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JP2974468B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

画像形成装置及び画像形成方法

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JP2974468B2
JP2974468B2 JP3231645A JP23164591A JP2974468B2 JP 2974468 B2 JP2974468 B2 JP 2974468B2 JP 3231645 A JP3231645 A JP 3231645A JP 23164591 A JP23164591 A JP 23164591A JP 2974468 B2 JP2974468 B2 JP 2974468B2
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規文 小板橋
正人 片山
美由紀 松原
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Canon Inc
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Priority to CA002077854A priority patent/CA2077854C/en
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Priority to US08/873,750 priority patent/US5946006A/en
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の記録素子を配列
した記録ヘッドの記録特性のばらつきに起因して発生す
る濃度ムラの補正を行う画像形成装置、及び画像形成方
法に関する。特に複数のノズルを配列してなる加熱型イ
ンクジェット記録ヘッドを使用した画像形成装置や、複
数の記録ヘッドを用いてなるカラー画像記録装置に対し
て有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、紙、ＯＨＰ用シートなどの記録媒
体（以下、記録用紙または単に紙という）に対して記録
を行う画像形成装置は、種々の記録方式による記録ヘッ
ドを搭載した形態で提案されている。この記録ヘッドに
は、ワイヤードット方式、感熱方式、熱転写方式、イン
クジェット方式によるものなどがある。特に、インクジ
ェット方式は、記録用紙に直接インクを噴射するもので
あるので、ランニングコストが安く、静かな記録方法と
して注目されている。
【０００３】インクジェット記録装置は吐出性能の中で
も濃度変動や濃度ムラの発生をなくすため、吐出の速度
・方向性（着弾精度）と吐出量ＶDROP〔ｐｌ／ｄｏｔ〕
に関しての吐出特性安定化を、以下の方法で行ってい
た。
【０００４】１．吐出量制御方法。
【０００５】これは、本出願人が提案した特願平３−４
７１３号明細書等に記載の分割パルス幅変調法（ＰＷＭ
制御法）で、プリパルスのパルス幅を記録ヘッドの温度
に応じて変化させることにより、温度変動に起因する吐
出量変動を抑制するものである。
【０００６】２．濃度ムラ補正方法。
【０００７】これは、記録ヘッドで印字したテストパタ
ーンの濃度ムラを読み取り、各ノズル（吐出口）に対す
る濃度信号を補正する、いわゆるヘッドシェーディング
法：ＨＳ法である。
【０００８】１．の方法では特にシリアル印字方式では
ヘッドの平均的な吐出量制御を行うため、ページ内・ペ
ージ間の温度変動に起因する濃度変動をなくすことは可
能であったが、ヘッド自身の持つ濃度ムラ（シリアル印
字方式によるつなぎ方向のムラ）、すなわち、ヘッドの
ノズル毎の吐出量ばらつきに対する補正が出来ない。こ
のため、ヘッドのノズル内での濃度ムラが完全に取り除
けなかったので、特にシリアル印字方式の画像形成装置
ではシリアルのつなぎ目をピッチとした濃度ムラが発生
して、一様なトーンの画像などでは顕著なムラとして目
立った。
【０００９】そこで、１の方式の欠点を補うために２．
の方法では、ある決まった出力パターン（濃度信号一
定）でのムラ補正（ＨＳ法）を行って、ヘッドのノズル
間の吐出量ばらつきに関してもある程度軽減してきた。
この方式では、ある一定のパターン（特定ノズルの組み
合わせによる決まったパターン）での補正を行っている
ため、その濃度付近での濃度ムラは補正テーブル１（記
録ヘッドの吐出量分布、即ち、各ノズルの吐出量特性を
示すテーブル）と補正テーブル２（濃度信号を選択され
た特性によって補正するテーブル）で完全になくすこと
が可能であった。しかし、１つの決まった濃度だけの補
正ではヘッドの使用されるノズルの組み合わせが決まっ
ており、印字比率が変化した場合は使用するノズルの組
み合わせが刻々と変化するため、印字比率の急激な変化
や低印字比率及び高印字比率になると濃度による補正量
に変化が生じる。このため、補正テーブル２が線形補正
のみでは対応できなくなり濃度ムラを発生させたり、記
