JP2007203721A

JP2007203721A - 画像記録システム及び方法

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Publication number: JP2007203721A
Application number: JP2006028921A
Authority: JP
Inventors: Yuhei Chiwata; 祐平千綿
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-02-06
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2007-08-16

Abstract

【課題】記録素子の記録特性の誤差に起因する濃度ムラを精度よく補正することができる画像記録システム及び方法を提供する。
【解決手段】画像読取手段と、前記画像は異なる単一の記録素子から記録された単一記録素子画像同士が接触しないものであるときに、画像読取手段によって読み取られた前記画像を処理することによって、記録素子の記録位置誤差の記録特性を示す情報と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報を区別して取得する特性情報取得手段と、記録素子の記録位置誤差の記録特性を示す情報と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報に基づいて濃度補正係数を決定する補正係数決定手段と、前記補正係数決定手段で決定された濃度補正係数を用いて出力濃度を補正する演算を行う補正処理手段と、前記補正処理手段による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御手段と、を備える。
【選択図】図１７

Description

本発明は画像記録システム及び方法に係り、特に複数の記録ヘッドにおける記録素子の特性である記録位置誤差と吐出液滴量誤差のばらつきによって生じる濃度ムラの補正に好適な画像処理技術に関する。

複数のインク吐出口（ノズル）を有するインクジェット方式の記録ヘッドを備えた画像記録装置（インクジェットプリンター）では、ノズルが持つ吐出特性のばらつきによって、記録画像に濃度ムラ（スジムラ）が生じ、画質上問題となる。スジムラの要因となるばらつきは、着弾位置誤差（ノズル配列方向のもの）、液滴量誤差に分類される。図１８はノズルの吐出特性のばらつきと、記録結果として現れる濃度ムラの例を模式的に描いた説明図である。

図中、符号３００はラインヘッド、符号３０２-i（i＝１〜８）はノズルを示し、符号３０４-i（i＝１〜８）は各ノズル３０２-i（i＝１〜８）によって打滴されるドットを表している。また、矢印Ｓはラインヘッド３００に対する記録媒体（例えば、記録紙）の相対的な搬送方向（副走査方向）を示している。

図１８では、左から３番目のノズル３０２-3に着弾位置誤差（本来の着弾位置から図上で左横方向に着弾位置がずれて着弾）が発生し、６番目のノズル３０２-6について液滴量誤差（本来の液滴量よりも多い液滴量で吐出）が発生している例が示されている。この場合、着弾位置誤差、液滴量誤差の発生するそれぞれのノズル３０２-3、３０２-6に対応した印字画像の位置（図中のＡ，Ｂで示した位置）にスジ状の濃度ムラが発生する。

このような濃度ムラを補正するための技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１では、均一なテストパターンを出力してその光学濃度をセンサで読み取り、それぞれのノズルに対応する位置における濃度を求めてノズル特性とし、これをもとに出力の補正データを作成している。
特許２８８２６６１号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている濃度ムラを補正するための技術には以下の課題が存在する。

特許文献１では、ノズルの配列方向および被記録媒体の搬送方向に均一なテストパターンを出力してその光学濃度をセンサで読み取り、それぞれのノズルに対応する位置における濃度を求めている。しかし、それぞれのノズルに対応する位置における濃度には、着弾位置の誤差と液適量の誤差との影響が混在しており、正確なノズル特性を求めることができない。特に、着弾位置の誤差が存在することにより濃度を測定する位置とドットを出力する位置に不一致が生じてしまう。具体的には、図１９に示すように、ｎｚｌ４の特性としてａｒｅａ４で濃度を取得すると、ｎｚｌ３に着弾位置のズレが存在するため、ｎｚｌ３の特性も混在して取り込んでしまう。このような不正確な特性をもとに補正データを作成すると、濃度ムラを十分に低減することができないという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、記録素子の記録位置誤差の記録特性を示す情報と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報を区別して取得することによって正確な記録特性を求めることにより、記録素子の記録特性の誤差に起因する濃度ムラを精度よく補正することができる画像記録システム及び方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に係る画像記録システムは、複数の記録素子を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッド及び被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記被記録媒体を相対移動させる搬送手段と、前記記録ヘッドにより記録された画像を読みる画像読取手段と、前記画像は異なる単一の記録素子から記録された単一記録素子画像同士が接触しないものであるときに、前記画像読取手段によって読み取られた前記画像を処理することによって、前記記録素子の記録位置誤差の記録特性を示す情報と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報を区別して取得する特性情報取得手段と、前記記録素子の記録位置誤差の記録特性を示す情報と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報に基づいて濃度補正係数を決定する補正係数決定手段と、前記補正係数決定手段で決定された濃度補正係数を用いて出力濃度を補正する演算を行う補正処理手段と、前記補正処理手段による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、複数の記録素子による画像が記録された画像を取得し、記録素子の記録位置誤差を示す記録特性の情報と吐出液滴量誤差を示す記録特性の情報を各々区別して取得した上で、この２つの記録特性の情報を用いて濃度ムラ補正データを生成する。そのため、記録位置誤差と吐出液滴量誤差とが両方存在していても、各々の誤差に対応した濃度補正係数を決定して出力濃度を補正する演算を行うことができる。したがって、記録位置誤差と吐出液滴量誤差に起因する濃度ムラに対して効果的で高精度の補正を行うことができる。

また、「（記録ヘッドにより記録された）画像は異なる単一の記録素子から記録された単一記録素子画像同士が接触しないものである」ので、記録素子の着弾位置誤差が存在する場合であっても、各記録素子の間で着弾位置誤差による影響を与え合うおそれはない。そのため、各記録素子の記録位置誤差を示す記録特性の情報と吐出液滴量誤差を示す記録特性の情報を正確に取得できる。

ここで、「（記録ヘッドにより記録された）画像は異なる単一の記録素子から記録された単一記録素子画像同士が接触しないものである」という要件を満たす例としては、単一記録素子画像を階段状に配列する例や、記録素子の配列方向について一つ置きの記録素子による単一記録素子画像を配列する例など、隣り合う記録素子の単一記録素子画像同士が接触しない例に該当すればよい。

