JP5117242B2 - 画像記録装置及び方法並びに画像処理プログラム - Google Patents
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Description
出可能な構成としてもよい。
また、前記目的を達成するために、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特性を示す特性情報を取得する特性情報取得手段と、前記取得した特性情報のうち、少なくとも記録点位置ずれ情報を用いて前記記録素子の各々に対応する画像データを補正し、前記記録特性により出力画像に発生するスジムラを抑制する画像データを生成する補正演算手段と、前記補正演算手段によって補正された画像データの示す画像濃度値が前記記録ヘッドによる出力画像濃度範囲を超える場合に、当該出力画像濃度範囲を超える第1画像データに対応する第1記録素子の記録点位置に最も近い記録点位置となる第2記録素子を特定する最近接記録点特定手段と、前記特定された第1記録素子に対応した前記第1画像データと、前記特定された前記第2記録素子に対応する画像データについて前記補正演算手段によって補正された当該第2記録素子に対応した第2画像データとを合計する合計濃度演算手段と、前記合計濃度演算手段で求めた合計濃度を保存しつつ、当該合計濃度を前記出力画像濃度範囲内の値で前記第1記録素子及び前記第2記録素子に対応する各画像データに分配する画像データ変更手段と、前記補正演算手段によって補正された画像データ及び前記画像データ変更手段によって変更された画像データに基づいて前記記録ヘッドの駆動を制御する駆動制御手段と、を備え、前記画像データ変更手段は、前記合計濃度を2等分して前記第1記録素子及び前記第2記録素子に対応する各画像データに分配することを特徴とする画像記録装置を提供する。
まず、打滴位置情報を用いてスジムラ補正を行う技術について概説する。ここで説明する補正方法は、あるノズルが持つ着弾位置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。基本的な原理は特許文献2に開示されている手法を適用することができる。
〔濃度補正係数の導出〕
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。
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。
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。
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。
、このd(i,k)は[数1]の方程式で求められる。そして、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。
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。
実験的な知見によれば、d_min≧−1、d_max≦1を満たすならば画像破綻を起こさない。
図4は、図1〜図3で説明した補正方法を適用した通常の補正時の様子を示した図である。図4(a)に示す標準的な(理想的な)打滴位置に対して、実際の打滴位置は同(b)に示すような着弾位置の誤差を持つものとする。このような場合に演算された補正濃度は同(c)に示すように、基準の値(ここでは規格化により正規の濃度を「1」とした)に対して増減を与えるものとなる。図4(c)で補正した濃度は、増減の程度が装置側の出力濃度範囲であるため正常に出力される。
図7は画像出力時の手順を示すフローチャートである。画像を出力(プリント)する際には、まず、出力すべき画像(プリント対象となる画像)のデータを入力する(ステップS20)。入力時の画像のデータ形態は、特に限定されないが、例えば、24ビットカラーのRGBデータとする。この入力画像に対して、ルックアップテーブルによる濃度変換処理を行い(ステップS22)、プリンタの持つインク色に対応した濃度データD(i,j)に変換する。なお、(i,j)は画素の位置を表し、各画素について濃度データが割り当てられる。
場合におけるライトインクへの分配処理などが含まれる。
C(ライトシアン),LM(ライトマゼンタ)などの他のインクを含むシステムの場合は、そのインク色を含む濃度データD(i,j)に変換される。
図8は画像出力時の詳細な処理手順の第1例を示すフローチャートである。本処理が開始したら、まず、インクジェット記録装置の記録ヘッドの能力に基づいて規定される出力画像濃度の上限値をDmax、下限値をDminと設定する(ステップS110)。その後、図1〜図3で説明した方法(特許文献2に開示されている方法)を用いて、打滴位置誤差データから各ノズル(ノズル総数=N)の濃度補正値d(N)を算出する(ステップS112)。
式1による計算を画像データの全画素に対して行い、補正後の画像データの画像濃度D’(x,y)を得る。
次いで、これら隣接する打滴位置同士の画像濃度D’(x,y)、D’(xnear,y)の合計濃度Daddを計算し(ステップS124)、当該x位置の補正画像濃度D’(x,y)をDmaxに置き換え、xnear位置の補正画像濃度D’(xnear,y)を「Dadd−Dmax」に置き換える処理を行う(ステップS126)。ステップS126の後、または、ステップS120で「NO」判定となった場合には、図9のステップS130に進む。
図11は画像出力時の詳細な処理手順の第2例を示すフローチャートである。本処理が開始したら、まず、画像濃度の上限値をDmax、下限値をDminと設定する(ステップS210)。その後、特許文献1に開示されている補正手法を用いて、打滴位置誤差データから各ノズル(ノズル総数=N)の濃度補正値dtemp(N)を算出する(ステップS212)。
