JP2023048314A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吐出不良に対応する補正処理を適切に行う画像形成装置を得る。
【解決手段】 記録ヘッド１ａ～１ｄは、プリントすべき画像に対応するインクを配列されたノズルで吐出する。制御部８１は、プリントシートの位置に応じて、プリントすべき画像に対応するノズルを決定し、記録ヘッドに１ａ～１ｄ、ノズルからインクを吐出させる。補正処理部８３は、上述の画像において、複数の吐出不良位置のそれぞれに対応する補正処理を実行する。そして、補正処理部８３は、吐出不良位置の数が所定上限値を超えている場合、ヘッドクリーニング処理部８４に、記録ヘッド１ａ～１ｄに対するヘッドクリーニングを実行させて、吐出不良位置の数を減少させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

あるインクジェット方式の画像形成装置は、記録ヘッドにおけるインクを吐出するノズルのうち、インクを正常に吐出できなくなった不良ノズルを検出し、不良ノズルの発生状況に基づいて、隣接ドットの吐出量を変化させている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６－１４２８０７号公報

カット用紙へのプリントの場合、用紙搬送状態によって用紙ごとに異なり、搬送されてくる用紙の位置（搬送方向とは垂直方向の位置）に応じて、プリントすべき画像における各画素の描画に使用するノズルが決定される。上述のように、不良ノズルに起因してインク吐出量の補正を行う場合、用紙位置が特定されてからインク吐出までの短時間に、プリントすべき画像において不良ノズルに対応する画素を特定し、その画素の周辺に対して補正処理を行うため、その短時間で補正処理を行う必要がある。

そのため、補正すべき吐出不良位置が多くなった場合には、上述の補正処理が間に合わなくなってしまう。なお、高速なハードウェアで補正処理を実行することで、より多くの吐出不良位置について補正処理を行うことができるがコストが高くなってしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、吐出不良に対応する補正処理を適切に行う画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、プリントすべき画像に対応するインクを配列されたノズルで吐出する記録ヘッドと、プリントシートの位置に応じて、プリントすべき画像に対応するノズルを決定し、前記記録ヘッドに、前記ノズルからインクを吐出させる制御部と、前記画像において、複数の吐出不良位置のそれぞれに対応する補正処理を実行する補正処理部と、前記記録ヘッドに対するヘッドクリーニングを行うヘッドクリーニング処理部とを備える。そして、前記補正処理部は、前記吐出不良位置の数が所定上限値を超えている場合、前記ヘッドクリーニング処理部に、前記記録ヘッドに対するヘッドクリーニングを実行させて、前記吐出不良位置の数を減少させる。

本発明によれば、吐出不良に対応する補正処理を適切に行う画像形成装置が得られる。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成を説明する側面図である。 図２は、図１に示す画像形成装置１０における記録ヘッド１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの一例を示す平面図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０の電気的な構成を示すブロック図である。 図４は、テストパターン画像の濃度分布に基づく吐出不良位置の検出について説明する図である。 図５は、実施の形態１に係る画像形成装置１０の動作を説明するフローチャートである。 図６は、実施の形態２に係る画像形成装置１０の動作を説明するフローチャートである。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成を説明する側面図である。この実施の形態に係る画像形成装置１０は、プリンター、コピー機、ファクシミリ機、複合機などといった装置である。

図１に示す画像形成装置１０は、プリントエンジン１０ａと、シート搬送部１０ｂとを備える。プリントエンジン１０ａは、プリントすべきページ画像をプリントシート（プリントシートなど）上に物理的に形成する。この実施の形態では、プリントエンジン１０ａは、ライン型のインクジェット方式のプリントエンジンである。

この実施の形態では、プリントエンジン１０ａは、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックといった４つのインク色に対応する、固定されたライン型の記録ヘッド１ａ～１ｄを備える。

図２は、図１に示す画像形成装置１０における記録ヘッド１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの一例を示す平面図である。例えば図２に示すように、この実施の形態では、各記録ヘッド１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、複数（ここでは３個）のヘッド部１１を有する。それらのヘッド部１１は、主走査方向に沿って配列されており、装置本体に対して着脱可能になっている。なお、記録ヘッド１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのヘッド部１１は、１つでもよい。記録ヘッド１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのヘッド部１１は、２次元状に配列されたノズルを備え、プリントすべき画像に対応するインクをそのノズルで吐出する。

