JPH04201349A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、むら補正データ作成装置および画像形成装置
に関し、特に複数の記録素子を配列してなる記録ヘッド
を用いて画像形成を行う画像形成装置に適用して好適な
ものである。

特に、本発明はインクジェット記録装置の記録ヘッドの
印字特性を自動調整する機構を備えた装置に関し、カラ
ー画像をインク滴の重ねによって高階調に形成する装置
に特に有効なものである。

［背景技術］ 複写装置や、ワードプロセッサ、コンピュータ等の情報
処理機器、さらには通信機器の普及に伴い、それら機器
の画像形成（記録）装置としてインクジェット方式や熱
転写方式等による記録ヘッドを用いてデジタル画像記録
を行うものが急速に普及している。そのような記録装置
においては、記録速度の向上のため、複数の記録素子を
集積配列してなる記録ヘッド（以下この項においてマル
チヘッドという）を用いるのが一般的である。

例えば、インクジェット記録ヘッドにおいては、インク
吐出口および液路を複数集積した所謂マルチノズルヘッ
ドが一般的であり、熱転写方式、感熱方式のサーマルヘ
ッドでも複数のヒータが集積されているのが普通である
。

しかしながら、製造プロセスによる特性ばらつきやヘッ
ド構成材料の特性ばらつき等に起因して、マルチヘッド
の記録素子を均一に製造するのは困難であり、各記録素
子の特性にある程度のばらつきが生じる。例えば、上記
マルチノズルヘッドにおいては、吐出口や液路等の形状
等にばらつきが生じ、サーマルヘッドにおいてもヒータ
の形状や抵抗等にばらつきが生じる。そしてそのような
記録素子間の特性の不均一は、各記録素子によって記録
されるドツトの大きさや濃度の不均一となって現れ、結
局記録画像に濃度ならを生じさせることになる。

この問題に対して、濃度むらを視覚で発見し、または調
整された画像を視覚で検査して、各記録素子に与える信
号を手動で補正し、均一な画像を得る方法が種々提案さ
れている。

例えば第１９Ａ図のように記録素子３１が並んだマルチ
ヘッド３３０において、各記録素子への入力信号を第１
９Ｂ図のように均一にしたときに、第１９ｃ図のような
濃度むらが視覚で発見された場合、第１９Ｄ図のように
、入力信号を補正し濃度の低い部分の記録素子には大き
い入力信号を、濃度の高い部分の記録素子には小さい入
力信号を与えることが一般的手動補正として知られてい
る。

ドツト径またはドツト濃度の変調が可能な記録方式の場
合は各記録素子で記録するドツト径を入力に応じて変調
することで階調記録を達成することが知られている。例
えばピエゾ方式やバブルジェット方式によるインクジェ
ット記録ヘッドでは、各ピエゾ素子や電気熱変換素子等
の吐出エネルギ発生素子に印加する駆動電圧またはパル
ス幅を、サーマルヘッドでは各ヒータに印加する駆動電
圧またはパルス幅を入力信号に応じて変調することを利
用すれば、各記録素子によるドツト径またはドツト濃度
を均一にし、濃度分布を第１９Ｅ図のように均一化する
ことが可能であると考えられる。また駆動電圧またはパ
ルス幅の変調が不可能もしくは困難な場合、あるいはそ
れらを変調しても広い範囲での濃度調整が困難な場合、
例えば１画素を複数ドツトで構成する場合においては、
入力信号に応じて記録するドツトの数を変調し、濃度の
低い部分に対しては多数のドツトを、濃度の高い部分に
対しては少ない数のドツトを記録することができる。ま
た、１画素を１ドツトで構成する場合においては、イン
クジェット記録装置では１画素に対するインク吐出数（
打込み回数）を変調することによりドツト径を変化させ
ることもできる。これらにより、濃度分布を第１９Ｅ図
のように均一化することができるわけである。

本願出願人が出願した特開昭５７−４１９６５号公開公
報には、カラー画像を光学センサで自動的に読み取り、
各色インクジェット記録ヘッドに補正信号を与えて所望
カラー画像を形成することが開示されている。この公報
には、基本的な自動調整が開示されており、重要な技術
開示がなされている。しかし、実用化を進めていく中で
種々の装置構成に適用するためには種々の課題が顕在化
して（るが、この公報中には本発明の技術課題の認識は
見られない。

一方、濃度検知方式以外では、特開昭６０−２０６６６
０号公開公報、米国特許筒４．３２８．’５０４号明細
書、特開昭５０−１４７２４１号公報および特開昭５４
−２７７２８号公報に開示されるような、液滴の着弾位
置を自動的に読み取り、補正して正確な位置へ着弾する
ようにしたものが知られている。これらの方式も、自動
調整の技術としては共通するものの、本発明の技術課題
の認識は見られない。

［発明が解決しようとする課題］ かかる問題点に対処するためには、画像形成装置内に濃
度むら読取部を設け、定期的に記録素子配列範囲におけ
る濃度むら分布を読取って濃度むら補正データを作成し
なおすことが有効である。

これによれば、ヘッドの濃度むら分布が変化しても、そ
れに応じて補正データを作成しなおすため、常にむらの
ない均一な画像を保つことができるようになる。

第２０図はテストパターンの読取りの態様の説明図であ
る。ここで、５０３Ａは読取りセンサ５０３上Ｘ方向に
配列されたＣＣＤ等の読取り素子、５２０は記録媒体の
副走査方向（Ｙ方向）の範囲βにわたって記録素子５２
１が配列された記録ヘッドである。

５２４は記録媒体５０１と記録ヘッド５２０との相対的
移動（例えば記録媒体５０１のＸ方向への搬送）の過程
で記録素子５２１を適切に駆動することにより記録され
たテストパターンである。

