JP2773939B2

JP2773939B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2773939B2
Application number: JP1309361A
Authority: JP
Inventors: 久史福島; 昌巳泉崎; 吉宏 ▲高▼田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-11-30
Filing date: 1989-11-30
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JPH03169640A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はマルチノズルのインクジェット記録装置に関
する。

［従来の技術］従来、この種の装置の一例として、読取った画像をデ
ジタル信号に変換し、データ処理を行なった後、記録ヘ
ッドを用いて画像を形成する装置があるが、かかる装置
では、記録ヘッドの製造プロセスによる特性ばらつきや
記録ヘッド構成材料の特性ばらつき等により出力画像に
濃度のむらが発生するという問題が発生する場合があっ
た。したがって、記録前にテストプリントを行ない、各
ヘッドの出力特性に応じたデータを記憶する記憶手段
と、その記憶データに基づき入力画像データの補正を行
なう手段とを設け、かかる両手段によって前述の濃度む
らを防止するような装置が本出願人からも提案されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら上記従来例では、テストプリント時にの
み一時的な濃度むらがあり、このテストプリントをもと
に補正をかけると、画像記録時に濃度むらが変化し、出
力される画像の補正が適切でないために画像乱れがおこ
るおそれがあった。

この一時的な濃度むらは突発的な記録ヘッドへのダメ
ージに起因するものであり、ダメージのない記録ヘッド
の濃度むら，ダメージを除去した記録ヘッドの濃度むら
とは濃度むら変化のスピードなどが異なるため、ダメー
ジのない記録ヘッドの濃度むらを想定した濃度むら補正
アルゴリズムでは補正が適切でないために起きる画像乱
れを防止できなかった。

本発明の目的は以上のような問題を解消したインクジ
ェット記録装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するため、本発明は、複数のノズルを
配列したインクジェット記録ヘッドを用いて、画像信号
に基づいて前記ノズルからインクを吐出して記録を行う
インクジェット記録装置において、前記インクジェット
記録ヘッドにより所定のテストパターンを記録するテス
トパターン記録手段と、前記テストパターンの画像濃度
を読み取った結果に基づいて、記録されたテストパター
ンが異常画像であるか否かを判定する判定手段と、前記
テストパターンの画像濃度を読み取った結果に基づい
て、前記インクジェット記録ヘッドの濃度むらを補正す
るための補正データを生成する補正データ生成手段と、
前記判定手段により前記テストパターンが異常画像であ
ると判定されたとき、前記補正データ生成手段による補
正データの生成を行わないよう制御する制御手段と、を
有することを特徴とする。

［作用］本発明によれば、テストパターンが一時的な濃度むら
が発生した状態で記録された異常画像であるか否かを判
断し、異常画像である場合は、当該異常画像に基づいて
記録ヘッドの濃度むらを補正しないようにする。

［実施例］（第１の実施例）以下、第１図〜第３図を参照して本発明を具体的に説
明する。

第１図は本発明によるインクジェット記録装置の一実
施例を示す模式的側面図である。

第１図において、１はバルブジェット方式のヘッドで
あり、内蔵するエネルギー発生体に発熱抵抗体を用い、
通電時に記録液中に生じる泡を圧力源として吐出口より
液滴を飛翔させるものであり、ブロック２に固定されて
いる。該ヘッドは400dpiの密度で4736個の吐出ノズルを
有するブロック２の端部は支点12によって支持され、鎖
線で示すように回動可能に設置されている。３はヘッド
１の斜め上部に移動可能に配設されてヘッド１の吐出回
復を行なう回復手段であり、吸引面には吐出口内の記録
液を吸引するための吸引手段を備えている。４はヘッド
１にある間隔をもって対向配設されるエンドレスの帯電
吸着ベルト、５は帯電吸着ベルト４を介してヘッド１に
対向配設されるバックプラテンである。

