JP3588194B2

JP3588194B2 - 印刷システム、その濃度補正方法およびテストパターン

Info

Publication number: JP3588194B2
Application number: JP15725096A
Authority: JP
Inventors: 哲山田; 祐三和田
Original assignee: Canon Finetech Inc
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2016-06-18
Also published as: JPH10838A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷装置によりテストパターンを印刷し、その印刷結果を画像読み取り装置により読み取り、その読み取り結果に基づき印刷装置の出力に濃度むらが生じないよう補正を行う印刷システム、その濃度補正方法および濃度補正に用いるテストパターンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数個のノズルを形成するインク流路（印字素子と称す）からインクを吐出する印刷ヘッドを使用した印刷装置として知られている。このような印刷装置の印刷ヘッドの上記印字素子の形状は微細なばらつきがあり、この影響と記録剤、すなわち、インクの吐出量のばらつきとにより印刷結果に濃度斑が生じる。このような濃度斑をなくし、印字結果の濃度を均一にする補正方法としてヘッドシェーディング（以下、ＨＳとも言うこととする）と呼ばれる技術が知られている。
【０００３】
この補正方法を使用する印刷システムの代表例を図１に示す。図１において、原稿露光系（画像読み取り系）１０１、画像処理部１０２、作像部１０３が１つの装置内に形成されている。原稿露光系１０１は原稿画像を読み取りその読み取り結果を画像処理部１０２に引き渡す。画像処理部１０２では内部に記憶されたＨＳデータ１０５を使用してカラー補正、ｎ値化（ｎ＝２，３，４．．．．）を施す。むろんＨＳ方法を使用した補正もここで行われる。なお、ＨＳデータ１０５は読み取り画像信号の値を直接印刷ヘッド１０４の印字素子へ出力する出力信号に変換する変換係数であり、補正係数としても使用される。
【０００４】
補正された読み取りデータは作像部１０３に送られ上述の印刷ヘッド１０４により印刷が行われる。
【０００５】
このような印刷システムで補正に使用するＨＳデータを取得するためには予め同一レベルの出力信号値を各印字素子に与えてテストパターンを印刷し、その印刷結果を原稿露光系１０１で読み取る。この読み取り結果として得られる濃度分布が均一とならない箇所（画素位置）が補正を要する異常箇所となる。均一濃度とするための補正係数は異常および正常の画素位置の読み取り画像データの値から定まる。補正係数を定めるための計算式は多数提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来この種システムでは、図１に示した画像読み取り系１０１に対応する画像読み取り装置としてのスキャナ、作像部１０３に対応する印刷装置、印刷すべきイメージを記憶する記憶装置等を、画像処理部１０２に対応するパーソナルコンピュータに対して外部接続する構成の場合に、ＨＳの補正精度が悪くなるという不具合が生じるおそれがある。特に、原稿露光系１０１がハンディスキャナ型のような手動駆動で原稿を移動させる画像読み取り装置の場合に、原稿の搬送ムラが生じる。その結果、読み取られたテストパターンにデータの欠けや余剰データが発生し、印刷ヘッドの各印字素子の印刷画素位置と、その印刷画素位置に対応すべき読み取り画素位置の対応関係がくずれてしまうという問題が発生する。
【０００７】
このように印刷画素位置と読み取り画素位置の対応関係が変わることは、補正対象の印字素子が補正の必要のない印字素子に変更されることになり、その結果、印刷の画質の劣化が生じる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、テストパターンの読み取り画像を使用して濃度補正用データを作成するに際し、画像読み取り装置の影響を受けない印刷システム、その濃度補正方法およびテストパターンを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の印字素子を配列させた印刷ヘッドを有する印刷