JP6926523B2 - 液滴吐出装置、画像形成装置およびノズル位置特定方法 - Google Patents

Description

本発明は、液滴吐出装置、画像形成装置およびノズル位置特定方法に関する。

特許文献１には、インクジェット方式の印刷装置であって、印刷用紙上にインクを吐出する複数のノズルを有し、印刷用紙上に所定の解像度で画像を記録する記録ヘッドと、記録ヘッドにより記録された所定のテストパターンを、記録ヘッドの解像度よりも低い解像度で読み取るスキャナと、スキャナにより読み取られた読み取りデータを補間処理する補間処理手段と、補間処理手段により補間処理された読み取りデータに基づいて、ノズルの異常を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする印刷装置が開示されている。

特許文献２には、各記録素子に対応したドット列による複数のラインを含んだ測定用ラインパターン上のラインの長手方向を画像読取装置の副走査方向に向け、当該画像読取装置の副走査方向の読取解像度を主走査方向の読取解像度に比べて低解像度として読み取りを行い、読取画像上で副走査方向に画像信号を平均化する平均化領域を、ラインブロック内の副走査方向の異なる位置に複数設定し、各平均化領域内で平均プロファイル画像を作成すし、各平均プロファイル画像からラインの両端エッジ位置を特定し、両端エッジ位置に基づいてライン位置を特定し、複数の平均化領域に対応した複数の平均プロファイル画像から特定したライン位置に基づき、ラインブロック内の各ラインの位置を特定するドット位置測定方法が開示されている。

特許４６８４８０１号公報 特許５０３７４６８号公報

本発明は、複数のノズルを備えた液滴吐出装置の試験画像を用いたノズル位置の特定において、各段の先頭のノズルに吐出異常が発生していた場合でも各ノズルの位置を特定できる液滴吐出装置、画像形成装置およびノズル位置特定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の液滴吐出装置は、予め定められた方向に沿って配列された複数のノズルを備え記録媒体に画像を形成する形成部と、ノズルの位置をずらしつつ、予め定めた個数おきに前記複数のノズルから前記記録媒体に液滴を吐出させて形成した各々複数の線分を有する複数段の検知画像について、前記複数段の段ごとに最端部の線分の理想位置を算出し、前記理想位置を前記複数段の連続する２段ごとに比較して算出した前記複数段の段ごとの不吐異常ノズル数を用いて前記複数段の段ごとの端部における不吐異常ノズル数を算出する算出手段と、を含むものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記算出手段は、前記複数段の段ごとの不吐異常ノズル数を用いて、前記記録媒体に形成された線分の各々と前記複数のノズルの各々とを対応させるものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記算出手段は、前記対応によって算出された通し番号の最大値の数が前記複数のノズルの数と一致しない場合にはエラー処理を実行するものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記算出手段は、前記段ごとの不吐異常ノズル数を累積して前記複数段の段ごとの累積不吐異常ノズル数を算出するとともに前記累積不吐異常ノズル数の最小値である最小累積不吐異常ノズル数を抽出し、前記累積不吐異常ノズル数から前記最小累積不吐異常ノズル数を減じて前記端部における不吐異常ノズル数を算出するものである。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記算出手段は、前記検知画像を画像読取部で読み取った画像情報を用いて前記複数の線分の輝度分布を取得するとともに前記輝度分布から前記複数の線分の各々の重心位置を算出して前記複数の重心位置の近似曲線を求め、前記最端部の線分の重心位置と前記近似曲線との差分からずれ量を算出し、前記最端部の線分の重心位置から前記ずれ量を減じて前記理想位置を算出するものである。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記算出手段は、前記複数のノズルの前記予め定められた方向の一方の端部および他方の端部の両方について前記端部における不吐異常ノズル数の算出を行うものである。

上記目的を達成するために、請求項７に記載の画像形成装置は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の液滴吐出装置と、前記記録媒体に形成された画像を読み取る画像読取部と、を含むものである。

上記目的を達成するために、請求項８に記載のノズル位置特定方法は、予め定められた方向に沿って配列された複数のノズルを備え記録媒体に画像を形成する形成部のノズルの位置をずらしつつ、予め定めた個数おきに前記複数のノズルから前記記録媒体に液滴を吐出させて各々複数の線分を有する複数段の検知画像を形成し、前記複数段の段ごとに最端部の線分の理想位置を算出し、前記理想位置を前記複数段の連続する２段ごとに比較して算出した前記複数段の段ごとの不吐異常ノズル数を用いて前記複数段の段ごとの端部における不吐異常ノズル数を算出し、前記複数段の段ごとの前記不吐異常ノズル数を用いて、前記記録媒体に形成された線分の各々と前記複数のノズルの各々とを対応させるものである。

