JP2022133690A - 吐出データ補正装置、画像形成装置および吐出データ補正方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】インク吐出不良による画像不良の発生を十分に抑制することが可能な吐出データ補正装置、画像形成装置および吐出データ補正方法を提供する。
【解決手段】吐出データ補正装置は、インクを吐出する複数のノズルに対応する各画素位置についてインクの吐出の有無を示す第１吐出データに基づいて、インク吐出不良が生じている第１ノズルに対応し、インクが吐出される第１画素位置と、第１ノズルの周辺に位置し、インク吐出不良が生じていない第２ノズルに対応し、インクが吐出されない第２画素位置とを特定し、第１画素位置から第２画素位置にインクの吐出位置を変更し、吐出位置の変更後、第２ノズルに対応する各画素位置についてインクの吐出の有無を示す第２吐出データに対して、空間フィルター処理を実行し、空間フィルター処理の実行により得られた第３吐出データと第２吐出データとに基づいて、第２吐出データを補正する。
【選択図】図７

Description

本発明は、吐出データ補正装置、画像形成装置および吐出データ補正方法に関する。

従来、搬送装置により搬送される記録媒体に対し、複数個配列されたノズルのノズル開口部からインクを吐出することにより記録媒体上に画像を形成するインクジェット画像形成装置がある。このインクジェット画像形成装置では、ノズルの目詰まりなどにより、ノズル開口部からのインク吐出量が当初の値から減少して更には完全に吐出されなくなったり、または、吐出される方向が変化したりするといったインク吐出不良（ノズル欠とも言う）が生じ得る。

インクジェット画像形成装置では、このようなインク吐出不良が形成画像の質の低下に繋がる。そこで、従来、インクジェット画像形成装置では、定期的にノズル開口部からのインクの吐出状態の検査が行われている。このインクの吐出状態の検査には、記録媒体上に形成されたテスト画像を撮像し、当該撮像データを解析する方法のものがある。この方法では、従来、各ノズル開口部から各々別個にインクを吐出させて当該インクの吐出有無や濃度を調べることで、各ノズル開口部からのインク吐出不良を判定している。

また、インクジェット記録装置では、このような検査結果に基づき、インク吐出不良を生じている不良ノズルに隣接するノズル開口部からのインク吐出量を調整（補完）することにより、インク吐出不良による画像不良（白スジ）の発生を抑制する補完技術がある（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１５－０４７７２５号公報

しかしながら、インク吐出不良が生じた際に上記補完技術を適用しても、インク吐出量の調整（補完）の仕方によっては、インク吐出不良による画像不良の発生を十分に抑制できない場合があるという問題があった。

本発明の目的は、インク吐出不良による画像不良の発生を十分に抑制することが可能な吐出データ補正装置、画像形成装置および吐出データ補正方法を提供することである。

本発明に係る吐出データ補正装置は、
インクを吐出する複数のノズルに対応する各画素位置についてインクの吐出の有無を示す第１吐出データに基づいて、インク吐出不良が生じている第１ノズルに対応し、インクが吐出される第１画素位置と、前記第１ノズルの周辺に位置し、インク吐出不良が生じていない第２ノズルに対応し、インクが吐出されない第２画素位置とを特定する特定部と、
前記第１画素位置から前記第２画素位置にインクの吐出位置を変更する変更部と、
前記吐出位置の変更後、前記第２ノズルに対応する各画素位置についてインクの吐出の有無を示す第２吐出データに対して、空間フィルター処理を実行する空間フィルター処理実行部と、
前記空間フィルター処理の実行により得られた第３吐出データと前記第２吐出データとに基づいて、前記第２吐出データを補正する補正部と、
を備える。

本発明に係る吐出データ補正方法は、
インクを吐出する複数のノズルに対応する各画素位置についてインクの吐出の有無を示す第１吐出データに基づいて、インク吐出不良が生じている第１ノズルに対応し、インクが吐出される第１画素位置と、前記第１ノズルの周辺に位置し、インク吐出不良が生じていない第２ノズルに対応し、インクが吐出されない第２画素位置とを特定し、
前記第１画素位置から前記第２画素位置にインクの吐出位置を変更し、
前記吐出位置の変更後、前記第２ノズルに対応する各画素位置についてインクの吐出の有無を示す第２吐出データに対して、空間フィルター処理を実行し、
前記空間フィルター処理の実行により得られた第３吐出データと前記第２吐出データとに基づいて、前記第２吐出データを補正する。

本発明によれば、インク吐出不良による画像不良の発生を十分に抑制することができる。

インクジェット画像形成装置の概略構成を示す図である。 ヘッドユニットの構成を示す模式図である。 画像読取部の構成を説明する模式断面図である。 インクジェット画像形成装置の主要な機能構成を示すブロック図である。 不良ノズルの検出に用いられるテストチャートの一例を示す図である。 本実施の形態における不良ノズル検出処理の例を示すフローチャートである。 本実施の形態における吐出データ補正処理の例を示すフローチャートである。 本実施の形態における吐出データ補正処理の例を説明する図である。

以下、本実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、インクジェット画像形成装置１の概略構成を示す図である。インクジェット画像形成装置１（本発明の「画像形成装置」として機能）は、給紙部１０と、画像形成部２０と、排紙部３０と、制御部４０（図４を参照）とを備える。

インクジェット画像形成装置１は、制御部４０による制御下で、給紙部１０に格納された記録媒体Ｐを画像形成部２０に搬送し、画像形成部２０で記録媒体Ｐに画像を形成し、画像が形成された記録媒体Ｐを排紙部３０に搬送する。記録媒体Ｐとしては、普通紙や塗工紙といった紙のほか、布帛またはシート状の樹脂等、表面に着弾したインクを定着させることが可能な種々の媒体を用いることができる。

