JP7211176B2

JP7211176B2 - 液体吐出装置

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Publication number: JP7211176B2
Application number: JP2019047192A
Authority: JP
Inventors: 章郎茂手木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2023-01-24
Anticipated expiration: 2039-03-14
Also published as: EP3708380A2; EP3708380B1; JP2020146947A; EP3708380A3

Description

本発明は、液体吐出装置に関する。

従来、ラインヘッド方式の液体吐出装置において、液体の不吐出・吐出曲がりによる画像品質の低下を防ぐために、不良ノズルを検出する技術が知られている。

特許文献１には、スキャナで読み取った検出用チャートの読取りデータと理想データ全体を補間処理により高い解像度変換し、読取りデータと理想データを二値化することにより得られた複数ノズルに対応する各ラインの間隔を比較することにより、不良ノズルを判定する技術が開示されている。これにより、特許文献１に開示の技術によれば、印刷の解像度よりも低解像度のスキャナでも精度良く吐出曲がりを検出することが可能となっている。

しかしながら、特許文献１に開示の技術によれば、スキャナで読み取った検出用チャートの読取りデータと理想データ全体を補間処理により高い解像度にするため、多くのメモリと検出に要する処理時間が必要になってしまう問題があった。

また、理想データとの比較により不良ノズルを判定するため、読取りデータの倍率やスキューや振動などの外乱がある場合に精度良く検出できないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、少ない処理時間とメモリ領域で精度良く不良ノズルを検出することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の液体吐出装置は、記録媒体を搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送される記録媒体に対して液体を吐出するノズルをライン状に備えた液体吐出ヘッドと、主走査方向を前記液体吐出ヘッドのノズル列方向に合わせて設置されたスキャナと、前記液体吐出ヘッドの各ノズルに対応した副走査方向のラインを配置した不良ノズル検出用チャートを生成するチャート生成部と、前記スキャナで読み取った前記不良ノズル検出用チャートの読取りデータの画素値から検出したライン位置の周囲複数画素の画素値に対して補間処理を行うとともに、前記補間処理により導出した補間関数を微分して０になる位置をライン位置として検出する位置検出部と、を備え、前記不良ノズル検出用チャートのライン長さは、前記液体吐出ヘッドもしくは前記スキャナと前記搬送部との相対振動の内、長い方の周波数の２周期以上の長さとする、ことを特徴とする。

本発明によれば、データに対して補間処理を行う範囲を限定することで、少ない処理時間とメモリ領域で精度良く不良ノズルを検出することができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかるインクジェット記録装置の概略構成を示す模式図である。図２は、２台のスキャナの配置例を示す図である。図３は、インクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。図４は、不良ノズル検出処理にかかる機能を示す機能ブロック図である。図５は、不良ノズル検出用チャートの一例を示す図である。図６は、不良ノズル検出用処理について説明する図である。図７は、補間処理について説明する図である。図８は、抜け・曲がり判定処理について説明する図である。図９は、不良ノズル検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図１０は、ステップＳ４における１段分の抜け・曲がりの検知処理の流れを示すフローチャートである。図１１は、ステップＳ１２におけるライン座標検出処理の流れを示すフローチャートである。図１２は、ステップＳ１３における中央値・平均値算出処理の流れを示すフローチャートである。図１３は、ステップＳ１５における抜け・曲がり検知処理の流れを示すフローチャートである。図１４は、実施の形態にかかる他のインクジェット記録装置の概略構成を示す模式図である。

以下に添付図面を参照して、液体吐出装置の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態は、液体吐出装置としてインクジェット方式のインクジェット記録装置を適用したものである。

図１は、実施の形態にかかるインクジェット記録装置１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、インクジェット記録装置１は、主に、給紙部１００、画像形成部２００、乾燥部３００、排紙部４００を備えている。インクジェット記録装置１は、給紙部１００から給紙されるシート材としての記録媒体である用紙Ｐに対し、画像形成部２００で画像形成用の液体であるインクにより画像を形成する。そして、インクジェット記録装置１は、用紙Ｐ上に付着したインクを乾燥部３００において乾燥させた後、用紙Ｐを排紙部４００から排紙する。

まず、給紙部１００について説明する。

給紙部１００は、主に、複数の用紙Ｐが積載される給紙トレイ１１０と、給紙トレイ１１０から用紙Ｐを１枚ずつ分離して送り出す給送装置１２０と、用紙Ｐを画像形成部２００へ送り込むレジストローラ対１３０と、を備えている。