６は普通紙などの記録シート７が収納されて本体に着
脱自在に装着される給紙カセット、８は最上面の記録シ
ート７を１枚だけ送り出す給紙ローラである。９は給紙
（ピックアップ）ローラ８より送り出された記録シート
７を搬送路10へ送り出す搬送ローラであり、11は搬送路
10の出側に配設された搬送ローラである。13および14は
記録シート７の表面に飛翔した液滴を熱風により乾燥定
着させるヒータおよびファン、15は定着の終了した記録
シート７を装置外に排出する排出ローラ、16は排出され
た記録シート７を順次ストックするトレイである。

21はテストプリントをのせる原稿台、17はテストプリ
ント、20は照明系、18を光学系、19はフォトセンサであ
る。上記構成要素18,19,20は読取りユニット21Aを構成
する。

次に、以上の構成による実施例の動作について説明す
る。

まず、記録動作について説明する。記録開始の操作が
行なわれると、指定されたサイズの記録シート７がピッ
クアップローラ８によって給紙カセット６から送り出さ
れる。送り出された記録シート７は、搬送ローラ９およ
び11によって、予め帯電された状態で回転すると共にバ
ックプラテン５によって平面形状となされている帯電吸
着ベルト４に乗せられる。記録シート７の先端部がヘッ
ド１の下部に到着するのに連動して、不図示の記録処理
装置が動作し、ヘッド１のエネルギー発生体を駆動す
る。この駆動により、原稿情報に応じた液滴が吐出口よ
り記録シート７の表面に飛翔し、記録が行なわれる。記
録シート７が吸湿性の悪い場合、表面に付着した液滴が
乾燥せず、擦られて印字汚れを生じるので、ヒータ13お
よびファン14によって強制乾燥を行なって定着させる。
定着の終了した記録シート７は、排出ローラ15によって
トレイ16へ排出される。

第２図に画像記録に先立って行なうテストプリントの
一例を示した。円で示したのが印字ドットで、円内にノ
ズルの番号を示した。ノズルは1,2,3,…の方向に並んで
いる。印字は紙の搬送に伴って矢印ｄの方向に行なわれ
る。印字は紙全域に繰り返し行なう。テストプリント画
像17は第１図中のトレイ16上に排出された後（図示しな
い）紙搬送手段によって自動に、または手動で原稿台21
に置かれる。

その後照明系20によって照明された光像は光学系18に
よってフォトセンサ19に結像される。本実施例において
はフォトセンサの一例として一軸上にＲ（Red）,G（Gre
en）,B（Blue）のフィルタを冠したCCDイメージセンサ
を採用した。読取りユニット21Aを矢印ｂの方向に走査
させ、全域を読取る。

本実施例においてはテストプリントを読取る読取系
と、原稿画像を読取る読取系を同一のものとした。

（全体の機能ブロック説明）次に、第４図を使用して本実施例のデジタル・カラー
複写機の機能ブロックの説明を行なう。

制御部102,111,121はそれぞれスキャナ部400,コント
ローラ部500,プリンタ部600の制御を行なう制御回路で
あり、マイクロ・コンピュータ，プログラムROM,データ
・メモリ，通信回路等より構成される。制御部102〜111
間と制御部111〜121間は通信回線により接続されてお
り、制御部111の指示により制御部102,121が動作を行な
う、いわゆるマスター・スレーブの制御形態を採用して
いる。

制御部111は、カラー複写機として動作する場合に
は、操作部10,デジタイザ114よりの入力指示に従い動作
を行なう。

デジタイザ114は、トリミング，マスキング処理等に
必要な位置情報を入力するためのもので、複雑な編集処
理が必要な場合にオプションとして接続される。

制御部102は、上記説明のスキャナ部400のメカの駆動
制御を行なうメカ駆動部105の制御、反射原稿読取時の
ランプの露光制御を行なう露光制御部103の制御を行な
う。

また、制御部102は、画像に関する各種の処理を行な
うアナログ信号処理部100、入力画像処理部101の制御も
行なう。

制御部121は、上記説明のプリンタ部600のメカの駆動
制御を行なうメカ駆動部105と、プリンタ部600のメカ動
作の時間ばらつきの吸収と記録ヘッド117〜120の機構上
の並びによる遅延補正を行なう同期遅延メモリ115の制
御を行なう。

