JP2810493B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プリンタ，フアクシミリ，複写機等に用い
られる画像記録装置に係り、特にマルチヘツドを使った
画像記録装置に関する。

［従来の技術］ 近年、インクジエツト記録方式や感熱記録方式等、複
数の画像記録素子を集積したマルチ記録ヘツドを用いて
画像を形成する画像記録装置が急速に普及している。マ
ルチ記録ヘツドを用いているため記録速度の向上を図る
ことが可能であるが、さらに画像品位の向上が望まれて
いる。このためには、階調記録特性の改善が不可欠であ
る。

画像記録素子に印加するエネルギー量に応じて連続的
に画像濃度が変化する記録方法をとりやすい記録方式
と、そうでない記録方式がある。前者の方式であれば階
調記録は印加するエネルギー量の制御によって行なえる
が、後者の方式では擬似階調法によって中間調画像を得
ることが一般的である。そして、階調記録特性を向上さ
せるために１画素を複数に分割し、複数回のヘツド駆動
動作によって記録する方法が知られている。例えば、イ
ンクジエツト記録方式においては、マルチドロツプ法と
して知られている。

以上の様に、複数の画像記録素子を配列したマルチヘ
ツドを用いてマルチドロツプ法等を採用すれば、高速で
高画質の画像を得ることが可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、マルチヘツドの画像記録素子を均一に
製造することは困難であり、画像記録素子の特性にある
程度のばらつきが生じる。例えば、インクジエツト記録
方式のマルチヘツドにおいてはノズルの形状等にばらつ
きが生じ、感熱記録方式のマルチヘツドにおいてはヒー
ターの形状や抵抗値等にばらつきが生じる。画像記録素
子間の特性の不均一は、各画像記録素子によって記録さ
れるドツトの大きさや濃度の不均一となり、結局、記録
画像に濃度ムラを生じさせないこととなっていた。

特に、上述のように、複数回の駆動動作によって階調
記録を行なう記録方式においては、画像記録素子の不均
一に起因する濃度ムラが顕著であった。

そこで、本発明は上述の問題点を解決するためになさ
れたものであり、１画素を複数回の駆動動作によって形
成しても、画像記録素子の不均一に起因する濃度ムラの
無い高品位の画像記録を行なえる画像記録装置を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の画像記録装置は、複数の画像記録素子を配列
した記録ヘッドを用い、階調信号の大きさに応じて画像
中のインクを付与する画素の割合を変化させるととも
に、階調信号の大きさが第１の範囲である場合に一画素
を前記記録素子の１回の駆動動作で記録し、階調信号の
大きさが前記第１の範囲より大きな第２の範囲である場
合に一画素を前記記録素子の２回以上の駆動動作で記録
することで記録媒体に階調記録を行う画像記録装置であ
って、前記第１の範囲の階調信号の記録に際して同じ濃
度ムラの特性を示す複数の画像記録素子については同じ
濃度ムラの補正を行い、前記第２の範囲の階調信号の記
録に際しては前記第１の範囲の階調信号の記録に際して
同じ濃度ムラの特性を示す複数の画像記録素子であって
もそれぞれ異なる濃度ムラの補正を行う補正手段を備え
ることを特徴とする。

［作用］ 上記構成によれば、階調信号の大きさが第１の範囲で
ある場合に一画素を前記記録素子の１回の駆動動作で記
録し、階調信号の大きさが前記第１の範囲より大きな第
２の範囲である場合に一画素を前記記録素子の２回以上
の駆動動作で記録するとともに、前記第１の範囲の階調
信号の記録に際して同じ濃度ムラの特性を示す複数の画
像記録素子であっても第２の範囲の階調信号の記録に際
しては画像記録素子の２回以上の駆動で記録を行うこと
から、直前の駆動の蓄熱の影響が画像記録素子毎に異な
ることを考慮して第２の範囲の階調信号の記録に際して
は画像記録素子毎に異なる濃度ムラの補正を行うように
したので、濃度ムラのない高品位の記録画像を得ること
ができる。

［実施例］ 以下、本発明の画像記録装置に係る実施例について、
図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の画像信号処理部を示すブ
ロツク図、第２図及び第３図は夫々実施例の画像読取部
及び像形成部を示す概観斜視図である。

まず、第２図の画像読取部について説明する。

第２図において、60は原稿読取りヘツドで、一対のガ
イドレール61,61′上をスライドして原稿Ｓを読み取
る。原稿Ｓは、原稿読取りヘツド60の走査部上の上に設
けられた透明ガラス（図示せず）上に下向きに載置され
ている。原稿読取りヘツド60は原稿照明用の光源62、及
び原稿像をCCD等の光電変換素子群に結像させるレンズ6
3等により構成されている。64は可撓性の導線束で、光
源62や光電変換素子への電力供給ならびに光電変換素子
よりの画像信号等の伝達を行なう。