「記録位置誤差」とは、記録素子の着弾位置についての本来の着弾位置からのずれ量をいう。また、「吐出液滴量誤差」とは、記録素子の吐出液滴量について本来の吐出液滴量との差をいう。

「画像読取手段」としては、イメージセンサ（撮像素子）を利用した画像読取装置（撮像信号を処理する信号処理手段を含む）を用いることができる。例えば、ＣＣＤスキャナなどが考えられる。

「特性情報取得手段」は、画像記録装置外のホストコンピュータ内に配置されるものであってもよく、画像記録装置内に配置されるものであってもよい。

そして、この「特性情報取得手段」において、記録素子の記録位置誤差の記録特性を示す情報と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報を区別して取得する具体的な手法は、以下のとおりである。まず、複数の記録素子による画像が記録された画像を取得し、この取得した画像の２次元濃度データを作成し、ノイズ除去や画像傾き補正を行う。次に、記録素子ごとの画像を抽出して、記録素子ごとの２次元濃度データを作成する。次に、作成した記録素子ごとの２次元濃度データの平均化を行った後、１次元濃度データを作成する。そこで、この１次元濃度データにおける所定の閾値以上の濃度データが存在する領域を各記録素子による記録画像領域とみなす。そして、この記録画像領域における濃度データの重心位置を算出して、これを各記録素子の着弾位置とみなし、本来の各記録素子の着弾位置との差として記録素子の記録位置誤差の情報を取得する。また、その一方で、各記録素子による記録画像領域における濃度データを積分して、これを各記録素子による記録画像領域の濃度とみなし、テーブル変換にて各記録素子の吐出液滴量に換算し、本来の各記録素子の吐出液滴量との差として記録素子の吐出液滴量誤差の情報を取得する。

本発明に係る画像記録装置の一態様としてのインクジェット記録装置は、ドットを形成するためのインク液滴を吐出するノズル及び吐出圧を発生させる圧力発生手段（圧電素子や加熱素子など）を含む液滴吐出素子（「記録素子」に相当）を複数配列させた液滴吐出素子列を有する液体吐出ヘッド（「記録ヘッド」に相当）と、画像データから生成されたインク吐出データに基づいて記録ヘッドからの液滴の吐出を制御する吐出制御手段とを備え、前記ノズルから吐出した液滴によって被記録媒体上に画像を形成する。

記録ヘッドの構成例として、被記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数の記録素子を配列させた記録素子列を有するフルライン型のヘッドを用いることができる。この場合、被記録媒体の全幅に対応する長さに満たない記録素子列を有する比較的短尺の記録ヘッドモジュールを複数個組み合わせ、これらを繋ぎ合わせることで全体として被記録媒体の全幅に対応する長さの記録素子列を構成する態様がある。

フルライン型のヘッドは、通常、被記録媒体の相対的な送り方向（相対的搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿って記録ヘッドを配置する態様もあり得る。

「被記録媒体」は、記録ヘッドの作用によって画像の記録を受ける媒体（被画像形成媒体、被記録媒体、記録媒体、受像媒体、インクジェット記録装置の場合の吐出媒体、被吐出媒体など呼ばれ得るもの）であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、中間転写媒体、インクジェット記録装置によって配線パターンが印刷されるプリント基板、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。

「搬送手段」は、停止した（固定された）記録ヘッドに対して被記録媒体を搬送する態様、停止した被記録媒体に対して記録ヘッドを移動させる態様、或いは、記録ヘッドと被記録媒体の両方を移動させる態様のいずれをも含む。

インクジェットヘッドによって、カラー画像を形成する場合は、複数色のインク（記録液）の色別に記録ヘッドを配置してもよいし、１つの記録ヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。

また、本発明は、上記のフルライン型のヘッドに限らず、シャトルスキャン方式の記録ヘッド（被記録媒体の搬送方向に略直交する方向に往復移動しながら打滴を行う記録ヘッド）についても適用可能である。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像記録システムにおいて、前記特性情報取得手段は、前記画像読取手段により読み取った前記画像における同一の前記単一記録画像を処理することによって、前記記録素子の記録位置誤差の記録特性を示す情報と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報を区別して取得すること、を特徴とする。

本発明によれば、同一の単一記録素子画像を処理して記録位置誤差と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報取得することから、特性情報取得手段における演算時間の短縮が図れる。そのため、濃度ムラに対する補正処理を行う時間の短縮を図ることができる。また、同一の単一記録素子画像を処理するものであることから、画像読取手段による読み取りは１回であっても足り、画像読取手段における読み取り時間の短縮も可能である。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の画像記録システムにおいて、前記単一記録素子画像は、前記被記録媒体の相対移動方向にドット画像が連続的に並ぶライン形状とすること、を特徴とする。

本発明によれば、単一記録素子画像は、前記被記録媒体の相対移動方向にドット画像が連続的に並ぶライン形状とするので、複数のドットを隣接させることにより各ドットの持つ吐出状態のバラツキを打ち消しあうことから、正確な記録特性を示す情報を取得することができる。また、プリンタの持つ搬送機構を用いてライン形状の印字は容易にできる。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像記録システムにおいて、前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定手段を有し、前記補正係数決定手段は、前記記録素子の記録特性に起因する濃度ムラの空間周波数特性を表すパワースペクトルの周波数原点（ｆ＝０）における微分係数が略０となる条件を含む補正条件に基づいて前記Ｎ個の補正記録素子の濃度補正係数を決定すること、を特徴とする。

本発明によれば、濃度補正係数を用いた補正後のパワースペクトルの周波数原点（ｆ＝０）における微分係数が略０となる条件を用いて濃度補正係数を決めるようにしたことで、周波数原点でのパワースペクトルの強度が最小となり、原点付近（すなわち、低周波領域）のパワースペクトルを小さく抑えることができる。これにより、精度のよいムラ補正を実現できる。

