JPH07137290A

JPH07137290A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH07137290A
Application number: JP5283691A
Authority: JP
Inventors: Masaru Hoshino; 勝星野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 1995-05-30

Abstract

(57)【要約】【目的】記録媒体のインクのにじみ特性が異なっても
常に良好な記録を行なう記録装置を、テスト記録用の用
紙や領域を特別に使うことなく実現する。【構成】記録ヘッド２とテストパターン像検出手段１
を具える記録装置でデータ記録領域２１の外部にテスト
パターン記録位置２２を設定し、設定された位置に微小
なテストパターンを記録し、記録されたテストパターン
像をテストパターン像検出手段１で検出し、検出結果に
よって記録条件を調整し、記録データを先のテストパタ
ーン像の記録された記録媒体８ａ上に記録ヘッド２によ
り記録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット素子に
よりインクを吐出させ記録媒体に文字や画像を記録する
インクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット方式による記録装置は、
インパクトドット方式のプリンタに比較して低騒音であ
ることから普及し始め、近年では小型化、低価格化が進
んだことから急速に普及しつつある。またコンピュータ
環境の充実に伴いカラー記録のニーズが増加しており、
黒に加えてイエロー、マゼンタ、シアンなどの色インク
を記録するヘッドの追加により比較的簡単にカラー記録
装置が実現できることからインクジェット方式による記
録装置が注目されている。

【０００３】以上のような状況の中でインクジェット記
録装置の高画質化が期待されている。記録装置において
画質の要因は解像度と階調性と色再現性の３つが重要と
されている。現在のカラーインクジェット記録装置はド
ット密度３００〜４００ｄｐｉでインクを黒、イエロ
ー、シアン、マゼンタの４色を用いるものが多く、文字
や簡単な図などの画像は実用レベルの画質を示すが、絵
や写真などの多くの階調を含む画像は未だ不十分な画質
である。

【０００４】インクジェット記録装置の画質は記録媒体
の特性に大きく影響される。インクジェット記録装置メ
ーカは画質の良い専用紙を推奨しているが、インクジェ
ット専用紙は高価であることと一般の事務用紙と質感が
異なることからユーザーは一般の事務用紙を使用するこ
とが多い。ここで実用上の問題点として事務用紙を用い
た記録の画質が劣ることに加えて、事務用紙の種類によ
っても大きく画質が異なることが挙げられる。これは紙
によってインクのにじみ方が異なることによるものであ
り、連続してドットが記録される文字部分などに比べて
分散してドットが記録される絵や写真などの画像部分に
おいて記録濃度や色が記録データのそれと大きく異なっ
てしまい画質を低下させる要因になっている。

【０００５】従って上に述べた問題点を解決するために
特開平２−３３２７号公報に示されているように記録前
にテスト記録を行ない、テスト記録された像を読み取る
ことでインクのにじみ度合を検知して補正を行なうなど
の方法が考案されている。

【０００６】しかしながら、従来の方法では、テスト記
録用として、テスト用紙を使用して良い場合や印字物内
にテストパターンが記録されてしまっても良い場合など
の特別な場合に限られてしまうという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明が解決
しようとする課題は、テスト用紙やテスト領域を使用で
きない一般の記録においてもテスト記録、テスト記録結
果の検出、検出結果による記録条件調整を可能とするこ
とで紙質など記録媒体の特性によらず記録品質を向上さ
せる実用的な記録装置を実現することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明においては、インク滴を吐出する記録ヘ
ッドにより記録媒体上に記録データに基づく画像を形成
するインクジェット記録装置において、１ドットのイン
ク量が０．１μｇ以下であり、記録媒体上の記録領域外
の位置に微小面積のテストパターンを記録する手段と、
記録媒体上に記録された前記テストパターンの濃度又は
面積分布を検出するテストパターン像検出手段と、前記
テストパターン像検出手段によって得られた前記テスト
パターンの濃度又は面積分布によって前記記録ヘッドの
インク滴量を調整する手段又は前記記録データの展開方
法を調整する手段とを具え、前記テストパターンが記録
されている記録媒体上に前記記録データに基づいた画像
を記録するようにした。

【０００９】

【作用】記録媒体上の記録領域外の位置に微小面積のテ
ストパターンを記録し、記録されたテストパターン像を
検出し、検出結果によってインク滴量または記録データ
展開方法を調整し、テストパターン像の記録された記録
媒体上に記録データに基づく画像を記録することで、テ
スト記録用の用紙や領域を特に使用することなく記録媒
体の特性に合わせた条件での記録が可能となり、実用的
に記録品質の高いインクジェット記録装置が実現でき
る。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づ
いて説明する。

【００１１】本発明の実施例として製作したインクジェ
ット記録装置の構成と動作及び特徴を図１から図１３に
より説明する。

【００１２】製作した記録装置は写真イメージの記録も
可能な記録装置で１２８ノズルの記録ヘッドを４本具
え、黒、イエロー、マゼンタ、シアンの４色のインク滴
をそれぞれ吐出できる。前記の記録ヘッドはそれぞれの
ノズルに対応した圧電素子によってインクを加圧し吐出
させるもので繰返し吐出周波数が２０ｋＨｚ、記録密度
６００ｄｐｉでＡ４大用紙１ページの記録速度は約３ｐ
ｐｍである。

【００１３】本実施例の記録装置は機構的にはいわゆる
シリアルプリンタと呼ばれるものであり、紙送り方向と
直行した方向に記録ヘッドを移動させて記録をおこな
う。その構造を図１により説明する。

【００１４】記録ヘッド２とテストパターン像検出手段
であるところのセンサユニット１を乗せたキャリッジ３
はキャリッジガイド６に沿ってモータ１０により矢印ａ
方向に往復運動する構造となっている。

