JP3113258B2 - 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、複数のノズルを配列した記録ヘッドを用
い、そのノズルからインクを吐出して被記録媒体上に画
像の記録を行う画像記録装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の装置として、複数のノズルを配列して
マルチノズル化した記録ヘッドを用いたインクジェット
方式の記録装置が知られている。

このようなマルチノズル化された記録ヘッドを用いる
場合、複数のノズルそれぞれの出力特性が均一であるこ
とが理想的であるが、ノズルの製造上のばらつきや、イ
ンクを吐出するための記録素子毎のばらつき等が原因と
なって出力特性がばらつき、その結果、記録画像中に濃
度むらとして発生してしまうことがあった。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のようなノズル毎の出力特性のばらつきによる問
題を解決するための手法については数々提案されてき
た。しかしながら、被記録媒体上に記録された画像にお
いて、上記ノズル毎の出力特性のばらつきが原因となっ
て発生する濃度むらに加えて、被記録媒体の種類によっ
て画像の濃度が変動してしまうことがわかってきた。

被記録媒体には、普通紙をはじめ、にじみ率を上げる
ための材料をコーティングしてあるもの、あるいはOHP
用紙などがあり、それぞれの媒体によって、にじみ率や
反射率などが異なっている。

そのために、被記録媒体の種類によって、出力画像の
色の濃淡、先鋭さ、あるいは色あいなどが異なってしま
うといった欠点があった。

よって、本発明の目的は、ノズル毎の出力特性のばら
つきに起因する濃度ムラと、被記録媒体の種類に応じた
濃度の変動を抑え、濃度ムラの発生を低減して高品質な
画像を記録可能と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］ 上記の目的を達成するために、本発明は、複数のノズ
ルを配列した記録ヘッドを用い、前記ノズルからインク
を吐出して被記録媒体上に画像の記録を行う画像記録装
置において、前記記録ヘッドの複数のノズルの濃度ムラ
特性を示す情報として、各ノズル毎の濃度ムラ補正用デ
ータを格納する特性記憶手段と、各ノズルに対応した多
値の画像信号を入力する入力手段と、前記被記録媒体の
種類に対応した信号を入力する手段と、前記多値の画像
信号を補正するための補正データであって、前記画像信
号を補正する量を前記ノズルの濃度ムラ特性に対応させ
てそれぞれ異ならせた複数の補正データを、前記被記録
媒体の種類ごとに対応させて複数記憶する補正データ記
憶手段と、前記特性記憶手段から出力される前記各ノズ
ルに対応した濃度ムラ補正用データと、前記入力手段に
よって入力される各ノズルに対応する多値の画像信号
と、前記被記録媒体の種類に対応した信号とを前記補正
データ記憶手段のアドレスに入力して得られる前記補正
データにより、各ノズルに対応する前記多値の画像信号
の補正を行う補正手段と、を有することを特徴とする。

さらに本発明は、被記録媒体の種類を識別する識別手
段をさらに有し、前記被記録媒体の種類に対応した信号
は、前記識別手段による識別結果に基づいて入力される
ことを特徴とする。

［作 用］ 上記の構成を有する本発明によれば、補正データ記憶
手段に、多値の画像信号を補正するための補正データで
あって、前記画像信号を補正する量を前記ノズルの濃度
ムラ特性に対応させてそれぞれ異ならせた複数の補正デ
ータを、前記被記録媒体の種類ごとに対応させて複数記
憶し、各ノズルに対応した濃度ムラ補正用データと、各
ノズルに対応する多値の画像信号と、被記録媒体の種類
に対応した信号とを補正データ記憶手段のアドレスに入
力して得られる補正データにより、各ノズルに対応する
多値の画像信号の補正を行う。

［実施例１］ 以下、図面に基づいて、本発明の実施例について説明
する。

第１図は、本発明の一実施例によるインクジェット方
式の画像記録装置の概略断面図である。その概略につい
て説明すると、１は原稿を読み取り、それを電気信号に
変換するスキャナ部で、その信号は、プリンタ部３に入
力される。給紙部703には記録紙801が収納されており、
これが必要時に一枚ずつレジストローラ704、ベルト搬
送部705を通り、このとき、前記のスキャナ部１からの
信号をドライブ記号として、記録ヘッド部706から記録
紙801上にインクを吐出し、そこに画像が形成され、記
録済みの記録紙801が排紙トレイ707へ送り出される。

