクが吐出される。一方、着弾時間差が小さい位置の場合、往路において吐出された有彩色インクが乾燥する前に復路における無彩色インクが吐出される。そのため、インクの定着態様に差異が生じて濃度にばらつきが発生する。

特許文献１に開示された方法においては、２色の有彩色インクによる双方向色差を軽減するのみであり、複数の有彩色インク及び無彩色インクの着弾時間差により生じる濃度のばらつきを考慮していない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、マルチパス方式で有彩色インクと無彩色インクとを異なる走査タイミングで吐出する画像形成装置において、インクの定着態様の差異による濃度のばらつきを軽減することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、用紙表面に顕色剤を出力する記録ヘッドを前記用紙が搬送される方向とは直角の主走査方向に移動させるキャリッジを含み、前記キャリッジの主走査方向の往復移動と前記用紙の搬送とを繰り返して前記用紙の全面に対して前記顕色剤を出力し、前記キャリッジの往復移動の一方向において前記記録ヘッドから前記顕色剤のうちの３色の有彩色顕色剤を出力した後、反対方向において前記記録ヘッドから前記顕色剤のうちの無彩色顕色剤を出力する画像形成装置であって、前記記録ヘッドからの所定の前記顕色剤の出力タイミングを制御する出力制御部を含み、前記記録ヘッドは、同じドットを形成する前記顕色剤について、前記３色の有彩色顕色剤のうち２色の有彩色顕色剤の前記用紙上への出力位置が前記無彩色顕色剤の前記用紙上への出力位置に対して副走査方向に１ドットの大きさ未満の所定量ずれるよう配置された前記顕色剤を出力するノズルを備え、前記出力制御部は、前記有彩色顕色剤及び前記無彩色顕色剤を出力して前記同じドットを形成する場合に、前記無彩色顕色剤の前記出力位置に対して副走査方向に前記所定量ずれた位置に出力される前記２色の有彩色顕色剤のうちの１色の前記有彩色顕色剤の出力位置、及び前記２色の有彩色顕色剤以外の１色の前記有彩色顕色剤の前記出力位置が、前記無彩色顕色剤の前記出力位置に対して主走査方向に前記所定量ずれるよう出力タイミングを制御することを特徴とする。

本発明によれば、マルチパス方式で有彩色インクと無彩色インクとを異なる走査タイミングで吐出する画像形成装置において、インクの定着態様の差異による濃度のばらつきを軽減することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を例示するブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成出力機構の機械的構成を例示する図である。 従来の記録ヘッドの構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係るインクの吐出態様を例示する図である。 有彩色インクと無彩色インクとを異なるタイミングで吐出する場合における課題を示す図である。 有彩色インクと無彩色インクとを異なるタイミングで吐出する場合における課題を示す図である。 有彩色インクと無彩色インクとを異なるタイミングで吐出する場合における課題を示す図である。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドから吐出される各色インクの着弾位置の関係を例示する図である。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドのノズル列の位置関係を例示する図である。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドからのインク吐出制御動作を例示するフローチャートである。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドから吐出される各色インクの着弾位置の関係を例示する図である。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドからのインク吐出制御動作を例示するフローチャートである。 本発明の実施形態に係る階調値補正テーブルを例示する図である。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドからのインク吐出制御動作を例示するフローチャートである。 本発明の実施形態に係る駆動波形パターンを例示する図である。 本発明の実施形態に係る駆動波形パターンを例示する図である。 本発明の実施形態に係る駆動波形パターンテーブルを例示する図である。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドからのインク吐出制御動作を例示するフローチャートである。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドからのインク吐出制御動作を例示するフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、インク滴を吐出する記録ヘッドが搭載されたキャリッジを主走査方向に往復移動させながら用紙の紙面上にインク滴を吐出（出力）して画像形成出力を行うインクジェット方式のプリンタを画像形成装置の例として説明する。また、本実施形態におけるインクジェット方式のプリンタは、キャリッジの往路と復路との両方でインク吐出を行うマルチパス方式である。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を例示するブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ１００、操作パネル１１０、センサ群１２０、キャリッジ１３０、主走査モータ１４０及び副走査モータ１５０、搬送ベルト１６０及び帯電ローラ１７０を含む。

操作パネル１１０は、画像形成装置１に必要な情報の入力及び表示を行うための操作部及び表示部として機能するユーザインタフェースである。センサ群１２０は、画像形成装置１における様々な情報を検知する各種センサである。具体的には、例えば、センサ群１２０は、主走査モータ１４０及び副走査モータ１５０の回転を検知するための回転検知センサ、用紙の位置を検知するための光学センサ、装置内の温度を監視するためのサーミスタ、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ等である。

キャリッジ１３０には、用紙表面に顕色剤であるインクを吐出する記録ヘッド１３１が搭載されている。また、キャリッジ１３０は、画像形成出力動作時に搬送ベルト１６０によって搬送される用紙の搬送方向である副走査方向と直角な方向である主走査方向に動かされる。

主走査モータ１４０は、キャリッジ１３０を主走査方向に動かすための動力を供給するモータである。副走査モータ１５０は、画像を形成する対象である用紙を副走査方向に搬送する搬送ベルト１６０に動力を供給するモータである。帯電ローラ１７０は、搬送ベルト１６０を帯電させることにより、画像の出力対象である用紙を搬送ベルト１６０に吸着させるための静電力を発生させる。

