JP2024046490A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吐出異常に対応する補正処理を効果的に行う画像形成装置を得る。【解決手段】 複数の記録ヘッド１ａ～１ｄ、複数のインク色について、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それぞれ吐出する。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１ａ～１ｄに、ノズルからインクを吐出させる。補正処理部８３は、複数のインク色のそれぞれについて吐出異常ノズルを特定し、吐出異常ノズルの一部を除外し、上述の画像において、吐出異常ノズルに対応する補正処理を実行する。【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吐出異常ノズルを検出し、吐出異常ノズルの異常の程度を示す数値を導出して、その数値が閾値を超えたノズルについてはインクの吐出を禁止しつつ、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）。この数値としては、吐出される液滴の着滴位置のずれ量が使用されている。

特開２０１４－４３０７６号公報

カットシートへのプリントの場合、シート搬送状態によってシートごとに搬送されてくるシートの位置（搬送方向とは垂直方向の位置）が異なるため、その位置に応じて、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、吐出異常ノズルに起因してインク吐出量の補正を行う場合、シート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吐出異常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。

しかしながら、上述の画像形成装置では、上述の数値が閾値を超えたノズルが多くなると、補正処理が間に合わず、効果的に補正処理を行えない可能性がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、吐出異常に対応する補正処理を効果的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、複数のインク色について、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それぞれ吐出する複数の記録ヘッドと、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、前記複数のインク色のそれぞれについて吐出異常ノズルを特定し、前記吐出異常ノズルの一部を除外し、前記画像において、前記吐出異常ノズルに対応する補正処理を実行する補正処理部とを備える。

本発明によれば、吐出異常に対応する補正処理を効果的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、補正除外領域について説明する図である。 図５は、各インク色について補正除外領域に基づく補正処理の対象の吐出異常ノズルの除外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、および補正処理部８３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、制御部８１を使用して、（ａ）上述の複数のインク色のそれぞれについて、上述の記録ヘッド１ａ～１ｄでテストパターン（各ノズルに対応する１ドット細線、主走査方向に沿ったバンドなど）をプリントし、そのテストパターンの読取画像に基づいて吐出異常ノズルおよび吐出異常種別（吐出ヨレ、不吐出など）を特定し、（ｂ）上述の複数のインク色のそれぞれについて、吐出異常ノズルの一部を除外し、プリントすべき画像において、除外されなかった吐出異常ノズルに対応する補正処理を実行する。

なお、既存の方法で、上述のテストパターンの読取画像の濃度分布に基づいて吐出異常位置が特定され、その吐出異常位置に対応するノズル（つまり、吐出異常位置にインクを吐出すべきだったノズル）が吐出異常ノズルとして特定される。なお、「吐出ヨレ」は、ノズルから吐出した液滴の着滴位置に、主走査方向のズレが生じている状態である。また、こ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。ラインセンサー３１でテストパターンの画像読取を行う場合、プリントエンジン１０ａでテストパターンがプリントされたプリントシートが、循環シート搬送部１０ｂ２を使用してラインセンサー３１の位置に搬送される。

また、この補正処理では、例えば、吐出異常ノズルに対応する画素の画像データ（画素値）が、インク不吐出となるように補正され、吐出異常ノズルに隣接するノズルに対応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る。つまり、補正処理部８３は、補正処理を実行する吐出異常ノズルのインク吐出を禁止する。

さらに、補正処理部８３は、上述の複数のインク色のうちの有彩インク色（ここでは、シアン、マゼンタ、およびイエロー）について、すべての吐出異常ノズルのうち、プリントすべき画像における補正除外領域以外の領域に対応するノズルについて補正処理を実行し、補正除外領域に対応するノズルについて補正処理を実行しない。ここで、補正除外領域は、主走査方向におけるプリントすべき画像の一部の領域であって、カラー画像部分の割合が所定値以下である領域である。例えば、この所定値は、ゼロでもよいし、５％などといった特定の数値でもよい。これにより、使用可能性の低いノズルに対する補正処理が実行されず、使用可能性の高いノズルに対する補正処理が実行されるようになる。

