画像記録方法及び装置
【課題】近接した位置に不良記録素子が複数発生した場合にも、好ましい画像記録が実現される画像記録方法及び装置を提供する。
【解決手段】複数の記録素子10が設けられた記録ヘッド12と記録媒体とを所定の搬送方向に沿って相対的に移動させながら、記録媒体へ所望の画像を記録する画像記方法であって、不良記録素子14−1、14−2の位置情報を含む不良記録素子情報を取得する不良記録素子情報取得工程と、取得された不良記録素子の位置情報に基づいて導出された不良記録素子間の間隔diに応じて、不良記録素子14−1、14−2の周辺に位置する正常な複数の記録素子16A,16B,18A,18Bを用いて不良記録素子14−1、14−2に対する補正を行う不良記録素子補正工程と、を含むことを特徴とする。
【解決手段】複数の記録素子10が設けられた記録ヘッド12と記録媒体とを所定の搬送方向に沿って相対的に移動させながら、記録媒体へ所望の画像を記録する画像記方法であって、不良記録素子14−1、14−2の位置情報を含む不良記録素子情報を取得する不良記録素子情報取得工程と、取得された不良記録素子の位置情報に基づいて導出された不良記録素子間の間隔diに応じて、不良記録素子14−1、14−2の周辺に位置する正常な複数の記録素子16A,16B,18A,18Bを用いて不良記録素子14−1、14−2に対する補正を行う不良記録素子補正工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は画像記録方法及び装置に係り、特に複数の記録素子を有する記録ヘッドにおける不良記録素子に対する画像補正技術に関する。
【背景技術】
【0002】
汎用の画像記録装置として、インクジェット方式により記録媒体上に所望の画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。二次元状に配列されたノズル(記録素子)を有するフルライン型のインクジェットヘッドを具備し、フルライン型ヘッドと用紙とを一回だけ走査させて用紙全体に画像を形成するシングルパス画像記録により、高い生産性が実現されている。
【0003】
インクジェット記録装置において、インクの吐出状態が正常ではない不良記録素子は種々の不具合を引き起こす。特に、フルライン型ヘッドを用いたシングルパス画像記録では、不良記録素子による記録位置誤差、吐出液滴誤差、不吐出などの記録特性誤差に起因して記録画像にスジ状の濃度ムラが発生し、画像品質を著しく低下させてしまう。このような不良記録素子の発生による濃度ムラを回避するための様々な技術が提案されている。
【0004】
例えば、不良記録素子に対して不吐出化(マスク)処理を施して、当該不良記録素子の周囲の正常な記録素子により記録される画素を用いて、当該不良記録素子を補正する方式が用いられている。個々の記録素子の特性に応じてそれぞれの記録素子の出力特性を調整して濃度ムラを補正する技術や、それぞれの記録素子に割り当てられる画素の画像情報データ(階調値)を変更することで濃度ムラ補正を実施する技術が挙げられる。前者の技術は、記録素子ごとに吐出駆動条件を変更して液滴量等の吐出特性自体を変更し、ドット径やドット濃度が調整される。この技術を実施するにあたりヘッドの方式や補正幅が制限されてしまう。一方、後者の技術として、特許文献1に開示された画像記録方法が挙げられる。不良記録素子により記録される画素の周囲に記録される画素の画像情報データを変更する方式は自由度が高く、高精度な補正が期待できる。
【0005】
特許文献1に記載された画像記録方法は、記録素子の記録位置誤差と吐出液滴量誤差を含む記録特性を含む情報を取得し、出力濃度の補正に用いるN個の補正ノズルを設定し、濃度ムラの空間周波数特性を表すパワースペクトルの周波数原点における微分係数がゼロとなる条件を含む補正条件に基づいて、N個の補正の記録素子の濃度補正係数を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2007−160748号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
不良記録素子により記録される画素の周辺画素の画像情報データを変更することにより不良記録素子の補正を行う従来技術では、不良記録素子の周囲に位置する正常な複数の記録素子を利用して不良記録素子に起因する濃度誤差を補償するという思想である。
【0008】
図12(a)〜(d)には、かかる不良記録素子に対する画像補正方法を模式的に図示する。図12(a)に示す記録ヘッド300は、複数の記録素子302が記録媒体搬送方向(図中上下方向)と略直交する方向(図中左右方向)に等間隔で一列に並べられた構造を有し、その中に不良記録素子(所望のドットを記録することができない記録素子)304が含まれている。図12(b)は、不良記録素子304を含むヘッド300を用いて、シングルパス方式により記録媒体310上に形成された画像312が図示されている。画像312は、不良記録素子304に対応する位置に記録媒体搬送方向に沿うスジ状の濃度ムラ314が発生している。
【0009】
図12(c)は、不良記録素子304(図12(a)参照)に対応して画像補正における記録素子の設定値を示す図である。不良記録素子304により本来記録されるべき濃度に対応する設定値をPとすると、不良記録素子304の存在によって発生するスジ状のムラを補正するために、不良記録素子304に隣接する両側の正常な記録素子306A,306Bの設定値をP×Mとしている。
【0010】
図12(d)は、二次元の記録画像の濃度を一次元化しマクロ的に見た際の濃度分布を模式的に図示し、補正前と補正後で比較した図である。同図に示すように、補正前の濃度320は不良記録素子304に対応する位置の濃度が低下しているが、補正後の濃度322は不良記録素子304に対応する位置の濃度が低下せず、全体として均一な濃度が維持されている。
【0011】
記録素子が二次元配列されているような多数の記録素子が設けられるヘッドでは、複数の記録素子に不良が発生することが容易に予想される。また、人間が観察した際の視認性に影響を及ぼす程度に、複数の不良記録素子が近接している場合がある。このように近接している複数の記録素子が異常となった場合には、上述したような孤立した不良記録素子に対する補正をそのまま適用すると、十分な補正機能が発揮されず、所望の効果を得ることができないことがあり得る。
【0012】
図13(a)〜(d)は、孤立した不良記録素子対する補正を隣接位置に存在する複数の不良記録素子の補正にそのまま適用した場合の説明図である。図13(a)に示すように、3素子分離れた位置にある2つの不良記録素子304−1,304−2が存在する場合を考える。このヘッド300を用いてシングルパス方式で画像記録を行うと、図13(b)に示すように、記録画像312には2つの不良記録素子304−1,304−2に対応する位置のそれぞれにスジ状の濃度ムラ314が発生する。
【0013】
そこで、図13(c)に示すように、不良記録素子が1つの場合(孤立した不良記録素子が存在する場合)と同様に、2つの不良記録素子304−1,304−2のそれぞれの両側に隣接する記録素子306A,306Bの設定値をP×Mにすると、図13(d)に符号332を付して図示したように、補正のために設定値を大きくした2つの記録素子306Bと記録素子308Bが近接していることに起因して、黒い線(破線で図示した盛り上がった部分334)として認識されてしまうという不具合が発生することが判明した。
【0014】
特許文献1に記載された技術では、補正範囲に2本以上の不吐があった場合には、スジムラが補正不可能なレベルと判断してヘッドクリーニングモードに移行するように構成されている。また、特許文献1には、隣接するノズルが不吐となった場合には、不吐ノズルは補正ノズルから除外する旨の記載があるものの、近接する複数のノズルが不吐となった場合の具体的な補正については記載されていない。
【0015】
本発明は上記問題点に鑑み、近接した位置に不良記録素子が複数発生した場合にも、好ましい画像記録が実現される画像記録方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像記録方法は、記録媒体へ画素を形成する複数の記録素子が設けられた記録ヘッドと記録媒体とを所定の搬送方向に沿って相対的に移動させながら、前記記録媒体へ所望の画像を記録する画像記方法であって、不良記録素子の位置情報を含む不良記録素子情報を取得する不良記録素子情報取得工程と、前記取得された不良記録素子の位置情報に基づいて導出された不良記録素子間の間隔に応じて、前記不良記録素子の周辺に位置する正常な複数の記録素子を用いて前記不良記録素子に対して補正を行う不良記録素子補正工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、近接した位置に複数の不良記録素子が発生したとしても、不良記録素子間隔(不良記録素子間の距離)に応じて、不良記録素子の周辺に位置する記録素子を用いた補正が行われるので、不良記録素子間における過補正が抑制される。したがって、効果的に不良記録補正を行うことができ、不良記録の対応範囲が広がる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の効果を示す説明図
【図2】第2補正関数を説明する図
【図3】不良記録素子階調補正関数の記憶形式を示す図
【図4】画像補正部の概略構成を示すブロック図
【図5】本発明の実施形態に係る画像記録方法の制御の流れを示すフローチャート
【図6】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図
【図7】図6に示すインクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドの構造を示す平面図
【図8】図7の拡大図
【図9】図7に示すサブヘッドのノズル配置を説明する図
【図10】図7に示すサブヘッドの立体構造を示す断面図
【図11】図6に示すインクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図
【図12】従来技術に係る孤立化した不良記録素子の補正方法を説明する図
【図13】図12に示す補正方法を複数の不良記録素子が存在する場合に適用した例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【0019】
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。
【0020】
〔不良記録素子に対する補正の説明〕
まず、本発明に係る画像記録方法における、不良記録素子の補正について説明する。
【0021】
図1(a)〜(d)は、本例に示す画像記録方法について模式的に図示したものである。
【0022】
図1(a)は、複数のノズル(記録素子)10を具備するインクジェットヘッド12を模式的に図示したものである。同図に示すインクジェットヘッド12は、N個のノズル10が記録媒体の搬送方向と略直交する方向について所定の配置ピッチで一列に並べられた構造を有している。N個のノズルには1〜Nのノズル番号が付与されている。不良ノズルがn個(nは1からNまでの整数)存在する場合に、当該n個の不良ノズルにおけるi番目の不良ノズルの位置をXi(iは1からnまでの整数)とする。つまり、Xiは1からNのノズル番号を示している。
【0023】
位置Xiの不良ノズルと位置X(i+1)の不良ノズルとの間隔diは、次式
di=X(i+1)−Xi(但し、i=0、nを除く)
により算出される。なお、両端(i=0、i=n)における不良ノズル間隔をノズル数(又は画素数)で表すと、次式
d0=X1−1
dn=N−Xn
と定義される。
【0024】
例えば、総ノズル数Nが10000、10番目、200番目、5000番目、5003番目のノズルが不良ノズルである場合は、X1=10、X2=200、X3=5000、X4=5003となり、d0=9、d1=190、d2=4800、d3=3、d4=4997となる。
【0025】
図1(a)に図示された複数のノズル10の中には、位置XiとX(i+1)に2つの不良ノズル14‐1,14‐2が存在している。位置Xiの不良ノズル14‐1と位置X(i+1)の不良ノズル14‐2との間隔diは、di=X(i+1)−Xi=4(ノズル分、又は画素分)と計算される。
【0026】
図1(b)は、2つの不良ノズル14‐1,14‐2が存在するヘッド12を用いてシングルパス方式により記録された画像20を示している。同図に示す画像20は、図1(a)に示す不良ノズル14−1及びノズル14−2により記録が行われる記録位置にスジ状の濃度ムラ22,24が発生してしまう。
【0027】
本例に示す画像記録方法は、不良ノズル14‐1(位置Xi)の両側の正常なノズル16A,16Bのうち、位置(Xi−1)に位置する正常ノズル16Bについては、不良ノズル間隔d(i−1)に基づいて不良記録素子階調補正係数Q1(図1(c)に図示)が設定される。位置Xi+1に位置する正常ノズル16Bについては、不良ノズル間隔diに基づいて不良記録素子階調補正係数Q2が設定される。
【0028】
同様に、不良ノズル14‐2(位置X(i+1))の両側の正常なノズル18A,18Bのうち、位置X(i+1)−1に位置する正常ノズル18Bは、不良ノズル間隔d(i+1)に基づいて不良記録素子階調補正係数Q2が設定される。位置X(i+1)+1に位置する正常ノズル18Aは、不良ノズル間隔d(i+1)に基づいて不良記録素子階調補正係数Q1が設定される。
【0029】
図1(d)は、本発明に係る画像記録方法の効果を示す図である。同図において符号26を付した実線は、補正前の設定値(補正前の正常ノズルに対応する記録位置(画素)における階調値)を用いて記録された画像におけるマクロ的な濃度を模式的に表しており、不良ノズル14‐1,14‐2に起因する濃度低下が見られ、濃度ムラが視認され得る。
【0030】
一方、符号28を付して図示した破線は、不良記録素子階調補正係数Q1,Q2による補正後の設定値(補正後の正常ノズルに対応する記録位置(画素)における階調値)を用いて記録された画像におけるマクロ的な濃度を模式的に表しており、図13(d)に破線で図示したような過補正による濃度上昇が抑制され、均一な濃度として視認される。
【0031】
図1(c)に図示した不良記録素子階調補正係数Q1,Q2は、ノズル位置Xiをパラメータとする不良記録素子階調補正関数F(Xi)として表される。不良記録素子階調補正関数F(Xi)は、孤立した1つのノズルの補正を行う際の補正関数(第1補正関数)F1(c)に、不良記録素子間隔情報Diに応じて決められる第2補正関数F2(Di)を乗じたものである。
【0032】
第1補正関数F1(c)は、既知の方法によって求められる、不良ノズルによって記録される画素の入力画像データにおける階調値cごとの不良ノズルが孤立した(不良ノズル間隔が十分に大きく、互いに干渉しない程度に離れている)場合に対する補正関数である。例えば、位置Xiの不良ノズル14‐1が孤立した不良ノズルであるとして、不良ノズル14‐1により記録される分の液滴量を、不良ノズル14‐1に隣接する位置Xi−1の正常ノズル16Aと、位置Xi+1の正常ノズル16Bで補うように、正常ノズル16A,16Bのそれぞれの記録位置に対する設定値に1.5を乗じた値を補正後の設定値として画像記録を行う場合の「1.5」に相当する。実際には、出力される階調値に応じて記録されるインク液滴のドット径が変わることや、打滴されたインク液滴どうしの干渉などが発生することがあり、補正される画素の入力画像データにおける階調値cによって補正係数が異なる。したがって、第1補正関数F1(c)は、不良ノズルに対応する画素の入力画像データにおける階調値cをパラメータとする関数の形態で表されている。
【0033】
図2は、不良ノズル14‐1と不良ノズル14‐2と間の距離である不良記録素子間隔情報Diをパラメータとする関数で表される第2補正関数F2(Di)を示す図である。同図に示すように、第2補正関数F2(Di)は、Di≧3の範囲において最大値を1とする曲線で表される。
【0034】
Di=2は不良記録素子間隔が+2ノズルの場合(不良ノズル間に1ノズルしか存在しない場合)であり、第2補正関数F2(2)は、図2に示すように1を超える大きな値となる。また、Di=1は不良記録素子間隔が1ノズルの場合(不良ノズルが連続する場合)であり、不良ノズルの間に補正で使用できるノズルが存在しないので、図2には図示されていない。Di=1の場合は、例えば、ドット描画間隔に対して描画ドット径が3倍以上である場合などの特殊な場合を除き、本例に示す不良記録素子の補正方法による補正対応は困難であると考えられる。
【0035】
図1(a)の不良ノズル14‐1について、図中左側の位置X=Xi−1の正常ノズル16Aの不良記録素子階調補正関数F(Xi−1)、及び右側の位置X=Xi+1の正常ノズル16Bの不良記録素子階調補正関数F(Xi+1)は、次式
F(Xi−1)=F1(c)×F2(D(i−1))
F(Xi+1)=F1(c)×F2(Di)
で表される。これらはそれぞれ、図1(c)のQ1及びQ2に対応している。
【0036】
このようにして求められる不良記録素子階調補正関数F(Xi)は、ノズルごとの一次元のルックアップテーブル形式(例えば、16ビットデータ)で表現される。図3は、不良記録素子階調補正関数F(nozzle,Xi)を表す一次元のルックアップテーブルを図示したものである。
【0037】
図4は、上述した画像記録方法を実行するためのハードウエアの概略構成を示すブロック図である。取得された入力画像データは、図示しない色変処理部において出力可能な色ごとの多階調画像データに変換される。例えば、インクジェット方式の画像記録は、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の各色インクが用いられる。なお、Redインク、Greenインク、Blueインクや、同色の淡濃インク(ライトシアン、ライトマゼンタ、グレー)などの色インクが用いられる場合もある。上述したCMYKの4色のインクが用いられる場合は、C,M,Y,K各色の色版に対して、シリアル処理、あるいは並列処理がなされることになる。
【0038】
以下の説明では、インクジェット方式において出力することができる多色のインクのうち、1色の処理について説明し他の色の処理については同様の処理が施されるものちしてその説明を省略することとする。
【0039】
入力画像データ40(M値の多階調画像データ)は、階調補正部42おいてガンマ変換処理がなされ、所望の階調に変換される。一方、不良記録素子情報取得部50では、不良ノズルの位置に関する情報(不良記録素子位置情報)、及び不良ノズル間隔の情報(不良記録素子間隔情報)を含んだ不良記録素子情報が取得される。
【0040】
すなわち、ノズル位置Xiのノズルが不良である場合は、当該不良記録素子位置情報Xiを取得する。他に不良記録素子位置情報が取得されると、不良記録素子間隔情報Diが算出される。図1(a)に示す例では、不良記録素子間隔情報Diは3画素分(3ノズル分、ノズル番号の差分)となる。
【0041】
補正係数算出部52では、不良記録素子位置情報Xiと不良記録素子間隔情報Diに基づいて第2補正関数F2(Di)が算出される。さらに、不良記録素子階調補正係数算出部54では、第1の補正関数F1(c)及び第2補正関数F2(Di)から、位置Xiの不良ノズルにより記録される画素の周囲の画素を記録する正常ノズル(位置Xi−1のノズル、位置Xi+1のノズル)における不良記録素子階調補正関数F(Xi−1)及びF(Xi+1)が求められる。
【0042】
不良記録素子補正部44では、各不良ノズルの位置に応じた不良記録素子階調補正関数F(Xi)により階調補正された入力画像に対して不良ノズルの補正処理が施される。すなわち、不良記録素子位置情報から画像データ上の当該不良ノズルに対応する記録位置が把握され、当該不良ノズルの近傍ノズルに対応する記録位置のデータについて不良記録素子階調補正関数F(Xi)による補正処理が施される。
【0043】
