JP2013014029A - 吐出不良検出装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より精度良く液滴の吐出不良を検出しやすい吐出不良検出装置および画像形成装置を得る。
【解決手段】実施形態にかかる吐出不良検出装置は、吐出部の吐出孔から吐出された液滴の画像データを得る撮像部と、前記撮像部が得る画像データに前記液滴の連続した移動軌跡の画像データが含まれるよう、前記撮像部を制御する撮像制御部と、前記撮像部で得られた画像データを画像処理して前記液滴の吐出不良を検出する吐出不良検出部と、を備えた。
【選択図】図８

Description

本発明は、吐出不良検出装置および画像形成装置に関する。

従来、所謂インクジェット方式の画像形成装置の液滴の吐出部に設けられた吐出孔から液を連続的に流した状態を撮影し、画像処理して、吐出不良を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００９−１７８６４６号公報

しかしながら、吐出孔から液が連続的に流れ出る状態と、実際の画像形成装置の使用時のように吐出孔から液滴が断続的に吐出される状態とでは、液の流れ方が異なるため、上記従来技術では、実際の使用状態に近い液の吐出状態における吐出不良を精度良く検出し難い虞があった。

そこで、本発明は、一例としては、より精度良く液滴の吐出不良を検出しやすい吐出不良検出装置および画像形成装置を得ることを目的の一つとする。

本発明にかかる吐出不良検出装置にあっては、吐出部の吐出孔から吐出された液滴の画像データを得る撮像部と、前記撮像部が得る画像データに前記液滴の連続した移動軌跡の画像データが含まれるよう、前記撮像部を制御する撮像制御部と、前記撮像部で得られた画像データを画像処理して前記液滴の吐出不良を検出する吐出不良検出部と、を備えたことを、特徴の一つとする。

本発明によれば、一例としては、より精度良く液滴の吐出不良を検出しやすい吐出不良検出装置および画像形成装置を得ることができる。

図１は、本発明の実施形態にかかる吐出不良検出装置および画像形成装置の一部の一例が模式的に示された斜視図である。 図２は、本発明の実施形態にかかる吐出不良検出装置の制御回路の一例が示されたブロック図である。 図３は、本発明の実施形態にかかる吐出不良検出装置における吐出不良の検出処理の手順の一例が示されたフローチャートである。 図４は、本発明の実施形態にかかる吐出不良検出装置の吐出部、吐出部の吐出孔から吐出された液滴、液滴の移動領域、ならびに撮像部による撮像範囲の一例が模式的に示された図である。 図５は、本発明の実施形態にかかる吐出不良検出装置における液滴の吐出、撮像部による撮像、および光源部の発光のタイミングの一例が示された図であって、（ａ）は、液滴が吐出されるタイミングが示された図、（ｂ）は、撮像部が撮像するタイミングが示された図、（ｃ）は、光源部が発光するタイミングが示された図である。 図６は、本発明の実施形態にかかる吐出不良検出装置における液滴の吐出、撮像部による撮像、および光源部の発光のタイミングの別の一例が示された図であって、（ａ）は、液滴が吐出されるタイミングが示された図、（ｂ）は、撮像部が撮像するタイミングが示された図、（ｃ）は、光源部が発光するタイミングが示された図である。 図７は、本発明の実施形態にかかる吐出不良検出装置の撮像部が得た画像データの一例が示された図であって、（ａ）は、撮像部が得た画像データが示された図、（ｂ）は、（ａ）の画像データが二値化処理された画像データが示された図である。 図８は、本発明の実施形態にかかる吐出不良検出装置で得られた画像データの一例が模式的に示された図である。 図９は、本発明の実施形態にかかる吐出不良検出装置で得られた画像データの別の一例が模式的に示された図である。 図１０は、本発明の実施形態にかかる吐出不良検出装置で得られた画像データのさらに別の一例が模式的に示された図である。 図１１は、本発明の実施形態にかかる吐出不良検出装置の光源部における液の種類や滴径に応じた発光強度の可変設定の一例が示された表である。 図１２は、本発明の実施形態にかかる吐出不良検出装置における液滴の吐出されるタイミングおよび受光部での受光波形の一例が示された図であって、（ａ）は、液滴が吐出されるタイミングが示された図、（ｂ）は、受光部での受光波形が示された図である。

本実施形態にかかる吐出不良検出装置１は、一例として、吐出部２や、撮像部３、光源部４、移動装置５Ａ、第二移動装置５Ｂ、第二光源部６、受光部７等を備えている。

吐出部２は、所謂インクジェット方式の画像形成装置１０のヘッドに相当する。吐出部２には、複数の吐出孔２ａ（図４参照）が設けられている。本実施形態では、一例として、吐出制御部１２（図２参照）から吐出部２に与えられた制御信号によって、吐出部２内のアクチュエータ（例えば、圧電素子等）が動作し、吐出孔２ａからインクの液滴ＤＲが吐出される。吐出制御部１２は、各吐出孔２ａからの液滴ＤＲの吐出を制御することができる。本実施形態では、一例として、吐出部２は、一方向（図１中のＸ方向）に長い外観を呈している。そして、吐出部２には、複数の吐出孔２ａが、吐出部２の長手方向（Ｘ方向）に沿って列状に配置されている。

