JP5101008B2 - 画像記録装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は画像記録装置及び方法に係り、特に複数の記録素子を有する記録ヘッドにおける記録素子ごとの特性のばらつきによって生じる濃度ムラの補正に好適な画像処理技術に関する。

複数のインク吐出口（ノズル）を有するインクジェット方式の記録ヘッドを備えた画像記録装置（インクジェットプリンター）では、ノズルが持つ吐出特性のばらつきによって、記録画像に濃度ムラ（スジムラ）が生じ、画質上問題となる。スジムラの要因となるばらつきは、着弾位置誤差（ノズル配列方向のもの）、液滴量誤差、不吐出（液滴量ゼロに相当）に分類される。図１７はノズルの吐出特性のばらつきと、記録結果として現れる濃度ムラの例を模式的に描いた説明図である。

図中、符号３００はラインヘッド、符号３０２-i（i＝１〜10）はノズルを示し、符号３０４-i（i＝１〜８）は各ノズル３０２-i（i＝１〜10）によって打滴されるドットを表している。また、矢印Ｓはラインヘッド３００に対する記録媒体（例えば、記録紙）の相対的な搬送方向（副走査方向）を示している。

図１７では、左から３番目のノズル３０２-3に着弾位置誤差（本来の着弾位置から図上で左横方向に着弾位置がずれて着弾）が発生し、６番目のノズル３０２-6について液滴量誤差（本来の液滴量よりも多い液滴量で吐出）が発生し、９番目のノズル３０２-10について不吐出が発生している例が示されている。この場合、着弾位置誤差、液滴量誤差、不吐出の発生するそれぞれのノズル３０２-3、３０２-6、３０２-10に対応した印字画像の位置（図中のＡ，Ｂ，Ｃで示した位置）にスジ状の濃度ムラが発生する。

所定の印字領域上で記録ヘッドを複数回走査させて画像記録を行うシャトルスキャン方式の画像記録装置の場合は、よく知られているマルチパス印字によって、濃度ムラを回避することが可能であるが、１回の走査で画像記録を行うラインヘッド方式（Full Width Aray）では、濃度ムラを回避することが困難である。

ノズルごとの吐出特性のばらつきを完全になくすことは製造上困難であるため、ばらつきを補正する技術について種々の提案がなされている（特許文献１，２，３）。特許文献１は、主に液滴量誤差起因の濃度ムラを補正するために、均一なテストパターンをメディア上に出力してインク濃度を光学的に読み取り、各ノズルの補正データを作成する技術（一括補正法）を開示する。しかし、この技術においては、着弾位置誤差の影響によりノズルがインクを出力する位置とインク濃度を測定する位置にミスマッチが存在するため、ムラの補正精度が悪い（スジムラが十分に緩和されない）という欠点がある。

上記一括補正法の欠点に対し、ムラの補正精度を更に上げるために、着弾位置誤差や不吐出などの誤差要因を分離して測定し、個別に補正する技術（個別補正法）が提案されている（特許文献２，３）。

特許文献２は、主に着弾位置誤差誤起因の濃度ムラを補正するために、着弾位置ズレによる上述のミスマッチを、「はみ出し面積率」なる値を規定することで吸収しようとする技術を開示している。

また、特許文献３は、不吐出が生じた場合にそのノズルを特定した上でこれを補正する技術を開示している。同文献３では、不吐出ノズル周辺のノズルの出力濃度を濃度領域毎に選択的に指示する手段が開示されており、具体的には両隣のノズルの出力濃度を１．５倍にするのが望ましいと述べられている。
特開平５−６９５４５号公報 特開２００４−０５８２８２号公報 特開２００４−０５０４３０号公報

図１８を用いて従来の補正方法の原理を概説する。同図では、左から３番目のノズル（nzl3）が着弾位置誤差（本来の着弾位置から図上で右横方向に着弾位置がずれて着弾する特性）を持っている。図１８の下側に示したグラフは、各ノズルからの打滴による印字濃度をノズル単位で被記録媒体搬送方向（副走査方向）に平均化した、ノズル列方向（主走査方向）の濃度プロファイルを示したものである。横軸（Ｘ軸）は主走査方向の位置を表し、縦軸は光学濃度（Ｏ．Ｄ．）を表す。

特許文献１に示された補正原理は概略以下のとおりである。

（ステップ１）：まず、理想ノズル位置に相当するエリア（濃度測定エリアarea1〜5）の濃度を測定する（もしくは、所定のモデルから計算で算出する）。

（ステップ２）：測定（または算出）されたエリア濃度に基づき、各エリア濃度が等しくなるようノズル出力値を決定する。

図１８の場合、area3の濃度は理想的な打滴時（点線で図示）と比べて減少し、area4の濃度は増加しているため、定性的にはノズルnzl3の出力を増加させ、ノズルnzl4の出力を減少させる処理（出力補正）を行うことになる。

しかしながら、ノズル位置とエリア位置にミスマッチがあり、ノズルnzl3の出力はarea4濃度にも影響を及ぼす。このため、各エリア濃度が完全に等しくならずに残差が発生する。そのため補正としては不十分である。

なお、補正処理をループ化して残差を減少させ、補正精度を上げることも考えられるが、この場合、複数回の出力、測定（もしくは複数回の最適化計算）が必要になり、非常に煩雑である。また、ループ化しても完全には残差が解消されず、補正精度に限界がある。
特許文献２は、特許文献１の改良技術と考えることができる。特許文献２の補正処理を概説すると、（１）まず、ノズルごとの着弾位置誤差情報を専用のテストパターンにて取得しておき、（２）あるノズルが担当する印字エリアの濃度特性を、周囲のノズルの着弾位置誤差の影響も考慮して推測し、（３）推測された濃度特性に基づいて出力補正を行う、というものである。

具体的には、図１９に示すように、ノズル出力とエリア濃度の重み付け関係Ｚ（nzl→area）を規定し、この重み付け関係Ｚに基づいてエリア濃度が等しくなるようにノズル制御量を決定する。図１９は、ノズル出力の重み付けの一例を示すものであるが、重み付け関係は、ドットの占有面積及びドット濃度プロファイル（一般的には図１９のような略半球状）を考慮して決定される。

図１８に例示したノズルnzl3の場合、図１９に示すように、着弾位置誤差によって生じるドット濃度プロファイル（実線）から各エリア（area2〜4）への影響（濃度の寄与）を考慮して、Ｚ(3→2)＝0.0、Ｚ(3→3)＝0.8、Ｚ(3→4)＝0.2となっている。このような重み付け関係Ｚを用いることでノズル位置とエリア位置のミスマッチによる影響は解消され、各エリア濃度は等しくなる。

しかしながら、エリア濃度が等しく補正されても、着弾位置誤差によってエリア内の濃度プロファイルがそれぞれ異なっているので、（濃度ムラの視認性を表す）パワースペクトルの低周波成分は十分に低減されない。そのため、濃度ムラは軽減されるものの、完全に視認されない状態にすることはできない。

また、特許文献２，３において、着弾位置誤差、不吐出のそれぞれについて個別に補正する技術が提案されているが、実際の印字ヘッドではこれらの誤差が混在しているため、そのことを踏まえて適正な補正がなされるべきである。しかしながら、従来の技術では、この点を解決しているものはない。

例えば、特許文献３に開示の技術においては、補正ノズルが着弾位置誤差を持っている場合は、補正が有効に機能しない。具体的には、補正ノズルが不吐出ノズルとは逆方向に着弾位置ズレを持っている場合には、出力濃度を１．５倍に補正しても白スジが完全に消えない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、記録素子の記録特性の誤差に起因する濃度ムラを精度よく補正することができる画像記録装置及び方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に係る画像記録装置は、複数の記録素子を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッド及び被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと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吐出液滴量誤差とを含む記録特性を示す情報を取得する特性情報取得手段と、前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定手段と、前記記録素子の記録特性に起因する濃度ムラの空間周波数特性を表すパワースペクトルを次式で表すとき、

ただし、式中において、
ｉは記録素子の位置を表すインデックス、
ｘは被記録媒体上の位置座標、
Ｄ _ｉ は記録素子の出力濃度、
z(x)は１つの記録素子が印字する標準濃度プロファイル、
ｘ _i は記録素子iの記録位置、
Ｄ(x)は各記録素子が記録する濃度プロファイルの和、であり、
未知数の濃度補正係数を用いて計算される補正後の前記パワースペクトルの周波数原点（ｆ＝０）における微分係数が略０となる条件を含む補正条件に基づいて前記Ｎ個の補正記録素子の濃度補正係数を決定する補正係数決定手段と、前記補正係数決定手段で決定された濃度補正係数を用いて出力濃度を補正する演算を行う補正処理手段と、前記補正処理手段による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、記録位置誤差と吐出液滴量誤差とが両方存在していても、こられの誤差に起因する濃度ムラに対して効果的な補正を行うことができ、視認性のあるムラを低減することができる。

