JP2009051150A - 画像形成装置及び画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印画の初期段階から、記録用紙の搬送（プラテンローラの回転）に伴う濃度ムラ等の搬送ムラを打ち消す補正が加えられるようにし、高品位な印画結果が得られるようにする。
【解決手段】プラテンローラ１２との接触によって生ずる記録用紙２０の周期的な濃度ムラ（記録用紙２０の搬送ムラの一種）を読み取ってムラスキャンデータとして記憶し、頭出し手段４０により、記録用紙２０を搬送することなく、周期的な濃度ムラの初期位置となるプラテンローラ１２のホームポジション（回転初期位置）を自動的に頭出しし、画像補正手段５０により、ムラスキャンデータを相殺する補正データを付加して、最終的な印画結果に濃度ムラが現れないようにする。
【選択図】図６

Description

本発明は、搬送された記録媒体に画像を形成するための画像形成手段と、少なくとも画像形成手段による画像の形成時に記録媒体と接触する接触部材とを備える画像形成装置に係るものであり、詳しくは、記録媒体が接触部材に接触することによって生ずる印画品位の低下を補償し、高品位な印画結果が得られるようにした技術に関するものである。

従来より、画像形成装置として、例えば、サーマルヘッド（画像形成手段）とプラテンローラ（接触部材）との間に記録用紙（記録媒体）及びインクリボンを挟持し、記録用紙に圧接したキャプスタンローラの回転によって記録用紙を搬送しながらサーマルヘッドの各発熱抵抗体を発熱させ、インクリボンに塗布された昇華性インクを記録用紙に転写して印画を行うサーマルプリンタが知られている。

このようなサーマルプリンタは、サーマルヘッドの主走査方向にライン状に配列された複数の発熱抵抗体に対し、階調レベルに応じた選択的な通電駆動を行い、その際に発生する熱エネルギーを利用してインクリボンの昇華性インクを記録用紙に転写している。すなわち、記録用紙の先端部をプラテンローラの先まで送り出して給紙した後、上昇していたサーマルヘッドを下降させてサーマルヘッドとプラテンローラとの間にインクリボン及び記録用紙を挟持する。そして、プラテンローラより副走査方向（給紙側から排紙側に向かう記録用紙の送り方向）の下流側に配置されたキャプスタンローラを駆動して回転させ、記録用紙を副走査方向に搬送しながらサーマルヘッドの各発熱抵抗体を選択的に通電駆動することにより、インクリボン上の昇華性インクを熱エネルギーで昇華させて記録用紙に転写している。

ここで、サーマルプリンタに使用されるインクリボンは、インクカセット内の供給リールと巻取りリールとの間に巻き回されている。また、インクリボンの巻出し方向と直角な方向に、異なる複数のカラーインク（例えば、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の各インク）と、透明なラミネートインク（Ｌ）とがベースフィルム上に順次繰り返して配置されている。そして、記録用紙に対し、カラーインク（Ｙ，Ｍ，Ｃ）を順次転写して印画を行い、最後にラミネートインク（Ｌ）を転写することで、印画された画像を紫外線等から保護している。

このように、サーマルプリンタは、サーマルヘッドとプラテンローラとの間に記録用紙及びインクリボンを挟持し、記録用紙及びインクリボンを搬送しながらサーマルヘッドによってインクリボンのカラーインク（Ｙ，Ｍ，Ｃ）やラミネートインク（Ｌ）を記録用紙に転写し、カラー印画を行うようになっている。ところが、カラーインク等を転写する際（記録用紙が搬送され、プラテンローラが回転する際）に、記録用紙の搬送速度の変化により、印画されたカラー画像に濃淡が生ずることがある。すなわち、プラテンローラは一般的にゴム製であり、その断面を真円に成形することが困難なため、プラテンローラに周期的な（１回転ごとの）回転ムラが発生する。すると、それが記録用紙の搬送速度を変化させることとなり、記録用紙の印画画像に画像の濃淡である濃度ムラ（搬送ムラの一種）が出現してしまう。

この場合、成形方法の改善によるプラテンローラの機械的精度の向上、表面研磨による真円出し、成形精度の良いものの選択といった対策によって断面の真円度を向上させることが考えられるが、プラテンローラの回転ムラを解消し、印画画像の濃度ムラを完全になくすことができるだけの機械的精度をゴム製のプラテンローラに求めることは、技術的な面、コストの面等から限界がある。

そこで、従来から、プラテンローラの回転ムラに起因する印画画像の濃度ムラを補正することにより、最終的な印画結果に濃度ムラが現れないようにしたサーマルプリンタが知られている。すなわち、製造されたサーマルプリンタの出荷前に、記録用紙の搬送に伴って従動回転するプラテンローラの回転位置を検出しながらテストプリント（出荷前の印画）を実行し、その画像をスキャナで読み取って濃度ムラを検出しておく。そして、出荷後の印画に際しては、その濃度ムラを打ち消すような補正を加えて発熱抵抗体を通電駆動することにより、印画結果に濃度ムラが現れないようにした技術である（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１５６５８号公報

