JP2971527B2 - 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、画像記録装置に関し、特に複数の記録素子
を所定の方向に並置させた記録ヘッドを用いて画像記録
を行う画像記録装置に関する。

［従来の技術］ 従来、例えば、マルチノズルインクジェット記録装置
のような複数の記録素子を所定の方向に並置させた記録
ヘッドを用いて画像記録を行う画像記録装置において、
テストパターンを記録し、このテストパターンに光を照
射した際の反射光量を測定して、上記の複数の記録素子
の記録特性を把握し、この記録特性に応じて上記の各記
録素子を駆動する駆動信号を補正して上記の各記録素子
の記録特性のバラツキから生ずる記録画像の光学濃度の
バラツキ（以下、濃度ムラと称する）を防止するような
画像記録装置が本出願人よりすでに提案されている（特
願平１−107744号）。

すなわち、上記提案装置は、複数の記録素子を所定の
方向（主走査方向）に並置させた記録ヘッドを有し、こ
の記録ヘッドあるいは被記録材を上記所定の方向とは異
なった方向（副走査方向）に移動させながら画像を記録
する画像記録装置であって、所定のテストパターンを発
生するパターン発生手段と、上記被記録材に記録したこ
のパターンの反射光学濃度を読取るターン読取り手段
と、このターン読取手段の読取信号に応じて、上記複数
の記録素子を駆動する駆動信号を補正する補正手段とを
具備した装置である。

第２図に、上記提案発明をマルチノズルインクジェッ
ト記録装置に適用した場合の概略内部構成例を示す。同
図において、1C,1M,1Y,1Bk（総括記号を１とする）はそ
れぞれ、シアンインク用，マゼンタインク用，イエロー
インク用，およびブラックインク用のマルチノズルイン
クジェットヘッドである。この各インクジェットヘッド
１は記録密度400DPI（ドット／インチ），ノズル（吐出
口）数4736本、したがってその幅は約300mmであって、
定型A3サイズ（短手方向長さ297mm）以下の被記録材
（一般に用紙）、例えばB4,A4,等のサイズの被記録材に
対しては、被記録材の移動に伴って選択的にインクを吐
出すること（いわゆるon demand方式）によって、一度
の被記録材の移動で被記録材全面に多色画像を記録する
ことができる。このようなインクジェットヘッド１は一
般的な半導体製造プロセスを利用して高密度化、長尺化
が可能なバブルジェット方式（通電発熱抵抗体に電気パ
ルスを通電し、これによりインクを加熱発泡させ、その
発泡圧力でインク滴を吐出させる方式）のバブルジェッ
トヘッドによって容易に実現される。このようなバブル
ジェットヘッドを４本用いることによって例えば約30cp
m（サイクル／分）（１分間に30枚の画像が出力され
る）というような非常に高速なフルカラー画像記録装置
が構成される。

第２図中の２は、被記録材３を収納しているカセット
である。被記録材３はピックアップローラ４によってピ
ックアップされて、第１レジストローラ5,ガイド板6,第
２レジストローラ７を通って搬送ベルト８に静電吸着さ
れ、プラテン９上でマルチノズルインクジェトヘッド1
C,1M,1Y,1Bkによりインクジェット記録が行われる。

インクジェット記録の行われる画像が通常の記録画像
であった場合には、ランプ光源10と光学センサ11とから
なるテストパターン読取系は作動せず、所望の画像が記
録された被記録材３はガイド板12,排紙ローラ13を経て
排紙トレイ14に排出される。

一方、インクジェット記録の行われる画像が、上記の
濃度ムラを補正するためのテストパターンであった場合
には、ランプ光源10と光学センサ11とからなるテストパ
ターン読取系が作動する。すなわち、このときランプ光
源10が点灯し、光学センサ11は記録されたテストパター
ンからの反射光を受光して、その受光光量に比例した電
気信号を出力する。ランプ光源10と光学センサ11は、イ
ンクジェットヘッド１と同じ幅、またはそれ以上の幅に
長尺化された固定タイプのものであっても良いし、ある
いは図示しないガイドレールに沿って第２図の紙面に垂
直な方向に移動走査して、複数の記録素子の記録特性を
読取るタイプのものであってもよい。