本実施形態では、一例として、撮像部３は、静止画の画像データ（１フレーム分の画像データ）を得る。撮像部３は、例えば、レンズ等を含む光学系（図示されず）と、撮像素子（例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）イメージセンサやＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）イメージセンサ等、図示されず）とを有する。撮像素子は、光学系を介して受けた光の画像データを得る。撮像素子は、矩形領域内で格子状に配置された画素毎に光電変換を実行し、各画素の輝度値（濃度）として、二次元の画像データを得る。また、撮像部３は、一例として、光を遮って撮像素子に光が入るのを阻止するシャッタ（図示されず）を有する。シャッタの開閉は、例えば、撮像制御部８ｂ（図２参照）によって制御される。シャッタの開閉時間によって、各画素で受光される光量、すなわち輝度値が変化する。また、本実施形態では、一例として、撮像部３は、吐出孔２ａの列に沿った方向（Ｘ方向）と交叉する方向（本実施形態では、直交する方向、Ｚ方向）から、液滴ＤＲの移動領域（吐出領域）ＡＭを撮像する。すなわち、少なくとも液滴ＤＲの移動領域ＡＭでは、撮像部３が受ける光の経路Ｐ１は、吐出孔２ａの列に沿った方向と交叉している。本実施形態では、撮像部３で得た液滴ＤＲの画像データを画像処理することで、吐出部２の各吐出孔２ａの吐出不良を検出することができる。

光源部４は、例えば、ランプやＬＥＤ等の発光体を有する。光源部４の発光および発光停止は、例えば、光源制御部８ｃ（図２参照）によって制御される。本実施形態では、一例として、光源部４を出た光は、吐出部２の吐出孔２ａから吐出された液滴ＤＲの移動領域ＡＭを通過して、撮像部３に入る。なお、図１の例では、光源部４から出た光の経路Ｐ１は、屈折することなく真っ直ぐ撮像部３へ向かっているが、光源部４と撮像部３との間には、例えば、反射鏡や、プリズム、導光体、レンズ等を設けてもよい。導光体は、例えば、画像データにおける液滴ＤＲの画像データの背景のむら（輝度値のむら）を減らすのに、利用することができる。なお、図１の構成例の撮像部３によって得られた画像データでは、図７の（ａ）に示されるように、背景が明るく、液滴ＤＲの移動軌跡の画像データが暗い。すなわち、背景の輝度値が相対的に高く、液滴ＤＲの画像データの輝度値が相対的に低い。

また、本実施形態では、一例として、移動装置５Ａおよび第二移動装置５Ｂは、レール５ａと、スライダ５ｂとを有する。レール５ａは、一例として、吐出孔２ａの列に沿う方向（Ｘ方向）に延びている。また、スライダ５ｂは、レール５ａに、その長手方向（Ｘ方向）に沿って移動可能に支持されている。そして、移動装置５Ａおよび第二移動装置５Ｂは、スライダ５ｂを動かすアクチュエータ（モータ等、図示されず）を有している。アクチュエータの動作、すなわち、スライダ５ｂの動作は、例えば、移動制御部８ｆ（図２参照）によって制御される。また、スライダ５ｂは、レール５ａの長手方向（Ｘ方向）に沿った複数の位置（任意の位置）で停止することができる。そして、移動装置５Ａのスライダ５ｂには撮像部３が固定され、第二移動装置５Ｂのスライダ５ｂには光源部４が固定されている。よって、本実施形態では、一例として、移動装置５Ａおよび第二移動装置５Ｂのスライダ５ｂの位置を変えることにより、液滴ＤＲの移動領域ＡＭ内で撮像部３による撮像範囲ＡＩ（図４参照）を移動させることができる。本実施形態によれば、移動領域ＡＭを部分的に吐出不良を検出することができるため、移動領域ＡＭの全体を撮像して吐出不良を検出する場合に比べて拡大された画像が得られやすく、吐出不良の検出精度を高めやすい。なお、光源部４および撮像部３の位置によらず、光源部４からの光が撮像部３へ入るよう、移動装置５Ａおよび第二移動装置５Ｂのスライダ５ｂは、連動して動かされる。また、移動領域ＡＭの全体に対応できる導光体が設けられた場合には、光源部４を動かさない構成とすることもできる。また、反射鏡等が設けられる場合には、移動装置によって反射鏡を動かす構成とすることができる。

また、本実施形態では、撮像部３とは別に設けられた受光部７の第二光源部６からの光の受光結果に基づいて、液滴ＤＲの吐出不良が検出される。受光部７は、一例としては、フォトダイオードであり、第二光源部６は、一例としては、レーザダイオード（半導体レーザ、ダイオードレーザ）であることができる。また、本実施形態では、一例として、第二光源部６は、撮像部３による撮像方向（Ｚ方向）と略直交する方向（Ｘ方向）に沿った経路Ｐ２で液滴ＤＲの移動領域ＡＭに向けて光を発光する。また、受光部７は、第二光源部６から出て液滴ＤＲで散乱された（反射された）光を受光する。なお、受光部７は、液滴ＤＲでの散乱光（反射光）を受光するため、移動領域ＡＭから見て吐出孔２ａの列に沿った方向（Ｘ方向）に対して少しずらして位置される。ずれ量は、例えば、実験的に決定される。そして、受光部７で得られた液滴ＤＲでの散乱光（反射光）の受光結果に基づいて、吐出部２の吐出不良が検出される。本実施形態では、撮像部３の撮像結果による吐出不良の検出と、受光部７による受光結果による吐出不良の検出とが行われるため、吐出不良をより精度良く検出しやすくなる。なお、受光部７の信号には、受光部７に接続された回路（図示されず）で、適宜、ＤＣ成分の除去等が実行されうる。