装置により濃度補正用のパターンを印刷し、その印刷結果の前記パターンを画像読み取り装置により読み取り、当該読み取ったパターンの画像データに基づき、情報処理装置において印刷対象の画像データについて前記印字素子毎の濃度補正を行う印刷システムにおいて、位置検出用の複数のマークであって、前記複数の印字素子により印字する複数のマークを前記パターンに近接させて前記印刷装置に印刷させる印刷制御手段と、当該印刷された複数のマークの位置を前記画像読み取り装置の読み取り結果から検出する画像解析手段と、当該検出された複数のマークの位置に対応する印字素子の前記パターン上の印字画素を前記画像読み取り装置の読み取り結果の中から検出する第１情報処理手段と、当該検出した印字画素に対応する読み取り画像データを前記複数の印字素子全てについて取得する第２情報処理手段とを前記情報処理手段が備え、複数のマークを前記パターンを中心にして対称となるように印字することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の印刷システムにおいて、前記複数のマークは一定間隔毎の印字素子により印字されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の印刷システムにおいて、前記複数のマークを複数段に分けて印字することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３に記載の印刷システムにおいて、請求項１に記載の印刷ヘッドは複数色分用意されており、段毎に異なる色で前記マークを印字することを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、複数の印字素子を配列させた印刷ヘッドを有する印刷装置により濃度補正用のパターンをテストパターンとして印刷し、その印刷結果の前記パターンを画像読み取り装置により読み取り、当該読み取ったパターンの画像データに基づき、情報処理装置において印刷対象の画像データについて前記印字素子毎の濃度補正を行うテストパターンにおいて、位置検出用の複数のマークであって、前記複数の印字素子により印字する複数のマークを前記パターンに近接させて配置し、複数のマークを前記パターンを中心にして対称となるように印字することを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項５に記載のテストパターンにおいて、前記複数のマークは一定間隔毎の印字素子により印字されることを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項６に記載のテストパターンにおいて、前記複数のマークを複数段に分けて印字することを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項７に記載のテストパターンにおいて、請求項７に記載の印刷ヘッドは複数色分用意されており、段毎に異なる色で前記マークを印字することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。図２は本発明を適用した印刷システムのシステム構成を示す。図２において、パーソナルコンピュータ２０２に対して、プリンタ２０１、スキャナ２０３、記憶装置２０４が接続されている。図３はパーソナルコンピュータ２０２の内部構成を示す。図３において、ＣＰＵ３１０はパーソナルコンピュータ３０４のシステム制御を行う他、本発明に関わるヘッドシェーディング補正を行う。本実施例のヘッドシェーディング処理は以下の点が従来例と異なる。第１には図５に示すようなテストパターン（後述）のイメージをパーソナルコンピュータ３０４内に内蔵し、ＨＳ補正データ作成時にこのテストパターンを印刷する点である。第２にはこのテストパターンに記載されたタイミングマークを読み取り画像の中から検出し、印字素子と、読み取り画素の対応付けをこのタイミングマークを使用して行う点である。
【００２１】
システムメモリ３１１はＲＯＭおよびＲＡＭで構成され、ＣＰＵ３１０の演算に使用するデータを一時記憶する。スキャナ３０１により読み取られたテストパターンイメージもシステムメモリ３１１に記憶される。入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）３１２はスキャナ３０１と接続するＳＣＳＩインタフェースやプリンタ３０５と接続するシリアルインタフェースを有し、外部接続の機器とＣＰＵ３１０との間でデータ転送を行う。
