JP2007136964A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルのばらつきの自動検出を可能にし、且つ、プリント品質に対する不安をユーザに抱かせない。
【解決手段】第１の方向に沿って複数のノズルが配列される液体吐出手段と、前記第１の方向に対して直交する第２の方向に沿って前記液体吐出手段を記録媒体に対して相対的に移動させる第１の移動手段と、前記複数のノズルが第１ドットを複数打滴することにより前記記録媒体上にテストパターンを形成するテストパターン形成手段と、前記テストパターンに基づいて前記複数のノズルの吐出特性をそれぞれ検出する検出手段と、前記複数のノズルが第２ドットを複数打滴することにより前記テストパターンの上書きを行うテストパターン上書き手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供することにより、前記課題を解決する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に係り、特に、画像形成装置に搭載される液体吐出ヘッドの各ノズルのばらつきを検出する技術に関する。

近年、画像情報等の出力装置として、インクジェット方式の記録装置（インクジェット記録装置）が広く用いられている。インクジェット記録装置には一又は複数のヘッド（液体吐出ヘッド）が搭載されており、ヘッドに設けられる多数のノズルからインク吐出することにより記録媒体上に所望の画像を形成する。

ところで、各ノズルにはインクの吐出量（不吐含む）や吐出方向等の吐出特性にばらつきが少なからず存在する。このようなばらつきはヘッド製造時に生じる内的要因や汚れ等の外的要因等により生じるものであり、これにより記録画像に濃度むらが視認されやすいといった問題がある。そこで、このような問題に対して、所定のテストパターンを形成してノズルのばらつきを検出する様々な手法が従来より提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００５−１６１７５５号公報 特開２００４−７４５１０号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された従来の手法には次のような問題がある。

特許文献１では、キャリッジにヘッド及びスキャナユニット（画像読み取り手段）を搭載し、ヘッドにより形成されたテストパターンをスキャナユニットで読み取り、ノズルのばらつきを検出している。同文献に記載のテストパターンのように、一般的にスキャナユニットによる検出が容易となるようにノズルのばらつきが目立ち易いようなテストパターンが用いられている。このため実使用時では目立たないようなノズルのばらつきがテストパターンではユーザに視認されてしまい、ユーザに余計な不安を抱かせてしまう恐れがある。

特許文献２では、過剰品質によるコストアップを防ぐ観点から、実使用時と同レベルで各ノズルのばらつきを検出可能とするテストパターンが提案されている。しかし、このテストパターンはユーザによる目視確認が必要であり、テストパターンからノズルのばらつきを自動的に検出することが難しい。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ノズルのばらつきの自動検出を可能にし、且つ、プリント品質に対する不安をユーザに抱かせない画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第１の方向に沿って複数のノズルが配列される液体吐出手段と、前記第１の方向に対して直交する第２の方向に沿って前記液体吐出手段を記録媒体に対して相対的に移動させる第１の移動手段と、前記複数のノズルが第１ドットを複数打滴することにより前記記録媒体上にテストパターンを形成するテストパターン形成手段と、前記テストパターンに基づいて前記複数のノズルの吐出特性をそれぞれ検出する検出手段と、前記複数のノズルが第２ドットを複数打滴することにより前記テストパターンの上書きを行うテストパターン上書き手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明によれば、記録媒体上に形成されるテストパターンによりノズルのばらつきを自動的に検出できる。また、該テストパターンの上書きを行うことにより、ノズルのばらつきがユーザにより視認されることがなくなり、プリント品質に対する不安をユーザに抱かせることがない。

「液体吐出手段」には、液体の色毎に対応する複数のヘッドから成る態様や、一のヘッドで複数色の液体を吐出する態様がある。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記テストパターンは、一のノズルが前記第１ドットを連続的に打滴することにより前記第２の方向に形成されるドット列を含むことを特徴とする。

請求項２の態様によれば、ノズルのばらつきの検出が容易になる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置であって、前記ドット列は、他のノズルが前記第１ドットを連続的に打滴することにより形成される他のドット列と重ならないことを特徴とする。

