JP2950950B2 - 画像記録装置 - Google Patents

画像記録装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像記録装置、特にマルチヘッドを使った画
像記録装置に関するものである。
［従来の技術］ コンピュータや通信機器の普及に伴い、画像記録装置
としてインクジェット方式や熱転写方式等の記録ヘッド
を用いてデジタル画像記録を行うものが急速に普及して
いる。記録ヘッドを用いる画像記録装置においては、記
録速度の向上のため、複数の画像記録素子を集積したマ
ルチヘッドが一般的に用いられる。例えば、インクジェ
ット記録ヘッドとしては、ノズルを複数集積したマルチ
ノズルヘッドが一般的であり、熱転写式のサーマルヘッ
ドも、複数のヒーターが集積されているものが普通であ
る。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、マルチヘッドからなる画像記録素子を
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、インクジェッ
トマルチヘッドにおいては、ノズルの形状等にばらつき
が生じ、熱転写マルチヘッドにおいては、ヒーターの形
状や抵抗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ット
の大きさや濃度の不均一となり、結局、記録画像に濃度
むらを生ぜしめる。
このような問題に対して、各画像記録素子に与える信
号を補正して、均一な画像を得る方法が種々提案されて
いる。例えば第２図（ａ）のように記録素子２が並んだ
マルチヘッド１において、各画像記録素子への入力信号
レベルを同図（ｂ）のように均一にしたときに、記録画
像に同図（ｃ）のような濃度むらが生じる場合、同図
（ｄ）のように入力信号レベルを補正し、濃度の低い部
分の画像記録素子には大きいレベルの入力信号を、濃度
の高い部分の画像記録素子には小さいレベルの入力信号
を与える。ドット径又はドット濃度変調が可能な記録方
式の場合は、各画像記録素子で記録するドット径を入力
信号レベルに応じて変調する。例えばピエゾ方式のイン
クジェットでは、各ピエゾ素子に印加する駆動電圧又は
パルス幅を、熱転写では、各ヒーターに印加する駆動電
圧又はパルス幅を、入力信号に応じて各々変化させ、各
記録素子によるドット径又はドット濃度を均一にし、記
録画像の濃度分布を第２図（ｅ）のように均一化する。
また、ドット径又はドット濃度の変調が不可能又は困難
な場合には、入力信号に応じてドットの数を変調し、濃
度の低い部分の画像記録素子では多くのドットを、濃度
の高い部分の画像記録素子では少ないドットを記録する
ことにより、濃度分布を第２図（ｅ）のように均一化す
る。
この補正量は、例えば次のようにして求める。
例として、256ノズルのマルチヘッドの濃度むらを補
正する場合を説明する。
ある均一な画像信号Ｓで記録したときの濃度むら分布
が第３図のようになっているとする。まず、このヘッド
の平均濃度▲▼を求める。次に、各ノズルに対応す
る部分の濃度OD1〜OD256を測定する。続いて、ΔODn＝
▲▼−ODn（ｎ ＝ １〜256）を求める。ここで、画像
信号の値と出力濃度との関係が第４図のような関係にあ
るとすれば、ΔODn分だけ濃度を補正するためには、画
像信号をΔＳだけ補正すればよい。そのためには、画像
信号に、第５図のようなテーブル変換を施してやればよ
い。第５図において、直線Ａは傾きが1.0の直線であ
り、入力は全く変換されないで出力される。一方Ｂは、
傾きがこれより小さい直線であり、Ｓが入力したときの
出力がＳ−ΔＳになる。従って、ｎ番目のノズルに対応
する画像信号に対して、第５部Ｂのようなテーブル変換
を施してからヘッドを駆動すれば、このノズルで印字さ
れる部分の濃度は▲▼と等しくなる。このような処
理を全ノズルに対して行えば、濃度むらが補正され、均
一な画像が得られる。すなわち、どのノズルに対応する
画像信号に、どのようなテーブル変換を行えばよいかと
いうデータをあらかじめ求めておけば、むらの補正が可
能である。
以上のような方法で濃度むらを補正することが可能で
あるが、以上の方法では、一度むらを補正できても、そ
の後濃度むらが変化すると、入力信号の補正量を変えな
ければならない。インクジェットヘッドの場合には、使
用につれて、インク吐出口付近にインク中からの折出物
が付着したり、外部からの異物が付着したりして、濃度
分布が変化することがよくみられる。又、熱転写でも、
各ヒーターの劣化、変質が生じて、濃度分布が変化する