原稿読取りヘツド60は、主走査（B,E方向）用のワイ
ヤー等の駆動力伝達部65に固定されている。主走査方向
の駆動力伝達部65はプーリ66,66′の間に張架されてお
り、主走査用のパルスモータ67の回転により移動する。
パルスモータ67の矢印Ａ方向への回転により、原稿読取
りヘツド60は矢印Ｂ方向へ移動しながら、主走査Ｂ方向
に直交する原稿Ｓの行情報を光電変換素子群に対応する
ビツト数で読取る。

原稿Ｓの必要幅だけ読取りが行なわれたのち、主走査
パルスモータ67は矢印Ａとは逆方向に回転する。これに
より、原稿読取りヘツド60はＥ方向へ移動して初期位置
に復帰する。68,68′はキヤリツジで、主走査方向Ｂと
ほぼ直交する副走査（Ｄ）方向用のガイドレール69,6
9′上をスライドする。キヤリツジ68′は固定部材70に
より、プーリ71,71′に張りわたされたワイヤー等の副
走査（Ｄ）方向用の駆動力伝達部72に固定されている。

主走査Ｂが終わった後、パルスモータもしくはサーボ
モータ等の副走査駆動源（図示せず）により、プーリ71
が矢印Ｃ方向に回転して所定距離（主走査Ｂ方向時の読
取り画像幅と同一の距離ｄ）移動し、キヤリツジ68,6
8′を矢印Ｄ方向へ副走査して停止する。ここで再び主
走査Ｂが開始される。この主走査Ｂ、主走査方向の戻り
Ｅ、副走査Ｄの繰返しにより原稿画像域の全域を読取る
ことができる。

読取られた画像信号は、対数変換,UCR.マスキング，
色バランス調整等の色補正処理が施された後、像形成部
に送られる。

次に、第３図に示す像形成部について説明する。

この像形成部は、ドロツプ・オン・デマンド型のイン
クジエツト方式の記録ヘツドを採用している。

第３図において、ロール状に巻かれた記録材40は、搬
送ローラ41,42を経て給送ローラ43で挟持されて回転す
ることにより44方向に送られる。この記録材45を横切っ
てガイドレール46,47が平行に置かれており、キヤリツ
ジ48に搭載された記録ヘツドユニツト49が左右に走査す
る。

キヤリツジ48にはイエロ、マゼンタ、シアン、ブラツ
クの４色のヘツド49Y、49M、49C、49B_Kが搭載さてお
り、これに４色のインクタンクが配置されている。各ヘ
ツドは256のノズルを持つマルチノイズヘツドである。
記録材45は記録ヘツド49の印字幅分づつ間欠送りされる
が、記録材45が停止している時に記録ヘツド49はＰ方向
に走査し、画像信号に応じたインク滴を吐出する。

このように、原稿を読取り、色補正処理を行った後画
像信号に応じたインク吐出を行うことにより、カラー画
像が形成される。

上記記録ヘツド49は、熱エネルギーによってインクに
膜沸騰などの状態変化を生起させ、発生するバブルを使
用してインクを吐出口から被記録材に向けて吐出するい
わゆるバブルジエツト式の記録ヘツドである。この記録
ヘツド49は、各吐出口内に設けた発熱抵抗体（ヒータ）
のサイズが、従来のインクジエツト記録装置に使われて
いる圧電素子と比べて格段に小さく、吐出口の高密度の
マルチ化が可能であって、高品位の記録画像が得られ、
高速、低騒音等の特色を有している。

また、記録材45の記録面に対向して、濃度ムラ読取ヘ
ツド50が配置されている。記録ヘツド49によりテストパ
ターンが印字された後、記録材45が給送ローラ43により
44方向に送られ、テストパターンが濃度ムラ読取ヘツド
50の下を通過する。この通過の際に、濃度ムラ読取ヘツ
ド50は濃度ムラを読取る。

次に、上記像形成部の各記録ヘツドの濃度ムラを補正
する画像データ処理部について、第１図のブロツク図を
参照して説明する。なお、簡単の為、以下の説明では、
１つのヘツドに対する処理を説明する。フルカラー画像
を得るには、４色のヘツドに対して同様の処理を行えば
よい。