次に本装置に使用されているマルチノズル化された長
尺記録ヘッドについて説明する。

第２図は、その長尺記録ヘッドの構成図で、706は記
録ヘッド部、712は記録ヘッド内の共通液室、711はそこ
にインクを供給する循環管である。713は記録液吐出面7
14に配列された液体吐出用の吐出口である。本装置にお
ける吐出口は対象となる被記録材の記録可能幅よりも多
い数が配列されており、その各々の吐出口に通じる不図
示の液路に設けられた発熱素子を選択的に駆動させるこ
とによりインクを吐出させ、ヘッド自体の主走査なしに
画像を記録することができる。

第１図は、本発明にかかわるインクジェット記録装置
における記録ヘッドの画像記録時の断面を示しており、
同図において、117、118、119、120はそれぞれシアン、
マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のインクを備えた
インクジェット記録ヘッドである。各々のヘッドブロッ
クに対して精度良く固定され、各々のヘッドの平行度、
ヘッド間距離等が所望の精度内に保障されている。この
状態において、各ヘッドへの画像記録信号をもとに、イ
ンクの吐出が行われ、記録ヘッドの吐出面から一定の距
離を保って通過してくる記録紙801の上面に画像を形成
する。

（全体の機能ブロック説明） 次に、第３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う。

制御部102、111、121は、それぞれスキャナ部１、コ
ントローラ部２、プリンタ部３の制御を行う制御回路で
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102〜1
11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
う、所謂、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１のメカの駆動
制御を行うメカ駆動部105の制御、反射原稿読み取り時
のランプの露光制御を行う露光制御部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う
アナログ信号処理部100、入力画像処理部101の制御も行
う。

制御部121は、上記説明のプリンタ部３のメカの駆動
制御を行うメカ駆動部105と、プリンタ部３のメカ動作
の時間バラツキ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う同期遅延メモリ115の制御を
行う。

次に、第３図の画像処理ブロックを画像の流れに沿っ
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
の信号がそれぞ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。

入力画像処理部101では、CCD補正、γ補正等の読み取
り系で必要な補正処理を同様にシリアル多値のデジタル
画像信号のまま行う。

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う回路である。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
に入力される。

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、ディザ法による疑似中間調処理等を
選択することが出来る。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る。

プリンタ部３の同期遅延メモリ115は、プリンタ部３
のメカ動作の時間バラツキ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を直接駆動出来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
タ、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。

次に、画像処理部での大まかな信号処理を第６図を用
い説明を行う。

第３図の画像処理部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）
は第６図の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及びセレクター2
03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
する為の回路で、次式の様な演算を行っている。

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で色のにごりを
補正した後、シリアル信号としてセレクタ部203及びUCR
部205に入力される。

セレクタ203には、入力画像データ、及びマスキング
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為、黒抽出部20
4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
タ分をさし引いている。又、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ズレ
を補正した後、次式の演算が行われる。

Ｙ′ ＝Ｙ−a₁ Bk Ｍ′ ＝Ｍ−a₂ Bk Ｃ′ ＝Ｃ−a₃ Bk Bk′＝a₄ Bk 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、次式の様な階調補正が行
われる。

Ｙ′ ＝b₁（Ｙ−C₁） Ｍ′ ＝b₂（Ｍ−C₂） Ｃ′ ＝b₃（Ｃ−C₃） Bk′＝a₄（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。

又、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ー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、制御部20
0からのフィルター制御信号によりフィルターサイズ可
変の空間フィルターに入力され、平滑化、その後エッジ
強調が行われる。

