JP2015515389A - ドット検出方法およびカラー画像再生装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、所定位置の媒体上の所定色を有する機能材料のドットを検出する方法であって、印刷媒体の走査画像の所定位置の領域にある色の明度成分、彩度成分、および色相成分に基づいて検出する方法に関する。本発明はさらに、本発明の方法を実行するカラー画像再生装置に関する。

Description

本発明は、所定位置の媒体上の所定色の機能材料のドットを検出する方法であって、所定位置を囲む複数の画素を含み、所定位置自身を含む所定位置の環境を決定するステップと、環境を走査して環境の各画素に対する走査値をもたらすステップと、環境の各画素に対して、走査値から導出された画素の色の明度成分の値を確定するステップとを含む方法に関する。

ネットワーク経由で画像再生装置に届くジョブ、または画像再生装置の一部であるスキャナによりアナログ式ドキュメントを印刷することができる画像再生装置が周知である。該ジョブは、モノクロフォーマットまたはカラーフォーマットの画像もしくはテキスト、または画像とテキストの両方を含んでもよい。画像再生装置内のジョブ入力は、制御手段によって、例えば、画像再生装置内部のコンピュータ、制御ユニット、もしくはプロセッサによって制御されてもよい。また、制御手段は、画像およびテキストデータを、印刷ユニットが印刷要素に適切な場所および適切な時点で受像材料上に機能材料を吐出させるためのコマンドに変換してもよい。画像再生装置の記憶手段は、画像をロードして修正するためのワークメモリ部と、画像を保存するための保存メモリ部とを備える。以降では、用語「印刷要素」の代わりに、用語「ノズル」を使用する場合がある。

しかし、印刷要素が詰まった場合もしくは間違った方向を向いている場合には、印刷要素が機能しなくなる場合がある。印刷時にこのような故障印刷要素を検出することができる検出手段、または印刷要素が機能しなくなる可能性が高いことを短時間で予測することができる検出手段が周知である。受像材料上での故障印刷要素部分の見え方は、印刷方式によって決まる。マルチパス方式では、一般的には、故障印刷要素は、シングルパス方式の場合に比べて見えにくい形で現れる。マルチパス方式では、各画素ラインは複数の印刷要素によって処理され、故障印刷要素は、例えば、後のパスで別の印刷要素で埋めることによって補われる。しかし、マルチパス方式で補正できない印刷要素は、各画素が１つの印刷要素のみで処理されるシングルパス方式では補正できないということになる。

シングルパス方式では、故障印刷要素はすぐに受像材料上の印刷画像に薄い筋を発生させ、後で別の印刷要素によってこの位置を埋めることはできない。

１つまたは複数の印刷要素が故障として検出された場合に、補正処置が取られる場合もある。印刷要素故障検出は、印刷される画像の実際の情報に適用されてもよいが、実際の情報以外にスピットパターンに適用されてもよい。スピットパターンは、媒体上の機能材料のドットの配置のことである。スピットパターンのドットは、印刷要素の状態をチェックするために異なる印刷要素によって印刷され、例えば、「吐出」もしくは「故障」を検出結果としてもよい。

通常、スピットパターンのドットの検出は、ドットを受像するように予め決められた媒体上の位置の明度を確定することができるスキャナのような検出器を使用して行われる。検出器は精度が低く、スピット要素も精度が低く、走査画像は一箇所ではなくより広い領域にわたってドットが塗られているので、所定位置の環境が調べられ、環境内の各画素の明度成分が確定される。検出器は、ＲＧＢ検出法、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊検出法、もしくはＸＹＺ検出法を使用することができる。検出器がＲＧＢ検出法を使用する場合、明度を確定するためにＲチャネル、Ｇチャネル、およびＢチャネルから１つのチャネルが選択される。どのチャネルを使用するかは、測定される機能材料の色によって決まる。検出用に１つのチャネルのみを使用することは、確実な検出法となる。通常、最もコントラストが強いチャネルが選択される。

明度を基準にした検出器は全てのタイプの機能材料（例えば、インク）と媒体との組み合わせに対して効果があるわけではない。例えば、検出器チャネルの中でコントラストが弱いためにそれ自体検出が難しいマゼンタインクは、粗い繊維の紙、つまり、走査ファイル上で繊維がよく見える紙上では検出が非常に難しい。検出器は、最適な操作では、ドットがある場合にはドットのみを検出できるようにバランスを取らなければならず、またドットが存在しない場合には否定的な結果を示さなければならない。実験から明らかであるように、紙の走査画像で視認できるその中に強い繊維を有する種類の紙の場合、バランスの取れた結果を示すように検出器を調整することは不可能である。これは、この種類の紙に存在する繊維が視認できるためである。検出器はマゼンタインクドットが発見される値に確定される（しかし、この場合、検出器が紙の繊維に噴射できない可能性が大きい）、または検出器は紙の繊維上で動作しないような動作点に確定される（しかし、この場合、検出器はかなり多くのマゼンタドットを見落とすようになる）。

すなわち、存在しないドットが確立される、または確立されていないドットが存在する場合があるという不利益な結果となる。このことは、故障のない印刷要素を検出してしまう、または実際に故障のある印刷要素を検出できないということにつながる。

本発明の目的は、印刷要素に故障があるか否かを正確な検出を改善する方法を提供することである。

本発明によれば、上述の目的は、序文に記載した方法であって、環境の各画素に対して、走査値から導出された画素の色の彩度成分の彩度値を確定するステップと、環境の画素の彩度値を環境の集約彩度値へと集約するステップと、環境の画素の明度値を環境の集約明度値へと集約するステップと、集約彩度値をドットの所定色の所定の彩度値閾値と比較するステップと、集約明度値をドットの所定色の所定の明度閾値値と比較するステップと、両方の比較ステップに基づいて環境内にドットが存在するか否かを判定するステップとをさらに含む方法によって達成される。

