JP4904335B2 - インクジェット記録装置、インクジェット記録システム、およびインクジェット記録方法 - Google Patents

インクジェット記録装置、インクジェット記録システム、およびインクジェット記録方法 Download PDF

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Description

本発明は、記録紙等の記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置、インクジェット記録システム、およびインクジェット記録方法に関するものである。
従来、記録紙等の記録媒体に対して記録を行う記録装置としては、記録ヘッドの記録方式に対応する種々の形態のものが提案あるいは実施されている。この記録ヘッドには、ワイヤードット方式、感熱方式、熱転写方式、インクジェット方式のものなどがある。インクジェット方式の記録ヘッドを用いる記録装置(インクジェット記録装置)は、記録媒体に直接インクを噴射するため、ランニングコストが安く、騒音が少ないなどの利点がある。さらに、多色のインクを使用することにより、フルカラー画像の記録も容易である。
特に、フルライン型のインクジェット記録装置は、記録媒体の幅方向に多数のノズルが配列されたインクジェット方式の長尺な記録ヘッドを使用することにより、記録の高速化が可能である。
このようなフルライン型のインクジェット記録装置に使用される長尺な記録ヘッドの製造段階において、単一の基板に多数のノズルを高密度に一列に配列することは、技術面、コスト面において多くの困難を伴う。そのため、フルライン型のインクジェット記録装置においては、チップつなぎ型フルラインヘッド(以下、「つなぎヘッド」ともいう)が用いられている。このつなぎヘッドは、多数のノズルが高密度に配列されたノズル列が比較的短い短尺なヘッド部(以下、「チップ」ともいう)を複数備え、それらのチップを千鳥状に配列することによって、長尺化された記録ヘッドである。
ところで、複数のチップを配列する際には、それらを高精度に位置合わせする必要がある。それらが高精度に位置合わせされず、隣接するチップ間の位置関係がずれた場合には、隣接するチップのつなぎ部に対応する記録画像部分に、白スジまたは黒スジ(以下、「つなぎスジ」ともいう)が発生して、記録品位が低下するおそれがある。また、記録装置における記録ヘッドの取付け位置に、記録ヘッドが高精度に取り付かれなかった場合にも、同様にスジ状の画像欠陥が生じるおそれがある。
特許文献1には、このような画像欠陥を抑制する方法が提案されている。その方法においては、複数のチップを配列する際に、隣接するチップの端部を互いにオーバーラップさせる。そして、一方のチップのオーバーラップ部分ではドットの記録濃度(記録デューティー)が徐々に減少され、他方のチップのオーバーラップ部分では、その減少を補完するようにドットの記録濃度が徐々に増大される。
特開平5−57965号公報
特許文献1のように、隣接するチップのオーバーラップ部分の記録濃度を相補的に増減させた場合に、チップ間の位置ずれが発生すると、隣接するチップのオーバーラップ部分で記録濃度の相補的な関係が維持されず、濃度ムラが発生してしまう。また、チップ間の位置ずれが生じた際の対策として、一般的には、画像データをずらす、使用ノズル範囲をずらす等の手法により、チップの記録位置をずらす方法が知られている。しかし、このような記録位置の調整方法は、1画素単位で画像データをずらす、もしくはノズルピッチ単位で使用ノズル範囲をずらすしか行うことができない。そのため、例えば、チップ間の位置ずれが半画素分生じた場合、その位置ずれによって発生した濃度ムラは緩和できない。
本発明の目的は、ノズル列のつなぎ部分(オーバーラップ部分)による記録濃度を適確に補正することができるインクジェット記録装置、インクジェット記録システム、およびインクジェット記録方法を提供することにある。
本発明のインクジェット記録装置は、インクを吐出可能な複数のノズルが配列されたノズル列の複数が、隣接する前記ノズル列それぞれの一端部側の部分同士が互いに記録範囲をオーバーラップするように、前記ノズルの配列方向に習って配置された記録ヘッドを用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分に含まれる複数のノズルは、前記ノズル列それぞれの一端部のノズルに近いほどノズルを記録に使用する使用率が低くなるように設定されており、前記隣接する前記設定が行われた前記ノズル列に属するノズル同士の前記配列方向における記録位置のずれ量に応じて、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分による記録濃度を補正する濃度補正手段を備え、前記濃度補正手段は、前記配列方向において互いに離反する方向に前記隣接するノズル列がずれるずれ量が大きい程、前記設定が行われた前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分のノズルそれぞれによる記録濃度をより増加させ、前記隣接するノズル列が、前記配列方向において互いに近接する方向に前記隣接するノズル列がずれるずれ量が大きい程、前記設定が行われた前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分のノズルそれぞれによる記録濃度をより減少させるように、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分による記録に用いられるデータを処理することを特徴とする。
本発明のインクジェット記録システムは、インクを吐出可能な複数のノズルが配列されたノズル列の複数が、隣接する前記ノズル列それぞれの一端部側の部分同士が互いに記録範囲をオーバーラップするように、前記ノズルの配列方向に習って配置された記録ヘッドを用いて、記録媒体に画像を記録し、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分に含まれる複数のノズルは、前記ノズル列それぞれの一端部のノズルに近いほどノズルを記録に使用する使用率が低くなるように設定されているインクジェット記録装置と、前記隣接する前記設定が行われた前記ノズル列に属するノズル同士の前記配列方向における記録位置のずれ量に応じて、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分による記録濃度を補正する制御装置と、を含み、前記制御装置は、前記配列方向において互いに離反する方向に前記隣接するノズル列がずれるずれ量が大きい程、前記設定が行われた前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分のノズルそれぞれによる記録濃度をより増加させ、前記隣接するノズル列が、前記配列方向において互いに近接する方向に前記隣接するノズル列がずれるずれ量が大きい程、前記設定が行われた前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分のノズルそれぞれによる記録濃度をより減少させるように、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分による記録に用いられるデータを処理することを特徴とする。