不良記録素子補正部44において補正処理された画像データは、N値化処理部46によって、誤差拡散法や閾値マトリクス法などを用いたハーフトーニング処理が施され、M値のデータがN値のデータ(N値のドット画像データ、但し、M>N≧2)に変換される。N値化された画像データは駆動信号生成部48に送られ、インクジェットヘッド12(図1(a)参照)を駆動するための駆動信号が生成される。
【0044】
駆動信号生成部48により生成された駆動信号によってインクジェットヘッドを駆動すると、N階調の画像記録がなされる。N=2の場合は「ドットあり」又は「ドットなし」による階調表現となり、N=3の場合は「ドットなし」、「小ドット」、「中ドット」による階調表現となる。
【0045】
図5は、本例に示す画像記録方法の流れを示すフローチャートである。本例に示す画像記録方法は、不良記録素子階調補正関数の導出工程(ステップS10〜ステップS14)と、N階調画像の出力工程(ステップS100〜ステップS112)に大別される。
【0046】
不良記録素子階調補正関数の導出工程は、不良記録素子位置情報Xiが取得されるとともに、不良記録素子間隔情報Diが導出される不良記録素子情報取得工程(ステップS10)と、第1補正関数F1(c)及び第2補正関数F2(Di)が導出される補正関数導出工程(ステップS12)と、不良記録素子階調補正関数F(Xi)が導出される不良記録素子階調補正関数導出工程(ステップS14)が含まれる。不良記録素子階調補正関数は、画像出力工程のムラ補正済み画像データ作成工程(ステップS104)へ提供される。
【0047】
一方、画像出力工程は、例えば、256階調で表現されたRGBあるいはCMYKに色変換された画像データが入力される画像データ入力工程と(ステップS100)、入力された画像データに対してガンマ変換処理が施され、さらに、不良記録素子階調補正関数による不良ノズルの記録位置に対する補正処理が施されるムラ補正済み画像データ作成工程(ステップS104)と、ムラ補正済み画像データが256以下のN値データに変換されるN値化処理工程(ステップS108)と、N値化処理によって変換されたN値化画像データが記録用のデータ(駆動信号を生成するためのデータ)へ変換される記録データ変換工程(ステップS112)と、が含まれる。
【0048】
不良記録素子情報を取得する態様としては、不良記録素子階調補正関数による補正を行わずに画像記録を行い、CCDイメージセンサなどの撮像装置を用いて当該記録画像を読み取り、その読取結果から不良ノズル有無や不良ノズルの位置を取得する態様が可能である。かかる工程は、画像記録を行う前の準備工程内で実行されてもよいし、画像記録中(例えば、一枚ごと)に実施されてもよい。なお、画像記録中に実行される場合は、用紙の余白等が利用される。
【0049】
不良ノズル有無や不良ノズルの位置を含むデータなどがヘッドの出荷検査時の記録として記録媒体等を介して入力されるように構成してもよい。
【0050】
撮像装置によって読み取られる画像は、テストチャートやノズルチェックパターンと呼ばれる専用の画像を用いるとよい。また、画像記録、画像読取、不良ノズル情報の抽出といった一連の処理を一体的に同一装置内で行ってもよいし、個別の装置を用いて行ってもよい。さらに、ノズルから打滴された飛翔中の液滴を撮像して各ノズルの状態を把握することなど、複数の既知の方法いずれかを用いて不良ノズルを検出することが可能である。
【0051】
本発明における「不良ノズル(不良記録素子)」とは、吐出を行うことができない不吐出だけでなく、記録位置がずれてしまう吐出位置不良や、本来の吐出量よりも吐出量が過大又は過少となる吐出量不良、本来1つのドットとして認識されるべきものが2つ異常のドットとして認識されるものや、1つのドットとならずに微小ドットに分散してしまうサテライトドットの発生など、所定の誤差範囲内の記録位置に所定の誤差範囲内の大きさのドットを記録する正常ノズル以外の状態が含まれる。
【0052】
本例に示す画像記録方法は、人間の目によって視認される程度に近接した複数の不良ノズルに対して適用される。すなわち、不良記録素子間隔情報Diは、記録解像度が1200dpiのときに16画素程度から影響を及ぼすことがあり得る。インクジェット方式では、描画条件(ドット径、ドット干渉)によって左右されることがあるものの、不良記録素子間隔が6画素以下になると視認され得る濃度ムラが顕著に出現する。
【0053】
上記の如く構成された画像記録方法によれば、近接した位置に複数の不良ノズルが発生した場合には、不良記録素子間隔に基づく不良記録素子階調補正係数を用いて、当該複数の不良ノズルの近接度に応じた補正処理が施されるので、不良ノズルの間の補正が過補正となるために発生する濃度ムラが抑制され、好ましい画像記録が実行される。
【0054】
本例では、ハーフトーン処理前の画像データに対して補正処理が施される態様を例示したが、ハーフトーン処理後の吐出データ(駆動信号)に対して、同様の補正係数を用いて補正を施すことも可能である。例えば、図1(a)のノズル16A(18A)に対する駆動電圧よりもノズル16B(18B)に対する駆動電圧を下げるように重み付けすることが考えられる。かかる手法によって、ノズル16A(18A)により記録されるドットサイズよりもノズル16B(18B)により記録されるドットサイズは小さくなる。
【0055】
ハーフトーン前の補正及びハーフトーン後の補正のいずれの手法においても、図1(a)のノズル16A(18A)により記録されるドットの濃度又はサイズを、ノズル16B(18B)により記録されるドットの濃度又はサイズを小さくすることができる。
【0056】
次に上述した画像記録方法が適用される装置構成例として、複数のノズルを有するインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置について説明する。
【0057】
〔インクジェット記録装置の全体構成の説明〕
本発明に係る画像記録方法が適用される装置構成の一例として、記録素子たるノズルからインクを吐出させて記録媒体上に所望の画像を形成するインクジェット記録装置について説明する。なお、本発明の適用範囲はインクジェット記録装置に限定されるものではなく、電子写真方式などの記録方式により記録媒体上にドットを記録する画像記録装置に広く適用可能である。
【0058】
図6は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示した構成図である。同図に示すインクジェット記録装置100は、色材を含有するインクと該インクを凝集させる機能を有する凝集処理液を用いて、所定の画像データに基づいて記録媒体114の記録面に画像を形成する二液凝集方式の記録装置である。
【0059】
インクジェット記録装置100は、主として、給紙部120、処理液塗布部130、描画部140、乾燥処理部150、定着処理部160、及び排出部170を備えて構成される。処理液塗布部130、描画部140、乾燥処理部150、定着処理部160の前段に搬送される記録媒体114の受け渡しを行う手段として渡し胴132,142,152,162が設けられるとともに、処理液塗布部130、描画部140、乾燥処理部150、定着処理部160のそれぞれに記録媒体114を保持しながら搬送する手段として、ドラム形状を有する圧胴134,144,154,164が設けられている。
【0060】
渡し胴132,142,152,162及び圧胴134,144,154,164は、外周面の所定位置に記録媒体114の先端部(又は後端部)を挟んで保持するグリッパー180A,180Bが設けられている。グリッパー180Aとグリッパー180Bにおける記録媒体114の先端部を挟んで保持する構造、及び他の圧胴又は渡し胴に備えられるグリッパーとの間で記録媒体114の受け渡しを行う構造を同一であり、かつ、グリッパー180Aとグリッパー180Bは、圧胴134の外周面の圧胴134の回転方向について180°移動させた対称位置に配置されている。
【0061】
グリッパー180A,180Bにより記録媒体114の先端部を狭持した状態で渡し胴132,142,152,162及び圧胴134,144,154,164を所定の方向に回転させると、渡し胴132,142,152,162及び圧胴134,144,154,164の外周面に沿って記録媒体114が回転搬送される。
【0062】
なお、図6中、圧胴134に備えられるグリッパー180A,180Bのみ符号を付し、他の圧胴及び渡し胴のグリッパーの符号は省略する。
【0063】
給紙部120に収容されている記録媒体(枚葉紙)114が処理液塗布部130に給紙されると、圧胴134の外周面に保持された記録媒体114の記録面に、凝集処理液(以下、単に「処理液」と記載することがある。)が付与される。なお、「記録媒体114の記録面」とは、圧胴134,144,154,164の保持された状態における外側面であり、圧胴134,144,154,164に保持される面と反対面である。
【0064】
その後、凝集処理液が付与された記録媒体114は描画部140に送出され、描画部140において記録面の凝集処理液が付与された領域に色インクが付与され、所望の画像が形成される。
【0065】
さらに、該色インクによる画像が形成された記録媒体114は乾燥処理部150に送られ、乾燥処理部150において乾燥処理が施されるとともに、乾燥処理後に定着処理部160に送られ、定着処理が施される。乾燥処理及び定着処理が施されることで、記録媒体114上に形成された画像が堅牢化される。このようにして、記録媒体114の記録面に所望の画像が形成され、該画像が記録媒体114の記録面に定着した後に、排出部170から装置外部に搬送される。
【0066】
以下、インクジェット記録装置100の各部(給紙部120、処理液塗布部130、描画部140、乾燥処理部150、定着処理部160、排出部170)について詳細に説明する。
【0067】
(給紙部)
給紙部120は、給紙トレイ122と不図示の送り出し機構が設けられ、記録媒体114は給紙トレイ122から一枚ずつ送り出されるように構成されている。給紙トレイ122から送り出された記録媒体114は、渡し胴(給紙胴)132のグリッパー(不図示)の位置に先端部が位置するように不図示のガイド部材によって位置決めされて一旦停止する。
【0068】
(処理液塗布部)
処理液塗布部130は、給紙胴132から受け渡された記録媒体114を外周面に保持して記録媒体114を所定の搬送方向へ搬送する圧胴(処理液ドラム)134と、処理液ドラム134の外周面に保持された記録媒体114の記録面に処理液を付与する処理液塗布装置136と、含んで構成されている。処理液ドラム134を図6における反時計回りに回転させると、記録媒体114は処理液ドラム134の外周面に沿って反時計回り方向に回転搬送される。
【0069】
図6に示す処理液塗布装置136は、処理液ドラム134の外周面(記録媒体保持面)と対向する位置に設けられている。処理液塗布装置136の構成例として、処理液が貯留される処理液容器と、処理液容器の処理液に一部が浸漬され、処理液容器内の処理液を汲み上げる汲み上げローラと、汲み上げローラにより汲み上げられた処理液を記録媒体114上に移動させる塗布ローラ(ゴムローラ)と、を含んで構成される態様が挙げられる。
【0070】
なお、該塗布ローラを上下方向(処理液ドラム134の外周面の法線方向)に移動させる塗布ローラ移動機構を備え、該塗布ローラとグリッパー180A,180Bとの衝突を回避可能に構成する態様が好ましい。
【0071】
処理液塗布部130により記録媒体114に付与される処理液は、描画部140で付与されるインク中の色材(顔料)を凝集させる色材凝集剤を含有し、記録媒体114上で処理液とインクとが接触すると、インク中の色材と溶媒との分離が促進される。
【0072】
処理液塗布装置136は、記録媒体114に塗布される処理液量を計量しながら塗布することが好ましく、記録媒体114上の処理液の膜厚は、描画部140から打滴されるインク液滴の直径より十分に小さくすることが好ましい。
【0073】
(描画部)
描画部140は、記録媒体114を保持して搬送する圧胴(描画ドラム)144と、記録媒体114を描画ドラム144に密着させるための用紙抑えローラ146と、記録媒体114にインクを付与するインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yを備えている。なお、描画ドラム144の基本構造は、先に説明した処理液ドラム134と共通しているので、ここでの説明は省略する。また、インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yは、図1(a)のインクジェットヘッド12に相当する。
【0074】
用紙抑えローラ146は、描画ドラム144の外周面に記録媒体114を密着させるためのガイド部材であり、描画ドラム144の外周面に対向し、渡し胴142と描画ドラム144との記録媒体114の受渡位置よりも記録媒体114の搬送方向下流側であり、且つ、インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yよりも記録媒体114の搬送方向上流側に配置される。
【0075】
渡し胴142から描画ドラム144に受け渡された記録媒体114は、グリッパー(符号省略)によって先端が保持された状態で回転搬送される際に、用紙抑えローラ146によって押圧され、描画ドラム144の外周面に密着する。このようにして、記録媒体114を描画ドラム144の外周面に密着させた後に、描画ドラム144の外周面から浮き上がりのない状態で、インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yの直下の印字領域に送られる。
【0076】
インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yはそれぞれ、マゼンダ(M)、黒(K)、シアン(C)、イエロー(Y)の4色のインクに対応しており、描画ドラム144の回転方向(図6における反時計回り方向)に上流側から順に配置されるとともに、インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yのインク吐出面(ノズル面、図10に符号114Aを付して図示する。)が描画ドラム144に保持された記録媒体114の記録面と対向するように配置される。なお、「インク吐出面(ノズル面)」とは、記録媒体114の記録面と対向するインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yの面であり、後述するインクが吐出されるノズル(図9に符号208を付して図示する。)が形成される面である。該ノズルは、図1(a)のノズル10に相当する。
【0077】
また、図6に示すインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yは、描画ドラム144の外周面に保持された記録媒体114の記録面とインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yのノズル面が略平行となるように、水平面に対して傾けられて配置されている。
【0078】
インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yは、記録媒体114における画像形成領域の最大幅(記録媒体114の搬送方向と直交する方向の長さ)に対応する長さを有するフルライン型のヘッドであり、記録媒体114の搬送方向と直交する方向に延在するように固定設置される。
【0079】
インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yのノズル面には、記録媒体114の画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルがマトリクス配置されて形成されている。
【0080】
記録媒体114がインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yの直下の印字領域に搬送されると、インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yから記録媒体114の凝集処理液が付与された領域に画像データに基づいて各色のインクが吐出(打滴)される。
【0081】
インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yから、対応する色インクの液滴が、描画ドラム144の外周面に保持された記録媒体114の記録面に向かって吐出されると、記録媒体114上で処理液とインクが接触し、インク中に分散する色材(顔料系色材)又は不溶化する色材(染料系色材)の凝集反応が発現し、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体114上に形成された画像における色材の移動(ドットの位置ズレ、ドットの色ムラ)が防止される。
【0082】
また、描画部140の描画ドラム144は、処理液塗布部130の処理液ドラム134に対して構造上分離しているので、インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yに処理液が付着することがなく、インクの吐出異常の要因を低減することができる。
【0083】
なお、本例では、CMYKの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わ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り、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
【0084】
(乾燥処理部)
乾燥処理部150は、画像形成後の記録媒体114を保持して搬送する圧胴(乾燥ドラム)154と、該記録媒体114上の水分(液体成分)を蒸発させる乾燥処理を施す溶媒乾燥装置156を備えている。なお、乾燥ドラム154の基本構造は、先に説明した処理液ドラム134及び描画ドラム144と共通しているので、ここでの説明は省略する。
【0085】
溶媒乾燥装置156は、乾燥ドラム154の外周面に対向する位置に配置され、記録媒体114に存在する水分を蒸発させる処理部である。描画部140により記録媒体114にインクが付与されると、処理液とインクとの凝集反応により分離したインクの液体成分(溶媒成分)及び処理液の液体成分(溶媒成分)が記録媒体114上に残留してしまうので、かかる液体成分を除去する必要がある。
【0086】
溶媒乾燥装置156は、ヒータによる加熱、ファンによる送風、又はこれらを併用して記録媒体114上に存在する液体成分を蒸発させる乾燥処理を施し、記録媒体114上の液体成分を除去するための処理部である。記録媒体114に付与される加熱量及び送風量は、記録媒体114上に残留する水分量、記録媒体114の種類、及び記録媒体114の搬送速度(干渉処理時間)等のパラメータに応じて適宜設定される。
【0087】
溶媒乾燥装置156による乾燥処理が行われる際に、乾燥処理部150の乾燥ドラム154は、描画部140の描画ドラム144に対して構造上分離しているので、インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yにおいて、熱又は送風によるヘッドメニスカス部の乾燥によるインクの吐出異常の要因を低減することができる。
【0088】
記録媒体114のコックリングの矯正効果を発揮させるために、乾燥ドラム154の曲率を0.002(1/mm)以上とするとよい。また、乾燥処理後の記録媒体の湾曲(カール)を防止するために、乾燥ドラム154の曲率を0.0033(1/mm)以下とするとよい。
【0089】
また、乾燥ドラム154の表面温度を調整する手段(例えば、内蔵ヒータ)を備え、該表面温度を50℃以上に調整するとよい。記録媒体114の裏面から加熱処理を施すことによって乾燥が促進され、次段の定着処理時における画像破壊が防止される。かかる態様において、乾燥ドラム154の外周面に記録媒体114を密着させる手段を具備するとさらに効果的である。記録媒体114を密着させる手段の一例として、真空吸着、静電吸着などが挙げられる。