しかし、上記の特許文献１の技術では、印画の初期から濃度ムラを打ち消すことが難しく、初期段階において、濃度ムラに補正が加えられずに印画が行われてしまうという問題がある。そして、このような不具合をなくすには、補正が適用可能になるまで印画せずに記録用紙を搬送しなければならない。そのため、記録用紙がカット紙の場合には、紙面の全体に印画することができなくなり、記録用紙がロール紙の場合には、ロール紙を無駄に消費することとなる。

この点に関して詳述すると、特許文献１の技術は、プラテンローラの回転位置と、その回転ムラによって生ずる記録用紙の濃度ムラとを対応させるために、プラテンローラの回転位置を検出しながらテストプリントを行っている。すなわち、プラテンローラのホームポジション（回転初期位置）をフォトセンサを用いて検出し、さらに、ホームポジションからの位置をカウントすることで、プラテンローラの回転位置を計算して記録用紙の濃度ムラと対応させるようにしている。

ここで、出荷後の印画に際しては、印画の都度、プラテンローラの回転位置が変わっている。そのため、印画の際の記録用紙の搬送によってプラテンローラが従動回転し、プラテンローラのホームポジションが検出されるまでの間は、プラテンローラの回転位置とテストプリントの濃度ムラとの対応関係が明らかでないため、濃度ムラを打ち消す補正が適用できない。すると、補正が適用可能になるまで印画せずに記録用紙を搬送しなければならず、記録用紙を無駄に消費することとなるのである。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、印画の初期段階から、記録用紙の搬送（プラテンローラの回転）に伴う濃度ムラ等の搬送ムラを打ち消す補正が加えられるようにし、記録用紙の無駄な消費をすることなく、カット紙やロール紙等の記録用紙の紙面の全体について、最終的な印画結果に濃度ムラが現れないようにすることで、高品位な印画結果が得られるようにすることである。

本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の請求項１に記載の発明は、搬送された記録媒体に対して画像を形成するための画像形成手段と、少なくとも前記画像形成手段による画像の形成時に記録媒体と接触する接触部材とを備える画像形成装置であって、前記接触部材との接触によって生ずる記録媒体の周期的な搬送ムラを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された記録媒体の搬送ムラに基づいて、記録媒体を搬送することなく周期的な搬送ムラの初期位置を自動的に頭出しする頭出し手段と、前記記憶手段に記憶された記録媒体の搬送ムラに基づいて、周期的な搬送ムラを相殺するように前記画像形成手段の補正制御を行う画像補正手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の発明は、搬送された記録媒体に対して画像を形成するための画像形成手段と、少なくとも前記画像形成手段による画像の形成時に記録媒体と接触する接触部材とを備える画像形成装置の制御方法であって、記録媒体に形成された画像から、前記接触部材との接触によって生ずる記録媒体の周期的な搬送ムラを読み取る読取り工程と、前記読取り工程によって読み取られた記録媒体の周期的な搬送ムラを記憶する記憶工程と、前記記憶工程によって記憶された記録媒体の搬送ムラに基づいて、記録媒体を搬送することなく周期的な搬送ムラの初期位置を自動的に頭出しする頭出し工程と、前記頭出し工程によって頭出しされた周期的な搬送ムラの初期位置から、前記記憶工程によって記憶された記録媒体の搬送ムラに基づいて、周期的な搬送ムラを相殺するように前記画像形成手段の補正制御を行う画像補正工程とを含むことを特徴とする。

（作用）
上記の請求項１及び請求項３に記載の発明は、接触部材（例えば、プラテンローラ等）との接触によって生ずる記録媒体の周期的な搬送ムラ（例えば、プラテンローラの回転ムラに伴う記録媒体の搬送速度の変化によって生ずる濃度ムラ等）を記憶し、記憶された記録媒体の搬送ムラに基づいて、記録媒体を搬送することなく周期的な搬送ムラの初期位置を自動的に頭出しし、周期的な搬送ムラを相殺するように補正制御を行う。そのため、最初に、搬送ムラの初期位置を頭出ししておき、その後、搬送ムラを相殺する補正を行うことが可能となる。

上記の発明によれば、最初に、搬送ムラの初期位置を頭出ししておき、その後、搬送ムラを相殺する補正を行うことができるので、印画の初期段階から、記録媒体の搬送ムラを打ち消すことができる。その結果、最終的な印画結果は、記録媒体を無駄に消費することなく、記録媒体の全体に、高品位な画像が形成されたものとなる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、以下の実施形態（第１実施形態及び第２実施形態）では、本発明の画像形成装置として、昇華式のサーマルヘッド１１（本発明における画像形成手段に相当するもの）によって記録用紙２０（本発明における記録媒体に相当するもの）にカラー印画を行うサーマルプリンタ１０ａ，１０ｂを例に挙げて説明する。すなわち、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａ及び第２実施形態のサーマルプリンタ１０ｂは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色のカラーインクと、透明なラミネートインク（Ｌ）とが塗布されたインクリボン３０を使用し、サーマルヘッド１１の主走査方向に配列された複数の発熱抵抗体１１ａに通電した際の発熱エネルギーを利用して各カラーインク等を転写することで、副走査方向に搬送される記録用紙２０（ロール紙又はカット紙）にカラー印画を行うものである。

