JP2006240060A - 画像補正方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高速補正、リアルタイム補正の実現。
【解決手段】 インクジェットヘッドで印字された隣接ノズルの印字パタンが分離されたテストパタンを光学測定し、その光学濃度の情報を用いてノズル個々の濃度情報および位置情報を考慮した色ムラ補正を行うインクジェット画像補正法において、光学測定により各ノズルのノズル列並び方向の位置に対する光学濃度情報として取得し、各ノズルのノズル列並び方向の位置に対する光学濃度情報から、印字領域に対する各ノズルの着色の影響度を計算し、各ノズルの補正データを作成する。
【選択図】 図1
【解決手段】 インクジェットヘッドで印字された隣接ノズルの印字パタンが分離されたテストパタンを光学測定し、その光学濃度の情報を用いてノズル個々の濃度情報および位置情報を考慮した色ムラ補正を行うインクジェット画像補正法において、光学測定により各ノズルのノズル列並び方向の位置に対する光学濃度情報として取得し、各ノズルのノズル列並び方向の位置に対する光学濃度情報から、印字領域に対する各ノズルの着色の影響度を計算し、各ノズルの補正データを作成する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、記録部に設けられた複数のノズルの出力特性を得るため、濃度センサにより光学的に濃度測定されるテストパタンを記録媒体に記録するテストパタン記録方法、およびその測定方法に関するものである。
現在、記録方式としては、たとえば熱エネルギーによりインクリボンのインクをかみなどの記録媒体に転写させる熱転写方式、飛翔させた液滴を紙などの記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録方式などが知られている。
この中でもインクジェット方式は低騒音、低ランニングコストであり、装置の小型化、カラー化が容易であるため、プリンタ、複写機などに広く利用されている。
このようなインクジェット記録方式を用いた記録装置は、記録速度を向上させるために、複数の記録素子が集積配列された記録部を用いることが一般的である。その記録素子としては、たとえばインクを吐出させるノズルやインク吐出口などが含まれる。このようなインクジェット記録装置において、大きな問題となるのがムラである。複数のノズルのインク吐出特性の違いは、ムラを引き起こす。
そこで現在ではこのようなムラの発生を防止して高画質化を図る方法が様々提案されている。たとえばマルチパス記録方法では、記録部の複数回の走査によって、記録媒体上の1つの記録領域に対する記録を完成させるようにした方法である。しかし、その効果をあげるためには、1つの記録領域に対する記録部の走査回数、つまり分割数を増やさなければならず、その分スループットの低下を招くことになる。
また、分割記録方法を用いずに、ムラの発生を抑える方法としては、たとえば、特開明5−69545号に記載されているよなヘッドシェーディング方法がある。この方法の場合には、まず、記録部を用いて、予め設定された補正値決定用のテストパタンを記録媒体上に記録し、その記録されたテストパタンの記録濃度をCCDなどの固体撮像素子を備えたスキャナによって読み込み、その読み取り画像を適当に位置補正した後、その画像濃度を、記録部のノズル毎の対応するラスターに割り付ける。記録濃度の変化はノズル毎における吐出量の誤差や、インクの吐出方向のずれ、または記録媒体上におけるインクのにじみなどによって生じる。
次にラスター毎に割り付けられた濃度データから、ノズル毎に対応する記録濃度の補正値を決定する。そして、その補正値にもとずいてノズル毎のγテーブルを変更したり、ノズル毎の駆動テーブルを変更して、インクの吐出量などを変える。このような補正により、補正なしの状態において濃く記録されるラスターについては、それが薄くなるように出力γ補正などの濃度補正がなされ、また補正なしの状態において薄く記録されるラスターについては、それが濃くなるように出力γ補正などのように濃度補正がなされて濃度のムラを低減している。
上記ヘッドシェーディングについても最近の高画質化の流れにより、様々な方法が提案されている。No4413204の方法では、階段パタンと呼ばれる隣接ノズルの印字パタンが分離されているテストパタンを印字し、そのYよれの情報まで考慮した補正が提案されている。この方法では、階段パタンよりYよれ、ドット径などを算出し補正データを算出する。
又、別の従来例としては、特許文献1及び特許文献2をあげることが出来る。
特開2000−052573号公報
特開平11−254712号公報
しかしながら、上記方法では以下のような課題がある。Yよれ、ドット径などを測定するには重心処理やエッジ処理などの画像処理が必要であり、処理速度がおそい。また得られたYよれ、ドット径からむらを予想するにも、処理時間がばかにならない。通常の個人ユースのプリンタなどでは、これら上記の処理時間はさほど問題ではないが、業務用、オフィス用など超高速プリンタでは、ノズル数が膨大な数であり補正にかかる時間が無視できなくなる。
