JP2007245428A - 記録装置及び濃度検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 濃度むらの補正、記録位置ずれ補正、画像の階調表現の精度向上等のために、記録濃度をより正確に検出する記録装置及び濃度検出方法を提供することである。
【解決手段】 記録ヘッドを走査して、プラテン上に載置された記録媒体に画像を記録する際、次のように画像の濃度を検出する。即ち、第１のタイミングで、前記記録媒体に光を照射し画像の濃度を検出する光学センサを動作させ、前記記録媒体上の画像が記録されていない第１領域からの反射光を測定する。次に、第２のタイミングで光学センサを動作させ、前記記録媒体上の画像が記録されている第２領域からの反射光を測定する。そして、これら測定された反射光に基づいて、前記プラテンからの影響度を評価し、第２領域で測定された反射光からプラテンからの影響度を除去して画像の濃度を求める。
【選択図】 図５

Description

本発明は記録装置及び濃度検出方法に関し、特に、インクジェット記録ヘッドにより記録されたドットずれにより生じる濃度むらを光学センサにより検出した濃度値を利用し補正を行なう記録装置及びその濃度検出方法に関する。

従来より、記録画像の濃度均一化のため記録ヘッドの各ノズルを同一駆動条件で駆動して記録媒体に画像を記録し、その濃度をセンサで読取り、その読取結果に基づいて画像濃度が均一になるようその駆動条件を補正するインクジェット記録装置が知られている。このような装置は、例えば、特許文献１及び２に開示されている。

これに加えて、画像端部の濃度情報を誤情報として除去し、記録ヘッドの駆動条件を補正することで記録画像の濃度均一化精度を高める手段を備えたものがある（例えば、特許文献３及び４参照）。

また、複数の記録ヘッドの位置ずれが原因で生じる画像ムラを軽減する目的で、次のような手段を備えた構成も提案されている（例えば、特許文献５参照）。即ち、記録媒体上に光を投射する１個の発光素子とその記録媒体からの反射光を受光する第１、第２の受光素子とを有する濃度読取り手段を備え、第１、第２の受光素子から検出したデータの差分データを利用する。これにより、紙浮き及び記録媒体の反射率が低い場合であっても記録位置を正確に検出する。

また、これに加えて、濃度検出ユニットを回転させ、位置検出に最も適した方向で各種記録パターンを検出することで、その濃度検出ユニットの方向的な出力レベルの違いを抑える手段を備えたものがある（例えば、特許文献６参照）。

また、記録媒体にインクジェット記録ヘッドにより記録をした際に生じるインク液滴の付着位置のずれを、記録タイミングをずらして記録した複数のパターンの記録領域の濃度値により、検出し補正する構成の装置もある（例えば、特許文献８参照）。

以下、図１０〜図２１を参照して従来のインクジェット記録ヘッドを搭載した記録装置について説明する。

インクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）は、インク吐出口（ノズル）及び液路を複数集積した記録ヘッドが一般的である。また、熱転写方式、感熱方式など他の記録方式に従うサーマルヘッドでも複数のヒータが集積されているのが普通である。

しかしながら、製造プロセスによる特性バラツキやヘッド構成材料の特性バラツキ等に起因して記録ヘッドの記録素子を均一に製造するのは困難であり、記録ヘッド上に配列した各記録素子の特性はある程度のバラツキを持っている。例えば、記録ヘッド上に配列された記録素子は、インク吐出口や液路等の形状等にバラツキを持っており、サーマルヘッドにおいてもヒータの形状や抵抗等にばらつきを持っている。そして、そのような記録素子間の特性の不均一は、各記録素子から吐出されるインク液滴の大きさや、記録媒体にインクを吐出して形成する画像の濃度の不均一となって現れ、記録画像に濃度むらを生じさせる原因になる。

図１０は従来の記録装置の一般的な構成を示す斜視図である。

この記録装置は、記録素子を線状に複数個並べて１つの記録ヘッド２を搭載し、記録ヘッド２からインクを吐出して画像形成を行なう。図１０に示すように、まず、キャリッジに搭載された複数の記録ヘッド２はキャリッジモータ１２によって主走査方向（矢印Ｘ方向）に移動させながらプラテン１０に置かれた記録媒体８上に１走査分（１バンド）の記録を行なう。次いで、記録媒体８を搬送モータ１３によって副走査方向（矢印Ｙ方向）に搬送して次の１走査分の記録を行なう。この時、フルカラー画像を形成するためには、異なった色（例えば、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）、黒（Ｋ））のインクを吐出する複数の記録ヘッドを使用し、各色インクを画像媒体上で重ねるように記録を行なう。

また、キャリッジには記録画像の濃度を測定する光学センサ３が備えられている。さらに、キャリッジの移動方向に沿って所定間隔でスリットが設けられたリニアスケール１４がキャリッジの位置を検出するために備えられている。

しかしながら、フルカラー画像形成の場合、異なった色の記録ヘッドを組み合わせて記録をおこなうと、次のような不都合がある。

図１１は記録ドットのずれを示す図である。

図１１に示すように、４つの記録ヘッドの内、主走査方向（Ｘ方向）に関し、各記録ヘッド間の間隔が想定した値よりΔｄだけずれる記録ヘッド（この図ではＭインクを用いる記録ヘッド）が存在した場合、記録画像に縦縞模様が生じてしまう。同様に、一部の記録ヘッドが副走査方向にずれてしまった場合は、記録画像に横縞模様が生じてしまう。