請求項３の態様によれば、ノズルのばらつきの検出精度が向上する。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置であって、前記複数のノズルは前記第２の方向の万線構造とは異なる配置構造に前記第２ドットを打滴することを特徴とする。

請求項４の態様によれば、第２の方向と異なる構造が視認されるようになるので、テストパターンに生じる第２の方向のスジムラの視認性を低減させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、前記複数のノズルが打滴する前記第２ドットには、前記第１のドットとは異なる色のドットが含まれることを特徴とする。

請求項５の態様によれば、複数の色のドットを混在させることにより、上書き後のテストパターンに生じるスジムラの視認性を低減させることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、前記第１の方向に沿って前記液体吐出手段を前記記録媒体に対して相対的に移動させる第２の移動手段を有することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像形成装置であって、前記第２ドットには、前記第２ドットに隣接又は重なる前記第１ドットを打滴したノズルとは異なるノズルから打滴されたドットを含むことを特徴とする。

請求項７の態様によれば、複数のノズルによる打滴が混在する状態となるので、上書き後のテストパターンに生じるスジムラの視認性を低減させることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、前記複数のノズルは前記記録媒体の前記第１の方向の長さにわたって設けられ、前記液体吐出手段及び前記記録媒体の前記第１の方向の相対的な位置は変わらないことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、前記テストパターン上書き手段により前記テストパターンの上書きを行うか否かを選択する選択手段を更に備えたことを特徴とする。

請求項９の態様によれば、テストパターンの上書きを選択的に行うことができるので、必要な場合に上書き前のテストパターンを目視確認することができ、メンテナンス性が向上する。

また前記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、複数のノズルを有する液体吐出手段を記録媒体に対して相対的に移動させながら、前記複数のノズルが第１ドットを複数打滴することにより前記記録媒体上にテストパターンを形成し、前記テストパターンに基づいて前記複数のノズルの吐出特性をそれぞれ検出し、前記複数のノズルが第２ドットを複数打滴することにより前記テストパターンの上書きを行うことを特徴とする画像形成方法を提供する。

本発明によれば、記録媒体上に形成されるテストパターンによりノズルのばらつきを自動的に検出できる。また、該テストパターンの上書きを行うことにより、ノズルのばらつきがユーザにより視認されることがなくなり、プリント品質に対する不安をユーザに抱かせることがない。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態（第１〜第３の実施形態）について詳説する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１０の全体構成図である。このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数のヘッド（図１中不図示、図２中符号５０（５０Ｋ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｙ）として記載）を有する印字部１２と、各ヘッド５０に供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面に対向する部分が平面をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモータ（不図示）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の副走査方向（紙搬送方向）と搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

インク貯蔵／装填部１４は、印字部１２の各ヘッド５０（図２参照）に対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各ヘッド５０と連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字部１２の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（不図示）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。

また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。

図２はインクジェット記録装置１０の印字部１２周辺の要部平面図である。印字部１２には、記録紙１６の紙幅方向（主走査方向）に延びる２本のガイドレール６０に沿って往復移動可能なキャリッジ６２が設けられている。キャリッジ６２には、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色インクに対応するヘッド５０（５０Ｋ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｙ）及び印字検出部（スキャナユニット）２４が搭載されており、これらはキャッリッジ６２に対して着脱自在に構成されており、キャリッジ６２と一体的に主走査方向に走査可能となっている。

なお本例では、ＫＣＭＹ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は限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出するヘッドを追加する構成も可能である。

印字検出部２４は記録画像を撮像するためのセンサ（図２中不図示、図３中符号６４として記載）を含み、ヘッド５０により記録されるテストパターンを読み取り、ヘッド５０のインク吐出状態をチェックする手段として機能する。即ち、印字検出部２４によってヘッド５０に含まれる各ノズル（図２中不図示、図３中符号５１として記載）のばらつき検出が可能となっている。