次に、第４図の画像処理ブロックを画像情報の流れに
沿って説明する。

CCD16上に結像された画像は、CCD16によりアナログ電
気信号に変換される。変換された画像情報は、赤→緑→
青のようにシリアルに処理されアナログ信号処理部100
に入力される。アナログ信号処理部100では、赤，緑，
青の各色毎にサンプル＆ホールド，ダーク・レベルの補
正，ダイナミック・レンジの制御等をした後にアナログ
・デジタル変換（A/D変換）をし、シリアル多値（本実
施例では、各色８ビット長）のデジタル画像信号に変換
して入力画像処理部101に出力する。図中130はパターン
発生器である。

入力画像処理部101では、CCD補正，γ補正等の読取系
で必要な補正処理を同様にシリアル多値のデジタル画像
信号のまま行なう。

入力画像処理部101からのデジタル画像信号は画像処
理部107に入力される。画像処理部107は、スムージング
処理，エッジ強調，黒抽出，記録ヘッド117〜120で使用
する記録インクの色補正のためのマスキング処理等を行
なう回路である。この画像処理部107からのシリアル多
値のデジタル画像信号出力は、２値化処理部108,バッフ
ァ・メモリ110に、それぞれ入力される。

２値化処理部108は、シリアル多値のデジタル画像信
号を２値化するための回路であり、固定スライス・レベ
ルによる単純２値，ディザ法による擬似中間調処理等を
選択することができる。ここでシリアル多値のデジタル
画像信号は４色の２値パラレル画像信号に変換され、同
期遅延メモリ115に入力される。

プリンタ部600の同期遅延メモリ115は、プリンタ部60
0のメカ動作の時間ばらつきの吸収と記録ヘッド117〜12
0の機構上の並びによる遅延補正を行なうための回路で
あり、内部では記録ヘッド117〜120の駆動に必要なタイ
ミングの生成も行なう。

ヘッド・ドライバ116は、記録ヘッド117〜120を駆動
するためのアナログ駆動回路であり、記録ヘッド117〜1
20を直接駆動できる信号を内部で生成する。

記録ヘッド117〜120は、それぞれ、シアン，マゼン
ダ，イエロー，ブラックのインクを吐出し、記録紙上に
画像を記録する。

第５図は、第４図で説明した回路ブロック間の画像の
タイミングの説明図である。

信号BVEは、読み取り動作の１スキャン毎の画像有効
区間を示す信号である。信号BVEを複数回出力すること
によって全画面の画像出力が行なわれる。

信号VEは、CCD16で読み取った１ライン毎の画像の有
効区間を示す信号である。信号BVEが有効時の信号VEの
みが有効となる。

信号VCKは、画像データVDの送り出しクロック信号で
ある。信号BVE,信号VEもこの信号VCKに同期して変化す
る。

信号HSは、信号VEが１ライン出力する間、不連続に有
効，無効区間を繰り返す場合に使用する信号であり、信
号VEが１ライン出力する間連続して有効である場合には
不要の信号である。１ラインの画像出力の開始を示す信
号である。

次に、画像処理部での大まかな信号処理を第６図を用
い説明を行なう。

第６図において、画像処理部107にシリアル（例えば
B,G,Rの順）に入力される画像データ（以後、入力画像
データ）はセレクタ203に送られると共にシリアルパラ
レル変換部201に送られ、Ｙ（イエロー）,M（マゼン
タ）,C（シアン）のパラレル信号に変換した後、マスキ
ング部202およびセレクタ203に送られる。すなわち、入
力画像処理部101から入力されたデジタルデータは補色
変換回路140で補色データY,M,Cに変換され、Y,M,C,Y,M,
C…の順に出力される。

得られた色順次のカラー画像データは時間軸変換部20
0aに送られる。時間軸変換部は、入力される画像データ
とそれ以降の画像データとで周波数が異なるため、時間
軸変換部200aで制御部200より送られる時間軸変換制御
信号によって周波数変換が行なわれ出力される。出力さ
れた画像データ（以降、入力画像データ）は、シリア
ル，パラレル変換部201に送られ、Ｙ（イエロー）,M
（マゼンタ）,C（シアン）のパラレル信号に変換した
後、マスキング部202およびセレクタ203に送られる。