給紙部１０は、記録媒体Ｐを格納する給紙トレイ１１と、給紙トレイ１１から画像形成部２０に記録媒体Ｐを搬送して供給する媒体供給部１２とを有する。媒体供給部１２は、内側が２本のローラーにより支持された輪状のベルトを備え、このベルト上に記録媒体Ｐを載置した状態でローラーを回転させることで記録媒体Ｐを給紙トレイ１１から画像形成部２０へ搬送する。

画像形成部２０は、搬送部２１と、受け渡しユニット２２と、加熱部２３と、ヘッドユニット２４と、定着部２５と、画像読取部２６と、デリバリー部２８などを有する。

搬送部２１は、円筒状の搬送ドラム２１１の搬送面２１１ａ（載置面）の上に載置された記録媒体Ｐを保持し、搬送ドラム２１１がＸ方向に延びた回転軸（円筒軸）を中心に回転して周回移動することで搬送ドラム２１１上の記録媒体Ｐを搬送方向（Ｙ方向）に搬送する搬送動作を行う。搬送ドラム２１１は、その搬送面２１１ａ上で記録媒体Ｐを保持するための図示しない爪部および吸気部を備える。記録媒体Ｐは、爪部により端部が押さえられ、かつ吸気部により搬送面２１１ａに吸い寄せられることで搬送面２１１ａに保持される。搬送部２１は、搬送ドラム２１１を回転させるための搬送ドラムモーター（図示せず）に接続されている。搬送ドラム２１１は、搬送ドラムモーターの回転量に比例した角度だけ回転する。

受け渡しユニット２２は、給紙部１０の媒体供給部１２により搬送された記録媒体Ｐを搬送部２１に引き渡す。受け渡しユニット２２は、給紙部１０の媒体供給部１２と搬送部２１との間の位置に設けられ、媒体供給部１２から搬送された記録媒体Ｐの一端をスイングアーム部２２１で保持して取り上げ、受け渡しドラム２２２を介して搬送部２１に引き渡す。

加熱部２３は、受け渡しドラム２２２の配置位置とヘッドユニット２４の配置位置との間に設けられ、搬送部２１により搬送される記録媒体Ｐが所定の温度範囲内の温度となるように記録媒体Ｐを加熱する。加熱部２３は、例えば、赤外線ヒーター等を有し、制御部４０（図４を参照）から供給される制御信号に基づいて赤外線ヒーターに通電して当該赤外線ヒーターを発熱させる。

ヘッドユニット２４は、記録媒体Ｐが保持された搬送ドラム２１１の回転に応じた適切なタイミングで、搬送ドラム２１１の搬送面２１１ａに対向するインク吐出面に設けられたノズル開口部から記録媒体Ｐに対してインクを吐出して画像を形成する。ヘッドユニット２４は、インク吐出面と搬送面２１１ａとが所定の距離だけ離隔されるように配置される。本実施の形態におけるインクジェット画像形成装置１では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクにそれぞれ対応する４つのヘッドユニット２４が記録媒体Ｐの搬送方向上流側からＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色の順に所定の間隔で並ぶように配列されている。

図２は、ヘッドユニット２４の構成を示す模式図である。ここでは、ヘッドユニット２４のうち搬送ドラム２１１の搬送面２１１ａと対向する面が示されている。

ヘッドユニット２４は、取付部材２４４に取り付けられた４つの記録ヘッド２４２を備える。記録ヘッド２４２の各々には、インクを貯留する圧力室と、圧力室の壁面に設けられた圧電素子と、ノズル２４３とを各々有する複数の記録素子が設けられている。この記録素子は、圧電素子を変形動作させる駆動信号が入力されると、圧電素子の変形により圧力室が変形して圧力室内の圧力が変化し、圧力室に連通するノズルからインクを吐出する。

記録ヘッド２４２では、記録媒体Ｐの搬送方向と交差する方向（本実施の形態では、搬送方向と直交する方向、すなわちＸ方向）に等間隔に配列されたノズル２４３からなる２つのノズル列が形成されている。これら２つのノズル列は、ノズル２４３の配置位置が、各ノズル列におけるノズル２４３の配置間隔の２分の１だけＸ方向について互いにずれるように設けられている。

また、記録ヘッド２４２では、ノズル２４３の形成時の加工ばらつき、圧電素子の特性ばらつき、ノズル２４３の詰まり、またはノズル開口部への異物の付着による閉塞などに起因してインク吐出不良のノズル２４３（不良ノズル）が生じる場合がある。不良ノズルの検出方法については、後述する。

４つの記録ヘッド２４２は、ノズル列のＸ方向についての配置範囲が切れ目なく繋がるように千鳥格子状に配置されている。ヘッドユニット２４に含まれるノズル２４３のＸ方向についての配置範囲は、搬送部２１により搬送される記録媒体Ｐのうち画像が形成される領域のＸ方向の幅をカバーしており、ヘッドユニット２４は、画像の形成時には搬送ドラム２１１の回転軸に対して位置が固定されて用いられる。すなわち、ヘッドユニット２４は、記録媒体Ｐに対するＸ方向についての画像形成可能幅に亘ってインクを吐出可能なラインヘッドを有しており、インクジェット画像形成装置１は、シングルパス形式のインクジェット画像形成装置である。

なお、記録ヘッド２４２が有するノズル列の数は、２つではなく、１つまたは３つ以上であっても良い。また、ヘッドユニット２４が有する記録ヘッド２４２の数は、４つでなく、３つ以下または５つ以上であっても良い。