給送装置１２０には、ローラやコロを用いた装置や、エア吸引を利用した装置など、あらゆる給送装置を用いることが可能である。

給紙部１００は、給送装置１２０により給紙トレイ１１０から送り出された用紙Ｐの先端がレジストローラ対１３０に到達した後、レジストローラ対１３０を所定のタイミングで駆動させる。これにより、用紙Ｐは、画像形成部２００へ給紙される。

なお、本実施形態において、給紙部１００は、画像形成部２００へ用紙Ｐを送り出すものであれば、その構成に制限はない。

次に、画像形成部２００について説明する。

画像形成部２００は、主に、受け取り胴２０１と、用紙担持ドラム２１０と、インク吐出部２２０と、受け渡し胴２０２と、を備えている。受け取り胴２０１は、給紙された用紙Ｐを受け取る。搬送部として機能する用紙担持ドラム２１０は、受け取り胴２０１によって搬送された用紙Ｐを外周面に担持して搬送する。インク吐出部２２０は、用紙担持ドラム２１０に担持された用紙Ｐに向けてインクを吐出する。受け渡し胴２０２は、用紙担持ドラム２１０によって搬送された用紙Ｐを乾燥部３００へ受け渡す。

給紙部１００から画像形成部２００へ搬送されてきた用紙Ｐは、受け取り胴２０１の表面に設けられた用紙グリッパによって先端が把持され、受け取り胴２０１の表面移動に伴って搬送される。受け取り胴２０１により搬送された用紙Ｐは、用紙担持ドラム２１０との対向位置で用紙担持ドラム２１０へ受け渡される。

用紙担持ドラム２１０の表面にも用紙グリッパが設けられており、用紙Ｐの先端が用紙グリッパによって把持される。また、用紙担持ドラム２１０の表面には、複数の吸引孔が分散して形成されており、各吸引孔には吸引装置２１１によって用紙担持ドラム２１０の内側へ向かう吸い込み気流が発生する。

受け取り胴２０１から用紙担持ドラム２１０へ受け渡された用紙Ｐは、用紙グリッパによって先端が把持されるとともに、吸い込み気流によって用紙担持ドラム２１０の表面に吸着して、用紙担持ドラム２１０の表面移動に伴って搬送される。

本実施形態のインク吐出部２２０は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の４色のインクを吐出して画像を形成するラインヘッドであり、インクごとに個別の液体吐出ヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋを備えている。

なお、液体吐出ヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋは、液体を吐出するものであれば、その構成に制限はなく、あらゆる構成のものを採用することができる。必要に応じて、白色、金色、銀色などの特殊なインクを吐出する液体吐出ヘッドを設けたり、表面コート液などの画像を構成しない液体を吐出する液体吐出ヘッドを設けたりしてもよい。

インク吐出部２２０の液体吐出ヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋは、画像情報に応じた駆動信号によりそれぞれ吐出動作が制御される。用紙担持ドラム２１０に担持された用紙Ｐがインク吐出部２２０との対向領域を通過する際に、液体吐出ヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋから各色インクが吐出され、当該画像情報に応じた画像が形成される。

なお、本実施形態において、画像形成部２００は、用紙Ｐ上に液体を付着させて画像を形成するであれば、その構成に制限はない。

加えて、図１に示すように、画像形成部２００は、ラインスキャナである２台のスキャナ２３１，２３２を、インク吐出部２２０に対して用紙Ｐの搬送方向下流側に備えている。２台のスキャナ２３１，２３２は、不良ノズル検出用チャートＣ（図５参照）を読み取るものである。なお、２台のスキャナ２３１，２３２の解像度は、画像形成部２００における印刷解像度よりも低解像度である。

画像形成部２００は、用紙担持ドラム２１０の表面に用紙Ｐの先端が用紙グリッパで把持されつつ吸引吸着搬送されている状態でインク吐出部２２０により不良ノズル検出用チャートＣを印刷し、その直後に２台のスキャナ２３１，２３２によって不良ノズル検出用チャートＣの読取りを行う。