録剤（インクなど）や色に応じて濃度ムラの様子が変化
していた。従って、低濃度から高濃度まで全領域で色ご
とに濃度ムラを補正する方法が必要とされてきた。
【００１０】また、上記方法を全領域にわたって行う
と、特に低濃度領域で一様な濃度を出力させたときに
は、逆に補正テーブル１に応じて濃度ムラ・スジを発生
させていた。
【００１１】従って、インクジェット記録装置を読み取
り装置等を介して外部機器からの画像信号（多値デー
タ）を使用するとき、ピクトリアルカラー画像などを印
字すると、結果として低濃度領域において印字濃度スジ
が発生する。この状態で印字すると、シアン・マゼンタ
・イエロー・ブラックの４色によって形成されるフルカ
ラー画像は、特にシリアルのつなぎ部分を境に繰り返し
た濃度スジが発生し、著しく画像を低下させていた。更
に、低濃度から高濃度部での濃度ムラ補正がかかりすぎ
たり足りなかったりして不十分なために、一様なトーン
の青空や夕焼け空、人物の肌などの部分でカラーバラン
スが部分的に崩れる。このため色味の変化が生じ色ムラ
となって現れたり、色再現性が低下（色差の増大）し画
質を低下させる。また、ブラック・レッド・ブルー・グ
リーン等の単色画像でも濃度ムラが発生する等の問題が
あった。
【００１２】そこで、本発明は上述の課題を解決するた
めになされたもので、画像の低濃度領域において印字濃
度スジが発生せず、あらゆる階調において濃度ムラ・濃
度スジのない画像を安定して出力することが可能な画像
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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像形成装置は、複数の記録素子を配列し
た記録ヘッドを、該記録ヘッドの配列方向とは異なる方
向に記録媒体と相対的に移動させることで画像形成を行
う画像形成装置において、前記記録ヘッドの各記録素子
の記録特性を指示する第１の補正手段と、前記第１の補
正手段によって指示された記録特性に基づいて、各記録
素子に対応する濃度信号を補正するものであって、所定
濃度以下を示す前記濃度信号の補正の比率を減ずる第２
の補正手段と、前記第２の補正手段によって補正された
濃度信号に基づいて、前記記録ヘッドの複数の記録素子
を駆動する駆動手段と、を具備したことを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、複数の記録素子を配列
した記録ヘッドを、該記録ヘッドの配列方向とは異なる
方向に記録媒体と相対的に移動させることで画像形成を
行うとともに、前記記録ヘッドの各記録素子の記録特性
のバラツキにより発生する濃度ムラを補正する濃度ムラ
補正手段を有する画像形成装置において、前記濃度ムラ
補正手段は、前記記録ヘッドの各記録素子の記録特性を
示す第１の補正テーブルと、前記記録特性に対応し、画
像形成時の濃度を均一化するための補正データを示す第
２の補正テーブルとを有し、前記各記録素子の記録特性
に対応する補正データにより前記前記各記録素子に対応
する濃度信号を補正するとともに、所定濃度以下を示す
濃度信号に対する補正の比率を減じることを特徴とす
る。また、本発明の画像形成方法は、複数の記録素子を
配列した記録ヘッドを用いて記録媒体上に画像を形成す
る画像形成方法において、前記記録ヘッドの各記録素子
の記録特性と、画像形成時の濃度を均一化するための記
録特性毎に対応した補正データとにより、前記複数の記
録素子それぞれに対応して入力される濃度信号を補正す
る補正工程と、補正された濃度信号に基づいて、前記記
録ヘッドの複数の記録素子を駆動して画像の形成を行う
画像形成工程とからなり、前記補正工程は所定濃度以下
を示す前記濃度信号の補正の比率を減ずることを特徴と
する。
【００１４】
【作用】本発明によれば、低濃度から高濃度まで一様に
濃度ムラ補正が可能となり、ピクトリアルカラー画像を
安定して出力することが可能となった。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の画像形成装置に係る実施例に
ついて、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】（実施例１）図１は本発明の特徴を表す処
理フロー図面である。ここで、１００１は画像形成装置
の形態に応じて１つまたは複数個の記録ヘッドであり、
記録ヘッドはマルチノズル（吐出口を複数個持つ）から
なるものである。本実施例では、シリアル記録方式によ
るＣ／Ｍ／Ｙ／Ｋの４つのインクジェット記録ヘッドを
用い、カラー画像形成装置に適用したものである。１０
０３は記録媒体（被記録材）１００２に対して記録ヘッ
ドを走査するための手段、１０４０は記録媒体の１００
２の搬送手段であり、記録ヘッド１００１による記録位
置に関して記録媒体１００２を搬送する。１０１４はム
ラ補正に使われる印字パターンを読み取るための手段で
あり、本実施例では原稿を読み取り画像処理を行う読取
手段と共用している。ここでは、原稿（印刷物や被記録
媒体に印字したパターンなど）に光を照射する光源（ハ
ロゲンランプ）とその反射光を読み取る読取部（レンズ