次に、光学センサ11と接続する図示しない濃度ムラ補
正回路における濃度ムラを補正するためのアルゴリズム
を簡単に説明する。

まず、定型A3サイズ短手幅に相当する数の記録素子の
全てを均一の駆動信号で駆動したときのテストパターン
を記録する（第３図（Ａ）参照）。このとき、テストパ
ターンの光学濃度は第３図（Ｂ）に示すように均一にな
ることが望ましいわけであるが、実際には各記録素子の
製造上回避困難なバラツキや経時変化によって生じてし
まうバラツキ等のために、第３図（Ｃ）に示したように
均一にはならず、濃度ムラが生じてしまう。そこで、こ
のテストパターン（第３図（Ａ））にランプ光源10の光
を照射して、その反射光量分布を光学センサ11を介して
測定し、その測定した各記録素子毎の反射光量分布デー
タから光量−濃度変換を行って、第３図（Ｃ）に示すよ
うな全体の反射光学濃度分布を算出・記憶する。ここ
で、第３図（Ｃ）中のＡ点のように平均濃度▲▼よ
りも薄い部分の記録を行った記録素子の記録特性は、他
の平均的な記録素子の記録特性に比べて記録濃度が薄い
という特性を有し、第３図（Ｃ）中のＢ点のように平均
濃度▲▼に比べて濃度が濃い部分の記録を行った記
録素子は他の平均的な記録素子よりも記録濃度が濃いと
いう記録特性を有している。

そこで、文字・写真等の通常の記録画像を記録する際
には、Ａ点の記録を行った記録素子のように記録濃度が
薄くなるような記録特性を有する記録素子の駆動信号を
濃度が濃くなるような方向（一般に駆動信号のレベルま
たはパルス幅を大きくすれば良い）に補正して駆動し、
Ｂ点の記録を行った記録素子のように記録濃度が濃くな
るように記録特性を有する記録素子は濃度が薄くなるよ
うな方向（一般に駆動信号のレベルまたはパルス幅を小
さくすれば良い）に駆動信号を補正して駆動すれば、原
理的に記録対象画像を濃度ムラのない、極めて良好な状
態で得ることができるはずである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような各記録素子の記録濃度特
性を把握するためのテストパターンの読取りに際して、
上記の副走査方向（被記録材送り方向）の読取範囲が短
いと、実際に以下に示すような問題が生じていた。

すなわち、上述のように均一の駆動信号で各記録素子
を駆動して被記録材上に記録したテストパターンの濃度
のムラの要因には、各記録素子の記録特性のバラツキの
みならず、実際には被記録材固有の性質からくる要因も
含まれている。つまり、インク等の記録材が被記録材に
浸透していく際に、被記録材、特に紙の繊維構造等から
くるある特性によって、短周期（多くの場合１周期1mm
以下）の周期的な濃度ムラが発生し、この短周期の濃度
ムラの一周期分の長さよりも、上記の副走査方向の読取
範囲が短いと本来、各記録素子の記録特性のバラツキに
よって生ずる濃度ムラを読取っているべきパターン読取
信号が雑音であるところの上述のような被記録材固有の
特性から生ずる濃度ムラの影響によって、非常にS/N
（対信号雑音比）のわるい信号になってしまい、前述の
ような補正を行っても完全には濃度ムラを補正すること
ができないという問題が生じていた。

なお、各記録素子の記録特性のバラツキによって生ず
る濃度ムラのほうが、被記録材固有の性質によって生ず
る濃度ムラよりもその濃度差は数倍〜10倍程度大きいと
いうことが実験により判明している。

そこで、本発明の目的は、上述ような問題点に鑑み、
被記録材の特性による読取データの擾乱の影響を無くし
て、濃度ムラ補正の補正精度の向上を図った画像記録装
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、請求項１の発明は、複数の
記録素子を所定方向に配設した記録ヘッドを用い、前記
記録ヘッドと被記録材とを前記所定方向と略直交する方
向へ相対移動させながら前記被記録材上に画像を記録す
る画像記録装置において、前記記録ヘッドと前記被記録
材とを相対的に移動させるとともに、前記記録ヘッドを
駆動してテストパターンを形成する手段と、前記テスト
パターンの前記複数の記録素子それぞれに対応する濃度
を、前記記録ヘッドの相対移動方向において、前記被記
録材固有の性質によって生ずる周期的な濃度ムラの一周
期分の長さよりも長い範囲で読み取った結果に基づい
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。

ここで、前記補正データ作成手段は、複数の記録素子
それぞれについて、前記記録ヘッドの相対移動方向にお
いて読み取った範囲の濃度を平均化して得られた濃度に
基づいて、前記補正データを作成することを特徴とする
ことができる。