図３はヘッド５０のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面を示した説明図である。同図に示すように、ヘッド５０には多数のノズル５１が千鳥状に設けられており、副走査方向のノズル密度（ノズルピッチ）は１インチあたり１２００個（１２００ノズル／インチ）である。尚、本実施形態のインクジェット記録装置１０の記録解像度（ドットピッチ）は副走査方向及び主走査方向のいずれも１インチあたり１２００ドット（１２００ドット／インチ［１２００ｄｐｉ］）である。

また、印字検出部２４のセンサ面には多数のセンサ６４が副走査方向に沿ってライン状（１次元状）に設けられている。副走査方向のセンサ密度（センサピッチ）はヘッド６０のノズル密度と同じであり（１２００センサ／インチ）、印字検出部２４としての読取解像度が１２００ｄｐｉとなっている。

印字検出部２４のセンサ幅（読み取り幅）はヘッド５０のノズル幅（印字幅）に比べて広く構成されている。これにより、キャリッジ６２（図２参照）に搭載されるヘッド５０及び印字検出部２４の間に相対的な位置誤差が生じても、印字検出部２４はヘッド５０により形成されるテストパターンを確実に読み取ることが可能である。

図４はヘッド５０の内部構造を示した構成図であり、（ａ）はその一部を示した平面透視図、（ｂ）は（ａ）中４ｂ−４ｂ線に沿う断面図である。本例のヘッド５０には、各ノズル５１に対応して個別流路５２が設けられている。個別流路５２の一壁面にはインク滴をノズル５１から吐出するための吐出手段として発熱素子５８が設けられている。本例では、ノズル５１に対向する壁面に発熱素子５８が配置されている。各個別流路５２はそれぞれ共通流路５５に連通している。共通流路５５には、図１のインク貯蔵／装填部１４から供給されるインクが貯留されており、共通流路５５から各個別流路５２にインクが分配供給される。

かかる構成により、発熱素子５８に所定の駆動信号が供給されると、発熱素子５８による発熱によって個別流路５２内に気泡が成長し、その気泡により生じる圧力によってノズル５１からインク滴が吐出される。インク吐出後、共通流路５５から個別流路５２にインクが再供給される。

図５はインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６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である。通信インターフェース７０にはシリアルインターフェースや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。

ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４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。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２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、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示に従ってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示に従って後乾燥部４２その他各部のヒータ８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データから印字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機能を有し、生成した印字制御信号（ドットデータ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介してヘッド５０のインク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。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０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８２に一時的に格納される。なお、図５において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２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。

ヘッドドライバ８４は、プリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色のヘッド５０の発熱素子５８（図４参照）を駆動するための駆動信号を生成し、発熱素子５８に生成した駆動信号を供給する。ヘッドドライバ８４にはヘッド５０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。

印字検出部２４は、既述したとおり、ヘッド５０により記録されたテストパターンを読み取り、所要の信号処理などを行ってヘッド５０のインク吐出状況（吐出の有無、ドットサイズ、ドット着弾位置等）を検出し（即ち、各ノズル５１のばらつきを検出し）、その検出結果をプリント制御部８０に提供する。プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいてヘッド５０に対する各種補正を行う。

次に、各ノズル５１のばらつきを検出するための基本的な流れについて、図６のフローチャート図を用いて説明する。

処理を開始すると、まずテストパターンの記録媒体として記録紙１６を所定位置にセットし（ステップＳ１０）、次いで、記録紙１６上にテストパターンを形成する（ステップＳ１２）。テストパターンについては後で詳説する。

次に、印字検出部２４によりテストパターンの読み取りを行う（ステップＳ１４）。テストパターン読み取り後、既述したとおり、所要の信号処理などを行ってヘッド５０のインク吐出状況（吐出の有無、ドットサイズ、ドット着弾位置等）を検出し（即ち、各ノズル５１のばらつきを検出し）、その検出結果をプリント制御部８０に提供する。

次に、解析モードの選択の有無を確認する（ステップＳ１６）。解析モードとは、ヘッド５０のインク吐出状態（不吐出の有無、ドットサイズ、ドット着弾位置のばらつき等）を目視確認できるようにするために、後述するテストパターンの上書きを行わないで記録紙１６を排出するモードであって、例えば、インクジェット記録装置１０のメンテナンス作業等において解析モードが選択される。図５のホストコンピュータ８６から解析モードの選択を行えるようにしてもよいし、不図示のモード切替手段をインクジェット記録装置１０に設けるようにしてもよい。