シート搬送部１０ｂは、所定の搬送路に沿って、プリント前のプリントシートをプリントエンジン１０ａに搬送するとともに、プリント後のプリントシートをプリントエンジン１０ａから所定の排出先（排出トレイ１０ｃなど）へ搬送する。

シート搬送部１０ｂは、メインシート搬送部１０ｂ１と循環シート搬送部１０ｂ２とを備える。両面プリントにおいて、メインシート搬送部１０ｂ１は、第１面のページ画像のプリントに使用するプリントシートをプリントエンジン１０ａへ搬送し、循環シート搬送部１０ｂ２は、所定枚数のプリントシートを滞留させつつ、プリントエンジン１０ａの後段から前段へプリントシートを搬送する。

この実施の形態では、メインシート搬送部１０ｂ１は、プリントエンジン１０ａに対向して配置されプリントシートを搬送する環状の搬送ベルト２と、搬送ベルト２を懸架される駆動ローラー３および従動ローラー４と、搬送ベルト２ととともにプリントシートをニップする吸着ローラー５と、排出ローラー対６，６ａとを備える。

駆動ローラー３および従動ローラー４は、搬送ベルト２を周回させる。そして、後述の給紙カセット２０－１，２０－２から搬送されてきたプリントシートを吸着ローラー５がニップし、ニップされたプリントシートは、搬送ベルト２によって記録ヘッド１ａ～１ｄのプリント位置へ順番に搬送されていき、記録ヘッド１ａ～１ｄによりそれぞれの色の画像をプリントされる。そして、カラープリント完了後のプリントシートが排出ローラー対６，６ａによって、排出トレイ１０ｃなどに排出される。

さらに、メインシート搬送部１０ｂ１は、複数の給紙カセット２０－１，２０－２を備えている。給紙カセット２０－１，２０－２は、プリントシートＳＨ１，ＳＨ２を収容しており、リフト板２１，２４でプリントシートＳＨ１，ＳＨ２を上方に押し上げてピックアップローラー２２，２５に当接させる。給紙カセット２０－１，２０－２に載置されたプリントシートＳＨ１，ＳＨ２は上側から１枚ずつピックアップローラー２２，２５によって給紙ローラー２３，２６へピックアップされる。給紙ローラー２３，２６は、給紙カセット２０－１，２０－２からピックアップローラー２２，２５によって給紙されたプリントシートＳＨ１，ＳＨ２を１枚ずつ搬送路上へ搬送するローラーである。搬送ローラー２７は、給紙カセット２０－１，２０－２から搬送されてくるプリントシートＳＨ１，ＳＨ２に共通な搬送路上の搬送ローラーである。

循環シート搬送部１０ｂ２は、両面プリントの際にプリントシートをプリントエンジン１０ａの下流側の所定位置から上流側の所定位置（ここでは、後述のラインセンサー３１の上流側の所定位置）へ戻す。循環シート搬送部１０ｂ２は、搬送ローラー４１と、プリントエンジン１０ａに面するプリントシートの面を第１面から第２面へ切り替えるためにプリントシートの進行方向を反転させるスイッチバック搬送路４１ａを備える。

さらに、画像形成装置１０は、ラインセンサー３１と、シート検知センサー３２とを備える。

ラインセンサー３１は、プリントシートの搬送方向の垂直方向に沿って配置され、プリントシートの両端エッジ（両側面エッジ）の位置を検出する光学センサーである。例えば、ラインセンサー３１は、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）である。この実施の形態では、ラインセンサー３１は、レジストローラー２８とプリントエンジン１０ａとの間に配置されている。

シート検知センサー３２は、プリントシートＳＨ１，ＳＨ２の先端が搬送路上の所定の位置を通過したことを検知する光学式センサーである。ラインセンサー３１は、シート検知センサー３２によりプリントシートＳＨ１，ＳＨ２の先端が検出された時点で、プリントシートの両端エッジの位置を検出する。

なお、例えば、図１に示すように、プリントエンジン１０ａは、プリントシートの搬送路の上方および下方の一方（ここでは上方）に配置され、ラインセンサー３１は、プリントシートの搬送路の上方および下方の他方（ここでは下方）に配置され、循環シート搬送部１０ｂ２は、プリントエンジン１０ａより下流側からラインセンサー３１より上流側へスイッチバックさせてプリントシートを搬送する。

図３は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０の電気的な構成を示すブロック図である。図３に示すように、画像形成装置１０は、図１および図２に示すような機械的構成を有する画像出力部７１の他、さらに、操作パネル７２、記憶装置７３、画像読取装置７４、およびコントローラー７５を備える。

