JPH06155771A

JPH06155771A - 画像形成装置および濃度むら補正方法

Info

Publication number: JPH06155771A
Application number: JP4314908A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tajika; 博司田鹿; Norifumi Koitabashi; 規文小板橋; Masato Katayama; 正人片山; Hitoshi Nishigori; 均錦織
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1992-11-25
Publication date: 1994-06-03

Abstract

(57)【要約】【目的】高濃度で濃度むらのある記録ヘッドに対して
も濃度むら補正が可能となるようにすること。【構成】インクジェット記録ヘッド７１１の濃度むら
を補正するためのむら補正テーブルＲＯＭ７０５とむら
補正ＲＡＭ７１７を有する。ＲＯＭ７０５は第１の補正
テーブルで、画像信号を入力して記録ヘッドの吐出量分
布の補正をする。ＲＡＭ７１７は第２の補正テーブル
で、画像信号の濃度に応じてＲＯＭ７０５の補正量を変
化させる選択信号を出力する。この選択信号により、第
１の補正テーブルの補正量を各記録素子のドット濃度
（またはドット面積）に応じて変えることで、特に高濃
度吐出時ほどその補正量を多くすることができる。これ
により高濃度時の濃度むらがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は濃度むら補正機能を有す
る画像形成装置およびその濃度むら補正方法に関する。

【０００２】特に本発明は、インクジェット記録方式で
の記録ヘッド内の吐出口毎の吐出量ばらつきによる濃度
むらの補正に好適で、複数の吐出口を配列してなる加熱
型インクジェット記録ヘッドを使用した画像形成装置に
適用可能であり、複数の記録ヘッドを用いてなるカラー
画像記録装置に対して有効である。

【０００３】

【従来の技術】従来、インクジェット記録装置は吐出性
能の中でも重要な濃度変動や濃度むらの発生をなくすた
め、また吐出の速度・方向性（着弾精度）と吐出量Ｖ
_DROP〔ｐｌ／ｄｏｔ〕に関しての吐出特性安定化を行う
ために、１．吐出量制御方法（ＰＷＭ制御法）、あるい
は２．濃度むら補正方法（ヘッドシェーディング法：Ｈ
Ｓ法）を採用していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
１．の吐出量制御方法では特にシリアル印字方式では記
録ヘッドの平均的な吐出量制御を行うため、ページ内・
ページ間の濃度変動をなくすことは可能であったが、記
録ヘッド自身の持つ濃度むら（シリアル印字方式による
つなぎ方向のむら）、すなわち、記録ヘッドの吐出口毎
の吐出量ばらつきに対する補正ができないために、記録
ヘッドの吐出口内での濃度むらが完全に取り除けなかっ
たので、特にシリアル印字方式の画像形成装置ではシリ
アルのつなぎ目をピッチとした濃度むらが発生して、一
様なトーンの画像などでは顕著なむらとして目立つとい
う欠点があった。

【０００５】そこで、１．の吐出量制御方式の欠点を補
うために採用された２．の濃度むら補正方法では、ある
決まった出力パターン（濃度信号一定）でのむら補正
（ＨＳ法）を行うことで、ヘッドの吐出口内の吐出量ば
らつきに関してもある程度軽減してきた。しかし、上記
濃度むら補正方式では、ある一定のパターン（特定吐出
口の組み合わせによる決まったパターン）での補正を行
っているために、その濃度付近での濃度むらは完全にな
くすることが可能であった。しかし、１つの決まった濃
度だけの補正ではヘッド内の使用される吐出口の組み合
わせが決まっており、そのため印字比率が変化した場合
の、中でも高印字比率になると、記録ヘッドの濃度むら
が顕著に現れ、高濃度むら（特にベタ印字時：全吐出
時）を発生させることになる。この場合は、通常の方法
によるＨＳ法では平均値濃度補正方法により各記録ヘッ
ドの濃度の平均値に対して補正がかかるようにしている
ために、どうしても高濃度印字時には低濃度部の吐出口
の濃度を上げることができなかった。

【０００６】さらに、記録ヘッドの生産工程において多
量の記録ヘッドを造る場合にはどうしても濃度むらの大
きな記録ヘッド（濃度むらの大きな記録ヘッドはベタ状
態でも濃度むらが発生する）も救われなければならず、
歩留り向上が要求される。従って、特に高濃度領域での
濃度むらを補正する方法が必要とされてきた。