図１は、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａの概要を示す側面図である。
図１に示すように、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａは、上下動するサーマルヘッド１１と、プラテンローラ１２（本発明における接触部材に相当するもの）とを備えている。そして、サーマルヘッド１１は、プラテンローラ１２と対向するように設けられ、プラテンローラ１２に対し、接離方向に変位可能となっており、印画が実行される際（画像の形成時）には、サーマルヘッド１１が矢印のように下降して、記録用紙２０（ロール紙）と接触するプラテンローラ１２を押圧するように変位する。

このようなサーマルプリンタ１０ａにおいて、各色ごとに色分けされたインクリボン３０は、リボンカセット（図示せず）内に収納されており、色変換処理された印画データに応じて、図１に示す矢印のように供給リール３１から巻き出され、その後、ガイドローラ（図示せず）に導かれながら、サーマルヘッド１１とプラテンローラ１２との間を通り、巻取りリール３２に向けて図１の左方向に搬送される。

一方、記録用紙２０は、基材部とインクの受容層とを有しており、サーマルプリンタ１０ａ内の所定の場所にセットされている。そして、必要に応じてそこから引き出され、搬送される。すなわち、引き出された記録用紙２０は、用紙搬送路（図示せず）によって導かれ、モータ（図示せず）によって回転駆動される給紙ローラ２１と、給紙ローラ２１に対向して従動回転するサブローラ２２との間に挟持される。さらに、記録用紙２０は、給紙ローラ２１の反時計回りの回転により、サーマルヘッド１１及びインクリボン３０側が受容層で、プラテンローラ１２側が基材部となるように給紙され、サーマルヘッド１１とプラテンローラ１２との間を通って記録用紙２０の先端がキャプスタンローラ２３まで達し、印画の開始地点がサーマルヘッド１１の発熱抵抗体１１ａと対向する位置になるようにセットされる。

ここで、サーマルプリンタ１０ａに印画データが入力されると、それまで上昇していたサーマルヘッド１１（図１に示す状態）が矢印のように下降し、発熱抵抗体１１ａによってプラテンローラ１２を押圧する。そして、サーマルヘッド１１とプラテンローラ１２との間にインクリボン３０及び記録用紙２０を挟持する。すなわち、サーマルヘッド１１がプラテンローラ１２に向かって矢印のように変位すると、インクリボン３０及び記録用紙２０を介して、サーマルヘッド１１とプラテンローラ１２との間に押圧力が作用する。その結果、インクリボン３０と記録用紙２０の受容層とが押圧されるようになる。また、記録用紙２０は、モータ（図示せず）によって回転駆動するキャプスタンローラ２３と、キャプスタンローラ２３に対向するピンチローラ２４との間に挟持される。

この状態において、反時計回りに回転駆動されたキャプスタンローラ２３と、従動回転するピンチローラ２４とにより、記録用紙２０が印画方向（図１の左方向）に向けて搬送される。同時に、インクリボン３０が供給リール３１から矢印のように引き出され、巻取りリール３２に向けて搬送される。そして、サーマルヘッド１１の各発熱抵抗体１１ａが選択的に通電駆動され、発熱抵抗体１１ａから発生した熱（発熱エネルギー）がインクリボン３０に伝達される。すると、インクリボン３０上のイエロー（Ｙ）のカラーインクが昇華され、記録用紙２０の受容層上に転写されて印画が行われる。

また、カラー印画は、各色ごとに実行されるため、インクリボン３０が搬送されて転写する色が変更されるごとに、サーマルヘッド１１が上昇するとともに、キャプスタンローラ２３が逆回転（今度は時計回りに回転）し、記録用紙２０が逆方向（図１の右方向）に搬送されて印画の開始地点まで戻される。そして、イエロー（Ｙ）の場合と同様にしてマゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）のカラーインクがそれぞれ重ねて転写され、カラー画像が形成される。

さらにまた、記録用紙２０のカラー画像の形成領域全体（カラー画像の上）に透明なラミネートインク（Ｌ）が転写され、カラー印画の終了となる。そして、このような印画動作の終了後は、排紙動作となり、記録用紙２０がそのまま印画方向（図１の左方向）に搬送され、カッター２５によって所定の長さに切断された後、排紙口（図示せず）から排紙される。

このように、図１に示す第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａは、キャプスタンローラ２３とピンチローラ２４との間に記録用紙２０を挟持し、記録用紙２０に圧接させたキャプスタンローラ２３の回転によって記録用紙２０を搬送しながらサーマルヘッド１１の発熱抵抗体１１ａを発熱させ、インクリボン３０上のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色のカラーインクと、透明なラミネートインク（Ｌ）とを記録用紙２０に転写させてカラー印画を行い、記録用紙２０を排紙するものである。

