(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上の主走査方向に順に複数のドットを形成し、各ドットの階調制御を複数のインク滴を連続的に吐出して形成されたインク滴群により行うようにした画像形成方法において、
所定濃度より低い濃度で画像形成を行う際には、前記記録媒体上の一定面積の領域である画素当たりの、形成可能なドット数の上限値を表すドット密度が所定値になるように設定し、前記所定濃度より高い濃度で画像形成を行う際には、前記ドット密度が前記所定値よりも大きくなるように設定することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
第１の所定濃度で前記ドット密度を切り替える第１のモードと、前記第１の所定濃度と異なる第２の所定濃度で前記ドット密度を切り替える第２のモードとを備える請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】
前記第１の所定濃度は５０％であり、前記第２の所定濃度は７８％である請求項２に記載の画像形成方法。
【請求項４】
前記濃度を、１回の主走査におけるインク付着可能面積に対するインク付着面積の割合として求め、この濃度に基づく前記ドット密度の切り替えを、前記主走査方向に垂直な副走査方向への走査時に行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項５】
複数のインク滴を連続的に吐出するインク吐出手段を備え、記録媒体上の主走査方向に順に複数のドットを形成し、各ドットの階調制御を複数のインク滴を連続的に吐出して形成されたインク滴群により行うようにした画像形成装置において、
所定濃度より低い濃度で画像形成を行う際には、前記記録媒体上の一定面積の領域である画素当たりの形成可能なドット数の上限値を表すドット密度が所定値になるように設定し、前記所定濃度より高い濃度で画像形成を行う際には、前記ドット密度が前記所定値より大きくなるように設定するドット密度切り替え手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記ドット密度切り替え手段が第１の所定濃度で前記ドット密度を切り替える第１のモードと、前記ドット密度切り替え手段が前記第１の所定濃度と異なる第２の所定濃度で前記ドット密度を切り替える第２のモードとを備える請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第１の所定濃度は５０％であり、前記第２の所定濃度は７８％である請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記濃度は、１回の主走査におけるインク付着可能面積に対するインク付着面積の割合であり、前記ドット密度の切り替えを、前記主走査方向に垂直な副走査方向への走査時に行うことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記ドット密度を低い所定値から高い所定値へ切り替える時に、主走査速度の設定を切り替える駆動系制御手段を設けるとともに、前記インク吐出手段における吐出能力の設定を切り替えてリフィル能力を満足するようにした請求項５ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
記録媒体上に形成されるインク滴群の形成される周波数が、インクのリフィル周波数よりも小さく、かつインク滴の吐出周波数がインクのリフィル周波数よりも大となるように設定することを特徴とする請求項５ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記インク吐出手段に設けられたインク吐出ノズルのピッチは、画素密度ピッチ以上となるように形成されていることを特徴とする請求項５ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
ドットの直径をｄ（μｍ）、インク滴群のインク量をＶ（ｐＬ：ピコリットル）、インク滴群のインク量Ｖの自然対数をＬｎ（Ｖ）とすると、
ｄ≦２６．２×Ｌｎ（Ｖ）＋６．２………（１）            上記関係式（１）を満たすことを特徴とする請求項５ないし１１のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のインク滴を吐出して画像形成を行うインクジェットプリンタ等の画像形成方法および画像形成装置に係り、特に、画像濃度に応じてインク滴のドット密度を切り替えることで階調制御を行うことができる画像形成方法および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、用紙等の記録媒体に対してインクを吐出して画像形成を行うインクジェットプリンタが使用されている。このようなインクジェットプリンタにおいては、１画素内にインクを１滴吐出して１ドットを形成するが、近年、インク数滴を記録媒体の画素内の同じ場所に吐出することで画素の濃度を調整する階調制御方法が採用されている。