ＣＣＤ等の読取り素子数は適当に定められるが、例えば
記録ヘッドの記録素子数と一致させることもでき、その
ような読取り素子群を有した読取りセンサ５０３．光源
、光学系を含む読取りユニットを図中Ｙ方向に走査しな
がらテストパターン５２４の濃度を読取ることができる
。読取りは読取り素子の配列範囲で行われるから、１つ
の記録素子に対して読取り素子数分の複数の濃度データ
が得られるが、これを平均化したものをその記録素子の
濃度とする。

そして、前述のように、マルチヘッドのすべての記録素
子への入力信号が同じであっても読み取られた濃度にむ
らがある場合には、入力信号を補正し、濃度の低い部分
の画像記録素子には大きい入力を、濃度の高い部分の画
像記録素子には小さい入力を与える。このようにしてマ
ルチヘッド全体においての濃度を均一化する。その後の
使用に伴い、その補正値では濃度むらが現れてしまった
ときには、その補正値に更に補正を加え、常に均一な濃
度を保てるようにするのである。

ところで、第２０図のような構成で読み取った濃度分布
は、一般に第２１図のようになる。ここで、横軸は画像
記録素子の配列方向、縦軸はそれぞれの画像記録素子に
対応する濃度である。このとき問題となるのは、マルチ
ヘッドの端部付近にある画像記録素子の印字部分は他の
記録素子の印字部分に比べて、その状態が異っていると
いうことである。つまり、他の画像記録素子によって印
字された部分はその両側に隣の記録素子による印字部が
存在するが、端部素子ではその片側は記録媒体の地色（
例えば白）が現れている。従って第２１図のように端部
の濃度はなめらかな曲線を描いてしまい、濃度は実際値
より低く読みこまれることになる。このような状態で補
正をかけてしまうと、マルチヘッド印字領域のつなぎ目
の部分の濃度が必要以上に高（出てしまうおそれがある
。

本発明は、かかる問題点を解決し、濃度むらの正確な補
正が可能な濃度むら補正データ作成装置、および画像形
成装置を提供することを目的とする。

［課題を解決する・ための手段］ 本発明は、かかる問題点を解決することを目的とし、そ
のために、本発明は、複数の記録素子を配列した記録ヘ
ッドを前記配列の方向とは異なる方向に記録媒体と相対
的に移動させることにより画像形成を行う画像形成装置
において、前記配列′の範囲にわたる記録素子の駆動を
行うことにより形成される部分、およびその両側部に接
して設けられ一部の記録素子を駆動することにより形成
される部分を有するテストパターンを、前記記録ヘッド
に形成させる手段と、前記テストパターンの読取りを行
う読取り手段と、当該読取りの結果に基づいて前記複数
の記録素子の駆動条件を補正する補正手段とを具えたこ
とを特徴とする。

［作　用］ 本発明によれば、読取られたむらデータと記録素子（特
に端部記録素子）との対応を正確にとり、正確なむら補
正データを作成することができる。また、両側の部分は
全記録素子を駆動して形成するものでないため、記録剤
の浪費も生じない。

（以下余白） ［実施例コ 以下、図面を参照し、次の手順にて本発明の実施例を詳
細に説明する。

（１）概要（第１図） （２）装置の機械的構成（第２図） （３）読取り系（第３図〜第５図） （４）制御系（第６図、第７図） （５）むら補正処理（第８図〜 第１２図） （６）第２の実施例（第１３図、第１４図）（７）第３
の実施例（第１５図〜第１８図）（８）その他 （１）概要 第１図は本実施例の主要部の概略図である。

ここで、１００１は画像形成装置の形態に応じて１また
は複数個数設けた記録ヘッドであり、以下に述べるより
具体的な実施例においては複数の吐出口を整列させてな
るいわゆるシリアルプリンタ用のインクジェット記録ヘ
ッドである。１００３は記録媒体（被記録材）　１００
２に対して記録ヘッド１００１を走査するための走査手
段、１０４０は記録媒体１００２の搬送手段であり、記
録ヘッド１００１による記録位置に関して記録媒体１０
０２を搬送する。

１０１４はむら補正に供されるテストパターンを読取る
ための手段であり、第１の実施例では原稿を読取って記
録に供される信号を出力する読取り手段を兼用している
。この手段は、記録媒体表面に光を照射する光源、その
反射光を受容するセンサ等を有する。１０２０は濃度む
ら補正手段であり、テストパターンから読取られた濃度
むらに応じて記録時における記録ヘッドの駆動条件を補
正する。

１０１５は制御手段であり、読取りデータに基づいてむ
ら補正データの書換えや記録ヘッドの駆動を行ったり、
後述する変則３ライン印字を実行させる。

（２）画像形成部の構成 第２図は、第１図におけるドロップ・オン・デマンド型
のインクジェット方式の記録ヘッドを搭載した像形成部
の一実施例の斜視図である。

第２図においてロール状に巻かれた被記録材４０は、搬
送ローラ４１．４２を経て給送ローラ４３で挟持されて
回転することにより４４方向に送られる。この被記録材
４５を横切ってガイドレール４６．４７が平行に置かれ
ており、キャリッジ４８に搭載された記録ヘッドユニッ
ト４９が左右に走査する。一方のガイドレール４７には
スリットが設けられ、このスリットをキャリッジ４８に
設けたフォトセンサで検出することにより、キャリッジ
位置等が認識される。キャリッジ４８にはイエロ、マゼ
ンタ、シアン、ブラックの４色のヘッド４９Ｙ、　４９
Ｍ、　４９Ｃ，４９Ｂ、が搭載されており、これに４色
のインクタンクが配置されている。各ヘッドは１２８個
の吐出口を持つ所謂マルチノズルヘッドである。被記録
材４５は記録ヘッド４９の印字幅分づつ間欠送りされる
が、被記録材４５が停止している時に記録ヘッド４９は
Ｐ方向に走査し、画像信号に応じたインク滴を吐出する
。