記録素子のノズルから吐出されるインクとしては、温度によってゲル状またはゾル状に相変化し、紫外線等のエネルギー線を照射することにより硬化するエネルギー線硬化性を有するものが用いられる。また、本実施の形態では、常温でゲル状であり加熱されることによりゾル状となるインクが用いられる。ヘッドユニット２４は、ヘッドユニット２４内に貯留されるインクを加熱するインク加熱部（図示せず）を備える。インク加熱部は、制御部４０による制御下で動作し、ゾル状となる温度にインクを加熱する。

記録ヘッド２４２は、加熱されてゾル状となったインクを吐出する。このゾル状のインクが記録媒体Ｐに吐出されると、インク滴が記録媒体Ｐに着弾した後、自然冷却されることで速やかにインクがゲル状となって記録媒体Ｐ上で凝固する。

定着部２５は、搬送部２１のＸ方向の幅に亘って配置された発光部を有し、搬送部２１に載置された記録媒体Ｐに対して当該発光部から紫外線等のエネルギー線を照射して記録媒体Ｐ上に吐出されたインクを硬化させて定着させる。定着部２５の発光部は、搬送方向についてヘッドユニット２４の配置位置からデリバリー部２８の受け渡しドラム２８１の配置位置までの間において搬送面２１１ａと対向して配置される。

なお、記録素子のノズルから吐出されるインクとしては、温度によってゲル状またはゾル状に相変化し、電子線（エネルギー線）を照射することにより硬化するエネルギー線硬化性を有するものが用いられても良い。この場合、定着部２５は、搬送部２１に載置された記録媒体Ｐに対して電子線を照射して記録媒体Ｐ上に吐出されたインクを硬化させて定着させる。

画像読取部２６は、搬送方向について定着部２５によるインクの定着位置から受け渡しドラム２８１の配置位置までの間の位置において、搬送面２１１ａ上の記録媒体Ｐの表面を読み取り可能に配置される。本実施の形態では、画像読取部２６は、搬送部２１により搬送される記録媒体Ｐの表面を所定の読取範囲で読み取って撮像データを制御部４０に出力する。

図３は、画像読取部２６の構成を説明する模式断面図である。図３では、Ｘ方向に垂直な断面における画像読取部２６の構成が模式的に示されている。画像読取部２６は、筐体２６１と、筐体２６１の内部に収容された一対の光源２６２、ミラー２６３１，２６３２、光学系２６４およびラインセンサー２６５とを備えている。

筐体２６１は、一の面が搬送面２１１ａに対向するように配置された直方体形状の部材である。筐体２６１のうち搬送面２１１ａに対向する面は、ガラス等の光透過性を有する部材を用いて構成された光透過面２６１ａである。以下では、光透過面２６１ａに対向する位置での記録媒体Ｐの搬送方向をＹ方向とし、ＸＹ平面に垂直な方向をＺ方向とする。

一対の光源２６２の各々は、Ｘ方向についてヘッドユニット２４による画像の形成可能範囲を包含する範囲に配列された複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を有する線光源である。一対の光源２６２は、搬送方向に垂直な所定の基準面Ａに対して対照な位置に配置され、筐体２６１の光透過面２６１ａを通して搬送面２１１ａ上の記録媒体Ｐに光を射出する。また、各光源２６２の角度は、光透過面２６１ａと搬送面２１１ａ上の記録媒体Ｐとの距離が所定の標準距離ｄである場合に当該記録媒体Ｐのうち基準面Ａと交差するライン上に同一の入射角で光が照射されるように調整されている。

ミラー２６３１は、Ｘ方向について光源２６２の配置範囲に対応する長さを有し、光源２６２から射出され記録媒体Ｐにおいて反射した光のうち基準面Ａを進行する光をミラー２６３２の方向に反射させる。ミラー２６３２は、ミラー２６３１よりも光透過面２６１ａに近い位置に設けられ、ミラー２６３１において反射した光を光学系２６４の方向に反射させる。このようにミラー２６３１，２６３２が設けられることにより、筐体２６１内において適切な光路長が確保される。

光学系２６４は、ミラー２６３２からの入射光をラインセンサー２６５の撮像素子の位置に集光する。光学系２６４は、光透過面２６１ａと搬送面２１１ａ上の記録媒体Ｐとの距離が所定の標準距離ｄである場合に記録媒体Ｐの表面がラインセンサー２６５の撮像素子の位置に結像するように、すなわち記録媒体Ｐの表面に焦点が合うように、調整されている。光学系２６４としては、例えば、光軸に垂直な方向についての屈折率分布により入射光を所定の位置に集光する屈折率分布型レンズが多数配列されたものを用いることができる。

ラインセンサー２６５は、入射光の強度に応じた信号を出力する複数の撮像素子がＸ方向に配列された構成を有する。具体的には、ラインセンサー２６５では、撮像素子がＸ方向に３列設けられ、各列の撮像素子により、入射光のうちＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の波長成分の強度に応じた信号がそれぞれ出力される。Ｒ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応する撮像素子は、例えば、光電変換素子としてフォトダイオードを備えるＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサーまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサーの受光部に、Ｒ，ＧまたはＢの波長成分の光を透過するカラーフィルターが配置されたものを用いることができる。なお、画像読取部２６では、ラインセンサー２６５に代えてエリアセンサーが用いられても良い。

ラインセンサー２６５から出力された信号は、アナログフロントエンド（図示せず）において電流電圧変換、増幅、雑音除去、アナログデジタル変換等がなされ、読取画像の輝度値を示す撮像データとして制御部４０に出力される。本実施の形態では、撮像データの画素値は、撮像素子による光の検出強度を０から２５５までの２５６階調で示す。

