(57)【要約】【課題】形成された画像の濃度を均一化するためのメンテナンスの頻度を低減する画像形成装置、及び画像形成方法を提供する。【解決手段】被描画媒体に対して液滴を吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドにより前記液滴が前記被描画媒体に吐出されることにより形成される画像の濃度を均一化するための濃度補正情報が記憶された記憶手段と、前記記憶手段により記憶された前記濃度補正情報に基づき、前記被描画媒体に対して液滴を吐出するように前記記録ヘッドを制御する記録ヘッド制御手段と、前記記録ヘッド制御手段により制御された前記記録ヘッドによって吐出された液滴が前記被描画媒体に着弾する位置をランダムに変化させるための着弾位置変化手段と、を有する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被描画媒体に対して液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドにより前記液滴が前記被描画媒体に吐出されることにより形成される画像の濃度を均一化するための濃度補正情報が記憶された記憶手段と、
前記記憶手段により記憶された前記濃度補正情報に基づき、前記被描画媒体に対して液滴を吐出するように前記記録ヘッドを制御する記録ヘッド制御手段と、
前記記録ヘッド制御手段により制御された前記記録ヘッドによって吐出された液滴が前記被描画媒体に着弾する位置をランダムに変化させるための着弾位置変化手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記着弾位置変化手段は、前記記録ヘッドと前記被描画媒体との間に風圧を発生することにより、前記記録ヘッドにより吐出された液滴が前記被描画媒体に着弾する位置をランダムに変化させる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記録ヘッドには、前記液滴を吐出するとともに、２次元的に配置された複数のノズルが設けられている請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
被描画媒体に対して液滴を吐出する記録ヘッドにより前記液滴が前記被描画媒体に吐出されることにより形成される画像の濃度を均一化するための濃度補正情報に基づき、前記被描画媒体に対して液滴を吐出するように前記記録ヘッドを制御する記録ヘッド制御段階と、
前記記録ヘッド制御段階により制御された前記記録ヘッドによって吐出された液滴が前記被描画媒体に着弾する位置をランダムに変化させるための着弾位置変化段階と、
を有する画像形成方法。
【請求項５】
前記着弾位置変化段階では、前記記録ヘッドと前記被描画媒体との間に風圧を発生することにより、前記記録ヘッドにより吐出された液滴が前記被描画媒体に着弾する位置をランダムに変化させる請求項４に記載の画像形成方法。
【請求項６】
前記記録ヘッドには、前記液滴を吐出するとともに、２次元的に配置された複数のノズルが設けられている請求項４又は請求項５に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、及び画像形成方法に関し、特に、液滴を被描画媒体に吐出することにより画像を形成する画像形成装置、及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を吐出して画像を形成する場合、スジむらが発生することがある。このスジむらの発生を抑制するために、着弾した液滴であるドットの着弾位置を変化させたり、ドットの状態をランダム、又は周期的に変化させたりすることで、スジむらの発生を抑制する手法が特許文献１〜特許文献３に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、プリンタのプリントヘッドに機械的に振動を与えることにより、ドットの位置にランダムな変化を与え、スジむらを低減させる技術が開示されている。この場合、装置のキーであるヘッドに機械的振動を与えるため、信頼性を低下させる懸念がある。また、重量のあるヘッドを振動させるためには大きなエネルギーが必要となり、消費電力の増大につながる。
【０００４】
また、特許文献２には、液滴吐出装置において、液滴吐出の駆動信号を複数用意して、異なる駆動信号を選択して駆動することにより、液滴の着弾状態（着弾位置、ドット径、等）をばらつかせることで、スジむらを低減する技術が開示されている。この場合、複数の駆動信号を保存するメモリの増大や、選択駆動するための回路系が必要となり、コストアップとなってしまう。また、保存可能な異なる駆動信号の数に制約が生じ、ランダム化の効果、つまりむらの低減効果が限定される。
【０００５】
更に、特許文献３には、液体を吐出する吐出手段に設けられた圧力発生素子に、異なるエネルギーを供給することにより、吐出方向をランダムに制御することで、スジむらを低減させる技術が開示されている。
【０００６】
上述した従来技術には、ランダムなノイズを付加するので、スジむらの原因であるドット位置などの誤差情報は不要であり、従って、ドット誤差の経時変化などにも対応できるなど、ロバストネスの向上を図れる一方で、これらの従来技術では、スジむらの全レベルをノイズ付加のみで解消するというものであるため、その弊害として、ザラツキが悪化することとなる。
【０００７】
そこで、ノズル（記録素子）の吐出特性（誤差特性）に基づき、画像データの処理によって、被描画媒体に吐出されることにより形成される画像の濃度が均一化されないことにより発生するむらを補正する技術が特許文献４、５に開示されている。
【０００８】
特許文献４には、テストパターンを描画し、それを読み取って得た濃度情報から、濃度を均一化するための補正データを生成し、むらを補正する技術が開示されている。
【０００９】
また、特許文献５には、記録素子の記録特性に起因した濃度むらを求め、その周波数特性に応じて補正係数を決定してむら補正を行う技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２２７１８３号公報
