JP6565331B2 - ノズル検査装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノズル検査装置および画像形成装置に関する。

記録媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェットプリンタなどの画像形成装置では、インクを吐出するノズルの目詰まりによって吐出不良が生じると、印刷画像の画質が低下する。そこで、ノズルから記録媒体にインクを吐出して検査用のテストパターンを形成し、このテストパターンを用いてノズルの吐出不良を検査し、吐出不良が検出されるとノズルのメンテナンス等を行うことが知られている。

例えば特許文献１には、ベタ記録エリアとドット群エリアとを含むパターンを形成し、このパターンを撮像した画像を解析して、インク不吐出やインク飛行曲りなどのノズルの吐出不良を検出する方法が開示されている。具体的には、特許文献１に記載の方法は、ベタ記録エリアから白抜けラインが検出されると、ドット群エリアの対応するドットの有無を確認して、吐出不良の要因がインク不吐出であるかインク飛行曲りであるかを判定する。

近年、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックといった色インクのほかに、クリアインクと呼ばれる無色透明なインクや白インクなどの特殊インクを用いて印刷を行う画像形成装置が普及している。クリアインクや白インクなどは、記録媒体に吐出されると視認性が低下する。このため、クリアインクや白インクを吐出するノズルの吐出不良を検査する場合、上述した特許文献１に記載の方法ではベタ記録エリアの画像から白抜けラインを検出できず、ノズルの吐出不良を適切に検査できないという不都合があった。

上述した課題を解決するために、本発明は、複数のノズルからなるノズル列と被記録物とを前記ノズル列に直交する方向に相対移動させながら前記ノズル列からインクを吐出することで前記被記録物に形成されたパターンを撮像する二次元イメージセンサと、前記パターンで正反射した正反射光が前記二次元イメージセンサに入射し、該二次元イメージセンサが撮像する前記パターンの画像に正反射領域を形成するように設けられた光源部と、前記光源部から前記パターンに照射される光の光路に配置された光学部材と、前記画像を解析して前記ノズルの吐出不良を検出する検出部と、を備え、前記光源部は、前記パターンで正反射した正反射光が前記二次元イメージセンサに入射し、かつ、前記光学部材で正反射した正反射光が前記二次元イメージセンサに入射しないように設けられ、前記正反射領域は、前記画像において、前記ノズル列と前記被記録物との相対移動方向に対応する方向の大きさが、前記相対移動方向に対応する方向と直交する方向の大きさよりも大きくなるように、前記画像に形成されることを特徴とする。

本発明によれば、吐出された後に視認性が低下するクリアインクや白インクなどのインクを吐出するノズルの吐出不良を適切に検査できる、という効果を奏する。

図１は、画像形成装置の内部を透視して示す斜視図である。 図２は、画像形成装置の内部の機械的構成を示す上面図である。 図３は、記録ヘッドをインク吐出面側から見た平面図である。 図４−１は、測色カメラの縦断面図である。 図４−２は、測色カメラの内部を図４−１のＸ１方向から見た平面図である。 図５は、基準チャートの具体例を示す図である。 図６は、画像形成装置の制御機構の概略構成を示すブロック図である。 図７は、測色カメラの制御機構の一構成例を示すブロック図である。 図８は、二次元イメージセンサが撮像した検査用パターンの画像を模式的に示す図である。 図９は、検出部の処理を説明する図である。 図１０は、変形例２における測色カメラの構成を説明する図である。 図１１は、変形例３で用いる検査用パターンの一例を示す図である。 図１２は、変形例３におけるノズル検査時の動作の一例を示すフローチャートである。 図１３は、変形例４における検査用パターンの画像の解析結果の一例を示す図である。 図１４−１は、変形例５として示す測色カメラの分解斜視図である。 図１４−２は、変形例５として示す測色カメラの縦断面図である。 図１４−３は、変形例５として示す測色カメラの部品レイアウトを説明する平面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るノズル検査装置および画像形成装置について詳しく説明する。なお、以下で示す実施形態は、インクジェットプリンタとして構成された画像形成装置に搭載され、画像形成装置が記録媒体に形成した測色用パターンの画像を撮像して測色値を算出する機能を持った測色カメラに対して、本発明のノズル検査装置としての機能を持たせた例である。

＜画像形成装置の機械的構成＞
まず、図１乃至図３を参照しながら、本実施形態の画像形成装置１００の機械的構成について説明する。図１は、画像形成装置１００の内部を透視して示す斜視図、図２は、画像形成装置１００の内部の機械的構成を示す上面図、図３は、キャリッジ５に搭載される記録ヘッド６をインク吐出面側から見た平面図である。

図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、主走査方向（図中矢印Ａ方向）に往復移動するキャリッジ５を備える。キャリッジ５は、主走査方向に沿って延設された主ガイドロッド３により支持されている。また、キャリッジ５には連結片５ａが設けられている。連結片５ａは、主ガイドロッド３と平行に設けられた副ガイド部材４に係合し、キャリッジ５の姿勢を安定化させる。

キャリッジ５には、図２に示すように、例えば５つの記録ヘッド６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋ，６ｃｌが搭載されている。記録ヘッド６ｙは、イエローのインクを吐出する記録ヘッドである。記録ヘッド６ｍは、マゼンタのインクを吐出する記録ヘッドである。記録ヘッド６ｃは、シアンのインクを吐出する記録ヘッドである。記録ヘッド６ｋは、ブラックのインクを吐出する記録ヘッドである。記録ヘッド６ｃｌは、クリアインクを吐出する記録ヘッドである。以下、これら記録ヘッド６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋ，６ｃｌを総称する場合は、記録ヘッド６という。記録ヘッド６は、インク吐出面が下方（記録媒体Ｍ側）に向くように、キャリッジ５に支持されている。

記録ヘッド６にインクを供給するためのインク供給体であるカートリッジ７は、キャリッジ５には搭載されず、画像形成装置１００内の所定の位置に配置されている。カートリッジ７と記録ヘッド６とは図示しないパイプで連結されており、このパイプを介して、カートリッジ７から記録ヘッド６に対してインクが供給される。

キャリッジ５は、駆動プーリ９と従動プーリ１０との間に張架されたタイミングベルト１１に連結されている。駆動プーリ９は、主走査モータ８の駆動により回転する。従動プーリ１０は、駆動プーリ９との間の距離を調整する機構を有し、タイミングベルト１１に対して所定のテンションを与える役割を持つ。キャリッジ５は、主走査モータ８の駆動によりタイミングベルト１１が送り動作されることにより、主走査方向に往復移動する。キャリッジ５の主走査方向の移動は、例えば図２に示すように、キャリッジ５に設けられたエンコーダセンサ１３がエンコーダシート１４のマークを検知して得られるエンコーダ値に基づいて制御される。

また、本実施形態の画像形成装置１００は、記録ヘッド６の信頼性を維持するための維持機構１５を備える。維持機構１５は、記録ヘッド６の吐出面の清掃やキャッピング、記録ヘッド６からの不要なインクの排出などを行う。本実施形態では、記録ヘッド６のノズルに吐出不良が検出された場合、維持機構１５により吐出面のワイピングやインクの空吐出などの回復動作を行って、吐出不良を解消させる。

記録ヘッド６の吐出面と対向する位置には、図２に示すように、プラテン１６が設けられている。プラテン１６は、記録ヘッド６から記録媒体Ｍ上にインクを吐出する際に、記録媒体Ｍを支持するためのものである。本実施形態の画像形成装置１００は、キャリッジ５の主走査方向の移動距離が長い広幅機である。このため、プラテン１６は、複数の板状部材を主走査方向（キャリッジ５の移動方向）に繋いで構成している。記録媒体Ｍは、図示しない副走査モータによって駆動される搬送ローラにより挟持され、プラテン１６上を、図中矢印Ｂで示す副走査方向（主走査方向と直交する方向）に間欠的に搬送される。