「補正条件」としては、例えば、空間周波数の直流成分の保存条件と、Ｎ−１次までの微分係数が略０となる条件より得られるＮ本の連立方程式で表される。

Ｎ個の補正記録素子についてそれぞれ濃度補正係数を求める場合、未知数はＮ個あるため、直流（ＤＣ）成分の保存条件と、Ｎ−１次までの微分係数が略０となる条件を用いることで、Ｎ本の方程式を得て、これを解くことにより、全ての未知数を決定することができる。

また、より高次の微分係数が略０となる条件を満たすことにより、周波数原点からの周波数の増加に対してパワースペクトルの増加の程度が一層低く抑えられ、低周波成分の強度がより小さい値に保たれる。

請求項５に係る発明は、複数の記録素子を有する記録ヘッドと被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記被記録媒体を相対移動させながら、前記複数の記録素子によって前記被記録媒体に画像を記録する画像記録方法であって、前記記録ヘッドにより記録された画像を読み取る画像読取工程と、前記画像は異なる単一の記録素子から記録された単一記録素子画像同士が接触しないものであるときに、前記画像読取手段により読み取られた画像を処理することによって前記記録素子の記録位置誤差と吐出液滴量誤差とを含む記録特性を示す情報を取得する特性情報取得工程と、前記記録特性を示す情報に基づいて濃度補正係数を決定する前記補正係数決定工程と、前記補正係数決定手段で決定された濃度補正係数を用いて出力濃度を補正する演算を行う補正処理工程と、前記補正処理工程による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御工程と、を備えることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の画像記録方法において、前記特性情報取得工程は、前記画像読取工程により読み取った前記画像における同一の前記単一記録画像を処理することによって、前記記録素子の記録位置誤差の記録特性を示す情報と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報を区別して取得すること、を特徴とする。

本発明によれば、同一の単一記録素子画像を処理して記録位置誤差と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報取得することから、特性情報取得工程における演算時間の短縮が図れる。そのため、濃度ムラに対する補正処理を行う時間の短縮を図ることができる。また、同一の単一記録素子画像を処理するものであることから、画像読取工程による読み取りは１回であっても足り、画像読取工程における読み取り時間の短縮も可能である。

請求項７に係る発明は、請求項５または６に記載の画像記録システムにおいて、前記単一記録素子画像は、前記被記録媒体の相対移動方向にドット画像が連続的に並ぶライン形状とすること、を特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の画像記録方法において、前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定工程を有し、前記補正係数決定工程は、前記記録素子の記録特性に起因する濃度ムラの空間周波数特性を表すパワースペクトルの周波数原点（ｆ＝０）における微分係数が略０となる条件を含む補正条件に基づいて前記Ｎ個の補正記録素子の濃度補正係数を決定すること、を特徴とする。

本発明によれば、記録素子の記録特性のばらつきによる濃度ムラを精度よく補正することができ、高品位な画像形成が可能となる。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔画像記録システムの全体構成〕
図１に示すように本実施形態の画像記録システムは、記録ヘッドや搬送手段や補正処理手段や補正係数決定手段や駆動制御手段などを備える画像記録装置としてのインクジェット記録装置１１０、画像取込手段としてのＣＣＤスキャナ１９２、特性情報取得手段（画像処理手段）としてのホストコンピュータ１８６などから構成される。それぞれの構成機器はラインで接続されている。

〔ノズル濃度補正データの生成処理フローについての説明〕
図２は、濃度補正係数（補正データ）の生成処理の例を示したフローチャートである。補正データの生成処理は、例えば、以下のいずれかの条件で開始される。

すなわち、（ａ）初期設定時、（ｂ）メンテナンス時期が到来した時、（ｃ）ユーザーが画像にスジムラが生じていると判断した時または定期的メンテナンスとして指示した時
のいずれかの条件で図示の補正データの生成処理がスタートする。

補正データの生成処理がスタートすると、まず、着弾誤差データや液滴量誤差等を測定するためのテストパターン（予め定められている所定のパターン）のプリントが実行される（ステップＳ２０）。

次いで、そのテストパターンの印字結果から着弾誤差、液滴量誤差のデータを測定する（ステップＳ２２）。着弾誤差や液滴量誤差データの測定には、イメージセンサ（撮像素子）を利用した画像読取手段（撮像信号を処理する信号処理手段を含む）を用いることができる。本実施形態では、ＣＣＤスキャナ１９２を用いる。着弾誤差データには、着弾位置誤差の情報及び光学濃度情報などが含まれる。

そして、ステップＳ２２で得られた着弾誤差データや液滴量誤差から補正データ（濃度補正係数）が算出される（ステップＳ２４）。濃度補正係数の算出方法については、後で説明する。

こうして、求めた濃度補正係数の情報はＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な記憶手段に記憶され、以後、最新の補正係数が用いられる。

〔着弾誤差および液適量誤差データの測定についての説明〕
各ノズルの着弾誤差および液滴量誤差を測定するために、図２のステップＳ２２で示した、テストパターンから各ノズルの着弾位置および液滴量を測定する詳細な手順について、図３を用いて説明する。本実施形態では、図４に示すように、ラインを複数段の階段状に配置したテストパターンを使用する。このように、テストパターンを階段状とすることで、ライン間の幅を大きくすることができ、ノズルの着弾位置誤差が存在する場合であっても異なるノズルからプリントされたライン同士が接触することがない。そのため、ライン同士で着弾位置誤差による影響を与え合うおそれはない。

そこでまず、このようにプリントアウトされたテストパターンをＣＣＤスキャナ１９２にて読み込む（ステップＳ３０）。このとき、光学フレアを抑制するため、読み取りは透過光学系にて行うのがよい。また、印字媒体には透明性の高い媒体を用いるのがよい。次に、Ｓ３０にて読み込んだテストパターンの画像に基づいて２次元濃度データを作成する（ステップＳ３２）。