【００１５】記録媒体であるところの記録紙８は、紙送
りローラ５を図示しないモータによって回転させ給紙ユ
ニット９から１枚づつ給紙され、記録位置であるプラテ
ン７と記録ヘッド２の間に送られる。また、必要に応じ
て記録紙８を矢印ｂの方向に前後させることができる。

【００１６】センサユニット１は記録紙上のテストパタ
ーン像を照明する光源とテストパターン像を読み取るＣ
ＣＤ素子から成っている。プラテン７の横の符号４はセ
ンサユニット１の校正用のパターンの印刷されている校
正板である。

【００１７】図１で示す記録ヘッド２の内部構造を断面
図として図１１に示す。図１ではインクを吐出するノズ
ルが下向きであるが、図１１ではノズル１１１を図面右
横向きに示す。インクはノズル１１１と圧力室１１２と
インク供給路１１３とインクタンク１１４に満たされて
おり、圧力壁１１５に接続された圧電素子１１６に電圧
波形を印加し変形させることで圧力室１１２のインクを
ノズル１１１からインク滴１１７として吐出する構造に
なっている。本実施例では図１１に示す様な構造を１色
について１２８素子形成して、各色１列に配置してい
る。

【００１８】本発明によれば、ホストコンピュータなど
から送られた記録データから記録領域を検出し記録媒体
上の記録領域外にテストパターン記録位置を決定する工
程、テストパターンを前記記録位置に記録する工程、記
録されたテストパターン像をテストパターン像検出手段
で検出する工程、検出されたテストパターン像によって
記録ヘッドのインク滴量あるいは記録データの展開方法
を調整する工程、が行なわれた後に、前記テストパター
ン像が記録されている同一の記録媒体上に記録データに
基づく実際の記録を行なう。

【００１９】図４に本実施例の構成を示すブロック図
を、図５に本実施例における記録動作のフローを示し、
以下に詳細に説明する。

【００２０】図５中符号５５で記録動作を開始すると図
中符号５６でテストパターンを記録するかどうか判断す
る。判断はユーザーに選択させる方法を採って特に記録
品質を必要としない場合や通常と同じ記録用紙を使用す
る場合などはテストパターン記録を省略させることもで
きる。また、判断は記録装置が用紙を交換したかどうか
などの情報を自動で判断して行なってもよい。しかし、
本発明によればテストパターン記録を行ないその結果を
検出して補正するのに、余分な用紙を必要とせず、また
それに要する時間もほとんどないので常にテストパター
ン記録をするようにしても良い。

【００２１】次に図５中符号５７で示すように記録デー
タからテストパターンを記録する場所を決定する。ホス
トコンピュータなどから送られた記録データは図４で示
す記録データメモリ４１に一時的に格納される。記録デ
ータは記録領域検出機構４５によって一部解釈されてデ
ータ記録領域外にテストパターン記録位置を決定し、制
御機構５３に通知する。

【００２２】本発明によれば記録媒体上のデータ記録領
域外の一部をテストパターン記録位置とするが、本実施
例では記録データの情報からデータの記録される領域を
検出し、記録媒体上の記録領域外の一部にテストパター
ン記録位置をソフトウェアによって決定する。本実施例
は機構的には、記録可能な領域はＡ４大の記録媒体の場
合下端部数ｍｍを除いてほぼ全面であるが、ホストコン
ピュータから送られる記録データはほとんど全ての場合
記録媒体の周縁に記録しない余白の領域を持つので、デ
ータ記録領域外の部分にテストパターンの記録が可能で
ある。

【００２３】図２に記録紙上の記録例を示す。符号８ａ
の記録紙と符号８ｂの記録紙は同一のものであり、記録
紙８ａはテストパターン記録直後の状態、記録紙８ｂは
その上から記録データに基づく画像を記録した状態であ
る。本例では文字記録の部分を符号２３、２４に文字を
省略して示し、中間調を含む画像記録の部分を符号２５
で示している。本例で前記記録領域検出機構４５は図中
２１で示す破線の領域をデータ記録領域として検出して
いる。そして制御機構５３によって図２の２２ａまたは
２２ｂで示すテストパターン記録位置をデータ記録領域
２１の外部右上に設定している。

【００２４】次に図５中符号５８で示すように記録する
テストパターンを選択する。本実施例では図４で示すテ
ストパターンメモリ４８に通常使用するテストパターン
の他により簡単なテストパターンと、比較的複雑なテス
トパターンの３種類のテストパターンを格納している。
テストパターン選択機構４９が、ユーザーの選択または
記録データの状態にに基づいてテストパターンを選択す
る。簡単なテストパターンは記録データが簡単な文字デ
ータだけの場合などに選択され、複雑なテストパターン
はユーザーが特に指定した場合に選択されテストパター
ン像検出結果のホストコンピュータへの報告または記録
用紙への出力も必要に応じて可能な構成としている。本
実施例の説明では図３に示すテストパターンのセットを
通常使用するテストパターンとして使用する。

【００２５】次に図５中符号５９で示すようにテストパ
ターン記録位置にテストパターン像を記録する。図４の
制御機構５３は先ほど決定したテストパターン記録位置
に従ってメカ機構ドライバ５１を駆動し記録用紙と記録
ヘッドをテストパターン記録位置に移動すると同時に、
テストパターンメモリ４８から選択されされたテストパ
ターンデータを記録ドットデータメモリ４３に転送し記
録ヘッドドライバ４４を駆動し記録ヘッド１からインク
滴を吐出し記録紙８ａ上にテストパターンを記録する。