【０００７】このように、従来技術ではインクジェット
記録装置を画像読取装置等を介して外部機器からの画像
信号（多値データ）を使用するとき、ピクトリアルカラ
ー画像などを印字すると、結果として高濃度領域におい
て濃度むらが発生した。この状態で印字するとシアン・
マゼンタ・イエロー・ブラックの４色によって形成され
るフルカラー画像の中でもレッド・ブルー・グリーンな
どの２色混合によって形成される高濃度部色再現におい
て、特にシリアルのつなぎ部分を境に繰り返した濃度む
らが発生し著しく画像を低下させていた。

【０００８】つまり、一様なトーンの青空や夕焼け空、
森林などの部分でカラーバランスが部分的に崩れるため
色味の変化が生じ色むらとなって現れたり、色再現性が
低下（色差の増大）し画質を低下させる。また、ブラッ
ク・レッド・ブルー・グリーン等の単色画像でも濃度む
らが発生する等の問題があった。

【０００９】上述した従来の濃度むら補正方法をさらに
図面を参照して詳細に説明すると、従来の濃度むら補正
方法では図１に示すような固定された濃度のパターンの
み（濃度データ＝８０Ｈ・４回印字：変則３ライン）を
印字して、その濃度から類推される各色のヘッドの吐出
量分布を推定し、図２に示すような補正シーケンスに従
って、図３に示すような補正テーブル１：ＨＳテーブル
を演算によって作成し、このＨＳテーブルと、図４に示
すような画像信号（８ｂｉｔ信号：ＦＦ（ｈｅｘ）＝２
５６（ｄｅｃ））に対応した補正テーブル２：ＨＳ γ
曲線（補正曲線：線形曲線）の両方の補正をかけること
で対応してきた。

【００１０】従って、濃度データとして中間の濃度（８
０Ｈ：約５０％ＤＵＴＹの印字比率）でのむらを補正す
るために作成した補正テーブル１を使用して高濃度を印
字すると、図５の（Ｃ），（Ｄ）に示すように濃度デー
タとして約ＣＯＨ以上の濃度信号がきた場合、補正テー
ブル２によるデータの割り増し（テーブルの数字が大き
いものに対応：ｂ）では、入力信号を濃度むら補正した
補正信号がＦＦＨ（１００％ＤＵＴＹ）となって張り付
いてしまい、これ以上の割り増しは有効とならなくなっ
てしまう。つまり、全吐出によって張り付いた部分で平
均濃度以下の部分は濃度薄となって、図６に示すような
濃度むらを発生させていた。

【００１１】本発明の目的は、上述の点に鑑み、高濃度
で濃度むらのある記録ヘッドに対しても濃度むら補正が
可能で、ひいてはヘッドの歩留りの向上とピクトリアル
カラー画像を安定して出力することが可能な画像形成装
置および濃度むら補正方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の装置は、複数の記録素子を配列した記録ヘ
ッドの濃度むらを補正するため、該記録ヘッドの出力濃
度分布特性に応じて入力画像信号の濃度を補正する第１
の補正テーブルと、前記入力画像信号の濃度に応じて、
前記第１の補正テーブルでの補正量を高濃度出力時ほど
多くするように、該補正量を変化させる選択信号を前記
第１の補正テーブルに供給する第２の補正テーブルとを
具備したことを特徴とする。

【００１３】また、本発明はその一形態として、好まし
くは、前記記録ヘッドが複数個設けられ、各記録ヘッド
毎に前記第１および第２の補正テーブルを有することを
特徴とすることができる。

【００１４】また、本発明は他の形態として、好ましく
は、前記第２の補正テーブルの信号出力特性は非線形で
あることを特徴とすることができる。

【００１５】また、本発明は他の形態として、好ましく
は、前記記録ヘッドは複数のインク吐出口からインクを
吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドであり、
前記第１の補正テーブルは各前記インク吐出口の出力ド
ット濃度または出力ドット面積に応じてその補正量が変
えられることを特徴とすることができる。