次に、被記録媒体（メディア）とＣＣＤセンサの傾きによる画像傾きの補正と、微小なノイズの除去を行う（ステップＳ３４）。ここで、画像傾きの補正の手順について図５を用いて説明する。まず、図５（ａ）に示すように、測定された画像内の直線性のある領域（ラインパターンそのものを使ってもよい）から、画像傾きθを算出する。次に、図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）で設定した任意の原点を回転中心として２次元回転行列Ｒ（θ）による座標変換を行い、傾き補正画像を算出する。なお、図５（ｃ）に示すように、座標変換後の画像信号は周囲４画素の補間で算出する。

次に、画像傾きの補正とノイズの除去を行った２次元濃度データ内から各ノズルが印字したラインが含まれるデータ部分をライン部として抽出する（ステップＳ３６）。次に、抽出したライン部ごとの２次元濃度データを作成する（ステップＳ３８）。次に、図４に示すように、作成された各ライン部ごとの２次元濃度データについて、ノズルの配列方向に対する垂直方向について濃度データの平均化を行う（ステップＳ４０）。このように、平均化を行うことによって、メディア上のドットが円形のため各ライン部の端部において凹凸の影響が生じた場合であっても、この影響を除去することができる。

次に、平均化した各ライン部ごとの２次元濃度データから各ライン部の１次元濃度データを作成する（ステップＳ４２）。ここで、任意に選択した一つのライン部の１次元濃度データの一例を図６に示す。図６は、横軸にノズルの配列方向における位置をとり、縦軸に１次元濃度データの値をとることにより図示したものである。図６に示すように、ライン部の１次元濃度データの値は、外周を上に凸の放物線とする範囲内に分布する。

そして、この１次元濃度データをもとに、着弾位置と吐出液滴量の測定値を算出する。詳細には、着弾位置については、ステップＳ４４に進み、１次元濃度データにおける所定の閾値Ｄｔ以上の濃度データをライン部とみなし、各ライン部における１次元濃度データとして表される図形の重心位置を算出して、この重心位置を着弾位置の測定値として算出する（ステップＳ４６）。

一方、吐出液滴量については、ステップＳ４８に進み、１次元濃度データにおける所定の閾値Ｄｔ以上の濃度データをライン部とみなし、このライン部について１次元濃度データを積分し、ライン濃度として算出する（ステップＳ５０）。そして、ステップＳ５２におけるテーブル変換によりライン濃度を吐出液滴量に換算する（ステップＳ５４）。ライン濃度と液滴量との間には、線形関係が成立し予め実験により求めておくことができる。そのため、この実験により求めたライン濃度と液滴量との関係を予めテーブルに記憶させておく。なお、実験にあたっては、重量法を用いるなど精度の高い測定方法を用いる。以上のような手順で、着弾位置と吐出液滴量を測定することができる。

このように、各ラインごとの１次元濃度データをもとに着弾位置と吐出液滴量の両方を測定することができるので、ＣＣＤスキャナの読み取りは１回で足り、画像の読み取り時間の短縮が図れる。また、ホストコンピュータによる演算時間の短縮も図れる。

そして、各ノズルの本来の着弾位置と測定された着弾位置との比較により着弾位置誤差が測定される。また、各ノズルの本来の液滴量と測定された液滴量との比較により液適量誤差が測定される。

〔ラインヘッドへの適用〕
図７は本発明の画像処理の流れを示したフロー図である。入力画像１０のデータ形態は特に限定されないが、例えば、プリンタの持つインク色に対応して色変換された後の色別の画像データとし、各インク色の濃度を２５６階調で表現したものとする。

図８に示すように、各色の画像データImage(i,j)は印字解像度と同じ解像度を持っている。例えば、印字ヘッドの一例として、ノズル密度1200npi(ノズル・パー・インチ)、ノズル数4800/色、ヘッド幅４インチのラインヘッドを想定し、印字解像度は1200dpi×1200dpiであるものとする。ただし、本発明の実施に際して、印字ヘッドの仕様や印字解像度については特に限定されない。

ここで（i,j）は画素の位置を表し、iはラインヘッド２０のノズル配列方向の位置を表し、ｊはラインヘッド２０のノズル配列方向と直交する被記録媒体の相対搬送方向の位置を表す。ラインヘッド２０はノズル番号をiとする1〜Ｍまでの計Ｍ本のノズル２２-iを有している（図８では図示の便宜上、８本のノズルのみを示す）。すなわち、ノズルnzliの位置（主走査方向位置）ｉと副走査方向位置ｊによって画像上の画素位置（i,j）が特定され、各画素について階調値を示す画像データが与えられる。

入力された画像データImage(i,j)に対して、図７に示したムラ補正処理部１２では、各画素に対応するノズルの濃度補正係数ｄiを用いて画像補正が行われる。濃度補正係数ｄiのデータは、ノズル濃度補正データ生成部１３によって生成され、メモリ等の記憶手段（図７の符号１４で示した「ノズル濃度補正係数データ格納部」）に格納されている。濃度補正係数の生成方法について詳細は後述する。

補正後の画像データをImage’(i,j)とするとき、ムラ補正処理部１２における補正処理は、次式で定義される処理である（図８参照）。

Image’(i,j)＝（１＋ｄi）×Image(i,j)
こうして、補正済みの画像データ（図７中の符号１５で記載、本例では２５６階調の画像データ）が得られる。この補正済みの画像データImage’(i,j)は、ハーフトーン処理部１６に入力され、ハーフトーン処理部１６において誤差拡散法やディザ法など周知の２値化技術を用いて階調画像から印字データ（２値データ）１７に変換される。

このようにして得られた２値データに基づいて各ノズルのインク吐出（打滴）データが生成され、吐出動作が制御される。これにより、濃度ムラが抑制され、高品位な画像形成が可能である。

