JP5037469B2 - ドット位置測定方法及び装置並びにプログラム - Google Patents
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Description
このようなスジ、ムラは着弾位置のバラツキが一因であり、着弾位置に基づいてスジ・ムラを補正する技術が知られている。
図1は、インクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置10は、黒(K),シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y)の各インクに対応して設けられた複数のインクジェット記録ヘッド(「液体吐出ヘッド」に相当、以下、「ヘッド」という。)12K,12C,12M,12Yを有する印字部12と、各ヘッド12K,12C,12M,12Yに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部14と、記録媒体たる記録紙16を供給する給紙部18と、記録紙16のカールを除去するデカール処理部20と、前記印字部12のノズル面(インク吐出面)に対向して配置され、記録紙16の平面性を保持しながら記録紙16を搬送するベルト搬送部22と、記録済みの記録紙(プリント物)を外部に排出する排紙部26とを備えている。
次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド12K,12C,12M,12Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号50によってヘッドを示すものとする。
複数のインク室ユニット(液滴吐出素子)53を千鳥でマトリクス状に(2次元的に)配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向(紙送り方向と直交する方向)に沿って並ぶように投影(正射影)される実質的なノズル間隔(投影ノズルピッチ)の高密度化を達成している。
に限定されない。例えば、図2(a) の構成に代えて、図3に示すように、複数のノズル51が2次元に配列された短尺のヘッドモジュール50’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙16の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。
ルを駆動する時には、(1)全ノズルを同時に駆動する、(2)ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、(3)ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向(用紙の搬送方向と直交する方向)に1ライン(1列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン)を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。
図6は、インクジェット記録装置10のシステム構成を示すブロック図である。同図に示したように、インクジェット記録装置10は、通信インターフェース70、システムコントローラ72、画像メモリ74、ROM75、モータドライバ76、ヒータドライバ78、プリント制御部80、画像バッファメモリ82、ヘッドドライバ84等を備えている。
成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置10の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。即ち、システムコントローラ72は、通信インターフェース70、画像メモリ74、モータドライバ76、ヒータドライバ78等の各部を制御し、ホストコンピュータ86との間の通信制御、画像メモリ74及びROM75の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ88やヒータ89を制御する制御信号を生成する。
次に、本実施形態に係るドット位置測定方法について詳細に説明する。
図9は本発明の実施形態で使用するドット位置測定用のラインパターンの全体図である。ヘッド50における全ノズル51についてラインを得るためには、例えば、図9のようなラインパターンのサンプルチャート(測定用チャート)を形成する。