操作パネル７２は、画像形成装置１０の筐体表面に配置され、液晶ディスプレイなどの表示装置７２ａ、およびハードキー、タッチパネルなどの入力装置７２ｂを備え、その表示装置７２ａでユーザーに対して各種メッセージを表示し、その入力装置７２ｂでユーザー操作を受け付ける。

記憶装置７３は、画像形成装置１０の制御に必要なデータ、プログラムなどを記憶する不揮発性の記憶装置（フラッシュメモリー、ハードディスクドライブなど）である。

画像読取装置７４は、プラテングラスおよび自動原稿給紙装置を備え、プラテングラス上に載置された原稿、または自動原稿給紙装置によって搬送されてくる原稿の画像を光学的に読み取り、その画像の画像データを生成する。

コントローラー７５は、プログラムに従ってソフトウェア処理を実行するコンピューター、所定のハードウェア処理を実行するＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを備え、各種処理部として動作する。そのコンピューターは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備え、ＲＯＭ、記憶装置７３などに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、（必要に応じてＡＳＩＣとともに）各種処理部として動作する。ここでは、コントローラー７５は、制御部８１、画像処理部８２、補正処理部８３、およびヘッドクリーニング処理部８４として動作する。

制御部８１は、画像出力部７１（プリントエンジン１０ａ、シート搬送部１０ｂなど）を制御し、ユーザーにより要求されたプリントジョブを実行する。この実施の形態では、制御部８１は、画像処理部８２に所定の画像処理を実行させ、プリントエンジン１０ａ（ヘッド部１１）を制御してインクを吐出させてプリントシート上にプリント画像を形成する。画像処理部８２は、ＲＩＰ（Raster Image Processing）、色変換、ハーフトーニングなどの所定の画像処理を、プリントシートにプリントすべき画像の画像データに対して実行する。

具体的には、制御部８１は、プリントエンジン１０ａに、ユーザーにより指定されたプリント画像データに基づくユーザー原稿画像をプリントさせる。

また、この実施の形態では、制御部８１は、（ａ）ラインセンサー３１によって検出されたプリントシートの両端エッジの位置に基づきプリントシートのセンター位置をシートセンター実際位置として特定し、（ｂ）シートセンター実際位置に基づいてプリントすべき画像のセンター位置を調整する自動センタリング機能を有し、自動センタリング機能をハードウェア処理として実行する。

具体的には、自動センタリング機能において、制御部８１は、主走査方向に沿って、プリントすべき画像の描画位置を、プリントエンジン１０ａの基準センター位置とシートセンター実際位置との差分だけ変更させている。この実施の形態では、記録ヘッド１ａ～１ｄにおけるノズルは移動しないため、プリントすべき画像の描画位置に応じて、プリントすべき画像における各画素に対応するノズルが変更される。

このように、制御部８１は、プリントシートの位置に応じて、プリントすべき画像に対応するノズル（各画素に対応するノズル）を決定し、記録ヘッド１ａ～１ｄに、ノズルからインクを吐出させる。

補正処理部８３は、プリントすべき画像において、複数の吐出不良位置のそれぞれに対応する補正処理をハードウェア処理として実行する。なお、この補正処理では、例えば、吐出不良位置に隣接する画素の画像データ（画素値）が、その画素の濃度が高くなるように補正され、隣接する画素についてのインク吐出量が増加される。

例えば、補正処理部８３は、（ａ）テストパターンを画像出力部７１でプリントし、（ｂ）テストパターンの読取画像に基づいて、吐出不良位置のうち、テストパターンにおいても吐出不良が検出された吐出不良位置を優先吐出不良位置として特定する。なお、テストパターンは、主走査方向に沿った帯状のベタ画像である。

図４は、テストパターン画像の濃度分布に基づく吐出不良位置の検出について説明する図である。この実施の形態では、プリントシートの位置を検出するためのラインセンサー３１が設けられているため、例えば、テストパターンがプリントシートにプリントされ、そのプリントシートが循環シート搬送部１０ｂ２で搬送されて、プリントされたテストパターンの画像がラインセンサー３１で読み取られ、その画像の主走査方向の濃度分布に基づいて、吐出不良位置が検出される。例えば図４に示すように、濃度分布におけるディップの位置が吐出不良位置として検出され、その吐出不良位置に対応するノズルが吐出不良ノズルとして特定される。

