JP2012139901A - 画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】主画像と検出パターンとを、同一の記録媒体上に形成する場合に、検出パターンが形成される領域を小さくして、主画像が形成される領域を大きく確保する。
【解決手段】第１の方向に沿って配列された複数の吐出ノズルを備えた記録ヘッド１４を吐出ノズル群１４ｂに分け、各吐出ノズル群１４ｂの記録素子の各々に対応した直線パターン８４を記録用紙の搬送方向に階段状に連ねた各吐出ノズル群１４ｂに対応した階段状パターン８６の各々を、吐出ノズルの配列方向に配列した検出パターンを、記録用紙１６の搬送方向の端部領域に形成する。検出パターンを読み取った読取データから検出パターン領域を抽出し、検出パターン領域を吐出ノズル群１４ｂの数に相当する数のブロックに分割し、各ブロックを吐出ノズル群１４ｂに含まれる吐出ノズル１４ａの数に相当する段数に分割し、直線パターンの形成状態、ブロック及び段数に基づいて、不吐出ノズルを特定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置及びプログラムに関する。

従来、被記録紙上に１ドットを形成する印字エレメントを複数個並べて構成した印字ヘッドを備えた印字装置の印字テスト方式において、印字エレメントの中の１印字エレメントのみを順次選択して駆動しつつ、印字ヘッドまたは被記録紙を一定長移動させることにより得られる第１の直線と、複数個の印字エレメントを同時に間欠的に駆動することによって得られる複数の第２の直線と、第１の直線の印字順位を示す数字とを印字することにより印字品質を検査することを特徴とする印字テスト方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ライン状の記録素子列を有する記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させて記録を行う記録装置に、記録ヘッドと並列に配置され、記録領域を分割して読み取る複数の読み取り手段を設け、複数の記録素子で記録される第１のマークを含む粗調パターン、記録素子列の配列ピッチに対応した第２のマークを含む微調パターン、及び各記録素子に対応した個別パターンを含む検出用チャートを記録させ、その読み取り結果から記録ヘッドと各読み取り手段との間の相対的な位置関係の情報を求め、個別パターンと各記録素子との対応関係を決定し、対応関係と個別パターンの読み取り結果に基づいて、各記録素子の記録状態を判定する記録装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、検査パターン形成部が、用紙搬送方向に延在しつつインクジェットヘッドの主走査方向に７５ｄｐｉの間隔で配列された３２個の直線からなる直線群が形成された検査パターンを印刷する記録装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３の記録装置では、各直線群において、主走査方向の両端に位置する直線のみが、他の直線より太くなるように形成される。

また、個々の印刷素子に対応する罫線パターンであって、相対的な移動方向に一定長を有するものを、相対的な移動方向に段違いに配置した単位テストパターンが、印刷素子の配列方向に沿って複数個配列してなるテストパターン領域と、テストパターン領域のうち配列方向に延びる外縁に沿って、複数個の印刷素子に対して１個の割合で位置確認用の区切り線を繰り返し配列してなる区切り領域とを有するテストパターンを形成する印刷装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開昭６１−２６１０７９号公報 特開２００６−１８１８４２号公報 特開２００９−１５４４０８号公報 特開２００５−２４６６４９号公報

本発明は、入力された画像情報に応じた画像と、目的とする記録素子を特定するための検出パターンとを、同一の記録媒体上に形成する場合に、記録素子を特定するためのマーク等を用いた検出パターンを形成する場合と比較して、検出パターンが形成される領域を小さくすることができる画像形成装置及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る画像形成装置は、予め定められた第１の方向に沿って配列された複数の記録素子を備え、入力された画像情報に応じて前記記録素子を駆動して、前記第１の方向と直交する第２の方向に前記記録素子に対して相対的に移動する記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、光学系を介して前記画像形成手段によって形成された画像を読み取り、読取データを出力する読取手段と、連続して配列された記録素子が同数含まれるように前記複数の記録素子を複数の群に分けたときの各群の記録素子の各々に対応する、該記録素子の位置及び形成状態を特定するための前記第２の方向に延在する同一の長さのパターンを、隣り合う記録素子に対応するパターンの先端と後端とが連なるように配列した前記複数の群の各々の階段状パターンを、該階段状パターンの端部が前記第１の方向に揃うように配列してなる検出パターンが、前記記録媒体の前記画像情報に応じた画像が形成される領域よりも前記第２の方向の上流側または下流側の領域に、周囲に他の画像が連続しないように形成されるように前記画像形成手段を制御する制御手段と、前記検出パターンを前記読取手段で読み取ることにより得られた読取データに基づいて、目的とする記録素子を特定する特定手段と、を含んで構成されている。

また、請求項２記載の発明に係る画像形成装置は、上記請求項１記載の発明に係る画像形成装置において、前記特定手段は、前記検出パターンを読み取った読取データから、前記検出パターンが形成されたパターン領域を抽出し、該パターン領域を前記第１の方向に沿って前記群の幅に相当する幅の複数のブロックに分割し、該ブロックの各々を前記第２の方向に沿って前記群に含まれる記録素子の個数に相当する複数の段に分割し、該ブロック及び該段に基づいて、前記パターンに対応する前記記録素子を特定する。