環境の各画素の明度成分と彩度成分の確定を組み合わせることにより、印刷要素が故障印刷要素であるか否かをより緻密に分析することができる。この分析は、環境の画素の明度成分を分析する第１の分析および環境の画素の彩度成分を分析する第２の分析から成る。これらの２つの分析を組み合わせることで、印刷要素が故障印刷要素であるか否かをより正確に判定することができる。

例えば、マゼンタ、シアン、イエローの機能材料ドットが高彩度成分を有するが、紙の繊維はそのように高い彩度成分を含まない。

所定位置の環境として、第１の方向の第１の画素数に第１の方向に直角な第２の方向の第２の画素数を掛けたカーネル領域が選択されてもよい。第１の画素数と第２の画素数は、分析される環境のサイズを決定する。環境サイズは、検出ドットを形成する機能材料液滴を吐出した印刷要素の所定位置に対する吐出偏向の程度によって決定されてもよい。この偏向は、第１の方向の一成分と第２の方向の第２の成分の２つの成分を含んでもよい。第１の成分のサイズは、第２の成分のサイズと異なってもよい。第１の画素数と第２の画素数は、第１の方向および第２の方向の印刷装置の解像度によって決まる場合もある。環境サイズは、走査画像と印刷される元の画像とのずれによって決まる場合もある。

優れた分析を行うために、所与の環境の全ての彩度成分が集約される。環境の集約彩度値は、肯定的な結果を返すためには、較正閾値を越えなければならない。

さらに、所定位置の同じ環境で明度検出と彩度検出の両方が肯定的結果を返した場合のみに、ドットが存在すると見なされる。

一実施形態によれば、本発明の方法は、環境の各画素に対して、走査値から導出された画素の色の色相成分の色相値を確定するステップをさらに含み、画素がドットの所定の色の所定色相角範囲内の画素の色の色相成分の色相値を有する環境の画素の彩度値のみが集約される。

この点は、所定色相角範囲内の色相値を有する彩度値のみを集約することで検出が改善されるので有利である。選択された環境の画素の彩度値は、対応する色相値が所定色相角範囲内であれば集約される。その結果は、環境の集約彩度値となる。この場合、集約彩度値は、肯定的結果を返すためには較正閾値を越えなければならない。さらに、所定位置の同じ環境で色相検出と組み合わせた明度検出と彩度検出の両方が肯定的結果を返した場合にのみ、ドットが存在すると見なされる。このことにより、非常に影響を受けやすい状況で明度検出が可能になる。色相検出と組み合わせた彩度検出により、紙繊維が明度検出に作用するほとんどの位置が拒否されるためである。

一実施形態によれば、本発明の方法は、媒体の種類と機能材料の色との個々の組み合わせに対して、彩度閾値と色相角範囲とを個々に確定するステップをさらに含む。色相角範囲および彩度閾値は、媒体のそれぞれの種類とシアンインク、マゼンタインク、イエローインクのような機能材料の各色との組み合わせに対して、個々に確定される。これは、そのように確定することで、媒体のそれぞれの種類に対してインク液滴のさまざまな色を区別することができるので有利である。

一実施形態によれば、本発明の方法は、確定彩度値の代わりに、ドットの彩度値と媒体の彩度値との差分ベクトルを使用し、確定色相値の代わりに、ドットの色相値と媒体の色相値との差分ベクトルを使用するステップをさらに含む。彩度値の検出は、確定彩度値の代わりに、媒体の彩度値に対するデルタ彩度値を使用して、また確定色相値の代わりに、媒体の色相値に対するデルタ色相値範囲を使用して行われる。デルタ彩度値は、確定彩度値と媒体の彩度成分値との絶対差とすることができる。デルタ色相値範囲は、確定色相値角範囲と媒体の色相角成分値との絶対差とすることができる。例えば、紙の白色の彩度値と色相値は、走査データのヒストグラムを構築して、ヒストグラムからＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間内の紙の白色点を導出することによって決定されてもよい。これは、この実施形態によれば、以前はほとんど検出できなかった機能材料と媒体との組み合わせを検出することができるので、有利である。例えば、検出の平均故障間隔は、強い繊維成分を有する紙上のマゼンタインクに対して、可能なドットサイズの範囲から最も小さいドットを使用するという大きな要因によって改善される。

彩度および色相の検出は、印刷要素故障検出全体の一部として、ソフトウェア上で実行されてもよい。最適化のみは制限されるが、画像再生装置内の画像再生エンジンに対応できるだけの十分な速さのアルゴリズムが設計されてもよい。

一実施形態によれば、存在するか否かが判定されるドットは、カラー画像再生装置内のドットを吐出するのに適した前記印刷要素の故障を検出するように設計された背景スピットパターンの一部である。画像再生装置は、さまざまな色を含む画像を再生することができるので、本発明の方法を使用して、互いに異なる色のドットを区別することができる。このようにして、さらに背景スピットパターンの設計により、特定の色の機能材料を吐出する印刷要素が故障要素であるか否かを正確に検出することができる。別の色の機能材料を吐出するのに適した隣接印刷要素の別の環境で印刷要素から異なる色のドットが吐出されても、本発明の色検出方法を使用して、特定のカラードットが存在するか否かを正確に判定することができる。