近年、用紙幅の大型化、ラインヘッドの高密度化が進むに従い、測定対象のノズル数は数万以上にもなる。例えば、記録幅11インチ、解像度1200DPIでは1インク当り、13200ノズルであり、CMYKの4インクでは合計52800のノズル数となる。このような多数のノズルを持つヘッドについて、高速、高精度、且つ低コストな着弾位置の測定方法が必要とされている。
図10はドット位置測定用ラインパターンをスキャナで読み取るときのスキャナ主走査方向と副走査方向の関係を説明する図である。図10のようにラインブロック内におけるライン92の並び方向をスキャナ主走査方向に、ライン92の長さ方向(長手方向)をスキャナ副走査方向に合わせてドット位置測定用ラインパターンを読み取る。
且つ
[式2]A3ないしA4サイズ用紙の縦方向の長さ>(N+1)×L
ここで、NLは後述する画像平均化領域ROIのY方向の画素数とROIの数と各ROIのY方向のズレ量で決まるため、NLは次式[式3]となる。
NL=(ROIのY方向の画素数)+(ROIの数−1)×(ROIのズレ量)
仮に、(ROIのY方向の画素数)=10画素、(ROIの数)=4、(ROIのズレ量)=2画素とすると、[式3]より、
NL=10+(4−1)×2=16(画素)
N=4、L=2(インチ)とすると、[式1]より
副走査解像度>{(N+1)×NL}/{(N+1)×L}なので、
副走査解像度>(NL/L)=16/2=8(DPI)
となる。
副走査解像度>16/0.6=26(DPI)
となる。
図13は、ドット位置測定の流れを示すフローチャートである。同図の測定フローの開始に先立ち、図9で説明したとおり、インクジェットヘッドの各ノズルから記録紙16上に測定対象のインクを打滴しつつ、ヘッド50と記録紙16を相対的に移動させ、各ノズル51から打滴されるインクにより、各ノズルに対応するドット列によるラインパターンを記録紙16上に形成する。つまり、測定対象のインクを用いてラインパターンを形成したサンプルチャート(測定用チャート)を形成する。
図14のラインブロック内位置測定フローが開始すると、各ラインブロックに対して画像平均化領域ROI(Region Of Interest)を所定数設定する(ステップS202)。即ち、図15に示すように1つのラインブロックに対して複数のROI(Region OfInterest)を設定する。ROIは、演算対象とするラインブロックの一部分を切り出す所定形状(図15では矩形)の領域を特定するものであり、図15では、4つのROI1、ROI2、ROI3、ROI4を設定した例を示した。このとき各ROIはY方向に一定間隔ズラして設定する。例えば、一定間隔の2画素ずらす場合、ROI2はROI1に対してY方向に2画素ずらし、ROI3はROI1に対して4画素ずらし、ROI4はROI1に対して6画素ずらす。X方向に関してはラインをROIから外さなければ、各ROIをずらす必要はない。ただし、図15では、図示の便宜上、X方向に関しても一定間隔でずらし、ROI1〜ROI4の記載の重なりを回避している。
フィルタ処理したプロファイル画像に対して、各位置Xと階調値Lを以下のように補正する。即ち、決定したW区間の代表値WLiとWXiを線形補間して任意のXに対して推定値WLを求める。また、決定したB区間の代表値BLiとBXiを線形補間して任意のXに対して推定値BLを求める。
L´=補正係数K(L−BL)+B0
補正係数K=(W0−B0)/(WL−BL)
つまり、入力値がWLのとき出力値がW0に、入力値がBLのときに出力値がB0になるように線形変換する。
上記のようにして求めたライン位置の情報は、スキャナ座標系の画素位置に対応するものなので、この画素位置を物理的な単位(例えば、μm単位)に変換する。即ち、ライン位置を主走査解像度、副走査解像度に応じた係数を乗じて物理値に変換する。
図23は100μm間隔に正確に製作された校正用ラインブロックを読み取り、ROI1とROI2で決定したライン位置(X座標)をライン間隔に変換した結果である。なお、中心値が100μmから若干ずれているのはラインブロックの回転角を補正していないためである。
本例の場合、回転補正用のラインブロックとして、図9におけるラインブロック0とラインブロック4を用いる。図14のステップS206で説明したように、ラインブロック0からラインブロック4までのライン位置を決定した後で、ラインブロック0とラインブロック4において同じノズルから作成したライン位置の座標をピックアップする。
ここで、ラインブロック間の位置補正について具体例で説明する。ラインブロック0からラインブロック3をそれぞれ位置補正するが、ここでは、ラインブロック0について説明する。
Y= {lb4_x0, lb4_x20, lb4_x40, lb4_x60, ...}