ステップＳ１６において解析モードが選択されていないことを確認すると（即ち、Ｎｏの場合）、次のステップＳ１８でテストパターンの上書きを行う。テストパターンの上書き方法については後で詳説するが、ユーザがノズル５１のばらつきを視認できないにようにテストパターンの上書きを行う。そして、次のステップＳ２０で記録紙１６を排紙部２６（図１参照）から排出し、処理を終了する。

一方、ステップＳ１６において解析モードが選択されていることを確認すると（即ち、Ｙｅｓの場合）、テストパターンの上書きは行わず、ステップＳ２０において記録紙１６を排出し、処理を終了する。

次に、本実施形態で用いられるテストパターンについて図７を用いて説明する。同図の左側にはテストパターンを形成するヘッド５０を示しており、該ヘッド５０には千鳥状に配列された３２個のノズル５１が設けられている。ヘッド５０左側の符号（Ｎ１〜Ｎ３２）は各ノズル５１のノズル番号であり、特定ノズルを指す場合には、例えば、「ノズルＮ１」といったように記載する。テストパターンは単一の色インクで形成されていてもよいし、複数の色インクを用いて形成されていてもよい。複数の色インクでテストパターンを形成する場合には、各色に対応する複数のヘッド５０（５０Ｋ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｙ）を用いればよい。尚、ここでは説明の便宜上、単一の色インクでテストパターンを形成するものとする。

本実施形態では、ヘッド５０と記録紙１６の副走査方向の相対的な位置を変えずに（即ち、記録紙１６を副走査方向に搬送しない状態で）、ヘッド５０を主走査方向に走査しながら、各ノズルＮ１〜Ｎ３２が所定順序で所定サイズのドットを打滴することにより、図７に示すテストパターンを形成する。

テストパターンはパターン１、２から成り、パターン１、２はいずれも主走査方向に沿った直線状のドット列（Ｐ１−１〜Ｐ１−３２、Ｐ２−１〜Ｐ２−３２）を階段状に並べた構成となっている。パターン１のドット列Ｐ１−１〜Ｐ１−３２は小ドット（約３０μｍ径）から成り、パターン２のドット列Ｐ２−１〜Ｐ２−３２は大ドット（約５０μｍ径）から成る。ドット列を表す符号中の「−」（ハイフン）の後の数字はそのドット列を打滴するノズル５１のノズル番号（「Ｎ」以下の数字）を表している。例えば、ドット列Ｐ１−１はノズルＮ１により打滴されるものである。

パターン１の形成時には、まずノズルＮ１、Ｎ３、・・・、Ｎ３１が打滴を行い、次いでノズルＮ２、Ｎ４、・・・、Ｎ３２が打滴を行う。パターン２の形成時には、ノズルＮ１、Ｎ４、・・・、Ｎ３１が打滴を行い、次いでノズルＮ２、Ｎ５、・・・、Ｎ３２が打滴を行い、更にノズルＮ３、Ｎ６、・・・、Ｎ３０が打滴を行う。即ち、小ドットに対応するパターン１の形成時にはノズルＮ１〜Ｎ３２を１ノズルおきの間引き間隔で打滴を行い、大ドットに対応するパターン２の形成時には２ノズルおきの間引き間隔で打滴を行う。

このようなノズル５１の間引き間隔は、記録解像度（ノズル密度）とドットサイズに応じて決定される。パターン２のように大ドットから成るノズル列の場合にはノズル５１の間引き間隔が小さいと、副走査方向に隣接するドット列同士が重なってしまい、印字検出部２４による検出精度が低下してしまう。他方、パターン１のように小ドットから成るノズル列の場合にはノズルの間引き間隔が大きすぎると、白地からのフレア光の影響でドット濃度の検出精度が低下してしまう。このため、前記ドット列同士が重ならず、且つ、白地部分の幅（副走査方向の幅）が１０μｍ程度確保できるように、記録解像度（ノズル密度）とドットサイズに応じてノズルＮ１〜Ｎ３２を間引く間隔を決定することが望ましい。