複数種類のインクを、記録媒体上の所定の位置に正確に着弾させるためには、主走査方向に関しては、キャリッジの位置を正しく検出する必要がある。

図１２は記録装置のキャリッジ周辺の構成を示す斜視図である。この図は、Ｙ方向に関し、図１０とは反対の方向から記録装置を眺めたものである。

図１２に示すように、この記録装置には、１ドット毎に規則的なスリットが入っているリニアスケール１４と、キャリッジ１１に装着されリニアスケール１４に沿って移動するリニアセンサ１５とが備えられる。そして、リニアセンサ１５が移動すると、各移動位置でスリットの有無を検出することにより、キャリッジ１１の位置を検出する。そして、検出位置を基に記録ヘッド２の記録素子よりインクを吐出して、記録媒体８上の目的の位置に記録を行なう。

このようにしてキャリッジの往路方向走査と復路方向走査の両方で記録を行なうと、同じ位置に記録を行なえない場合が生じる。

図１３は両方向記録において記録ずれが発生する様子を示す図である。

図１３に示すように、往路方向の記録ではスリットの検出から実際にインクを吐出するまでには遅延距離ｄ１が生じ、復路方向の記録では同様に遅延距離ｄ２が生じる。このため、往復記録による遅延距離の合計は（ｄ１＋ｄ２）となる。遅延合計（ｄ１＋ｄ２）により、例えば、位置Ｐにドットを記録しようとしても往路と復路でインク吐出位置がずれてしまう。これは、特に、縦方向の罫線などの線画を記録する時に目立ち、図１３の１６に示すように、図１３の１５のような１本の縦線を記録しようとしても、実際には２本の平行な破線となってしまう。

このように、インクジェット記録方式を採用した記録装置では、記録素子の特性バラツキによる濃度むら、記録ヘッドの位置ずれが原因で生じる記録画像の縞模様、往復記録の吐出タイミングが原因でインクの付着位置のずれ等が生じてしまう。

これらの問題を解決するために、特許文献１、特許文献２、特許文献７、及び特許文献８には種々の方法が提案されている。

図１４は特許文献１及び２において提案された記録濃度の補正方法の概要を示す図である。また、図１５は記録濃度の補正に用いる光学センサの内部構成を示す図である。

この方法によれば、図１４のａに示すように複数の記録素子１が配列された記録ヘッド２において、各記録素子への入力信号を図１４のｂに示すように均一にして記録ヘッドを駆動してインクを吐出する。そして、記録媒体上の記録領域の濃度を図１５に示す光学センサ３で測定する。

光学センサ３は反射型光学センサであり、プラテン１０上に置かれた記録媒体８に対して光を照射する発光素子であるＬＥＤ９とその反射光を受光する受光素子であるフォトトランジスタ７とから構成されている。

図１４のｃは光学センサによって測定された濃度変化であり、均一な信号を入力したにも係らず、測定濃度は変化しており、濃度むらが確認されることが分かる。このような場合、図１４のｄに示すように濃度変化とは逆センスの変化をするように入力信号を補正する。即ち、濃度の低い部分に対応する記録素子には大きい入力信号を、濃度の高い部分に対応する記録素子には小さい入力信号を与えることで濃度変化を図１４のｅに示すように均一化するのである。

また、インクジェット記録方式を採用した記録装置では、各記録ヘッドが所定の位置より若干ずれてしまうことにより生じる記録画像の縞模様及び、往路記録と復路記録とで、記録媒体８へのインクの付着位置がずれてしまう問題がある。

図１６は記録ヘッドの取付位置ずれに起因する濃度むら発生の様子を示す図である。

図１６が示すように、まず全ての記録ヘッドを用いて所定パターン（テストパターン）を記録する。この例では、まず、位置合わせの基準となる色（ここでは黒（Ｋ））の記録ヘッドにより副走査方向（Ｙ方向）に延びた長方形の領域ａ（基準領域）を記録する。次に、領域ａから主走査方向（Ｘ方向）に一定指示量だけ離れた位置に、黒（Ｋ）領域ｂ、シアン（Ｃ）領域ｃ、マゼンダ（Ｍ）領域ｄ、イエロ（Ｙ）領域ｅを夫々の記録ヘッドにより記録する。これらの記録は、記録ヘッドが往路方向或は復路方向のいずれかの方向に移動するときに行なう。１方向のみで記録を行なうと、領域ｂ〜ｅは同じ位置に記録したつもりでも、記録ヘッドの取付位置に誤差があると、記録した領域（ここでは領域ｃ）については他の領域との間で記録位置がずれる。図１６に示す例ではシアン（Ｃ）インクを吐出する記録ヘッドに取付誤差があり、領域ｃが他の領域に対して主走査方向にずれているのが判る。

また、図１６の破線で示すように、領域ａをＹ方向に延長して記録し、さらに、図１６のｆのように、黒（Ｋ）インクを用いる記録ヘッドで領域ａの記録方向とは逆方向から記録を行なうと、領域ｆは領域ｂと比べて領域ａ側にずれてしまう。このずれ量は、図１３を参照して前述した遅延量（ｄ１＋ｄ２）となる。