デリバリー部２８は、内側が２本のローラーにより支持された輪状のベルトを有するベルトループ２８２と、記録媒体Ｐを搬送部２１からベルトループ２８２に受け渡す円筒状の受け渡しドラム２８１とを有し、受け渡しドラム２８１により搬送部２１からベルトループ２８２上に受け渡された記録媒体Ｐをベルトループ２８２により搬送して排紙部３０に送出する。

排紙部３０は、デリバリー部２８により画像形成部２０から送り出された記録媒体Ｐが載置される板状の排紙トレイ３１を有する。

図４は、インクジェット画像形成装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。インクジェット画像形成装置１は、加熱部２３と、記録ヘッド駆動部２４１および記録ヘッド２４２と、定着部２５と、画像読取部２６と、制御部４０と、搬送駆動部５１と、操作表示部５２と、入出力インターフェース５３と、バス５４などを備える。

記録ヘッド駆動部２４１は、記録ヘッド２４２の記録素子に対して適切なタイミングで画像データ（ひいては吐出データ）に応じて圧電素子を変形動作させる駆動信号を供給することにより、記録ヘッド２４２のノズル２４３から画像データの画素値に応じた量のインクを吐出させる。吐出データ（本発明の「第１吐出データ」に対応、以下「第１吐出データ」とも言う）は、画像データに対してハーフトーン処理を実行することにより得られるハーフトーンデータであり、各ノズル２４３に対応する各画素位置についてインクの吐出の有無（インクの吐出あり：１、インクの吐出なし：０）や吐出時の濃度階調を示す。各ノズル２４３に対応する各画素位置は、当該各ノズル２４３で１回に限りインクが吐出される画素位置である。

制御部４０は、ＣＰＵ４１（Central Processing Unit）、ＲＡＭ４２（Random Access Memory）、ＲＯＭ４３（Read Only Memory）および記憶部４４を有する。なお、制御部４０は、本発明の「特定部」、「変更部」、「空間フィルター処理実行部」および「補正部」を備える「吐出データ補正装置」として機能する。

ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３に記憶された各種制御用のプログラムや設定データを読み出してＲＡＭ４２に記憶させ、当該プログラムを実行して各種演算処理を行う。また、ＣＰＵ４１は、インクジェット画像形成装置１の全体動作を統括制御する。

ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ４１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。ＲＡＭ４２は、不揮発性メモリーを含んでいても良い。

ＲＯＭ４３は、ＣＰＵ４１により実行される各種制御用のプログラムや設定データ等を格納する。なお、ＲＯＭ４３に代えてＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリー等の書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられても良い。

記憶部４４には、入出力インターフェース５３を介して外部装置２から入力されたプリントジョブ（画像形成命令）および当該プリントジョブに係る画像データ、後述する不良ノズル検出処理に用いられるテストチャート（テスト画像）の画像データであるテスト画像データ、画像読取部２６による撮像データ４４ａ、吐出不良の不良ノズルを示す不良ノズルデータ４４ｂなどが記憶される。このうちプリントジョブには、形成する画像に係る画像データを指定する情報の他、画像を形成する記録媒体Ｐの種別に係る情報（例えば、記録媒体Ｐの大きさおよび厚さ）が含まれる。記憶部４４としては、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）が用いられ、また、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などが併用されても良い。

搬送駆動部５１は、制御部４０から供給される制御信号に基づいて搬送ドラム２１１の搬送ドラムモーターに駆動信号を供給して搬送ドラム２１１を所定の速度およびタイミングで回転させる。

ここで、搬送駆動部５１は、制御信号に基づいて、搬送ドラム２１１を第１の速度、または第１の速度より大きい第２の速度で回転させる。第１の速度は、画像読取部２６による読み取りを行う際の速度として予め設定された速度である。第２の速度は、ヘッドユニット２４による画像の形成を行う際の速度として予め設定された速度である。

また、搬送駆動部５１は、制御部４０から供給される制御信号に基づいて媒体供給部１２、受け渡しユニット２２およびデリバリー部２８を動作させるためのモーターに駆動信号を供給して、記録媒体Ｐの搬送部２１への供給および搬送部２１からの排出を行わせる。

操作表示部５２は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイといった表示装置と、操作キーや、表示装置の画面に重ねられて配置されたタッチパネルといった入力装置とを備える。操作表示部５２は、表示装置において各種情報を表示させ、また入力装置に対するユーザーの入力操作を操作信号に変換して制御部４０に出力する。

入出力インターフェース５３は、外部装置２と制御部４０との間のデータの送受信を媒介する。入出力インターフェース５３は、例えば各種シリアルインターフェース、各種パラレルインターフェースの何れかまたはこれらの組み合わせで構成される。

バス５４は、制御部４０と他の構成との間で信号の送受信を行うための経路である。

外部装置２は、例えばパーソナルコンピューターであり、入出力インターフェース５３を介してプリントジョブおよび画像データ等を制御部４０に供給する。

次に、インクジェット画像形成装置１における不良ノズルの検出方法について説明する。

本実施の形態におけるインクジェット画像形成装置１では、所定のタイミングで、またはユーザーによる操作表示部５２に対する所定の入力操作に基づいて不良ノズルの検出が行われる。不良ノズルの検出は、記録媒体Ｐに所定のテストチャートを記録し、このテストチャートを画像読取部２６で撮像して得られた撮像データを解析することにより行われる。

図５は、不良ノズルの検出に用いられるテストチャートの一例を示す図である。図５に示されるテストチャート６０は、ヘッドユニット２４により記録媒体Ｐに形成された画像であり、搬送方向に延びる複数のライン６１からなるラインパターンを含む。

図５には、テストチャート６０のうち一の記録ヘッド２４２により記録された部分が示されている。ヘッドユニット２４の他の記録ヘッド２４２によっても同様のラインパターンが記録される。