記録画像における濃度の不均一性（濃度ムラ）は、空間周波数特性（パワースペクトル）での強度で表すことができるが、人間の視覚では高周波成分を視認できないため、濃度ムラの視認性はパワースペクトルの低周波成分で評価できる。濃度補正係数を用いた補正後のパワースペクトルの周波数原点（ｆ＝０）における微分係数が略０となる条件を用いて濃度補正係数を決めるようにしたことで、周波数原点でのパワースペクトルの強度が最小となり、原点付近（すなわち、低周波領域）のパワースペクトルを小さく抑えることができる。これにより、精度のよいムラ補正を実現できる。

「特性情報取得手段」は、予め記録素子の記録特性に関する情報をメモリ等の記憶手段に格納しておき、必要な情報を読み出すことによって情報を取得してもよいし、実際にテストパターン等を印字してその印字結果を読み取り、解析処理を行って記録特性の情報を取得してもよい。記録特性が経時的に変化することに鑑み、適宜のタイミングで情報を更新する態様が好ましい。

本発明に係る画像記録装置の一態様としてのインクジェット記録装置は、ドットを形成するためのインク液滴を吐出するノズル及び吐出圧を発生させる圧力発生手段（圧電素子や加熱素子など）を含む液滴吐出素子（「記録素子」に相当）を複数配列させた液滴吐出素子列を有する液体吐出ヘッド（「記録ヘッド」に相当）と、画像データから生成されたインク吐出データに基づいて記録ヘッドからの液滴の吐出を制御する吐出制御手段とを備え、前記ノズルから吐出した液滴によって被記録媒体上に画像を形成する。

記録ヘッドの構成例として、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を配列させた記録素子列を有するフルライン型のヘッドを用いることができる。この場合、被記録媒体の全幅に対応する長さに満たない記録素子列を有する比較的短尺の記録ヘッドモジュールを複数個組み合わせ、これらを繋ぎ合わせることで全体として被記録媒体の全幅に対応する長さの記録素子列を構成する態様がある。

フルライン型のヘッドは、通常、被記録媒体の相対的な送り方向（相対的搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿って記録ヘッドを配置する態様もあり得る。

「被記録媒体」は、記録ヘッドの作用によって画像の記録を受ける媒体（被画像形成媒体、被記録媒体、記録媒体、受像媒体、インクジェット記録装置の場合の吐出媒体、被吐出媒体など呼ばれ得るもの）であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、中間転写媒体、インクジェット記録装置によって配線パターンが印刷されるプリント基板、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。

「搬送手段」は、停止した（固定された）記録ヘッドに対して被記録媒体を搬送する態様、停止した被記録媒体に対して記録ヘッドを移動させる態様、或いは、記録ヘッドと被記録媒体の両方を移動させる態様のいずれをも含む。

インクジェットヘッドによって、カラー画像を形成する場合は、複数色のインク（記録液）の色別に記録ヘッドを配置してもよいし、１つの記録ヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。

また、本発明は、上記のフルライン型のヘッドに限らず、シャトルスキャン方式の記録ヘッド（被記録媒体の搬送方向に略直交する方向に往復移動しながら打滴を行う記録ヘッド）についても適用可能である。

「補正条件」としては、例えば、空間周波数の直流成分の保存条件と、Ｎ−１次までの微分係数が略０となる条件より得られるＮ本の連立方程式で表される。

Ｎ個の補正記録素子についてそれぞれ濃度補正係数を求める場合、未知数はＮ個あるため、直流（ＤＣ）成分の保存条件と、Ｎ−１次までの微分係数が略０となる条件を用いることで、Ｎ本の方程式を得て、これを解くことにより、全ての未知数を決定することができる。

また、より高次の微分係数が略０となる条件を満たすことにより、周波数原点からの周波数の増加に対してパワースペクトルの増加の程度が一層低く抑えられ、低周波成分の強度がより小さい値に保たれる。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像記録装置の一態様に係り、前記記録素子の位置を特定するインデックスをｉとし、記録素子ｉの記録位置をｘi、記録素子iの吐出液滴量をＶ_i、吐出液滴量の理想値をＶ₀、記録素子ｉの吐出液滴量誤差をΔｖ_i＝（Ｖ_i／Ｖ₀）−１とするとき、記録素子ｉの濃度補正係数ｄiは、次式

を用いて決定され、濃度補正係数ｄiに１を加えたものを補正前の濃度にかけると補正後の濃度になることを特徴とする。
また、請求項３に係る画像記録装置は、複数の記録素子を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッド及び被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと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吐出液滴量誤差とを含む記録特性を示す情報を取得する特性情報取得手段と、前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定手段と、前記Ｎ個の補正記録素子の各濃度補正係数を決定する補正係数決定手段であって、前記記録素子の位置を特定するインデックスをｉとし、記録素子ｉの記録位置をｘi、記録素子iの吐出液滴量をＶ _i 、吐出液滴量の理想値をＶ ₀ 、記録素子ｉの吐出液滴量誤差をΔｖ _i ＝（Ｖ _i ／Ｖ ₀ ）−１とするとき、記録素子ｉの濃度補正係数ｄiは、次式

を用いて決定される補正係数決定手段と、前記補正係数決定手段で決定された濃度補正係数ｄiに１を加えたものを補正前の濃度にかけて補正後の濃度を得ることにより出力濃度を補正する演算を行う補正処理手段と、前記補正処理手段による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。

濃度プロファイルの重心位置に注目して、プロファイルをδ関数で近似するδ関数型印字モデルを用いた数学的取り扱いによって濃度補正係数の計算式を得ることができる。なお、実際の装置への適用については、上記計算式〔数２〕で求めた厳密解をそのまま利用する態様に限定されず、厳密解に対して適宜の補正を行って実用的な値への修正を行ってもよい。

請求項４に係る画像記録装置は、複数の記録素子を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッド及び被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと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とを含む記録特性を示す情報を取得する特性情報取得手段と、前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定手段と、前記記録素子の記録特性に起因する濃度ムラの空間周波数特性を表すパワースペクトルを次式で表すとき、

ただし、式中において、
ｉは記録素子の位置を表すインデックス、
ｘは被記録媒体上の位置座標、
Ｄ _ｉ は記録素子の出力濃度、
z(x)は１つの記録素子が印字する標準濃度プロファイル、
ｘ _i は記録素子iの記録位置、
Ｄ(x)は各記録素子が記録する濃度プロファイルの和、であり、
未知数の濃度補正係数を用いて計算される補正後の前記パワースペクトルの周波数原点（ｆ＝０）における微分係数が略０となる条件を含む補正条件に基づいて前記Ｎ個の補正記録素子の濃度補正係数を決定する補正係数決定手段と、前記補正係数決定手段で決定された濃度補正係数を用いて出力濃度を補正する演算を行う補正処理手段と、前記補正処理手段による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、記録位置誤差と不吐出とが両方存在していても、こられの誤差に起因する濃度ムラに対して効果的な補正を行うことができ、視認性のあるムラを低減することができる。

なお、「不吐出」は、吐出液滴量がゼロの場合に相当するため、請求項１で述べた「吐出液滴量誤差」の概念に「不吐出」を包含させることも可能である。本発明の実施に際しては、記録位置誤差、吐出液滴量誤差及び不吐出の情報を含んだ記録特性に基づいて濃度補正係数を決定する態様が好ましい。

請求項５に係る発明は、請求項４記載の画像記録装置の一態様に係り、 前記記録素子の位置を特定するインデックスをｉとし、記録素子ｉの記録位置をｘi、記録素子iの吐出液滴量をＶ_i、吐出液滴量の理想値をＶ₀、記録素子ｉの吐出液滴量誤差をΔｖ_i＝（Ｖ_i／Ｖ₀）−１とするとき、記録素子ｉの濃度補正係数ｄiは、次式

を用いて決定されることを特徴とする。
また、請求項６に係る画像記録装置は、複数の記録素子を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッド及び被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと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とを含む記録特性を含む記録特性を示す情報を取得する特性情報取得手段と、前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定手段と、前記Ｎ個の補正記録素子の各濃度補正係数を決定する補正係数決定手段であって、前記記録素子の位置を特定するインデックスをｉとし、記録素子ｉの記録位置をｘi、記録素子iの吐出液滴量をＶ _i 、吐出液滴量の理想値をＶ ₀ 、記録素子ｉの吐出液滴量誤差をΔｖ _i ＝（Ｖ _i ／Ｖ ₀ ）−１とするとき、記録素子ｉの濃度補正係数ｄiは、次式

を用いて決定される補正係数決定手段と、前記補正係数決定手段で決定された濃度補正係数ｄiに１を加えたものを補正前の濃度にかけて補正後の濃度を得ることにより出力濃度を補正する演算を行う補正処理手段と、前記補正処理手段による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。

補正対象記録素子が不吐出（記録不能）の場合、当該不吐出の記録素子は補正に寄与できないため、当該不吐出を補正する近傍の記録素子（補正対象記録素子以外の記録素子）で最適な濃度補正係数を求めることが望ましい。