ここで、図２は２台のスキャナ２３１，２３２の配置例を示す図である。図２に示すように、２台のスキャナ（Front）２３１，スキャナ（Rear）２３２は、用紙Ｐの全面を読み取るために千鳥状に配置される。より詳細には、２台のスキャナ２３１，２３２は、主走査方向において読取り範囲がオーバーラップ（重複）する領域（オーバラップ領域）を有している。また、２台のスキャナ２３１，２３２は、副走査方向においてずらして配置される。

なお、本実施の形態においては、２台のスキャナ２３１，２３２を配置するようにしたが、これに限るものではなく、主走査方向における読取り範囲を確保できるものであれば、１台のスキャナでもよいし、３台以上のスキャナを組み合わせたものであってもよい。

次に、乾燥部３００について説明する。

乾燥部３００は、主に、画像形成部２００で用紙Ｐ上に付着したインクを乾燥させるための乾燥機構３０１と、画像形成部２００から搬送されてくる用紙Ｐを搬送する搬送機構３０２と、を備えている。

乾燥部３００は、画像形成部２００から搬送されてきた用紙Ｐを、搬送機構３０２にて受け取った後、乾燥機構３０１を通過するように搬送し、排紙部４００へ受け渡す。乾燥部３００は、用紙Ｐが乾燥機構３０１を通過する際、用紙Ｐ上のインクに乾燥処理を施す。これにより、インク中の水分等の液分が蒸発し、用紙Ｐ上にインクが固着するとともに、用紙Ｐのカールが抑制される。

次に、排紙部４００について説明する。

排紙部４００は、主に、複数の用紙Ｐが積載される排紙トレイ４１０を備えている。排紙部４００は、乾燥部３００から搬送されてくる用紙Ｐを、排紙トレイ４１０上に順次積み重ねて保持する。

なお、本実施形態において、排紙部４００は、用紙Ｐを排紙するものであれば、その構成に制限はない。

次に、その他の機能部について説明する。

本実施形態のインクジェット記録装置１は、給紙部１００、画像形成部２００、乾燥部３００、排紙部４００を備えているが、他の機能部を適宜追加してもよい。例えば、給紙部１００と画像形成部２００との間に画像形成の前処理を行う前処理部を追加したり、乾燥部３００と排紙部４００との間に画像形成の後処理を行う後処理部を追加したりすることができる。

前処理部としては、例えば、インクと反応して滲みを抑制するための処理液を用紙Ｐに塗布する処理液塗布処理を行うものなどが挙げられるが、前処理の内容については特に制限はない。また、後処理部としては、例えば、画像形成部２００で画像が形成された用紙Ｐを反転させて再び画像形成部２００へ送って用紙Ｐの両面に画像を形成するための用紙反転搬送処理や、画像が形成された複数枚の用紙Ｐを綴じる処理、または、用紙Ｐの変形を矯正させる矯正機構や用紙Ｐを冷却させる冷却機構などが挙げられるが、後処理の内容についても特に制限はない。

続いて、インクジェット記録装置１の制御構成について説明する。

ここで、図３はインクジェット記録装置１の制御構成を示すブロック図である。図３に示すように、インクジェット記録装置１は、この装置全体の制御を司る制御部１０を備えている。制御部１０は、制御主体となるＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、メモリ１４と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１５とを備えている。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１が実行するコンピュータプログラムやその他の固定データを格納する。ＲＡＭ１３は、画像データ等を一時格納する。メモリ１４は、インクジェット記録装置１の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリである。ＡＳＩＣ１５は、画像データに対する各種信号処理や並び替え等を行なう画像処理や、その他装置全体を制御するための入出力信号処理を実行する。

また、図３に示すように、制御部１０は、ホストインタフェース（Ｉ／Ｆ）１６と、ヘッド駆動制御部１７と、モータ制御部１８と、Ｉ／Ｏ１９と、スキャナ制御部８と、を備えている。

ホストＩ／Ｆ１６は、ホスト側との間で画像データ（印刷データ）や制御信号の送受信をケーブル或いはネットワークを介して行う。インクジェット記録装置１に接続されるホストとしては、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読取装置、デジタルカメラなどの撮像装置などが挙げられる。

Ｉ／Ｏ１９は、湿度センサ、温度センサ及びその他のセンサなどの各種センサ２５を接続する。Ｉ／Ｏ１９は、各種センサ２５からの検知信号を入力する。

ヘッド駆動制御部１７は、インク吐出部２２０を駆動制御するものであり、データ転送手段を含む。より詳細には、ヘッド駆動制御部１７は、画像データをシリアルデータで転送する。また、ヘッド駆動制御部１７は、画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、インク吐出部２２０から液滴を吐出する際に使用する駆動波形を生成する。そして、ヘッド駆動制御部１７は、生成した駆動波形等をインク吐出部２２０の内部の駆動回路へ入力する。