（３）読取り系 第３図は、本実施例における読取りユニットおよびその
走査機構の構成例を示す。

読取りヘッド６０の走査部分の上には透明なガラス板等
が置かれており、原稿２はこの板上に下向きに載置され
て下方より読取りヘッド６０で原稿上の画像が読取られ
る構成になっている。なお第３図に示した読取りヘッド
６０の位置が読取りヘッド６０のホームポジションであ
る。

第３図において、６０は読取りヘッドであり、−対のガ
イドレール６１．６１’上をスライドして画像を読み取
る。読取りヘッド６０は原稿照明用の光源６２、及び原
稿像をＣＯＤ等の光電変換素子群に結像させるレンズ６
３等により構成されている。６４は可撓性の導線束で、
光源６２や光電変換素子への電力供給ならびに光電変換
素子よりの画像信号等の伝達を行なう。

読取りヘッド６０は記録媒体搬送方向に対して交差する
方向の主走査（Ｇ、Ｈ方向）用のワイヤ等の駆動力伝達
部６５に固定されている。主走査方向の駆動力伝達部６
５はプーリ６６、６６°の間に張架されており、主走査
用のパルスモータ６７の回転により移動する。パルスモ
ータ６７の矢印１方向への回転により、読取りヘッド６
０は矢印Ｇ方向へ移動しながら、主走査Ｇ方向に直交す
る画像の行情報を光電変換素子群に対応するビット数で
読取る。

画像の所定幅だけ読取りが行なわれたのち、主走査パル
スモータ６７は矢印工とは逆方向に回転する。これによ
り読取りヘッド６０はＨ方向へ移動して初期位置に復帰
する。

なお、６８．６１１１°はキャリッジであり、主走査方
向Ｇとほぼ直交する副走査（Ｆ）方向用のガイドレール
６９．６９°上をスライドする。キャリッジ６８゜は固
定部材７０により、プーリ７１，７１’に張りわたされ
たワイヤ等の副走査（Ｆ）方向用の駆動力伝達部７２に
固定されている。

主走査Ｇが終わった後、パルスモータもしくはサーボモ
ータ等の副走査駆動源（図示せず）によりプーリ７１が
矢印Ｈ方向に回転して所定距離（主走査Ｇ方向時の読取
り画像幅と同一の距離ｄ）移動し、キャリッジ６８．６
８°を矢印Ｆ方向へ副走査して停止する。ここで再び主
走査Ｇが開始される。

この主走査Ｇ、主走査方向の戻りＪ、副走査Ｆの繰返し
により原稿画像域の全域を読取ることができる。

なお、読取りユニットの副走査を行うかわりに、原稿に
ついて副走査を行うようにしてもよい。

テストパターンから読取られた画像信号は、像形成部に
送られ、後述のように記録ヘッドの駆動条件補正に供さ
れることになる。

本発明において、画像形成時に濃度むらが発生しないよ
うに調整することの意味は、記録ヘッドの複数の液吐出
口からの液滴による画像濃度を記録ヘッド自体で均一化
すること、または複数ヘッドごとの画像濃度を均一化す
ること、または複数液混合による所望カラー色が所望カ
ラーに得られるようにするか或は所望濃度に得られるよ
うにするかのために均一化を行うことの少なくとも１つ
含むものであり、好ましくはこれらの複数を満足するこ
とが含まれる。

そのための濃度均一化補正手段としては、補正条件を与
える基準印字を自動的に読み取り自動的に補正条件が決
定されることが好ましく、微調整用、ユーザ調整用の手
動調整装置をこれに付加することを拒むものではない。

補正条件によって求められる補正目的は、最適印字条件
はもとより、許容範囲を含む所定範囲内へ調整するもの
や、所望画像に応じて変化する基準濃度でも良く、補正
の趣旨に含まれるものすべてが適用できるものである。

例として、補正目的として平均濃度値へ各素子の印字出
力を収束させることとした記録素子数Ｎのマルチヘッド
の濃度むら補正の場合を説明する。

ある均一画像信号Ｓで各素子（１〜Ｎ）を駆動して印字
した時に濃度分布が生じているとする。

まず各記録素子に対応する部分の濃度ＯＤ、〜ＯＤＨを
測定し補正目的としての平均濃度ＯＤ＝Σ００．／Ｎを
求める。この平均濃度は、各素子ごとに限られず、反射
光量を積分して平均値を求める方法や周知の方法によっ
て行われても良い。

画像信号の値とある素子あるいはある素子群の出力濃度
との関係が第４図のようであれば、この素子あるいはこ
の素子群に実際に与える信号は、信号Ｓを補正して目的
濃度ＯＤをもたらす補正係数αを定めれば良い。即ち、
信号ＳをαＸ５＝（００１００ｎ）ＸＳに補正した補正
信号のＳを入力信号Ｓに応じてこの素子あるいは群に与
えれば良い。具体的には入力画像信号に対して第５図の
ようなテーブル変換を施すことで実行される。

第５図において、直線Ａは傾きが１．０の直線であり、
入力信号を全（変換しないで出力するテーブルであるが
、直線Ｂは、傾きがα＝ＯＤ１０Ｄ、ｌの直線であり入
力信号Ｓに対して出力信号をα・Ｓに変換するテーブル
である。従って、ｎ番目の記録素子に対応する画像信号
に対して第５図の直線Ｂのような各テーブルごとの補正
係数α。を決定したテーブル変換を施してからヘッドを
駆動すれば、Ｎ個の記録素子で記録される部分の各濃度
は面と等しくなる。このような処理を全記録素子に対し
て行えば、濃度むらが補正され、均一な画像が得られる
ことになる。すなわち、どの記録素子に対応する画像信
号にどのようなテーブル変換を行えばよいかというデー
タをあらかじめ求めておけば、むらの補正が可能となる
わけである。