【特許文献２】特開２００４−２８４２８７号公報
【特許文献３】特開２００４−２６８３０８号公報
【特許文献４】特許第３０４０４２５号公報
【特許文献５】特開２００６−３４７１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した特許文献４、５に開示されたいずれの技術も、テストパターンなどを描画して、記録素子の誤差情報を取得し、補正データを算出するというものであるが、温度変化や、経時による描画装置の状態の変化に対して、従前の補正データは適合しないため、新たに記録特性を取得しなおす必要があり、その際には、テストパターンの描画、及びテストパターンを読み込み、それに対応する補正情報を生成するという煩雑なメンテナンスが必要となっている。
【００１１】
このように従来の技術では、形成された画像の濃度を均一化するためのメンテナンスの頻度が高いという問題点があった。
【００１２】
本発明は上記問題点に鑑み、形成された画像の濃度を均一化するためのメンテナンスの頻度を低減する画像形成装置、及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、被描画媒体に対して液滴を吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドにより前記液滴が前記被描画媒体に吐出されることにより形成される画像の濃度を均一化するための濃度補正情報が記憶された記憶手段と、前記記憶手段により記憶された前記濃度補正情報に基づき、前記被描画媒体に対して液滴を吐出するように前記記録ヘッドを制御する記録ヘッド制御手段と、前記記録ヘッド制御手段により制御された前記記録ヘッドによって吐出された液滴が前記被描画媒体に着弾する位置をランダムに変化させるための着弾位置変化手段と、を有する。
【００１４】
ここで、請求項１に記載の発明では、記録ヘッドが被描画媒体に対して液滴を吐出し、記憶手段には前記記録ヘッドにより前記液滴が前記被描画媒体に吐出されることにより形成される画像の濃度を均一化するための濃度補正情報が記憶され、記録ヘッド制御手段が前記記憶手段により記憶された前記濃度補正情報に基づき、前記被描画媒体に対して液滴を吐出するように前記記録ヘッドを制御し、着弾位置変化手段が前記記録ヘッド制御手段により制御された前記記録ヘッドによって吐出された液滴が前記被描画媒体に着弾する位置をランダムに変化させる。
【００１５】
請求項１の発明によれば、濃度補正情報が現在の状態には適合しない場合、或いは濃度補正における補正残差等に対して、着弾位置をランダムにすることにより、むらの発生を抑制できることから、高品質な描画品質を維持することができる結果、形成された画像の濃度を均一化するためのメンテナンスの頻度を低減する画像形成装置を提供することができる。
【００１６】
また、請求項２の発明は、前記着弾位置変化手段は、前記記録ヘッドと前記被描画媒体との間に風圧を発生することにより、前記記録ヘッドにより吐出された液滴が前記被描画媒体に着弾する位置をランダムに変化させる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、風圧を発生する手段は、ヘッドに機械的振動を与えることなく、またランダムにするための複数の駆動信号を保存するメモリや、選択駆動するための回路系を必要としないため、信頼性の低下、及びコストを抑制することができる。
【００１８】
また、請求項３の発明は、前記記録ヘッドには、前記液滴を吐出するとともに、２次元的に配置された複数のノズルが設けられている。
【００１９】
請求項３の発明によれば、１次元的に配置されたノズルと比較して、より多くの液滴が風の影響を受けるとともに、風もより多くの液滴の影響を受けるため、よりランダムに液滴が着弾する位置を変化させることができる。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項４の発明は、被描画媒体に対して液滴を吐出する記録ヘッドにより前記液滴が前記被描画媒体に吐出されることにより形成される画像の濃度を均一化するための濃度補正情報に基づき、前記被描画媒体に対して液滴を吐出するように前記記録ヘッドを制御する記録ヘッド制御段階と、前記記録ヘッド制御段階により制御された前記記録ヘッドによって吐出された液滴が前記被描画媒体に着弾する位置をランダムに変化させるための着弾位置変化段階と、を有する。
【００２１】
請求項４の発明は、請求項１の発明と同様に作用するため、請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【００２２】
請求項５の発明は、前記着弾位置変化段階では、前記記録ヘッドと前記被描画媒体との間に風圧を発生することにより、前記記録ヘッドにより吐出された液滴が前記被描画媒体に着弾する位置をランダムに変化させる。
【００２３】
請求項５の発明は、請求項２の発明と同様に作用するため、請求項２の発明と同様の効果が得られる。
【００２４】
請求項６の発明は、前記記録ヘッドには、前記液滴を吐出するとともに、２次元的に配置された複数のノズルが設けられている。
【００２５】
請求項６の発明は、請求項３の発明と同様に作用するため、請求項３の発明と同様の効果が得られる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、形成された画像の濃度を均一化するためのメンテナンスの頻度を低減する画像形成装置、及び画像形成方法を提供することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。なお、以下の説明では、被描画媒体として記録媒体を用いた例について説明する。被描画媒体が転写ベルトなど、他の被描画媒体の場合は、記録媒体をその被描画媒体に読み替えることで、記録媒体以外の被描画媒体にも適用することができる。
【００２８】
