(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに濃度の異なる同系色のインクを複数種用いて画素を記録するための画像処理装置であって、
複数段階の濃度信号レベルの画素を記録するのに用いる複数種のインクの組合せを定めたテーブルを複数種記憶した記憶手段と、
前記複数種のテーブルそれぞれを用いて前記複数段階の濃度信号レベル夫々の画素を含むテストパターンを前記複数種分、記録媒体に記録する記録手段と、
前記記録手段により前記記録媒体に記録された前記テストパターン夫々の記録濃度を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された記録濃度と当該記録濃度を実現した複数種のインクの組合せに対応した濃度信号レベルとに基づいて、前記複数種のテーブルの中から最も濃度階調の再現性の良いテーブルを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたテーブルを用いて、画像データを構成する各画素の濃度信号レベルに対応した前記複数種のインクの組合せを使用して記録するための記録データを生成する生成手段とを有し、
前記複数種のテーブルは、前記複数段階の濃度信号レベルのうち、低濃度側では同じ濃度信号レベルについて全て同じ前記組合せを定めており、最高濃度を除く高濃度側では同じ濃度信号レベルについて複数種の前記組合せを定めていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記選択手段は、前記測定手段により測定された記録濃度と前記濃度信号レベルとの相関係数を求め、前記相関係数に基づく相関が最も大きくなるテーブルを選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
互いに濃度の異なる濃度の異なる同系色のインクを複数種用いて画素を記録するための画像処理方法であって、
複数段階の濃度信号レベルの画素を記録するのに用いる前記複数種のインクの組合せを定めたテーブルを複数種記憶した記憶手段から、前記複数種のテーブルを読み出す工程と、
前記読み出した複数種のテーブルそれぞれを用いて前記複数段階の濃度信号レベル夫々の画素を含むテストパターンを前記複数種分記録媒体に記録する記録工程と、
前記記録工程で前記記録媒体に記録された前記テストパターン夫々の記録濃度を測定する測定工程と、
前記測定工程で測定された記録濃度と当該記録濃度を実現した複数種のインクの組合せに対応した濃度信号レベルとに基づいて、前記複数種のテーブルの中から最も濃度階調の再現性の良いテーブルを選択する選択工程と、
前記選択工程で選択されたテーブルを用いて、画像データを構成する各画素の濃度信号レベルに対応した前記複数種のインクの組合せを使用して記録するための記録データを生成する生成工程とを有し、
前記複数種のテーブルは、前記複数段階の濃度信号レベルのうち、低濃度側では同じ濃度信号レベルについて全て同じ前記組合せを定めており、最高濃度を除く高濃度側では同じ濃度信号レベルについて複数種の前記組合せを定めていることを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
前記選択工程では、前記測定工程で測定された記録濃度と前記濃度信号レベルとの相関係数を求め、前記相関係数に基づく相関が最も大きくなるテーブルを選択することを特徴とする請求項３に記載の画像処理方法。
【請求項５】
互いに濃度の異なる同系色のインクを複数種用いて記録媒体に画像を記録する記録装置であって、
請求項１又は２に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置の前記生成手段により生成された記録データに基づいて前記記録手段を駆動して、入力された画像データに基づく画像を記録するように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする記録装置。
【請求項６】
互いに濃度の異なる同系色のインクを複数種用いて記録媒体に画像を記録する記録方法であって、
請求項３又は４に記載の画像処理方法と、
前記画像処理方法における前記生成工程で生成された記録データに基づいて、入力された画像データに基づく画像を記録するように制御する制御工程と、
を有することを特徴とする記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる濃度の記録剤を用いて画像を記録するための画像データを作成する画像処理方法及び装置と、異なる濃度の記録剤を用いて画像を記録する記録方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、画像情報に基づいて紙やプラスチック薄板等の被記録媒体上にドットパターンからなる画像を記録するように構成されている。このような記録装置は、その記録方式により、例えばインクジェット式、ワイヤドット式、サーマル式、レーザービーム式等に分類される。これらのうち、インクジェット式（インクジェット記録装置）は、記録ヘッドの吐出口からインク（記録液）滴を吐出飛翔させ、これを被記録媒体に付着させて記録するように構成されている。
【０００３】