特許文献７では、これらのずれ量を光学センサ３で検出し、記録ヘッドの記録素子の吐出タイミングを制御することでずれ量を補正する方法を開示している。

図１７は特許文献８に開示の方法に従って記録濃度を補正する様子を示す図である。

図１７に示すように、まず、記録ヘッドの往復走査において、往路方向の記録タイミングに対して復路方向のそれを所定量ずらした複数のパターンを記録する（図１７の４５、４６、４７）。次に、光学センサ３によりこれら複数のパターンを読取り、読取った平均濃度として最も高い部分に対応したインク吐出タイミングを記録タイミングとして設定する。このようにして、往路走査と復路走査とにおけるインク吐出タイミングを制御し、記録媒体８上の所定の位置にインクを吐出する。

さて、特許文献１、２に開示の方法は、光学センサによって各記録素子の濃度むらを読取ることで、各記録素子の入力信号の調整値を決定するため、光学センサを用いた濃度検出精度が問題となる。

図１８は、特許文献１に開示された方法によって各記録素子の濃度むらを光学センサで読取った場合の受光光量の変化を示す図である。

図１８に示すように、記録ヘッド２から均一にインクを吐出した記録面４の濃度を濃度検出範囲５の大きさの光学センサ３で読取る。この際、記録ヘッド２の端部にある記録素子１により記録された位置は記録領域の端部のため、濃度検出範囲５には実際に記録がなされた部分とそうではない部分とが混合する。従って、その濃度検出結果は、図１８の６に示すように、十分な光量が得られないという問題がある。この問題については、特許文献３、４に記載されているように、記録領域端部の近傍部分の読取濃度に対して受光光量の変化に不連続な飛躍がないように補正されることにより、この部分のほぼ真の濃度を得ることにより解決される。
特開平０４−０１８３６１号公報 特許第２９１５０７１号公報 特開平０４−０４１２４５号公報 特許第２９１５０９３号公報 特許第３３１３１１９号公報 特開２０００−１９０５８７号公報 特開平０７−３２３５８２号公報 特開平１０−３２９３８１号公報

しかしながら上記従来例では以下のような問題がある。

図１９は光学センサによる画像濃度読取に示す図である。

図１９に示すように光学センサ３は反射型光学センサであるため、受光素子７は記録媒体８上の濃度の変化によってだけでなく、記録媒体８と光学センサ３の距離の変化によっても受光素子７が受光する受光量が変動する。さらに、発光素子９から記録媒体８へ照射された光の一部は記録媒体８を通過するため、記録媒体８上で反射する反射光量が変動し、ひいては受光素子７が受光する受光量も変動する。なお、記録媒体８へ照射された光の一部が記録媒体８を通過するかどうかは、プラテン１０の色及び形状の影響を受けてしまう。

図２０は従来の記録装置のプラテン下部の詳細な構成を示す断面図である。

インクジェット記録方式を採用した記録装置では、紙浮き等により記録ヘッド２と記録媒体８の距離が変化するのを防ぐため、記録媒体８の下部から図２０に示すようにファン４４を利用し負圧により記録媒体８下部の板に接触させているものがある。また、接触効率を高める目的で、図２０に示すように、プラテン形状は平坦ではなく凹凸が存在する場合がある。この凹凸がある形状のプラテンは凹凸プラテンと呼ばれる。そのため、特許文献１〜４に開示された方法だけでは、上述した理由により凹凸プラテンの影響が大きく正確に濃度むらを検出できない。そのため、特許文献１、２に開示された方法に従って各記録素子１の駆動タイミングを変化させても濃度むらを完全に無くすことができない。

また、特許文献７に開示された方法は光学センサのテストパターン検出精度が重要であるが、上述した理由により、記録媒体８と光学センサ３の距離の変化、プラテン１０の色及び形状の影響を受けてしまう。このため、濃度値変化による正確な位置検出ができないという問題がある。

この問題を解決するために特許文献５、６では次のような方法を提案している。

図２１は特許文献５、６に開示の方法に従って記録位置ずれを検出する様子を示す図である。

図２１に示すように、この方法によれば、光学センサ３において所定間隔Ｌだけ相互に離して配置された受光素子Ｓ１、Ｓ２からの出力の差分（Ｓ２−Ｓ１）から、パターン幅を検出し、さらに各テストパターンの中心位置を算出する。そして、各テストパターンの中心位置から中心位置の差分ｄを検出する。これにより、各記録ヘッドの位置ずれ及び往復記録時の往路と復路での記録位置のずれを検出する。図２１に示す例では、図１６に示すように、シアン（Ｃ）インクを吐出する記録ヘッドが他の３つの記録ヘッドに対して距離ｄだけずれている様子を示している。

しかしながら、特許文献５、６に開示された方法は、記録媒体と光学センサ間の距離が非常に短い場合に有効であるに過ぎない。前述のようにプラテン１０の形状に凹凸があり、尚且つ、記録媒体８が光の透過率が高い材質又は厚さの場合、プラテンの凹凸及び色の影響を受け、テストパターンの位置を誤検出してしまう可能性がある。