記録ヘッド６は、図３に示すように、複数のノズルが副走査方向（図中矢印Ｂ方向）に沿って配列されたノズル列１７を有する。記録ヘッド６は、キャリッジ５が主走査方向（図中矢印Ａ方向）に往復移動することに伴って、プラテン１６上の記録媒体Ｍに対して主走査方向に相対移動しながらノズル列１７からインクを吐出し、記録媒体Ｍに画像を形成する。図３に示す記録ヘッド６では、このノズル列１７が２列設けられている。一方のノズル列１７は、他方のノズル列１７に対して、各ノズルが副走査方向にそれぞれ略１／２・ｐずれた位置となるように形成される。これにより、副走査方向の解像度が高い画像を形成することができる。

本実施形態の画像形成装置１００を構成する上記の各構成要素は、外装体１の内部に配置されている。外装体１にはカバー部材２が開閉可能に設けられている。画像形成装置１００のメンテナンス時やジャム発生時には、カバー部材２を開けることにより、外装体１の内部に設けられた各構成要素に対して作業を行うことができる。

本実施形態の画像形成装置１００は、色調整を行う色調整時において、記録ヘッド６のノズル列１７からプラテン１６上の記録媒体Ｍ上にインクを吐出して多数の測色用パターンを形成し、この測色用パターンの測色を行う。測色用パターンは、画像形成装置１００が実際にインクを用いて記録媒体Ｍに形成されるものであり、画像形成装置１００に固有の特性を反映している。したがって、多数の測色用パターンの測色値を用いて、画像形成装置１００に固有の特性を記述したデバイスプロファイルを生成、あるいは修正することができる。そして、このデバイスプロファイルに基づいて標準色空間と機器依存色との間の色変換を行うことで、画像形成装置１００は再現性の高い画像を出力することができる。

本実施形態の画像形成装置１００は、記録媒体Ｍに形成した測色用パターンの画像を撮像して測色値を算出する機能を持った測色カメラ２０を備える。測色カメラ２０は、図２に示すように、記録ヘッド６が搭載されたキャリッジ５に支持されている。そして、測色カメラ２０は、記録媒体Ｍの搬送およびキャリッジ５の移動により測色用パターンが形成された記録媒体Ｍ上を移動して、測色用パターンと対向する位置にきたときに、画像の撮像を行う。そして、撮像により得られた測色用パターンのＲＧＢ値に基づいて、測色用パターンの測色値を算出する。

また、本実施形態の画像形成装置１００では、測色カメラ２０を用いて、記録ヘッド６のノズルに吐出不良が生じているか否かの検査を行う。記録ヘッド６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋなどの色インクを吐出する記録ヘッド６については、例えば、これら記録ヘッド６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋを単独で使用して記録媒体Ｍ（被記録物の一例）に形成される単色の色インクからなる測色用パターンを測色カメラ２０で撮像した画像を用いて、ノズルの吐出不良を検査することができる。すなわち、これら単色の色インクからなる測色用パターンに生じる白抜けラインを従来技術と同様の方法により検出することで、色インクを吐出する記録ヘッド６におけるノズルの吐出不良を検査できる。

しかし、クリアインクを吐出する記録ヘッド６ｃｌについては、測色用パターンの測色時と同様の照明条件で撮像した画像を用いても、この画像に白抜けラインが現れないためにノズルの吐出不良を検査することができない。そこで、記録ヘッド６ｃｌにおけるノズルの吐出不良を検査する際には、記録ヘッド６ｃｌを単独で使用して記録媒体Ｍ（被記録物の一例）に形成されるテストパターン（以下、測色用パターンと区別して検査用パターンという。）に対して、後述の光源部３１から光を照射して画像を撮像する。光源部３１は、検査用パターンで正反射した正反射光が後述の二次元イメージセンサに入射し、二次元イメージセンサが撮像する検査用パターンの画像に正反射領域を形成するように設けられている。測色カメラ２０は、この正反射領域を含む検査用パターンの画像を解析し、クリアインクを吐出する記録ヘッド６ｃｌにおけるノズルの吐出不良を検出する。

＜測色カメラの具体例＞
次に、図４−１および図４−２を参照しながら、測色カメラ２０の具体例について詳細に説明する。図４−１および図４−２は、測色カメラ２０の機械的構成の一例を示す図であり、図４−１は、測色カメラ２０の縦断面図（図４−２中のＸ２−Ｘ２線断面図）、図４−２は、測色カメラ２０の内部を図４−１のＸ１方向から見た平面図である。なお、図４−２においては、測色カメラ２０の内部に配置された各部材の位置関係を分かり易く示すために、これらの部材を支持する構造体などの図示を省略している。

測色カメラ２０は、枠体２１と基板２２とを組み合わせて構成された筐体２３を備える。枠体２１は、筐体２３の上面となる一端側が開放された有底筒状に形成されている。基板２２は、枠体２１の開放端を閉塞して筐体２３の上面を構成するように枠体２１に締結され、枠体２１と一体化されている。

筐体２３は、その底面部２３ａが所定の間隙ｄを介してプラテン１６上の記録媒体Ｍと対向するように、キャリッジ５に固定される。記録媒体Ｍと対向する筐体２３の底面部２３ａには、記録媒体Ｍに形成されたパターン（測色用パターンや検査用パターン）を筐体２３の内部から撮影可能にするための開口部２４が設けられている。

筐体２３の内部には、画像を撮像する二次元イメージセンサ２５が設けられている。二次元イメージセンサ２５は、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサなどの撮像素子や結像レンズなどを備え、受光面が筐体２３の底面部２３ａ側に向くように、例えば基板２２の内面側（部品実装面）に実装されている。

また、筐体２３の内部には、測色用パターンの測色を行う際に二次元イメージセンサ２５によって測色用パターンとともに撮像される基準チャート４０と、この基準チャート４０の光学像を二次元イメージセンサ２５に導くための反射ミラー２６とが設けられている。基準チャート４０は、例えば緩衝部材２７を介して枠体２１の側面部に配置される。反射ミラー２６は、筐体２３の底面部２３ａに対して所定角度で傾斜するように、例えば緩衝部材２８を介して構造体に支持されている。なお、基準チャート４０の詳細については後述する。

また、筐体２３の内部には、測色用パターンの測色を行う際に二次元イメージセンサ２５の撮像領域を拡散光によって概ね均一に照明するための測色用光源３０が設けられている（図４−２参照）。測色用光源３０としては、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。測色用光源３０は、例えば、基板２２の内面側に実装される。ただし、測色用光源３０は、二次元イメージセンサ２５の撮像領域を概ね均一に照明できる位置に配置されていればよく、必ずしも基板２２に直接実装されていなくてもよい。また、本実施形態では、測色用光源３０としてＬＥＤを用いているが、光源の種類はＬＥＤに限定されるものではない。例えば、有機ＥＬなどを測色用光源３０として用いるようにしてもよい。有機ＥＬを測色用光源３０として用いた場合は、太陽光の分光分布に近い照明光が得られるため、測色精度の向上が期待できる。

また、筐体２３の内部には、クリアインクを吐出する記録ヘッド６ｃｌにおけるノズルの吐出不良を検査する際に、記録媒体Ｍに形成された検査用パターンに対して光を照射する光源部３１が設けられている。光源部３１は、該光源部３１から出射して検査用パターンで正反射された正反射光が二次元イメージセンサ２５に入射し、二次元イメージセンサ２５が撮像する検査用パターンの画像に正反射領域を形成するように設けられている。なお、正反射領域とは、二次元イメージセンサ２５が正反射光を受光することで形成される画像内の領域（例えば図８のＲで示す領域）である。

本実施形態の測色カメラ２０では、二次元イメージセンサ２５が撮像する検査用パターンの画像において、正反射領域が、検査用パターンを形成する際の記録ヘッド６ｃｌと記録媒体Ｍとの相対移動方向である主走査方向（図中矢印Ａ方向）に対応する方向に長くなるように形成される。つまり、光源部３１は、検査用パターンの画像に、副走査方向に対応する方向の長さよりも主走査方向に対応する方向の長さの方が長い形状の正反射領域が形成されるように構成される。なお、以下では説明の便宜上、検査用パターンの画像における主走査方向に対応する方向を単に主走査方向と呼び、検査用パターンの画像における副走査方向に対応する方向を単に副走査方向と呼ぶ。