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す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、このインクジェット記録装置１１０は、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数の記録ヘッド（以下、ヘッドという。）１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙを有する印字部１１２と、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙ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、記録媒体たる記録紙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のノズル面（インク吐出面）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、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部１２６とを備えている。なお、本明細書でいう「印字」とは、文字の印刷の他に画像の印刷も含む。また、後述するノイズ付加機能を実現するための構成（不図示）も含まれる。
【００２９】
インク貯蔵／装填部１１４は、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙ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。
【００３０】
図１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。
【００３１】
複数種類の記録媒体（メディア）を利用可能な構成にした場合、メディアの種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなど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、使用される記録媒体の種類（メディア種）を自動的に判別し、メディア種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。
【００３２】
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クセが残り、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クセ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。
【００３３】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１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。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。
【００３４】
デカール処理後、カットされた記録紙１１６は、ベルト搬送部１２２へと送られる。ベルト搬送部１２２は、ローラ１３１、１３２間に無端状のベルト１３３が巻き掛けられた構造を有するように構成されている。
【００３５】
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穴（不図示）が形成されている。同図に示されるように、ローラ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のノズル面、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１３４が設けられており、この吸着チャンバ１３４をファン１３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１１６がベルト１３３上に吸着保持される。なお、吸引吸着方式に代えて、静電吸着方式を採用してもよい。
【００３６】
ベルト１３３が巻かれているローラ１３１、１３２の少なくとも一方に図示しないモータの動力が伝達されることにより、ベルト１３３は図１上の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は図１の左から右へと搬送される。
【００３７】
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、或いはこれらの組合せなどがある。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線速度を変えると清掃効果が大きい。
【００３８】
なお、ベルト搬送部１２２に代えて、ローラ・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・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
【００３９】
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に加熱空気を吹き付け、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。
【００４０】
印字部１１２の各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１１０が対象とする記録紙１１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録紙１１６の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。
【００４１】
ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは、記録紙１１６の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙが記録紙１１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。
【００４２】
ベルト搬送部１２２により記録紙１１６を搬送しつつ各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙１１６上にカラー画像を形成し得る。
【００４３】
このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙１１６と印字部１１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００４４】
本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
【００４５】
図１に示した印字検出部１２４は、印字部１１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ又はエリアセンサ）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や着弾位置誤差などの吐出特性をチェックする手段として機能する。
【００４６】
本例の印字検出部１２４には、受光面に複数の受光素子（光電変換素子）が２次元配列されてなるＣＣＤエリアセンサを好適に用いることができる。エリアセンサは、少なくとも各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）の全域を撮像できる撮像範囲を有しているものとする。１つのエリアセンサで所要の撮像範囲を実現してもよいし、複数のエリアセンサを組み合わせて（繋ぎ合わせて）所要の撮像範囲を確保してもよい。或いはまた、エリアセンサを移動機構（不図示）によって支持し、エリアセンサを移動（走査）させることによって所要の撮像範囲を撮像する構成も可能である。
【００４７】
また、エリアセンサに代えてラインセンサを用いることも可能である。この場合、ラインセンサは、少なくとも各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列（光電変換素子列）を有する構成が好ましい。
【００４８】
このように、印字検出部１２４は、イメージ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、着弾位置誤差、ドット形状、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部１８０及びシステムコントローラ１７２に提供する。
【００４９】
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、熱風を吹き付ける方式が好ましい。
【００５０】
多孔質のペーパーに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパー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。
【００５１】
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１４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００５２】
こう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１１０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不図示の選別手段が設けられている。
【００５３】
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１４８によってテスト印字の部分を切り離す。また、図には示さないが、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る。
【００５４】
次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号１５０によってヘッドを示すものとする。
【００５５】
図３はヘッド１５０の構造例を示す平面透視図であり、図４はその一部の拡大図である。また、図５は１つの液滴吐出素子（１つのノズル１５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図４中の３３−３３線に沿う断面図）である。
【００５６】
記録紙１１６上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド１５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド１５０は、図３、図４に示したように、インク吐出口であるノズル１５１と、各ノズル１５１に対応する圧力室１５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）１５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。
【００５７】
なお、記録紙１１６の送り方向と略直交する方向に記録紙１１６の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。
【００５８】
各ノズル１５１に対応して設けられている圧力室１５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図３、図４参照）、対角線上の両隅部の一方にノズル１５１への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口（供給口）１５４が設けられている。なお、圧力室１５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。