テストチャート６０の各ライン６１は、ヘッドユニット２４の単一のノズル２４３から吐出されたインクにより形成されている。また、このテストチャート６０では、Ｘ方向の位置が隣り合うノズル２４３により記録されたライン６１がＹ方向にずらされて記録されているとともに、７つおきのノズル２４３により記録されたライン６１のＹ方向の位置が互いに一致するようになっている。

このテストチャート６０における複数のライン６１の各々は、複数のノズル２４３の何れか一つと対応するため、テストチャート６０の画像読取部２６による撮像データにおいて特定のライン６１に異常が認められる場合に、当該特定のライン６１と対応するノズル２４３を不良ノズルとして特定することができる。例えば、テストチャート６０の撮像データにおいて図５に示されるライン６１ａが欠損している場合には、当該ライン６１ａと対応するノズル２４３がインクを吐出しない不良ノズルとして同定される。

また、テストチャート６０の撮像データにおいて特定のライン６１の濃度が所定の基準範囲の範囲外となっている場合には、当該特定のライン６１と対応するノズル２４３がインクの吐出量に異常がある不良ノズルとして同定される。

また、テストチャート６０の撮像データにおいて特定のライン６１がノズル２４３の位置と対応した所定の範囲内に形成されていない場合には、当該特定のライン６１と対応するノズル２４３がインクの吐出方向に異常がある不良ノズルとして同定される。不良ノズルが同定されると、不良ノズルのヘッドユニット２４における配列番号を示す不良ノズルデータ４４ｂが記憶部４４に記憶される。

不良ノズルが同定された後に、プリントジョブが記憶部４４に記憶され、プリントジョブに係る画像を記録媒体Ｐに形成する画像形成動作が行われる場合には、不良ノズルデータ４４ｂが参照され、不良ノズルのインク吐出不良が補完されるように吐出データが補正される。そして、当該補正された吐出データに基づいて画像の形成が行われる。これにより、不良ノズルがある場合においても適正な画質で画像を形成することができる。

次に、不良ノズルを検出する不良ノズル検出処理、および不良ノズルの検出結果を用いた吐出データ補正処理について説明する。

図６は、不良ノズル検出処理の例を示すフローチャートである。この不良ノズル検出処理は、ユーザーにより操作表示部５２に対して不良ノズル検出の実行を指示する所定の入力操作が行われた場合に実行される。また、不良ノズル検出処理は、例えばインクジェット画像形成装置１の製造時や出荷時、あるいはインクジェット画像形成装置１により所定枚数の記録媒体Ｐへの画像形成が行なわれたときといった所定のタイミングで実行されても良い。

まず、制御部４０は、ヘッドユニット２４を制御し、記録媒体Ｐに対してテストチャート６０を形成させる（ステップＳ１０１）。すなわち、制御部４０は、搬送駆動部５１から搬送ドラム２１１の搬送ドラムモーターに駆動信号を出力させて、上述した第２の速度で搬送ドラム２１１を回転させる。そして、制御部４０は、記憶部４４に記憶されたテストチャート６０に係るテスト画像データ（吐出データ）を記録ヘッド駆動部２４１から記録ヘッド２４２に供給させることにより、ヘッドユニット２４により記録媒体Ｐに対してインクを吐出させて記録媒体Ｐ上にテストチャート６０を形成させる。

また、制御部４０は、インクが付与された記録媒体Ｐが定着部２５の位置に移動したタイミングで、定着部２５により当該インクに所定のエネルギー線を照射させることでインクを記録媒体Ｐに定着させる。

次に、制御部４０は、テストチャート６０が形成された記録媒体Ｐを画像読取部２６により読み取らせる（ステップＳ１０２）。すなわち、制御部４０は、搬送駆動部５１から搬送ドラム２１１の搬送ドラムモーターに駆動信号を出力させて、第１の速度で搬送ドラム２１１を回転させる。また、制御部４０は、搬送ドラム２１１の回転に応じた適切なタイミングで、画像読取部２６により繰り返し記録媒体Ｐ上のテストチャート６０を読み取らせ、撮像データ４４ａを取得して記憶部４４に記憶させる。

最後に、制御部４０は、テストチャート６０の撮像データに基づいて、不良ノズルを検出する（ステップＳ１０３）。すなわち、制御部４０は、テストチャート６０の撮像データから異常が認められるライン６１を特定し、当該ライン６１に対応するノズル２４３を不良ノズルとして同定する。制御部４０は、同定された不良ノズルのヘッドユニット２４における配列番号を示す不良ノズルデータ４４ｂを生成し記憶部４４に記憶させる。ステップＳ１０３の処理が終了すると、制御部４０は、不良ノズル検出処理を終了させる。

図７は、不良ノズルの検出結果を用いた吐出データ補正処理（本発明の「吐出データ補正方法」に対応）の例を示すフローチャートである。この吐出データ補正処理は、外部装置２から制御部４０に入力された画像データに対してハーフトーン処理が実行された後、各ノズル２４３に対応する各画素位置について実行される。

まず、制御部４０は、第１吐出データおよび不良ノズルデータ４４ｂを参照し、インク吐出不良が生じている不良ノズル（本発明の「第１ノズル」に対応、以下「不良ノズル」とも言う）に対応し、当該インクが吐出される画素位置であるか否かについて判定する（ステップＳ２０１）。

判定の結果、インク吐出不良が生じている不良ノズルに対応しない場合、または、インク吐出不良が生じている不良ノズルに対応に対応しているもののインクが吐出される画素位置でない場合（ステップＳ２０１、ＮＯ）、制御部４０は、吐出データ補正処理を終了する。