図２に示されるように、吐出不良検出装置１の制御回路８は、一例として、検査実行制御部８ａや、撮像制御部８ｂ、光源制御部８ｃ、第二光源制御部８ｄ、受光制御部８ｅ、移動制御部８ｆ、吐出不良検出部９、第二の吐出不良検出部９ｆ等を有する。また、制御回路８は、例えば、画像形成装置１０の吐出制御部１２や出力制御部１３との間で、制御信号を授受することができる。なお、制御回路８には、適宜、コントローラや、アンプ、回路等（いずれも図示されず）が接続されている。

本実施形態では、一例として、検査実行制御部８ａは、吐出不良検出の一連の処理を制御する。撮像制御部８ｂは、撮像部３の動作を制御する。撮像制御部８ｂは、例えば、シャッタの開閉タイミングや、絞り、ズーム等を制御することができる。また、撮像制御部８ｂは、例えば、撮像部３が得た画像データを受けることができる。光源制御部８ｃは、光源部４の動作を制御する。光源制御部８ｃは、例えば、発光および発光停止のタイミングや、光量（光強度）等を制御することができる。一例として、光源部４が複数の光源を有する場合には、点灯する光源の数によって、光量を変化させることができる。第二光源制御部８ｄは、第二光源部６の動作を制御する。第二光源制御部８ｄは、例えば、発光および発光停止のタイミングを制御することができる。受光制御部８ｅは、例えば、受光部７での受光結果を示す信号を受ける。そして、移動制御部８ｆは、例えば、移動装置５Ａおよび第二移動装置５Ｂを制御して、撮像部３および光源部４の位置を制御する。

また、本実施形態では、一例として、吐出不良検出部９は、前処理部９ａや、液滴画像データ特定部９ｂ、吐出部画像データ特定部９ｃ、特徴量算出部９ｄ、判断部９ｅ等を有する。前処理部９ａは、画像処理の前処理を行う。前処理には、例えば、二値化や、フィルタリング、穴埋め（クロージング）、エッジ検出、グルーピング、ラベリング等が含まれる。液滴画像データ特定部９ｂは、例えば、前処理部９ａによって前処理された画像データから、所定の条件を満たす画像データとして、液滴ＤＲの画像データを特定する。吐出部画像データ特定部９ｃは、例えば、前処理部９ａによって前処理された画像データから、所定の条件を満たす画像データとして、吐出部２の少なくとも一部の画像データを特定する。特徴量算出部９ｄは、例えば、液滴ＤＲの画像データや、吐出部２の画像データから、所定の特徴量を算出する。判断部９ｅは、例えば、各液滴ＤＲの画像データ（すなわち、当該液滴ＤＲに対応した吐出孔２ａ）について特徴量算出部９ｄで得られた特徴量を、当該特徴量に対応した条件に照合して、各吐出孔２ａの吐出状態の可否（正常であるか異常であるか）を判断する。判断部９ｅは、例えば、受光部７での受光結果を、当該受光結果に対応した条件に照合して、吐出孔２ａの吐出状態の可否を判断する。

吐出制御部１２は、吐出部２の動作を制御する。吐出制御部１２は、例えば、各吐出孔２ａに対応したアクチュエータのオンオフを制御することにより、各吐出孔２ａから液滴ＤＲが吐出されるタイミングや液滴ＤＲの大きさ等を制御することができる。出力制御部１３は、出力部１１でのデータの出力を制御する。出力部１１は、例えば、ディスプレイや、スピーカ、ランプ、ＬＥＤ（light emitting diode）、データライタ等である。ディスプレイは、例えば、ＬＣＤ（liquid crystal display）やＯＥＬＤ（organic electroluminescent display）等である。出力制御部１３は、少なくとも吐出不良が検出された場合に、出力部１１に、吐出不良が検出されたことを示す出力を行わせる。なお、出力制御部１３は、吐出不良が検出されなかった場合に、出力部１１に、吐出不良が検出されなかったこと、すなわち正常であることを示す出力を行わせることもできる。また、制御回路８には、入力部（例えば、キーボード、タッチパネル等）１４や、記憶部（例えば、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（random access memory）、ＨＤＤ（hard disk drive）等）１５が接続されている。

次に、本実施形態にかかる吐出不良検出装置１による液滴ＤＲの吐出不良の検出の手順の一例について説明する。各ステップでの処理は、検査実行制御部８ａの指示に基づいて行われることができる。まず、移動制御部８ｆは、移動装置５Ａおよび第二移動装置５Ｂを制御して、撮像部３および光源部４を所定の位置に移動させる（ステップＳ１０）。図４に示されるように、本実施形態では、一例として、液滴ＤＲの移動領域（吐出領域）ＡＭに対して、撮像部３による撮像範囲ＡＩが小さく設定されている。本実施形態では、このステップＳ１０によって少なくとも撮像部３を動かして撮像範囲ＡＩを移動させることで、液滴ＤＲの移動領域（吐出領域）ＡＭの全域を複数回に分けて撮像し、吐出不良の検出を行うことができる。

