JP2024046488A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インク吐出がされているものの異常が生じているノズルを正確に検出する。【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。異常吐出検出部８３は、（ａ）対象インク色のノズルに対応する主細線と、前記対象インク色とは異なるインク色のノズルに対応し主細線に隣接する隣接細線とを含むテストパターンのプリントを記録ヘッドに実行させ、（ｂ）読取画像における主細線と隣接細線とに基づいて、対象インク色のノズルの異常吐出を検出する。【選択図】 図３

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、記録ヘッドでテストパターンをプリントし、プリントされたテストパターンの画像に基づいて、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異常吐出ノズルを検出し、異常吐出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２０１６－７４１８７号公報

しかしながら、上述の画像形成装置では、インク吐出量が不足している不完全吐出のノズルや、インクの着滴位置にズレが生じている吐出ヨレのノズルなどといった、インク吐出がされているものの異常が生じているノズルを正確に検出することが困難である。つまり、吐出ヨレの場合、一般的にズレが微小であるため、吐出ヨレのノズルが検出されない可能性がある。例えば、テストパターンがプリントされるプリントシートの伸縮やテストパターン画像の読取時の誤差などに起因して、ズレが適切に検出されない可能性がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、インク吐出がされているものの異常が生じているノズルを正確に検出する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、前記記録ヘッドのノズルのうち、前記プリントすべき画像の各画素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、（ａ）前記記録ヘッドでテストパターンをプリントし、（ｂ）前記テストパターンの読取画像に基づいて異常吐出ノズルを特定する異常吐出検出部とを備える。そして、前記異常吐出検出部は、（ａ）対象インク色のノズルに対応する主細線と、前記対象インク色とは異なるインク色のノズルに対応し前記主細線に隣接する隣接細線とを含むテストパターンのプリントを前記記録ヘッドに実行させ、（ｂ）前記読取画像における前記主細線と前記隣接細線とに基づいて、前記対象インク色のノズルの異常吐出を検出する。

本発明によれば、インク吐出がされているものの異常が生じているノズルを正確に検出する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、図１～図３に示す画像形成装置においてプリントされるテストパターンの読取画像について説明する図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

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、異常吐出検出部８３、および補正処理部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、記録ヘッド１ａ～１ｄのノズルのうち、プリントすべき画像の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。

異常吐出検出部８３は、（ａ）記録ヘッド１ａ～１ｄで所定のテストパターンをプリントし、（ｂ）そのテストパターンの読取画像に基づいて異常吐出ノズルを特定する。

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、上述の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、その吐出不良位置に対応するノズルが異常吐出ノズルとして特定される。

なお、上述のテストパターンの読取画像は、ラインセンサー３１や画像読取装置７４を使用して取得される。上述のように異常吐出ノズルの検出にラインセンサー３１が使用される場合には、自動的に異常吐出ノズルが検出され、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。

異常吐出検出部８３は、上述の４つのインク色のそれぞれを対象インク色として、対象インク色についてのテストパターンのプリントを、その対象インク色の記録ヘッドに実行させる。

この実施の形態では、異常吐出検出部８３は、上述の主細線と、その主細線に両側に隣接する２本の隣接細線を含むテストパターンのプリントを記録ヘッドに実行させ、２本の隣接細線１１２と主細線１１１との位置関係に基づいて、主細線に対応する対象インク色のノズルの異常吐出を検出する。

例えば、異常吐出検出部８３は、読取画像における主細線１１１と各隣接細線１１２との間の距離に基づいて対象インク色のノズルの異常吐出を検出する。

なお、異常吐出検出部８３は、上述の読取画像をＲＧＢ画像データとして取得し、そのＲＧＢ画像データにおける主細線１１１と隣接細線１１２とのＲＧＢ値の違いに基づいて、読取画像における主細線１１１と隣接細線１１２とを互いに区別して検出する。

