JP2005178263A - 記録装置、およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 記録ヘッドの各ノズルの寿命を延ばしつつ、画像品質の低下を低減させる。
【解決手段】 不吐出ノズルの位置関係によって、補正対象とする不吐出ノズルを選択し、補正処理を行う。
【選択図】 図14
【解決手段】 不吐出ノズルの位置関係によって、補正対象とする不吐出ノズルを選択し、補正処理を行う。
【選択図】 図14
Description
本発明は、紙あるいはOHPや布等の被記録媒体に向かって、微小インク液滴を吐出させ、文字や画像を記録する記録装置、およびその制御方法に関する。
従来、紙、OHP用シートなどの記録媒体に対して記録を行う画像形成装置としては、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り、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、静粛性に優れた記録動作が可能な方式として注目されている。
インクジェット方式の記録装置において、インクを噴射する記録ヘッド内部には、インク滴を射出するため多数のノズル(吐出口、記録素子)が構成されている。このノズル内には記録媒体に記録を行うのに使用するインクが充填されている。画像等を記録する場合には、各々のノズルから画像データに対応したものが適時選択され、インクドットを射出し、記録を行っていく。
また、上記のような画像形成装置、記録装置は、記録ヘッドを搭載したキャリッジが水平方向へ移動するキャリッジ走査型(シリアルスキャン型)のものがあり、キャリッジ走査型のインクジェット記録装置においては、キャリッジ走査によって記録ヘッドに具備された多数のノズルが記録情報に基づき駆動され、1走査記録領域の記録を行った後、記録媒体を相対的にキャリッジの進行方向に対して垂直な方向に1走査記録領域分だけ送る構成となっている。この記録走査と記録媒体の搬送とを交互に行うことによって所定の画像が形成される。
上述のインクジェット記録装置における記録ヘッドの、インクなどの液体を吐出する吐出部(ノズル)は、極めて微細な構成であるため、液体中に混入されている染料や顔料が固着したり、異物が付着する状態が生じることにより、インク滴が吐出されなかったり、記録媒体に着弾するインク滴の位置がずれるような吐出不良を生じることがある。特に、シリアルスキャン型の記録装置においては、記録ヘッドの走査方向にインク滴が吐出されないラインが発生し、形成された画像中に白いスジ上のラインが現れる、記録不良が生ることにより、記録画像を大きく劣化させていた。このような問題が発生しないように、吸引、加圧等による液体の強制排出や、記録ヘッドのノズルが形成される面に付着したインクの清掃、記録ヘッドから画像の形成に寄与しないインク滴の吐出のような記録ヘッドからのインク滴の吐出状態を良好にさせる回復処理が適切な間隔で実行される。
1枚あたりの記録速度を向上させてスループットを高めようとして、記録ヘッドに形成するノズル数を数百、数千と増やした場合、これに比例して上述のような吐出不良が発生した異常ノズル(不良記録素子)が発生する確率も増加するため、無欠陥の画像を得ることが困難となる。
吐出不良による画像の劣化の問題に対応する方法として、不良記録素子の検出方法や、検出した不良記録素子に対する回復方法、あるいは不良記録素子が発生しても画像品質の低下しない記録方法などが数多く提案されている。不良記録素子を含む場合の記録時の対応方法を開示したものとして、例えば、特許文献1〜6が挙げられる。
特許文献1(特開昭61−123545号公報)には、同一画像領域に対して1回の記録走査で記録を行う1パス記録を行う記録装置において、不良チャンネルの画像データを正常チャンネルで記録する方法を開示している。キャリッジが右方向へ記録するときは正常の記録を行い、キャリッジが左方向へ移動する時は、不良記録素子により記録できなかった画素を他の正常な記録素子で記録する代行記録のために1画素の整数倍分だけの紙送りを行ったのち、不良チャネル部分を正常チャンネルで補正する方法が開示されている。
また、特許文献2(特開平11−077986)には、補正記録する側の補正ノズルの寿命を考慮し、補正ノズルの使用頻度をカウントし、総使用頻度が所定値に達した場合には補正ノズルを逐次切り替える方法が開示されている。特許文献2に開示される方法においても、特許文献1と同様に、代行記録を行うときには、実質2パス記録となる。
また、特許文献3(特開平11−000988号公報)には、ノズル数の約数であるmで割ったn/m個の記録素子を通常の記録走査に用いる第1記録素子とし、別のn(m−1)/m個の記録素子を通常の記録走査には用いない第2記録素子として設定し、第1記録素子が不良である場合のみ第2記録素子を代替記録素子として記録動作させる構成が開示されている。この特許文献3では、基本的に同一画像領域に対し、m回の記録走査と紙送りで画像完成させているマルチパス記録を前提としている。
また、特許文献4(特開平10−258526号公報)には、不良が発生したノズルに対する欠落データを完全に他のノズルで置き換える方法が開示されている。記録前に標準のマスクを得た後に、不良ノズルを特定し、その位置によって代替の交換ノズルを選択する。その後、不良ノズルのマスクから記録データを削除し、その記録データを交換ノズルのマスクに追加する方法をとっている。この特許文献4では、上述の特許文献3と同じマルチパス記録を前提としている。
また、特許文献5(特開2000−94662号公報)には、マルチパス記録の場合に、1ラスタに対する記録を、NパスならN回の記録走査でN個のノズルを用いて完成させるのだが、N個のノズルのうち、1個のノズルが不吐出ノズルであっても他のN―1個のノズルを使用して補正する方法が開示されている。つまり、異常が発生した記録素子に対して、他の正常なノズルを用いて補正し、不吐出ノズルが記録すべきピクセルが空白ドットにならないようにする方法が開示されている。
また、特許文献6(特開2001−63008号公報)には、記録ヘッドの走査方向に不良が発生した記録素子と並列する記録素子で補正する方法を開示している。具体的には、ブラックのインクを吐出する記録ヘッドに発生した不良記録素子を、並列するシアン、マゼンタ、イエローのインクを吐出する記録ヘッドの記録素子で補正する方法が開示されている。
特開昭61−123545号公報