【００１６】また、上記目的を達成するため、本発明の
方法は、記録ヘッドの複数の記録素子の濃度むらを検知
するためのテストパターンを発生させるステップと、該
テストパターンを記録媒体に記録させるステップと、該
記録媒体上に記録された前記テストパターンの濃度むら
を読み取るステップと、読み取った濃度むらデータに基
づいて濃度むらを補正するための演算を行うステップ
と、該演算の結果を各前記記録素子について記憶し、前
記記録ヘッドの濃度むら補正を入力画像信号に対して行
う第１の補正テーブルと、該入力画像信号の濃度に応じ
て前記濃度むら補正の補正量を変化させる第２の補正テ
ーブルとを用いて、各前記記録素子のドット濃度または
ドット面積に応じて当該補正量を変えるステップとを有
することを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明では、補正テーブル１（記録ヘッドの吐
出量分布の補正をするテーブル）と補正テーブル２（濃
度信号に応じて補正量を変化させるテーブル）との組み
合わせで濃度むら補正を行い、その補正テーブル１を各
吐出口のドット濃度（またはドット面積）に応じて補正
量を変えて、特に高濃度吐出口ほど補正量を多くする。
これにより、高濃度で濃度むらのあるヘッドに対しても
濃度むら補正が可能となる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１９】図７は本発明の一実施例の制御系の概略構
成を示す。図７において、１００１は画像形成装置の形
態に応じて設けられた１つまたは複数個の記録ヘッドで
ある。この記録ヘッド１００１はマルチ吐出口（吐出口
を複数個持つ）からなるものであり、本実施例ではシリ
アル記録方式によるＣ（シアン）／Ｍ（マゼンタ）／Ｙ
（イエロー）／Ｋ（ブラック）の４つのインクジェット
記録ヘッドを用い、カラー画像形成装置に適用したもの
である。１００３は記録媒体（被記録材）１００２に対
して記録ヘッド１００１を走査するためのヘッド走査
部、１０４０は記録媒体１００２の搬送部であり、記録
ヘッド１００１による記録位置に対して記録媒体１００
２を搬送する。

【００２０】１０１４はむら補正に使われる印字パター
ンを読み取るための画像読み取り部であり、本実施例で
は原稿を読み取り画像処理を行う原稿読取装置を共用し
ている。ここでは、原稿（印刷物や被記録媒体に印字し
たパターンなど）に光を照射する光源（ハロゲンラン
プ）とその反射光を読み取る読取部（レンズとＣＣＤセ
ンサ）とを有する。１０２０は濃度むら補正部であり、
後でその補正方法を詳しく述べるが、濃度むら補正用パ
ターンから読み取られた濃度むらデータに基づいて、通
常記録時にヘッドのむら補正処理を行いながら画像記録
を行っている。１０１５は印字制御部であり、ＣＰＵ
（マイクロコンピュータ）によって濃度むら補正データ
の作成や記録ヘッドの駆動条件変更やその他の印字に関
する制御を行っている。

【００２１】図８は図１の制御系を有するカラーインク
ジェット記録装置の機構部分の外観を示す。ロール状上
に巻かれた被記録材４０は、搬送ローラ４１，４２（図
１の１０４０と同じ）を経て給紙ローラ４３との間に保
持されて、これらのローラが回転することで矢印４４の
方向に送られる。この被記録材４５（図１の１００２と
同じ）を横切ってガイドレール４６，４７が平行におか
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が左右に走査可能となっている。一方、ガイド
レール４７にはスリットが設けられており、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知するこ
とで、キャリッジ位置などが認識可能となっている。キ
ャリッジ４８にはイエロー，マゼンタ，シアン，ブラッ
クの４色のヘッド４９Ｙ，４９Ｍ，４９Ｃ，４９Ｂｋ
（図１の１００１と同じ）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。この各ヘッドは１
２８個（４００ＤＰＩ：Φ＝２０μｍ相当の穴径）の吐
出口を有したマルチ吐出口ヘッドである。被記録材４５
は記録ヘッド４９の印字幅（８．１２８ｍｍ相当）分ず
つ間欠送りされ、被記録材４５が停止している間に記録
ヘッド４９は矢印Ｐの方向に走査し、画像信号に応じた
インク滴（最大駆動周波数：４ｋＨｚ・インク吐出量：
約３０（ｎｇ／ｄｏｔ））を吐出する。

【００２２】図９は、本実施例における読み取り部１０
１４の読取ユニットおよびその走査機構の構成を示す。
読取ユニット６０の走査部分の上には透明な原稿台ガラ
スが置かれており、原稿はこの原稿台ガラス上に印刷面
を下向きにしてセットされ、下方から読取ユニット６０
で原稿の情報が読み取られる構成となっている。また、
読取ユニット６０は一対のガイドレール６１，６１′上
をスライドして画像を読み取る。読取ユニット６０は原
稿照明用の光源６２、および原稿像をＣＣＤなどの光電
変換素子に結像させるレンズ６３などにより構成されて
いる。６４はフレキシブルな導線束で、光源６２やＣＣ
Ｄへの電力供給ならびにＣＣＤからの画像信号、その他
の制御信号の伝達を行う。

【００２３】読取ユニット６０は記録媒体の搬送方向に
対して交差する方向の主走査（Ｇ，Ｈ方向）用のワイヤ
などの駆動伝達部（タイミングベルト）６５に固定され
ている。主走査方向の駆動伝達部６５はプーリ６６，６
６′の間に張架されており、主走査Ｇ方向に直行する画
像の行情報をＣＣＤに対応するビット数のピッチで読み
取る走査をする。画像の所定幅だけ読取が行われた後、
主走査パルスモータ６７は矢印Ｉとは逆方向に回転す
る。これにより読取ユニット６０は矢印Ｈの方向へ移動
し、初期位置に復帰する。