一実施形態によれば、本発明の方法は、決定環境より広い領域であって、広い領域は決定環境を含む、より広い領域の周囲に環境をシフトさせて、それぞれシフトされた環境内のドットを検索するステップを含む。例えば、環境が３×３カーネル領域である場合、より広い領域は、３×３カーネル領域を含む５×７カーネル領域とすることができる。３×３カーネル領域は、より広い領域内の１５個の異なる位置にシフトされてもよい。

本発明はさらに、所定位置の媒体上の機能材料の複数のドットを検出する方法であって、それぞれのドットは、所定の色を有し、上述の実施形態の方法のいずれか１つに従って検出される方法に関する。複数のドットは、ラインもしくは任意の他の所定の幾何学的形状を成してもよい。

本発明はさらに、媒体の色を有する媒体上のデジタルカラー画像に従って機能材料のカラードットを吐出するための印刷要素と、媒体上の位置を走査して走査色をもたらす走査手段と、走査色の明度成分を確定するための第１の確定手段と、走査色の彩度成分を確定するための第２の確定手段と、走査色の色相成分を確定するための第３の確定手段と、カラー画像再生装置のメモリ内の所定のドット位置のリストにある媒体の位置の環境内の媒体上にカラードットが存在するか否かを判定するための判定手段であって、走査色の確定された成分のそれぞれの値に基づいて判定を行う判定手段とを備えたカラー画像再生装置に関する。機能材料の吐出カラードットは、背景スピットパターンを形成してもよい。該パターンは、カラー画像再生装置の印刷要素が故障印刷要素であるか否かを決定するのに使用される。所定のドット位置のリスト内の位置のドットは、印刷されるカラー画像に組み込まれる。

本発明はさらに、上述した本発明のカラー画像再生装置が上述の実施形態のいずれか１つの方法を実行できるようにするためのコンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラムを含む。

次に、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。

本発明のインクジェットプリンタの主要部を示したブロック図である。 ドットパターンが記録された記録媒体の一部とプリンタのプリントヘッドおよびスキャナの一部を示した上面図である。 本発明の再生装置内に配置されるインクジェット印刷アセンブリの一例を示した図である。 彩度成分と色相成分とを有するベクトルを含むＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色ベクトル空間の一部の概略図である。 彩度成分と色相成分とを有するベクトルおよび紙の白色を示すベクトルを含むＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色ベクトル空間の一部の概略図である。 本発明の方法の一実施形態の流れ図である。

図１を参照すると、記録媒体１０（例えば、１枚の紙）が一定の速度で搬送機構（図示せず）によって矢印Ａの方向に移動される。複数のノズル１４を有するプリントヘッド１２は、記録媒体１０の経路上に配置され、記録媒体の幅の少なくとも一部にわたって（図１の平面に直角な方向に）伸びる。当分野で周知であるように、ノズル１４は、ノズルにインク液滴１６を記録媒体１０上に吐出させて、プリントヘッドに送られた印刷データに従ってインクドット１８から成る画像を印刷するように構成されたアクチュエータを有する。ノズル１４は、印刷解像度を規定する一定のラスタ形式で記録媒体の幅に亘って１つまたは複数の線上に配置され、このラスタ内でインクドット１８が記録媒体の任意の幅方向の位置に形成される。媒体搬送方向Ａの記録媒体上のインクドット１８の位置は、記録媒体１０がプリントヘッドを通過する時に個々のノズルが吐出するタイミングで決まる。カラープリンタの場合、プリントヘッド１２は、各色に対して少なくとも１つの適切なノズル１４の列を含むことになる。カラー画像を印刷するために、複数のプリントヘッド１２が関与する場合がある。

スキャナ２０は、搬送方向Ａについてプリントヘッド１２の下流側に配置され、同様に記録媒体１０の幅の少なくとも一部にわたって伸びるシングルライン（単色）ＣＣＤベース、ＣＭＯＳベース、もしくはＣＩＳベースのカメラユニットで形成されてもよい。記録媒体１０がスキャナ２０を通過すると、スピットパターンによる吐出インクドットの予定位置が走査されて、その位置でのスピットパターンによるインクドットの有無が検証される。一般に、インクドットが予定位置で印刷されているが、スキャナ２０によって検出できない場合、これは対応ノズル１４が故障ノズルであるということを示している。

印刷される画像を指定する印刷データがプリントヘッドドライバ２２に送られ、プリントヘッドドライバ２２はプリントヘッドの個々のノズル１４に適切なタイミングで吐出させる。例として、ノズル１４もしくはそれらのアクチュエータが一定の周期と同期して吐出することができるので、サイクルごとにドット１８の画素ラインが記録媒体１０上に形成されると考えられる。しかし、他の印刷方式が適用されてもよい。

図示されている例では、まず印刷データがスピットパターン発生器２６に送信される。このスピットパターン発生器は、プリントヘッドのノズル１４それぞれが時々作動されることを確実にし、ノズルが機能していない間隔を制限するために、記録媒体１０上に印刷されるドットパターン３２を決定する。この間隔は、インクがノズル内で乾燥しないように、またノズル故障を発生させないように選択される。スピットパターンは印刷データに含まれる。スピットパターンを含む印刷データは、プリントヘッドスケジューラ２４に送信され、プリントヘッドスケジューラ２４は、プリントヘッド１２の動作サイクルごとに、作動させなければならないノズル１４を指定する。プリントヘッドスケジューラ１４は、その後、対応する命令をプリントヘッドドライバ２２に送信する。さらに、プリントヘッドスケジューラ２４は、どの時点でどのノズル１４が吐出するか、もしくは吐出したかに関する情報をスピットパターン発生器２６に送る。命令信号がプリントヘッドスケジューラ２４からプリントヘッドドライバ２２に送られるので、プリントヘッド１２で実際に印刷される画像はスピットパターンを含む印刷データによって指定された画像から成る。