請求項７に係る発明は、請求項４乃至６の何れか１項に記載の画像記録装置の一態様に係り、前記補正範囲設定手段は、補正対象記録素子の補正に用いる周辺の記録素子が不吐出の場合、当該不吐出の記録素子に代えて、補正に用いる記録素子の設定を変更することを特徴とする。
補正対象記録素子自体は不吐出ではないが、補正に用いる周辺の記録素子の中に、不吐出のものが含まれている場合は、その代替として、他の記録素子（不吐出でないもの）を補正範囲に追加するなどして、補正記録素子を変更することにより、不吐出の記録素子が正に寄与できない制約を解消し、精度の高い補正を行うことができる。

請求項８に係る発明は、請求項４乃至７の何れか１項に記載の画像記録装置の一態様に係り、前記記録素子の吐出液滴量が基準値より５０％以下の場合は、不吐出と見なして処理を行うことを特徴とする。

吐出液滴量が所定の基準値の５０％以下となる極端に性能が悪い記録素子については、補正に活用するのに限界があるので、このような記録素子については、不吐出と見なして取り扱うことで、ムラの低減効果を向上させることができる。

請求項９に係る発明は、請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像記録装置の一態様に係り、前記複数の記録素子のうち、インデックスｋで表される記録素子の持つ記録位置誤差に対して、当該記録素子ｋを含む周囲Ｎ個の補正記録素子の範囲でそれぞれ濃度補正係数が求められ、記録素子ｋの持つ記録位置誤差に対する記録素子ｉの濃度補正係数をｄ(i,k)とするとき、記録素子ｉのトータルの濃度補正係数ｄiは、ｋを変えて求めたｄ(i,k)の線形結合として求められることを特徴とする。

ある記録素子ｉに対して複数の記録素子の記録位置誤差に対する濃度補正係数がそれぞれ独立的に求められ、当該記録素子ｉのトータルの濃度補正係数は、独立に算出された濃度補正係数の重ね合わせ（線形結合）として求められる。

このとき、全ての記録素子（全てのｋ）の着弾位置誤差を補正対象として、全てのｄ(i,k)の線形結合を求めてもよいし、所定の閾値を超える着弾位置誤差をもつ記録素子のみを補正対象とするなど、ある条件で選択された一部のインデックスｋに係るｄ(i,k)の線形結合を求めてもよい。

請求項１０に係る発明は前記目的を達成する方法発明を提供する。すなわち、請求項１０に記載の画像記録方法は、複数の記録素子を有する記録ヘッドと被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記被記録媒体を相対移動させながら、前記複数の記録素子によって前記被記録媒体に画像を記録する画像記録方法であって、前記記録素子の記録位置誤差と吐出液滴量誤差とを含む記録特性を示す情報を取得する特性情報取得工程と、前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定工程と、前記記録素子の記録特性に起因する濃度ムラの空間周波数特性を表すパワースペクトルを次式で表すとき、

ただし、式中において、
ｉは記録素子の位置を表すインデックス、
ｘは被記録媒体上の位置座標、
Ｄ _ｉ は記録素子の出力濃度、
z(x)は１つの記録素子が印字する標準濃度プロファイル、
ｘ _i は記録素子iの記録位置、
Ｄ(x)は各記録素子が記録する濃度プロファイルの和、であり、
未知数の濃度補正係数を用いて計算される補正後の前記パワースペクトルの周波数原点（ｆ＝０）における微分係数が略０となる条件を含む補正条件に基づいて前記Ｎ個の補正記録素子の濃度補正係数を決定する補正係数決定工程と、前記補正係数決定工程で決定された濃度補正係数を用いて出力濃度を補正する演算を行う補正処理工程と、前記補正処理工程による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御工程と、を含むことを特徴とする。

また、請求項１１に係る画像記録方法は、複数の記録素子を有する記録ヘッドと被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記被記録媒体を相対移動させながら、前記複数の記録素子によって前記被記録媒体に画像を記録する画像記録方法であって、前記記録素子の記録位置誤差と不吐出とを含む記録特性を示す情報を取得する特性情報取得工程と、前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定工程と、前記記録素子の記録特性に起因する濃度ムラの空間周波数特性を表すパワースペクトルを次式で表すとき、

ただし、式中において、
ｉは記録素子の位置を表すインデックス、
ｘは被記録媒体上の位置座標、
Ｄ _ｉ は記録素子の出力濃度、
z(x)は１つの記録素子が印字する標準濃度プロファイル、
ｘ _i は記録素子iの記録位置、
Ｄ(x)は各記録素子が記録する濃度プロファイルの和、であり、
未知数の濃度補正係数を用いて計算される補正後の前記パワースペクトルの周波数原点（ｆ＝０）における微分係数が略０となる条件を含む補正条件に基づいて前記Ｎ個の補正記録素子の濃度補正係数を決定する補正係数決定工程と、前記補正係数決定工程で決定された濃度補正係数を用いて出力濃度を補正する演算を行う補正処理工程と、前記補正処理工程による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御工程と、を含むことを特徴とする。

なお、請求項８，９に係る画像記録方法で用いられる濃度補正係数の決定方法及び更に補正処理工程を付加した画像処理方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することも可能である。かかるプログラムは、プリンタなどに組み込まれる中央処理装置（ＣＰＵ）の動作プログラムとして適用できるとともに、パソコンなどのコンピュータシステムに適用することも可能である。

或いはまた、当該プログラムは、単独のアプリケーションソフトウエアとして構成されてもよいし、画像編集ソフトウエアなど、他のアプリケーションの一部として組み込まれてもよい。このようなプログラムをＣＤ−ＲＯＭや磁気ディスクその他の情報記憶媒体（外部記憶装置）に記録し、該情報記憶媒体を通じて当該プログラムを第三者に提供したり、インターネットなどの通信回線を通じて当該プログラムのダウンロードサービスを提供したりすることも可能である。

本発明によれば、記録素子の記録特性のばらつきによる濃度ムラを精度よく補正することができ、高品位な画像形成が可能となる。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔第１の実施形態：ラインヘッドへの適用〕
図１は本発明の第１実施形態による画像処理の流れを示したフロー図である。入力画像１０のデータ形態は特に限定されないが、例えば、プリンタの持つインク色に対応して色変換された後の色別の画像データとし、各インク色の濃度を２５６階調で表現したものとする。

図２に示すように、各色の画像データImage(i,j)は印字解像度と同じ解像度を持っている。例えば、印字ヘッドの一例として、ノズル密度1200npi(ノズル・パー・インチ)、ノズル数4800/色、ヘッド幅４インチのラインヘッドを想定し、印字解像度は1200dpi×1200dpiであるものとする。ただし、本発明の実施に際して、印字ヘッドの仕様や印字解像度については特に限定されない。

ここで（i,j）は画素の位置を表し、iはラインヘッド２０のノズル配列方向の位置を表し、ｊはライヘッド２０のノズル配列方向と直交する被記録媒体の相対搬送方向の位置を表す。ラインヘッド２０はノズル番号をiとする1〜Ｍまでの計Ｍ本のノズル２２-iを有している（図２では図示の便宜上、８本のノズルのみを示す）。すなわち、ノズルnzliの位置（主走査方向位置）ｉと副走査方向位置ｊによって画像上の画素位置（i,j）が特定され、各画素について階調値を示す画像データが与えられる。

入力された画像データImage(i,j)に対して、図１に示したムラ補正処理部１２では、各画素に対応するノズルの濃度補正係数ｄiを用いて画像補正が行われる。濃度補正係数ｄiのデータは、ノズル濃度補正データ生成部１３によって生成され、メモリ等の記憶手段（図１の符号１４で示した「ノズル濃度補正係数データ格納部」）に格納されている。濃度補正係数の生成方法について詳細は後述する。

補正後の画像データをImage’(i,j)とするとき、ムラ補正処理部１２における補正処理は、次式で定義される処理である（図２参照）。

Image’(i,j)＝（１＋ｄi）×Image(i,j)
こうして、補正済みの画像データ（図１中の符号１５で記載、本例では２５６階調の画像データ）が得られる。この補正済みの画像データImage’(i,j)は、ハーフトーン処理部１６に入力され、ハーフトーン処理部１６において誤差拡散法やディザ法など周知の２値化技術を用いて階調画像から印字データ（２値データ）１７に変換される。

このようにして得られた２値データに基づいて各ノズルのインク吐出（打滴）データが生成され、吐出動作が制御される。これにより、濃度ムラが抑制され、高品位な画像形成が可能である。

〔ノズル濃度補正データの生成方法についての説明〕
図１で示したノズル濃度補正データ生成部１３において補正データを生成する手順について説明する。

まず、以下の３種類の誤差の測定（または推定）を行う。すなわち、[1]各ノズルの着弾位置誤差(「記録位置誤差」に相当)、[2]各ノズルの液滴量誤差（「吐出液滴量誤差」に相当、[3]不吐出の検知および不吐出ノズルの特定、を行う。例えば、テストパターンの印字と、その印字結果の読み取り（テストパターンの測定）を行うことによって、着弾位置誤差、液滴量誤差、不吐出の検出及び不吐出ノズルの特定が可能である。それぞれの測定方法は、特に限定されず、特許文献１〜３等に記載されている方法などを用いることができる。本発明による補正の効果は誤差等の測定方法に対して独立である(測定方法に依存しない)。