一方、インク吐出不良が生じている不良ノズルに対応し、インクが吐出される画素位置（本発明の「第１画素位置」に対応、以下「第１画素位置」とも言う）である場合（ステップＳ２０１、ＹＥＳ）、制御部４０は、不良ノズルの周辺に位置し、インク吐出不良が生じていないノズル（本発明の「第２ノズル」に対応、以下「周辺ノズル」とも言う）に対応し、インクが吐出されない画素位置（本発明の「第２画素位置」に対応、以下「第２画素位置」とも言う）を特定する。そして、制御部４０は、第１画素位置から第２画素位置にインクの吐出位置を変更する、すなわち第１吐出データを補正する（ステップＳ２０２）。

次に、制御部４０は、第１吐出データのうち、周辺ノズルに対応する各画素位置についてインクの吐出の有無を示す吐出データ（本発明の「第２吐出データ」に対応、以下「第２吐出データ」とも言う）に対して、空間フィルター処理を実行する（ステップＳ２０３）。本実施の形態では、空間フィルター処理は、第１吐出データに基づいて形成されるハーフトーンパターン（網点パターン）の空間周波数成分を残すように設計されたフィルターを用いて実行される。空間フィルター処理においては、注目画素位置およびフィルターのフィルターサイズに対応する周辺画素位置の画素値とフィルター係数との積和が、注目画素についての空間フィルター処理結果（画素値）として算出される。

次に、制御部４０は、空間フィルター処理の実行により得られた吐出データ（本発明の「第３吐出データ」に対応、以下「第３吐出データ」とも言う）と第２吐出データとに基づいて、第２吐出データを補正する。

具体的には、制御部４０は、周辺ノズルに対応する各画素位置について、空間フィルター処理が実行される前の画素値と、空間フィルター処理が実行された後の画素値との差分値を算出する。そして、制御部４０は、周辺ノズルに対応する全ての画素位置のうち、インクが吐出され差分値が最も大きい画素位置Ａを特定する（ステップＳ２０４）。また、制御部４０は、周辺ノズルに対応する全ての画素位置のうち、インクが吐出されず差分値が最も大きい画素位置Ｂを特定する（ステップＳ２０５）。

そして、制御部４０は、インクが吐出され差分値が最も大きい画素位置Ａから、インクが吐出されず差分値が最も大きい画素位置Ｂにインクの吐出位置を変更する、すなわち第２吐出データを補正する（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６の処理が完了することによって、制御部４０は、図７に示す吐出データ補正処理を終了する。

図８は、図７に示すフローチャートの処理、特にステップＳ２０２，Ｓ２０３の処理の例を説明する図である。

図８Ａは、ステップＳ２０２の処理が行われる前の吐出データ（第１吐出データ）に対応する画像の一部の画像８０を示す。図８Ａに示すように、画像８０は、記録ヘッド２４２に設けられた複数のノズル２４３からインクが吐出されることにより記録媒体Ｐに形成される複数のドット（画素）で構成される。図８Ａに示す例では、記録ヘッド２４２に設けられた複数のノズル２４３のうちノズル２４３Ａだけが、インク吐出不良を生じている不良ノズルである。第１吐出データにおいては、ノズル２４３Ａに対応する画素領域８２（ドットライン）に含まれる各画素位置についてインクの吐出の有無が設定されている。具体的には、画素領域８２に含まれる画素位置８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃについてはインクが吐出される画素位置として設定される一方、画素位置８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ以外の画素位置についてはインクが吐出されない画素位置として第１吐出データに設定されている。

制御部４０は、図８Ｂに示すように、ノズル２４３Ａ（不良ノズル）の周辺に位置し、具体的にはノズルの配置方向（図中の上下方向）において隣接配置されており、インク吐出不良が生じていないノズル２４３Ｂ（周辺ノズル）に対応する画素領域８４に含まれる画素位置のうち、インクが吐出されない画素位置８４Ａを特定する。そして、制御部４０は、画素領域８２に含まれる画素位置８２Ｂから画素領域８４に含まれる画素位置８４Ａにインクの吐出位置、すなわちドットの形成位置を変更する。

次に、制御部４０は、図８Ｃに示すように、ノズル２４３Ａ（不良ノズル）の周辺に位置し、インク吐出不良が生じていない複数のノズル２４３Ｂ～２４３Ｇ（周辺ノズル）に対応する画素領域８６（ただし、ノズル２４３Ａ（不良ノズル）に対応する画素領域８２を除く、以下同じ）の各画素位置についてインクの吐出の有無を示す吐出データ（第２吐出データ）に対して、空間フィルター処理を実行する。本実施の形態では、ノズル２４３Ａ（不良ノズル）の周辺に位置し、インク吐出不良が生じていない複数のノズルとして、ノズルの配置方向（図中の上下方向）において、ノズル２４３Ａ（不良ノズル）の上方向に３つのノズル２４３Ｂ～２４３Ｄ、下方向に３つのノズル２４３Ｅ～２４３Ｇが選択される。

制御部４０は、複数のノズル２４３Ｂ～２４３Ｇ（周辺ノズル）に対応する画素領域８６の各画素位置について、空間フィルター処理が実行される前の画素値と空間フィルター処理が実行された後の画素値との差分値を算出する。そして、制御部４０は、周辺ノズル２４３Ｂ～２４３Ｇに対応する全ての画素位置のうち、インクが吐出され差分値が最も大きい画素位置Ａと、インクが吐出されず差分値が最も大きい画素位置Ｂとを特定し、画素位置Ａから画素位置Ｂにインクの吐出位置を変更する、すなわち第２吐出データを補正する。図８を参照して説明した処理を、ノズル２４３Ａ（不良ノズル）に対応する画素領域８２に含まれる画素位置８２Ａ，８２Ｃについても同様に行う。