また、請求項３記載の発明に係る画像形成装置は、上記請求項２記載の発明に係る画像形成装置において、前記特定手段は、前記検出パターンの内部から外部に向かって前記読取データの濃度を検出し、該濃度の変化に基づいて前記検出パターンのエッジを検出し、該エッジで囲まれた領域を前記パターン領域として抽出する。

また、請求項４記載の発明に係る画像形成装置は、上記請求項３記載の発明に係る画像形成装置において、前記特定手段は、前記検出パターンの前記第１の方向の濃度を前記第２の方向に沿って該検出パターンの外部に向かって順次検出し、該濃度が予め定められた第１の閾値を超えた位置を前記第２の方向のエッジとして検出すると共に、前記検出パターンの前記階段状パターンに平行な方向の濃度を前記第１の方向に沿って該検出パターンの外部に向かって順次検出し、該濃度が前記ブロックの幅よりも広い幅において予め定められた第２の閾値を連続して超えた場合に、該濃度が前記第２の閾値を超えた位置を前記第１の方向のエッジとして検出する。

また、請求項５記載の発明に係る画像形成装置は、上記請求項４記載の発明に係る画像形成装置において、前記特定手段は、前記読取データの画素毎の濃度のヒストグラムに基づいて、前記第１の閾値及び前記第２の閾値を決定する。

また、請求項５記載の発明に係る画像形成装置は、上記請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の発明に係る画像形成装置において、前記特定手段は、前記読取データの画素毎の濃度のヒストグラムに基づいて、前記記録素子の形成状態を特定するための閾値を決定する。

請求項７記載の発明に係る画像形成プログラムは、コンピュータを、予め定められた第１の方向に沿って配列された複数の記録素子を備え、画像情報に応じて前記記録素子を駆動して、前記第１の方向と直交する第２の方向に前記記録素子に対して相対的に移動する記録媒体上に画像を形成する画像形成手段によって形成された画像を、光学系を介して読取手段により読み取り、読取データを出力するように制御する読取制御手段、連続して配列された記録素子が同数含まれるように前記複数の記録素子を複数の群に分けたときの各群の記録素子の各々に対応する、該記録素子の位置及び形成状態を特定するための前記第２の方向に延在する同一の長さのパターンを、隣り合う記録素子に対応するパターンの先端と後端とが連なるように配列した前記複数の群の各々の階段状パターンを、該階段状パターンの端部が前記第１の方向に揃うように配列してなる検出パターンが、前記記録媒体の前記画像情報に応じた画像が形成される領域よりも前記第２の方向の上流側または下流側の領域に形成されるように前記画像形成手段を制御する制御手段、及び前記検出パターンを前記読取手段で読み取ることにより得られた読取データに基づいて、目的とする記録素子を特定する特定手段として機能させるためのプログラムである。

以上説明したように、請求項１記載の画像形成装置、及び請求項７記載のプログラムによれば、入力された画像情報に応じた画像と、目的とする記録素子を特定するための検出パターンとを、同一の記録媒体上に形成する場合に、記録素子を特定するためのマーク等を用いた検出パターンを形成する場合と比較して、検出パターンが形成される領域を小さくすることができる、という効果が得られる。

また、請求項２記載の画像形成装置によれば、読取データから１ライン毎に記録素子の画像形成状態を判定する場合と比較して、目的とする記録素子の特定がし易くなる、という効果が得られる。

また、請求項３及び請求項４記載の画像形成装置によれば、検出パターンの外部から内部に向かって検出パターンのエッジを検出する場合と比較して、広い範囲から検出開始点の位置決めが可能である、という効果が得られる。

また、請求項５及び請求項６記載の画像形成装置によれば、固定の閾値を用いて判定を行う場合と比較して、記録媒体の色、汚れ、反射率または読取手段で読み取る際の光量の変動にも対応して適切な閾値を決定することができる、という効果が得られる。

本実施の形態に係る液滴吐出装置の全体構成を示す概略図である。 本実施の形態に係る液滴吐出装置の制御系の要部を示すブロック図である。 検出パターン形成領域及び主画像形成領域を説明するためのイメージ図である。 検出パターンの一例を示すイメージ図である。 検出パターンの一部拡大図、及び各吐出ノズルとの対応関係を示すイメージ図である。 本実施の形態における画像形成処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 本実施の形態における検出パターン領域抽出処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 検出パターン領域の抽出を説明するための図である。 探索開始点の設定について説明するためのイメージ図である。 閾値を決定するための濃度のヒストグラムの一例を示す図である。 本実施の形態における不吐出ノズル検出処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 不吐出ノズルの特定を説明するためのイメージ図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では、本発明の画像形成装置をインクジェット式の液滴吐出装置に適用した場合について説明する。

図１は、本実施の形態に係るインクジェット式の液滴吐出装置１０の全体構成を示す概略図である。

液滴吐出装置１０は、記録ヘッドアレイ１２を備える。記録ヘッドアレイ１２は、シアン色のインク液（Ｃ）、マゼンタ色のインク液（Ｍ）、イエロー色のインク液（Ｙ）、ブラック色のインク液（Ｋ）と、処理液（Ｔ）とに対応して５つの記録ヘッド１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ、１４Ｔを備えている。