【0090】
なお、乾燥ドラム154の表面温度の上限については、特に限定されるものではないが、乾燥ドラム154の表面に付着したインクをクリーニングするなどのメンテナンス作業の安全性(高温による火傷防止)の観点から75℃以下(より好ましくは60℃以下)に設定されることが好ましい。
【0091】
このように構成された乾燥ドラム154の外周面に、記録媒体114の記録面が外側を向くように(すなわち、記録媒体114の記録面が凸側となるように湾曲させた状態で)保持し、回転搬送しながら乾燥処理を施すことで、記録媒体114のシワや浮きに起因する乾燥ムラが確実に防止される。
【0092】
(定着処理部)
定着処理部160は、記録媒体114を保持して搬送する圧胴(定着ドラム)164と、画像形成がされ、さらに、液体が除去された記録媒体114に加熱処理を施すヒータ166と、該記録媒体114を記録面側から押圧する定着ローラ168と、を備えて構成される。なお、定着ドラム164の基本構造は処理液ドラム134、描画ドラム144、及び乾燥ドラム154と共通しているので、ここでの説明は省略する。ヒータ166及び定着ローラ168は、定着ドラム164の外周面に対向する位置に配置され、定着ドラム164の回転方向(図6において反時計回り方向)の上流側から順に配置される。
【0093】
定着処理部160では、記録媒体114の記録面に対してヒータ166による予備加熱処理が施されるとともに、定着ローラ168による定着処理が施される。ヒータ166の加熱温度は記録媒体の種類、インクの種類(インクに含有するポリマー微粒子の種類)などに応じて適宜設定される。例えば、インクに含有するポリマー微粒子のガラス転移点温度や最低造膜温度とする態様が考えられる。
【0094】
定着ローラ168は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性ポリマー微粒子を溶着し、インクを被膜化させるためのローラ部材であり、記録媒体114を加熱加圧するように構成される。具体的には、定着ローラ168は、定着ドラム164に対して圧接するように配置されており、定着ドラム164との間でニップローラを構成するようになっている。これにより、記録媒体114は、定着ローラ168と定着ドラム164との間に挟まれ、所定のニップ圧でニップされ、定着処理が行われる。
【0095】
定着ローラ168の構成例として、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラによって構成する態様が挙げられる。かかる加熱ローラで記録媒体114を加熱することによって、インクに含まれるポリマー微粒子のガラス転移点温度以上の熱エネルギーが付与されると、該ポリマー微粒子が溶融して画像の表面に透明の被膜が形成される。
【0096】
この状態で記録媒体114の記録面に加圧を施すと、記録媒体114の凹凸に溶融したポリマー微粒子が押し込み定着されるとともに、画像表面の凹凸がレベリングされ、好ましい光沢性を得ることができる。なお、画像層の厚みやポリマー微粒子のガラス転移点温度特性に応じて、定着ローラ168を複数段設けた構成も好ましい。
【0097】
また、定着ローラ168の表面硬度は71°以下であることが好ましい。定着ローラ168の表面をより軟質化することで、コックリングにより生じた記録媒体114の凹凸に対して追随効果を期待でき、記録媒体114の凹凸に起因する定着ムラがより効果的に防止される。
【0098】
図6に示すインクジェット記録装置100は、定着処理部160の処理領域の後段(記録媒体搬送方向の下流側)には、インラインセンサ182が設けられている。インラインセンサ182は、記録媒体114に形成された画像(又は記録媒体114の余白領域に形成されたチェックパターン)を読み取るためのセンサであり、CCDラインセンサが好適に用いられる。
【0099】
本例に示すインクジェット記録装置100は、インラインセンサ182の読取結果に基づいてインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yの吐出異常の有無が判断される。
【0100】
すなわち、インラインセンサ182の読取情報に基づいて吐出異常が発生している不良ノズルの有無が把握され、さらに、不良ノズルの位置(図1(a)のノズル位置Xiが特定される。つまり、インラインセンサ182の読取結果に基づいて不良記録素子位置情報Xiが取得され、不良記録素子位置情報Xiは所定の信号処理部に送られて不良記録素子間隔情報Diが得られる。このようにして、インクジェット記録装置100は、インライン検査によって不良記録素子位置情報Xi及び不良記録素子間隔情報Diを取得することができる。
【0101】
また、インラインセンサ182は、水分量、表面温度、光沢度などを計測するための計測手段を含む態様も可能である。かかる態様において、水分量、表面温度、光沢度の読取結果に基づいて、乾燥処理部150の処理温度や定着処理部160の加熱温度及び加圧圧力などのパラメータを適宜調整し、装置内部の温度変化や各部の温度変化に対応して、上記制御パラメータが適宜調整される。
【0102】
(排出部)
図6に示すように、定着処理部160に続いて排出部170が設けられている。排出部170は、張架ローラ172A,172Bに巻きかけられた無端状の搬送ベルト174と、画像形成後の記録媒体114が収容される排出トレイ176と、を備えて構成されている。
【0103】
定着処理部160から送り出された定着処理後の記録媒体114は、搬送ベルト174によって搬送され、排出トレイ176に排出される。
【0104】
〔インクジェットヘッドの構造の説明〕
図7は、図6に示すインクジェット記録装置100に搭載されるインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yの概略構成図であり、同図はインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yから記録媒体の記録面を見た図(ヘッドの平面透視図)となっている。なお、図6に図示したインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yは同一構造を有しているので、以下の説明ではインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yを区別する必要がない場合は、これらを総称して「インクジェットヘッド200」、又は単に「ヘッド200」と記載する。
【0105】
同図に示すヘッド200は、n個のサブヘッド202‐k(kは1からnの整数)を一列につなぎ合わせてマルチヘッドを構成している。また、各サブヘッド202‐kは、ヘッド200の短手方向の両側からヘッドカバー204,206によって支持されている。なお、サブヘッド202を千鳥状に配置してマルチヘッドを構成することも可能である。
【0106】
複数のサブヘッドにより構成されるマルチヘッドの適用例として、記録媒体の全幅に対応したフルライン型ヘッドが挙げられる。フルライン型ヘッドは、記録媒体の移動方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に沿って、記録媒体の主走査方向における長さ(幅)に対応して、複数のノズル(図9に符号208を付して図示する。)が並べられた構造を有している。かかる構造を有するヘッド200と記録媒体とを相対的に一回だけ走査させて画像記録を行う、いわゆるシングルパス画像記録方式により、記録媒体の全面にわたって画像を形成し得る。
【0107】
図8は、ヘッド200の一部拡大図である。同図に示すように、サブヘッド202は、略平行四辺形の平面形状を有し、隣接するサブヘッド間にオーバーラップ部が設けられている。オーバーラップ部とは、サブヘッドのつなぎ部分であり、サブヘッド202‐kの並び方向(図8における左右方向、図9に図示する主走査方向)に隣接するドットが異なるサブヘッドに属するノズルによって形成される。
【0108】
図9は、サブヘッド202‐kのノズル配列を示す平面図である。同図に示すように、各サブヘッド202‐kは、ノズル208が二次元状に並べられた構造を有し、かかるサブヘッド202‐kを備えたヘッドは、いわゆるマトリクスヘッドと呼ばれるものである。
【0109】
図9に示すマトリクス配列されたノズル208を主走査方向に沿って並ぶように投影した投影ノズル列を考えると、図1(a)に図示したヘッド12と同様にノズル位置をXiとして表すことができる.
図9に示したサブヘッド202‐kは、副走査方向に対して角度αをなす列方向、及び主走査方向に対して角度βをなす行方向に沿って多数のノズル208が並べられた構造を有し、主走査方向の実質的なノズル配置密度が高密度化されている。図9では、行方向に沿って並べられたノズル群(ノズル行)は符号210を付し、列方向に沿って並べられたノズル群(ノズル列)は符号212を付して図示されている。
【0110】
図10は、記録素子単位となる1チャンネル分の液滴吐出素子(1つのノズル208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である。同図に示すように、本例のヘッド200は、ノズル208が形成されたノズルプレート214と、圧力室216や共通流路218等の流路が形成された流路板220等を積層接合した構造から成る。ノズルプレート214は、ヘッド200のノズル面214Aを構成し、各圧力室216にそれぞれ連通する複数のノズル208が2次元的に形成されている。
【0111】
流路板220は、圧力室216の側壁部を構成するとともに、共通流路218から圧力室216にインクを導く個別供給路の絞り部(最狭窄部)としての供給口222を形成する流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図10では簡略的に図示しているが、流路板220は一枚又は複数の基板を積層した構造である。
【0112】
ノズルプレート214及び流路板220は、シリコンを材料として半導体製造プロセスによって所要の形状に加工することが可能である。
【0113】
共通流路218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218を介して各圧力室216に供給される。
【0114】
圧力室216の一部の面(図10おいて天面)を構成する振動板224には、個別電極226及び下部電極228を備え、個別電極226と下部電極228との間に圧電体230がはさまれた構造を有するピエゾアクチュエータ232が接合されている。振動板224を金属薄膜や金属酸化膜により構成すると、ピエゾアクチュエータ232の下部電極228に相当する共通電極として機能する。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様では、振動板部材の表面に金属などの導電材料による下部電極層が形成される。
【0115】
個別電極226に駆動電圧を印加することによってピエゾアクチュエータ232が変形して圧力室216の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル208からインクが吐出される。インク吐出後、ピエゾアクチュエータ232が元の状態に戻る際、共通流路218から供給口222を通って新しいインクが圧力室216に再充填される。
【0116】
かかる構造を有するインク室ユニットを図9に示す如く、主走査方向と角度βをなす行方向及び副走査方向に対して角度αをなす列方向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。かかるマトリクス配列において、副走査方向の隣接ノズル間隔をLsとするとき、主走査方向については実質的に各ノズル208が一定のピッチP=Ls/tanθ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。
【0117】
〔制御系の説明〕
図11は、インクジェット記録装置100のシステム構成を示すブロック図である。図11に示すように、インクジェット記録装置100は、通信インターフェース270、システムコントローラ272、画像メモリ274、ROM275、モータドライバ276、ヒータドライバ278、プリント制御部280、画像バッファメモリ282、ヘッドドライバ284等を備えている。
【0118】
通信インターフェース270は、ホストコンピュータ286から送られてくる画像データを受信するインターフェース部(画像入力手段)である。通信インターフェース270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。
【0119】
ホストコンピュータ286から送出された画像データは通信インターフェース270を介してインクジェット記録装置100に取り込まれ、一旦画像メモリ274に記憶される。画像メモリ274は、通信インターフェース270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272を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ274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。
【0120】
システムコントローラ272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100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272は、通信インターフェース270、画像メモリ274、モータドライバ276、ヒータドライバ278等の各部を制御し、ホストコンピュータ286との間の通信制御、画像メモリ274及びROM275の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ288やヒータ289を制御する制御信号を生成する。
【0121】
また、システムコントローラ272は、インライン検出部244から読み込んだテストチャートや、後述するノズルチェック用パターンの読取データから把握される不良記録素子位置情報に基づき不良記録素子間隔情報を生成するとともに、第1補正係数、第2補正係数を導出し、さらに不良記録素子階調補正係数を導出する演算処理を行う演算部272Aを含んで構成される。なお、演算部272A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。
【0122】
演算部272Aにおいて求められた不良記録素子階調補正係数のデータは、濃度補正係数記憶部290に記憶される。
【0123】
ROM275には、システムコントローラ272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(テストチャートを打滴するためのデータ、異常ノズルの情報などを含む)が格納されている。ROM275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ROM275の記憶領域を活用することで、ROM275を濃度補正係数記憶部290として兼用する構成も可能である。なお、オフライン検査によって求められた不良記録素子階調補正係数のデータをROM275に記憶しておくことも可能である。
【0124】
画像メモリ274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。
【0125】
モータドライバ276は、システムコントローラ272からの指示に従って搬送系のモータ288を駆動するドライバ(駆動回路)である。ヒータドライバ278は、システムコントローラ272からの指示に従って乾燥処理部150(図6参照)等のヒータ289を駆動するドライバである。
【0126】
プリント制御部280は、システムコントローラ272の制御に従い、画像メモリ274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284に供給してヘッド200の吐出駆動を制御する駆動制御手段として機能する。
【0127】
すなわち、プリント制御部280は、濃度データ生成部280Aと、補正処理部280Bと、インク吐出データ生成部280Cと、駆動波形生成部280Dとを含んで構成される。これら各機能ブロック(280A〜280D)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。なお、濃度データ生成部280A及び補正処理部280Bは、図4の階調補正部42、不良記録素子補正部44に対応している。
【0128】
濃度データ生成部280A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。
【0129】
補正処理部280Bは、濃度補正係数記憶部290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、ムラ補正処理を行う。
【0130】
インク吐出データ生成部280Cは、補正処理部280Bで生成された補正後の画像データ(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、N値(2値又は多値)化処理を行う。ハーフトーン処理の手段としては、誤差拡散法、ディザ法、閾値マトリクス法、濃度パターン法など、各種公知の手段を適用できる。ハーフトーン処理は、一般に、M値(M≧3)の階調画像データをN値(N<M)の階調画像データに変換する。最も単純な例では、2値(ドットのオン/オフ)のドット画像データに変換するが、ハーフトーン処理において、ドットサイズの種類(例えば、大ドット、中ドット、小ドットなどの3種類)に対応した多値の量子化を行うことも可能である。インク吐出データ生成部280Cは図4のN値化処理部46に対応している。
【0131】
インク吐出データ生成部280Cで生成されたインク吐出データはヘッドドライバ284に与えられ、ヘッド200のインク吐出動作が制御される。
【0132】
駆動波形生成部280Dは、ヘッド200の各ノズル208に対応したアクチュエータ(図10に符号232を付して図示する。)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280Dで生成された信号(駆動波形)は、ヘッドドライバ284に供給される。なお、駆動波形生成部280D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。
【0133】
駆動波形生成部280Dは、記録用波形の駆動信号と、異常ノズル検知用波形の駆動信号とを選択的に生成する。各種波形データは予めROM275に格納され、必要に応じて使用する波形データが選択的に出力される。駆動波形生成部280Dは図4の駆動信号生成部48に対応している。
【0134】
プリント制御部280には画像バッファメモリ282が備えられており、プリント制御部280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282に一時的に格納される。なお、図11において画像バッファメモリ282はプリント制御部280に付随する態様で示されているが、画像メモリ274と兼用することも可能である。また、プリント制御部280とシステムコントローラ272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。
【0135】
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270を介して外部から入力され、画像メモリ274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274に記憶される。
【0136】
インクジェット記録装置100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274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272を介してプリント制御部280に送られ、該プリント制御部280の濃度データ生成部280A、補正処理部280B、インク吐出データ生成部280Cを経てインク色ごとのドットデータに変換される。