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、色変換が行われる。第３図のデジタイザ
ー装置114より、あらかじめ変換する色と変換される
色、及びその信号が有効な領域を入力しておき、そのデ
ータにもとづき色変換部209で画像データの置き換えを
行っている。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、セレクター210に入
力され、セレクター制御信号２により出力すべき画像デ
ータを選択する。どちらの課像データを選択するかは、
前記デジタイザー装置114より入力される有効な領域を
指定する事により決定される。セレクター210で選択さ
れた画像信号は、第３図バッファメモリ110と２値化処
理部108に入力される。

次に、ヘッド補正部211について第４図を用いて説明
する。なお、各部の信号タイミングを第５図に示す。

第４図は第６図に示したヘッド補正部211のブロック
図である。カウンタ250は補正量選択テーブルRAM260
（以下選択RAM）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、A4用紙長手方向に400dpiでインク
を吐出するケースを想定し、4677本以上のノズル（ここ
では4736本とする）を有する記録ヘッドが４色分で15ビ
ットのカウンタであり、信号HSとVEで制御される。信号
VEは、第３図に示すCCD16で読み取ったライン毎の画像
有効区間を示す信号である。また、信号HSは、１ライン
の画像出力の開始を示す信号である。

特性ROM265〜268は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋそれぞれのヘッ
ドに設けられる4736本のノズルの濃度ムラの特性情報が
書込まれたROMであり、本実施例ではヘッドそれぞれは4
736本有るため、ROM265〜268にはノズルの数に対応した
ヘッドの濃度ムラ補正用データが書込まれている。

VDinはデジタル画像データで、シアンのVDinはシアン
の補正ROM（Ｃ）に順次入力される。同様にして、マゼ
ンタ、イエロー、ブラックもそれぞれの補正ROMに順次
入力される。

選択RAM260には、入力する画像データの順序に合わせ
てROM265〜268から濃度ムラ補正用データが取出され、
格納される。

263はROM265〜268から取出された濃度ムラ補正用デー
タをRAM260に書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15ビットおよびカウンタ250の15ビ
ットの出力のいずれかを選択するセレクタである。RAM2
60にデータを書込む場合には、セレクタ259はCPU258の
出力をセレクトし、RAM260からデータを読出す場合には
カウンタ250の出力をセレクトする。

RAM260から出力された濃度ムラ補正用データは、ラッ
チ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。このと
き、同時に被記録媒体の種類を選択する信号PS（操作部
10より入力）もアドレスに入力される。補正ROM262に
は、各被記録媒体種類ごとの補正データが記憶されてい
る。

第４図においては、２ビットで入力されているため４
種類の被記録媒体を区別して補正することになるが、PS
の信号線を増やすことにより、区別する被記録媒体の種
類を増加させることが可能となる。

補正ROM262には第７図の１〜５に示す様な補正を行う
ための補正データがテーブルとしてあらかじめ書込まれ
ている。第７図に示す直線１〜５は、入力される画像デ
ータVDinと補正後の画像データVDoutの関係を示す補正
直線であり、例えば、画像データVDinを直線１に従って
補正すれば、入力された画像データよりも濃度を低くす
る補正がなされ、また、直線５に従って補正すれば、入
力された画像データよりも濃度を高くする補正がなされ
ることとなる。第７図には５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さらに多い。また補
正ROM262には、入力される画像データVDinがＡの場合に
補正値ΔＡを出力する様な補正データがテーブルとして
書込まれている。従って、補正ROM262から出力される補
正用データΔＡはラッチ254によって一度ラッチされ、
加算器256により入力画像データＡと加算され、補正済
データ（Ａ＋ΔＡ）としてラッチ257を介して出力され
る。

前述のように、RAM260から出力された濃度ムラ補正用
データ、画像データVDin、及び、被記録媒体の種類を選
択する信号PSが補正ROM262のアドレスに入力される。濃
度ムラ補正用データはヘッドのノズルの濃度ムラの特性
として、ノズルに対応したデータであり、前述のように
順次入力される画像データVDinにROM262のアドレスに入
力される。この構成により、画像データVDinは、被記録
媒体の種類に対応した補正データであって、各ノズル毎
に対応した補正が行われることとなる。