本発明のインクジェット記録方法は、インクを吐出可能な複数のノズルが配列されたノズル列の複数が、隣接する前記ノズル列それぞれの一端部側の部分同士が互いに記録範囲をオーバーラップするように、前記ノズルの配列方向に習って配置された記録ヘッドを用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分に含まれる複数のノズルは、前記ノズル列それぞれの一端部のノズルに近いほどノズルを記録に使用する使用率が低くなるように設定し、前記隣接する前記設定が行われた前記ノズル列に属するノズル同士の前記配列方向における記録位置のずれ量に応じて、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分による記録濃度を補正し、前記配列方向において互いに離反する方向に前記隣接するノズル列がずれるずれ量が大きい程、前記設定が行われた前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分のノズルそれぞれによる記録濃度をより増加させ、前記隣接するノズル列が、前記配列方向において互いに近接する方向に前記隣接するノズル列がずれるずれ量が大きい程、前記設定が行われた前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分のノズルそれぞれによる記録濃度をより減少させるように、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分による記録に用いられるデータを処理することを特徴とする。
本発明によれば、隣接するノズル列のつなぎ部分(オーバーラップ部分)のノズル配列方向のずれ量に応じて、それらのノズル列のつなぎ部分(オーバーラップ部分)における記録濃度を補正することにより、高品位の画像を記録することができる。
以下に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成例を説明するための断面図である。
本例のインクジェット記録装置1には、自動給送装置が備えられている。記録装置1は、給送部2、記録部5、および排出部4を含む。給送部2は、記録媒体である記録用紙Pを積載する圧板7と、記録用紙Pを給送する給送ローラ10と、をベース6に備えた構成となっている。圧板7は、ベース6に結合された回転軸7bを中心に回転可能であり、圧板バネ8により給送ローラ10の方向に付勢される。ベース6には、記録用紙Pを一枚ずつ分離するための分離爪9が設けられている。圧板7上の記録用紙Pは、給送ローラ10の回転に伴ってピックアップされ、分離爪9によって一枚ずつ分離されて搬送部3に給送される。記録装置1の側方には手差しトレイ11が備えられている。この手差しトレイ11上に積載された記録用紙Pは、コンピュータ等の記録命令信号に従って回転する手差し給送用の給送ローラ12によって給送されから、下ガイド13および上ガイド14に案内されて搬送部3へ給送される。
搬送部3は、記録用紙Pを吸着しながら搬送する搬送ベルト16を備えている。その搬送ベルト16は、下流側の駆動ローラ17、上流側の搬送ローラ18、および圧力ローラ19の間に巻架されている。圧力ローラ19は、一端がプラテン20に揺動可能に取り付けられたアーム21の他端に回動可能に取り付けられており、バネ22の付勢力によって搬送ベルト16に張力を加える。ピンチローラ23は、搬送ベルト16との間に記録用紙Pを挟持して記録部5へと搬送する。
記録部5には、フルラインタイプのインクジェット記録ヘッド40が着脱可能に備えられている。記録ヘッド40には、記録用紙Pの搬送方向Xと交差(本例の場合は直交)する方向に沿って、記録媒体Pの全幅に渡って複数のノズルが形成されている。記録ヘッド40としては、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、およびイエローインク用の記録ヘッド40K、40C、40M、および40Yが用いられる。これらの記録ヘッドは、記録用紙Pの搬送方向上流側から下流側に向かって、記録ヘッド40K、40C、40M、40Yの順に所定の間隔をもって位置するように、ヘッドホルダ41に取り付けられる。また、記録装置1には、後述するように、記録用紙Pに記録された画像を検出するための読み取り部(検出手段)が備えられている。排出部4は、排出ローラ44と拍車45とによって構成されている。記録部5において画像が形成された記録用紙Pは、これらの排出ローラ44と拍車45とによって搬送されて、排出トレイ46上に排出される。
図2(a)は、記録装置1において用いられる記録ヘッド40の概略構成図である。本例の記録ヘッド40は、記録素子を備えるチップ51が千鳥配置状に複数配列されており、それぞれのチップ51には、記録素子として、吐出エネルギー発生手段を備えたノズルNが形成されている。ノズルNは、インク吐出口、インク流路、および吐出エネルギー発生手段を含む構成となっており、吐出エネルギー発生手段としては、電気熱変換素子(ヒータ)やピエゾ素子などを用いることができる。電気熱変換素子を用いた場合には、その発熱によりインクを発泡させ、その発泡エネルギーを利用して、インク吐出口からインクを吐出させることができる。
それぞれのチップ51におけるノズルNは、所定のノズルピッチで形成されている。互いに隣接するチップ51同士のつなぎ部PAにおいて、チップ51は所定数のノズルだけオーバーラップしている。以下においては、チップ51のつなぎ部PAをチップつなぎ部、または単につなぎ部ともいう。
図2(a)においては、説明の便宜上、チップ51の数は5つ、チップ51におけるノズルの形成数を10、つなぎ部PAにてオーバーラップするノズル数を3としている。しかし、これらの数は何れも限定されるものではない。
図2(b)は、図2(a)の記録ヘッド40をノズル列方向(ノズルの配列方向)に複数個並べた場合の概略図である。本例の場合、2つの記録ヘッド40がノズル列方向に配列されており、互いに隣接する記録ヘッド40同士のつなぎ部PBにおいて、それらの記録ヘッド40は所定数のノズルだけオーバーラップしている。以下においては、ヘッド40のつなぎ部PBをヘッドつなぎ部、または単につなぎ部ともいう。チップつなぎ部PAとヘッドつなぎ部PBにおいて、オーバーラップするノズル数は同じでもよいし、異なっていてもよい。
