JP7501049B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクを吐出して画像を形成する画像形成装置に関する。

従来、インクジェットプリンタ等の画像形成装置において、ノズルの吐出不良が発生した場合に、ノズルをクリーニングするか否かを判定する技術が開示されている。

例えば、特許文献１には、ノズルの吐出不良が検出されたときに、ノズル検査の結果、及び吐出不良状態と印刷結果である画質値とを重み付けて対応付けた情報である重付情報を用いてノズルの吐出不良状態でのポイント数（画質値）を計算し、このポイント数が許容範囲内であるときにはクリーニングを実行せずに許容印刷処理を実行することが開示されている。

特開２０１０－１７９５７７号公報

吐出不良のノズルのクリーニングを実行せずに印刷をした場合には、クリーニングを実行しない分、速やかに印刷を開始できるが、吐出不良のノズルが印刷する予定だった画像は印刷されない。ここで一般に、画像が印刷されない領域が局所的に存在する場合には、ユーザーは敏感に気付くが、例えば新聞等のように均一に印刷されない領域が存在する場合だと、ユーザーが印刷されない領域に気付きにくい傾向にある。

上記特許文献１では、上記傾向を考慮しておらず、画像によっては印刷されない領域がユーザーに気付かれる印刷を行ってしまい、印刷の品質が低下する可能性があった。

本発明の一態様は、吐出異常のノズルがある場合でも、印刷の品質を低下させることなく、速やかに印刷を開始することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像形成装置は、インクを吐出する複数のノズルを有するヘッドと、前記複数のノズルの吐出状態に応じて信号を出力する信号出力部と、制御部とを備え、前記制御部は、媒体へのインクの吐出を行わせる指令を受信した後、前記媒体へのインクの吐出を行わせる前に、前記ヘッドを駆動させ、前記信号出力部からの前記信号に基づいて、前記複数のノズルのそれぞれについて、吐出状態に異常があるか否かの判定を行い、前記複数のノズルのうち、前記吐出状態について異常と判定されたものを特定ノズルとし、前記吐出状態について異常ではないと判定されたものを正常ノズルとして、前記特定ノズルと、前記正常ノズルの一部とを含めて、インクを吐出しない非吐出ノズルに設定し、当該設定に基づいて、前記媒体へのインクの吐出を行わせるように、前記ヘッドを制御することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、吐出異常のノズルがある場合でも、印刷の品質を低下させることなく、速やかに印刷を開始することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。 図１に示す画像形成装置が備えるキャップ部付近の接続関係を示す概略図である。 図１に示す画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 吐出異常検知の処理手順を説明するためのフローチャートである。 ノズルを間引いた印刷の処理手順を説明するためのフローチャートである。 ノズルを間引いた印刷の処理手順を説明するためのフローチャートである。 印字マスクのマスクパターンの一例を示す図である。 印字マスクのマスクパターンの他の一例を示す図である。

＜画像形成装置１の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の構成を示す概略図である。図１に示すように、画像形成装置１は、キャリッジ２と、サブタンク３と、インクジェットヘッド４と、プラテン５と、搬送ローラ（搬送機構）６，７と、メンテナンスユニット８（パージ機構を含む。）と、ガイドレール９，１０と、カートリッジホルダ１１と、インクカートリッジ１２と、を備えている。

ここで、キャリッジ２から後述する廃液貯留部６３に向かう方向をＸ方向とし、搬送ローラ６から搬送ローラ７に向かう方向をＹ方向とし、プラテン５からキャリッジ２に向かう方向をＺ方向とする。また、Ｚ方向を上方向とし、Ｚ方向とは反対方向を下方向とする。Ｙ方向は、用紙（媒体）Ｐの搬送方向である。

キャリッジ２は、走査方向に延びた２本のガイドレール９，１０に支持されている。走査方向は、Ｘ方向である。また、走査方向は、用紙Ｐの搬送方向に直交し、かつ、後述するノズル面４Ｂに平行な方向である。キャリッジ２は、図示しないベルト等を介して後述するキャリッジモータ３１に接続されている。後述する制御部２３によってキャリッジモータ３１が駆動されると、キャリッジ２は、ガイドレール９，１０に沿って走査方向に移動する。これにより、インクジェットヘッド４は、キャップ部６１と対向するメンテナンス位置と、キャップ部６１と対向しない非メンテナンス位置と、の間を移動する。いわゆる、シリアルヘッド方式が用いられる。

サブタンク３は、キャリッジ２に搭載されている。ここで、画像形成装置１には、カートリッジホルダ１１が設けられており、カートリッジホルダ１１に４つのインクカートリッジ１２が取り外し可能に装着されている。４つのインクカートリッジ１２には、それぞれ、液体の一例としてのブラック、イエロー、シアン及びマゼンタのインクが貯留されている。サブタンク３は、４本のチューブ１３を介して４つのインクカートリッジ１２と接続されている。これにより、４つのインクカートリッジ１２からサブタンク３に４色のインクが供給される。