光源部３１は、例えば図４−２に示すように、主走査方向（図中矢印Ａ方向）に沿って直線状に並ぶように筐体２３の内部に配置された複数の検査用光源３２を有する構成とされる。検査用光源３２としては、例えばＬＥＤが用いられる。測色カメラ２０は記録ヘッド６を搭載するキャリッジ５に固定されているため、複数の検査用光源３２が並ぶ方向と、検査用パターンを形成する際の記録ヘッド６ｃｌと記録媒体Ｍとの相対移動方向が一致する。したがって、二次元イメージセンサ２５が撮像する検査用パターンの画像には、複数の検査用光源３２からの正反射光が主走査方向に並んだ正反射領域が形成される。

なお、光源部３１は、二次元イメージセンサ２５が撮像する検査用パターンの画像において、副走査方向よりも主走査方向に長い正反射領域が形成される構成であればよく、例えば、主走査方向に長い帯状の正反射領域を形成する単一の検査用光源から構成されていてもよい。

また、筐体２３の内部には、開口部２４を介して筐体２３内部に入り込むインクミストや塵埃などが二次元イメージセンサ２５や測色用光源３０、光源部３１の検査用光源３２、基準チャート４０などに付着するのを防止するためのカバー部材３３が設けられている。カバー部材３３は、測色用光源３０や光源部３１の検査用光源３２からの光に対して十分な透過率を持つ透明な光学部材であり、開口部２４と平行に筐体２３内部に配置されている。

カバー部材３３は、光源部３１の検査用光源３２から検査用パターンに照射される光の光路に配置される。このため、検査用光源３２からの光は、検査用パターンだけでなくカバー部材３３でも正反射する。このカバー部材３３での正反射光が二次元イメージセンサ２５に入射すると、記録ヘッド６ｃｌのノズル吐出不良の検査に悪影響を与える虞がある。このため、筐体２３の内部には、さらに、カバー部材３３での正反射光を遮断して二次元イメージセンサ２５に入射することを防止する遮光部材３４が設けられている。この遮光部材３４は、例えば図４−１に示すように、カバー部材３３に対して垂直に配置された隔壁として構成される。

なお、検査用パターンで正反射した正反射光が二次元イメージセンサ２５に入射し、かつ、カバー部材３３で正反射した正反射光が二次元イメージセンサ２５に入射しない位置に光源部３１の検査用光源３２を配置できる場合は、遮光部材３４を設けない構成であってもよい。

本実施形態の測色カメラ２０は、測色用パターンの測色時や、色インクを吐出する記録ヘッド６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋのノズル検査時は、測色用光源３０を点灯させて二次元イメージセンサ２５による測色用パターンの撮像を行う。一方、クリアインクを吐出する記録ヘッド６ｃｌのノズル検査時は、光源部３１の複数の検査用光源３２を点灯させて二次元イメージセンサ２５による検査用パターンの撮像を行う。そして、正反射領域が形成された検査用パターンの画像を解析して、記録ヘッド６ｃｌにおけるノズルの吐出不良を検出する。

＜基準チャートの具体例＞
次に、図５を参照しながら、測色カメラ２０の筐体２３内部に配置される基準チャート４０について詳細に説明する。図５は、基準チャート４０の具体例を示す図である。

図５に示す基準チャート４０は、測色用の基準パッチを配列した複数の基準パッチ列４１〜４４、ドット径計測用パターン列４６、距離計測用ライン４５、およびチャート位置特定用マーカ４７を有する。

基準パッチ列４１〜４４は、ＹＭＣＫの１次色の基準パッチを階調順に配列した基準パッチ列４１と、ＲＧＢの２次色の基準パッチを階調順に配列した基準パッチ列４２と、グレースケールの基準パッチを階調順に配列した基準パッチ列４３と、３次色の基準パッチを配列した基準パッチ列４４と、を含む。ドット径計測用パターン列４６は、大きさが異なる円形パターンが大きさ順に配列された幾何学形状測定用のパターン列であり、記録媒体Ｍに形成された画像のドット径の計測に用いることができる。

距離計測用ライン４５は、複数の基準パッチ列４１〜４４やドット径計測用パターン列４６を囲む矩形の枠として形成されている。チャート位置特定用マーカ４７は、距離計測用ライン４５の四隅の位置に設けられていて、各基準パッチの位置を特定するためのマーカとして機能する。二次元イメージセンサ２５により撮像される基準チャート４０の画像から、距離計測用ライン４５とその四隅のチャート位置特定用マーカ４７を特定することで、基準チャート４０の位置および各基準パッチやパターンの位置を特定することができる。

測色用の基準パッチ列４１〜４４を構成する各基準パッチは、測色カメラ２０の撮像条件を反映した色味の基準として用いられる。なお、基準チャート４０に配置されている測色用の基準パッチ列４１〜４４の構成は、図５に示す例に限定されるものではなく、任意の基準パッチ列を適用することが可能である。例えば、可能な限り色範囲が広く特定できる基準パッチを用いてもよいし、また、ＹＭＣＫの１次色の基準パッチ列４１や、グレースケールの基準パッチ列４３は、画像形成装置１００に使用されるインクの測色値のパッチで構成されていてもよい。また、ＲＧＢの２次色の基準パッチ列４２は、画像形成装置１００で使用されるインクで発色可能な測色値のパッチで構成されていてもよく、さらに、Ｊａｐａｎ Ｃｏｌｏｒ等の測色値が定められた基準色票を用いてもよい。

なお、本実施形態では、一般的なパッチ（色票）の形状の基準パッチ列４１〜４４を有する基準チャート４０を用いているが、基準チャート４０は、必ずしもこのような基準パッチ列４１〜４４を有する形態でなくてもよい。基準チャート４０は、測色に利用可能な複数の色が、それぞれの位置を特定できるように配置された構成であればよい。

本実施形態の測色カメラ２０では、測色用パターンの測色を行う際に、二次元イメージセンサ２５が、測色用光源３０による照明下で、記録媒体Ｍに形成された測色用パターンと筐体２３内部の基準チャート４０とを同時に撮像する。そして、得られた画像を用いて測色用パターンの測色値を算出する。この際、筐体２３外部の測色用パターンと筐体２３内部の基準チャート４０との双方に焦点の合った画像を撮像できるように、反射ミラー２６の位置および角度が調整されている。なお、ここでの同時に撮像とは、測色用パターンと基準チャート４０とを含む１フレームの画像データを取得することを意味する。つまり、画素ごとのデータ取得に時間差があっても、１フレーム内に測色用パターンと基準チャート４０とを含む画像データを取得すれば、測色用パターンと基準チャート４０とを同時に撮像したことになる。

なお、以上説明した測色カメラ２０の機械的構成は一例であり、これに限らない。本実施形態の測色カメラ２０は、少なくとも二次元イメージセンサ２５を用いて測色用パターンの測色や検査用パターンを用いた記録ヘッド６ｃｌのノズル吐出不良の検査を行える構成であればよく、上記の構成に対して様々な変形や変更が可能である。

また、本実施形態では、測色用パターンの測色を行う機能を持った測色カメラ２０にノズル検査装置としての機能を持たせているが、ノズル検査装置を、測色カメラ２０とは別の撮像装置を用いて実現する構成であってもよい。この場合、測色カメラ２０とは別の撮像装置は、上述した二次元イメージセンサ２５と同様の二次元イメージセンサと、上述した光源部３１に相当する光源部とを備える。そして、二次元イメージセンサが撮像する検査用パターンの画像に上述した正反射領域を形成させ、この画像を解析することで記録ヘッド６ｃｌのノズルの吐出不良を検出する。

＜画像形成装置の制御機構の概略構成＞
次に、図６を参照しながら、本実施形態の画像形成装置１００の制御機構の概略構成について説明する。図６は、画像形成装置１００の制御機構の概略構成を示すブロック図である。

