JP4366194B2 - 濃度補正方法及びその方法を適用した記録装置 - Google Patents

Description

本発明は濃度補正方法及びその方法を適用した記録装置に関し、特に、例えば、インクジェット記録ヘッドを搭載した記録装置に適用される濃度補正方法に関するものである。

現在、記録装置に適用されている記録方式としては、例えば、熱エネルギーによりインクリボンのインクを記録用紙などの記録媒体に転写させる熱転写方式、飛翔させたインク液滴を紙などの記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録方式などが知られている。

この中でもインクジェット方式を適用した記録装置は、低騒音で、ランニングコストが低く、装置の小型化、カラー記録が容易であるため、プリンタ、複写機などに広く利用されている。

このようなインクジェット方式を用いた記録装置では、記録速度を向上させるため、複数の記録素子を集積配列した記録ヘッドを用いることが一般的である。その記録素子には、通常、インクを吐出させるノズルやインク吐出口などが含まれる。このようなインクジェット記録装置において、大きな問題となるのが記録ムラである。複数のノズルのインク吐出特性の違いは、記録画像に濃度ムラを引き起こす。

これまでにも、このようなムラの発生を防止して高画質化を図る方法が様々提案されている。例えば、マルチパス記録方法では、記録ヘッドを記録媒体上の同一領域に対して複数回の走査をすることによって、その記録領域に対する記録を完成させるようにした方法である。しかし、そのマルチパス記録の長所を生かすためには、１つの記録領域に対する記録ヘッドの走査回数、つまり分割数を増やさなければならず、このことは、その分だけスループットの低下を招くことになる。

また、分割記録方法を用いずに、濃度ムラの発生を抑える方法としては、例えば、ヘッドシェーディング方法がある（例えば、特許文献１参照）。

この方法によれば、まず、記録ヘッドを用いて、予め設定された補正値決定用のテストパターンを記録媒体上に記録し、その記録されたテストパターンの画像をＣＣＤ（固体撮像素子）などを備えたスキャナによって読み込み、その読み取った画像を適当に位置補正を施した後、その画像濃度を、記録ヘッドのノズル毎の対応するラスタに割り付ける。記録濃度の変化はノズル毎における吐出量の誤差や、インクの吐出方向のずれ、または記録媒体上におけるインクのにじみなどによって生じる。

次に、ラスタ毎に割り付けられた濃度から、ノズル毎に対応する記録濃度の補正値を決定する。そして、その補正値に基づいてノズル毎のγテーブルを変更したり、ノズル毎の駆動テーブルを変更して、インクの吐出量などを調整する。このような補正により、補正なしの状態において濃度が高く記録されるラスタについては、それが低くなるように出力γ補正などの濃度補正がなされ、また補正がなされないと濃度が低く記録されるラスタについては、それが高くなるように出力γ補正などの濃度補正がなされて濃度むらを低減している。
特開平５−６９５４５号公報

しかしながら上記従来例のヘッドシェーディングではテストパターンの記録濃度を測定する時間が長いという問題がある。

特に、最近のインクジェット記録ヘッドのノズル数は数１０００にも及ぶものがあり、補正対象となる領域は広くなっている。さらに、最近の高画質化の要求に応えるためには、テストパターンの記録濃度を測定する精度にも高いものが要求される。

しかしながら従来の濃度補正の方法では、広範囲を高い精度で測定する必要があるため測定時間の短縮には限界がある。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたものであり、スピーディにかつ高精度で濃度補正することができる濃度補正方法及びその方法を適用した記録装置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本発明の濃度補正方法は以下の工程からなる。

即ち、複数のノズルを有する記録ヘッドによる記録濃度を補正するための濃度補正方法であって、前記記録ヘッドの複数のノズルを用いてテストパターンを記録媒体に記録する記録工程と、前記記録工程において記録された前記テストパターンをセンサを用いて第１の解像度で光学的に読み取る第１の読取工程と、前記第１の読取工程における読取結果に基づいて、前記テストパターン内で濃度ムラが発生している部分を特定する特定工程と、前記特定工程において特定された濃度ムラの発生部分だけを前記センサを用いて前記第１の解像度より高い第２の解像度で光学的に読み取る第２の読取工程と、前記第２読取工程における読取結果に基づいて、前記濃度ムラの発生部分の記録に用いられたノズルによる記録の濃度を補正するための補正データを生成する生成工程とを有することを特徴とする。