コントローラ１００は、画像形成装置１の動作を制御する制御部であり、図１に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）１４、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１５、ホストＩ／Ｆ１６、印刷制御部１７、ヘッドドライバ１８、主走査モータ駆動部１９、副走査モータ駆動部２０、ＡＣバイアス供給部２１及びＩ／Ｏ２２を含む。

ＣＰＵ１１は演算手段であり、コントローラ１００各部の動作を制御する。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。ＲＡＭ１３は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１１が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＮＶＲＡＭ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、制御プログラムや制御用のパラメータが格納される。

ＡＳＩＣ１５は、画像形成出力に際して必要な画像処理を実行するハードウェア回路である。ホストＩ／Ｆ１６は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等のホスト装置から印刷データを受信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。

印刷制御部１７は、キャリッジ１３０に含まれる記録ヘッド１３１を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動波形を生成する駆動波形生成手段を含む。ヘッドドライバ１８は、画像形成出力するべき画像情報に基づいて記録ヘッド１３１を制御する。主走査モータ駆動部１９及び副走査モータ駆動部２０は、ＣＰＵ１１の制御に従い、それぞれ主走査モータ１４０、副走査モータ１５０を駆動する。

ＡＣバイアス供給部２１は、帯電ローラ１７０にＡＣバイアスを供給する。Ｉ／Ｏ２２は、センサ群１２０からの検出信号をコントローラ１００に入力するためのポートである。

ＰＣ等の情報処理装置、イメージスキャナ等の画像読取装置、デジタルカメラ等の撮像装置といったホスト側からの印刷データは、ホストＩ／Ｆ１６によって受信される。ＣＰＵ１１は、ホストＩ／Ｆ１６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ１５を制御して、画像形成出力の為に必要な画像処理やデータの並び替え処理等を実行させる。ＡＳＩＣ１５によって処理された画像データは、ＣＰＵ１１によって印刷制御部１７を制御することにより、ヘッドドライバ１８に転送される。

なお、画像形成出力のためのドットパターンデータの生成は、例えばＲＯＭ１２にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開して画像形成装置１に入力するようにしてもよい。

ヘッドドライバ１８は、記録ヘッド１３１の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）を受け取ると、この１行分のドットパターンデータを、クロック信号に同期して、キャリッジ１３０にシリアルデータとして送出する。また、ヘッドドライバ１８は、所定のタイミングでラッチ信号をキャリッジ１３０に送出する。

印刷制御部１７は、ＲＯＭ１２に格納された駆動波形（ヘッド駆動信号）のパターンデータを読み取り、Ｄ／Ａ変換してアナログ信号の駆動波形を生成してヘッドドライバ１８に入力する。ヘッドドライバ１８は、印刷制御部１７から入力された駆動波形をキャリッジ１３０に入力する。

キャリッジ１３０は、シフトレジスタ、ラッチ回路、レベル変換回路（レベルシフタ）及びアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）等を含む。シフトレジスタは、ヘッドドライバ１８から入力されるクロック信号及び画像データであるシリアルデータを保持する。ラッチ回路は、シフトレジスタのレジスト値をヘッドドライバ１８からのラッチ信号でラッチする。

レベルシフタは、ラッチ回路の出力値をレベル変化する。アナログスイッチアレイは、このレベルシフタでオン／オフを制御する。そして、キャリッジ１３０は、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで、ヘッドドライバ１８から入力される駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的に記録ヘッド１３１のアクチュエータ手段に印加して記録ヘッド１３１を駆動する。このとき、ヘッドドライバ１８は、駆動波形を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴（大ドット）、中滴（中ドット）、小滴（小ドット）など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１における画像形成出力機構の機械的な構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成出力機構の機械的な構成を上面から見た状態を示す図である。

図２に示すように、本実施形態に係る画像形成出力機構において、用紙Ｓは副走査モータ１５０によって駆動される搬送ローラ２０１と搬送ローラ２０１に従動して動作するテンションローラ２０２にかけ渡された搬送ベルト１６０によって搬送される。この搬送方向が副走査方向である。また、副走査モータ１５０、搬送ローラ２０１、副走査モータ１５０及び搬送ローラ２０１を連結するタイミングベルト２０４及び搬送ベルト１６０が、用紙を搬送するための搬送機構である。

インクジェット方式の画像形成装置１に用いられる記録ヘッド１３１はキャリッジ１３０に取り付けられている。このキャリッジ１３０は、主走査モータ１４０を駆動することで駆動プーリ２０３、従動プーリ２０６、タイミングベルト２０４によって用紙搬送方向とは直角な方向にガイドロッド２０５上を往復移動する。

また、キャリッジ１３０にはインクカートリッジ２０８から記録ヘッド１３１にインクを供給するためのインクチューブ２０７が接続されている。シリアル方式のインクジェットプリンタは、このキャリッジ１３０の走査と用紙の搬送とを繰り返すことで、用紙全面への印刷を行う。

ここで、キャリッジ１３０に搭載されている従来の記録ヘッドの構成を説明する。図３は、従来の記録ヘッドの構成を模式的に示す図である。図３に示すように、記録ヘッドは、ＣＭＹＫ（Ｃｙａｎ，Ｍａｇｅｎｔａ，Ｙｅｌｌｏｗ，ＫｅｙＰｌａｔｅ）の各色のインクを吐出するノズル列Ｋ１〜Ｋ４、Ｃ１、Ｃ２、Ｍ１、Ｍ２、Ｙ１、Ｙ２から構成される。