インクジェットヘッド４は、キャリッジ２に搭載されている。インクジェットヘッド４は、ヘッドユニットの一例である。インクジェットヘッド４には、サブタンク３から４色のインクが供給される。インクジェットヘッド４は、インクを吐出する複数のノズル４Ａを有する。ノズル４Ａは、インクジェットヘッド４の下面であるノズル面４Ｂに形成されている。なお、本発明は、複数のノズル４Ａを有するインクジェットヘッド４を備える画像形成装置１に適用範囲が限定されるものではなく、１つのノズルを有するインクジェットヘッドを備える画像形成装置にも適用されるものである。また、インクジェットヘッド４が吐出するインクの色は４色よりも多くてもよい。

プラテン５は、インクジェットヘッド４の下方に配置され、ノズル４Ａ及びノズル面４Ｂと対向している。プラテン５は、走査方向に用紙Ｐの全長に亘って延び、用紙Ｐを下方から支持する。搬送ローラ６は、インクジェットヘッド４及びプラテン５よりも搬送方向の上流側に配置されている。搬送ローラ７は、インクジェットヘッド４及びプラテン５よりも搬送方向の下流側に配置されている。搬送ローラ６，７は、図示しないギア等を介して後述する搬送モータ３２に接続されている。制御部２３によって搬送モータ３２が駆動されると、搬送ローラ６，７が回転し、用紙Ｐが搬送方向に搬送される。

＜メンテナンスユニット８の構成＞
メンテナンスユニット８は、ノズル４Ａの吐出状態を回復させるメンテナンスを行う。メンテナンスユニット８は、キャップ部６１と、吸引部６２と、廃液貯留部６３と、第１電極Ｅ１と、第２電極Ｅ２と、を有している。キャップ部６１は、プラテン５に対して走査方向にずれて配置されている。キャリッジ２が、プラテン５に対して走査方向に移動することにより上記メンテナンス位置に配置されると、ノズル４Ａ及びノズル面４Ｂがキャップ部６１と対向する。

図２は、図１に示す画像形成装置１が備えるキャップ部６１付近の接続関係を示す概略図である。図２に示すように、インクジェットヘッド４は、第１ノズル４１Ｎ及び第２ノズル４２Ｎの少なくとも２つのノズルを有する。つまり、インクジェットヘッド４は、少なくとも１つの第１ノズル４１Ｎと、少なくとも１つの第２ノズル４２Ｎと、を有する。

第１ノズル４１Ｎは、カラーのインクとしてのイエロー、シアン及びマゼンタのインクを吐出する。第２ノズル４２Ｎは、ブラックのインクを吐出する。つまり、ノズル４Ａは、第１ノズル４１Ｎと第２ノズル４２Ｎとに分けられる。なお、本発明は、カラーのインク及びブラックのインクを吐出する画像形成装置１に適用範囲が限定されるものではなく、１色のインクを吐出する画像形成装置にも適用されるものである。

キャップ部６１は、第１キャップ部６１Ａと、第２キャップ部６１Ｂと、を有している。キャップ部６１は、インクジェットヘッド４に対向した位置に配置され、インクジェットヘッド４のノズル４Ａを覆うことにより、ノズル４Ａを封止するためのものである。

第１キャップ部６１Ａは、インクジェットヘッド４の第１ノズル４１Ｎを覆うことにより、第１ノズル４１Ｎを封止するためのものであり、第１リップ６１Ｄを有する。第１リップ６１Ｄは、キャップ部６１の底部６１Ｃから上方に突出しており、第１電極Ｅ１を囲んでいる。

第２キャップ部６１Ｂは、第１キャップ部６１Ａの第１リップ６１Ｄの一部を共有して隣り合い、インクジェットヘッド４の第２ノズル４２Ｎを覆うことにより、第２ノズル４２Ｎを封止するためのものであり、第２リップ６１Ｅを有する。第１リップ６１Ｄ及び第２リップ６１Ｅは、第１キャップ部６１Ａと第２キャップ部６１Ｂとの境界部分を共有している。第２リップ６１Ｅは、キャップ部６１の底部６１Ｃから上方に突出しており、第２電極Ｅ２を囲んでいる。

キャップ部６１は、後述するキャップ変位部３３に接続される。キャップ変位部３３は、モータ（図示省略）と、当該モータに接続されたギア（図示省略）と、当該ギアによって駆動するカム（図示省略）と、を有する。制御部２３により当該モータが駆動されることにより上記ギア及び上記カムが駆動される。キャップ変位部３３は、上記ギア及び上記カムが駆動されることにより、キャップ部６１を昇降するよう変位させる。

キャリッジ２が上記メンテナンス位置に配置され、ノズル４Ａとキャップ部６１とが対向した状態で、キャップ変位部３３によりキャップ部６１が上昇させられると、キャップ部６１の第１リップ６１Ｄ及び第２リップ６１Ｅがノズル面４Ｂに密着する。これにより、ノズル４Ａがキャップ部６１に覆われる。つまり、第１ノズル４１Ｎが第１キャップ部６１Ａに覆われ、第２ノズル４２Ｎが第２キャップ部６１Ｂに覆われる。

なお、キャップ部６１はノズル面４Ｂに密着することでノズル４Ａを覆うものには限られない。キャップ部６１は、インクジェットヘッド４のノズル面４Ｂの周囲に配置される図示しないフレーム等に密着することで、ノズル４Ａを覆うものであってもよい。