記録ヘッド１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ、１４Ｔは、印字幅が被記録領域の幅以上の記録ヘッドである。当該記録ヘッド１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ、１４Ｔは、固定され、搬送されてくる記録用紙１６へ吐出ノズルから各インク液滴及び処理液滴を吐出し、液滴吐出装置１０に入力された画像データに基づいて、例えば１２００ｄｐｉで画像を形成する。なお、処理液は、無色又は淡色であり、各色のインク液が記録用紙１６に滴下された後に重ねるように滴下することにより、インクの滲みを少なくし画質を向上させる。

記録ヘッド１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ、１４Ｔは、それぞれＣＭＹＫの各インク液及び処理液を各々貯蔵したインクカートリッジ１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙ、１８Ｋ、１８Ｔと図示しない配管で接続され、インク液及び処理液が記録ヘッド１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ、１４Ｔに供給される。インクとしては、水性インク、油性インク、溶剤系インク等、公知の各種インクを使用すればよい。

また、液滴吐出装置１０は、記録ヘッドアレイ１２の下方に、無端ベルトである搬送ベルト１９を備えている。搬送ベルト１９は、駆動ロール２０Ａ、２０Ｂに巻き掛けられ、この駆動ロール２０Ａ、２０Ｂの回転力によって図１の時計回り方向であるＡ方向に周回駆動する。記録ヘッドアレイ１２と対向するときの搬送ベルト１９は平坦とされ、この平坦状態の領域に記録用紙１６が搬送され、記録用紙１６に対して記録ヘッド１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋからインク液滴が吐出され、画像が形成される。このとき、記録ヘッド１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋは、各々時間差を持って吐出ノズルから記録用紙１６へインク液滴を吐出する。これにより、各色のインク液滴が記録用紙１６上で重ね合わせられ、画像は形成される。

また、液滴吐出装置１０は、搬送ベルト１９の記録ヘッドアレイ１２と対向する領域よりも駆動方向上流側に、帯電ロール２２を備えている。帯電ロール２２は、予め定められた電圧が印加されており、駆動ロール２０Ａとの間で搬送ベルト１９及び記録用紙１６を挟みつつ従動することで、記録用紙１６に電荷を与える。帯電ロール２２によって電荷を与えられた記録用紙１６は、搬送ベルト１９に静電吸着し、搬送ベルト１９の周回駆動と共に搬送される。

記録用紙１６は、液滴吐出装置１０の内部下側に備えられた給紙トレイ２４に蓄積される。記録用紙１６は、ピックアップロール２６によって給紙トレイ２４から一枚ずつ取り出され、複数の搬送ローラ２８を備える記録用紙搬送部３０によって、搬送ベルト１９へ搬送される。

記録ヘッドアレイ１２と対向する部分から図１の搬送ベルト１９の駆動方向下流側には、剥離プレート３２が配置されている。剥離プレート３２は、記録用紙１６を搬送ベルト１９から剥離させる。搬送ベルト１９から剥離された記録用紙１６は、排出搬送部３４を構成する複数の排出ローラ３６で搬送され、液滴吐出装置１０の上部に設けられた排紙トレイ３８に排出される。

剥離プレート３２から図１の搬送ベルト１９の回転方向下流側には、駆動ロール２０Ｂとの間で搬送ベルト１９を挟持するクリーニングロール４０が配置される。クリーニングロール４０は、搬送ベルト１９の表面をクリーニングする。

また、片面に画像が形成された記録用紙１６は、複数の反転用ローラ４２で構成された反転搬送部４４によって、再び搬送ベルト１９へ搬送され、もう一方の面に画像が形成される。反転搬送部４４は、排出搬送部３４から分岐し、記録用紙搬送部３０へ記録用紙１６を搬送するように配置される。

記録ヘッドアレイ１２と対向する部分よりも図１の搬送ベルト１９の回転方向下流側で剥離プレート３２が配置されている位置よりも回転方向上流側には、光学センサ４６が配置される。光学センサ４６は、例えば、ＣＣＤラインセンサ又はＣＣＤエリアセンサ等で構成され、例えば、吐出ノズルがインクを吐出することにより形成された検出パターンを予め定めた読取解像度で読み取る。本実施の形態では、画像形成の解像度よりも低い、５００ｄｐｉ×１００ｄｐｉで検出パターンを読み取る。

図２は、液滴吐出装置１０の制御系の要部を示す図である。

液滴吐出装置１０は、液滴吐出装置１０の全体の制御を司るＣＰＵ５０を備える。ＣＰＵ５０は、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５４、ハードディスク記憶装置５６、画像データ入力部５８、操作表示部６０、画像形成制御部６２、画像データ処理部６４、及び光学センサ４６の各々と、コントロールバスやデータバス等のバスを介して接続される。

ＲＯＭ５２は、液滴吐出装置１０を制御するための制御プログラムを記憶する。ＲＡＭ５４は、種々のデータ等を処理するためのワークスペースとして用いられる。ハードディスク記憶装置５６は、画像データや検出パターン画像を形成するための検出パターンデータ、画像形成に関する種々のデータ等を記憶する。