【0137】
すなわち、プリント制御部280は、入力されたRGB画像データをM,K,C,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280で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ282に蓄えられる。この色別ドットデータは、ヘッド200のノズルからインクを吐出するためのMKCY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。
【0138】
ヘッドドライバ284は、プリント制御部280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200の各ノズル208に対応するアクチュエータ232を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ284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。
【0139】
こうして、ヘッドドライバ284から出力された駆動信号がヘッド200に加えられることによって、該当するノズル208からインクが吐出される。記録媒体114の搬送速度に同期してヘッド200からのインク吐出を制御することにより、記録媒体114上に画像が形成される。
【0140】
上記のように、プリント制御部280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284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。
【0141】
インライン検出部244は、図6に示すインラインセンサ182を含むブロックであり、記録媒体114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280及びシステムコントローラ272に提供する。
【0142】
プリント制御部280は、必要に応じてインライン検出部244から得られる情報に基づいてヘッド200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。
【0143】
図中のメンテナンス機構294は、インク受け、吸引キャップ、吸引ポンプ、ワイパーブレードなど、ヘッドメンテナンスに必要な部材を含んだものである。
【0144】
また、ユーザインターフェースとしての操作部296は、オペレータ(ユーザ)が各種入力を行うための入力装置297と表示部(ディスプレイ)298を含んで構成される。入力装置297には、キーボード、マウス、タッチパネル、ボタンなど各種形態を採用し得る。オペレータは、入力装置297を操作することにより、印刷条件の入力、画質モードの選択、付属情報の入力・編集、情報の検索などを行うことができ、入力内容や検索結果など等の各種情報は表示部298の表示を通じて確認することができる。この表示部298はエラメッセージなどの警告を表示する手段としても機能する。
【0145】
本実施形態のインクジェット記録装置100は、複数の画質モードを有しており、ユーザの選択操作により、または、プログラムによる自動選択により、画質モードが設定される。この設定された画質モードで要求される出力画質レベルに応じて、異常ノズルを判断する基準が変更される。要求品質が高いほど、判定基準は厳しい方向に設定される。
【0146】
各画質モードの印刷条件並びに異常ノズル判定基準に関する情報はROM275に格納されている。
【0147】
図11で説明した演算部272A、濃度データ生成部280A、補正処理部280Bが担う処理機能の全て又は一部をホストコンピュータ286側に搭載する態様も可能である。
【0148】
なお、上述した装置構成はあくまでも一例であり、先に説明した画像記録方法の作用効果を得ることができる範囲で、各構成要素の削除、追加、変更を適宜行うことができる。
【0149】
〔他の装置への応用例〕
上記の実施形態では、グラフィック印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、カラーフィルタ製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを得るインクジェットシステムにも広く適用できる。
【0150】
〔付記〕
上記に詳述した実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
【0151】
(発明1):記録媒体へ画素を形成する複数の記録素子が設けられた記録ヘッドと記録媒体とを所定の搬送方向に沿って相対的に移動させながら、前記記録媒体へ所望の画像を記録する画像記方法であって、不良記録素子の位置情報を含む不良記録素子情報を取得する不良記録素子情報取得工程と、前記取得された不良記録素子の位置情報に基づいて導出された不良記録素子間の間隔に応じて、前記不良記録素子の周辺に位置する正常な複数の記録素子を用いて前記不良記録素子に対して補正を行う不良記録素子補正工程と、を含むことを特徴とする画像記録方法。
【0152】
本発明によれば、近接した位置に複数の不良記録素子が発生したとしても、不良記録素子間隔(不良記録素子間の距離)に応じて、不良記録素子の周辺に位置する記録素子を用いた補正が行われるので、不良記録素子間における過補正が抑制される。したがって、効果的に不良記録補正を行うことができ、不良記録の対応範囲が広がる。
【0153】
記録素子は、液滴が吐出されるノズルや、光を照射する発光素子(LDE、レーザ等)を含む概念であり、記録ヘッドは、ノズルから液滴を吐出させるインクジェットヘッドや、発光素子から光が照射される電子写真式ヘッドなどの各種方式により画像記録が行われるヘッドを含む概念である。
【0154】
(発明2):発明1に記載の画像記録方法において、前記不良記録素子補正工程は、前記不良記録素子間隔に応じて前記不良記録素子の補正を行う複数の記録素子について画像情報データを表す階調値を変更することを特徴とする。
【0155】
かかる態様によれば、不良記録素子の周辺に位置する記録素子に対応する記録位置(画素)の画像情報データにおける階調値を補正することで、不良記録素子の記録位置における濃度低下が抑制される。
【0156】
(発明3):発明1又は2に記載の画像記録方法において、前記不良記録素子補正工程の後に、画像データに対して前記画像データの階調数よりも小さい多値のデータに変換するハーフトーニング処理を施すハーフトーン処理工程が実行されることを特徴とする。
【0157】
かかる態様によれば、補正後の濃度値を持つ画像データに対してハーフトーン処理を施すことで、不良記録素子の周辺において好ましい階調表現が実現される。
【0158】
かかる態様において、不良記録素子の濃度値をゼロとしてハーフトーン処理を施す態様が好ましい。
【0159】
(発明4):発明1に記載の画像記録方法において、前記不良記録素子補正工程は、前記不良記録素子間隔に応じて前記不良記録素子の補正を行う複数の記録素子によって記録媒体に記録されるドットサイズを変更することを特徴とする。
【0160】
かかる態様によれば、不良記録素子のドット抜けに対応して、周辺のドットサイズを大きくすることで、好ましい補正が実現される。
【0161】
(発明5):発明1乃至4のいずれかに記載の画像記録方法において、前記不良記録素子情報取得工程は、前記複数の記録素子の記録状態を検出し、検出結果に基づいて各記録素子が不良であるか否かを判断する不良記録素子検出工程を含むことを特徴とする。
【0162】
かかる態様において、検出された記録素子の記録状態を記憶する記憶工程を含む態様が好ましい。
【0163】
(発明6):発明1に記載の画像記録方法において、前記不良記録素子補正工程は、前記不良記録素子に対応する記録位置の階調値によって決められる第1補正関数を導出する第1補正関数導出工程と、前記不良記録素子間隔を導出した他の不良記録素子の間隔に応じて、不良記録素子の間に位置する補正に用いられる記録素子に対応する記録位置の階調値を、不良記録素子の間に外側に位置する補正に用いられる記録素子に対応する記録位置の階調値よりも小さくなるように、前記補正を行う複数の記録素子に対して重み付けをする第2補正関数を導出する第2補正関数導出工程と、前記第1補正関数と前記第2補正関数により決められる不良記録素子階調補正関数を導出する不良記録素子階調補正関数導出工程と、不良記録素子階調補正関数に基づいて、前記不良記録素子の補正を行う複数の記録素子に対応する記録位置の階調値を補正する画素値補正工程と、を含むことを特徴とする。
【0164】
かかる態様によれば、不良記録素子の間に位置する記録素子に対応する記録位置の階調値を、不良記録素子の外側に位置する記録素子に対応する記録位置の階調値よりも小さくすることで、不良記録素子の間の記録位置における過補正が抑制される。
【0165】
(発明7):発明6に記載の画像記録方法において、前記周辺記録素子は、前記複数の記録素子を前記記録媒体の搬送方向と略直交する方向に並ぶように投影した投影記録素子列において、前記不良記録素子との距離が最短となる前記不良記録素子の両側の正常な記録素子を含むことを特徴とする。
【0166】
かかる態様において、不良記録素子に隣接する記録素子以外の不良記録素子の周辺に位置する複数の記録素子を用いてもよい。
【0167】
(発明8):発明7に記載の画像記録方法において、前記投影記録素子列におけるi番目の不良記録素子の位置をXiとし、前記不良記録素子と他の不良記録素子との間の距離をDi、前記不良記録素子の記録位置における画素の入力画像データの階調値をcとし、前記第1補正係数は前記階調値cをパラメータとする第1の補正関数F1(c)で表され、前記第2補正係数は前記距離Diをパラメータとする第2の補正関数F2(Di)で表されるとしたときに、前記不良記録素子の一方の隣接位置(Xi−1)の記録素子の前記不良記録素子階調補正関数は、次式F(Xi−1)=F1(c)×F2(D(i−1))で表され、前記不良記録素子の他方の隣接位置(Xi+1)の記録素子の前記不良記録素子階調補正関数は、次式F(Xi+1)=F1(c)×F2(Di)で表されることを特徴とする。
【0168】
かかる態様において、第1補正関数F1(c)は、不良記録素子に画素値を周辺の補正に用いられる記録素子に等分配するように決められる態様が考えられる。
【0169】
(発明9):発明8に記載の画像記録方法において、前記第2補正関数F2(Di)は、1を最大値とする不良記録素子間の間隔Diの関数で表されることを特徴とする。
【0170】
かかる態様において、前記第2補正関数F2(Di)を表す関数を予め求めて記憶しておくとよい。
【0171】
(発明10):発明8又は9に記載の画像記録方法において、前記第2補正関数F2(Di)を、記録素子ごとの一次元ルックアップテーブル形式で記憶する第2補正関数記憶工程を含むことを特徴とする。
【0172】
(発明11):記録媒体へ画素を形成する複数の記録素子が設けられた記録ヘッドと、前記記録ヘッドと記録媒体とを所定の搬送方向に沿って相対的に移動させる搬送手段と、不良記録素子の位置情報を含む不良記録素子情報を取得する不良記録素子情報取得手段と、前記取得された不良記録素子の位置情報に基づいて導出された不良記録素子間の間隔に応じて、前記不良記録素子の周辺に位置する正常な複数の記録素子を用いて前記不良記録素子に対して補正を行う不良記録素子補正手段と、を含むことを特徴とする画像記録装置。
【0173】
不良記録素子補正手段は、前記不良記録素子に対応する記録位置の階調値によって決められる第1補正関数を導出する第1補正関数導出手段と、前記不良記録素子間隔を導出した他の不良記録素子の間隔Diに応じて、不良記録素子の間に位置する補正に用いられる記録素子に対応する記録位置の階調値を、不良記録素子の外側に位置する補正に用いられる記録素子に対応する記録位置の階調値よりも小さくなるように、前記補正を行う複数の記録素子に対して重み付けをする第2補正関数を導出する第2補正関数導出手段と、前記第1補正関数と前記第2補正関数により決められる不良記録素子階調補正関数を導出する不良記録素子階調補正関数導出手段と、を備え、不良記録素子階調補正関数に基づいて、前記不良記録素子の補正を行う複数の記録素子に対応する記録位置の階調値を補正する態様が好ましい。
【符号の説明】
【0174】
10…ノズル、12,148M,148K、148C,148Y,200…インクジェットヘッド、14…不良ノズル、16A,18…隣接ノズル、42…階調補正部、44…不良記録素子補正部、46…N値化処理部、48…駆動信号生成部、50…不良記録素子情報取得部、52…補正係数算出部、54…不良記録素子階調補正係数算出部、100…インクジェット記録装置、272A…演算部、280A…濃度データ生成部、280B…補正処理部、280C…インク吐出データ生成部、280D…駆動波形生成部
【技術分野】
【0001】
本発明は画像記録方法及び装置に係り、特に複数の記録素子を有する記録ヘッドにおける不良記録素子に対する画像補正技術に関する。
【背景技術】
【0002】
汎用の画像記録装置として、インクジェット方式により記録媒体上に所望の画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。二次元状に配列されたノズル(記録素子)を有するフルライン型のインクジェットヘッドを具備し、フルライン型ヘッドと用紙とを一回だけ走査させて用紙全体に画像を形成するシングルパス画像記録により、高い生産性が実現されている。
【0003】
インクジェット記録装置において、インクの吐出状態が正常ではない不良記録素子は種々の不具合を引き起こす。特に、フルライン型ヘッドを用いたシングルパス画像記録では、不良記録素子による記録位置誤差、吐出液滴誤差、不吐出などの記録特性誤差に起因して記録画像にスジ状の濃度ムラが発生し、画像品質を著しく低下させてしまう。このような不良記録素子の発生による濃度ムラを回避するための様々な技術が提案されている。
【0004】
例えば、不良記録素子に対して不吐出化(マスク)処理を施して、当該不良記録素子の周囲の正常な記録素子により記録される画素を用いて、当該不良記録素子を補正する方式が用いられている。個々の記録素子の特性に応じてそれぞれの記録素子の出力特性を調整して濃度ムラを補正する技術や、それぞれの記録素子に割り当てられる画素の画像情報データ(階調値)を変更することで濃度ムラ補正を実施する技術が挙げられる。前者の技術は、記録素子ごとに吐出駆動条件を変更して液滴量等の吐出特性自体を変更し、ドット径やドット濃度が調整される。この技術を実施するにあたりヘッドの方式や補正幅が制限されてしまう。一方、後者の技術として、特許文献1に開示された画像記録方法が挙げられる。不良記録素子により記録される画素の周囲に記録される画素の画像情報データを変更する方式は自由度が高く、高精度な補正が期待できる。
【0005】
特許文献1に記載された画像記録方法は、記録素子の記録位置誤差と吐出液滴量誤差を含む記録特性を含む情報を取得し、出力濃度の補正に用いるN個の補正ノズルを設定し、濃度ムラの空間周波数特性を表すパワースペクトルの周波数原点における微分係数がゼロとなる条件を含む補正条件に基づいて、N個の補正の記録素子の濃度補正係数を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2007−160748号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
不良記録素子により記録される画素の周辺画素の画像情報データを変更することにより不良記録素子の補正を行う従来技術では、不良記録素子の周囲に位置する正常な複数の記録素子を利用して不良記録素子に起因する濃度誤差を補償するという思想である。
【0008】
図12(a)〜(d)には、かかる不良記録素子に対する画像補正方法を模式的に図示する。図12(a)に示す記録ヘッド300は、複数の記録素子302が記録媒体搬送方向(図中上下方向)と略直交する方向(図中左右方向)に等間隔で一列に並べられた構造を有し、その中に不良記録素子(所望のドットを記録することができない記録素子)304が含まれている。図12(b)は、不良記録素子304を含むヘッド300を用いて、シングルパス方式により記録媒体310上に形成された画像312が図示されている。画像312は、不良記録素子304に対応する位置に記録媒体搬送方向に沿うスジ状の濃度ムラ314が発生している。
【0009】
図12(c)は、不良記録素子304(図12(a)参照)に対応して画像補正における記録素子の設定値を示す図である。不良記録素子304により本来記録されるべき濃度に対応する設定値をPとすると、不良記録素子304の存在によって発生するスジ状のムラを補正するために、不良記録素子304に隣接する両側の正常な記録素子306A,306Bの設定値をP×Mとしている。
【0010】
図12(d)は、二次元の記録画像の濃度を一次元化しマクロ的に見た際の濃度分布を模式的に図示し、補正前と補正後で比較した図である。同図に示すように、補正前の濃度320は不良記録素子304に対応する位置の濃度が低下しているが、補正後の濃度322は不良記録素子304に対応する位置の濃度が低下せず、全体として均一な濃度が維持されている。
【0011】
記録素子が二次元配列されているような多数の記録素子が設けられるヘッドでは、複数の記録素子に不良が発生することが容易に予想される。また、人間が観察した際の視認性に影響を及ぼす程度に、複数の不良記録素子が近接している場合がある。このように近接している複数の記録素子が異常となった場合には、上述したような孤立した不良記録素子に対する補正をそのまま適用すると、十分な補正機能が発揮されず、所望の効果を得ることができないことがあり得る。
【0012】
図13(a)〜(d)は、孤立した不良記録素子対する補正を隣接位置に存在する複数の不良記録素子の補正にそのまま適用した場合の説明図である。図13(a)に示すように、3素子分離れた位置にある2つの不良記録素子304−1,304−2が存在する場合を考える。このヘッド300を用いてシングルパス方式で画像記録を行うと、図13(b)に示すように、記録画像312には2つの不良記録素子304−1,304−2に対応する位置のそれぞれにスジ状の濃度ムラ314が発生する。
【0013】
そこで、図13(c)に示すように、不良記録素子が1つの場合(孤立した不良記録素子が存在する場合)と同様に、2つの不良記録素子304−1,304−2のそれぞれの両側に隣接する記録素子306A,306Bの設定値をP×Mにすると、図13(d)に符号332を付して図示したように、補正のために設定値を大きくした2つの記録素子306Bと記録素子308Bが近接していることに起因して、黒い線(破線で図示した盛り上がった部分334)として認識されてしまうという不具合が発生することが判明した。
【0014】
特許文献1に記載された技術では、補正範囲に2本以上の不吐があった場合には、スジムラが補正不可能なレベルと判断してヘッドクリーニングモードに移行するように構成されている。また、特許文献1には、隣接するノズルが不吐となった場合には、不吐ノズルは補正ノズルから除外する旨の記載があるものの、近接する複数のノズルが不吐となった場合の具体的な補正については記載されていない。
【0015】