とＣＣＤセンサー）とを有する。１０２０は濃度ムラ補
正手段であり、後でその方法を詳しく述べるが、濃度ム
ラ補正用パターンから読み取られた濃度ムラデータに基
づいて、通常記録時にヘッドのムラ補正処理を行いなが
ら画像記録を行っている。１０１５は印字制御手段であ
り、ＣＰＵ（マイコン）によって濃度ムラ補正データの
作成や、記録ヘッドの駆動条件変更やその他の印字に関
する制御を行っている。
【００１７】図２は、上記方式を適用したカラーインク
ジェット記録画像形成装置の斜視図である。同図におい
てロール状上に巻かれた被記録材４０は、搬送ローラ４
１、４２を経て給紙ローラ４３との間に保持されて、こ
れらのローラが回転することで４４方向に送られる。こ
の被記録材４５を横切ってガイドレール４６、４７が平
行に置かれており、キャリッジ４８に搭載された記録ヘ
ッドユニット４９が左右に走査可能となっている。一
方、ガイドレール４７にはスリットが設けられており、
このスリットをキャリッジ４８に設けたフォトセンサー
で検知することで、キャリッジ位置などが認識可能とな
っている。キャリッジ４８にはイエロー、マゼンタ、シ
アン、ブラックの４色のヘッド４９Ｙ，４９Ｍ，４９
Ｃ，４９Ｂｋが搭載されており、これに４色のインクタ
ンクが配置されている。各ヘッドは１２８個（４００Ｄ
ＰＩ：Ф＝２０μｍ相当の穴径）の吐出口を有したマル
チノズルヘッドである。被記録材４５は記録ヘッド４９
の印字幅（８．１２８ｍｍ相当）分ずつ間欠送りされ、
被記録材４５が停止している間に記録ヘッド４９はＰ方
向に走査し、画像信号に応じたインク滴（最大駆動周波
数：４ＫＨｚ・インク吐出量：約３０ｎｇ／ｄｏｔ）を
吐出する。
【００１８】図３は、本実施例における読取ユニット及
びその走査機構の構成を示す斜視図である。読取ユニッ
ト６０の走査部分の上には透明な原稿台ガラスが置かれ
ており、原稿２はこの上に印刷面を下向きにしてセット
して下方より読取ユニット６０で原稿の情報が読み取ら
れる構成となっている。同図において、６０は読取ユニ
ットであり、一対のガイドレール６１、６１’上をスラ
イドして画像を読み取る。読取ユニット６０は原稿照明
用の光源６２、及び原稿像をＣＣＤなどの光電変換素子
に結像させるレンズ６３などにより構成されている。６
４はフレキシブルな導線束で、光源６２やＣＣＤへの電
力供給ならびにＣＣＤからの画像信号、その他の制御信
号の伝達を行う。読取ユニット６０は記録媒体搬送方向
に対して交差する方向の主走査（Ｇ，Ｈ方向）用のワイ
ヤなどの駆動伝達部６５に固定されている。主走査方向
の駆動伝達部６５はプーリ６６、６６’の間に張架され
ており、主走査Ｇ方向に直行する画像の行情報をＣＣＤ
に対応するビット数で読み取る。画像の所定幅だけ読取
が行われた後、主走査パルスモーター６７は矢印Ιとは
逆方向に回転する。これにより読み取りユニット６０は
Ｈ方向へ移動し初期位置に復帰する。
【００１９】なお、６８、６８’はキャリッジであり、
主走査方向Ｇとほぼ直交する副走査（Ｆ）方向用のガイ
ドレール６９、６９’上をスライドする。キャリッジ６
８’は固定部材７０により、プーリ７１、７１’に張り
渡されたワイヤなどの副走査（Ｆ）方向用の駆動力伝達
部７２に固定されている。主走査が終わった後、パルス
モータもしくはサーボモータなどの副走査駆動源（不図
示）によりプーリ７１が矢印Ｈ方向に回転して所定距離
（主走査Ｇ方向の読み取り画像幅と同一の距離ｄ）移動
し、キャリッジ６８、６８’を矢印Ｆ方向へ副走査して
停止する。ここで再び主走査Ｇが開始される。この主走
査Ｇ、主走査方向の戻りＪ、副走査Ｆの繰り返しにより
原稿画像の全領域を読み取ることができる。なお、読取
ユニットの副走査を行う代わりに、原稿を副走査送りし
てもかまわない。
【００２０】ここで、本発明の濃度ムラ補正に関係した
部分についての説明をする。まず最初に、低濃度領域で
発生する濃度スジについて詳しく説明する。
【００２１】従来、濃度ムラ補正方法では図１３に示す
ような固定された濃度信号（濃度データ＝８０Ｈ：約５
０％ＤＵＴＹの印字比率）のパターン（４回印字：変則
３ライン）のみを印字して、その濃度から類推される各
色のヘッドの吐出量分布を推定する。そして、図１４に
示すような補正シーケンスに従って、図１６に示すよう
な補正テーブル１：ＨＳテーブルを演算によって作成す
る。このＨＳテーブルに従って、図１５（Ａ）に示すよ
うな画像信号（８ｂｉｔ信号：ＦＦ（ｈｅｘ）＝２５６
（ｄｅｃ））に対応した補正テーブル２：ＨＳ＿γ曲線
（補正曲線：線形曲線）の補正曲線をノズル毎に選択
し、画像信号に補正をかけることで対応してきた。
【００２２】一方、濃度信号によってインクで形成され
るドットと記録剤の白色部との割合が変化することによ
り、各濃度（ＤＵＴＹ）における濃度ムラの割合が異な
る。一般的に、低濃度ではドットがまばらであるため、
図１８（ａ）に示すように濃度ムラが目立ちにくく、高
濃度ではドットどうしの重なりが大きくなり濃度が頭打
ちとなるため、図１８（ｃ），（ｄ）に示すように濃度
ムラが目立ちにくい。このとき、濃度データとして中間
の濃度（８０Ｈ）でのムラを補正するために作成した補
正テーブル１（図１６）を使用して、低濃度信号（例え