画像データ入力部５８は、図示しないパソコン等から画像データの入力を受け付ける。入力された画像データは、ハードディスク記憶装置５６に送信される。

操作表示部６０は、操作機能と表示機能とが一体化されたタッチパネルの他、ユーザが各種操作を行うための操作ボタンを含んで構成される。操作表示部６０は、記録用紙１６への画像形成の開始等の操作を受け付け、液滴吐出装置１０の制御の状態等をユーザに報知する。

画像形成制御部６２は、画像データに基づいて記録用紙１６に画像を形成するために、記録ヘッド１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ、１４Ｔを駆動するヘッドドライバ６８、及び各種ロールのモータ（図示省略）を駆動するモータドライバ７０等を制御する。

画像データ処理部６４は、ハードディスク記憶装置５６に記憶された画像データに対して、インク濃度の調整などの画像処理を行う。また、画像データ処理部６４は、検出パターンを光学センサ４６で読み取って得られた読取データの処理を行う。

次に、本実施の形態において、不吐出ノズルを検出するために用いる検出パターンについて説明する。なお、本実施の形態で実行される画像形成処理は、各記録ヘッド１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ、１４Ｔの各々について同一の処理であるため、以下では、１つの記録ヘッド１４についての検出パターンについて説明する。

図３に示すように、本実施の形態の検出パターンは、ユーザが所望する本来出力すべき画像（以下、「主画像」という）と共に、同一の記録用紙１６上に形成される。記録用紙１６は、主画像が形成される主画像形成領域８０と、検出パターンが形成される検出パターン形成領域８２とを有する。検出パターン形成領域８２は、主画像形成領域８０に対して記録用紙１６の搬送方向上流側または下流側の領域一帯に帯状に設けられる。なお、ここでは、記録用紙１６の搬送方向上流側の領域に検出パターン形成領域を設ける場合について説明するが、搬送方向下流側の領域に設けるようにしてもよい。

図４に示すように、検出パターンは、各吐出ノズルに対応した直線パターンが記録用紙１６の搬送方向（第２の方向）に階段状に連なった階段状パターンを、吐出ノズルの配列方向（第１の方向）に複数配列して構成されている。図５に、検出パターンの一部拡大図及び各吐出ノズルとの対応関係を示す。図５に示すように、複数の吐出ノズル１４ａは、複数のノズル群１４ｂに分けられ、各ノズル群１４ｂには連続して配列された同数の吐出ノズル１４ａが含まれる。

各直線パターン８４は、各吐出ノズル１４ａに対応し、記録用紙１６の搬送方向に延在する同一の長さの直線である。すなわち、同一のドット数からなる直線である。例えば、ノズル群の最端部の吐出ノズル（ここでは、左端の吐出ノズル）により直線パターン８４を構成する予め定められた数のドットを形成し終えると、続いてノズル群の左から２番目の吐出ノズルにより直線パターン８４を構成する予め定められた数のドットが形成される。よって、各直線パターン８４は、吐出ノズル間のピッチに相当する幅だけ吐出ノズルの配列方向にずれた位置に配列される。これにより、搬送方向に階段状に連なった階段状パターン８６となる。なお、階段状パターン８６を構成するドットは、必ずしも各々が重なっている（接触している）ことを要しない。

階段状パターン８６の段数は、ノズル群１４ｂに含まれる吐出ノズル１４ａの数に対応している。各ノズル群１４ｂに含まれる吐出ノズル１４ａの個数は同数であり、各吐出ノズル１４ａに対応した直線パターン８４も同一の長さであるため、各階段状パターン８６も同一形状となる。また、ノズル群１４ｂの各々に対応した階段状パターン８６が、階段状パターン８６の先端または後端が吐出ノズルの配列方向に揃うように配列されて、検出パターンが構成されている。

次に、図６を参照して、本実施の形態における画像形成処理ルーチンについて説明する。画像データが入力されると、ＲＯＭ５２に記憶された画像形成プログラムをＣＰＵ５０が実行することにより、本ルーチンが開始する。

ステップ１００で、記録ヘッドアレイ１２及び画像形成制御部６２により、記録用紙１６の検出パターン形成領域８２に検出パターンを形成する。より具体的には、記録用紙１６を搬送方向へ搬送させると共に、検出パターン形成領域８２において、各ノズル群１４ｂの左端の吐出ノズル１４ａの各々から液滴を吐出させる。記録用紙１６の搬送に伴い、１段目の直線パターン８４が形成されると、各ノズル群１４ｂの左から２番目の吐出ノズル１４ａの各々から液滴を吐出させる。これにより、２段目の直線パターン８４が形成される。このように、各直線パターン８４の後端部において、隣接する吐出ノズル１４ａからの液滴吐出に切り替えることにより、階段状パターン８６が吐出ノズルの配列方向に連続して配列された検出パターンが形成される。

次に、ステップ１０２で、入力された画像データに基づく主画像を、主画像形成領域８０に形成する。

次に、ステップ１０４で、記録用紙１６が光学センサ４６の読取位置まで搬送されると、光学センサ４６により、記録用紙１６に形成された検出パターンを読み取り、検出パターンに基づいた読取データを出力する。ここで、光学センサ４６により読み取られる領域は、例えば、図３に示すように、検出パターン形成領域８２に周辺マージンを含む領域８８となる。検出パターン形成領域８２に形成された階段状パターン８６には、周囲に他の画像が連続して形成されない。すなわち、階段状パターン８６の周囲は、光学センサ４６の読取解像度における予め定められた画素数分（例えば少なくとも３画素分）、何の画像も形成されていない領域とされる。