請求項１、請求項７および請求項８に記載の発明によれば、複数のノズルを備えた液滴吐出装置の試験画像を用いたノズル位置の特定において、各段の先頭のノズルに吐出異常が発生していた場合でも各ノズルの位置を特定できる、という効果が得られる。

請求項２に記載の発明によれば、算出手段が複数段の段ごとの不吐異常ノズル数を用いないで記録媒体に形成された線分の各々と複数のノズルの各々とを対応させる場合と比較して、より簡易に各ノズルの位置が特定される、という効果が得られる。

請求項３に記載の発明によれば、前記対応によって算出された通し番号の最大値の数が複数のノズルの数と一致しない場合にエラー処理を実行しない場合と比較して、ノズル位置の特定の誤りが発見される、という効果が得られる。

請求項４に記載の発明によれば、算出手段が累積不吐異常ノズル数、最小累積不吐異常ノズル数を用いないで不吐異常ノズル数を算出する場合と比較して、より簡易に不吐異常ノズル数が算出される、という効果が得られる。

請求項５に記載の発明によれば、算出手段が最端部の線分の重心位置とずれ量を用いないで理想位置を算出する場合と比較して、より正確に最端部のノズルの理想的な位置が算出される、という効果が得られる。

請求項６に記載の発明によれば、算出手段が複数のノズルの予め定められた方向の片方の端部のみにおける不吐異常ノズル数の算出を行う場合と比較して、ノズル位置の特定の二重チェックがなされる、という効果が得られる。

実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す図である。 実施の形態に係るインクジェットヘッドの構成の一例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、第１の実施の形態に係る先頭側からの不吐異常ノズル検 知の考え方を説明する図である。 （ａ）から（ｆ）は、ラダーパターン印刷時の吐出ノズルについて説明する 図である。 （ａ）はラダーパターンの輝度プロファイルを示す図、（ｂ）はずれ量の算 出について説明する図である。 第１の実施の形態に係るノズル番号付与処理の流れを示すフローチャートで ある。 （ａ）、（ｂ）は、先頭側からの不吐異常ノズル算出の方法を説明する図で ある。 第２の実施の形態に係る後端側からの不吐異常ノズル算出の方法を説明する 図である。 比較例に係るノズル番号の付与方法を説明する図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態では、本発明に係る画像形成装置をインクジェット方式の画像形成装置に適用した形態を例示して説明する。

［第１の実施の形態］
まず、図１および図２を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置１０の構成について説明する。

図１に示すように、画像形成装置１０は、ヘッドユニット２６、制御部２０、画像読取部４０、給紙ロール２２、および巻取ロール２４を備えている。画像形成装置１０は、記録媒体としての連帳紙（ロール紙）Ｐの表面に、必要に応じ加えて裏面に画像を形成する機能を備えている。

ヘッドユニット２６は、連帳紙Ｐにインク滴（液滴の一例）を吐出してＫ（ブラック）色の画像を形成するインクジェットヘッド１２Ｋと、Ｃ（シアン）色の画像を形成するインクジェットヘッド１２Ｃと、Ｍ（マゼンタ）色の画像を形成するインクジェットヘッド１２Ｍと、Ｙ（イエロー）色の画像を形成するインクジェットヘッド１２Ｙとを備えている。そして、インクジェットヘッド１２Ｋと、インクジェットヘッド１２Ｃと、インクジェットヘッド１２Ｍと、インクジェットヘッド１２Ｙとは、この順番で連帳紙Ｐの搬送方向（図１中、符号Ｐの下の矢印で示された方向。以下、「用紙搬送方向」）に沿って上流側から下流側に連帳紙Ｐと対向するように配列されている。

なお、本実施の形態において、インクジェットヘッド１２Ｋと、インクジェットヘッド１２Ｃと、インクジェットヘッド１２Ｍと、インクジェットヘッド１２Ｙと、の並ぶ順番は一例であって、図１の順番に限定されることはない。また、以後の説明では、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙを区別しない場合には、符号に付しているＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙを省略する。

給紙ロール２２は、ヘッドユニット２６に連帳紙Ｐを供給する部位であり、当該ロールに連帳紙Ｐが巻き付けられている。給紙ロール２２は、図示しないフレーム部材に回転可能に支持されている。

巻取ロール２４は、当該ロールに画像が形成された連帳紙Ｐを巻き取る部位である。巻取ロール２４が図示しないモータから回転力を受けて回転することで、連帳紙Ｐが用紙搬送方向に沿って搬送されるようになっている。

制御部２０は、画像形成装置１０の各部を統括、制御する。また、制御部２０は、インクジェットヘッド１２の各ノズル３０通し番号を付与するノズル番号付与処理を実行する機能を有する。本実施の形態に係る制御部２０は、一例として、画像形成装置１０の各種プログラムを実行する図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、各種プログラムが格納されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、各種プログラムの実行時における展開領域となるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等によって構成されている。