また近年、コンピュータの普及に伴って数多くの記録装置が使用されるようになり、これらの記録装置に対して、高速記録、高解像度、高画像品質、低騒音などの要求が高まっている。このような要求に応える記録装置として、前述のインクジェット記録装置は、比較的小型であり、カラー化にも容易に対応できるため急速に普及している。
【０００４】
インクジェット記録装置では、記録速度を向上させるために、複数のインク吐出口（ノズル）を集積配列した記録ヘッドを用いるもの、また、カラー対応として複数の記録ヘッドを備えたものが多く用いられている。また、高解像度、高画像品質の要求から、これらのインクジェット記録装置で画像情報の階調を忠実に再現する方法として、ディザ法、誤差拡散法などの中間調処理法が用いられている。
【０００５】
これらの階調の再現方法では、記録装置の解像度が充分に高い（１０００ドット／インチ程度以上）場合、優れた階調記録が可能である。しかし、記録装置の解像度が低い（３６０から７２０ドット／インチ程度）場合、ハイライト部における記録ドットが目立ち、画素の不連続性から画像のざらつき感が生じ易い。そこで、さらに階調数を増やすために、記録ドット自体を多値化する方法が行われている。例えば、記録ヘッドに印加する電圧またはパルス幅等を制御することにより、被記録媒体に付着する記録ドットの径を変調して階調を再現する方法が知られている。しかし、このような方法は環境依存性が高く、記録ドットの径が安定しないといった点や、記録可能な最小記録ドットの大きさに限界があり、安定して階調を再現することが難しい。
【０００６】
また、ドットサイズは一定のまま、ドットマトリクス（所定面積）内でのドットの密度を変える密度変調法があるが、階調数を上げるためには、１つの画素に対してかなりの面積を必要とするため解像度が悪くなる。
【０００７】
そこで、このようなインクジェット記録装置を用いて、階調特性を改善し、高密度でかつ高階調の画像を得る方法としては、複数の液滴を被記録媒体上の実質的同一箇所に着弾させて１つのドットを形成するとともに、そこに着弾させる液滴の個数を変えることによって階調を表現する、いわゆるマルチドロップレット方式や、濃度の異なる複数のインクを用いて、同系色について少なくとも２種類の濃度の異なる記録ドットにより階調を再現する記録方式、または、これら二つの方式を組み合わせた方式等が提案され実用化されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、インクジェットヘッドに収容されているインクの溶媒が徐々に蒸発するなどの原因でヘッド内のインクの濃度が時間とともに上昇することが知られている。この結果、特にマルチドロップレット方式や、同系色で濃度の異なるインクを用いて階調を表す画像を記録するインクジェット方式では、インクの濃度の変動により再生する階調のバランスが崩れ、再生された画像における階調の滑らかさが失われ、擬似輪郭が生じて再生画像の画質が損なわれる場合があった。
【０００９】
また、記録が行われる被記録媒体（記録シート）としては、その目的に応じて、画質、耐久性、価格などが異なる１０種類以上の被記録媒体が用いられることも考えられる。この場合、記録シートとインクとの組み合わせ、あるいは重ね打ちするインクの種類の組み合わせ等により、インク吸収量、インク吸収速度、生成されるドット径の大きさなどが異なり、記録された画像において、ある濃度で濃度飛びが発生したり、濃度の逆転などが起きることがある。また、濃度の異なるインクの間では、上述したインクの溶媒の蒸発による濃度変化の割合が一定ではないために濃度飛びが起こることも考えられる。これらの原因により、通常のキャリブレーションでは補正できないほど、再生される画像濃度の階調性が劣化することがあった。
【００１１】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、画像濃度に対応して記録に使用する複数種のインクの組合せを決定するためのテーブルを複数種備えておき、実際に記録されたテストパターンの記録濃度を基に最適なテーブルを選択して画像を記録するように処理する画像処理方法及び装置と、その画像を記録する記録方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また本発明の他の目的は、画像濃度に対応して記録に使用する複数種のインクの組合せを決定するための情報を記憶したテーブルを複数種用意しておき、各テーブルを用いて記録したテストパターンの記録濃度と、その記録濃度を実現した複数種のインクの組み合わせに対応した濃度信号レベルとの相関が最も大きいテーブルを用いて画像を記録するように処理する画像処理方法及び装置と、その画像を記録する記録方法及び装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の画像処理装置は以下のような構成を備える。即ち、
互いに濃度の異なる同系色のインクを複数種用いて画素を記録するための画像処理装置であって、
複数段階の濃度信号レベルの画素を記録するのに用いる複数種のインクの組合せを定めたテーブルを複数種記憶した記憶手段と、
前記複数種のテーブルそれぞれを用いて前記複数段階の濃度信号レベル夫々の画素を含むテストパターンを前記複数種分、記録媒体に記録する記録手段と、