本発明の実施形態による濃度ムラの補正処理では、あるノズルが持つ着弾位置誤差、液滴量誤差、不吐出などの印字誤差を補正する際に、そのノズルを含む周囲のノズルＮ本を用いて補正する。この補正に用いるＮ本のノズルを「補正範囲ノズル」とよぶ。補正に用いるノズル数Ｎが大きいほど、より補正精度が高くなることがわかっている。

図３ではノズルnzl1〜nzl5までの5本のノズルの印字の様子（補正前）を示している。図示のように、ノズルごとにさまざまな印字誤差を持っている。図３の下側に示したグラフ（太線）は、ノズルからの打滴による印字濃度を被記録媒体の搬送方向（副走査方向）に平均化して得られる、ノズル列方向（主走査方向）の濃度プロファイルを示したものである。なお、点線で示したプロファイルは、着弾位置誤差や液滴量誤差の無い理想的な濃度プロファイルを表している。

図示のように、各ノズルの印字誤差は、理想プロファイル（点線）に対する出力濃度（太線）のズレとして表される。図中、ノズルnzl3の理想着弾位置を原点Ｏとし、各ノズルnzl1〜5から吐出される液滴の着弾位置をＸi（図３においてi＝1〜5）とする。今、ノズルnlz3が補正対象のノズルであり、補正範囲ノズルの本数（Ｎ数）の設定を３とすると、ノズルnzl3の印字誤差に対してノズルnzl2,nzl3,nzl4の出力濃度を変更することによって補正を実施することになる。

補正によって濃度ムラの視認性が最小となるよう、各ノズル濃度補正係数diを決定することが望まれる。濃度ムラ（濃度不均一性）は、空間周波数特性（パワースペクトル）での強度で表される。人間の視覚的には高周波成分は視認出来ないため、濃度ムラの視認性は、パワースペクトルの低周波成分に等しい。そのため、本例ではパワースペクトルの低周波成分を最小となるよう、各ノズル濃度補正係数diを決定する。

具体的には、以下のようにしてノズル濃度補正係数diの生成が行われる。
初めに、補正範囲ノズルにおける不吐出ノズルの存在に応じて補正係数の生成方法が選択される。選択方法は図４に示す表にしたがう（Ｎ＝３の例）。図５の表において「○」は正常ノズル、「×」は不吐出ノズルを表す。

同表に示すように補正範囲ノズルにおける不吐出ノズルの存在状況によって、４つのケースに分類され、それぞれのケースに応じて補正係数生成方法が異なる。

第１のケースは、全ての補正範囲ノズルにおいて不吐出なしの場合であり、このような場合は、すなわち通常のケースであり、このときの補正係数生成方法を「Ａ」とする。
第２のケースは、不吐１本以内、かつ補正対象のノズルが不吐出の場合である。この場合は、不吐出による白スジを補正することが目的となる。このときの補正係数生成方法を「Ｂ」とする。

第３のケースは、不吐１本以内、かつ非補正対象ノズルが不吐出の場合である。この場合、補正対象ノズルは不吐出でないが、補正に用いるノズルの中に使えないノズル（不吐出ノズル）が含まれていることになる。このときの補正係数生成方法を「Ｃ」とする。
第４のケースは、不吐２本以上ある場合である。この場合は、スジムラ補正が不可能なレベルであると判断し、ヘッドクリーニングモードに移行する。

なお、吐出はしているが著しく液滴量やドット形状が悪化しているノズルなどは、無理にそのノズルを使って印字を行うよりも、これを不吐とみなして補正係数を作成して画像補正を行った方がムラの程度が良化する。実験によると、液滴量誤差が５０％以上に達しているノズルは不吐とみなした処理を行った方が良好な補正が行えることがわかっている。

次に、それぞれのノズル濃度補正係数生成方法Ａ〜Ｃを説明する。
（補正係数生成方法Ａ）
上記第１のケース（通常）の場合の補正係数は、以下の式[数５]より決定する。

ここで、xiはそれぞれ補正対象ノズルの理想着弾位置を原点とした各ノズルの着弾位置である。Δｖ_iは、ノズルiの液滴量誤差を表すパラメータであり、Δｖ_i＝（Ｖ_i／Ｖ₀）−１で定義される。ここで、Ｖ₀は理想（設計値）の平均液滴量、Ｖ_iはノズルiの液滴量である。また、Πは、補正に用いるＮ本のノズル内で積を取ることを意味する。

これをＮ＝３の場合について明示的に表すと、次のようになる。

（補正係数生成方法Ａにおける濃度補正係数の導出）
上記補正係数生成方法Ａにおける濃度補正係数の導出について説明する。微小な液滴量誤差のあるケースを考える。ここでは不吐出や著しい液滴量誤差（５０％以上）は考慮しない。そのため基本的に、液滴量の誤差はそのノズルの濃度補正係数で補正することができる。すなわち、着弾位置は周囲Ｎノズルで補正、液滴量は周囲１ノズルで補正することになる。

使用する変数の定義は以下のとおりである。

濃度ムラのパワースペクトルの低周波成分を最小化するという条件から、理論的に各ノズルの濃度補正係数を導くことができる。

まず、各ノズルの誤差特性を取り込んだ濃度プロファイルを次式のように定義する。

画像の濃度プロファイルＤ(x)は、各ノズルが印字する濃度プロファイルの和であり、ノズルの印字を表すのが印字モデル（１ノズルが印字する濃度プロファイル）である。印字モデルはノズル出力濃度Ｄiと標準濃度プロファイルｚ(x)に分離して表現される。
標準濃度プロファイルｚ(x)は、厳密にはドット径に等しい有限の広がりを持つものであるが、位置誤差の補正を濃度ズレのバランシングの問題であると考えると、重要なのは濃度プロファイルの重心位置（着弾位置）であって、濃度プロファイルの広がりは副次的な要素である。そのため、プロファイルをδ関数で置き換える近似は妥当である。このような標準濃度プロファイルを仮定すると数学的な取り扱いが容易となり、補正係数の厳密解が得られる。

図５（ａ）は現実に即した印字モデルであり、図５（ｂ）はδ関数型印字モデルである。δ関数モデルで近似する場合、標準濃度プロファイルは次式で表される。

補正係数を導出するにあたり、ある特定のノズル（ｉ＝０）の着弾位置誤差Δｘ₀を、周辺ノズルＮ本によって補正することを考える。なお、ここでは補正対象ノズルの番号をｉ＝０とした。また、周辺のノズルも、所定の着弾位置誤差や液滴量誤差を持ち得ることに注意する。

補正対象ノズル（中心ノズル）を含むＮ本のノズルの番号（index）は、次式で表される。

なお、この式においては、Ｎは奇数である必要があるが、本発明の実施に際しては、Ｎを奇数に限定する必要はない。

初期出力濃度（補正前の出力濃度）はｉ＝０のみ値を持つものとして、次式で表される。

濃度補正係数をｄiとするとき、補正後出力濃度Ｄiは、次式で表される。

各ノズルｉの着弾位置ｘ_iは、次式で表される。

δ関数型印字モデルを用いると、補正後の濃度プロファイルは、次式で表される。

これに対してFourier変換を行うと、次式、

と表される。なお、Ｄiniは共通の定数のため省略した（Ｄini＝１とした）。

濃度ムラの視認性を最小化することは、すなわち、次式のパワースペクトルの低周波成分を最小化することである。

これは、数学的にはＴ(f)の f＝０における微分係数（１次、２次、…）がゼロであることで近似できる。今、未知数ＤiはＮ個であるから、ＤＣ成分の保存条件も含めると、Ｎ−１次までの微分係数がゼロの条件を用いれば、全ての（Ｎ個の）未知数Ｄiが厳密に定まる。このようにして、以下の補正条件が定まる。

δ関数モデルにおいては、各補正条件を展開していくと、容易な計算によってＤiについてのＮ本の連立方程式に帰着する。各補正条件を展開したものを整理すると、以下の条件群（方程式群）が得られる。

これらの方程式群の意味するところは、１式目はＤＣ成分の保存であり、２式目は重心位置の保存を表している。３式目以降は統計学におけるＮ−１次モーメントがゼロであることを表している。

このようにして得られた条件式を行列形式で表すと、以下のように表すことができる。

この係数行列Ａは、いわゆるVandermonde型の行列であり、その行列式は差積を用いて次式となることが知られている。

このため、Crammerの公式を用いてｄi'の厳密解を求めることができる。計算の詳細な過程は省略するが、代数計算によって、その解は次式となることが示される。

ここでΠは積を表し、Πの下のkは、周囲Nノズルのノズル番号の値を取る。
これをｄiについて解くと以下のようになる。

よって、求めるべき補正係数ｄiは、次式となる。

以上のように、パワースペクトルの原点微分係数をゼロにするという条件から、濃度補正係数ｄiの厳密解が導かれる。補正に用いる周辺ノズル数Ｎを増やすほど、より高次の微分係数をゼロにすることが可能になるため、低周波エネルギーがより小さくなり、ムラの視認性は一層低減する。

