JP5066475B2 - 画像処理方法および画像形成装置 - Google Patents
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Description
なお、本発明において濃度ムラには、後述するように、ノズルの不吐出に起因するムラをも含むものとする。
前者は、実施に際してヘッドの方式や補正幅に制限があるため、後者の方が自由度が高く、広く実施されている。
上述の特許文献2に開示されている技術では、記録素子情報として、打滴位置を測定することができれば、精度よくムラを補正することができる。一方でこの方式では、打滴位置精度が悪い(位置誤差が大きい)場合には、算出される補正係数を特定の画像に適用すると不具合が発生する場合がある。
ここでΔXとは、理想ドット位置からのずれを理想間隔Lとの割合で占めたもので、1.0で隣のドットに重なった状態を示す数値である。
参考のために、図11に上述の従来のムラ補正技術のブロック構成図を、また、図12にこれに対応する動作フロー図を示す。
なお、本発明に係る画像形成装置における不適合画像検出手段は、これを具体化した手段である。
以下、これに基づいて本実施形態の画像処理方法の概要を説明する。
画像形成装置であるインクジェット記録装置に入力される画像データは、このインクジェット記録装置で使用される色数と同じ数の色数と解像度とを持った階調画像である。例えば、C,M,Y,K4色のインクで出力解像度1200dpiのインクジェット記録装置では、C,M,Y,K各色のそれぞれに8bit(256階調)を持った画像データである。
また、出力したい画像データ形式は、種々のものがあり得るが、これについては、図示しない上図の前段(RIP:Raster Image Processor)で処理(例えば、RGB→CMYKの色変換,解像度変換など)され、各インク所望の解像度の画像データを入力するようにする。
そして、画像異常が発生すると判断した場合には、画像異常通知処理ステップ90Gでユーザへ画像異常を通知する(あるいは、コントロールディスプレイ等へ画像異常を示すアラームを通知する)。
また、画像が異常であるだけではなく、どの位置で画像異常が発生しているかについても表示することも好ましい。
まず、濃度ムラ/不吐出補正処理のためのノズル補正係数を求める。これには、前述の特許文献2に開示されている技術が好適に適用できる。
(1)各ノズル位置についてのノズル位置,液滴量のデータを求めるためにテストパターンを印字する。
(2)テストパターンを測定し、上記公報に開示されている技術中の手順で、各ノズルi毎に階調補正係数diを求める。
(3)実際には、ムラ補正係数は、各濃度毎に最適値が若干異なることがあるので、より汎用的には、各ノズル毎に一次元のテーブルを用いて、各濃度毎に補正係数を微調整することが好ましい。この微調整されたものを、各ノズル毎に一次元テーブルとして保持し、ノズル階調補正データとする。
また、上記ムラ補正制御部におけるムラ補正の処理は、4色のプリンタであれば4色分、6色,7色のプリンタであればそれぞれ6色,7色分の処理が並行して実施される。以下では、このうちの1版(1色の版)分の説明を行う。
前述のようにFは色版毎に設定される1次元のLUTで、経時変化や機差、材料差等の影響がこの階調補正処理で補正される。
その後は、画像データが出力される各記録素子i毎のムラ補正テーブル、Giでムラ補正され、その値はGi(F(D(X,Y),i)と表すことができる。補正された画像データGi(F(D(X,Y),i)がN値化処理に入力される。
画像記録装置10は、基本的に、被記録媒体Pを供給する供給部12と、供給部12から供給された被記録媒体Pを、平面性を保持しながら、搬送する搬送部14と、搬送部14に対向して配置され、被記録媒体Pに画像を描画する記録ヘッドユニット50及び記録ヘッドユニット50に供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部52等を有する描画部16と、画像が描画された被記録媒体Pを加熱し、加圧する加熱加圧部18と、画像が描画された被記録媒体Pを外部に排出する排出部20と、描画部16により被記録媒体Pに記録された画像を読み取るスキャナ24と、これらを制御する制御部22とを有する。
マガジン30は、ロール状の被記録媒体Pが収納されている。画像描画時には、被記録媒体Pがマガジン30から加熱ドラム32に供給される。
加熱ドラム32は、被記録媒体Pの搬送経路において、マガジン30の下流側に配置され、マガジン30から送り出された被記録媒体Pを、マガジン30に収納されていた方向と逆の方向に曲げた状態で加熱する。
被記録媒体Pを加熱ドラム32により加熱することで、マガジン30に収納されている間に被記録媒体Pについた巻きクセを除去する。つまり、加熱ドラム32は、被記録媒体Pのデカール処理を行う。