【００２６】テストパターンは本例では図２記録領域２
１外の２２ａに示す部分に記録される。本例のテストパ
ターンは図３に示すように図中符号３１ａ、３２ａ、３
３ａ、３４ａ、３５ａの５つの部分のテストパターンか
ら成っている。符号３１ａ、３２ａ、３３ａは１ドット
のテストパターンであり、３４ａは２ドット×２ドット
の４ドット構成の集合ドットのテストパターンであり、
符号３５ａは３ドット×３ドット格子の中心のドットを
除いた８ドット構成のテストパターンである。１ドット
のテストパターンは記録領域が非常に狭い為に、万一、
記録紙の状態が異常な部分に記録された場合にはその検
出結果に大きな誤差を生じてしまう。従って本実施例で
は１ドットのテストパターンを３１ａ、３２ａ、３３ａ
と複数記録するようにしている。

【００２７】次に図５中符号６０で示すように校正パタ
ーンを読みとってテストパターン読み取り系を校正す
る。校正板は図１０に示すように白地に黒の校正パター
ンを印刷した金属にセラミクスのコーティングを施した
板である。

【００２８】次に図５中符号６１で示すようにテストパ
ターンが記録された位置でテストパターン像を読み取
る。本実施例のテストパターン像検出手段であるところ
のセンサユニットの構造を図８に断面図で示す。図中符
号９５は黒色の樹脂で成形した筒状のフレームであり、
その内部に照明系とセンサ系を配置している。光源９１
からの照明光をレンズ９２で概平行光にして記録紙８ａ
を照明し、記録されたテストパターン像３４ａの像はレ
ンズ９３によってＣＣＤ素子９４に投影される。本実施
例で用いたＣＣＤ素子は図９（Ａ）で示すように６０×
６０の格子状領域に３６００個のセンサ画素を持つもの
とした。図９（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は図３の符号３４ａで
示す４ドットのテストパターンをＣＣＤ素子上に投影し
た状態を示す説明図である。インク滴によって紙面上に
記録された像は、それぞれのドットは概円形であるが多
少不均一なにじみ状態を示す。図９（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）
は図３の３４ａで示す４ドットから成るテストパターン
の記録紙上の像がＣＣＤ素子に投影された状態を示す図
である。図９（Ｂ）の３４ｃは標準的なにじみ状態の
像、図９（Ｃ）の３４ｄはにじみが少ない例、図９
（Ｄ）の３４ｅはインクが大きくにじんだ状態を示して
いる。本実施例ではＣＣＤ素子の各画素の出力を図４符
号５０で示すＡ／Ｄ変換器でデジタルデータに変換し制
御機構５３に入力している。

【００２９】次に図５中符号６２で示すようにテストパ
ターン像読み取り結果を処理し補正手段を決定する。本
実施例では図４の符号５３で示す制御機構でソフトウェ
アによって処理している。

【００３０】処理結果によって図５符号６３で示すよう
に記録ヘッドドライブ波形の設定と記録データ展開方法
の設定を行なう。本実施例では図４において制御機構５
３により、記録ヘッドドライバ４４に接続されたドライ
ブ波形設定機構４７とデータ展開機構４２に接続された
展開処理設定機構４６を設定する。

【００３１】次に図５中符号６４で示すように記録デー
タの展開をおこなう。記録データは図４の符号４２で示
すデータ展開機構で先に設定された展開方法で展開され
記録ドットデータメモリ４３に格納される。

【００３２】次に図５中符号６５で示すように記録をお
こなう。図４で記録ドットデータメモリに格納されたデ
ータに従って先にドライブ波形を設定された記録ヘッド
ドライバ４４によって記録ヘッド２を駆動し、図２で示
す先にテストパターンが記録されている記録紙８ａ上に
記録画像を記録し符号８ｂの状態にとなり記録は完了す
る。

【００３３】先のテストパターン記録時のテストパター
ン像は図２符号２２ｂで示すように記録領域外に残る
が、テストパターンは微小面積であることに加えてデー
タ記録領域外に記録されているので、観察者は詳細に観
察しない限りテストパターンが記録された跡を発見する
ことはない。

【００３４】本方法によれば記録結果として同じ記録媒
体上に記録データとテストパターンが記録されるのでイ
ンク吐出量が多いと微小なテストパターンを形成するこ
とができず記録結果の品質を損なうことになる。そこ
で、本発明に当り１ドットのインク吐出量を変えて記録
を行ないその記録結果を官能評価する実験をした結果、
１ドットのインク吐出量が０．１μｇ以下であれば問題
ないことがわかった。従って本実施例では１ドットのイ
ンク吐出量を０．０３μｇとしている。

【００３５】また、１ドットのインク吐出量が０．１μ
ｇ以下であってもテストパターンの面積が多い場合はテ
ストパターン記録跡が目立って観察され記録結果を損な
うことがある。これについて連続した画像部分の大きさ
を様々に変化させたテストパターンと記録データを一緒
に記録し、記録結果を官能評価した結果、テストパター
ンの１箇所における連続領域の画像の大きさが直径０．
３ｍｍの円に収まる大きさであれば問題ないことがわか
った。また、同時にこの場合の単位面積当りのインク量
を評価した結果、テストパターンの記録ドット量を１ｍ
ｍ四方面積当り３μｇ以下にすればほとんどの記録媒体
で良好な結果が得られた。従って本実施例では図３の符
号３３ａ、３４ａ、３５ａにそれぞれ横方向の大きさを
０．０６ｍｍ、０．１ｍｍ、０．１４ｍｍと示す様にテ
ストパターンの大きさがそれぞれ直径０．３ｍｍの円に
十分入る大きさのテストパターンとしている。