これら共通するノズル番号の位置を用いて、y = f0(x) となる補正関数f0を決定する。
Y= a1×X +a0 (1次関数)について、a0, a1を最小自乗法で決定する。用紙変形については変形に即した補正関数を用いてればよい。用紙変形とスキャナ要因が複合している場合は、用紙変形モデル×スキャナ変形モデルを補正関数に選べばよい。
上記補正したライン位置のX座標がノズル番号に対応するドット位置である。このようにして各ノズルからのドットの着弾位置のばらつき情報を得て、ムラ補正などの演算処理に利用することができる。
基準となるラインブロック4については特に精度を向上させる目的で、ROIの多重度を増大したり、ライン長さを長くして平均範囲を広げたりすることは好適である。また、ラインブロック4(基準ラインブロック)を測定用チャート内に複数配置して、複数の測定結果を統計処理した位置を基準ラインブロックの位置として使用することは、スキャナのローカリティの影響を低減する効果がある。
本実施形態では、測定対象のテストパターン上のドット着弾位置方向と、スキャナ装置の主走査方向を同じ方向にして(図10)、スキャナの読み取り解像度を主走査方向に対して副走査方向を粗くして読み取る(図11)。これによって市販スキャナでもA3全面を一度に高速に読み取りが可能になり、測定時間が短縮される効果がある。
次に、上述したドット位置測定方法の実施に用いるドット位置測定装置の構成例について説明する。本例のドット位置測定に用いる画像解析の処理アルゴリズムをコンピュータに実行させるプログラム(ドット位置測定処理プログラム)を作成し、このプログラムによってコンピュータを動作させることにより、当該コンピュータをドット計測装置の演算装置として機能させることができる。
図27で説明したドット位置測定装置200の機能をインクジェット記録装置に組み込む構成も可能であり、測定用ラインパターンの印字からその読み取り、並びにその後の画像解析によるドット位置計測という一連の動作をインクジェット記録装置の制御プログラムによって連続的に実施する態様も可能である。
上記に詳述した発明の実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
出可能な構成としてもよい。
Claims (17)
- 複数の記録素子を有する記録ヘッドと記録媒体を相対移動させながら、前記記録素子によってドットを連続して記録することにより、前記記録媒体上に各記録素子に対応したドット列による複数のラインを含んだ測定用ラインパターンを形成するラインパターン形成工程であって、前記記録ヘッドの前記相対移動の方向に直交する実質的な記録素子の並び方向に所定間隔離れた記録素子を用いて記録されるライン群で構成されるラインブロックを、前記記録媒体上において前記ラインの長手方向の異なる位置に複数形成してなる複数のラインブロックと、前記複数のラインブロックの各ラインブロックに対して、それぞれ同じ記録素子で記録されるラインを含んだ基準ラインブロックと、を有する前記測定用ラインパターンを形成する前記ラインパターン形成工程と、
前記ラインパターン形成工程により前記記録媒体に形成された前記測定用ラインパターンを画像読取装置によって読み取るに際し、当該測定用ラインパターン上の前記ラインの長手方向を前記画像読取装置の副走査方向に向けて読み取りを行い、前記測定用ラインパターンの読取画像を表す電子画像データを取得する読取工程と、
前記読取工程で取得した読取画像から前記複数のラインブロック及び前記基準ラインブロックの各ラインブロック内のライン位置を特定するラインブロック内位置特定工程と、
前記ラインブロック内位置特定工程で求めた前記複数のラインブロックについてのライン位置を、前記基準ラインブロックに基づいて補正する位置補正工程と、
を備え、
前記位置補正工程は、前記複数のラインブロックの各ラインブロックと、前記基準ラインブロックとの間で、同じ記録素子によって記録されたラインの位置を一致させる補正関数を求めて補正を行うことを特徴とするドット位置測定方法。 - 請求項1に記載のドット位置測定方法において、
前記基準ラインブロックには、前記複数のラインブロックに対して均等に同じ記録素子により記録されたラインが含まれていることを特徴とするドット位置測定方法。 - 請求項1又は2に記載のドット位置測定方法において、
前記記録ヘッドの前記相対移動の方向に直交する幅方向に並ぶ実質的な記録素子列の端から記録素子番号i(i=0,1,2,3…)を付し、
Aを2以上の整数、Bを0以上A−1以下の整数、Cを2以上の整数(ただし、C≠A、かつCとAは公約数を1以外に持たない)、Dを0以上C−1以下の整数、Nを0以上の整数とするとき、