前記記録手段により前記記録媒体に記録された前記テストパターン夫々の記録濃度を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された記録濃度と当該記録濃度を実現した複数種のインクの組合せに対応した濃度信号レベルとに基づいて、前記複数種のテーブルの中から最も濃度階調の再現性の良いテーブルを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたテーブルを用いて、画像データを構成する各画素の濃度信号レベルに対応した前記複数種のインクの組合せを使用して記録するための記録データを生成する生成手段とを有し、
前記複数種のテーブルは、前記複数段階の濃度信号レベルのうち、低濃度側では同じ濃度信号レベルについて全て同じ前記組合せを定めており、最高濃度を除く高濃度側では同じ濃度信号レベルについて複数種の前記組合せを定めていることを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するために本発明の画像処理方法は以下のような工程を備える。即ち、
互いに濃度の異なる濃度の異なる同系色のインクを複数種用いて画素を記録するための画像処理方法であって、
複数段階の濃度信号レベルの画素を記録するのに用いる前記複数種のインクの組合せを定めたテーブルを複数種記憶した記憶手段から、前記複数種のテーブルを読み出す工程と、
前記読み出した複数種のテーブルそれぞれを用いて前記複数段階の濃度信号レベル夫々の画素を含むテストパターンを前記複数種分記録媒体に記録する記録工程と、
前記記録工程で前記記録媒体に記録された前記テストパターン夫々の記録濃度を測定する測定工程と、
前記測定工程で測定された記録濃度と当該記録濃度を実現した複数種のインクの組合せに対応した濃度信号レベルとに基づいて、前記複数種のテーブルの中から最も濃度階調の再現性の良いテーブルを選択する選択工程と、
前記選択工程で選択されたテーブルを用いて、画像データを構成する各画素の濃度信号レベルに対応した前記複数種のインクの組合せを使用して記録するための記録データを生成する生成工程とを有し、
前記複数種のテーブルは、前記複数段階の濃度信号レベルのうち、低濃度側では同じ濃度信号レベルについて全て同じ前記組合せを定めており、最高濃度を除く高濃度側では同じ濃度信号レベルについて複数種の前記組合せを定めていることを特徴とする。
【００１５】
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を備える。即ち、
互いに濃度の異なる同系色のインクを複数種用いて記録媒体に画像を記録する記録装置であって、
請求項１又は２に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置の前記生成手段により生成された記録データに基づいて前記記録手段を駆動して、入力された画像データに基づく画像を記録するように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するために本発明の記録方法は以下のような工程を備える。即ち、
互いに濃度の異なる同系色のインクを複数種用いて記録媒体に画像を記録する記録方法であって、
請求項３又は４に記載の画像処理方法と、
前記画像処理方法における前記生成工程で生成された記録データに基づいて、入力された画像データに基づく画像を記録するように制御する制御工程と、
を有することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。尚、本実施の形態では説明を簡単にするため、加成性のあるインク／フィルム系を使用してモノクロ画像を記録する場合の例を挙げる。
【００１８】
［加成性について］
まず、加成性のあるインク／フィルム系とは、透過画像（transmission image）を記録する際に使用する透過フィルムにインクジェット法により画像を記録する場合、同じ画素位置に複数回インクを重ね打ちすると、その画素の濃度が、各インクで単独に記録した場合の濃度の和の濃度となることをいう。
【００１９】
この加成性の成り立つ一例を挙げる。
【００２０】
被記録媒体（記録シート）として、トランスペアレンシィフィルム（ＣＦ−３０１）上に、染料系のＣ．Ｉ．ダイレクトブラック１９の２％溶液をインクジェットプリンタを用いて一様に記録すると「０．８Ｄ」の透過濃度（transmission density）を持つ画像となり、また同様に、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９の１％溶液を用いて一様に記録すると「１．２Ｄ」の透過濃度を持つ画像となる。このインク／フィルム系では、「０」から「２．５Ｄ」の範囲で加成性がほぼ成り立つことが実験で確かめられている。
【００２１】
このような、加成性の成り立つインク／フィルム系においては、濃度の異なる複数種のインクを同じ画素位置に重ね打ちすることにより、表現できる階調数を大幅に増やすことができる。
【００２２】
［インクの濃度について］
次に、インクジェットヘッドユニットのインク濃度について説明する。
【００２３】