次に、印字検出部２４による検出方法について図８を用いて説明する。同図の（ａ）は、図７のテストパターンの一部拡大図に相当し、ドット列Ｐ１−３は他のドット列Ｐ１−１、Ｐ１−５、Ｐ１−７に比べてドットサイズが小さくなっている場合を示している。即ち、ノズルＮ３が他のノズルＮ１、Ｎ５、Ｎ７に比べて吐出量が少ない不良ノズルとなっている場合である。尚、各ドット中の数字はそのドットを打滴するノズル番号「Ｎ」以下の数字に対応している。

このようなドット列Ｐ１−３を含むテストパターンに対する印字検出部２４の読み取り結果は、同図の（ｂ）に示すグラフのようになる。このグラフの横軸は印字検出部２４に含まれる各センサ６４の出力値（検出濃度）を表している。尚、この出力値は主走査方向で平均化されたものである。また、グラフの縦軸は印字検出部２４に含まれる各センサ６４のセンサ番号を表しており、特定センサを指すときは、例えば、「センサＭ１」といったように記載する。各センサＭ１〜Ｍ７はノズルＮ１〜Ｎ７にそれぞれ対応しており、対応するノズルの打滴領域を検出対象領域としてその領域の濃度検出を行う。

本例の場合、印字検出部２４による検出結果は、同図の（ｂ）に示すグラフのように、ノズルＮ３に対応するセンサＭ３のセンサ出力値は、他のノズル（Ｎ１、Ｎ５、Ｎ７）に対応するセンサＭ１、Ｍ５、Ｍ７のセンサ出力値に比べて大きくなっている。つまり、センサＭ３の検出領域であるノズルＭ３の打滴領域のみが他のノズル（Ｎ１、Ｎ５、Ｎ７）の打滴領域に比べて明るくなっていることを示しており、ノズルＮ３によるドットサイズが小さくなっていることが分かる。また、これに伴ってセンサＭ２、Ｍ４のセンサ出力値がセンサＭ６に比べて高くなっている。このようにしてノズルＮ３が不良ノズルであることを検出することができる。

次に、テストパターンの上書き方法について図９を用いて説明する。図９の（ａ）は上書き前のテストパターン（図７のテストパターンに相当）である。本実施形態では、このようなテストパターンに対し、ドット列Ｐ１−１〜Ｐ１−５間の隙間全部を埋めるように各ノズルＮ１〜Ｎ５（不図示）が打滴を行う。このときテストパターン記録時と同様に、記録紙１６を副走査方向に搬送しない状態で行う。上書き後のテストパターンを図９の（ｂ）に示す。尚、上書き前後の違いを明確にするため、テストパターンの上書きに伴い追加されたドットを太線表示している。

テストパターンの上書きは、ドット列Ｐ１−１〜Ｐ１−５間の隙間全部ではなく、その一部のみを埋めるようにしてもよい。図１０の（ａ）は上書き時に追加するドット数を減らして（即ち、各ノズルＮ１〜Ｎ５による打滴を間引いて）、テストパターンの上書きを行った場合の一例である。ドット密度（記録密度）の増加によりインク量が記録紙１６の許容量を超えてしまうような場合に有効な手段である。

また、テストパターンの上書きは単一の色インクに限らず、複数の色インクを用いて行うようにしてもよい。図１０の（ｂ）は、複数の色インクを用いてテストパターンの上書きを行う場合の一例を示している。同図の網掛けされた２種類のドットは、網掛けなしのドットとは互いに異なる色インクにより形成されるドットを表している。また、同図に示すように、上書き前のテストパターン（図９の（ａ）参照）を構成するドット上に、他色のインクによるドットを重ねて打滴するようにしてもよい。単一の色インクを用いてテストパターンの上書きを行う場合に比べて、ノズルばらつきを要因とする濃度むらの視認性を低減することができる。テストパターンの上書きに用いる色インクとしては、視覚の周波数応答が高い色インク（イエロー以外）を用いることが望ましい。