ば、濃度データとして約２０Ｈ以下の濃度信号）を大き
な補正テーブル（例えば、±３０％）を選択して印字す
ると、逆に補正が強すぎてしまう。つまり、補正テーブ
ル１に対応したデータの間引き（テーブルの数字が少な
いものに対応：ａ）・割り増し（テーブルの数字が大き
いものに対応：ｂ）が行われ、間引かれた部分は白スジ
となり、逆に割り増しされた部分は黒スジとなって濃度
ムラ補正をすることで逆にスジを発生させていた。この
様子を、図１７（Ａ）に示す。
【００２３】更に、実際の印字では濃度データ（８ｂｉ
ｔ信号）を駆動信号（１ｂｉｔ信号）に２値化してい
る。２値化の手法として誤差拡散法や、平均濃度保存法
等があるが、いずれも閾値に満たない濃度信号（非吐
出）が連続した場合には相対的に閾値が下がるため、そ
の後比較的高い濃度信号が入力した場合には吐出されや
すくなる。このため、印字に使用されるノズルの数が少
なくまばらな低濃度信号（例えば、濃度データとして約
２０Ｈ以下の濃度信号）を大きな補正テーブル（例え
ば、±３０％）を選択して印字すると、印字に頻繁に使
用されるノズルとほとんど使用されないノズルが発生
し、上述の図１７（Ａ）に示す状態がより顕著となって
いた。
【００２４】そこで、本発明ではある濃度信号以下では
濃度ムラ補正がかからないように濃度ムラ補正にオフセ
ットをかけている（実際には、濃度信号を濃度ムラ補正
テーブル２による変換をせずにスルーにして出力してい
る）。この時の様子を図１７（Ｂ）に示す。ちなみに図
１７（Ｂ）では、この濃度ムラオフセット：ＳｉOFFを
２０（ｄｅｃ）としている。この値は、ヘッドの解像度
や被記録剤（特にインクのにじみ率）、インク成分等に
よって変化するのでこの限りではなく、それぞれ濃度ス
ジの発生が目立たないように決めれば良い。
【００２５】次に、本実施例で行っている補正アルゴリ
ズムについて更に詳しく述べる。補正の目的は、平均濃
度値へ各ノズルの印字出力結果を収束させるためのもの
で、簡単のため記録ノズル数Ｎの場合について説明す
る。ある均一画像信号：Ｓｉで各素子：ノズル（１〜
Ｎ）を駆動して印字したときに、このヘッドのノズル方
向に濃度分布が生じているとする。まず、各記録素子に
対応する部分の濃度ＯＤ1〜ＯＤN を測定し平均濃度：
ＯＤAVG ＝ΣＯＤAVG ／Ｎを求める。この平均濃度は、
各素子毎に限らず、反射光量を積分して平均値を求める
方法や周知の方法を用いて良い。画像信号の値とある素
子、あるいはある素子群の出力濃度との関係が図４のよ
うであれば、この素子あるいはこの素子群に実際与える
信号は、信号Ｓｉを補正して目的濃度：ＯＤAVGをもた
らす補正係数：αを定めれば良い。即ち、信号Ｓｉをα
×Ｓｉ＝（ＯＤAVG ／ＯＤN ）×Ｓｉに補正した補正信
号のＳｉを、入力信号Ｓｉに応じてこの素子あるいは素
子群に与えれば良い。具体的には、入力画像信号に対し
て図５のようなテーブル変換を施すことで実行される。
図５において、直線Ａは傾きが１の直線であり、入力信
号をまったく変換しないで出力するテーブルである。直
線Ｂは、傾きがα＝ＯＤAVG ／ＯＤN の直線であり、入
力信号Ｓｉに対して出力信号をα・Ｓｉに変換するテー
ブルである。従って、Ｎ番目の記録素子に対応する画像
信号に対して図５の直線Ｂの様な各テーブルごとの補正
係数αN を決定したテーブル変換を施してから印字すれ
ば、Ｎ個の記録素子で記録される部分の各濃度はＯＤAV
G と等しくなる。このような処理を全記録素子に対して
行えば、濃度ムラが補正され、均一な画像が得られるこ
とになる。即ち、どの記録素子に対応する画像信号にど
のようなテーブル変換を行えば良いかのデータをあらか
じめ求めておけば、濃度ムラの補正が可能となるわけで
ある。
【００２６】図６は、以上の構成による印字制御系フロ
ーの構成例を示したものである。ここで、７０１は上記
読取キャリッジ６０を有する読取ユニット、７０２はそ
の読取キャリッジ６０が出力する画像データ（Ｒ／Ｇ／
Ｂ）、７０３は輝度信号を濃度信号に変換する対数変換
回路、色処理を行うマスキング回路、ＵＣＲ回路、カラ
ーバランス調整回路等の処理を行う画像処理部、７０４
は画像処理後の画像信号（Ｃ／Ｍ／Ｙ／Ｋ）、７０５は
ムラ補正変換テーブルが記憶されているＲＯＭ、７０６
はムラ補正後の画像信号、７０７は２値化回路、７０８
は２値化後の画像信号、７０９はヘッド駆動回路、７１
０はヘッド駆動信号である。７１１は記録ヘッドであ
り、図２のヘッド１Ｙ〜１Ｂｋを代表して示すものであ
る。７１２はムラ読取信号、７１３はこれを保持するＲ
ＡＭ、７１５は各部を制御するＣＰＵ，７１６、７１８
はムラ補正信号、７１７−Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄはムラ補正Ｒ
ＡＭである。また、７２０は吸引などを行うことにより
記録ヘッド７１１の吐出状態を良好に保つための回復手
段である。７２１は、図８を用いて説明する補正プログ
ラムを格納したＲＯＭ，７２３は被記録材４５を搬送す
るための手段、７２５は記録ヘッドを被記録材に対して
走査させる手段である。
【００２７】画像処理された画像信号７０４は、ムラ補