まず、４種類のインクを用いて画像を記録する場合を考える。ここではインクが記録媒体上で溢れることなく一画素に４回の重ね打ちができ、かつ、加成性が成り立つ場合には、インクＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の濃度の比を「１：２：４：６」として、吐出するインクの組み合わせを変えて階調数を最大とすることができる。
【００２４】
図３に、画像データに対するインク吐出の有無を示す情報を記憶するインク種分配テーブルを示す。図中、ｄ１からｄ４はインクＤ１からＤ４に対する吐出の有無を表すデータであり、その値が「１」ならばそのインクを吐出し、「０」ならば吐出なしを意味する２値データである。一例として、画像データの画素値（濃度値）が「１０」の場合には、その画素上にＤ３とＤ４のインクが重ねて吐出される。
【００２５】
これら４種類のインクの濃度比が前述のように「１：２：４：６」である場合には、このインク種分配テーブル４ｂに基づく各インクの吐出の有無の組み合わせで濃度値が「０」から「１３」までの画像データを濃度の飛び（抜け）なく表現することができる。
【００２６】
また、インクタンク及びノズルにおけるインク蒸発などによりインクの濃度が変動した場合には、他のインク種分配テーブルに変更できるようになっている。このように複数のインク種分配テーブルから最適なものを選択することにより、後に詳細に述べる濃度階調性の補正を行うことができる。
【００２７】
以下、図面を参照して本実施の形態を説明する。尚、以下に説明する本実施の形態ではインクジェット記録装置の構成として説明するが本発明はこれに限定されるものでなく、例えば、本実施の形態における画像データから記録データへの変換処理はホストコンピュータ等のコンピュータ機器で行われても良く、また或はプリンタドライバ等により実行されても良い。
【００２８】
また本実施の形態では、インクジェット記録装置の例で説明するが、本発明はこれに限らず、例えばカラー熱転写記録装置などであっても良い。
【００２９】
［実施の形態１］
図１は、本実施の形態１のインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。
【００３０】
図１において、１はスキャナなどの画像入力部、２は各種パラメータの設定およびプリント開始を指示する各種キーを備えている操作部、３は記憶媒体４に記憶された各種プログラムに従ってこの記録装置全体を制御するＣＰＵである。記憶媒体４は、制御プログラムやエラー処理プログラムに従ってこの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いる。本実施の形態の動作はすべてこのプログラムに基づいて実行される。このようなプログラムを格納する記憶媒体４としては、ＲＯＭ、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＨＤ、メモリカード、光磁気ディスクなどを用いることができる。
【００３１】
記憶媒体４において、４ａはガンマ変換処理で参照するためのガンマ補正変換テーブル、４ｂは後述のインク種分配処理で参照するためのインク種分配テーブル、４ｃはテストパターン情報、４ｄは各種プログラムを格納しているプログラム群をそれぞれ示している。
【００３２】
５はＲＡＭで、記憶媒体４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、このＲＡＭ５に記録媒体４の各種テーブルやデータ４ａ〜４ｃをコピーした後、そのテーブルやデータの内容を変更し、この変更したテーブルを参照しながら後述する画像処理を行うことも可能である。６は画像処理部で、入力画像データを基にインクジェット法により多階調を実現するための記録データを作成する。７はプリンタ部（プリンタエンジン）で、画像の記録時に画像処理部６で作成された記録データに基づいて、記録用紙等の記録媒体にドット画像を形成する。８はテストパターン濃度測定部で、後述するように、記録媒体上に記録されたテストパターンの濃度を測定し、その測定結果に基づいてインク種分配テーブル４ｂの更新、変更を行う。９はバスラインで、上述の各部を接続し、アドレス信号、データ、制御信号などを伝送している。
【００３３】
次に、図２を参照して本実施の形態の画像処理部６の大まかな処理について説明する。
【００３４】
図２は、本実施の形態の画像処理部６における処理の流れを示す図である。
【００３５】
画像入力部１で入力された画像信号ＣＶはガンマ補正処理１１に入力されて、ガンマ補正変換テーブル４ａを参照して濃度を表す濃度信号ＣＤに変換される。こうしてガンマ補正された画像の濃度信号ＣＤは、ＲＡＭ５の画像処理ワークエリアのページメモリ領域に格納される。
【００３６】
注目画素選択処理１２は、ＲＡＭ５のページメモリ領域内のこれから処理をしようとする１画素（注目画素）を選択し、その選択した画素の濃度データＣＤを得る。インク種分配処理１３では、注目画素選択処理１２で選択された注目画素の濃度値（ＣＤ値）を基にインク種分配テーブル４ｂを参照して、その注目画素の濃度ＣＤを表現するためのインクの組み合わせ候補を選択する。
【００３７】
以上の処理を行うことにより、注目画素を記録するための２値データの決定処理が終了する。
【００３８】