本実施形態の画像形成装置１００は、図６に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、記録ヘッドドライバ１０４、主走査ドライバ１０５、副走査ドライバ１０６、制御用ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）１１０、記録ヘッド６、測色カメラ２０、エンコーダセンサ１３、主走査モータ８、および副走査モータ１２を備える。ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、記録ヘッドドライバ１０４、主走査ドライバ１０５、副走査ドライバ１０６、および制御用ＦＰＧＡ１１０は、メイン制御基板１２０に搭載されている。記録ヘッド６、エンコーダセンサ１３、および測色カメラ２０は、上述したようにキャリッジ５に搭載されている。

ＣＰＵ１０１は、画像形成装置１００の全体の制御を司る。例えば、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３を作業領域として利用して、ＲＯＭ１０２に格納された各種の制御プログラムを実行し、画像形成装置１００における各種動作を制御するための制御指令を出力する。

記録ヘッドドライバ１０４、主走査ドライバ１０５、副走査ドライバ１０６は、それぞれ、記録ヘッド６、主走査モータ８、副走査モータ１２を駆動するためのドライバである。

制御用ＦＰＧＡ１１０は、ＣＰＵ１０１と連携して画像形成装置１００における各種動作を制御する。制御用ＦＰＧＡ１１０は、機能的な構成要素として、例えば、ＣＰＵ制御部１１１、メモリ制御部１１２、インク吐出制御部１１３、センサ制御部１１４、およびモータ制御部１１５を備える。

ＣＰＵ制御部１１１は、ＣＰＵ１０１と通信を行って、制御用ＦＰＧＡ１１０が取得した各種情報をＣＰＵ１０１に伝えるとともに、ＣＰＵ１０１から出力された制御指令を入力する。

メモリ制御部１１２は、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２やＲＡＭ１０３にアクセスするためのメモリ制御を行う。

インク吐出制御部１１３は、ＣＰＵ１０１からの制御指令に応じて記録ヘッドドライバ１０４の動作を制御することにより、記録ヘッドドライバ１０４により駆動される記録ヘッド６からのインクの吐出タイミングを制御する。

センサ制御部１１４は、エンコーダセンサ１３から出力されるエンコーダ値などのセンサ信号に対する処理を行う。

モータ制御部１１５は、ＣＰＵ１０１からの制御指令に応じて主走査ドライバ１０５の動作を制御することにより、主走査ドライバ１０５により駆動される主走査モータ８を制御して、キャリッジ５の主走査方向への移動を制御する。また、モータ制御部１１５は、ＣＰＵ１０１からの制御指令に応じて副走査ドライバ１０６の動作を制御することにより、副走査ドライバ１０６により駆動される副走査モータ１２を制御して、プラテン１６上の記録媒体Ｍの副走査方向への移動を制御する。

なお、以上の各部は、制御用ＦＰＧＡ１１０により実現する制御機能の一例であり、これら以外にも様々な制御機能を制御用ＦＰＧＡ１１０により実現する構成としてもよい。また、上記の制御機能の全部または一部を、ＣＰＵ１０１または他の汎用のＣＰＵにより実行されるプログラムによって実現する構成であってもよい。また、上記の制御機能の一部を、制御用ＦＰＧＡ１１０とは異なる他のＦＰＧＡやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの専用のハードウェアにより実現する構成であってもよい。

記録ヘッド６は、ＣＰＵ１０１および制御用ＦＰＧＡ１１０により動作制御される記録ヘッドドライバ１０４により駆動され、プラテン１６上の記録媒体Ｍにインクを吐出して画像を形成する。

測色カメラ２０は、上述したように、画像形成装置１００の色調整時に、記録媒体Ｍに形成された測色用パターンを基準チャート４０とともに撮像し、撮像画像から得られる測色用パターンのＲＧＢ値と基準チャート４０の各基準パッチのＲＧＢ値とに基づいて、測色用パターンの測色値（標準色空間における表色値であり、例えばＬ＊ａ＊ｂ＊色空間におけるＬ＊ａ＊ｂ＊値）を算出する。測色カメラ２０が算出した測色用パターンの測色値は、制御用ＦＰＧＡ１１０を介してＣＰＵ１０１に送られる。なお、測色用パターンの測色値を算出する具体的な方法としては、例えば特開２０１３−０５１６７１号公報に開示される方法を利用することができる。

また、測色カメラ２０は、上述したように、記録ヘッド６におけるノズルの吐出不良を検査する機能を有している。特にクリアインクを吐出する記録ヘッド６ｃｌを検査する場合、測色カメラ２０は、上述したように光源部３１による照明下で二次元イメージセンサ２５による検査用パターンの撮像を行い、正反射領域が形成された検査用パターンの画像を解析してノズルの吐出不良を検出する。記録ヘッド６におけるノズルの吐出不良の検査結果は、測色カメラ２０から制御用ＦＰＧＡ１１０を介してＣＰＵ１０１に送られる。

エンコーダセンサ１３は、エンコーダシート１４のマークを検知して得られるエンコーダ値を制御用ＦＰＧＡ１１０に出力する。このエンコーダ値は制御用ＦＰＧＡ１１０からＣＰＵ１０１へと送られて、例えば、キャリッジ５の位置や速度を計算するために用いられる。ＣＰＵ１０１は、このエンコーダ値から計算したキャリッジ５の位置や速度に基づき、主走査モータ８を制御するための制御指令を生成して出力する。

＜測色カメラの制御機構の構成＞
次に、図７を参照しながら、測色カメラ２０の制御機構について具体的に説明する。図７は、測色カメラ２０の制御機構の一構成例を示すブロック図である。

測色カメラ２０は、図７に示すように、上述した二次元イメージセンサ２５、測色用光源３０および光源部３１のほか、タイミング信号発生部５１、フレームメモリ５２、平均化処理部５３、測色演算部５４、不揮発性メモリ５５、光源駆動制御部５６、および検出部５７を備える。

二次元イメージセンサ２５は、当該二次元イメージセンサ２５に入射した光を電気信号に変換して、撮像領域を撮像した画像データを出力する。二次元イメージセンサ２５は、光電変換により得られたアナログ信号をデジタルの画像データにＡＤ変換し、その画像データに対してシェーディング補正やホワイトバランス補正、γ補正、画像データのフォーマット変換などの各種の画像処理を行った後に出力する機能を内蔵している。二次元イメージセンサ２５の各種動作条件の設定は、ＣＰＵ１０１からの各種設定信号に従って行われる。なお、画像データに対する各種の画像処理は、その一部あるいは全部を二次元イメージセンサ２５の外部で行うようにしてもよい。

タイミング信号発生部５１は、二次元イメージセンサ２５による撮像開始のタイミングを制御するタイミング信号を生成し、二次元イメージセンサ２５に供給する。本実施形態では、測色用パターンの測色を行う場合だけでなく、記録ヘッド６におけるノズルの吐出不良の検査を行う際にも、二次元イメージセンサ２５による撮像を行う。タイミング信号発生部５１は、これら測色パターンの測色時および記録ヘッド６のノズルの検査時に、二次元イメージセンサ２５による撮像開始のタイミングを制御するタイミング信号を生成し、二次元イメージセンサ２５に供給する。

フレームメモリ５２は、二次元イメージセンサ２５から出力された画像を一時的に格納する。

平均化処理部５３は、測色用パターンの測色を行う際に、二次元イメージセンサ２５から出力されてフレームメモリ５２に一時的に格納された画像から、測色用パターンを映した領域の中央部付近に設定された測色対象領域と、基準チャート４０の各基準パッチを映した領域とを抽出する。そして、平均化処理部５３は、抽出した測色対象領域の画像データを平均化して、得られた値を測色用パターンのＲＧＢ値として測色演算部５４に出力するとともに、各基準パッチを映した領域の画像データを各々平均化して、得られた値を各基準パッチのＲＧＢとして測色演算部５４に出力する。

測色演算部５４は、平均化処理部５３の処理によって得られた測色用パターンのＲＧＢ値と、基準チャート４０の各基準パッチのＲＧＢ値とに基づいて、測色用パターンの測色値を算出する。測色演算部５４が算出した測色用パターンの測色値は、メイン制御基板１２０上のＣＰＵ１０１へと送られる。なお、測色演算部５４は、例えば特開２０１３−０５１６７１号公報に開示される方法により測色用パターンの測色値を算出できるため、ここでは測色演算部５４の処理の詳細な説明は省略する。