特開平11−077986号公報
特開平11−000988号公報
特開平10−258526号公報
特開2000−094662号公報
特開2001−063008号公報
上述の特許文献1〜6に開示されている補正方法を用いることで、ノズルに異常が発生し、インク滴の不吐出による画像の劣化を改善することはできる。
しかしながら、異常が発生した不良ノズルに対応する記録領域に対して他の正常なノズルを用いて補正記録を行った場合、補正に用いたノズルの耐久寿命が補正に用いられた回数分程短縮されてしまう。従って、補正に多く用いられたノズル程、補正に用いられない他のノズルと比較して早い段階で寿命を迎え、結果として、記録媒体に着弾するインクの位置がずれる吐出ヨレ、インク滴を吐出したり吐出しなかったりして、一定量のインク滴を常に吐出することができない不整吐出、またはインク滴が吐出されない不吐出を引き起こしてしまう。
このように、形成される画像の劣化を低減させるためには、吐出不良ノズルに対応する記録領域の補正を行うことが好ましいが、補正に用いられるノズルの寿命を考えると、可能な限り補正により記録を行うべきではないと言える。
また、補正記録を行う際に、不良記録素子に対して補正記録を行うことが可能な記録素子が複数存在する場合に、その中の特定の記録素子によって補正記録を行わせたのでは、補正記録を行った記録素子の耐久寿命が極端に短くなってしまう。そのため、補正可能な記録素子が複数存在する場合には、特定の記録素子にのみ補正記録を行わせるのではなく複数の記録素子で平均的に補正記録を行う方が望ましい。
本発明は、複数の記録素子を有する記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置であって、任意のタイミング毎に不良記録素子に対応する位置情報に基づいて、不良記録素子間の距離を算出する算出手段と、前記算出手段から得られた前記不良記録素子間の距離と予め設定されている設定値との大小を比較する比較手段と、前記比較手段において設定値以下と判定された不良記録素子の組み合わせの中から、所定の選出方法によって何れか一方の不良記録素子を補正対象として選択する選択手段と、前記選択手段において選択された不良記録素子に対して補正を行う補正手段と、前記補正手段によって補正された補正データに基づいて記録することを特徴とする。
また、本発明は、複数の記録素子を有する記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置の制御方法であって、任意のタイミング毎に不良記録素子に対応する位置情報に基づいて、不良記録素子間の距離を算出する算出工程と、前記算出手段から得られた前記不良記録素子間の距離と予め設定されている設定値との大小を比較する比較工程と、前記比較手段において設定値以下と判定された不良記録素子の組み合わせの中から、所定の選出方法によって何れか一方の不良記録素子を補正対象として選択する選択工程と、前記選択手段において選択された不良記録素子に対して補正を行う補正工程と、前記補正手段によって補正された補正データに基づいて記録する記録工程とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、不良ノズルが複数存在する場合、その全ての不良ノズルを補正対象とするのではなく、画質に影響を与える不吐出ノズルに対してのみ効果的に補正を行うことが可能であり、かつ補正対象とする不吐出ノズルの選択を切り替えることで、記録ヘッドの耐久性を極力損なわずに高画質の記録を行うことが可能となる。
本発明の実施形態は、記録装置において、不良記録素子による記録の欠落部分を他の正常な記録素子で補完する上で、全ての不良記録素子に対して補完をするのではなく、記録の欠落が目立つ箇所に該当する不良記録素子を選択し、その選択された不良記録素子分に対して正常な記録素子による補正処理を施す。したがって、記録の欠落が目立つ箇所に対してのみ記録データを補完するので、この補正処理に使用される正常記録素子の数を抑えることになり、記録素子の寿命を縮めないようにしつつ、形成画像の劣化をできるだけ低減させることができる。
なお、本明細書において、インクが吐出されなくなった不吐出状態のノズル(記録素子)、インク滴は吐出されるものの画像品質が低下するほど着弾位置がよれてしまうノズル、インクの吐出量が一定とならないノズルのように、異常が発生したノズルのことを不吐出ノズルと称して説明をする。
本発明の最良の実施形態として、インクジェット記録装置をあげ、以下に説明するが、本発明はこれに限らず、複数の記録素子を用いて記録を行う記録装置に適用可能なものである。
以下、添付図面を参照して本発明の最良の実施形態ついて詳細に説明する。
<記録装置概要>
図1は、インクジェット記録装置の記録部200aを示す模式図である。ここでは、カラー記録装置を用いて説明を行うが、本発明は、カラー記録装置に限らず、モノクロ記録装置でもよい。
図1は、インクジェット記録装置の記録部200aを示す模式図である。ここでは、カラー記録装置を用いて説明を行うが、本発明は、カラー記録装置に限らず、モノクロ記録装置でもよい。
図1において、1は紙またはプラスチックシート等からなる記録シート(記録媒体とも称する)であって、カセット、スタッカ等の記録媒体積載部に複数枚積層された状態で収納、積載されている。記録媒体積載部の記録シートは、積層された記録シート束の最上位または最下位記録シート1の一面に接する給紙ローラ(不図示)が回転することによって、カセットから記録シートが一枚ずつ供給され、給紙位置から一定間隔を隔てたプラテンに配置される。そして、プラテンに配置された記録シート1は、それぞれ個々のステッピングモータ(不図示)によって駆動する一対の第1搬送ローラ3、3及び一対の第2搬送ローラ4、4によって矢印A方向(記録媒体を搬送する方向を副走査方向とも称する)に搬送されるようになっている。
6はキャリッジであり、副走査方向Aと直交する主走査方向に保持された水平なガイドシャフト9に沿って直線往復動が可能な構成となっている。このキャリッジ6はべルト7及びプーリ8a、8bを介してキャリッジモータ23に連動しており、前記キャリッジモータ23を駆動することにより、前記ガイドシャフト9に沿って往復動を行なうようになっている。