また、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａは、２色目以降を重ねた際の色ずれを防止するため、図１に示すように、記録用紙２０に対する圧接面に複数の突起２３ａが形成されたキャプスタンローラ２３を使用している。すなわち、突起２３ａを形成したキャプスタンローラ２３を記録用紙２０に圧接させ、搬送の際に、キャプスタンローラ２３の圧接力によって突起２３ａが記録用紙２０の基材部（下側）に食い込むようにすることで、十分な搬送力を確保し、色ずれが生じないようにしている。

ところが、サーマルヘッド１１とプラテンローラ１２との間に記録用紙２０及びインクリボン３０を挟持し、記録用紙２０及びインクリボン３０を搬送しながら各カラーインク等の転写を行うと、製造上等の理由からプラテンローラ１２の断面が真円になり得ないため、プラテンローラ１２の周速度が変化することとなる。すると、その周速度の変化（回転ムラ）が記録用紙２０の搬送速度の周期的な変化（プラテンローラ１２の１回転ごとの変化）となるので、たとえ色ずれなくカラー印画が行われたとしても、排紙された記録用紙２０に形成された画像に濃淡が生じてしまう。すなわち、搬送速度が遅い場合には、発熱抵抗体１１ａの発熱エネルギーが同じでも、インクリボン３０に伝達される熱量が多くなるので濃い画像が形成され、逆に、搬送速度が早い場合には、インクリボン３０に伝達される熱量が少なくなるので薄い画像が形成される。そのため、記録用紙２０の搬送ムラの一つとして濃度ムラが現れることとなり、それによって印画品位が低下する。

そこで、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａは、プラテンローラ１２との接触によって生ずる記録用紙２０の周期的な濃度ムラの程度を記憶し、その記憶された記録用紙２０の濃度ムラに基づいて、印画の際に、それを相殺するように発熱抵抗体１１ａの発熱エネルギーを補正する。そして、この補正に先立って、濃度ムラの初期位置（プラテンローラ１２の回転初期位置であるホームポジション）を頭出ししておく。なお、濃度ムラ等の搬送ムラは、プラテンローラ１２の周速度が変化すること以外の要因でも発生するが、プラテンローラ１２の回転と同期して現れる濃度ムラは大きく目立ち、高画質化の妨げとなるので、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａでは、プラテンローラ１２に起因する記録用紙２０の濃度ムラを相殺するようにしている。

図２は、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａにおける頭出し手段４０の構成を示す側面図及び平面図である。
図２（ａ）に示すように、印画の際には、記録用紙２０及びインクリボン３０がサーマルヘッド１１（発熱抵抗体１１ａ）とプラテンローラ１２との間に挟持される。そして、記録用紙２０が印画方向（図２の左方向）に向かって搬送されながら画像が形成される。また、記録用紙２０の搬送に伴って、記録用紙２０と接触するプラテンローラ１２が矢印のように従動回転する。

このプラテンローラ１２は、ゴム製であり、その断面を真円に成形することに限界があるものである。そのため、プラテンローラ１２の外周面に接触している記録用紙２０の搬送速度は、真円でないプラテンローラ１２が従動回転する際の周速度に応じて変化する。そして、記録用紙２０の搬送速度の変化は、プラテンローラ１２のホームポジション（回転初期位置）からの１回転を周期とする周期的なものとなり、それが濃度ムラとなって印画品位を低下させる原因となる。

ここで、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａは、濃度ムラの初期位置を頭出しするために、プラテンローラ１２のホームポジションを頭出しする頭出し手段４０を備えている。すなわち、図２（ｂ）に示すように、プラテンローラ１２の回転軸の一端側には、プラテンローラ１２を頭出しするためのモータ４１が連結されている。また、プラテンローラ１２の回転軸の他端側に、エンコーダ駆動ギヤ４２が連結されており、このエンコーダ駆動ギヤ４２は、フリークエンシージェネレータ４３と噛み合うギヤとなっている。そして、プラテンローラ１２が１回転すると、エンコーダ駆動ギヤ４２を介してフリークエンシージェネレータ４３が１回転し、フリークエンシージェネレータ４３の回転位置は、フォトセンサ４４（本発明におけるセンサに相当するもの）によって検出される。なお、フォトセンサ４４は、フリークエンシージェネレータ４３に向けて光を発する発光素子と、この光を受光する受光素子とからなり、発光素子及び受光素子は、フリークエンシージェネレータ４３の両面をまたぐように配置されている。

したがって、プラテンローラ１２の回転位置は、エンコーダ駆動ギヤ４２及びフリークエンシージェネレータ４３を介して、フォトセンサ４４によって検出される。また、フォトセンサ４４によって検出されたプラテンローラ１２の回転位置に応じて、モータ４１がプラテンローラ１２を回転させ、ホームポジション（回転初期位置）の頭出しを行う。すなわち、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａは、モータ４１、エンコーダ駆動ギヤ４２、フリークエンシージェネレータ４３、及びフォトセンサ４４が頭出し手段４０を構成し、このような頭出し手段４０により、プラテンローラ１２のホームポジション（濃度ムラの初期位置）を頭出しする。