プリンタ部７では、異なる濃度を有するインクジェットヘッドユニットからｄ１、ｄ２、ｄ３、…の２値データに応じて、対応するインク吐出口列よりインクを吐出させ多階調画像を形成する。尚、図２において、１７−１，１７−２、…は遅延回路であり、各インク吐出列から同じ画素位置にインクを重ね打ちするためのタイミングをとる働きをする。
【００３９】
次に、図４を参照して本実施の形態のプリンタ部７について説明する。
【００４０】
図４は、本実施の形態のプリンタ部７の主要部の構成を示す概観図である。
【００４１】
キャリッジ２０上には、複数のインクジェットヘッドユニット２１−１〜２１−４が載置されている。それぞれのインクジェットヘッドユニット２１は、インクを吐出するための吐出口（ノズル）列が設けられており、各インクジェットヘッドユニット２１は所定の間隔を置いて設置されている。その結果、各インクジェットヘッドユニット２１のノズル列の間隔も所定間隔となっている。各インクジェットヘッドユニット２１−１〜２１−４の各ノズル列に供給されるインクは、インクカートリッジ２２−１〜２２−４のそれぞれから供給されており、インクカートリッジ２２−１〜２２−４のそれぞれは、各インクＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を供給するためのインクカートリッジである。尚、これら各カートリッジに収容されているインクの濃度については後述する。これらインクジェットヘッドユニット２１への制御信号や記録信号などはフレキシブルケーブル２３を介して前述の画像処理部６より送られる。
【００４２】
２４は被記録媒体で、例えば用紙やプラスチック薄板等であり、不図示の搬送ローラを経て排紙ローラ２５に挟時され、搬送モータ２６の回転駆動に伴って矢印方向に送られる。２７はキャリッジ２０の走行を案内支持するためのガイドシャフト、２８はリニアエンコーダで、キャリッジ２０の走行位置を検出している。キャリッジ２０は、キャリッジモータ３０の回転駆動により駆動ベルト２９を介して搬送駆動され、ガイドシャフト２７に沿って往復運動させられる。
【００４３】
前述のインクジェットヘッドユニット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、前記発熱素子を記録データに基づいて駆動し、インクＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の順に被記録媒体２４上にインク液滴を飛翔させて、付着させることにより、被記録媒体２４上に画像を形成することができる。
【００４４】
インクジェットヘッドユニット２１による記録領域外に設定されたキヤリッジ２０のホームポジションには、キャップ部３１−１〜３１−４を備える回復ユニット３２が設置されている。これにより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の各キャップ３１−１〜３１−４により対応するインクジェットヘッドユニット２１−１〜２１−４のインク吐出口面を密閉し、吐出口内のインク溶剤の蒸発に起因するインクの固着あるいは塵挨などの異物の付着などによる目詰まりを防止する。
【００４５】
また、上記キャップ部３１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で、キャップ部３１ヘインクを吐出させる空吐出に利用されたり、またキャップ部３１によりインク吐出口をキャップした状態で不図示のポンプを作動させて、インク吐出口からインクを吸引することにより、吐出不良を起こした吐出口の吐出回復に利用される。３３はインク受けで、各インクジェットヘッドユニット２１−１から２１−４が記録直前にインク受け３３上部を通過する時に、このインク受け３３に向けて予備吐出を行うのに利用される。またキャップ部３１の隣接位置に不図示のプレード、拭き部材を配置することにより、インクジェットヘッドユニット２１−１〜２１−４のインク吐出口形成面をクリーニングすることが可能である。
【００４６】
被記録媒体２４の排出口近傍には、記録されたテストパターンの濃度を測定するための濃度測定部８が不図示の支持手段により支持されて設けられている。この濃度測定部８は、例えばＬＥＤなどの光源とフォトトランジスタ等の光検出器と、この光検出器からの出力される電気信号を入力する測定回路等を有している。即ち、光源から発せられ被記録媒体２４を通過した透過光の強度を光検出器により検出し、その被記録媒体２４に記録されたテストパターンの濃度を測定する。この濃度測定部８は、図６の６０１〜６０３で示すような階調テストパターンをプリントした直後に、各階調パターンの透過濃度を算出し、この測定した濃度に従って自動キャリブレーションを行うためのデータを作成する。尚、本発明はこのような透過画像の濃度測定に限定されるものでなく、例えば光源から被記録媒体２４のテストパターンを照射し、その反射光を読み取って濃度を測定する場合にも同様に適用できることは言うまでもない。
【００４７】
図５は、インクジェットヘッドユニット２１−１〜２１−４のインク吐出口（ノズル）列の配置を被記録媒体２４側から見た図である。この図５を参照して、本実施の形態のプリンタ部７におけるインク吐出口列の構成および画像構成例について説明する。
【００４８】