本発明は上記問題点に鑑み、近接した位置に不良記録素子が複数発生した場合にも、好ましい画像記録が実現される画像記録方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像記録方法は、記録媒体へ画素を形成する複数の記録素子が設けられた記録ヘッドと記録媒体とを所定の搬送方向に沿って相対的に移動させながら、前記記録媒体へ所望の画像を記録する画像記方法であって、不良記録素子の位置情報を含む不良記録素子情報を取得する不良記録素子情報取得工程と、前記取得された不良記録素子の位置情報に基づいて導出された不良記録素子間の間隔に応じて、前記不良記録素子の周辺に位置する正常な複数の記録素子を用いて前記不良記録素子に対して補正を行う不良記録素子補正工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、近接した位置に複数の不良記録素子が発生したとしても、不良記録素子間隔(不良記録素子間の距離)に応じて、不良記録素子の周辺に位置する記録素子を用いた補正が行われるので、不良記録素子間における過補正が抑制される。したがって、効果的に不良記録補正を行うことができ、不良記録の対応範囲が広がる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の効果を示す説明図
【図2】第2補正関数を説明する図
【図3】不良記録素子階調補正関数の記憶形式を示す図
【図4】画像補正部の概略構成を示すブロック図
【図5】本発明の実施形態に係る画像記録方法の制御の流れを示すフローチャート
【図6】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図
【図7】図6に示すインクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドの構造を示す平面図
【図8】図7の拡大図
【図9】図7に示すサブヘッドのノズル配置を説明する図
【図10】図7に示すサブヘッドの立体構造を示す断面図
【図11】図6に示すインクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図
【図12】従来技術に係る孤立化した不良記録素子の補正方法を説明する図
【図13】図12に示す補正方法を複数の不良記録素子が存在する場合に適用した例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【0019】
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。
【0020】
〔不良記録素子に対する補正の説明〕
まず、本発明に係る画像記録方法における、不良記録素子の補正について説明する。
【0021】
図1(a)〜(d)は、本例に示す画像記録方法について模式的に図示したものである。
【0022】
図1(a)は、複数のノズル(記録素子)10を具備するインクジェットヘッド12を模式的に図示したものである。同図に示すインクジェットヘッド12は、N個のノズル10が記録媒体の搬送方向と略直交する方向について所定の配置ピッチで一列に並べられた構造を有している。N個のノズルには1〜Nのノズル番号が付与されている。不良ノズルがn個(nは1からNまでの整数)存在する場合に、当該n個の不良ノズルにおけるi番目の不良ノズルの位置をXi(iは1からnまでの整数)とする。つまり、Xiは1からNのノズル番号を示している。
【0023】
位置Xiの不良ノズルと位置X(i+1)の不良ノズルとの間隔diは、次式
di=X(i+1)−Xi(但し、i=0、nを除く)
により算出される。なお、両端(i=0、i=n)における不良ノズル間隔をノズル数(又は画素数)で表すと、次式
d0=X1−1
dn=N−Xn
と定義される。
【0024】
例えば、総ノズル数Nが10000、10番目、200番目、5000番目、5003番目のノズルが不良ノズルである場合は、X1=10、X2=200、X3=5000、X4=5003となり、d0=9、d1=190、d2=4800、d3=3、d4=4997となる。
【0025】
図1(a)に図示された複数のノズル10の中には、位置XiとX(i+1)に2つの不良ノズル14‐1,14‐2が存在している。位置Xiの不良ノズル14‐1と位置X(i+1)の不良ノズル14‐2との間隔diは、di=X(i+1)−Xi=4(ノズル分、又は画素分)と計算される。
【0026】
図1(b)は、2つの不良ノズル14‐1,14‐2が存在するヘッド12を用いてシングルパス方式により記録された画像20を示している。同図に示す画像20は、図1(a)に示す不良ノズル14−1及びノズル14−2により記録が行われる記録位置にスジ状の濃度ムラ22,24が発生してしまう。
【0027】
本例に示す画像記録方法は、不良ノズル14‐1(位置Xi)の両側の正常なノズル16A,16Bのうち、位置(Xi−1)に位置する正常ノズル16Bについては、不良ノズル間隔d(i−1)に基づいて不良記録素子階調補正係数Q1(図1(c)に図示)が設定される。位置Xi+1に位置する正常ノズル16Bについては、不良ノズル間隔diに基づいて不良記録素子階調補正係数Q2が設定される。
【0028】
同様に、不良ノズル14‐2(位置X(i+1))の両側の正常なノズル18A,18Bのうち、位置X(i+1)−1に位置する正常ノズル18Bは、不良ノズル間隔d(i+1)に基づいて不良記録素子階調補正係数Q2が設定される。位置X(i+1)+1に位置する正常ノズル18Aは、不良ノズル間隔d(i+1)に基づいて不良記録素子階調補正係数Q1が設定される。
【0029】
図1(d)は、本発明に係る画像記録方法の効果を示す図である。同図において符号26を付した実線は、補正前の設定値(補正前の正常ノズルに対応する記録位置(画素)における階調値)を用いて記録された画像におけるマクロ的な濃度を模式的に表しており、不良ノズル14‐1,14‐2に起因する濃度低下が見られ、濃度ムラが視認され得る。
【0030】
一方、符号28を付して図示した破線は、不良記録素子階調補正係数Q1,Q2による補正後の設定値(補正後の正常ノズルに対応する記録位置(画素)における階調値)を用いて記録された画像におけるマクロ的な濃度を模式的に表しており、図13(d)に破線で図示したような過補正による濃度上昇が抑制され、均一な濃度として視認される。
【0031】
図1(c)に図示した不良記録素子階調補正係数Q1,Q2は、ノズル位置Xiをパラメータとする不良記録素子階調補正関数F(Xi)として表される。不良記録素子階調補正関数F(Xi)は、孤立した1つのノズルの補正を行う際の補正関数(第1補正関数)F1(c)に、不良記録素子間隔情報Diに応じて決められる第2補正関数F2(Di)を乗じたものである。
【0032】
第1補正関数F1(c)は、既知の方法によって求められる、不良ノズルによって記録される画素の入力画像データにおける階調値cごとの不良ノズルが孤立した(不良ノズル間隔が十分に大きく、互いに干渉しない程度に離れている)場合に対する補正関数である。例えば、位置Xiの不良ノズル14‐1が孤立した不良ノズルであるとして、不良ノズル14‐1により記録される分の液滴量を、不良ノズル14‐1に隣接する位置Xi−1の正常ノズル16Aと、位置Xi+1の正常ノズル16Bで補うように、正常ノズル16A,16Bのそれぞれの記録位置に対する設定値に1.5を乗じた値を補正後の設定値として画像記録を行う場合の「1.5」に相当する。実際には、出力される階調値に応じて記録されるインク液滴のドット径が変わることや、打滴されたインク液滴どうしの干渉などが発生することがあり、補正される画素の入力画像データにおける階調値cによって補正係数が異なる。したがって、第1補正関数F1(c)は、不良ノズルに対応する画素の入力画像データにおける階調値cをパラメータとする関数の形態で表されている。
【0033】
図2は、不良ノズル14‐1と不良ノズル14‐2と間の距離である不良記録素子間隔情報Diをパラメータとする関数で表される第2補正関数F2(Di)を示す図である。同図に示すように、第2補正関数F2(Di)は、Di≧3の範囲において最大値を1とする曲線で表される。
【0034】
Di=2は不良記録素子間隔が+2ノズルの場合(不良ノズル間に1ノズルしか存在しない場合)であり、第2補正関数F2(2)は、図2に示すように1を超える大きな値となる。また、Di=1は不良記録素子間隔が1ノズルの場合(不良ノズルが連続する場合)であり、不良ノズルの間に補正で使用できるノズルが存在しないので、図2には図示されていない。Di=1の場合は、例えば、ドット描画間隔に対して描画ドット径が3倍以上である場合などの特殊な場合を除き、本例に示す不良記録素子の補正方法による補正対応は困難であると考えられる。
【0035】
図1(a)の不良ノズル14‐1について、図中左側の位置X=Xi−1の正常ノズル16Aの不良記録素子階調補正関数F(Xi−1)、及び右側の位置X=Xi+1の正常ノズル16Bの不良記録素子階調補正関数F(Xi+1)は、次式
F(Xi−1)=F1(c)×F2(D(i−1))
F(Xi+1)=F1(c)×F2(Di)
で表される。これらはそれぞれ、図1(c)のQ1及びQ2に対応している。
【0036】
このようにして求められる不良記録素子階調補正関数F(Xi)は、ノズルごとの一次元のルックアップテーブル形式(例えば、16ビットデータ)で表現される。図3は、不良記録素子階調補正関数F(nozzle,Xi)を表す一次元のルックアップテーブルを図示したものである。
【0037】
図4は、上述した画像記録方法を実行するためのハードウエアの概略構成を示すブロック図である。取得された入力画像データは、図示しない色変処理部において出力可能な色ごとの多階調画像データに変換される。例えば、インクジェット方式の画像記録は、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の各色インクが用いられる。なお、Redインク、Greenインク、Blueインクや、同色の淡濃インク(ライトシアン、ライトマゼンタ、グレー)などの色インクが用いられる場合もある。上述したCMYKの4色のインクが用いられる場合は、C,M,Y,K各色の色版に対して、シリアル処理、あるいは並列処理がなされることになる。
【0038】
以下の説明では、インクジェット方式において出力することができる多色のインクのうち、1色の処理について説明し他の色の処理については同様の処理が施されるものちしてその説明を省略することとする。
【0039】
入力画像データ40(M値の多階調画像データ)は、階調補正部42おいてガンマ変換処理がなされ、所望の階調に変換される。一方、不良記録素子情報取得部50では、不良ノズルの位置に関する情報(不良記録素子位置情報)、及び不良ノズル間隔の情報(不良記録素子間隔情報)を含んだ不良記録素子情報が取得される。
【0040】
すなわち、ノズル位置Xiのノズルが不良である場合は、当該不良記録素子位置情報Xiを取得する。他に不良記録素子位置情報が取得されると、不良記録素子間隔情報Diが算出される。図1(a)に示す例では、不良記録素子間隔情報Diは3画素分(3ノズル分、ノズル番号の差分)となる。
【0041】
補正係数算出部52では、不良記録素子位置情報Xiと不良記録素子間隔情報Diに基づいて第2補正関数F2(Di)が算出される。さらに、不良記録素子階調補正係数算出部54では、第1の補正関数F1(c)及び第2補正関数F2(Di)から、位置Xiの不良ノズルにより記録される画素の周囲の画素を記録する正常ノズル(位置Xi−1のノズル、位置Xi+1のノズル)における不良記録素子階調補正関数F(Xi−1)及びF(Xi+1)が求められる。
【0042】
不良記録素子補正部44では、各不良ノズルの位置に応じた不良記録素子階調補正関数F(Xi)により階調補正された入力画像に対して不良ノズルの補正処理が施される。すなわち、不良記録素子位置情報から画像データ上の当該不良ノズルに対応する記録位置が把握され、当該不良ノズルの近傍ノズルに対応する記録位置のデータについて不良記録素子階調補正関数F(Xi)による補正処理が施される。
【0043】
不良記録素子補正部44において補正処理された画像データは、N値化処理部46によって、誤差拡散法や閾値マトリクス法などを用いたハーフトーニング処理が施され、M値のデータがN値のデータ(N値のドット画像データ、但し、M>N≧2)に変換される。N値化された画像データは駆動信号生成部48に送られ、インクジェットヘッド12(図1(a)参照)を駆動するための駆動信号が生成される。
【0044】
駆動信号生成部48により生成された駆動信号によってインクジェットヘッドを駆動すると、N階調の画像記録がなされる。N=2の場合は「ドットあり」又は「ドットなし」による階調表現となり、N=3の場合は「ドットなし」、「小ドット」、「中ドット」による階調表現となる。
【0045】
図5は、本例に示す画像記録方法の流れを示すフローチャートである。本例に示す画像記録方法は、不良記録素子階調補正関数の導出工程(ステップS10〜ステップS14)と、N階調画像の出力工程(ステップS100〜ステップS112)に大別される。
【0046】
不良記録素子階調補正関数の導出工程は、不良記録素子位置情報Xiが取得されるとともに、不良記録素子間隔情報Diが導出される不良記録素子情報取得工程(ステップS10)と、第1補正関数F1(c)及び第2補正関数F2(Di)が導出される補正関数導出工程(ステップS12)と、不良記録素子階調補正関数F(Xi)が導出される不良記録素子階調補正関数導出工程(ステップS14)が含まれる。不良記録素子階調補正関数は、画像出力工程のムラ補正済み画像データ作成工程(ステップS104)へ提供される。
【0047】
一方、画像出力工程は、例えば、256階調で表現されたRGBあるいはCMYKに色変換された画像データが入力される画像データ入力工程と(ステップS100)、入力された画像データに対してガンマ変換処理が施され、さらに、不良記録素子階調補正関数による不良ノズルの記録位置に対する補正処理が施されるムラ補正済み画像データ作成工程(ステップS104)と、ムラ補正済み画像データが256以下のN値データに変換されるN値化処理工程(ステップS108)と、N値化処理によって変換されたN値化画像データが記録用のデータ(駆動信号を生成するためのデータ)へ変換される記録データ変換工程(ステップS112)と、が含まれる。
【0048】
不良記録素子情報を取得する態様としては、不良記録素子階調補正関数による補正を行わずに画像記録を行い、CCDイメージセンサなどの撮像装置を用いて当該記録画像を読み取り、その読取結果から不良ノズル有無や不良ノズルの位置を取得する態様が可能である。かかる工程は、画像記録を行う前の準備工程内で実行されてもよいし、画像記録中(例えば、一枚ごと)に実施されてもよい。なお、画像記録中に実行される場合は、用紙の余白等が利用される。
【0049】
不良ノズル有無や不良ノズルの位置を含むデータなどがヘッドの出荷検査時の記録として記録媒体等を介して入力されるように構成してもよい。
【0050】
撮像装置によって読み取られる画像は、テストチャートやノズルチェックパターンと呼ばれる専用の画像を用いるとよい。また、画像記録、画像読取、不良ノズル情報の抽出といった一連の処理を一体的に同一装置内で行ってもよいし、個別の装置を用いて行ってもよい。さらに、ノズルから打滴された飛翔中の液滴を撮像して各ノズルの状態を把握することなど、複数の既知の方法いずれかを用いて不良ノズルを検出することが可能である。
【0051】
本発明における「不良ノズル(不良記録素子)」とは、吐出を行うことができない不吐出だけでなく、記録位置がずれてしまう吐出位置不良や、本来の吐出量よりも吐出量が過大又は過少となる吐出量不良、本来1つのドットとして認識されるべきものが2つ異常のドットとして認識されるものや、1つのドットとならずに微小ドットに分散してしまうサテライトドットの発生など、所定の誤差範囲内の記録位置に所定の誤差範囲内の大きさのドットを記録する正常ノズル以外の状態が含まれる。
【0052】
本例に示す画像記録方法は、人間の目によって視認される程度に近接した複数の不良ノズルに対して適用される。すなわち、不良記録素子間隔情報Diは、記録解像度が1200dpiのときに16画素程度から影響を及ぼすことがあり得る。インクジェット方式では、描画条件(ドット径、ドット干渉)によって左右されることがあるものの、不良記録素子間隔が6画素以下になると視認され得る濃度ムラが顕著に出現する。
【0053】
上記の如く構成された画像記録方法によれば、近接した位置に複数の不良ノズルが発生した場合には、不良記録素子間隔に基づく不良記録素子階調補正係数を用いて、当該複数の不良ノズルの近接度に応じた補正処理が施されるので、不良ノズルの間の補正が過補正となるために発生する濃度ムラが抑制され、好ましい画像記録が実行される。
【0054】
本例では、ハーフトーン処理前の画像データに対して補正処理が施される態様を例示したが、ハーフトーン処理後の吐出データ(駆動信号)に対して、同様の補正係数を用いて補正を施すことも可能である。例えば、図1(a)のノズル16A(18A)に対する駆動電圧よりもノズル16B(18B)に対する駆動電圧を下げるように重み付けすることが考えられる。かかる手法によって、ノズル16A(18A)により記録されるドットサイズよりもノズル16B(18B)により記録されるドットサイズは小さくなる。
【0055】
ハーフトーン前の補正及びハーフトーン後の補正のいずれの手法においても、図1(a)のノズル16A(18A)により記録されるドットの濃度又はサイズを、ノズル16B(18B)により記録されるドットの濃度又はサイズを小さくすることができる。
【0056】
次に上述した画像記録方法が適用される装置構成例として、複数のノズルを有するインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置について説明する。
【0057】
〔インクジェット記録装置の全体構成の説明〕
本発明に係る画像記録方法が適用される装置構成の一例として、記録素子たるノズルからインクを吐出させて記録媒体上に所望の画像を形成するインクジェット記録装置について説明する。なお、本発明の適用範囲はインクジェット記録装置に限定されるものではなく、電子写真方式などの記録方式により記録媒体上にドットを記録する画像記録装置に広く適用可能である。
【0058】
図6は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示した構成図である。同図に示すインクジェット記録装置100は、色材を含有するインクと該インクを凝集させる機能を有する凝集処理液を用いて、所定の画像データに基づいて記録媒体114の記録面に画像を形成する二液凝集方式の記録装置である。
【0059】
インクジェット記録装置100は、主として、給紙部120、処理液塗布部130、描画部140、乾燥処理部150、定着処理部160、及び排出部170を備えて構成される。処理液塗布部130、描画部140、乾燥処理部150、定着処理部160の前段に搬送される記録媒体114の受け渡しを行う手段として渡し胴132,142,152,162が設けられるとともに、処理液塗布部130、描画部140、乾燥処理部150、定着処理部160のそれぞれに記録媒体114を保持しながら搬送する手段として、ドラム形状を有する圧胴134,144,154,164が設けられている。
【0060】
渡し胴132,142,152,162及び圧胴134,144,154,164は、外周面の所定位置に記録媒体114の先端部(又は後端部)を挟んで保持するグリッパー180A,180Bが設けられている。グリッパー180Aとグリッパー180Bにおける記録媒体114の先端部を挟んで保持する構造、及び他の圧胴又は渡し胴に備えられるグリッパーとの間で記録媒体114の受け渡しを行う構造を同一であり、かつ、グリッパー180Aとグリッパー180Bは、圧胴134の外周面の圧胴134の回転方向について180°移動させた対称位置に配置されている。
【0061】
グリッパー180A,180Bにより記録媒体114の先端部を狭持した状態で渡し胴132,142,152,162及び圧胴134,144,154,164を所定の方向に回転させると、渡し胴132,142,152,162及び圧胴134,144,154,164の外周面に沿って記録媒体114が回転搬送される。
【0062】
なお、図6中、圧胴134に備えられるグリッパー180A,180Bのみ符号を付し、他の圧胴及び渡し胴のグリッパーの符号は省略する。
【0063】