【０００３】
しかしながら、上記従来のインクジェットプリンタでは、一般的なカラー印字ではイエロー、マゼンタ、シアンの各色を重ね合わせて印字を行うが、インク同士が互いに混色したり流出するといった不具合が発生することがあった。
【０００４】
そこで、このような問題を解決することを目的として、例えば、特開平８−１９７８３１号公報には、１画素内に数滴のインクを吐出した場合のインクの記録媒体への吸収時間を短縮するため、カラーインク下地印字後、ブラックを４つのドットに分割して記録するマルチドロップ方式を採用したカラージェットインク記録方法が開示されている。
【０００５】
上記公報に記載されているカラージェットインク記録方法では、ブラックインク、カラーインクの４色とも、記録紙上でのドット径が均一になり、混色時のインクの流れ込み、にじみ等の画像形成上の不具合が発生しないシャープで鮮明な画像を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来のカラージェットインク記録方法では、マルチドロップ方式を採用し、混色時の流れ込み、にじみ等のない画像形成を行うことができるものの、階調制御方法において、特に階調制御時の印字速度の高速化とインク消費量の低減化とを両立させることはできなかった。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、印字速度を維持しつつ、高濃度の確保、にじみの防止、用紙へのインク吸収時間の短縮化を図ることができるインクジェットプリンタ等の画像形成方法および画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の目的を達成するための手段を以下のように構成している。
【０００９】
（１）複数のインク滴を連続的に吐出して形成されたインク滴群により記録媒体上に各ドットを形成することで階調制御を行う画像形成方法において、上記ドットにより形成される画素において、低濃度画像形成時のドット密度に対して、所定の濃度以上の画像形成を行う際には、ドット密度を大に設定することを特徴とする。
【００１０】
この方法においては、画素濃度に応じて、吐出されるインクのドット密度を切り替えることにより、低濃度時にインクのリフィル追従可能な範囲でドット周波数を大きくして画像形成時間を短縮することができると共に、高濃度画像形成時にはドット密度を高めることにより、ドット密度の切り替えを行わずにインク吐出量の調整だけで階調制御する場合や、単に１画素を４つのドットに分割して画像形成を行う従来の画像形成方法による画像形成の場合と比較して、インクのにじみの抑制、インクの吸収時間の短縮等による高画質化とインク消費量の低減が可能になる。
【００１１】
（２）画素面積率が７８％を境界線としてドット密度を切り替えることを特徴とする。
【００１２】
この方法においては、画素面積率がドット面積÷画素面積＝π／４＝７８％になった地点、すなわち、隣接して形成されたドットが連結した場合を切り替えの条件とすることにより、ドット密度を低密度から高密度へと切り替えるまでの幅を広くとることができるため、画像形成を高速化できる。
【００１３】
すなわち、ドット密度を低密度から高密度に切り替えた場合には、画像形成速度が遅くなるため、できるだけ画素面積率が高いところにドット密度の低密度から高密度への切り替え地点を設けることで、画像形成速度を向上させることができる（高速画像形成モード）。
【００１４】
なお、ドット密度の切り替え地点を画素面積率７８％の地点としたのは、できるだけ高速で画像形成を行う上で、画素面積率７８％よりも小さい切り替え地点を設けた場合には、ドット密度が高密度になる範囲が広くなり、高速化が図れなくなるためであり、画素面積率７８％よりも大きい切り替え地点を設けた場合には、画素面積からドット面積の一部がはみ出すため、隣接するインクとのにじみ等の問題が発生するためである。
【００１５】
（３）画素面積率が５０％以上になった場合にドット密度を切り替えることを特徴とする。
【００１６】
この方法においては、画素面積率５０％を高密度化への切り替え条件とすることで、インクの消費量および吸収時間を効果的に削減することができる（インク消費量低減モード）。
【００１７】
すなわち、画素面積率５０％よりも小さい地点を切り替え地点として設定した場合には、切り替え地点におけるドット密度が高密度のインク吐出量よりも低密度のインク吐出量の方が少なくなるため、インク吐出量を効果的に低減することができない。