〔ノズル濃度補正データの算出方法についての説明〕
図７で示したノズル濃度補正データ生成部１３において補正データを生成する手順について説明する。

まず、以下の２種類の誤差の測定（または推定）を行う。すなわち、[1]各ノズルの着弾位置誤差(「記録位置誤差」に相当)、[2]各ノズルの液滴量誤差（「吐出液滴量誤差」に相当）の特定、を行う。それぞれの測定方法については前記の〔着弾誤差および液適量誤差データの測定についての説明〕の欄にて説明したとおりである。

本発明の実施形態による濃度ムラの補正処理では、あるノズルが持つ着弾位置誤差、液滴量誤差を補正する際に、そのノズルを含む周囲のノズルＮ本を用いて補正する。この補正に用いるＮ本のノズルを「補正範囲ノズル」とよぶ。補正に用いるノズル数Ｎが大きいほど、より補正精度が高くなることがわかっている。

図９ではノズルnzl1〜nzl5までの5本のノズルの印字の様子（補正前）を示している。図示のように、ノズルごとにさまざまな印字誤差を持っている。図９の下側に示したグラフ（太線）は、ノズルからの打滴による印字濃度を被記録媒体の搬送方向（副走査方向）に平均化して得られる、ノズル列方向（主走査方向）の濃度プロファイルを示したものである。なお、点線で示したプロファイルは、着弾位置誤差や液滴量誤差の無い理想的な濃度プロファイルを表している。

図示のように、各ノズルの印字誤差は、理想プロファイル（点線）に対する出力濃度（太線）のズレとして表される。図中、ノズルnzl3の理想着弾位置を原点Ｏとし、各ノズルnzl1〜5から吐出される液滴の着弾位置をＸi（図９においてi＝1〜5）とする。今、ノズルnlz3が補正対象のノズルであり、補正範囲ノズルの本数（Ｎ数）の設定を３とすると、ノズルnzl3の印字誤差に対してノズルnzl2,nzl3,nzl4の出力濃度を変更することによって補正を実施することになる。

補正によって濃度ムラの視認性が最小となるよう、各ノズル濃度補正係数diを決定することが望まれる。濃度ムラ（濃度不均一性）は、空間周波数特性（パワースペクトル）での強度で表される。人間の視覚的には高周波成分は視認出来ないため、濃度ムラの視認性は、パワースペクトルの低周波成分に等しい。そのため、本例ではパワースペクトルの低周波成分を最小となるよう、各ノズル濃度補正係数diを決定する。

具体的には、以下のようにしてノズル濃度補正係数diの生成が行われる。

まず、ノズル濃度補正係数生成方法を説明する。

（補正係数生成方法）
補正係数は、以下の式[数１]より決定する。

ここで、xiはそれぞれ補正対象ノズルの理想着弾位置を原点とした各ノズルの着弾位置である。Δｖ_iは、ノズルiの液滴量誤差を表すパラメータであり、Δｖ_i＝（Ｖ_i／Ｖ₀）−１で定義される。ここで、Ｖ₀は理想（設計値）の平均液滴量、Ｖ_iはノズルiの液滴量である。また、Πは、補正に用いるＮ本のノズル内で積を取ることを意味する。

これをＮ＝３の場合について明示的に表すと、次のようになる。

（濃度補正係数の導出）
上記補正係数生成方法における濃度補正係数の導出について説明する。微小な液滴量誤差のあるケースを考える。ここでは不吐出や著しい液滴量誤差（５０％以上）は考慮しない。そのため基本的に、液滴量の誤差はそのノズルの濃度補正係数で補正することができる。すなわち、着弾位置は周囲Ｎノズルで補正、液滴量は周囲１ノズルで補正することになる。

使用する変数の定義は以下のとおりである。

濃度ムラのパワースペクトルの低周波成分を最小化するという条件から、理論的に各ノズルの濃度補正係数を導くことができる。

まず、各ノズルの誤差特性を取り込んだ濃度プロファイルを次式のように定義する。

画像の濃度プロファイルＤ(x)は、各ノズルが印字する濃度プロファイルの和であり、ノズルの印字を表すのが印字モデル（１ノズルが印字する濃度プロファイル）である。印字モデルはノズル出力濃度Ｄiと標準濃度プロファイルｚ(x)に分離して表現される。
標準濃度プロファイルｚ(x)は、厳密にはドット径に等しい有限の広がりを持つものであるが、位置誤差の補正を濃度ズレのバランシングの問題であると考えると、重要なのは濃度プロファイルの重心位置（着弾位置）であって、濃度プロファイルの広がりは副次的な要素である。そのため、プロファイルをδ関数で置き換える近似は妥当である。このような標準濃度プロファイルを仮定すると数学的な取り扱いが容易となり、補正係数の厳密解が得られる。

図１０（ａ）は現実に即した印字モデルであり、図１０（ｂ）はδ関数型印字モデルである。δ関数モデルで近似する場合、標準濃度プロファイルは次式で表される。

補正係数を導出するにあたり、ある特定のノズル（ｉ＝０）の着弾位置誤差Δｘ₀を、周辺ノズルＮ本によって補正することを考える。なお、ここでは補正対象ノズルの番号をｉ＝０とした。また、周辺のノズルも、所定の着弾位置誤差や液滴量誤差を持ち得ることに注意する。

補正対象ノズル（中心ノズル）を含むＮ本のノズルの番号（index）は、次式で表される。

なお、この式においては、Ｎは奇数である必要があるが、本発明の実施に際しては、Ｎを奇数に限定する必要はない。

初期出力濃度（補正前の出力濃度）はｉ＝０のみ値を持つものとして、次式で表される。

濃度補正係数をｄiとするとき、補正後出力濃度Ｄiは、次式で表される。

各ノズルｉの着弾位置ｘ_iは、次式で表される。

δ関数型印字モデルを用いると、補正後の濃度プロファイルは、次式で表される。

これに対してFourier変換を行うと、次式、

と表される。なお、Ｄiniは共通の定数のため省略した（Ｄini＝１とした）。

濃度ムラの視認性を最小化することは、すなわち、次式のパワースペクトルの低周波成分を最小化することである。

これは、数学的にはＴ(f)の f＝０における微分係数（１次、２次、…）がゼロであることで近似できる。今、未知数ＤiはＮ個であるから、ＤＣ成分の保存条件も含めると、Ｎ−１次までの微分係数がゼロの条件を用いれば、全ての（Ｎ個の）未知数Ｄiが厳密に定まる。このようにして、以下の補正条件が定まる。