モータ制御部１８は、受け取り胴２０１、用紙担持ドラム２１０、受け渡し胴２０２などを回転させるモータＭを駆動するものである。

スキャナ制御部８は、２台のスキャナ２３１，２３２を制御する。

加えて、制御部１０は、インクジェット記録装置１に必要な情報の入力及び表示を行なうための操作パネル６０を接続する。

制御部１０は、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２（またはメモリ１４）から読み出したコンピュータプログラムをＲＡＭ１３に展開して実行することにより、各部を統括的に制御する。より詳細には、ＣＰＵ１１は、操作パネル６０から設定された印字モードに基づき、当該印字モード毎に設定された制御内容をＲＯＭ１２（またはメモリ１４）から読み出す。そして、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２（またはメモリ１４）から読み出した制御内容に基づいて各部を制御することで、後述する制御を実行する。

なお、本実施形態のインクジェット記録装置１で実行されるコンピュータプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本実施形態のインクジェット記録装置１で実行されるコンピュータプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態のインクジェット記録装置１で実行されるコンピュータプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

また、本実施形態のインクジェット記録装置１で実行されるコンピュータプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

次に、インクジェット記録装置１の制御部１０が実行する不良ノズル検出処理にかかる機能について説明する。

ここで、図４は不良ノズル検出処理にかかる機能を示す機能ブロック図である。図４に示すように、制御部１０は、チャート生成部１０１および不良ノズル検出部１０２として機能する。

チャート生成部１０１は、液体吐出ヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋの各ノズルに対応した副走査方向のラインを階段状に配置した不良ノズル検出用チャートＣ（図５参照）を生成する。

ここで、図５は不良ノズル検出用チャートＣの一例を示す図である。図５に示すように、不良ノズル検出用チャートＣは、液体吐出ヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋの各ノズルに対応した不良ノズル検知のためのノズルチェックラインＬを、階段状に配置する。なお、ノズルチェックラインＬの段数・長さは、可変である。

加えて、図５に示すように、不良ノズル検出用チャートＣは、不良ノズル検出を開始する位置を特定するためのスタートマークＭ１と、不良ノズル検出を終了する位置を特定するためのエンドマークＭ２と、を有している。

図５に示すように、不良ノズル検出用チャートＣは、各ノズルに対応した副走査（用紙搬送）方向のライン長さを長くとり、副走査方向にデータを平均し、もしくは主走査方向の読取り解像度よりも副走査方向解像度を低くして読取りのサンプリング周期を長くする。これにより、振動やスキューがある場合でも精度良くライン位置を検出可能とし、隣接ラインとのピッチの差から不良ノズルを判定することにより、読取り倍率誤差がある場合でもノズル曲がりを検出可能とする。

より詳細には、不良ノズル検出用チャートＣのライン長さは、液体吐出ヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋもしくは２台のスキャナ２３１，２３２と、搬送部として機能する用紙担持ドラム２１０との相対振動の内、長い方の周波数の２周期以上の長さとする。これにより、用紙Ｐとスキャナ２３１，２３２間の相対振動の影響を低減できるという効果がある。

図４に戻り、不良ノズル検出部１０２は、２台のスキャナ２３１，２３２で読み取った不良ノズル検出用チャートＣの読取りデータの画素値から検出したライン位置の周囲複数画素の画素値に対して補間処理を行うとともに、補間処理により導出した補間関数を微分して０になる位置をライン位置として検出する位置検出部として機能するとともに、隣接ラインとのピッチの差から不良ノズルを判定する。

ここで、図６は不良ノズル検出用処理について説明する図である。図６に示すように、不良ノズル検出部１０２は、まず、不良ノズル検出を開始するスタートマークＭ１と不良ノズル検出を終了する位置を特定するためのエンドマークＭ２の主走査位置を画像から検出し、不良ノズル検出範囲Ｘを決定する。なお、不良ノズル検出部１０２は、ノズルチェックラインＬの検出処理には、副走査方向にＮｍピクセル（液体吐出ヘッド２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋもしくはスキャナ２３１，２３２と、用紙担持ドラム２１０との相対振動の内、長い方の周波数の２周期以上の長さの画素）を平均した値を使用する。これにより、用紙Ｐとスキャナ２３１，２３２と間の相対振動の影響を低減できるという効果がある。