【００１８】
一方、画素面積率５０％より大きい地点を切り替え地点として設定した場合には、反対に、切り替え地点におけるドット密度が高密度のインク吐出量よりも低密度のインク吐出量の方が多くなるため、インク吐出量を効果的に低減することができない。
【００１９】
よって、インクの消費量低減モードを設定する場合には、切り替え地点を５０％に設定することで、最も効果的にインク消費量を低減できる。
【００２０】
また、以上のように、ドット密度の切り替えを上記の何れかの条件に設定することで、高速画像形成モードとインク消費量低減モードとを必要に応じて使い分けることができる。
【００２１】
（４）ドット密度の切り替えを副走査中に行うことを特徴とする。
【００２２】
この方法においては、ドット密度の切り替えを主走査中に行った場合には、インクを吐出するインクヘッドの速度変化による画質低下を招いてしまうが、副走査が行われている際にドット密度の切り替えを行うことで、上記のような問題の発生を防止することができる。
【００２３】
（５）複数のインク滴を連続的に吐出するインク吐出手段を備え、該インク吐出手段により形成されたインク滴群により記録媒体上に各ドットを形成することで階調制御を行うようにした画像形成装置において、前記ドットにより形成される画素に関し、低濃度画像形成時のドット密度に対して、所定の濃度以上の画像形成を行う際にドット密度を大に設定するドット密度切り替え手段を備えていることを特徴とする。
【００２４】
この構成においては、画素濃度に応じて、インク吐出手段から吐出されるインクのドット密度を切り替えることにより、低濃度時にインクのリフィル追従可能な範囲でドット周波数を大きくして画像形成時間を短縮することができると共に、高濃度画像形成時にはドット密度を高めることにより、ドット密度の切り替えを行わずにインク吐出量の調整だけで階調制御する場合や、単に１画素を４つのドットに分割して画像形成を行う従来の画像形成装置による画像形成の場合と比較して、インクのにじみの抑制、インクの吸収時間の短縮等による高画質化とインク消費量の低減が可能になる。
【００２５】
（６）上記ドット密度切り替え手段は、画素面積率が７８％を境界線としてドット密度を切り替えることを特徴とする。
【００２６】
この構成においては、画素面積率がドット面積÷画素面積＝π／４＝７８％になった地点、すなわち、隣接して形成されたドットが連結した場合を切り替えの条件とすることにより、ドット密度を低密度から高密度へと切り替えるまでの幅を広くとることができるため、画像形成を高速化できる。
【００２７】
すなわち、ドット密度を低密度から高密度に切り替えた場合には、画像形成速度が遅くなるため、できるだけ画素面積率が高いところにドット密度の低密度から高密度への切り替え地点を設けることで、画像形成速度を向上させることができる（高速画像形成モード）。
【００２８】
なお、ドット密度切り替え手段の切り替え地点を画素面積率７８％の地点としたのは、できるだけ高速で画像形成を行う上で、画素面積率７８％よりも小さい切り替え地点を設けた場合には、ドット密度が高密度になる範囲が広くなり、高速化が図れなくなるためであり、画素面積率７８％よりも大きい切り替え地点を設けた場合には、画素面積からドット面積の一部がはみ出すため、隣接するインクとのにじみ等の問題が発生するためである。
【００２９】
（７）上記ドット密度切り替え手段は、画素面積率が５０％以上になった場合にドット密度を切り替えることを特徴とする。
【００３０】
この構成においては、画素面積率５０％を高密度化への切り替え条件とすることで、インクの消費量および吸収時間を効果的に削減することができる（インク消費量低減モード）。
【００３１】
すなわち、画素面積率５０％よりも小さい地点を切り替え地点として設定した場合には、切り替え地点におけるドット密度が高密度のインク吐出量よりも低密度のインク吐出量の方が少なくなるため、インク吐出量を効果的に低減することができない。
【００３２】
一方、画素面積率５０％より大きい地点を切り替え地点として設定した場合には、反対に、切り替え地点におけるドット密度が高密度のインク吐出量よりも低密度のインク吐出量の方が多くなるため、インク吐出量を効果的に低減することはできない。
【００３３】
よって、インクの消費量低減モードを設定する場合には、切り替え地点を５０％に設定することで、最も効果的にインク消費量を低減できる。
【００３４】
以上のように、ドット密度切り替え手段の切り替えを上記の何れかの条件に設定することで、高速画像形成モードとインク消費量低減モードとを使い分けることができる。
【００３５】
（８）前記ドット密度切り替え手段は、ドット密度の切り替えを副走査中に行うことを特徴とする。
【００３６】