上記構成を有する記録手段200aにおいて、記録ヘッド5は、主走査方向に移動しながら記録信号に応じてインクを記録シート1に吐出することで、記録ヘッドに形成されるノズル数に対応する記録幅の1走査記録領域の記録を行い、一対の搬送ローラ3、4の駆動によって記録シート1を矢印A方向へ記録ヘッドのノズル数に対応する記録幅分だけ記録シートを復走査方向へ搬送する。この動作を繰り返すことで、記録シートに画像の形成を行う。なお、主走査方向へキャリッジを移動しながら行う先の記録動作と後の記録動作は、往復移動して記録を行う双方向記録を行っても、往方向のみあるいは復方向のみの移動により記録を行う片方向記録を行ってもよい。また、先の記録動作と後の記録動作の間に、記録ヘッドをホームポジションに移動させ、回復装置10によってノズルの目詰まりを解消して、記録ヘッドから良好に吐出できるようにする回復動作を行っても良い。さらに、主走査方向における記録シート1の両側に、記録に影響しないインク滴を吐出させる予備吐出を行うための不図示の予備吐口が設置され、各走査スキャンにおいて、往復どちらの方向へ記録ヘッドを走査して記録を行う場合でも、予備吐出動作を実施することができる。これらの動作を行うことにより、記録シート1には、所定数のラスタからなるインク画像が形成される。
図2は、本例の記録装置におけるインク供給系の説明図である。インクは、第1のインクタンク201からチューブ207とジョイント208を経由して、キャリッジ6上の第2のインクタンク202に補給されてから、記録ヘッド5に供給される。なお、第1のインクタンク201から第2のインクタンクに所定量ずつインクを供給しながら記録を行うことから、第1のインクタンク201をメインインクタンク(メインタンク)、第2のインクタンクをサブインクタンク(サブタンク)とも称する。メインインクタンク201は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックのインクを収容する4つの収容部からなる。記録ヘッド5は、キャリッジ2と共に、シャフト10に沿って主走査方向に移動する。203はバッファ室である。
図3に記録ヘッドのノズルが形成された面を拭き取るワイパーの外観図を、図4に記録ヘッドの外観図を示す。また、図5に、図4の記録ヘッドのA−A´、B−B´面における断面図を示す。
図4において、15〜18は、インクを吐出する複数の記録素子が配列された半導体チップであり、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローそれぞれの色のインクを吐出する。ブラックのチップ15は、1cmあたり約245ノズルの密度で640ノズル配列されており、カラーのチップ16〜18は、各色とも1cmあたり約490ノズルの密度で1280ノズルが配列されている。なお、このノズルのことを吐出口、記録素子とも称する。また、23はサブタンクから記録ヘッドへインクを供給する供給口である。
図3において、20〜22は、記録ヘッドのノズル形成面に付着したインクを拭き取るノズルワイパーである。特に、20はブラックインクを吐出するチップについたインクを拭き取るノズルワイパーであり、21はシアン、マゼンタ、イエローのカラーインクを吐出するチップについたインクを拭き取るノズルワイパーである。また、22は、kリ億ヘッドのTAB面を拭き取るノズルワイパーである。
ブラックインクを吐出するチップ15を拭き取るノズルワイパー20の幅F´(図3参照)は、チップ15の幅F(図4参照)よりも狭くなるように作成されている。これは、記録中に記録ヘッドと記録媒体とが接触することを回避するために、チップ15が記録ヘッドのTAB面よりも若干凹むように、記録ヘッドが構成されているためである。ノズルワイパー20の幅をチップ15の幅よりも小さくすることにより、記録ヘッドのTAB面に対して凹状態にあるチップを拭き取ることができる。同様に、カラーインクのチップ16〜18を拭き取るノズルワイパー21の幅も、チップ16〜18の幅よりも小さい。
図3に示すノズルワイパーは、不図示のワイパーホルダーに固定金具を用いて取り付けられており、位置あわせはノズルワイパー20〜22に開けられた孔と、ワイパーホルダーに設けられたピンとの勘合によって行われる。
ノズルワイパーは、パージモーターによって駆動され、図3、図4中のC方向に向かって、ノズル形成面およびTAB面を払拭するワイピング動作を実行する。ワイピング動作が終了するとキャリッジをワイピング領域の外に退避し、ワイパーを逆方向に駆動しワイピングを開始するポジションに戻す。
図5において、インクは、供給口23から図中の矢印Dの方向に進行・供給され、フィルター25手前のインク液室24に導かれる。さらに、インクは、図中の矢印Eの方向に進み、フィルター25を通過することで、インク中に混入したゴミ等をろ過し、もう一つのインク液室26に導かれて、インクを吐出するノズルへと供給される。インク液室26内には、ヒーターを搭載したヒーターボードが形成されており、インク液室26に貯留されたインクはヒーターの加圧により気泡を生成し、気泡の膨張に伴ってノズルから押し出され、空気との界面張力によって球状の液滴となり、被記録部材に向かって飛翔する。
図6に、本実施形態において用いられる記録装置の制御系のブロック図を示す。
記録装置の制御系は、マイクロプロセッサ等のCPU312によって実行される制御プログラムや各種データを格納しているROM313、及びCPU312のワークエリアとして使用されると共に記録画像データなどの各種データの一時記憶等を行うRAM314等を備える演算制御部311が設けられている。また、演算制御部311は、インターフェース322を介して、操作パネル315からの入力信号を受信、出力信号の送出を行う。また、演算制御部311は、ドライバ(モータドライバ)323を介して、キャリッジモータ317、給紙モータ318、第1搬送ローラ駆動モータ319、第2搬送ローラ駆動モータ320の各モータの駆動を制御したり、ドライバ321を介して記録ヘッドの駆動を制御する。具体的には、演算制御部311は、インターフェース322を介して、各モータ317〜320を駆動させるためのON、OFF信号、及び記録ヘッドを駆動させるための画像信号を出力することにより、各モータ、および記録ヘッドの駆動を制御する。さらに、演算制御部311は、記録装置の外部に接続される装置(例えば、ホストコンピュータやデジタルカメラ)からの各種情報や、外部装置との画像信号または情報の入出力をインターフェース322を介して行う。なお、外部接続装置からの各種情報として、文字ピッチや文字種類などが挙げられる。
<画像処理方法概要>