図６に示すように、不良ノズル検出部１０２は、ノズルチェックラインＬの１段目の開始位置（スタートマークＭ１）から、エンドマークＭ２の位置もしくは画像端まで、検出方向に向かってノズルチェックラインＬの座標の検出処理を行う。

不良ノズル検出部１０２は、１ピクセルずつ画素値をノズル検出閾値Ｔと比較し、ノズル検出閾値Ｔより大きな値だった場合に、ノズルチェックラインＬの位置と判断する。

次に、不良ノズル検出部１０２は、補間処理を実行する。図７は、補間処理について説明する図である。

図７に示すように、不良ノズル検出部１０２は、ノズルチェックラインＬと判断した座標の主走査方向の前後Ｓ個のピクセルの画素値に対して３次スプライン補間を行い、スプライン関数を求める。これにより、低解像度のスキャナでも精度良く検出できる。

不良ノズル検出部１０２は、スプライン関数を微分して値が０になるＸ座標を求め、そのＸ座標の主走査読取り解像度を元にｍｍ単位へ変換しノズル位置としてそれを保持する。

不良ノズル検出部１０２は、ノズルチェックラインＬの１段分のライン全てに対してノズル座標を計算後、各隣接ライン間のピッチの差を計算し、ノズルチェックラインＬの１段分のピッチの差の中央値を算出する。不良ノズル検出部１０２は、算出した中央値をノズルの抜けと曲がりの判断に使用する。これにより、読取り倍率の変動があった場合にも精度良く検出できる効果がある。

なお、中央値は、ノズルチェックラインＬの１段分の全てのラインの中央値でなくてもよく、着目するラインの周囲の数ラインの内の中央値としても良い。これにより、読取り倍率の偏差（収差）があった場合にも精度良く検出できる効果がある。

次に、不良ノズル検出部１０２は、抜け・曲がりの判断を行う。図８は、抜け・曲がり判定処理について説明する図である。図８（ａ）は抜けの判定処理について示し、図８（ｂ）は曲がりの判定処理について示すものである。

図８（ａ）に示すように、不良ノズル検出部１０２は、各隣接ライン間のピッチの差と、ノズルチェックラインＬの１段分のピッチの差の中央値と、のピッチの差の絶対値が、中央値の半分以上あるノズルチェックラインＬの直前にノズル抜けが数個あると判断する。すなわち、隣接ライン間をＤ_ｎ、Ｄ_ｎ＋１、Ｄ_ｎ＋２・・・と表すとしたとき、下記に示す条件を満たした場合、ノズル抜けがあると判断する。
｜Ｄ_ｎ－Ｄ_ｎ＋１｜≧中央値／２

加えて、図８（ｂ）に示すように、不良ノズル検出部１０２は、ノズル抜けが直前にあると判断したノズルを除外して、全ての隣接ライン間のピッチの差の平均値を求める。

そして、不良ノズル検出部１０２は、抜けの個数をノズルチェックラインＬのライン間の距離÷平均値の小数点以下四捨五入で求め、その不良ノズル番号を保持する。

不良ノズル検出部１０２は、隣接ノズルの差と平均値との差の絶対値が曲がり判断の閾値Ｔｍ以上の場合は、曲がりノズルと判断し不良ノズル番号として保持する。すなわち、下記に示す条件を満たした場合、曲がりノズルであると判断する。
｜Ｄ_ｎ－Ｍｅａｎ｜≧Ｔｍ

続いて、不良ノズル検出処理の流れについて説明する。

ここで、図９は不良ノズル検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図９に示すように、不良ノズル検出部１０２は、不良ノズル検出用チャートＣのノズルチェックラインＬの１段目から順に段数分の不良ノズル検出処理を繰り返し、全段分の不良ノズルの検出を行う。以下において、詳述する。