また、図３に示すように、無彩色顕色剤であるＫのインクを吐出するノズル列を備えた記録ヘッドは、モノクロ画像の印字速度を向上させるために、副走査方向に２つ並べて搭載されている。Ｋのインクを吐出するノズル列を備えた一方の記録ヘッドは、有彩色顕色剤であるＣＭＹのインクを吐出するノズル列を備えた記録ヘッドと並列している。

また、図３に示すように、ＣＭＹの各色インクを吐出するノズル列は、往路と復路とで吐出されるインクの色順を同じにするために、色毎に主走査方向に対して対象に配置されている。このような構成により、往路と復路とで吐出されるインクの色順が異なることにより発生する色差（以降、「双方向色差」とする）が低減される。

また、図３に示すように、各記録ヘッドにおいてノズル列が２列に配置されており、互いのノズル列は、ノズルピッチの２分の１分ずれて配置されている。このような構成により、副走査方向の解像度が２倍になる。このような記録ヘッドにおいてモノクロ画像を印字する場合、ノズル列Ｋ１〜Ｋ４からＫのインクが吐出される。一方、カラー画像を印字する場合、無彩色顕色剤としてノズル列Ｋ１〜Ｋ４からＫのインクが吐出され、有彩色顕色剤としてノズル列Ｃ１、Ｃ２、Ｍ１、Ｍ２、Ｙ１、Ｙ２からＣＭＹの各色インクが吐出される。

しかしながら、ＣＭＹの各色インクを吐出するノズル列が色毎に主走査方向に対して対象に配置されているのに対して、Ｋのインクを吐出するノズル列とＣＭＹの各色インクを吐出するノズル列とは主走査方向に対して対象に配置されていない。そのため、例えば、Ｋのインクの使用量が多いシャドー部分の画像を印字する場合、双方向色差が発生する。

このような双方向色差を軽減するために、１バンド画像の印字が１走査で完了する印字モードおいて、キャリッジ１３０の往復移動の一方向においてＣＭＹの各色インクが吐出された後、反対方向においてＫのインクが吐出されるよう記録ヘッド１３１が制御される。すなわち、このような制御においては、ノズル列Ｋ３及びＫ４からＫのインクが吐出される。

次に、上述した制御において従来の記録ヘッドからインクが吐出される場合の課題を、図４〜図７を参照して説明する。図４は、上述した制御による用紙上へのインクの吐出態様を例示する図である。図４に示すように、例えば１走査目の往路（用紙Ｓの右側に示した最下部の矢印）において、用紙Ｓの最下部の１バンドの領域にＣＭＹの各色インク（以降、「有彩色インク」とする）が吐出される。そして、２走査目の復路において用紙Ｓの最下部の１バンドの領域にＫのインク（以降、「無彩色インク」とする）が吐出され、次の１バンドの領域に有彩色インクが吐出される。以降、同様に有彩色インク及び無彩色インクの吐出が繰り返される。

そのため、１走査の開始位置において、有彩色インクが用紙上に着弾してから無彩色インクが用紙上に着弾するまでの時間差（以降、「着弾時間差（出力時間差）」とする）が最も小さく、１走査の終了位置における着弾時間差が最も大きくなる。

図５は、上述した制御によりＣＭＹの各色インクが吐出された後にＫのインクが吐出される場合において、用紙へのインクの着弾時間差により異なるインクの定着態様を例示する図である。図５（ａ）は、着弾時間差が比較的小さい場合のインクの定着態様を例示し、図５（ｂ）は、着弾時間差が比較的大きい場合のインクの定着態様を例示する。また、図６は、着弾時間差（秒）とインク濃度との関係を例示するグラフである。

着弾時間差が小さい場合、往路において吐出されて用紙上に着弾した有彩色インクが乾燥する前に、復路において吐出された無彩色インクが用紙上に着弾する。そのため、着弾時間差が小さいほど、図５（ａ）に示すように、無彩色インクが用紙内部に浸透しやすくなるため、図６に示すようにインク濃度が低くなる傾向がある。

一方、着弾時間差が大きい場合、往路において吐出されて用紙上に着弾した有彩色インクが乾燥した状態で、復路において吐出された無彩色インクが用紙上に着弾する。そのため、着弾時間が長いほど、図５（ｂ）に示すように、無彩色インクが用紙内部に浸透しにくいため、図６に示すようにインク濃度が高くなる傾向がある。

図７は、上述した制御によりＣＭＹの各色インクが吐出された後にＫのインクが吐出される場合において発生する用紙上の濃度のばらつきを例示する図である。図７に示すように、無彩色インク（Ｋのインク）を吐出する１走査の開始位置ほどインク濃度が低く（印字された画像が薄く）、１走査の終了位置ほどインク濃度が高く（印字された画像が濃く）なる。さらに、無彩色インクの走査方向が１走査ごとに入れ替わるので、用紙の左右端部の濃度の高低も入れ替わる。その結果、用紙上に定着したインクの濃度にばらつきが生じる。本実施形態の要旨は、このような濃度のばらつきを低減することにある。