【００３６】本実施例におけるテストパターン像読み取
り結果の処理方法を図６により説明する。

【００３７】ＣＣＤセンサからの信号は各画素毎にＡ／
Ｄ変換されそれぞれ光量に応じたデジタル値に変換され
る。本実施例においては読み取り系の校正時に図１０の
校正板の校正パターン１０２部分で黒レベルを、１０３
部分で白レベルを画素単位で検知し、更に、記録紙の記
録前の反射光量から記録紙の白レベルを検出して、ＣＣ
Ｄの各画素単位で読み取り結果の白／黒の判断のしきい
値を決定する。テストパターン像の読み取り結果は図６
の符号７１でＣＣＤの画素単位で、しきい値より高い場
合は白、しきい値より低い場合は黒として処理する。本
実施例ではまず図３の３１ａのドットパターンを検知し
図６の符号７２でＣＣＤ上の黒の画素数をカウントし単
独ドットテストパターンの面積とする。図３の符号３２
ａ、３３ａも同様に処理し、３４ａの集合ドットのテス
トパターンも同様にパターンの面積を図６の符号７３で
処理する。また、図３の符号３５ａのテストパターンは
図６の符号７４で黒部分に囲まれた白部分の画素数をカ
ウントし中ヌケ部分の面積とする。上記で測定された各
面積値を図６の符号７５でソフトウェアによって設定さ
れている判断ルールに従って処理する。その結果インク
滴のドット量を調整する場合はドライブ波形の設定を、
記録データの展開処理方法を調整する場合は展開処理方
法を設定する。本実施例では上記の判断処理を記録装置
とホストコンピュータの両方のソフトウェアを用いて実
現している。

【００３８】本実施例におけるインク滴のドット量を調
整する方法を図１１、１２、１３により説明する。本実
施例では図１１に示す構造の圧電素子を用いてインクを
加圧してノズルから吐出する方法を用いており、インク
の吐出動作は圧電素子１１６の端子に図１２に示す電圧
波形を印加することで行なう。すなわち図１２の電圧波
形１２１において説明すると、Ｔｃ０の区間で圧電素子
１１６を充電し端子間電圧を高くすることで圧電素子の
電極間が拡張する方向に歪むために図１１でそれに直行
する方向に接続されている圧力壁１１５は加圧室１１２
を拡張する方向にたわむ、この動作でインクをインク供
給路１１３から圧力室１１２に引き込む。

【００３９】次に図１２のＴｈで示す部分で圧電素子の
電圧を保持する。次にＴｄの区間で圧電素子の電荷を放
電する、このとき圧電素子は先の歪みを解放し図１１で
圧力壁１１５は圧力室１１２を収縮する方向に戻るので
インクはノズル１１１よりインク滴となって吐出する。
このような構造の記録素子では圧力室を拡張する時間を
変化させることでインクの圧力室への引き込み量と引き
込み速度が変化し吐出量が変化することが知られてい
る。すなわち図１２の圧電素子への印加電圧波形では通
常の充電時間Ｔｃ０を破線１２３で示すＴｃ１の様に短
くすればインク滴の吐出量が多くなり、破線１２２で示
すＴｃ２の様に充電時間を長くすればインク吐出量は少
なくなる。

【００４０】図１３は本実施例の記録ヘッドのドライブ
回路を示すものである。符号１１６は記録ヘッドの圧電
素子、符号１３１の破線で囲まれる部分が圧電素子に電
圧を印加し充電、放電をする部分、符号１３２の破線で
囲まれる部分がそれぞれの圧電素子のスイッチングをす
る部分である。回路は端子Ｔｓｃに制御信号を入力する
ことで符号１３３の破線で囲まれる部分から基準コンデ
ンサＣｏに定電流による充電をし、基準コンデンサＣｏ
の電位に応じてＴｒ２を通して圧電素子１１６を充電す
る。また、端子Ｔｓｄに制御信号を入力することで基準
コンデンサＣｏの電荷を符号１３４の部分で定電流で放
電しＴｒ２を通して圧電素子１１６の放電をする。回路
１３１に接続された複数の圧電素子１１６のそれぞれの
ドライブのＯＮ／ＯＦＦは端子Ｔｓ１、Ｔｓ２に加える
制御信号で行なう。従ってドライブ回路図１３において
基準コンデンサＣｏへの充電時間を決定している抵抗１
３５部分の抵抗値を変化させることで図１２Ｔｃで示す
充電時間を変更できるので、ドット量の調整が可能であ
る。

【００４１】本例では抵抗１３５に並列に接続すること
のできる抵抗１３６と１３７をリレーによるスイッチ１
３６ｓ、１３７ｓによって接続を制御し抵抗値を変化さ
せる構造としている。本実施例では全ての圧電素子のド
ライブ波形の設定が前記抵抗値の制御でできるのでドラ
イバ回路の構成が簡単である。

【００４２】本実施例のように圧電素子を用いてインク
を加圧するインクジェット方式の記録装置は圧電素子の
ドライブ波形を変えることで比較的簡単にインク吐出量
を変化させることができ、吐出量の変化幅もインク量で
３割程度は安定して変化させられるので本発明のドット
量の調整には適している。また、ドット量の調整にドラ
イブ電圧を変更する方式に比べてドライバの負荷の変動
が少なく安定した特性が得られる。

【００４３】本実施例におけるデータ展開方法の調整に
ついて図６、７により説明する。本実施例では、テスト
パターンの読み取り結果から、そのにじみ具合や再現性
が標準の記録状態に近いと判断される場合は、記録ヘッ
ドのドライブ波形の設定、記録データ展開方法の設定を
標準のまま記録を行なうが、にじみ具合や再現性が標準
状態より離れている場合、例えばテストパターンのにじ
み具合が標準より多い場合は、記録ヘッドのドライブ波
形を調整して吐出ドット量を少なくし、記録される画像
の状態を標準状態にする。しかしテストパターンのにじ
み具合や再現性が標準の記録状態から大きく離れている
と判断される場合はドライブ波形の変更によるドット量
の調整に加えて記録データ展開方法の変更を行ない、記
録される画像が標準の記録状態に近付くようにする。例
えば、テストパターンの記録状態からドットのにじみ量
が大きくドット量を標準より少なく調整しても記録され
る画像が標準状態にならないと判断される場合は、記録
データの展開処理方法の設定を変更し記録するドット密
度を少なくすることで、記録される画像を標準状態に調
整する。