画像読取部４０はＩＬＳ（Ｉｎ Ｌｉｎｅ Ｓｅｎｓｏｒ）とも称され、連帳紙Ｐに形成された後述の試験画像（検知画像）等を読み取る部位である。画像読取部４０は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の受光素子を用いて構成されている。画像読取部４０は制御部２０のＣＰＵによって制御され、画像読取部４０で読み取られた画像情報は、ＲＡＭ等の記憶手段に記憶させてもよい。

以上のように構成された画像形成装置１０は、以下のように動作する。すなわち、巻取ロール２４を回転させることで、用紙搬送方向の張力が連帳紙Ｐに付与され、給紙ロール２２から供給される連帳紙Ｐが用紙搬送方向に沿って搬送される。用紙搬送方向に沿って搬送される連帳紙Ｐは、ヘッドユニット２６によって表面にインク滴が打ち込まれ、表面に画像が形成される。

次に、図２を参照して、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１２の構成についてより詳細に説明する。図２に示すように、インクジェットヘッド１２は、Ｘ軸方向に配置された複数のノズル３０を備えて構成されている。ノズル３０は、画像形成装置１０における画像形成のためにインク滴を吐出する部位であり、本実施の形態では一例として圧電方式のノズルを用いている。

本実施の形態では、以下の説明のために、＋Ｘ方向の端部に配置されたノズル３０を特に第１端部ノズルＳＮ（３０）、−Ｘ方向の端部配置されたノズル３０を特に第２端部ノズルＥＮ（３０）という。また、以下の説明では第１端部ノズルＳＮ（３０）を含む側を「先頭側」、第２端部ノズルＥＮ（３０）を含む側を「後端側」という場合がある。

なお、図２に示すインクジェットヘッド１２は一例であって、例えばインクジェットヘッド１２に含まれるノズル３０は１列である必要はなく、図２に示すノズル３０の列をＹ軸方向に複数列配置してもよい。この場合は、以下で説明するノズル位置特定方法を、複数のノズル列の各々について実行すればよい。また、インクジェットヘッド１２は単一のノズル３０の配列で構成する必要もなく、複数のノズル３０を含むヘッドモジュールをさらに複数配置してインクジェットヘッド１２を構成してもよい。

ところで、画像形成装置１０において、インクジェットヘッド１２のノズル３０に吐出異常が発生すると、インクジェットヘッド１２によって連帳紙Ｐに形成された画像にスジ（白スジ、黒スジ）等が発生し、印刷不良となる場合もある。吐出異常の形態としては、例えば、ノズル３０の詰まり等の原因によりノズル３０からインク滴の吐出ができなくなる不吐異常が挙げられる。不吐異常が発生すると、連帳紙Ｐに形成された画像において異常ノズルに対応する位置に白スジが発生する。また、吐出異常の他の形態として、ノズル３０の吐出口付近に付着した付着物等の原因によりノズル３０から吐出したインク滴の飛翔曲りが生じる曲がり異常が挙げられる。曲がり異常が発生すると、不吐異常と同様の理由で白スジが発生する。一方、曲がり異常のノズルから吐出されたインク滴が他のノズルのインク滴と重なると黒スジとなる。

上記の吐出異常に対する対応として、画像形成装置１０の稼働状態（オンライン）または非稼働状態（オフライン）において、ノズル３０の各々の吐出異常の有無を検知する手法が有効である。異常が検知された異常ノズルは吐出を停止させ（不吐出化し）、近接する他のノズル３０で画像形成を補完することにより、スジを補正した画像が出力される。

異常ノズルの検知方法の一例として、異常ノズルを検出するための検知画像を用いた方法があり、検知画像の一形態としてラダーパターンを用いた形態がある。ラダーパターンとは、インクジェットヘッド１２を構成する各ノズル３０について、吐出ノズルをずらしつつ主走査方向（図１の−Ｘ方向）に一定間隔で吐出させて形成された線分のパターンであり、各々複数の線分を含む複数の段が副走査方向（図１の＋Ｙ方向、用紙搬送方向に同じ）に配置されたパターンとなる。以下では、各ノズル３０によって形成された個々のパターンを「ライン」という。連帳紙Ｐに形成されたラダーパターンは画像読取部４０によって読み取られ、データ化されて制御部２０によって異常ノズルの検知処理に供される。
以下、このラダーパターンを読み取って取得されたデータを「検知データ」という。ラダーパターンの形成方法の詳細については後述する。