本実施形態では、微分係数をゼロにする条件を用いたが、完全にゼロとせずとも、補正前の微分係数に比べて十分小さい値（例えば、補正前の１／１０）に設定しても、ムラ低減可能である。
（補正係数生成方法Ｂ）
上記第２のケースの場合、すなわち、補正対象ノズルが不吐出の場合、補正係数は、以下の式により決定する。なお、ノズルｋは、ドットを印字しないため、ｄi＝−１とする。

この式は、不吐出を補正する近傍のノズルに着弾位置誤差や液滴量誤差が在すケースにおける最適な濃度補正係数を示すものである。
ここでＮ＝３とし、且つ、不吐出以外の誤差が存在しない場合を想定して、下記条件

を代入すると補正係数は下記［数２４(ｂ)］のとおりとなる。

（補正係数生成方法Ｂにおける濃度補正係数の導出）
上記補正係数生成方法Ｂにおける濃度補正係数の導出について説明する。不吐出、もしくは液滴量に著しい誤差（５０％以上）のあるケースを考える。この場合補正対象ノズル単独では液滴量補正ができないため、周囲のノズルを用いて補正することになる。かつ、補正係数の発散を避けるため、補正対象ノズルの補正係数は制御しないこととする。また対象ノズルは不吐出（またはみなし不吐出）であるため着弾位置誤差はゼロとしてよい。
使用する変数の定義は以下のとおりである。

パワースペクトル最小化解を求めるにあたり、補正対象ノズルは制御しないため、未知数はＮ−１個である。この場合、パワースペクトル最小化条件は以下のようになる（[数２６]）。なお、ここで、Σ内の和においてi=0は除外される。また、Ｄ_ini＝１としている。

このように、連立方程式の形式は既述の例と全く変わらない。ゆえに、以下のように解ける。

なお、Πはk=0を取らないことに注意を要する。
これをｄiについて解き、結局補正係数は以下のようになる。

（補正係数生成方法Ｃ）
上記第３のケースの場合、補正対象ノズルjの周辺ノズルが不吐出の場合、そのノズルは補正用には使えないため、iの動く範囲を変更することが必要になる。例えばＮ＝３でノズルnzl2が不吐出である際は、[1]ノズルnzl2は補正に用いず、Ｎ＝２としてnzl3とnzl4によって補正係数を生成する。あるいは、[2]ノズルnzl2の代替として、nzl1を追加して、Ｎ＝３として補正係数を生成する。

どちらの場合も補正係数生成法Ａと同様の式を用いればよいが、特に［1］の場合を書き下すと、下記のようになる。

以上述べた手続きにより濃度補正係数を作成することで、濃度ムラの空間周波数特性の低周波成分を最大限に低減することが可能となり、精度の高い濃度ムラ補正が可能となる。

上記の説明は特定のノズル(nzl3)に対する濃度補正係数の決定方法である。実際には多くのノズルが何らかの打滴誤差を持っているため、それらのノズルの打滴誤差に対して補正を行う必要がある。すなわち、これらのノズルに対して周囲Ｎノズルの濃度補正係数を求め、トータルの濃度補正係数はこのようにして得られた濃度補正係数の和を取ることで求められる。

すなわち、ノズルkを補正対象ノズルとしたノズルiの補正係数をd(i,k)とおくと、ノズルiのトータルの濃度補正係数diは、次式として求められる。

なお、上記の例では、全ノズルの着弾位置誤差を補正対象としてインデックスｋを足し合わせているが、ある値ΔＸ_threshを閾値として予め設定しておき、この閾値を超える着弾位置誤差をもつノズルのみを補正対象とするように選択的に補正する構成も可能である。

上述のような方法で画像補正を行うことで、スジムラが大幅に低減される。

図６は、従来の補正方法による効果と、本実施形態の補正方法による効果を比較したものである。濃度ムラを測定し、フーリエ解析によって得たパワースペクトルを示すグラフである。従来の補正方法に比べて本願の補正は、低周波のエネルギーを低減しており、ムラが視認されにくくなっていることがわかる。

ここで、吐出液滴量が基準値の５０％以下の場合に、不吐出とみなして処理することの合理性について説明する。吐出液滴量が基準値の５０％を下回る場合、すなわち、液滴量誤差Δｖが「−0.5」よりも小さい場合（Δｖ＜−0．5）、上述の補正方法Ａに従えば濃度補正係数ｄ（着弾位置誤差を０とした場合に計算される濃度補正係数）は１よりも大きくなる。

濃度補正係数ｄ＞１となると、該当ノズルの出力濃度を２倍以上に増加させることになり、ヘッド吐出周波数の制約上、画像の破綻をきたす可能性がある。そのため、濃度補正係数ｄ＜１であることが望ましい。

そのため、液滴量誤差Δｖ＜−0．5となるノズルについて不吐出とみなせば、上述の補正方法Ｂに従い、周辺の複数のノズルで補正するため、濃度補正係数の増加を抑制でき、画像破綻をおこさない。

上記の理由により、吐出液滴量が基準値の５０％以下の場合には不吐出とみなして処理することが望ましい。

図７は、濃度補正係数（補正データ）の更新処理の例を示したフローチャートである。補正データの更新処理は、例えば、以下のいずれかの条件で開始される。

すなわち、（ａ）印字結果を監視する自動チェック機構（センサ）によって印字画像にスジムラが生じていると判断された場合、（ｂ）人間（オペレータ）が印字画像を見て画像内にスジムラが生じていると判断して所定の操作（更新処理を開始させる指令の入力など）を行った場合、（ｃ）事前に設定していた更新タイミングに達した場合（タイマー等による時間管理やプリント枚数カウンタなどによる稼働実績管理などによって更新タイミングを設定並びに判断可能）、のいずれかの条件で図示の更新処理がスタートする。

更新処理がスタートすると、まず、着弾誤差データや液滴量誤差、不吐出等を測定するためのテストパターン（予め定められている所定のパターン）のプリントが実行される（ステップＳ７０）。

次いで、そのテストパターンの印字結果から着弾誤差、液滴量誤差（不吐出の情報も含む）のデータを測定する（ステップＳ７２）。着弾誤差や液滴量誤差データの測定には、イメージセンサ（撮像素子）を利用した画像読取装置（撮像信号を処理する信号処理手段を含む）を用いることができる。着弾誤差データには、着弾位置誤差の情報及び光学濃度情報などが含まれる。

そして、ステップＳ７２で得られた着弾誤差データや液滴量誤差から補正データ（濃度補正係数）が算出される（ステップＳ７４）。濃度補正係数の算出方法については、既に説明した通りである。

こうして、求めた濃度補正係数の情報はＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な記憶手段に記憶され、以後、最新の補正係数が用いられる。

〔インクジェット記録装置の構成〕
次に、上述した濃度ムラの補正機能を備えた画像記録装置の具体的な適用例としてのインクジェット記録装置について説明する。

図８は、本発明に係る画像記録装置の一実施形態を示す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１１０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（以下、ヘッドという。）１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙを有する印字部１１２と、各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１１４と、被記録媒体たる記録紙１１６を供給する給紙部１１８と、記録紙１１６のカールを除去するデカール処理部１２０と、前記印字部１１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１１６の平面性を保持しながら記録紙１１６を搬送するベルト搬送部１２２と、印字部１１２による印字結果を読み取る印字検出部１２４と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部１２６とを備えている。

インク貯蔵／装填部１１４は、各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

図８では、給紙部１１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

複数種類の被記録媒体（メディア）を利用可能な構成にした場合、メディアの種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される被記録媒体の種類（メディア種）を自動的に判別し、メディア種に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１１８から送り出される記録紙１１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部１２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム１３０で記録紙１１６に熱を与える。このとき、多少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とより好ましい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図８ように、裁断用のカッター（第１のカッター）１２８が設けられており、該カッター１２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。なお、カット紙を使用する場合には、カッター１２８は不要である。

デカール処理後、カットされた記録紙１１６は、ベルト搬送部１２２へと送られる。ベルト搬送部１２２は、ローラ１３１、１３２間に無端状のベルト１３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト１３３は、記録紙１１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。図９に示したとおり、ローラ１３１、１３２間に掛け渡されたベルト１３３の内側において印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ１３４が設けられており、この吸着チャンバ１３４をファン１３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１１６がベルト１３３上に吸着保持される。なお、吸引吸着方式に代えて、静電吸着方式を採用してもよい。

ベルト１３３が巻かれているローラ１３１、１３２の少なくとも一方にモータ（図１４中符号１８８）の動力が伝達されることにより、ベルト１３３は図９上の時計回り方向に駆動され、ベルト１３３上に保持された記録紙１１６は図９の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト１３３上にもインクが付着するので、ベルト１３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部１３６が設けられている。ベルト清掃部１３６の構成について詳細は図示しないが、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、或いはこれらの組合せなどがある。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。

なお、ベルト搬送部１２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

ベルト搬送部１２２により形成される用紙搬送路上において印字部１１２の上流側には、加熱ファン１４０が設けられている。加熱ファン１４０は、印字前の記録紙１１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１１６を加熱する。印字直前に記録紙１１６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。