【００２２】
ハードディスク記憶装置３１３にはＨＳ補正データ作成のための図６の制御手順をＣＰＵ３１０が実行可能なプログラム言語の形態で格納する。また、図５のテストパターンを印刷するためのイメージを格納する。ＨＤ３１３にはその他、スキャナ３０１、プリンタ３０５、記憶装置３０２を制御するための制御プログラム（ドライバとも呼ばれる）が格納されている。キーボード（ＫＢ）３１４はＣＰＵ３１０に対する動作指示や各種データを入力する。このキーボード３１４にはマウスと呼ばれるポインティングデバイスが接続され、ＣＲＴ３１５の表示画面上のマウスによる位置指定により動作指示も行うことができる。
【００２３】
ＣＲＴ３１５は印刷対象のイメージをワープロソフト、画像処理ソフト、あるいは描画ソフトの制御により表示する。このようなパーソナルコンピュータ３０４に対して、記憶装置（光磁気記憶装置、フロッピーディスク記憶装置等）３０２が接続され、印刷対象のイメージを記憶装置３０２からパーソナルコンピュータ３０２に読み込む。プリンタ３０５にはカラーバーコードプリンタを使用する。
【００２４】
プリンタ３０５の記録部の概略構造を図４に示す。カラーバーコードプリンタはブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクを吐出するヘッド４０１、４０２、４０３、４０４を有している。
【００２５】
ヘッド４０１〜４０４の構造は共通でありそのノズル配置の構成を図５に示す。ヘッドは一列に１３６０個のインク吐出用のノズルが配置されておりその内の１３４４個が描画エリアの印字に使用される。また、これら複数のノズルは１１のブロックに分割され、ブロック単位で駆動制御される。
【００２６】
本実施例で使用するテストパターンについて図５を使用して説明する。符号６０４〜６０７は本発明に関わるタイミングマークである。第１段目のタイミングマーク６０４はヘッド６０１の描画エリアの左端第１番目のノズル６０２により印字する直線イメージである。第１段目の第２番目のタイミングマーク６０４は第５番目のノズル６０２に印字する直線イメージである。以下、９番目のノズル６０２、１３番目ノズル６０２．．．というように一定間隔のノズル６０２により描画エリア内で印字するタイミングマーク６０４のイメージが用意されている。第２段目のタイミングマークは描画エリアの左端から第２番目のノズル６０２、第６番目のノズル６０２、第１０番目のノズル６０２．．．の順でタイミングマーク６０５のイメージを印字させる。
【００２７】
タイミングマーク６０６についても、同様に、左端から第３番目のノズル６０２から始まり一定間隔毎のノズル群によって、タイミングマーク６０８は左端から第４番目のノズル６０２から始まる一定間隔のノズル群により印字するイメージである。このようなタイミングマークはヘッド補正パターン６０８を挟んで対称に設けられている。このようにタイミングマークを一定間隔のノズル６０２により印字することによりタイミングマークの間には空白部が生じ、後述するが読み取り画像中でこのタイミングマークを検出することが容易となる。タイミングマークは片側に描画エリア内のノズル６０２を全て使用して印字する。また、ヘッド補正パターンを中心にして対称に一対のタイミングマーク群を用意する。
【００２８】
ヘッド補正パターン６０８には従来と同様のパターンを使用できる。この例では、４色の領域があり、印刷ヘッド４０１〜４０４のそれぞれを使用して最大濃度の５０％で均一濃度でノズル６０２が画像を形成するような２値化パターンを使用する。一番簡単な例では４つの矩形領域を４色のそれぞれの色で塗りつぶしたものとすることができる。
【００２９】
このようなテストパターンを使用してＨＳデータ（変換係数）を作成するための処理を図６を使用して説明する。
【００３０】
キーボード３１４から図６の処理手順の実行が指示されると、ＣＰＵ３１０はＨＤ３１３からテストパターンイメージを読み出して印刷制御を行ってプリンタ３０５に印刷させる。この印刷制御はプリンタドライバと呼ばれる印刷制御プログラムにより実現される（ステップＳ５０２）。このときのＣＰＵ３１０が本発明の印刷制御手段として動作する。印刷結果をスキャナ３０１にセットした後、その旨をキーボード３１４からの情報入力によりＣＰＵ３１０が知ると、ＣＰＵ３１０はスキャナ用ドライバによりスキャナ３０１を制御して、テストパターン画像を読み取らせる。読み取り結果はＩ／Ｏ３１２を介してシステムメモリ３１１に記憶される（ステップＳ５０２）。