【００２４】なお、６８，６８′はキャリッジであり、
主走査方向Ｇとほぼ直行する副走査（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６
８′は固定部材７０により、プーリ７１，７１′に張り
渡されたワイヤなどの副走査（Ｆ）方向用の駆動力伝達
部７２に固定されている。

【００２５】主走査が終わった後、パルスモータもしく
はサーボモータなどの副走査駆動源（不図示）によりプ
ーリ７１が矢印Ｈの方向に回転して、所定距離（主走査
Ｇ方向の読み取り画像幅と同一の距離ｄ）移動し、キャ
リッジ６８，６８′を矢印Ｆの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の繰り返しにより原稿画
像の全領域を読み取ることができる。なお、読取ユニッ
トの副走査を行う代わりに、原稿を副走査送りしてもか
まわないのは勿論である。

【００２６】次に、本発明の濃度むら補正に関係した部
分についての説明をする。

【００２７】本実施例では高濃度領域で発生する濃度む
らについては通常従来から行われている平均吐出口濃度
で補正を行わずに、ヘッドの最低吐出口濃度：ＯＤ_MIN
による濃度むら補正を行うことで対応している。

【００２８】本実施例で行っている最低吐出口濃度補正
法の補正アルゴリズムについて図面を用いてさらに詳し
く述べる。この補正の目的は、最低吐出口濃度値へ各吐
出口の印字出力結果を収束させるためのもので、説明の
簡単のために記録吐出口数Ｎの場合について説明する。

【００２９】ある均一画像信号：Ｓｉで各素子：吐出口
（１〜Ｎ）を駆動して、印字したときに、このヘッドの
吐出口配列方向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ＯＤ₁ 〜ＯＤ_N を測定
し、最低濃度：ＯＤ_MIN を求める。この最低吐出口濃度
は、反射光量を検知して最低値を求める方法や周知の方
法を用いてよい。

【００３０】画像信号の値とある素子、あるいはある素
子群の出力濃度の関係が図１０に示すようであれば、こ
の素子あるいはこの素子群に実際与える信号は、画像信
号Ｓｉを補正して最低濃度：ＯＤ_MIN をもたらす補正係
数：α（α≦１）を定めればよい。すなわち、信号Ｓｉ
をα×Ｓｉ＝（ＯＤ_MIN ／ＯＤ_N ）×Ｓｉに補正した補
正信号のＳｉを、入力信号Ｓｉに応じてこの素子あるい
は素子群に与えればよい。具体的には入力画像信号Ｓｉ
に対して図１１のようなテーブル変換を施すことで実行
される。

【００３１】図１１において、直線Ａは傾きが１の直線
であり、入力信号Ｓｉをまったく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＝ＯＤ_MIN ／Ｏ
Ｄ_Nの直線であり入力信号Ｓｉに対して出力信号をα・
Ｓｉ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図５の直線Ｂのような
各テーブル毎の補正係数α_N を決定したテーブル変換を
施してから印字すれば、Ｎ個の記録素子で記録される部
分の各濃度はＯＤ_MIN 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、全吐出時の濃度むらも最低
濃度：ＯＤ_ＭＩＮに収束して補正され、均一な画像が得
られることになる。

【００３２】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のデータを
予め求めておけば、濃度むらの補正が可能となるわけで
ある。

【００３３】図１２は上記の補正アルゴリズムによる本
実施例の印字制御系の詳細な回路構成を示す。図１２に
おいて、７０１は上記読取キャリッジ６０を有する画像
読取ユニット、７０２はその読取キャリッジ６０が出力
する画像データ（Ｒ（レッド）／Ｇ（グリーン）／Ｂ
（ブルー）である。７０３は画像処理部であり、画像デ
ータ７０２の輝度信号を濃度信号に変換する対数変換回
路、色処理を行うマスキング回路、ＵＣＲ（下色除去）
回路、カラーバランス調整回路等を有する。７０４は画
像処理部７０３の画像処理後の画像信号（Ｃ／Ｍ／Ｙ／
Ｋ）である。７０５はむら補正変換テーブルが記憶され
ているＲＯＭ（リードオンリメモリ）、７０６はむら補
正後の画像信号、７０７は２値化回路、７０８は２値化
後の画像信号、７０９はヘッド駆動回路、７１０はヘッ
ド駆動信号である。７１１は記録ヘッドであり、図２の
ヘッド４９Ｙ〜４９Ｂｋを代表して示すものである。７
１２はむら読取信号、７１３はこの信号を保持するＲＡ
Ｍ（ランダムアクセスメモリ）、７１５は各部を制御す
るＣＰＵ（中央演算処理部）、７１８はむら補正信号、
７１７はむら補正ＲＡＭである。また、７２０はインク
の吸引などを行うことにより記録ヘッド７１１の吐出状
態を良好に保つための吐出回復部である。７２１は、図
１３を用いて説明する補正プログラムを格納したプログ
ラムＲＯＭ、７２３は被記録材４５を搬送するための被
記録材搬送部、７２５は記録ヘッド７１１を被記録材４
５に対して走査させるヘッド走査部である。