吸引部６２は、吸引ポンプ６２Ｐと、切替部６２Ｖと、を有している。吸引ポンプ６２Ｐは、チューブポンプ等であり、ギアにより図示しないモータに接続されている。切替部６２Ｖ、吸引ポンプ６２Ｐ及び廃液貯留部６３は、チューブ６４を介して接続されている。切替部６２Ｖは、チューブ６４を介して第１キャップ部６１Ａ及び第２キャップ部６１Ｂに切替可能に接続されている。切替部６２Ｖは、ゴム製のバルブであり、ギアにより図示しないモータに接続されている。

切替部６２Ｖは、第１キャップ部６１Ａから吸引ポンプ６２Ｐへの流路と、第２キャップ部６１Ｂから吸引ポンプ６２Ｐへの流路と、をモータの駆動により切り替える。吸引部６２は、切替部６２Ｖによって第１キャップ部６１Ａ及び第２キャップ部６１Ｂの内部のインクを選択的に排出する。つまり、吸引部６２は、キャップ部６１の内部のインクを排出する。

メンテナンスユニット８では、制御部２３によって吸引ポンプ６２Ｐが駆動されると、第１キャップ部６１Ａの内部のインク及び第２キャップ部６１Ｂの内部のインクは、廃液貯留部６３に排出される。廃液貯留部６３は、吸引部６２によりキャップ部６１の内部から排出されたインクを貯留する。換言すると、廃液貯留部６３は、吸引部６２により第１キャップ部６１Ａ及び第２キャップ部６１Ｂの内部から排出されたインクを貯留する。

第１電極Ｅ１は、第１キャップ部６１Ａの内部に配置され、第１電極Ｅ１には、第１ノズル４１Ｎから吐出されたインクが着弾しうる。第２電極Ｅ２は、第２キャップ部６１Ｂの内部に配置され、第２電極Ｅ２には、第２ノズル４２Ｎから吐出されたインクが着弾しうる。キャリッジ２が上記メンテナンス位置に配置されると、第１電極Ｅ１は、第１ノズル４１Ｎと対向し、第２電極Ｅ２は、第２ノズル４２Ｎと対向する。第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２は、キャップ部６１の内部に配置され、底部６１Ｃに設けられる。

画像形成装置１は、図２に示す、高電圧回路２１と、信号出力部２２と、制御部２３と、をさらに備えている。第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２は、矩形の平面形状を有し、導電性材料から構成されており、高電圧回路２１に接続されている。第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２には、高電圧回路２１により所定の正の電位が印加される。一方、インクジェットヘッド４は、グランドＧＮＤに接続されている。これにより、インクジェットヘッド４と、第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２と、の間に所定の電位差が生じる。高電圧回路２１は、グランドＧＮＤに接続されている。

信号出力部２２は、第１検知部２２Ａと、第２検知部２２Ｂと、を有する。第１検知部２２Ａは、第１電極Ｅ１に電気的に接続され、第１ノズル４１Ｎから第１電極Ｅ１に向けてインクが吐出されたことを検知する。第２検知部２２Ｂは、第２電極Ｅ２に電気的に接続され、第２ノズル４２Ｎから第２電極Ｅ２に向けてインクが吐出されたことを検知する。信号出力部２２によるインクの検知において、第１電極Ｅ１にインクが着弾する場合について以下に詳細に説明する。第２電極Ｅ２にインクが着弾する場合は、第１電極Ｅ１にインクが着弾する場合と同様であるため、説明を省略する。

インクジェットヘッド４はグランドＧＮＤに接続されており、インクジェットヘッド４の電位は、限りなく０Ｖに近い状態が維持される。第１電極Ｅ１には、高電圧回路２１より６００Ｖの電位が与えられる。これにより、インクジェットヘッド４と第１電極Ｅ１との間には６００Ｖの電位差が生じる。

キャリッジ２が上記メンテナンス位置に配置された状態で、インクジェットヘッド４が第１ノズル４１Ｎから第１電極Ｅ１に向けてインクを吐出させると、負の電荷を帯びたインクが第１電極Ｅ１に近づく。第１電極Ｅ１にインクが着弾すると、第１電極Ｅ１に負の電荷が受け渡され、第１電極Ｅ１の電圧値は降下する。より簡単に説明すれば、吐出されたインクを介して、第１電極Ｅ１からインクジェットヘッド４に電流が流れることと同様の現象が発生する。

このような原理を用いて、信号出力部２２は、ノズル４Ａから電極にインクが吐出されたか否かを判定する。また、上記に説明したインクの検知においては、吐出の有無だけではなく、ノズル４Ａの様々な状態を把握することができる。例えば、信号出力部２２が検知した電圧波形の大小や、制御部２３による吐出信号の出力からインクの着弾までの時間の大小に応じて、インクジェットヘッド４から吐出されたインクが正常な大きさであるか否かを確認することができる。当該吐出信号は、インクジェットヘッド４にインクの吐出を指令する信号である。