この目的補正を各ノズル群（３本〜５本単位）の濃度比
較で行い近似的均一化処理としても良いことはいうまで
もない。

このような方法で濃度むらを補正することが可能である
が、装置の使用状態や環境変化によっては、または補正
前の濃度むら事態の変化や補正回路の経時的変化によっ
てその後濃度むらが発生することも予想されるので、こ
のような事態に対処するためには、入力信号の補正量を
変える必要がある。この原因としては、インクジェット
記録ヘッドの場合には使用につれて、インク吐出口付近
にインク中からの析出物が付着したり、外部からの異物
が付着したりして濃度分布が変化することが考えられる
。このことは、サーマルヘッドで、各ヒータの劣化や変
質が生じて、濃度分布が変化する場合があることからも
予測される。このような場合には、例えば製造時等の初
期に設定した入力補正量では濃度むら補正が十分に行わ
れなくなってくるため、使用につれて濃度むらが徐々に
目立ってくるという課題も長期使用においては解決すべ
き課題となる。

（４）制御系の構成 第６図は以上の構成による制御系の構成例を示す、ここ
で、７０１は上記読取りヘッド６０を有する読取りユニ
ット、７０２はその読取りヘッド６０が出力する画像デ
ータ、７０３は対数変換、マスキング、　ＵＣＲ、色バ
ランス調整等の処理を行う画像処理部、７０４は画像処
理後の画像信号、７０５はむら補正テーブルが記憶され
ているＲＯＭ　、　７０６はむら補正後の画像信号、７
０７は２値化回路、７０８は２値化後画像信号、７０９
はヘッド駆動回路、７１０はヘッド駆動信号である。７
１１は記録ヘッドであり、第２図のヘッドＩＹ〜ＩＢＫ
を代表して示すものである。

７１２はむら読取信号、７１３はこれを保持するＲＡＭ
　、　７１５は各部を制御するＣＰＵ　、　７１６，７
１８はむら補正信号、７１７はむら補正ＲＡＭである。

また、７２０は吸引等を行うことにより記録ヘッド７１
１の吐出状態を良好にするための吐出回復手段、７２１
は第８図につき後述するプログラムを格納したＲＯＭ　
、７２３は被記録材４５を搬送するための手段、７２５
は配録ヘッドを被記録材に対して走査させる手段である
。

画像処理された信号７０４は、むら補正テーブルＲＯＭ
７０５により、記録ヘッドのむらを補正するように変換
される。このむら補正テーブルは補正直線を６４本持っ
ており、むら補正信号７１８に応じて補正直線（あるい
は曲線）を切り換えることになる。

第７図はむら補正テーブルの一例を示し、本例ではＹ　
＝　０．６８Ｘ　カらＹ　＝　１．３１Ｘまマノ類きが
０．０１ずつ異なる補正直線を６４本有しており、むら
補正信号７１ｇに応じて補正直線を切換える。例えばド
ツト径が大きい吐出口で記録する画素の信号が入力した
ときには、傾きの小さい補正直線を選択し、逆にドツト
径の小さい吐出口のときには傾きの大きい補正直線を選
択することにより画像信号を補正する。

むら補正ＲＡＭ７１７はそれぞれのヘッドのむらを補正
するのに必要な補正直線の選択信号を記憶している。す
なわち、０〜６３の６４種類の値を持っむら補正信号を
吐出口数分記憶しており、入力する画像信号と同期して
むら補正信号７１８を出力する。

そして、むら補正信号によって選択された直線によりむ
らが補正された信号７０６は、デイザ法、誤差拡散法等
を用いた２値化回路７０７により２値化され、ヘッドド
ライバ７０９を介してヘッド７１１を駆動することによ
り、カラー画像が形成される。

以上のようなむら補正処理を行うことにより、ヘッドの
濃度の濃い部分の吐出口に対応した吐出エネルギ発生素
子は駆動エネルギ（例えば駆動デユーティ）を下げ、逆
にうすい部分の吐出口に対応した吐出エネルギ発生素子
は駆動エネルギを上げる。その結果記録ヘッド濃度むら
が補正され均一な画像が得られることになるが、使用に
つれてヘッドの濃度むらパターンが変化した場合には、
用いられていたむら補正信号が不適当になり、画像上に
むらが発生する。このようなときには、むら補正データ
の書換えを行う。

（５）むら補正処理 第８図は本例によるむら補正処理手順の一例を示す。

本手順が起動されると、まずステップＳｌにてヘッド回
復／初期化による吐出安定化動作を実行する。これは、
インクの増粘、塵埃や気泡の混入等により記録ヘッドが
正常な吐出特性を持たない状態となっていた場合におい
てそのまま濃度むら補正処理を行うと、忠実なヘッドの
特性（濃度むら）を認識することができな（なるおそれ
があるからである。

吐出安定化処理に際しては、記録ヘッド４９Ｃ〜４９８
にと上記吐出回復手段７２０の構成要素であるキャップ
とを対向・接合させ、そのキャップを介して吸引を行う
ことによりインクを吐出口より強制排出させるようにす
ることができる。また、キャップユニットに配設可能な
インク吸収体の吐出口形成面への当接、またはエアー吹
付けやワイピング等によって吐出口形成面を清掃するよ
うにすることもできる。また記録ヘッドを通常記録時と
同様に駆動して予備吐出を行わせるようにすることもで
きる。但し予備吐出時の駆動エネルギは記録時と必ずし
も同一でな（でもよい。すなわち、インクジェット記録
装置において行われる所謂吐出回復動作と同様の処理を
行えばよい。