【００５９】
図５に示したように、各圧力室１５２は供給口１５４を介して共通流路１５５と連通されている。共通流路１５５はインク供給源たるインクタンク（不図示）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路１５５を介して各圧力室１５２に分配供給される。
【００６０】
圧力室１５２の一部の面（図５において天面）を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）１５６には個別電極１５７を備えたアクチュエータ１５８が接合されている。個別電極１５７と共通電極間に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ１５８が変形して圧力室１５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル１５１からインクが吐出される。なお、アクチュエータ１５８には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電体を用いた圧電素子が好適に用いられる。インク吐出後、アクチュエータ１５８の変位が元に戻る際に、共通流路１５５から供給口１５４を通って新しいインクが圧力室１５２に再充填される。
【００６１】
画像情報から生成さるドット配置データに応じて各ノズル１５１に対応したアクチュエータ１５８の駆動を制御することにより、ノズル１５１からインク滴を吐出させることができる。図１で説明したように、記録媒体たる記録紙１１６を一定の速度で副走査方向に搬送しながら、その搬送速度に合わせて各ノズル１５１のインク吐出タイミングを制御することによって、記録紙１１６上に所望の画像を記録することができる。
【００６２】
上述した構造を有するインク室ユニット１５３を図６に示す如く主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。
【００６３】
すなわち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット１５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosθとなり、主走査方向については、各ノズル１５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。
【００６４】
上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。
【００６５】
そして、上述の主走査によって記録される１ライン（或いは帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向といい、上述の副走査を行う方向を副走査方向という。すなわち、本実施形態では、記録紙１１６の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。
【００６６】
本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示した例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ１５８の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。
【００６７】
図７は、インクジェット記録装置１１０のシステム構成を示すブロック図である。同図に示したように、インクジェット記録装置１１０は、大きく分けて、システム制御部２００、及びプリント制御部１８０を含んで構成される。
【００６８】
システム制御部２００は、通信インタフェース１７０、システムコントローラ１７２、画像メモリ１７４、ＲＯＭ１７５、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８等を備えている。
【００６９】
通信インタフェース１７０は、オペレータが当該インクジェット記録装置１１０に対して印刷の指示等を行うため等に用いられるホスト装置１０とのインタフェース部である。通信インタフェース１７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインタフェースやセントロニクスなどのパラレルインタ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。
【００７０】
ホスト装置１０から送出された画像データは通信インタフェース１７０を介してインクジェット記録装置１１０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、通信インタフェース１７０を介して入力された画像を記憶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。
【００７１】
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、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ１７２は、通信インタフェース１７０、画像メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８、プリント制御部１８０等の各部を制御し、ホスト装置１０との間の通信制御、画像メモリ１７４及びＲＯＭ１７５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１８９を制御する制御信号を生成する。なお、プリント制御部１８０に対しては、制御信号の他に、画像メモリ１７４に記憶された画像情報を送信する。また、システムコントローラ１７２は、印字検出部１２４から読み込んだ読取データから着弾位置誤差のデータやドット形状のデータ等を生成することもできる。
【００７２】
