JPH0890793A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の記録素子による記録の濃度のむらをよ
り正確に補正する。 【構成】 複数の記録素子を有する記録ヘッド２１８を
備えた記録装置であって、パターン発生回路のデータに
基づき記録用紙にテストパターンを記録ヘッド２１８で
記録し、この記録を原稿読取り装置２００で読み取り、
この読取りデータに基づきＣＰＵ１３で補正値を計算し
むら補正データバックアップＲＡＭ１６に記憶する、そ
してむら補正テーブルＲＯＭ１７には素子の位置に係る
むら補正データを記憶し、原稿読取り装置２００で読み
取った原稿画像データを上記ＲＡＭ１６およびＲＯＭ１
７に記憶のデータによって補正し記録ヘッド２１８に出
力し記録用紙への記録を実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録装置に関し、詳しく
は、画像読取りユニットを具え、当該読取り結果に基づ
いて、複数の記録素子における記録特性の不均一に起因
した記録画像の濃度むらを補正する記録装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置として、例えば熱転写方式
やインクジェット方式の記録素子を複数具えた複写装置
が一般的に知られている。このような複写装置は、読取
りユニットに、例えばＣＣＤ等の光電変換素子を具え、
これを原稿に対して走査させることにより原稿上の画像
等を電気信号に変換する。そして、この読取りによって
得られた電気信号に基づいて記録ヘッドにおける複数の
記録素子を駆動することによって記録を行ない、原稿画
像を記録紙等の被記録媒体上に再生する。

【０００３】このような記録素子を複数個配列した記録
ヘッドを用いて記録を行う複写装置では、例えばインク
ジェット方式によって記録を行う場合、記録ヘッドの製
造上の精度や記録ヘッドの使用条件等によって、各イン
ク吐出口から吐出されるインク滴の大きさや記録紙に対
するインクの吐出角度等のインク吐出特性を各吐出口間
で均一にする事は難しく、また、これらの条件は時間経
過や環境変動によって変化する。このように複数の記録
素子間の記録特性がばらついている場合には、これらば
らつきによって記録画像上に濃度むらを生じることがあ
る。

【０００４】このため、上記のような複写装置におい
て、原稿読取り用の読取りユニットによって所定の記録
がなされたパターンを読取り、この読取り結果に基づい
て個々の記録素子の記録特性を補正することに関する種
々の提案がなされている。また、原稿読取りユニットを
備えない一般的な記録装置においても、例えば所定の記
録パターンを読取るための読取りユニットを特に設け、
これの読取りに基づき、各記録素子の記録特性の不均一
に起因する濃度むらの発生を防止するための装置も提案
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】複数の記録素子によっ
て記録を行う記録装置では、記録素子の位置によりその
素子の印字特性が異なるものがある。例えばインクジェ
ット方式のヘッドアレイなどでは、印字を続けるうちに
中央部では温度が上がり、端部では放熱性がよいことか
ら温度が上がらない。このように各記録素子がヘッドの
中のどこに位置するかにより温度状態が異なり、その吐
出による記録の特性が変わってしまうといった問題があ
る。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点を解消するた
めに成されたもので、複数の記録素子により記録される
記録画像において、より正確な濃度むら補正を行い、記
録品位を向上させることが可能な記録装置の提供を目的
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
記録装置は、画像を読み取り画像データを出力する読取
り手段と、記録信号に基づき記録媒体に記録する複数の
記録素子を有する記録ヘッドと、該記録ヘッドの個々の
記録素子に対する記録信号を出力して記録ヘッドを駆動
し記録を行わせる駆動手段とを備えた記録装置であっ
て、前記駆動手段の駆動によって記録媒体に記録された
テストパターンの記録を前記読取り手段によって読み取
り、該読取り手段により読み取ったテストパターンの記
録状態データに基づき前記ヘッドによる記録に対する補
正値を求める補正値演算手段と、該補正値演算手段によ
り求められた補正値と記録素子の位置に基づき前記複数
の記録素子への記録信号を補正する補正手段とを備え、
前記駆動手段は前記補正手段によって補正された個々の
記録素子に対する記録信号を前記記録ヘッドに出力する
ことを特徴とする構成によって、前記の目的を達成しよ
うとするものである。