図８は、図４〜図７を示して上述した課題を解決するための本実施形態に係る記録ヘッド１３１により同じドットを形成する領域に吐出される無彩色インク及び有彩色インクの着弾位置（用紙上への出力位置）の関係を例示する図である。図８に示した正方形が、インク滴３０１〜３０４によりドットが形成される領域（以降、「ドット領域」とする）であり、ドット領域が点線で４分の１の領域に区切られ、各領域の中央に「×」印が付されている。

各色のインクは、各「×」印を中心とした位置に着弾する。図８に示した場合においては、インク滴３０１が無彩色インクであり、インク滴３０２〜３０４が３色の有彩色インクである。図８に示すように、ＣＭＹの３色の有彩色インクのうちの２色の有彩色インク滴３０３、３０４の着弾位置は、無彩色インク滴３０１の着弾位置に対して副走査方向に２分の１ドット分ずれている。

さらに、そのうち１色の有彩色インク滴３０４の着弾位置は、無彩色インク滴３０１の着弾位置に対して主走査方向に２分の１ドット分ずれている。また、上述した２色の有彩色インク滴３０３、３０４以外の有彩色インク滴３０２の着弾位置は、無彩色インク滴３０１の着弾位置に対して主走査方向に２分の１ドット分ずれている。

以下、図８に示した各色インクの着弾態様を実現するための構成を説明する。図９は、本実施形態に係る記録ヘッド１３１を構成する無彩色インクを吐出するノズル列と有彩色インクを吐出するノズル列との位置関係を例示する図である。なお、本実施形態に係る記録ヘッド１３１の構成は、図９を示して以下に説明する構成以外は図３を示して説明した記録ヘッドの構成と同様である。

また、以降の説明においては、図８に示したインク滴３０１をＫのインク滴、インク滴３０２をＣのインク滴、インク滴３０３をＹのインク滴、インク滴３０４をＭのインク滴である場合を例として説明する。

本実施形態に係る記録ヘッド１３１において、無彩色インクの着弾位置に対して副走査方向に２分の１ドット分ずらす有彩色インクを吐出するノズル列は、無彩色インクを吐出するノズル列に対して副走査方向にノズル列の半径分ずらした位置に構成される。例えば、図８に示したように従来の記録ヘッドにおいて同じ位置にインク滴が着弾する無彩色インクＫ３のインク及び有彩色インクＭ２のインクをそれぞれ吐出するノズル列が、図９に示すように、副走査方向にノズル列の半径ｐ／２分ずれている。

同様に、無彩色インクＫ４のインク及び有彩色インクＭ１のインクをそれぞれ吐出するノズル列が、副走査方向にノズル列の半径ｐ／２分ずれる。また、無彩色インクＫ３のインク及び有彩色インクＹ１のインクをそれぞれ吐出するノズル列、無彩色インクＫ４のインク及び有彩色インクＹ２のインクをそれぞれ吐出するノズル列も同様である。このような構成により、２色の有彩色インクの着弾位置を、無彩色インクの着弾位置に対して副走査方向に２分の１ドット分ずらすことが可能になる。

次に、本実施形態に係る記録ヘッド１３１からのインク吐出制御動作を説明する。図１０は、本実施形態に係る記録ヘッド１３１からのインク吐出制御動作を例示するフローチャートである。図１０に示す動作は、画像形成装置１各部を制御するためのプログラムに従って演算を行うＣＰＵ１１の動作であり、１ページ分の画像形成出力におけるインク吐出の制御動作を示すフローチャートである。すなわち、ＣＰＵ１１は、顕色剤の出力タイミングを制御する出力制御部として機能する。

図１０に示すように、ＣＰＵ１１は、ホストＩ／Ｆ１６を介して画像形成装置１に対して入力されたＣＭＹＫ形式の画像データを取得する（Ｓ１００１）。これにより、ＣＰＵ１１は、取得した画像データを構成する各ドットを走査順に形成するよう記録ヘッド１３１を制御してインク吐出を開始する。画像データを取得したＣＰＵ１１は、取得した画像データの形成対象のドットを構成するＫの値が０であるか否かを判定する（Ｓ１００２）。

Ｋの値が０である場合（Ｓ１００２／ＹＥＳ）、有彩色インクと無彩色インクとの着弾時間差が生じることがないので、ＣＰＵ１１は、吐出タイミングの補正を行うことなく、Ｓ１００５の処理に進む。一方、Ｋの値が０ではない場合（Ｓ１００２／ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、形成対象のドットを構成するＣ、Ｍ、Ｙの値がすべて０であるか否かを判定する（Ｓ１００３）。

Ｃ、Ｍ、Ｙの値がすべて０である場合（Ｓ１００３／ＹＥＳ）、有彩色インクと無彩色インクとの着弾時間差が生じることがないので、ＣＰＵ１１は、吐出タイミングの補正を行うことなく、Ｓ１００５の処理に進む。一方、Ｃ、Ｍ、Ｙの値のいずれか１つ以上が０ではない場合（Ｓ１００２／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、記録ヘッド１３１からのインク吐出タイミングを補正する（Ｓ１００４）。

具体的には、ＣＰＵ１１は、無彩色インクの着弾位置に対して主走査方向に２分の１ドット分ずらす有彩色インクの吐出タイミングを補正する。例えば、ＣＰＵ１１は、図８に示した記録ヘッドにおいて同じ位置にインク滴が着弾する無彩色インクＫ３と、有彩色インクＭ２及びＣ１との着弾位置が主走査方向に２分の１ドット分ずれるようＭ２及びＣ１それぞれのノズル列からの吐出タイミングを補正する。