スキャナ２０の解像度は、プリントヘッド２２の解像度と異なる場合がある。したがって、スキャナ２２によって記録された画像はスケーリングアライメントユニット２８に送信されて、そこでスキャナ２０の解像度をプリントヘッドの解像度と一致させる。さらに、スケーリングアライメントユニット２８は、プリントヘッドとスキャナとの任意のずれを補正する働きをする。別の実施形態では、走査画像上の位置はアクティブスキャン解像度を使用して決定されるので、その後のスケーリングステップは必要でない。

スケーリングアライメントユニット２８で処理された走査画像は検索モジュール３０に送られ、検索モジュール３０も同様にスピットパターン発生器２８によって生成されたスピットパターンを受信する。検索モジュール３０は、スピットパターンによりドット３２が存在すべき走査画像内の領域を検索する。スピットパターンによるドット３２が実際に発見された場合、このドットを印刷したノズル１４がまだ機能しているという結論に至る。一方、検索領域でスピットパターンによるドット３２が発見されなかった場合、対応するノズルが故障ノズルであると結論づけられ、プリンタの主制御ユニットもしくは補正用の画像処理ユニットにノズル故障アラームが送信され、その結果、印刷プロセスは停止される、またはノズル故障を除去するまたは隠すための方策が講じられる。図１によれば、検索モジュール３０は、スピットパターンを形成するドット３２のみを検索する。

図２の概略図に示されているように、プリントヘッド１２は記録媒体１０上に画像を印刷している。分かりやすくするために、ここでは、プリントヘッド１２はブラックインクのみで印刷するものとする。図１０の破線は、記録媒体１０上の画像領域３４を背景領域３６と分離する線である。画像領域３４は、スピットパターンの一部でない印刷データに従って印刷されたドット１８で埋められている。背景領域３６は、主に、記録媒体の（白い）背景で形成されるが、まばらに散在したドット３２のスピットパターンも含む。まばらに散在したドット３２の位置は、以下で概説する一般的原理を有するアルゴリズムを使用して、スピットパターン発生器２６によって決定されている。印刷データの内容に関係なく、非常に長い期間にわたって機能していないノズル１４が全くないことを確実にするのがスピットパターンの主な目的であるので、スピットパターン発生器は、ノズル１４それぞれを監視して、その履歴を保存し、特に、各ノズルが最後のドットを印刷した時点を保存する。スピットパターン発生器２６は、各ノズル１４に対して、ノズルが機能していない時間をカウントすることができ、この時間が一定の限界値に達した場合に、ノズルがドット３２を吐出するようにスケジューリングされる。

しかし、ドット３２は、スピットパターンに従ってすでに印刷されている他のドット３２から、好ましくは、さらに画像領域３４から所定の最小間隔離間しなければならないという制約がある。したがって、プリントヘッド１２内でわずかな間隔だけ離間している２つのノズル１４が機能していない期間の限界値にほぼ同時に達した場合、これらのノズルの一方のみがドット３２を印刷するために作動され、他方のノズルは、記録媒体が十分な間隔だけ前方に送られるまで一定時間待機しなければならなくなる。こうして、スピットパターンによるドット３２は離隔されて、人の眼でより容易に認識できるクラスタを形成しないことを確実にする。

ＸＹ座標系におけるスピットパターンによるドット３２の座標位置、もしくは、同様に、スピットパターンによるドット３２を印刷したノズルの識別、およびこれらのノズルの作動時間が検索モジュール３０に送信される。検索モジュールは、スピットパターンにより各ドット３２の座標位置の周囲にあり、各ドット３２の座標位置を含む検索領域３８を規定する。この検索領域３８は、プリントヘッド１２とスキャナ２０とのアライメントの予定許容差および予定タイミング誤差を考慮して寸法決めされるので、ドット３２が実際に印刷された場合、ドット３２は確実に検索領域３８内で見つかる。一方、スピットパターンによるドット３２は互いに所定の最小間隔離間しているので、確実に検索領域３８がスピットパターンの同じ色の単一ドット３２を２つ以上含むことはない。このことにより、スピットパターン発生器２６によって組み込まれた各ドット３２から、このドットが実際に印刷されたか否かを容易にかつ確実に検証することができる。ドットが検索領域３８内で見つからなかった場合、このドットに関係するノズル１４が確実にかつ明確に識別され、対応するノズル故障アラームが送信される。

任意で、ノズル故障アラームは、スピットパターン発生器２６にも送信されて、ノズルの故障を改善するためにスピットパターン発生器２６が故障ノズルをより頻繁に作動させるようにしてもよい。ノズルに故障がある限り、実際にスピットパターンのドットは印刷されなくなるので、この頻度はスピットパターンによるドット３２間の必要最小間隔によって可能とされる周波数よりさらに高い。

スピットパターンによる予定ドット３２が検察領域３８内で実際に見つかったが、その位置が予定位置からずれた位置であった場合、アライメント補正を再較正するためにこのずれがスケーリングアライメントユニットにフィードバックされてもよい。