【０００８】更に、前記記録ヘッドは、記録信号に基づ
き記録媒体にインク滴を吐出して記録を行う複数のイン
ク吐出ノズルをライン状に備えていることを特徴とする
構成によって、前記の目的を達成しようとするものであ
る。

【０００９】

【作用】以上の構成により、複数の記録素子を備えた記
録ヘッドにより記録を行う際に、記録ヘッド内部の温度
分布の不均一により、記録素子は配設された位置により
印字特性が異なるような状態になるが、上記補正手段は
複数の記録素子による記録を補正するために、記録素子
の位置に基づいた補正をも行い、この補正がなされた記
録信号によって、記録媒体への記録が実施され、記録濃
度のむらは無くなり、品位の向上した記録の実施とな
る。

【００１０】

【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。

【００１１】図１は本発明の一実施例である複写装置の
内部構成を示す概略断面図である。図１において、原稿
読取り装置２００は原稿載置ガラス２０１の上に置かれ
た原稿を照明ランプ２０４で照明し、その反射光をレン
ズ２０５を介して光電変換素子（ＣＣＤ）２０６で光電
変換して読取り画像信号を得る。

【００１２】本実施例のＣＣＤ２０６は図面と垂直な方
向に２５６個の素子が配列されており、これら素子の各
々はＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）のフ
ィルタが設けられた３つの素子によって構成されてい
る。ランプ２０４，レンズ２０５，ＣＣＤ２０６が設け
られた読み取りユニット２０３はレール２０７上を図中
左右方向に移動でき、レール２０７はそれぞれ図面と垂
直な方向に延在するレール２０８とレール２０９上を手
前から奥に移動できる。

【００１３】上記構成により、原稿台ガラス２０１上に
載置された原稿は、読み取りユニット２０３がレール２
０７に沿って左右に移動しながらその２５６画素分が読
み取られ、次に、ユニット２０３がレール２０８に沿っ
てＣＣＤ２０６の２５６素子分移動した後、同様にレー
ル２０７に沿って左右に移動することにより、２５６画
素分が読み取られ、順次この動作を繰り返すことによ
り、原稿全体が順次読み取られる。原稿圧板２０２は原
稿を原稿台ガラス２０１に押しつける為のものである。
なお、読み取りユニット２０３の移動を行わせる駆動系
は、図１において省略されている。

【００１４】各種画像処理がなされた画像データはプリ
ンタ２１０に送られる。プリンタ２１０において、Ａ１
サイズの幅を有するロール状の記録紙２１１はローラ２
１２，２１４，２１５によりプラテン２１６上に搬送さ
れ、さらに排紙ローラ２１７によってプリンタ上方へ搬
送される。記録素子として２５６個のインク吐出口を記
録紙２１１の搬送方向（副走査方向）に配列した記録ヘ
ッド２１８は、画像データに従って上記２５６個の吐出
口から選択的にインクを吐出する。記録ヘッド２１８は
図面と垂直な方向で手前から奥方向にＣ（シアン），Ｍ
（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（ブラック）それぞ
れのインクに対応して４個が配設されており、これらは
キャリッジ２２０上にインクタンク２１９と共に装着さ
れる。キャリッジ２２０は、図面と垂直な方向に延在す
る一対のレール２２１に沿って移動することができる。

【００１５】以上示した読取り装置２００およびプリン
タ２１０の構成において、読取りユニット２０３による
読み取り動作に対応してキャリッジ２２０の移動および
記録紙２１１の搬送を行ない、この間に記録ヘッド２１
８によりインク吐出を行なう。この間、１行分の記録を
行う毎に記録紙２１１を１行分搬送し、記録紙２１１上
に画像を再生して行く。なお、本例の記録ヘッドは、各
吐出口に対応して電気熱変換素子を具え、この電気熱変
換素子が発生する熱エネルギーによってインクに気泡を
生じさせ、この気泡の生成に基づいてインクを吐出する
方式のものである。

【００１６】カッタ２１３は記録紙２１１を必要な長さ
でカットする為のものである。すなわち、所定量の記録
がなされた記録紙２１１はカッタ２１３によってカット
され、排紙ローラ２１７により、排紙口を通って排紙ト
レイ２２２上に排出される。