正テーブルＲＯＭ７０５（補正テーブル２）により、記
録ヘッドのムラを補正するように変換される。このムラ
補正テーブルＲＯＭ７０５は補正曲線（線形補正：直
線）を６４本持っており、ムラ補正信号７１８に応じて
補正曲線を切り換えることになる。図７はムラ補正テー
ブル２の１例を示し、本実施例ではＹ＝０．６８Ｘから
Ｙ＝１．３１Ｘまでの傾きが０．０１ずつ異なる補正直
線を６４本有しており、ムラ補正信号７１８に応じて補
正直線を切り換える。たとえば、吐出量の多い吐出口
（結果として被記録材上でのドット径が大きくなる）で
記録する画素の信号が入力し時には、傾きの小さい補正
直線を選択し、逆に、吐出量の少ない（ドット径の小さ
い）吐出口の時には傾きの大きな補正直線を選択するこ
とにより画像信号を補正し、ある面積の中での濃度ムラ
分布を補正するのである。このとき、濃度ムラ補正に対
して濃度ムラオフセットをかけるために、入力信号がＳ
ｉOFF （２０（ｄｅｃ））以下の場合はＹ＝１. ０Ｘの
直線１本のみを使用して、ムラ補正信号７１８に対して
も補正曲線を切り換えることをさせないようにしてあ
る。
【００２８】図７（Ａ）に示す補正テーブル２は、従来
使用していた補正テーブル２（図５参照）において入力
信号が０からＳｉOFF の場合に、補正直線をＹ＝１. ０
Ｘの１本にしたものである。従って、従来使用していた
補正テーブル２に基づいて容易に作成することができ
る。一方、同図（Ｂ）に示す補正テーブル２は、入力信
号がＳｉOFF の点から補正直線を６４本有しており、補
正直線に不連続点がない。従って、入力信号がＳｉOFF
の近傍で擬似階調が発生せず、画像品位が低下すること
がない。
【００２９】ムラ補正ＲＡＭ７１７（補正テーブル１）
は、それぞれのヘッドのムラを補正するのに必要な補正
直線の選択信号を記憶している。すなわち、０〜６３の
６４種類の値を持つムラ補正信号を記録ヘッドの吐出口
数分記憶しており、入力する画像信号と同期してムラ補
正信号７１８を出力する。そして、ムラ補正信号によっ
て選択された補正直線によってムラが補正された信号７
０６は、ディザ法・誤差拡散法等を用いた２値化回路７
０７により２値化され、ヘッドドライバー７０９を介し
てヘッド７１１を駆動することにより、濃度ムラのない
カラー画像が形成される。長期使用によって濃度ムラの
変動が発生したり、ヘッドを交換したような場合には、
ユーザーが簡単に濃度ムラ補正が行えるように上記補正
法のシステムを本体シーケンスとして組み込んでも良
い。
【００３０】次に、このシーケンスに関して以下に詳し
く述べる。図８は、本実施例によるムラ補正処理の手順
の１例を示すフローチャートである。不図示の濃度ムラ
補正キーを押すことによって本手順が起動されると、ま
ずステップＳ１にてヘッド回復・初期化によって記録ヘ
ッドの吐出安定性を確保する。これは、インクの増粘、
ゴミや気泡の混入などにより記録ヘッドが正常な吐出状
態にないときにそのまま濃度ムラ補正処理を行うと、忠
実なヘッドの特性（濃度ムラの分布状態）を認識するこ
とが出来なくなる恐れがあるからである。この時の回復
条件は、使用状態や環境その他多くの条件によって最適
化された回復を行えばよく、公知の回復条件（吸引、空
吐、温調、駆動条件など）の組み合わせでよい。なお、
上記の方法以外にもテストパターン印字時にウオーミン
グアップ印字を行ったり、安定領域の読取などで工夫し
てもかまわない。
【００３１】次に、ステップＳ３及びＳ５にて、それぞ
れテストパターンの印字及び読取を行う。本実施例で
は、前述したように図１１に示す方法で、図１３の様な
パターンの複数の濃度ムラ読み取りを行って濃度分布を
計算した結果は、図１２のようになっている。ここで、
横軸はＹ方向すなわち記録ヘッドの吐出口並び方向であ
り、縦軸はＸ方向の読取濃度を読み取り素子の配列範囲
において平均化したものを示したものである。このよう
に、濃度分布は印字領域の両端で読取装置との兼ね合い
からはっきりとした立ち上がりを示さないために、両端
部での濃度補正が正確にかからなくなる場合があった。
そこで、変則３ライン印字によって両端部の立ち上がり
分を考慮することで解決可能となった。
【００３２】変則３ライン印字について、図９を用いて
説明する。Ｘは記録ヘッドの走査方向、Ｙは記録ヘッド
の画素（ノズル）方向で１２８個の吐出口の配列方向で
ある。印字方法としては、まず１ライン目に９７番目か
ら１２８番目までのノズル（吐出口）で印字を行い、次
に２ライン目は全ノズルを使用して印字を行い、最後に
３ライン目として１番目から３２番目のノズルを使用し
て印字を行う。点線で囲った領域はテスト画像を読取装
置を使って読み込む領域であり、本実施例では１２８画
素を使用している。その左側には印字のウオーミングア
ップ領域が設けてあり、前後の３２ノズルを使用する。
目的は前記したとおり、読み込みの立ち上がり（エッジ
を検出して濃度ムラデータとそのノズル位置との対応を
させるために正確な読取が必要となる）を考慮したもの
である。
【００３３】この方法について図１０を用いて説明す
る。まず全体の濃度分布を取り込んでおき、印字が行わ
れている部分とそうでない部分（白紙部）をはっきりと