図2(b)においては、説明の便宜上、チップ51におけるノズル数を10、チップつなぎ部PAにてオーバーラップするノズル数を3、ヘッドつなぎ部PBにてオーバーラップするノズル数を4としている。しかし、これらの数は何れも限定されるものではない。
なお、チップつなぎ部PAとヘッドつなぎ部PBは、ノズル列をオーバーラップさせている点について原理的な違いはない。以下においては、図2(a)のような単一の記録ヘッドを使用する構成を例に説明する。しかし、図2(b)のように複数の記録ヘッドを並べて使用する構成においても同様である。
図3は、記録装置1において用いられる読み取り部(検出手段)100の説明図である。読み取り部100は、ランプやLEDなどの発光素子と、シリコンフォトダイオード(SPD)、フォトトランジスター、電荷結合素子(CCD)、CMOSセンサーなどの光センサーと、の対を含む構成となっている。記録用紙P上に記録されたチェックパターンに対して、発光素子から光を照射し、その反射光を光センサーによって検知することにより、チェックパターンの記録画像を検出する。その検出結果に基づいて、隣接するチップ間の位置調整に関する情報(レジストレーション情報)、およびチップつなぎ部PAに対応する記録画像部分の濃度ムラに関する情報を得る。読み取り部100は、チェックパターンが記録された記録用紙Pが搬送方向に搬送されている間に、任意のノズル列の記録結果に関する情報を読み取ることができる。
本例の光センサー110は、リードフレーム112上に載置されたセンサチップ111を含み、それらの周りは透明なパッケージ110によって封印されている。また本例の場合、発光素子としてLED114が用いられており、それはフレキシブル基板113に実装されている。フレキシブル基板113は、ポリイミド樹脂上に、銅箔パターンによって回路が印刷されたものであり、自由な形状にでき曲げることができる。115はレンズであり、116は、LED114の光が直接レンズ115に入らないように遮光する遮光版である。光センサー110および発光素子の構成部品は、読み取り部100の本体に内蔵されている。
図3は、記録装置1における制御系の概略構成図である。
CPU1000は、搬送ベルト16等を駆動するためのモータ104をモータドライバ106を介して制御すると共に、記録ヘッド40をヘッドドライバ10Aを介して制御する。CPU1000は中央演算装置であり、ホスト装置200から記録情報を受け取ると、記録装置1の各部の制御やデータ処理などを実行する。CPU1000は、記録ヘッド40から吐出されるインク滴によって形成されるドットの配置を制御するための画像処理機能を有する。ROM101には、CPU1000の各処理手順に関する処理プログラムやテーブルが記憶され、RAM102は、その処理手順実行の際のワークエリアなどとして用いられる。すなわち、CPU1000は、ROM101に記憶されている制御プログラムにしたがって、RAM102などの周辺ユニットを用いて、ホスト装置200から受信した記録情報を記録データに変換するなどの処理を実行する。
またCPU1000は、記録ヘッド40における吐出エネルギー発生手段(電気熱変換素子(ヒータ)やピエゾ素子など)の駆動データ、すなわち記録データおよび駆動制御信号をヘッドドライバ103に出力する。ヘッドドライバ103は、入力された駆動データに基づいて記録ヘッド40の吐出エネルギー発生手段を駆動して、記録ヘッド40からインクを吐出させる。なお、CPU1000の機能の一部はホスト装置200にもたせることもできる。
読み取り部100は、前述したように、記録用紙P上に記録された画像の反射光を測定することにより、その反射濃度を読み取ることができる。
図5は、ホスト装置200と記録装置1における画像処理手順に説明図である。
ホスト装置200のオペレーティングシステムで動作するプログラムとしてアプリケーションやプリンタドライバがある。アプリケーションJ1001は、記録装置1によって記録するための画像データの作成理をする。この画像データもしくはその編集等がなされる前のデータは、例えば、種々の媒体を介してホスト装置200としてのPC(パーソナルコンピュータ)に取り込むことができる。ホスト装置200に取り込まれたデータは、アプリケーションJ1001を介した編集および加工等が施されて、例えば、sRGB規格の画像データR、G、Bが作成される。ユーザーの記録指示に応じて、画像データR、G、Bがプリンタドライバに渡される。
プリンタドライバが実行する処理には、前段処理J1002、後段処理J1003、ヘッドシェーディング補正処理J1004、つなぎ部濃度補正処理J1005、およびハーフトーニング処理J1006が含まれる。
前段処理J1002は色域(Gamut)のマッピングを行う。例えば、sRGB規格の画像データR、G、Bによって再現される色域を、記録装置1によって再現される色域内に写像するためのデータ変換を行う。具体的には、R、G、Bのそれぞれが8ビットで表現された256階調の画像データR、G、Bを、3次元LUTを用いることにより、記録装置1の色域内の8ビットデータR、G、Bに変換する。後段処理J1003では、上記色域のマッピングがなされた8ビットデータR、G、Bに基づき、このデータが表す色を再現するインクの組み合わせに対応した8ビット・4色の色分解データを求める。すなわち、Y、M、C、Kの色分解データを求める。
ヘッドシェーディング処理J1004は、後段処理J1003によって求められた色分解データの各色のデータ毎に、その濃度値(階調値)変換を行う。つなぎ部濃度補正処理J1005は、後述するように、テストパターンの記録画像の読み取り結果に基づいて、チップのつなぎ部に対応する記録画像部分の記録濃度を補正する。
ハーフトーニング処理J1005は、ヘッドシェーディング処理J1004が施された8ビットの色分解データY、M、C、Kのそれぞれを、4ビットのデータに変換するための量子化を行う。例えば、誤差拡散法を用いて256階調の8ビットデータを、4階調の2ビットデータに変換する。この2ビットデータは、後述するように、記録装置1のドット配置パターン化処理における配置パターンを示すためのインデックスとなるデータである。プリンタドライバは、最後に、上記2ビットのインデックスデータを内容とする記録画像データに、記録制御情報を加えた記録データを作成する(記録データの作成処理)。
記録装置1のCPU1000は、ホスト装置200から供給された記録データに対して、次のようなドット配置パターン化処理J1007を行う。