同様に、ＣＰＵ１１は、無彩色インクＫ４と、有彩色インクＭ１及びＣ２との着弾位置が主走査方向に２分の１ドット分ずれるようＣ１のノズル列からの吐出タイミングを補正する。

吐出タイミングを補正したＣＰＵ１１は、取得した画像データの形成対象の全ドットに対する処理が完了したか否かを判定する（Ｓ１００５）。ＣＰＵ１１は、全ドットに対する処理が完了していない場合（Ｓ１００５／ＮＯ）、他の形成対象のドットに対するＳ１００２からの処理を繰り返し、全ドットに対する処理が完了した場合（Ｓ１００５／ＹＥＳ）、処理を終了する。

なお、ＣＰＵ１１は、インクの吐出制御を行う際に、用紙へのインクの付着量の総量を規制する処理を行ってもよいし、画像形成装置の特性やユーザの嗜好を反映して画像の明るさ等を補正してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置１の記録ヘッド１３１は、所定の２色の有彩色インクを吐出するノズル列が無彩色インクを吐出するノズル列に対して副走査方向にノズル列の半径分ずれるよう構成される。また、本実施形態に係る画像形成装置１において、所定の２色の有彩色インクの着弾位置と無彩色インクの着弾位置とが主走査方向に２分の１ドット分ずれるよう、所定の２色の有彩色インクの吐出タイミングを調整する。

これにより、１色以上の有彩色インクと無彩色インクとが順に吐出されて同じドットを形成する場合に、各インク滴がドットを形成する領域において互いに２分の１ドットずつずれた位置に着弾するので、各インク滴の重複部分が小さくなる。したがって、本実施形態によれば、マルチパス方式で有彩色インクと無彩色インクとを異なる走査タイミングで吐出する画像形成装置１において、インクの定着態様の差異による濃度のばらつきを低減することが可能になる。

なお、上記実施形態においては、図８に示した有彩色インク滴３０２、３０３、３０４の色を限定していないが、無彩色インク滴３０１に対して対角線上にある有彩色インク滴３０４を無彩色インクとの色差が最も大きいＭのインク滴に限定してもよい。図１１は、無彩色インク滴と対角線上にある有彩色インク滴をＭのインクに限定した場合における各色インクの着弾位置の関係を例示する図である。

図１１に示すように、無彩色インク滴３０１と対角線上にある有彩色インク滴３０４との重複部分（縦線でハッチングされた部分）は、無彩色インク滴３０１と他の有彩色インク滴３０２、３０３との重複部分よりも小さい。そのため、有彩色インク滴３０４を無彩色インク滴３０１との色差が最も大きいＭのインク滴とすることにより、着弾時間差によるインクの定着態様の差異の影響をより低減して、濃度のばらつきをより低減することが可能になる。

また、上記実施形態における吐出タイミングの制御を、画像形成対象の画像の解像度に応じて行うようにしてもよい。比較的低解像度の画像において複数色のインクによりドットを形成する場合、各色のインクの着弾位置のずれがグレーバランスの崩れとして現れてしまう。このようなグレーバランスの崩れを防止するため、ＣＰＵ１１は、画像の解像度に応じて吐出タイミングの補正を行うか否かを判定する。

図１２は、画像の解像度に応じたインク吐出制御動作を例示するフローチャートである。図１２に示すように、ＣＰＵ１１は、Ｓ１２０１からＳ１２０３において、図１０に示したＳ１００１からＳ１００３の処理と同様な処理を行う。Ｃ、Ｍ、Ｙの値のいずれか１つ以上が０ではない場合（Ｓ１２０３／ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、Ｓ１２０１において取得した画像データの解像度を取得する（Ｓ１２０４）。

解像度を取得したＣＰＵ１１は、取得した解像度が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１２０５）。解像度が閾値未満である場合（Ｓ１２０５／ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、各色のインクの着弾位置のずれによるグレーバランスの崩れを防止するために、吐出タイミングの補正を行うことなく、Ｓ１２０７の処理に進む。

一方、解像度が閾値以上である場合（Ｓ１２０５／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、図１０に示したＳ１００４と同様な処理を行う（Ｓ１２０６）。吐出タイミングを補正したＣＰＵ１１は、取得した画像データの形成対象の全ドットに対する処理が完了したか否かを判定する（Ｓ１２０７）。ＣＰＵ１１は、全ドットに対する処理が完了していない場合（Ｓ１２０７／ＮＯ）、他の形成対象のドットに対するＳ１２０２からの処理を繰り返し、全ドットに対する処理が完了した場合（Ｓ１２０７／ＹＥＳ）、処理を終了する。

このような構成により、各色のインクの着弾位置のずれによるグレーバランスの崩れの防止を優先しながら、インクの定着態様の差異による濃度のばらつきを低減することが可能になる。

また、上記実施形態において、各色インクの着弾位置をずらす他、さらに着弾時間差に応じて階調値を補正してもよい。図１３は、着弾時間差と階調値の補正値との関係を定める階調値補正テーブルを例示する図である。階調値補正テーブルは、例えば、画像形成装置１のＲＯＭ１２に格納されている。図１３に示すように、階調値補正テーブルは、着弾時間差の範囲ごとに各階調値の補正値が関連付けられた情報である。