δ関数モデルにおいては、各補正条件を展開していくと、容易な計算によってＤiについてのＮ本の連立方程式に帰着する。各補正条件を展開したものを整理すると、以下の条件群（方程式群）が得られる。

これらの方程式群の意味するところは、１式目はＤＣ成分の保存であり、２式目は重心位置の保存を表している。３式目以降は統計学におけるＮ−１次モーメントがゼロであることを表している。

このようにして得られた条件式を行列形式で表すと、以下のように表すことができる。

この係数行列Ａは、いわゆるVandermonde型の行列であり、その行列式は差積を用いて次式となることが知られている。

このため、Crammerの公式を用いてｄi'の厳密解を求めることができる。計算の詳細な過程は省略するが、代数計算によって、その解は次式となることが示される。

ここでΠは積を表し、Πの下のkは、周囲Nノズルのノズル番号の値を取る。
これをｄiについて解くと以下のようになる。

よって、求めるべき補正係数ｄiは、次式となる。

以上のように、パワースペクトルの原点微分係数をゼロにするという条件から、濃度補正係数ｄiの厳密解が導かれる。補正に用いる周辺ノズル数Ｎを増やすほど、より高次の微分係数をゼロにすることが可能になるため、低周波エネルギーがより小さくなり、ムラの視認性は一層低減する。

本実施形態では、微分係数をゼロにする条件を用いたが、完全にゼロとせずとも、補正前の微分係数に比べて十分小さい値（例えば、補正前の１／１０）に設定しても、ムラ低減可能である。

上記の説明は特定のノズル(nzl3)に対する濃度補正係数の決定方法である。実際には多くのノズルが何らかの打滴誤差を持っているため、それらのノズルの打滴誤差に対して補正を行う必要がある。すなわち、これらのノズルに対して周囲Ｎノズルの濃度補正係数を求め、トータルの濃度補正係数はこのようにして得られた濃度補正係数の和を取ることで求められる。

すなわち、ノズルkを補正対象ノズルとしたノズルiの補正係数をd(i,k)とおくと、ノズルiのトータルの濃度補正係数diは、
そして、ノズルｉのトータルの濃度補正係数ｄiは、次式として求められる。

なお、上記の例では、全ノズルの着弾位置誤差を補正対象としてインデックスｋを足し合わせているが、ある値ΔＸ_threshを閾値として予め設定しておき、この閾値を超える着弾位置誤差をもつノズルのみを補正対象とするように選択的に補正する構成も可能である。

上述のような方法で画像補正を行うことで、スジムラが大幅に低減される。

図１１は、従来の補正方法による効果と、本実施形態の補正方法による効果を比較したものである。濃度ムラを測定し、フーリエ解析によって得たパワースペクトルを示すグラフである。従来の補正方法に比べて本願の補正は、低周波のエネルギーを低減しており、ムラが視認されにくくなっていることがわかる。

〔インクジェット記録装置の構成〕
次に、上述した濃度ムラの補正機能を備えた画像記録装置の具体的な適用例としてのインクジェット記録装置について説明する。

図１２は、本発明に係る画像記録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インクジェット記録ヘッド（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、被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、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。

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（表示手段、警告音発生手段）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。

図１２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。

複数種類の被記録媒体（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、使用される被記録媒体の種類（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。

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。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１２ように、裁断用のカッター（第１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。

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し、少なくとも印字部１１２のノズル面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。

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。図１３に示したとおり、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。

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モータ（図１中符号１８８）の動力が伝達されることにより、ベルト１３３は図１３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１３の左から右へと搬送される。

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。

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。

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。

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被記録媒体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１３参照）。

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。

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。

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。

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。

印字部１１２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。

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。

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。

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。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（第２のカッター）１４８によってテスト印字の部分を切り離す。また、図１２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。

〔ヘッドの構造〕
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。

図１４(a) はヘッド１５０の構造例を示す平面透視図であり、図１４(b) はその一部の拡大図である。また、図１４(c) はヘッド１５０の他の構造例を示す平面透視図、図１５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１４(a) 中の１５−１５線に沿う断面図）である。

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１４(a),(b) 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。

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。例えば、図１４(a) の構成に代えて、図１４(c) に示すように、複数のノズル１５１が２次元に配列された短尺のヘッドモジュール１５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙１１６の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。

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１４(a),(b) 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。

図１５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。

圧力室１５２の一部の面（図１５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。

上述した構造を有するインク室ユニット１５３を図１６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と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。

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。

なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に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）を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

特に、図１６に示すようなマトリクス状に配置されたノズル１５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル１５１-11 、１５１-12 、１５１-13 、１５１-14 、１５１-15 、１５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル１５１-21 、…、１５１-26 を１つのブロック、ノズル１５１-31 、…、１５１-36 を１つのブロック、…として）、記録紙１１６の搬送速度に応じてノズル１５１-11 、１５１-12 、…、１５１-16 を順次駆動することで記録紙１１６の幅方向に１ラインを印字する。

一方、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。

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。

本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。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。

〔制御系の説明〕
図１７において、インクジェット記録装置１１０のシステム構成のブロック図を示す。同図に示したように、インクジェット記録装置１１０は、通信インターフェース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、プリント制御部１８０、画像バッファメモリ１８２、ヘッドドライバ１８４等を備えている。

ホストコンピュータ１８６は、ＣＣＤスキャナ１９２（画像読取手段）から読み込んだテストパターンの読取データから着弾位置誤差、液滴量誤差等のデータを生成する演算処理を行う特性情報取得手段として機能する。また、通信インターフェース１７０へ画像データを送信する画像出力手段としても機能する。