ここで、ラダーパターンによって異常ノズルを検知するためには、インクジェットヘッド１２上における実際のノズル３０とラダーパターンにおける各ラインとを対応させる、つまり、各ラインに対応する実際上のノズル３０を特定する必要がある。この手法としては、各ノズル３０に番号を付与しておき、形成されたラダーパターンの各ラインに通し番号を付与し、両者を対応させる方法がある。しかしながら、この通し番号の付与においては、ノズル３０の一部に不吐異常が発生している場合を考慮する必要がある。なお、本実施の形態でいう「実際のノズル３０」とは、インクジェットヘッド１２が備えるノズル３０の全数をいう場合のみならず、実際に印字したノズル３０の総数をいう場合もある。

図９は、実際に形成されたラダーパターンの一例を示している。図９に示すラダーパターンは、インクジェットヘッド１２の各ノズル３０から後述する１オン・５オフ方式により吐出させてラインを画像形成したラダーパターンの一部を示している。段１から段６は、１オン・５オフ方式による印字を１ノズルずつずらして形成されたパターンの位置を示している。図９に示すＬｒは連帳紙Ｐ上に実際に形成されたラインであり、Ｌｄはダミーラインを示している。ダミーラインＬｄは、不吐異常のために実際にはラインが形成されないが、実際のノズル３０の配列と対応させるために本来ラインが形成される位置を模式的に示したものである。つまり、図９の例では、例えば段１の先頭の３つのノズルについて不吐異常が発生していることを示している。

各ラインに対する通し番号の付与は以下の手順で行う。
手順１：検知データから実際に形成されているラインを認識する。具体的なラインの認識方法については後述する。
手順２：各段ごとに仮ノズル番号を付与する。
手順３：仮ノズル番号を用いて、全段のノズル３０について通し番号を付与する。
図９の各ラインには、３段の番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が付されているが、番号Ｎ１は各段ごとの仮ノズル番号を示し、番号Ｎ２は本来付与したい理想通し番号を示し、番号Ｎ３は、不吐異常ノズルが欠落した状態で実際に付与された実通し番号である。

なお、本実施の形態に係る通し番号は、番号Ｎ２に示すように、段ｎのあるラインに番号ｉを割り当てると、段（ｎ＋１）の隣接するラインに番号（ｉ＋１）を割り当てる。段６の後は段１に戻り、この操作をノズル３０の個数だけ繰り返すことにより、図２の第１端部ノズルＳＮ（３０）を番号１として第２端部ノズルＥＮ（３０）まで順番に番号が付与される。

まず、手順１でラインＬｒを認識した後、手順２で各段ごとに仮ノズル番号を付与する。例えば段１ではラインが２本なので、仮ノズル番号１、２が−Ｘ方向に付与され、段２ではラインが３本なので、仮ノズル番号１、２、３が−Ｘ方向に付与される。以下、段３から段６についても同様に仮ノズル番号が付与される。図９の番号Ｎ１はこの仮ノズル番号を示している。

次に手順３で、手順２で付与した仮ノズル番号を用いて図９の番号Ｎ３で示す通し番号を付与する。図９に示すように、この通し番号は、番号Ｎ２で示す理想通し番号と齟齬が生じている。これは、各段の一部に不吐異常が発生しているためである。つまり、先頭の不吐異常のラインはデータが欠落しているため、ラインのデータ数に不足が生じ、この不足数だけ各段の仮ノズル番号がずれることによる。図９に示す例では、段１で３本、段２で２本、段５で１本の不足が生じていることに起因して、通し番号における齟齬を生じている。

そこで、本実施の形態では、検知データから各段の先頭側における不吐異常ノズルの数（先頭不吐数）を求め、この先頭不吐数を加味して通し番号の付与を行っている。このことにより、複数のノズルを備えた液滴吐出装置の試験画像を用いたノズル位置の特定において、各段の先頭のノズルに吐出異常が発生していた場合でも各ノズルの位置が正確に特定される液滴吐出装置、画像形成装置およびノズル位置特定方法が提供される。なお、上記「先頭不吐数」は、本発明に係る「端部における異常ノズル数」である。

次に、図３から図７を参照して本実施の形態に係る液滴吐出装置、およびノズル位置特定方法について説明する。

図３（ａ）は本実施の形態に係る検知画像としてのラダーパターンの一例を示し、図３（ｂ）は先頭不吐数を求める上での元データとなる段間不吐の算出方法の考え方を示している。図３を参照して、段間不吐の算出方法について説明するが、事前の理解のために図４を参照して、図３に示すラダーパターンの形成方法について説明する。なお、上記「段間不吐」は、本発明に係る「段ごとの異常ノズル数」である。

図４（ａ）から（ｆ）は、図３に示すラダーパターンの形成を時系列で示したものである。本実施の形態に係るラダーパターンは、インクジェットヘッド１２に含まれるノズル３０について、吐出ノズルをずらしながら予め定められた間隔を空けて吐出させラインを形成する動作を繰り返して形成している。吐出を停止させるノズル３０の個数をＸ個とし、このようにインクジェットヘッド１２のノズル３０を制御する方法を、１オン・Ｘオフとよぶこともある。図４は、１オン・５オフの例を示している。