図５及び図６を示して上述したように、着弾時間差が大きいほど、インク濃度が高くなる傾向がある。そこで、図１３に示すように、階調値補正テーブルは、着弾時間差が予め定められた値（例えば、０．５秒）以上である場合、着弾時間差が大きいほど階調値が小さくなる（インク濃度が低くなる）ように定められている。

また、図６に示すように、着弾時間差が一定の大きさ以上になると、インク濃度が変動しなくなる。そこで、階調値補正テーブルは、着弾時間差が予め定められた値（例えば、１．５秒）以上である場合、同じ階調値で補正するように定められている。

図１４は、図１３に示した階調値補正テーブルに基づいて階調値を補正する場合におけるインク吐出制御動作を例示するフローチャートである。図１４に示すように、ＣＰＵ１１は、Ｓ１４０１からＳ１４０３において、図１０に示したＳ１００１からＳ１００３の処理と同様な処理を行う。

Ｃ、Ｍ、Ｙの値のいずれか１つ以上が０ではない場合（Ｓ１４０３／ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、形成対象のドット位置における着弾時間差を取得する（Ｓ１４０４）。すなわち、ＣＰＵ１１は、有彩色顕色剤が用紙上へ出力されてから無彩色顕色剤が用紙上へ出力されるまでの時間差である出力時間差を取得する出力時間差取得部として機能する。なお、着弾時間差は、例えば、形成対象ドット位置及び記録ヘッド１３１の移動速度に基づいて求められる。

着弾時間差を取得したＣＰＵ１１は、図１３に示した階調値補正テーブルを参照して、形成対象のドット位置の画像の階調値を、取得した着弾時間差が含まれる着弾時間差の範囲に関連付けられた階調値に補正する（Ｓ１４０５）。すなわち、ＣＰＵ１１は階調値補正部として機能する。階調値を補正したＣＰＵ１１は、図１０に示したＳ１００４と同様な処理を行う（Ｓ１４０６）。

Ｓ１４０５及びＳ１４０６の処理により、補正された階調値でドットが形成されるよう各色インクが記録ヘッド１３１から吐出されるとともに、各有彩色インクの着弾位置が無彩色インクの着弾位置と所定量分ずれるよう各色インクが吐出される。

このような構成により、各色インクの着弾位置をずらすだけでなく、着弾時間差に応じて階調値を補正してインク濃度を均一化するので、濃度のばらつきをより低減することが可能になる。なお、図１３に示した階調値補正テーブルにおける着弾時間差の範囲は例示であり、異なる範囲で定められてもよく、範囲が細かく分類されるほど階調値の補正精度が向上する。

また、上記実施形態において、各色インクの着弾位置をずらす他、さらに着弾時間差に応じて記録ヘッド１３１を駆動させる駆動波形のパターンを選択してもよい。図１５及び図１６は、上述した駆動波形生成手段により生成される駆動波形のパターンを例示する図である。図１５に示すように、駆動波形は、例えば、１印刷周期（１駆動周期）内に、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素と、立下り後の状態から立ち上がる波形要素等とで構成される、８個の駆動パルスＰ１ないしＰ８からなる。１印刷周期は、最大の駆動周波数により決まる。

また、図１６に示すように、駆動波形は、パターンによって、電圧の立ち上げ及び立ち下げ量が異なり、立ち上げ及び立ち下げ量が多いほど、吐出されるインク量は多くなる。すなわち、図１６において一点鎖線で示したパターン１の駆動波形により記録ヘッド１３１が駆動する場合、吐出されるインク量が最も多くなり、点線で示したパターン３の駆動波形により記録ヘッド１３１が駆動する場合、吐出されるインク量が最も少なくなる。

図１７は、着弾時間差と駆動波形パターンとの関係を定める駆動波形パターンテーブルを例示する図である。駆動波形パターンテーブルは、例えば、画像形成装置１のＲＯＭ１２に格納されている。図１７に示すように、駆動波形パターンテーブルは、着弾時間差の範囲ごとに駆動波形パターンが関連付けられた情報である。

図５及び図６を示して上述したように、着弾時間差が大きいほど、インク濃度が高くなる傾向がある。そこで、図１３に示すように、駆動波形パターンテーブルは、着弾時間差が予め定められた値（例えば、０．５秒）以上である場合、着弾時間差が大きいほどインクの吐出量が少なくなる（インク濃度が低くなる）駆動波形パターンが選択されるように定められている。

また、図６に示すように、着弾時間差が一定の大きさ以上になると、インク濃度が変動しなくなる。そこで、駆動波形パターンテーブルは、着弾時間差が予め定められた値（例えば、１．５秒）以上である場合、同じ駆動波形パターンが選択されるように定められている。すなわち、図１７に示した駆動波形パターンテーブルの駆動波形パターンは、パターン１からパターンｎの順に電圧の立ち上げ及び立ち下げ量が少なくなる。

図１８は、図１７に示した駆動波形パターンテーブルに基づいて駆動波形を選択する場合におけるインク吐出制御動作を例示するフローチャートである。図１８に示すように、ＣＰＵ１１は、Ｓ１８０１からＳ１８０４において、図１４に示したＳ１４０１からＳ１４０４の処理と同様な処理を行う。

