(57)【要約】【課題】インクジェット記録装置において、連続する走査間隔が通常より長くなることにより、通常の隣接ドット間の重なり濃度よりも濃くなってしまい、濃度むらとなり画像劣化を引き起こす現象を改善する。【解決手段】シリアルスキャン式のインクジェット記録装置において、走査時間間隔に応じた隣接ドット間の重なりにより生じる濃度変化データテーブルと、走査時間間隔が変化する前後に記録される画像の位置を検出する手段とを有し、検知位置に対して前記濃度変化データテーブルを基にハーフトーニングを行なうことにより、走査時間間隔の変化前後で打ち込まれる隣接したドット間の重なりにより生ずる濃度変化を考慮した画像処理を行なうことが出来る。【選択図】        図１
2004168004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づいて記録媒体にインクを吐出して画像を形成するシリアルスキャン式のインクジェット記録装置で、走査時間間隔に応じたドットの重なりにより生じる濃度変化データテーブルと、走査時間間隔が変化する前後に記録される画像の位置を検出する手段とを有し、検出位置に対して前記濃度変化データテーブルを基にハーフトーニングを行なうことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記調整手段は、濃度補正データを用いて画像処理を行なう際、走査時間間隔が変化する直前の走査で打たれるドットと隣接した位置に直後の走査でドットを打ち込む可能性がある場合の、画像データに基づきドットのＯＮ／ＯＦＦデータを生成する際に補正を行なうことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記調整手段は、走査時間間隔が変化する直前の走査で打たれるドットと隣接した位置に直後の走査でドットを打ち込む可能性がある場合、画像データに基づきドットのＯＮ／ＯＦＦデータを生成する前段において補正を行なうことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記調整手段は、画像全体のインク打ち込み量は変化させずに、走査時間間隔が変化する前後の走査で形成される画像位置の打ち込み量を変化させることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記濃度補正データは、走査時間間隔が変化した場合のテストパターンを用いて、ヘッドにより異なる形成画像濃度を、印字したテストパターンを測定することにより補正を行なうＡＨＳ（Ａｕｔｏ  Ｈｅａｄ  Ｓｈａｄｉｎｇ）によりデータ取得することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の吐出部を配設した記録ヘッドを用いて記録媒体にインク滴を吐出して記録を行なうインクジェット記録装置であって、より具体的には走査間の待機時間が変化するインクジェット記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パソコンやデジタルカメラ、インターネット等の普及により、カラー画像や文書をハードコピーで出力する需要が急速に高まってきている。また、特殊インクが必要とされる産業分野においても安価にそして手軽に出力が出来る記録装置としてインクジェット方式のプリンタに対する需要が高まってきている。
【０００３】
以下、図６・図７を参照して従来の技術を説明する。
【０００４】