不揮発性メモリ５５は、測色演算部５４が測色用パターンの測色値を算出するために必要な各種データなどを記憶している。

光源駆動制御部５６は、測色用光源３０や光源部３１（検査用光源３２）を駆動するための光源駆動信号を生成して、測色用光源３０や光源部３１に供給する。本実施形態の測色カメラ２０は、上述したように、測色パターンの測色時や色インクを吐出する記録ヘッド６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋのノズル検査時には測色用光源３０を駆動し、クリアインクを吐出する記録ヘッド６ｃｌのノズル検査時には光源部３１を駆動する。光源駆動制御部５６は、測色用光源３０を駆動するタイミングで光源駆動信号を測色用光源３０に供給し、光源部３１を駆動するタイミングで光源駆動信号を光源部３１（検査用光源３２）に供給する。

検出部５７は、記録ヘッド６ｃｌに対するノズルの吐出不良の検査を行う際に、二次元イメージセンサ２５から出力されてフレームメモリ５２に一時的に格納された検査用パターンの画像を解析して、ノズルの吐出不良を検出する。

図８は、二次元イメージセンサ２５が撮像した検査用パターンの画像Ｉｍを模式的に示す図である。本実施形態の測色カメラ２０は、記録ヘッド６ｃｌのノズル検査時に光源部３１を駆動して二次元イメージセンサ２５による検査用パターンの撮像を行うため、撮像された検査用パターンの画像Ｉｍには、図８に示すように正反射領域Ｒが形成される。正反射領域Ｒは、上述したように、記録媒体Ｍに検査用パターンを形成した際の記録ヘッド６ｃｌと記録媒体Ｍとの相対移動方向に対応する方向（本実施形態では図中矢印Ａで示す主走査方向）に沿って長い領域として画像Ｉｍに形成される。このため、記録ヘッド６ｃｌに吐出不良が生じているノズルがある場合、画像Ｉｍの正反射領域Ｒに主走査方向に沿った低輝度の欠陥ラインが現れる。検出部５７は、この検査用パターンの画像Ｉｍを解析することにより、ノズルの吐出不良を検出する。

例えば検出部５７は、まず、フレームメモリ５２に一時的に格納された検査用パターンの画像Ｉｍから、正反射領域Ｒを抽出する。そして、検出部５７は、抽出した正反射領域Ｒに含まれる各画素の画素値を主走査方向に加算平均し、副走査位置ごとの画素平均値を近似曲線で近似する。そして、検出部５７は、副走査位置ごとの画素平均値と近似曲線との差分（残差）を所定の閾値と比較し、残差が閾値を超えている位置があれば、その位置のノズルに吐出不良が生じていると判断する。

図９は、検出部５７の処理を説明する図である。図９（ａ）は、正反射領域Ｒに含まれる各画素の画素値を主走査方向に加算平均し、副走査位置ごとの画素平均値（実線）を近似曲線（一点鎖線）で近似した例を示しており、縦軸が主走査方向の画素平均値、横軸が副走査位置である。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した副走査位置ごとの画素平均値と近似曲線との差分（残差）を示しており、縦軸が残差の値、横軸が副走査位置である。記録ヘッド６ｃｌに吐出不良が生じているノズルがある場合、図９（ｂ）に示すように、副走査位置のいずれかにおいて残差の値（絶対値）が極端に大きくなる。したがって、検出部５７は、このようなノズルの吐出不良に起因する残差の変動を判定可能な適切な閾値を定めておき、副走査位置ごとの残差をこの閾値と比較することで、記録ヘッド６ｃｌにおけるノズルの吐出不良を検出することができる。

なお、色インクを吐出する記録ヘッド６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋにおけるノズルの吐出不良は、上述したように、測色用パターンの測色を行う際に二次元イメージセンサ２５によって撮像された単色の色インクからなる測色用パターンの画像を用い、従来技術と同様に白抜けラインの有無を確認することで検査することができる。

記録ヘッド６におけるノズルの吐出不良の検査結果は、上述したように、測色カメラ２０から制御用ＦＰＧＡ１１０を介してＣＰＵ１０１に送られる。本実施形態の画像形成装置１００においては、記録ヘッド６にノズルの吐出不良が生じている旨の検査結果をＣＰＵ１０１が受け取ると、ＣＰＵ１０１の指令に従って維持機構１５が記録ヘッド６の吐出面のワイピングやインクの空吐出などの回復動作を行い、ノズルの吐出不良を解消させる。このとき、維持機構１５による回復動作は、記録ヘッド６の吐出面の全体に対して行ってもよいし、吐出不良が検出されたノズルを含む領域である欠陥領域を対象に行ってもよい。記録ヘッド６ｃｌにおける欠陥領域は、例えば、検査用パターンの画像Ｉｍにおいて欠陥ラインが検出された副走査方向の位置と、欠陥ラインが検出された際の記録媒体Ｍの送り量（副走査方向の移動量）とに基づいて特定することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１００は、記録ヘッド６におけるノズルの吐出不良が検出された場合に、例えば図示しない操作パネルでの表示などにより、記録ヘッド６にノズルの吐出不良が生じていることをオペレータに通知してもよい。この場合、オペレータの操作に従って維持機構１５が記録ヘッド６の回復動作を行うことで、ノズルの吐出不良を解消させることができる。

以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態の測色カメラ２０（ノズル検査装置の一例）は、記録ヘッド６ｃｌのノズル列１７から記録媒体Ｍにクリアインクを吐出することで形成した検査用パターンを撮像する二次元イメージセンサ２５と、検査用パターンで正反射した正反射光が二次元イメージセンサ２５に入射し、該二次元イメージセンサ２５が撮像する検査用パターンの画像Ｉｍに正反射領域Ｒを形成するように設けられた光源部３１と、検査用パターンの画像Ｉｍを解析して記録ヘッド６ｃｌにおけるノズルの吐出不良を検出する検出部５７とを備える。そして、正反射領域Ｒは、二次元イメージセンサ２５が撮像した検査用パターンの画像Ｉｍにおいて、記録ヘッド６ｃｌのノズル列１７と記録媒体Ｍとの相対移動方向（主走査方向）に対応する方向の大きさが、それと直交する方向の大きさよりも大きくなるように、検査用パターンの画像Ｉｍに形成される。したがって、本実施形態の測色カメラ２０によれば、クリアインクを吐出する記録ヘッド６ｃｌにおけるノズルの吐出不良を適切に検査することができる。

また、本実施形態の測色カメラ２０によれば、検査用パターンを形成する記録媒体Ｍの種類によらず、二次元イメージセンサ２５が撮像した検査用パターンの画像を用いて、記録ヘッド６ｃｌにおけるノズルの吐出不良を適切に検査することができる。例えば、コート層を有する光沢紙に検査用パターンを形成した場合であっても、コート層を有さない普通紙に検査用パターンを形成した場合であっても、クリアインクを吐出する記録ヘッド６ｃｌにノズルの吐出不良が生じていれば、正反射領域Ｒが形成された検査用パターンの画像に欠陥ラインが現れる。このため、本実施形態の測色カメラ２０によれば、検査用パターンを形成する記録媒体Ｍの種類によらず、上述した方法によって記録ヘッド６ｃｌにおけるノズルの吐出不良を適切に検出することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１００は、上述した記録ヘッド６におけるノズルの吐出不良を検査する機能を持った測色カメラ２０を備えるため、ノズルの吐出不良が検出された場合に記録ヘッド６の回復動作を行うことで、印刷画像の画質の低下を抑制することができる。

以上、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で様々な変形や変更を加えながら具体化することができる。以下では、本実施形態のいくつかの変形例を例示する。