図４は、図１～図３に示す画像形成装置においてプリントされるテストパターンの読取画像について説明する図である。図４（Ａ）は、正常吐出の場合のテストパターンの読取画像の一例を示す図である。図４（Ｂ）は、異常吐出（完全不吐出）の場合のテストパターンの読取画像の一例を示す図である。図４（Ｃ）は、異常吐出（吐出ヨレ）の場合のテストパターンの読取画像の一例を示す図である。図４（Ｄ）は、異常吐出（不完全吐出での吐出ヨレ）の場合のテストパターンの読取画像の一例を示す図である。なお、「吐出ヨレ」は、ノズルから吐出した液滴の着弾位置に、主走査方向のズレが生じている状態である。

異常吐出検出部８３は、（ａ）対象インク色のノズルに対応する主細線と、対象インク色とは異なるインク色（補助インク色ともいう）のノズルに対応し主細線に隣接する隣接細線とを含むテストパターンのプリントを、それらのインク色の記録ヘッドに実行させ、（ｂ）テストパターンの読取画像１０１における主細線１１１と隣接細線１１２とに基づいて、対象インク色のノズルの異常吐出を検出する。

ここでは、対象インク色は、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックのうちのいずれかであり、補助インク色は、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックのうちの、対象インク色以外のインク色のいずれかである。例えば、対象インク色がシアンである場合に、補助インク色としてイエローが選択される。この場合、図４に示すように、対象インク色（シアン）の濃度分布におけるディップ位置が主細線１１１の位置として検出され、補助インク色（イエロー）の濃度分布におけるディップ位置が隣接細線１１２の位置として検出される。なお、対象インク色および補助インク色の濃度分布は、読取画像のＲＧＢ画像データから得られる。例えばシアンの濃度分布は、ＲＧＢのうちのＧおよびＢのデータから得られ、イエローの濃度分布は、ＲＧＢのうちのＲおよびＧのデータから得られる。なお、図４では、補助インク色はイエローであるがマゼンタまたはブラックでもよい。また、テストパターンは、１つのノズルにつき、補助インク色として対象インク色以外のすべての色（ここでは３色）のそれぞれの隣接細線を含むようにしてもよい。その場合、例えば、テストパターンは、シアンの１つのノズルにつき、シアンの主細線とイエローの隣接細線との組み合わせ、シアンの主細線とマゼンタの隣接細線との組み合わせ、およびシアンの主細線とブラックの隣接細線との組み合わせを含む。また、その場合、異常吐出検出部８３は、それらのすべての補助インク色について、同一種別（吐出ヨレなど）の異常吐出を検出した場合には、その種別の異常吐出を検出したものとし、一部の補助インク色について同一種別の異常吐出を検出しなかった場合には、その種別の異常吐出を検出しなかったものとする。

そして、例えば図４（Ａ）に示すように、主細線１１１の位置Ｘｃと隣接細線１１２の位置Ｘｙ１との間の距離、および主細線１１１の位置Ｘｃと隣接細線１１２の位置Ｘｙ２との間の距離が所定範囲（隣接細線１１２の位置Ｘｙ１と隣接細線１１２の位置Ｘｙ２との間の距離の半分を中心とする所定の許容誤差の範囲）内であれば、当該主細線１１１に対応する対象インク色のノズルは、正常吐出していると判定される。

また、例えば図４（Ｂ）に示すように、隣接細線１１２に対応して主細線１１１が検出されない場合には、この検出されていない主細線１１１の位置に対応する対象インク色のノズルは、異常吐出状態（完全不吐出）であると判定される。

また、例えば図４（Ｃ）に示すように、主細線１１１の位置Ｘｃと隣接細線１１２の位置Ｘｙ１との間の距離、および主細線１１１の位置Ｘｃと隣接細線１１２の位置Ｘｙ２との間の距離が所定範囲外であれば、当該主細線１１１に対応する対象インク色のノズルは、異常吐出状態（吐出ヨレ）であると判定される。

また、例えば図４（Ｄ）に示すように、主細線１１１に対応するノズルに不完全吐出（インク吐出量の低下）が発生している場合でも、主細線１１１の位置Ｘｃと隣接細線１１２の位置Ｘｙ１との間の距離、および主細線１１１の位置Ｘｃと隣接細線１１２の位置Ｘｙ２との間の距離が所定範囲外であれば、当該主細線１１１に対応する対象インク色のノズルは、異常吐出状態（吐出ヨレ）であると判定される。