通信インターフェース１７０は、ホストコンピュータ１８６から送られてくる画像データを受信する画像入力手段として機能するインターフェース部（画像入力部）である。通信インターフェース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ーフェースやセントロニクスなどのパラレルインター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。

ホストコンピュータ１８６から送出された画像データは通信インターフェース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、通信インターフェース１７０を介して入力された画像を格納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。

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、通信インターフェース１７０、画像メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ１８６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。

また、システムコントローラ１７２には、ホストコンピュータ１８６により演算された着弾位置誤差、液滴量誤差の情報から濃度補正係数を算出する濃度補正係数算出部１７２Ａが構成される。なお、濃度補正係数算出部１７２Ａの処理機能はＡＳＩＣやソフトウエア又は適宜の組み合わせによって実現可能である。濃度補正係数算出部１７２Ａにおいて求められた濃度補正係数のデータは、濃度補正係数記憶部１９０に記憶される。

なお、システムコントローラ１７２内に別途着弾誤差等測定演算部を設けて、ホストコンピュータ１８６の代わりに、ＣＣＤスキャナ１９２（画像読取手段）から読み込んだテストパターンの読取データから着弾位置誤差、液滴量誤差等のデータを生成する演算処理を行う特性情報取得手段として機能させてもよい。

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（着弾位置誤差等の測定用テストパターンのデータを含む）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し、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。また、このＲＯＭ１７５の記憶領域を活用することで、ＲＯＭ１７５を濃度補正係数記憶部１９０として兼用する構成も可能である。

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。

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。

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、画像メモリ１７４内の画像データ（多値の入力画像のデータ）から打滴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をヘッドドライバ１８４に供給してヘッド１５０の吐出駆動を制御する駆動制御手段として機能する。

すなわち、プリント制御部１８０は、濃度データ生成部１８０Ａと、補正処理部１８０Ｂと、インク吐出データ生成部１８０Ｃと、駆動波形生成部１８０Ｄとを含んで構成される。これら各機能ブロック（１８０Ａ〜Ｄ）は、ＡＳＩＣやソフトウエア又は適宜の組み合わせによって実現可能である。

濃度データ生成部１８０Ａは、入力画像のデータからインク色別の初期の濃度データを生成する信号処理手段であり、濃度変換処理（ＵＣＲ処理や色変換を含む）及び必要な場合には画素数変換処理を行う。

図１７の補正処理部１８０Ｂは、濃度補正係数記憶部１９０に格納されている濃度補正係数を用いて濃度補正の演算を行う処理手段であり、図１の符号１２で説明したムラ補正処理を行う。

図１７のインク吐出データ生成部１８０Ｃは、補正処理部１８０Ｂで生成された補正後の濃度データから２値（又は多値）のドットデータに変換するハーフトーニング処理手段を含む信号処理手段であり、図１の符号１６で説明した２値（多値）化処理を行う。図１７のインク吐出データ生成部１８０Ｃにて生成されたインク吐出データはヘッドドライバ１８４に与えられ、ヘッド１５０のインク吐出動作が制御される。

駆動波形生成部１８０Ｄは、ヘッド１５０の各ノズル１５１に対応したアクチュエータ１５８（図１５参照）を駆動するための駆動信号波形を生成する手段であり、該駆動波形生成部１８０Ｄにて生成された信号（駆動波形）は、ヘッドドライバ１８４に供給される。なお、駆動信号生成部１８０Ｄから出力される信号は、デジタル波形データであってもよいし、アナログ電圧信号であってもよい。

プリント制御部１８０には画像バッファメモリ１８２が備えられており、プリント制御部１８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ１８２に一時的に格納される。なお、図１７において画像バッファメモリ１８２はプリント制御部１８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ１７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部１８０とシステムコントローラ１７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース１７０を介して外部から入力され、画像メモリ１７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの多値の画像データが画像メモリ１７４に記憶される。

インクジェット記録装置１１０では、インク（色材）による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、画像メモリ１７４に蓄えられた元画像（ＲＧＢ）のデータは、システムコントローラ１７２を介してプリント制御部１８０に送られ、該プリント制御部１８０の濃度データ生成部１８０Ａ、補正処理部１８０Ｂ、インク吐出データ生成部１８０Ｃを経てインク色ごとのドットデータに変換される。

すなわち、プリント制御部１８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部１８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ１８２に蓄えられる。この色別ドットデータは、ヘッド１５０のノズルからインクを吐出するためのＣＭＹＫ打滴データに変換され、印字されるインク吐出データが確定する。

ヘッドドライバ１８４は、プリント制御部１８０から与えられるインク吐出データ及び駆動波形の信号に基づき、印字内容に応じてヘッド１５０の各ノズル１５１に対応するアクチュエータ１５８を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ１８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

こうして、ヘッドドライバ１８４から出力された駆動信号がヘッド１５０に加えられることによって、該当するノズル１５１からインクが吐出される。記録紙１１６の搬送速度に同期してヘッド１５０からのインク吐出を制御することにより、記録紙１１６上に画像が形成される。

上記のように、プリント制御部１８０における所要の信号処理を経て生成されたインク吐出データ及び駆動信号波形に基づき、ヘッドドライバ１８４を介して各ノズルからのインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

ＣＣＤスキャナ１９２は、記録紙１１６に印字された画像を読み取り、その画像データをホストコンピュータ１８６に送信する。ＣＣＤスキャナ１９２に記録紙１１６を送り込むのは、作業者が手動で行ってもよいし、また、インクジェット記録装置１１０とＣＣＤスキャナ１９２との間で自動的に行ってもよい。

プリント制御部１８０は、必要に応じてヘッド１５０に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作（ノズル回復動作）を実施する制御を行う。すなわち、プリント制御部１８０は、図で説明した補正係数生成方法Ａ〜Ｃを選択する選択手段として機能するとともに、補正不可能と判断した際にヘッドクリーニングを実行させる制御手段として機能する。