また、特許文献８に開示された方法も、上述した理由により記録媒体８と光学センサ３の受光素子７への光量が、記録媒体８上の濃度変化だけでなく、記録媒体とセンサとの距離の変化、プラテン１０の色及び形状の影響を受けてしまう。このため、濃度値を正確に検出ができないという問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、濃度むらの補正、記録位置ずれ補正、画像の階調表現の精度向上等のために、記録濃度をより正確に検出する記録装置及び濃度検出方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明の記録装置は、以下のような構成からなる。

即ち、記録ヘッドを走査して、記録媒体に画像を記録する記録装置であって、前記記録ヘッドによる記録場所において前記記録媒体の下部に備えられるプラテンと、前記記録媒体に光を照射し、前記記録媒体からの反射光量を検出する検出手段と、第１のタイミングで前記検出手段を動作させ、前記記録媒体上の画像が記録されていない第１領域からの反射光量を測定する第１測定手段と、第２のタイミングで前記検出手段を動作させ、前記記録媒体上の画像が記録されている第２領域からの反射光量を測定する第２測定手段と、前記第１及び第２の測定手段夫々により測定された反射光量に基づいて、前記プラテンからの影響度を評価する評価手段と、前記第２測定手段により測定された反射光量から前記評価手段により評価された前記プラテンからの影響度を除去して前記第２領域に記録されている画像の濃度を求める濃度算出手段とを有することを特徴とする。

また他の発明によれば、記録ヘッドを走査して、プラテン上に載置された記録媒体に前記記録ヘッドにより画像を記録する記録装置の濃度検出方法であって、第１のタイミングで、前記記録媒体に光を照射し、前記記録媒体からの反射光を受光するセンサを動作させ、前記記録媒体上の画像が記録されていない第１領域からの反射光量を測定する第１測定工程と、第２のタイミングで前記センサを動作させ、前記記録媒体上の画像が記録されている第２領域からの反射光量を測定する第２測定工程と、前記第１及び第２の測定工程夫々において測定された反射光量に基づいて、前記プラテンからの影響度を評価する評価工程と、前記第２測定工程において測定された反射光量から前記評価工程において評価された前記プラテンからの影響度を除去して前記第２領域に記録されている画像の濃度を求める濃度算出工程とを有することを特徴とする濃度検出方法を備える。

従って本発明によれば、センサからの反射光の検出結果に対して、プラテンによる影響を軽減して、より正確に濃度を検出することができるという効果がある。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。なお、既に説明した部分には同一符号を付し重複説明を省略する。

なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

図１は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録ヘッドを搭載した記録装置の制御構成を示すブロック図である。なお、この装置の概観構成は図１０に示すものと同様である。従って、図１０を参照して説明した構成要素についての説明は省略し、図１０に付された参照番号によりこれらの構成要素には言及する。

図１に示すように、この記録装置は、イメージスキャナ、パソコン、ＣＡＤ装置等から成る外部装置１７、記録制御部１８、記録ヘッド２から構成されている。このような構成の記録装置の動作概要は次のとおりである。

記録制御部１８は、ＣＰＵ１９、ヘッド制御部２０、濃度検出部２１、濃度検出部２１の検出値に基づき各記録ヘッドより記録媒体８に記録された記録ドットのずれ量を検出するレジストレーション誤差検出部２２を含んでいる。さらに、ＣＰＵ１９が実行するプログラムや記録パターンを格納するＲＯＭ２３、画像データを一時蓄える画像メモリ２４等も記録制御部１８は含んでいる。

また、光学センサ３は図１５に示したのと同様の構成をしている。

ＣＰＵ１９は、画像データ（ＶＤＩ）を転送する外部装置１７とのインタフェースを司ると共に、メモリやＩ／Ｏ等を含め記録制御部１８全体の制御を行なう。外部装置１７から画像データ（ＶＤＩ）が転送されると、ＣＰＵ１９からの命令によりヘッド制御部２０にて各種画像処理を実行し、記録ヘッド２へ画像データを転送する。一方、リニアスケール１４から入力される位置検出信号（ＬＩＮＳＣＬ）を利用して、記録ヘッド２から記録媒体８上の目的の位置にインクを吐出して、記録媒体８上に所望の画像を形成するよう記録制御を行なう。

この記録装置で行なう記録画像の濃度検出は光学センサ３によって行なわれ、一般的に濃度むら検出、記録媒体８に着弾したインク滴の位置ずれを補正する目的に利用される。

なお、この実施例では、受光素子７としてフォトトランジスタを、発光素子９としてＬＥＤを用いるが、記録媒体８の状態（記録画像の濃度検出）が判別できるものであればどのようなものであっても構わない。また、光学センサ３は一般的にキャリッジ１１上に設置されるが、キャリッジ１１と独立した構成であっても良い。

次に、以上の構成の記録装置を用いた記録濃度の検出方法について、いくつかの実施例を説明する。

図２〜図３は実施例１に従う記録濃度の検出処理の概要を示す図である。

これらの図から示唆されるように、記録媒体８上の位置はＸ、Ｙ方向の座標で特定される。図２は記録ヘッド２を搭載したキャリッジ１１が記録媒体８の画像が記録されていない非記録領域２５を走査する様子を示している。また、図３はキャリッジ１１が記録媒体８の画像が記録された記録領域２６を走査する様子を示している。