補正処理部８４は、プリントすべき画像において、上述のように検出された各異常吐出ノズル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（異常吐出ノズルに対応する画素）の画素の画像データ（画素値）が、不吐出に対応する値に補正されたり、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たりする。

次に、上記画像形成装置１０の動作について説明する。

（ａ）異常吐出ノズルの検出

異常吐出検出部８３は、画像出力部７１に、上述のようなテストパターンをプリントシート上にプリントさせる。

異常吐出検出部８３は、上述のように、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（ＲＧＢ画像データ）を取得する。

そして、異常吐出検出部８３は、読取画像における対象インク色および補助インク色についての主走査方向の濃度分布を特定し、その濃度分布に基づいて、主細線１１１および隣接細線１１２の位置を特定し、上述のように、対象インク色についての各ノズルについて、正常吐出状態か異常吐出状態かを判定し、その判定結果のデータ（異常吐出ノズルのデータ）を記憶装置７３に格納する。

このようにして、補正処理の対象となる異常吐出ノズルが設定される。

（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８４は、プリント開始前に記憶装置７３から異常吐出ノズルのデータを読み出して異常吐出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）上述の画像において、異常吐出ノズルに対応する画素を特定し、（ｃ）その画素および隣接画素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。異常吐出検出部８３は、（ａ）対象インク色のノズルに対応する主細線と、前記対象インク色とは異なるインク色のノズルに対応し主細線に隣接する隣接細線とを含むテストパターンのプリントを記録ヘッドに実行させ、（ｂ）読取画像における主細線と隣接細線とに基づいて、対象インク色のノズルの異常吐出を検出する。

これにより、異なるインク色の隣接細線からの相対的な位置に基づいて、対象インク色のノズルに対応する主細線の位置が適切か否かが判定されるため、インク吐出がされているものの異常が生じているノズル（吐出ヨレ、不完全吐出など）が正確に検出される。

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。

例えば、上記実施の形態において、２本の隣接細線１１２間の距離が所定範囲内とならない場合や隣接細線１１２が検出されない場合には、隣接細線１１２に対応する補助インク色のノズルに異常吐出が発生していると判定し、補助インク色を別のインク色に変更して、補助インク色のノズルに異常吐出が発生していた箇所について、同様の処理を実行して、異常吐出が発生しているか否かを判定するようにしてもよい。

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。

１ａ～１ｄ 記録ヘッド
１０ 画像形成装置
８１ 制御部
８３ 異常吐出検出部

Claims (4)

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、
   前記記録ヘッドのノズルのうち、前記プリントすべき画像の各画素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、
   （ａ）前記記録ヘッドでテストパターンをプリントし、（ｂ）前記テストパターンの読取画像に基づいて異常吐出ノズルを特定する異常吐出検出部とを備え、
   前記異常吐出検出部は、（ａ）対象インク色のノズルに対応する主細線と、前記対象インク色とは異なるインク色のノズルに対応し前記主細線に隣接する隣接細線とを含むテストパターンのプリントを前記記録ヘッドに実行させ、（ｂ）前記読取画像における前記主細線と前記隣接細線とに基づいて、前記対象インク色のノズルの異常吐出を検出すること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記異常吐出検出部は、前記主細線と、前記隣接細線として前記主細線に両側に隣接する２本の細線を含むテストパターンのプリントを前記記録ヘッドに実行させ、２本の前記隣接細線と前記主細線との位置関係に基づいて、前記主細線に対応する前記対象インク色のノズルの異常吐出を検出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記異常吐出検出部は、前記読取画像における前記主細線と前記隣接細線との間の距離に基づいて前記対象インク色のノズルの異常吐出を検出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記異常吐出検出部は、前記読取画像をＲＧＢ画像データとして取得し、前記ＲＧＢ画像データにおける前記主細線と前記隣接細線とのＲＧＢ値の違いに基づいて、前記読取画像における前記主細線と前記隣接細線とを互いに区別して検出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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