マスキング部202では出力インクの色のにごりを補正
するための回路で、次式のような演算を行なっている。

これら９つの係数は制御部200からのマスキング制御
信号により決定されるマスキング部202でインクのにご
りを補正した後、シリアル信号としてセレクタ部203お
よびUCR部205に入力される。

セレクタ203には、入力画像データおよびマスキング
部202より出力される画像データが入力される。

セレクタ203では、通常制御部200より送られるセレク
タ制御信号１により入力画像データを選択している。入
力系での色補正が充分に行なわれていない場合は、制御
信号１によりマスキング部202出力の画像データが選択
され出力される。セレクタ203より出力されるシリアル
画像データは、黒抽出部204に入力される。一画素にお
けるY,M,Cの最小値を黒データとするため、黒抽出部204
ではY,M,Cの最小値を検出している。検出された黒デー
タはUCR部205に入力される。

UCR部205ではY,M,Cの各信号より抽出した黒データ分
を差し引いている。また、黒データに関しては、単に係
数をかけている。UCR部205に入力された黒データはマス
キング部202より送られる画像データとの時間のずれを
補正した後、次式の演算が行なわれる。

Ｙ′＝Ｙ−a₁Bk Ｍ′＝Ｍ−a₂Bk Ｃ′＝Ｃ−a₃Bk Bk′＝a₄Bk ここで、Y,M,C,Bkは抽出部入力データを示し、Ｙ′,
M′,C′,Bk′は抽出部出力データを示す。

そして係数（a₁,a₂,a₃,a₄）は制御部200より送られる
UCR制御信号により決定される。

そして、UCR部205より出力されたデータは、次にγ，
オフセット部206に入力される。

γ，オフセット部206では、次式のような階調補正が
行なわれる。

Ｙ′＝b₁（Ｙ−C₁）Ｍ′＝b₂（Ｍ−C₂）Ｃ′＝b₃（Ｃ−C₃） Bk′＝b₄（Bk−C₄）ここで、Y,M,C,Bkはγ，オフセット部入力データであ
り、Ｙ′,M′,C′,Bk′はγ，オフセット部出力データ
である。

また、上式での係数（b₁〜b₄,C₁〜C₄）は制御部200よ
り送られるγ，オフセット制御信号により決定される。

γ，オフセット部206で階調補正された信号は、次に
Ｎライン分の画像データを記憶するラインバッファ207
に入力される。このラインバッファ207では制御部200よ
り送られるメモリ制御信号により後段の平滑化，エッジ
強調部208に必要な５ラインのデータを５ラインパラレ
ルで出力する。この５ライン分の信号は、平滑化，エッ
ジ強調部208において制御部200からのフィルタ制御信号
によりフィルタサイズ可変の空間フィルタに入力され、
平滑化、その後エッジ強調が行なわれる。

平滑化，エッジ強調部208より出力された画像データ
は色変換部209に入力され、制御部200からの色変換制御
信号により色変換が行なわれる。デジタイザ装置114よ
り、あらかじめ変換する色と変換される色、およびその
信号が有効な領域を入力しておき、そのデータに基づき
色変換部209で画像データの置き換えを行なっている。
本実施例では色変換部209の詳細な説明は省略する。平
滑化，エッジ強調部208より出力される画像信号と色変
換後の画像信号は、セレクタ210に入力され、制御部200
からのセレクタ制御信号２により出力すべき画像データ
を選択する。どちらの画像データを選択するかは、前記
デジタイザ装置114より入力される有効な領域を指定す
ることにより決定される。セレクタ210で選択された画
像信号は、２値化処理部108および異常検出回路230に入
力される。

異常検出回路230は、データのワークエリアを有するR
AM,異常検出時の動作プログラムを格納したROM,同ROM内
プログラムを実行するCPUを有する（詳細は後述）。