また、ＲＯＭ１７５には、システムコントローラ１７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。ＲＯＭ１７５は、書換不能な記憶手段であってもよいが、各種のデータを必要に応じて更新する場合は、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段を用いることが好ましい。
【００７３】
画像メモリ１７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。
【００７４】
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搬送系のモータ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等のヒータ１８９を駆動するドライバである。
【００７５】
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、システム制御部２００から送信された画像情報から吐出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手段として機能するとともに、生成したインク吐出データに基づいてヘッド１５０の吐出駆動を制御する。
【００７６】
以下、本実施の形態に係る画像形成処理について説明する。まず、図８のフローチャートを用いて、画像の濃度を均一化するためのメンテナンス処理の流れについて説明する。この濃度補正情報とは、記録ヘッド１５０により液滴が記録紙１１６に吐出されることにより形成される画像の濃度を均一化するための情報である。また、以下に示す処理は、システムコントローラ１７２のＣＰＵにより実行されるものである。
【００７７】
まず、ステップ１０１で、記録ヘッド１５０により濃度補正用テストパターンを形成する。この濃度補正用テストパターンとして、例えば階調を段階的に変えながら形成された画像などが挙げられる。
【００７８】
次のステップ１０２で、印字検出部１２４により、濃度補正用テストパターンを読み取り、ステップ１０３で、濃度情報を取得する。この濃度情報とは、濃度補正用テストパターンの濃度を示す情報である。
【００７９】
次のステップ１０４で、濃度補正情報の生成に用いられる記録特性情報を生成し、ステップ１０５で、濃度補正情報を生成する。そして、ステップ１０６で、濃度補正情報を上記画像メモリ１７４に記憶して、処理を終了する。
【００８０】
次に、上述した処理により記憶された濃度補正情報を用いて実際の画像を形成する処理の流れについて、図９のフローチャートを用いて説明する。
【００８１】
まず、ステップ２０１で、画像メモリ１７４から画像データを取得する。更にステップ２０２で、画像メモリ１７４から濃度補正情報を取得する。この濃度補正情報を用いて、ステップ２０３で、画像データを補正した補正画像データを生成する。そして、ステップ２０４で、ヘッド１５０が画像を形成するために用いる描画情報を補正画像データから生成する。
【００８２】
このように、ヘッド１５０により液滴が記録紙１１６に吐出されることにより形成される画像の濃度を均一化するための濃度補正情報に基づき、記録紙１１６に対して液滴を吐出するようにヘッド１５０を制御する。
【００８３】
次のステップ２０５で、ノイズ付加機能を始動させる。このノイズ付加機能とは、ヘッド１５０により吐出された液滴が記録紙１１６に着弾する位置をランダムに変化させる機能であり、詳細は後述する。
【００８４】
次のステップ２０６で、ヘッド１５０により液滴が吐出され、ステップ２０７でノイズ付加機能によりランダムな位置に液滴が着弾することとなる。このステップ２０７は、分かりやすくするために加えたステップであり、処理としてのステップではない。次のステップ２０８で、全ての画像が形成されたか否か判断し、否定判断した場合には、再びステップ２０６の処理に戻り、肯定判断した場合には、ステップ２０９でノイズ付加機能停止して処理を終了する。
【００８５】
このように、濃度を均一化するための補正を行い、液滴が記録紙１１６に着弾する位置をランダムに変化させることで、ザラツキを悪化させることなく、テストパターンの描画による濃度補正情報を取得する過程で把握できた記録誤差特性に対しては、濃度補正機能により精度よくむらが解消されることとなる。
【００８６】
また、濃度補正情報取得時からの経時変化や温度変化により、濃度補正情報が現在の状態には適合しない場合、或いは濃度補正における補正残差等に対して、着弾位置をランダムにすることにより、むらの発生を抑制できることから、高品質な描画品質を維持することができる結果、形成された画像の濃度を均一化するためのメンテナンスの頻度を低減するインクジェット記録装置１１０、及び画像形成方法を提供することができる。
【００８７】
次に、上述したノイズ付加機能について説明する。本実施の形態におけるノイズ付加機能は、ヘッド１５０と記録紙１１６との間に風圧を発生することにより、ヘッド１５０により吐出された液滴が記録紙１１６に着弾する位置をランダムに変化させるための機能である。
【００８８】
このノイズ付加機能は、図１０に示されるように、変動ピッチパラメータと変動振幅パラメータに基づき、システムコントローラ１７２がファン３０２を制御することにより実現される。この図１０は、システムコントローラ１７２とファン３０２との関係を示すブロック図である。
【００８９】
システムコントローラ１７２が、画像の形成を開始する信号を発生すると、ファン３０２のコントローラ（不図示）がファンを駆動させる。コントローラには、ファン３０２により発生するドット位置変動の平均的なピッチと振幅を指定できるパラメータの入力が可能であり、それらパラメータは、形成されたサンプル画像をオペレータが観察し、スジむらやザラツキの状態から、最適なパラメータをシステムコントローラ１７２に設定する。
【００９０】