本発明は上記種々の課題に鑑みてなされたものであり、高速(リアルタイム補正)、高画質補正を達成することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明は、インクジェットヘッドで印字された隣接ノズルの印字パタンが分離されたテストパタンを光学測定し、その光学濃度の情報を用いてノズル個々の濃度情報および位置情報を考慮した色ムラ補正を行うインクジェットの画像補正法において、光学測定により各ノズルのノズル列並び方向の位置に対する光学濃度情報として取得する工程と、各ノズルのノズル列並び方向の位置に対する光学濃度情報から、印字領域に対する各ノズルの着色の影響度を計算し、各ノズルの補正データを作成する工程とを有することを特徴とする画像補正方法である。
又、本発明は、更に、各ノズルのノズル列並び方向の位置に対する光学濃度情報からの印字領域に対する各ノズルの着色の影響度の計算において、異なるノズルのインクの重なりを考慮する工程を有することを特徴とする画像補正方法である。
以上説明したように本発明によれば、Yよれ、ドット径など個々のノズルの吐出特性を考慮した補正において、直接Yよれ、ドット径などを数値として算出しなくとも、同等の補正が行える。これにより、測定および補正データ算出処理が簡易になり、補正処理時間が大幅に短縮される。よって高速(リアルタイム)補正、高画質補正を実現できる。
[第一の実施形態]
以下、図面を参照して本発明の実施形態例を詳細に説明する。
以下、図面を参照して本発明の実施形態例を詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の概略を示す正面図である。キャリッジ20上には複数のインクジェットヘッド21−1〜21−3が搭載されており、各インクジェットヘッド21にはインクを吐出するためのインク吐出口が複数配列されている。21−1、21−2、21−3は夫々、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のインクを吐出するためのインクジェットヘッドである。インクカートリッジ22は各インクジェットヘッド21−1〜21−3及びそれらにインクと供給するインクタンクとから構成されている。40には濃度センサとして反射型濃センサさが設置されており、キャリッジの移動により所定の場所に着色された、テストパタンを撮像できる構成となっている。
インクジェットヘッド21への制御信号などはフレキシブルケーブル23を介して送られる。普通紙や高品位専用紙、OHPシート、光沢紙、光沢フィルム、ハガキ等の記録媒体24は不図示の搬送ローラを経て排紙ローラ25に挟持され、搬送モータ26の駆動に伴い矢印方向(副走査方向)に送られる。ガイドシャフト27、およびリニアエンコーダ28によりキャリッジ20が案内支持されている。キャリッジ20は駆動ベルト29を介してキャリッジモータ30の駆動により前述ガイドシャフト27に沿って主走査方向に往復運動させられる。前述のインクジェットヘッド21のインク吐出口の内部(液路)にはインク吐出用の熱エネルギーを発生する発熱素子(電気・熱エネルギー変換体)が設けられている。リニアエンコーダ28の読みとりタイミングに伴い、前記発熱素子を記録信号に基づいて駆動し、記録媒体上にインク滴を飛翔、付着することで画像を形成することができる。
記録領域外に設定されたキャリッジ20のホームポジションにはキャップ部31を持つ回復ユニット32が設置されている。記録を行わないときには、キャリッジ20をホームポジションに移動させてキャップ部31の各キャップ31−1〜31−3により対応する各インクジェットヘッド21のインク吐出口面を密閉し、インク溶剤の蒸発に起因するインクの固着あるいは塵埃などの異物の付着などによる目詰まりを防止する。
また、上記キャップ部31のキャッピング機能は記録頻度の低いインク吐出口の吐出不良や目詰まりを解消するために、インク吐出口から離れた状態にあるキャップ部へインクを吐出させる空吐出に利用されたり、キャップした状態で不図示のポンプを作動させ、インク吐出口からインクを吸引し、吐出不良を起こした吐出口の吐出回復に利用される。33はインク受け部で、各インクジェットヘッド21−1〜21−4が印字直前にインク受け部33の上部を通過する時に、インク受け部33にめがけ予備吐出を行う。またキャップ部隣接位置に不図示のブレード、拭き部材を配置することにより、インクジェットヘッド21のインク吐出口形成面をクリーニングすることが可能である。