AN+Bの記録素子番号のグループごとに記録タイミングを異ならせて前記記録媒体上に形成された前記複数のラインブロックと、
CN+Dの記録素子番号で形成された前記基準ラインブロックと、を含む前記測定用ラインパターンを形成することを特徴とするドット位置測定方法。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のドット位置測定方法において、
前記読取工程は、前記画像読取装置の副走査方向の読取解像度を主走査方向の読取解像度に比べて低解像度として読み取りを行い、前記測定用ラインパターンの読取画像を表す電子画像データを取得することを特徴とするドット位置測定方法。 - 請求項4に記載のドット位置測定方法において、
前記主走査方向に並ぶ複数の前記ラインで構成される前記ラインブロックについて、前記読取画像上で前記副走査方向に画像信号を平均化する平均化領域を、同ラインブロック内の前記副走査方向の異なる位置に複数設定する領域設定工程と、
前記異なる位置に設定された複数の前記平均化領域について、各平均化領域内で前記副走査方向に画像信号を平均化し、前記主走査方向の位置に応じた平均プロファイル画像を作成する平均プロファイル画像作成工程と、
前記平均プロファイル画像から前記平均化領域内のライン位置を特定する平均化領域内位置特定工程と、を備え、
前記ラインブロック内位置特定工程は、前記複数の平均化領域にそれぞれ対応した前記平均プロファイル画像から特定された前記平均化領域内のライン位置に基づいて、前記ラインブロック内の各ラインの位置を特定することを特徴とするドット位置測定方法。 - 請求項5に記載のドット位置測定方法において、
前記平均プロファイル画像から前記ラインの両端エッジ位置をライン毎に特定するエッジ位置特定工程を備え、
前記平均化領域内位置特定工程は、前記エッジ位置特定工程で特定した両端エッジ位置に基づいて、前記平均化領域内のライン位置を特定することを特徴とするドット位置測定方法。 - 請求項5又は6に記載のドット位置測定方法において、
前記平均プロファイル画像に対して、当該平均プロファイル画像を平滑化するフィルタ処理を行うフィルタ処理工程を備えることを特徴とするドット位置測定方法。 - 請求項5乃至7のいずれか1項に記載のドット位置測定方法において、
前記平均プロファイル画像に対して前記記録媒体上において前記ドットが記録されていない非記録領域の区間と、前記ドットが記録されている記録領域の区間とを設定し、各区間に対して、それぞれの区間を代表する階調値と位置を決定する工程と、
前記非記録領域の各区間Wi(i=0,1,2…)を代表する階調値WLiと位置WXiを線形補間して任意の位置Xに対する推定値WLを求める工程と、
前記記録領域の各区間Bi(i=0,1,2…)を代表する階調値BLiと位置BXiを線形補間して任意の位置Xに対する推定値BLを求める工程と、
前記平均プロファイル画像に対して、各位置Xの階調値Lを補正する階調値補正工程と、を備え、
前記階調値補正工程は、補正後の白階調値をW0、黒階調値をB0とするとき、次式、 L’=K×(L−BL)+B0
ただし、補正係数K=(W0−B0)/(WL−BL)、
を用いて前記階調値Lを補正することを特徴とするドット位置測定方法。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載のドット位置測定方法において、
前記ラインパターン形成工程により、同一記録素子を使用して前記記録媒体上の異なる位置に記録された複数のラインのライン位置に基づいて、前記測定用ラインパターンと前記画像読取装置との間の相対的な回転角を特定する回転角特定工程と、
前記回転角特定工程により特定された回転角に基づき、前記ライン位置の位置情報に対して前記回転角をキャンセルする回転補正の演算を行う回転補正工程と、
を備えることを特徴とするドット位置測定方法。 - 複数の記録素子を有する記録ヘッドと記録媒体を相対移動させながら、前記記録素子によってドットを連続して記録することにより、前記記録媒体上に各記録素子に対応したドット列による複数のラインを形成してなる測定用ラインパターンを読み取る画像読取手段であって、前記記録ヘッドの前記相対移動の方向に直交する実質的な記録素子の並び方向に所定間隔離れた記録素子を用いて記録されるライン群で構成されるラインブロックを、前記記録媒体上において前記ラインの長手方向の異なる位置に複数形成してなる複数のラインブロックと、前記複数のラインブロックの各ラインブロックに対して、それぞれ同じ記録素子で記録されるラインを含んだ基準ラインブロックと、を有する前記測定用ラインパターンの読み取りの際に、当該測定用ラインパターン上の前記ラインの長手方向を前記画像読取手段の副走査方向に向けて読み取りを行い、前記測定用ラインパターンの読取画像を表す電子画像データを取得する画像読取手段と、