なお、上述のように吐出不良位置の検出にラインセンサー３１が使用される場合には、自動的に吐出不良位置が検出され、テストパターンがプリントされたプリントシートが排出される。また、ラインセンサー３１の代わりに、テストパターンがプリントされたプリントシートをただちに排出し、ユーザーによって画像読取装置７４にセットされたそのプリントシートの画像を画像読取装置７４で読み取るようにしてもよい。

あるいは、吐出液滴の有無を光学的に検出する不良ノズル検出装置を設け、不良ノズル検出装置を使用して吐出不良ノズルを特定してもよい。

図３に戻り、ヘッドクリーニング処理部８４は、プリントエンジン１０ａなどを制御して、記録ヘッド１ａ～１ｄに対するヘッドクリーニングを行う。通常、ヘッドクリーニング処理部８４は、定期的に、あるいはユーザー指定のタイミングなどで、ヘッドクリーニングを実行する。

ヘッドクリーニングは、インクの予備吐出、（インクなしでの）ノズルへの圧力印加、パージ機構を使用したパージ動作、ワイパー機構を使用したワイピング動作などとして実行される。なお、パージ動作は、ヘッドに対向する搬送ベルトを退避させ、ヘッドの下方にインクトレイを移動させた後、ポンプなどでインク圧を高めてノズルからインクを排出させる動作である。

そして、補正処理部８３は、検出された吐出不良位置の数が所定上限値（例えば１０）を超えている場合、自動的に、ヘッドクリーニング処理部８４に、記録ヘッド１ａ～１ｄに対するヘッドクリーニングを実行させて、吐出不良位置の数を減少させる。なお、その場合のヘッドクリーニングは、検出された吐出不良ノズルを含む記録ヘッド１ａ～１ｄのみに対して行ってもよいし、すべての記録ヘッド１ａ～１ｄに対して行ってもよい。

この実施の形態では、補正処理部８３は、吐出不良位置の数が上述の所定上限値以下となるまで、連続的に繰り返し、ヘッドクリーニング処理部８４に、記録ヘッド１ａ～１ｄに対するヘッドクリーニングを実行させる。

次に、実施の形態１に係る画像形成装置１０の動作について説明する。

（ａ）補正処理を実行すべき吐出不良位置の決定

図５は、実施の形態１に係る画像形成装置１０の動作を説明するフローチャートである。

まず、補正処理部８３は、吐出不良位置（つまり、吐出不良ノズル）を検出する（ステップＳ１）。例えば、補正処理部８３は、画像出力部７１に、プリントシート上に、テストパターンをプリントさせ、ラインセンサー３１や画像読取装置７４を使用して、テストパターンの読取画像（各インク色の画像データ）を取得し、主走査方向における読取画像の濃度分布に基づいて、吐出不良位置を検出し、その吐出不良位置に対応するノズルを特定する。

そして、補正処理部８３は、検出した吐出不良位置の数が上限値（上述の短時間内での補正処理を実行する吐出不良位置の限界数）を超えているか否かを判定する（ステップＳ２）。

検出した吐出不良位置の数が上限値（上述の短時間内での補正処理を実行する吐出不良位置の限界数）を超えていない場合には、補正処理部８３は、現時点で検出されている吐出不良位置を、補正処理の対象として決定し、その吐出不良位置およびノズルのデータを記憶装置７３に記憶する（ステップＳ３）。

一方、検出した吐出不良位置の数が上限値を超えている場合には、補正処理部８３は、ヘッドクリーニング処理部８４に、記録ヘッド１ａ～１ｄに対するヘッドクリーニングを実行させる（ステップＳ４）。ヘッドクリーニングによってノズルの吐出不良が解消された数だけ、吐出不良位置が減少する。

ヘッドクリーニングの後、補正処理部８３は、再度、吐出不良位置を検出し（ステップＳ１）、検出した吐出不良位置の数が上述の上限値を超えているか否かを判定する（ステップＳ２）。吐出不良位置の数が上述の上限値をまだ超えている場合には、再度、ヘッドクリーニングが実行される。このように、検出した吐出不良位置の数が上限値を超えている場合には、連続的に繰り返し、ヘッドクリーニングが実行される。

（ｂ）プリント時の動作

制御部８１は、プリント要求を受け付けると、画像処理部８２で、そのプリント要求により指定された画像に対して画像処理を実行して、プリントすべき画像の画像データを取得し、画像出力部７１で、プリントシートを搬送し、その画像データに基づいて、そのプリントすべき画像をそのプリントシート上にプリントする。