図４（ａ）に示すように、まず第１端部ノズルＳＮ（３０）から始めて５個おきのノズル３０から吐出させる。この吐出で形成された一群のラインを本実施の形態では「段１」という。次に図４（ｂ）に示すように、ノズル３０を１個ずらして５個おきに吐出させる。この吐出で形成された一群のラインを本実施の形態では「段２」という。同様に図４（ｃ）から（ｆ）に示すように吐出させることにより、段３から段６が得られる。

図３（ａ）は、上述した動作により形成されたラダーパターンの一部を示している。本実施の形態に係る先頭不吐数の検知では、図３（ａ）に示すラダーパターンを画像読取部４０で読み取り、各段の先頭のラインの理想位置を算出し、さらに注目する段（以下、「自段」）と他の段との間で理想位置同士の比較を行い、他段に対する自段の先頭側におけるラインの欠損である段間不吐を算出する。そして、この処理を全段分繰り返して実行し、全段の隣接段に対する先頭側の段間不吐を算出し、全段の中で段間不吐が最も小さい段を基準に各段の先頭不吐数を算出し、この先頭不吐数を考慮してノズル番号を割り振る。

図５を参照して、各段の先頭のラインの理想位置の算出方法について説明する。本実施の形態では検知データから重心位置とずれ量を算出し、以下に示す式を用いて理想位置を算出する。
理想位置＝重心位置−ずれ量

図５（ａ）は、図３に示す各ラインの検知データからＸ軸方向（主走査方向、図５（ａ）では「ノズルの位置」と表記）の輝度分布を求めプロットしたものである。この輝度分布（輝度プロファイル）は各段ごとに求められる。ただし、図３の−Ｘ方向が図５（ａ）の＋Ｘ方向に対応している。この輝度プロファイルを一例として近似曲線で近似し、該近似曲線の谷の位置から各ノズル３０のＸ座標（図５（ａ）では、（Ｘ−１）、Ｘ、（Ｘ＋１）が示されている）を読み取り各ノズルの位置とする。このようにして算出したノズルの位置が上記の「重心位置」である。

次に図５（ｂ）を参照してずれ量の算出方法について説明する。図５（ｂ）では、まず各ノズル（図５（ｂ）では、（Ｎｘ−１）、Ｎｘ、（Ｎｘ＋１）が示されている）に対する重心位置のＸ座標をプロットする（図５（ｂ）の黒丸）。次にこの重心位置の全体に対する近似曲線１０６を算出する。この近似曲線は一例として、注目するノズルＮｘの前後（（Ｎｘ−１）の方向、および（Ｎｘ＋１）の方向）の予め定められた個数のノズルを選択し、この選択されたノズルの重心位置の近似曲線を算出する。次に、各ノズル３０の重心位置（Ｘ座標）と近似曲線１０６との差分Ｌを求める。この差分Ｌがすなわちずれ量Δ（Ｘ）である。本実施の形態に係るずれ量Δ（Ｘ）は符号付であり、近似曲線１０６に対して＋Ｘ方向にずれている場合にはプラス、−Ｘ方向にずれている場合にはマイナスの符号を付与する。これで、ノズルＮｘのズレ量Δ（Ｘ）を算出することができる。この算出処理を注目するノズルをずらして行うことで、全ノズルのズレ量Δ（Ｘ）を算出する。

図３に戻って、図３に表されたＬｒは、実際に形成されたラインのうち各段の先頭ライン以外のラインを示している。図３に表された先頭ラインのＰＧは重心位置を示しており。この重心位置ＰＧは実際に形成された各段の先頭ラインの位置を点線で表したものである。図３に表されたＬａは、各段の先頭ラインの理想的な位置に相当する理想ラインである。図３に表されたＬｄは上述したダミーラインである。つまり、図３においては、ラインＬｒのみが実際に画像形成されたラインである。

すなわち、重心位置ＰＧは実際に形成された先頭ラインを重心位置で代替して表したものであり、また理想ラインＬａおよびダミーラインＬｄは実際に形成されたラインではない。一方、図３に表されたｄｐはラインとラインとの間隔であるラインピッチを示しており、本実施の形態ではラインピッチｄｐをライン間に含まれるライン間隔の数で表す。つまり、本実施の形態に係るラインピッチｄｐは、ｄｐ＝６である。

上述したように、本実施の形態では、各段の理想ラインの位置（Ｘ座標）である理想位置Ｌａ（Ｘ）を以下に示す（式１）を用いて算出する。
Ｌａ（Ｘ）＝ＰＧ（Ｘ）−Δ（Ｘ） ・・・ （式１）
ここで、ＰＧ（Ｘ）は重心位置のＸ座標を示している。