【００３４】画像処理部７０３で画像処理された画像信
号７０４は、むら補正テーブルＲＯＭ７０５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曲線（線形補正：直線）を例えば６
４本持っており、むら補正信号７１８に応じて補正曲線
を切り換えることになる。

【００３５】本実施例のむら補正テーブル７０５ではＹ
＝０．６８ＸからＹ＝１．００Ｘまでの傾きが０．００
５ずつ異なる補正直線を６４本有しており、上記のむら
補正信号７１８に応じて補正直線を切り換える。また、
濃度むら補正に対して低濃度部での白スジを避けるため
に、濃度むらオフセットをかけて、入力信号が２０Ｈ以
下の低濃度の場合はＹ＝１．０Ｘの直線１本のみを使用
して、むら補正信号７１８に対しても補正曲線を切り換
えることをさせないようにしてある。

【００３６】たとえば、吐出量の多い吐出口（結果とし
て被記録材上でのドット系が大きくなる）で記録する画
素の信号が入力した時には、傾きの小さい補正直線を選
択して画像信号を補正し、吐出量最低吐出口と等価な濃
度になるようにデータを間引きながらある面積の中での
濃度むら分布を補正する。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（７１８）を記憶している。すなわち、むら補正
ＲＡＭ７１７は０〜６３の６４種類の値を持つむら補正
信号を記録ヘッドの吐出口数分だけ記憶しており、入力
する画像信号と同期してＣＰＵ７１５の制御の下にむら
補正選択信号７１８を出力する。

【００３７】そして、このむら補正選択信号７１８によ
って選択されたむら補正テーブルＲＯＭ７０５の補正直
線により濃度むら補正された画像信号７０６は、ディザ
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、ヘッド駆動回路７０９を介して記録ヘッド７１
１を駆動することにより、濃度むらのないカラー画像が
形成される。なお、長期使用によって濃度むらの変動が
発生したり、記録ヘッドを交換したような場合に、使用
者が簡単に濃度むら補正値の変更が行えるように、上記
補正値の変更システムを本体シーケンスとして予め組み
込んでもよい。

【００３８】図１３は、本実施例によるむら補正処理の
処理手順の一例を示す。使用者が不図示のコントロール
パネル上の濃度むら補正キーを押すことによって、本手
順のプログラムが起動されると、まずステップＳ１にお
いてヘッド回復・初期化によって記録ヘッド７１１の吐
出安定性を確保する。これは、インクの増粘、ゴミや気
泡の混入などにより記録ヘッドが正常な吐出状態にない
ときに、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（濃度むらの分布状態）を認識することがで
きなくなる恐れがあるからである。この時の回復条件
は、使用状態や環境その他多くの条件によって最適化さ
れた回復を行えばよく、公知の回復条件（吸引、空吐、
温調、駆動条件など）の組み合わせでよい。なお、上記
の方法以外にもテストパターン印字時にウオーミングア
ップ印字を行ったり、安定領域の読取などで工夫しても
かまわない。

【００３９】次に、ステップＳ３およびＳ５において、
それぞれテストパターンの印字および読取を行う。本実
施例では、図１に示すようなパターンの複数の濃度むら
読み取りを行った結果は、図１４に示すようになってい
る。ここで横軸はＹ方向、すなわち記録ヘッドの吐出口
並び方向であり、縦軸はＸ方向の読取濃度を読み取り素
子の配列範囲において平均化したものを示したものであ
る。このように、濃度分布は印字領域の両端で読取装置
との兼ね合いからはっきりとした立ち上がりを示さない
ために、両端部での濃度補正が正確にかからなくなる場
合があったが、本実施例の変則３ライン印字によって両
端部の立ち上がり分を考慮することでこれを解決可能と
なった。