【００４４】本実施例において、画像処理方法の調整
は、記録データを展開する場合に用いるγ特性の変更に
より行なう。中間調を含む記録データは、ホストコンピ
ュータからＲＧＢ値などで与えられるが、記録装置とし
て画素単位でのドット量の変調は不可能なので、記録面
積当りの記録ドット数を変調するディザ処理によって階
調記録を行なう。本実施例においてディザ処理できる階
調数を６４階調とした場合、面積当りの記録ドット密度
を６４段階で変調することになるが、それによって記録
される記録紙上の平均濃度は、記録ヘッドから吐出され
るインクのドット量によって異なったものとなる。

【００４５】図７（Ａ）に本実施例で６４段階のディザ
処理をしてグレースケールを記録した場合の紙面上の記
録濃度を示す。符号８２はドット径が標準の場合の特性
であり、符号８１はドット径が大きい場合の特性、符号
８３はドット径が小さい場合の特性である。グラフでわ
かるようにドット径が変化すると全体に再現される濃度
値が変化するがそれとともに、グラフの形も変化するこ
とがわかる。グラフではディザ処理のステップ値が０か
ら６４に増加するに従い記録される濃度が増加するが、
その中間と右上部分ににグラフが直線でなくなる部分が
存在する。これは、一般にドットゲインと呼ばれ、ディ
ザ処理のステップ値が増加して行く途中で記録されたド
ットとドットが接触し始める場合に発生し、濃度が急増
する現象である。図７のグラフより、記録ドットのドッ
ト径を変化させると、記録される濃度値が変わるだけで
なくドットゲインの発生する位置が変わることがわか
る。

【００４６】図７（Ｂ）は本実施例において、記録デー
タとして与えられる階調値からディザ処理のステップを
決定する為のγ特性の設定を示すグラフである。符号８
５はドット径が標準の場合の特性であり先に説明したド
ットゲインの記録特性を相殺するよう設定されている。
本特性により濃度データをディザステップ値に変換した
後、紙面上に記録すれば図７（Ａ）の符号８２でしめす
ディザステップ値ー記録濃度の特性により、記録データ
として与えられた階調値が紙面上でほぼ忠実に再現され
ることになる。

【００４７】本実施例において、テストパターンの読み
取り結果に基づいて、記録ヘッドのドライブ波形を変更
しドット量を変更することでドット径が標準になる場合
はデータ展開方法は標準のままで良いが、ドライブ波形
を変更してもドット径が標準にならない場合は更にデー
タ展開方法の変更による再現濃度値の標準化が必要にな
る。しかし、その場合も単純に画像展開時の濃度特性を
調整するだけでなく濃度変換特性全体の調整が必要であ
る。階調データによる記録結果濃度は図７（Ａ）のグラ
フで示す様にドット径の変化でドットゲインの位置が変
わるので図７（Ｂ）の符号８４、８６で示すようにドッ
トゲインの補正を含めたγ特性全体の変更をすること
で、記録再現性が改善される。

【００４８】以上のように、本実施例では、テストパタ
ーンが記録された記録媒体に記録データを記録するの
で、テストパターン用の用紙を使用することなく、ま
た、実際に記録する紙質に合わせた補正ができ、常に良
好な画像再現が可能になる。また、テストパターンの記
録媒体が実際の記録媒体と同じであること、テストパタ
ーンが簡単であること、テストパターン検出装置が記録
ヘッドと同一キャリッジに具えられていることにより、
テストパターン記録、読み取りのためののための時間を
極小にすることができた。

【００４９】なお、本発明によれば必ずしも上記実施例
と同様の構成を採る必要はなく、テストパターン発生機
構やテストパターン読み取り結果の処理機構、ドライブ
波形の設定機構や展開処理の設定機構などを含む各種メ
モリや展開機構、処理機構、設定機構などの機能はソフ
トウェアで実現しても良いしハードウェアで実現しても
良い。またそれぞれの機能は記録装置内にあっても良い
し接続されているホストコンピュータ上にあっても構わ
ない。また、それぞれの機能をそれぞれの部分が独立し
て実現しても良いし統合的に実現しても良い。また、上
記実施例の記録装置は圧電素子を用いた記録ヘッドを採
用しているが、本発明は熱素子を用いた記録ヘッドなど
圧電素子によらないインクジェット記録素子を用いる記
録装置においても有効である。また、記録画像の補正は
インクドット量のみを調整してもよいし、データ展開方
法のみを調整してもよいし、また、それらの組み合せに
よってもよい。

【００５０】上記実施例以外のテストパターンを以下に
説明する。図１４は本発明の記録装置に特に有効なテス
トパターンである。符号１４１は１ドットのテストパタ
ーン、符号１４２、１４３はそれぞれ２ドット×２ドッ
ト、３ドット×３ドットの集団ドットのテストパター
ン、符号１４５、１４６はそれぞれ３ドット×３ドッ
ト、５ドット×５ドットのの中心１ドットを除いたテス
トパターン、符号１４７、１４８はそれぞれ４ドット×
４ドット、６ドット×６ドットの中心２ドット×２ドッ
トを除いたテストパターンである。いずれのパターンも
多くの面積を必要としないので記録した結果がからほと
んどわからない点で本発明に適する。更に、いずれのパ
ターンもほぼ同心円状の形をしているのでテストパター
ン像検出手段での検出や検出結果の処理が簡単に行なえ
る。