区別できるような閾値をあらかじめ決定しておく（図１
０の破線部分）。次に、閾値以上の濃度を持つノズル番
号を割り出し、そこから６４戻ったノズルに対応する位
置を１番目のノズルに割り当てて、順次２、３・・・１
２８番のノズル割付を行う。このような方法によって正
確なノズルの濃度分布が得られるようになった。ただ
し、変則３ライン印字時に使用する両側のノズル数は、
読取装置の性能によって左右されるのでこの数字に限る
ものではないが、全ノズルを使用して印字するときと同
一状態で印字できるように制御する必要がある（駆動条
件・温調制御など）。
【００３４】このようにして読み取られたデータは、３
２＋１２８＋３２の画素データとして一端ＲＡＭに格納
され、前記したムラ補正処理をするためにヘッドの濃度
ムラとして必要な１２８画素分のデータに戻される。こ
のときに、画素の読取位置精度を上げるための手段とし
て、ヘッドのノズル方向での位置割付時に画素間の重み
付けを行なったり、スムージング処理を施したりしなが
ら各画素の濃度データを作成しても良い。本実施例で
は、注目画素のノズル配列方向に対して両側の濃度デー
タをそれぞれ平均したデータ：Ｓi'＝（Ｓi-1 ＋Ｓi ＋
Ｓi+1 ）／３を使用している。また、記録媒体の種類や
インクなどの変更に際してもこれらの条件を最適化すれ
ばよく、データ処理の方法や閾値の値等は変更しても良
い。
【００３５】上述した本発明を更に別の形態に応用する
場合において、多値印字のできる記録ヘッドを用いる
と、テストパターンなどの濃度検査用印字を行う際に多
値印字記録ヘッドは複数ドットで１画素を構成するの
で、印字（階調性）濃度の変化を構成ドットの記録ドッ
ト数を増減することで変調しているが、この場合にも本
発明を有効に適用可能である。さらに、吐出量制御やそ
の他の印字制御との組み合わせによって更に補正を正確
に行なっても良い。この様に、濃度ムラオフセットを行
うと低濃度から高濃度まで全濃度領域で濃度スジ・濃度
ムラのない美しいピクトリアル画像を形成できることが
確認された。
【００３６】（実施例２）図１５（Ａ）は本発明の第２
の実施例を表す図面であり、デジタルカラー複写機に本
発明を適用したものである。この実施例では低濃度から
高濃度まで更に濃度ムラ補正が的確にかかるように、補
正テーブル２（ＨＳ＿γ曲線）を線形から非線形にして
入力の濃度信号に応じて濃度ムラの補正量を変化させる
とともに、それに上述の濃度ムラオフセットを加えたも
のである。
【００３７】補正テーブル２を非線形としたのは、濃度
信号に対応したヘッドの吐出量ムラ（上述したように、
濃度信号によってインクで形成されるドットと記録剤の
白色部との割合が変化することにより、各濃度（ＤＵＴ
Ｙ）における濃度ムラの割合が異なる：図１８（ａ）・
（ｂ）・（ｃ）・（ｄ）参照）を推定し、補正量を濃度
信号に応じて変えている。従って、補正テーブル１と補
正テーブル２：ＨＳ＿γ曲線（補正曲線：非線形）の両
方の補正を用いて、ヘッドの濃度ムラの補正を低濃度か
ら高濃度までの全ての階調表現において完全に補正を行
うことが可能となるように構成してある。
【００３８】ここで、本実施例での補正テーブル２：Ｈ
Ｓ＿γテーブル（非線形）の作成方法について簡単に述
べる。まず、最初に１７個：ｊ個（００Ｈ／１０Ｈ／２
０Ｈ／３０Ｈ／４０Ｈ／５０Ｈ／６０Ｈ／７０Ｈ／８０
Ｈ／９０Ｈ／Ａ０Ｈ／Ｂ０Ｈ／Ｃ０Ｈ／Ｄ０Ｈ／Ｅ０Ｈ
／Ｆ０Ｈ／ＦＦＨ）の濃度パターンを印字しそれぞれの
濃度を読み取って、それぞれ濃度の平均値：ＳｉｊAVG
または標準偏差：σｉｊを求める。次に、８０Ｈの平均
濃度データ：Ｓｉ80HAVGとの比率：ＳｉｊAVG／Ｓｉ80H
AVGを計算し、これらのデータを高次の近似（４次以上
が望ましい）を行ってそれぞれの濃度での補正量をフィ
ッティングさせる。すると、各濃度での８０Ｈに対する
補正量の割合が決まるので、この補正量を８０Ｈのとき
を１. ０として各濃度での割合を決め直す。そして、補
正テーブル２を先程と同様にして、０〜６３の６４本の
テーブルを作成して用いている。
【００３９】本実施例では、平均濃度を用いて補正量を
決めたが濃度のバラツキを表す標準偏差：σを用いて補
正量を決定しても良い。ちなみに、濃度ムラオフセット
量は実施例１と同様に２０（ｄｅｃ）とした。補正テー
ブル１：ＨＳテーブルの作成方法は先の実施例で詳しく
述べたので、ここでは詳細な説明は省くことにする。こ
の様に、カラー複写機において濃度ムラオフセットと非
線形補正曲線を組み合わせると、低濃度から高濃度まで
全濃度領域で濃度スジ・濃度ムラのない美しいピクトリ
アル画像を形成できることが確認された。
【００４０】なお、上述の実施例では濃度ムラオフセッ
ト：ＳｉOFF 以下の濃度信号に対しては補正をまったく
行わなかったが、オフセット以上の濃度信号に行う補正
よりも比率を減じて補正しても良い。
【００４１】さらに、記録ヘッドはインクジェットタイ
プのものに限らず、サーマルヘッド等他の一般的なヘッ
ドであっても適用できる。
【００４２】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用する方式の記録ヘッド、記録