図５において、４０−１〜４０−４のそれぞれは、インクＤ１乃至Ｄ４のそれぞれを吐出する吐出口列であり、各ユニットの吐出口列は１インチあたり６００ドット（６００ｄｐｉ）ピッチで、縦（副走査）方向に２５６個の吐出口を備えている。こうして主走査方向へのキャリッジ２０の１回の走査により、インクＤ１からＤ４の４種類のインクを副走査方向に重ね合わせた２５６ドット幅の画像を形成することができる。これによりプリント時間を短くして高階調の画像を生成できる。
【００４９】
［自動濃度キャリブレーション］
次に、本実施の形態のインクジェット記録装置を用いて印刷する際、被記録媒体の画像の濃度階調が常に良好になるように行う自動キャリブレーションの方法について述べる。
【００５０】
図７は、本実施の形態における自動キャリブレーションの手順を示すフローチャートである。
【００５１】
まず図８（Ａ）〜（Ｃ）で示される複数（ここではテーブル＃１〜＃３の３種類）のインク種分配テーブルのそれぞれを用いて濃度階調のテストパターンを図６に示すように１枚の記録媒体上に記録する（ステップＳ１）。次にステップＳ２に進み、プリンタ部７の濃度測定部８により、各インク種分配テーブルをもとに記録したテストパターンの濃度を測定する。次にステップＳ３に進み、各インク種分配テーブルについて、測定した濃度を画像信号の濃度レベルに対して最小２乗法を用いて直線近似を行う。そしてステップＳ４に進み、最小２乗法の相関係数がもっとも大きいインク種分配テーブルを求める。ここでは、この最小２乗法の相関係数がもっとも大きいインク種分配テーブルが最も階調の再現性のよいデータテーブルであると考えられるので、このテーブルを記憶媒体４のインク種分配テーブル４ｂにセットして、プリント部７をレディ状態にして待機させる。これにより、これ以後のプリントを行う際には、このインク種分配テーブル４ｂを用いて、画像の濃度値に応じて使用するインクジェットヘッドユニットを決定し、それに従ってプリントを実行する。
【００５２】
次に上述のステップＳ４におけるキャリブレーションの動作を、図２を参照してより詳しく説明する。
【００５３】
前述したように記憶媒体４には、テストパターン情報として、複数のインク種分配テーブル＃１，＃２，＃３（図８）と、約１６階調の画像濃度を備える階調濃度パターンに対応する画像データが予め記憶されているものとする。
【００５４】
本実施の形態においては複数のインク種分配テーブルとして、画像濃度信号レベル８〜１４の範囲に対応して、３つのインク種の組み合わせ（３つのテーブル）を記憶している。このように画像濃度が高い領域で複数種の組み合わせを用意しているのは、高い画像濃度を表現する場合に用いる高い濃度のインクの方が濃度変化に対する影響が大きいためである。
【００５５】
また経時変化による影響はインク濃度が上昇する方向に表れやすいので、用意するテーブルは基準となるテーブルの予測透過濃度より透過濃度が低いものを用意する、もしくは予測透過濃度が低いテーブルの数を予測透過濃度が高いテーブルの数より多くすることが望ましい。
【００５６】
ここで装置の電源がオンされた時、或は操作者がプリンタ部７を使用する前、或はインクまたは被記録媒体を変更した時、又はヘッドが交換された場合等に、必要に応じて任意のタイミング、もしくは定期的に、操作部２にある不図示の自動校正開始ボタンを押すか、もしくはホスト側からの指示により、本実施の形態の自動較正（キャリブレーション）操作が開始される。
【００５７】
まず記憶媒体４のインク種分配テーブル４ｂにインク種分配テーブル＃１が書き込まれる。次に、前述のテストパターンの画像データが画像信号ＣＶとして画像処理部６に入力される。この画像データを、ガンマ補正変換テーブル４ａを用いて濃度を表す信号ＣＤに変換し、その濃度信号をＲＡＭ５の画像処理ワークエリアのページメモリ領域に格納する。
【００５８】
次に、この濃度信号に変換されたテストパターンの１画素（注目画素）が選択されて、その画素の濃度データＣＤを得る。この得られた濃度データＣＤをもとにインク種分配テーブル＃１を参照して、この画素を記録するためのインクの組み合わせを決定し、それぞれのインクジェットヘッドユニットに対応して、その画素を記録するためのインク吐出、或は非吐出を示す２値データｄ１，ｄ２，ｄ３，…を生成する。この生成された２値データに応じて、各対応するインクジェットヘッドユニットからインクが吐出されて、その画素が記録される。このような処理を他の画素に対しても順次実行することにより、インク種分配テーブル＃１を用いて作成された２値データに基づいて、そのテストパターンが記録される。
【００５９】
こうしてテストパターンの記録が終了すると、次にインク種分配テーブル４ｂはインク種分配テーブル＃２に書き換えられている。そして再び、同じテストパターンデータをもとに、今度はインク種分配テーブル＃２を用いて、記録に使用するインクジェットヘッドユニットの組み合わせを決定し、前述と同様にして被記録媒体に記録する。
【００６０】
以下同様に、インク種分配テーブル＃３を決定した２値データに基づいて記録を行い、最終的に図６のようなテストパターンの記録結果を得る。図６において、例えば６０１はインク種分配テーブル＃１を用いて記録した結果を示し、６０２はインク種分配テーブル＃２を用いて記録した結果、６０３はインク種分配テーブル＃３を用いて記録した結果をそれぞれ示している。