【００１７】図２は図１に示した画像複写装置における
画像データ処理のため構成を示すブロック図である。

【００１８】図２において、原稿読取り装置２００で読
み取られた原稿の読取り画像データは、逐次入力補正回
路２に送られる。ここでは画素毎の読取り画像データを
デジタルデータに量子化し、ＣＣＤセンサ２０６の感度
むらや照明光源による照度むらを補正するためのシェー
ディング補正等をデジタル演算処理で行う。

【００１９】パターン発生回路３は濃度むら補正処理に
用いられるテストパターンデータを発生する。セレクタ
４はＣＰＵ１３によって指示されるプリンタ２１０の記
録モードに応じて、入力補正回路２からの入力画像デー
タとパターン発生回路３からのテストパターンデータと
のいずれかを選択する。ＲＧＢ−ＣＭＹ変換回路５はル
ックアップテーブルを用い、セレクタ４を介して転送さ
れるＲ，Ｇ，Ｂの各画像データをＣ，Ｍ，Ｙデータに変
換する。これらＣ，Ｍ，Ｙ各データは、黒抽出回路６で
黒抽出演算が行われ、次いで、マスキング回路７で記録
インクの発色特性に対応したマスキング処理が行われ
る。補正回路８はこれら各処理が施されたＣ，Ｍ，Ｙ各
データに対し後述の演算により求められた補正データに
基づいて補正処理を行なう。２値化回路９は、Ｙ，Ｍ，
Ｃそれぞれの多値の画像データを、周囲画素の画像デー
タを重み付けして採り入れる誤差拡散法により２値デー
タに量子化する。記録ヘッド２１８では２値化回路９か
ら送られてくる２値データに基づき各吐出口からのイン
ク吐出がオン／オフされる。

【００２０】スムージング回路１１は、読み取り画像デ
ータに対して重み付けを行う。スムージング回路１１で
重み付けされた読取り画像データ（各画素８ｂｉｔ）は
画像メモリ１２に記憶される。

【００２１】１３は本実施例にかかる補正データの演算
やその他本実施例複写装置全体の制御を行うＣＰＵであ
る。ＣＰＵ１３はプログラムＲＯＭ１４に格納された処
理手順に従い上記制御を実行する。この実行に際し、Ｒ
ＡＭ１５を作業領域として用いる。

【００２２】１６は画像メモリ１２に記憶された重み付
け画像データを用いて演算されたむら補正データを記憶
するためのバックアップＲＡＭであり、電源遮断等でも
記憶内容が消えないようバックアップされている。１７
は記憶素子の位置に基づいたむら補正テーブル群が記憶
されているテーブルＲＯＭであり、バックアップＲＡＭ
１６に記憶されている補正データと、記録素子の位置に
基づいたこのテーブル群のいづれかにより記録素子に対
応させた画像データの補正を行う。

【００２３】上記図２に示した構成において濃度むら補
正を行う場合、まずパターン発生回路３が画像濃度むら
を検出するためのテストパターンである５０％（階調の
中間値）均一パターンを発生する。このパターンはセレ
クタ４により画像信号として入力され、各処理回路を通
り（この間、不必要な処理は行われない。）、２値化回
路９に入力される。２値化回路９は誤差拡散法により２
値化を行い２値データを出力する。この２値データに基
づき、記録ヘッド２１８によって３ライン分よりなるテ
ストパターンの記録を行う。

【００２４】ここで３ライン記録するのは、記録に際し
て記録ヘッドが駆動されると記録ヘッドに温度変化を生
じることが考えられるので、その温度変化がテストパタ
ーン画像に与える影響を軽減するため、及び記録紙の送
りむらやライン間のつなぎむらがテストパターン画像に
与える影響を軽減するためである。

【００２５】テストパターンの記録を終了するとプリン
タ２１０より排出された記録紙を原稿載置ガラス２０１
上に乗せ、読取りユニット２０３により順次走査しテス
トパターン画像の読み取りを行う。読取られた読取り画
像データはスムージング回路１１により重み付けが行わ
れた後、画像メモリ１２に記憶される。このとき、シア
ンインクの記録ヘッドに関する濃度むら補正を行う場合
はＲ（レッド）信号を、イエロインクの記録ヘッドの場
合はＢ（ブルー）信号を、マゼンタインク及びブラック
インクの記録ヘッドの場合はＧ（グリーン）信号をそれ
ぞれ記憶する。これら重み付けデータに基づいてむら補
正データの演算が行われ、算出された補正データはバッ
クアップＲＡＭ１６に記憶される。