【００５１】符号１４１の１ドットのテストパターンは
紙によるインクのにじみ具合がわかる最も簡単なパター
ンであり、テスト記録位置の自由度が高い。符号１４
２、１４３の集団ドットのテストパターンは紙によるイ
ンクのにじみ具合がわかるのと同時に、ドットのつなが
り方の特徴がわかる。また、記録面積が広いのでベタ記
録時の平均濃度の測定が容易である。さらに、単独ドッ
ト１４１のにじみ具合と集団ドットのにじみ具合との差
から紙のインクの吸収度合を検出することも可能であ
る。ＯＨＰ用紙への記録などでは隣接するドット同志が
インクを引き合ってインクがはじいたり流れたりする傾
向があるが、このような場合にはインクのはじき方や像
形成の特徴を検出することができる。符号１４５、１４
６、１４７、１４８の中ヌケテストパターンは、記録媒
体が紙の場合はインクの浸透作用によって中ヌケ部分が
どの程度潰れてしまうかを検出することができる。ま
た、ＯＨＰ用紙などの場合はインクの引合いによる中ヌ
ケ部分の潰れが発生するかどうかがわかる。なお、前記
に示したテストパターン以外のテストパターンを用いて
も本発明は有効であることに変わりはない。

【００５２】図１５は図１４で示したテストパターンを
含む複数のテストパターンを本発明の方法で記録し、記
録結果を複数の被験者を用いて官能評価した結果であ
る。図１５（Ｂ）表の「パターン」は図１４のテストパ
ターンの符号に相当し、概寸法はそれぞれのパターンの
幅であり、「発見率」は本発明の方法でテストパターン
が記録されているＡ４大のプリントサンプルから、テス
トパターンの存在を発見した被験者の割合（％）であ
り、「評価」はそれぞれ前記のプリントサンプルのトー
タルとしての評価を５段階で示したものである。これに
よるとテストパターン１４１と１４２は全ての被験者が
発見することがなかった。従ってテストパターンを記録
領域外に記録したことによる評価の低下はなく５という
評価結果となっている。また、テストパターン１４３、
１４５、１４７、１４６、１４８とその大きさが大きく
なるに従って被験者がテストパターンを発見する率が上
がり、それとともに評価が低下する。以上の様な官能評
価の結果をテストパターンのサンプル数を多くして取
り、その評価値をグラフにしたものが図１５（Ａ）であ
る。

【００５３】これらの結果から考察できることは、テス
トパターンの存在を発見してもそれが微小なものであれ
ば評価は大きく低下しないということである。また、実
際にはテストパターンを記録し、その像を読みとって記
録媒体に最適なドット量あるいは展開方法を用いてデー
タを記録しているのでテストパターンを記録しない場合
に比べて記録領域内の文字や画像の品質が向上すること
を考慮すると更にテストパターンの存在による評価の低
下は小さくなると考えられる。これらの結果からテスト
パターンのサイズが０．３ｍｍ以下であれば本発明の方
法でテストパターンを記録する利点は特に大きいことが
わかった。

【００５４】図１８は前記実施例以外のテストパターン
像検出手段を示す例である。前記実施例のセンサは格子
パターンに分割されていたのに比較して、本実施例では
同心円状に分割されている。図中符号１８１ａは中心付
近のセンシング領域、符号１８１ｂはその周囲のリング
状のセンシング領域、符号１８１ｃは更にその周囲のセ
ンシング領域である。本例のセンサも集合ドット、中抜
けパターンドットなどのテストパターン読み取りにも適
用できるが、比較的簡単な単独ドットなどのテストパタ
ーンの読み取りに適する。

【００５５】簡単なテストパターンであれば同心円状に
センシング領域が分割されたテストパターン検出手段
は、少ないセンサ数でドットのにじみ情報の読み取りが
可能であり、読み取り時の精度も高いことが特徴であ
る。また、ドットが円に近く、また照明系、光学系も円
形領域を重視した特性になりやすいので読み取り系の構
成も簡単である。また、読み取り結果の数が少ないので
処理が簡単にできる。一方、先の実施例で用いた格子状
に分割された領域でテストパターン像を読み取る手段
は、センシングする領域数が多いので構成が複雑になる
反面、パターンの位置や形などの情報を含めた複雑なテ
ストパターンの評価が可能になる利点を持つ。また、読
み取り対象のテストパターンがセンサの中心からずれて
いても読み取りが可能などの利点も具える。

【００５６】図１９は図１８に示した同心円状の領域を
もつテストパターン検出センサを用いて、１ドットのテ
ストパターン像を検出し記録媒体上でのにじみ具合に応
じて記録ヘッドのドライブ波形を換えて吐出ドット量を
多く、または少なく設定する場合の判断処理方法を示す
実施例である。本実施例では図１８に示すテストパタ
ーン検出センサを用いてそれぞれの領域からの出力値を
１６段階のデジタル値に変換して図１９の手順で示すソ
フトウェアによる判断処理をする。図１８（Ｂ）に本実
施例の標準的なドットのにじみ方を示す場合のセンサの
読み取り状態の例を示す。センサの中心の領域ａに投影
されるテストパターンのドット像は全てインク色の黒で
あり、そのデジタル値を１６である。その周囲の領域ｂ
にはインク像が一部投影され、その値は１０であり、最
も外側の領域ｃはインクの像はほとんどなくその値は１
である。同様に図１８（Ｃ）はインクのにじみが少なく
テストパターンのドット径が標準よりも小さい場合、図
１８（Ｄ）は標準よりも大きい場合を示す。

【００５７】図１９のフローチャートは前記ａ、ｂ、ｃ
の領域の出力値からヘッドドライバの設定を判断する過
程を示すもので、符号１９２、１９３、１９４、１９５
の判断においてそれぞれの検出領域の出力から、テスト
パターンのドット像が正常に検出されているかを判断
し、符号１９６、１９７で検出されているドットの大き
さを判断しヘッドドライバの設定を符号１９８、１９
９、１２０で行なう構成となっている。