＜変形例１＞
上述した実施形態では、クリアインクを吐出する記録ヘッド６ｃｌにおけるノズルの吐出不良を検査する例を説明したが、本発明は、クリアインクを吐出する記録ヘッド６ｃｌに限らず、例えば白インクなど、記録媒体Ｍに吐出されると視認性が低下するインクを吐出する記録ヘッドにおけるノズルの吐出不良を検査する場合にも有効に適用できる。記録ヘッドから白色の記録媒体Ｍに白インクを吐出することで形成した検査用パターンは、測色用光源３０による照明下では視認性が低下し、従来技術と同様の方法ではノズルの吐出不良を検査することが困難である。しかし、白インクで形成した検査用パターンを光源部３１（検査用光源３２）による照明下で撮像し、正反射領域Ｒが形成された検査用パターンの画像Ｉｍを解析することで、上述した例と同様に、白インクを吐出する記録ヘッドにおけるノズルの吐出不良を適切に検査することができる。

＜変形例２＞
上述した実施形態では、記録ヘッド６を搭載したキャリッジ５を主走査方向に往復移動させながら記録ヘッド６のノズル列１７から記録媒体Ｍにインクを吐出することで画像を形成するシリアルヘッド型の画像形成装置１００への適用例である。しかし、本発明は、主走査方向に沿ったノズル列を有する記録ヘッド（ラインヘッド）を固定し、記録媒体を副走査方向に搬送しながら記録ヘッドのノズル列から記録媒体にインクを吐出することで画像を形成するラインヘッド型の画像形成装置に対しても有効に適用可能である。

ラインヘッド型の画像形成装置に本発明を適用する場合、上述した検査用パターンを形成する際のノズル列と記録媒体との相対移動方向は副走査方向となる。このため、ノズル検査装置は、二次元イメージセンサが撮像する検査用パターンの画像において、副走査方向に対応する方向の大きさが、主走査方向に対応する方向の大きさよりも大きい正反射領域が形成されるように構成される。

ラインヘッド型の画像形成装置に対応するノズル検査装置を、上述した実施形態の測色カメラ２０と同様の構成（以下、測色カメラ２０’という。）で実現する場合、測色カメラ２０’は例えば図１０に示すような構成とされる。すなわち、測色カメラ２０’は、例えばラインヘッドに対して主走査方向（図中矢印Ａ方向）に移動可能に取り付けられる。そして、測色カメラ２０’の光源部３１は、図１０に示すように、副走査方向（図中矢印Ｂ方向）に沿って直線状に並ぶように筐体２３の内部に配置された複数の検査用光源３２を有する構成とされる。これにより、複数の検査用光源３２が並ぶ方向と、検査用パターンを形成する際の記録ヘッド６ｃｌと記録媒体Ｍとの相対移動方向が一致する。したがって、二次元イメージセンサ２５が撮像する検査用パターンの画像Ｉｍには、複数の検査用光源３２からの正反射光が主走査方向に並んだ正反射領域Ｒが形成されることになり、上述した実施形態と同様に、クリアインクを吐出する記録ヘッド６ｃｌにおけるノズルの吐出不良を適切に検査することができる。

＜変形例３＞
上述した実施形態では、色インクを吐出する記録ヘッド６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋにおけるノズルの吐出不良は、測色用パターンの測色を行う際に二次元イメージセンサ２５によって撮像された単色の色インクからなる測色用パターンの画像を用いて検査するものとした。しかし、これら記録ヘッド６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋを使用して形成される色インクからなる第１パターンと、記録ヘッド６ｃｌを使用して形成されるクリアインク（または白インク）からなる第２パターンとを含む検査用パターンを記録媒体Ｍに形成し、この検査用パターンに含まれる第１パターンと第２パターンを二次元イメージセンサ２５により順次撮像して、色インクを吐出する記録ヘッド６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋにおけるノズルの吐出不良と、クリアインク（または白インク）を吐出する記録ヘッド６ｃｌにおけるノズルの吐出不良とを続けて検査するように構成してもよい。

この場合、測色カメラ２０は、キャリッジ５の移動に伴って筐体２３の開口部２４が検査用パターンに含まれる第１パターンと対向する位置にきたときに、測色用光源３０（拡散反射用光源）を点灯させて、測色用光源３０による照明下で二次元イメージセンサ２５による第１パターンの撮像を行う。また、測色カメラ２０は、キャリッジ５の移動に伴って筐体２３の開口部２４が検査用パターンに含まれる第２パターンと対向する位置にきたときに、光源部３１の検査用光源３２を点灯させて、光源３１による照明下で二次元イメージセンサ２５による第２パターンの撮像を行う。そして、検出部５７が、二次元イメージセンサ２５により撮像された第１パターンの画像を解析して、色インクからなる第１パターンを形成したノズルの吐出不良を検出し、二次元イメージセンサ２５により撮像された第２パターンの画像を解析して、クリアインク（または白インク）からなる第２パターンを形成したノズルの吐出不良を検出する。なお、検査用パターンにおける第１パターンの位置と第２パターンの位置は例えば画像形成装置１００のＣＰＵ１０１が認識しており、上述した測色用カメラ２０の動作はＣＰＵ１０１による制御の元で行われるものとする。

図１１は、本例において記録媒体Ｍに形成される検査用パターンの一例を示す図である。この図１１に示す検査用パターンＰは、クリアインクからなるパターンＰｃｌと、ブラックのインクからなるパターンＰｋと、シアンのインクからなるパターンＰｃと、イエローのインクからなるパターンＰｙと、マゼンタのインクからなるパターンＰｍとを含み、これらのパターンＰｃｌ，Ｐｋ，Ｐｃ，Ｐｙ，Ｐｍがキャリッジ５の移動方向（つまり測色カメラ２０の移動方向）である主走査方向（図中矢印Ａ方向）に並ぶように配置された構成とされる。このように構成された検査用パターンＰでは、パターンＰｃｌが上述した第２パターンに相当し、パターンＰｋ，Ｐｃ，Ｐｙ，Ｐｍのそれぞれが上述した第１パターンに相当する。

図１２は、本例におけるノズル検査時の動作の一例を示すフローチャートである。本例の場合、まず、色インクからなる第１パターンと、クリアインク（または白インク）からなる第２パターンとを含む検査用パターン（例えば図１１に示した検査用パターンＰ）が、記録媒体Ｍ上に形成される（ステップＳ１０１）。

次に、検査用パターンが形成された記録媒体Ｍがプラテン１６上にセットされている状態で、キャリッジ５を主走査方向に移動させ、測色カメラ２０の開口部２４が第１パターンと対向する位置にきたときに、測色用光源３０を点灯させる（ステップＳ１０２）。そして、測色用光源３０による照明下で、二次元イメージセンサ２５により第１パターンの撮像を行う（ステップＳ１０３）。図１１に示した検査用パターンＰの例のように、検査用パターンが色の異なる複数の第１パターン（図１１のパターンＰｋ，Ｐｃ，Ｐｙ，Ｐｍ）を含む場合、二次元イメージセンサ２５は、これら複数の第１パターンのそれぞれに対して測色用光源３０による照明下での撮像を行う。二次元イメージセンサ２５による第１パターンの撮像が終了すると、測色用光源３０を消灯させる（ステップＳ１０４）。

次に、測色カメラ２０の開口部２４が第２パターンと対向する位置にきたときに、光源部３１の検査用光源３２を点灯させる（ステップＳ１０５）。そして、光源部３１の検査用光源３２による照明下で、二次元イメージセンサ２５により第２パターンの撮像を行う（ステップＳ１０６）。二次元イメージセンサ２５による第２パターンの撮像が終了すると、光源部３１の検査用光源３２を消灯させる（ステップＳ１０７）。

次に、検出部５７が、二次元イメージセンサ２５から出力されてフレームメモリ５２に格納された第１パターンの画像および第２パターンの画像を解析することにより、記録ヘッド６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋ，６ｃｌにおけるノズルの吐出不良を検査する（ステップＳ１０８）。そして、少なくともいずれかの記録ヘッド６においてノズルの吐出不良が検出された場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、上述した維持機構１５による回復動作やオペレータへの通知などといった、ノズル吐出不良検出時の処理が行われる（ステップＳ１１０）。