【００３１】
ＣＰＵ３１０はこの読み取り結果に対して画像解析を行って、タイミングマークを検出する。図５のタイミングマーク６０４〜６０７を主走査方向に読み取り画素毎の画像データ（輝度値）を得る。副走査方向に沿って上記主走査方向の読み取りを複数回（ｎ回）行う。主走査方向の画素位置を共通とする画像データｎ個を合計すると、主走査方向、すなわち、ノズル列方向に沿った合計値（輝度値）の分布は図７の符号７０１から７０４に示すものとなる。符号６０４〜６０７のタイミングマークがそれぞれ７０１〜７０４の輝度分布に対応する。そこでＣＰＵ３１０はこの輝度分布の極小値をもつ座標値を検出し、この座標値に対応するヘッド補正パターンの画像データを取得し、その平均値を算出する。
【００３２】
より具体的には、第１番目のノズルにより印字されたタイミングマークの読み取り画像の中の画素位置が図７において示すようにＸ１，Ｙ１（ここで主走査方向がＸ軸、副走査方向がＹ軸）として得られると、ヘッド補正パターンの画像データの中のＸ１座標の画像データを取り出し、平均を求める。このような平均値はラスター平均と呼ばれる。このラスター平均値を第１番目のノズルにより印字した画素の濃度値としてシステムメモリ３１１内のバッファ領域に書き込む。以下、上述の処理を描画エリア内のノズル個数分（本例では１３４４個）だけ繰り返すと、ある色についての描画エリア内のノズル全てにより印字された画像データがバッファ領域７０５に書き込まれる。この濃度値が不均一となるものを見つけ、その濃度値が濃度補正後に均一となるようなＨＳデータを作成する。また、このバッファの位置がノズルの位置と対応することは言うまでもないであろう。このＨＳデータ作成処理自体は周知の処理を使用できるので、詳細な説明を要しないであろう。
【００３３】
以上説明した処理ではタイミングマークは片側のみを使用する例であった。両側のタイミングマークを使用する場合にはたとえば、第１番目のノズルにより印字された第１番目のタイミングマーク（ヘッド補正パターンを挟んで２つ存在する）の読み取り座標位置Ｘ１，Ｘ１′を検出し、（Ｘ１＋Ｘ１′）／２の座標値のヘッド補正パターンのラスター平均値を取得する。以上の処理を４色分行うことによりカラーのＨＳデータが作成される（ステップＳ５０４）。作成されたＨＳデータはＨＤ３１３に保存記憶され、以後の印刷時の濃度補正に使用される。
【００３４】
本実施例では上述のタイミングマークは複数段に分けて印字するので、タイミングマーク間に空白部が生じ、タイミングマークの位置検出が容易となる。また、各段毎に色を変えているので、段の切れ目の認識が容易となる。
【００３５】
本実施例の他に次の例を実施できる。
【００３６】
１）上述の実施例では、印字素子が主走査方向に一ライン分配置されたライン型の印刷ヘッドを説明したが副走査方向に複数の印字素子を配置した印刷ヘッドを主走査方向に搬送させるプリンタにも本発明を適用することができる。この場合には、テストパターンのタイミングマークの直線の記載方向が主走査方向、すなわち、図５のテストパターンを９０度回転させた形態となる。
【００３７】
２）上述の実施例では片側４段のタイミングマークを用意し、段ごとにタイミングマークの色分けを行っているが、この色分けを行わず、タイミングマークの形状を点線、直線というように形状を変える構成であってもよい。
【００３８】
３）上述の実施例ではカラープリンタを例に説明したが白黒グレー階調の印刷を行うプリンタにも本発明を適用できる。
【００３９】
４）本発明を適用する印刷ヘッドはインク吐出の印字素子に限らず、熱転写型の印字素子も可能であり、印字素子の形態にとらわれることはないがインク吐出の印字素子に最も効果的である。この場合には、印字素子の駆動電圧により濃度補正を行えばよく、γ補正テーブルを印字素子ごとに作成することになる。
【００４０】
【発明の効果】
以上、説明したように請求項１、５の発明によれば、濃度補正用パターンの読み取り画素位置とその画素位置で印字した印字素子の対応関係をマークに検出される。読み取り原稿に位置ずれが生じても、マークも濃度補正用パターンと共に相対的に位置ずれするので上記対応関係がくずれることはない。また、画像読み取り装置の読み取り解像度を変更しても、読み取り結果の中のマークと濃度補正用パターンの相対的位置は変わらないので、読み取り解像度の影響を受けない。このため、画像読み取り装置を他機種に自由に交換できる。さらに、同一の印字素子により２つのマークを作成し、濃度編集用パターンを中心に対抗させることにより、読み取り原稿が斜めに搬送されても、上記２つのマークから印字素子の印字位置が特定できる。