図３は、インクジェット印刷アセンブリ３００を示した図である。このインクジェット印刷アセンブリ３００は、受像部材３０２を支持する支持手段を備える。支持手段は、図３ではプラテン３０１として示されているが、代替形態として、支持手段は平面としてもよい。図３に示されているようなプラテン３０１は、矢印Ａに示されるように軸を中心として回転可能な回転式ドラムである。支持手段は、任意で、受像部材を支持手段に対して定位置で保持する吸引孔を備えてもよい。インクジェット印刷アセンブリ３００は、走査プリントカートリッジ３０５上に取り付けられるプリントヘッド３０４ａ〜３０４ｄを備える。走査プリントカートリッジ３０５は、適切な案内手段３０６、３０７によって主走査方向Ｂに往復運動するように案内される。各プリントヘッド３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄは、少なくとも１つのオリフィス３０８を有するオリフィス面３０９を備える。プリントヘッド３０４ａ〜３０４ｄは、機能材料の液滴を受像部材３０２上に吐出する構造である。プラテン３０１、カートリッジ３０５、およびプリントヘッド３０４ａ〜３０４ｄは、適切な制御手段３１０ａ、３１０ｂ、および３１０ｃによってそれぞれ制御される。故障印刷要素を検出するための検出手段は、プリントヘッド３０４ａ〜３０４ｄと一体化されてもよいし、または吐出直後の機能材料ドットを走査する構造のスキャナとしてカートリッジ３０５上に取り付けられてもよい。

受像部材３０２は、ウェブ状またはシート状の媒体とすることができ、例えば、紙、ボール紙、ラベルストック、コート紙、プラスチック、または布地製とすることができる。あるいは、受像部材３０２は、エンドレスもしくはエンドレスでない中間部材としてもよい。周期的に移動されるエンドレス部材の例として、ベルトもしくはドラムが挙げられる。受像部材３０２は、液体機能材料を含む４つのプリントヘッド３０４ａ〜３０４ｄに沿ってプラテン３０１によって副走査方向Ａに移動される。

走査印刷カートリッジ３０５は、４つのプリントヘッド３０４ａ〜３０４ｄを支承し、プラテン３０１に平行な主走査方向Ｂに往復運動されて、例えば、受像部材３０２を主走査方向Ｂに走査することができる。本発明を実証するために、４つのプリントヘッド３０４ａ〜３０４ｄのみが示されている。実際には、任意の数のプリントヘッドを使用してもよい。いずれの場合も、機能材料の色ごとに少なくとも１つのプリントヘッド３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄが走査プリントカートリッジ３０５上に配置される。例えば、モノクロプリンタの場合、通常ブラックの機能材料を含む少なくとも１つのプリントヘッド３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄが存在する。あるいは、モノクロプリンタで、黒色の受像部材３０２に塗布されるホワイトの機能材料を含む場合もある。多数の色を含むフルカラープリンタの場合、通常、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのそれぞれの色に対して少なくとも１つのプリントヘッド３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄが存在する。フルカラープリンタの場合、さまざまな色の機能材料に比べてブラックの機能材料が使用される頻度が高い場合が多い。したがって、走査プリントカートリッジ３０５上には、ブラック以外の他の色のいずれかの機能材料を含むプリントヘッド３０４ａ〜３０４ｄよりも多くのブラックの機能材料を含むプリントヘッド３０４ａ〜３０４ｄが取り付けられる場合がある。あるいは、ブラックの機能材料を含むプリントヘッド３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄは、異なる色の機能材料を含むいずれのプリントヘッド３０４ａ〜３０４ｄよりもサイズが大きい場合がある。

カートリッジ３０５は、案内手段３０６、３０７によって案内される。これらの案内手段３０６、３０７は、図３に示されているようなロッドとしてもよい。ロッドは、適切な駆動手段（図示せず）によって駆動されてもよい。あるいは、カートリッジ３０５は、カートリッジ３０５を移動させることができるアームのような他の案内手段によって案内されてもよい。別の代替形態としては、受像部材３０２を主走査方向Ｂに移動させるものがある。

非走査ページ幅プリントカートリッジ３０５を備えた装置にしてもよい。受像材料はプリントカートリッジ３０５の下を移動されるが、プリントカートリッジ３０５はいずれの方向にも移動されない。この装置では、通常、シングルパス方式が適用される。プリントカートリッジ３０５はページ幅であるので、受像材料の移動方向の画像走査線ごとに、少なくとも１つの印刷要素によって機能材料が吐出される。

プリントヘッド３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄそれぞれは、プリントヘッド３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄ内に設けられた液体機能材料を含む圧力室と流体連通した少なくとも１つのオリフィス３０８を有するオリフィス面３０９を備える。オリフィス面３０９上には、副走査方向Ａに平行な一列の直線配列で多数のオリフィス３０８が配置されている。図３には、プリントヘッド３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄごとに８個のオリフィス３０８が示されているが、実際の実施形態では、数百のオリフィス３０８が、任意で複数列に配置されたプリントヘッド３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄごとに設けられることは明らかである。図３に示されているように、各プリントヘッド３０４ａ〜３０４ｄは、各プリントヘッド３０４ａ〜３０４ｄの対応するオリフィス３０８が主走査方向Ｂに一列に位置決めされるように互いに平行に配置される。これは、主走査方向Ｂの画像ドットラインが異なるプリントヘッド３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄの一部であるオリフィス３０８それぞれを最大で４つまで選択的に作動させることで形成されることを意味する。このように対応するオリフィス３０８を一列配置した形でプリントヘッド３０４ａ〜３０４ｄを平行に位置決めすることで、生産性を向上させ、および／または印刷品質を改善するに有利となる。あるいは、複数のプリントヘッド３０４ａ〜３０４ｄは、プリントカートリッジ上で互いに隣接して配置されることで、各プリントヘッド３０４ａ〜３０４ｄのオリフィス３０８が一列ではなく、ジグザグ状に位置決めされる。例えば、これは、印刷の解像度を上げるために、または主走査方向に単一走査で対処できる有効印刷領域を広げるために行われてもよい。画像ドットは、オリフィス３０８から機能材料の液滴を吐出することで形成される。オリフィス３０８それぞれは、インクジェット印刷アセンブリの端部のオリフィス以外は、主走査方向の左隣りのオリフィスおよび主走査方向の右隣りのオリフィスを有する。