次に、記録装置において、記録動作を実行させるための記録信号データを生成する画像処理方法について説明する。
次に、記録装置において、記録動作を実行させるための記録信号データを生成する画像処理方法について説明する。
図7に、記録装置に接続される外部装置としてのホストコンピュータを示す。なお、外部装置のことを情報処理装置とも称し、ホストコンピュータのことを単に、ホスト、或はPCとも称する。
図7に示すように、ホスト301は、CPU302、メモリ304、記憶装置303、入力部305、インターフェース306を備える。CPU302は、メモリ304に格納されたプログラムを実行することで種々の演算、判別、制御などの動作を行い、後述する色処理、量子化処理及び補正処理や記録信号の補正も実行する。記憶装置303は、プログラムや記録情報を記憶しており、CPU302は記憶装置303格納されているプログラム、記録情報を読み出し、一旦メモリ304に格納する。また、ホスト301は、インターフェース306を介して、記録装置200に接続されており、色処理を施した画像データを記録装置200に送信して記録動作を実行する。
図8に、ホストコンピュータで処理される画像処理のブロック図を示す。
ここで行われる画像処理は、RGB各色8ビット(256階調)の画像データを、CMYK各色1ビットデータとして出力する処理である。画像処理部230は、ホストコンピュータ(またはデジタルカメラ)の入力装置に対応する色空間から、記録装置の出力装置に対応する色空間に変換する色処理部210と、記録装置の階調に合わせて画像データの各色データを量子化する量子化部220により構成されている。
さらに、色処理部210は、色空間変換処理部211と、色変換処理部212と、出力γ処理部213とからなる。このうち、色空間変換処理部211及び色変換処理部212は、3次元LUT(ルックアップテーブル)によって構成され、出力γ処理部213は1次元LUT(ルックアップテーブル)によって構成されている。なお、各LUTは、ホストコンピュータ301におけるメモリ304に格納されている。
記憶装置303から読み出されたRGB各色8ビットの画像データは、まず、色空間変換処理部211において、3次元LUTにより、R´G´B´各色8ビットデータに変換される。この処理を色空間変換処理(前段色処理)と称し、入力画像の色空間(カラースペース)と出力装置の再現色空間の差を補正するために行われる変換処理である。次に、色空間変換処理を施されたR´G´B´各色8ビットデータは、色変換部212の3次元LUTによりCMYK各色8ビットデータに変換される。この処理を色変換処理(後段色処理)と称し、入力系のRGB系カラーから出力系のCMYK系カラーに変換するために行われる処理である。次に、色変換処理を施されたCMYK各色8ビットデータは、出力γ処理部213の1次元LUTにより各色の出力値が補正される。この処理は、単位面積当たりの記録ドット数と出力特性(反射濃度など)の関係が、多くの場合に線形関係とはならないので、出力γ補正を施すことでCMYK各色8ビットの入力レベルと、その時の出力特性との線形関係とを保証するために行われる。
なお、ホストコンピュータから入力される画像データは、ディスプレイのような発光体の加法混色の3原色(R、G、B)であることが多いが、プリンターなど光の反射で色を表現する場合は、減法混色の3原色系(C、M、Y)の色材が用いられるので、上述の色変換処理が必要となる。また、前段色処理に用いられる3次元LUTや後段色処理に用いられる3次元LUTは離散的にデータを保持しており、保持しているデータ間は補間処理で求めるが、その補間処理は公知の技術であるので、ここでは補間処理に関する詳細な説明は省略する。
次に、出力γ処理されたCMYK各色8ビットデータは、量子化部220の2値化処理部221において、記録装置の再現階調に合わせて2値化処理が行われ、CMYK各色1ビットデータが出力される。なお、量子化部220において、本実施形態では2値化処理を行ったが、記録装置が再現できる階調に応じて、3値化処理や4値化処理を行ってもよい。
<補正記録方法>
次に、補正記録方法について説明する。
次に、補正記録方法について説明する。
上述のように選択された補正対象ノズルに対して次に説明する方法で補正記録(補完記録)を行う。また、補正記録は1Pass記録の場合とマルチパス記録の場合で、補正方法が異なる。
以下に、マルチパス記録時(4パス記録)の補正記録方法について説明する。
図9はマルチパスの記録方法を説明するための図である。
なお、ここでは説明の簡単のために、記録ヘッドに構成されるノズル数を16ノズルとした。図9において、101は縦4画素×横24画素からなる記録領域を表している。また、記録ヘッドの16個のノズルは、A、B、C、Dの4ブロックに分割されており、それぞれのブロックは4個のノズルにより構成されている。4個のノズルからなる1ブロックに対応する記録領域に対して、主走査方向に記録ヘッドを走査させて行う記録動作と、4ノズル分紙送りする搬送動作とを、4回繰り返すことで画像を形成する。つまり、図9に示すように、A、B、C、Dの順番で、記録ヘッドを主走査方向に4回記録走査させて画像を完成させる。
記録領域101の中の1ラスタで、図9においてグレーで表示した領域に注目すると、この1ラスタの領域の画像を完成するには、まず1回目の記録走査で記録ヘッドが主走査方向に走査し、AブロックのN16ノズルが所定の画素に記録を行う。次に、主走査方向と直交する副走査方向に4ノズル分紙送りを行い、記録走査し、BブロックのノズルN12で記録をおこなう。同様に、紙送り後にCブロックのノズルN8を用いて記録し、最後にDブロックのノズルN4で記録し、所定の画素への記録を完了させる。つまり、4パス印字を行う場合、図9に示すグレーで表示した1ラスタの記録領域に対して、N4、N8、N12、N16の4ノズルを用いて記録を行うことになる。
ここで、記録領域101のグレーで表示した1ラスタを図9のように、L1からL24まで画素を指定するよう番号を割って、取り出したものを図10に示す。