次に、２段ごとに理想位置を比較して、先頭に何ノズル分の不吐出があるか算出する。
この算出された不吐出の数が段間不吐である。本実施の形態では比較する２段を隣接する２段ごととしている。この段間不吐は以下に示す（式２）を用いて算出する。
段間不吐＝［理想位置（ｎ＋１）−理想位置（ｎ）］／ｄｐ ・・・ （式２）
ただし、理想位置（ｎ）は段ｎの理想ラインのＸ座標であり、理想位置（ｎ＋１）は段（ｎ＋１）の理想ラインのＸ座標である。また、ラインピッチｄｐはライン間隔を実距離に換算した値である。段間不吐は、（式２）の右辺を四捨五入して求められる。段間不吐が０であれば段間の不整合はなく、０でない場合には段間に不整合がある。

以下図３（ｂ）を参照して、（式２）の考え方を模式的に説明する。（式２）による段間不吐の算出は、段（ｎ＋１）の理想位置を基準としてラインピッチｄｐにより表された比較範囲Δｄｐ＝（０．５＋Ｍ）・ｄｐ（Ｍ＝０、１、・・・）のいずれの範囲内に段ｎの理想位置が存在するかをみていることになる。

すなわち、図３（ｂ）の＜１＞は段（ｎ＋１）の理想位置を基準としてΔｄｐ＝−０．５ｄｐ（Ｍ＝０）の範囲内に段ｎの理想位置が存在している例、＜２＞はΔｄｐ＝＋０．５ｄｐ（Ｍ＝０）の範囲内に段ｎの理想位置が存在している例を示している。本実施の形態では±０．５ｄｐの範囲内のずれは許容範囲とし、段ｎと段（ｎ＋１）との間にずれはなく、従って段間不吐は０とする。

図３（ｂ）の＜３＞はΔｄｐ＝−１．５ｄｐ（Ｍ＝１）の範囲内に段ｎの理想位置が存在している例を示している。この例ではマイナス方向に１のずれが発生しているので、段ｎに不吐出のノズルが１個発生していると判断する。また、この場合の段間不吐は−１である。一方、図３（ｂ）の＜４＞はΔｄｐ＝−２．５ｄｐ（Ｍ＝２）の範囲内に段ｎの理想位置が存在している例を示している。この例ではマイナス方向に２のずれが発生しているので、段ｎに不吐出のノズルが２個発生していると判断する。また、この場合の段間不吐は−２である。段ｎと段（ｎ＋１）との間にプラス方向のずれが発生している場合も同様の考え方で段間不吐が算出される。例えばプラス方向にＫ（Ｋ＝１、２、・・・）のずれが発生していれば、段（ｎ＋１）にＫ個の不吐出ノズルが発生していると判断する。

次に図６および図７を参照し、段間不吐を用いてインクジェットヘッド１２の先頭側における不吐異常ノズルの数、すなわち先頭不吐数を算出し、最終的に全ノズル３０に対して通し番号を付与する処理について詳細に説明する。図６は、本実施の形態に係る先頭不吐数を算出し、通し番号を付与するためのノズル番号付与処理プログラムの流れを示すフローチャートである。図７は、図６のフローチャートの処理を具体例に従って説明する図である。本ノズル番号付与処理は、例えば画像形成装置１０の起動時、あるいは予め定められた期間ごとの保守時やユーザが指示する任意タイミング等において行われる。

図６に示すノズル番号付与処理プログラムは、実行開始の指示がなされると、制御部２０の図示しないＣＰＵがＲＯＭ等の記憶手段から本ノズル番号付与処理プログラムを読み込み、ＲＡＭ等の記憶手段に展開して実行する。なお、本実施の形態では、本ノズル番号付与処理プログラムをＲＯＭ等に予め記憶させておく形態としているが、これに限られない。例えば、本ノズル番号付与処理プログラムがコンピュータにより読み取り可能な可搬型の記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線または無線による通信手段を介して配信される形態等を適用してもよい。

図６に示すように、ステップＳ１００で、ヘッドユニット２６により検知画像としてのラダーパターンを画像形成（印刷）する。ラダーパターンの印刷は一例として図４に示す方法によって行う。

次のステップＳ１０２で、画像読取部４０によりステップＳ１００で印刷したラダーパターンを読み取り、検知データを作成する。次のステップＳ１０４では、ステップＳ１０２で作成した検知データから図５（ａ）に示す形式の輝度プロファイルを作成する。