上述したハーフトーニング処理J0006では、256値の多値濃度情報(8ビットデータ)を4値の階調値情報(2ビットデータ)まで階調レベル数を下げている。しかし、実際に記録装置1が記録できるデータは、インクドットを形成するか否かの2値データ(1ビットデータ)である。そこで、ドット配置パターン化処理J1007では、ハーフトーニング処理J1006からの出力値である階調レベル0〜4の2ビットデータで表現される各画素毎に、その画素の階調値(レベル0〜4)に対応したドット配置パターンを割当てる。これにより1画素内の複数のエリアの各々に、インクドットの形成の有無(ドットのオン・オフ)を定義し、1画素内の各エリア毎に、「1」または「0」の1ビットの2値データを配置する。ここで、「1」はドットの記録を示す2値データであり、「0」は非記録を示す2値データである。
このような2値データに基づいて、ヘッドドライバ103が記録ヘッド40を駆動することにより、所望の画像を記録することができる。
次に、チップつなぎと、つなぎスジと、の関係ついて説明する。
図6は、本実施形態における記録ヘッド40の構成例の説明図である。例の場合、つなぎ部PAにおけるノズルのオーバーラップ数は9である。
図6中の(a)においては、互いに隣接するチップ51,51の一方をチップA、他方をチップBとし、つなぎ部PAにおいてオーバーラップするチップA側のノズルNをNA1〜NA9とし、オーバーラップするチップB側のノズルNをNB1〜NB9とする。そして、特許文献1に記載されている記録デューティーの比率を変化させる方法(「グラデーションマスク」ともいう)を用いて、つなぎヘッドにおけるつなぎ部PAの画像を形成する。すなわち、オーバーラップするチップA,Bのノズルの位置に応じて、それらのノズルの記録デューティーの比率(使用比率)を変化させる方法を用いることにより、つなぎヘッドにおけるつなぎ部PAの画像を形成する。具体的には、図6中の(b)のように、チップA側のノズルNA1〜NA9は、その順序で記録ドットの密度が徐々に減少し、その密度の減少を補完するように、チップB側のノズルNB1〜NB9は、その順序で記録ドットの密度が徐々に増大する。つまり、オーバーラップするチップA,Bのノズル列の部分において、一方のノズル列の記録ドット密度(記録デューティー)は、ノズル列方向の一方側に向かって徐々に減少させる。逆に、他方のノズル列の記録ドット密度は、ノズル列方向の一方側に向かって徐々に増加させる。例えば、ノズルNA5,NB5の記録デューティーは50:50となり、互いに50%ずつ補完し合うように画像を記録する。ノズルNA1〜NA4とノズルNB1〜NB4は、前者の方が後者よりも記録デューティーが大きく、またノズルNA6〜N9とノズルNB6〜NB9は、前者の方が後者よりも記録デューティーが小さい。これにより、つなぎ部PAにおける合計の記録デューティーは、図6中の(c)のように100%となる。なお、図2(b)のように、チップを複数配列した記録ヘッド40をノズル列方向に複数つなげた(ヘッドつなぎ)の場合も同様であるため、以下においては、チップつなぎを例にして説明する。
図7は、本実施形態の記録ヘッド40の構成例において、つなぎ部PAに対応する記録画像部分に、チップ間の位置ずれに対応する、インクの着弾位置の相対的なずれが生じた場合の説明図である。チップ間の位置ずれの主な原因としては、記録ヘッドの製造時におけるチップの取り付け誤差、および記録ヘッドを記録装置に取り付ける際の取り付け角度の傾きなどが挙げられる。
図7中の(a)は、チップAとチップBとの間に、それらがノズル列方向において遠ざかるように位置ずれが生じた場合を表している。図7中の(b)のように、チップAとチップBのつなぎ部PAにおける記録デューティーは、位置ずれが発生していない図6中の(b)の場合と変わらない。しかし、図7中の(c)のように、チップA,Bが遠ざかる方向に位置ずれが生じたことにより、つなぎ部PAの平均記録デューティーは、つなぎ部PA以外の平均記録デューティーよりも減少する。そのため、つなぎ部PAに対応する記録画像の部分に低濃度の部分が生じ、その結果、濃度が低いスジ状の画像欠陥(白スジ)が生じるおそれがある。逆に、チップA,Bがノズル列方向において近づくようにずれた場合には、つなぎ部PAの平均記録デューティーは増加することになる。
このようにチップ間の位置ずれが生じた場合、つなぎ部PAにおける2つのチップの合計の記録デューティーDは、下式で表すことができる。下式においては、Lをつなぎ部PAの幅、Aをノズル列方向における2つのチップ間のずれ量とする。Aは、正負の値を取り得る。本例では、2つのチップ間が離反する方向にずれたときのずれ量を、正の値とする。よって、(L−A)が2つのチップ間のオーバーラップ量となる。また、合計の記録デューティーは、100%となるようにしている。
(L−A)/L×100=D(%) ・・・(1)
以下に、具体的な計算例を2つ示す。
(計算例1)
2つのチップのつなぎ部PAの幅Lを32画素とすると、L=32である。2つのチップが互いに離反する方向に1/2画素だけずれた場合、ノズル列方向のずれ量Aは、2つのチップが離反方向を正としているため、A=1/2となる。これらの値を上式(1)に代入すると、つなぎ部PAの合計の記録デューティーDは、(32−1/2)/32×100=98.4(%)となる。このことは、位置ずれが生じたことにより、つなぎ部PAの合計の記録デューティーが、位置ずれが生じる前の100%から1.26%だけ減少することを意味する。
(計算例2)
2つのチップのつなぎ部PAの幅を64画素とすると、L=64である。2つのチップが互いに近接する方向に2画素だけずれが場合、ずれ量Aは、2つのチップが離反方向を正としているため、A=−2となる。これらの値を上式(1)に代入すると、つなぎ部PAの合計の記録デューティーDは、(64−(−2))/64×100=103.1(%)となる。このことは、位置ずれが生じたことにより、つなぎ部PAの合計の記録デューティーが、位置ずれが生じる前の100%から3.1%だけ増加することを意味する。
このように、チップ間の位置ずれが生じることにより、つなぎ部PAは、その部分以外の非つなぎ部と比較して、記録デューティーが高くなったり、低くなったりする。そのため、つなぎ部PAに対応する記録画像の部分に、濃度が高いスジ状の画像欠陥(黒スジ)、または濃度の低いスジ状の欠陥(白スジ)が生じるおそれがある。以下においては、これらの白スジおよび黒スジ画像欠陥をつなぎスジともいう。
このようなつなぎスジの発生は、上述したようなグラデーションマスクにより軽減はされるものの、チップ間の位置ずれのずれ量によっては、画像の記録品位が損なわれるおそれがある。
本実施形態においては、チップ間の位置ずれのずれ量の如何に拘わらず、高品位の画像を記録するために、図8のような処理を実行する。