第１図において、101は第２図の画像読取部で読取ら
れた画像データ、102は対数変換，マスキング,UCR,色バ
ランス調整等の処理を行う画像処理部、103は画像処理
後の画像信号、104はムラ補正テーブルが記憶されてい
るROMである。105はムラ補正テーブルデータ、106は画
像信号をムラ補正する信号変換部、107はムラ補正後の
画像信号、108はヘツド駆動回路、109はヘツド駆動信
号、110はマルチノズルの記録ヘツドであり、第３図の4
9Y,49M,49C,49BKのいずれか一つに相当する。111は濃度
ムラ読取ヘツドで、第３図の50に相当する。112はムラ
読取式号、113はRAM、115はCPU、116,118はムラ補正信
号、117はムラ補正RAMである。

画像処理された信号103は、信号変換部106がムラ補正
RAM117とムラ補正テーブルROM104を参照することによ
り、記録ヘツドのムラを補正する様に変換される。

次に、濃度ムラ補正について説明する。ここでは、25
6個の記録素子（ノズル）が63.5μｍのピツチを配列し
ている400dpiのインクジエツト記録ヘツドを用い、２回
の駆動動作で階調性を改善する場合を例に挙げる。

第４図は、上記記録ヘツドにおける階調信号（デユー
テイ）と画像濃度を示すグラフである。同図において、
階調信号が“0"〜“100"のときは１画素を各素子１回の
駆動動作で擬似階調表現したときの濃度特性を示し、
“101"〜“200"のときは１画素を２回の駆動動作によっ
て表現する画素の割合いを増加させたときの濃度特性を
示す。従って、１画素当り“100"は１回の駆動動作100
％、“200"は２回の駆動動作100％のデユーテイとな
る。

図中、A,Bは異なる位置の記録素子に対する濃度特性
を示しており、濃度の低い記録素子がＡ、濃度の高い記
録素子がＢである。このように、同じ階調信号を全記録
素子に印加しても、記録画像には濃淡、つまり濃度ムラ
が発生してしまう。そこで、例えば“1.2"の画像濃度を
得るためには、記録素子Ａに対しては階調信号“150"、
Ｂに対しては“120"を与えてやればよい。

ところで、本発明者の実験から、階調信号“0"〜“10
0"と“101"〜“200"の領域の一方で異なる階調特性を示
す記録素子があることが判った。同図において、記録素
子ＡとＡ′の関係がそれである。“0"〜“100"ではＡと
Ａ′は等しい特性を示すが、“101"〜“200の領域では
異なる特性を示す。これは、記録素子の最高周波数とし
て4KH_Zを採用しているが、“0"〜“100"では１回以下の
駆動回数であるため実際の駆動周波数は2KH_Z以下、“10
1"〜“200"では２回以上の駆動回数であるための2KH_Z以
上となり、この印字履歴の影響、特に直前の蓄熱の影響
に違いがあることに起因している。

このように、階調信号“100"のときに等しい濃度を示
していても、“101"〜“200"では異なる濃度を示すた
め、“1.2"の画像濃度を得る為には記録素子Ａ′に対し
て“135"の階調信号を与える必要がある。

従って、２回の駆動動作を行なうこの実施例では、１
回駆動の領域“0"〜“100"と２回駆動の領域“101"〜
“200"の階調特性を把握し、濃度ムラ補正データを作成
している。

ここでは、階調信号“100"と“150"の均一な画像信号
を夫々記録ヘツド110によって記録し、この２種類の記
録パターンを濃度ムラ読取ヘツド111によって読取り、2
56画素分の画像濃度を得る。この250画素分の画像濃度
を各記録素子に対応した読取りデータとする。階調信号
“100"と“150"に対する読取りデータは、ムラ補正信号
としてCPU115によってRAM113を介し各記録素子毎にムラ
補正RAM117に記憶される。

ムラ補正テーブルROM104は、階調信号“100"と“150"
に対する画像濃度に応じた補正曲線を複数有しており、
ムラ補正RAM117からのムラ補正信号118、つまり階調信
号“100"と“150"に対する画像濃度に応じて補正曲線が
切換えられる。例えば、ムラ補正信号として“0.75"と
“1.2"が与えられると上記の記録素子Ａに対する補正曲
線が選択され、“0.75"と“1.35"が与えられると記録素
子Ａ′に対する補正曲線が選択される。また、“1.0"と
“1.6"が与えられると記録素子Ｂに対する補正曲線が選
択される。

信号変換部106は、入力する画像信号103と同期して上
記ムラ補正RAM117から出力されるムラ補正信号118に基
づいて、上記ムラ補正テーブルROM104を参照し、選択さ
れた補正曲線で各記録素子毎に画像信号103を補正す
る。補正後の画像信号107は、ヘツド駆動回路108で３値
化処理が施され、ヘツド駆動信号109として記録ヘツド1
10の各記録素子に供給される。