図10(a)において、第1記録走査に示される、L1、L5、L9、L13、L17、L21のドットは、第1記録走査において記録ヘッドのN16のノズルを用いて記録されるドットを示している。また、第2記録走査において示されるドットのうち、上述の第1記録走査において記録されたドット以外のドット、つまり、L2、L6、L10、・・・のドットは、記録ヘッドのN12のノズルを用いて記録されるドットを示している。同様に、第3記録走査はN8ノズルを、第4記録走査はN4ノズルを用いてそれぞれの走査で記録されるドットを示している。つまり、第1記録走査ではノズルN16を用いてLn+1(n=0、1、2、3・・・)の画素にドットを形成し、第2記録走査ではノズルN12を用いてLn+2(n=0、1、2、3・・・)の画素にドット形成し、第3記録走査ではノズルN8を用いてLn+3(n=0、1、2、3・・・)の画素にドット形成し、第4記録走査ではノズルN4を用いてLn+4(n=0、1、2、3・・・)の画素にドット形成している。このようにそれぞれの走査で記録を行うことにより、4回の記録走査で記録が完成される。
ここで、ノズルN16が不吐出ノズルである場合を想定すると、図10(b)に示すように、第1記録走査において記録されるはずのLn+0(n=0、1、2、3・・・)の画素が記録されないので、第4記録走査を終了してもLn+0の画素に空白ができる。
この画素の空白を防止するために、他の記録走査時に他の正常なノズルを使用して画素にドットを形成するよう補完(補正)する。4回の記録走査で1ラスタの記録が行われる4パス印字の際には、通常4ノズル使用して記録動作が行われるが、不吐出ノズルとなったノズルN16が第1記録走査時に形成する予定であった画素に対して補完記録を行うために、他の記録走査時にそれぞれの記録走査時に対応するノズル(ここでは、ノズルN4、N8、N12のいずれか)を用いてLn+0の画素の記録を行う。具体的には、図10(c)に示すように、ノズルN12を用いて補正を行う場合、第2記録走査においてノズルN12を用いて記録するLn+1のデータに対して、ノズルN16が記録するLn+0のデータをノズルN12が記録するデータに加えるようデータを補正し、補正したデータに基づいた記録を行う。このような補正記録を行うことにより、ノズルに異常が発生して通常のインク吐出ができなくなったとしても、記録データに対して1対1の完全な記録を行うことが可能となる。また、この場合はノズルN12を用いて補正を行ったが、ノズルN4、N8を用いて補正を行っても良い。更に、ノズルN16が記録する記録データを、ノズルN4、N8、N12にデータを分割して3ノズルを用いてそれぞれの画素を補正するよう記録を行ってもよい。
本例は4パス記録の場合を例としたが、4パス以外のパス数で記録する他のマルチパス記録の場合も、同様に同じラスタの記録を担当する複数の正常なノズルに不吐出ノズルのデータを割り振り、補正記録を行うようにすればよい。
次に、1パス記録時の補正方法について説明する。
1回の記録走査で1ラスタの記録を完成させる1パス記録では、1ラスタの記録領域に対応するノズルは1ノズルのみとなり、マルチパス記録のように同じラスタを記録する他のノズルにデータを割り振って補正記録を行わせることができない。そこで、本実施形態では、1パス記録の補正は、不吐出ノズルに隣接する上下のノズルに記録データを割り振って、不吐出ノズルに隣接するノズルを用いて補正記録を行う。
図11は、1パス記録時の補正記録を示す図である。
図11(a)は不吐出ノズルが発生していないときの記録方法を示し、図11(b)はノズルN15に異常が発生しインクの吐出が行われず、隣接するN14、N16により補正記録を行うときの記録方法を示している。
図11(a)に示すように、記録媒体領域にノズルN14〜N16を用いて記録する記録データがある場合、異常が発生したノズルN15を用いて記録するデータを図11(b)に示すようにカラム毎に上下の隣接ノズルに割り振る。このとき、本来ノズルN14、N16を用いて記録を行う記録データと、N15の記録領域に対応しノズルN14(またはN16)に割り振られた記録データとを論理和演算により得られるデータを、ノズルN14(またはN16)を用いて記録を行う記録データとする。つまり、ノズルN15の記録データをノズルN14(またはN16)を用いて記録を行うよう、記録データを割り振ったときに、ノズルN14(またはN16)に元々記録データが存在する場合には、記録データの割り振りを行わず、ノズルN14(またはN16)に記録データが存在しない場合には、記録データの割り振りを行う。また、ノズルN15からインク滴を吐出させる動作を行わないよう、ノズルN15に対応するラスタデータをヌルデータとして、マスクをかけて記録データを補正する。
なお、ここでは、異常が発生したノズルN15の記録データを、上下のノズルN14、N16も交互に割り振る例を示したが、上下のノズルのどちらか一方に割り振る構成としてもよい。
以上のように、1回の記録走査でパスで記録を完成させる場合には、隣接するノズルを用いて異常が発生したノズルの記録データを記録するよう記録データを補正することにより、異常が発生したノズルに対応する記録データの補完記録を行う。この場合、異常が発生したノズルに対応する記録領域、つまり不吐出ノズルが記録すべき画素に対して補完記録を行うものではなく隣接カラムに代替で記録を行うため、記録された画像が完全に補正(補完)されるものではないが、不吐出ノズルにより1ラスタ分のデータが記録されずに白スジが画像に表れる場合と比較すると、周囲のラスタ・カラムに記録を行うことで、白スジは大幅に緩和され、画質の低下を低減させることができる。
(第1実施形態)
本実施形態では、記録ヘッド5における不吐出ノズルの位置関係によって、補正対象とする不吐ノズルを選択する選択方法及び選択される不吐出ノズルの切り替え方法について説明する。
本実施形態では、記録ヘッド5における不吐出ノズルの位置関係によって、補正対象とする不吐ノズルを選択する選択方法及び選択される不吐出ノズルの切り替え方法について説明する。
最初に、補正対象ノズルの選択方法について説明する。補正対象ノズルの選択は記録ヘッド5における不吐出ノズルの位置関係から行う。
不吐出ノズルが複数存在する場合画質に影響を与える不吐出ノズルに対してのみ補正を行うために、記録ヘッド5内における不吐出ノズルの位置情報を基に次の方法で補正対象とする不吐出ノズルの選択を行う。
本実施例の記録ヘッド5内には、Cyan、Magenda、Yellowはそれぞれ1280、Blackは640、ノズルが構成されている。ColorはN0番からN1279番まで、各ノズルに対して図12のように番号が割り振られている。BlackはN0番からN639番まで、番号が割り振られている。Blackのノズル配列はColorと同じ構成であるため、ここでは図示しない。
記録ヘッド5における不吐出ノズルの位置と白スジの見え方について説明する。図15は不吐出によって画像に現れる白スジを説明するための模式図である。