次に、ステップ１０６で、読取データのＲＧＢ値に基づいて、検出パターンの色を判定する。

次に、ステップ１０８で、後述する検出パターン領域抽出処理を実行して、検出パターン領域を抽出し、次に、ステップ１１０で、後述する不吐出ノズル検出処理を実行して、不吐出ノズルを検出する。

次に、ステップ１１２で、上記ステップ１１０で検出された不吐出ノズルに対して、吸引等のメンテナンスを行う。

次に、ステップ１１４へ移行し、画像形成処理を終了するか否かを判定する。引き続き画像データが入力されており、画像形成処理を終了しない場合には、ステップ１００へ戻って処理を繰り返す。入力された画像データの全てについて処理が終了した場合には、本ルーチンを終了する。

次に、図７を参照して、検出パターン領域抽出処理ルーチンについて説明する。ここでは、図８に示すように、吐出ノズルの配列方向をｘ方向（右がプラス方向）、記録用紙１６の搬送方向をｙ方向（下がプラス方向）とした場合の検出パターンの左上端の座標（ｘｌｓ，ｙｌｓ）、左下端の座標（ｘｌｅ，ｙｌｅ）、右上端の座標（ｘｒｓ，ｙｒｓ）、及び右下端の座標（ｘｒｅ，ｙｒｅ）を検出して、検出パターン領域を抽出する場合について説明する。なお、図８では、階段状パターンを１本の斜め線で表すと共に本数も省略して、検出パターンを簡略的に表している。

ステップ２００で、検出パターンのエッジを探索するための探索開始点を、検出パターンの左側内部に設定する。探索開始点を検出パターン内部に設定するのは、検出パターンの内部から外部に向かって読取データの濃度を検出し、その濃度の変化に基づいて検出パターンのエッジを探索するためのものである。図９に示すように、検出パターンのエッジを探索するためには、検出パターンの外部に探索開始点（図中、黒丸で示した点）を設定して、検出パターンの外部から内部に向かって探索する方法もある。しかし、検出パターン周辺の余白が狭い場合には、探索開始点の位置決めが困難であり、設定した探索開始点が、検出パターンの内部や主画像にかかってしまう可能性がある。一方、探索開始点を検出パターンの内部に設定する場合には、外部に設定する場合に比べて、広い範囲（例えば、図中、点線の丸で示した範囲）から位置決めが可能である。また、検出パターンの内部に探索開始位置を設定する場合には、検出パターンの外部の余白を広く取る必要がないため、記録用紙１６のより小さい領域に検出パターンを形成することができる。

次に、ステップ２０２で、ｙ座標ｙｌｓ及びｙｌｅを探索するための閾値ＴＨ＿ＰＬを算出する。具体的には、検出パターンの左上端の直線パターン８４に対応した開始吐出ノズル番号（通常は「１」）、吐出ノズルの総数、探索開始位置のオフセット量等の情報から求まるｘ座標ＥｘＡｒｅａ＿Ｌ＿Ｘ、読取データにおけるｙ座標の中心値Ｓｔ＿Ｍ＿Ｙ、及び所定の幅ＷＬから定まる領域ＥｘＡｒｅａ＿Ｌを特定する。そして、例えば、図１０に示すような、領域ＥｘＡｒｅａ内に含まれる各画素の濃度（画素値）のヒストグラムを作成する。この濃度のヒストグラムにおいて、下位所定％までの画素値（暗い画素値）の平均値ＢＫ、及び上記所定％までの画素値（明るい画素値）の平均値ＷＴを算出し、下記（１）式により閾値ＴＨ＿ＰＬを算出する。

ＴＨ＿ＰＬ＝（ＢＫ＋ＷＴ）／２ ・・・（１）
次に、ステップ２０４で、点（ＥｘＡｒｅａ＿Ｌ＿Ｘ，Ｓｔ＿Ｍ＿Ｙ−ｎ）、及び点（ＥｘＡｒｅａ＿Ｌ＿Ｘ＋ＷＬ，Ｓｔ＿Ｍ＿Ｙ−ｎ）間の線分を、ｎを初期値０から１インクリメントしながら、すなわちｙマイナス方向に１ラインずつ移動しながら、線分上の画素の濃度のヒストグラムを作成し、下位所定％間での平均値Ｈｂ（ｙ）を算出する。そして、平均値Ｈｂ（ｙ）が上記ステップ２０２で算出した閾値ＴＨ＿ＰＬを超えたと判定されたときのｙ座標（Ｓｔ＿Ｍ＿Ｙ−ｎ）＋１をｙｌｓとする。同様に、点（ＥｘＡｒｅａ＿Ｌ＿Ｘ，Ｓｔ＿Ｍ＿Ｙ＋ｎ）、及び点（ＥｘＡｒｅａ＿Ｌ＿Ｘ＋ＷＬ，Ｓｔ＿Ｍ＿Ｙ＋ｎ）間の線分を、ｎを初期値０から１インクリメントしながら、すなわちｙプラス方向に１ラインずつ移動しながら、線分上の画素の画素値のヒストグラムを作成し、下位所定％間での平均値Ｈｂ（ｙ）を算出する。そして、平均値Ｈｂ（ｙ）が上記ステップ２０２で算出した閾値ＴＨ＿ＰＬを超えたと判定されたときのｙ座標（Ｓｔ＿Ｍ＿Ｙ＋ｎ）−１をｙｌｅとする。