本実施の形態に係るノイズ付加機能は、具体的に、ノズル１５１と記録紙１１６との間に、風圧を発生（乱れた空気の流れ、時間的に変化する空気の流れ、乱流、脈流、または、空気の振動）することにより、飛翔時のドットの軌跡をそらし、ドット着弾位置を時間的にランダムに変化させる。
【００９１】
図１０では、ファン３０２を用いているが、風圧を発生するものであれば良く、送風機（ファン、ブロア）の他に、振動板などが挙げられる。振動板として、例えば音／音圧発生装置（スピーカー）、などが挙げられる。
【００９２】
ファン３０２を用いたノイズ付加機能の構成を、図１１に示す。図１１には、システムコントローラ１７２、ファン３０２、制風ガイド３００、及びヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙが示されている。
【００９３】
ファン３０２及び制風ガイド３００は、ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙの全てに設けても良いが、同図においては、ヘッド１１２Ｙに設けられたファン３０２及び制風ガイド３００のみを示している。
【００９４】
同図に示されるように、ファン３０２は、システムコントローラ１７２により制御され、ファン３０２が発生した風圧による風は、制風ガイド３００によりヘッド１１２Ｙと記録紙１１６との間に導かれるようになっている。
【００９５】
ブロア／コンプレッサー３０４を用いた他の構成を、図１２に示す。図１２（ａ）には、システムコントローラ１７２、ブロア／コンプレッサー３０４、制風ガイド３００、及びヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙが示されている。図１２（ｂ）には、送風先が示されている。
【００９６】
図１２に示される構成の場合は、図１１に示した構成と比較して、制風ガイド３００により、ヘッド１１２に均等に送風されるようになっている。なお、上述したファン３０２や、ブロア／コンプレッサー３０４に代えて、スピーカを用いるようにした場合にも風圧を発生することができる。
【００９７】
図１３（ａ）には、ファン３０２の例としてシロッコファンの図を示し、図１３（ｂ）には、ファン３０２による風速を、グラフを用いて示している。同図（ｂ）に示されるグラフの横軸は時間を示し、縦軸は風速を示している。このグラフには、時間とともに風速がランダムに変化することが示されており、その結果、着弾位置をランダムに変化できるようになっている。
【００９８】
図１４は、図１１に示した構成において、液滴が着弾する様子を示している。同図には、ファン３０２、ヘッド１５０、ノズル１５１、及び記録紙１１６が示され、ヘッド１５０と記録紙１１６との間に送風されている様子を示している。
【００９９】
同図に示されるように、液滴の飛翔速度をｖd、風速をｖbとし、また、ノズル１５１から記録紙１１６までの飛翔距離をＤとすると、風速によるドット着弾位置の変位量ａは、近似的にａ＝（Ｄ／ｖd）×ｖbとなる。
【０１００】
例えば、飛翔距離Ｄ＝1(mm)、滴速ｖd＝10（m/sec）に対して、変位量ａ＝1(μｍ)とするために必要な風速はｖb＝0.01(m/sec)となる。実際には、ノズル１５１と記録紙１１６との間が狭いので、これより大きな風速が必要となるが、実際の系にあわせて、最適な条件を設定すればよい。また、上記の風速ｖb＝0.01(m/sec)というのは、風速の変化を意味しているので、例えば、0〜0.01m/sであってもよいし、1.00〜1.01m/sであってもよい。
【０１０１】
次に、記録紙１１６に着弾する位置について説明する。図１５は記録紙１１６における着弾位置を示す図であり、同図（ａ）は、風圧を発生しない状態での着弾位置を示し、同図（ｂ）は、風圧を発生した状態での着弾位置を示している。
【０１０２】
この図において、液滴の着弾位置は、ノズル１５１と記録紙１１６の相対走査方向（ｙ）に対して、直交する方向（ｘ）を含む方向にずれた位置とする。
【０１０３】
そして、同図（ｂ）に示されるようにランダムな位置変化の平均的なピッチｐは、視覚特性からｐ≦2mmが望ましく、ｐがそれより大きい場合、スジとして視認される可能性が高いため、ｐ≦2mmとすることにより、スジむらの視認性低減効果を発揮することができる。逆に、ｐが小さすぎると平均化され、人の目で感じる濃度むらの平均位置に変化がなく、つまり、濃度むらの拡散効果が下がるので、ｐ≧0.05mmが望ましい。
【０１０４】
更に、振幅ａは、その標準偏差ａ（σ）が、a（σ）≒1〜3μmとなることが望ましい。標準偏差が大きすぎると、ザラツキとなり画質を悪化させるためである。具体的には、ａ≦3μｍ、または、最大でａ≦9μｍとする。
【０１０５】
従って、図１５（ｂ）において、ヘッド１５０と記録紙１１６との相対走査速度をｖsとした場合、例えば、ｖs＝0.5(m/s)とすると、風圧により発生する脈流、振動の平均的な周波数ｆは、ｆ≒ｖ／ｐとしたとき、ｐ＝0.05〜2(mm)、ｖs＝0.5(m/s) により、 ｆ＝0.25〜10(kHz)とするのが望ましい。
【０１０６】
求まった周波数を発生させるため、ファン３０２の回転数Ｎと羽の数ｎとで決まるＮ・ｎの周波数の脈流となるため、図１３（ａ）に示したシロッコファンの場合、ｎ＝７に対し、Ｎ＝ｆ／ｎ・60＝２１００〜８５０００(rpm)となるが、現実的には、６０００(rpm)程度となる。ファン３０２の傾斜角の最適化により、風速と両立させるようにする。
【０１０７】
一方、ファン３０２に代えて、スピーカで風圧を発生する場合には、ｆ＝0.25〜10kHzの音を発生させればよい。
【０１０８】
また、空気の流れの時間的な変化をよりはっきりさせるために、図１６に示されるような、ファン３０２やブロア／コンプレッサー３０４が発生した風圧を断続的に遮断する手段を設けてもよい。図１６の場合は、４枚の羽により風圧を遮断するようになっている。
【０１０９】