図３は、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａの頭出し手段４０によるプラテンローラ１２のホームポジションの頭出し工程を示す概念図である。
上述したように、プラテンローラ１２の回転位置は、フリークエンシージェネレータ４３の回転位置に対応しており、フリークエンシージェネレータ４３を介して、最終的に、フォトセンサ４４によって検出される。

ここで、フォトセンサ４４がフリークエンシージェネレータ４３の回転位置を検出できるように、フリークエンシージェネレータ４３には、図３に示すように、プラテンローラ１２のホームポジションと対応する検出部４３ａが形成されている。そして、この検出部４３ａがフォトセンサ４４を通過すると、受光素子の出力波形が変化する。そのため、フォトセンサ４４の出力波形の変化を見ることにより、プラテンローラ１２のホームポジションを検出できる。なお、フォトセンサ４４の出力波形の最初の変化から次の変化までがプラテンローラ１２の回転の１周期となる。

また、図３に示すように、プラテンローラ１２の回転軸には、モータ４１が連結されている。そのため、プリンタ制御部（図示せず）の指令により、フォトセンサ４４がフリークエンシージェネレータ４３の検出部４３ａを検出するまでモータ４１を回転駆動することにより、プラテンローラ１２のホームポジションを頭出しすることができる。なお、プラテンローラ１２の頭出しは、サーマルヘッド１１を上昇させ、プラテンローラ１２から記録用紙２０及びインクリボン３０を離した状態で行う。

したがって、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａは、記録用紙２０を搬送することなく、プラテンローラ１２のホームポジションがモータ４１によって自動的に頭出しされる。そして、印画の前にプラテンローラ１２を頭出ししておき、印画時は、サーマルヘッド１１を下降させてプラテンローラ１２との間に記録用紙２０及びインクリボン３０を挟持する。その後、キャプスタンローラ２３（図１参照）を回転させて記録用紙２０を搬送すると、常に濃度ムラの初期位置からの印画が行われることとなる。なお、印画の際は、モータ４１がフリーな状態となり、プラテンローラ１２が従動回転する。

ところで、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａは、最終的な印画結果に濃度ムラが現れないようにして、高品位な印画結果が得られるようにするものであり、その前提として、製造されたサーマルプリンタ１０ａについて、予めテストプリント（出荷前の印画）を行い、そのサーマルプリンタ１０ａに特有の濃度ムラを取得する。すなわち、濃度ムラとは、記録用紙２０を搬送する時に記録用紙２０と接触する回転系の接触部材（第１実施形態では、プラテンローラ１２）等に起因する記録用紙２０の周期的な搬送ムラ（搬送ムラで最も多く、典型的なものが濃度ムラ）であり、印画データに基づいて印画の目標とされる目標濃度と、実際の印画によって結果的に得られた濃度との間に生じる濃度誤差である。そして、この濃度誤差は、プラテンローラ１２の１周期分のパターンとして連続的に出現し、プラテンローラ１２の回転周期を持ったムラパターンの濃度ムラとなる。

そこで、テストプリントは、プラテンローラ１２を１回転以上させる長さの記録用紙２０に対して行う。この際、プラテンローラ１２のホームポジションを頭出ししておき、そこから記録用紙２０を搬送しながらテストプリントを実行することにより、そのサーマルプリンタ１０ａに取り付けられているプラテンローラ１２の回転周期に対応する特有の濃度ムラを取得する。そして、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａは、読取り工程で、このような周期的な濃度ムラをスキャナ（図示せず）で読み取り、記憶工程で、読み取られた記録用紙２０の濃度ムラを図示しないメモリ（本発明における記憶手段に相当するもの）に記憶する。

図４は、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａにおける記録用紙２０の周期的な濃度ムラの読取り工程及び記憶工程を示す概念図である。
上述したように、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａは、サーマルヘッド１１（図１参照）によってカラー印画を行うことが可能なものであるが、テストプリント（出荷前の印画）においては、図４（ａ）に示すような均一のテストデータ（ベタグレー画像）に基づいて、画像を形成する。なお、このテストデータには、後述する読取り工程で、画像が形成された記録用紙２０との位置合わせが容易になるように、目印線（黒線）が付けられている。

ここで、テストプリントを行うに際し、図２及び図３に示す頭出し手段４０により、プラテンローラ１２のホームポジションを頭出ししておく。そして、その後、図４（ａ）に示すようなテストデータを入力し、ベタグレー画像を形成する。すると、形成画像には、図４（ｂ）に示すような周期的な濃度ムラが現れる。すなわち、真円でないプラテンローラ１２が従動回転することによってプラテンローラ１２の周速度が変わり、それに応じて記録用紙２０の搬送速度が変化するため、図４（ａ）に示すようなベタグレー画像のテストデータであっても、図４（ｂ）に示すように、プラテンローラ１２の１回転を周期とする周期的な濃度ムラが現れる。