次に、ステップ２０６で、ｘ座標ｘｌｓ及びｘｌｅを探索するための閾値ＴＨ＿ＸＬを算出する。具体的には、点（ＥｘＡｒｅａ＿Ｌ＿Ｘ−ｎ，ｙｌｓ）、及び点（ＥｘＡｒｅａ＿Ｌ＿Ｘ−ｎ＋ｄＸ，ｙｌｅ）間の線分を、ｎを初期値０から１インクリメントしながら、すなわちｘマイナス方向に１ラインずつ移動しながら、ｘ＝０（読取データの左端部）となるまで線分上の画素の濃度の平均値Ｖｂ（ｘ）を算出する。ここで、ｄＸは、下記（２）式により表される値であり、この線分は階段状パターンに平行な線分であることを表している。

ｄＸ＝（階段状パターンの段数）×（光学センサの解像度）／（印字解像度）
・・・（２）
そして、ｘ＝０〜ＥｘＡｒｅａ＿Ｌ＿Ｘの範囲で、平均値Ｖｂ（ｘ）の最大値Ｖｂ（ｘ）ＭＡＸ（一番明るい）、及び平均値Ｖｂ（ｘ）の最小値Ｖｂ（ｘ）ＭＩＮ（一番暗い）を算出し、下記（３）式により閾値ＴＨ＿ＸＬを算出する。

ＴＨ＿ＸＬ＝（Ｖｂ（ｘ）ＭＡＸ＋Ｖｂ（ｘ）ＭＩＮ）／２＋Ｖｂ（ｘ）ＭＩＮ
・・・（３）
次に、ステップ２０８で、上記ステップ２０６で算出した、点（ＥｘＡｒｅａ＿Ｌ＿Ｘ−ｎ，ｙｌｓ）、及び点（ＥｘＡｒｅａ＿Ｌ＿Ｘ−ｎ＋ｄＸ，ｙｌｅ）間の線分上の画素の濃度の平均値Ｖｂ（ｘ）が、α画素連続で、上記ステップ２０６で算出した閾値ＴＨ＿ＸＬを超えたか否か、すなわち、十分な空白が続いたか否かを判定する。α画素は、階段状パターンのｘ方向の幅より広い幅に対応した画素数を設定することができ、パラメータＣを用いて、下記（４）式により定めることができる。

α＝ｄＸ×Ｃ ・・・（４）
そして、平均値Ｖｂ（ｘ）が、α画素連続で閾値ＴＨ＿ＸＬを超えたと判定された場合には、Ｖｂ（ｘ）＞ＴＨ＿ＸＬとなったときのｘ座標ＥｘＡｒｅａ＿Ｌ＿Ｘ−ｎ＋１をｘｌｓとし、ｘｌｓ＋ｄＸをｘｌｅとする。

次に、ステップ２１０〜２１８で、検出パターンの右側に対して、上記ステップ２００〜２０８と同様の処理を実行することにより、ｙｒｓ、ｙｒｅ、ｘｒｓ、及びｘｒｅを探索する。

次に、ステップ２２０で、座標（ｘｌｓ，ｙｌｓ）、（ｘｒｓ−ｄＸ，ｙｒｓ）、（ｘｒｅ，ｙｒｅ）、及び（ｘｌｅ＋ｄＸ，ｙｌｅ）で囲まれた領域を検出パターン領域として抽出して、リターンする。

なお、各閾値の算出方法は、上記方法に限定されない。また、ｙｌｓ用の閾値ＴＨ＿ＰＬ＿ｔｏｐとｙｌｅ用の閾値ＴＨ＿ＰＬ＿ｂｔｍとを別々に算出するようにしてもよい。また、読取データのｙ方向端部まで探索しても平均値Ｈｂ（ｙ）が閾値ＴＨ＿ＰＬを超えなかった場合、及び読取データのｘ方向端部まで探索しても平均値Ｖｂ（ｘ）が閾値ＴＨ＿ＸＬを超えなかった場合には、探索が失敗したと判定して処理を終了するようにしてもよい。また、探索が失敗したと判定する前に、所定回数（例えば、３回）同様の処理を繰り返すようにしてもよい。

また、上記では、検出パターンを左側及び右側の２つ領域に分けて処理する場合について説明したが、ｘ方向の幅が広い場合や、複数の光学センサの各々から出力された読取データをつなぎ合わせて１つの読取データとしている場合などには、読取データのｘ方向中央や、読取データのつなぎ合わせ目などで検出パターンを複数の領域に分割して、分割した各領域毎に上記処理を実行するようにしてもよい。これにより、ｘ方向に幅が広い場合等でも検出パターン領域の抽出精度を保つことができる。