上述した説明では、ファン３０２、ブロア／コンプレッサー３０４、スピーカを例として説明したが、風圧を発生できるものであれば、これらに限られない。また、本実施の形態に係るインクジェット記録装置１１０のように、ヘッド１５０に２次元的に配置された複数のノズルが設けられている場合、１次元的に配置されたノズルと比較して、より多くの液滴が風の影響を受けるとともに、風もより多くの液滴の影響を受けるため、よりランダムに液滴が着弾する位置を変化させることができる結果、ノイズ付加によるランダム化の効果が大きくなる。
【０１１０】
なお、ノイズ付加の方法としては、引用文献に開示された方法以外でも、液滴を帯電させ飛翔中に印加される電界を制御して偏向させる方法（特開平10-119290号公報）、液体室内の２つの圧力発生素子（気泡発生素子）の時間差を制御して吐出方向を変える方法（特開2005-88275号公報）などがある。
【０１１１】
また、ノイズ付加によるむら低減機能、むら補正機能については、インクの色や、画像の濃度に応じて、それらの機能を用いるか否か、或いは用いた場合にどれだけむらを低減、補正するかを指定できることが望ましい。
【０１１２】
例えば、黒色（Ｋ）は、スジむらの視認性が高いので、十分にむら低減、むら補正を行う必要があるが、黄色（Ｙ）の視認性は低いので、むら低減、むら補正共に不要でもよい可能性がある。
【０１１３】
また、黒色においても、画像の濃度域によりスジむらの視認性が異なるので、画像の濃度に応じてむら低減、むら補正の程度を変更できるのが望ましい。変更可能であれば、実際に形成された画像に応じて最適なパラメータを決定することが可能となる。
【０１１４】
このように、液滴が記録紙１１６に着弾する位置をランダムに変化させることにより、温度変化や、経時変化によって濃度補正情報が現在の状態に適合しなくなっても、むら低減、むら補正を行うことができるため、メンテナンスの頻度を低減することができる。
【０１１５】
その他、本実施の形態によれば、ノズル１５１の位置誤差（製造誤差）、吐出方向誤差（製造誤差）、ヘッド１５０のインクジェット記録装置１１０への取り付け角度誤差（組立調整誤差）、モジュール間のつなぎ位置誤差など、固定的な誤差に起因するドット位置誤差、或いは吐出方向の経時変化（メンテナンス、インク特性の経時変化）に起因するドット位置誤差、更にヘッド１５０と搬送系との相対方向の誤差（部品精度起因）に起因するドット位置誤差よって発生するスジむらを低減することができる。
【０１１６】
更に、滴量誤差（製造誤差）、駆動信号の誤差（制御誤差）、など変動的な誤差に起因するドット径誤差、或いは、滴量誤差の経時変化に起因するドット径誤差によって発生するスジむらを、誤差量の検出や特定をせずとも低減することができる。
【０１１７】
また、むら補正に対する補正残差（測定誤差、制御誤差）、つまり、補正しきれないむらを低減することができる。
【０１１８】
このように、本実施の形態によるスジむら低減のための考え方は、固定的にではなく、ランダムに変化させることで、方向性のあるスジとして感じさせなくするものである。この場合、代わりに、ザラツキにより画像が若干劣化するが、本実施の形態では、スジとザラツキをバランスよく補正することで、画像の総合的な品質を向上させることができる。
【０１１９】
以上説明した実施の形態は、転写方式のインクジェット記録装置、直接描画方式のインクジェット記録装置のいずれにも適用できることは言うまでもない。
【０１２０】
また、記録紙１１６も通常の紙の他に、フィルムやその他インクジェットの液滴が付着するものであればよい。
【０１２１】
更に、本実施の形態における画像形成装置は、シングルパス方式として説明したが、往復走査（シャトルスキャン）方式などでも同様の効果があり、これら方式に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す側面図である。
【図２】実施形態に係るインクジェット記録装置の印字部及びその周辺の構成を示す平面図である。
【図３】実施形態に係るインクジェット記録装置のヘッドの構造例を示す平面透視図である。
【図４】図３におけるインク室ユニットの拡大図である。
【図５】図３の３３−３３切断線における断面図である。
【図６】実施形態に係るインクジェット記録装置のヘッドのノズル配列の一例を示す概略図である。
【図７】実施形態に係るインクジェット記録装置の電気的構成の一例を示す概略図である
【図８】メンテナンス処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】濃度補正情報を用いて画像を形成する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】システムコントローラとファンとの関係を示すブロック図である。
【図１１】ノイズ付加機能を実現する構成例を示す図である（その１）。
【図１２】ノイズ付加機能を実現する構成例を示す図である（その２）。
【図１３】シロッコファン及び風速を示す図である。
【図１４】液滴が着弾する様子を示す図である。
【図１５】記録紙における着弾位置を示す図である。
【図１６】風圧を断続的に遮断する手段の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１１０  インクジェット記録装置
１１２  印字部
１１６  記録紙
１２４  印字検出部
１５０  ヘッド
１５１  ノズル
１７２  システムコントローラ
１７４  画像メモリ
１８０  プリント制御部
２００  システム制御部
３００  制風ガイド
３０２  ファン
３０４  ブロア／コンプレッサー
【図１】
2009234190.tif 000003
【図２】
2009234190.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2009234190.tif 000013
【図１５】
2009234190.tif 000014
【図１６】
2009234190.tif 000015
【図１２】
2009234190.tif 000016
【図１３】
2009234190.tif 000017
【図１４】
2009234190.tif 000018