装置に於いて、優れた効果をもたらすものである。
【００４３】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行なうものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越え
る急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を
印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを
発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結
果的にこの駆動信号に一対一対応し液体（インク）内の
気泡を形成出来るので有効である。この気泡の成長，収
縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させ
て、少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパ
ルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行なわ
れるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が
達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号と
しては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３
４５２６２号明細書に記載されているようなものが適し
ている。尚、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の
米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条
件を採用すると、更に優れた記録を行なうことができ
る。
【００４４】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他
に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示
する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４
４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれる
ものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭５９年第１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応せる構成を開
示する特開昭５９年第１３８４６１号公報に基づいた構
成としても本発明は有効である。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、低濃度から高濃度まで
一様に濃度ムラ補正が可能となり、あらゆる階調におい
て濃度ムラ・濃度スジのない画像を安定して出力するこ
とが可能となった。従って、複数色を重ね合わせて画像
を形成し、特に階調の再現性が重要なピクトリアルカラ
ー画像を形成する場合の効果は絶大であり色ムラや濃度
ムラの発生がなくなった。特に、複数ヘッドを用いたシ
リアル印字方式のカラー複写機・多値入力用カラープリ
ンターに対しては、ヘッドノズルピッチによる濃度ムラ
やつなぎスジによる周期的なノイズを低減させるのに絶
大な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明が適用可能なインクジェット記録装置の
斜視図である。
【図３】読取ユニットの斜視図である。
【図４】記録ヘッドのムラ補正の態様の説明図である。
【図５】記録ヘッドのムラ補正の態様の説明図である。
【図６】本発明の制御系の構成を示すブロック図であ
る。
【図７】補正テーブル２を説明するための図である。
【図８】補正処理手順の一例を示すフローチャートであ
る。
【図９】変則３ライン印字のテストパターンの説明図で
ある。
【図１０】テストパターンの濃度分布図である。
【図１１】テストパターン形成方法及びその読取の説明
図である。
【図１２】読取後の濃度分布図である。
【図１３】本発明で用いたテストパターンである。
【図１４】本発明の補正シーケンスである。
【図１５】補正テーブル２を示し、（Ａ）非線形タイ
プ、（Ｂ）線形タイプを表す。
【図１６】補正テーブル１を示す。
【図１７】低濃度での濃度ムラの状態を示した図面であ
る。
【図１８】各濃度における濃度分布を示した図面であ
る。
【符号の説明】
１００１ 記録ヘッド １０２０ ムラ補正手段 ７１１ 印字ヘッド ７１７ ムラ補正ＲＡＭ ７０５ ムラ補正テーブルＲＯＭ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 美由紀 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−286341（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−310971（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/01 B41J 2/05 B41J 2/35 B41J 2/52