或は、複数のノズルを有する記録ヘッドによる記録濃度を補正するための濃度補正方法であって、前記記録ヘッドの複数のノズルを用いて第１のテストパターンを記録媒体に記録する第１の記録工程と、前記第１の記録工程において記録された前記第１のテストパターンを、センサを用いて第１の解像度で光学的に読み取る第１の読取工程と、前記第１の読取工程における読取結果に基づいて、前記第１のテストパターン内で濃度ムラが発生している部分を特定する特定工程と、前記特定工程において特定された濃度ムラの発生部分の記録に用いられたノズルによって、前記第１のテストパターンとは異なる第２のテストパターンを記録媒体に記録する第２の記録工程と、前記第２の記録工程において記録された前記第２のテストパターンを、前記センサを用いて前記第１の解像度より高い第２の解像度で光学的に読み取る第２の読取工程と、前記第２の読取工程による読取結果に基づいて、前記第２のテストパターンの記録に用いられたノズルによる記録の濃度を補正するための補正データを生成する生成工程とを有することを特徴としても良い。

また本発明は、上記構成の方法を記録装置に適用することによって実現しても良い。その記録装置は以下のような構成からなる。

即ち、複数のノズルを有する記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置であって、前記記録ヘッドの複数のノズルによりテストパターンを前記記録媒体に記録させるテストパターン記録手段と、前記記録媒体に記録されたテストパターンを第１の解像度或いは前記第１の解像度よりも高い第２の解像度で光学的に読み取り可能な読取手段と、前記テストパターンを前記第１の解像度で読み取るように、前記読取手段を制御する第１の読取制御手段と、前記読取手段により前記第１の解像度で読み取られた結果に基づいて、前記テストパターン内で濃度ムラが発生している部分を特定する特定手段と、前記特定手段によって特定された濃度ムラの発生部分だけを前記第２の解像度で読み取るように、前記読取手段を制御する第２の読取制御手段と、前記読取手段により前記第２の解像度で読み取られた結果に基づいて、前記濃度ムラの発生部分の記録に用いられたノズルによる記録の濃度を補正するための補正データを生成する生成手段とを有することを特徴とする。
或は、複数のノズルを有する記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置であって、前記記録ヘッドの複数のノズルによりテストパターンを前記記録媒体に記録させる第１テストパターン記録手段と、前記記録媒体に記録されたテストパターンを第１の解像度或いは前記第１の解像度よりも高い第２の解像度で光学的に読み取り可能な読取手段と、前記第１テストパターン記録手段によって記録されたテストパターンを前記第１の解像度で読み取るように、前記読取手段を制御する第１の読取制御手段と、前記読取手段による前記第１の解像度での読取結果に基づいて、前記テストパターン内で濃度ムラが発生している部分を特定する特定手段と、前記特定手段により特定された濃度ムラの発生部分の記録に用いられたノズルにより、前記第１テストパターン記録手段によって記録されたテストパターンとは異なるテストパターンを記録媒体に記録させる第２テストパターン記録手段と、前記第２テストパターン記録手段によって記録されたテストパターンを前記第２の解像度で読み取るように、前記読取手段を制御する第２の読取制御手段と、前記読取手段による前記第２の解像度での読取結果に基づいて、前記第２テストパターン記録手段による記録に用いられたノズルによる記録の濃度を補正するための補正データを生成する生成手段とを有することを特徴としても良い。

本発明によれば、スピードと良好な補正品質の両方を兼ね備えた濃度補正を行う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形態について、さらに具体的かつ詳細に説明する。

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、有意無意を問わず、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、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形態であるインクジェット記録装置（以下、記録装置という）の構成の概要を示す上面図である。

図１に示すように、キャリッジ２０には３つのインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）２１−１〜２１−３が搭載されており、各記録ヘッドにはインクを吐出するためのインク吐出口が複数個配列されている。記録ヘッド２１−１、２１−２、２１−３は夫々、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）のインクを吐出する記録ヘッドである。インクカートリッジ２２−１、２２−２、２２−３は夫々、記録ヘッド２１−１〜２１−３及びそれらにインクを供給するインクタンクとから構成されている。以下の説明において記録ヘッド全体に言及するときには参照番号として“２１”をインクカートリッジ全体に言及するときには参照番号として“２２”を用いる。

なお、ここでは、ＣＭＹの３色のインクを用いてカラー記録を行う構成を例として説明しているが、これにブラック（Ｂｋ）のインクを吐出する記録ヘッドとＢｋインクを収容するインクタンクとを含むインクカートリッジを加える構成としても良い。

また、キャリッジ２０には反射型濃度センサ４０が設置されており、キャリッジ２０の移動に伴って記録媒体の所定の場所に記録されたテストパターンを撮像できる構成となっている。

しかしながら、本願発明は、図７に示すように固定ヘッド例えば長尺フルマルチ型の記録ヘッドを搭載した構成の記録装置に適用すると、その効果が最も大きい。なぜならインク吐出ノズルの数が多いため、全ノズル領域にわたる補正データ作成には長い時間を要するからである。図７において、固定された長尺のインクジェット記録ヘッド１０１に対し、記録媒体１０２を搬送する搬送ベルト１０３などの搬送部が取り付けられている。記録媒体の動きに合わせて、インクジェットノズルからインクが吐出され、記録媒体上に画像を形成する。