ことがある。このような場合には、初期に設定した入力
補正量では濃度むら補正が不十分になってくるため、使
用につれて濃度むらが徐々に目立ってくるという問題点
があった。
このため、本出願人等は画像記録装置内に濃度ムラ読
取部を設け、この読取部によって定期的に濃度ムラ分布
を読取って濃度ムラ補正データを作成しなおすことも提
案した。これによれば、ヘッドの濃度ムラ分布が変化し
ても、それに応じて補正データを作成しなおすため、常
にムラのない均一な画像を保つことができる。
なお、補正データの作成は、実際に稼動している装置
毎において行うため、補正データの作成に要する時間が
極めて短時間ですむことが装置のダウンタイムを短くす
るために必要である。
しかしながら、実際には、濃度ムラの読取りと補正デ
ータの作成とを一回行うだけでは、補正効果が十分でな
く、この作業を数回、時には十数回くり返さないと均一
な画像が得られない場合が多い。すなわち、その原因は
ヘッドの温度変動による階調特性の変動にある。このこ
とについて説明すると、ヘッドの階調特性が第６図中の
ｃのようであるときには、前述したように、画像信号Ｓ
においてΔODの濃度むらがある場合、画像信号をΔＳだ
け補正すれば濃度むらΔODが補正できる。しかしなが
ら、記録ヘッドの階調特性は、ヘッドの温度に依存す
る。たとえば、インクジェット記録の場合、ヘッドの温
度が高いとインクの粘度が下がり、吐出エネルギーが同
じでもより多くのインクが吐出され、ドット径が大きく
なる。その結果、第６図のＤのような階調特性になる。
ヘッドの階調特性が同図Ｄのようである場合、ΔODの濃
度むらを検出してΔＳの補正をかけたときには、ΔOD′
だけしか濃度むら補正がおこなわれず、１回の操作だけ
では均一な画像が得られない。
このように、ヘッドの階調特性が異なると必要な補正
量が異なるため、１〜２回の読取りと補正では濃度むら
の補正が十分に行われなくなり、何回も操作をくり返さ
なければならなくなるのである。
本発明の目的は以上のような問題を解消した画像記録
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、複数の画像記録素
子を配列したマルチヘッドを用いて記録媒体上に画像を
記録する画像記録装置において、前記マルチヘッドの温
度を検知する温度検知手段と、前記マルチヘッドの複数
の画像記録素子を駆動して補正用パターンを記録する手
段と、前記補正用パターンの濃度を前記複数の画像記録
素子に対応させて読み取った結果と、前記温度検知手段
により検知された前記補正用パターン記録時の前記マル
チヘッドの温度とに基づいて、画像記録時の濃度を均一
化するための補正データを、前記複数の画像記録素子そ
れぞれに対応して作成する補正データ作成手段とを有す
ることを特徴とする。
［作用］ 本発明によれば、上記構成によって、ヘッドの温度が
変動しても画像記録時の濃度を均一化するための補正デ
ータを短時間で作成することができるようになる。
［実施例］ 続いて図面を用いて実施例を説明する。
第１図は本発明の第１の実施例のブロック図である。
21a,21b,21cは、それぞれシアン，マゼンタ，イエロー
の３色の画像信号、22a,22b,22cはそれぞれ各色用のむ
ら補正テーブル、23a,23b,23cは、各テーブル22a,22b,2
2cから出力されたそれぞれ各色用のむら補正後画像信
号、101a〜101cは、それぞれ各色用のむら補正後画像信
号23a,23b,23cを入力する階調補正テーブル、31a〜31c
は各テーブル101a〜101cの出力信号を入力する２値化回
路、24a,24b,24cは各２値化回路31a〜31cの出力信号を
入力するそれぞれ各色について256ノズルのインクジェ
ットヘッド、25はレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブル
ー（Ｂ）の３色のフィルターを有する光電変換素子（CC
D）を具備し、画像を光電変換して読取る読取部、26a,2
6b,26cは読取部25で読取られた信号であって、それぞ
れ、R,G,Bの読取信号、32は読取部25からのR,G,B信号を
一時記憶するRAM、105はRAM32からのR,G,B信号をもとに
むら補正データを演算するCPU、28a,28b,28cは、CPU105
からのそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー用のむら補
正データ、29a,29b,29cは、むら補正データ28a〜28cを
入力する各色用のむら補正RAM、30a,30b,30cはむら補正