機能材料の吐出時に、機能材料の一部がこぼれて、プリントヘッド３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄのオリフィス面３０９に残ったままになる場合がある。オリフィス面３０９上に残っているインクは、受像材料３０２上への液滴の吐出およびこれらの液滴の配置に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、オリフィス面３０９から過剰なインクを除去するのが有利であると言える。過剰なインクは、例えば、ワイパーで拭き取ることによって、および／または、例えば、コーティングによる表面の適切な耐湿潤性を利用することで除去されてもよい。

再生装置は、図３のプリントヘッドを備えたインクジェットプリンタとすることができる。機能材料は、水性インク、液体インク、ペーストインク、粉末インク、紫外線硬化インク、ホットメルトインク、トナー、プラスチック、木、ガラス、セラミック、エポキシ材料、または銅や銀のような金属、さらに他の機能材料とすることができる。受像媒体は、紙、コロプラスト（ｃｏｒｏｐｌａｓｔ）のようなプラスチック段ボール、Ｇａｔｏｒｐｌａｓｔ（Ｒ）、ポリカーボネート、スクリムバナー、またはポリスチレン（黒ポリスチレン）のようなプラスチックシート、繊維、または任意の他の形態の基材とすることができる。

図４Ａは、２つの座標Ａ、Ｂ上に投影されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色ベクトル空間の概略図である。−４５°（−１／４Πラジアン）〜＋６０°（＋１／３Πラジアン）の色相角範囲と、線分４３の長さおよび線分４４の長さが等しいことを特徴とする彩度閾値とを組み合わせた円形セグメント領域が示されている。色相値Ｈと彩度値Ｃとを有する測定ベクトル４５が示されている。円形セグメント領域は、マゼンタとして定義された色を表している。測定ベクトル４５が円形セグメント領域内にあるので、測定ベクトルはマゼンタ色を有すると判定される。−１８０°（−Πラジアン）〜−３０°（＋１／６Πラジアン）の色相角範囲と彩度閾値ＸＣとを組み合わせた別の円形セグメント領域は、シアンとして定義される。さらに、＋４５°（１／４Πラジアン）〜＋１３５°（＋２／３Πラジアン）の色相角範囲と彩度閾値ＸＹとを組み合わせた別の円形セグメント領域は、イエローとして定義される。

マゼンタの色相角範囲は、シアンの色相角範囲およびイエローの色相角範囲と重なることに留意されたい。しかし、重なり領域の色は、色相角範囲と組み合わせた彩度閾値を使用して互いに区別することができる。

図４Ｂは、紙の白色を示す点ＰＷを含む２つの座標Ａ、Ｂ上に投影されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色ベクトル空間の概略図である。色相角範囲ΔＨと線分４３ｂの長さおよび線分４４ｂの長さが等しいことを特徴とする彩度閾値ΔＣとを組み合わせた円形セグメント領域が示されている。この円形セグメント領域内にある色相値Ｈと彩度値Ｃとを有する測定ベクトル（図示せず）は、マゼンタ色を有すると判定される。

図５は、本発明の方法の一実施形態の流れ図である。矢印でデータが可視化され、矩形で機能またはステップが表され、２つの重なる矩形でイテレータが表された凡例５００が示されている。

第１のステップ５０５では、走査手段が文書の実印刷部分を走査し、媒体上の文書の実印刷部分から走査ファイルを作成する。実印刷部分はシート全体としてもよい。走査ファイルは、文書の印刷中に作成される。文書の印刷部分は、媒体上で他のドットから離隔するように意図されたカラードットから成る背景スピットパターンの少なくとも一部を含む。この実施形態によれば、スキャナはＲＧＢ画像を生成する。ＲＧＢ画像は、それぞれがＲＧＢ値を有する画素の行列から成る。

第２のステップ５１０では、ＲＧＢ画像の画素の値に周知のモノクロ補正が施される。このモノクロ補正は、スキャナによって走査された媒体の色に左右されるか、またはスキャナの環境の明るさの状況に左右される場合がある。この第２のステップ５１０は、第１のステップ５０５で作成された画像に基づくＲＧＢ画像を生成する。第３のステップ５１５では、背景スピットパターンの基準マーカーが検出され、その位置が確定される。テストページが使用される場合、基準マーカーはテストページの印刷時にテストページ上に印刷されてもよい。標準サイズの画像を印刷する場合、基準マーカーの代わりに画像データの特性が使用される場合がある。

第４のステップ５２０では、基準マーカーの位置を使用してスピットパターンのドット位置のリストを作成する。

第５のステップ５２５では、ＲＧＢ色空間からＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間への周知の変換方法に従って、ＲＧＢ画像がＬ^＊ａ^＊ｂ^＊画像に変換される。

第６のステップ５３０では、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像を使用して紙の白色値が決定される。Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊画像から明度成分Ｌが除去されて、ａｂ画像とＬ画像とが生成される。Ｌ画像がＲＧＢ画像と合成されて、４つの異なるチャネルＬ、Ｒ、Ｇ、Ｂから成るＬＲＧＢ画像が生成される。

ａｂ画像は、デルタ彩度値ΔＣおよびデルタ色相値ΔＨを計算する第７のステップ５３５のために入力される。それぞれのデルタ値は、元の値と対応する紙の白色の成分値との差である。第７のステップ５３５はΔＣΔＨ画像を形成する。

スピットパターンドット位置のリスト、ＬＲＧＢ画像、およびΔＣΔＨ画像は、それぞれのドット位置に対する第１の反復プロセス５４０での入力のために使用される。

第１の反復プロセス５４０は、それぞれのドット位置に対する第２の反復プロセス５６０および第３の反復プロセス５５０を含む第１のプロセスブロック５４５から成る。第２の反復プロセス５６０および第３の反復プロセス５５０は、両方のプロセスの出力がＡＮＤステップ５７０に必要であるので、並行処理されてもよい。