次に、図2は、前述したインクジェットヘッド21の構成を示す図である。図2において、プリントヘッドは記録方向に概略垂直な方向に、多数のインク吐出ノズルを有している。この図では、インク吐出ノズルはひとつのプリントヘッドにおいて2列で構成している例を示しているが、1列でも数列でもよく、また、直線性をもって並ぶ必要もない。また、図2のノズルとノズルの間隔をプリントヘッドの解像度、ノズルピッチ、ノズルの密度と呼ぶこととする。図の記録方向へプリントヘッドの走査を行うことで、インクを吐出するノズル列の幅に相当するプリントが行えるように構成されていることが望まれ、往復動作を行っても良い。プリントヘッドは、印字に用いる本数分用意すればよく、たとえばシアン、マゼンタ、イエローの3本でフルカラー印字してもよく、また、濃淡インクを利用したプリントの場合には、濃シアン、淡シアン、濃マゼンタ、淡マゼンタ、濃ブラック、淡ブラック、濃イエロー、淡イエロー、さらに特色のインクを吐出するプリントヘッドを用意しても良い。
尚、本発明に適用可能なインクジェット記録方式は、発熱素子(ヒータ)を使用した方式に限られるものではなく、例えば、インク滴を連続噴射し粒子化するコンティニュアス型の場合には荷電制御型、発散制御型等、また、必要に応じてインク滴を吐出するオンデマンド型の場合には、ピエゾ振動素子の機械的振動によりオリフィスからインク滴を吐出する圧力制御方式等でも適用可能である。
図3は本発明のインクジェット記録装置の制御系の構成の一例を示すブロック図である。図3において、1は画像データ入力部、2は操作部、3は各種処理を行うCPU部、4は各種データを記憶する記憶媒体、4aは各ノズルに対応する不吐出、不良ノズルデータとプリントヘッドの印字情報を格納するプリント情報格納メモリ、4bは各種制御プログラム群、5はRAM、6は画像データ処理部、7は画像出力を行う画像記録部、8は各種データを転送するバス部である。
詳述すると、1はスキャナやデジタルカメラ等の画像入力機器からの多値画像データやパーソナルコンピュータのハードディスク等に保存されている多値画像データを入力する画像データ入力部、2は各種パラメータの設定および印字開始を指示する各種キーを備えている操作部、3は記憶媒体中の各種プログラムに従って本記録装置全体を制御するCPUである。4は制御プログラムやエラー処理プログラムに従って本記録装置を動作させるためのプログラムなどを格納している記憶媒体である。本実施形態例の動作はすべてこのプログラムによる動作である。該プログラムを格納する記録媒体4としては、ROM、FD、CD−ROM、HD、メモリカード、光磁気ディスクなどを用いることができる。5は記憶媒体4中の各種プログラムのワークエリア、エラー処理時の一時待避エリア及び画像処理時のワークエリアとして用いるRAMである。また、RAM5は、記録媒体4の中の各種テーブルをコピー後、そのテーブルの内容を変更し、この変更したテーブルを参照しながら画像処理を進めることも可能である。
6は入力された多値画像データをN値の画像データに各画素毎に量子化し、その量子化された各画素が示す階調値“T”に対応する吐出パターンを作成する画像データ処理部である。即ち、入力された多値画像データをN値化処理した後、階調値“T”に対応する吐出パターンを作成するのである。例えば、8bit(256階調)で表現される多値画像データが画像データ入力部1に入力され場合、画像データ処理部6においては出力する画像データの階調値を25(=24+1)値に変換する必要がある。尚、ここでは入力階調画像データのT値化処理には多値誤差拡散法を用いたが、これには限られず平均濃度保存法、ディザマトリックス法等、任意の中間調処理方法で行うことができる。また、画像の濃度情報に基づいて前述のT値化処理を全ての画素数分繰り返すことにより、それぞれのインクノズルに対する各画素毎の吐出、不吐出の2値の駆動信号が形成される。
7は画像データ処理部6で作成された吐出パターンに基づいてインクを吐出し、記録媒体上にドット画像を形成する画像記録部であり、8は本装置内のアドレス信号、データ、制御信号などを伝送するバスラインである。
次に、本発明の特徴的部分であるムラ補正について述べる。この工程は、テストパタンを印字し、そのパタンの部分的な濃度の差を光学測定により検出し、次に、各ノズル位置と濃度データを相関させ、出力する画像に濃度が高くでる部分は低く、濃度が低くでる部分は高く補正したり、また、各ノズルの駆動制御を変更し、吐出量が大きいノズルの駆動パルスを短くしたり、吐出量の小さいノズルの駆動電圧を上げるなどする。いわゆるヘッドシェーディングである。本発明では、説明を簡易化するためシアンの補正について述べる。