給紙部120に収容されている記録媒体(枚葉紙)114が処理液塗布部130に給紙されると、圧胴134の外周面に保持された記録媒体114の記録面に、凝集処理液(以下、単に「処理液」と記載することがある。)が付与される。なお、「記録媒体114の記録面」とは、圧胴134,144,154,164の保持された状態における外側面であり、圧胴134,144,154,164に保持される面と反対面である。
【0064】
その後、凝集処理液が付与された記録媒体114は描画部140に送出され、描画部140において記録面の凝集処理液が付与された領域に色インクが付与され、所望の画像が形成される。
【0065】
さらに、該色インクによる画像が形成された記録媒体114は乾燥処理部150に送られ、乾燥処理部150において乾燥処理が施されるとともに、乾燥処理後に定着処理部160に送られ、定着処理が施される。乾燥処理及び定着処理が施されることで、記録媒体114上に形成された画像が堅牢化される。このようにして、記録媒体114の記録面に所望の画像が形成され、該画像が記録媒体114の記録面に定着した後に、排出部170から装置外部に搬送される。
【0066】
以下、インクジェット記録装置100の各部(給紙部120、処理液塗布部130、描画部140、乾燥処理部150、定着処理部160、排出部170)について詳細に説明する。
【0067】
(給紙部)
給紙部120は、給紙トレイ122と不図示の送り出し機構が設けられ、記録媒体114は給紙トレイ122から一枚ずつ送り出されるように構成されている。給紙トレイ122から送り出された記録媒体114は、渡し胴(給紙胴)132のグリッパー(不図示)の位置に先端部が位置するように不図示のガイド部材によって位置決めされて一旦停止する。
【0068】
(処理液塗布部)
処理液塗布部130は、給紙胴132から受け渡された記録媒体114を外周面に保持して記録媒体114を所定の搬送方向へ搬送する圧胴(処理液ドラム)134と、処理液ドラム134の外周面に保持された記録媒体114の記録面に処理液を付与する処理液塗布装置136と、含んで構成されている。処理液ドラム134を図6における反時計回りに回転させると、記録媒体114は処理液ドラム134の外周面に沿って反時計回り方向に回転搬送される。
【0069】
図6に示す処理液塗布装置136は、処理液ドラム134の外周面(記録媒体保持面)と対向する位置に設けられている。処理液塗布装置136の構成例として、処理液が貯留される処理液容器と、処理液容器の処理液に一部が浸漬され、処理液容器内の処理液を汲み上げる汲み上げローラと、汲み上げローラにより汲み上げられた処理液を記録媒体114上に移動させる塗布ローラ(ゴムローラ)と、を含んで構成される態様が挙げられる。
【0070】
なお、該塗布ローラを上下方向(処理液ドラム134の外周面の法線方向)に移動させる塗布ローラ移動機構を備え、該塗布ローラとグリッパー180A,180Bとの衝突を回避可能に構成する態様が好ましい。
【0071】
処理液塗布部130により記録媒体114に付与される処理液は、描画部140で付与されるインク中の色材(顔料)を凝集させる色材凝集剤を含有し、記録媒体114上で処理液とインクとが接触すると、インク中の色材と溶媒との分離が促進される。
【0072】
処理液塗布装置136は、記録媒体114に塗布される処理液量を計量しながら塗布することが好ましく、記録媒体114上の処理液の膜厚は、描画部140から打滴されるインク液滴の直径より十分に小さくすることが好ましい。
【0073】
(描画部)
描画部140は、記録媒体114を保持して搬送する圧胴(描画ドラム)144と、記録媒体114を描画ドラム144に密着させるための用紙抑えローラ146と、記録媒体114にインクを付与するインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yを備えている。なお、描画ドラム144の基本構造は、先に説明した処理液ドラム134と共通しているので、ここでの説明は省略する。また、インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yは、図1(a)のインクジェットヘッド12に相当する。
【0074】
用紙抑えローラ146は、描画ドラム144の外周面に記録媒体114を密着させるためのガイド部材であり、描画ドラム144の外周面に対向し、渡し胴142と描画ドラム144との記録媒体114の受渡位置よりも記録媒体114の搬送方向下流側であり、且つ、インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yよりも記録媒体114の搬送方向上流側に配置される。
【0075】
渡し胴142から描画ドラム144に受け渡された記録媒体114は、グリッパー(符号省略)によって先端が保持された状態で回転搬送される際に、用紙抑えローラ146によって押圧され、描画ドラム144の外周面に密着する。このようにして、記録媒体114を描画ドラム144の外周面に密着させた後に、描画ドラム144の外周面から浮き上がりのない状態で、インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yの直下の印字領域に送られる。
【0076】
インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yはそれぞれ、マゼンダ(M)、黒(K)、シアン(C)、イエロー(Y)の4色のインクに対応しており、描画ドラム144の回転方向(図6における反時計回り方向)に上流側から順に配置されるとともに、インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yのインク吐出面(ノズル面、図10に符号114Aを付して図示する。)が描画ドラム144に保持された記録媒体114の記録面と対向するように配置される。なお、「インク吐出面(ノズル面)」とは、記録媒体114の記録面と対向するインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yの面であり、後述するインクが吐出されるノズル(図9に符号208を付して図示する。)が形成される面である。該ノズルは、図1(a)のノズル10に相当する。
【0077】
また、図6に示すインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yは、描画ドラム144の外周面に保持された記録媒体114の記録面とインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yのノズル面が略平行となるように、水平面に対して傾けられて配置されている。
【0078】
インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yは、記録媒体114における画像形成領域の最大幅(記録媒体114の搬送方向と直交する方向の長さ)に対応する長さを有するフルライン型のヘッドであり、記録媒体114の搬送方向と直交する方向に延在するように固定設置される。
【0079】
インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yのノズル面には、記録媒体114の画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルがマトリクス配置されて形成されている。
【0080】
記録媒体114がインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yの直下の印字領域に搬送されると、インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yから記録媒体114の凝集処理液が付与された領域に画像データに基づいて各色のインクが吐出(打滴)される。
【0081】
インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yから、対応する色インクの液滴が、描画ドラム144の外周面に保持された記録媒体114の記録面に向かって吐出されると、記録媒体114上で処理液とインクが接触し、インク中に分散する色材(顔料系色材)又は不溶化する色材(染料系色材)の凝集反応が発現し、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体114上に形成された画像における色材の移動(ドットの位置ズレ、ドットの色ムラ)が防止される。
【0082】
また、描画部140の描画ドラム144は、処理液塗布部130の処理液ドラム134に対して構造上分離しているので、インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yに処理液が付着することがなく、インクの吐出異常の要因を低減することができる。
【0083】
なお、本例では、CMYKの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わ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り、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
【0084】
(乾燥処理部)
乾燥処理部150は、画像形成後の記録媒体114を保持して搬送する圧胴(乾燥ドラム)154と、該記録媒体114上の水分(液体成分)を蒸発させる乾燥処理を施す溶媒乾燥装置156を備えている。なお、乾燥ドラム154の基本構造は、先に説明した処理液ドラム134及び描画ドラム144と共通しているので、ここでの説明は省略する。
【0085】
溶媒乾燥装置156は、乾燥ドラム154の外周面に対向する位置に配置され、記録媒体114に存在する水分を蒸発させる処理部である。描画部140により記録媒体114にインクが付与されると、処理液とインクとの凝集反応により分離したインクの液体成分(溶媒成分)及び処理液の液体成分(溶媒成分)が記録媒体114上に残留してしまうので、かかる液体成分を除去する必要がある。
【0086】
溶媒乾燥装置156は、ヒータによる加熱、ファンによる送風、又はこれらを併用して記録媒体114上に存在する液体成分を蒸発させる乾燥処理を施し、記録媒体114上の液体成分を除去するための処理部である。記録媒体114に付与される加熱量及び送風量は、記録媒体114上に残留する水分量、記録媒体114の種類、及び記録媒体114の搬送速度(干渉処理時間)等のパラメータに応じて適宜設定される。
【0087】
溶媒乾燥装置156による乾燥処理が行われる際に、乾燥処理部150の乾燥ドラム154は、描画部140の描画ドラム144に対して構造上分離しているので、インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yにおいて、熱又は送風によるヘッドメニスカス部の乾燥によるインクの吐出異常の要因を低減することができる。
【0088】
記録媒体114のコックリングの矯正効果を発揮させるために、乾燥ドラム154の曲率を0.002(1/mm)以上とするとよい。また、乾燥処理後の記録媒体の湾曲(カール)を防止するために、乾燥ドラム154の曲率を0.0033(1/mm)以下とするとよい。
【0089】
また、乾燥ドラム154の表面温度を調整する手段(例えば、内蔵ヒータ)を備え、該表面温度を50℃以上に調整するとよい。記録媒体114の裏面から加熱処理を施すことによって乾燥が促進され、次段の定着処理時における画像破壊が防止される。かかる態様において、乾燥ドラム154の外周面に記録媒体114を密着させる手段を具備するとさらに効果的である。記録媒体114を密着させる手段の一例として、真空吸着、静電吸着などが挙げられる。
【0090】
なお、乾燥ドラム154の表面温度の上限については、特に限定されるものではないが、乾燥ドラム154の表面に付着したインクをクリーニングするなどのメンテナンス作業の安全性(高温による火傷防止)の観点から75℃以下(より好ましくは60℃以下)に設定されることが好ましい。
【0091】
このように構成された乾燥ドラム154の外周面に、記録媒体114の記録面が外側を向くように(すなわち、記録媒体114の記録面が凸側となるように湾曲させた状態で)保持し、回転搬送しながら乾燥処理を施すことで、記録媒体114のシワや浮きに起因する乾燥ムラが確実に防止される。
【0092】
(定着処理部)
定着処理部160は、記録媒体114を保持して搬送する圧胴(定着ドラム)164と、画像形成がされ、さらに、液体が除去された記録媒体114に加熱処理を施すヒータ166と、該記録媒体114を記録面側から押圧する定着ローラ168と、を備えて構成される。なお、定着ドラム164の基本構造は処理液ドラム134、描画ドラム144、及び乾燥ドラム154と共通しているので、ここでの説明は省略する。ヒータ166及び定着ローラ168は、定着ドラム164の外周面に対向する位置に配置され、定着ドラム164の回転方向(図6において反時計回り方向)の上流側から順に配置される。
【0093】
定着処理部160では、記録媒体114の記録面に対してヒータ166による予備加熱処理が施されるとともに、定着ローラ168による定着処理が施される。ヒータ166の加熱温度は記録媒体の種類、インクの種類(インクに含有するポリマー微粒子の種類)などに応じて適宜設定される。例えば、インクに含有するポリマー微粒子のガラス転移点温度や最低造膜温度とする態様が考えられる。
【0094】
定着ローラ168は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性ポリマー微粒子を溶着し、インクを被膜化させるためのローラ部材であり、記録媒体114を加熱加圧するように構成される。具体的には、定着ローラ168は、定着ドラム164に対して圧接するように配置されており、定着ドラム164との間でニップローラを構成するようになっている。これにより、記録媒体114は、定着ローラ168と定着ドラム164との間に挟まれ、所定のニップ圧でニップされ、定着処理が行われる。
【0095】
定着ローラ168の構成例として、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラによって構成する態様が挙げられる。かかる加熱ローラで記録媒体114を加熱することによって、インクに含まれるポリマー微粒子のガラス転移点温度以上の熱エネルギーが付与されると、該ポリマー微粒子が溶融して画像の表面に透明の被膜が形成される。
【0096】
この状態で記録媒体114の記録面に加圧を施すと、記録媒体114の凹凸に溶融したポリマー微粒子が押し込み定着されるとともに、画像表面の凹凸がレベリングされ、好ましい光沢性を得ることができる。なお、画像層の厚みやポリマー微粒子のガラス転移点温度特性に応じて、定着ローラ168を複数段設けた構成も好ましい。
【0097】
また、定着ローラ168の表面硬度は71°以下であることが好ましい。定着ローラ168の表面をより軟質化することで、コックリングにより生じた記録媒体114の凹凸に対して追随効果を期待でき、記録媒体114の凹凸に起因する定着ムラがより効果的に防止される。
【0098】
図6に示すインクジェット記録装置100は、定着処理部160の処理領域の後段(記録媒体搬送方向の下流側)には、インラインセンサ182が設けられている。インラインセンサ182は、記録媒体114に形成された画像(又は記録媒体114の余白領域に形成されたチェックパターン)を読み取るためのセンサであり、CCDラインセンサが好適に用いられる。
【0099】
本例に示すインクジェット記録装置100は、インラインセンサ182の読取結果に基づいてインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yの吐出異常の有無が判断される。
【0100】
すなわち、インラインセンサ182の読取情報に基づいて吐出異常が発生している不良ノズルの有無が把握され、さらに、不良ノズルの位置(図1(a)のノズル位置Xiが特定される。つまり、インラインセンサ182の読取結果に基づいて不良記録素子位置情報Xiが取得され、不良記録素子位置情報Xiは所定の信号処理部に送られて不良記録素子間隔情報Diが得られる。このようにして、インクジェット記録装置100は、インライン検査によって不良記録素子位置情報Xi及び不良記録素子間隔情報Diを取得することができる。
【0101】
また、インラインセンサ182は、水分量、表面温度、光沢度などを計測するための計測手段を含む態様も可能である。かかる態様において、水分量、表面温度、光沢度の読取結果に基づいて、乾燥処理部150の処理温度や定着処理部160の加熱温度及び加圧圧力などのパラメータを適宜調整し、装置内部の温度変化や各部の温度変化に対応して、上記制御パラメータが適宜調整される。
【0102】
(排出部)
図6に示すように、定着処理部160に続いて排出部170が設けられている。排出部170は、張架ローラ172A,172Bに巻きかけられた無端状の搬送ベルト174と、画像形成後の記録媒体114が収容される排出トレイ176と、を備えて構成されている。
【0103】
定着処理部160から送り出された定着処理後の記録媒体114は、搬送ベルト174によって搬送され、排出トレイ176に排出される。
【0104】
〔インクジェットヘッドの構造の説明〕
図7は、図6に示すインクジェット記録装置100に搭載されるインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yの概略構成図であり、同図はインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yから記録媒体の記録面を見た図(ヘッドの平面透視図)となっている。なお、図6に図示したインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yは同一構造を有しているので、以下の説明ではインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yを区別する必要がない場合は、これらを総称して「インクジェットヘッド200」、又は単に「ヘッド200」と記載する。
【0105】
同図に示すヘッド200は、n個のサブヘッド202‐k(kは1からnの整数)を一列につなぎ合わせてマルチヘッドを構成している。また、各サブヘッド202‐kは、ヘッド200の短手方向の両側からヘッドカバー204,206によって支持されている。なお、サブヘッド202を千鳥状に配置してマルチヘッドを構成することも可能である。
【0106】
複数のサブヘッドにより構成されるマルチヘッドの適用例として、記録媒体の全幅に対応したフルライン型ヘッドが挙げられる。フルライン型ヘッドは、記録媒体の移動方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に沿って、記録媒体の主走査方向における長さ(幅)に対応して、複数のノズル(図9に符号208を付して図示する。)が並べられた構造を有している。かかる構造を有するヘッド200と記録媒体とを相対的に一回だけ走査させて画像記録を行う、いわゆるシングルパス画像記録方式により、記録媒体の全面にわたって画像を形成し得る。
【0107】
図8は、ヘッド200の一部拡大図である。同図に示すように、サブヘッド202は、略平行四辺形の平面形状を有し、隣接するサブヘッド間にオーバーラップ部が設けられている。オーバーラップ部とは、サブヘッドのつなぎ部分であり、サブヘッド202‐kの並び方向(図8における左右方向、図9に図示する主走査方向)に隣接するドットが異なるサブヘッドに属するノズルによって形成される。
【0108】
図9は、サブヘッド202‐kのノズル配列を示す平面図である。同図に示すように、各サブヘッド202‐kは、ノズル208が二次元状に並べられた構造を有し、かかるサブヘッド202‐kを備えたヘッドは、いわゆるマトリクスヘッドと呼ばれるものである。
【0109】
図9に示すマトリクス配列されたノズル208を主走査方向に沿って並ぶように投影した投影ノズル列を考えると、図1(a)に図示したヘッド12と同様にノズル位置をXiとして表すことができる.