このとき、被記録媒体Pが、印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御することが好ましい。
カッタ34は、加熱ドラム32を通過して供給された被記録媒体Pを所望のサイズにカットする。
ベルト38は、被記録媒体Pの幅よりも広い幅寸法を有する無端状のベルトであり、ローラ37aとローラ37bとで張架されている。また、ベルト38は、ベルト面に多数の吸引孔(不図示)が形成されている。
また、吸着ベルト搬送部36の少なくとも画像描画(印字)位置、つまり、描画部16の後述する記録ヘッドユニット50のノズル面、及び画像検出位置、つまり、後述するスキャナ24のセンサ面に対向する部分は、ノズル面及びセンサ面に対して水平に保持されている。
ベルト38が巻かれているローラ37a,37bの少なくとも一方は、図示しないモータに接続されており、モータの動力がローラ37a,37bの少なくとも一方を介してベルト38に伝達されることにより、ベルト38は図1上の時計回り方向に駆動され、ベルト38上に保持された被記録媒体Pは図1の左から右へと搬送される。
被記録媒体Pをベルトに吸着させることで、被記録媒体Pを安定して保持することができる。
ベルト清掃部42は、縁無しプリント等を行うことによりベルト38上に付着したインクを除去する。ベルト清掃部42としては、例えば、ブラシ・ロール,吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。
加熱ファン44は、描画前の被記録媒体Pに加熱空気を吹き付け、被記録媒体Pを加熱する。描画直前に被記録媒体Pを加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
記録ヘッド50K,50C,50M,50Yは、それぞれ、吐出部から黒(K)、シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y)色のインクを吐出するピエゾ型のインクジェットヘッドであり、ベルト38の被記録媒体Pが載置される面に対向して、加熱ファン44よりの被記録媒体Pの搬送方向下流側に、加熱ファン44に近い順に、記録ヘッド50K,50C,50M,50Yの順で配置されている。また、記録ヘッド50K,50C,50M,50Yは、インク貯蔵/装填部137及び制御部22に接続されている。
また、記録ヘッド50K,50C,50M,50Yは、図2に示すように、被記録媒体Pの搬送方向に直交する方向の幅が、搬送する被記録媒体Pの最大幅を越える領域に複数の吐出部(ノズル)が列状に配置されているフルライン型のインクジェットヘッドである。ここで、インクジェットヘッドの構造は、インク貯蔵/装填部137との関係と合わせて後ほど詳細に説明する。
インク供給タンクとしては、例えば、インク残量が少なくなった場合に、補充口(図示せず)からタンク内にインクを補充する方式や、タンクごと交換するカートリッジ方式を用いることができる。
インク貯蔵/装填部52の各インク供給タンクは、図示しない管路を介して各記録ヘッド50K,50C,50M,50Yと連通されており、各記録ヘッド50K,50C,50M,50Yにインクを供給する。
また、使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式を用いることが好ましい。また、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。
図3(A)に示すように記録ヘッド50Kは、インク液滴を吐出する記録素子(以下「吐出部」という。)60を複数有する。この複数の吐出部60は、一定間隔で列状に配置されている。
ノズル62は、インク液滴を吐出する開口部であり、一端が被記録媒体Pと対向する面に開口し、他端が圧力室63に接続している。
圧力室63は、インク液滴を吐出する方向に垂直な面の平面形状が概略正方形の直方体形状であり、対角線上の両隅部がノズル62と供給口64とに接続されている。
供給口64は、一端が圧力室63と接続し、他端が共通流路65と連通している。
このアクチュエータ66は、個別電極68に駆動電圧を印加することで、加圧板67が変形する。
インクは、共通流路65から共通口64を介して、圧力室63及びノズル62に供給される。
圧力室63及びノズル62にインクが満ちている状態で、個別電極68に駆動電圧が印加されると、加圧板67が変形し、圧力室63が加圧されて、ノズル62からインクが吐出される。このようにアクチュエータ66を駆動させることでノズル62からインク液滴を吐出させることができる。
また、インクが吐出されると、共通流路65から供給口64を通って新しいインクが圧力室63に供給される。