すなわち、まずは、つなぎスジの発生原因となるチップ間の位置ずれに関する情報を得るために、後述するようなテストパターンを記録する(ステップS1)。次に、読み取り部100を用いて、テストパターンの記録画像を読み取り、その読み取り結果に基づいて、チップ間のずれ量を算出する(ステップS2)。その後、後述するように、濃度補正テーブルを参照して(ステップS3)、つなぎスジを補正するために適した濃度補正値を取得して決定する(ステップS4)。その濃度補正を行う時期は任意であるが、例えば、記録装置の初期設置時、記録ヘッド取り付け時、記録装置の移動や経年変化によりレジずれ量が変化したとき、などに行うことが好ましい。
(テストパターン)
図9から図11は、チップ間のずれ量を検知するためのテストパターンを説明するための図である。図9は、チップAによるパターンの記録例、図10は、チップBによるパターンの記録例の説明図である。図11は、図9および図10のパターンを同時に記録することによって得られるテストパターンの説明図である。
まず、チップAによって記録するパターンの例(図9)について説明する。
チップAによって、ノズル列方向に4画素分、搬送方向(矢印X方向)に8画素分のドットパターンを記録し、そのドットパターンからノズル列方向に4画素ずれた位置に、同様に、ノズル列方向に4画素分、搬送方向に8画素分のパターンを記録する。このような2つのドットパターンをパターンA1とし、同様のパターンを搬送方向にずらして計7パターンA1,A2,A3,A4,A5,A6,A7を記録する。これらの7つのパターンは搬送方向に整列される。
次に、チップBによって記録するパターンの例(図10)について説明する。
チップBによって、図10中の計7パターンB1,B2,B3,B4,B5,B6,B7を記録する。これらの7つのパターンは搬送方向に整列される。パターンB4は、パターンA1からA7を記録するチップAのノズルとオーバーラップするノズルによって記録されるパターンであり、パターンA4と同じ位置に同じパターンで記録される。パターンB1は、パターンB4を−3画素分(チップA,Bの近接方向に3画素分)ずらしたパターンである。同様に、パターンB2は、パターンB4を−2画素分ずらしたパターンであり、パターンB3は、パターンB4を−1画素分ずらしたパターンである。パターンB5は、パターンB4を1画素分(チップA,Bの離反方向に1画素分)ずらしたパターンである。同様に、パターンB6は、パターンB4を2画素分ずらしたパターンであり、パターンB7は、パターンB4を3画素分ずらしたパターンである。
図11は、図9と図10のパターンを同時に記録して得られるテストパターンの説明図である。図11は、チップA,B間にずれがない場合のテストパターンの記録結果である。
図11において、パターンA4とパターンB4は重なっている。しかし、パターンA3とパターンB3はノズル列方向に−1画素分ずれ、パターンA2とパターンB2は−2画素分ずれ、パターンA1とパターンB1は−3画素分ずれる。また、パターンA5とパターンB5はノズル列方向に1画素分ずれ、パターンA6とパターンB6は2画素分ずれ、パターンA7とパターンB7は3画素分ずれる。
(チップ間のずれ情報)
図11中の四角枠は、読み取り部100による読み取りエリア(測定エリア)を示す。読み取り部100は、その測定エリア内におけるテストパターンの濃度を測定する。パターンA4とパターンB4の重ね部分のように、それらのパターンを形成するドットがずれていない場合には、測定エリア内において、ドットが形成されていない部分が半分程度にまで小さくなるため、測定濃度は低くなる。一方、パターンA1,B2の重ね部分のように、それらのパターンを形成するドットがずれている場合には、測定エリアの濃度が高くなる。
図12は、図11のテストパターンにおける測定エリアの反射濃度をプロットした図である。図12の縦軸は反射濃度であり、横軸は、上記のようにチップA,Bによって記録するパターンのずらし量であり、チップA,B間のずれ量に相当する。
読み取り部100により、テストパターンにおける測定エリアの反射濃度を測定し、その反射濃度の低いときのパターンのずらし量を探すことにより、チップA,Bのずれ量を検出することができる。また、内挿法によって1画素以下のずれ量も検出することができる。
このようなチップ間の位置ずれ情報は、RAM102に記憶して濃度補正のために利用する。また、記録ヘッドの工場出荷時などに、予めチップ間のずれ量を測定しておいて、ROM101に記憶しておいてもよい。
次に、チップのつなぎ部によって記録される画像部分の濃度補正について、濃度補正テーブルと濃度補正方法とに分けて説明する。
(濃度補正テーブル)
図13は、濃度補正に用いる濃度補正テーブルである。この濃度補正テーブルは、ノズル列方向におけるチップ間のずれ量と、記録デューティーと、を関連付けたマトリックスであり、チップ間のずれ量に応じた濃度の補正値を求めるために参照する。
チップ間のずれ量と、記録デューティーと、の関係は、上式(1)から算出される。いま、チップA,Bのつなぎ部PAの幅を32画素としているため、L=32である。このとき、チップ間のずれ量Aを−1.5画素から+1.5画素まで変化させて、そのずれ量Aを上式(1)に代入すると、ずれ量Aに対応するつなぎ部PAの記録デューティーが算出できる。チップ間のずれによって生じる記録デューティーの変化を補正するための濃度の補正値は、チップ間のずれに対応する記録デューティーの逆数の百分率を取ることにより求められる。
例えば、チップA,B間に、それらの離反方向に0.5画素のずれが生じた場合、つなぎ部PAの合計の記録デューティーDは、上式(1)から、(32−1/2)/32×100=98.4(%)となる。この値の逆数の百分率が濃度の補正値であるから、この場合の濃度の補正値は101.6%となる。図13のテーブルは、±1.5画素のずれに対応するものである。しかし、濃度補正テーブルが対応するずれ量の上限および下限は特定されず、任意である。
このような濃度補正テーブルはROM101に記憶されており、濃度補正は、前述したようにホスト装置200内の処理J1005にて行う。あるいは、計算式(1)のみをROM101に記憶しておいて、濃度の補正値は、チップ間のずれ量に応じて記録装置1のCPU1000が計算してもよい。このようにして、チップ間のずれ量から濃度の補正値を決定することができる。
(濃度補正方法)