記録ヘッド２１への制御信号や画像信号などはフレキシブルケーブル２３を介して記録装置の制御回路から送られる。

普通紙や高品位専用紙、ＯＨＰシート、光沢紙、光沢フィルム、ハガキ等の記録媒体２４は搬送ローラ（不図示）を経て排紙ローラ２５に挟持され、搬送モータ２６の駆動に伴い矢印方向（副走査方向）に送られる。一方、キャリッジ２０はガイドシャフト２７、およびリニアエンコーダ２８により案内支持されている。キャリッジ２０は駆動ベルト２９を介してキャリッジモータ３０の駆動によりガイドシャフト２７に沿って往復運動させられる。この移動方向を主走査方向という。

記録ヘッド２１のインク吐出口の内部（液路）にはインク吐出用の熱エネルギーを発生する発熱素子（電気熱エネルギー変換体）が設けられている。リニアエンコーダ２８の読みとりタイミングに伴い、発熱素子を記録信号に基づいて駆動し、記録ヘッドのインク吐出口からインク液滴を吐出させて、これを記録媒体上に付着させることで画像を形成することができる。

記録領域外に設定されたキャリッジ２０のホームポジションにはキャップ部３１を持つ回復ユニット３２が設置されている。記録を行わないときには、キャリッジ２０をホームポジションに移動させてキャップ部３１のキャップ３１−１〜３１−３により対応する記録ヘッド２１−１、２１−２、２１−３のインク吐出口面を密閉し、インク溶剤の蒸発に起因するインクの固着あるいは塵埃などの異物の付着などによる目詰まりを防止する。

また、キャップ部３１のキャッピング機能は記録頻度の低いインク吐出口の吐出不良や目詰まりを解消するために、インク吐出口から離れた状態にあるキャップ部３１へインクを吐出させる空吐出に利用されたり、キャップした状態でポンプ（不図示）を作動させ、インク吐出口からインクを吸引し、吐出不良を起こした吐出口の吐出回復に利用される。記録ヘッド２１−１〜２１−３が記録直前にインク受け部３３の上部を通過する時に、インク受け部３３にめがけ予備吐出を行う。

なお、図示はしていないが、キャップ部３１の隣接位置にブレード、拭き部材を設けることにより、記録ヘッド２１のインク吐出口形成面をクリーニングすることが望ましい。

図２は、記録ヘッド２１の構成を示す図である。

図２に示されているように、記録ヘッド２１は主走査方向には概略垂直な方向に、多数のインク吐出ノズル（以下、ノズルという）を有している。図２はインク吐出ノズルは各記録ヘッドにおいて１列で構成している例を示しているが、このノズル列は複数列でもよく、また、直線性をもって配置される必要もない。また、図２に示すノズルとノズルの間隔を記録ヘッドの解像度と呼び、ノズルピッチ、ノズルの密度と呼ぶこととする。

図２に示す主走査方向へ記録ヘッドを移動させることで、インクを吐出するノズル列の幅に相当する記録が行えるように構成されていることが望まれ、その記録は記録ヘッドの往復動作の両方向において行っても良い。記録ヘッドは、その記録に用いるインクの数分だけ用意すればよく、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の３色でフルカラー記録をしてもよく、また、濃淡インクを利用した記録の場合には、濃シアン（Ｃ）、淡シアン（ＬＣ）、濃マゼンタ（Ｍ）、淡マゼンタ（ＬＭ）、濃ブラック（Ｂｋ）、淡ブラック（ＬＢｋ）、濃イエロ（Ｙ）、淡イエロ（ＬＹ）、さらに、特色のインクを吐出する記録ヘッドを用意しても良い。

尚、本発明に適用可能なインクジェット記録方式は、発熱素子（ヒータ）を使用したバブルジェット方式に限られるものではなく、例えば、インク滴を連続噴射し粒子化するコンティニュアス型の場合には荷電制御型、発散制御型等、また、必要に応じてインク滴を吐出するオンデマンド型の場合には、ピエゾ振動素子の機械的振動によりオリフィスからインク滴を吐出する圧力制御方式等でも適用可能である。

図３は図１に示す記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。

図３において、１は画像データ入力部、２は操作部、３は各種処理を行うＣＰＵ、４は各種データを記憶する不揮発性メモリ、４ａは各ノズルに対応する不吐出、不良ノズルデータと記録ヘッドの記録情報を格納する記録情報格納部、４ｂは各種制御プログラム群を格納するプログラム格納部、５はＲＡＭ、６は画像データ処理部、７は画像出力を行う画像記録部、８は各種データを転送するバスである。