【００５８】次に、本発明による記録装置の記録ヘッド
とテストパターン像検出手段の位置関係について説明す
る。

【００５９】前記実施例では図１で示すように記録ヘッ
ド２とテストパターン検出手段１のそれぞれテストパタ
ーンの記録部と検出部は、図中符号２ｃ、１ｃで示す仮
想軸上記録媒体表面との交わる位置にあり、そのそれぞ
れの走査軌跡は図中符号ｃで示す主走査方向に平行な同
一線上にある。従って本発明による本実施例ではテスト
パターンの記録後にキャリッジ３を移動するだけでセン
サユニット１をテストパターン像検出部に正確に移動す
ることができる。すなわち本実施例では副走査方向であ
る記号ｂで示す方向に紙送り機構を動作させる必要ない
ので、テストパターンの検出が正確にできると同時にテ
ストパターンの読み取り動作を高速にできる。

【００６０】図１６と図１７は前記実施例以外の本発明
による記録装置の構成を示す図である。図１６で示す実
施例は図１の実施例と同様に記録ヘッド１６２と読み取
りセンサ１６１を取り付けたキャリッジ１６３がキャリ
ッジガイド１６６に沿って主走査方向１１に移動し、記
録紙１６８は紙送りローラ１６５によって副走査方向１
２に送られる構造の記録装置である。本実施例における
テストパターンの記録位置とテストパターン読み取り位
置はそれぞれ、記録ヘッド１６２の仮想軸１６２ｃとテ
ストパターン読み取りセンサ１６１の仮想軸１６１ｃが
記録媒体１６８と交わる位置にあり、その双方が符号１
２ｃで示す副走査方向１２に平行な１つの線上にある。
従って、テストパターンの記録から読み取りに移る動作
はキャリッジ１６３を動かすことなく記録紙１６８の移
動のみで行なえる。図１７で示す実施例は符号１７５で
示すドラムに記録用紙１７８を巻き付け記録ヘッド１７
２で記録する記録装置である。

【００６１】本実施例の記録動作はドラム１７５を回転
させながら記録ヘッド１７２を移動する方法であり、記
録ヘッドの上にはテストパターン検出用のセンサユニッ
ト１７１が取り付けられている。従って本実施例では主
走査方向が図中符号１５で示すドラムの回転方向、副走
査方向が符号１６で示すキャリッジの移動方向であり、
図で示す仮想軸１７２ｃ上にある記録ヘッド１７２でテ
ストパターンを記録する位置と、仮想軸１７１ｃ上にあ
るテストパターン検出手段１７１の検出位置のそれぞれ
の記録用紙１７８上での走査軌跡は、主走査方向１５と
平行な同一線ｃ上にある。よって本実施例においてもテ
ストパターンの記録と読み取りの間の移動動作がドラム
の回転だけで良く、位置精度を確保しつつ短時間での動
作が可能である。

【００６２】なお、上記実施例以外の構成の記録装置に
おいても、テストパターンの記録位置と読み取り位置の
記録媒体上での走査軌跡が主走査方向に平行な同一の線
上にるか、または、記録位置と読み取り位置の走査軌跡
が副走査方向に平行な同一の線上にあれば、テストパタ
ーンの記録から読み取りへの動作は主走査方向または副
走査方向のみの移動でよいので、同様の効果が得られ
る。

【００６３】前記実施例では図１符号４及び図１０で示
したテストパターン読み取り手段の校正パターンをセン
サの校正用に用いているが、更にテストパターンの読み
取り結果の処理の基準として用いてもよい。すなわち、
標準テストパターンとしてテストパターンと同様のドッ
トや中ヌケパターンを印刷しておき、紙面上に記録され
たテストパターンと比較することで、インクの紙面上の
にじみ具合などを判断する構成としてもよい。この様に
するとこで標準テストパターンとの相対的な比較のみで
テストパターンの評価ができるので、テストパターン検
出機構の出力値が記録装置の環境温度やエージングによ
って変動するなどの課題を考慮する必要がなく、簡単な
構成が可能となる。

【００６４】前記実施例ではテストパターンを記録する
位置を記録媒体上の記録領域の右上部分としていたが本
発明によればデータの記録領域外であれば同様の効果が
あることは自明である。また、前記実施例ではデータの
記録領域を記録データから検出してテストパターン記録
位置を決定していたが、記録装置の記録領域としてホス
トコンピュータなどに通知、定義されている領域の外側
の一定の位置を常にテストパターン記録位置とするなど
の方法にしても良い。むしろ、普及型の記録装置におい
ては記録媒体の周縁部数ｍｍを記録領域外としている場
合が多いので、その領域にテストパターンを記録するこ
とで記録データを参照してテストパターン記録位置を都
度決定するといった工程が必要がなくなる。

【００６５】本発明による記録装置は記録媒体に通常の
紙を使用した場合だけでなく、再生紙や合成紙などの通
常の用紙と異なったインクのにじみ特性をもつものや、
ＯＨＰ用紙などのようににじみがほとんどなくインク滴
が染み込みにくい記録媒体も用いる場合においても効果
がある。また、本発明による記録装置は記録媒体を最終
的な記録結果としない記録装置においても有効である。
例えば、インクジェット素子による記録像をいったんド
ラムやベルト上の記録媒体に記録し、乾燥などを行なっ
た後に記録紙などの記録媒体に転写する方式の記録装置
にも有効である。

