JP2006264194A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリンタ内に読み取りセンサーを内蔵しても、本体コストを上げることなく、又、大きな設備にならず、簡便に高解像度の画像読み取りができ、記録ヘッドのムラ補正やプリンターの性能維持が可能な画像形成装置の提供。
【解決手段】記録ヘッド１０５に画像信号を供給してテストパターンを記録する記録手段と、画像パターンを読み取るための、一定の間隔で並列して並べる画像読み取り素子を用いる画像読み取りセンサー１と、センサーの解像度以上の解像度を得るために、画像読み取りセンサー１を読み取りの方向に対して傾けて取り付け、読み取ったテストパターンのデータから演算手段により算出された補正データに応じて記録ヘッド１０５の各画像記録素子に対する画像信号を補正する補正手段とを有するように構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は主にインクジェット記録装置等の画像形成装置関にするものである。

インクジェット記録装置はノンインパクト型のプリンターであって騒音が少なく、カラー印刷も容易であることから、近年、プリンターとして多く普及している。

以下に一般的なインクジェットプリンターの概略を示す。

図１は本発明のインクジェット記録装置の全体を表す模式図である。

図１において、紙送りローラ１０１は、記録媒体１０２を一対のローラで挟み込むようになっており、回転することにより、記録媒体を副走査方向に移動させる。記録ヘッドは、プラテン１０６に対向する面に吐出口を備えている。

又、記録ヘッド１０５はキャリッジ１０４に着脱可能に取り付けられ、キャリッジ駆動手段（図示せず）によりキャリッジが主走査ガイド１０３に沿って動くことにより、記録媒体に対して走査（以下、「主走査」と記載する）しながらインク滴を吐出することができる。尚、記録ヘッドはインク供給装置（図示せず）に結合され、インクが供給されている。

プラテン１０６は、インク記録ヘッドの下に設けられ、記録時には記録媒体がプラテンと記録ヘッドの間に位置するとともに、プラテン１０６に保持されることにより、記録媒体と記録ヘッドの間隔が適正になるように保持される。

又、図１には示されていないが、このインクジェット記録装置は記録媒体を紙送りローラまで供給する記録媒体供給手段、記録ヘッドの吐出口周りの状態を適正に保つための回復手段、記録が終わった記録媒体を取り出す記録媒体排出手段を備えている。

記録動作は以下のように行われる。

このインクジェット記録装置に記録開始の指令信号が入力されると、記録媒体供給手段（図示せず）により、記録媒体が図１の右上方向から先端が紙送りローラの位置に来るまで供給され、その後、記録信号に応じて、紙送りローラにより記録媒体上の印刷開始位置に記録ヘッドが位置するように記録媒体が送られる。

続いて、キャリッジ、記録ヘッドが主走査しながら記録媒体上にインク滴を吹き付けることにより、印刷が行われる。その後、紙送りローラーにより所定量記録媒体が送られ（以下、この動作を「副走査」と記載する）が行われ、再び、キャリッジ、記録ヘッドが主走査を行いながら記録媒体上にインク滴を吹き付ける。この副走査、主走査の繰り返しにより、記録媒体に記録が行われた後、図１の左下方向に記録媒体が排出される。尚、記録媒体としては紙が良く用いられるが、その他の素材であっても構わない。上記副走査の幅は記録ヘッドの吐出口の数と記録密度と走査数によって決定される。

高速印字を実現するために、できるだけ走査数を減らし、高画質を実現するために記録密度を上げようとするため、ヘッドの吐出口の数は増加する傾向にある。現在では、吐出口の数は１０００を超えるものもある。

しかしながら、このような画像記録装置での記録ヘッドにおいては、製造プロセスによる特性バラツキ等があり、出力画像にムラが発生するという欠点がある。一方、濃度が均一なヘッドを求めると歩留まりが上がらないという問題があった。そこで、従来では、この出力画像の濃度ムラを電気的に補正するために、濃度が均一なテストパターンを印字して、読み取りセンサーで読み取り、その読み取り信号から補正データを作成し、この印字データに補正データを掛けることで濃度ムラの無い画像を印字していた。

このセンサーの読み取り系と言えば、読み取りセンサーを複数組み合わせたＣＣＤセンサーを使用したスキャナー装置や、反射光量により出力電圧が変わるフォトセンサー等があった。

又、これらのムラを補正するために、特許文献１や特許文献２などにあるような補正手段を用いてこれらのムラを補正していた。

特開平１１−０１０８４５号公報 特許第３１１３２５８号公報

インクジェットの出力画像のムラは主に記録ヘッドからの吐出されるインク量にバラツキが生じることにより、記録メディアに着弾したドット径に大小の差があることと、その着弾位置ズレにより、出力画像に粗密ができることとが大きな要因となる。