不良ノズル検出部１０２は、まず、不良ノズル検出を開始する位置を特定するために、不良ノズル検出用チャートＣのスタートマークＭ１の位置を検出する（ステップＳ１）。

次いで、不良ノズル検出部１０２は、不良ノズル検出を終了する位置を特定するために、不良ノズル検出用チャートＣのエンドマークＭ２の位置を検出する（ステップＳ２）。

続いて、不良ノズル検出部１０２は、スタートマークＭ１とエンドマークＭ２との間のノズルチェックラインＬの各段の開始ノズル位置を検出する（ステップＳ３）。

そして、不良ノズル検出部１０２は、ノズルチェックラインＬの段数分のノズルの抜け・曲がりを検知する処理を実行する（ステップＳ４）。

ここで、図１０はステップＳ４における１段分の抜け・曲がりの検知処理の流れを示すフローチャートである。図１０に示すように、不良ノズル検出部１０２は、ノズルチェックラインＬの段全幅を、副走査方向にＮｍピクセルを平均した値とする（ステップＳ１１）。

次いで、不良ノズル検出部１０２は、全ての段について、ノズルチェックラインＬの開始位置（スタートマークＭ１）から、エンドマークＭ２の位置もしくは画像端まで、検出方向に向かってノズルチェックラインＬの座標の検出処理を行う（ステップＳ１２）。

ここで、図１１はステップＳ１２におけるライン座標検出処理の流れを示すフローチャートである。図１１に示すように、まず、不良ノズル検出部１０２は、次の画素を取得し（ステップＳ２１）、取得した画素がエンドマークＭ２の位置もしくは画像端であるかを判断する（ステップＳ２２）。

不良ノズル検出部１０２は、取得した画素がエンドマークＭ２の位置もしくは画像端であると判断した場合（ステップＳ２２のＹｅｓ）、処理を終了する。

一方、不良ノズル検出部１０２は、取得した画素がエンドマークＭ２の位置もしくは画像端でないと判断した場合（ステップＳ２２のＮｏ）、取得した画素値がノズル検出閾値Ｔ以上であるかを判断する（ステップＳ２３）。

不良ノズル検出部１０２は、取得した画素値がノズル検出閾値Ｔ以上でないと判断した場合（ステップＳ２３のＮｏ）、ライン検出中フラグをＯＦＦにして（ステップＳ２４）、処理を終了する。

一方、不良ノズル検出部１０２は、取得した画素値がノズル検出閾値Ｔ以上であると判断した場合（ステップＳ２３のＹｅｓ）、ノズルチェックラインＬの位置と判断して、ライン検出中フラグがＯＮであるかを判断する（ステップＳ２５）。

不良ノズル検出部１０２は、ライン検出中フラグがＯＮであると判断した場合（ステップＳ２５のＹｅｓ）、処理を終了する。

一方、不良ノズル検出部１０２は、ライン検出中フラグがＯＮでないと判断した場合（ステップＳ２５のＮｏ）、ライン検出中フラグをＯＮにして（ステップＳ２６）、ノズルチェックラインＬと判断した座標の主走査方向の前後Ｓ個のピクセルの画素値に対して３次スプライン補間を行い、スプライン関数を求める（ステップＳ２７）。

次いで、不良ノズル検出部１０２は、スプライン関数を微分して（ステップＳ２８）、値が０になるＸ座標を算出し（ステップＳ２９）、そのＸ座標の主走査読取り解像度を元にｍｍ単位へ変換しノズル位置としてそれを保持し（ステップＳ３０）、処理を終了する。

不良ノズル検出部１０２は、以上のステップＳ１２の処理をスタートマークＭ１から、エンドマークＭ２の位置もしくは画像端まで繰り返すことにより、ノズルチェックラインＬの１段分のライン全てに対してノズル座標を計算する。

図１０に戻り、上記のライン座標検知処理が終了すると、不良ノズル検出部１０２は、ステップＳ１３に進み、中央値・平均値算出処理を実行する。

ここで、図１２はステップＳ１３における中央値・平均値算出処理の流れを示すフローチャートである。図１２に示すように、まず、不良ノズル検出部１０２は、各隣接ライン間のピッチの差を計算し（ステップＳ４１）、ノズルチェックラインＬの１段分のピッチの差の平均値を算出するとともに（ステップＳ４２）、ノズルチェックラインＬの１段分のピッチの差の中央値を算出する（ステップＳ４３）。

次に、不良ノズル検出部１０２は、各隣接ライン間のピッチの差と、ノズルチェックラインＬの１段分のピッチの差の中央値と、のピッチの差の絶対値が、中央値の半分以上ある場合（ステップＳ４４のＹｅｓ）、ノズルチェックラインＬの直前にノズル抜けが数個あると判断し、抜け有り座標として保持する（ステップＳ４５）。不良ノズル検出部１０２は、ステップＳ４４およびステップＳ４５の処理を、ライン数分繰り返す。