なお、以上のような処理に代えて、もしくはその後に、
吐出安定化のためのパターンを記録媒体上に記録するこ
ともできる。そして、その後に濃度むら補正のためのテ
ストパターン等を記録するようにすればよい。そのよう
な吐出安定化のためのパターンは、後述のようなウオー
ミングアツプ領域としてもよい。

次に、ステップＳ３およびＳ５にて、それぞれ、テスト
パターンの印字およびその読取りを行うが、本例で行う
印字および読取りの態様を説明する。

前述したように、第２０図示の方法で濃度むら読み取り
を行った結果は、第２１図のようになっている。ここで
横軸はＹ方向すなわち吐出口並び方向であり、縦軸はＸ
方向の読み取り濃度を読取り素子配列範囲において平均
化したものである。このように、得られる濃度分布は、
従来例の説明で述べたように印字領域の両端ではっきり
した濃度の立ち上がりを示さない。

この対策として、第９図に示すように、３ラインの印字
を行い、その中央ラインのデータだけを用いて補正をか
けるという方法をとることが考えられる。３ライン印字
すれば記録ヘッド上の両端部の記録画素同志が隣接し合
うことになり、読み取りの場合の問題も解決される。

しかしながら、これでは記録ヘッド幅まるまる３ライン
分の印字を行うため次のような問題点が生じる。すなわ
ち、 （１）第１Ｏ図に示すように、読み取りデータが多いた
めに、メモリコストが高くなる。

（２）読み取りデータが多いために、演算速度が遅くな
る。

（３）画像記録剤（インクやトナーなど）の消費が大き
い。

などの問題が生じる。また、マルチヘッドの走査方向に
対して読み込み領域が的確に確保されていない場合には
、マルチヘッド自体の印字安定性が不確かなため、 （４）マルチヘッド上の画像素子間の濃度ムラ補正の信
頼性が低い。

などの問題点が生じる。

そこで、本実施例では、第１１図に示すように、変則３
ライン法によるテスト画像の印字を行う。

Ｘはインクジェットヘッドの印字方向、Ｙは画像記録素
子としてのインク吐出口１２８本が配列する方向である
。印字方法としては、まず１ライン目に１２１番目から
最終端までの吐出口がインク吐出を行う。次の２ライン
目では、すべての吐出口が吐出を行う。そして最終ライ
ンでは最先端から８番目の吐出口が吐出を行う。点線で
囲った領域はテスト画像を読み込む領域であり、その左
側には印字のウオーミングアツプ区間が保持されている
。吐出口の８個分という値は、端部ノズル同志が印字を
行ったつなぎめの部分がマルチヘッド中央部と同じ印字
状態にあるとみなせる値であり、これが満足されれば適
宜の個数とすることができる。

例えば、２個以上、全吐出口数の１７２以下の個数とす
れば、ヘッドの局部昇温によって吐出に悪影響が生じる
ことを排除できる。本例の場合端部より２個以上１０個
以下の吐出口を使用すればむら読取時のエツジ検出に際
して問題がなく、かつ、本例記録ヘッドでは端部吐出口
はど周囲からの熱伝達が少なく昇温か生じにくいので、
積極的にこの部分を使用することによって全吐出口にわ
たった温度の均一化を達成できるので好ましい。すなわ
ち、正常な記録動作状態を速やかに得ることができるの
で、補正処理の直後から記録動作を行うことができる。

また、所謂ブロック駆動を行うものである場合（例えば
本例において１２８個の吐出口を８個を１ブロツクとし
て１６ブロツクに分割し、ブロック単位で駆動を行う場
合）、ブロックを単位として使用することができる。例
えば、端部の１〜３ブロツクを使用でき、３ブロツク以
内であればエツジ検出時の問題および局部昇温の問題が
解決され、上記温度均一化も達成できる。

読み取り領域より前に印字されるウオーミングアツプ領
域は印字開始から吐出安定までの区間以上であれば十分
である。すなわち、前述のように、記録ヘッド放置時に
はインク液の蒸発などにより吐出口付近の状態に変化が
あるおそれがあり、吐出開始直後は経時的に印字状態の
変化が著しいので、ウオーミングアツプ領域はこの情況
に対処できるものである。印字開始から連続的に吐出を
行えば、この領域をとることによりテストサンプルとし
て用いるテストパターン領域を通常−時的な印字状態に
近付けることができるのである。

テストサンプル印字には誤差拡散法、平均濃度保存法な
どを用いて２値化された５０％ハーフトーンの印字デユ
ーティを用いている。印字デユーティにおいては他の値
でも濃度の読みとりおよび補正に関して特に問題はない
が、５０％デユーティで行うのが高いデユーティや低い
デユーティに対して最も補正値の濃度の信頼性が高（、
更にこの値が人間の目に対し最もむらが目立ちやすいと
されているので有効である。

サンプルの濃度読み取りを行う読取りヘッドについては
、第２０図のようなものと用いることができる。すなわ
ち、印字を行った紙に対し、ＣＣＤ素子やＢＡＳＩＳカ
メラ素子５０３Ａを配列したカメラ本体５０３を、Ｘ方
向に移動しながら読み込みを行ってい（ことができる。

このとき、濃度データとして実際に読み込みを行ってい
るのはウオーミングアツプ領域を過ぎてからの領域幅で
ある（第１１図のｄ）。

再び第８図を参照するに、ステップＳ７およびＳ９では
、それぞれ、上記Ｘ方向の濃度の平均化および吐出口に
対応させた濃度の割りっけを行う。それぞれの濃度をＮ
個、そこで、本例では、端部ノズル補正のために両側８
ノズルづつの印字を必要とする理由となる。ところでこ
の様に得られたそれぞれの濃度を１２８本の（本例では
１２８個）の吐出口に割り当てる方法としては、以下の
ものが採用できる。まず全体の濃度分布に対し、印字が
行われている部分と白紙の部分をはっきり区別できるよ
うなしきい値を決定する（第１２図の破線）。