図14は、8ビットの画像データの変換テーブルの一例を示す図であり、横軸が入力値、縦軸が補正後の出力値であり、値0は黒に対応し、値255は白に対応する。図14中のAは、補正なしの変換テーブルであり、入力値0のときは出力値0、入力値nのときは出力値n、入力値255のときは出力値255となる。図14中のBは、出力画像を20%薄い方向に補正する変換テーブルであり、入力値0のときは出力値0となるが、それ以上の入力値のときは、入力値<出力値の関係にある。ただし、最大の出力値は255に固定される。図14中のCは、出力画像を20%濃く補正する変換テーブルであり、入力値0のときは出力値0となるが、それ以上の入力値のときは、入力値>出力値の関係にある。濃度むらがない場合は、補正をかけなくて良いため、図14中の変換テーブルAを用いる。
チップ間の位置が近接方向にずれている場合に、濃度補正をせずに記録を行うと、チップのつなぎ部によって記録される画像部分に黒スジが生じるおそれがある。この場合には、図14中の変換テーブルBを用いて、濃度を低い方向に補正することにより、チップ間の位置ずれの影響を抑えることができる。逆に、チップ間の位置が離反方向にずれた場合に、濃度補正をせずに記録を行なうと、チップのつなぎ部によって記録される画像部分に白スジが生じるおそれがある。この場合には、図14中の変換テーブルCを用いて、濃度を高い方向に補正することにより、チップ間の位置ずれの影響を抑えることができる。
したがって、チップ間の位置が近接方向にずれて、チップのつなぎ部による合計の記録デューティーが高くなった場合には、元画像を薄くして記録することにより、チップ間の位置ずれの影響を抑えて、高品位の画像を記録することができる。逆に、チップ間の位置が離反方向にずれて、チップのつなぎ部による合計の記録デューティーが高くなった場合には、元画像を濃くして記録することにより、チップ間の位置ずれの影響を抑えて、高品位の画像を記録することができる。図14においては、説明の簡素化のために、変換テーブルの数をA、B、Cの3つとした。しかし、その変換テーブルの数を増やすことにより、より細かな補正が可能となる。例えば、図13の濃度補正テーブルにおける濃度補正値の数分だけ、変換テーブルを備えることができる。
このような濃度補正方法によって、チップのつなぎ部PAによって記録される画像の出力値に対して、一律に濃度補正を施すことにより、つなぎ部PAによって記録される画像の出力値が一律に増加もしくは減少する。これにより、チップのつなぎ部と非つなぎ部との間の濃度差が減少させて、つなぎスジの発生を軽減することができる。
(第2の実施形態)
本実施形態において、記録装置等の構成は第1の実施形態と同様である。第1の実施形態との主な相違点は、濃度補正テーブルの作成方法である。第1の実施形態においては、上式(1)から理論的に濃度補正値を算出して、濃度補正テーブルを作成した。本実施形態においては、パッチ画像の記録結果から濃度補正値を決定して、濃度補正テーブルを作成する。なお、この濃度補正テーブルは、記録装置を開発する段階において、開発用治工具等を利用してチップ間のずれ量を変化させることによって作成する。
図15を用いて、本実施形態における濃度補正テーブルの作成方法について説明する。
図15中の(a)は、チップA,Bに離反方向のずれが生じた状態を示している。このとき、チップつなぎ部PAによる記録濃度は低くなるため、白スジが発生する傾向にある。そこで、図15中の(b)のように、つなぎ部PA以外に対する画像の入力値を128に固定し、かつ、つなぎ部PAに対する画像の入力値を112〜150まで8ずつ変化させて、複数パターンのパッチ画像を記録する。ただし、パッチ画像を記録する際の画像の入力値や変化量は任意であり、その変化量を小さくすることによって、より正確な濃度補正値を算出することができる。
複数パターンのパッチ画像を記録した後、つなぎ部PAによる記録画像部分の濃度と、つなぎ部PA以外の部分による記録画像部分の濃度と、を比較して、それらの最も濃度が近いパターンのパッチ画像を目視、もしくは濃度測定装置等を用いて選定する。そして、その選定されたパターンのパッチ画像を記録したときの画像の入力値に基づいて、チップA,B間のずれ量に対応する濃度補正値を算出する。すなわち、つなぎ部PAに対する画像の入力値を、つなぎ部PA以外の非つなぎ部に対する画像の入力値で除算して、百分率で表した値が、チップA,B間のずれ量に対応する濃度補正値となる。
例えば、つなぎ部PAに対する画像の入力値を142、つなぎ部PA以外に対する画像の入力値を128としたときに、つなぎ部PAによる記録画像部分の濃度と、つなぎ部PA以外の部分による記録画像部分の濃度と、が最も近かった場合を想定する。この場合には、111(%)(=142/128×100)が濃度補正値となる。
開発用治工具等を利用してチップ間のずれ量を変化させて、上記の作業を繰り返すことにより、任意のずれ量に対応する濃度補正値を求めることができる。このような実験的な方法によって、図13のように理論的に算出した濃度補正テーブルと同様のテーブルを作成することができる。そして、濃度補正値をROM101に記憶して、第1の実施形態と同様の濃度補正方法を実行することにより、つなぎ部による記録画像部分の濃度を補正することができる。
(第3の実施形態)
本実施形態において、記録装置等の構成は第1の実施形態と同様である。第1および第2の実施形態との主な相違点は、濃度補正テーブルの有無である。
本実施形態では、第2の実施形態と同様に、パッチ画像の記録結果から濃度補正値を決定する。例えば、前述した図15と同様に、チップA,B間のずれが生じている場合に、つなぎ部PA以外に対する画像の入力値を128に固定し、かつ、つなぎ部PAに対する画像の入力値を112〜150まで8ずつ変化させて、複数パターンのパッチ画像を記録する。ただし、パッチ画像を記録する際の画像の入力値や変化量は任意であり、その変化量を小さくすることによって、より正確な濃度補正値を算出することができる。パッチ画像の記録データは、ROM101に記憶されている。
図16は、濃度補正値の取得手順を説明するためのフローチャートである。
まずは、上述したように複数パターンのパッチ画像を記録し(ステップS11)、その後、パッチ画像の記録結果を読み取り部100によって読み取る(ステップS12)。そして、CPU1000は、つなぎ部PAによる記録画像部分の濃度と、つなぎ部PA以外の部分による記録画像部分の濃度と、を比較して、それらの最も濃度が近いパターンのパッチ画像を選定する。あるいは、パッチ画像の記録結果をユーザーが目視等で読み取り、濃度差やテクスチャ差の観点から、最もつなぎ部のスジが目立たないパターンを選定してもよい。そして、その選定されたパターンのパッチ画像を記録したときの画像の入力値に基づいて、チップA,B間のずれ量に対応する濃度補正値を算出する(ステップS13)。すなわち、つなぎ部PAに対する画像の入力値を、つなぎ部PA以外の非つなぎ部に対する画像の入力値で除算して、百分率で表した値が、チップA,B間のずれ量に対応する濃度補正値となる。