図４（ｂ）に示すような記録用紙２０の濃度ムラは、何の対策も施さなければ、印画を行う限り、必ず同じパターンで出現するものである。また、この周期的な濃度ムラの初期位置は、プラテンローラ１２のホームポジションを頭出ししておけば、印画データにかかわらず、常に同じ位置となる。そこで、図４（ｂ）に示す濃度ムラをこのサーマルプリンタ１０ａに特有のものとして取得する。すなわち、図４（ｂ）に示すテストプリントの濃度ムラをスキャナ（図示せず）で読み取り、記録用紙２０に形成された画像の画素毎の濃度を取得して、図４（ｃ）に示すムラスキャンデータとする（読取り工程）。なお、ムラスキャンデータの解像度は、濃度ムラの解像度が８ビット以上であるという実験結果により、１６ビットとしている。

この読取り工程では、画像が形成された記録用紙２０とスキャナ（図示せず）との位置合わせが容易になるように、図４（ａ）に示す目印線（黒線）を利用する。そして、位置合わせを行った後、スキャナで読み取る。また、図４（ｂ）に示すテストプリントの形成画像から濃度ムラを抜き出すため、２次元画像に対応した２次元ＦＦＴアルゴリズムを用い、スキャナで読み取った画像の各画素に対応する階調行列の２次元離散フーリエ変換を行う。さらに、除去を行う特定の（プラテンローラ１２の回転に伴う）濃度ムラの周波数のみを取り出すため、１０Ｈｚのローパスフィルタを適用し、図４（ｃ）に示すムラスキャンデータを得る。

このように、読取り工程により、テストプリントで記録用紙２０に形成された画像の濃度ムラが１６ビットグレースケールで読み取られ、その結果から、図４（ｃ）に示すムラスキャンデータ（濃度ムラのデータ）が得られる。また、このムラスキャンデータは、次の記憶工程でメモリ（図示せず）に記憶される。そして、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａは、メモリに記憶されたムラスキャンデータ（濃度ムラのデータ）に基づいて、サーマルヘッド１１（図１参照）の補正制御を行う（画像補正工程）。なお、画像補正工程の前に、頭出し手段４０（図２及び図３参照）を用いた頭出し工程により、プラテンローラ１２のホームポジション（濃度ムラの初期位置）を頭出ししておく。

図５は、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａにおける記録用紙２０の周期的な濃度ムラの頭出し工程及び画像補正工程を示す概念図である。
また、図６は、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａにおける記録用紙２０の周期的な濃度ムラの画像補正方法を示す概念図である。
上述したように、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａは、プラテンローラ１２との接触によって生ずる記録用紙２０の周期的な濃度ムラの程度がムラスキャンデータ（図４（ｃ）参照）として記憶されている（記憶工程）。そのため、出荷後の印画において、何の対策も施さなければ、図５（ｄ）に示すように、濃度ムラが付加された画像（印画データ＋ムラスキャンデータ）が形成されてしまうことが予想される。

そこで、第１実施形態のサーマルプリンタ１０ａでは、記録用紙２０の濃度ムラに基づいて、印画の際に、それを相殺するようにサーマルヘッド１１（図１参照）の補正制御を行う（画像補正工程）。すなわち、画像補正工程では、記憶されているムラスキャンデータ（図４（ｃ）参照）を打ち消すような補正データ（図５（ｅ）参照）を加えるようにして、最終的な印画結果に濃度ムラが現れないようにする。

このような画像補正工程について詳述すると、画像補正工程では、周期的に発生する濃度ムラを除去するため、最終的な印画結果に求める理想画像の濃度データと、図５（ｄ）に示すような濃度ムラが付加された予想画像の濃度データとの差分を計算し、その差分を打ち消すように濃度補正を行う。すなわち、メモリ（図示せず）に記憶されているムラスキャンデータ（図４（ｃ）参照）に基づいて、ムラスキャンデータを打ち消す補正データ（図５（ｅ）参照）を付加しながら発熱抵抗体１１ａ（図１参照）の駆動電圧又は駆動時間を制御し、発熱抵抗体１１ａの発熱エネルギーを補正することで、図５（ｆ）に示す最終印画結果を得る。

ここで、最終印画結果（図５（ｆ）参照）を得る画像補正工程に先立って、補正データ（図５（ｅ）参照）を付加する前に、頭出しをしておく（頭出し工程）。すなわち、図６に示すように、頭出し手段４０により、プラテンローラ１２のホームポジション（濃度ムラの初期位置）を予め頭出ししておく。そして、画像補正手段５０により、ムラスキャンデータの濃度が目標濃度よりも高い場合には、発熱抵抗体１１ａ（図１参照）の発熱エネルギーを小さくし、逆に、ムラスキャンデータの濃度が目標濃度よりも低い場合には、発熱抵抗体１１ａの発熱エネルギーを大きくするような逆位相の濃度を有する補正データを付加する。すると、画像の形成（印画方向への記録用紙２０の搬送）とともに、ムラスキャンデータの濃度と補正データの濃度とが相殺される。なお、ムラスキャンデータは、プラテンローラ１２の１周期に対応したパターンとなっているので、補正データは、記録用紙２０の印画方向に、プラテンローラ１２の１周期分を繰り返して付加する。