次のステップＳ１０６で、重心位置ＰＧ（Ｘ）およびずれ量Δ（Ｘ）を取得する。ずれ量は、図５（ｂ）に示すグラフを作成して算出し取得する。

次のステップＳ１０８では、（式１）を用いて、図７（ａ）に示すように各段の先頭ノズルの理想的な位置である理想位置Ｌａ（Ｘ）を算出する。

次のステップＳ１１０では、（式２）を用いて段間不吐を算出する。図７（ａ）の＜１＞から＜５＞は、各段における段間不吐の算出経過を示している。すなわち、段１と段２の比較では、＜１＞に示すようにマイナス方向に１ずれているので、段間不吐は−１である。同様に、段２と段３の比較では、＜２＞に示すようにマイナス方向に２ずれているので、段間不吐は−２となる。段３と段４の比較では、＜３＞に示すようにずれは０であるので、段間不吐は０となる。段４と段５の比較では、＜４＞に示すようにプラス方向に１ずれているので、段間不吐は＋１となる。段５と段６の比較では、＜５＞に示すようにマイナス方向に１ずれているので、段間不吐は−１である。図７（ｂ）の段間不吐の欄は以上の結果を記載したものである。

次のステップＳ１１２では、段１から段６まで段間不吐を累積して累積不吐を算出する。図（ｂ）の累積不吐の欄はこの算出の結果を示している。

次のステップＳ１１４では、累積不吐の中から最小値である最小累積不吐を抽出する。
本例の最小累積不吐は、図７（ｂ）より−３となる。

次のステップＳ１１６では、以下に示す（式３）を用いて各段の先頭側における不吐異常ノズルの個数である先頭不吐数を算出する。
先頭不吐数＝累積不吐−最小累積不吐 ・・・ （式３）
例えば、段１については、先頭不吐数＝０−（−３）＝３となり、段２については、先頭不吐数＝−１−（−３）＝２となる。以下同様にして、段３の先頭不吐数は０、段４の先頭不吐数は０、段５の先頭不吐数は１、段６の先頭不吐数は０となる。図７（ｂ）の先頭不吐数の欄は以上の結果をまとめたものである。図７（ａ）と比較して明らかなように、各段における不吐異常のノズル（不吐出ノズル）の数が正しく算出されていることがわかる。

次のステップＳ１１８では、ステップＳ１１６で算出した先頭不吐数を用いて、つまり、先頭側の不吐出ノズルにも番号を付与しつつ、図９で説明した方法によって各ノズル３０にノズル番号を付与し、インクジェットヘッド１２に含まれるノズル３０の通し番号を取得する。その後、本ノズル番号付与処理プログラムを終了する。

以上詳述したように、本実施の形態に係る液滴吐出装置、およびノズル位置特定方法によれば、ラダーパターンの輝度プロファイルを用いた比較的簡易な演算を行うことにより、各段の先頭のノズルに吐出異常が発生していた場合でも各ノズルの位置が正確に特定される。

ここで、極めて稀なケースではあるが、すべての段において１個以上の不吐異常ノズルが発生している場合は、上記不吐異常ノズルの検知アルゴリズムでは原理的にノズルの通し番号に齟齬が生ずる。しかしながらこの場合は、インクジェットヘッド１２に実際に含まれるノズル３０の個数と、通し番号の最大値とが一致しないことになる。従って、図６に示すフローチャートに従って算出された通し番号の最大値が実際のノズル３０の個数と一致しない場合には、ノズル番号付与処理プログラムの実行中のエラーとして処理してもよい。また、本エラーが発生した場合にはノズル番号付与処理プログラムの処理を中断し、エラーが発生した旨を、図示しない画像形成装置１０の表示部等に表示してユーザに報知してもよい。

［第２の実施の形態］
図８を参照して、本実施の形態に係る液滴吐出装置、およびノズル位置特定方法について説明する。上記実施の形態では、インクジェットヘッド１２の先頭側（第１端部ノズルＳＮ（３０）側）の不吐異常を検知してノズル３０に通し番号を付与する形態を例示して説明したが、本実施の形態は後端側（第２端部ノズルＥＮ（３０）側）の不吐異常を検知して通し番号を付与する形態である。図８は、図３（ａ）と同様の図を後端側について示した図である。

図８に示すように、ラダーパターンの後端側についても、図３（ａ）と同様に実際に形成されたラインＬｒ、重心位置ＰＧ、理想ラインＬａ、ダミーラインＬｄが配置される。
本実施の形態に係る先頭不吐数は、図６のフローチャートにおいて「先頭」を「後端」に読み替えて算出されるので、詳細な手順は省略する。後端側について図６のフローチャートに従った処理を実行することにより、各ノズル３０の通し番号が取得される。むろん、上記実施の形態に係る先頭側からの通し番号の取得の代替として、本実施の形態に係る後端側からの通し番号の取得を実行してもよいが、両者を実行すると以下の効果が期待される。