この構成においては、ドット密度切り替え手段による切り替えを主走査中に行った場合には、インク吐出手段の速度変化による画質低下を招いてしまうが、副走査が行われている際にドット密度の切り替えを行うことで、上記のような問題の発生を防止できる。
【００３７】
（９）低濃度画像形成時から高濃度画像形成時への切り替え時には、前記インク吐出手段のリフィル能力が上限値以下になるように、主走査速度の設定を切り替える駆動系制御手段を設けたことを特徴とする。
【００３８】
この構成においては、例えば、高濃度画像形成時におけるドット密度が、低濃度画像形成時におけるドット密度の２倍である場合でも、高濃度画像形成時における主走査速度を、低濃度画像形成時における主走査速度の１／２以上の速度にできる。よって、単にドット周波数を同一にする主走査速度を設定するよりも、画像形成速度を高速化できる。
【００３９】
（１０）記録媒体上に形成されるインク滴群の形成される周波数が、インクのリフィル周波数よりも小さく、かつインク滴の吐出周波数がインクのリフィル周波数よりも大となるように設定することを特徴とする。
【００４０】
この構成においては、インクの供給不足によりノズルからエアーを吸い込んでしまい吐出不良となることなく正常に吐出できる上限の周波数を示すインクリフィル周波数、例えばノズルピッチ３００ＤＰＩのヘッドで３ｐＬのインク滴を連続吐出したときのリフィル周波数が７０ｋｐｐｓであり、滴化周波数ｌ２５ｋｐｐｓ、インク滴群の繰り返し周波数６ｋｐｐｓにおけるインク滴群の最大滴数を７とすることにより、平均吐出周波数＝７×６ｋｐｐｓ＝４２ｋｐｐｓとなる。
すなわち、
（滴化周波数１２５ｋｐｐｓ）＞ （リフィル周波数７０ｋｐｐｓ）
＞（インク滴群周波数６ｋｐｐｓ）
とすることにより、インク供給不足を起こすことなく高速で且つ安定した印刷が可能となる。
【００４１】
（１１）上記インク吐出手段に設けられたインク吐出ノズルのピッチは、画素密度ピッチ以上となるように形成されていることを特徴とする。
【００４２】
この構成においては、できるだけインク吐出ノズルのピッチを粗く設定することで、低濃度画像形成時のようにドット密度が低い場合でも、インク吐出ノズルを間引いて画像形成する必要はなく、インク吐出ノズルを有効に利用できる。
【００４３】
（１２）ドットの直径をｄ（μｍ）、インク滴群のインク量をＶｐＬ（ピコリットル）とすると、
ｄ≦２６．２×Ｌｎ（Ｖ）＋６．２………（１）
上記関係式（１）を満たすことを特徴とする。
【００４４】
この構成においては、上記関係式を満たすことで、ドットの厚み方向の拡散が、ドットの横方向の拡散に対して同等か、あるいは拡散が多くなり、ドットの横方向への拡散によるにじみに起因した画質劣化を防止できる。
【００４５】
すなわち、記録媒体へ吐出されたインクは、記録媒体へ浸透するとともに、インク滴径を広げていくが、上記関係式を満たすようにインク滴群のインク吐出量を規定し、インクの浸透量と、ドットの横方向つまり記録媒体上におけるインクの拡散とのバランスを考慮することで、確実にインクのにじみによる画質低下を防止することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成方法および画像形成装置に関する実施の一形態について、図１〜９を用いて説明すれば以下のとおりである。
【００４７】
図１および図２は、インクジェットプリンタ１０の要部構成を示し、このインクジェットプリンタ１０は、インク吐出手段としての印字ヘッド１およびインクタンク２を備えたインクキャリッジ５が、タイミングベルト６に連繋されてシャフト７に案内され、矢印Ａで示す主走査方向に往復移動し、１走査毎にシートＰ（記録媒体）に対して画像形成が行われるように構成されている。
【００４８】
その画像形成過程では、給紙トレイ１１から搬送されるシートＰがピックアップローラ１２、給紙ローラ１３によって、インクキャリッジ５とプラテン１４との間へ搬送され、リフィル能力（インクタンク２から印字ヘッド１のインク吐出部へインクを供給する能力）に応じて、印字ヘッド１がインクタンク２からインクの供給を受け、外部装置（図示省略）から受けた印字信号に応じて、印字ヘッド１の先端に設けられたインク吐出ノズル（図示省略）から、シートＰに対してインクを吐出しつつ主走査方向に印字走査がおこなわれる。
【００４９】
そして、１ラインの主走査が終了する毎にシートＰが所定のピッチずつシートＰの搬送方向（矢印Ｂ方向，副走査方向）に移動することで、シートＰに段階的に画像が形成されつつ、シートＰが排紙ローラ１５によって排出方向に搬送され、シートＰの後端が排紙ローラ１５から離れて、シートＰが排出トレイ１６に排出された時点で画像形成は終了する。なお、印字へツド１からのインク吐出工程の詳細については後述する。
【００５０】