したがって、図５（ｄ）に示すような予想画像（印画データ＋ムラスキャンデータ）に対し、頭出し工程の後、図５（ｅ）に示すような補正データが全体的に付加される画像補正工程が行われる結果、図５（ｆ）に示すような濃度ムラが現れない目標濃度に近い最終印画結果が得られる。なお、図５（ｆ）に示す最終印画結果は、着物姿の女性の画像を形成した際に生じる濃度ムラを相殺するように補正したものであるが、図４（ａ）に示すような均一のテストデータ（ベタグレー画像）の画像を形成した場合には、目視で周期的な濃度ムラがなく、平坦なベタグレー画像であると判断できるまでに補正された最終印画結果が得られる。すなわち、最終印画結果のベタグレー画像の平均濃度は、補正なしのテストデータの平均濃度に対して０．５％以内の誤差（約２５６階調の１階調分の誤差）となり、濃度ムラの補正前後で明確な差が得られ、補正の効果を実感できるものである。

図７は、第２実施形態のサーマルプリンタ１０ｂの内部を示す側面図である。
図７に示す第２実施形態のサーマルプリンタ１０ｂは、テストプリント（出荷前の印画）で形成された画像を別に用意したスキャナで読み取ることなく、濃度ムラの補正が可能なものである。また、プラテンローラ１２の周速度の変化（回転ムラ）に基づく記録用紙２０（カット紙）の濃度ムラだけでなく、搬送ローラ２７（本発明における接触部材に相当するもの）の回転に起因する濃度ムラや、記録用紙２０の先端等が用紙搬送路（図示せず）に定期的に衝突等することによって発生する濃度ムラ等の搬送ムラも補正可能なものである。

図７に示すように、第２実施形態のサーマルプリンタ１０ｂにおいて、記録用紙２０（カット紙）は、収納トレイ６１に収納されており、供給ローラ２６によって搬送される。すなわち、収納トレイ６１内の記録用紙２０の表面には、モータ（図示せず）によって回転駆動される供給ローラ２６が当接しているので、供給ローラ２６を反時計回りに回転させれば、記録用紙２０が収納トレイ６１から送り出され、用紙搬送路（図示せず）に送り込まれる。

また、収納トレイ６１から送り出された記録用紙２０は、搬送ローラ２７によって搬送され、ピックアップローラ２８を経て、給紙ローラ２１とサブローラ２２との間に挟持される。さらにまた、記録用紙２０は、サーマルヘッド１１とプラテンローラ１２との間を通ってキャプスタンローラ２３とピンチローラ２４との間に挟持され、キャプスタンローラ２３によって搬送される。そして、サーマルヘッド１１によって印画が行われた後は、排紙トレイ６２に排紙される。なお、サーマルヘッド１１は、図７では図示を省略したインクリボン３０（図１参照）の各カラーインク等を記録用紙２０に転写してカラー印画を行うものである。

ここで、第２実施形態のサーマルプリンタ１０ｂは、ピックアップローラ２８を有する位置決めブロック４５（本発明における頭出し手段に相当するもの）を備えている。そのため、位置決めブロック４５のピックアップローラ２８を回転駆動させれば、記録用紙２０が頭出しされることとなる。また、第２実施形態のサーマルプリンタ１０ｂは、濃度測定ブロック７０を備えている。この濃度測定ブロック７０は、印画が行われた記録用紙２０が排紙される前に、記録用紙２０に形成された画像の濃度を読取り可能なものである。

このような第２実施形態のサーマルプリンタ１０ｂにおいて、例えば、搬送ローラ２７の回転に起因する濃度ムラの補正を行うには、テストプリント（出荷前の印画）の前に、位置決めブロック４５のピックアップローラ２８によって記録用紙２０を印画開始位置まで移動させ、搬送ローラ２７のホームポジションと記録用紙２０の印画開始位置とを揃えておく。そして、搬送ローラ２７の回転に起因する濃度ムラの発生位置が常に一定となるようにする。

次に、サーマルヘッド１１によってテストプリントを実行し、濃度測定ブロック７０により、このテストプリントで形成された画像の濃度ムラを取得する。すなわち、濃度測定ブロック７０により、搬送ローラ２７の１周期分の濃度ムラのデータを得て、それを副走査方向（記録用紙２０の搬送方向）に周期的に並べ、記録用紙２０の全体に対する補正データを求める。そのため、第２実施形態のサーマルプリンタ１０ｂでは、別のスキャナによる読取り工程を濃度測定ブロック７０が代行することとなり、テストプリントの形成画像の読取りをサーマルプリンタ１０ｂ内で行うことができるので、濃度ムラを別に読み取る手間が省け、作業時間を短縮できる。

このように、第２実施形態のサーマルプリンタ１０ｂは、濃度測定ブロック７０で濃度ムラを読み取っておき、その後の印画に際しては、毎回の印画前に、位置決めブロック４５によって記録用紙２０を印画開始位置まで移動させる。すると、印画データに付加されるはずの濃度ムラの位置と、実際に濃度ムラが発生する位置とが常に合うので、濃度ムラを相殺するようにサーマルヘッド１１の補正制御を行えば、最終的な印画結果の濃度ムラを大幅に低減させることができる。しかも、搬送ローラ２７の回転に起因する濃度ムラに限らず、記録用紙２０を搬送する時に記録用紙２０と接触する回転系の接触部材（搬送ローラ２７の他、給紙ローラ２１やキャプスタンローラ２３等）に起因する記録用紙２０の周期的な搬送ムラ（濃度ムラ等）も打ち消すことができるようになる。