次に、吐出制御部１２は、吐出部２を制御して、吐出孔２ａに、液滴ＤＲの吐出を開始させる（ステップＳ１１）。図４に示されるように、本実施形態では、一例として、吐出制御部１２は、撮像範囲ＡＩに対応した吐出孔２ａ（図４の例では、２ａ（ａ）〜２ａ（ｅ））から液滴ＤＲを吐出させ、他の吐出孔２ａ（図４の例では、２ａ（ｆ）〜２ａ（ｌ））からは液滴ＤＲを吐出させない。このような制御により、一例としては、液滴ＤＲの無駄な消費を抑制することができる。

また、光源制御部８ｃは光源部４を制御して、光源部４を発光させるとともに、撮像制御部８ｂは撮像部３を制御して、撮像範囲ＡＩでの液滴ＤＲの撮像を行う（ステップＳ１２）。図５，６には、（ａ）吐出制御部１２による吐出部２の制御信号、（ｂ）撮像制御部８ｂによる撮像部３の制御信号、および（ｃ）光源制御部８ｃによる光源部４の制御信号の例が示されている。図５，６では、横軸は時間、縦軸は信号のレベルである。（ａ）のレベルＨのときに吐出孔２ａから吐出され、レベルＬのときには吐出孔２ａからの吐出が停止される。（ｂ）のレベルＨのときに撮像部３による撮像（画像データの取得）が行われ、レベルＬのときには撮像が停止される。（ｃ）のレベルＨのときに光源部４による発光が行われ、レベルＬのときに光源部４による発光が停止される。

図５の例では、吐出孔２ａから液滴ＤＲの吐出が開始されるのに僅かに遅れて、光源部４による発光が開始されるとともに、撮像部３による撮像が開始される。そして、各吐出孔２ａから所定数Ｎ個の液滴ＤＲが吐出されると、次のＮ＋１番目の液滴ＤＲの吐出が開始されるタイミングとほぼ同じタイミングで、光源部４による発光、ならびに撮像部３による撮像が停止される。各吐出孔２ａからの液滴ＤＲの吐出は、Ｎ＋１番目の液滴ＤＲの吐出で停止される（ステップＳ１３）。

一方、図６の例では、光源部４による発光は、（ｃ）に示されるように、吐出孔２ａから液滴ＤＲの吐出が開始されるのに僅かに遅れて開始されるものの、撮像部３による撮像は、（ｂ）に示されるように、吐出孔２ａから液滴ＤＲの吐出が開始されるより前から開始されている。具体的には、時間ｔｓの分、撮像部３による撮像の開始が、吐出孔２ａからの液滴ＤＲの吐出の開始より早い。すなわち、この例のように、ステップＳ１２の発光あるいは撮像の開始は、ステップＳ１１の吐出開始より先であってもよい。そして、各吐出孔２ａから所定数Ｎ個の液滴ＤＲが吐出されると、光源部４による発光は、（ｃ）に示されるように、次のＮ＋１番目の液滴ＤＲの吐出が開始されるタイミングとほぼ同じタイミングで停止されるものの、撮像部３による撮像は、（ｂ）に示されるように、次のＮ＋１番目の液滴ＤＲの吐出が停止した後に（ステップＳ１３）、停止される。具体的には、時間ｔｅの分、撮像部３による撮像の停止が、吐出孔２ａからの液滴ＤＲの吐出の停止より遅い。すなわち、この例のように、ステップＳ１２の発光あるいは撮像の停止は、ステップＳ１３の吐出停止より後であってもよい。本実施形態では、図５，６の例のように、撮像部３による撮像期間ではない期間では、液滴ＤＲの吐出を少なくしている（極力無くしている）ため、液滴ＤＲの無駄な消費を抑制することができる。なお、液滴ＤＲの画像データに背景の画像データが混じると、コントラストが小さくなる。よって、光源部４が発光する期間（背景の画像データが撮像される期間）は、液滴ＤＲの吐出が行われている期間と、ほぼ同じとするのが好適である。

撮像部３によって得られた画像データは、本実施形態では、一例として、吐出不良検出部９で画像処理され、各吐出孔２ａについて、吐出不良の有無が検出される（ステップＳ１４〜１７）。まずは、前処理部９ａで、画像データの前処理が行われる（ステップＳ１４）。このステップＳ１４で、前処理部９ａは、例えば、後のステップＳ１５〜Ｓ１７の画像処理を実行するのに必要な処理、あるいは後のステップＳ１５〜Ｓ１７の画像処理を実行しやすくする処理を、行う。このステップＳ１４では、例えば、図７（ａ）に示される画像データ（輝度値のデータ）から、図７（ｂ）に示されるような二値化されたデータ（バイナリデータ）が得られる。また、前処理として、グルーピングやラベリング等が行われた場合には、例えば、各画素が属するグループを示すデータや、各グループの画素数を示すデータ、グループに与えられたラベル（グループの識別子、識別番号等）を示すデータ等が得られ、以降のステップＳ１５〜Ｓ１７で用いられる。

ここで、上述したように、図５，６に示される例では、一つの液滴ＤＲが吐出される期間に比べて十分に長い期間、撮像部３のシャッタが開放され、撮像部３は撮像を継続している。よって、撮像部３が得る静止画の画像データには、図７の（ａ）や図８等に示されるように、液滴ＤＲの筋状に連続した移動軌跡の画像データＩｍＤが含まれることになる。このような制御によれば、液滴ＤＲの画像データが点状、点線状、あるいは破線状である場合に比べて、一例としては、画像処理上、液滴ＤＲの画像データＩｍＤを特定しやすい。また、一例としては、画像処理上、液滴ＤＲの移動方向（吐出方向、飛翔方向）を特定しやすいという利点もある。また、吐出孔２ａから液が連続的に流れ出る状態ではなく、実際の吐出部２の使用時のように、吐出孔２ａから液滴ＤＲが断続的に吐出される状態での液滴ＤＲの画像データＩｍＤから、液滴ＤＲの移動方向を特定するため、一例としては、より精度良く液滴ＤＲの吐出不良を検出しやすい。