式3による計算を画像データの全画素に対して行い、補正後の画像データの画像濃度D’(x,y)を得る。
図1〜3で説明した濃度補正係数の算出は、画像出力時に毎回実行する必要はなく、ヘッドの吐出特性が変化したときのみ実行すれば十分である。したがって、装置製造時(出荷時)の他、例えば、以下のいずれかの条件で濃度補正係数の算出演算(更新処理)が開始される。
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。
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18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。
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。
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。
次に、実際のインクジェット記録装置における動作結果について説明する。なお、以下に示す実施例は、使用するドット種類が1種類の場合である。
図19に示した打滴位置誤差データからドット濃度を演算する方法は、既に説明した特許文献2(特開2006−347164号公報)に記載の手法を利用する。
このとき、標準ドット濃度は1とし、濃度分布LUT(Dd(x),x=ノズル)を作成する。
図22(a)には、本発明方式による画像処理方法を適用して形成された画像出力の結果を示す。また、図22(b)には、比較のために、従来方式(通常の誤差拡散方式)を適用して形成された画像出力の結果を示す。両者は同じ打滴位置誤差である場合の出力画像の反射濃度(O.D.)の変動を示すものであり、横軸はノズル位置を示す。
図18で説明した着弾誤差測定演算部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。
図13〜18では、インクジェット記録装置110に装備した印字検出部124によってテストパターンを読み取る構成を例示し、インクジェット記録装置110におけるシステムコントローラ(図18の符号172)、及び/又はプリント制御部(符号180)に着弾誤差データ取得のための演算処理機能並びに濃度補正係数の演算処理機能を組み込み、インクジェット記録装置110内で演算処理を実施する例を示したが、テストパターンを読み取る手段としての画像読取装置や、その画像読取装置から得られた画像データの処理機能をプリンタの外部装置によって実現することも可能である。
上記実施形態では、記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を有するページワイドのフルライン型ヘッドを用いたインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、シリアル型(シャトルスキャン型)ヘッドなど、短尺の記録ヘッドを移動させながら、複数回のヘッド走査により画像記録を行うインクジェット記録装置におけるスジムラに対しても有効な補正効果を得ることができる。
Claims (9)
- 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特性を示す特性情報を取得する特性情報取得手段と、
前記取得した特性情報のうち、少なくとも記録点位置ずれ情報を用いて前記記録素子の各々に対応する画像データを補正し、前記記録特性により出力画像に発生するスジムラを抑制する画像データを生成する補正演算手段と、
前記補正演算手段によって補正された画像データの示す画像濃度値が前記記録ヘッドによる出力画像濃度範囲を超える場合に、当該出力画像濃度範囲を超える第1画像データに対応する第1記録素子の記録点位置に最も近い記録点位置となる第2記録素子を特定する最近接記録点特定手段と、
前記特定された第1記録素子に対応した前記第1画像データと、前記特定された前記第2記録素子に対応する画像データについて前記補正演算手段によって補正された当該第2記録素子に対応した第2画像データとは、これらのうち一方は濃度を増やす補正が行われ、他方は濃度を減らす補正が行われたものであり、前記第1画像データと前記第2画像データとを合計する合計濃度演算手段と、
前記合計濃度演算手段で求めた合計濃度を保存しつつ、当該合計濃度を前記出力画像濃度範囲内の値で前記第1記録素子及び前記第2記録素子に対応する各画像データに分配する画像データ変更手段と、
前記補正演算手段によって補正された画像データ及び前記画像データ変更手段によって変更された画像データに基づいて前記記録ヘッド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。 - 請求項1に記載の画像記録装置において、
前記補正演算手段は、前記記録素子の記録特性に起因する濃度ムラを算出し、同濃度ムラの空間周波数特性を表すパワースペクトルの低周波成分を低減する補正条件に基づいて濃度補正データを算出する手段を含み、前記濃度補正データを用いて画像データの補正を行うことを特徴とする画像記録装置。 - 請求項1又は2に記載の画像記録装置において、
前記画像データ変更手段は、前記合計濃度を2等分して前記第1記録素子及び前記第2記録素子に対応する各画像データに分配することを特徴とする画像記録装置。 - 請求項1又は2に記載の画像記録装置において、
前記画像データ変更手段は、前記第1画像データと前記第2画像データのうち、濃度が濃い方の画像データに前記出力画像濃度範囲の上限値を与え、他方の画像データに〔前記合計濃度−前記上限値〕を与える分配を行うことを特徴とする画像記録装置。 - 請求項1又は2に記載の画像記録装置において、