次に、しきい値以上の濃度をもつ座標の中心値を求める
。そこから６４本分戻った座標を第１番目の吐出口とし
て１２８本の吐出口に順次当てはめていく。このように
して各吐出口の印字した濃度特性を得ることができる。

第９図、第１０図では、以上のプロセスを行うにあたり
常時１２８Ｘ３以上のデータを処理の対象としなければ
ならなかった。

よって端部吐出口の濃度特性は得られるが、印字領域お
よび読み取り領域がかなり大幅であるため、インクメモ
リおよび時間においてかなりのコストがかかることとな
った。これに対し、本実施例では、これらのコストが半
分以下で済むことになる。更にウオーミングアツプ領域
を読み取り領域内に入れてしまった場合に比べ、吐出口
の安定した状態での濃度情報が得られ、吐出口ごとの濃
度特性の信頼性が増すごとになる。このことにより補正
演算の信頼性が増す。

以上に基づいて、第８図のステップＳｌｌにてむら補正
演算が行われる。すなわち、濃度むらを読取った信号か
ら、吐出口数分の信号をサンプリングし、これらを各吐
出口に対応するデータとする。これらをＲｌ　Ｉ　Ｒ２
＋・・・Ｒｓ　（Ｎ＝１２８　）とすると、これらをＲ
ＡＭ７１３に一旦記憶させた後、ＣＰＵ７１５で次のよ
うな演算を行う。

これらのデータは Ｃ７＝　−ｌｏｇ　（Ｒｎ／Ｒｏ） （Ｒ，はＲ０≧Ｒ，となる定数；１≦ｎ≦Ｎ）となる演
算を施して濃度信号に変換される。なお、当該濃度値が
予め設定したしきい値がテストパターンの定常読取り濃
度の１／２であるとき、当該しきい値となる読取りユニ
ット走査方向上の位置がｐ、、ｐ、であるとする。この
点は端部にある吐出口によって形成されたドツトが読取
りセンサに半分だけ読取られた位置に対応する。従って
この点から１７２　ドツト分だけテストパターン内方に
偏倚した点の読取りデータを端部吐出口に対応する読取
りデータとし、Ｃ１，Ｃｓに関してはその値を採用する
。

次に、平均濃度 　　　Ｎ Ｃ＝Σ　ＣＩｌ／Ｎ を演算で求める。

続いて、各吐出口に対応する濃度が、平均濃度に対して
どの程度ずれているかを次のようにして演算する。

ΔＣ，＝　Ｃ／Ｃ。

次に、（ΔＣ）ｎに応じた信号補正量（ΔＳ）。をΔ５
ｌｌ＝ＡＸ八〇〇 で求める。

ここで、Ａは、ヘッドの階調特性によって決定される係
数である。

続いて、ΔＳｏに応じて選択すべき補正直線の選択信号
を求め、”０”〜”６３“の６４種類の値を持っむら補
正信号を吐出口数分むら補正ＲＡＭ７１７に記憶させる
（ステップＳ１３，５１５）。このようにして作成した
むら補正データによって各吐出口ごとに異なるγ直線を
選択し、濃度むらを補正し、むら補正データを書換える
。

以上の処理を、各色記録ヘッドについて１回、もしくは
所望の補正が行われるまで複数回繰返して、行うことが
できる。また、各色独立に行うのみならず、混色のテス
トパターンに対して行うようにすることもできる。

さらに、テストパターンの印字デユーティによって変化
させてもよい。すなわち、種々の濃度域において適正な
補正を施したい場合には、その濃度が得られる印字デユ
ーティにてテストパターンを印字し、その読取り結果を
利用することが考えられる（例えば、３０％、　５０％
、７５％のそれぞれや、各デユーティにて印字した後に
その平均をとるようなこともできる）。

また、記録媒体が所定のものであるときにのみテストパ
ターンの形成ないし補正を行うこともでき、その種類に
よらずこれを行うようにしてもよい。この場合には、例
えば記録媒体の種類に応じた適切なデユーティのテスト
パターンの形成、読取りないし補正を行うとともに、配
録媒体の種類に応じた閾値の変更を行うようにすること
ができる。

上述した本発明実施例において、少なくともテストパタ
ーン等の濃度検査用印字を行う際には複数ドツトで１画
素を構成するものである場合には、印字デユーティすな
わち印字の設定は構成ドツト数内の記録ドツト数の変調
によって行うことができる。

しかし上記印字比率は駆動電圧および／または駆動パル
ス幅の変調、あるいは１ドツトあたりのインク打込み数
の変調を行うことにより設定することもでき、これらは
１画素を１ドツトで構成する場合にも対応できるもので
ある。すなわち、印字比率がどのようなものの変調を行
うことによって設定されるものであっても、本発明を適
用できるのは勿論である。

また、本発明上記実施例では得られた補正処理を各吐出
エネルギ発生素子ごとに行うものとしている最適実施例
であるが、実用上は濃度均一化処理の収束状態や処理時
間を考慮すると、所定の隣接複数吐出エネルギ発生素子
に共通の補正を与えるように処理を施す補正が良い。こ
の観点からの最適構成は、記録ヘッドの多数吐出エネル
ギ発生素子が複数素子をまとめたブロック駆動グループ
ごとに共通の補正を与えるように構成することが良い。

このブロック駆動自体は周知または公知のものや特有の
ブロック駆動方式のいずれでも良いが、本発明の濃度む
らを判定した上での補正された均一化濃度を実施し得る
駆動条件が与えられることが前提であることは言うまで
もないことである。