さらに、信号出力部２２による検知結果によって、ノズル４Ａの閉塞状況、インクの粘度上昇、しぶきの有無、インクの曲がりやインクへの気泡の混入状態などを確認することができる。

一方、第１ノズル４１Ｎからインクが吐出されない場合、第１電極Ｅ１の電圧値は、ほとんど変化しない。なお、ここでは、高電圧回路２１により、第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２に正の電位が印加されているが、高電圧回路２１により、第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２に負の電位が印加されていてもよい。

また、ここでは、キャップ部６１が、第１キャップ部６１Ａ及び第２キャップ部６１Ｂを有する場合について説明したが、これに限られない。キャップ部６１が、全てのノズル４Ａをまとめて覆い、吸引部６２によりキャップ部６１の内部のインクを排出させるものであってもよい。この場合、吸引部６２は、切替部６２Ｖを有さず、吸引ポンプ６２Ｐのみを有する。また、キャップ部６１の内部には、少なくとも１つの電極が配置され、信号出力部２２は、当該少なくとも１つの電極と接続される。

さらに、キャップ部６１の内部に２つ以上の電極が配置されるときでも、画像形成装置１は、信号出力部２２として第１検知部２２Ａ及び第２検知部２２Ｂのいずれか１つを備えてもよい。この場合、信号出力部２２は、２つ以上の電極の電圧値の平均値を算出して、当該平均値を制御部２３に出力する構成でもよい。また、信号出力部２２は、信号出力部２２が２つ以上の電極の電圧値のそれぞれを検知するタイミングをずらしてインクの吐出を検知するように、制御部２３によって制御される構成でもよい。

また、キャップ変位部３３は、モータの駆動によりキャップ部６１を昇降するよう変位させる構成となっているが、キャリッジ２またはインクジェットヘッド４を昇降するよう変位させる構成であってもよい。これにより、キャップ変位部３３は、キャリッジ２またはインクジェットヘッド４の移動により相対的にキャップ部６１を変位させる機構となる。

＜画像形成装置１の電気的構成＞
図３は、図１に示す画像形成装置１の電気的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１は、インクジェットヘッド４と、キャリッジモータ３１と、搬送モータ３２と、キャップ変位部３３と、を備えている。画像形成装置１の動作は、制御部２３によって制御される。

制御部２３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）４１と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４４と、フラッシュメモリ４５と、を有している。ＡＳＩＣ４１及びＣＰＵ４２は、制御部の一例であり、ＲＯＭ４３、ＲＡＭ４４及びフラッシュメモリ４５は、記憶部の一例である。

ＡＳＩＣ４１は、ＣＰＵ４２から出力されるアドレス信号、バス制御信号等に基づいて、ＲＯＭ４３、ＲＡＭ４４およびフラッシュメモリ４５へのアクセスを制御するための制御信号を生成して出力する。これにより、ＣＰＵ４２は、ＲＯＭ４３、ＲＡＭ４４及びフラッシュメモリ４５からの命令コードのフェッチやデータ読み出し、ＲＡＭ４４及びフラッシュメモリ４５へのデータ書き込みが可能となる。

また、ＡＳＩＣ４１は、ＣＰＵ４２から出力されるアドレス信号、バス制御信号等に基づいて、インクジェットヘッド４、キャリッジモータ３１、搬送モータ３２、キャップ変位部３３、吸引ポンプ６２Ｐ、切替部６２Ｖ、高電圧回路２１及び信号出力部２２を制御するための制御信号を生成して各部に出力する。

ＲＯＭ４３は、ブートプログラムや画像形成装置１を制御するための制御プログラム等を記憶している。ＲＡＭ４４は、作業データ等を記憶する。また、ＲＡＭ４４は、ＲＯＭ４３に記憶される制御プログラムが転送され、ＣＰＵ４２がＲＡＭ４４に記憶される制御プログラムを実行するようにしてもよい。フラッシュメモリ４５は、画像形成装置１の電源供給が切断された場合でもデータを保持できるため、制御プログラムが毎回参照するようなデータや次回以降の処理で必要となるデータ等を記憶させることができる。

ＣＰＵ４２は、ＲＯＭ４３またはＲＡＭ４４に記憶される制御プログラムを実行することにより、画像形成装置１内のキャリッジモータ３１、搬送モータ３２、キャップ変位部３３、吸引ポンプ６２Ｐ、切替部６２Ｖ、高電圧回路２１及び信号出力部２２を制御して、画像形成装置１の制御部２３の機能を実現する。また、制御部２３は、キャップ変位部３３と吸引部６２とを駆動することによってキャップ部６１の内部に残るインクを排出する排出処理を実行させる。

なお、制御部２３は、ＣＰＵ４２のみが各種処理を行うものであってもよいし、ＡＳＩＣ４１のみが各種処理を行うものであってもよいし、ＣＰＵ４２とＡＳＩＣ４１とが協働して各種処理を行うものであってもよい。また、制御部２３は、１つのＣＰＵ４２が単独で処理を行うものであってもよいし、複数のＣＰＵ４２が処理を分担して行うものであってもよい。また、制御部２３は、１つのＡＳＩＣ４１が単独で処理を行うものであってもよいし、複数のＡＳＩＣ４１が処理を分担して行うものであってもよい。