図３は、インクジェットプリンタ１０の制御系統を示し、同図に示すように、ＣＰＵからなる制御部２０は、画像処理部２１、駆動系制御部２２、インターフェース部２３、メモリ２４を備え、外部装置（図示省略）からの印字コマンドおよび印字データＤ等の印字情報をインターフェース部２３を介して受信し、所定の画像形成をおこなうための制御をおこなう。
【００５１】
上述のメモリ２４は、ＲＯＭ（主記憶装置）およびＲＡＭ（一時記憶装置）で構成され、ＲＯＭは印字のための制御プログラムや各種テーブル類を予め格納し、ＲＡＭは主に印字データＤを一時的に格納する。
【００５２】
画像処理部２１は、外部から受けた印字信号に基づいて印字用（画像形成用）の画像処理をおこない、印字ヘッド１を駆動するヘッド駆動回路２５に制御信号を出力し、印字ヘッド１から吐出されるドット密度を切り替えるドット密度切り替え手段としても機能する。
【００５３】
駆動系制御部２２は、タイミングベルト７を作動させるキャリッジモータ２８を駆動するキャリッジ駆動回路２６、及び、給紙ローラ１３および排紙ローラ１４を作動させる用紙搬送モータ２９を駆動する用紙搬送駆動回路２７に制御信号を出力し、低濃度画像形成時から高濃度画像形成時への切り替え時には、印字ヘッド１のリフィル能力が上限値以下になるように主走査速度の設定を切り替える駆動系制御手段として機能する。
【００５４】
次いで、本インクジェットプリンタ１０による画像形成について、図４〜８を用いて説明すれば、以下の通りである。
図４には、画素に対してインクを吐出して形成されたドットを階調別に示している。なお、図４（ａ）〜（ｇ）に示すｄ１，ｄ２，ｄ３，…は、１画素内の同じ位置にインク滴を何滴吐出したかを示しており、例えば、ｄ３であれば、インク滴を１画素内の同じ位置に３滴吐出した画素を示しており、ｄｎではｎ滴吐出した画素を示す。
【００５５】
さらに、図４（ｈ）〜（ｏ）に示すｄｌ×３，ｄ１×２＋ｄ２，ｄ１×２＋ｄ３，…は、ｌ画素内の異なる位置にインク滴を何滴吐出したかを示しており、例えば、ｄｌ×２＋ｄ２は、１画素内にインク滴１滴のドットを２ヶ所、インク滴２滴のドットを１ヶ所に吐出した画素を示している。
【００５６】
本実施形態のインクジェットプリンタ１０は、図４（ａ）〜（ｏ）に示すように、画像形成時において、１画素内におけるインク滴のドット密度を変化させることで、階調制御を行うことができる。
【００５７】
例えば、図４（ａ）〜（ｇ）におけるインク滴のドット密度が３００ｄｐｉ（ｄｏｔ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）であり、図４（ｈ）〜（ｏ）におけるインク滴のドット密度が、その倍の６００ｄｐｉとなるように、主走査単位で階調を上げていく過程でドット密度を切り替えることで、インク消費量の低減やにじみによる画質の低下防止を図ることができる。なお、１画素内の一箇所にインクを吐出してドット密度を切り替える場合の比較例（従来）を示す。
【００５８】
つまり、１主走査が終了後、副走査が開始されると、上記ドット密度の切り替えが行われる。これにより、主走査中にドット密度を切り替えた場合の速度変化による画質の劣化を防止し、主走査単位で高画質画像を形成できる。
【００５９】
ここで、上記の階調制御方法について、表１，表２および図５，図６を用いてより具体的に説明する。
まず、インクジェットプリンタ１０を「インク消費量低減モード（インク低消費モード）」に設定した場合には、表１に示すように、画素面積率を上げていくにしたがって階調も上げていくが、画素面積率が５１％以降の地点でドット密度を３００ｄｐｉから６００ｄｐｉへ切り替えることで、インク消費量を最小限に抑えることができる。
【００６０】
【表１】
0004038364.tif 000002
【００６１】
つまり、画素面積率５０％よりも小さい地点、例えば、画素面積率４２％を切り替え地点として設定した場合には、ドット密度が画素面積率４２％になる高密度（図４（ｈ）〜（ｏ））のインク吐出量はないため、ドット密度が高密度の場合の最低の画素面積率５１％以上にしなくてはならない。
【００６２】
一方、画素面積率５０％より大きい地点を切り替え地点、例えば、画素面積率が７５％の地点を切り替え地点として設定した場合には、切り替え地点におけるドット密度が高密度のインク吐出量（ｌ５ｐＬ）よりも低密度のインク吐出量（２１ｐＬ）の方が多くなるため、インク吐出量を効果的に低減できないことになる。
【００６３】
よって、「インク消費量低減モード」に設定した場合には、ドット密度を高密度に切り替えた場合の最低のインク吐出量となるドット密度５０％付近（横二本線参照）に、切り替え地点を設定することで、最も効果的にインク消費量を低減できる。
【００６４】