また、前記記録ヘッドは記録媒体上にインクを吐出し
て画像形成を行うインクジェット記録ヘッドであること
を特徴とすることができる。

［作用］ 本発明では、記録ヘッドで記録したテストパターンの
複数の記録素子それぞれに対応する濃度について、記録
ヘッドの相対移動方向における読取りの範囲を被記録材
固有の性質によって生ずる周期的な濃度ムラの一周期分
の長さよりも長い範囲としたので、被記録材の固有の性
質によって生じる周期的な濃度ムラの影響を排除するこ
とができ、そのため各記録素子の記録特性のバラツキに
よって生じる濃度ムラを完全に補正された良好な状態の
記録画像を得ることができる。

なお、各記録素子の記録特性のバラツキによって生ず
る濃度ムラは、ストライプ状の濃度ムラとなって人間の
眼に非常に目立ち易いのに対して、被記録材の固有の性
質によって生ずる濃度ムラは周期の短い（多くの場合1m
m以下）水玉模様状の濃度ムラとなるので人間の眼には
あまり目立たず、記録画像の品位を劣化させることはな
いので問題がない。したがって、本発明の適用により、
実用上満足できるまで画質を向上させることができるこ
とは明らかである。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１実施例 まず、本発明を上述の第２図に示すようなマルチノズ
ルインクジェット記録装置に適用した場合の第１実施例
について説明する。

本例ではランプ光源10および光学センサ11はマルチノ
ズルインクジェットヘッド１と同じ幅に長尺化されたも
のとする。ランプ光源10はハロゲンランプ、光学センサ
11はCCD（電荷結合素子）イメージセンサであり、結像
レンズ系等の光学系が適宜挿入されているものとする。
そして、マルチノズルインクジェットヘッド１のインク
滴吐出周波数は2KHz、幅走査方向の記録密度は主走査方
向と同じく400DPI、したがって搬送ベルト８の移動速度
は である。

被記録材固有の性質によって生ずる濃度ムラの１周期
の長さは、被記録材が通常の記録用紙の場合は約1mmで
あるから、テストパターンの読取りの際の副走査方向の
読取り範囲は例えば12.7mmに設定しておけば、十分効果
的に被記録材固有の性質によって生ずる濃度ムラの影響
を排除することができる。

上記のように搬送ベルト８の移動速度は127mm/Sであ
るから、テストパターン読取の際の副走査方向の読取範
囲を12.7mmにするためには、光源ランプ10および光学セ
ンサ11とからなるテストパターン読取系を図示しない制
御系により12.7÷127＝0.1S（秒）作動させれば良い。

このとき、光学センサ11から読取られた上記読取範囲
の全範囲の濃度データは、図示しない補正回路で各記録
素子毎に加算され、平均値化されるので、前述のような
被記録材固有の性質によって生ずる濃度ムラはその平均
化によって相殺される。したがって、その結果得られる
第３図（Ｃ）に示すような反射光学濃度分布のデータ
（平均値）は、被記録材固有の性質によって生ずる濃度
ムラの影響が排除された、各記録素子の記録特性のバラ
ツキによってのみ生ずる濃度ムラを適格に示すこととな
る。よって、この濃度分布データを基に、入力画像信号
を補正することで、各記録素子の記録特性のバラツキに
よって生ずる濃度ムラをほぼ完全に無くした高品位な画
像を得ることができる。

なお、その他の構成および動作は前述の従来例と同様
なので省略する。

第２実施例 上述の本発明の第１実施例では、光源ランプ10および
光学センサ11としてマルチノズルインクジェットヘッド
１の幅と同じ幅に長尺化されたものを用いたが、このよ
うな光源ランプ10および光学センサ11は価格が高いとい
う問題がある。

そこで、より短い光源ランプおよび光学センサを用い
た本発明の第２実施例を以下に説明する。

装置全体の構成は第１実施例と同じく、第２図に示し
たような構成である。ただし、光源ランプ10および光学
センサ11からなるテストパターン読取系102の配置は、
第１図に示したような構成になっている。なお、第１図
は装置の上方から見た平面図である。

第１図において、テストパターン読取系（読取ヘッ
ド）102は図示しない駆動系（モータ等）によりガイド
レール101に沿って主走査方向に往復移動（走査）し
て、被記録材上のテストパターンの反射光量を光学セン
サ11で読取り、マルチノズルインクジェットヘッド１の
各記録素子の記録特性を把握する。この際、副走査方向
の読取範囲は光学センサ11（具体的にはCCDイメージセ
ンサ）の長さの12.7mmである。

この光学センサ11の各読取素子の読取データを平均化
処理することによって前述のように、被記録材固有の性
質によって生ずる周期的なムラの影響を排除することが
できる。

搬送ベルト８は、テストパターン記録時にはインク滴
吐出周波数2KHz×副走査方向の記録密度400DPI＝127mm/
Sの速度で移動し、テストパターン記録部分がテストパ
ターン読取系102の直下に来たときに停止し、テストパ
ターン読取系102の走査によるテストパターン読取の終
了後、再度移動を開始し、被記録材３を排紙トレイ14へ
と搬送する。