記録ヘッドの高密度化、画像の高解像度化に伴い、インク滴も小さくなり、印字画像上のドットの径も小さくなり、それらを読み取るための読取装置についても高解像度のものが要求されるようになった。

しかしながら、ヘッドのムラを読み取れるような高解像度のスキャナーは高価なものや大きなものになり勝ちでプリンターに内蔵するには課題が多く残った。複写機型のプリンターや、プリンターに内蔵せずにシステムとしてムラや色補正するものもあるが、利便性、スペースの有効利用性を考えると不利なものが多く、価格も高くなる。

又、スキャナーを内蔵しないプリンターでは読み取りセンサーを持たないものや、レジストレーションやメディア検知センサー等、比較的低解像度のものを装備することが多かった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、プリンタ内に読み取りセンサーを内蔵しても、本体コストを上げることなく、又、大きな設備にならず、簡便に高解像度の画像読み取りができ、記録ヘッドのムラ補正やプリンタの性能維持が可能な画像形成装置を提供することである。

上記課題を達成するため、請求項１記載の発明は、複数の画像記録素子を所定の方向に配列した記録ヘッドにより画像記録を行う画像記録装置において、前記記録ヘッドに画像信号を供給してテストパターンを記録する記録手段と、その画像パターンを読み取る手段をもつことと、その読み取り手段が一定の間隔で並列して並べる画像読み取り素子を用いることと、センサーの解像度以上の解像度を得るために読み取りセンサーを読み取りの方向に対して傾けて取り付けることと、読み取ったテストパターンのデータから演算手段により算出された補正データに応じて前記記録ヘッドの各画像記録素子に対する画像信号を補正する補正手段とを有するように構成する。

請求項２記載の発明は、上記読み取りセンサーがテストパターンに対し、読み取りセンサーの読み取り方向に対して１画素分傾けてあるように構成する。

請求項３記載の発明は、上記読み取りセンサーのテストパターンの必要な読み取り解像度に合わせてテストパターンに対して読み込み角度を変更するように構成する。

本発明によれば、従来の低解像度の読み取りセンサーでは十分な読み取り解像度を得ることができなかった読み取りセンサーでも、高解像度の読み取りセンサーと同じ解像度を有することができるようになる。その結果、プリンタ内に読み取りセンサーを内蔵しても、本体コストを上げることなく、又、大きな設備にならず、簡便に高解像度の画像読み取りができ、記録ヘッドのムラ補正やプリンタの性能維持が可能になる。

＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態1を示す。

インクジェットプリンタの記録ヘッドの製造上に起因するものや、製品の耐久状況等により、記録ヘッドから吐出する画像にムラが生じた場合にその記録ヘッドのムラを補正する。このような補正はヘッドシェーディングとしてプリンタでは実施されている。

本実施の形態では、ヘッドシェーディング時における画像読み取りに関して、本発明を作用させる。

図１は、インクジェットプリンタである。記録ヘッド横に記録ヘッドと共に画像読み取りセンサー１がある。記録ヘッドのムラを読み取るために図示されていない画像形成制御信号により、キャリッジ１０４、記録ヘッド１０５を作用させて、記録ヘッドのノズルすべてに均等な画像を印字させる。この均等な画像はノズル毎の特性が分かるように工夫されている。

図５は、ノズル特性を知るためのテストパターンデータの一例である。ノズル番号にあわせてテストパターンの画素が対応している。

この場合、最初のテストパターン図５（ｅ）でノズルの奇数番号１、３、５、・・・ｎ−１のノズルを連続して印字する。１ノズルずつ空けて印字するのは、隣のノズルと重なってドットの大きさが判別しにくくなるのを防ぐためである。次のパターン図５（ｆ）で残りのノズル番号２、４、６、８・・・ｎのノズルを印字する。又、副走査方向にドットが重なり、正確な値が読み取れない場合は、副走査方向にもドット間隔を空けたテストパターンを作成すれば良い。

画像読み取りセンサーの概略図を図３に示す。

記録ヘッドにより印字されたドットを読み取るために、センサー基盤上に取り付けられた制御回路により、画像読み取り時に発光ダイオード７を点灯させる。この発光ダイオードの照明により、記録メディア上の特定の読み取り部が照らされる。発光ダイオードは読み取り画像に合わせて最適な波長になるように調光されていても良く、可変で変更できるようになっていても良い。読み取り画像が黄色であれば、青色の光、マゼンタ色であれば、緑の光という風に補色の関係であれば良好な読み取り画像を得ることができる。しかし、他の色であっても読み取ることは可能である。