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の記録素子を配列した記録ヘッド
    を、該記録ヘッドの配列方向とは異なる方向に記録媒体
    と相対的に移動させることで画像形成を行う画像形成装
    置において、 前記記録ヘッドの各記録素子の記録特性を指示する第１
    の補正手段と、 前記第１の補正手段によって指示された記録特性に基づ
    いて、各記録素子に対応する濃度信号を補正するもので
    あって、所定濃度以下を示す前記濃度信号の補正の比率
    を減ずる第２の補正手段と、 前記第２の補正手段によって補正された濃度信号に基づ
    いて、前記記録ヘッドの複数の記録素子を駆動する駆動
    手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項２】 前記第２の補正手段は、所定濃度以下を
    示す前記濃度信号のに対する補正を行わないことを特徴
    とする請求項１記載の画像形成装置。
  3. 【請求項３】 複数の記録素子を配列した記録ヘッド
    を、該記録ヘッドの配列方向とは異なる方向に記録媒体
    と相対的に移動させることで画像形成を行うとともに、
    前記記録ヘッドの各記録素子の記録特性のバラツキによ
    り発生する濃度ムラを補正する濃度ムラ補正手段を有す
    る画像形成装置において、 前記濃度ムラ補正手段は、前記記録ヘッドの各記録素子
    の記録特性を示す第１の補正テーブルと、前記記録特性
    に対応し、画像形成時の濃度を均一化するための補正デ
    ータを示す第２の補正テーブルとを有し、前記各記録素
    子の記録特性に対応する補正データにより前記各記録素
    子に対応する濃度信号を補正するとともに、所定濃度以
    下を示す濃度信号に対する補正の比率を減じることを特
    徴とする画像形成装置。
  4. 【請求項４】 前記記録ヘッドにより濃度ムラを検知す
    るためのテストパターンを形成させるパターン形成手段
    と、 形成された 前記テストパターンの濃度ムラの読取を行う
    読取手段と、前記読取手段により読み取った結果に基づいて、前記記
    録ヘッドの複数の記録素子それぞれに対応する記録 特性
    を演算する演算手段と、 をさらに有することを特徴とする請求項３記載の画像形
    成装置。
  5. 【請求項５】 前記第２の補正テーブルの補正データ
    は、濃度信号に対する補正を非線形に補正することを特
    徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
  6. 【請求項６】 前記記録ヘッドが複数設けられ、記録ヘ
    ッドごとに前記濃度ムラ補正手段を有していることを特
    徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の画像形成装
    置。
  7. 【請求項７】 前記濃度ムラ補正手段は、所定濃度以下
    を示す濃度信号に対して補正を行わないことを特徴とす
    る請求項３乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
  8. 【請求項８】 前記記録ヘッドは、熱エネルギーによっ
    てインクに状態変化を生起させ、該状態変化に基いてイ
    ンクを吐出させることを特徴とする請求項１乃至７のい
    ずれかに記載の画像形成装置。
  9. 【請求項９】 複数の記録素子を配列した記録ヘッドを
    用いて記録媒体上に画像を形成する画像形成方法におい
    て、 前記記録ヘッドの各記録素子の記録特性と、画像形成時
    の濃度を均一化するための記録特性毎に対応した補正デ
    ータとにより、前記複数の記録素子それぞれに対応して
    入力される濃度信号を補正する補正工程と、 補正された濃度信号に基づいて、前記記録ヘッドの複数
    の記録素子を駆動して画像の形成を行う画像形成工程と
    からなり、 前記補正工程は所定濃度以下を示す前記濃度信号の補正
    の比率を減ずることを特徴とする画像形成方法。
  10. 【請求項１０】 前記補正工程は、所定濃度以下を示す
    前記濃度信号のに対する補正を行わないことを特徴とす
    る請求項１記載の画像形成方法。
  11. 【請求項１１】 前記各記録素子の記録特性は、第１の
    補正テーブルによって指示されるとともに、前記補正工
    程における前記濃度信号の補正は、記録特性に対応した
    補正データを示す第２の補正テーブルに基づいて行われ
    ることを特徴とする請求項９または１０に記載の画像形
    成方法。
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