図4は、は階段パターンと呼ぶテストパターンであり、ノズル列並び方向に隣接ドットが接触していない。本実施形態での階段パタンは5ノズルおきに異なるブロックに印字される。階段パターンを測定して補正を行う方法の先行技術があるが、個々のノズルを着弾ずれ量(よれ)、ドット径またはインクのドット径などを、正確に測定する必要がある。例えば、階段パタンの濃度測定による重心計算から、各ノズルのノズル列並び方向のよれ(Yよれ)を算出したりする。しかしながら重心計算からのYよれ計算や、インクの濃度情報からのドット径計算を行うためには、光学分解能の高いセンサを用いなければならない。2400DPIのセンサを用いたとしても1ピクセルは10μm程度であり、この程度のセンサで数μmのYよれや数μmの精度でのドット径を測定するには非常に高コントラストな画像が必要である。これは、測定システムの高コスト化につながる。また、重心処理やエッジ処理などのデジタル画像処理は、処理時間の増大が問題になる。本発明によると以上のような問題に効果がある。
まず、本実施形態では光学センサにより階段パタンの測定データをデジタル画像として取り込む。図35に取り込み画像の一例を示す。先行技術ではこの画像からYよれ、ドット径を算出する。補正画質の要求レベルにもよるが、2400DPIでの特にドット径の算出は十分でない。さらに、重心計算やエッジ処理などは処理時間が長い。さらに、Yよれ、ドット径からむらを予想する計算も処理時間がながい。超高速プリンタではノズル数が10000以上で構成されるものもあり、全ノズルに対してこれらの処理を行うことになり、補正時間の増加につながる。そこで本発明では、ドット径、Yよれなどを算出せずに、むらを予想する。
簡単のため図4のようなパタンを測定した場合で説明する。ここでは、簡単のため3003〜3005までの影響は省いて説明する。3101は図4の3001部分、3102は図4の3002部分を表したものである。例えば図5の中の縦線、横線は、それぞれ各ノズルのYよれ、ドット径に相関する位置を示している。先行技術では、Yよれ、ドット径などをこのデータから求める。本発明ではYよれ、ドット径の算出は行わない。図6に図5と同等の図を示し説明する。図6中の3605の領域の着色に影響している部分は、3101ブロックの一番左のノズルと3102ブロックの一番左のノズルであることがわかる。図7に拡大図を示す。3701と3702が3601の領域の着色に影響している。そこで3701と3702の面積が3701の着色の濃度に影響しているといえる。3701は3101ブロックの一番左のノズル、3702は3102ブロックの一番左のノズルに起因することがわかる。このデータを用いると先行技術における近傍ノズルの影響と表現されている量、すなわち上記説明における3601領域における3701、3702の影響をYよれ、ドット径などを算出しなくとも得ることができる。繰り返し述べるが上記説明では図4の3001、3002の影響のみを述べたが実際には3003〜3005も考慮して算出する。
さらに上記例では3701、と3702の重なりからお互いのドット重なりの面積を計算することができる。しかし、ドット重なり部では、3701、と3702の輝度データから実際に重なった場合の輝度値や光学濃度などが計算できない。よって予め、インクドットが重なり合った時の輝度または光学濃度を見積もっておくとよい。本発明では、ドット重なりの面積を計算することができるため、より正確なむらの予測が行える。
Claims (2)
- インクジェットヘッドで印字された隣接ノズルの印字パタンが分離されたテストパタンを光学測定し、その光学濃度の情報を用いてノズル個々の濃度情報および位置情報を考慮した色ムラ補正を行うインクジェットの画像補正法において、光学測定により各ノズルのノズル列並び方向の位置に対する光学濃度情報として取得する工程と、各ノズルのノズル列並び方向の位置に対する光学濃度情報から、印字領域に対する各ノズルの着色の影響度を計算し、各ノズルの補正データを作成する工程を有することを特徴とする画像補正方法。
- 請求項1に記載の各ノズルのノズル列並び方向の位置に対する光学濃度情報からの印字領域に対する各ノズルの着色の影響度の計算において、異なるノズルのインクの重なりを考慮する工程を有することを特徴とする請求項1に記載の画像補正方法。
Priority Applications (1)
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JP2005058894A JP2006240060A (ja) | 2005-03-03 | 2005-03-03 | 画像補正方法 |
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JP2005058894A JP2006240060A (ja) | 2005-03-03 | 2005-03-03 | 画像補正方法 |
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-
2005
- 2005-03-03 JP JP2005058894A patent/JP2006240060A/ja not_active Withdrawn
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