以上の処理により、ノズル２４３Ａ（不良ノズル）に対応する画素領域８２に含まれる画素位置８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃからノズル２４３Ｂ（周辺ノズル）に対応する画素領域８４にインクの吐出位置が変更された後、複数のノズル２４３Ｂ～２４３Ｇ（周辺ノズル）に対応する画素領域８６において、インクが吐出される画素位置（ドットの形成位置）が偏りなく均一な間隔で分散され、平易に言うと画像がぼかされ（濃度が均一化され）、ひいてはインクの吐出位置が変更された画素位置に対するユーザーの視認性が低下することとなる。そのため、インク吐出不良が生じた際に補完技術を適用しても、インク吐出量の調整（補完）の仕方によっては、インク吐出不良による画像不良（白スジ）の発生を十分に抑制できない場合があるという従来技術の問題を好適に解決することができる。

以上詳しく説明したように、本実施の形態における吐出データ補正装置（制御部４０）は、インクを吐出する複数のノズル２４３に対応する各画素位置についてインクの吐出の有無を示す第１吐出データに基づいて、インク吐出不良が生じている第１ノズル２４３Ａ（不良ノズル）に対応し、インクが吐出される第１画素位置８２Ｂと、第１ノズル２４３Ａの周辺に位置し、インク吐出不良が生じていない第２ノズル２４３Ｂ（周辺ノズル）に対応し、インクが吐出されない第２画素位置８４Ａとを特定する特定部と、第１画素位置８２Ｂから第２画素位置８４Ａにインクの吐出位置を変更する変更部と、吐出位置の変更後、第２ノズル２４３Ｂ～２４３Ｇ（周辺ノズル）に対応する各画素位置についてインクの吐出の有無を示す第２吐出データに対して、空間フィルター処理を実行する空間フィルター処理実行部と、空間フィルター処理の実行により得られた第３吐出データと第２吐出データとに基づいて、第２吐出データを補正する補正部と、を備える。

具体的には、補正部は、第２および第３吐出データに基づいて、第２ノズル２４３Ｂ～２４３Ｇ（周辺ノズル）に対応する各画素位置について、空間フィルター処理が実行される前の画素値と空間フィルター処理が実行された後の画素値との差分値を算出する。そして、補正部は、インクが吐出され差分値が最も大きい画素位置Ａから、インクが吐出されず差分値が最も大きい画素位置Ｂにインクの吐出位置を変更することによって第２吐出データを補正する。

このように構成した本実施の形態によれば、複数のノズル２４３Ｂ～２４３Ｇ（周辺ノズル）に対応する画素領域８６において、インクが吐出される画素位置（ドットの形成位置）が偏りなく均一な間隔で分散され、平易に言うと画像がぼかされ、ひいてはインクの吐出位置が変更された画素位置に対するユーザーの視認性が低下することとなる。そのため、インク吐出不良が生じた際に補完技術を適用しても、インク吐出量の調整（補完）の仕方によっては、インク吐出不良による画像不良（白スジ）の発生を十分に抑制できない場合があるという従来技術の問題を好適に解決することができる。

また、本実施の形態では、空間フィルター処理は、第１吐出データに基づいて形成されるハーフトーンパターン（網点パターン）の空間周波数成分を残すように設計されたフィルターを用いて実行される。これにより、第２吐出データ（局所部分）に基づいて形成されるハーフトーンパターンと、第１吐出データ（全体部分）に基づいて形成されるハーフトーンパターンとの間で空間周波数を合わせることができ、補正された第２吐出データひいては第１吐出データに基づいて形成された画像の違和感をユーザーに確実に与えないようにすることができる。

また、本実施の形態では、インクジェット画像形成装置１で使用されるインクは、エネルギー線（紫外線または電子線）を照射することにより硬化するエネルギー線硬化性を有する。すなわち、定着部２５により記録媒体Ｐに定着させられるインクは、定着後も堆積変化（具体的に、高さ変化）がほぼ発生しないインクである。そのため、インク吐出不良が生じた場合において、画像不良、特に立体的な光沢スジ（凹凸スジ）の発生を有効に抑制することができる。

なお、上記実施の形態では、空間フィルター処理は、第１吐出データに基づいて形成されるハーフトーンパターンの空間周波数成分を残すように設計されたフィルターを用いて実行される例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、空間フィルター処理は、ブルーノイズ特性の空間周波数成分を残すように設計されたフィルターを用いて実行されても良い。また、空間フィルター処理は、低域の空間周波数成分を残すように設計されたフィルターを用いて実行されても良い。これらにより、第２吐出データに基づいて形成される画像の空間周波数をブルーノイズ特性または低域の空間周波数に合わせる、すなわちインクが吐出される画素位置（ドットの形成位置）を偏りなく均一な間隔で分散させることができ、ひいてはインクの吐出位置が変更された画素位置に対するユーザーの視認性を低下させることができる。その結果、補正された第２吐出データひいては第１吐出データに基づいて形成された画像の違和感をユーザーに確実に与えないようにすることができる。

なお、ヘッドユニット２４がドット径（大ドットや小ドット）の異なるインクを吐出して画像を形成可能であり、インクの吐出位置の変更先が小ドットの場合、制御部４０は、当該変更先のドット径を大ドットに変更して階調値を増大させても良い。

また、上記実施の形態では、複数のライン６１を含むテストチャート６０を用いて不良ノズルを検出する例を用いて説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、テスト画像として、各ノズル２４３により形成された階調パターンからなるグレーチャートを形成し、当該グレーチャートの読取結果における濃度むらから不良ノズルを検出しても良い。このようなグレーチャートによれば、ノズル２４３のインク吐出方向の異常を検出できるとともに、ノズル２４３のインク吐出量の異常を容易かつ適切に検出することができる。