本実施例では、前述の第１実施例よりも低い製造原価
で、各記録素子の記録特性のバラツキによって生ずる濃
度ムラをなくした高品位な画像を得ることができる。

第３実施例 次に、上述の本発明の第２実施例をさらに低価格にし
た本発明の第３実施例について説明する。

全体の装置構成およびテストパターン読取系の配置構
成は第２の実施例とほぼ同様であるが、さらに低価格に
するために、光学センサ11として開口部0.5mm×0.5mm程
度のフォトダイオードを用い、また光学ランプ10として
通常のタングステンランプを用いて構成する。

このような構成では、テストパターン読取系をただ１
度だけ主走査方向にスキャンして反射光量を受光したの
では、１回の副走査方向の読取範囲が0.5mmであるの
で、副走査方向の読取範囲が短かすぎ、各記録素子の記
録特性を十分に把握することができない。そこで、本例
では、テストパターン読取系のスキャンの回数を複数回
にする。詳しく説明すると、搬送ベルト８をテストパタ
ーン記録時には127mm/Sで移動させ、テストパターン記
録部分がテストパターン読取系の直下に来た時に停止さ
せる。そして、一度目のスキャンを行い、反射光量分布
データをメモリに記憶する。次に、搬送ベルト８を移動
させることにより、被記録材３を0.5mmだけ移動させ
る。そして、テストパターン読取系の２度目のスキャン
を行う。

上記と同様の動作を数回繰り返して、副走査方向の読
取範囲が少なくとも前述の被記録材固有の性質によって
生ずる周期的な濃度ムラの一周期分の長さよりも長くな
るようにし、各スキャンで得られた反射光量分布データ
を平均化処置して、被記録材に固有の性質によって生ず
る濃度ムラの影響を排除する。この平均化処理した結果
は補正用メモリに記憶する。

このように平均処理されたテストパターン読取データ
に基づいて補正回路（図示しない）において各記録素子
を駆動する駆動信号を補正すれば、前述の実施例と同様
に各記録素子の記録特性のバラツキによって生ずる濃度
ムラをなくした高品位な画像をさらに低価格な構成で得
ることができる。

なお、本発明はインクジェットプリンタに限らず、例
えば熱転写プリンタ等にも適用できることは勿論であ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、テストパター
ン読取の際の記録ヘッドの相対移動方向における範囲
を、被記録材固有の性質によって生じる周期的な濃度ム
ラの一周期分の長さよりも長くするようにしたので、各
記録素子の記録特性のバラツキを把握すべくテストパタ
ーンを読み取って得られた濃度に含まれてしまう被記録
材固有の性質によるノイズを排除でき、それにより各記
録素子の記録特性のバラツキから生ずる濃度ムラをなく
して高品位な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のテストパターン読取系の配
置構成を示す平面図、 第２図は本発明が適用可能な濃度ムラ補正機能を有する
マルチノズルインクジェット記録装置の概略構成を示す
縦断面図、 第３図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ濃度ムラ補正
処理の内容を説明するための説明図である。 １……マルチノズルインクジェットヘッド、 ３……被記録材、 ８……搬送ベルト、 ９……プラテン、 10……光源ランプ、 11……光学センサ、 14……排紙トレイ、 101……ガイトレール、 102……テストパターン読取系。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/01 B41J 29/46 H04N 1/40

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の記録素子を所定方向に配設した記録
   ヘッドを用い、前記記録ヘッドと被記録材とを前記所定
   方向と略直交する方向へ相対移動させながら前記被記録
   材上に画像を記録する画像記録装置において、 前記記録ヘッドと前記被記録材とを相対的に移動させる
   とともに、前記記録ヘッドを駆動してテストパターンを
   形成する手段と、 前記テストパターンの前記複数の記録素子それぞれに対
   応する濃度を、前記記録ヘッドの相対移動方向におい
   て、前記被記録材固有の性質によって生ずる周期的な濃
   度ムラの一周期分の長さよりも長い範囲で読み取った結
   果に基づいて、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】前記補正データ作成手段は、複数の記録素
   子それぞれについて、前記記録ヘッドの相対移動方向に
   おいて読み取った範囲の濃度を平均化して得られた濃度
   に基づいて、前記補正データを作成することを特徴とす
   る請求項１に記載の画像記録装置。
3. 【請求項３】前記記録ヘッドは記録媒体上にインクを吐
   出して画像形成を行うインクジェット記録ヘッドである
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像記録装
   置。