以上のような読取系でテストプリントを読取り、１〜
4736のノズルがいかなるドット印字特性を有するかを異
常検出回路230において各ドット径を測定することによ
って知る。ドット径のばらつきによって発生する濃度む
らを補正するためにノズルごとに独立に、後述する第８
図に示すような濃度むら補正テーブルを持つ。

ヘッド補正部211について第７図を用いて説明する。

第７図は第６図に示したヘッド補正部211のブロック
図であり、カウンタ250は補正量選択テーブルRAM（以下
選択RAM）260のアドレスを発生するアドレスカウンタ
で、本実施例では4736ノズルのヘッドが４色分で、すな
わち全部で18944ノズルに対応した値を数える15bitのカ
ウンタであり、信号HSとVEで制御される。

ROM256〜268はC,M,Y,Bkそれぞれのヘッドに設けられ
る、前述した4736本のノズルの濃度むら補正用データが
書き込まれている。VDinはデジタル画像データがC,M,Y,
K,C,M,Y,Kというように、一画素毎の色成分画像データ
が順次、点順次に入力している。選択RAM260には入力す
る画像データの順序に合わせてROM265〜268からデータ
が取り出され格納される。263はROM265〜268から取り出
されたデータをRAM260に書き込むための双方向バッファ
である。

259はCPU258から出力される16ビットのアドレスバス
のアドレスのうち下位15ビットあるいはカウンタ250の1
5ビットの出力いずれかを選択するセレクタである。RAM
260にデータを書き込む場合にはセレクタ259はCPU258の
出力をセレクトし、RAM260からのデータを読み出す場合
にはカウンタ250の出力をセレクトする。

RAM260から出力されたデータはフリップフロップ252
を介して画像データVDinと共に補正テーブルROM（以下
補正ROM）262のアドレスに入力される。

補正ROM262には第８図の−ｎ〜＋ｎに示すような補正
テーブルがあらかじめ書き込まれている。第８図には2n
＋１通りの補正テーブルが示されているが、実際の補正
テーブルは１％きざみの補正量を±30％として計61通り
くらいで十分である。また補正ROM262に書き込まれるテ
ーブルは入力Ａに対する補正用データΔＡを出力するよ
うに書き込まれており、ROM262のアドレスに入力される
画像データVDinと選択データに応じて補正用データΔＡ
が選択され、フリップフロップ254によって一旦ラッチ
され、加算器256により（フリップフロップ255を介し
た）入力画像データ（VDin）Ａと加算され、補正済デー
タＡ＋ΔＡとしてフリップフロップ257を介して出力さ
れる。

本実施例のシーケンスは第９図に示したが、本実施例
においては前述した読取系でテストプリントを読取り
（S1）、異常検出回路230でノズル並び方向への1mmφ程
度の微小領域画像濃度の変化の度合い等の画像の特徴抽
出を行ない（S2）、限度画像特性との比較を行ない（S
3）、例えば1mm離れたエリアで画像濃度が25％以上変化
していれば異常画像であると判断し（S4）、前述したよ
うな補正を行なわず、S5で回復可能か判断する。第３図
に示したようにあるノズルを境にノズル群ａとノズル群
ｂで大きな濃度差（ドット径差）が存在する場合が異常
画像の一例である。異常画像のうちで上述した第３図の
如き画像はオリフィス面への一時的なインク染料などの
付着によっても起こり得、この要因ならば異常検出回路
230は回復可能と判断することができ、制御部200を介し
て空吐出を10⁴発程度行なったり、オリフィス面洗浄を
行なって回復させることができる（このような回復動作
は周知のものである）。上述した第３図の如き画像特徴
を検知した場合、異常画像であると判断し、S5で回復可
能であると判断したときは、S6でオリフィス面洗浄など
の回復動作を行ない、再びS1でテストプリントする。S5
で改善がみられない場合にはオリフィス面への一時的な
インク染料などの付着という想定要因ではなかったと判
断し、別の回復手段を行なうか、回復不能と判断しスト
ップする。S4で異常画像でない場合は前述したような補
正動作を行ない（S7）、ついで通常記録スタートかを判
断し（S8）、そうならば通常記録をスタートする（S
9）。