次に、これらの構成要素について詳述する。

画像データ入力部１はスキャナやデジタルカメラ等の画像入力機器からの多値画像データやパーソナルコンピュータのハードディスク等に保存されている多値画像データを入力するインタフェースとしての役割を果たす。操作部２には各種パラメータの設定および記録開始を指示する各種キーを備えている。ＣＰＵ３は不揮発性メモリ４に格納された各種プログラムに従って、記録装置全体を制御する。

不揮発性メモリ４は制御プログラムやエラー処理プログラムに従って記録装置を動作させるためのプログラムなどを格納しており、以下に説明するこの実施形態の動作はすべてこのプログラムを実行して得られる動作である。なお、不揮発性メモリ４の実施形態として様々な態様があり、ＲＯＭ、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＨＤ、メモリカード、光磁気ディスク（ＯＭＤ）、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｅＲＡＭ、ＭＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなどを用いることができる。どのような記憶媒体を用いるかは、この記録装置に要求される処理速度、コストなどに依存する。しかしながら、記録情報格納部４ａとして用いる記憶領域は、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｅＲＡＭなどの相対的にアクセス速度の速い不揮発性メモリが望ましい。

ＲＡＭ５は不揮発性メモリ４中の各種プログラムのワークエリア、エラー処理時の一時待避エリア及び画像処理時のワークエリアとして用いられる。また、ＲＡＭ５は、不揮発性メモリ４の中の各種テーブルをコピー後、そのテーブルの内容を変更し、この変更したテーブルを参照しながら画像処理を進めることも可能である。

画像データ処理部６は、ＣＰＵ３がプログラムを実行することで代替することも可能であるが、処理速度の点からは専用のプロセッサであることが望ましい。画像データ処理部６では画像入力部１から入力された多値画像データをＮ値の画像データに各画素毎に量子化し、その量子化された各画素が示す階調値“Ｔ”に対応する吐出パターンを生成する。即ち、入力多値画像データをＮ値化処理した後、階調値“Ｔ”に対応する吐出パターンを生成するのである。例えば、１画素８ビット（２５６階調）で表現される多値画像データが画像データ入力部１に入力された場合、画像データ処理部６は出力画像データの階調値を２５（＝２４＋１）値に変換する。

尚、この実施形態では、入力階調画像データのＴ値化処理には多値誤差拡散法を用いているが、Ｔ値化処理にはこれ以外にも、例えば、平均濃度保存法、ディザマトリックス法等、任意の中間調処理方法を用いることができる。また、画像の濃度情報に基づいて、Ｔ値化処理を全ての画素数分繰り返すことにより、それぞれのノズルに対する各画素毎のインク吐出、インク不吐出の２値の駆動信号が形成される。

画像記録部７は画像データ処理部６で生成された吐出パターン、或いは画像入力部１から入力された画像データに基づいて、記録ヘッド２１を駆動してインクを吐出し、記録媒体上にドット画像を形成するプリンタエンジン部であり、バス８はこの装置内の各構成要素を接続して、アドレス信号、データ、制御信号などを伝送する。

次に、以上の構成の記録装置において実行される濃度ムラ補正方法について、図４〜図６を参照して説明する。

この方法によれば、まずテストパターンを記録媒体に記録し、そのパターンの部分的な濃度の差を光学測定により検出し、次に、記録ヘッドの各ノズル位置と濃度データを相関させ、出力画像において濃度が高くなる部分は低く、濃度が低くなる部分は高くなるように補正したり、また、各ノズルの駆動制御を変更し、インク吐出量が大きいノズルの駆動パルスを短くしたり、インク吐出量の小さいノズルの駆動電圧を上げるなどの、所謂、ヘッドシェーディングを実行する。

この実施形態では、その説明を簡単にするため３つの記録ヘッドの内、シアンインクを吐出する記録ヘッドについての濃度補正についてのみ述べる。他の色のインクによる記録についても同様である。

言うまでもなく、補正は画質が悪いときに行うものである。補正により画質は改善されるが、記録ヘッドの特性が経時的に変化し、そのノズルからの吐出状態が変化すると再び画質が悪くなることがある。例えば、インクが吐出しないことや極端なインク吐出量の増減やインク吐出位置が大きくずれてしまうという現象が発生すると画質の著しい低下をまねく。

このような現象が発生しないように補正する方法として、これまでにも数多くの方法が提案されている。濃度が一様なテストパターンを記録してこれを読み取り、その読み取った画像から濃度ムラを検出しラスタ濃度を算出することで補正するもの、記録ドットのドット径や記録位置のずれを検出しラスタ濃度を算出し補正するもの、濃度が段階的に変化するテストパターンを記録しこれを読み取って濃度むらを検出するものなどある。また、ラスタ濃度を補正データに変換する方法も様々なものがある。これらの方法は、補正対象となる画像の画質、画像が記録される記録媒体の種類、インク種などにより一長一短がある。これに伴い、取り込む画像の解像度などの測定精度は決定される。