この実施例では、先ず、光学センサ３のキャリブレーションを行なうため、非記録領域２５の所定の位置において、光学センサ３の発光素子９を消灯した状態での受光素子７の出力値を測定する。非記録領域２５の所定の位置とは、例えば、図２の座標（Ｘ１，Ｙ１）の位置で良く、キャリッジモータ１２と搬送モータ１３とを駆動して、光学センサ３を座標（Ｘ１，Ｙ１）の位置へ移動させる。つまり、記録媒体８からの反射光が全く無い状態での受光素子７の出力値を測定する。次に、図２のａに示すように、非記録領域２５に対して発光素子９を発光させながらキャリッジ１１を走査し、反射光を受光素子７で検出する。ここで、記録媒体８からの反射光量が最大の場合でも受光素子７からの出力レベルが飽和しないようにアンプのゲイン（不図示）もしくは発光素子９の光量調節部（不図示）により発光光量を調節する。

具体的には、まず、キャリッジモータ１２と搬送モータ１３を駆動して、光学センサ３を記録媒体８上の座標（Ｘ１，Ｙ１）の位置に移動させる。その後、キャリッジモータ１２を駆動してキャリッジ１１を主走査方向に移動させながら、非記録領域２５の座標（Ｘ１，Ｙ１）と座標（Ｘ２、Ｙ１）との間の反射光量を光学センサ３で検出する。図２のｂはその反射光量の変化を示している。

更に、次に、図３のａに示すように、キャリッジ１１を走査した際に、光学センサ３のセンシング領域が予め記録ヘッド２によって記録媒体８上に記録された記録領域２６を含むように、搬送モータ１３により記録媒体８を搬送する。その後、キャリッジモータ１２を駆動してキャリッジ１１を座標（Ｘ１，Ｙ２）から座標（Ｘ２，Ｙ２）まで移動させる。この時、光学センサ３を動作させて、記録領域２６を含む領域の反射光量を光学センサ３により検出する。図３のｂはその反射光量の変化を示している。

その後、濃度検出部２１で図２のｂに示す検出結果と図３のｂに示す検出結果との差分をとり、図３のｃに示すような反射光量の変化を得る。このようにして、記録媒体８の下側のプラテン１０の影響を除去することができる。図３のｃに示す反射光量に基づく値を座標（Ｘ１，Ｙ２）から座標（Ｘ２，Ｙ２）までの濃度値とする。

次に、上述のような処理により記録媒体８の下側の影響を除去できる理由を説明する。

光学センサ３によるセンシング領域を広げるように、主走査方向に往復移動するキャリッジ１１に光学センサ３が取付られることが多い。また、記録媒体８がプラテン１０から浮いてしまうことでキャリッジ１１上の記録ヘッド２と記録媒体８間の距離を一定に保てなくなることを防ぐため、プラテン１０の形状は前述したように凹凸プラテンとなっていることが多い。そのため、記録媒体８に記録された画像の濃度が均一であったとしても、光学センサ３で検出した記録媒体８の表面で反射する反射光量は、前述したように、凹凸プラテンの影響を受けて均一でないことがある。

一方、この実施例は、光学センサ３によって検出した記録領域２６の濃度値から凹凸プラテンの影響を軽減して、精度の良い濃度検出を可能にしている。また、記録媒体８の表面で反射する反射光量は、プラテンの色や形状の影響だけでなく、紙厚、記録媒体の光沢度（記録媒体表面の粗さ）、記録媒体のコシ等の影響も受ける。従って、非記録領域２５を走査する濃度測定は、画像濃度を求めたい記録領域２６の近傍で行なうのが望ましい。

この実施例は、上述のように、単純に図２のｂに示す濃度変化に対応する光学センサの測定結果と図３のｂに示すそれとの差分から単純に濃度値を求めている。

さて、図４は高濃度の記録領域を光学センサが測定する様子を示す図である。

図４のａに示すように、高濃度で画像が記録された記録領域２７を光学センサ３により測定する場合、発光素子９が照射した光が記録媒体８を透過せずにほぼ全ての光が反射し、記録媒体の下側のプラテンの色や形状の影響を受けにくい。このため、このとき濃度検出部２１が記録領域２７の測定結果から、非記録領域の測定結果を減算して得た検出結果は、濃度の算出精度が逆に悪くなってしまう。そのため、この実施例では、記録領域の濃度が薄い場合に限定することで、濃度検出部２１の負荷を大きくすることなく濃度値を正確に検出することができる。

図５はこの実施例に従う濃度検出手順を示す図である。

記録領域の濃度の濃淡によらずプラテンの影響を除去するため、先ず、上述のように光学センサ３のキャリブレーションを行なう。次に、図２Ａに示すようにプラテンの状態を検出するために非記録領域２５の座標（Ｘ１，Ｙ１）から座標（Ｘ２，Ｙ１）までの反射光量を光学センサ３で検出する。