＜変形例４＞
上述した実施形態では、検査用パターンを形成する被記録物として記録媒体Ｍを用いている。しかし、記録媒体Ｍとは異なる被記録物に検査用パターンを形成し、記録媒体Ｍとは異なる被記録物に形成された検査用パターンを測色カメラ２０の二次元イメージセンサ２５により撮像してノズルの吐出不良を検査する構成としてもよい。例えば、特許第４９９９５０５号公報には、記録媒体を搬送する搬送ベルト上に調整パターンを形成し、キャリッジに搭載されたパターン読取りセンサによりこの調整パターンの正反射光を読み取ってインクの着弾位置ずれを検出する構成の画像形成装置が記載されている。本発明は、このような構成の画像形成装置に対しても有効に適用できる。

すなわち、特許第４９９９５０５号公報に記載の画像形成装置において、パターン読取りセンサに代えて上述した測色カメラ２０をキャリッジに搭載し、搬送ベルト上に上述した検査用パターンを形成して、この検査用パターンの画像を測色カメラ２０の二次元イメージセンサ２５により撮像して解析することにより、上述した実施形態と同様に、記録ヘッドにおけるノズルの吐出不良を検査することができる。なお、画像形成装置の詳細な構成については特許第４９９９５０５号公報に記載されているため、説明は省略する。

搬送ベルト上に検査用パターンを形成した場合、搬送ベルト上のインクが付着している部分よりも、インクが付着しておらず搬送ベルトの表面が露出している部分の方が、正反射光の光量が大きくなる。したがって、本例の場合は、記録媒体Ｍに検査用パターンを形成した場合とは逆に、二次元イメージセンサ２５が撮像した検査用パターンの画像において、吐出不良が生じているノズルの位置に対応する副走査位置の画素値が、近隣の副走査位置の画素値よりも大きくなる。しかし、上述した実施形態で説明したように、副走査位置ごとの画素平均値と近似曲線との差分である残差を求めると、例えば図１３に示すように、記録媒体Ｍに検査用パターンを形成した場合（図９（ｂ）参照）と比較して残差の値の正負が逆転するだけで、吐出不良が生じているノズルの位置に対応する副走査位置の残差の値（絶対値）は極端に大きくなる。したがって、本例においても、上述した実施形態と同様に、副走査位置ごとの残差をこの閾値と比較することでノズルの吐出不良を適切に検出することができる。

＜変形例５＞
上述した実施形態は、図４−１および図４−２に示した構成の測色カメラ２０への適用例であるが、本発明は、例えば図１４−１乃至図１４−３に示す構成の測色カメラ２００に対しても有効に適用できる。図１４−１は、測色カメラ２００の分解斜視図であり、図１４−２は、測色カメラ２００の縦断面図であり、図１４−３は、測色カメラ２００の部品レイアウトを説明する平面図である。この測色カメラ２００は、上述した測色カメラ２０と比較して機械的な構成が異なるのみで機能は同じである。以下では、この測色カメラ２００の機械的な構成を説明する。

測色カメラ２００は、図１４−１および図１４−２に示すように、取り付け片２０２が一体形成された筐体２０１を備える。筐体２０１は、例えば、所定の間隔を空けて対向する底板部２０１ａおよび天板部２０１ｂと、これら底板部２０１ａと天板部２０１ｂとを繋ぐ側壁部２０１ｃ，２０１ｄ，２０１ｅ，２０１ｆを有する。筐体２０１の底板部２０１ａと側壁部２０１ｄ，２０１ｅ，２０１ｆは、例えばモールド成形により取り付け片２０２とともに一体に形成され、これに対して天板部２０１ｂと側壁部２０１ｃとが着脱可能な構成とされる。図１４−１では天板部２０１ｂと側壁部２０１ｃとを取り外した状態を示している。

測色カメラ２００は、例えば、筐体２０１の側壁部２０１ｅおよび取り付け片２０２をキャリッジ５の側面部に突き当てた状態で、ネジなどの締結部材を用いてキャリッジ５の側面部に締結されることにより、キャリッジ５に取り付けられる。このとき、測色カメラ２００は、図１４−２に示すように、筐体２０１の底板部２０１ａが所定の間隙ｄを介してプラテン１６上の記録媒体Ｍに対し略平行な状態で対向するように、キャリッジ５に取り付けられる。

プラテン１６上の記録媒体Ｍと対向する筐体２０１の底板部２０１ａには、記録媒体Ｍに記録された測色用パターンや検査用パターンを筐体２０１の内部から撮影可能にするための開口部２０３（上述した測色カメラ２０の開口部２４に相当）が設けられている。また、筐体２０１の底板部２０１ａの内面側には、支え部材２１３を介して開口部２０３と隣り合うようにして、基準チャート２４０（上述した測色カメラ２０の基準チャート４０に相当）が配置されている。

一方、筐体２０１内部の天板部２０１ｂ側には、回路基板２０４が配置されている。また、筐体２０１の天板部２０１ｂと回路基板２０４との間には、画像を撮像するセンサユニット２０５（上述した測色カメラ２０の二次元イメージセンサ２５に相当）が配置されている。センサユニット２０５は、図１４−２に示すように、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサなどのイメージセンサ２０５ａと、センサユニット２０５の撮像範囲の光学像をイメージセンサ２０５ａの受光面に結像する結像レンズ２０５ｂとを備える。

センサユニット２０５は、例えば、筐体２０１の側壁部２０１ｅと一体に形成されたセンサホルダ２０６により保持される。センサホルダ２０６には、回路基板２０４に形成された貫通孔２０４ａと対向する位置にリング部２０６ａが設けられている。リング部２０６ａは、センサユニット２０５の結像レンズ２０５ｂ側の突出した部分の外形形状に倣った大きさの貫通孔を有する。センサユニット２０５は、結像レンズ２０５ｂ側の突出した部分をセンサホルダ２０６のリング部２０６ａに挿通することで、結像レンズ２０５ｂが回路基板２０４の貫通孔２０４ａを介して筐体２０１の底板部２０１ａ側を臨むようにして、センサホルダ２０６により保持される。

このとき、センサユニット２０５は、図１４−２に一点鎖線で示す光軸が筐体２０１の底板部２０１ａに対して略垂直となり、且つ、開口部２０３と基準チャート２４０とが撮像範囲に含まれるように、センサホルダ２０６により位置決めされた状態で保持される。これにより、センサユニット２０５は、撮像領域の一部で、筐体２０１外部の被写体を開口部２０３を介して撮像するとともに、撮像領域の他の一部で基準チャート２４０を撮像することができる。

なお、センサユニット２０５は、各種の電子部品が実装される回路基板２０４に対して、例えばフレキシブルケーブルを介して電気的に接続される。また、回路基板２０４には、画像形成装置１００のメイン制御基板１２０（図６参照）に対して測色カメラ２００を接続するための接続ケーブルが装着される外部接続コネクタ２０７が設けられている。

また、筐体２０１の内部には、少なくともセンサユニット２０５の撮像範囲を拡散光によって概ね均一に照明するための測色用光源２０８（上述した測色カメラ２０の測色用光源３０に相当）が設けられている。

また、筐体２０１の内部には、センサユニット２０５と該センサユニット２０５により開口部２０３を介して撮像される筐体２０１外部の被写体との間の光路中に、光路長変更部材２０９が配置されている。光路長変更部材２０９は、測色用光源２０８の光（照明光）に対して十分な透過率を有する屈折率ｎの光学素子である。光路長変更部材２０９は、筐体２０１外部の被写体の光学像の結像面を筐体２０１内部の基準チャート２４０の光学像の結像面に近づける機能を持つ。つまり、本例の測色カメラ２００では、センサユニット２０５と筐体２０１外部の被写体との間の光路中に光路長変更部材２０９を配置することによって光路長を変更し、筐体２０１外部の被写体の光学像の結像面と、筐体２０１内部の基準チャート２４０の結像面とを、ともにセンサユニット２０５のイメージセンサ２０５ａの受光面に合わせるようにしている。これによりセンサユニット２０５は、筐体２０１外部の被写体と筐体２０１内部の基準チャート２４０との双方にピントの合った画像を撮像することができる。