図4は、画像記録装置10におけるインク供給系及びヘッド周辺部の構成を示す模式図である。なお、記録ヘッド50K,50C,50M,50Yの各記録ヘッドとインク貯蔵/装填部137との関係は、インクの種類を除いて同様の構成であるので、以下、記録ヘッド50Kとインク貯蔵/装填部52との関係のみを説明し、記録ヘッド50C,50M,50Yと、インク貯蔵/装填部52との関係の説明は省略する。
インク供給タンク70と記録ヘッド50Kとを接続する流路の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ72が設けられている。フィルタ72のフィルター・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下(一般的には、20μm程度)とすることが好ましい。
キャップ74は、電源OFF時や印刷待機時に図示しない昇降機構によって所定の上昇位置まで上昇され、記録ヘッド50Kに密着し、記録ヘッド50Kのノズル面をキャップ74で覆う。
このように、キャップ74により、記録ヘッド50Kのノズル面を覆い、密封状態とすることで、ノズル内のインクが乾燥し、固着すること、及び、インク溶媒が蒸発してインク粘度が高くなることを防止できる。
記録ヘッド50Kは、描画中又は待機中において、特定のノズル62の使用頻度が低くなり、ある時間以上インクが吐出されない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してインク粘度が高くなってしまい、ノズル62からインクを吐出できなくなってしまうことがあるが、キャップ74にインクを予備吐出(パージ,空吐出,つば吐き)することで、ノズル62内の劣化インク(粘度が上昇したノズル近傍のインク)をノズル62内から排出することができる。これにより、ノズル62にインクが目詰まりすることを防止でき、また、ノズル62によって、異なるインク粘度となり、吐出特性が変化することも防止できる。これにより安定してインク液滴を吐出させることができる。
このように、吸引ポンプ77によりインクを吸引することで、例えば、記録ヘッド50K内のインク(圧力室63内)に気泡が混入し、アクチュエータ66を動作させてもノズルからインクを吐出させることができない場合でも、吸引ポンプ77によりインクを吸引することで、圧力室63内のインク(気泡が混入したインク)を吸引により除去することができる。つまり、インク液滴を吐出できる状態にすることができる。
なお、吸引ポンプ77による吸引は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇(固化)した劣化インクの吸い出すために行うことが好ましい。
また、吸引ポンプ77による吸引は、圧力室63内のインク全体に対して行われるので、インク消費量が大きくなる。したがって、インクの粘度上昇が小さい場合には叙述したキャップ74へのインク液滴の吐出(予備吐出)を行う態様が好ましい。
なお、該ブレード機構によりインク吐出面の汚れを清掃した際に、該ブレードによってノズル62内に異物が混入することを防止するために予備吐出が行うことが好ましい。
加熱加圧部18は、後乾燥部53と、加圧ローラ対54とを有し、描画部16で画像が描画された被記録媒体Pを加熱し、加圧することで、画像部を乾燥し定着させる。
後乾燥部53は、被記録媒体Pの搬送経路において、記録ヘッドユニット50の下流側でかつ、ベルト38に対向する位置に配置されている。後乾燥部53は、加熱ファン等であり、被記録媒体Pの画像面に熱風を吹き付け、描画された画像を乾燥させる。
ここで、後乾燥部53には、加熱ファンを用い、熱風を吹き付けることが好ましい。
加熱ファンにより、被記録媒体上の画像部のインクを乾燥させることで、画像部に接触することなく乾燥させることができる。これにより、被記録媒体Pに描画された画像に画像欠陥、画像汚れが生じることを防止できる。
加圧ローラ対54は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、吸着ベルト搬送部36で搬送されてきた被記録媒体Pの画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ54で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
カッタ56は、固定刃56Aと丸刃56Bとから構成され、被記録媒体Pに通常の画像と位置ずれ検出用の画像を形成した場合に、通常の画像部分と位置ずれ検出用の画像部分とを切り離す。
ここで、本実施形態では、被記録媒体Pに記録された画像により、図示しない選別手段が被記録媒体Pを排出する排出部を切換、第1排出部58Aには、通常の画像が描画された被記録媒体が排出され、第2排出部58Bには、位置ずれ検出に用いた画像が描画された被記録媒体や、不要な被記録媒体が排出される。