これによって、複数回の駆動を行なっても濃度ムラ補
正の充分なされた画像記録が行なわれる。

次に、本発明の他の実施例について図面を参照して説
明する。

第５図はこの実施例を示す構成図であり、サーマルヘ
ツドで感熱紙に記録を行なう感熱記録装置を示してい
る。図において、51はサーマルヘツドで、52の部分に８
ドツト/mmの密度で発熱素子が配列されている。53は感
熱紙で、発熱素子に与えるパルス幅に応じて画像濃度が
変化する。この感熱紙53の有する発色特性を第６図に示
す。54は感熱紙53を発熱素子に押圧しながら搬送する搬
送ローラ、55はヘツド駆動回路である。

上記構成の実施例において、発熱素子に与えるパルス
幅を0.5m secとして多数回駆動したときの発色特性を
第７図に示す。同図から判るように、発熱素子ＡとＡ′
は１回の駆動で同一濃度であるが、印字履歴の影響を受
ける違いから２回以降の駆動では濃度が異なる。なお、
ここでは駆動の繰返し同期を2m secとした。

そこで、この実施例では、第７図に示すような各発熱
素子毎の発色特性に基づいて、画像濃度対駆動回数のル
ツクアツプテーブルをROMに記憶させている。そして、
画像信号と、この画像信号に対応した発熱素子番号とか
ら上記ルツクアツプテーブルROMを参照して、駆動回数
を決定している。

これにより、先の実施例と同様、複数回の駆動を行な
っても、濃度ムラのない良好な画像を記録することがで
きる。

なお、第６図の発色特性から判るように、パルス幅変
調によっても階調記録が行なえる。しかし、この実施例
によればパルス幅変調の場合に必要となる大型の駆動IC
が不要であるため、簡単な回路構成で階調記録を行なう
ことが可能となる。

また、先の実施例では、熱エネルギーによってインク
を吐出飛翔させるインクジエツト記録ヘツドを用いて、
擬似階調表現した場合について説明したが、駆動信号を
連続的に複数回印加する場合にも、本発明を適用するこ
とができる。

例えば、５μsecの駆動パルスを25μsec周期で８回繰
返す場合、先の第７図に類似した特性が得られる。従っ
て、上述のサーマルヘツドの濃度ムラ補正と同様にする
ことによって、インクジエツト記録ヘツドの各記録素子
のバラツキを補正することができ、濃度ムラのない良好
な画像を得ることが可能となる。

なお、本発明はインクジエツト記録方式や感熱記録方
式に限定されるものではなく、記録素子を複数有するマ
ルチヘツドによる記録方式であれば、同様に適用可能で
ある。

［発明の効果］ 本発明によれば、第１の範囲の階調信号の記録に際し
て同じ濃度ムラの特性を示す複数の画像記録素子であっ
ても第２の範囲の階調信号の記録に際しては画像記録素
子毎に異なる濃度ムラの補正を行うようにしたので、濃
度ムラのない高品位の記録画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像記録装置に係る一実施例を示すブ
ロツク図、第２図及び第３図は夫々一実施例の画像読取
部及び像形成部を示す概略斜視図、第４図は一実施例の
濃度ムラ補正を説明するグラフ、第５図は本発明の他の
実施例を示す構成図、第６図及び第７図は他の実施例の
濃度ムラ補正を説明するグラフである。 104……ムラ補正テーブルROM、 106……信号変換部、 110……記録ヘツド、 111……濃度ムラ読取ヘツド、 117……ムラ補正RAM。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の画像記録素子を配列した記録ヘッド
   を用い、階調信号の大きさに応じて画像中のインクを付
   与する画素の割合を変化させるとともに、階調信号の大
   きさが第１の範囲である場合に一画素を前記記録素子の
   １回の駆動動作で記録し、階調信号の大きさが前記第１
   の範囲より大きな第２の範囲である場合に一画素を前記
   記録素子の２回以上の駆動動作で記録することで記録媒
   体に階調記録を行う画像記録装置であって、 前記第１の範囲の階調信号の記録に際して同じ濃度ムラ
   の特性を示す複数の画像記録素子については同じ濃度ム
   ラの補正を行い、前記第２の範囲の階調信号の記録に際
   しては前記第１の範囲の階調信号の記録に際して同じ濃
   度ムラの特性を示す複数の画像記録素子であってもそれ
   ぞれ異なる濃度ムラの補正を行う補正手段を備えること
   を特徴とする画像記録装置。
2. 【請求項２】前記記録ヘッドは、インクを吐出する吐出
   口と、この吐出口に設けられ、インクに熱による状態変
   化を生起させ該状態変化に基づいてインクを前記吐出口
   から吐出させて飛翔的液滴を形成する熱エネルギー発生
   手段とを有したことを特徴とする請求項（１）に記載の
   画像記録装置。