第１の実施形態によれば、記録紙１６上に形成されたテストパターンよりノズル５１のばらつきを自動的に検出できる。また、該テストパターンの上書きを選択的に行うことができる。これにより、テストパターンの上書きを行う場合にはユーザの目にノズル５１のばらつきが視認される程度が小さくなり、プリント品質に対する不安をユーザに抱かせることがない。他方、テストパターンの上書きを行わない場合には、ノズル５１のばらつきを目視確認することもできるのでメンテナンス性が向上する。

尚、第１の実施形態（後述する第２の実施形態含む）は、本発明における「第１の方向」が副走査方向に相当し、「第２の方向」が主走査方向に相当する態様である。

（第２の実施形態）
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。以下の説明では、既述した第１の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図１１は第２の実施形態に係るテストパターンを示した説明図である。第２の実施形態に係るテストパターンは第１の実施形態と同様にして形成され、同図は第１の実施形態に係るテストパターンのパターン１（図７参照）に相当する部分を拡大したものである。

本実施形態で用いられるヘッド５０には、副走査方向に沿って１次元状に配列された多数のノズル５１が設けられている。尚、各ノズル５１は第１の実施形態の如く２列で千鳥状に配列されていてもよいし、３列以上で２次元状（マトリクス状）に配列されていてもよい。このヘッド５０における副走査方向のノズルピッチは同方向のドットピッチに比べて２倍に構成されており、シングリング方式による記録が行われる。

次に、第２の実施形態に係るテストパターンの上書き方法について図１２を用いて説明する。図１１に示したテストパターンを記録紙１６上に形成し、印字検出部２４により該テストパターンに対する読み取りが行われた後、解析モードが選択されていないことが確認されると（図６のステップＳ１２〜Ｓ１６参照）、次のようにしてテストパターンの上書きを行う。

まず図１２の（ａ）に示すように、ヘッド５０と記録紙１６の副走査方向の相対的な位置をテストパターン形成時と変えずに、ヘッド５０を主走査方向にしながら、記録紙１６上のドットが打滴されていない領域（ドット未打滴領域）に対し所定の打滴間隔で各ノズル５１がドットを打滴する。本例では、まずノズルＮ２、Ｎ４がそれぞれ２つのドットを２ドット分に相当する打滴間隔をおいて打滴し、次いでノズルＮ１、Ｎ３、Ｎ５がそれぞれ２つのドットを前記同様の打滴間隔で打滴している。

次に、記録紙１６を副走査方向に所定の紙送り量だけ搬送し、図１２の（ｂ）に示すように、ノズルＮ１〜Ｎ５に相当する位置（図１２の（ａ）参照）にノズルＮ２４１〜Ｎ２４５をそれぞれ配置する。本例における紙送り量は２４０ノズルに相当する長さ（副走査方向のノズルピッチの２４０倍）である。搬送後、ノズルＮ２４１〜Ｎ２４５がドット未打滴領域に対し前記同様の打滴間隔で２ドットずつそれぞれ打滴する。

続いて、記録紙１６を副走査方向に前記紙送り量だけ搬送し、図１２（ｃ）に示すように、ノズルＮ２４１〜Ｎ２４５に相当する位置（図１２の（ｂ）参照）にノズルＮ４８１〜Ｎ４８５を配置し、前記同様に各ノズルＮ４８１〜Ｎ４８５がドットを打滴する。

更に、図１２（ｃ）における主走査方向のドット列間の隙間全部を埋めるように、上記と同様に記録紙１６を副走査方向に搬送しつつ、図１２（ｄ）〜（ｆ）に示すように、各ノズルＮ７２１〜Ｎ７２４、ノズルＮ９６１〜Ｎ９６４、Ｎ１２０１〜Ｎ１２０４がそれぞれ打滴を行う。

このようにして記録紙１６上のテストパターンの上書きが行われ、インクジェット記録装置１０の排紙部２６より該記録紙１６が排出される（図６のステップＳ２０参照）。尚、第１の実施形態と同様に、テストパターンの隙間全部を埋めず、その一部を埋めるように上書きを行ってもよい。