インクジェット記録装置は、インク滴を吐出させるノズルを複数配列したヘッドおよびインクタンクを搭載したキャリッジを有し、該キャリッジを記録媒体に対して水平な主走査方向に走査させる手段と、記録媒体を主走査方向と垂直な副走査方向に搬送する手段と、それらを制御する手段を有する装置である。これは、記録媒体の幅だけシリアルスキャンをさせながらデータで定められた位置にインクを吐出させ、記録媒体をノズル間隔と形成される画像に見合った距離に搬送した後、再び走査をさせることにより、インク滴を記録媒体に敷き詰めて画像を形成するシリアルスキャンプリンタである。その際、画像解像度、ノズル間隔および吐出間隔等の関係により、ドットを主走査方向もしくは副走査方向に間引きながら複数回走査して画像を形成するマルチパス方式が採られる事がある。図６を用いてマルチパス方式を説明する。図６（ａ）は主走査方向にドットを間引きながら吐出する際に画像が形成される様子を示したものである。ドットの吐出間隔が故意もしくは必然的に画像解像度よりも長い場合、１回の走査では画像が形成されないため、ドットを吐出するタイミングをずらして複数回（図では２回）走査することにより画像を形成する。図６（ｂ）は副走査方向にドットを間引きながら吐出する際に画像が形成される様子を示したものである。プリントヘッドに配設されたノズル間隔が形成する画像解像度よりも長い場合、その間を埋めるように副走査方向に間欠送りを行い、複数回（図では２回）走査することにより画像を形成する。
【０００５】
インクジェット記録装置に用いられるインク吐出方法は主に、ノズルに熱を加えることによりノズル内に気泡を発生させその力によりインクを吐出させるサーマル方式と、圧電素子を用いてインク圧力室を収縮させることによりインクを吐出させて記録を行なうピエゾ方式がある。これらの方式はノンインパクトであることから低騒音であり、安価で小型化に有利であり、記録走査方向に異なる色のノズル列を配置することにより容易にカラー画像が形成できるといった利点を有する。
【０００６】
図７はインクジェット記録装置の全体制御回路の概略構成を示すブロック図である。
【０００７】
マイクロプロセッサ形態のＣＰＵ６０１はインタフェース６０５を介してホスト６２４に接続されており、制御プログラムを格納したＲＯＭ６０２や更新可能な制御プログラムや処理プログラムや各種定数データなどを格納したＥＥＰＲＯＭ６０３、及びホスト６２４からインタフェース６０５を介して受信したコマンド信号や記録情報を格納するためのＲＡＭ６０４にアクセスし、これらのメモリに格納された情報に基づいて記録動作を制御する。さらにＣＰＵ６０１は、出力ボート６０８及びキャリッジモータ制御回路６１０を介してキャリッジモータ６１１を動作させることによりキャリッジ６２０を移動させたり、出力ボート６０８及び紙送りモータ制御回路６１３を介して紙送りモータ６１４を動作させることにより搬送ローラなどの紙搬送機構６１２を動作させる。さらにＣＰＵ６０１は、ＲＡＭ６０４に格納されている記録情報に基づきプリント・ヘッド制御回路６２１を介してプリント・ヘッド６２２を駆動することにより記録媒体上に所望の画像を記録することができる。また、電源回路６１９からは、ＣＰＵ６０１やプリント・ヘッド制御回路６２１を動作させるためのロジック駆動電圧Ｖｃｃ（たとえば５Ｖ）、各種モータ駆動電圧Ｖｍ（たとえば２４Ｖ）、プリント・ヘッド６２２を駆動させるための電圧Ｖｈ（たとえば３０Ｖ）、等が出力される。さらに操作キー６０７から入力される指示情報は入力ボート６０６を介してＣＰＵ６０１に伝達され、ＣＰＵ６０１からの命令は出力ボート６０９を介してＬＥＤ制御回路６１５に伝えられるとＬＥＤ６１６が点灯したり、表示制御回路６１７に伝えられるとＬＣＤ６１８にメッセージが表示される。６２３は上述した種種の構成要素を互いに接続するＣＰＵバスである。
【０００８】
画像処理の手法には主に、次の２つのハーフトーニングが用いられている。１つめは誤差拡散法式であり、０〜２５５の濃度値を持った画像データに対して閥値を設定し、その聞値よりも大きい時は１としてドットを形成し、小さい時は０としてドットは打ち込まれないといったようにデータを２値に変換していく。その際、元データとの濃度差（すなわちドットが打たれる時は２５５との差、打たれない時は０との差）をその周辺にばらまき、ドットが打たれた時はその周りのドットは打たれにくくして、画像全体で所望の濃度が得られるように処理をしていく。２つめはマスク法であり、ある大きさを持ったマスクパターンに閾値がちりばめられており、ドットが続いて打たれたり、また打たれなかったりすることのないような配置になっていて、その閾値と画像データとの比較により瞬時にして２値化が出来るため、処理時間は短くて済む。この画像処理は、ホスト６２４で行ない２値データをインターフェース６０５を通して送信する場合や、元画像データをインターフェース６０５を通して送信してインクジェット記録装置本体内のドライバで行われる場合がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述したインクジェット記録装置において、大判プリントや長尺プリントを行なう場合、頁印刷中に回復処理を行なわないと吐出不良が避けられない場合がある。