【００６６】

【発明の効果】以上、実施例に基づいて説明したよう
に、本発明によれば微小なテストパターンを記録媒体上
の記録領域外に記録し、テストパターン像の検出、検出
結果によるインク吐出量の調整またはデータ展開方法の
調整、テストパターンの記録された記録媒体上に記録デ
ータに基づく記録像を記録、という記録プロセスをとる
ことで、テストパターン記録のために記録媒体を多く使
用することなく、あらゆる記録媒体に良好な記録が可能
となる。また、テストパターンの記録を実際に記録をす
る記録媒体上で行なうので、記録媒体特性の把握が正確
であり、かつ、テストパターン像の記録、検出に要する
時間を極小にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例の記録装置の構造を示す斜
視図である。

【図２】本発明による実施例の記録プロセスを説明する
記録画像の説明図である。

【図３】本発明による実施例のテストパターンを示す図
である。

【図４】本発明による実施例の記録装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図５】本発明による実施例の記録動作を示すフローチ
ャートである。

【図６】本発明による実施例の読み取り結果の処理方法
を説明する説明図である。

【図７】本発明による実施例の記録濃度特性と画像展開
処理のγ特性を示すグラフである。

【図８】本発明による実施例のテストパターン像検出装
置の構成を示す断面図である。

【図９】本発明による実施例のテストパターン読み取り
センサの画素構成を示す説明図である。

【図１０】本発明による実施例の校正板を示す斜視図で
ある。

【図１１】本発明による実施例の記録素子の構造を示す
断面図である。

【図１２】本発明による実施例の記録素子のドライブ波
形を示す図である。

【図１３】本発明による実施例の記録素子のドライブ回
路を示す回路図である。

【図１４】本発明による実施例のテストパターンを示す
図である。

【図１５】本発明による実施例にる記録結果の官能評価
結果を示すグラフと表である。

【図１６】本発明によるその他の実施例の記録装置の構
成を示す斜視図である。

【図１７】本発明によるその他の実施例の記録装置の構
成を示す斜視図である。

【図１８】本発明によるその他の実施例のテストパター
ン検出装置を示す図である。

【図１９】本発明によるその他の実施例のテストパター
ン検出結果の処理例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１：センサユニット（テストパターン検出手段）２：記録ヘッド３：キャリッジ４：校正用標準板５：紙送りローラ６：キャリッジガイド７：プラテン８：記録紙（記録媒体）９：給紙カセット１０：キャリッジ送りモータ８ａ：記録紙（テストパターン記録直後）８ｂ：記録紙（データ記録後）２１：記録領域２２ａ：テストパターン記録位置（テストパターン記録
直後）２２ｂ：テストパターン記録位置（データ記録後）２３：文字記録部分２４：文字記録部分２５：画像記録部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ４１Ｊ 2/12 29/46 ＡＢ４１Ｊ 3/04 １０４Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク滴を吐出する記録ヘッドにより記
録媒体上に記録データに基づく画像を記録するインクジ
ェット記録装置において、１ドットのインク量が０．１
μｇ以下であり、記録媒体上のデータ記録領域外の位置
に微小面積のテストパターンを記録する手段と、記録媒
体上に記録された前記テストパターンの濃度又は面積分
布を検出するテストパターン像検出手段と、前記テスト
パターン像検出手段によって得られた前記テストパター
ンの濃度又は面積分布によって前記記録ヘッドのインク
滴量を調整する手段又は前記記録データの展開方法を調
整する手段とを具え、前記テストパターンが記録されて
いる記録媒体上に前記記録データに基づいた画像を記録
することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記テストパターンの１箇所における連
続領域の画像の大きさが直径０．３ｍｍの円に収まる大
きさであることを特徴とする請求項１記載のインクジェ
ット記録装置。
【請求項３】前記テストパターンによる記録に使用さ
れるインク量は記録媒体上の面積１ｍｍ四方に対して３
μｇ以下であることを特徴とする請求項１記載のインク
ジェット記録装置。
【請求項４】前記テストパターンの画像構成は１ドッ
トの単独、又は、２ドット×２ドット格子の４ドット構
成、又は、３ドット×３ドット格子の９ドット構成、又
は、３ドット×３ドット格子の中心に位置するドットを
除いた８ドット構成、又は、５ドット×５ドット格子の
２５ドット格子の中心のドットを除いた２４ドット構成
であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの
項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記テストパターンを記録する手段のイ
ンク滴を記録する位置と前記テストパターン像検出手段
の像検出位置のそれぞれの記録媒体上での位置が、主走
査方向に平行な同一の線上にあるか、または、副走査方
向に平行な同一の線上にあることを特徴とする請求項１
ないし４のいずれかの項に記載のインクジェット記録装
置。
【請求項６】前記テストパターン像検出手段は光源と
光学センサから成り、概同心円状に分割された複数の領
域の光学的反射率をそれぞれ検出する構成であることを
特徴とする請求項１ないし５のいずれかの項に記載のイ
ンクジェット記録装置。
【請求項７】前記テストパターン像検出手段は光源と
光学センサから成り、格子状に分割された複数の領域の
光学的反射率をそれぞれ検出する構成であることを特徴
とする請求項１ないし６のいずれかの項に記載のインク
ジェット記録装置。
【請求項８】前記テストパターン像検出手段の校正用
として白地に半径の異なる複数の黒色の円を予め記録し
た校正パターンを具えたことを特徴とする請求項１ない
し７のいずれかの項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】前記記録ヘッドは圧電素子の変形エネル
ギーによりインク滴を吐出する構造であり、前記インク
滴量を調整する手段は前記圧電素子に印加する電圧波形
を変更する機構によることを特徴とする請求項１ないし
８のいずれかの項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】前記記録データの展開方法を調整する
手段は、濃度情報を含む記録データの展開処理を行なう
場合に、濃度情報を含む記録データを前記検出手段の結
果に基づいて設定されたγ特性によって変換処理を行な
う構成であることを特徴とする請求項１ないし９のいず
れかの項に記載のインクジェット記録装置。