また、画像形成装置１は、ディスプレイ等の図示しない表示部と、スイッチ及びタッチパネル等を含む図示しない操作部と、をさらに備えていてもよい。制御部２３は、当該表示部の制御も行い、当該操作部は、ユーザーによる操作に応じた信号を制御部２３に送信する。

キャリッジモータ３１は、キャリッジ２をガイドレール９，１０に沿って走査方向に移動させる。搬送モータ３２は、搬送ローラ６，７を回転させることにより、用紙Ｐを搬送方向に搬送する。キャップ変位部３３は、第１リップ６１Ｄ及び第２リップ６１Ｅをインクジェットヘッド４に当接、及び離隔させるよう第１キャップ部６１Ａ及び第２キャップ部６１Ｂを変位させる。換言すると、キャップ変位部３３は、キャップ部６１のリップをインクジェットヘッド４に当接、及び離隔させるようキャップ部６１を変位させる。

＜画像形成装置１の処理＞
図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御部２３は、信号出力部２２を制御してノズル４Ａのブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）及びマゼンタ（Ｍ）に対応するノズル列のインク吐出検知を行う。制御部２３は、信号出力部２２から出力される信号を受信し、４つの色に対応するノズル列の中の各ノズルの吐出状態を記憶する（Ｓ１）。この処理の詳細は、後述する。

次に、制御部２３は、印字部分がブラックのノズル列を用いたモノクロ印刷であるか、ブラック、イエロー、シアン及びマゼンタのノズル列を用いたカラー印刷であるかを判定する（Ｓ２）。モノクロ印刷であれば（Ｓ２，モノクロ印刷）、制御部２３は、信号出力部２２によって検知されたブラックのノズル列に関する検知結果を取得し、吐出異常のノズル数が所定値（閾値）よりも多いか否かを判定する（Ｓ３）。なお、吐出異常と判定されたノズルを異常ノズル（特定ノズル）とも呼び、吐出異常と判定されなかったノズルを正常ノズルとも呼ぶ。

ブラックのノズル列の吐出異常ノズル数が所定値よりも多ければ（Ｓ３，Ｙｅｓ）、制御部２３は、メンテナンスが必要であると判断し、メンテナンスユニット８を用いたフラッシング処理やパージ処理等のメンテナンス制御を行い（Ｓ４）、ノズルを間引かずにそのまま印刷処理を行う（Ｓ５）。また、ブラックのノズル列の吐出異常ノズル数が所定値以下であれば（Ｓ３，Ｎｏ）、メンテナンスユニット８を用いたフラッシング処理やパージ処理等のメンテナンス制御を行わずに、ブラックのノズル列の中のノズルを間引いた印刷処理を行う（Ｓ６）。このノズルの間引き印刷の詳細については、後述する。

また、カラー印刷の場合（Ｓ２，カラー印刷）、制御部２３は、信号出力部２２によって検知されたブラック、イエロー、シアン及びマゼンタのそれぞれのノズル列に関する検知結果を取得し、それぞれのノズル列の吐出異常のノズル番号に基づいて、カラー印刷時の吐出異常のノズル番号を作成して記憶する（Ｓ７）。以下、それぞれのノズル列は、１００のノズルを有するものとして説明する。

たとえば、ブラックのノズル列の中の１０ノズル目、及び２０ノズル目が吐出異常と判定され、イエローのノズル列の中の１０ノズル目、及び３０ノズル目が吐出異常と判定されたとする。さらに、シアンのノズル列の中の４０ノズル目が吐出異常と判定され、マゼンタのノズル列の２０ノズル目、及び５０ノズル目が吐出異常であると判定されたとする。この場合、１つでも吐出異常と判定されているノズル番号を吐出異常と判断し、カラー印刷時の吐出異常のノズル番号を、１０、２０、３０、４０、５０とする。

次に、制御部２３は、吐出異常のノズル番号から吐出異常のノズル数を算出し、カラー印刷時の吐出異常のノズル数とする（Ｓ８）。そして、制御部２３は、カラー印刷時の吐出異常のノズル数が所定値（閾値）よりも多いか否かを判定する（Ｓ９）。

カラー印刷時の吐出異常のノズル数が所定値よりも多ければ（Ｓ９，Ｙｅｓ）、制御部２３は、メンテナンスが必要であると判断し、メンテナンスユニット８を用いたフラッシング処理やパージ処理等のメンテナンス制御を行い（Ｓ１０）、ノズルを間引かずにそのまま印刷処理を行う（Ｓ１１）。また、カラー印刷時の吐出異常のノズル数が所定値以下であれば（Ｓ９，Ｎｏ）、メンテナンスユニット８を用いたフラッシング処理やパージ処理等のメンテナンス制御を行わずに、カラー印刷時のノズル列の中のノズルを間引いた印刷処理を行う（Ｓ１２）。なお、カラー印刷時においては、４つの色のノズル列に対して同じ間引き方が適用される。このノズルの間引き印刷の詳細については、後述する。