濃度補正係数算出部172Bにおいて求められた濃度補正係数のデータは、濃度補正係数記憶部190に記憶される。
プリント制御部180には画像バッファメモリ182が備えられており、プリント制御部180における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ182に一時的に格納される。なお、図5において画像バッファメモリ182はプリント制御部180に付随する態様で示されているが、画像メモリ174と兼用することも可能である。また、プリント制御部180とシステムコントローラ172とを統合して1つのプロセッサで構成する態様も可能である。
こうして、ヘッドドライバ184から出力された駆動信号が記録ヘッドユニット50に加えられることによって、該当するノズル151からインクが吐出される。記録紙116の搬送速度に同期して記録ヘッドユニット50からのインク吐出を制御することにより、記録紙116上に画像が形成される。
図6に示す例では、例えば、同図(A)の3×3のパターンと一致するか否かを、各画素に対して判断することで、不適合パターン(画像)を検出することが可能である。具体的には、着目画素を(i,j)としたとき、元の画像を2値化(画像データ1以上か画像なしか)し、j-1からj+1の行範囲における2値化後の値の和を算出する。
なお、図6に示すムラ補正不適合検出手段の構成例は一例であり、その他の処理、例えば不具合が生じ得る画像パターンを予め登録しておき、そのパターンとのマッチングを取る方法など、種々のものが利用可能である。
濃度ムラ補正処理ステップ90Cで補正が行われた画像データは、次に、N値化処理ステップ90Eに送られ、閾値マトリックスまたは誤差拡散法等の公知の方法を用いて、出力階調をどのようなサイズのドットを用いて再現するかを決定される。ここでは、例えば、最も一般的な3値(吐出ドットサイズが、標準サイズと不吐出対応/高濃度用の大サイズ)を選択して、画像データを構成する。
N値化処理ステップ90EでN値化された画像データは、プリント制御部による制御の下、ヘッドドライバ用データに変換された後、ヘッドドライバを介して記録ヘッドに送られ、印字出力が行われる。
本実施形態に係る画像形成装置は、先に説明した実施形態の画像形成装置(のムラ補正機能部)に、画像異常対処設定手段90Hと画像修正手段90Jとを設け、画像異常を判断するレベルとその対処方法を設定できるようにしたものである。
例えば、前出の1本ラインに対する対処方法としては、
(1)異常を通知せず、そのまま印刷する。
(2)異常を通知して、印刷を続行する。
(3)可能であれば、所定の画像修正を実施する。
(4)直ちに、印刷を停止する。
が考えられる。
画像異常対処設定手段90Hは、考えられる対処方法のいずれかを設定し、画像異常判定手段90Fに通知する。
(1)の「異常を通知せず、そのまま印刷する。」の場合は、そのまま印刷を続行し、(2)の「異常を通知して、印刷を続行する。」の場合は、画像異常通知手段90Gで異常を通知して印刷を続行する。
また、(3)の「可能であれば、所定の画像修正を実施する。」の場合は、画像修正手段90Jで画像を修正し、(4)の「直ちに、印刷を停止する。」の場合は、文字通り、プリント停止手段により、即座にプリントを停止する。
また、本発明によれば、ユーザが予め、異常が発生した場合の対応、レベルを入力することができ、一部では異常画像を補正することも可能とした画像処理方法、並びにこの方法を用いる画像形成装置を実現できるという効果を奏するものである。
12 供給部
14 搬送部
16 描画部
18 加熱加圧部
20 排出部
22 制御部
24 スキャナ
30 マガジン
32 加熱ドラム
34,56 カッタ
34a,56a 固定刃
34b,56b 丸刃
36 吸着ベルト搬送部
38 ベルト
39 吸着チャンバー
40 ファン
42 ベルト清掃部
44 加熱ファン
50 記録ヘッドユニット
50K,50C,50M,50Y 記録ヘッド(インクジェットヘッド)
52 インク貯蔵/装填部
53 後乾燥部
54 加圧ローラ
58A,58B 排出部
60 吐出部
61 インク室ユニット
62 ノズル
63 圧力室
64 供給口
65 共通流路
66 アクチュエータ
67 加圧板
68 個別電極
70 インク供給タンク
72 フィルタ
74 キャップ
76 クリーニングブレード
77 吸引ポンプ
78 回収タンク
90A 階調補正処理
90B ムラ補正不適合画像検出手段
90C 濃度ムラ/不吐出補正処理(濃度ムラ補正処理)
90F 画像異常判定手段
90G 画像異常通知手段
90H 画像異常対処設定手段
90J 画像修正手段
170 通信インターフェース
172 システムコントローラ
174 画像メモリ
176 モータドライバ
178 ヒータドライバ
180 プリント制御部