図５は、「インク消費量低減モード」に設定した場合の、画素面積率とインク消費量との関係を示すグラフであり白抜きのマークは３００ＤＰＩモード、塗りつぶしのマークは６００ＤＰＩモードの吐出を示す。
【００６５】
「インク消費量低減モード」においては、図５に示すように、画素面積率１００％における最大のインク消費量は３６ｐＬとなっている。これを従来のインクジェットプリンタのように、１画素内の一箇所にインクを吐出して階調制御した場合には、表１の下部に参考として示すように、６６ｐＬ吐出することになるため、本実施形態のインクジェットプリンタ１０では大幅にインク消費量を低減できることが判る。
【００６６】
一方、インクジェットプリンタ１０を「高速印字モード」に設定した場合には、表２に示すように、最も画像形成速度が速くなるように、ドット密度の低密度から高密度への切り替え地点を決定している。具体的には、表２に横二本線で示すように、１画素の中心位置にインク滴を吐出してゆきドット面積が１画素の７８％に至った場合、つまり、隣接するドット同士が接する状態になった場合に、ドット密度を高密度へ切り替えている。
【００６７】
【表２】
0004038364.tif 000003
【００６８】
ドット密度切り替え手段の切り替え地点を画素面積率７８％の地点としたのは、以下の理由による。すなわち、できるだけ高速で画像形成を行う上で画素面積率７８％よりも小さい切り替え地点を設けた場合には、印字速度が低下するドット密度が高密度になる範囲が広くなり高速化が図れなくなるからであり、画素面積率７８％よりも大きい切り替え地点を設けた場合には、画素面積からドット面積の一部がはみ出すため隣接するインクとのにじみ等の問題が発生するからである。
【００６９】
図６は、高速印字モードに設定した場合の、画素面積率とインク消費量との関係を示すグラフである。同グラフに示すように、高速印字モードにおいては、画素面積率７８％付近の７５％までは、白抜きのマークで示すように、３００ＤＰＩモードでキャリッジ速度５０８ｍｍ／ｓｅｃの高速印字を行い、画素面積率８１％以上では、塗りつぶしのマークで示すように、６００ＤＰＩモードでキャリッジ速度２０４ｍｍ／ｓｅｃとしインク消費量を抑制して濃度を確保すること画素面積率５０％から７８％までの領域の印字速度を２倍にして印字時間の短縮を図っている。
【００７０】
以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０によれば、ドット密度の低密度から高密度への切り替え地点を変化させることで、「インク消費量低減モード」と「高速印字モード」とを使い分けることができる。
【００７１】
図７は、上記の工程をフローチャートで示しており、まず、インクジェットプリンタ１０が印字指令を受けると印字動作が開始され、最初に、主走査毎にドット面積率が算出される。続いて、ドット面積率が所定の閾値α以下になった場合には３００ＤＰＩ（低密度）モードが採用され、上記閾値α以上になった場合には６００ＤＰＩ（高密度）モードが採用され、全データを印字し終わるまで上記主走査が繰り返されて画像形成が行われる。
【００７２】
なお、上記閾値αとは、上述した「インク消費量低減モード」や「高速印字モード」で固有の値であり、例えば、「インク消費量低減モード」では閾値αは５０％であり（表１参照）、「高速印字モード」では閾値αは７８％である（表２参照）。
【００７３】
また、本実施形態のインクジェットプリンタ１０において、ドット密度を低密度から高密度に切り替える場合には、単純にドット周波数が同一になるように主走査速度の設定を切り替えるのではなく、インクタンク２から印字ヘッド１へインクを供給するリフィル能力の上限値を超えないように設定を切り替えることがより好ましい。これにより、高密度時における主走査速度を低密度時における主走査速度の１／２以上に設定することができ画像形成効率を向上できる。
【００７４】
ところで、（インクの供給不足によりノズルからエアーを吸い込んでしまって吐出不良となることなく印字ヘッド１が正常にインクを吐出できる）リフィル能力を吐出周波数の上限値で示したインクリフィル周波数、例えばノズルピッチ３００ＤＰＩ、インク滴の体積３ｐＬの印字ヘッド１で吐出制御をおこなった時に、「インク消費量低減モード」の３００ＤＰＩ（低密度）モードでの階調Ｎｏ４（表１参照）の４滴でインク滴群を構成し、インク滴群周波数６ｋｐｐｓ、キャリッジ速度５０８ｍｍ／ｓｅｃで安定吐出が得られるヘッドにおいては、
ｌノズルあたりのインク消費量＝３ｐＬ×４滴×６ｋｐｐｓ（＝７２ｐＬ／ｓｅｃ）であるから、ｌノズル当りのインク供給能力は７２ｐＬ／ｓｅｃ以上である。
【００７５】
ここで、３００ＤＰＩの該印字ヘッド１を往復印字で６００ＤＰＩモードとし、階調Ｎｏｌ２の面積率１００％に吐出を行う時のインク滴群周波数Ｆｇとすると、