記録ヘッドに不吐出ノズルが存在する場合、不吐出ノズルが記録すべきラスタに対して記録が行われないため、図13に示すように主走査方向に向かって画像に白スジが発生する。
図13に示したのは、不吐出ノズルが1ノズルのみの場合についてであるが、不吐出ノズルが複数ノズル存在する場合、記録ヘッド5における不吐出ノズル同士の位置関係によって画像に表れる白スジの見え方は変化する。
次に、不吐出ノズルが2ノズル記録ヘッドに存在する場合を例にとって説明する。図14(a)のように、不吐ノズル同士の間隔が広い場合と比較すると、図14(b)のように不吐ノズル同士の間隔が狭い場合には、2本の白スジが互いに近づくことにより、1本の白スジとして強調されて見える。従って、2本の白スジが離れて存在する場合と比較すると、2本の白スジが接近した場合の方がより明確な白スジとして認識できるようになるのである。
つまり、2つの不吐出ノズルが存在し、画像に2本の白スジが現れている場合を考えると、1本1本の白スジが単独で存在している場合よりも白スジ同士が互いに接近している場合の方が1本の強調された白スジとして見えてしまい、画質を損なってしまう。
以上のような不吐出ノズルの記録ヘッドの位置関係に起因する視覚的な白スジの変化に対応するために、次のようにして不吐出ノズルの位置情報から補正対象とする不吐出ノズルを選択する。
ここで、2つの不吐出ノズルが存在する場合、ある程度の距離不吐出ノズル同士が離れていれば画像に白スジが認識できない、あるいは気にならない程度であるノズル間隔(距離)をノズル間隔設定値と定義し、以下の説明をおこなう。
ノズル間隔設定値が30ノズル(約635μm)である場合を例にとって説明する。
例えばノズル番号N100、N120、N200、N500、N510、N700、N1100のノズルが不吐出の記録ヘッドで記録ヘッド幅分の記録領域101に対する記録を1回の記録走査において行う1Pass記録を行った場合を模式的に示すと、画像上で図10に示すような位置に、白スジが発生する。
そこで、ノズル番号から不吐出ノズル間の距離を算出し、各不吐出ノズル間の距離から補正対象の不吐出ノズルを選出する。各不吐ノズル同士のノズル間隔はN100とN120では、20ノズル間隔(約423μm)というように簡単に計算できる。このように複数不吐出ノズルが記録ヘッドに存在する場合には、各不吐出ノズル間の距離を全て算出する。
但し、複数回の記録走査で全体の画像を完成させる場合、例えば図16のように1回の記録走査で、1バンド分の記録走査を行った後、副走査方向に1バンド分紙送りを行い、次の記録走査でまた1バンド分記録を行うといった手順で画像を完成させる場合には、画像上記録ヘッドの最上端ノズルで記録されたラスタと最下端で記録されたラスタが隣り合うことになる。そのため、不吐出ノズルの内、ノズル番号の最小のものと最大のもののノズル間隔も副走査方向への紙送りを考慮に入れて次のように計算する。本例では、それがN100とN1100にあたり、図16に示すように紙送りを考慮に入れると100と180の和である280がN100とN1100の不吐出ノズルの組み合わせのノズル間隔となる。
次に、算出されたノズル間隔から補正対象とする不吐出ノズルを選択する。
図15において、ノズル間隔30以下の不吐出ノズルの組み合わせの中から補正対象とする不吐ノズルを選択する。この場合、ノズル間隔30以下の組み合わせは、N100とN120の組み合わせとN500とN510の組み合わせの2組である。
なお、組み合わせの内、補正対象としてどちらの不吐出ノズルが選択されても構わない。例えば、N100とN120及びN500とN510の組み合わせにおいて、N100、N500を補正対象ノズルとして選択し、N100、N500が記録すべき画素に対して他の正常なノズルを用いて補正記録を行った場合には、図17(a)に示すように、N100、N500による白スジが補正により消えるため画質に影響を与えるノズル間隔30以下の不吐出ノズルの組み合わせはなくなる。同様にN120、N510が記録すべき画素に対して補正記録を行った場合においても、図17(b)に示すように画質に影響を与えるノズル間隔30以下の不吐出ノズルの組み合わせはなくなる。
つまり、組み合わせの2つの不吐出ノズルの内、何れか一方の不吐出ノズルに対して補正記録を行えば十分な画質を得ることができるのである。
次に、選択する補正対象ノズルの切り替えについて説明する。
既に述べたように、補正対象としては、画質に影響を与えるノズル間隔以下の不吐出ノズルの組み合わせの内、何れか一方の不吐出ノズルを選択すればよい。
本実施形態においては、補正対象ノズルの選択方法を次のようにすることで、選択される不吐出ノズルを所定のタイミング毎に切り替える。
1回目の選択時には、ノズル間隔設定値以下の不吐出ノズルの組み合わせの内、ノズル番号の小さい方を補正対象ノズルとして選択する。図15の例の場合、N100とN120の組み合わせではN100が、N500とN510の組み合わせではN500が補正対象ノズルとして選択される。
2回目の選択時には、ノズル間隔以下の不吐出ノズルの組み合わせの内、ノズル番号の大きい方を補正対象ノズルとして選択する。図15の例の場合、前回とは逆にN100とN120の組み合わせではN120が、N500とN510の組み合わせではN510が補正対象ノズルとして選択される。
そして、3回目の選択時には、再び不吐出ノズルの組み合わせの内、ノズル番号の小さい方、4回目の選択時には、ノズル番号の大きい方というように、奇数回目はと偶数回目とで選択方法を交互に切り替えるようにする。
このように選択方法を切り替えることで、補正対象として選択される不吐出ノズルも切り替えることができる。
次に、選択の切り替えを行うタイミングについて説明する。Black、Cyan、Magenda、Yellowチップ毎に記録データのドットカウントを行い、そのドットカウント値が所定の閾値を超えた場合に各色毎に切り替えを行う。本実施形態の場合にはドットカウント値が1.0×106を超える度に切り替えを行う。
なお、本実施形態ではチップ毎に記録データのドットカウントをし、切り替えを行っているが、選択されている補正対象ノズルの記録データをドットカウントし、そのドットカウント値が所定の閾値を超えた場合に切り替え、不吐出ノズルの組み合わせ毎に切り替えを行うようにしてもよい。
また、本実施形態では、ドットカウント値の閾値を1.0×106に設定しているが、任意の値に設定してもかまわない。