【００１０】
吐出不良とは、記録ドットの比率が高い動作が長時間連続すると、インク吐出に伴いインク流路内に気泡が生じて成長し、これが残留して吐出に影響を及ぼす場合や、吐出口の濡れによるインク飛翔方向のヨレにより記録媒体への着弾位置がずれる等の現象であり、形成画像の画質の著しい劣化を引き起こす。
【００１１】
しかし、回復処理を行なうことにより他の走査間隔よりも長い時間が空いてしまい、その結果先に記録されたインク滴の記録媒体への定着・浸透が進むことにより記録再開後の画像との間に濃度差が生じ、濃度ムラとして著しい画質の劣化につながる。図８はこの現象を図示したものである。先に記録されたドットに後から液滴が着弾する場合、通常の短い走査間隔であった場合には先に記録されたドットの定着が進んでおらずまだ濡れた状態であり図８（ａ）に示したように後から着弾した液滴が先に記録されたドットの下に潜り込んで画像を形成する。それに対して、回復処理を行ない、通常よりも長時間走査間隔が開いた場合、先に記録されたドットの定着が進み図８（ｂ）に示すようにドットの下に潜り込むことなく重なって着弾し、その部分が通常よりも高濃度の画像となり、ムラとして画質を劣化させる。このようにして形成された画像のイメージを図９に示す。
【００１２】
吐出間隔が変わることによる濃度ムラが発生するという問題点に関して、特開平５−２００９９８号公報に回復動作の前後において走査間隔を段階的に変化させることにより急激な濃度変化を抑える方法や、特開平７−４７６９５号公報に常にキャリッジを待機させインクの定着時間を確保する方法が提唱されている。しかし、これらの方法では結果的に印字時間が長くなり、高速印字に対応できないという問題点があった。
【００１３】
また、ノズル間のばらつきがある場合、濃度上昇の割合はプリントヘッドごとに異なることがあり、そのため一定の補正方法では画質劣化が防げない時がある。異なるプリントヘッドによる濃度差の補正方法として、テストパターンを打たせてその濃度を測定するＡＨＳ（Ａｕｔｏ  Ｈｅａｄ  Ｓｈａｄｉｎｇ）を用いて画像処理において濃度補正を行なう場合がある。ＡＨＳ（Ａｕｔｏ  ＨｅａｄＳｈａｄｉｎｇ）とは、プリントヘッドのノズル間の吐出量やよれ具合にばらつきがある場合、思い通りの画像が得られず画質劣化を引き起こす可能性があるため、そのヘッドやノズルごとにテストパターンを印字させ、その濃度を測定することにより補正を行なう手法である。この濃度データを基に画像処理を行なうことにより異なるヘッドや、吐出環境に左右されずに一定の画質を出力することが出来る。しかし、この手法を用いても、本発明の課題にある走査時間間隔が長くなった場合に、この濃度値に対して一定の割合での補正を加えると、ヘッドのノズルごとの吐出量や着弾精度の違いによりヘッドごとにそれぞれ異なる変化を起こすため、異なるヘッドに対して同じ処理を行なうと、画質の劣化が防げないことがある。
【００１４】
上記問題点を図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は吐出畳も着弾位置（吐出方向）も一定の６つのノズルであり、それの半ノズル間隔分ずらして吐出させた場合の重なり部分は一定であり、走査間隔が長くなった場合にも一定の変化が起こる。図１０（ｂ）は（ａ）よりも大きなドットが真っ直ぐに着弾しており、（ａ）と比べて通常時の画像濃度、走査間隔が長くなった場合の画像濃度ともに高い値になっている。図１０（ｃ）は小さいドットと大きいドットがあり、大きいドットは小さいドットの方へ寄って着弾しているが、通常時に形成される画像濃度は（ａ）と同じである。しかし、走査間隔が長くなった場合には、ドットの重なり面積が大きいため濃度上昇が（ａ）に比べて大きくなってしまい、（ｂ）の画像と同じ濃度になっている。このように、ヘッドが異なることにより、濃度上昇量はまちまちであるため、これに対する補正が必要となってくる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する方法として、第一の発明のインクジェット記録装置は以下の構成を有する。