本例の場合、ＣＣＤスキャナ１９２が「画像読取手段」に相当し、ホストコンピュータ１８６が「特性情報取得手段」に相当し、濃度補正係数算出部１７２Ａが「補正範囲設定手段」及び「補正係数決定手段」に相当する。また、補正処理部１８０Ｂが「補正処理手段」に相当している。

上記構成のインクジェット記録装置１１０によれば、濃度ムラが低減された良好な画像を得ることができる。

以上、本発明の画像記録システム及び画像記録方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本実施形態に係る画像記録システムの全体構成を示す概要図補正データの更新処理の流れを示したフローチャート着弾誤差および液適量誤差データを測定する手順を示す図複数段の階段状のテストパターンを示す図画像傾きの補正の手順を示す図ライン部分の１次元濃度データの一例を示す図本発明の実施形態による画像処理の流れを示したフロー図本実施形態による濃度ムラ補正処理の概念図本実施形態による濃度ムラ補正前の濃度プロファイルの例を示す説明図（ａ）は現実に即した印字モデルの濃度プロファイル図、（ｂ）はδ関数型印字モデルの濃度プロファイル図本実施形態による補正の効果を示すパワースペクトルのグラフ本発明に係る画像記録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図１２に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図ヘッドの構造例を示す平面透視図、要部拡大図、フルライン型ヘッドの他の構造例を示す平面透視図図１４(a) 中の１５−１５線に沿う断面図図１４(a) に示したヘッドのノズル配列を示す拡大図本実施形態に係る画像記録システムの構成を示す要部ブロック図ノズルの吐出特性のばらつきと濃度ムラの関係を説明するために用いた模式図従来の補正方法の説明図

符号の説明

１２…ムラ補正処理部、１３…ノズル濃度補正データ生成部、１６…ハーフトーン処理部、２０…ラインヘッド、１１０…インクジェット記録装置、１１２…印字部、１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ…ヘッド、１１４…インク貯蔵／装填部、１１６…記録紙（被記録媒体）、１２２…ベルト搬送部（搬送手段）、１５０…ヘッド、１５１…ノズル（記録素子）、１５２…圧力室、１５３…インク室ユニット、１５８…アクチュエータ、１７２…システムコントローラ、１７２Ａ…濃度補正係数算出部、１８０…プリント制御部、１８０Ａ…濃度データ生成部、１８０Ｂ…補正処理部、１８０Ｃ…インク吐出データ生成部、１８０Ｄ…駆動波形生成部、１８４…ヘッドドライバ、１８６…ホストコンピュータ、１９２…ＣＣＤスキャナ

Claims

複数の記録素子を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッド及び被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記被記録媒体を相対移動させる搬送手段と、
前記記録ヘッドにより記録された画像を読み取る画像読取手段と、
前記画像は異なる単一の記録素子から記録された単一記録素子画像同士が接触しないものであるときに、前記画像読取手段によって読み取られた前記画像を処理することによって、前記記録素子の記録位置誤差の記録特性を示す情報と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報を区別して取得する特性情報取得手段と、
前記記録素子の記録位置誤差の記録特性を示す情報と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報に基づいて濃度補正係数を決定する補正係数決定手段と、
前記補正係数決定手段で決定された濃度補正係数を用いて出力濃度を補正する演算を行う補正処理手段と、
前記補正処理手段による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする画像記録システム。
請求項１に記載の画像記録システムにおいて、
前記特性情報取得手段は、前記画像読取手段により読み取った前記画像における同一の前記単一記録画像を処理することによって、前記記録素子の記録位置誤差の記録特性を示す情報と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報を区別して取得すること、
を特徴とする画像記録システム。
請求項１または２に記載の画像記録システムにおいて、
前記単一記録素子画像は、前記被記録媒体の相対移動方向にドット画像が連続的に並ぶライン形状とすること、
を特徴とする画像記録システム。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像記録システムにおいて、
前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定手段を有し、
前記補正係数決定手段は、前記記録素子の記録特性に起因する濃度ムラの空間周波数特性を表すパワースペクトルの周波数原点（ｆ＝０）における微分係数が略０となる条件を含む補正条件に基づいて前記Ｎ個の補正記録素子の濃度補正係数を決定すること、
を特徴とする画像記録システム。
複数の記録素子を有する記録ヘッドと被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記被記録媒体を相対移動させながら、前記複数の記録素子によって前記被記録媒体に画像を記録する画像記録方法であって、
前記記録ヘッドにより記録された画像を読み取る画像読取工程と、
前記画像は異なる単一の記録素子から記録された単一記録素子画像同士が接触しないものであるときに、前記画像読取手段によって読み取られた前記画像を処理することによって前記記録素子の記録位置誤差の記録特性を示す情報と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報を区別して取得する特性情報取得工程と、
前記記録素子の記録位置誤差の記録特性を示す情報と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報に基づいて濃度補正係数を決定する前記補正係数決定工程と、
前記補正係数決定手段で決定された濃度補正係数を用いて出力濃度を補正する演算を行う補正処理工程と、
前記補正処理工程による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御工程と、
を備えることを特徴とする画像記録方法。
請求項５に記載の画像記録方法において、
前記特性情報取得工程は、前記画像読取工程により読み取った前記画像における同一の前記単一記録画像を処理することによって、前記記録素子の記録位置誤差の記録特性を示す情報と吐出液滴量誤差の記録特性を示す情報を区別して取得すること、
を特徴とする画像記録方法。
請求項５または６に記載の画像記録方法において、
前記単一記録素子画像は、前記被記録媒体の相対移動方向にドット画像が連続的に並ぶライン形状とすること、
を特徴とする画像記録方法。
請求項５乃至７のいずれか一項に記載の画像記録方法において、
前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定工程を有し、
前記補正係数決定工程は、前記記録素子の記録特性に起因する濃度ムラの空間周波数特性を表すパワースペクトルの周波数原点（ｆ＝０）における微分係数が略０となる条件を含む補正条件に基づいて前記Ｎ個の補正記録素子の濃度補正係数を決定すること、
を特徴とする画像記録方法。