さて、最近の高画質化の要求にともない程度の差はあれ、テストパターンの測定にはある程度の読み取り精度が要求される。例えば、ある程度のフォト画質を達成するには解像度２４００ＤＰＩでの画像を読み取るシステムもある。しかしながら、画質の評価という観点でいうと、もっと粗い解像度（例えば、６００ＤＰＩ）でかまわない場合もある。これは、人間の目の感度が大きく関わっているためである。人間の目の感度は比較的低周波数の濃度変化は認識しやすいが、高周波な濃度変化には比較的鈍感である。

このような点に鑑み、この実施形態では、補正には比較的高精度の測定が必要だが、補正が必要か判断するための画像評価には比較的簡易な測定、言い換えると解像度の粗い画像を用いる点に注目している。

図８〜図９には同じ画像を異なる解像度で取り込んだ例を示す。

図８は高解像度（例えば、２４００ＤＰＩ）での画像読込の様子を模式的に示す図であり、図９は図８と同じ画像を低解像度（例えば、６００ＤＰＩ）で読込む様子を模式的に示す図である。なお、図８と図９とは、同じ画像サイズに編集してある。

図８（ａ）と図９（ａ）との両方に見られるように、記録ヘッド２１−１のノズル群２１−１Ｎから吐出されたインク液滴は、記録媒体２４上に記録ドット２４Ｄとして付着する。しかしながら、これらの記録ドットの位置は、破線で示された期待される正常なライン２４Ｎからはいくぶんずれている。なぜなら、吐出される液滴の方向はいつも直線的であるとは限らず、ある液滴はいくぶんか上方に向かい、ある液滴はいくぶんか下方に向かう。図８（ｂ）と図９（ｂ）とは夫々、高解像度と低解像度において、ノズル番号に関する検出濃度変化を示している。なお、ノズル番号とは各ノズルを識別する番号である。

図８（ｂ）に示される検出濃度変化によれば、明瞭に、濃度の急激な低下が見られる。この低下は図８（ａ）で参照文字ａとして示されている白スジに対応している。この場合、例えば、白いスジを生じさせるノズル位置などの情報は効率よく取得できる。

これに対して、低解像度での画像読込を行なって得られた図９（ｂ）に示される検出濃度変化によれば、濃度むら等の画像劣化部分２４ＢＴの存在は判別できるが、白スジの位置（例えば、図９（ａ）において参照文字ａ′で示される部分）は明瞭には識別できない。このような場合、画像劣化の原因が、その画像劣化部分に対応する数ノズルにおいてインク吐出量が少なくなってしまったが故にその部分全体が薄く着色された画素であるのか、または画像劣化部分に対応する数ノズルのうち、ある１ノズルが不吐ノズルとなってしまったが故に強いコントラストの細いスジが発生したものなのかを判別することが難しい。

つまり、読取り解像度の高い図８に示す画像では１ノズルからのインク不吐出に起因する白スジであることが判別可能であるが、読取り解像度の低い図９に示す画像では、その濃度むらの原因が１ノズルからのインク不吐出に起因する白スジなのか、あるいは隣接する数ノズルからのインク吐出量が少ないために生じた白スジなのか判別できない。

図８に示す画像からは推測できる１ノズルからのインク不吐出に起因する白スジの場合、その補正には吐出不良となったノズルの両隣のノズルで補完記録すると言った方法が有効である（例えば、特願２００２−２１５８４７号参照）。しかしながら、図９に示す画像からはそのような判断ができず、吐出不良となったノズルを含めた隣接する数ノズルを用いた補正を行うことになる。従って、両者を比較すると、高精度での補正という観点からは、高解像度で読み込んだ画像に基づいた補正を行うことがより望ましいと言える。

しかしながら、読み込み時間という観点から検討すると、画像の同じ範囲を測定する場合、読み込み解像度が低い方（例えば、図９の場合）が測定時間が格段に短くなるという利点がある。例えば、ラインタイプのＣＣＤに２種類の光学倍率（即ち、低解像度と高解像度）で結像させると、単純に倍率が大きい方が測定範囲が狭くなる。この場合、１回の走査で撮像できる範囲は、おおよそ倍率に反比例する。つまり、測定時間を考えると、解像度の低い方（即ち、図９）のほうが望ましい。

そこで、本発明では測定・検出時間の短縮のために、濃度むらが問題となる記録場所、例えば、インク不吐出ノズルに起因するスジや大きなうねりのある濃度ムラのある場所（濃度不良が生じている箇所）を特定する、あるいは補正の必要性を監視するステップ（画質評価ステップ）と、補正の必要な場合の補正データの生成に用いる測定のステップ（補正データ生成ステップ）を分け、前者の測定は低倍率（低解像度）で、後者の測定は高倍率（高解像度）で行なうようにしている。