例えば、つなぎ部PAに対する画像の入力値を142、つなぎ部PA以外に対する画像の入力値を128としたときに、つなぎ部PAによる記録画像部分の濃度と、つなぎ部PA以外の部分による記録画像部分の濃度と、が最も近かった場合を想定する。この場合には、111(%)(=142/128×100)が濃度補正値となる。
このように本実施形態では、パッチ画像の記録結果を読み取ることにより、チップ間のずれ量に対応する濃度補正値を決定する。この濃度補正値をRAM102に記憶して、第1の実施形態と同様の濃度補正方法を実行することにより、つなぎ部による記録画像部分の濃度を補正することができる。
(他の実施形態)
本発明では、チップ間のずれ情報を取得した際に、1画素以上の位置ずれが検知された場合、一般的に知られている記録位置の補正方法を併用してもよい。例えば、+1.5画素の位置ずれが検出された場合には、+1画素分のずれを記録位置補正方法により補正し、+0.5画素分のずれに対して本発明のような濃度補正を行っうようにしても良い。
また本発明は、ラインヘッドを用いる種々のインクジェット記録装置に対して、広く適用することができる。そのラインヘッドは、インクを吐出可能な複数のノズルが配列されたノズル列が、そのノズル列が延在するノズル列方向に複数配置され、隣接するノズル列の部分が互いにオーバーラップするものであればよい。したがって、ラインヘッドは、隣接するノズル列が異なるチップに形成された記録ヘッドであってもよく、あるいは、ノズル列方向に配列される複数の記録ヘッドを含み、隣接するノズル列が異なる記録ヘッドに形成されるものであってもよい。
また本発明は、隣接するノズル列のノズル列方向におけるずれ量に応じて、オーバーラップするノズル列の部分による記録濃度を補正することができればよい。したがって、ホスト装置と記録装置によってインクジェット記録システムが構成される場合には、図5のように、記録濃度の補正(つなぎ部濃度補正処理J1005)をホスト装置側で実行してもよく、あるいは、記録装置側で実行してもよい。記録濃度の補正、テストパターンの記録、テストパターンの記録結果の検出、および記録濃度の補正値の決定をするための処理などは、記録装置側のCPUあるいはホスト装置側のCPUのいずれによって実行してもよく、それらが協働して実行してもよい。また、記録装置は、PC(パーソナルコンピュータ)などのホスト装置に接続されてインクジェット記録システムを構成する形態の他、ホスト装置を含む複写機などのような形態であってもよい。
なお、以上の実施形態では、0%−100%のグラデーションマスクの例で説明を行ってきたが、隣接チップ間の合計の記録デューティーが一定であれば、30%−70%のようなグラデーションマスクを使用してもよい。さらには、記録デューティーの勾配が曲線的なグラデーションマスクを使用してもよい。
さらに、隣接するチップの両方でオーバーラップ部分の記録デューティーが50%一定となっていて、合計の記録デューティーが100%となるような場合にも、本発明は適用可能である。ただし、この場合、隣接するチップで位置ずれが発生すると、オーバーラップ部分の濃度変化は上述の実施例と異なる。つまり、隣接するチップが離れる方向にずれると、オーバーラップ部分の端部で記録デューティーが補完されずに50%となる領域が発生する。また、隣接するチップが近づく方向にずれると、オーバーラップ部分の端部で記録デューティーが150%となる領域が発生する。このような記録デューティーが50%の領域または150%の領域は、チップ間の位置ずれ量が大きいほどその大きさは拡大する。したがって、検出したチップ間の位置ずれ量から記録デューティーが100%とならない領域の大きさを算出するとともに、上述の実施例と同様に前記領域の記録デューティーが100%となるような濃度補正値を算出するように構成すればよい。または、予めチップ間の位置ずれ量に対する最適な濃度補正値とを求めておくことで、対応することもできる。
本発明を適用可能なインクジェット記録装置の概略構成図である。 (a)は、図1の記録装置に配備可能なラインヘッドの一例の概略構成図、(b)は、図1の記録装置に配備可能なラインヘッドの他の例の概略構成図である。 図1の記録装置に備わる読み取り部の概略構成図である。 図1の記録装置の制御系を説明するためのブロック構成図である。 本発明の第1の実施形態における一連の画像処理の説明図である。 ずれのないチップのつなぎ部と、そのつなぎ部における記録デューティーの比率と、そのつなぎ部における合計の記録デューティーと、の関係の説明図である。 ずれたチップのつなぎ部と、そのつなぎ部における記録デューティーの比率と、そのつなぎ部における合計の記録デューティーと、の関係の説明図である。 本発明の第1の実施形態における濃度補正値の決定手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第1の実施形態において、隣接するチップの一方によって記録されるパターンの説明図である。 本発明の第1の実施形態において、隣接するチップの他方によって記録されるパターンの説明図である。 図9と図10のパターンを合わせたテストパターンの説明図である。 図11のテストパターンの読み取り結果の説明図である。 本発明の第1の実施形態における濃度補正テーブルの説明図である。 本発明の第1の実施形態における濃度補正値の説明図である。 本発明の第2の実施形態におけるパッチ画像の説明図である。 本発明の第3の実施形態における濃度補正値の決定手順を説明するためのフローチャートである。
符号の説明
1 インクジェット記録装置
40 記録ヘッド(ラインヘッド)
51 チップ
100 読み取り部(検出手段)
101 ROM
102 RAM
1000 CPU
PA チップつなぎ部
PB ヘッドつなぎ部
N ノズル
P 記録用紙(記録媒体)

Claims (10)

  1. インクを吐出可能な複数のノズルが配列されたノズル列の複数が、隣接する前記ノズル列それぞれの一端部側の部分同士が互いに記録範囲をオーバーラップするように、前記ノズルの配列方向に習って配置された記録ヘッドを用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、
    前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分に含まれる複数のノズルは、前記ノズル列それぞれの一端部のノズルに近いほどノズルを記録に使用する使用率が低くなるように設定されており、
    前記隣接する前記設定が行われた前記ノズル列に属するノズル同士の前記配列方向における記録位置のずれ量に応じて、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分による記録濃度を補正する濃度補正手段を備え、