続いて、不良ノズル検出部１０２は、抜け有り座標として保持されたノズルを除外して、全ての隣接ライン間のピッチの差の平均値を求めるとともに（ステップＳ４６）、全ての隣接ライン間のピッチの差の中央値を求める（ステップＳ４７）。

不良ノズル検出部１０２は、ステップＳ１３における中央値・平均値算出処理を終了する。

図１０に戻り、上記の中央値・平均値算出処理が終了すると、不良ノズル検出部１０２は、ステップＳ１４に進み、
各段の開始ノズル番号＝スタートマークノズル番号＋段数－１
とする。

次に、不良ノズル検出部１０２は、抜け・曲がり検知処理を実行する（ステップＳ１５）。

ここで、図１３はステップＳ１５における抜け・曲がり検知処理の流れを示すフローチャートである。図１３に示すように、まず、不良ノズル検出部１０２は、抜け有り座標として保持されたノズルがある場合（ステップＳ５１のＹｅｓ）、抜けの個数をノズルチェックラインＬのライン間の距離÷平均値の小数点以下四捨五入で求める（ステップＳ５２）。なお、不良ノズル検出部１０２は、抜け有り座標として保持されたノズルがない場合（ステップＳ５１のＮｏ）、ステップＳ５６に進む。

次いで、不良ノズル検出部１０２は、不良ノズル番号を保持し（ステップＳ５３）、ノズル番号をインクリメントする処理（ステップＳ５４）について、抜け数分繰り返す。

その後、不良ノズル検出部１０２は、ノズルチェックラインＬのライン間距離値から（抜けノズル数×平均値）を減算する（ステップＳ５５）。

次に、不良ノズル検出部１０２は、隣接ノズルの差と平均値との差の絶対値が曲がり判断の閾値Ｔｍ以上の場合（ステップＳ５６のＹｅｓ）、曲がりノズルと判断し、不良ノズル番号として保持し（ステップＳ５７）、ノズル番号をインクリメントする（ステップＳ５８）。

不良ノズル検出部１０２は、以上のステップＳ１５の処理をライン数分繰り返すことにより、ノズルの抜け・曲がりを検出する。

以上により、図９に示したステップＳ４におけるノズルチェックラインＬの段数分の抜け・曲がりを検知する処理が終了する。

不良ノズル検出部１０２は、ステップＳ４におけるノズルの抜け・曲がりを検知する処理を段数分実行し、処理を終了する。

このように本実施の形態によれば、印刷の解像度よりも低解像度の２台のスキャナ２３１，２３２で読み取った不良ノズル検出用チャートＣの読取りデータの画素値から検出したライン位置の周囲複数画素の画素値に対して補間処理を行い、２値化により得られたライン位置ではなく、補間処理により導出した補間関数を微分して０になる位置をライン位置として、隣接ラインとのピッチの差から不良ノズルを判定する。したがって、印刷の解像度よりも低解像度の２台のスキャナ２３１，２３２で読み取った不良ノズル検出用チャートＣの読取りデータの画素値から検出したライン位置の周囲数画素の画素値に対して補間処理を行うため、少ない処理時間とメモリ領域で精度良く不良ノズルを検出することができる。

また、不良ノズル検出用チャートＣは、各ノズルに対応した副走査（用紙搬送）方向のライン長さを長くとり、副走査方向にデータを平均、もしくは読取りのサンプリング周期を長くする。これにより、振動やスキューがある場合でも精度良くライン位置を検出可能とし、隣接ラインとのピッチの差から不良ノズルを判定することにより、読取り倍率誤差がある場合でもノズル曲がりを検出することができる。

なお、本実施形態では、液体吐出装置としてインクジェット記録装置１への適用例で説明しているが、「液体吐出装置」は、記録媒体の被乾燥面に向けて液体を吐出する液体吐出ヘッドを備え、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではなく、例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するものも含まれる。

また、記録媒体は、材質を限定されるものではなく、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど、液体が一時的でも付着可能なものであればよく、例えば、フィルム製品、衣料用等の布製品、壁紙や床材等の建材、皮革製品などに使用されるものであってもよい。