（６）第２実施例 第１３図は本発明の第２の実施例を示す。

ここでは第１図における画像読み取り手段とは別に、画
像形成部に独立に濃度むら読み取りヘッドを設けた。本
実施例の画像読取部は第３図と同様に構成することもで
きるが、読取りユニットの副走査を行う機構を不要とし
てもよい。また第１３図において第２図と同じ符号を付
したものは、同様の構成要素を示す。

本実施例の像形成部には、第１３図の符号１２１で示す
ように、濃度む′ら読取りヘッドが設けられている。こ
の濃度むら読取りヘッド１２１はヘッドの、　　記録密
度と等しい読取り密度を持つラインＢＡＳＩＳカメラ等
であり、上述と同様にして印字サンプル（テストパター
ン）の濃度むらを読み取る。ただし、このとき読み取り
ヘッド１２１は固定されたままであり、被記録界４５が
給紙ローラの回転により４４の方向に遅られ、むら補正
パターンがムラ読取りヘッドの下を通過し、この通過の
際に、むら読取りヘッド１２１が濃度むらを読取る。

ここで得られた画像信号を第１実施例と同じ様に処理す
るのであるが、本例に係る制御系を第１４図に示す。こ
こで７０１〜７１８は第６図で説明したものと同じ機能
を示す。なお、本図では第６図における各部７２０．７
２１　、７２３．７２５は省略して示しである。本実施
例では画像読み取りユニット７０１とは全く別に濃度ム
ラ読み取りヘッド１２１がありこれにより得られた画像
信号７１２により第１実施例と同様に随時ムラ補正ＲＡ
Ｍを書き換え、常に均一な画像を得ることが可能となる
。

（７）第３実施例 次に第３の実施例について説明する。第１．２の実施例
では読み取り系−印字系を有した画像形成装置を例示し
たが、ここでは多値信号により印字を行うドツトプリン
タに対し専用のエリアＣＣＤセンサを別途用意して読み
取りを行う場合を示す。

第１５図はその配置を示しである。Ｔはテストサンプル
、６０５はＣＣＤのエリアカメラの本体である。第２の
実施例ではこのカメラと原稿を相対移動させることなし
に濃度を読み取るところに特徴がある。

第１５図におけるテストサンプルから矢印の方向にＣＣ
Ｄカメラを見たものが第１６図であり、６０６が読み取
り素子である。読み取り素子はＸ−Ｙ平面に均一に並び
、計３８万画素存在する。また印字サンプルの１ドツト
が第１７図に示すようにほぼ９画素分になるように設定
する。これだけの画素数があればテストサンプル領域は
一度に読み取ることが可能であり、更に３倍高解像度で
読み取った分、吐出口への濃度割り当てが３倍精度を増
す。

またこの方法であれば、ＣＣＤカメラ６０５のＹ方向に
制限があった場合でも変則３ライン印字の１ラインおよ
び３ラインを調節することによってかなりの範囲での対
応が可能となる。

このようにして得られた濃度データを前述実施例と同様
なデータ処理を行い、補正データを得るのであるが、こ
の場合は画像形成装置と画像読み取り装置が全（別体の
ものであるから、データ処理の経路が前述実施例に比べ
多少異る。

第１８図はデータ信号の処理ブロックを画像形成装置と
読み取り装置について示したものである。

７０２〜７１ｇは画像形成装置において第１実施例の第
６図におけるものと同じ作用を示す。９０１はエリアＣ
ＣＤの濃度むら読み取りヘッド、　９０２，９０４はそ
の信号値、９０３はＲＡＭ　、　９０５はＣＰＵ　、　
９０６は第１、第２実施例のＲＡＭに相当するもので、
濃度補正を行う度に取換えられるものである。専用の読
み取りヘッド９０１から送られた画像信号９０２は一担
ＲＡＭ９０３に保存され、その後ＣＰＵで処理を行う。

ここでの処理は第１．第２実施例と同じであるが、最後
にむら補正データはＲＯＭに書き込まれる。その書き込
みがなされたむら補正ＲＯＭ９０６は、画像形成装置に
移植され、次からはこのＲＯＭによってむら補正テーブ
ルが選択される。このような経過を随時行うことによっ
て、常に安定した均一な画像を得ることができる。

（８）その他 なお、本発明は、濃度むらが問題となりつる種々の記録
方式による画像形成装置に適用できるが（例えばサーマ
ルプリンタ等）、インクジェット記録方式に適用する場
合にはその中でもキャノン■によって提唱されているバ
ブルジェット方式の記録装置において優れた効果をもた
らすものである。かかる方式によれば記録の高密度化、
高精細化が達成できるので、濃度むらの発生を防止する
ことが一層有効になるからである。

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許
第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細
書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好
ましい。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュ
アス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマ
ンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシ
ートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、
記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇
を与える少な（とも１つの駆動信号を印加することによ
って、電気熱変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘ
ッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆
動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形
成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により
吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少な
くとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状
とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、
特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、
より好ましい、このパルス形状の駆動信号としては、米
国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２
号明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。

記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示され
ているような吐出口、液路、電気熱変換体の組合せ構成
（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が屈
曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第
４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号
明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加
えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリット
を電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５
９−２３６７０号公報や熱エネルギの圧力波を吸収する
開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−
１３８４６１号公報に基いた構成としても本発明の効果
は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのよう
なものであっても、本発明によれば配録を確実に効率よ
く行うことができるようになるからである。

加えて、上側のようなシリアルタイプのヘッドにあって
、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体
に装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本
体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタ
イプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的に
インクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘ
ッドを用いた場合にも本発明は有効である。

また、本発明に記録装置の構成として設けられる、記録
ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加
することは本発明の効果を一層安定できるので、好まし
いものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッド
に対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧
或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子
或はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは
別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定し
た記録を行なうために有効である。