発光ダイオードは記録メディアに対して約４５°の角度で取り付けられているが、これはメディアからの乱反射光を効率良く受け取るためで、これ以外の角度であっても良い。

発光ダイオードで調光された光がメディア上のドットで反射して、レンズ６を通し、ＣＣＤセンサー4上で結像する。

ここで、ＣＣＤセンサー４は、解像度１５０ｄｐｉで３２画素×３２画素程度のセンサーであるが、画素数や解像度はプリンターに適したものを用いる。

このＣＣＤセンサー４をキャリッジ１０４の主走査方向を基準とする軸よりＣＣＤの１画素分に相当する１．８°傾けた状態でキャリッジ１０４に取り付ける。図４に上面からのＣＣＤセンサー４とキャリッジ１０４のズレ量θを示す。このθは必要な解像度を得られるように必要な角度に調整する。

１．８°傾けることで、主走査方向にあるＣＣＤセンサーの画素１画素列で１ドットを読むところを１ドット列を３２画素で読み込むことができるため、見掛け上４８００ｄｐｉに相当する解像度を得ることができる。これらの数値は、印字サンプルの解像度やドットの大きさ等によって最適な解像度を設定することができる。又、センサー傾き量を調整することで必要とする解像度に設定すれば良い。

これまでに記したように、インクジェットプリンタを作動させて図のようなムラ補正用パターンを印字する。これらの印字の後、記録メディアを贈らずにキャリッジをホームポジションに戻し、補正パターンを読み取る。

図６にノズルから吐出されたインクドットのセンサー読み取り結果を示す。

グラフ２００が読み取り結果である。この場合、先端を基準の１ノズルとすると第５ノズルのグラフの山の半値幅２０１がこのノズルによるドット径となり、ここからこのノズルの吐出量の大きさが分かる。そのとき読み取ったデータから記録メディア上のドット径を精度良く測定することができる。又、或る第１ノズルからの位置２０２によって、その第５ノズルのよれ量が測定できる。同様にして、記録ヘッドすべての奇数番号のノズルの吐出量を演算した後、偶数番号ノズルも演算して全てのノズルの吐出量、よれ量を測定し、ムラの具合を読み取る。

この読み取った画像から記録ヘッドのノズル毎の特性を演算し、その結果より、補正データを作成し、その特性を打ち消し、均一な画像を得られるよう入力画像に補正データをフィードバックするように演算を行う。
＜実施の形態２＞
インクジェットプリンタは、記録ヘッドの解像度に合わせて必要な解像度が異なる。印字するキャリッジに搭載するときに高精細なヘッドでは傾ける角度を小さく設定し、低解像度のプリンタ場合は大きく傾ける。キャリッジにはＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色の記録ヘッドを有しているが、ＣＭＹは１２００ｄｐｉの記録密度を持つが、Ｂｋは６００ｄｐｉに設定し、文字、画像をそれぞれ最適なドット径で印字するように工夫されている。

そのため、読み取りセンサーも効率的に読み込むため、それぞれ傾き量を変えて読み込めるよう、傾き調整機能を搭載する。

インクジェットプリンターの概略説明図である。 着弾ドットとＣＣＤ読み取り解像度の概要図である。 本発明の実施の形態でのセンサーの例を示す図である。 読み取りセンサーとキャリッジのズレ量を示す図である。 テストパターンの一例を示す図である。 ノズル３本を例にセンサーで読み取ったドット径（ムラ）を示すグラフである。

符号の説明

１ 画像読み取りセンサー
２ センサー基盤
３ センサー制御回路
４ ＣＣＤセンサー
５ センサー光学路
６ レンズ
７ 発光ダイオード
１０１ 紙送りローラ
１０２ 記録媒体
１０３ 主走査ガイド
１０４ キャリッジ
１０５ 記録ヘッド
１０６ プラテン
２００ センサーで読み取ったノズル毎の濃度グラフ
２０１ ドットの径を示す半値幅
２０２ ドットのよれ量を示す値

Claims (3)

1. 複数の画像記録素子を所定の方向に配列した記録ヘッドにより画像記録を行う画像形成装置において、
   前記記録ヘッドに画像信号を供給してテストパターンを記録する記録手段と、その画像パターンを読み取る手段を持つことと、その読み取り手段が一定の間隔で並列して並べる画像読み取り素子を用いることと、センサーの解像度以上の解像度を得るために読み取りセンサーを読み取りの方向に対して傾けて取り付けることと、読み取ったテストパターンのデータから演算手段により算出された補正データに応じて前記記録ヘッドの各画像記録素子に対する画像信号を補正する補正手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 上記読み取りセンサーがテストパターンに対し、読み取りセンサーの読み取り方向に対して１画素分傾けてあることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 上記読み取りセンサーのテストパターンの必要な読み取り解像度に合わせてテストパターンに対して読み込み角度を変更することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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