【００１６】
画像データに基づいて記録媒体にインクを吐出して画像を形成するシリアルスキャン式のインクジェット記録装置で、走査時間間隔に応じたドットの重なりにより生じる濃度変化データテーブルと、走査時間間隔が変化する前後に記録される画像の位置を検出する手段とを有し、検出位置に対して前記濃度変化データテーブルを基にハーフトーニングを行なうことを特徴とする。これにより、走査時間間隔が変化した際の濃度変化を画像処理により補正できる。
【００１７】
第二の発明のインクジェット記録装置は以下の構成を有する。
【００１８】
前記調整手段は、濃度補正データを用いて画像処理を行なう際、走査時間間隔が変化する直前の走査で打たれるドットと隣接した位置に直後の走査でドットを打ち込む可能性がある場合の、画像データに基づきドットのＯＮ／ＯＦＦデータを生成する際に補正を行なうことを特徴とする。これにより、濃度変化を考慮した画像処理を行なうことが出来る。
【００１９】
第三の発明のインクジェット記録装置は以下の構成を有する。
【００２０】
前記調整手段は、走査時間間隔が変化する直前の走査で打たれるドットと隣接した位置に直後の走査でドットを打ち込む可能性がある場合、画像データに基づきドットのＯＮ／ＯＦＦデータを生成する前段において補正を行なうことを特徴とする。
【００２１】
これにより、濃度変化を考慮した画像処理を行なうことが出来る。
【００２２】
第四の発明のインクジェット記録装置は以下の構成を有する。
【００２３】
前記調整手段は、画像全体のインク打ち込み量は変化させずに、走査時間間隔が変化する前後の走査で形成される画像位置の打ち込み量を変化させることを特徴とする。これにより、濃度変化を考慮した画像処理を行なうことが出来る。
【００２４】
第五の発明のインクジェット記録装置は以下の構成を有する。
【００２５】
前記濃度補正データは、走査時間間隔が変化した場合のテストパターンを用いて、ヘッドにより異なる形成画像濃度を、印字したテストパターンを測定することにより補正を行なうＡＨＳ（Ａｕｔｏ  Ｈｅａｄ  Ｓｈａｄｉｎｇ）によりデータ取得することを特徴とする。これにより、ヘッドごとの濃度補正データを取得することが出来る。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第一の実施例）
本実施例においては、あらかじめ取得した走査時間間隔が長くなった時の濃度補正データを用いた誤差拡散法を使用して画像処理を行なう場合について説明する。
【００２７】
図６（ｂ）は、シリアルスキャンを行なうインクジェット記録装置において、副走査方向にドットを間引きながら記録を行なうマルチパス印字のイメージ図である。プリントヘッドは複数のノズル（図では５ノズル）を有し、１走査間に記録されるすべてのノズルの隣り合うドットが既に記録済みであるわけではない。記録されるバンド幅のうち上からいくつかのノズルで記録される列のみが回復処理後（走査時間間隔が長くなった後）に回復処理前に記録済みのドットと隣り合うことになる。回復処理前に記録される列と、回復処理後に記録される列が隣接する事を検出する際には、印字方法により決まる隣接ラインの規則性をあらかじめ有しておく必要がある。
【００２８】
また、回復処理が行われる画像位置の判定は、回復処理の規則性によって決定される。例えば、所定時間ごとに回復処理を行なう場合には、画像の大きさと１回の搬送距離と、１回の走査時間から算出される画像形成に必要な時間と、回復処理を行なうまでの時間の比較を行ない、回復処理間隔め方が短いことを初めに確認する必要がある。
【００２９】