【００４０】この変則３ライン印字について、図１５を
参照して説明する。Ｘは記録ヘッドの走査方向、Ｙは記
録ヘッドの画素（吐出口）方向で１２８個の吐出口の配
列方向である。印字方法としては、まず１ライン目に９
９番目から１２８番目までの吐出口で印字を行い、次に
２ライン目は全吐出口を使用して印字を行い、最後に３
ライン目として１番目から３２番目の吐出口を使用して
印字を行う。図１６で破線で囲った領域はテスト画像を
読取装置を使って読み込む領域であり、本実施例では１
２８画素を使用しており、その左側には印字のウオーミ
ングアップ領域が設けてある。前後の３２吐出口を使用
する目的は前述した通り読み込みの立ち上がり（エッジ
を検出して濃度むらデータとその吐出口位置との対応を
させるために正確な読取が必要となる）を考慮したもの
である。

【００４１】この変則３ライン印字方法について図１７
を用いて説明する。まず全体の濃度分布を取り込んでお
き、印字が行われている部分とそうでない部分（白紙
部）をはっきりと区別できるような閾値（図１７の破線
部分）をあらかじめ決定しておく。次に、閾値以上の濃
度を持つ吐出口番号を割り出し（図１３のステップＳ
７）、そこから６４個戻った吐出口に対応する位置を１
番目の吐出口に割り当てて、順次２，３…１２８番の吐
出口割付を行う（図１３のステップＳ９）。このような
方法によって正確な吐出口の濃度分布が得られる。

【００４２】ただし、変則３ライン印字時に使用する両
側の吐出口数は、読取装置の性能によって左右されるの
でこの数字に限るものではないが、全吐出口を使用して
印字するときと同一状態（駆動条件・温調制御など）で
印字できるように制御する必要がある。

【００４３】このようにして読み取られたデータは３２
＋１２８＋３２の画素データとして一旦ＲＡＭ７１３に
格納され、前述したむら補正処理をするためにヘッドの
濃度むらとして必要な１２８画素分のデータに戻され
る。このときに、画素の読取位置精度を上げるための手
順として、ヘッドの吐出口配列方向での位置割付時に画
素間の重み付けを行ったり、スムージング処理を施しな
がら、各画素の濃度データを作成してもよい。本実施例
では、注目画素の吐出口配列方向に対して両側の濃度デ
ータをそれぞれ平均したデータ：Ｓｉ′＝（Ｓｉ_−１＋
Ｓｉ＋Ｓｉ₊₁）／３を使用している（図１３のステップ
Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１５）。また、記録媒体の種類やイ
ンクなどの変更に際してもこれらの条件を最適化すれば
よく、データ処理の方法や閾値の値等は変更してもよ
い。

【００４４】上述した本発明の実施例をさらに別の形態
に応用する場合において、多値印字のできる記録ヘッド
を用いると、テストパターンなどの濃度検査用印字を行
う際に多値印字記録ヘッドでは複数ドットで１画素を構
成するので、印字（階調性）濃度の変化を構成ドットの
記録ドット数を増減することで変調しているが、この場
合にも有効に適用可能である。

【００４５】さらに、吐出量制御やその他の印字制御と
の組み合わせによってさらに補正を正確に行ってもよ
い。

【００４６】（他の実施例）本発明の第２の実施例は、
デジタルカラー複写機に本発明を適用したものである。
この実施例では低濃度から高濃度までさらに濃度むら補
正が的確にかかるように、補正テーブル２（濃度信号に
応じた補正量を変化させるテーブル）を線形から非線形
にして濃度むらオフセットを加える。また、最低濃度に
よる補正を行うと濃度の低下が著しいので、平均濃度：
ＯＤ_AVG にある係数：β（＝０．８〜１．０）を乗じた
目標濃度：ＯＤ_COL に補正を行うように工夫している。

【００４７】この補正テーブル２は、濃度信号に対応し
たヘッドの吐出量むら（濃度信号によってインクで形成
されるドットと被記録材の白色部との割合が変化するこ
とにより、各濃度（ＤＵＴＹ）における濃度むらの割合
が異なる（図１８の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）参
照）を推定し、補正量を濃度信号に応じて非線形に変え
ている。図１９は非線形の補正テーブル２の具体例を示
す。従って、補正テーブル１（記録ヘッドの吐出量分布
の補正曲線）と補正テーブル２（ＨＳ γ曲線：非線形
補正曲線）の両方の補正を用いて、ヘッドの濃度むらの
補正を低濃度から高濃度までの全ての階調表現において
完全に補正を行うことが可能となるように構成してあ
る。