ドット位置は、所定サイズのｘ×ｙの走査画素のカーネル領域から成り、この場合、例えば、ｘ＝ｙ＝３である。ドット位置は、例えば、最初の３×３のカーネル領域を含む５×７画素のより広い領域に沿ってシフトされる。より広い領域のサイズは、使用されるスキャナの解像度に応じて選択されてもよい。異なるドット位置を検索するのに使用されるより広い領域は重なる場合がある。それぞれのドット位置に対して、第２の反復プロセス５６０および第３の反復プロセス５５０が開始される。

ＬＲＧＢ画像は、明度検出部としても表示されている第２の反復プロセス５６０での入力のために使用される。第２の反復プロセス５６０は、それぞれのドット位置に対して実行される第７のステップ５６３および第８のステップ５６６を含むプロセスブロック５６１から成る。第７のステップ５６３によれば、Ｌ値、Ｒ値、Ｇ値、またはＢ値はそれぞれカーネル画素上に集約される。第８のステップＳ５６６によれば、それぞれの集約値ΣＬ、ΣＲ、ΣＧ、またはΣＢは、本発明の方法に従って予め決定されている感度閾値と比較される。この所定の感度閾値は、チャネルＬ、Ｒ、Ｇ、Ｂごとに確定されてもよい。第８のステップ５６６は、それぞれ集約値が感度閾値を超えた場合に第１のビット値１を生成し、集約値が感度閾値を超えない場合に０を生成する。

ΔＣΔＨ画像は、彩度／色相検出部としても表示されている第３の反復プロセス５５０での入力のために使用される。第３の反復プロセス５５０は、それぞれのドット位置に対して実行される第９のステップ５５３および第１０のステップ５５６を含むプロセスブロック５５１から成る。第９のステップ５５３によれば、ΔＣ値は、図４の色相角範囲ΔＨ内にあるカーネル画素上に集約される。第１０のステップＳ５５６によれば、集約値ΣΔＣは、予め決定されたΔＣ閾値と比較されて較正される。肯定的欠陥および否定的欠陥（本発明においてはそれぞれ、存在しないドットを存在すると見なす、および存在するドットを存在しないと見なすという意味である）に対してバランスの取れた較正が行われてもよい。この所定の感度閾値は、媒体上に吐出された機能材料の色（例えば、シアン、ブラック、マゼンタ、イエロー）と液滴が吐出されるように使用される媒体の種類との組み合わせごとに確定されてもよい。第１０のステップ５５６は、集約値がΔＣ閾値を超えた場合に第２のビット値１を生成し、集約値がΔＣ閾値を超えない場合に０を生成する。

第１１のステップ５７０によれば、第１および第２のビットは、周知のビット演算に従ってそれぞれのドット位置に対してＡＮＤ処理（＆）される。その結果が真ベクトルとなる。真ベクトルから存在すると見なされているドットのリストが導出される。

概して、同じドット位置で明度検出部５６０および彩度／色相検出部５５０が共に肯定的結果（１）を返した場合のみ、ドットが存在すると見なされる。このことにより、彩度／色相検出部５５０は紙繊維が明度検出部に作用するほとんどの位置を拒否することになるので、明度検出部５６０は非常に影響を受けやすい環境で動作することができる。

ブラックは、強い彩度成分がない中間色であるので、上述した彩度／色相検出部がブラックのドットの検出結果を改善することはない。しかし、ブラックの場合、彩度／色相検出部は、彩度閾値が十分に低く確定された場合に必ずしも機能しないというわけではない。彩度閾値が十分低く確定されれば、彩度／色相検出部５５０は常に肯定的結果（１）を返し、総合的な結果は単に明度検出部５６０の出力となる。

彩度／色相検出部の性能をさらに向上させるために、彩度／色相検出部は、第７のステップ５３５によって、画素の真の彩度値および真の色相値ではなく、紙の白色に対するΔＣ値およびΔＨ色相角を使用するように適応される。紙の白色の位置は、各走査のヒストグラムを構築してヒストグラムから紙の白色の点を導出することによって決定されてもよい。また、紙の白色の位置は、走査画像内の紙の白色の小さな変化を補正するために走査画像の各部分のヒストグラムを構築することによって決定されてもよい。

このように適応された彩度／色相検出部によって、以前はほとんど検出不可能であった機能材料と媒体との組み合わせを検出することができる。例えば、第１のプロセスブロック５４５の平均故障間隔は、選択された検出シナリオによる大きな要因によって改善される。

彩度／色相検出部５５０は、ノズル故障検出システム全体の一部としてソフトウェア内に実装されてもよい。本発明者による実験の結果は、最適化のみが制限されても、本発明の方法は、１．２５ｍ／秒または１秒当たり５枚のＡ４サイズのカット紙の印刷搬送速度、および約３００Ｋｈｚの吐出周波数を有する印刷エンジンに対応するのに十分な速さであることを示す。

彩度／色相検出部５５０だけでなく、ＲＧＢからＬ^＊ａ^＊ｂ^＊への変換ステップ５２５、（ａおよびｂ入力チャネル値上の）白色点検出ステップ５３０、ΔＣ値およびΔＨ値への変換ステップ５３５は、全て彩度／色相検出５５０と組み合わされることに留意されたい。