図５は、吐出異常検知（Ｓ１）の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御部２３は、信号出力部２２を制御して、ブラック（Ｋ）の１ノズルから１００ノズルまでの中に吐出異常があるかを検知する（Ｓ２１）。そして、制御部２３は、吐出異常があったブラックのノズルのノズル番号を記憶する（Ｓ２２）。

同様にして、制御部２３は、信号出力部２２を制御して、イエロー（Ｙ）の１ノズルから１００ノズルまでの中に吐出異常があるかを検知する（Ｓ２３）。そして、制御部２３は、吐出異常があったイエローのノズルのノズル番号を記憶する（Ｓ２４）。

同様にして、制御部２３は、信号出力部２２を制御して、シアン（Ｃ）の１ノズルから１００ノズルまでの中に吐出異常があるかを検知する（Ｓ２５）。そして、制御部２３は、吐出異常があったシアンのノズルのノズル番号を記憶する（Ｓ２６）。

同様にして、制御部２３は、信号出力部２２を制御して、マゼンタ（Ｍ）の１ノズルから１００ノズルまでの中に吐出異常があるかを検知する（Ｓ２７）。そして、制御部２３は、吐出異常があったマゼンタのノズルのノズル番号を記憶する（Ｓ２８）。

図６及び図７は、ノズルを間引いた印刷（Ｓ６，Ｓ１２）の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御部２３は、印字部分がテキスト印刷であるかベタ印刷であるか判定する（Ｓ３１）。例えば、印字部分の印字デューティの比率が所定値よりも低い場合はテキスト印刷であると判断し、印字デューティの比率が所定値よりも高い場合はベタ印刷であると判断する。

ここで、印字デューティとは、印字されている用紙全体の面積をＳａ、印字部分の積算面積をＳｂとすると、Ｓｂ／Ｓａ×１００（％）で算出される。また、印刷データのプリンター記述言語（コマンド）から、印字部分がテキスト印刷であるかベタ印刷であるかを判断するようにしてもよい。

印字部分がベタ印刷であれば（Ｓ３１，ベタ印刷）、図７のステップＳ３４に処理が進む。また、印字部分がテキスト印刷であれば（Ｓ３１，テキスト印刷）、制御部２３は、様々なマスクパターンの印字マスクの中から、搬送方向に等間隔に印字マスクするノズル間引き印字用の印字マスクを選択する（Ｓ３２）。ここで、テキスト印刷用の印字マスクとして、ノズル方向の印字マスク距離が狭いマスクパターンが選択される。これにより、吐出可能ノズルと非吐出ノズルとの周期が小さくなるように、正常ノズルをマスクすることができる。

次に、制御部２３は、選択した印字マスクで印字データをマスクして（ノズルを間引いて）、印刷処理を行う（Ｓ３３）。図６の右側に示すように、吐出異常ノズルが４ノズル目及び５ノズル目の場合、印字マスク１を使用してマスク後のノズル（非吐出ノズル）を決定する。印字マスク１は、〇がマスクしないことを示し、×がマスクすることを示している。したがって、マスク後のノズル（非吐出ノズル）は、偶数番号のノズルと、５番目のノズルとなる。ここで、マスク後に〇となっている印字可能なノズルを吐出可能ノズルと呼ぶ。すなわち、印字マスク１は、吐出可能ノズルと非吐出ノズルとの周期が最も小さくなるように正常ノズルをマスクするパターンであると言える。

印字部分がベタ印刷であれば（Ｓ３１，ベタ印刷）、制御部２３は、搬送方向に等間隔に印字マスクする複数のノズル間引き印字用の印字マスクの中で、ノズル方向の印字マスク距離が狭い方の印字マスクを選択し、印字数／（印字数＋非印字数）の最大値（ＭＡＸ値）及び最小値（ＭＩＮ値）を算出する（Ｓ３４）。

図７の右側に示すように、吐出異常ノズルが４ノズル目及び５ノズル目の場合、印字マスク１を使用してマスク後のノズル（非吐出ノズル）を決定する。そして、制御部２３は、上から順番に、印字数／（印字数＋非印字数）の値（以下、印字率と呼ぶことにする。）を算出する。まず、１ノズル目が吐出可能ノズルであり、２ノズル目が非吐出ノズルであるため、印字率は０．５となる。また、３ノズル目が吐出可能ノズルであり、４から６ノズル目が非吐出ノズルであるため、印字率は０．２５となる。同様の処理を繰り返すと、印字率の最大値が０．５となり、最小値が０．２５となる。したがって、最大値と最小値との差が０．２５となる。

次に、制御部２３は、搬送方向に等間隔に印字マスクする複数のノズル間引き印字用の印字マスクの中で、ノズル方向の印字マスク距離が広い方の印字マスクを選択し、印字率の最大値及び最小値を算出する（Ｓ３５）。

図７の右側に示すように、吐出異常ノズルが４ノズル目及び５ノズル目の場合、印字マスク２を使用してマスク後のノズル（非吐出ノズル）を決定する。そして、制御部２３は、上から順番に、印字率を算出する。まず、１から３ノズル目が吐出可能ノズルであり、４から５ノズル目が非吐出ノズルであるため、印字率は０．６となる。また、６から７ノズル目が吐出可能ノズルであり、８ノズル目が非吐出ノズルであるため、印字率は０．６６となる。同様の処理を繰り返すと、印字率の最大値が０．７５となり、最小値が０．６となる。したがって、最大値と最小値との差が０．１５となる。