印字部１１２の各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１１０が対象とする記録紙１１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの被記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている（図９参照）。

ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙは、記録紙１１６の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙが記録紙１１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。

ベルト搬送部１２２により記録紙１１６を搬送しつつ各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙１１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙１１６と印字部１１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

図８に示した印字検出部１２４は、印字部１１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ又はエリアセンサ）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりや着弾位置誤差などの吐出特性をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部１２４には、受光面に複数の受光素子（光電変換素子）が２次元配列されてなるＣＣＤエリアセンサを好適に用いることができる。エリアセンサは、少なくとも各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）の全域を撮像できる撮像範囲を有しているものとする。１つのエリアセンサで所要の撮像範囲を実現してもよいし、複数のエリアセンサを組み合わせて（繋ぎ合わせて）所要の撮像範囲を確保してもよい。或いはまた、エリアセンサを移動機構（不図示）によって支持し、エリアセンサを移動（走査）させることによって所要の撮像範囲を撮像する構成も可能である。

また、エリアセンサに代えてラインセンサを用いることも可能である。この場合、ラインセンサは、少なくとも各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列（光電変換素子列）を有する構成が好ましい。各色のヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙにより印字されたテストパターン又は実技画像が印字検出部１２４により読み取られ、各ヘッドの吐出判定が行われる。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。

印字検出部１２４の後段には後乾燥部１４２が設けられている。後乾燥部１４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。

多孔質のペーパーに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパーの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部１４２の後段には、加熱・加圧部１４４が設けられている。加熱・加圧部１４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、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１４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

こうして生成されたプリント物は排紙部１２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部１２６Ａ、１２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）１４８によってテスト印字の部分を切り離す。また、図８には示さないが、本画像の排出部１２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。

〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号１５０によってヘッドを示すものとする。

図１０(a) はヘッド１５０の構造例を示す平面透視図であり、図１０(b) はその一部の拡大図である。また、図１０(c) はヘッド１５０の他の構造例を示す平面透視図、図１１は１つの液滴吐出素子（１つのノズル１５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図１０(a) 中の１１−１１線に沿う断面図）である。

記録紙１１６上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド１５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド１５０は、図１０(a),(b) に示したように、インク吐出口であるノズル１５１と、各ノズル１５１に対応する圧力室１５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）１５３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。

記録紙１１６の送り方向と略直交する方向に記録紙１１６の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図１０(a) の構成に代えて、図１０(c) に示すように、複数のノズル１５１が２次元に配列された短尺のヘッドモジュール１５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙１１６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。

各ノズル１５１に対応して設けられている圧力室１５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図１０(a),(b) 参照）、対角線上の両隅部の一方にノズル１５１への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口（供給口）１５４が設けられている。なお、圧力室１５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。

図１１に示したように、各圧力室１５２は供給口１５４を介して共通流路１５５と連通されている。共通流路１５５はインク供給源たるインクタンク（不図示）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路１５５を介して各圧力室１５２に分配供給される。

圧力室１５２の一部の面（図１１において天面）を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）１５６には個別電極１５７を備えたアクチュエータ１５８が接合されている。個別電極１５７と共通電極間に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ１５８が変形して圧力室１５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル１５１からインクが吐出される。なお、アクチュエータ１５８には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電体を用いた圧電素子が好適に用いられる。インク吐出後、アクチュエータ１５８の変位が元に戻る際に、共通流路１５５から供給口１５４を通って新しいインクが圧力室１５２に再充填される。

上述した構造を有するインク室ユニット１５３を図１２に示す如く主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。

すなわち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット１５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosθとなり、主走査方向については、各ノズル１５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。

なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズ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。

特に、図１２に示すようなマトリクス状に配置されたノズル１５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル１５１-11 、１５１-12 、１５１-13 、１５１-14 、１５１-15 、１５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル１５１-21 、…、１５１-26 を１つのブロック、ノズル１５１-31 、…、１５１-36 を１つのブロック、…として）、記録紙１１６の搬送速度に応じてノズル１５１-11 、１５１-12 、…、１５１-16 を順次駆動することで記録紙１１６の幅方向に１ラインを印字する。

一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された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）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

そして、上述の主走査によって記録される１ライン（或いは帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向といい、上述の副走査を行う方向を副走査方向という。すなわち、本実施形態では、記録紙１１６の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。

本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ１５８の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。

〔制御系の説明〕
図１３は、インクジェット記録装置１１０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１１０は、通信インターフェース１７０、システムコントローラ１７２、画像メモリ１７４、ＲＯＭ１７５、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８、プリント制御部１８０、画像バッファメモリ１８２、ヘッドドライバ１８４等を備えている。

通信インターフェース１７０は、ホストコンピュータ１８６から送られてくる画像データを受信する画像入力手段として機能するインターフェース部（画像入力部）である。通信インターフェース１７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。

ホストコンピュータ１８６から送出された画像データは通信インターフェース１７０を介してインクジェット記録装置１１０に取り込まれ、一旦画像メモリ１７４に記憶される。画像メモリ１７４は、通信インターフェース１７０を介して入力された画像を格納する記憶手段であり、システムコントローラ１７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ１７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１１０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。すなわち、システムコントローラ１７２は、通信インターフェース１７０、画像メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ１８６との間の通信制御、画像メモリ１７４及びＲＯＭ１７５の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１８８やヒータ１８９を制御する制御信号を生成する。

また、システムコントローラ１７２は、印字検出部１２４から読み込んだテストパターンの読取データから着弾位置誤差、液滴量誤差、不吐出等のデータを生成する演算処理を行う着弾誤差等測定演算部１７２Ａと、測定された着弾位置誤差、液滴量誤差、不吐出の情報から濃度補正係数を算出する濃度補正係数算出部１７２Ｂとを含んで構成される。なお、着弾誤差等測定演算部１７２Ａ及び濃度補正係数算出部１７２Ｂの処理機能はＡＳＩＣやソフトウエア又は適宜の組み合わせによって実現可能である。
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。

ＲＯＭ１７５には、システムコントローラ１７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データ（着弾位置誤差等の測定用テストパターンのデータを含む）などが格納されている。ＲＯＭ１７５は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。また、このＲＯＭ１７５の記憶領域を活用することで、ＲＯＭ１７５を濃度補正係数記憶部１９０として兼用する構成も可能である。

画像メモリ１７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ１７６は、システムコントローラ１７２からの指示に従って搬送系のモータ１８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１７８は、システムコントローラ１７２からの指示に従って後乾燥部１４２等のヒータ１８９を駆動するドライバである。

プリント制御部１８０は、システムコントローラ１７２の制御に従い、画像メモリ１７４内の画像データ（多値の入力画像のデータ） から打滴制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理手段として機能するとともに、生成したインク吐出データをヘッドドライバ１８４に供給してヘッド１５０の吐出駆動を制御する駆動制御手段として機能する。

すなわち、プリント制御部１８０は、濃度データ生成部１８０Ａと、補正処理部１８０Ｂと、インク吐出データ生成部１８０Ｃと、駆動波形生成部１８０Ｄとを含んで構成される。これら各機能ブロック（１８０Ａ〜Ｄ）は、ＡＳＩＣやソフトウエア又は適宜の組み合わせによって実現可能である。

濃度データ生成部１８０Ａは、入力画像のデータからインク色別の初期の濃度データを生成する信号処理手段であり、濃度変換処理（ＵＣＲ処理や色変換を含む）及び必要な場合には画素数変換処理を行う。

図１３の補正処理部１８０Ｂは、濃度補正係数記憶部１９０に格納されている濃度補正係数を用いて濃度補正の演算を行う処理手段であり、図１の符号１２で説明したムラ補正処理を行う。

図１３のインク吐出データ生成部１８０Ｃは、補正処理部１８０Ｂで生成された補正後の濃度データから２値（又は多値）のドットデータに変換するハーフトーニング処理手段を含む信号処理手段であり、図１の符号１６で説明した２値（多値）化処理を行う。図１３のインク吐出データ生成部１８０Ｃにて生成されたインク吐出データはヘッドドライバ１８４に与えられ、ヘッド１５０のインク吐出動作が制御される。

駆動波形生成部１８０Ｄは、ヘッド１５０の各ノズル１５１に対応したアクチュエータ１５８（図１１参照）を駆動するための駆動信号波形を生成する手段であり、該駆動波形生成部１８０Ｄにて生成された信号（駆動波形）は、ヘッドドライバ１８４に供給される。なお、駆動信号生成部１８０Ｄから出力される信号は、デジタル波形データであってもよいし、アナログ電圧信号であってもよい。
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１３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。

画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース１７０を介して外部から入力され、画像メモリ１７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの多値の画像データが画像メモリ１７４に記憶される。

インクジェット記録装置１１０では、インク（色材） による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、画像メモリ１７４に蓄えられた元画像（ＲＧＢ）のデータは、システムコントローラ１７２を介してプリント制御部１８０に送られ、該プリント制御部１８０の濃度データ生成部１８０Ａ、補正処理部１８０Ｂ、インク吐出データ生成部１８０Ｃを経てインク色ごとのドットデータに変換される。