着弾時間差を取得したＣＰＵ１１は、図１７に示した駆動波形パターンテーブルを参照して、取得した着弾時間差が含まれる着弾時間差の範囲に関連付けられたパターンの駆動波形を選択して記録ヘッド１３１を駆動するよう印刷制御部１７を制御する（Ｓ１８０５）。すなわち、ＣＰＵ１１は、駆動波形を取得する駆動波形取得部として機能する。駆動波形パターンを選択したＣＰＵ１１は、図１０に示したＳ１００４と同様な処理を行う（Ｓ１８０６）。

Ｓ１８０５及びＳ１８０６の処理により、選択された駆動波形パターンにより記録ヘッド１３１から着弾時間差に応じた出力量で各色インクが吐出されるとともに、各有彩色インクの着弾位置が無彩色インクの着弾位置と所定量分ずれるよう各色インクが吐出される。

このような構成により、各色インクの着弾位置をずらすだけでなく、着弾時間差に応じてインクの吐出量を調整してインク濃度を均一化するので、濃度のばらつきをより低減することが可能になる。なお、図１７に示した駆動波形パターンテーブルにおける着弾時間差の範囲は例示であり、異なる範囲で定められてもよく、範囲が細かく分類されるほど階調値の補正精度が向上する。

また、上記実施形態における吐出タイミングの制御を、形成対象のドット領域の明るさ、すなわち画像形成対象の画像の明るさに応じて行うようにしてもよい。形成対象のドットの領域には、シャドー領域やハイライト領域がある。形成対象のドット領域がハイライト領域から中間色領域（ハイライト領域とシャドー領域の間の領域）である場合、各色のインクの着弾位置のずれがグレーバランスの崩れとして現れてしまう。このようなグレーバランスの崩れを防止するため、ＣＰＵ１１は、形成対象のドット領域の明るさに応じて吐出タイミングの補正を行うか否かを判定する。

図１９は、形成対象のドット領域の明るさに応じたインク吐出制御動作を例示するフローチャートである。図１９に示すように、ＣＰＵ１１は、Ｓ１９０１からＳ１９０３において、図１０に示したＳ１００１からＳ１００３の処理と同様な処理を行う。Ｃ、Ｍ、Ｙの値のいずれか１つ以上が０ではない場合（Ｓ１９０３／ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、形成対象のドットを構成するＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの階調値の和が予め定められた閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ１９０４）。

Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの階調値の和が閾値よりも大きい場合（Ｓ１９０４／ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、形成対象のドット領域がハイライト領域から中間色領域であり、グレーバランスの崩れを防止するために、吐出タイミングの補正を行うことなく、Ｓ１９０６の処理に進む。一方、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの階調値の和が閾値以下である場合（Ｓ１９０４／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、図１０に示したＳ１００４と同様な処理を行う（Ｓ１９０５）。

吐出タイミングを補正したＣＰＵ１１は、取得した画像データの形成対象の全ドットに対する処理が完了したか否かを判定する（Ｓ１９０６）。ＣＰＵ１１は、全ドットに対する処理が完了していない場合（Ｓ１９０６／ＮＯ）、他の形成対象のドットに対するＳ１９０２からの処理を繰り返し、全ドットに対する処理が完了した場合（Ｓ１９０６／ＹＥＳ）、処理を終了する。

このような構成により、各色インクの着弾位置のずれによるグレーバランスの崩れの防止を優先しながら、インクの定着態様の差異による濃度のばらつきを低減することが可能になる。

また、図１９に示した実施形態においては、ＣＰＵ１１は、形成対象のドット領域の明るさを、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの階調値の和に基づいて判定する場合を例として説明した。しかしながら、これは一例であり、形成対象のドット領域の明るさを判定できればどのような態様であってもよい。例えば、ＣＰＵ１１は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの階調値から各色のインク付着量の和に基づいてドット領域の明るさを判定してもよい。その他、例えば、ＣＰＵ１１は、各色のインク付着量におけるＫのインクの付着量とＣＭＹ各色のインクの付着量との比率に基づいてドット領域の明るさを判定してもよい。

また、これらの実施形態においては、図８を示して説明した各色インク滴の着弾位置のずれ量が２分の１ドット分である場合を例として説明した。しかしながら、これは一例であり、３分の１ドット分及び４分の３ドット分等、１ドットの大きさ未満の所定量であってもよい。

また、これらの実施形態に係る記録ヘッド１３１の構成は、図３に示した構成に限らない。例えば、Ｋ３及びＫ４のインクを吐出するノズル列を構成する記録ヘッドが、副走査方向に対してＫ１及びＫ２のインクを吐出するノズル列を構成する記録ヘッドの逆側に搭載されてもよい。また、例えば、ＣＭＹの各色インクを吐出するノズル列が色毎に主走査方向に対して対象に配置されていれば、各色インクを吐出するノズル列の並び順は、図３以外の並び順であってもよい。

また、上述した各実施形態を組み合わせてもよい。例えば、図１２に示した実施形態において解像度が閾値未満である場合に、ＣＰＵ１１は、図１４に示した実施形態における階調値補正を行い、吐出タイミング補正を行わないようにしてもよい。同様に、例えば、ＣＰＵ１１は、図１２に示した実施形態において解像度が閾値未満である場合に、ＣＰＵ１１は、図１８に示した実施形態における駆動波形パターンを選択し、吐出タイミング補正を行わないようにしてもよい。