なお、補正処理部８３は、プリントすべき画像の色分布に基づいて、補正除外領域を自動的に設定してもよいし、プリントすべき画像においてユーザーにより（つまり、操作パネル７２に対するユーザー操作などにより）指定された領域を補正除外領域として設定してもよい。例えば、補正処理部８３は、プリントすべき画像における背景およびオブジェクトと抽出し、その背景およびオブジェクトの色を特定し、主走査方向において、その背景およびオブジェクトのうち、カラーの背景およびカラーのオブジェクトを含まない領域を補正除外領域として自動的に特定してもよい。

ここで、補正処理部８３は、検出された吐出異常ノズルの数（全数）が所定上限数を超えていない場合には、補正除外領域以外の領域に対応するノズルを特定せずに、そのすべての吐出異常ノズルについて補正処理を実行する。

また、補正処理部８３は、上述の複数のインク色のうちのブラックについて、すべての吐出異常ノズルのうち、プリントすべき画像における補正除外領域以外の領域に対応するノズルについて補正処理を実行し、補正除外領域に対応するノズルについて補正処理を実行しない。ここで、ブラックについての補正除外領域は、主走査方向におけるプリントすべき画像の一部の領域であって、モノクロ画像部分の割合が所定値以下である領域である。例えば、この所定値は、ゼロでもよいし、５％などといった特定の数値でもよい。

図４は、補正除外領域について説明する図である。図５は、各インク色について補正除外領域に基づく補正処理の対象の吐出異常ノズルの除外について説明する図である。

例えば図４に示すプリントすべき画像の場合、主走査方向（つまり、プリントシートの搬送方向に対して垂直な方向）において、カラー画像部分が含まれていない領域（主走査方向の範囲）が、シアン、マゼンタおよびイエローについての補正除外領域とされる。ここで、例えば図５に示すように、各インク色についての上述の補正処理のノズル上限数が２０である場合において、シアンの吐出異常ノズル数が２３、マゼンタの吐出異常ノズル数が４４、イエローの吐出異常ノズル数が１６であるとき、シアンおよびマゼンタの吐出異常ノズル数が補正処理のノズル上限数を超えているため、補正除外領域に対応するシアン、マゼンタおよびイエローのノズルが除外され、補正処理の対象となるシアン、マゼンタおよびイエローのノズルの数は、それぞれ、８、１５、９となり、補正処理のノズル上限数以下となっている。なお、上述のようにブラックについても同様に特定の吐出異常ノズルの除外を行うことで図５に示すように補正処理の対象となるブラックのノズルの数が補正処理のノズル上限数以下となっている。

なお、図５における比較例は、上述ように吐出異常ノズルの除外を行わなかった場合において、補正除外領域以外の領域に対応する吐出異常ノズルのうち、補正処理の対象となった吐出異常ノズルの数を示している。このように、比較例に比べ、当該実施の形態では、補正除外領域以外の領域における多くの吐出異常ノズルに対して補正処理が実行される（つまり、インク吐出を行う可能性が高い吐出異常ノズルがより多く補正処理の対象となっている）。

次に、上記画像形成装置１０の動作について説明する。

（ａ）吐出異常ノズルの特定

補正処理部８３は、制御部８１を使用して、画像出力部７１に、吐出異常ノズルを特定するためのテストパターンをプリントシートへプリントさせる。補正処理部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、プリントシートにプリントされたテストパターンの読取画像（各インク色の画像データ）を取得する。

補正処理部８３は、テストパターンの読取画像についての主走査方向の濃度分布に基づいて、その濃度分布における吐出異常位置（濃度欠損などが発生している位置）から吐出異常ノズルを特定し、その吐出異常ノズルのデータを記憶装置７３に記憶する。