すなわち、プリント制御部１８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部１８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ１８２に蓄えられる。この色別ドットデータは、ヘッド１５０のノズルからインクを吐出するためのＣＭＹＫ打滴データに変換され、印字されるインク吐出データが確定する。

ヘッドドライバ１８４は、プリント制御部１８０から与えられるインク吐出データ及び駆動波形の信号に基づき、印字内容に応じてヘッド１５０の各ノズル１５１に対応するアクチュエータ１５８を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ１８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
こうして、ヘッドドライバ１８４から出力された駆動信号がヘッド１５０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ヘッド１５０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。

上記のように、プリント制御部１８０における所要の信号処理を経て生成されたインク吐出データ及び駆動信号波形に基づき、ヘッドドライバ１８４を介して各ノズルからのインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

印字検出部１２４は、図８で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録紙１１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部１８０及びシステムコントローラ１７２に提供する。

プリント制御部１８０は、必要に応じて印字検出部１２４から得られる情報に基づいてヘッド１５０に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作（ノズル回復動作）を実施する制御を行う。すなわち、プリント制御部１８０は、図で説明した補正係数生成方法Ａ〜Ｃを選択する選択手段として機能するとともに、補正不可能と判断した際にヘッドクリーニングを実行させる制御手段として機能する。

本例の場合、印字検出部１２４と着弾誤差等測定演算部１７２Ａの組み合わせが「特性情報取得手段」に相当し、濃度補正係数算出部１７２Ｂが「補正範囲設定手段」及び「補正係数決定手段」に相当する。また、補正処理部１８０Ｂが「補正処理手段」に相当している。

上記構成のインクジェット記録装置１１０によれば、濃度ムラが低減された良好な画像を得ることができる。

〔第２の実施形態：シャトルヘッドへの適用〕
本発明の適用はラインヘッド方式のプリンタに限定されず、シャトルスキャン方式のプリンタにおいても、本発明による補正技術を適用することで画質が向上し、結果としてパス数を抑えてプリント速度を向上することができる。

図１４は、シャトルスャン方式における画像処理フローである。図１４中図１と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。図１４におけるシャトルスキャン方式の場合、符号１７で示す印字データ（２値データ）が得られた後に、マスク処理部１８によって、パスへのデータ配分が行われ、このマスクされたデータが印字データ送信部１９からプリントヘッドに送信される点で図１におけるラインヘッドの構成と相違する。

また、図１４のムラ補正処理部１２では、画素ごとに印字を担当するノズルの持つ濃度補正係数を参照し、同係数を乗じる処理を行う。ノズル濃度補正データ生成部１３における補正係数の生成処理については、図１で説明した第１実施形態と同様である。

図１４におけるマスク処理部１８では、複数の相互補完的なマスクによって、画像データを複数のパスに分配する処理を行う。例えば、ヘッドのノズル数５１２本（１２００npi）、印字解像度は、1200dpi×1200dpi、パス数設定はＮ＿pass＝4とするとき、マスク処理部１８は、４つの相互補完的なマスクによって、印字データを４つのパスのデータに分配する。なお、このパス数は画質モードによって変更してもよい。パス数の設定に合わせてマスク数が定められる。

図１５はマスクによるデータ配分処理の例を示す模式的な概念図である。図示した４種類のマスク１〜４は、非マスク領域（白抜き部分）が互いに重複しておらず、マスク１〜４でそれぞれ配分されたデータの集合が元のデータと一致するような関係（相互補完的な関係）を有している。

各マクス１〜４によって分配された印字データの送信処理の概念図を図１６に示す。図示のように、ヘッドによる主走査方向の１走査（パス）単位で、それぞれマスク処理された画像データがプリントヘッドに送信され、１パス分の帯状の印字が行われる。すなわち、マスク１で処理された画像データに基づいてパス１の印字が行われ、マスク２で処理された画像データに基づいてパス２の印字が行われる。以下同様に、マスク３で処理された画像データに基づいてパス３の印字が行われ、マスク４で処理された画像データに基づいてパス４の印字が行われる。被記録媒体の搬送（副走査方向の移動）とともに同様の処理が繰り返され、パス５の印字はマスク１で処理された画像データに基づいて行われる。

〔変形例〕
図１４で説明した着弾誤差等測定演算部１７２Ａ、濃度補正係数算出部１７２Ｂ、濃度データ生成部１８０Ａ、補正処理部１８０Ｂが担う処理機能の全て又は一部をホストコンピュータ１８６側に搭載する態様も可能である。

本発明の実施形態による画像処理の流れを示したフロー図 本実施形態による濃度ムラ補正処理の概念図 本実施形態による濃度ムラ補正前の濃度プロファイルの例を示す説明図 補正係数生成方法の選択例を示す図表 （ａ）は現実に即した印字モデルの濃度プロファイル図、（ｂ）はδ関数型印字モデルの濃度プロファイル図 本実施形態による補正の効果を示すパワースペクトルのグラフ 補正データの更新処理の流れを示したフローチャート本発明の実施形態による濃度ムラ補正後の様子を示す説明図 本発明に係る画像記録装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の全体構成図 図８に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図 ヘッドの構造例を示す平面透視図 図１０(a) の要部拡大図 フルライン型ヘッドの他の構造例を示す平面透視図 図１０(a) 中の１１−１１線に沿う断面図 図１０(a) に示したヘッドのノズル配列を示す拡大図 本実施形態に係るインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図 本発明の他の実施形態による画像処理の流れを示したフロー図 マスクによるデータ配分処理の例を示す説明図 ヘッドへの印字データ送信処理の例を示す説明図 ノズルの吐出特性のばらつきと濃度ムラの関係を説明するために用いた模式図 従来の補正方法の説明図 従来の補正方法による重み付けの規定例を示す説明図

符号の説明

１２…ムラ補正処理部、１３…ノズル濃度補正データ生成部、１６…ハーフトーン処理部、２０…ラインヘッド、１１０…インクジェット記録装置、１１２…印字部、１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ…ヘッド、１１４…インク貯蔵／装填部、１１６…記録紙（被記録媒体）、１２２…ベルト搬送部（搬送手段）、１２４…印字検出部、１５０…ヘッド、１５１…ノズル（記録素子）、１５２…圧力室、１５３…インク室ユニット、１５８…アクチュエータ、１７２…システムコントローラ、１７２Ａ…着弾誤差等測定演算部、１７２Ｂ…濃度補正係数算出部、１８０…プリント制御部、１８０Ａ…濃度データ生成部、１８０Ｂ…補正処理部、１８０Ｃ…インク吐出データ生成部、１８０Ｄ…駆動波形生成部、１８４…ヘッドドライバ

Claims (13)

1. 複数の記録素子を有する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッド及び被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと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吐出液滴量誤差とを含む記録特性を示す情報を取得する特性情報取得手段と、
   前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定手段と、
   前記記録素子の記録特性に起因する濃度ムラの空間周波数特性を表すパワースペクトルを次式で表すとき、
   

   

   ただし、式中において、
   ｉは記録素子の位置を表すインデックス、
   ｘは被記録媒体上の位置座標、
   Ｄ _ｉ は記録素子の出力濃度、
   z(x)は１つの記録素子が印字する標準濃度プロファイル、
   ｘ _i は記録素子iの記録位置、
   Ｄ(x)は各記録素子が記録する濃度プロファイルの和、であり、
   未知数の濃度補正係数を用いて計算される補正後の前記パワースペクトルの周波数原点（ｆ＝０）における微分係数が略０となる条件を含む補正条件に基づいて前記Ｎ個の補正記録素子の濃度補正係数を決定する補正係数決定手段と、
   前記補正係数決定手段で決定された濃度補正係数を用いて出力濃度を補正する演算を行う補正処理手段と、
   前記補正処理手段による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像記録装置。
2. 前記記録素子の位置を特定するインデックスをｉとし、記録素子ｉの記録位置をｘi、記録素子iの吐出液滴量をＶ_i、吐出液滴量の理想値をＶ₀、記録素子ｉの吐出液滴量誤差をΔｖ_i＝（Ｖ_i／Ｖ₀）−１とするとき、記録素子ｉの濃度補正係数ｄiは、次式
   

   

   を用いて決定され、濃度補正係数ｄiに１を加えたものを補正前の濃度にかけると補正後の濃度になることを特徴とする請求項１記載の画像記録装置。
3. 複数の記録素子を有する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッド及び被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと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吐出液滴量誤差とを含む記録特性を示す情報を取得する特性情報取得手段と、
   前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定手段と、
   前記Ｎ個の補正記録素子の各濃度補正係数を決定する補正係数決定手段であって、前記記録素子の位置を特定するインデックスをｉとし、記録素子ｉの記録位置をｘi、記録素子iの吐出液滴量をＶ _i 、吐出液滴量の理想値をＶ ₀ 、記録素子ｉの吐出液滴量誤差をΔｖ _i ＝（Ｖ _i ／Ｖ ₀ ）−１とするとき、記録素子ｉの濃度補正係数ｄiは、次式
   