図５のａは非記録領域２５の走査により光学センサが得た反射光量の変化の一部を示す図である。

次に、図３に示すように、光学センサ３を（Ｘ１，Ｙ２）の位置へ移動し、予め記録ヘッド２によって記録された記録領域２６を含むように、座標（Ｘ１，Ｙ２）から座標（Ｘ２，Ｙ２）までの反射光量を光学センサ３で検出する。

図５のｂは記録領域２６を含む走査により光学センサが得た反射光量の変化の一部を示す図である。なお、図４は記録領域の濃度が濃いほど検出値が高くなる光学センサを用いた例であるが、図５は記録領域の濃度が濃いほど検出値が低くなるような出力特性を有している光学センサを用いたときの検出結果である。

更に、図５のａに示す反射光量からＤＣ成分をカットする。図５のｃはＤＣ成分がカットされた反射光量の変化を示す図である。

更に、座標（Ｘ１，Ｙ２）と（Ｘ２，Ｙ２）との間における、プラテンの影響度の数値化する。この数値化は以下のようにして実行する。

図６はプラテンの影響度を数値化する様子を示す図である。

まず、記録ヘッド２を用い、記録媒体８上に濃度値の異なる濃度パッチ（テストパターンの画像）をいくつか形成する。図６に示す例では平均濃度値が夫々ｄ１、ｄ２、ｄ３の濃度パッチ２８、２９、３０を示している。

次に、光学センサ３を用い主走査方向（Ｘ方向）に濃度パッチ２８、濃度パッチ２９、濃度パッチ３０を走査し、光学センサ３から濃度パッチ２８の出力値３１、濃度パッチ２９の出力値３２、及び濃度パッチ３０の出力値３３を得る。図６のａ、ｂ、ｃのグラフは夫々、濃度パッチ２８、２９、３０を走査して得られる光学センサ３からの出力値のＸ方向に関する変化とと出力値の最小値と最大値（点線）の差とを示している。

図６に示す例では、記録媒体８の下側にあるプラテン１０の凹凸に対応するように、出力値３１、３２、３３共にプラテン１０の凸部分の出力値が凹部分の出力値と比較して高くなっている。光学センサ３の出力値の最大値と最小値の差を求めることで、プラテン１０の凸部分の出力値と凹部分の出力値との差を求めることができる。これにより、濃度パッチ２８、２９、３０夫々におけるプラテン１０の凸部分の出力値と凹部分の出力値との差Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３が得られる。なお、プラテン１０の凸部分の出力値と凹部分の出力値との差を、この明細書では、プラテンの凹凸部に対応した振幅と称する。

更に、濃度パッチ２８、２９、３０夫々を光学センサ３により走査した結果得られる出力値の平均値（平均濃度値）ｄ１、ｄ２、ｄ３を算出する。

これにより、より正確に各濃度パッチの出力平均値と各濃度パッチを主走査方向（Ｘ方向）に走査した時のプラテン凹凸部に対応した振幅値との関係を得ることができる。図６のｄには、このような関係を示す曲線３４を示している。曲線３４は、記録媒体上の記録領域濃度とプラテンによる影響度合いの関係を関数Ｚ（ｄ（Ｘ，Ｙ））として表したものである。

このように、濃度の異なる複数のパッチを光学センサで測定することにより、座標（Ｘ，Ｙ）の位置における平均濃度が“ｄ”である濃度パッチにおけるプラテンの影響度合いを示す関数Ｚとして数値化することができる。この関数Ｚを用いることで、記録媒体８上の記録領域の濃度がｄ１、ｄ２、ｄ３以外の場合でもプラテンの影響度合いを算出することができる。なお、関数Ｚは、普通紙、コート紙、光沢紙等、記録媒体の種類によっても異なってくるため、使用する記録媒体全てに対して関数Ｚを求める。図６のｅは異なる種類の記録媒体に対する関数Ｚを示している。このような関数を求めることにより、どのような種類の記録媒体に対してもプラテンの影響度合いを数値化することが可能となる。

この実施例では、プラテンの影響度（Ａ）は非記録領域における関数Ｚの値に対する記録領域における関数Ｚの比として次のように数値化する。

即ち、Ａ（Ｘｎ，Ｙｔ）＝Ｚ（ｄ（Ｘｎ，Ｙｔ））／Ｚ（ｄ（Ｘｎ，Ｙｓ））とする。

次に、図５のｃに示したＤＣ成分がカットされた反射光量の変化に対してプラテンの影響度Ａを乗算して、記録領域２５を通る座標（Ｘ１，Ｙ２）から座標（Ｘ２，Ｙ２）に対する補正値を求める。図５のｄは求められた補正値を示す図である。

最後に、決定した補正値を座標（Ｘ１、Ｙ２）から座標（Ｘ２、Ｙ２）までの走査結果から得られた反射光量の変化（図５のｂ）から減算することにより、走査結果の補正を行なう。図５のｅは、補正後の反射光量の変化を示す図である。

従って、この実施例に従えば、記録領域を含む座標（Ｘ１，Ｙ２）から座標（Ｘ２，Ｙ２）間までの光学センサによる検出出力からプラテンの色及び形状の影響を軽減し、記録画像のみの濃度を正確に検出することができる。

実施例１では、測定した全種類の記録媒体に対して補正を行うとしたが、記録媒体の種類によってその反射率も異なり、プラテンからの影響度も異なるので、光学センサの補正有無を記録媒体の種類に従って変更しても良い。