さらに、図５，６に示されるように、撮像部３のシャッタは、複数の液滴ＤＲが吐出される期間に亘って開放され、撮像部３は撮像を継続している。すなわち、図７の（ａ）に示された筋状に連続した液滴ＤＲの画像データＩｍＤには、複数の液滴ＤＲの連続した移動軌跡が重畳されている。このような制御によれば、液滴ＤＲの画像データＩｍＤと、背景との輝度値の差（コントラスト）が大きくなりやすく、よって、一例としては、撮像範囲ＡＩの画像データから、液滴ＤＲの画像データを特定しやすい。

次に、ステップＳ１４で得られたデータに基づいて、画像データが特定される（ステップＳ１５）。本実施形態では、一例として、図４や、図７の（ａ）および（ｂ）、図８等に示されるように、吐出部２の一部（吐出孔２ａが設けられた面２ｂを含む部分）が、撮像範囲ＡＩに含まれている。そして、ステップＳ１５で、液滴画像データ特定部９ｂが液滴ＤＲの画像データＩｍＤを特定するとともに、吐出部画像データ特定部９ｃが吐出部２の画像データＩｍＨを特定する。具体的には、図８に示されるように、液滴画像データ特定部９ｂは、例えば、撮像範囲ＡＩに対応した画素の二次元座標上で予め設定されている二つの線Ｌ１，Ｌ２間の領域で、所定数（第一閾値）以上の画素数を有してグルーピングされた領域として、液滴ＤＲの画像データＩｍＤを特定することができる。また、吐出部画像データ特定部９ｃは、例えば、線Ｌ１に対してＬ２の反対側に位置した領域で、所定数（第二閾値）以上の画素数を有してグルーピングされた領域として、吐出部２の画像データＩｍＨを特定することができる。なお、例えば、面２ｂを有する点などの吐出部２の形状的な特徴を考慮することで、エッジ検出等の画像処理により、吐出部２の画像データＩｍＨと液滴ＤＲの画像データＩｍＤとを分離することができる。

次に、ステップＳ１５で特定された画像データＩｍＤ，ＩｍＨから、当該画像データＩｍＤ，ＩｍＨの特徴量が算出される（ステップＳ１６）。このステップＳ１６では、特徴量算出部９ｄは、例えば、図８の例に対し、液滴ＤＲの画像データＩｍＤの特徴量として、液滴ＤＲの画像データＩｍＤの上流側の端部ＩＤ１の位置（Ｘ１，Ｙ１）と、下流側の端部ＩＤ２の位置（Ｘ２，Ｙ２）と、を算出する。この際、特徴量算出部９ｄは、端部ＩＤ１，ＩＤ２の位置を、例えば、画像データＩｍＤ，ＩｍＨの領域と線Ｌ１，Ｌ２との交点となる部分（線分）のうち幅方向中央となる位置として、算出することができる。さらに、特徴量算出部９ｄは、例えば、液滴ＤＲの画像データＩｍＤの他の特徴量として、端部ＩＤ１と端部ＩＤ２とを結ぶ線（液滴ＤＲの移動軌跡の中心線）ＣＬの角度（方向、傾き、基準方向（図８の例では上下方向）に対する角度）θＤや、隣接する線ＣＬ間の間隔（隣接する液滴ＤＲの画像データＩｍＤ間の間隔）δ等を算出することができる。角度θＤは、端部ＩＤ１，ＩＤ２の位置座標（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）から、算出することができる。角度θＤは、移動軌跡が延びた方向を表す特徴量の一例である。また、間隔δは、印字される媒体（図示されず）の位置で取得することもできる。この場合は、媒体への印字精度（ずれ量）として検出することができる。

また、ステップＳ１６では、特徴量算出部９ｄは、例えば、図９の例に対し、吐出部２の画像データＩｍＨの特徴量として、面（端面、縁部、端部、辺部）２ｂの角度（方向、傾き）θＨを算出することができる。これにより、吐出部２の画像データが、撮像範囲ＡＩに対して角度θＨ分傾いていた場合に、液滴ＤＲの角度θＤにその傾き分（角度θＨ）のずれ（誤差）が生じるのを抑制することができる。

また、ステップＳ１６では、特徴量算出部９ｄは、例えば、図１０の例に対し、液滴ＤＲの画像データＩｍＤの特徴量として、幅Ｗや輝度値を算出することができる。

次に、ステップＳ１６で得られた特徴量に基づいて、液滴ＤＲの画像データＩｍＤ毎、すなわち吐出孔２ａ毎に、可否判別が行われる（ステップＳ１７）。具体的に、このステップＳ１７では、判断部９ｅは、例えば、画像データＩｍＤの角度θＤと、判断基準となる角度の範囲とを比較して、角度θＤがその角度の範囲の境界の閾値と同じかあるいは超えている（上限値より大きい、あるいは下限値より小さい）場合に、その画像データＩｍＤについて、異常と判断することができる。また、判断部９ｅは、角度θＤの判断に際しては、吐出部２の面２ｂの角度θＨを考慮することができる。具体的には、例えば、角度θＤから角度θＨを減算して、範囲の境界の閾値と比較する。そして、角度θＤが範囲を超えている場合は、例えば、当該角度θＤの画像データＩｍＤに対応した液滴ＤＲの移動方向（吐出方向）の所期の移動方向からのずれが大きいと、判断することができる。