   

   を用いて決定される補正係数決定手段と、
   前記補正係数決定手段で決定された濃度補正係数ｄiに１を加えたものを補正前の濃度にかけて補正後の濃度を得ることにより出力濃度を補正する演算を行う補正処理手段と、
   前記補正処理手段による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする画像記録装置。
4. 複数の記録素子を有する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッド及び被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと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とを含む記録特性を示す情報を取得する特性情報取得手段と、
   前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定手段と、
   前記記録素子の記録特性に起因する濃度ムラの空間周波数特性を表すパワースペクトルを次式で表すとき、
   

   

   ただし、式中において、
   ｉは記録素子の位置を表すインデックス、
   ｘは被記録媒体上の位置座標、
   Ｄ _ｉ は記録素子の出力濃度、
   z(x)は１つの記録素子が印字する標準濃度プロファイル、
   ｘ _i は記録素子iの記録位置、
   Ｄ(x)は各記録素子が記録する濃度プロファイルの和、であり、
   未知数の濃度補正係数を用いて計算される補正後の前記パワースペクトルの周波数原点（ｆ＝０）における微分係数が略０となる条件を含む補正条件に基づいて前記Ｎ個の補正記録素子の濃度補正係数を決定する補正係数決定手段と、
   前記補正係数決定手段で決定された濃度補正係数を用いて出力濃度を補正する演算を行
   う補正処理手段と、
   前記補正処理手段による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像記録装置。
5. 前記記録素子の位置を特定するインデックスをｉとし、記録素子ｉの記録位置をｘi、記録素子iの吐出液滴量をＶ_i、吐出液滴量の理想値をＶ₀、記録素子ｉの吐出液滴量誤差をΔｖ_i＝（Ｖ_i／Ｖ₀）−１とするとき、記録素子ｉの濃度補正係数ｄiは、次式
   

   

   を用いて決定されることを特徴とする請求項４記載の画像記録装置。
6. 複数の記録素子を有する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッド及び被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと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とを含む記録特性を含む記録特性を示す情報を取得する特性情報取得手段と、
   前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定手段と、
   前記Ｎ個の補正記録素子の各濃度補正係数を決定する補正係数決定手段であって、前記記録素子の位置を特定するインデックスをｉとし、記録素子ｉの記録位置をｘi、記録素子iの吐出液滴量をＶ _i 、吐出液滴量の理想値をＶ ₀ 、記録素子ｉの吐出液滴量誤差をΔｖ _i ＝（Ｖ _i ／Ｖ ₀ ）−１とするとき、記録素子ｉの濃度補正係数ｄiは、次式
   

   

   を用いて決定される補正係数決定手段と、
   前記補正係数決定手段で決定された濃度補正係数ｄiに１を加えたものを補正前の濃度にかけて補正後の濃度を得ることにより出力濃度を補正する演算を行う補正処理手段と、
   前記補正処理手段による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする画像記録装置。
7. 前記補正範囲設定手段は、補正対象記録素子の補正に用いる周辺の記録素子が不吐出の場合、当該不吐出の記録素子に代えて、補正に用いる記録素子の設定を変更することを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の画像記録装置。
8. 前記記録素子の吐出液滴量が基準値より５０％以下の場合は、不吐出と見なして処理を行うことを特徴とする請求項４乃至７の何れか１項に記載の画像記録装置。
9. 前記複数の記録素子のうち、インデックスｋで表される記録素子の持つ記録位置誤差に対して、当該記録素子ｋを含む周囲Ｎ個の補正記録素子の範囲でそれぞれ濃度補正係数が求められ、記録素子ｋの持つ記録位置誤差に対する記録素子ｉの濃度補正係数をｄ(i,k)とするとき、記録素子ｉのトータルの濃度補正係数ｄiは、ｋを変えて求めたｄ(i,k)の線形結合として求められることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像記録装置。
10. 複数の記録素子を有する記録ヘッドと被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記被記録媒体を相対移動させながら、前記複数の記録素子によって前記被記録媒体に画像を記録する画像記録方法であって、
    前記記録素子の記録位置誤差と吐出液滴量誤差とを含む記録特性を示す情報を取得する特性情報取得工程と、
    前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定工程と、
    前記記録素子の記録特性に起因する濃度ムラの空間周波数特性を表すパワースペクトルを次式で表すとき、
    

    

    ただし、式中において、
    ｉは記録素子の位置を表すインデックス、
    ｘは被記録媒体上の位置座標、
    Ｄ _ｉ は記録素子の出力濃度、
    z(x)は１つの記録素子が印字する標準濃度プロファイル、
    ｘ _i は記録素子iの記録位置、
    Ｄ(x)は各記録素子が記録する濃度プロファイルの和、であり、
    未知数の濃度補正係数を用いて計算される補正後の前記パワースペクトルの周波数原点（ｆ＝０）における微分係数が略０となる条件を含む補正条件に基づいて前記Ｎ個の補正記録素子の濃度補正係数を決定する補正係数決定工程と、
    前記補正係数決定工程で決定された濃度補正係数を用いて出力濃度を補正する演算を行う補正処理工程と、
    前記補正処理工程による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御工程と、
    を含むことを特徴とする画像記録方法。
11. 複数の記録素子を有する記録ヘッドと被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記被記録媒体を相対移動させながら、前記複数の記録素子によって前記被記録媒体に画像を記録する画像記録方法であって、
    前記記録素子の記録位置誤差と不吐出とを含む記録特性を示す情報を取得する特性情報取得工程と、
    前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定工程と、
    前記記録素子の記録特性に起因する濃度ムラの空間周波数特性を表すパワースペクトルを次式で表すとき、
    

    

    ただし、式中において、
    ｉは記録素子の位置を表すインデックス、
    ｘは被記録媒体上の位置座標、
    Ｄ _ｉ は記録素子の出力濃度、
    z(x)は１つの記録素子が印字する標準濃度プロファイル、
    ｘ _i は記録素子iの記録位置、
    Ｄ(x)は各記録素子が記録する濃度プロファイルの和、であり、
    未知数の濃度補正係数を用いて計算される補正後の前記パワースペクトルの周波数原点（ｆ＝０）における微分係数が略０となる条件を含む補正条件に基づいて前記Ｎ個の補正記録素子の濃度補正係数を決定する補正係数決定工程と、
    前記補正係数決定工程で決定された濃度補正係数を用いて出力濃度を補正する演算を行う補正処理工程と、
    前記補正処理工程による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御工程と、
    を含むことを特徴とする画像記録方法。
12. 複数の記録素子を有する記録ヘッドと被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記被記録媒体を相対移動させながら、前記複数の記録素子によって前記被記録媒体に画像を記録する画像記録方法であって、
    前記記録素子の記録位置誤差と吐出液滴量誤差とを含む記録特性を示す情報を取得する特性情報取得工程と、
    前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定工程と、
    前記Ｎ個の補正記録素子の各濃度補正係数を決定する補正係数決工程であって、前記記録素子の位置を特定するインデックスをｉとし、記録素子ｉの記録位置をｘi、記録素子iの吐出液滴量をＶ _i 、吐出液滴量の理想値をＶ ₀ 、記録素子ｉの吐出液滴量誤差をΔｖ _i ＝（Ｖ _i ／Ｖ ₀ ）−１とするとき、記録素子ｉの濃度補正係数ｄiを、次式
    

    

    を用いて決定する補正係数決定工程と、
    前記補正係数決定工程で決定された濃度補正係数ｄiに１を加えたものを補正前の濃度にかけて補正後の濃度を得ることにより出力濃度を補正する演算を行う補正処理工程と、 前記補正処理工程による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御工程と、を含むことを特徴とする画像記録方法。
13. 複数の記録素子を有する記録ヘッドと被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記被記録媒体を相対移動させながら、前記複数の記録素子によって前記被記録媒体に画像を記録する画像記録方法であって、
    前記記録素子の記録位置誤差と不吐出とを含む記録特性を示す情報を取得する特性情報取得工程と、
    前記複数の記録素子のうち、出力濃度の補正に用いるＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）の補正記録素子を設定する補正範囲設定工程と、
    前記Ｎ個の補正記録素子の各濃度補正係数を決定する補正係数決定工程であって、前記記録素子の位置を特定するインデックスをｉとし、記録素子ｉの記録位置をｘi、記録素子iの吐出液滴量をＶ _i 、吐出液滴量の理想値をＶ ₀ 、記録素子ｉの吐出液滴量誤差をΔｖ _i ＝（Ｖ _i ／Ｖ ₀ ）−１とするとき、記録素子ｉの濃度補正係数ｄiを、次式
    

    

    を用いて決定する補正係数決定工程と、
    前記補正係数決定工程で決定された濃度補正係数ｄiに１を加えたものを補正前の濃度にかけて補正後の濃度を得ることにより出力濃度を補正する演算を行う補正処理工程と、
    前記補正処理工程による補正結果に基づいて前記記録素子の駆動を制御する駆動制御工程と、を含むことを特徴とする画像記録方法。

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