第２の実施形態によれば、複数ノズルにより打滴されるドットが主走査方向に沿って混在するようにヘッド５０と記録紙１６の副走査方向の相対的位置を変えながら、即ち、シングリングしながらテストパターンの上書きが行われる。第１の実施形態では上書き後のテストパターンにおいて主走査方向に並ぶドット列は同一ノズルが打滴するドットから構成されるため（図１０（ｂ）の場合を除く）、不良ノズルによって上書き後のテストパターンにスジムラが視認されやすい場合があるのに対して、第２の実施形態では、テストパターン形成時のドットに隣接する上書き時に追加されたドットは、より多くの異なるノズル５１によって打滴されたものであるため、前記のようなスジムラが視認されにくいという効果がある。第２の実施形態は、ノズル５１の吐出特性のばらつきが大きい場合に特に有効である。

また、テストパターンの上書きによって、上書き前とは異なる構造が新たに視認されるようにしてもよい。例えば、図１３に示すように、主走査方向（又は副走査方向）に直交しない斜めの方向に沿ってドット列が追加されるようにしてテストパターンの上書きを行うことにより、該斜めの方向を基調とする構造が新たに視認されるようにすることができる。これにより、上書き後のテストパターンに生じるスジムラの視認性を低減させることが可能である。

（第３の実施形態）
次に、本発明に係る第３の実施形態について説明する。以下の説明では、既述した第１、第２の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。本実施形態は、本発明における「第１の方向」が主走査方向に相当し、「第２の方向」が副走査方向に相当する態様である。

図１４は第３の実施形態に係るインクジェット記録装置１０′の全体構成図であり、図１５はインクジェット記録装置１０′の印字部１２周辺の要部平面図である。これらの図に示すように、このインクジェット記録装置１０′の印字部１２には、インクの色毎に対応するヘッド１５０（１５０Ｋ、１５０Ｃ、１５０Ｍ、１５０Ｙ）が設けられている。各ヘッド１５０は記録紙１６の紙幅方向（主走査方向）を長手方向とする長尺ヘッド（ラインヘッド）として構成されており、それぞれ記録紙１６に対向するインク吐出面（ノズル面）には紙幅に対応する長さにわたって多数のノズル（不図示）が形成されている。

記録紙１６の紙搬送方向（副走査方向）に沿って上流側（図１４の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応したヘッド１５０Ｋ、１５０Ｃ、１５０Ｍ、１５０Ｙが固定配置されており、記録紙１６を搬送しつつ各ヘッド１５０Ｋ、１５０Ｃ、１５０Ｍ、１５０Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

また、本実施形態の印字検出部２４は印字部１２の副走査方向下流側に配置されている。印字検出部２４の記録紙１６に対向するセンサ面には、各ヘッド１５０に対応して記録紙１６の紙幅に対応する長さにわたって多数のセンサ（不図示）が設けられている。ノズル幅とセンサ幅の関係は第１の実施形態と同様である（図３参照）。

次に、テストパターンの上書き方法について図１６を用いて説明する。同図の（ａ）は上書き前のテストパターンを表している。このテストパターンは、記録紙１６を副走査方向に搬送しつつ、同図上段に示すヘッド１５０のノズルＮ１、Ｎ３、・・・、Ｎ９が複数のドット（本例では３ドット）を連続して打滴し、次いで残りのノズルＮ２、Ｎ４、・・・、Ｎ１０が同様に打滴する。つまり、ヘッド１５０の各ノズルＮ１〜Ｎ１０が１ノズルおきの間引き間隔で複数のドットを連続して打滴することを全ノズル分行うことにより、本例のテストパターンを形成することができる。尚、紙面の制約上、各ノズルＮ１〜Ｎ１０がそれぞれ３ドットを連続打滴する例を示しているが、実際には印字検出部２４によるノズルばらつきの検出が可能となるように十分なドット数が連続打滴される。また、ノズルＮ１〜Ｎ１０の間引き間隔は２以上でもよく、第１の実施形態と同様に記録解像度及びドットサイズに応じて決定されることが好ましい。