１ノズルあたりのインク消費量＝３ｐＬ×３滴×Ｆｇとなり、
キャリッジ速度を１／２の２０４ｍｍ／ｓｅｃ、インク滴群周波数を６ｋｐｐｓとした時のインク消費量は５４ｐＬ／ｓｅｃとなるから、充分余裕の有る吐出となる。
【００７６】
あるいは、インク滴群周波数は８ｋｐｐｓ、即ち、キャリッジ速度は１／２の１．３倍の３３８ｍｍ／ｓｅｃで駆動しても１ノズル当りのインク吐出量は前述階調Ｎｏ４と同量の７２ｐＬ／ｓｅｃであり、インク供給に何ら問題を生じることはない。
【００７７】
また、「高速印字モード」の３００ＤＰＩモードでの階調Ｎｏ７（表２参照）の７滴でインク滴群を構成し、インク滴群周波数６ｋｐｐｓ、キャリッジ速度５０８ｍｍ／ｓｅｃで安定吐出が得られるヘッドにおいては、
ｌノズルあたりのインク消費量＝３ｐＬ×７滴×６ｋｐｐｓ（＝１２６ｐＬ／ｓｅｃ）であるから、ｌノズル当りのインク供給能力はｌ２６ｐＬ／ｓｅｃ以上である。
【００７８】
ここで、往復印字、６００ＤＰＩモードで階調Ｎｏｌ２面積率１００％に吐出を行う時のインク滴群周波数はｌ４ｋｐｐｓ、すなわち、キャリッジ速度は１／２の２．３倍の５９２ｍｍ／ｓｅｃで駆動しても１ノズル当りのインク吐出量は前述階調Ｎｏ７と同量のｌ２６ｐＬ／ｓｅｃであり、インク供給に問題を生じることはない。
【００７９】
また、６００ＤＰＩの印字ヘッド１で３００ＤＰＩモードの時、ノズルを間引いて使用する場合においてもキャリッジ速度は１／２の１．１５倍の駆動でインク供給に何ら問題を生じない。
【００８０】
さらに、３ｐＬのインク滴を連続吐出したときのリフィル周波数が７０ｋｐｐｓであるとき、滴化周波数ｌ２５ｋｐｐｓ、インク滴群の繰り返し周波数６ｋｐｐｓにおけるインク滴群の最大滴数を７とすることにより、平均吐出周波数＝７×６ｋｐｐｓ＝４２ｋｐｐｓとなる。
【００８１】
すなわち、
（滴化周波数ｌ２５ｋｐｐｓ）＞（リフィル周波数７０ｋｐｐｓ）
＞（インク滴群周波数６ｋｐｐｓ）
とすることにより、インク供給不足を起こすことなく高速で且つ安定した印刷が可能となる。
【００８２】
また、本実施形態のインクジェットプリンタ１０における印字ヘッド１の先端に形成されたインクノズルのピッチが、画素密度ピッチ以上であることがより好ましい。これにより、できるだけインク吐出ノズルのピッチを粗く設定することで、低濃度画像形成時のようにドット密度が低い場合でも、インク吐出ノズルを間引いて画像形成する必要はなく、インク吐出ノズルを有効に利用できる。
【００８３】
そして、本実施形態のインクジェットプリンタ１０では、インク滴を吐出して形成したドットの直径をｄ（μｍ）、インク滴群のインク量をＶｐＬとすると、
ｄ≦２６．２×Ｌｎ（Ｖ）＋６．２………（１）
上記関係式（１）を満たすことがより好ましい。
【００８４】
この関係式（１）を満たすことで、ドットの厚み方向の拡散が、ドットの横方向の拡散に対して同等か、あるいは拡散が多くなり、ドットの横方向への拡散によるにじみに起因した画質劣化を防止できる。
【００８５】
すなわち、記録媒体へ吐出されたインクは、図９に示すように、記録媒体へ浸透するとともに、インク滴径を広げてゆき、上記関係式を満たすようにインク滴群のインク吐出量を規定し、インクの浸透量と、ドットの横方向つまり記録媒体上におけるインクの拡散とのバランスを考慮することで、確実にインクのにじみによる画質低下を防止できる。
【００８６】
ちなみに、ドットの実験式について説明すると、インク滴群体積をＶとすれば、紙面上のインク半球の直径Ｄは、下記（２）式で表すことができる。
【００８７】
Ｄ＝｛２Ｖ／（π／６）｝1/3………（２）
ここで、用紙の厚みをｔ、空隙率をｋ、インク浸透深さをｈとした時には、下記（３）式が成立する。
【００８８】
（Ｖ／ｋ）＝（π／４）・（Ｄ＋ｈ）・ｈ………（３）
（３）式を満足するｈを収束計算により求め、浸透後のドット径ｄｈを下記（４）式により算出することができる。
【００８９】
ｄｈ＝Ｄ＋ｈ………（４）
なお、（４）式にてＤ＋２ｈとすると、算出値が過大になり実測値と整合しないため、上記のように、＋ｈとした。
【００９０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明は、以下の効果を奏する。
【００９１】
（１）画素濃度に応じて、吐出されるインクのドット密度を切り替えることにより、低濃度時にインクのリフィル追従可能な範囲でドット周波数を大きくして画像形成時間を短縮することができると共に、高濃度画像形成時にはドット密度を高めることにより、ドット密度の切り替えを行わずにインク吐出量の調整だけで階調制御する場合や、単に１画素を４つのドットに分割して画像形成を行う従来の画像形成方法による画像形成の場合と比較して、インクのにじみの抑制、インクの吸収時間の短縮等による高画質化とインク消費量の低減が可能になる。