また、ステップＳ１７では、判断部９ｅは、例えば、画像データＩｍＤの位置や、端部ＩＤ１，ＩＤ２の位置、線ＣＬの位置、隣接する線ＣＬ間の間隔（隣接する液滴ＤＲの画像データＩｍＤ間の間隔）δ等から、各液滴ＤＲの画像データＩｍＤに対応する吐出孔２ａを特定することができる。

また、ステップＳ１７では、判断部９ｅは、例えば、隣接する線ＣＬ間の間隔（隣接する液滴ＤＲの画像データＩｍＤ間の間隔）δと、間隔の閾値とを比較して、間隔δがその間隔の閾値と同じかあるいは超えている場合に、その画像データＩｍＤについて、異常と判断することができる。隣接する線ＣＬ間の間隔（隣接する液滴ＤＲの画像データＩｍＤ間の間隔）δが大きい場合は、例えば、隣接する液滴ＤＲの画像データＩｍＤ間に、本来あるべき液滴ＤＲの画像データＩｍＤが無い、すなわち、液滴ＤＲを出していないあるいは吐出量が少ない吐出孔２ａが存在していると、判断することができる。

また、ステップＳ１７では、判断部９ｅは、例えば、画像データＩｍＤの幅Ｗと、幅の範囲とを比較して、幅Ｗがその範囲の境界の閾値と同じかあるいはより大きい場合に、その画像データＩｍＤについて、異常と判断することができる。幅Ｗが大きい場合は、例えば、液滴ＤＲの直径が所期の直径より大きい、吐出孔２ａからの液滴ＤＲの移動経路が変化する（安定していない）等の異常があると、判断することができる。幅Ｗが小さい場合は、例えば、液滴ＤＲの直径が所期の直径より小さい等の異常があると、判断することができる。

また、ステップＳ１７では、判断部９ｅは、例えば、画像データＩｍＤの輝度値と、輝度値の範囲とを比較して、輝度値がその輝度値の範囲の境界の閾値と同じであるかあるいは超えている（上限値より高い、あるいは下限値より低い）場合に、その画像データＩｍＤについて、異常と判断することができる。本実施形態における輝度値の設定（背景は輝度値が高く、液滴ＤＲは輝度値が低い設定）の場合、輝度値が高い場合は、例えば、吐出孔２ａからの液滴ＤＲの吐出量が少ないと判断することができる。輝度値が低い場合は、例えば、吐出孔２ａからの液滴ＤＲの吐出量が多い（例えば、液滴の数が多い、液滴の留まっている数が多い）と判断することができる。

ステップＳ１７で異常が見つかった場合（ステップＳ１８でＹｅｓ）、異常処理が行われる（ステップＳ１９）。このステップＳ１９での異常処理としては、例えば、出力部１１における異常があった旨を示す出力（表示、音声、発光等による出力）がある。ステップＳ１７で異常が見つからなかった場合（ステップＳ１８でＮｏ）、次のステップＳ２０へ進む。

ステップＳ１０〜Ｓ１９における撮像範囲ＡＩについての一連の処理が終了した際、未検査の吐出孔２ａがあった場合には（ステップＳ２０でＹｅｓ）、ステップＳ１０に戻る。すなわち、ステップＳ１０では、次の撮像範囲ＡＩで検査が実行されるよう、撮像部３および光源部４が移動される。未検査の吐出孔２ａが無かった場合（ステップＳ２０でＮｏ）、検査が終了する。

また、上記検査の実行に際しては、光源部４の光量（光強度）を、使用する液（インク）の種類（透明度）や、使用時の液滴ＤＲの径に応じて、可変設定することができる。具体的には、図１１に例示されるように、不透明な液Ｃで液滴ＤＲの滴径がＤ３（例えば、４０μｍ（μメートル））であった場合の光量を１００％とし、透明度が高まるほど、および滴径が小さくなるほど、光量を少なくすることができる。このような設定により、一例としては、撮像範囲ＡＩの画像データにおける背景と液滴ＤＲの画像データＩｍＤとの輝度値の差（コントラスト）を適宜に設定しやすくなる。よって、一例としては、液滴ＤＲの画像データＩｍＤの特定が、より精度良く行われやすくなる。光源部４の光量は、例えば、オペレータが入力部１４を操作することにより、可変設定することができる。設定値は、記憶部１５に記憶されることができる。