【００６１】
ここでは図６に示すように、階調パターンが１列に並ぶように記録されるため、濃度測定部８の光センサが１つで済み、簡単な構成で正確に濃度が測定できるという利点がある。また１枚の被記録媒体に連続して記録するため、校正に必要な被記録媒体の数を最小にでき、被記録媒体のそれぞれのばらつきに影響されることなく正確な濃度測定、及び校正が行われることとなる。
【００６２】
次に、この被記録媒体がプリント部７から排出される際、濃度測定部８により各濃度が測定される。つまり、階調パターンが記録された被記録媒体は、排紙ローラ２５により階調パターンの並び方向に搬送され、各階調の濃度パターンが次々と濃度測定部８を通過して、それらの濃度が自動的に測定される。
【００６３】
ここで各階調の画像データに対して測定された各階調パターンの濃度をプロットすると図９示すようになる。このようにインク種分配テーブルの特性の違いにより異なる濃度階調性が得られる。
【００６４】
図９においては、インクＤ３，Ｄ４の濃度がそれぞれ５％，２０％上昇して、それぞれ「０．４２Ｄ」，「０．７２Ｄ」になった場合の実際の測定濃度をプロットした例を示している。なお、このプロットは、本実施の形態の説明のためのもので、実際の自動キャリブレーションで行う必要はない。
【００６５】
ここで複数のインク種分配テーブル（＃１〜＃３）の中から最適なテーブルを得るために、本実施の形態の自動キャリブレーション処理では、テストパターンの記録、濃度の測定後に濃度が飽和する箇所を除いた１４階調（画像濃度レベル「０」〜「１３」）について、記録結果から測定した濃度データと元の画像データとの差をもとに最小二乗法による直線近似を行い、これらの間の相関係数を求める。ここで相関関数が最も大きいインク種分配テーブルが濃度階調の再現性が最も良いと考えられるので、そのインク種分配テーブルを記憶媒体４のインク種分配テーブル４ｂに書き込み、次にキャリブレーションを行うまで、実際の記録に使用するインク種分配テーブルとする。こうして決定されたインク種分配テーブル４ｂに基づいて、画像濃度に対応して記録に使用するインクジェットヘッドユニットを決定し、この決定されたデータ（２値データ）に基づいて記録を行う。
【００６６】
図９の例では、インク種分配テーブル＃１，＃２，＃３のそれぞれを使用して記録した階調パターンの測定濃度を上記のように直線近似した時の相関係数はそれぞれ、「０．９９７」，「０．９９９」，「０．９９４」となる。これにより相関係数が最も大きいインク種分配テーブル＃２が最も良い階調性を持つインク種分配テーブルとして決定され、このインク種分配テーブル＃２が記憶媒体４のインク種分配テーブル４ｂに書き込まれ、これ以降の記録処理（図２の流れ図に示す）において、このテーブル４ｂが用いられることになる。
【００６７】
尚、この実施の形態では、最小二乗法の相関係数を用いてインク種分配テーブルの評価を行ったが、本発明はこの方法に限定されるものでなく、他の評価方法を用いて最適なインク種分配テーブルを選択してもよい。
【００６８】
また、この実施の形態では、使用するインクの種類が４種類の場合で説明したが本発明はこれに限定されるものではない。また、予め用意するインク種分配テーブルの数も３つに限らず、より多くのインク種分配テーブルを用意することにより、インクの濃度変化が大きい場合にも最適な階調再生特性を有するインク種分配テーブルを選択することができる。
【００６９】
また、テストパターンも図６に示すパターンに限定されるものでなく、測定の形態に応じて最適な形状、最適な階調パターンのテストパターンを用いることで最適な校正ができる。
【００７０】
また、本実施の形態では、予め用意されたインク種分配テーブルを用いてテストプリントを行っているが、テストパターンの濃度測定の結果に基づいてインク種分配テーブルを新たに作成したり、既存のインク種分配テーブルを修正したりして濃度変化の程度に応じたインク種分配テーブルを用意し、これらのインク種分配テーブルを含む複数のインク種分配テーブルを用いてテストプリントを行うこともできる。
【００７１】
また、本実施の形態では、テストパターンの濃度測定を自動的に行っていたが濃度測定だけを他のシステムで行い、測定した濃度データを転送し、または操作者がコントロールパネルなどより入力することによっても、同様にして最適なインク種分配テーブルを選択して記録することができる。
【００７２】
以上の本実施の形態において、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として説明したが、これに限らず、インクの吐出を行わせる手段として圧電素子を用いる方式においても本発明を適用することができる。かかる方式によれば記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【００７３】
尚、インクを吐出させる手段として熱エネルギーを発生する手段を用いた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をすると、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。
【００７４】