すなわち先頭側からの処理によって取得された通し番号と、後端側からの処理によって取得された通し番号は当然ながら一致するはずである。仮に両者で違いがみられれば、図６に従った処理の過程で何らかのミス、エラー等が発生した可能性がある。従って、先頭側からの処理による通し番号を取得に加え、さらに後端側からの処理による通し番号の取得を実行すれば、通し番号取得の上で二重の確認（ダブルチェック）がなされる。先頭側における先頭ノズルと、後端側における先頭ノズル（後端ノズル）との双方において全段に１つ以上のノズル３０に不吐異常が発生する確率は極めて低いからである。

また、先頭側と後端側との両方からノズル３０の通し番号を取得すると、検知画像としてのラダーパターンが印刷された連帳紙Ｐのスキュー（傾き）による誤差が抑制されるという効果も奏する。用紙搬送方向に連帳紙Ｐを搬送しつつヘッドユニット２６によって印刷を実行する際、用紙搬送方向に対してスキューを生ずる場合がある。この場合、検知画像としてのラダーパターンにも傾きが生じ、ラダーパターン上のラインの位置が本来の位置からずれ、例えばずれ量Δ（ｘ）の誤差等の誤差が発生することも想定される。しかしながら、先頭側と後端側との両方からノズル３０の通し番号を取得すると、スキューによるずれの最小に近い側からの処理と、最大に近い側からの処理が実行されることになるので、処理におけるスキューの影響が平均化され、通し番号付与における付与間違い抑制される。

なお、上記各実施の形態では記録媒体として連帳紙を用いた形態を例示して説明したが、これに限られず例えばカット紙を用いた形態としてもよい。

１０ 画像形成装置
１２、１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ インクジェットヘッド
２０ 制御部
２２ 給紙ロール
２４ 巻取ロール
２６ ヘッドユニット
３０ ノズル
４０ 画像読取部
ｄｐ ラインピッチ
Ｌｒ ライン
Ｌａ 理想ライン
Ｌｄ ダミーライン
ＰＧ 重心位置
ＳＮ（３０） 第１端部ノズル
ＥＮ（３０） 第２端部ノズル

Claims (8)

1. 予め定められた方向に沿って配列された複数のノズルを備え記録媒体に画像を形成する形成部と、
   ノズルの位置をずらしつつ、予め定めた個数おきに前記複数のノズルから前記記録媒体に液滴を吐出させて形成した各々複数の線分を有する複数段の検知画像について、前記複数段の段ごとに最端部の線分の理想位置を算出し、前記理想位置を前記複数段の連続する２段ごとに比較して算出した前記複数段の段ごとの不吐異常ノズル数を用いて前記複数段の段ごとの端部における不吐異常ノズル数を算出する算出手段と、
   を含む液滴吐出装置。
2. 前記算出手段は、前記複数段の段ごとの不吐異常ノズル数を用いて、前記記録媒体に形成された線分の各々と前記複数のノズルの各々とを対応させる
   請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記算出手段は、前記対応によって算出された通し番号の最大値の数が前記複数のノズルの数と一致しない場合にはエラー処理を実行する
   請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記算出手段は、前記段ごとの不吐異常ノズル数を累積して前記複数段の段ごとの累積不吐異常ノズル数を算出するとともに前記累積不吐異常ノズル数の最小値である最小累積不吐異常ノズル数を抽出し、前記累積不吐異常ノズル数から前記最小累積不吐異常ノズル数を減じて前記端部における不吐異常ノズル数を算出する
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
5. 前記算出手段は、前記検知画像を画像読取部で読み取った画像情報を用いて前記複数の線分の輝度分布を取得するとともに前記輝度分布から前記複数の線分の各々の重心位置を算出して前記複数の重心位置の近似曲線を求め、前記最端部の線分の重心位置と前記近似曲線との差分からずれ量を算出し、前記最端部の線分の重心位置から前記ずれ量を減じて前記理想位置を算出する
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
6. 前記算出手段は、前記複数のノズルの前記予め定められた方向の一方の端部および他方の端部の両方について前記端部における不吐異常ノズル数の算出を行う
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の液滴吐出装置と、
   前記記録媒体に形成された画像を読み取る画像読取部と、
   を含む画像形成装置。
8. 予め定められた方向に沿って配列された複数のノズルを備え記録媒体に画像を形成する形成部のノズルの位置をずらしつつ、予め定めた個数おきに前記複数のノズルから前記記録媒体に液滴を吐出させて各々複数の線分を有する複数段の検知画像を形成し、
   前記複数段の段ごとに最端部の線分の理想位置を算出し、
   前記理想位置を前記複数段の連続する２段ごとに比較して算出した前記複数段の段ごとの不吐異常ノズル数を用いて前記複数段の段ごとの端部における不吐異常ノズル数を算出し、
   前記複数段の段ごとの前記不吐異常ノズル数を用いて、前記記録媒体に形成された線分の各々と前記複数のノズルの各々とを対応させる
   ノズル位置特定方法。

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