【００２６】そして、通常の複写の際には、補正回路８
はバックアップＲＡＭ１６に記憶されている前記補正デ
ータに基づいて、そして記録ヘッド１８の各吐出口毎に
画像信号を補正するテーブルＲＯＭ１７に格納されてい
るテーブル群のいづれかを選択することにより、記録画
像において各吐出口間の温度ばらつき等による濃度むら
をなくし高品位な画像を得ることができる。

【００２７】本実施例の特徴である吐出口の位置による
濃度特性の違いの補正について以下に説明する。

【００２８】本実施例においては、まず階調の中間値
（５０％ｄｕｔｙ）における濃度むらを補正している
が、各階調でのむらのレベルは中央部と端部とで、異な
る特性を示す。それは温度分布が異なるからである。

【００２９】濃度が高い場合は多くのドットを印字する
ので、図３に示すようにヘッドの中央部は温度が上がり
放熱効果の高い端部はそれほど上がらない。これに対し
濃度が低い場合、即ちドットをあまり印字しないときは
図４に示すように全体的に温度が低くなる。

【００３０】温度が異なると吐出されるインク量も異な
る。そのため５０％ｄｕｔｙのむらから算出したむらの
補正値は、異なる濃度では不十分であり、特に端部と中
央部との差が著しくなる。よって濃度を補正するテーブ
ル群を端部用と中央部用の２種類もち、算出した補正値
と吐出口の位置に基づいてテーブル群をいづれかを選択
して、その補正テーブルの通りに補正される。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】また、本発明に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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】さらに加えて、本発明実施例のインクジェ
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。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の記録素子を備えた記録ヘッドにより記録を行う際
に、記録ヘッド内部に温度分布のむら等が起り、ヘッド
内の記録素子の位置により印字特性が異なる記録装置で
あっても、上記記録素子による記録を補正するときにヘ
ッド内の記録素子の位置をも考慮して補正される。

【００４１】この結果、あらゆる濃度域で正確な濃度む
ら補正を行うことができ高品位な記録画像を得ることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例である複写装置の概略断面
図である。

【図２】 上記実施例における画像データ処理のための
構成を示すブロック図である。

【図３】 高濃度印字における記録素子の位置と温度の
関係を示した説明図である。

【図４】 低濃度印字における記録素子の位置と温度の
関係を示した説明図である。

【符号の説明】

３ パターン発生回路 ８ 補正回路 １２ 画像メモリ １３ ＣＰＵ １６ むら補正データバックアップＲＡＭ １７ むら補正テーブルＲＯＭ ２００ 原稿読取り装置 ２１８ 記録ヘッド

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/30 Ｅ Ｂ４１Ｊ 3/04 １０４ Ｋ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を読み取り画像データを出力する読
   取り手段と、記録信号に基づき記録媒体に記録する複数
   の記録素子を有する記録ヘッドと、該記録ヘッドの個々
   の記録素子に対する記録信号を出力して記録ヘッドを駆
   動し記録を行わせる駆動手段とを備えた記録装置であっ
   て、 前記駆動手段の駆動によって記録媒体に記録されたテス
   トパターンの記録を前記読取り手段によって読み取り、
   該読取り手段により読み取ったテストパターンの記録状
   態データに基づき前記ヘッドによる記録に対する補正値
   を求める補正値演算手段と、 該補正値演算手段により求められた補正値と記録素子の
   位置に基づき前記複数の記録素子への記録信号を補正す
   る補正手段とを備え、 前記駆動手段は前記補正手段によって補正された個々の
   記録素子に対する記録信号を前記記録ヘッドに出力する
   ことを特徴とする記録装置。
2. 【請求項２】 前記記録ヘッドは、記録信号に基づき記
   録媒体にインク滴を吐出して記録を行う複数のインク吐
   出ノズルをライン状に備えていることを特徴とする請求
   項１記載の記録装置。