図７は３種類の記録媒体を光学センサが測定して補正を行う様子を示す図である。

図７によれば、キャリッジの走査と記録媒体の搬送とを行なって、実施例１で説明したように、プラテンの状態を検出するため、記録媒体８の非記録領域２５からの反射光を、更に、記録領域２６からの反射光を光学センサ３により検出する。

次に、非記録領域２５の走査から得られる光学センサ３の平均出力値３８（一点鎖線）に対する分散（実線）３９を算出し、算出された分散３９を所定の閾値Ｔｈと比較する。ここで、分散値≧閾値Ｔｈである場合は、実施例１で説明した方法を用いて、記録領域２６の走査結果に対して補正を行なう。これに対して、分散値＜閾値Ｔｈである場合は、補正を行なわない。ここで、閾値Ｔｈは、プラテン１０の影響が無視できる程度の分散値とする）。

図７によれば、反射率の高い光沢紙は光学センサの出力値の補正を行なわないが、普通紙やコート紙に対しては光学センサの出力値の補正を行なう。

これにより、補正が必要な場合にだけ補正を行なうため、濃度算出の負荷を軽減することが可能になる。

実施例１では、測定した異なる濃度の濃度パッチに対して補正を行うとしたが、その濃度によって反射率も異なり、プラテンからの影響度も異なるので、光学センサの補正有無をパッチの濃度に従って変更しても良い。

図８は異なる濃度の３つの濃度パッチを光学センサが測定する様子を示す図である。

図８によれば、キャリッジ走査と記録媒体の搬送とを行なって、プラテンの状態を検出するため、濃度の異なる３つの濃度パッチ４１、４２、４３を含む領域からの反射光を光学センサ３で検出する。即ち、濃度パッチ４１に対しては座標（Ｘ１，Ｙ１）から（Ｘ２，Ｙ１）、濃度パッチ４２に対しては座標（Ｘ１，Ｙ２）から（Ｘ２、Ｙ２）、濃度パッチ４３に対しては座標（Ｘ１，Ｙ３）から（Ｘ２、Ｙ３）をキャリッジ１１が走査する。

次に、夫々の濃度パッチを走査することにより得られる光学センサ３の平均出力値３８（一点鎖線）に対して分散３９を算出し、算出された分散３９を所定の閾値Ｔｈと比較する。ここで、分散値≧Ｔｈである場合は、実施例１で説明した方法を用いて、夫々の濃度パッチから得られた走査結果に対して補正を行なう。これに対して、分散値＜閾値Ｔｈである場合は、補正を行なわない。

図８によれば、高濃度の濃度パッチ４３に対しては光学センサの出力値の補正を行なわないが、低濃度の濃度パッチ４１や中濃度の濃度パッチ４１に対しては光学センサの出力値の補正を行なう。

これにより、補正が必要な場合にだけ補正を行なうため、濃度算出の負荷を軽減することができる。

図９は記録媒体上の同一位置で光学センサが濃度測定する様子を示す図である。

図９によれば、実施例１で説明したように光学センサ３のキャリブレーションを行なった後、プラテンの状態を検出するために非記録領域２５（点線内）を含むように座標（Ｘ１，Ｙ１）から（Ｘ２，Ｙ１）を走査して反射光を光学センサ３で検出する。

次に、キャリッジ走査と記録媒体の搬送により、キャリッジを座標（Ｘ１，Ｙ１）の位置に戻し、再び、キャリッジを走査して、記録ヘッド２により座標（Ｘ１，Ｙ１）から（Ｘ２，Ｙ１）間に濃度パッチを記録する。

さらに、キャリッジ走査と記録媒体の搬送により、キャリッジを座標（Ｘ１，Ｙ１）の位置に戻す。そして、再び、キャリッジを走査して、記録領域２６を含むように座標（Ｘ１，Ｙ１）から（Ｘ２、Ｙ１）を走査して反射光を光学センサ３で検出する。

最後に、光学センサ３で検出した非記録領域２５の検出結果（図９のａ）と濃度パッチを記録後に走査した記録領域２６の検出結果（図９のｂ）とに基づいて、図９のｃに示すように実施例１で説明した方法に従ってプラテンの影響を除去する。

従って以上説明した実施例に従えば、非記録領域と記録領域の走査を記録媒体８上の同一場所で行なうので、記録媒体の厚さ、光沢度、及びコシの影響を低減することができ、より精度の高い濃度検出を行なうことができる。

以上の実施例は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出のために熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いて記録の高密度化、高精細化が達成できる。

さらに加えて、本発明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装置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。