このように、印字マスク１を使用した場合と比べて、印字マスク２を使用した方が印字率の最大値と最小値との差が小さいため、制御部２３は、印字マスク２を使用した方がベタ印刷の品質が低下しないとして、印字マスク２でマスクした方の吐出可能ノズル及び非吐出ノズルを採用する。

最後に、制御部２３は、印字率の最大値と最小値との差が小さい方の印字マスクを用いて印字データをマスクして（吐出可能ノズルと非吐出ノズルとを用いて）印刷を行う（Ｓ３６）。

＜印字マスクのマスクパターン例＞
図８は、印字マスクのマスクパターンの一例を示す図である。ＭＰ１－１は、図６及び図７に示す印字マスク１のマスクパターンと同様である。また、ＭＰ１－２は、ＭＰ１－１の逆の配置となっている。このＭＰ１－１とＭＰ１－２とが、印字マスクの距離が最も狭いマスクパターンである。制御部２３は、印字マスクの距離が最も狭い（吐出可能ノズルと非吐出ノズルとの周期が最も小さくなるように正常ノズルをマスクする）マスクパターンを使用する場合には、適宜これら２つのマスクパターンのいずれかを選択して使用することになる。

また、ＭＰ２－１からＭＰ２－３は、印字マスクの距離が２番目に狭いマスクパターンであり、それぞれ印字マスクの位置が異なるマスクパターンである。さらに、ＭＰ３－１からＭＰ３－４は、印字マスクの距離がその次に狭い（吐出可能ノズルと非吐出ノズルとの周期が次に小さくなるように正常ノズルをマスクする）マスクパターンであり、それぞれ印字マスクの位置が異なるマスクパターンである。

図９は、印字マスクのマスクパターンの他の一例を示す図である。ＭＰ４－１からＭＰ４－４は、印字マスクと非印字マスクとが２つずつ並ぶマスクパターンであり、それぞれ印字マスク及び非印字マスクの位置が異なるマスクパターンである。また、ＭＰ５－１からＭＰ５－５は、２つの印字マスクと３つの非印字マスクとが並ぶマスクパターンであり、それぞれ印字マスク及び非印字マスクの位置が異なるマスクパターンである。なお、これら複数のマスクパターンは、ＲＯＭ４３、フラッシュメモリ４５等に記憶されている。

このように、制御部２３は、図８及び図９に示す様々な印字マスクを用いて、図７に示す処理を行うことにより、印字率の最大値と最小値との差が小さい印字マスクを選択し、ベタ印刷の品質が低下しないように印刷を行う。なお、印字マスクのマスクパターンは、図８及び図９に示すものに限定されず、これら以外の印字マスクであってもよい。

また、制御部２３は、印字部分に印刷する際に、吐出ノズルが非吐出ノズルに隣接しない場合には第１の液滴量を吐出し、非吐出ノズルに隣接する場合には第１の液滴量よりも多い第２の液滴量を吐出するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、吐出状態に関わらず、吐出状態の異常があるか否かの判定を行った後、別の処理をすることなく、媒体へのインクの吐出を行わせることができる。このとき、正常ノズルの一部を非吐出ノズルに含めることにより、インクが吐出されない領域が媒体上に分散して存在させることができる。これにより、インクが吐出されない領域が媒体上に局所的に存在する場合に比べて、吐出されない領域が目立つことがない。その為、画像の品質を低下させることなく、速やかに印刷を開始することができる。

また、メンテナンス（フラッシング、パージ）処理前に印刷を開始するので、速やかに印刷を開始することができる。

また、非吐出ノズルの並びが均一になるように非吐出ノズルを設定するので、局所的にインクが吐出されない領域を少なくし、インクが吐出されない領域を均一的に存在させることができる。これにより、例えば、ベタ印刷の場合にユーザーが薄いベタ印刷と認識させることができる。

また、特にインクが吐出されない領域が局所的になり目立つような、印字デューティが閾値以上の場合に、非吐出ノズルを設定するので、インクが吐出されない領域がユーザーに認識され易い画像の印刷を避けることができる。

また、印刷する領域の印字デューティに応じて、ベタ印刷であるか文字印刷であるかを判定し、マスクのパターンを決定するので、非吐出ノズルの配置が最適となるようにすることができる。

また、カラー印刷の場合には、色の３原色（イエロー、シアン、マゼンタ）に対応する複数のインク吐出ノズル列における非吐出ノズルの並びを同じにするので、色ムラ等を抑制でき、カラー印刷の品質の低下を防ぐことができる。

また、非吐出ノズルに隣接する吐出可能ノズルから吐出される液滴量を、非吐出ノズルに隣接しない場合と比べて多くするので、液滴が欠落する領域を小さくすることができ、印刷の品質の低下を防ぐことができる。