また、本実施形態においては、ドットカウント値に基づき、切り替えを行っているが、1枚記録を行う毎、ジョブ毎といった任意のタイミングによって切り替える設定にしてもよい。
また、上記例では、記録領域に対する記録を1回の記録走査で完成させる1Pass記録の場合を例としているが、複数回の記録走査で記録を完成させるマルチパス記録においても、記録ヘッド5における不吐出ノズルの位置情報から次のようにして補正対象ノズルを選択すればよい。
2Pass記録の場合を例にして説明する。2Pass記録では、第1記録走査でノズル番号N640〜N1279のノズルを用い、記録画素の50%が記録される。次に副走査方向に640画素(1200dpi)分紙送りが行われ、第2記録走査でノズル番号N0〜N639のノズルを用い、記録画素の残り50%を記録し、2回の記録走査で画像を完成させる。そのため、第1記録走査と第2記録走査で、記録ヘッド5と記録領域101の位置関係は図18ようになり、ノズル番号N100、N120、N200、N500、N510、N700、N1100のノズルが不吐出の場合には、図18に示す位置に各不吐出ノズルによる白スジが現れる。
そこで、紙送りによる記録ヘッド5と記録領域101の位置関係を考慮に入れ、図19に示すように、N640〜N1279までの番号の不吐出ノズルに対しては紙送り量に対応する640をマイナスし、N0〜N639までの不吐出ノズルとの論理和をとったものでノズル間隔の算出を行う。この場合、ノズル番号N700はノズル番号N60、ノズル番号N1100はノズル番号N460に変換する。そして、ノズル番号N60、N100、N120、N200、N460、N500、N510が不吐出ノズルで総ノズル数が640ノズルとして、各不吐出ノズル間のノズル間隔を算出する。
これ以後は1パス記録の場合と同様に算出した不吐出ノズル間のノズル間隔から設定ノズル間隔以下の不吐出ノズルの組み合わせを探し出し、組み合わせのうち、何れか一方の不吐出ノズルを補正対象ノズルとして選択し、所定のタイミングで切り替えるようにすれば良い。
以上が2パス記録時の補正対象ノズルの選択方法である。他のマルチパス記録の場合も紙送りによる記録ヘッド5と記録領域101の位置関係を考慮に入れて同様の方法で補正対象ノズルを選択するようにすればよい。
(第2実施形態)
第1実施形態では、所定のタイミングにおいて、ノズル番号の大小によって選択される補正対象ノズルの選択を切り替えていたが、第2実施形態では補正対象ノズルに選ばれた回数によって補正対象ノズルの選択を切り替える。切り替え方法以外の構成は第1実施形態と同じである。
第1実施形態では、所定のタイミングにおいて、ノズル番号の大小によって選択される補正対象ノズルの選択を切り替えていたが、第2実施形態では補正対象ノズルに選ばれた回数によって補正対象ノズルの選択を切り替える。切り替え方法以外の構成は第1実施形態と同じである。
例えば、ノズル番号N300とN315の組み合わせ、N613とN624の組み合わせ、及びN850とN876の組み合わせがノズル間隔設定値以下の不吐出ノズルの組み合わせである場合を例にとって説明する。図20に示す選択回数は各不吐出ノズルがこれまで補正対象ノズルに選択された回数を示す。
この場合の選択方法であるが、これまでに補正対象ノズルとして選択された回数が少ない方の不吐出ノズルを補正対象として選択する。選択回数が同数の場合には、ノズル番号の小さい方を補正対象として選択する。N300はこれまで3回、N315は4回補正対象ノズルとしてこれまで選択されており、この場合N300を補正対象ノズルとして選択する。
N850、N876の組み合わせの場合は選択回数からN850を補正対象ノズルとして選択する。N613、N624の場合は、選択回数が共に2回なので、ノズル番号の小さいN613を補正対象として選択する。
ここで、切り替えのタイミング等は第1実施形態と同じである。
(第3実施形態)
本実施形態においては、第1実施形態及び第2実施形態以外の補正対象ノズルの選択の切り替え方法について示す。
本実施形態においては、第1実施形態及び第2実施形態以外の補正対象ノズルの選択の切り替え方法について示す。
補正対象ノズルに選択された不吐出ノズルが記録すべきデータは他の正常なノズルによって補正記録される。つまり、補正対象の不吐出ノズルが記録すべきデータが多いほど、補正記録に使用されるノズルは耐久寿命が短くなる。
そこで、補正対象に選択された期間の記録データを各不吐出ノズル毎にドットカウントしておき、所定のタイミングにおける選択時にドットカウント値の累計が小さい方を補正対象として選択する。ドットカウント値の累計が同数の場合にはノズル番号の小さい方を補正対象として選択する。
例えば、N310とN323の組み合わせがノズル間隔設定値以下の不吐出ノズルの組み合わせである場合を例にとって説明する。N310はこれまでに補正対象ノズルに選択されている期間の記録データのドットカウント値が12000、N323が15000である場合、ドットカウント値の累計が小さいN310を補正対象として選択する。
(他の実施形態)
本発明は上述のように、複数の機器(たとえばホストコンピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリンタ等)から構成されるシステムに適用しても一つの機器(たとえば複写機、ファクシミリ装置)からなる装置に適用してもよい。
本発明は上述のように、複数の機器(たとえばホストコンピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリンタ等)から構成されるシステムに適用しても一つの機器(たとえば複写機、ファクシミリ装置)からなる装置に適用してもよい。
また、前述した実施形態に示す機能を実現するように各種のデバイスを動作させるように該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに、前記実施形態機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(CPUあるいはMPU)を格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも本発明の範疇に含まれる。
またこの場合、前記ソフトウェアのプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成する。