図9に示したサブヘッド202‐kは、副走査方向に対して角度αをなす列方向、及び主走査方向に対して角度βをなす行方向に沿って多数のノズル208が並べられた構造を有し、主走査方向の実質的なノズル配置密度が高密度化されている。図9では、行方向に沿って並べられたノズル群(ノズル行)は符号210を付し、列方向に沿って並べられたノズル群(ノズル列)は符号212を付して図示されている。
【0110】
図10は、記録素子単位となる1チャンネル分の液滴吐出素子(1つのノズル208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である。同図に示すように、本例のヘッド200は、ノズル208が形成されたノズルプレート214と、圧力室216や共通流路218等の流路が形成された流路板220等を積層接合した構造から成る。ノズルプレート214は、ヘッド200のノズル面214Aを構成し、各圧力室216にそれぞれ連通する複数のノズル208が2次元的に形成されている。
【0111】
流路板220は、圧力室216の側壁部を構成するとともに、共通流路218から圧力室216にインクを導く個別供給路の絞り部(最狭窄部)としての供給口222を形成する流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図10では簡略的に図示しているが、流路板220は一枚又は複数の基板を積層した構造である。
【0112】
ノズルプレート214及び流路板220は、シリコンを材料として半導体製造プロセスによって所要の形状に加工することが可能である。
【0113】
共通流路218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218を介して各圧力室216に供給される。
【0114】
圧力室216の一部の面(図10おいて天面)を構成する振動板224には、個別電極226及び下部電極228を備え、個別電極226と下部電極228との間に圧電体230がはさまれた構造を有するピエゾアクチュエータ232が接合されている。振動板224を金属薄膜や金属酸化膜により構成すると、ピエゾアクチュエータ232の下部電極228に相当する共通電極として機能する。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様では、振動板部材の表面に金属などの導電材料による下部電極層が形成される。
【0115】
個別電極226に駆動電圧を印加することによってピエゾアクチュエータ232が変形して圧力室216の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル208からインクが吐出される。インク吐出後、ピエゾアクチュエータ232が元の状態に戻る際、共通流路218から供給口222を通って新しいインクが圧力室216に再充填される。
【0116】
かかる構造を有するインク室ユニットを図9に示す如く、主走査方向と角度βをなす行方向及び副走査方向に対して角度αをなす列方向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。かかるマトリクス配列において、副走査方向の隣接ノズル間隔をLsとするとき、主走査方向については実質的に各ノズル208が一定のピッチP=Ls/tanθ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。
【0117】
〔制御系の説明〕
図11は、インクジェット記録装置100のシステム構成を示すブロック図である。図11に示すように、インクジェット記録装置100は、通信インターフェース270、システムコントローラ272、画像メモリ274、ROM275、モータドライバ276、ヒータドライバ278、プリント制御部280、画像バッファメモリ282、ヘッドドライバ284等を備えている。
【0118】
通信インターフェース270は、ホストコンピュータ286から送られてくる画像データを受信するインターフェース部(画像入力手段)である。通信インターフェース270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。
【0119】
ホストコンピュータ286から送出された画像データは通信インターフェース270を介してインクジェット記録装置100に取り込まれ、一旦画像メモリ274に記憶される。画像メモリ274は、通信インターフェース270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272を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ274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。
【0120】
システムコントローラ272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100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272は、通信インターフェース270、画像メモリ274、モータドライバ276、ヒータドライバ278等の各部を制御し、ホストコンピュータ286との間の通信制御、画像メモリ274及びROM275の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ288やヒータ289を制御する制御信号を生成する。
【0121】
また、システムコントローラ272は、インライン検出部244から読み込んだテストチャートや、後述するノズルチェック用パターンの読取データから把握される不良記録素子位置情報に基づき不良記録素子間隔情報を生成するとともに、第1補正係数、第2補正係数を導出し、さらに不良記録素子階調補正係数を導出する演算処理を行う演算部272Aを含んで構成される。なお、演算部272A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。
【0122】
演算部272Aにおいて求められた不良記録素子階調補正係数のデータは、濃度補正係数記憶部290に記憶される。
【0123】
ROM275には、システムコントローラ272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(テストチャートを打滴するためのデータ、異常ノズルの情報などを含む)が格納されている。ROM275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ROM275の記憶領域を活用することで、ROM275を濃度補正係数記憶部290として兼用する構成も可能である。なお、オフライン検査によって求められた不良記録素子階調補正係数のデータをROM275に記憶しておくことも可能である。
【0124】
画像メモリ274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。
【0125】
モータドライバ276は、システムコントローラ272からの指示に従って搬送系のモータ288を駆動するドライバ(駆動回路)である。ヒータドライバ278は、システムコントローラ272からの指示に従って乾燥処理部150(図6参照)等のヒータ289を駆動するドライバである。
【0126】
プリント制御部280は、システムコントローラ272の制御に従い、画像メモリ274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284に供給してヘッド200の吐出駆動を制御する駆動制御手段として機能する。
【0127】
すなわち、プリント制御部280は、濃度データ生成部280Aと、補正処理部280Bと、インク吐出データ生成部280Cと、駆動波形生成部280Dとを含んで構成される。これら各機能ブロック(280A〜280D)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。なお、濃度データ生成部280A及び補正処理部280Bは、図4の階調補正部42、不良記録素子補正部44に対応している。
【0128】
濃度データ生成部280A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。
【0129】
補正処理部280Bは、濃度補正係数記憶部290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、ムラ補正処理を行う。
【0130】
インク吐出データ生成部280Cは、補正処理部280Bで生成された補正後の画像データ(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、N値(2値又は多値)化処理を行う。ハーフトーン処理の手段としては、誤差拡散法、ディザ法、閾値マトリクス法、濃度パターン法など、各種公知の手段を適用できる。ハーフトーン処理は、一般に、M値(M≧3)の階調画像データをN値(N<M)の階調画像データに変換する。最も単純な例では、2値(ドットのオン/オフ)のドット画像データに変換するが、ハーフトーン処理において、ドットサイズの種類(例えば、大ドット、中ドット、小ドットなどの3種類)に対応した多値の量子化を行うことも可能である。インク吐出データ生成部280Cは図4のN値化処理部46に対応している。
【0131】
インク吐出データ生成部280Cで生成されたインク吐出データはヘッドドライバ284に与えられ、ヘッド200のインク吐出動作が制御される。
【0132】
駆動波形生成部280Dは、ヘッド200の各ノズル208に対応したアクチュエータ(図10に符号232を付して図示する。)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280Dで生成された信号(駆動波形)は、ヘッドドライバ284に供給される。なお、駆動波形生成部280D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。
【0133】
駆動波形生成部280Dは、記録用波形の駆動信号と、異常ノズル検知用波形の駆動信号とを選択的に生成する。各種波形データは予めROM275に格納され、必要に応じて使用する波形データが選択的に出力される。駆動波形生成部280Dは図4の駆動信号生成部48に対応している。
【0134】
プリント制御部280には画像バッファメモリ282が備えられており、プリント制御部280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282に一時的に格納される。なお、図11において画像バッファメモリ282はプリント制御部280に付随する態様で示されているが、画像メモリ274と兼用することも可能である。また、プリント制御部280とシステムコントローラ272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。
【0135】
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270を介して外部から入力され、画像メモリ274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274に記憶される。
【0136】
インクジェット記録装置100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274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272を介してプリント制御部280に送られ、該プリント制御部280の濃度データ生成部280A、補正処理部280B、インク吐出データ生成部280Cを経てインク色ごとのドットデータに変換される。
【0137】
すなわち、プリント制御部280は、入力されたRGB画像データをM,K,C,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280で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ282に蓄えられる。この色別ドットデータは、ヘッド200のノズルからインクを吐出するためのMKCY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。
【0138】
ヘッドドライバ284は、プリント制御部280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200の各ノズル208に対応するアクチュエータ232を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ284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。
【0139】
こうして、ヘッドドライバ284から出力された駆動信号がヘッド200に加えられることによって、該当するノズル208からインクが吐出される。記録媒体114の搬送速度に同期してヘッド200からのインク吐出を制御することにより、記録媒体114上に画像が形成される。
【0140】
上記のように、プリント制御部280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284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。
【0141】
インライン検出部244は、図6に示すインラインセンサ182を含むブロックであり、記録媒体114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280及びシステムコントローラ272に提供する。
【0142】
プリント制御部280は、必要に応じてインライン検出部244から得られる情報に基づいてヘッド200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。
【0143】
図中のメンテナンス機構294は、インク受け、吸引キャップ、吸引ポンプ、ワイパーブレードなど、ヘッドメンテナンスに必要な部材を含んだものである。
【0144】
また、ユーザインターフェースとしての操作部296は、オペレータ(ユーザ)が各種入力を行うための入力装置297と表示部(ディスプレイ)298を含んで構成される。入力装置297には、キーボード、マウス、タッチパネル、ボタンなど各種形態を採用し得る。オペレータは、入力装置297を操作することにより、印刷条件の入力、画質モードの選択、付属情報の入力・編集、情報の検索などを行うことができ、入力内容や検索結果など等の各種情報は表示部298の表示を通じて確認することができる。この表示部298はエラメッセージなどの警告を表示する手段としても機能する。
【0145】
本実施形態のインクジェット記録装置100は、複数の画質モードを有しており、ユーザの選択操作により、または、プログラムによる自動選択により、画質モードが設定される。この設定された画質モードで要求される出力画質レベルに応じて、異常ノズルを判断する基準が変更される。要求品質が高いほど、判定基準は厳しい方向に設定される。
【0146】
各画質モードの印刷条件並びに異常ノズル判定基準に関する情報はROM275に格納されている。
【0147】
図11で説明した演算部272A、濃度データ生成部280A、補正処理部280Bが担う処理機能の全て又は一部をホストコンピュータ286側に搭載する態様も可能である。
【0148】
なお、上述した装置構成はあくまでも一例であり、先に説明した画像記録方法の作用効果を得ることができる範囲で、各構成要素の削除、追加、変更を適宜行うことができる。
【0149】
〔他の装置への応用例〕
上記の実施形態では、グラフィック印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、カラーフィルタ製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを得るインクジェットシステムにも広く適用できる。
【0150】
〔付記〕
上記に詳述した実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
【0151】
(発明1):記録媒体へ画素を形成する複数の記録素子が設けられた記録ヘッドと記録媒体とを所定の搬送方向に沿って相対的に移動させながら、前記記録媒体へ所望の画像を記録する画像記方法であって、不良記録素子の位置情報を含む不良記録素子情報を取得する不良記録素子情報取得工程と、前記取得された不良記録素子の位置情報に基づいて導出された不良記録素子間の間隔に応じて、前記不良記録素子の周辺に位置する正常な複数の記録素子を用いて前記不良記録素子に対して補正を行う不良記録素子補正工程と、を含むことを特徴とする画像記録方法。
【0152】
本発明によれば、近接した位置に複数の不良記録素子が発生したとしても、不良記録素子間隔(不良記録素子間の距離)に応じて、不良記録素子の周辺に位置する記録素子を用いた補正が行われるので、不良記録素子間における過補正が抑制される。したがって、効果的に不良記録補正を行うことができ、不良記録の対応範囲が広がる。
【0153】
記録素子は、液滴が吐出されるノズルや、光を照射する発光素子(LDE、レーザ等)を含む概念であり、記録ヘッドは、ノズルから液滴を吐出させるインクジェットヘッドや、発光素子から光が照射される電子写真式ヘッドなどの各種方式により画像記録が行われるヘッドを含む概念である。
【0154】
(発明2):発明1に記載の画像記録方法において、前記不良記録素子補正工程は、前記不良記録素子間隔に応じて前記不良記録素子の補正を行う複数の記録素子について画像情報データを表す階調値を変更することを特徴とする。