また、上記実施の形態では、搬送ドラム２１１の回転動作により移動している記録媒体Ｐを画像読取部２６により読み取り、また当該移動する記録媒体Ｐに対してヘッドユニット２４からインクを吐出する例を用いて説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、画像読取部２６による記録媒体Ｐの読み取りや、ヘッドユニット２４による記録媒体Ｐに対するインクの吐出は、搬送ドラム２１１の回転動作が一時停止した状態において行われても良い。

また、上記実施の形態では、搬送ドラム２１１により記録媒体Ｐを搬送する例を用いて説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、２本のローラーに支持されローラーの回転に応じて移動する搬送ベルトにより記録媒体Ｐを搬送しても良い。また、同一平面上を往復移動する搬送部材により記録媒体Ｐを搬送しても良い。

また、上記実施の形態では、常温でゲル状であり加熱されることによりゾル状となるインクをゾル状に加熱して吐出するインクジェット画像形成装置１を例に説明したが、本発明はこれに限らず、常温でゾル状または液体であるインクを含む種々の公知のインクを用いてもよい。

また、上記実施の形態では、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１ インクジェット画像形成装置
２ 外部装置
１０ 給紙部
１１ 給紙トレイ
１２ 媒体供給部
２０ 画像形成部
２１ 搬送部
２１１ 搬送ドラム
２１１ａ 搬送面
２２ 受け渡しユニット
２３ 加熱部
２４ ヘッドユニット
２４１ 記録ヘッド駆動部
２４２ 記録ヘッド
２４３，２４３Ａ，２４３Ｂ，２４３Ｃ，２４３Ｄ，２４３Ｅ，２４３Ｆ，２４３Ｇ ノズル
２４４ 取付部材
２５ 定着部
２６ 画像読取部
２６１ 筐体
２６１ａ 光透過面
２６２ 光源
２６３１，２６３２ ミラー
２６４ 光学系
２６５ ラインセンサー
２８ デリバリー部
３０ 排紙部
３１ 排紙トレイ
４０ 制御部
４１ ＣＰＵ
４２ ＲＡＭ
４３ ＲＯＭ
４４ 記憶部
４４ａ 撮像データ
４４ｂ 不良ノズルデータ
５１ 搬送駆動部
５２ 操作表示部
５３ 入出力インターフェース
５４ バス
６０ テストチャート
６１，６１ａ ライン
８０ 画像
８２，８４，８６ 画素領域
８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８４Ａ 画素位置
Ｐ 記録媒体

Claims (12)

1. インクを吐出する複数のノズルに対応する各画素位置についてインクの吐出の有無を示す第１吐出データに基づいて、インク吐出不良が生じている第１ノズルに対応し、インクが吐出される第１画素位置と、前記第１ノズルの周辺に位置し、インク吐出不良が生じていない第２ノズルに対応し、インクが吐出されない第２画素位置とを特定する特定部と、
   前記第１画素位置から前記第２画素位置にインクの吐出位置を変更する変更部と、
   前記吐出位置の変更後、前記第２ノズルに対応する各画素位置についてインクの吐出の有無を示す第２吐出データに対して、空間フィルター処理を実行する空間フィルター処理実行部と、
   前記空間フィルター処理の実行により得られた第３吐出データと前記第２吐出データとに基づいて、前記第２吐出データを補正する補正部と、
   を備える吐出データ補正装置。
2. 前記補正部は、前記第２ノズルに対応する各画素位置について、前記空間フィルター処理が実行される前の画素値と前記空間フィルター処理が実行された後の画素値との差分値を算出し、インクが吐出され前記差分値が最も大きい画素位置から、インクが吐出されず前記差分値が最も大きい画素位置にインクの吐出位置を変更して前記第２吐出データを補正する、
   請求項１に記載の吐出データ補正装置。
3. 前記空間フィルター処理は、前記第１吐出データに基づいて形成されるハーフトーンパターンの空間周波数成分を残すように実行される、
   請求項１または２に記載の吐出データ補正装置。
4. 前記空間フィルター処理は、ブルーノイズ特性の空間周波数成分を残すように実行される、
   請求項１または２に記載の吐出データ補正装置。
5. 前記空間フィルター処理は、低域の空間周波数成分を残すように実行される、
   請求項１または２に記載の吐出データ補正装置。
6. 請求項１～５の何れか１項に記載の吐出データ補正装置と、
   補正された前記第２吐出データに基づいて、記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   を備える画像形成装置。
7. 前記画像形成装置で使用されるインクは、エネルギー線を照射することにより硬化するエネルギー線硬化性を有する、
   請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記エネルギー線は、紫外線である、
   請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記エネルギー線は、電子線である、
   請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記画像形成装置は、シングルパス方式で画像を形成する、
    請求項６～９の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記複数のノズルに対応する各画素位置は、当該複数のノズルの各々で１回に限りインクが吐出される画素位置である、
    請求項１０に記載の画像形成装置。
12. インクを吐出する複数のノズルに対応する各画素位置についてインクの吐出の有無を示す第１吐出データに基づいて、インク吐出不良が生じている第１ノズルに対応し、インクが吐出される第１画素位置と、前記第１ノズルの周辺に位置し、インク吐出不良が生じていない第２ノズルに対応し、インクが吐出されない第２画素位置とを特定し、
    前記第１画素位置から前記第２画素位置にインクの吐出位置を変更し、
    前記吐出位置の変更後、前記第２ノズルに対応する各画素位置についてインクの吐出の有無を示す第２吐出データに対して、空間フィルター処理を実行し、
    前記空間フィルター処理の実行により得られた第３吐出データと前記第２吐出データとに基づいて、前記第２吐出データを補正する、
    吐出データ補正方法。

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