かかるプログラムコードを格納する記憶媒体としては例えばフロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
またコンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、前述の実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼動しているOS(オペレーティングシステム)、あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して前述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
さらに供給されたプログラムコードが、コンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能格納ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も本発明に含まれることは言うまでもない。
15 Blackチップ
16 Cyanチップ
17 Magentaチップ
18 Yellowチップ
200 記録装置
201 メインタンク
202 サブタンク
16 Cyanチップ
17 Magentaチップ
18 Yellowチップ
200 記録装置
201 メインタンク
202 サブタンク
Claims (18)
- 複数の記録素子を有する記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置であって、
任意のタイミング毎に不良記録素子に対応する位置情報に基づいて、不良記録素子間の距離を算出する算出手段と、
前記算出手段から得られた前記不良記録素子間の距離と予め設定されている設定値との大小を比較する比較手段と、
前記比較手段において設定値以下と判定された不良記録素子の組み合わせの中から、
所定の選出方法によって何れか一方の不良記録素子を補正対象として選択する選択手段と、
前記選択手段において選択された不良記録素子に対して補正を行う補正手段と、
前記補正手段によって補正された補正データに基づいて記録することを特徴とする記録装置。 - 前記選出手段は、奇数回目の選択時には各前記記録素子に割り振られた番号においてより小さい番号の不良記録素子を選出し、偶数回目の選択時には各前記記録素子に割り振られた番号においてより大きい番号の不良記録素子を選出することを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
- 前記選出手段は、補正対象として選択された回数が少ない方の不良記録素子を選出することを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
- 前記選出手段は、補正対象として選択された期間における不良記録素子の記録データのドットカウント値が小さい方の不良記録素子を選出することを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
- 前記設定値は任意に設定可能であることを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
- 前記選択は各色毎に記録データのドットカウントを行い、そのドットカウント値が所定の値を超える度に行うことを特徴とした請求項1に記載の記録装置。
- 前記選択はページ毎、または印刷ジョブ毎に行うことを特徴とした請求項1に記載の記録装置。
- 前記補正手段は、1パス記録時において、不良記録素子に対応する記録データを少なくとも1つの隣接した正常記録素子に記録させることを特徴とした請求項1に記載の記録装置。
- 前記補正手段は、マルチパス記録時において、不良記録素子に対応する記録データを不良記録素子が記録するラスタと同じラスタを記録する少なくとも1つの正常記録素子に記録させることを特徴とした請求項1に記載の記録装置。
- 複数の記録素子を有する記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置の制御方法であって、
任意のタイミング毎に不良記録素子に対応する位置情報に基づいて、不良記録素子間の距離を算出する算出工程と、
前記算出手段から得られた前記不良記録素子間の距離と予め設定されている設定値との大小を比較する比較工程と、
前記比較手段において設定値以下と判定された不良記録素子の組み合わせの中から、所定の選出方法によって何れか一方の不良記録素子を補正対象として選択する選択工程と、
前記選択手段において選択された不良記録素子に対して補正を行う補正工程と、
前記補正手段によって補正された補正データに基づいて記録する記録工程とを備えることを特徴とする記録装置の制御方法。 - 前記選出方法は、奇数回目の選択時には各前記記録素子に割り振られた番号においてより小さい番号の不良記録素子を選出し、偶数回目の選択時には各前記記録素子に割り振られた番号においてより大きい番号の不良記録素子を選出することを特徴とする請求項10に記載の記録装置の制御方法。
- 前記選出方法は、補正対象として選択された回数が少ない方の不良記録素子を選出することを特徴とする請求項10に記載の記録装置の制御方法。
- 前記選出方法は、補正対象として選択された期間における不良記録素子の記録データのドットカウント値が小さい方の不良記録素子を選出することを特徴とする請求項10に記載の記録装置の制御方法。
- 前記設定値は任意に設定可能であることを特徴とする請求項10に記載の記録装置の制御方法。
- 前記選択は各色毎に記録データのドットカウントを行い、そのドットカウント値が所定の値を超える度に行うことを特徴とした請求項10に記載の記録装置の制御方法。
- 前記選択はページ毎、または印刷ジョブ毎に行うことを特徴とした請求項10に記載の記録装置の制御方法。
- 前記補正手段は、1パス記録時において、不良記録素子に対応する記録データを少なくとも1つの隣接した正常記録素子に記録させることを特徴とした請求項10に記載の記録装置の制御方法。
- 前記補正手段は、マルチパス記録時において、不良記録素子に対応する記録データを不良記録素子が記録するラスタと同じラスタを記録する少なくとも1つの正常記録素子に記録させることを特徴とした請求項10に記載の記録装置の制御方法。
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