前記画像データ変更手段は、前記第1画像データと前記第2画像データのうち、濃度が薄い方の画像データに前記出力画像濃度範囲の下限値を与え、他方の画像データに〔前記合計濃度−前記下限値〕を与える分配を行うことを特徴とする画像記録装置。 - 請求項1又は2に記載の画像記録装置において、
前記第1画像データが示す画像濃度値と前記出力画像濃度範囲の上限値又は下限値とを比較する比較手段を備え、
前記画像データ変更手段は、前記比較手段による比較の結果、当該第1画像データが示す画像濃度値が前記上限値を超える場合に、前記第1の記録素子に対応する画像データに前記上限値を与える一方、前記第2の記録素子に対応する画像データに〔前記合計濃度−前記上限値〕を与える分配を行い、
前記比較手段による比較の結果、当該第1画像データが示す画像濃度値が前記下限値を下回る場合に、前記第1の記録素子に対応する画像データに前記下限値を与える一方、前記第2の記録素子に対応する画像データに〔前記合計濃度−前記下限値〕を与える分配を行うことを特徴とする画像記録装置。 - 複数の記録素子を有する記録ヘッドと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特性を示す情報を取得する特性情報取得工程と、
前記取得した特性情報のうち、少なくとも記録点位置ずれ情報を用いて前記記録素子の各々に対応する画像データを補正し、前記記録特性により出力画像に発生するスジムラを抑制する画像データを生成する補正演算工程と、
前記補正演算工程によって補正された画像データの示す画像濃度値が前記記録ヘッドによる出力画像濃度範囲を超える場合に、当該出力画像濃度範囲を超える第1画像データに対応する第1記録素子の記録点位置に最も近い記録点位置となる第2記録素子を特定する最近接記録点特定工程と、
前記特定された第1記録素子に対応した前記第1画像データと、前記特定された前記第2記録素子に対応する画像データについて前記補正演算工程によって補正された当該第2記録素子に対応した第2画像データとは、これらのうち一方は濃度を増やす補正が行われ、他方は濃度を減らす補正が行われたものであり、前記第1画像データと前記第2画像データとを合計する合計濃度演算工程と、
前記合計濃度演算工程で求めた合計濃度を保存しつつ、当該合計濃度を前記出力画像濃度範囲内の値で前記第1記録素子及び前記第2記録素子に対応する各画像データに分配する画像データ変更工程と、
前記補正演算工程によって補正された画像データ及び前記画像データ変更手段によって変更された画像データに基づいて前記記録ヘッド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。 - コンピュータに、
複数の記録素子を有する記録ヘッドにおける前記記録素子の記録特性を示す特性情報を取得する特性情報取得工程と、
前記取得した特性情報のうち、少なくとも記録点位置ずれ情報を用いて前記記録素子の各々に対応する画像データを補正し、前記記録特性により出力画像に発生するスジムラを抑制する画像データを生成する補正演算工程と、
前記補正演算工程によって補正された画像データの示す画像濃度値が前記記録ヘッドによる出力画像濃度範囲を超える場合に、当該出力画像濃度範囲を超える第1画像データに対応する第1記録素子の記録点位置に最も近い記録点位置となる第2記録素子を特定する最近接記録点特定工程と、
前記特定された第1記録素子に対応した前記第1画像データと、前記特定された前記第2記録素子に対応する画像データについて前記補正演算工程によって補正された当該第2記録素子に対応した第2画像データとは、これらのうち一方は濃度を増やす補正が行われ、他方は濃度を減らす補正が行われたものであり、前記第1画像データと前記第2画像データとを合計する合計濃度演算工程と、
前記合計濃度演算工程で求めた合計濃度を保存しつつ、当該合計濃度を前記出力画像濃度範囲内の値で前記第1記録素子及び前記第2記録素子に対応する各画像データに分配する画像データ変更工程と、
を実行させるための画像処理プログラム。 - 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特性を示す特性情報を取得する特性情報取得手段と、
前記取得した特性情報のうち、少なくとも記録点位置ずれ情報を用いて前記記録素子の各々に対応する画像データを補正し、前記記録特性により出力画像に発生するスジムラを抑制する画像データを生成する補正演算手段と、
前記補正演算手段によって補正された画像データの示す画像濃度値が前記記録ヘッドによる出力画像濃度範囲を超える場合に、当該出力画像濃度範囲を超える第1画像データに対応する第1記録素子の記録点位置に最も近い記録点位置となる第2記録素子を特定する最近接記録点特定手段と、
前記特定された第1記録素子に対応した前記第1画像データと、前記特定された前記第2記録素子に対応する画像データについて前記補正演算手段によって補正された当該第2記録素子に対応した第2画像データとを合計する合計濃度演算手段と、
前記合計濃度演算手段で求めた合計濃度を保存しつつ、当該合計濃度を前記出力画像濃度範囲内の値で前記第1記録素子及び前記第2記録素子に対応する各画像データに分配する画像データ変更手段と、
前記補正演算手段によって補正された画像データ及び前記画像データ変更手段によって変更された画像データに基づいて前記記録ヘッドの駆動を制御する駆動制御手段と、
を備え、
前記画像データ変更手段は、前記合計濃度を2等分して前記第1記録素子及び前記第2記録素子に対応する各画像データに分配することを特徴とする画像記録装置。
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