さて、画像に対する人間の目の感度について考えると、通常、濃度変化が低周波数のもの(object)に対しては敏感であるが、高周波なものに対しては鈍感である（例えば、R. P. Dolly and R. Shaw, Noise Perception in Electrophotography, J. Appl. Photogr. Eng. ,Vol. 5, pp 190-196 (1979) を参照）。言い換えると、人間の目はローパスフィルタであるため、画像に欠陥があるか否かの判断には画像の比較的低周波数成分のみを伝達するシステムがあれば十分である。この実施例では、光学的解像度を低く設定（例えば、６００ＤＰＩ）して画質評価のために測定を行なっているが、人間の目の特性を考えれば、それでも目的は十分に達成されるのである。そして、補正を行う場所(target)が決定した後、実際の補正データを生成する場合には、その補正対象場所の近辺だけを正確にもう一度、高解像度（例えば、１２００、２４００ＤＰＩ）で測定し、ノズル解像度に近い情報を得て、その情報に基づいて、ノズルの吐出データにフィードバックするデータを生成している。

以下に説明する処理は、実際の記録が行われていない間に、定期的に補正処理を実行するものである。

図４は濃度ムラ補正処理を示すフローチャートである。

図５は記録ヘッド２１−１でシアンインクを吐出してテストパターンを記録し、そのテストパターンを読み取って濃度を分析する様子を示す図である。

まず、ステップＳ１０では２５％デューティ（即ち、１サイクルの記録動作で記録ヘッドの全てのノズルの２５％からインク吐出が発生する）のテストパターンを記録媒体の有効記録幅にわたって記録し、ステップＳ２０では、受光素子としてＣＣＤセンサを備えた反射型濃度センサ４０により光学的にそれを評価測定する。ただし、すでにヘッドシェーディング補正が行われた場合においては、２５％デューティのテストパターンを記録時に、ヘッドシェーディング補正のなされたテストパターンを記録する。このようにすることで、ヘッドシェーディング補正が既になされ、その補正効果が現れた部分が画像品質の劣化した領域として再び判別されることがなくなる。

この実施形態の反射型濃度センサ４０の光学系は拡大縮小撮像が可能な構成であり、縮小撮像（広範囲測定モード）の場合には解像度が悪くなるが広範囲な測定が可能であり、拡大撮像（狭範囲測定モード）の場合には撮像範囲は狭くなるが解像度の高い高精度測定が可能である。ステップＳ２０の評価測定では、反射型濃度センサ４０は広範囲測定モードで動作する。広範囲測定モードでは１２インチ×１インチ幅のパターンを６００ＤＰＩの解像度で７秒で取り込むことが可能である。前に検討したように、人間の目の空間周波数感度を考慮しても、発明者は検討により解像度６００ＤＰＩでの取り込みでも画質劣化を検出できることを確認している。

次に、ステップＳ３０では解像度６００ＤＰＩで取り込んだテストパターンの画像をラスタ方向に輝度積算し、その射影をとる。図５の右側は射影の輝度分布を示す図である。もし、濃度むらが全くない理想的な状態であれば、輝度分布は記録ヘッドのノズルに対して実線で示した理想値（ＩＤＥＡＬ）となるはずである。しかしながら、実際は、理想値からはずれた値（ＯＢＳ）が得られる。

さらに、ステップＳ４０では実測値（ＯＢＳ）と理想値（ＩＤＥＡＬ）とを比較し、そのずれが許容範囲内であるかどうかを調べる。この実施形態では、読み取ったデータを８ビットデータで表わすとした場合に、その値が理想値から“８”以上ずれている場合には、その場所付近は画質が劣化していると判断する。

ここで、評価測定の結果、画質は良好であると判断した場合は、補正のための画質測定は行わず、処理を終了する。

これに対して、特定のノズルによって記録されたラスタの画質が劣化していると判断した場合には、処理はステップＳ５０に進み、補正を行う。例えば、図５に示した例では、ノズルＡＢＮ１とＡＢＮ２によって記録されたラスタが夫々、許容下限値（ＭＩＮ）、及び許容上限値（ＭＡＸ）を超えており、補正が必要と判断される。

ステップＳ５０では、ステップＳ１０で記録した評価測定用のテストパターンの読み取り結果を用いて補正データを生成するにはその測定精度が悪いためもう一度テストパターンを測定する。これを補正用測定と呼ぶ。なお、この測定は反射型濃度センサ４０を狭範囲測定モードで動作させ、その測定範囲は評価測定時に吐出不良と判断されたラスタが中心（例えば、図５で言えば、ＡＢＮ１とＡＢＮ２の近傍）になるように行う。狭範囲測定モードでは反射型濃度センサ４０は解像度２４００ＤＰＩまでの測定が可能であるので、高精度の補正データ生成が可能である。