【００４８】次に、本実施例での補正テーブル２：ＨＳ
γテーブル（非線形）の作成方法について簡単に述べ
る。

【００４９】まず最初に、（１７個：ｊ個）（００Ｈ／
１０Ｈ／２０Ｈ／３０Ｈ／４０Ｈ／５０Ｈ／６０Ｈ／７
０Ｈ／８０Ｈ／９０Ｈ／Ａ０Ｈ／Ｂ０Ｈ／Ｃ０Ｈ／Ｄ０
Ｈ／Ｅ０Ｈ／Ｆ０Ｈ／ＦＦＨ）の濃度パターンを印字し
て、それぞれの濃度を読み取って、それぞれ濃度の平均
値：Ｓｉｊ_AVG または標準偏差：σｉｊを求める。次
に、８０Ｈの平均濃度データ：Ｓｉ_80H _AVG との比率：
Ｓｉｊ_AVG ／ＳＩ_80H _AVG を計算して、これらのデータ
を高次の近似（４次以上が望ましい）を行ってフィッテ
ィングさせる。すると、各濃度での８０Ｈに対する補正
量の割合ができるので、この補正量を８０Ｈのときを
１．０として、各濃度での割合を決め直し、補正テーブ
ル２を先程と同様にして０〜６３の６４本のテーブルを
作成して用いている。ただし、傾きが１．０以上のテー
ブルは本実施例では使用しない。

【００５０】本実施例では平均濃度を用いて補正量を決
めたが、濃度のバラツキを表す標準偏差：σを用いて補
正量を決定してもよい。ちなみに、濃度むらオフセット
量は前述の第１の実施例と同様に２０Ｈとした。補正テ
ーブル１：ＨＳテーブルの作成方法は先の実施例で詳し
く述べたので、ここでは詳細な説明は省くことにする。

【００５１】また、最低濃度による補正を行うと、万一
ヘッドのヨレや異常に、濃度の薄い部分が発生したとき
に、画像濃度の著しい低下を招く恐れがあるので、これ
を防ぐためにあらかじめ全吐出時に画像として濃度むら
の目立たない濃度差（ΔＯＤ＝ＯＤ_AVG −ＯＤ_MIN'）を
決めておき、全吐出口の平均濃度：ＯＤ_AVG にある係
数：β（ＯＤ_COL ＝ＯＤ_AVG ・β（β＝ＯＤ_AVG ／（Δ
ＯＤ＋ＯＤ_AVG ）：（＝約０．８〜１．０）を乗じた目
標濃度：ＯＤ_COL に補正を行うようにしたものである。
したがって、結果として濃度の高い吐出口ほど補正量が
大きくなっている。本実施例を行った場合の全吐出時の
濃度と濃度むらの様子を図２０に示した。

【００５２】このようにカラー複写機において、目標濃
度補正および濃度むらオフセットと非線形補正曲線を組
み合わせると、低濃度から高濃度まで全濃度領域で濃度
スジ・濃度むらのない美しいピクトリアル画像を形成で
きる。

【００５３】（さらに他の実施例）グラフィック部分と
文字部分とで濃度むら補正方法を変えることを行っても
よい。通常は濃度むらが顕著に発生し画像の劣化につな
がるのは中間濃度などによって形成されるグラフィック
部分である。他方、文字部分はラインで形成されるため
に濃度の低下による弊害の方がむしろ大きい。従って、
最低濃度むら補正をグラフィック部分のみに適用し、文
字部では行わないようにしても好ましい。この場合は、
複写機の画像読み取り信号（Ｒ／Ｇ／Ｂ）で検知した黒
文字処理部のデータのみを補正テーブル２をスルー（補
正を行わない）で通過させることで対応できる。

【００５４】このように、黒文字処理によって文字部を
検出できるが、例えばエッジ検出などで検出された部分
に本発明の方法を適用してもかまわない。また、文字を
検知する方法には関わらずに、本発明の方法を適用する
ことでグラフィックの濃度むらと文字部の濃度を両立さ
せることができる。

【００５５】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、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
達成できるからである。

【００５６】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４７４０
７９６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くとも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。

【００５７】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４４
５９６００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５９−１２３６７０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、本発明によれば記録
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。

【００５８】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００５９】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、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。

【００６０】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、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を用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００６１】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各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００６２】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
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃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を用いてもよ
い。加えて、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
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。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、熱エネルギの付与
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５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０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、上述した各インクに対して最
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。

【００６３】さらに加えて、本発明インクジェット記録
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、リーダ等と組
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。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
濃度むら補正を補正テーブル１（記録ヘッドの吐出量分
布の補正テーブル）と補正テーブル２（濃度信号による
補正量を変化させるテーブル）との組み合わせで行い、
補正テーブル１を各吐出口の濃度に応じて補正量を変え
ること、特に高濃度吐出口ほど補正量を多くするように
したので、高濃度部で濃度むらのあるヘッドに対しても
濃度むら補正が可能となり、ヘッドの歩留りの向上とピ
クトリアルカラー画像を安定して出力することが可能と
なる。