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。
【００７５】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。
【００７６】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、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。
【００７７】
加えて、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
【００７８】
また、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定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、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うために有効である。
【００７９】
以上説明した本発明の実施の形態においては、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、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。
【００８０】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【００８１】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００８２】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００８３】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００８４】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００８５】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００８６】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００８７】
以上説明したように本実施の形態によれば、インクの濃度が変化しても階調性の優れた高品位の記録を行うことができる。
【００８８】
また、インクの濃度の変動の他にも、被記録媒体の種類により記録した部分の濃度が異なり濃度階調性が劣化することがあるが、この場合にも本実施の形態で説明したような自動キャリブレーションを行うことにより、常に最適な濃度階調性を持つ画像を再生・出力できる。また、重ね打つインクの組み合わせ、あるいはインクと被記録媒体との組み合わせなどにより、再生される濃度の階調性が大きく異なっても最適な分配テーブルを選択することができる。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、画像濃度に対応して記録に使用する複数種のインクの組合せを決定するためのテーブルを複数種備えておき、実際に記録されたテストパターンの記録濃度を基に最適なテーブルを選択して画像を記録するように処理するので、階調性の良い画像を記録することができる。
【００９１】
また本発明によれば、画像濃度に対応して記録に使用する複数種のインクの組合せを決定するための情報を記憶したテーブルを複数種用意しておき、各テーブルを用いて記録したテストパターンの記録濃度と、その記録濃度を実現した複数種のインクの組み合わせに対応した濃度信号レベルとの相関が最も大きいテーブルを用いて画像を記録するので、最適なインク種の組合せを選択して階調の再現性の良い画像を記録することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態のインクジェット記録装置の画像処理部における画像信号処理の一例を示す流れ図である。
【図３】本実施の形態に係るインク種分配テーブルの一例を示す図である。
【図４】本実施の形態のインクジェット記録装置のプリンタ部のプリント機構の要部構成を示す図である。
【図５】本実施の形態におけるインクジェットヘッドユニットのインクの吐出口列の配置を示す図である。
【図６】本実施の形態における自動キャリブレーションのためのテストパターンのプリント結果の一例を示す図である。
【図７】本実施の形態の自動キャリブレーション処理の流れを説明するフローチャートである。
【図８】本実施の形態における複数のインク種分配テーブルを説明する図である。
【図９】本実施の形態における濃度階調の再生特性の評価方法を説明する図である。
【図１】
0003839989.tif 000002
【図２】
0003839989.tif 000003
【図３】
0003839989.tif 000004
【図４】
0003839989.tif 000005
【図５】
0003839989.tif 000006
【図６】
0003839989.tif 000007
【図７】
0003839989.tif 000008
【図８】
0003839989.tif 000009
【図９】
0003839989.tif 000010