そして、ステップＳ６０では、ステップＳ５０で読み取った解像度２４００ＤＰＩで補正データを生成する。詳しく言えば、解像度２４００ＤＰＩで各ラスタ濃度を算出し、吐出不良と判断されたノズルを含む近傍、或いは、吐出不良と判断されたノズルに対応する補正データを生成する。

なお、補正方法としては、これ以外にも多くの方法が適用可能である。例えば、ムラやスジが検出された場所に関して、改めて補正用のパターンを書き直し、測定しても良い。このようにして、ムラやスジが検出された近傍に関して補正パターンの記録、測定、補正データの生成を高速に行える。

最後にステップＳ７０では、ステップＳ６０で生成した補正データで以前の補正データの内の対応箇所を入れ替える。

従って以上説明した実施形態に従えば、画質評価には低解像度でテストパターンを読み込んで評価し、その評価結果、画質が劣化している場合にはそのテストパターンを高解像度で読み込んで補正データを生成するので、各ラスタについて精度の高い補正をスピーディに行うことができる。

また、以上説明した実施形態では、画質評価のために２５％デューティの濃度が均一のパターンを用いたが本発明はこれによって限定されるものではなく、例えば、階段パターンやドットパターンなど他のテストパターンを用いても良い。

さらに、以上説明した実施形態では、画質評価と補正のために同じテストパターンを用いたが本発明はこれによって限定されるものではなく、例えば、画質評価のために１００％デューティのパターンを用い、補正のために階段パターンやドットパターンなど他のテストパターンを用いても良い。このように、画質評価と補正に異なるテストパターンを用いる方が、より効果的である場合もある。

またさらに、以上説明した実施形態では、異なる設定（広範囲測定モードと狭範囲測定モード）が可能な反射型光学センサを用いて異なる解像度で画像データを記憶する構成を用い、最初に低い解像度で画質評価を行い、その評価に従って高い解像度で補正データを生成する例について説明したが本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、（１）異なる解像度で読取り可能な単一の反射型光学センサを用いて異なる解像度で画像データを読み取り、これを記憶し、最初に低い解像度で画質評価を行い、その評価に従って高い解像度で補正データを生成する構成を用いても良いし、（２）単一の反射型光学センサを用いて、同じ解像度で画像データを記憶する構成を用い、間引き処理などの画像処理を施して、低い解像度の画像データを得、これにより画質評価を行い、その評価に従って間引き処理などをしない高い解像度の画像データを用いて補正データを生成しても良い。

このように、補正データ生成に当たり、高低２つの解像度の画像データを用いるのであるが、その画像データの生成には解像度の異なる光学センサをもちいて異なる解像度の画像データを生成することもできるし、同じ解像度で画像データを読み込み、その後の画像処理で異なる画像データを生成しても良い。

さらに、以上の実施形態において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。

以上の実施形態は、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ーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。

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４７４０７９６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。この方式はいわゆるオンデマンド型、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ーを発生せしめ、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１対１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。

また、以上の実施形態は記録ヘッドを走査して記録を行なうシリアルタイプの記録装置であったが、記録媒体の幅に対応した長さを有する記録ヘッドを用いたフルラインタイプの記録装置であっても良い。フルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わ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。

加えて、上記の実施形態で説明した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のみならず、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を用いてもよい。

また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定に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、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。

さらに、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ってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもできる。

以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提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も、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ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であればよい。

さらに加えて、本発明に係る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一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、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取るものであっても良い。

本発明の１つの実施形態であるインクジェット記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。 図１に示したインクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドの構成を示す図である。 図１に示したインクジェット記録装置の制御回路を示すブロック図である。 濃度ムラ補正処理を示すフローチャートである。 記録ヘッド２１−１でシアンインクを吐出してテストパターンを記録し、そのテストパターンを読み取って濃度を分析する様子を示す図である。 部分的な補正測定の様子を示す図である。 本発明の代表的な実施形態であるフルマルチヘッド固定型インクジェット記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。 ある画像を高解像度（２４００ＤＰＩ）で読み込み測定した結果を模式的に示す図である。 図８で読み込んだのと同じ画像を低解像度（６００ＤＰＩ）で読み込み測定した結果を模式的に示す図である。