光路長変更部材２０９は、例えば図１４−１および図１４−２に示すように、一対のリブ２１０，２１１によって、底板部２０１ａ側の面の両端部が支持されている。また、光路長変更部材２０９の天板部２０１ｂ側の面と回路基板２０４との間に押さえ部材２１２が配置されることで、光路長変更部材２０９が筐体２０１内部で動かないようになっている。光路長変更部材２０９は、筐体２０１の底板部２０１ａに設けられた開口部２０３を塞ぐように配置されるため、筐体２０１外部から開口部２０３を介して筐体２０１内部に進入するインクミストや塵埃などの不純物が、センサユニット２０５や照明光源２０８、基準チャート２４０などに付着するのを防止する機能（上述した測色カメラ２０のカバー部材３３に相当する機能）も有することになる。

また、筐体２０１の内部には、クリアインク（または白インク）を吐出する記録ヘッド６ｃｌにおけるノズルの吐出不良を検査する際に、記録媒体Ｍに形成された検査用パターンに対して光を照射する光源部２３０（上述した測色カメラ２０の光源部３１に相当）が設けられている。光源部２３０は、上述した測色カメラ２０の光源部３１と同様に、該光源部２３０から出射して検査用パターンで正反射された正反射光がセンサユニット２０５に入射し、センサユニット２０５が撮像する検査用パターンの画像に正反射領域を形成するように設けられている。

本例の測色カメラ２００では、センサユニット２０５が撮像する検査用パターンの画像において、正反射領域が、検査用パターンを形成する際の記録ヘッド６ｃｌと記録媒体Ｍとの相対移動方向である主走査方向に長くなるように形成される。つまり、光源部２３０は、検査用パターンの画像に、副走査方向の長さよりも主走査方向の長さの方が長い形状の正反射領域が形成されるように構成される。

光源部２３０は、例えば図１４−３に示すように、主走査方向（図中矢印Ａ方向）に沿って直線状に並ぶように筐体２０１の内部に配置された複数の検査用光源２３１（上述した測色カメラ２０の検査用光源３２に相当）を有する構成とされる。検査用光源２３１としては、例えばＬＥＤが用いられる。測色カメラ２００は記録ヘッド６を搭載するキャリッジ５に固定されているため、複数の検査用光源２３１が並ぶ方向と、検査用パターンを形成する際の記録ヘッド６ｃｌと記録媒体Ｍとの相対移動方向が一致する。したがって、センサユニット２０５が撮像する検査用パターンの画像には、複数の検査用光源２３１からの正反射光が主走査方向に並んだ正反射領域が形成される。

なお、光源部２３０は、センサユニット２０５が撮像する検査用パターンの画像において、副走査方向よりも主走査方向に長い正反射領域が形成される構成であればよく、例えば、主走査方向に長い帯状の正反射領域を形成する単一の検査用光源から構成されていてもよい。

本例の測色カメラ２００は、測色用パターンの測色時や、色インクを吐出する記録ヘッド６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋのノズル検査時は、測色用光源２０８を点灯させてセンサユニット２０５による測色用パターンの撮像を行う。一方、クリアインクを吐出する記録ヘッド６ｃｌのノズル検査時は、光源部２３０の複数の検査用光源２３１を点灯させてセンサユニット２０５による検査用パターンの撮像を行う。そして、正反射領域が形成された検査用パターンの画像を解析して、記録ヘッド６ｃｌにおけるノズルの吐出不良を検出する。

６ 記録ヘッド
１７ ノズル列
２０ 測色カメラ
２５ 二次元イメージセンサ
３１ 光源部
３２ 検査用光源
３３ カバー部材
５７ 検出部
１００ 画像形成装置
Ｍ 記録媒体
Ｉｍ 検査用パターンの画像
Ｒ 正反射領域

特開２０１０−２３４５９号公報

Claims (9)

1. 複数のノズルからなるノズル列と被記録物とを前記ノズル列に直交する方向に相対移動させながら前記ノズル列からインクを吐出することで前記被記録物に形成されたパターンを撮像する二次元イメージセンサと、
   前記パターンで正反射した正反射光が前記二次元イメージセンサに入射し、該二次元イメージセンサが撮像する前記パターンの画像に正反射領域を形成するように設けられた光源部と、
   前記光源部から前記パターンに照射される光の光路に配置された光学部材と、
   前記画像を解析して前記ノズルの吐出不良を検出する検出部と、を備え、
   前記光源部は、前記パターンで正反射した正反射光が前記二次元イメージセンサに入射し、かつ、前記光学部材で正反射した正反射光が前記二次元イメージセンサに入射しないように設けられ、
   前記正反射領域は、前記画像において、前記ノズル列と前記被記録物との相対移動方向に対応する方向の大きさが、前記相対移動方向に対応する方向と直交する方向の大きさよりも大きくなるように、前記画像に形成されることを特徴とするノズル検査装置。
2. 複数のノズルからなるノズル列と被記録物とを前記ノズル列に直交する方向に相対移動させながら前記ノズル列からインクを吐出することで前記被記録物に形成されたパターンを撮像する二次元イメージセンサと、
   前記パターンで正反射した正反射光が前記二次元イメージセンサに入射し、該二次元イメージセンサが撮像する前記パターンの画像に正反射領域を形成するように設けられた光源部と、
   前記光源部から前記パターンに照射される光の光路に配置された光学部材と、
   前記光学部材で正反射した正反射光を遮断して、該正反射光が前記二次元イメージセンサに入射することを防止する遮光部材と、
   前記画像を解析して前記ノズルの吐出不良を検出する検出部と、を備え、
   前記正反射領域は、前記画像において、前記ノズル列と前記被記録物との相対移動方向に対応する方向の大きさが、前記相対移動方向に対応する方向と直交する方向の大きさよりも大きくなるように、前記画像に形成されることを特徴とするノズル検査装置。
3. 前記光源部は複数の光源を有し、
   前記正反射領域は、前記画像において、複数の光源からの正反射光が前記相対移動方向に対応する方向に沿って並ぶように、前記画像に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のノズル検査装置。
4. 前記パターンは、前記ノズル列を主走査方向に移動させながら前記ノズル列からインクを吐出することで前記被記録物に形成され、
   前記正反射領域は、前記画像において、前記主走査方向に対応する方向の大きさが、前記主走査方向と直交する方向である副走査方向に対応する大きさよりも大きくなるように、前記画像に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のノズル検査装置。
5. 前記パターンは、前記被記録物を副走査方向に移動させながら前記ノズル列からインクを吐出することで前記被記録物に形成され、
   前記正反射領域は、前記画像において、前記副走査方向に対応する方向の大きさが、前記副走査方向と直交する方向である主走査方向に対応する大きさよりも大きくなるように、前記画像に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のノズル検査装置。
6. 前記被記録物は、記録媒体を搬送する搬送ベルトであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のノズル検査装置。
7. 前記パターンは、色インクよりも透明度の高いクリアインクを用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のノズル検査装置。
8. 複数のノズルからなるノズル列と被記録物とを前記ノズル列に直交する方向に相対移動させながら前記ノズル列からインクを吐出することで前記被記録物に形成されたパターンであって、色インクを用いて形成された第１パターンと、色インクよりも透明度の高いクリアインクを用いて形成された第２パターンとを含む前記パターンを撮像する二次元イメージセンサと、
   前記パターンで正反射した正反射光が前記二次元イメージセンサに入射し、該二次元イメージセンサが撮像する前記パターンの画像に正反射領域を形成するように設けられた光源部と、
   前記第１パターンで拡散反射した拡散反射光が前記二次元イメージセンサに入射するように設けられた拡散反射用光源と、
   前記画像を解析して前記ノズルの吐出不良を検出する検出部と、を備え、
   前記正反射領域は、前記画像において、前記ノズル列と前記被記録物との相対移動方向に対応する方向の大きさが、前記相対移動方向に対応する方向と直交する方向の大きさよりも大きくなるように、前記画像に形成され、
   前記検出部は、前記拡散反射用光源による照明下で前記二次元イメージセンサにより撮像された前記第１パターンの画像を解析して前記第１パターンを形成した前記ノズルの吐出不良を検出するとともに、前記光源部による照明下で前記二次元イメージセンサにより撮像された前記第２パターンの画像を解析して前記第２パターンを形成した前記ノズルの吐出不良を検出することを特徴とするノズル検査装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のノズル検査装置を備える画像形成装置。