同様に、図１９に示した実施形態と、図１４に示した実施形態又は図１８に示した実施形態とを組み合わせてもよい。また、図１２に示した実施形態及び図１９に示した実施形態を組み合わせて、吐出タイミング補正を行うか否かを判定するようにしてもよい。

１ 画像形成装置
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ ＮＶＲＡＭ
１５ ＡＳＩＣ
１６ ホストＩ／Ｆ
１７ 印刷制御部
１８ ヘッドドライバ
１９ 主走査モータ駆動部
２０ 副走査モータ駆動部
２１ ＡＣバイアス供給部
２２ Ｉ／Ｏ
１００ コントローラ
１１０ 操作パネル
１２０ センサ群
１３０ キャリッジ
１３１ 記録ヘッド
１４０ 主走査モータ
１５０ 副走査モータ
１６０ 搬送ベルト
１７０ 帯電ローラ
２０１ 搬送ローラ
２０２ テンションローラ
２０３ 駆動プーリ
２０４ タイミングベルト
２０５ ガイドロッド
２０６ 従動プーリ
２０７ インクチューブ
２０８ インクカートリッジ

特開２０１３−５２６３１号公報

Claims (6)

1. 用紙表面に顕色剤を出力する記録ヘッドを前記用紙が搬送される方向とは直角の主走査方向に移動させるキャリッジを含み、前記キャリッジの主走査方向の往復移動と前記用紙の搬送とを繰り返して前記用紙の全面に対して前記顕色剤を出力し、前記キャリッジの往復移動の一方向において前記記録ヘッドから前記顕色剤のうちの３色の有彩色顕色剤を出力した後、反対方向において前記記録ヘッドから前記顕色剤のうちの無彩色顕色剤を出力する画像形成装置であって、
   前記記録ヘッドからの所定の前記顕色剤の出力タイミングを制御する出力制御部を含み、
   前記記録ヘッドは、同じドットを形成する前記顕色剤について、前記３色の有彩色顕色剤のうち２色の有彩色顕色剤の前記用紙上への出力位置が前記無彩色顕色剤の前記用紙上への出力位置に対して副走査方向に１ドットの大きさ未満の所定量ずれるよう配置された前記顕色剤を出力するノズルを備え、
   前記出力制御部は、前記有彩色顕色剤及び前記無彩色顕色剤を出力して前記同じドットを形成する場合に、前記無彩色顕色剤の前記出力位置に対して副走査方向に前記所定量ずれた位置に出力される前記２色の有彩色顕色剤のうちの１色の前記有彩色顕色剤の出力位置、及び前記２色の有彩色顕色剤以外の１色の前記有彩色顕色剤の前記出力位置が、前記無彩色顕色剤の前記出力位置に対して主走査方向に前記所定量ずれるよう出力タイミングを制御する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記無彩色顕色剤の出力位置に対して副走査方向及び主走査方向に前記所定量ずれた位置に出力される有彩色顕色剤は、前記無彩色顕色剤との色差が最も大きい有彩色顕色剤である
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記出力制御部は、画像形成対象の画像の解像度が予め定められた閾値以上である場合に、前記所定の顕色剤の出力タイミングを制御する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記有彩色顕色剤が前記用紙上へ出力されてから前記無彩色顕色剤が前記用紙上へ出力されるまでの時間差である出力時間差を取得する出力時間差取得部と、
   取得された前記出力時間差に応じて画像形成対象の画像の階調値を補正する階調値補正部と
   を含み、
   前記出力制御部は、前記補正された階調値に基づいて出力される前記所定の顕色剤の出力タイミングを制御する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記出力制御部は、画像形成対象の画像の明るさが予め定められた明るさ以下である場合に、前記所定の顕色剤の出力タイミングを制御する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 用紙表面に顕色剤を出力する記録ヘッドを前記用紙が搬送される方向とは直角の主走査方向に移動させるキャリッジを含み、前記キャリッジの主走査方向の往復移動と前記用紙の搬送とを繰り返して前記用紙の全面に対して前記顕色剤を出力し、前記キャリッジの往復移動の一方向において前記記録ヘッドから前記顕色剤のうちの３色の有彩色顕色剤を出力した後、反対方向において前記記録ヘッドから前記顕色剤のうちの無彩色顕色剤を出力する画像形成装置の制御方法であって、
   前記記録ヘッドは、同じドットを形成する前記顕色剤について、前記３色の有彩色顕色剤のうち２色の有彩色顕色剤の前記用紙上への出力位置が前記無彩色顕色剤の前記用紙上への出力位置に対して副走査方向に１ドットの大きさ未満の所定量ずれるよう配置された前記顕色剤を出力するノズルを備え、
   前記有彩色顕色剤及び前記無彩色顕色剤を出力して前記同じドットを形成する場合に、前記無彩色顕色剤の前記出力位置に対して副走査方向に前記所定量ずれた位置に出力される前記２色の有彩色顕色剤のうちの１色の前記有彩色顕色剤の出力位置、及び前記２色の有彩色顕色剤以外の１色の前記有彩色顕色剤の前記出力位置が、前記無彩色顕色剤の前記出力位置に対して主走査方向に前記所定量ずれるよう所定の顕色剤の出力タイミングを制御する
   ことを特徴とする画像形成装置の制御方法。