その際、補正処理部８３は、プリント開始前に記憶装置７３から吐出不良位置およびノズルのデータを読み出して吐出不良位置およびノズルを特定しておき、ラインセンサー３１でプリントシートの位置が検出されると、（ａ）上述の画像における各画素に対応するノズルを特定し、（ｂ）上述の画像における吐出不良位置（対応するノズル）を特定し、（ｃ）その吐出不良位置に対する補正処理を実行する。そして、制御部８１は、補正処理後の画像データに基づいて、上述のプリントを実行する。

以上のように、上記実施の形態１によれば、記録ヘッド１ａ～１ｄは、プリントすべき画像に対応するインクを配列されたノズルで吐出する。制御部８１は、プリントシートの位置に応じて、プリントすべき画像に対応するノズルを決定し、記録ヘッドに１ａ～１ｄ、ノズルからインクを吐出させる。補正処理部８３は、上述の画像において、複数の吐出不良位置のそれぞれに対応する補正処理を実行する。ヘッドクリーニング処理部８４は、記録ヘッド１ａ～１ｄに対するヘッドクリーニングを行う。そして、補正処理部８３は、吐出不良位置の数が所定上限値を超えている場合、ヘッドクリーニング処理部８４に、記録ヘッド１ａ～１ｄに対するヘッドクリーニングを実行させて、吐出不良位置の数を減少させる。

これにより、上述の短時間で補正処理を実行可能な数まで吐出不良位置が減少させられるため、吐出不良に対応する補正処理が適切に行われる。

実施の形態２．

実施の形態２では、補正処理部８３は、上述のヘッドクリーニングの連続実行回数に応じて、ヘッドクリーニングの強度を変更する。

図６は、実施の形態２に係る画像形成装置１０の動作を説明するフローチャートである。実施の形態２では、検出した吐出不良位置の数が上述の上限値を超えている場合、補正処理部８３は、まず、連続実行回数（つまり、ステップＳ４のヘッドクリーニングの繰り返し実行回数）に応じたクリーニング強度を設定し（ステップＳ１１）、そのクリーニング強度でヘッドクリーニングをヘッドクリーニング処理部８４に実行させる（ステップＳ４）。

ここでは、補正処理部８３は、連続実行回数が大きくなるほど、クリーニング強度を高く設定する。ヘッドクリーニングの動作（インクの予備吐出、ノズルへの圧力印加、パージ動作、ワイピング動作など）、その反復回数などに応じた複数レベルのクリーニング強度が予め設定されており、複数レベルのクリーニング強度から、連続実行回数に応じたクリーニング強度が選択される。

なお、実施の形態２に係る画像形成装置のその他の構成および動作については実施の形態１と同様である。

以上のように、上記実施の形態２によれば、上述のヘッドクリーニングの連続実行回数に応じてヘッドクリーニングの強度が変更されるため、効率的に、吐出不良位置の数が減少する。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

本発明は、例えば、インクジェット方式の画像形成装置に適用可能である。

１０ 画像形成装置
８１ 制御部
８３ 補正処理部
８４ ヘッドクリーニング処理部

Claims (6)

1. プリントすべき画像に対応するインクを配列されたノズルで吐出する記録ヘッドと、
   プリントシートの位置に応じて、プリントすべき画像に対応するノズルを決定し、前記記録ヘッドに、前記ノズルからインクを吐出させる制御部と、
   前記画像において、複数の吐出不良位置のそれぞれに対応する補正処理を実行する補正処理部と、
   前記記録ヘッドに対するヘッドクリーニングを行うヘッドクリーニング処理部とを備え、
   前記補正処理部は、所定液滴サイズで検出された前記吐出不良位置の数が所定上限値を超えている場合、前記ヘッドクリーニング処理部に、前記記録ヘッドに対するヘッドクリーニングを実行させて、前記吐出不良位置の数を減少させること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正処理部は、前記吐出不良位置の数が前記所定上限値以下となるまで、連続的に繰り返し、前記ヘッドクリーニング処理部に、前記記録ヘッドに対するヘッドクリーニングを実行させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記補正処理部は、前記ヘッドクリーニングの連続実行回数に応じて、前記ヘッドクリーニングの強度を変更することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記補正処理部は、前記補正処理をハードウェア処理として実行することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記補正処理部は、前記補正処理では、前記吐出不良位置に隣接する画素についてのインク吐出量を増加させることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記記録ヘッドは、固定されたライン型の記録ヘッドであることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。

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