【００４１】
請求項２、６の発明によれば、マークとマークの間に空白部が生じ読み取り画像中でのマークの検出が容易となる。
【００４２】
請求項３、７の発明によれば、複数段に分けて、マークを印字することによりマーク間の空白距離を大きくとり、かつ、多数の印字素子のマークを印字することができる。
【００４３】
請求項４、８の発明によれば、異なる色により段の区別が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の印刷システムのシステム構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明実施例のシステム構成を示す機能構成図である。
【図３】本発明実施例のパーソナルコンピュータのシステム構成を示すブロック図である。
【図４】印刷装置の記録部の構造を示す説明図である。
【図５】印刷ヘッドのノズル配置およびテストパターンを示す構成図である。
【図６】本発明実施例の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】タイミングマークの位置と、補正データの位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１０１露光系
１０２画像処理部
１０５ＨＳデータ
１０３作像部
１０４印刷ヘッド
２０１、３０５印刷装置（プリンタ）
２０２、３０４パーソナルコンピュータ
２０３、３０１画像読み取り装置（スキャナ）
２０４、３０２記憶装置

Claims

複数の印字素子を配列させた印刷ヘッドを有する印刷装置により濃度補正用のパターンを印刷し、その印刷結果の前記パターンを画像読み取り装置により読み取り、当該読み取ったパターンの画像データに基づき、情報処理装置において印刷対象の画像データについて前記印字素子毎の濃度補正を行う印刷システムにおいて、
位置検出用の複数のマークであって、前記複数の印字素子により印字する複数のマークを前記パターンに近接させて前記印刷装置に印刷させる印刷制御手段と、
当該印刷された複数のマークの位置を前記画像読み取り装置の読み取り結果から検出する画像解析手段と、
当該検出された複数のマークの位置に対応する印字素子の前記パターン上の印字画素を前記画像読み取り装置の読み取り結果の中から検出する第１情報処理手段と、
当該検出した印字画素に対応する読み取り画像データを前記複数の印字素子全てについて取得する第２情報処理手段とを前記情報処理手段が備え、
複数のマークを前記パターンを中心にして対称となるように印字することを特徴とする印刷システム。
請求項１に記載の印刷システムにおいて、前記複数のマークは一定間隔毎の印字素子により印字されることを特徴とする印刷システム。
請求項２に記載の印刷システムにおいて、前記複数のマークを複数段に分けて印字することを特徴とする印刷システム。
請求項３に記載の印刷システムにおいて、請求項１に記載の印刷ヘッドは複数色分用意されており、段毎に異なる色で前記マークを印字することを特徴とする印刷システム。
複数の印字素子を配列させた印刷ヘッドを有する印刷装置により濃度補正用のパターンをテストパターンとして印刷し、その印刷結果の前記パターンを画像読み取り装置により読み取り、当該読み取ったパターンの画像データに基づき、情報処理装置において印刷対象の画像データについて前記印字素子毎の濃度補正を行うテストパターンにおいて、
位置検出用の複数のマークであって、前記複数の印字素子により印字する複数のマークを前記パターンに近接させて配置し、複数のマークを前記パターンを中心にして対称となるように印字することを特徴とするテストパターン。
請求項５に記載のテストパターンにおいて、前記複数のマークは一定間隔毎の印字素子により印字されることを特徴とするテストパターン。
請求項６に記載のテストパターンにおいて、前記複数のマークを複数段に分けて印字することを特徴とするテストパターン。
請求項７に記載のテストパターンにおいて、請求項７に記載の印刷ヘッドは複数色分用意されており、段毎に異なる色で前記マークを印字することを特徴とするテストパターン。