さらに、明度検出部５６０はブラックの機能材料を検出した時はＬ値のみに作用することに留意されたい。しかし、本発明者は、Ｌ値と同様にＲ値、Ｇ値、およびＢ値も明度検出に使用することができることに気付いたので、明度検出部５６０はＲＧＢ入力チャネル値にも作用することができる。この結果も、ブラックの機能材料に適用できる。

本発明は、インラインスキャナもしくはオフラインスキャナを使用して印刷要素の健全性を監視するのに適した任意のプリンタ、例えば、インクジェットプリンタに適用できる。

用語「機能材料」は、受像材料上に吐出される材料を示すのに使用されることに留意されたい。また、機能材料は、機能を有する受像材料上に特徴を形成する液滴を受像材料上に形成することができるという意味の機能材料を含む。その機能とは、最終印刷物の用途または目的に関するものとしてもよい。この機能は、さらに、マーキング機能、絶縁機能、導電機能、または最終印刷物の用途もしくは目的に関する他の機能としてもよい。マーキング機能用の機能材料は、ホットメルトインク、紫外線硬化インク、水性インク、およびトナーとすることができる。絶縁機能用の機能材料は、木、ガラス、セラミック、およびエポキシ材料のような絶縁材料とすることができる。導電機能用の機能材料は、銅や銀などの金属のような導電性材料とすることができる。

本明細書において本発明の詳細な実施形態が開示されているが、開示されている実施形態は、本発明の例に過ぎず、本発明はさまざまな形で具現化することができるということは理解されたい。したがって、本明細書に開示されている特定の構造および機能の詳細は、限定的なものとして解釈すべきでなく、請求項の基礎として解釈すべきであり、また当業者に、実質的に任意の適切な細部構造の本発明をさまざまな形で利用するように教示するための典型的な基礎として解釈すべきである。特に、個々の従属請求項に提示および記載されている特徴は組み合わせて適用されてもよく、このような請求項の任意の有利な組み合わせも併せて開示されている。

さらに、本明細書内で使用されている用語および表現は、限定的な意味を意図するものではなく、本発明が理解できるような記載を提供するために使用されている。用語「１つの」は、本明細書内で使用される場合、１つまたは１つ以上として定義されている。用語「複数」は、本明細書内で使用される場合、２つまたは２つ以上として定義されている。用語「別の」は、本明細書内で使用される場合、少なくとも２つめまたはそれ以上として定義されている。用語「含む」および／または「有する」は、本明細書内で使用される場合、「備える」（すなわち、オープンランゲージ）として定義されている。用語「結合される」は、本明細書内で使用される場合、「接続される」として定義されているが、直接的とは限らない。

Claims (9)

1. 所定位置の媒体上の所定色の機能材料のドットを検出する方法であって、
   （ａ）所定位置を囲む複数の画素を含み、所定位置自身を含む所定位置の環境を決定するステップと、
   （ｂ）環境を走査して環境の各画素に対する走査値をもたらすステップと、
   （ｃ）環境の各画素に対して、走査値から得られた画素の色の明度成分の値を確定するステップとを含み、さらに
   （ｄ）環境の各画素に対して、走査値から導出された画素の色の彩度成分の彩度値を確定するステップと、
   （ｅ）環境の画素の彩度値を環境の集約彩度値へと集約するステップと、
   （ｆ）環境の画素の明度値を環境の集約明度値へと集約するステップと、
   （ｇ）集約彩度値をドットの所定色の所定の彩度値閾値と比較するステップと、
   （ｈ）集約明度値をドットの所定色の所定の明度閾値値と比較するステップと、
   （ｉ）両方の比較ステップに基づいて環境内にドットが存在するか否かを判定するステップとを含む、検出方法。
2. 環境の各画素に対して、走査値から導出された画素の色の色相成分の色相値を確定するステップをさらに含み、ステップ（ｅ）では、ドットの所定色の所定色相角範囲内の画素の色の色相成分の色相値を有する環境の画素の彩度値のみが集約される、請求項１に記載の方法。
3. 媒体の種類と機能材料の色との組み合わせそれぞれに対して、彩度閾値および色相角範囲を個々に確定するステップをさらに含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 確定彩度値の代わりに、ドットの彩度値と媒体の彩度値との差分ベクトル（ΔＣ）を使用し、確定色相値の代わりに、ドットの色相値と媒体の色相値との差分ベクトル（ΔＨ）を使用するステップをさらに含む、請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の方法。
5. ドットが、カラー画像再生装置内のドットを吐出するのに適した印刷要素の故障を検出するために設計された背景スピットパターンの一部である、請求項１から請求項４のうちのいずれか一項に記載の方法。
6. 決定環境より広い領域であって、決定環境を含むより広い領域の周囲に環境をシフトさせて、それぞれシフトされた環境内のドットを検索するステップを含む、請求項１から請求項５のうちのいずれか一項に記載の方法。
7. 所定位置の媒体上の所定色をそれぞれ有する機能材料の複数のドットを検出する方法であって、各ドットは請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載の方法により検出される方法。
8. 媒体の色を有する媒体上のデジタルカラー画像に従って機能材料のカラードットを吐出するための印刷要素と、媒体上の位置を走査して走査色をもたらす走査手段と、走査色の明度成分を確定するための第１の確定手段と、走査色の彩度成分を確定するための第２の確定手段と、走査色の色相成分を確定するための第３の確定手段と、カラー画像再生装置のメモリ内の所定のドット位置のリストにある媒体の位置の環境内の媒体上にカラードットが存在するか否かを判定するための判定手段であって、走査色の確定成分のそれぞれの値に基づいて判定を行う判定手段とを備えた、カラー画像再生装置。
9. 請求項８に記載のカラー画像再生装置が請求項１から請求項７のうちのいずれか一項に記載の方法を実行できるようにするためのコンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラム。

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