次に、図１１を参照して、不吐出ノズル検出処理ルーチンについて説明する。

ステップ３００で、図１２に示すように、検出パターン領域抽出処理により抽出された検出パターン領域を、ノズル群の数と同数のブロックに分割する。これにより、１つのブロック内に１つの階段状パターン８６が存在し、階段状パターン８６の最上段の直線パターン８４がブロックの左上端に位置し、階段状パターン８６の最下段の直線パターン８４がブロックの右下端に位置することになる。また、各ブロックに左端から順に１、２、・・・と識別番号を割り当てる。

次に、ステップ３０２で、ブロックの識別番号を示す変数ｉに「１」をセットする。次に、ステップ３０４で、ブロックｉ内をｙ方向にＮ段、ｘ方向にＮ列に分割する。Ｎは吐出ノズル群１４ｂに含まれる吐出ノズル１４ａの数、すなわち、階段状パターン８６の段数に相当する（ここでは、Ｎ＝１４）。ブロック内の段数は、ｙ方向プラス方向に向かって、１段、２段、・・・、１３段、１４段、列数は、ｘ方向プラス方向に向かって、１列、２列、・・・、１３列、１４列とする。

次に、ステップ３０６で、段数及び列数を示す変数ｋに「１」をセットする。次に、ステップ３０８で、ブロックｉのｋ段目のｋ列目に直線パターン８４が存在するか否かを判定する。例えば、図１０に示すように、ブロックｉに含まれる各画素の濃度のヒストグラムを作成し、上記（１）式と同様に閾値ＴＨを算出する。そして、ｋ段目のｋ列目の各画素の濃度が閾値ＴＨを超えた場合に、直線パターン８４が存在すると判定することができる。なお、ｋ段目のｋ列目内の全ての画素の濃度が閾値を超えた場合に限定せず、例えば８０％以上の画素の濃度が閾値を超えた場合には、直線パターンが存在すると判定するようにしてもよい。また、ｋ段目のｋ列目内のｙ座標の中心値となる画素の濃度を用いて判定するようにしてもよい。また、直線パターン８４の形成位置のずれや、検出パターン領域の抽出位置のずれ等を考慮して、ｋ列目のｘ方向近傍の所定個の画素の濃度も合わせて判定に用いるようにしてもよい。

直線パターン８４が存在せず、ｋ段目のｋ列目がブランクとなっている場合には、ステップ３１０へ移行して、ブロックの識別番号ｉ及び段数ｋを記録して、ステップ３１２へ移行する。一方、ｋ段目のｋ列目に直線パターン８４が存在する場合には、ステップ３１０をスキップして、ステップ３１２へ移行する。

ステップ３１２では、変数ｋがＮとなったか否かを判定することにより、ブロックｉの最下段まで処理が終了したか否かを判定する。まだ最下段まで処理が終了していない場合には、ステップ３１４へ移行して、変数ｋを１インクリメントして、ステップ３０８へ戻り、処理を繰り返す。ｋ＝Ｎとなった場合には、ステップ３１６へ移行し、全ブロックについて処理が終了したか否かを判定する。まだ処理していないブロックが存在する場合には、ステップ３１８へ移行して、変数ｉを１インクリメントして、ステップ３０４へ戻り、処理を繰り返す。

全ブロックについて処理が終了した場合には、ステップ３２０へ移行し、上記ステップ３１０で記録したブロックの識別番号ｉ及び段数ｋに基づいて、下記（５）式により不吐出ノズルを特定する。

不吐出ノズル番号＝（ｉ−１）×Ｎ＋ｋ ・・・（５）
例えば、図１２の例では、ブロック１の３段目がブランクとなっているため、ｉ＝１、ｋ＝３を（５）式に代入して、不吐出ノズル番号が「３」と特定される。また、ブロック２の１２段目もブランクとなっているため、ｉ＝２、ｋ＝１２を（５）式に代入して、不吐出ノズル番号「２６」が特定される。

なお、上記実施の形態では、液滴吐出装置が、記録用紙上へ画像（文字を含む）を形成する場合を例に説明したが、記録媒体としては記録用紙に限定されるものではなく、また、吐出する液体もインク液に限定されるものではなく、例えば、半導体や液晶表示器等のパターン形成のためにシート状の基板に液滴を吐出するパターン形成装置等の他の液滴吐出記録装置にも適用される。

また、上記実施の形態では、不吐出ノズルを特定する場合について説明したが、各ブロック及び段数毎の直線パターンの形状、濃度、位置に基づいて、液滴の着弾位置にずれが生じている吐出ノズルや、濃度不足の吐出不良のノズル等を特定するようにしてもよいし、正常に液滴が吐出されている正常吐出ノズルを特定するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置を液滴吐出装置に適用した場合を例に説明したが、ＬＥＤプリンタやサーマルプリンタへ適用してもよい。本発明が適用されるＬＥＤプリンタは、記録素子として予め定めた方向に配列された複数の発光素子を有し、入力画素値に応じて発光素子を発光させることにより感光体に静電潜像を形成する露光部と、露光部に形成された静電潜像を現像して画像を形成する現像部とを有する。この場合、本実施の形態を適用することにより、非発光や発光不良等が生じている発光素子を特定することができる。また、本発明が適用されるサーマルプリンタは、記録素子として予め定めた方向に配列された複数のサーマルヘッドを有し、入力画素値に応じて記録素子へ電圧を印加し、感熱紙に記録素子を押し付けることにより画像を形成する。この場合、本実施の形態を適用することにより、非駆動や押圧不足等のサーマルヘッドを特定することができる。