このようにして、吐出異常ノズルが特定される。

（ｂ）プリント時の動作（補正処理の対象となる吐出異常ノズルの選択）

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（ａ）記憶装置７３から吐出異常ノズルのデータを読み出して吐出異常ノズルを特定し、また、（ｂ）特定した吐出異常ノズルの数（ここでは、吐出ヨレのノズル数と不吐出のノズル数の合計）が所定上限値（上述の短時間内での補正処理を実行する吐出異常位置の限界数）を超えているか否かを判定し、特定した吐出異常ノズルの数が所定上限値を超えていない場合には、特定したすべての吐出異常ノズルを補正処理の対象として決定する。一方、特定した吐出不良ノズルの数が所定上限値を超えている場合には、補正処理部８３は、各インク色について、上述のように、プリントすべき画像における補正除外領域を特定する。

その後、補正処理部８３は、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）上述の画像について使用される吐出異常ノズルを特定し、（ｃ）その吐出異常ノズルのうち、特定した補正除外領域に対応するノズル（つまり、補正除外領域にインク吐出するためのノズル）以外のノズルに対応する補正処理を実行する。つまり、補正除外領域に対応するノズルは補正処理の対象から除外される。これにより、その画像において、補正処理の対象となった吐出異常ノズルおよびその隣接ノズルに対応する箇所に対して補正処理が実行される。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、複数の記録ヘッド１ａ～１ｄは、複数のインク色について、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それぞれ吐出する。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１ａ～１ｄに、ノズルからインクを吐出させる。補正処理部８３は、上述の複数のインク色のそれぞれについて、吐出異常ノズルの一部を除外し、プリントすべき画像において、除外されなかった吐出異常ノズルに対応する補正処理を実行する。

これにより、プリントに使用される可能性の低い吐出異常ノズルが補正処理の対象から除外されるため、吐出異常に対応する補正処理が効果的に行われる。

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、吐出異常ノズルの数に拘わらず、補正除外領域を特定し、補正除外領域に対応するノズルを補正処理の対象から除外するようにしてもよい。

また、上記実施の形態において、吐出異常種別（不吐出、吐出ヨレなど）に基づく順番で吐出異常ノズルを選択して補正処理を行っていき、補正処理を行った吐出異常ノズルの数が上述の上限数に到達した場合には、残りの吐出異常ノズルの補正処理をキャンセルするようにしてもよい。その場合、吐出ヨレの吐出異常ノズルより優先的に（先に）不吐出の吐出異常ノズルに対して補正処理が実行される。

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。

１ａ～１ｄ 記録ヘッド
１０ 画像形成装置
８１ 制御部
８３ 補正処理部

Claims (6)

1. 複数のインク色について、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それぞれ吐出する複数の記録ヘッドと、
   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、
   前記複数のインク色のそれぞれについて吐出異常ノズルを特定し、前記吐出異常ノズルの一部を除外し、前記画像において、前記吐出異常ノズルに対応する補正処理を実行する補正処理部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正処理部は、前記複数のインク色のうちの有彩インク色について、すべての吐出異常ノズルのうち、前記プリントすべき画像における補正除外領域以外の領域に対応するノズルについて前記補正処理を実行し、前記補正除外領域に対応するノズルについて前記補正処理を実行せず、
   前記補正除外領域は、主走査方向における前記プリントすべき画像の一部の領域であって、カラー画像部分の割合が所定値以下である領域であること、
   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、前記吐出異常ノズルの数が所定上限数を超えていない場合には、前記補正除外領域以外の領域に対応するノズルを特定せずに、前記すべての吐出異常ノズルについて前記補正処理を実行することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記補正処理部は、前記プリントすべき画像の色分布に基づいて、前記補正除外領域を自動的に設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記補正処理部は、前記プリントすべき画像においてユーザーにより指定された領域を前記補正除外領域として設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記補正処理部は、前記補正処理を実行する前記吐出異常ノズルの吐出を禁止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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