また、「液体吐出装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液等の用途で用いることができる。

また、「液体吐出装置」は、液体吐出ヘッドと記録媒体とが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体吐出ヘッド」とは、吐出孔（ノズル）から液体を吐出・噴射する機能部品である。液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどの吐出エネルギー発生手段を使用することができるが、使用する吐出エネルギー発生手段が限定されるものではない。

なお、本実施の形態においては、液体吐出装置としてインクジェット記録装置１への適用例で説明しているが、これに限るものではなく、いわゆる連帳機への適用も可能である。

ここで、図１４は他のインクジェット記録装置１ａの概略構成を示す模式図である。図１４に示すように、インクジェット記録装置１ａは、長尺用紙である記録媒体Ｐａが巻き付けられているロールを有する給紙部１００ａ、画像形成部２００ａ、記録媒体Ｐａを乾燥させる乾燥部３００ａ、および画像形成された記録媒体Ｐａが巻き取られる排紙部４００ａで構成されている。そして画像形成部２００ａの後段に、画像形成工程後の記録媒体Ｐａをスキャンするスキャナ５００が配置されている。

記録媒体Ｐａは、ロール状に巻かれた連続紙（ロール紙）であり、記録媒体Ｐａは搬送ローラによって給紙部１００ａから巻き出され、画像形成部２００ａのプラテン６００上を搬送されて排紙部４００ａによって巻き取られる。

このほか、インクジェット記録装置１ａは、記録媒体Ｐａに前処理液を塗布する前処理工程部、前処理液が塗布された記録媒体Ｐａを乾燥させる前処理乾燥部を有していてもよい。

このような長尺用紙である記録媒体Ｐａを搬送する場合、搬送方向と直交する方向（主走査方向）に用紙張力ばらつきが生じたり、また搬送ローラの平行度などにより用紙の片寄りが発生したりする。これらは、蛇行の原因となる。この蛇行を補正するための制御は、搬送路内に用紙エッジを検出するセンサを設けて用紙の片寄り量を検出し、その検出量に応じて搬送ローラを傾けることにより行う。この補正により用紙が蛇行する場合がある。この蛇行は低周波数（数ヘルツ）の振動として検出される。

１、１ａ液体吐出装置
１０１チャート生成部
１０２位置検出部
２１０搬送部
２２０Ｃ，２２０Ｍ，２２０Ｙ，２２０Ｋ液体吐出ヘッド
２３１，２３２，５００スキャナ
Ｃ不良ノズル検出用チャート

特許第４６８４８０１号公報

Claims

記録媒体を搬送する搬送部と、
前記搬送部により搬送される記録媒体に対して液体を吐出するノズルをライン状に備えた液体吐出ヘッドと、
主走査方向を前記液体吐出ヘッドのノズル列方向に合わせて設置されたスキャナと、
前記液体吐出ヘッドの各ノズルに対応した副走査方向のラインを配置した不良ノズル検出用チャートを生成するチャート生成部と、
前記スキャナで読み取った前記不良ノズル検出用チャートの読取りデータの画素値から検出したライン位置の周囲複数画素の画素値に対して補間処理を行うとともに、前記補間処理により導出した補間関数を微分して０になる位置をライン位置として検出する位置検出部と、
を備え、
前記不良ノズル検出用チャートのライン長さは、前記液体吐出ヘッドもしくは前記スキャナと前記搬送部との相対振動の内、長い方の周波数の２周期以上の長さとする、
ことを特徴とする液体吐出装置。
前記チャート生成部は、副走査方向のラインを階段状に配置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
前記位置検出部は、前記不良ノズル検出用チャートのラインの検出処理には、副走査方向を前記周波数の２周期以上の長さにあたる画素を平均した値を使用する、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
前記スキャナは、サンプリング周期を長くすることにより主走査方向の読取り解像度よりも副走査方向解像度を低くする、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。
前記位置検出部は、前記補間処理としてスプライン補間を行う、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。
前記位置検出部は、１段分のラインのピッチを元に算出したピッチの平均値もしくは中央値と、着目するラインとその隣接ラインとのピッチの差分が、予め定めた値以上の場合に不良ノズルと判断する、
ことを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の液体吐出装置。
前記位置検出部は、着目するラインの周囲数ラインのピッチを元に算出したピッチの平均値もしくは中央値と、着目するラインとその隣接ラインとのピッチの差分が、予め定めた値以上の場合に不良ノズルと判断する、
ことを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の液体吐出装置。