図１に、本実施例のフローチャートを示す。ここでは例として、所定走査数毎に回復動作を行なうものとする。まず、１画像形成中に回復処理が入るかどうかの判断をする（ｓ−１０１）。そこで、この条件を満たしていない場合には通常どおりデータを読み込み（ｓ−１０３）、誤差拡散法によるハーフトーニングを行なう（ｓ−１０６）。上記の条件を満たしている場合には、回復処理が入る走査前後での、回復処理前に記録される列と回復処理後に記録される列とが隣接する列を、前記の印字方法により決まる規則性に従い検出し記憶しておく（ｓ−１０２）。続いてデータを１列ずつ読み込みながら（ｓ−１０３）誤差拡散を行なうのだが、ここでその処理を行なう列が先ほど記憶した列であるかの判断を行ない（ｓ−１０４）、もしその列であったならば、濃度補正データに従い、誤差の出し方を変化させて処理を行なう（ｓ−１０５）。たとえば通常（ｎ−２５５）（ｎは画像データ＋周囲の誤差）で誤差を計算するところを、（ｎ−３００）で誤差を出し周囲に拡散させることにより、ばらまかれる誤差が大きくなり、その周囲にドットが打ち込まれにくくなるため結果としてドットの重なりから生ずる濃度上昇による画質の劣化を低減することが出来る。この濃度補正処理工程を全列（全画像）に対して行なう（ｓ−１０７）。
【００３０】
また、走査回数と吐出量（ドット数）に応じて回復動作を行なう場合には画像処理を行ないながらカウントをしていき、所定ドット数に達したところで回復動作が入るものとし、次の走査時に記録される列から補正処理を行なう。
【００３１】
これを実施することにより、回復処理前後に記録される位置におけるインク打ち込み量が低減され、ドットの重なる割合が減少し、その位置において生ずる走査時間間隔が長くなったことによる濃度上昇が抑制され、ムラによる画質劣化を低減することが出来る。
【００３２】
（第二の実施例）
本実施例においては第一の実施例と同条件で回復処理が入るものとし、マスク法を用いて処理を行なうものとする。
【００３３】
図２に、本実施例のフローチャートを示す。マスクの大きさ分の列数のデータを読み込み（ｓ−２０３）、回復処理前後に記録される列同士が隣接すると検知された列がそのデータの中にあるかどうかを判断した後（ｓ−２０４）、濃度補正データに従い、マスクのそれらの列における値を変化させてマスク法による画像処理を行なう（ｓ−２０５）。すなわち、マスクの値を変化させることにより、その場所での重なりのあるドットが打たれにくくなり、結果としてインクの打ち込み量が減少し、急激な濃度変化による画像のムラが抑制され、画質の劣化を低減することが出来る。
【００３４】
（第三の実施例）
本実施例においては第一の実施例と同条件で回復処理が入るものとし、誤差拡散法を用いて処理を行ない、画像全体のインク打ち込み量は変えずに濃度変化の起こる位置の打ち込み量のみを変化させる方法を説明する。
【００３５】
図３に、本実施例のフローチャートを示す。第一の実施例と同様にデータを読み込み（ｓ−３０３）、回復処理前後に記録される列同士が隣接すると検知された列かどうかを判断した後（ｓ−３０４）、濃度補正データに従い、その列における閾値をドットが形成されにくい方向に変化させて誤差拡散法による画像処理を行なう（ｓ−３０５）。画像全体のインクの打ち込み量は変化しないが、その画像位置でのインク打ち込み量が減少し、重なりのあるドットが打たれにくくなり急激な濃度変化による画像のムラを抑制し、画質の劣化を低減することが出来る。
【００３６】
（第四の実施例）
本実施例においては第一の実施例と同条件で回復処理が入るものとし、画像処理の前段における濃度補正処理法について説明する。
【００３７】
図４に、本実施例のフローチャートを示す。第一の実施例と同様の条件で濃度上昇が起こりうる列を検知した後（ｓ−４０２）、その列の画像データを読み込み、濃度補正データに従い、その輝度値をドットが形成されにくい方向すなわち明るい方へと値を変更した後（ｓ−４０３）、通常のハーフトーニング処理（誤差拡散法もしくはマスク法）を行なう（ｓ−４０４）。これにより、インク打ち込み量を減少させ、回復処理前後のドットの重なりにより生じる急激な濃度変化による画像のムラを抑制し、画質の劣化を低減することが出来る。