RAM29a〜29cから出力され、むら補正テーブル22a〜22c
に入力される各色用のむら補正信号、103a,103b,103cは
ヘッド24a〜24cに取付けられた温度センサー、104a,104
b,104cはヘッド24a〜24cからの温度信号である。
画像信号21a〜21cは、むら補正信号30a〜30cに制御さ
れるむら補正テーブル22a〜22cによりヘッド24a〜24cの
むらを補正するように変換される。むら補正テーブル
は、第７図のようにＹ＝0.70xからＹ＝1.30xまでの傾き
が0.01ずつ異なる補正（γ）直線を61本持っており、む
ら補正信号30a〜30cに応じて補正直線を切換える。例え
ばドット径が大きいノズルで印字する画素の信号が入力
したときには、傾きの小さい補正直線を選択し、ドット
径の小さいノズルのときには傾きの大きい補正直線を選
択することにより画像信号を補正する。
むら補正RAMは、それぞれのヘッドのむらを補正する
のに必要な補正直線の選択信号を記憶している。すなわ
ち０〜60の61種類の値を持つむら補正信号を256ノズル
分記憶しており、入力する画像信号と同期してむら補正
信号30a〜30cを出力する。むら補正信号によって選択さ
れたγ直線によりむらが補正された信号23a〜23cは、階
調補正テーブル101a〜101cに入力し、ここで各ヘッドの
階調特性が補正されて出力される。
信号は、その後２値化回路31a,31b,31cにより２値化
され、ヘッド24a,24b,24cを駆動し、カラー画像を形成
する。
続いて本実施例の濃度むら補正データの作成方法を第
８図を参照して説明する。
まず図示しない制御信号により、むら補正テーブル22
a〜22cをすべて傾き1.0の直線とし、むら補正を全く行
わない状態とする（第８図ステップ71）。続いて図示し
ない信号源からむら補正用パターンをむら補正テーブル
に出力し、ヘッド24a〜24cによりこれを用紙等に記録
（印字出力）する（ステップ72）。むら補正用パターン
は任意の印字デューティの均一パターンでよいが、30〜
75％程度のデューティものが適当である。ここでは、50
％デューティの均一ハーフトーンをシアン，マゼンタ，
イエローの各色で記録する。
各ヘッド24a〜24cに取付けられた温度センサー103a〜
103cは、このパターン印字中のヘッド温度を検知してCP
U105に送る。
CPU105は、入力されたヘッド温度に応じた最適な補正
量演算係数Ｋを、各色毎に設定する（ステップ73）。
出力されたパターンは読取部25で読み取られ、そのと
きの３色の読取信号26a〜26CはRAM32に一たん記憶され
る（ステップ74）。読取部25のCCDはヘッドの記録密度
と同じ読取密度であり、本実施例の場合は400dpiであ
る。また、CCDの画素数は少くともヘッドのノズル数256
よりも多くなっている。この読取りにより得られたレッ
ド（Ｒ），グリーン（Ｇ），およびブルー（Ｂ）信号の
うち、レッド信号からシアンヘッドのむら分布が、グリ
ーン信号からマゼンタヘッドのむら分布が、ブルー信号
からイエローヘッドのむら分布データが得られる。ここ
では、簡単のため、シアンヘッドのむら分布を得て、む
ら補正を行う場合を説明する。
まず、シアンヘッドの各ノズルに対応して得られたレ
ッド信号をRn（ｎ＝１〜256）とする。
これに対し、 なる演算を施して、シアンの濃度信号Cnに変換し、濃度
むら分布を得る（ステップ75）。
次に、シアンの平均濃度 を演算で求める（ステップ76）。
続いて、各ノズルにおける濃度が、平均濃度に対して
どの程度ずれているかを次のようにして演算する。
ΔCn＝Cn− （ステップ77）。
次に、（ΔＣ）ｎに応じた信号補正量（ΔＳ）ｎを ΔSn＝KxΔCn で求める（ステップ78）。
ここでＫはシアンヘッドの温度によって決定された係
数である。
続いて、ΔSnに応じて選択すべき補正直線の選択信号
を求め、０〜60の61種類の値を持つむら補正信号を256
ノズル分むら補正RAM29aに記憶させる（ステップ79,8
0）。
このようにして作成したむら補正データによって各ノ
ズルごとに異なるγ直線を選択し、濃度むらを補正す
る。ヘッド毎の最適係数値Ｋは、ヘッドの温度が高い場
合には、階調特性が第６図Ｄのようになるため、大きい
値にし、逆に温度が低い場合には小さい値にすればよ
い。このようにヘッド温度に応じて最適な係数を設定す
ることにより短時間で最適な補正値を求め、濃度むらを
補正することができる。
マゼンタ、イエローの各ヘッドにもこのような作業を
同様に行うことにより、濃度むら補正を短時間で行い、