本発明は、光学センサを装着して、レジストレーション調整、及び記録媒体上に記録された領域の濃度値検出を行なうインクジェット記録装置に適用するのが好適である。

本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録ヘッドを搭載した記録装置の制御構成を示すブロック図である。 実施例１に従う記録濃度の検出処理の概要を示す図である。 実施例１に従う記録濃度の検出処理の概要を示す図である。 高濃度の記録領域を光学センサが測定する様子を示す図である。 実施例１に従う濃度検出手順を示す図である。 プラテンの影響度を数値化する様子を示す図である。 実施例２に従う３種類の記録媒体を光学センサが測定して補正を行う様子を示す図である。 実施例３に従う異なる濃度の３つの濃度パッチを光学センサが測定する様子を示す図である。 実施例４に従う記録媒体上の同一位置で光学センサが濃度測定する様子を示す図である。 従来の記録装置の一般的な構成を示す斜視図である。 記録ドットのずれを示す図である。 記録装置のキャリッジ周辺の構成を示す斜視図である。 両方向記録において記録ずれが発生する様子を示す図である。 特許文献１及び２において提案された記録濃度の補正方法の概要を示す図である。 記録濃度の補正に用いる光学センサの内部構成を示す図である。 記録ヘッドの取付位置ずれに起因する濃度むら発生の様子を示す図である。 特許文献８に開示の方法に従って記録濃度を補正する様子を示す図である。 特許文献１に開示された方法によって各記録素子の濃度むらを光学センサで読取った場合の受光光量の変化を示す図である。 光学センサによる画像濃度読取に示す図である。 従来の記録装置のプラテン下部の詳細な構成を示す断面図である。 特許文献５、６に開示の方法に従って記録位置ずれを検出する様子を示す図である。

符号の説明

１ 記録素子
２ 記録ヘッド
３ 光学センサ
４ 記録面
５ 濃度検出範囲
６ 濃度検出結果
７ 受光素子
８ 記録媒体
９ 発光素子
１０ プラテン
１１ キャリッジ
１２ キャリッジモータ
１３ 搬送モータ
１４ リニアスケール
１５ リニアセンサ
１７ 外部装置
１８ 記録制御部
１９ ＣＰＵ
２０ ヘッド制御部
２１ 濃度検出部
２２ レジストレーション誤差検出部
２３ ＲＯＭ
２４ 画像メモリ
２５ 非記録領域
２６、２７ 記録領域
２８〜３０ 濃度パッチ
３１〜３３ 光学センサの出力値
３８ 光学センサの平均出力値
３９ 光学センサの出力値の分散

Claims (10)

1. 記録ヘッドを走査して記録媒体に画像を記録する記録装置であって、
   前記記録ヘッドによる記録場所において前記記録媒体の下部に備えられるプラテンと、
   前記記録媒体に光を照射し、前記記録媒体からの反射光量を検出する検出手段と、
   第１のタイミングで前記検出手段を動作させ、前記記録媒体上の画像が記録されていない第１領域からの反射光量を測定する第１測定手段と、
   第２のタイミングで前記検出手段を動作させ、前記記録媒体上の画像が記録されている第２領域からの反射光量を測定する第２測定手段と、
   前記第１及び第２の測定手段夫々により測定された反射光量に基づいて、前記プラテンからの影響度を評価する評価手段と、
   前記第２測定手段により測定された反射光量から前記評価手段により評価された前記プラテンからの影響度を除去して前記第２領域に記録されている画像の濃度を求める濃度算出手段とを有することを特徴とする記録装置。
2. 前記記録ヘッドを搭載したキャリッジを走査する走査手段をさらに有し、
   前記検出手段は前記キャリッジに設けられることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記検出手段は、前記記録媒体に光を照射する発光素子と前記記録媒体からの反射光を受光する受光素子とを有する反射型光学センサであることを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 前記走査手段による走査方向とは異なる方向に前記記録媒体を搬送する搬送手段をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
5. 前記第１及び第２領域は、前記記録媒体上の異なる場所であり、
   前記第１の領域に対する測定後に前記第２の領域に対する測定を行なうように、前記反射型光学センサを移動させるために前記走査手段と前記搬送手段とを制御する測定制御手段をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
6. 前記第１及び第２領域は、前記記録媒体上の同じ場所であり、
   前記第１の領域に対する測定後に前記第２の領域に対する測定を行なう前に、前記走査手段を制御して前記キャリッジを移動させ前記記録ヘッドにより画像を記録するよう制御する記録制御手段をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
7. 前記プラテンの表面には凹凸があることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の記録装置。
8. 前記濃度算出手段は、記録媒体の種類に従って、前記プラテンからの影響度を除去することなく前記画像の濃度を求めることを有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の記録装置。
9. 前記濃度算出手段は、前記記録媒体に記録された画像の濃度に従って、前記プラテンからの影響度を除去することなく前記画像の濃度を求めることを有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の記録装置。
10. 記録ヘッドを走査して、プラテン上に載置された記録媒体に前記記録ヘッドにより画像を記録する記録装置の濃度検出方法であって、
    第１のタイミングで、前記記録媒体に光を照射し、前記記録媒体からの反射光を受光するセンサを動作させ、前記記録媒体上の画像が記録されていない第１領域からの反射光量を測定する第１測定工程と、
    第２のタイミングで前記センサを動作させ、前記記録媒体上の画像が記録されている第２領域からの反射光量を測定する第２測定工程と、
    前記第１及び第２の測定工程夫々において測定された反射光量に基づいて、前記プラテンからの影響度を評価する評価工程と、
    前記第２測定工程において測定された反射光量から前記評価工程において評価された前記プラテンからの影響度を除去して前記第２領域に記録されている画像の濃度を求める濃度算出工程とを有することを特徴とする濃度検出方法。
    

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