また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数について
も、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられ
たものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対
応して複数個数設けられるものであってもよい。すなわ
ち、例えば記録装置の記録モードとしては黒色等の主流
色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的
に構成するか複数個の組み合わせによるかいずれでもよ
いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカ
ラーの少な（とも一つを備えた装置にも本発明は極めて
有効である。

さらに加えて、以上説明した本発明実施例においては、
インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で
固化するインクであって、室温で軟化もしくは液化する
もの、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３
０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を行ってインク
の粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが
一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状
をなすものであればよい、加えて、！極的に熱エネルギ
による昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変
化のエネルギとして使用せしめることで防止するか、ま
たはインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化する
インクを用いるかして、いずれにしても熱エネルギの記
録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イン
クが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点ではす
でに固化し始めるもの等のような、熱エネルギによって
初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は
適用可能である。このような場合のインクは、特開昭５
４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０
号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫
通孔に液状又は固形物として保持された状態で、電気熱
変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発
明においては、上述した核インクに対して最も有効なも
のは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。

さらに加えて、画像形成装置の形態としては、コンピュ
ータ等の情報処理機器の画像出力端末として用いられる
ものの他、リーグ等と組合せた複写装置、さらには送受
信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るもの等で
あってもよい。特に複写装置やファクシミリ等のように
画像読取り手段（リーダ）を原稿読取り系として備えた
機器においては、記録した画像の濃度むらを読取るため
の読取り手段として兼用することができる。

上記実施例には数々の技術課題をとり挙げた各構成を示
しであるが、本発明にとっては、上記各構成のすべてが
必須ではなく、設計された装置構成や所望の濃度均一化
レベルの設定によって任意に必要とされる構成を上記各
構成の中から１または複数を用いて行えばより好ましい
ものとなることを示しているものである。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、記録剤の浪費や
メモリ等の大型化を伴うことな（、むらデータと記録素
子との対応を正確にとり、正確なむら補正データを作成
することができるという効果がある。

また、これにより、画像形成装置は高画質、高品位の画
像を形成することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の概要を説明するための模
式図、 第２図は本発明画像形成装置の一実施例に係る本伊」 第３図はＷにおける読取りユニットおよびその走査機構
の構成例を示す斜視図、 第４図および第５図は記録ヘッドのむら補正の態様の説
明図、 第６図は第１実施例に係る制御系の構成例を示すブロッ
ク図、 第７図は本例において用いるむら補正テーブルを説明す
るための説明図、 第８図は第１実施例に係るむら補正処理手順の一例を示
すフローチャート、 第９図は本発明の前提となったテストパターンの３ライ
ン印字を説明するための説明図、第１０図はそのテスト
パターンより得られる濃度データの説明図、 第１１図は第１実施例に係る変則３ライン印字によるテ
ストパターンの説明図、 第１２図はそのテストパターンより得られる濃度データ
の説明図、 第１３図および第１４図は、それぞれ、本発明の第２実
施例に係る画像形成装置の斜視図およびその制御系の構
成例を示すブロック図、 第１５図、第１６図および第１７図は本発明の第３実施
例に係る読取り手段の説明図、 第１８図は本実施例の制御系の構成例を示すブロック図
、 第１９Ａ図〜第１９Ｅ図はマルチノズルヘッドにおける
濃度むら補正の態様を説明するための説明図、 第２０図は従来のテストパターン形成およびその読取り
を説明するための説明図、 第２１図はその読取りにより得られる濃度データの説明
図である。 ４５、１００２・・・記録媒体（被記録材）、４８・・
・キャリッジ、 ４９Ｙ、４９Ｍ、４９Ｃ，４９８に、７１１．１００１
・・・記録（印字）ヘッド、 ６０、１２１．９０１・・・読取りヘッド、７０１・・
・画像読取りユニット、 ７０３・・・画像処理部、 ７０５・・・むら補正テーブルＲＯＭ、７０７・・・２
値化回路、 ７０９・・・駆動回路、 ７１５、９０５・・・ＣＰＵ　。 ７１７．９０６・・・むら補正ＲＡＭ、７２０・・・吐
出回復手段、 ７２３・・・記録媒体搬送手段、 ７２５、１００３・・・ヘッド走査手段、１０１４・・
・読取り手段、 １０１５・・・制御手段、 １０２０・・・むら補正手段。 第４図 第５図 第７図 第８図 あ Ｎ　　＠ス 第１１図 ロロロロ日′６ 第１７図 第２０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数の記録素子を配列した記録ヘッドを前記配列の
   方向とは異なる方向に記録媒体と相対的に移動させるこ
   とにより画像形成を行う画像形成装置において、 前記配列の範囲にわたる記録素子の駆動を行うことによ
   り形成される部分、およびその両側部に接して設けられ
   一部の記録素子を駆動することにより形成される部分を
   有するテストパターンを、前記記録ヘッドに形成させる
   手段と、 前記テストパターンの読取りを行う読取り手段と、 当該読取りの結果に基づいて前記複数の記録素子の駆動
   条件を補正する補正手段と を具えたことを特徴とする画像形成装置。 ２）前記テストパターンは前記記録ヘッドの３回の前記
   移動の過程で記録され、前記読取り手段によって読取り
   が行われる位置までは前記記録ヘッドのウォーミングア
   ップのために形成される領域であることを特徴とする請
   求項１に記載の画像形成装置。 ３）前記記録ヘッドは多色カラー記録を行うために色を
   異にする記録剤に対応して複数設けられていることを特
   徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。 ４）前記記録ヘッドはインクジェット記録ヘッドの形態
   を有し、該インクジェット記録ヘッドはインクに膜沸騰
   を生じさせてインクを吐出させるために利用される電気
   熱変換素子を前記記録素子として有することを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれかの項に記載の画像形成装
   置。