また、記録用紙２０の印画開始位置と、回転系の接触部材（プラテンローラ１２、給紙ローラ２１、キャプスタンローラ２３、搬送ローラ２７等）の回転位置とを揃えてしまえば、形成画像の各画素の濃度に、主走査方向に並べられたサーマルヘッド１１の発熱抵抗体１１ａの位置や、回転系の接触部材の回転位置を対応させる必要がなく、単純に、補正データのみで搬送ムラを相殺することができる。

さらにまた、記録用紙２０に対する印画の初期段階から、記録用紙２０の搬送ムラを打ち消すことができるので、各種の記録用紙２０（ロール紙、カット紙等）に適用できるだけでなく、記録用紙２０を無駄に消費せず、記録用紙２０の節約が可能となる。さらに、回転系の接触部材だけでなく、記録用紙２０の先端等が用紙搬送路（図示せず）に定期的に衝突等することによって発生する搬送ムラも打ち消すことができる。なお、テストプリントで形成された画像に２次元フィルタを適用することで、所望の周波数の搬送ムラのみを取り出すことが可能となり、その結果、相殺したい搬送ムラを確実に打ち消すことができるようになる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のような種々の変形等が可能である。
（１）上記の実施形態では、画像形成装置として、サーマルヘッド１１によって画像を形成するサーマルプリンタ１１ａ，１１ｂを例として挙げたが、これに限定されることなく、例えば、インク吐出ヘッドによって画像を形成するインクジェットプリンタであっても良い。

（２）第１実施形態では、プラテンローラ１２にモータ４１を連結するとともに、フリークエンシージェネレータ４３等を用いて頭出し手段４０を構成しているが、モータ４１は、プラテンローラ１２に限らず、記録用紙２０と接触する回転系の接触部材（給紙ローラ２１、キャプスタンローラ２３等）に連結しても良い。

第１実施形態のサーマルプリンタの概要を示す側面図である。 第１実施形態のサーマルプリンタにおける頭出し手段の構成を示す側面図及び平面図である。 第１実施形態のサーマルプリンタの頭出し手段によるプラテンローラのホームポジションの頭出し工程を示す概念図である。 第１実施形態のサーマルプリンタにおける記録用紙の周期的な濃度ムラの読取り工程及び記憶工程を示す概念図である。 第１実施形態のサーマルプリンタにおける記録用紙の周期的な濃度ムラの頭出し工程及び画像補正工程を示す概念図である。 第１実施形態のサーマルプリンタにおける記録用紙の周期的な濃度ムラの画像補正方法を示す概念図である。 第２実施形態のサーマルプリンタの内部を示す側面図である。

符号の説明

１０ａ，１０ｂ サーマルプリンタ（画像形成装置）
１１ サーマルヘッド（画像形成手段）
１２ プラテンローラ（接触部材）
２０ 記録用紙（記録媒体）
４０ 頭出し手段
４１ モータ
４４ フォトセンサ（センサ）
５０ 画像補正手段

Claims (3)

1. 搬送された記録媒体に対して画像を形成するための画像形成手段と、
   少なくとも前記画像形成手段による画像の形成時に記録媒体と接触する接触部材と
   を備える画像形成装置であって、
   前記接触部材との接触によって生ずる記録媒体の周期的な搬送ムラを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された記録媒体の搬送ムラに基づいて、記録媒体を搬送することなく周期的な搬送ムラの初期位置を自動的に頭出しする頭出し手段と、
   前記記憶手段に記憶された記録媒体の搬送ムラに基づいて、周期的な搬送ムラを相殺するように前記画像形成手段の補正制御を行う画像補正手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記接触部材は、前記画像形成手段と対向するプラテンローラであり、
   前記頭出し手段は、
   前記プラテンローラの回転方向の位置を検出するセンサと、
   前記プラテンローラを回転させるモータと
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
3. 搬送された記録媒体に対して画像を形成するための画像形成手段と、
   少なくとも前記画像形成手段による画像の形成時に記録媒体と接触する接触部材と
   を備える画像形成装置の制御方法であって、
   記録媒体に形成された画像から、前記接触部材との接触によって生ずる記録媒体の周期的な搬送ムラを読み取る読取り工程と、
   前記読取り工程によって読み取られた記録媒体の周期的な搬送ムラを記憶する記憶工程と、
   前記記憶工程によって記憶された記録媒体の搬送ムラに基づいて、記録媒体を搬送することなく周期的な搬送ムラの初期位置を自動的に頭出しする頭出し工程と、
   前記頭出し工程によって頭出しされた周期的な搬送ムラの初期位置から、前記記憶工程によって記憶された記録媒体の搬送ムラに基づいて、周期的な搬送ムラを相殺するように前記画像形成手段の補正制御を行う画像補正工程と
   を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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