このようなテストパターンを上書きする場合には、まず記録紙１６をテストパターン形成前の初期位置に再セットする。例えば、図１４のベルト３３を半時計回りに駆動して記録紙１６を紙搬送方向上流側に逆搬送して再セットする。

その後、再び記録紙１６を紙搬送方向下流側に搬送しつつ、図１５の（ａ）の副走査方向のドット列間の隙間全部（若しくは一部）を埋めるようにヘッド１５０の各ノズルＮ１〜Ｎ１０を所定順序で駆動することにより、テストパターンの上書きを行う。図１５の（ｂ）に上書き後のテストパターンを示す。

第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様にしてテストパターンの形成及び上書きが行われるため、ノズル５１のばらつきを自動的に検出できるとともに、プリント品質に対する不安をユーザに抱かせることがない。また、テストパターンを選択的に上書き可能とすることによってメンテナンス性も向上する。

以上、本発明の画像形成装置及び画像形成方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

第１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１の印字部周辺の要部平面図 ヘッドのノズル面及び印字検出部のセンサ面を示した説明図 ヘッドの内部構造を示した構成図 インクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図 ノズルのばらつきを検出するためのフローチャート図 第１の実施形態に係るテストパターンの説明図 第１の実施形態に係る印字検出部による検出方法の説明図 第１の実施形態に係るテストパターンの上書き方法の説明図 第１の実施形態に係るテストパターンの他の上書き方法の説明図 第２の実施形態に係るテストパターンの説明図 第２の実施形態に係るテストパターンの上書き方法の説明図 第２の実施形態に係るテストパターンの他の上書き方法の説明図 第３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１４の印字部周辺の要部平面図 第３の実施形態に係るテストパターンの上書き方法の説明図

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１６…記録紙、２２…吸着ベルト搬送部、２４…印字検出部、５０…ヘッド、５１…ノズル、６４…センサ、８０…プリント制御部、１５０…ヘッド

Claims (10)

1. 第１の方向に沿って複数のノズルが配列される液体吐出手段と、
   前記第１の方向に対して直交する第２の方向に沿って前記液体吐出手段を記録媒体に対して相対的に移動させる第１の移動手段と、
   前記複数のノズルが第１ドットを複数打滴することにより前記記録媒体上にテストパターンを形成するテストパターン形成手段と、
   前記テストパターンに基づいて前記複数のノズルの吐出特性をそれぞれ検出する検出手段と、
   前記複数のノズルが第２ドットを複数打滴することにより前記テストパターンの上書きを行うテストパターン上書き手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記テストパターンは、一のノズルが前記第１ドットを連続的に打滴することにより前記第２の方向に形成されるドット列を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ドット列は、他のノズルが前記第１ドットを連続的に打滴することにより形成される他のドット列と重ならないことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記複数のノズルは前記第２の方向の万線構造とは異なる配置構造に前記第２ドットを打滴することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記複数のノズルが打滴する前記第２ドットには、前記第１のドットとは異なる色のドットが含まれることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記第１の方向に沿って前記液体吐出手段を前記記録媒体に対して相対的に移動させる第２の移動手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第２ドットには、前記第２ドットに隣接又は重なる前記第１ドットを打滴したノズルとは異なるノズルから打滴されたドットを含むことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記複数のノズルは前記記録媒体の前記第１の方向の長さにわたって設けられ、
   前記液体吐出手段及び前記記録媒体の前記第１の方向の相対的な位置は変わらないことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記テストパターン上書き手段により前記テストパターンの上書きを行うか否かを選択する選択手段を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 複数のノズルを有する液体吐出手段を記録媒体に対して相対的に移動させながら、前記複数のノズルが第１ドットを複数打滴することにより前記記録媒体上にテストパターンを形成し、
    前記テストパターンに基づいて前記複数のノズルの吐出特性をそれぞれ検出し、
    前記複数のノズルが第２ドットを複数打滴することにより前記テストパターンの上書きを行うことを特徴とする画像形成方法。

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