さらに、本実施形態にかかる吐出不良検出装置１では、受光部７の受光結果によって、吐出異常を判別することができる。図１２には、（ａ）吐出制御部１２による吐出部２の制御信号、および（ｂ）受光部７の受光信号（出力信号）の一例が示されている。図１２では、横軸は時間、縦軸は信号のレベルである。（ａ）のレベルＨのときに吐出孔２ａから吐出され、レベルＬのときには吐出孔２ａからの吐出が停止される。（ｂ）の縦軸は、受光強度を示す。図１２には、複数の吐出孔２ａ（ａ）〜２ａ（ｅ）について、順次、液滴ＤＲが吐出された場合の結果が示されている。図１２の例において、受光強度は、第二光源部６から出た光の経路Ｐ２（図１参照）に液滴ＤＲが位置している際に、大きくなる。図１２の例では、吐出部２の吐出孔２ａに対応した制御信号がレベルＨとなってから受光強度が立ち上がるまでには、時間ｔ１を要している。この時間ｔ１は、吐出孔２ａから液滴ＤＲが吐出されてから、第二光源部６からの光が通る位置に到達するまでの時間である。よって、例えば、図１２のＥのように、この時間ｔ１が対応する閾値と同じかより長い場合、液滴ＤＲの速度が遅い異常が生じていると判断することができる。また、受光強度が立ち上がってから立ち下がるまでの時間ｔ２は、液滴ＤＲが光の経路Ｐ２を通過する（横切る）のに要する時間である。よって、例えば、図１２のＥのように、この時間ｔ２が対応する閾値と同じかより長い場合も、液滴ＤＲの速度が遅い異常が生じていると判断することができる。また、液滴ＤＲが経路Ｐ２からずれている場合や、液滴ＤＲが吐出されていない場合には、受光強度が低くなったり、得られなくなったりする。よって、図１２のＤのように、観測されるべき時間帯で、受光強度が所定の閾値ＴＨ１より低い場合には、液滴ＤＲが吐出されていないあるいは移動方向（吐出方向）のずれが経路Ｐ２から大きくずれていると判断することができる。また、図１２のＣのように、受光強度が所定の閾値ＴＨ１より大きく閾値ＴＨ２より低い場合は、液滴ＤＲの移動方向（吐出方向）がずれていると、判断することができる。受光部７の受光結果に基づく液滴ＤＲの吐出不良の検出（判断）は、例えば、第二の吐出不良検出部９ｆが行うことができる。第二の吐出不良検出部９ｆで液滴ＤＲの吐出不良が検出された場合には、撮像部３によって得られた画像データから異常が検出された場合と同様の異常処理が行われる。

図１から明らかとなるように、本実施形態では、撮像部３は、吐出孔２ａの列に沿った方向と交叉する方向（Ｚ方向）から移動領域（吐出領域）ＡＭを撮像し、受光部７は、吐出孔２ａの列に沿った方向とほぼ沿った方向（Ｘ方向）に第二光源部６から出射された光を受光する。よって、本実施形態では、撮像部３で得た画像データと、受光部７での受光結果によって、液滴ＤＲの異なる二方向（本実施形態では、Ｘ方向とＺ方向）へのずれを検出することができる。また、撮像部３で得た画像データによる吐出異常の検出と、受光部７での受光結果による吐出異常の検出は、別々に実行することができるし、並行して実行することもできる。並行して実行する場合には、例えば、一度に一つの吐出孔２ａから液滴ＤＲを吐出し、液滴ＤＲを吐出する吐出孔２ａを順次切り替えて、各吐出孔２ａから吐出された液滴ＤＲに対して撮像部３で得られた画像データと受光部７での受光結果とを処理することができる。また、第二光源部６と受光部７との組み合わせは、光源部４と撮像部３との組み合わせより安価である。よって、本実施形態の上記構成によれば、異なる二方向の液滴ＤＲのずれを検出する吐出不良検査装置１を、より安価に構成することができる。

以上、説明したように、本実施形態にかかる吐出不良検出装置１は、撮像部３が得る画像データに液滴ＤＲの連続した移動軌跡の画像データＩｍＤが含まれるよう、撮像部３を制御する撮像制御部８ｂと、撮像部３で得られた画像データを画像処理して液滴ＤＲの吐出不良を検出する吐出不良検出部９と、を備えた。よって、一例としては、吐出孔２ａから液が連続的に流れ出る状態の撮像結果から吐出不良を検出する場合に比べて、より精度良く液滴ＤＲの吐出不良を検出することができる。

また、本実施形態では、撮像制御部８ｂは、撮像部３が得る画像データに一つの吐出孔２ａから吐出された複数の液滴ＤＲの連続した移動軌跡の画像データＩｍＤが含まれるよう、撮像部３を制御する。よって、一例としては、背景と液滴ＤＲの連続した移動軌跡の画像データＩｍＤとのコントラストをより大きくすることができる。よって、一例としては、撮像部３が得る画像データから、液滴ＤＲの連続した移動軌跡の画像データＩｍＤを、より精度良く検出しやすい。

また、本実施形態では、撮像部３は、液滴ＤＲの移動領域ＡＭを通過した光を受ける。液滴ＤＲの反射光や散乱光を撮像する場合、撮像部以外に向けて反射したり散乱したりする光が生じるため、光源部や撮像部の配置が難しくなる場合がある。すなわち、本実施形態によれば、一例としては、液滴ＤＲの反射光や散乱光を撮像する場合に比べて、光源部４や撮像部３の配置をより容易に行うことができる。

また、本実施形態では、吐出不良検出部９は、撮像部３が得た画像データのデータ範囲としての撮像範囲ＡＩにおける移動軌跡の画像データＩｍＤの上流側の端部ＩＤ１および下流側の端部ＩＤ２の位置に基づいて液滴ＤＲの吐出不良を検出する。また、吐出不良検出部９は、撮像部３が得た画像データのデータ範囲としての撮像範囲ＡＩにおいて移動軌跡の画像データＩｍＤが延びた方向としての角度θＤに基づいて液滴ＤＲの吐出不良を検出する。よって、一例としては、比較的容易に、液滴ＤＲの吐出方向（角度）を得ることができ、一例としては、比較的容易に吐出不良を検出しやすい。