【0155】
かかる態様によれば、不良記録素子の周辺に位置する記録素子に対応する記録位置(画素)の画像情報データにおける階調値を補正することで、不良記録素子の記録位置における濃度低下が抑制される。
【0156】
(発明3):発明1又は2に記載の画像記録方法において、前記不良記録素子補正工程の後に、画像データに対して前記画像データの階調数よりも小さい多値のデータに変換するハーフトーニング処理を施すハーフトーン処理工程が実行されることを特徴とする。
【0157】
かかる態様によれば、補正後の濃度値を持つ画像データに対してハーフトーン処理を施すことで、不良記録素子の周辺において好ましい階調表現が実現される。
【0158】
かかる態様において、不良記録素子の濃度値をゼロとしてハーフトーン処理を施す態様が好ましい。
【0159】
(発明4):発明1に記載の画像記録方法において、前記不良記録素子補正工程は、前記不良記録素子間隔に応じて前記不良記録素子の補正を行う複数の記録素子によって記録媒体に記録されるドットサイズを変更することを特徴とする。
【0160】
かかる態様によれば、不良記録素子のドット抜けに対応して、周辺のドットサイズを大きくすることで、好ましい補正が実現される。
【0161】
(発明5):発明1乃至4のいずれかに記載の画像記録方法において、前記不良記録素子情報取得工程は、前記複数の記録素子の記録状態を検出し、検出結果に基づいて各記録素子が不良であるか否かを判断する不良記録素子検出工程を含むことを特徴とする。
【0162】
かかる態様において、検出された記録素子の記録状態を記憶する記憶工程を含む態様が好ましい。
【0163】
(発明6):発明1に記載の画像記録方法において、前記不良記録素子補正工程は、前記不良記録素子に対応する記録位置の階調値によって決められる第1補正関数を導出する第1補正関数導出工程と、前記不良記録素子間隔を導出した他の不良記録素子の間隔に応じて、不良記録素子の間に位置する補正に用いられる記録素子に対応する記録位置の階調値を、不良記録素子の間に外側に位置する補正に用いられる記録素子に対応する記録位置の階調値よりも小さくなるように、前記補正を行う複数の記録素子に対して重み付けをする第2補正関数を導出する第2補正関数導出工程と、前記第1補正関数と前記第2補正関数により決められる不良記録素子階調補正関数を導出する不良記録素子階調補正関数導出工程と、不良記録素子階調補正関数に基づいて、前記不良記録素子の補正を行う複数の記録素子に対応する記録位置の階調値を補正する画素値補正工程と、を含むことを特徴とする。
【0164】
かかる態様によれば、不良記録素子の間に位置する記録素子に対応する記録位置の階調値を、不良記録素子の外側に位置する記録素子に対応する記録位置の階調値よりも小さくすることで、不良記録素子の間の記録位置における過補正が抑制される。
【0165】
(発明7):発明6に記載の画像記録方法において、前記周辺記録素子は、前記複数の記録素子を前記記録媒体の搬送方向と略直交する方向に並ぶように投影した投影記録素子列において、前記不良記録素子との距離が最短となる前記不良記録素子の両側の正常な記録素子を含むことを特徴とする。
【0166】
かかる態様において、不良記録素子に隣接する記録素子以外の不良記録素子の周辺に位置する複数の記録素子を用いてもよい。
【0167】
(発明8):発明7に記載の画像記録方法において、前記投影記録素子列におけるi番目の不良記録素子の位置をXiとし、前記不良記録素子と他の不良記録素子との間の距離をDi、前記不良記録素子の記録位置における画素の入力画像データの階調値をcとし、前記第1補正係数は前記階調値cをパラメータとする第1の補正関数F1(c)で表され、前記第2補正係数は前記距離Diをパラメータとする第2の補正関数F2(Di)で表されるとしたときに、前記不良記録素子の一方の隣接位置(Xi−1)の記録素子の前記不良記録素子階調補正関数は、次式F(Xi−1)=F1(c)×F2(D(i−1))で表され、前記不良記録素子の他方の隣接位置(Xi+1)の記録素子の前記不良記録素子階調補正関数は、次式F(Xi+1)=F1(c)×F2(Di)で表されることを特徴とする。
【0168】
かかる態様において、第1補正関数F1(c)は、不良記録素子に画素値を周辺の補正に用いられる記録素子に等分配するように決められる態様が考えられる。
【0169】
(発明9):発明8に記載の画像記録方法において、前記第2補正関数F2(Di)は、1を最大値とする不良記録素子間の間隔Diの関数で表されることを特徴とする。
【0170】
かかる態様において、前記第2補正関数F2(Di)を表す関数を予め求めて記憶しておくとよい。
【0171】
(発明10):発明8又は9に記載の画像記録方法において、前記第2補正関数F2(Di)を、記録素子ごとの一次元ルックアップテーブル形式で記憶する第2補正関数記憶工程を含むことを特徴とする。
【0172】
(発明11):記録媒体へ画素を形成する複数の記録素子が設けられた記録ヘッドと、前記記録ヘッドと記録媒体とを所定の搬送方向に沿って相対的に移動させる搬送手段と、不良記録素子の位置情報を含む不良記録素子情報を取得する不良記録素子情報取得手段と、前記取得された不良記録素子の位置情報に基づいて導出された不良記録素子間の間隔に応じて、前記不良記録素子の周辺に位置する正常な複数の記録素子を用いて前記不良記録素子に対して補正を行う不良記録素子補正手段と、を含むことを特徴とする画像記録装置。
【0173】
不良記録素子補正手段は、前記不良記録素子に対応する記録位置の階調値によって決められる第1補正関数を導出する第1補正関数導出手段と、前記不良記録素子間隔を導出した他の不良記録素子の間隔Diに応じて、不良記録素子の間に位置する補正に用いられる記録素子に対応する記録位置の階調値を、不良記録素子の外側に位置する補正に用いられる記録素子に対応する記録位置の階調値よりも小さくなるように、前記補正を行う複数の記録素子に対して重み付けをする第2補正関数を導出する第2補正関数導出手段と、前記第1補正関数と前記第2補正関数により決められる不良記録素子階調補正関数を導出する不良記録素子階調補正関数導出手段と、を備え、不良記録素子階調補正関数に基づいて、前記不良記録素子の補正を行う複数の記録素子に対応する記録位置の階調値を補正する態様が好ましい。
【符号の説明】
【0174】
10…ノズル、12,148M,148K、148C,148Y,200…インクジェットヘッド、14…不良ノズル、16A,18…隣接ノズル、42…階調補正部、44…不良記録素子補正部、46…N値化処理部、48…駆動信号生成部、50…不良記録素子情報取得部、52…補正係数算出部、54…不良記録素子階調補正係数算出部、100…インクジェット記録装置、272A…演算部、280A…濃度データ生成部、280B…補正処理部、280C…インク吐出データ生成部、280D…駆動波形生成部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
記録媒体へ画素を形成する複数の記録素子が設けられた記録ヘッドと記録媒体とを所定の搬送方向に沿って相対的に移動させながら、前記記録媒体へ所望の画像を記録する画像記録方法であって、
不良記録素子の位置情報を含む不良記録素子情報を取得する不良記録素子情報取得工程と、
前記取得された不良記録素子の位置情報に基づいて導出された不良記録素子間の間隔に応じて、前記不良記録素子の周辺に位置する正常な複数の記録素子を用いて前記不良記録素子に対して補正を行う不良記録素子補正工程と、
を含むことを特徴とする画像記録方法。
【請求項2】
請求項1に記載の画像記録方法において、
前記不良記録素子補正工程は、前記不良記録素子間隔に応じて前記不良記録素子の補正を行う複数の記録素子について画像情報データを表す階調値を変更することを特徴とする画像記録方法。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の画像記録方法において、
前記不良記録素子補正工程の後に、画像データに対して前記画像データの階調数よりも小さい多値のデータに変換するハーフトーニング処理を施すハーフトーン処理工程が実行されることを特徴とする画像記録方法。
【請求項4】
請求項1に記載の画像記録方法において、
前記不良記録素子補正工程は、前記不良記録素子間隔に応じて前記不良記録素子の補正を行う複数の記録素子によって記録媒体に記録されるドットサイズを変更することを特徴とする画像記録方法。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれかに記載の画像記録方法において、
前記不良記録素子情報取得工程は、前記複数の記録素子の記録状態を検出し、検出結果に基づいて各記録素子が不良であるか否かを判断する不良記録素子検出工程を含むことを特徴とする画像記録方法。
【請求項6】
請求項1に記載の画像記録方法において、
前記不良記録素子補正工程は、前記不良記録素子に対応する記録位置の階調値によって決められる第1補正関数を導出する第1補正関数導出工程と、
前記不良記録素子間隔を導出した他の不良記録素子の間隔に応じて、不良記録素子の間に位置する補正に用いられる記録素子に対応する記録位置の階調値を、不良記録素子の間に外側に位置する補正に用いられる記録素子に対応する記録位置の階調値よりも小さくなるように、前記補正を行う複数の記録素子に対して重み付けをする第2補正関数を導出する第2補正関数導出工程と、
前記第1補正関数と前記第2補正関数により決められる不良記録素子階調補正関数を導出する不良記録素子階調補正関数導出工程と、
不良記録素子階調補正関数に基づいて、前記不良記録素子の補正を行う複数の記録素子に対応する記録位置の階調値を補正する画素値補正工程と、
を含むことを特徴とする画像記録方法。
【請求項7】
請求項6に記載の画像記録方法において、
前記周辺記録素子は、前記複数の記録素子を前記記録媒体の搬送方向と略直交する方向に並ぶように投影した投影記録素子列において、前記不良記録素子との距離が最短となる前記不良記録素子の両側の正常な記録素子を含むことを特徴とする画像記録方法。
【請求項8】
請求項7に記載の画像記録方法において、
前記投影記録素子列におけるi番目の不良記録素子の位置をXiとし、前記不良記録素子と他の不良記録素子との間の距離をDi、前記不良記録素子の記録位置における画素の入力画像データの階調値をcとし、前記第1補正係数は前記階調値cをパラメータとする第1の補正関数F1(c)で表され、前記第2補正係数は前記距離Diをパラメータとする第2の補正関数F2(Di)で表されるとしたときに、前記不良記録素子の一方の隣接位置(Xi−1)の記録素子の前記不良記録素子階調補正関数は、次式
F(Xi−1)=F1(c)×F2(D(i−1))
で表され、前記不良記録素子の他方の隣接位置(Xi+1)の記録素子の前記不良記録素子階調補正関数は、次式
F(Xi+1)=F1(c)×F2(Di)
で表されることを特徴とする画像記録方法。
【請求項9】
請求項8に記載の画像記録方法において、
前記第2補正関数F2(Di)は、1を最大値とする不良記録素子間の間隔Diの関数で表されることを特徴とする画像記録方法。
【請求項10】
請求項8又は9に記載の画像記録方法において、
前記第2補正関数F2(Di)を、記録素子ごとの一次元ルックアップテーブル形式で記憶する第2補正関数記憶工程を含むことを特徴とする画像記録方法。
【請求項11】
記録媒体へ画素を形成する複数の記録素子が設けられた記録ヘッドと、
前記記録ヘッドと記録媒体とを所定の搬送方向に沿って相対的に移動させる搬送手段と、
不良記録素子の位置情報を含む不良記録素子情報を取得する不良記録素子情報取得手段と、
前記取得された不良記録素子の位置情報に基づいて導出された不良記録素子間の間隔に応じて、前記不良記録素子の周辺に位置する正常な複数の記録素子を用いて前記不良記録素子に対して補正を行う不良記録素子補正手段と、
を含むことを特徴とする画像記録装置。
【請求項1】
記録媒体へ画素を形成する複数の記録素子が設けられた記録ヘッドと記録媒体とを所定の搬送方向に沿って相対的に移動させながら、前記記録媒体へ所望の画像を記録する画像記録方法であって、
不良記録素子の位置情報を含む不良記録素子情報を取得する不良記録素子情報取得工程と、
前記取得された不良記録素子の位置情報に基づいて導出された不良記録素子間の間隔に応じて、前記不良記録素子の周辺に位置する正常な複数の記録素子を用いて前記不良記録素子に対して補正を行う不良記録素子補正工程と、
を含むことを特徴とする画像記録方法。
【請求項2】
請求項1に記載の画像記録方法において、
前記不良記録素子補正工程は、前記不良記録素子間隔に応じて前記不良記録素子の補正を行う複数の記録素子について画像情報データを表す階調値を変更することを特徴とする画像記録方法。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の画像記録方法において、
前記不良記録素子補正工程の後に、画像データに対して前記画像データの階調数よりも小さい多値のデータに変換するハーフトーニング処理を施すハーフトーン処理工程が実行されることを特徴とする画像記録方法。
【請求項4】
請求項1に記載の画像記録方法において、
前記不良記録素子補正工程は、前記不良記録素子間隔に応じて前記不良記録素子の補正を行う複数の記録素子によって記録媒体に記録されるドットサイズを変更することを特徴とする画像記録方法。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれかに記載の画像記録方法において、
前記不良記録素子情報取得工程は、前記複数の記録素子の記録状態を検出し、検出結果に基づいて各記録素子が不良であるか否かを判断する不良記録素子検出工程を含むことを特徴とする画像記録方法。
【請求項6】
請求項1に記載の画像記録方法において、
前記不良記録素子補正工程は、前記不良記録素子に対応する記録位置の階調値によって決められる第1補正関数を導出する第1補正関数導出工程と、
前記不良記録素子間隔を導出した他の不良記録素子の間隔に応じて、不良記録素子の間に位置する補正に用いられる記録素子に対応する記録位置の階調値を、不良記録素子の間に外側に位置する補正に用いられる記録素子に対応する記録位置の階調値よりも小さくなるように、前記補正を行う複数の記録素子に対して重み付けをする第2補正関数を導出する第2補正関数導出工程と、
前記第1補正関数と前記第2補正関数により決められる不良記録素子階調補正関数を導出する不良記録素子階調補正関数導出工程と、
不良記録素子階調補正関数に基づいて、前記不良記録素子の補正を行う複数の記録素子に対応する記録位置の階調値を補正する画素値補正工程と、
を含むことを特徴とする画像記録方法。
【請求項7】
請求項6に記載の画像記録方法において、
前記周辺記録素子は、前記複数の記録素子を前記記録媒体の搬送方向と略直交する方向に並ぶように投影した投影記録素子列において、前記不良記録素子との距離が最短となる前記不良記録素子の両側の正常な記録素子を含むことを特徴とする画像記録方法。
【請求項8】
請求項7に記載の画像記録方法において、
前記投影記録素子列におけるi番目の不良記録素子の位置をXiとし、前記不良記録素子と他の不良記録素子との間の距離をDi、前記不良記録素子の記録位置における画素の入力画像データの階調値をcとし、前記第1補正係数は前記階調値cをパラメータとする第1の補正関数F1(c)で表され、前記第2補正係数は前記距離Diをパラメータとする第2の補正関数F2(Di)で表されるとしたときに、前記不良記録素子の一方の隣接位置(Xi−1)の記録素子の前記不良記録素子階調補正関数は、次式
F(Xi−1)=F1(c)×F2(D(i−1))
で表され、前記不良記録素子の他方の隣接位置(Xi+1)の記録素子の前記不良記録素子階調補正関数は、次式
F(Xi+1)=F1(c)×F2(Di)
で表されることを特徴とする画像記録方法。
【請求項9】
請求項8に記載の画像記録方法において、
前記第2補正関数F2(Di)は、1を最大値とする不良記録素子間の間隔Diの関数で表されることを特徴とする画像記録方法。
【請求項10】
請求項8又は9に記載の画像記録方法において、
前記第2補正関数F2(Di)を、記録素子ごとの一次元ルックアップテーブル形式で記憶する第2補正関数記憶工程を含むことを特徴とする画像記録方法。
【請求項11】
記録媒体へ画素を形成する複数の記録素子が設けられた記録ヘッドと、
前記記録ヘッドと記録媒体とを所定の搬送方向に沿って相対的に移動させる搬送手段と、
不良記録素子の位置情報を含む不良記録素子情報を取得する不良記録素子情報取得手段と、
前記取得された不良記録素子の位置情報に基づいて導出された不良記録素子間の間隔に応じて、前記不良記録素子の周辺に位置する正常な複数の記録素子を用いて前記不良記録素子に対して補正を行う不良記録素子補正手段と、
を含むことを特徴とする画像記録装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2011−161646(P2011−161646A)
【公開日】平成23年8月25日(2011.8.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−23354(P2010−23354)
【出願日】平成22年2月4日(2010.2.4)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年8月25日(2011.8.25)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年2月4日(2010.2.4)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】
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