さらには、ヘッドがシリアルヘッド方式であるので、ヘッドの構造を簡単にすることができる。

また、以上では、ノズル４Ａからインクを吐出して記録用紙Ｐに記録を行うプリンターに本発明を適用した例について説明したが、これには限られない。Ｔシャツ、屋外広告用のシート、スマートフォン等の携帯端末のケース、段ボール、樹脂部材など、記録用紙以外の被記録媒体に画像を記録するプリンターにも適用され得る。また、インク以外の液体、例えば、液体状にした樹脂や金属を吐出する液体吐出装置にも適用され得る。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変
更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる構成についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 画像形成装置
４ インクジェットヘッド
４Ａ 複数のノズル
８ メンテナンスユニット
２２ 信号出力部
２３ 制御部

Claims (8)

1. インクを吐出する複数のノズルを有するヘッドと、
   前記複数のノズルの吐出状態に応じて信号を出力する信号出力部と、
   記憶部と、
   制御部とを備え、
   前記制御部は、
   媒体へのインクの吐出を行わせる指令を受信した後、前記媒体へのインクの吐出を行わせる前に、前記ヘッドを駆動させ、前記信号出力部からの前記信号に基づいて、前記複数のノズルのそれぞれについて、吐出状態に異常があるか否かの判定を行い、
   前記複数のノズルのうち、前記吐出状態について異常と判定されたものを特定ノズルとし、前記吐出状態について異常ではないと判定されたものを正常ノズルとして、前記特定ノズルと、前記正常ノズルの一部とを含めて、インクを吐出しない非吐出ノズルに設定し、
   当該設定に基づいて、前記媒体へのインクの吐出を行わせるように、前記ヘッドを制御し、
   前記記憶部は、前記正常ノズルの一部をマスクすることにより非吐出ノズルに設定するための複数パターンのマスクを記憶し、
   前記制御部は、
   インクを吐出する領域の印字デューティを算出し、
   前記非吐出ノズルを設定するときには、該印字デューティの比率が閾値以上の場合に、前記記憶部に記憶される複数パターンのマスクの中で、前記非吐出ノズルとインクを吐出する吐出可能ノズルとの周期が小さくなる前記マスクを適用することを特徴とする画像形成装置。
2. インクを吐出する複数のノズルを有するヘッドと、
   前記複数のノズルの吐出状態に応じて信号を出力する信号出力部と、
   制御部とを備え、
   前記制御部は、
   媒体へのインクの吐出を行わせる指令を受信した後、前記媒体へのインクの吐出を行わせる前に、前記ヘッドを駆動させ、前記信号出力部からの前記信号に基づいて、前記複数のノズルのそれぞれについて、吐出状態に異常があるか否かの判定を行い、
   前記複数のノズルのうち、前記吐出状態について異常と判定されたものを特定ノズルとし、前記吐出状態について異常ではないと判定されたものを正常ノズルとして、前記特定ノズルと、前記正常ノズルの一部とを含めて、インクを吐出しない非吐出ノズルに設定し、
   当該設定に基づいて、前記非吐出ノズルと設定されていないノズルが、前記非吐出ノズルに隣接しない場合には、ノズルから吐出される液滴量を第１の液滴量に設定し、前記非吐出ノズルに隣接する場合には、ノズルから吐出される液滴量を前記第１の液滴量よりも多い第２の液滴量に設定しつつ、前記媒体へのインクの吐出を行わせるように、前記ヘッドを制御することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記制御部は、
   前記複数のノズルから液体を排出させるフラッシング処理を行うように、前記ヘッドを制御し、
   前記判定を行った後、判定の結果に関わらず、前記フラッシング処理を行わせることなく、媒体へのインクの吐出を開始させるように、前記ヘッドを制御することを特徴とする、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記複数のノズルから液体を排出させるパージ処理を行うパージ機構を更に備え、
   前記制御部は、
   前記判定を行った後、判定の結果に関わらず、前記パージ機構に前記パージ処理を行わせることなく、媒体へのインクの吐出を開始させるように、前記ヘッドを制御することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記複数のノズルは、所定の方向に並んで配置されており、
   前記制御部は、前記非吐出ノズルの並びが、前記所定の方向に均一になるように、前記非吐出ノズルを設定することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、
   前記印字デューティが前記閾値以上の場合には、前記複数のパターンのマスクの中の、前記非吐出ノズルと前記吐出可能ノズルとの間隔が所定間隔の第１のパターンのマスクと、前記非吐出ノズルと前記吐出可能ノズルとの間隔が前記所定間隔よりも小さい第２のパターンのマスクとを適用して前記非吐出ノズルを設定し、
   前記印字デューティが前記閾値より小さい場合には、前記第２のパターンのマスクのみを適用して前記非吐出ノズルを設定することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記ヘッドは、前記複数のノズルが所定の方向に並んで構成されるノズル列を複数有し、
   前記複数のノズル列は、イエロー、シアン、マゼンタのインクをそれぞれ吐出し、
   前記制御部は、前記複数のインク吐出ノズル列のそれぞれにおいて、前記所定の方向における前記非吐出ノズルの位置が同じになるように前記非吐出ノズルを設定する、請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記媒体を搬送方向に搬送する搬送機構と、
   前記ヘッドを搭載し、前記搬送方向と直交する走査方向に移動可能なキャリッジと、を更に備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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