【００６５】従って、本発明によれば、複数色を重ね合
わせて画像を形成し、特に階調の再現性が重要なピクト
リアルカラー画像を形成する場合の効果は絶大となり、
色むらや濃度むらの発生がなくなる。

【００６６】特に、本発明は複数ヘッドを用いたシリア
ル印字方式のカラー複写機、多値入力用カラープリンタ
に対しては、ヘッド吐出口ピッチによる濃度むらによる
周期的なノイズを低減させるのに絶大な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】テストパターンの一例を示す図である。

【図２】従来の濃度むら補正処理の手順を示すフローチ
ャートである。

【図３】従来の補正テーブル１の一例を示す図である。

【図４】従来の補正テーブル２の線形タイプの一例を示
すグラフである。

【図５】従来の濃度むら補正後の各信号濃度における濃
度分布を示すグラフである。

【図６】従来の濃度むら補正後の濃度分布の一例を示す
図である。

【図７】本発明の一実施例の制御系の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図８】本発明の一実施例の画像形成装置の機構部分の
構成を示す斜視図である。

【図９】本発明の一実施例で用いる画像読取ユニットの
要部構成を示す斜視図である。

【図１０】本発明の一実施例における画像入力信号と出
力濃度との関係を示すグラフである。

【図１１】本発明の一実施例における濃度むら補正の補
正特性を示すグラフである。

【図１２】本発明の一実施例における濃度むら補正回路
を示すブロック図である。

【図１３】本発明の一実施例における濃度むら補正処理
の手順を示すフローチャートである。

【図１４】本発明の一実施例における濃度分布の一例を
示すグラフである。

【図１５】本発明の一実施例で採用した変則３ラインの
テストパターン作成の方法を説明する図である。

【図１６】濃度むらの読み取り位置を拡大して示す図で
ある。

【図１７】本発明の一実施例における変則３ラインの濃
度分布を示すグラフである。

【図１８】本発明の他の実施例における各信号濃度に対
応する濃度分布を示すグラフである。

【図１９】本発明の他の実施例における非線形タイプの
補正テーブル２を示すグラフである。

【図２０】本発明の他の実施例における濃度むら補正後
の濃度分布を示す図である。

【符号の説明】

７０１画像読み取りユニット７０３画像処理部７０５むら補正テーブルＲＯＭ７１１記録ヘッド７１３ＲＡＭ７１５ＣＰＵ７１７むら補正ＲＡＭ１００１記録ヘッド１００３ヘッド走査部１０１４読み取り部１０１５制御部１０２０むら補正部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者錦織均東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の記録素子を配列した記録ヘッドの
濃度むらを補正するため、該記録ヘッドの出力濃度分布
特性に応じて入力画像信号の濃度を補正する第１の補正
テーブルと、前記入力画像信号の濃度に応じて、前記第１の補正テー
ブルでの補正量を高濃度出力時ほど多くするように、該
補正量を変化させる選択信号を前記第１の補正テーブル
に供給する第２の補正テーブルとを具備したことを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】前記記録ヘッドが複数個設けられ、各記
録ヘッド毎に前記第１および第２の補正テーブルを有す
ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記第２の補正テーブルの信号出力特性
は非線形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。
【請求項４】前記記録ヘッドは複数のインク吐出口か
らインクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッ
ドであり、前記第１の補正テーブルは各前記インク吐出口の出力ド
ット濃度または出力ドット面積に応じてその補正量が変
えられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記ヘッドは、熱エネルギーを用いてイ
ンクを吐出することを特徴とする請求項４に記載の画像
形成装置。
【請求項６】記録ヘッドの複数の記録素子の濃度むら
を検知するためのテストパターンを発生させるステップ
と、該テストパターンを記録媒体に記録させるステップと、該記録媒体上に記録された前記テストパターンの濃度む
らを読み取るステップと、読み取った濃度むらデータに基づいて濃度むらを補正す
るための演算を行うステップと、該演算の結果を各前記記録素子について記憶し、前記記
録ヘッドの濃度むら補正を入力画像信号に対して行う第
１の補正テーブルと、該入力画像信号の濃度に応じて前
記濃度むら補正の補正量を変化させる第２の補正テーブ
ルとを用いて、各前記記録素子のドット濃度またはドッ
ト面積に応じて当該補正量を変えるステップとを有する
ことを特徴とする濃度むら補正方法。