RAM271は特性ROM265〜268からの特性データを選択RAM
260に書き込む際に使用される作業用RAMである。

また、バックアップRAM272は選択RAM260に書込まれた
データを保持しておくRAMで、バッテリー273により、常
時バックアップされている。RAM271、バックアップRAM2
72は共に操作部10からオペレータにより、各々のヘッド
の特性を特性ROM265〜268の内容と異った特性に変更す
る場合に使用される。

このようにして得られたVDoutにより、それぞれの記
録ヘッドの各ノズルより吐出されるインクが制御され、
それぞれの被記録媒体に適した画像を得ることができ
る。

［実施例２］ 第３図のようにプリンタ部３に被記録媒体種類検出部
130を設ける。例えば、第８図のような２つのセンサ
（フォトインタラプタ81および発光ダイオード82とフォ
トダイオード83の組合せ）を給紙部に設けることによ
り、これらセンサの検出信号に基づいて被記録媒体の種
類を判別し、自動的にそれぞれの被記録媒体の種類に応
じて、吐出するインクを制御する。

［実施例３］ 一つの記録ヘッドに対しては、補正テーブルは固有の
ものであるから、補正ROM262をチップ化し、記録ヘッド
と一体化する。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明によれば、多値の画像信号
を補正するための補正データであって、前記画像信号を
補正する量をノズルの濃度ムラ特性に対応させてそれぞ
れ異ならせた複数の補正データを、被記録媒体の種類ご
とに対応させて複数記憶する補正データ記憶手段によっ
て、ヘッドに設けられる複数のノズルの濃度ムラ特性に
起因する濃度ムラに対応した画像信号の補正と、被記録
媒体の種類に応じた濃度の変動に対する画像信号の補正
とを、一つの補正手段により行うことができ、また、各
ノズルに対応した濃度ムラ補正用データと、各ノズルに
対応する多値の画像信号と、被記録媒体の種類に対応し
た信号とを補正データ記憶手段のアドレスに入力して得
られる補正データにより、各ノズルに対応する多値の画
像信号の補正を行うことによって、簡単な構成で、各ノ
ズルに対応した多値の画像信号の補正を、各ノズルの出
力特性と確実に対応づけ、且つ、被記録媒体の種類に対
応させて行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像記録装置の構成図、 第２図はマルチノズル化された長尺記録ヘッドの構成
図、 第３図は本発明実施例の機能ブロックの説明図、 第４図は同実施例の一部詳細回路図、 第５図は同一部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図は補正テーブルに書込む補正データ説明図、 第８図は自動被記録媒体種類検出部の一例の説明図であ
る。 250……カウンタ、 260……選択RAM、 262……補正ROM、 256……加算器、 258……CPU、 10……操作部、 265〜268……特性ROM、 271……ワークRAM、 272……バックアップRAM。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のノズルを配列した記録ヘッドを用
   い、前記ノズルからインクを吐出して被記録媒体上に画
   像の記録を行う画像記録装置において、 前記記録ヘッドの複数のノズルの濃度ムラ特性を示す情
   報として、各ノズル毎の濃度ムラ補正用データを格納す
   る特性記憶手段と、 各ノズルに対応した多値の画像信号を入力する入力手段
   と、 前記被記録媒体の種類に対応した信号を入力する手段
   と、 前記多値の画像信号を補正するための補正データであっ
   て、前記画像信号を補正する量を前記ノズルの濃度ムラ
   特性に対応させてそれぞれ異ならせた複数の補正データ
   を、前記被記録媒体の種類ごとに対応させて複数記憶す
   る補正データ記憶手段と、 前記特性記憶手段から出力される前記各ノズルに対応し
   た濃度ムラ補正用データと、前記入力手段によって入力
   される各ノズルに対応する多値の画像信号と、前記被記
   録媒体の種類に対応した信号とを前記補正データ記憶手
   段のアドレスに入力して得られる前記補正データによ
   り、各ノズルに対応する前記多値の画像信号の補正を行
   う補正手段と、 を有することを特徴とする画像記録装置。
2. 【請求項２】被記録媒体の種類を識別する識別手段をさ
   らに有し、前記被記録媒体の種類に対応した信号は、前
   記識別手段による識別結果に基づいて入力されることを
   特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。