符号の説明

１ 画像データ入力部
２ 操作部
３ ＣＰＵ
４ 不揮発性メモリ
４ａ ノズルプロファイル情報格納部
４ｂ プログラム格納部
５ ＲＡＭ
６ 画像データ処理部
７ 画像記録部
８ バス
２０ キャリッジ
２１、２１−１〜２１−３ 記録ヘッド
２２、２２−１、２２−２、２２−３ インクカートリッジ
２３ フレキシブルケーブル
２４ 記録媒体
２５ 排紙ローラ
２６ 搬送モータ
２７ ガイドシャフト
２８ リニアエンコーダ
２９ 駆動ベルト
３０ キャリッジモータ
３１ キャップ部
３２ 回復ユニット
３３ インク受け部
４０ 反射型濃度センサ
１０１ フルラインインクジェット記録ヘッド
１０２ 記録媒体
１０３ 搬送ベルト

Claims (4)

1. 複数のノズルを有する記録ヘッドによる記録濃度を補正するための濃度補正方法であって、
   前記記録ヘッドの複数のノズルを用いてテストパターンを記録媒体に記録する記録工程と、
   前記記録工程において記録された前記テストパターンをセンサを用いて第１の解像度で光学的に読み取る第１の読取工程と、
   前記第１の読取工程における読取結果に基づいて、前記テストパターン内で濃度ムラが発生している部分を特定する特定工程と、
   前記特定工程において特定された濃度ムラの発生部分だけを前記センサを用いて前記第１の解像度より高い第２の解像度で光学的に読み取る第２の読取工程と、
   前記第２読取工程における読取結果に基づいて、前記濃度ムラの発生部分の記録に用いられたノズルによる記録の濃度を補正するための補正データを生成する生成工程とを有することを特徴とする濃度補正方法。
2. 複数のノズルを有する記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置であって、
   前記記録ヘッドの複数のノズルによりテストパターンを前記記録媒体に記録させるテストパターン記録手段と、
   前記記録媒体に記録されたテストパターンを第１の解像度或いは前記第１の解像度よりも高い第２の解像度で光学的に読み取り可能な読取手段と、
   前記テストパターンを前記第１の解像度で読み取るように、前記読取手段を制御する第１の読取制御手段と、
   前記読取手段により前記第１の解像度で読み取られた結果に基づいて、前記テストパターン内で濃度ムラが発生している部分を特定する特定手段と、
   前記特定手段によって特定された濃度ムラの発生部分だけを前記第２の解像度で読み取るように、前記読取手段を制御する第２の読取制御手段と、
   前記読取手段により前記第２の解像度で読み取られた結果に基づいて、前記濃度ムラの発生部分の記録に用いられたノズルによる記録の濃度を補正するための補正データを生成する生成手段とを有することを特徴とする記録装置。
3. 複数のノズルを有する記録ヘッドによる記録濃度を補正するための濃度補正方法であって、
   前記記録ヘッドの複数のノズルを用いて第１のテストパターンを記録媒体に記録する第１の記録工程と、
   前記第１の記録工程において記録された前記第１のテストパターンを、センサを用いて第１の解像度で光学的に読み取る第１の読取工程と、
   前記第１の読取工程における読取結果に基づいて、前記第１のテストパターン内で濃度ムラが発生している部分を特定する特定工程と、
   前記特定工程において特定された濃度ムラの発生部分の記録に用いられたノズルによって、前記第１のテストパターンとは異なる第２のテストパターンを記録媒体に記録する第２の記録工程と、
   前記第２の記録工程において記録された前記第２のテストパターンを、前記センサを用いて前記第１の解像度より高い第２の解像度で光学的に読み取る第２の読取工程と、
   前記第２の読取工程による読取結果に基づいて、前記第２のテストパターンの記録に用いられたノズルによる記録の濃度を補正するための補正データを生成する生成工程とを有することを特徴とする濃度補正方法。
4. 複数のノズルを有する記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置であって、
   前記記録ヘッドの複数のノズルによりテストパターンを前記記録媒体に記録させる第１テストパターン記録手段と、
   前記記録媒体に記録されたテストパターンを第１の解像度或いは前記第１の解像度よりも高い第２の解像度で光学的に読み取り可能な読取手段と、
   前記第１テストパターン記録手段によって記録されたテストパターンを前記第１の解像度で読み取るように、前記読取手段を制御する第１の読取制御手段と、
   前記読取手段による前記第１の解像度での読取結果に基づいて、前記テストパターン内で濃度ムラが発生している部分を特定する特定手段と、
   前記特定手段により特定された濃度ムラの発生部分の記録に用いられたノズルにより、前記第１テストパターン記録手段によって記録されたテストパターンとは異なるテストパターンを記録媒体に記録させる第２テストパターン記録手段と、
   前記第２テストパターン記録手段によって記録されたテストパターンを前記第２の解像度で読み取るように、前記読取手段を制御する第２の読取制御手段と、
   前記読取手段による前記第２の解像度での読取結果に基づいて、前記第２テストパターン記録手段による記録に用いられたノズルによる記録の濃度を補正するための補正データを生成する生成手段とを有することを特徴とする記録装置。

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