【００３８】
（第五の実施例）
本実施例においては第一の実施例と同条件で回復処理が入るものとし、前記濃度補正データをＡＨＳ（Ａｕｔｏ  Ｈｅａｄ  Ｓｈａｄｉｎｇ）を用いて取得する方法について説明する。
【００３９】
ＡＨＳは、ヘッドごとにインク吐出量やヨレがノズル間で異なるために生ずる、画質の劣化や所望の画像濃度が得られない等の不具合の補正のために実施されるヘッド補正手段である。印字前にあらかじめテストパターンを印字させて、その画像濃度を測定することによりそのヘッドにより形成される濃度データを取得し、画像処理に反映させる手法である。
【００４０】
図５に、本実施例のフローチャートを示す。まず、印字前にＡＨＳのテストパターンに走査時間間隔を空けて、実際の印字で用いる搬送距離やマルチパス法で形成したべた画像を加えて濃度測定を行ないデータ取りをする（ｓ−５０１）。この時、データより各列の濃度データすなわちノズルごとのデータを取得し、回復動作が入った場合の濃度補正用のデータとして記憶する（ｓ−５０２）。これは、第一の実施例における濃度値、第二の実施例におけるマスクデータ、第三の実施例における閾値、第四の実施例における元画像データ補正量に当たるものである。この値を用いて上記４つの実施例に示した画像処理を行なうが、その時補正を加える列がどのノズルにより記録されるのかを考慮して補正データを使用する。これにより、異なるヘッドにおいてノズルごとに吐出状況にばらつきが存在してもスジムラ等による画質の劣化を低減することが出来、理想どおりの濃度補正が行なえるようになる。
【００４１】
（その他の実施例）
上記実施例において、主走査方向および副走査方向のマルチパス印字に関する制限はなく、回復処理動作以外の要因で走査時間間隔が変化した場合にも用いることが出来、インク打ち込み量は減らす方向に補正するとは限らず、吐出を行なうプリントヘッドの種類にも関係なく適応できる。
【００４２】
また、複数の液滴量が吐出可能な吐出方法を有するプリントヘッドを使用すれば、上記のように閾値や画像データの補正と併用することにより、高周波な高濃度と低濃度の繰り返し画像ではなく自然な補正が可能になり、濃度変化のはとんどない画質を得ることが出来る。
【００４３】
【発明の効果】
記録データに基づいて記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置において、走査時間間隔を検知する手段と、その検知結果に応じてインク打ち込み量を調整する手段とを備えることにより、頁印刷中に回復処理が入る等の要因で走査時間間隔が長くなることによる濃度上昇を、それを考慮してあらかじめ得た濃度補正データを用いて低減させ、スジムラの発生を防ぎ画質劣化を低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施例のフローチャート。
【図２】第二の実施例のフローチャート。
【図３】第三の実施例のフローチャート。
【図４】第四の実施例のフローチャート。
【図５】第五の実施例のフローチャート。
【図６】マルチパス方式のイメージ図。
【図７】インクジェット記録装置の制御回路のブロック図。
【図８】（ａ）  通常の走査間隔のインク滴の着弾・定着の様子。
（ｂ）  走査間隔が長い時のインク滴の着弾・定着の様子。
【図９】走査間隔が長い時の画像に出来るムラのイメージ。
【図１０】異なるヘッドによる画像形成。
【図１】
2004168004.tif 000003
【図２】
2004168004.tif 000004
【図３】
2004168004.tif 000005
【図４】
2004168004.tif 000006
【図５】
2004168004.tif 000007
【図６】
2004168004.tif 000008
【図７】
2004168004.tif 000009
【図８】
2004168004.tif 000010
【図９】
2004168004.tif 000011
【図１０】
2004168004.tif 000012