【００９２】
（２）画素面積率がドット面積÷画素面積＝π／４＝７８％になった地点、すなわち、隣接して形成されたドットが連結した場合を切り替えの条件とすることにより、ドット密度を低密度から高密度へと切り替えるまでの幅を広くとることができるため、画像形成を高速化できる。
【００９３】
（３）画素面積率５０％を高密度化への切り替え条件とすることで、インクの消費量および吸収時間を効果的に削減することができる（インク消費量低減モード）。
【００９４】
（４）ドット密度の切り替えを副走査中に行うので、インクを吐出するインクヘッドの速度変化による画質低下を招くような不具合の発生を回避することができる。
【００９５】
（５）ドット密度切り替え手段により、画素濃度に応じて、インク吐出手段から吐出されるインクのドット密度を切り替えるので、低濃度時にインクのリフィル追従可能な範囲でドット周波数を大きくして画像形成時間を短縮することができると共に、高濃度画像形成時にはドット密度を高めることにより、ドット密度の切り替えを行わずにインク吐出量の調整だけで階調制御する場合や、単に１画素を４つのドットに分割して画像形成を行う従来の画像形成装置による画像形成の場合と比較して、インクのにじみの抑制、インクの吸収時間の短縮等による高画質化とインク消費量の低減が可能になる。
【００９６】
（６）ドット密度切り替え手段が、画素面積率が７８％を境界線としてドット密度を切り替えるので、画素面積率がドット面積÷画素面積＝π／４＝７８％になった地点、すなわち、隣接して形成されたドットが連結した場合を切り替えの条件とすることにより、ドット密度を低密度から高密度へと切り替えるまでの幅を広くとることができるため、画像形成を高速化できる。
【００９７】
（７）ドット密度切り替え手段が、画素面積率が５０％以上になった場合にドット密度を切り替えるので、インクの消費量および吸収時間を効果的に削減することができる。
【００９８】
（８）ドット密度切り替え手段が、ドット密度の切り替えを副走査中に行うので、インク吐出手段の速度変化による画質低下を招くような不具合の発生を回避することができる。
【００９９】
（９）駆動系制御手段により、低濃度画像形成時から高濃度画像形成時への切り替え時には、インク吐出手段のリフィル能力が上限値以下になるように、主走査速度の設定を切り替えるので、例えば、高濃度画像形成時におけるドット密度が、低濃度画像形成時におけるドット密度の２倍である場合でも、高濃度画像形成時における主走査速度を、低濃度画像形成時における主走査速度の１／２以上の速度にできる。よって、単にドット周波数を同一にする主走査速度を設定するよりも、画像形成速度を高速化できる。
【０１００】
（１０）記録媒体上に形成されるインク滴群の形成される周波数が、インクのリフィル周波数よりも小さく、かつインク滴の吐出周波数がインクのリフィル周波数よりも大に設定されるので、インク供給不足を起こすことなく高速で且つ安定した印刷が可能となる。
【０１０１】
（１１）上記インク吐出手段に設けられたインク吐出ノズルのピッチが、画素密度ピッチ以上になるように形成されているので、できるだけインク吐出ノズルのピッチを粗く設定することで、低濃度画像形成時のようにドット密度が低い場合でも、インク吐出ノズルを間引いて画像形成する必要はなく、インク吐出ノズルを有効に利用できる。
【０１０２】
（１２）ドットの直径をｄ（μｍ）、インク滴群のインク量をＶｐＬ（ピコリットル）とした場合に、
ｄ≦２６．２×Ｌｎ（Ｖ）＋６．２………（１）
上記関係式（１）を満たすので、ドットの厚み方向の拡散が、ドットの横方向の拡散に対して同等か、あるいは拡散が多くなり、ドットの横方向への拡散によるにじみに起因した画質劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの斜視図である。
【図２】同インクジェットプリンタの断面図である。
【図３】同制御系統ブロック図である。
【図４】同インクドットを階調別に表した説明図である。
【図５】同インク低消費モードにおける画素面積率に対するインク消費量の変化を示すグラフである。
【図６】同高速印字モードにおける画素面積率に対するインク消費量の変化を示すグラフである。
【図７】同印字工程を説明するためのフローチャートである。
【図８】同インク吐出量に対するインク滴径、浸透深さ、浸透後のドット径の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１−インク吐出手段
２１−ドット密度切り替え手段
２２−駆動系制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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