前記画像読取手段で取得した読取画像から前記複数のラインブロック及び前記基準ラインブロックの各ラインブロック内のライン位置を特定するラインブロック内位置特定手段と、
前記ラインブロック内位置特定手段で求めた前記複数のラインブロックについてのライン位置を、前記基準ラインブロックに基づいて補正する位置補正手段と、
を備え、
前記位置補正手段は、前記複数のラインブロックの各ラインブロックと、前記基準ラインブロックとの間で、同じ記録素子によって記録されたラインの位置を一致させる補正関数を求めて補正を行うことを特徴とするドット位置測定装置。 - 請求項10に記載のドット位置測定装置において、
前記画像読取手段は、前記測定用ラインパターン上の前記ラインの長手方向が向けられる副走査方向の読取解像度が主走査方向の読取解像度に比べて低解像度に設定されることを特徴とするドット位置測定装置。 - 請求項11に記載のドット位置測定装置において、
前記主走査方向に並ぶ複数の前記ラインで構成される前記ラインブロックについて、前記読取画像上で前記副走査方向に画像信号を平均化する平均化領域を、同ラインブロック内の前記副走査方向の異なる位置に複数設定する領域設定手段と、
前記異なる位置に設定された複数の前記平均化領域について、各平均化領域内で前記副走査方向に画像信号を平均化し、前記主走査方向の位置に応じた平均プロファイル画像を作成する平均プロファイル画像作成手段と、
前記平均プロファイル画像から前記平均化領域内のライン位置を特定する平均化領域内位置特定手段と、を備え、
前記ラインブロック内位置特定手段は、前記複数の平均化領域にそれぞれ対応した前記平均プロファイル画像から特定された前記平均化領域内のライン位置に基づいて、前記ラインブロック内の各ラインの位置を特定することを特徴とするドット位置測定装置。 - 請求項12に記載のドット位置測定装置において、
前記平均プロファイル画像から前記ラインの両端エッジ位置をライン毎に特定するエッジ位置特定手段を備え、
前記平均化領域内位置特定手段は、前記エッジ位置特定手段で特定した両端エッジ位置に基づいて、前記平均化領域内のライン位置を特定することを特徴とするドット位置測定装置。 - 請求項12又は13に記載のドット位置測定装置において、
前記平均プロファイル画像に対して、当該平均プロファイル画像を平滑化するフィルタ処理を行うフィルタ処理手段を備えることを特徴とするドット位置測定装置。 - 請求項12乃至14のいずれか1項に記載のドット位置測定装置において、
前記平均プロファイル画像に対して前記記録媒体上において前記ドットが記録されていない非記録領域の区間と、前記ドットが記録されている記録領域の区間とを設定し、各区間に対して、それぞれの区間を代表する階調値と位置を決定する手段と、
前記非記録領域の各区間Wi(i=0,1,2…)を代表する階調値WLiと位置WXiを線形補間して任意の位置Xに対する推定値WLを求める手段と、
前記記録領域の各区間Bi(i=0,1,2…)を代表する階調値BLiと位置BXiを線形補間して任意の位置Xに対する推定値BLを求める手段と、
前記平均プロファイル画像に対して、各位置Xの階調値Lを補正する階調値補正手段と、を備え、
前記階調値補正手段は、補正後の白階調値をW0、黒階調値をB0とするとき、次式、 L’=K×(L−BL)+B0
ただし、補正係数K=(W0−B0)/(WL−BL)、
を用いて前記階調値Lを補正することを特徴とするドット位置測定装置。 - 請求項10乃至15のいずれか1項に記載のドット位置測定装置において、
同一記録素子を使用して前記記録媒体上の異なる位置に記録された複数のラインのライン位置に基づいて、前記測定用ラインパターンと前記画像読取手段との間の相対的な回転角を特定する回転角特定手段と、
前記回転角特定手段により特定された回転角に基づき、前記ライン位置の位置情報に対して前記回転角をキャンセルする回転補正の演算を行う回転補正手段と、
を備えることを特徴とするドット位置測定装置。 - 請求項10乃至16のいずれか1項に記載のドット位置測定装置における前記ラインブロック内位置特定手段、前記位置補正手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
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