第10図には別の異常画像検出方法を示した。

ここでは異常検出回路においてS13で前画像特性との
比較を行ない、S14でテストプリント画像上同一エリア
の画像濃度が急に25％以上も変化した場合、通常想定し
ている経時変化とは別の現象が起こったと判断し、前述
したような補正を行なわない（S15,S16）。回復動作は
第10図に示したのと同様に行なう。

ここでは異常画像の一例として濃度むらの程度が正常
ヘッドで想定している限度以上である場合、濃度変化率
が正常ヘッドで想定している限度以上である場合を示し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、すじ状
むらの程度のひどいもの，濃度傾きの程度のひどいもの
等の正常なヘッドの状態で想定した限度画像を越えたも
のも含み、また補正手段の補正可能なむらの程度を越え
た場合も含む。

（第２の実施例）第１の実施例ではむら補正手段としてデジタル信号を
補正テーブルによって変える方法を採用したが、本発明
の補正手段はこれに限定されるものではなく、例えば各
ノズルごとに独立に駆動条件を変え、ドット径を変化さ
せる手段を採用することもできる。

（第３の実施例）第１の実施例ではテストパターン読取系として原稿台
に原稿を置き、読取る方法を採用したが、本発明の読取
手段はこれに限定されるものではなく、例えば排紙部前
に有した読取系によって、読取る手段を採用することも
できる。この場合には記録してから読取るまでの時間を
短縮する構成にすることができる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、一時的な濃度む
らが発生した状態で記録された異常画像によって記録ヘ
ツドの濃度むらを補正してしまうことがなく、常に適切
な濃度むらの補正を行って良好な画質の画像を記録する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したデジタルカラー複写機の断面
図、第２図はテストプリントの一例を模式的に示した図、第３図は異常画像があった場合のテストプリントを示し
た図、第４図は本発明を適用したデジタルカラー複写機の構成
を示すブロック図、第５図は回路ブロック間の画像タイミング説明図、第６図はカラー画像処理部のブロック図、第７図はヘッド補正部の詳細回路図、第８図は第７図に示した補正ROM内に書き込まれた補正
テーブルを示す図、第９図は本発明の一実施例のシーケンスアルゴリズムを
示す図、第10図は本発明の他の実施例のシーケンスアルゴリズム
を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/205

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のノズルを配列したインクジェット記
録ヘッドを用いて、画像信号に基づいて前記ノズルから
インクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に
おいて、前記インクジェット記録ヘッドにより所定のテストパタ
ーンを記録するテストパターン記録手段と、前記テストパターンの画像濃度を読み取った結果に基づ
いて、記録されたテストパターンが異常画像であるか否
かを判定する判定手段と、前記テストパターンの画像濃度を読み取った結果に基づ
いて、前記インクジェット記録ヘッドの濃度むらを補正
するための補正データを生成する補正データ生成手段
と、前記判定手段により前記テストパターンが異常画像であ
ると判定されたとき、前記補正データ生成手段による補
正データの生成を行わないよう制御する制御手段と、を
有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記判定手段は、前記テストパターンの前
記複数のノズルの配列方向に沿った画像濃度の変化に基
づき、当該変化の量が所定量より大きい場合に異常画像
であると判定することを特徴とする請求項１に記載のイ
ンクジェット記録装置。
【請求項３】前記判定手段は、前記テストパターンの画
像濃度の、前に記録されたテストパターンの同一領域の
画像濃度に対する変化に基づき、当該変化の量が所定量
より大きいときに異常画像であると判定することを特徴
とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記制御手段は、記録されたテストパター
ンが前記判定手段によって異常画像であると判定された
とき、前記インクジェット記録ヘッドの吐出状態を回復
させるための回復動作の実行、またはインクジェット記
録ヘッドの複数のノズルに対応した補正データの生成の
処理の停止を行うことを特徴とする請求項１に記載のイ
ンクジェット記録装置。
【請求項５】前記補正データ生成手段が生成する補正デ
ータは、前記インクジェット記録ヘッドの複数のノズル
それぞれに対応し、前記画像信号を前記複数のノズルそ
れぞれに対応させて補正するためのデータであることを
特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。