また、本実施形態では、吐出不良検出部９は、移動軌跡の画像データＩｍＤの輝度値に基づいて液滴ＤＲの吐出不良を検出する。よって、一例としては、より精度良く液滴ＤＲの吐出不良を検出することができる。

また、本実施形態では、撮像部３が得る画像データに液滴ＤＲの連続した移動軌跡の画像データＩｍＤが含まれるよう、液滴ＤＲに照射される光の光源部４を制御する光源制御部８ｃが設けられた。よって、一例としては、光源部４の発光ならびに発行停止のタイミングや光量の適宜な設定によって、より好適な液滴ＤＲの連続した移動軌跡の画像データＩｍＤを得やすくなる。

また、本実施形態では、撮像部３が得る画像データに、吐出部２の少なくとも一部に対応した画像データＩｍＨが含まれる。よって、一例としては、液滴ＤＲの移動軌跡の画像データＩｍＤの画像処理において、吐出部２の位置ずれや傾き等を反映させることができる。よって、一例としては、より精度良く液滴ＤＲの吐出不良を検出することができる。

また、本実施形態では、液滴ＤＲに当たった光を受光する受光部７と、受光部７での受光結果に基づいて液滴ＤＲの吐出不良を検出する第二の吐出不良検出部９ｆと、を備えた。よって、一例としては、吐出不良検出部９による液滴ＤＲの吐出不良の検出のみである場合に比べて、より精度良く液滴ＤＲの吐出不良を検出しやすくなる。

また、本実施形態にかかる吐出不良検出装置１は、画像形成装置１０に組み込まれることができる。画像形成装置１０では、用紙等の媒体が、用紙移動機構（図示されず）によって吐出部２の吐出孔２ａ（図４等参照）に面する位置に移動される。そして、吐出孔２ａから吐出されたインク等の液滴が、紙等の媒体（図示されず）に付着され、印刷が実行される。吐出部２は、キャリッジ（支持部、図示されず）に支持され、少なくとも主走査方向（図１の左右方向）に移動可能に構成される。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。また、吐出不良検出装置、吐出不良検出部、撮像部、光源部、第二光源部、受光部、移動装置、第二移動装置、吐出部等のスペック（方式、構成、形状、材質、数、配置、大きさ、長さ、幅、厚さ等）は、適宜に変更して実施することができる。

１…吐出不良検出装置
２…吐出部
２ａ…吐出孔
３…撮像部
４…光源部
７…受光部
８ｂ…撮像制御部
８ｃ…光源制御部
９…吐出不良検出部
９ｆ…第二の吐出不良検出部
１０…画像形成装置
１２…吐出制御部
ＡＩ…撮像範囲（データ範囲）
ＤＲ…液滴
ＩｍＤ…液滴の連続した移動軌跡の画像データ
ＩＤ１…上流側の端部
ＩＤ２…下流側の端部
θ…角度（方向）

Claims (10)

1. 吐出部の吐出孔から吐出された液滴の画像データを得る撮像部と、
   前記撮像部が得る画像データに前記液滴の連続した移動軌跡の画像データが含まれるよう、前記撮像部を制御する撮像制御部と、
   前記撮像部で得られた画像データを画像処理して前記液滴の吐出不良を検出する吐出不良検出部と、
   を備えた、吐出不良検出装置。
2. 前記撮像制御部は、前記撮像部が得る画像データに一つの前記吐出孔から吐出された複数の前記液滴の連続した移動軌跡の画像データが含まれるよう、前記撮像部を制御する、請求項１に記載の吐出不良検出装置。
3. 前記撮像部は、前記液滴の移動領域を通過した光を受ける、請求項１または２に記載の吐出不良検出装置。
4. 前記吐出不良検出部は、前記撮像部が得た画像データのデータ範囲における前記移動軌跡の画像データの上流側の端部および下流側の端部の位置に基づいて前記液滴の吐出不良を検出する、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の吐出不良検出装置。
5. 前記吐出不良検出部は、前記撮像部が得た画像データのデータ範囲において前記移動軌跡の画像データが延びた方向に基づいて前記液滴の吐出不良を検出する、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の吐出不良検出装置。
6. 前記吐出不良検出部は、前記移動軌跡の画像データの輝度値に基づいて液滴の吐出不良を検出する、請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の吐出不良検出装置。
7. 前記撮像部が得る画像データに前記液滴の連続した移動軌跡の画像データが含まれるよう、前記液滴に照射される光の光源部を制御する光源制御部を備えた、請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の吐出不良検出装置。
8. 前記撮像部が得る画像データに、前記吐出部の少なくとも一部に対応した画像データが含まれる、請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の吐出不良検出装置。
9. 前記液滴に当たった光を受光する受光部と、
   前記受光部での受光結果に基づいて前記液滴の吐出不良を検出する第二の吐出不良検出部と、
   を備えた、請求項１〜８のうちいずれか一つに記載の吐出不良検出装置。
10. 媒体に向けて液滴を吐出する吐出孔を有した吐出部と、
    前記吐出孔から吐出された液滴の画像データを得る撮像部と、
    前記撮像部が得る画像データに前記液滴の連続した移動軌跡の画像データが含まれるよう、前記撮像部を制御する撮像制御部と、
    前記撮像部で得られた画像データを画像処理して前記液滴の吐出不良を検出する吐出不良検出部と、
    を備えた、画像形成装置。