    前記濃度補正手段は、前記配列方向において互いに離反する方向に前記隣接するノズル列がずれるずれ量が大きい程、前記設定が行われた前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分のノズルそれぞれによる記録濃度をより増加させ、前記隣接するノズル列が、前記配列方向において互いに近接する方向に前記隣接するノズル列がずれるずれ量が大きい程、前記設定が行われた前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分のノズルそれぞれによる記録濃度をより減少させるように、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分による記録に用いられるデータを処理する
    ことを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記濃度補正手段は、前記ずれ量に応じて、前記設定が行われた前記ノズル列の前記一端部側の部分によって記録される記録ドットの密度に対応する記録デューティーを補正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。
  3. 前記記録ヘッドは、複数のチップを含む記録ヘッドであり、
    前記隣接するノズル列は異なるチップに形成されている
    ことを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記記録ヘッドは、前記配列方向に配列される複数の記録ヘッドを含み、
    前記隣接するノズル列は異なる記録ヘッドに形成されている
    ことを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録装置。
  5. 前記記録ヘッドを用いて、前記ずれ量を検出するためのテストパターンを前記記録媒体に記録するための制御手段を備え、
    前記濃度補正手段は、前記テストパターンの記録結果に応じて、前記設定が行われた前記ノズル列の前記一端部側の部分による記録濃度を補正する
    ことを特徴とする請求項1からのいずれかに記載のインクジェット記録装置。
  6. 前記テストパターンの記録結果に基づいて、前記ずれ量を検出する検出手段を備えることを特徴とする請求項に記載のインクジェット記録装置。
  7. 前記記録ヘッドを用いて、前記設定が行われた前記ノズル列の前記一端部側の部分による記録濃度と、前記設定が行われた前記ノズル列の前記一端部側の部分以外の部分による記録濃度と、を比較するためのテストパターンを前記記録媒体に記録するための制御手段を備え、
    前記濃度補正手段は、前記テストパターンの記録結果に応じて、前記設定が行われた前記ノズル列の前記一端部側の部分による記録濃度を補正する
    ことを特徴とする請求項1からのいずれかに記載のインクジェット記録装置。
  8. 前記テストパターンの記録結果に基づいて、前記濃度補正手段による記録濃度の補正値を決定する決定手段を備えることを特徴とする請求項に記載のインクジェット記録装置。
  9. インクを吐出可能な複数のノズルが配列されたノズル列の複数が、隣接する前記ノズル列それぞれの一端部側の部分同士が互いに記録範囲をオーバーラップするように、前記ノズルの配列方向に習って配置された記録ヘッドを用いて、記録媒体に画像を記録し、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分に含まれる複数のノズルは、前記ノズル列それぞれの一端部のノズルに近いほどノズルを記録に使用する使用率が低くなるように設定されているインクジェット記録装置と、
    前記隣接する前記設定が行われた前記ノズル列に属するノズル同士の前記配列方向における記録位置のずれ量に応じて、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分による記録濃度を補正する制御装置と、
    を含み、
    前記制御装置は、前記配列方向において互いに離反する方向に前記隣接するノズル列がずれるずれ量が大きい程、前記設定が行われた前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分のノズルそれぞれによる記録濃度をより増加させ、前記隣接するノズル列が、前記配列方向において互いに近接する方向に前記隣接するノズル列がずれるずれ量が大きい程、前記設定が行われた前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分のノズルそれぞれによる記録濃度をより減少させるように、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分による記録に用いられるデータを処理することを特徴とするインクジェット記録システム。
  10. インクを吐出可能な複数のノズルが配列されたノズル列の複数が、隣接する前記ノズル列それぞれの一端部側の部分同士が互いに記録範囲をオーバーラップするように、前記ノズルの配列方向に習って配置された記録ヘッドを用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、
    前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分に含まれる複数のノズルは、前記ノズル列それぞれの一端部のノズルに近いほどノズルを記録に使用する使用率が低くなるように設定し、
    前記隣接する前記設定が行われた前記ノズル列に属するノズル同士の前記配列方向における記録位置のずれ量に応じて、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分による記録濃度を補正し、前記配列方向において互いに離反する方向に前記隣接するノズル列がずれるずれ量が大きい程、前記設定が行われた前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分のノズルそれぞれによる記録濃度をより増加させ、前記隣接するノズル列が、前記配列方向において互いに近接する方向に前記隣接するノズル列がずれるずれ量が大きい程、前記設定が行われた前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分のノズルそれぞれによる記録濃度をより減少させるように、前記ノズル列それぞれの前記一端部側の部分による記録に用いられるデータを処理することを特徴とするインクジェット記録方法。
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