また、上記実施の形態では、本発明の記録素子に対応するパターンを直線パターンとする場合について説明したが、記録用紙の搬送方向（第２の方向）に延在する細長楕円パターン等としてもよい。

また、上記実施の形態では、図５に示すような各吐出ノズルが１列に並ぶ例を挙げたが、より高解像度の画像の形成が可能な２次元マトリクス構造の記録ヘッド（例えば特開２００２−３０７６７６号公報参照）を用いてもよい。

なお、本願明細書中において、プログラムが予めインストールされている実施形態として説明したが、当該プログラムをＣＤＲＯＭ等の記憶媒体に格納して提供することも可能である。

１０ 液滴吐出装置
１２ 記録ヘッドアレイ
１４ 記録ヘッド
１４ａ 吐出ノズル
１４ｂ 吐出ノズル群
１６ 記録用紙
４６ 光学センサ
５６ ハードディスク記憶装置
５８ 画像データ入力部
６０ 操作表示部
６２ 画像形成制御部
６４ 画像データ処理部
８４ 直線パターン
８６ 階段状パターン

Claims (7)

1. 予め定められた第１の方向に沿って配列された複数の記録素子を備え、入力された画像情報に応じて前記記録素子を駆動して、前記第１の方向と直交する第２の方向に前記記録素子に対して相対的に移動する記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、
   光学系を介して前記画像形成手段によって形成された画像を読み取り、読取データを出力する読取手段と、
   連続して配列された記録素子が同数含まれるように前記複数の記録素子を複数の群に分けたときの各群の記録素子の各々に対応する、該記録素子の位置及び形成状態を特定するための前記第２の方向に延在する同一の長さのパターンを、隣り合う記録素子に対応するパターンの先端と後端とが連なるように配列した前記複数の群の各々の階段状パターンを、該階段状パターンの端部が前記第１の方向に揃うように配列してなる検出パターンが、前記記録媒体の前記画像情報に応じた画像が形成される領域よりも前記第２の方向の上流側または下流側の領域に、周囲に他の画像が連続しないように形成されるように前記画像形成手段を制御する制御手段と、
   前記検出パターンを前記読取手段で読み取ることにより得られた読取データに基づいて、目的とする記録素子を特定する特定手段と、
   を含む画像形成装置。
2. 前記特定手段は、前記検出パターンを読み取った読取データから、前記検出パターンが形成されたパターン領域を抽出し、該パターン領域を前記第１の方向に沿って前記群の幅に相当する幅の複数のブロックに分割し、該ブロックの各々を前記第２の方向に沿って前記群に含まれる記録素子の個数に相当する複数の段に分割し、該ブロック及び該段に基づいて、前記パターンに対応する前記記録素子を特定する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記特定手段は、前記検出パターンの内部から外部に向かって前記読取データの濃度を検出し、該濃度の変化に基づいて前記検出パターンのエッジを検出し、該エッジで囲まれた領域を前記パターン領域として抽出する請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記特定手段は、前記検出パターンの前記第１の方向の濃度を前記第２の方向に沿って該検出パターンの外部に向かって順次検出し、該濃度が予め定められた第１の閾値を超えた位置を前記第２の方向のエッジとして検出すると共に、前記検出パターンの前記階段状パターンに平行な方向の濃度を前記第１の方向に沿って該検出パターンの外部に向かって順次検出し、該濃度が前記ブロックの幅よりも広い幅において予め定められた第２の閾値を連続して超えた場合に、該濃度が前記第２の閾値を超えた位置を前記第１の方向のエッジとして検出する請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記特定手段は、前記読取データの画素毎の濃度のヒストグラムに基づいて、前記第１の閾値及び前記第２の閾値を決定する請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記特定手段は、前記読取データの画素毎の濃度のヒストグラムに基づいて、前記記録素子の形成状態を特定するための閾値を決定する請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の画像形成装置。
7. コンピュータを、
   予め定められた第１の方向に沿って配列された複数の記録素子を備え、画像情報に応じて前記記録素子を駆動して、前記第１の方向と直交する第２の方向に前記記録素子に対して相対的に移動する記録媒体上に画像を形成する画像形成手段によって形成された画像を、光学系を介して読取手段により読み取り、読取データを出力するように制御する読取制御手段、
   連続して配列された記録素子が同数含まれるように前記複数の記録素子を複数の群に分けたときの各群の記録素子の各々に対応する、該記録素子の位置及び形成状態を特定するための前記第２の方向に延在する同一の長さのパターンを、隣り合う記録素子に対応するパターンの先端と後端とが連なるように配列した前記複数の群の各々の階段状パターンを、該階段状パターンの端部が前記第１の方向に揃うように配列してなる検出パターンが、前記記録媒体の前記画像情報に応じた画像が形成される領域よりも前記第２の方向の上流側または下流側の領域に形成されるように前記画像形成手段を制御する制御手段、及び
   前記検出パターンを前記読取手段で読み取ることにより得られた読取データに基づいて、目的とする記録素子を特定する特定手段
   として機能させるための画像形成プログラム。

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