182 画像バッファメモリ
184 ヘッドドライバ
186 ホストコンピュータ
188 モータ
189 ヒータ
P 被記録媒体
Claims (6)
- 被記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数の記録素子が配列されたフルライン型の記録ヘッドと、前記記録ヘッドと前記被記録媒体とを相対的に移動させる移動手段とを有し、前記移動手段により前記記録ヘッドと前記被記録媒体の少なくとも一方を搬送して前記記録素子の配列方向と直交する方向に前記被記録媒体を相対的に移動させつつ、前記記録素子から前記被記録媒体に向けてインク液滴を吐出させて、前記被記録媒体上にM階調の入力画像をN階調(N<M)画像に変換して形成する画像形成装置における画像処理方法であって、
前記記録素子の記録位置誤差と不吐出を含む記録特性を示す記録特性情報を取得する特性情報取得工程と、
この特性情報取得工程により取得された記録特性情報から濃度ムラ補正情報および不吐出記録素子位置情報を求める濃度ムラ補正情報算出工程と、
前記濃度ムラ補正情報と前記M階調の入力画像の画像データからムラ補正済み画像データを求める濃度補正処理工程と、
前記M階調の入力画像の画像データを2値化した画像データから、前記濃度補正処理工程で補正不可能なムラ補正不適合画像として、前記記録素子の配列方向と直交する方向に延在する線画画像を検出して、該線画画像に対応する前記記録素子の位置を表すムラ補正不適合画像位置情報を生成する不適合画像検出工程と、
前記ムラ補正済み画像データから前記N階調画像の画像データを求めるN値化処理工程と、
前記不吐出記録素子位置情報と前記ムラ補正不適合画像位置情報に応じて、画像異常が発生するか否かを判定する画像異常判定処理工程と、
この画像異常判定処理工程における判定結果に応じて、前記画像異常をユーザに通知する画像異常通知工程と
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 前記画像異常判定処理工程は、前記不吐出記録素子位置情報と前記ムラ補正不適合画像位置情報の両方が一致する記録素子に前記画像異常が発生すると判定するものである請求項1に記載の画像処理方法。
- 請求項1に記載の各工程に加えて、予め定められた前記画像異常の発生時における対応を、前記ユーザに選択させる対応指示受付工程を含み、
前記画像異常通知工程は、前記対応として、前記画像異常を前記ユーザに通知することが選択された場合に、前記画像異常を前記ユーザに通知するものである請求項1または2に記載の画像処理方法。 - 被記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数の記録素子が配列されたフルライン型の記録ヘッドを有する印字手段と、
前記記録ヘッドと前記被記録媒体の少なくとも一方を搬送して前記記録素子の配列方向と直交する方向に前記被記録媒体を相対移動させる搬送手段と、
前記記録素子の記録位置誤差と不吐出を含む記録特性を示す記録特性情報を取得する情報取得手段と、
この情報取得手段によって取得した記録特性情報に基づいて濃度ムラ補正情報および不吐出記録素子位置情報を求める濃度ムラ補正情報算出手段と、
前記濃度ムラ補正情報とM階調の入力画像の画像データからムラ補正済み画像データを求める濃度補正処理手段と、
前記M階調の入力画像の画像データを2値化した画像データから、前記濃度補正処理手段で補正不可能なムラ補正不適合画像として、前記記録素子の配列方向と直交する方向に延在する線画画像を検出して、該線画画像に対応する前記記録素子の位置を表すムラ補正不適合画像位置情報を生成する不適合画像検出手段と、
前記ムラ補正済み画像データからN階調(N<M)画像の画像データを求めるN値化処理手段と、
前記不吐出記録素子位置情報と前記ムラ補正不適合画像位置情報に応じて、画像異常が発生するか否かを判定する画像異常判定処理手段と、
この画像異常判定処理手段による判定結果に応じて、前記画像異常をユーザに通知する画像異常通知手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記画像異常判定処理手段は、前記不吐出記録素子位置情報と前記ムラ補正不適合画像位置情報の両方が一致する記録素子に前記画像異常が発生すると判定するものである請求項4に記載の画像形成装置。
- 請求項4に記載の各手段に加えて、予め定められた前記画像異常の発生時における対応を、前記ユーザに選択させる対応指示受付手段を含み、
前記画像異常通知手段は、前記対応として、前記画像異常を前記ユーザに通知することが選択された場合に、前記画像異常を前記ユーザに通知するものである請求項4または5に記載の画像形成装置。
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