機械のダウンタイムを最小限におさえることができる。
本発明において、印字された補正用パターンの読取作
業は、ユーザー又はサービスマンが、出力サンプルを読
取部において操作すればよい。また、印字後のサンプル
を機械が自動的に読み取るように構成しておいてもよ
い。
続いて、第２の実施例を説明する。
第９図は第２の実施例のブロック図である。
第９図において、第１図と同一番号を付したものは、
同一の構成要素を示すため、説明を略す。
120a,120b,120cは、階調補正テーブル101a〜101cから
の画像信号を入力し、画像信号の値に比例した電圧のヘ
ッド駆動パルスを出力する駆動回路である。また、ヘッ
ド24a,24b,24cは、ピエゾ型インクジェットヘッドのよ
うに、駆動電圧によりドット径の変調が可能なマルチヘ
ッドである。このように構成することにより、ドット径
を変調して濃度むらを補正する画像記録装置において
も、本発明を同様に実施できる。
ついで第３の実施例を説明する。
第３の実施例のブロック図は、第９図と同一である。
第３の実施例において、駆動回路は、画像信号の値に
比例したパルス幅の駆動パルスを出力するものであり、
ヘッドは、パルス幅に応じてドット径変調が可能なもの
である。
このように構成することにより、第２の実施例と同様
な効果を得ることができる。
以上の実施例では、インクジェットヘッドを例にあげ
たが熱転写用のサーマルヘッドでもよい。
また、濃度むら補正は、必ずしも１画素記録素子毎に
行う必要はなく、並び合う複数の画像記録素子を１ブロ
ックとし、ブロックごとに行ってもかまわない。
また、前記実施例では、シアン、マゼンタ、イエロー
の３色を用いてカラー画像を得る画像記録装置に本発明
を実施した場合を説明したが、単色の画像記録装置であ
ってもかまわない。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、補正用パター
ンを読み取った結果と、補正用パターン記録時のヘッド
温度とに基づいて画像記録時の濃度を均一化するための
補正データを作成することにより、当該補正データの作
成を短時間で行い、機械のダウンタイムを最小限にする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明第１の実施例のブロック図、 第２図（ａ）〜（ｅ）は、従来の濃度むら補正方法の説
明図、 第３図は、濃度むらの説明図、 第４図は、理想的な階調特性を示す図、 第５図は、濃度むら補正直線を示す図、 第６図は、階調特性が異なる場合の説明図、 第７図は、本発明に用いる濃度むら補正直線を示す図、 第８図は、本発明第１の実施例の動作フローチャートを
示す図、 第９図は、本発明の第２、第３の実施例のブロック図で
ある。 22a,22b,22c……濃度むら補正テーブル、 101a,101b,101c……階調補正テーブル、 24a,24b,24c……マルチヘッド、 25……読取部、 105……CPU、 103a,103b,103c……温度センサー。

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マルチヘッ
    ドを用いて記録媒体上に画像を記録する画像記録装置に
    おいて、 前記マルチヘッドの温度を検知する温度検知手段と、 前記マルチヘッドの複数の画像記録素子を駆動して補正
    用パターンを記録する手段と、 前記補正用パターンの濃度を前記複数の画像記録素子に
    対応させて読み取った結果と、前記温度検知手段により
    検知された前記補正用パターン記録時の前記マルチヘッ
    ドの温度とに基づいて、画像記録時の濃度を均一化する
    ための補正データを、前記複数の画像記録素子それぞれ
    に対応して作成する補正データ作成手段と、 を有することを特徴とする画像記録装置。
  2. 【請求項２】前記マルチヘッドは記録媒体上にインクを
    吐出して画像を記録するインクジェットヘッドであり、
    該インクジェットヘッドはインクに膜沸騰を生じさせて
    インクを吐出させるために利用される電気熱変換素子を
    前記画像記録素子として有することを特徴とする請求項
    １に記載の画像記録装置。
JP2228396A 1990-08-31 1990-08-31 画像記録装置 Expired - Lifetime JP2950950B2 (ja)

Priority Applications (2)

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