画像形成装置、パターン位置検出方法、画像形成システム
【課題】光の直径がライン幅より長くてもテストパターンの位置を精度よく決定する画像形成装置を提供する。
【解決手段】記録媒体１５０に形成した複数のラインのテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成装置であって、記録媒体に光を照射する発光手段及び記録媒体からの反射光を受光する受光手段とを有する読み取り手段３０と、テストパターンのパターンデータを記憶するパターンデータ記憶手段６１８と、パターンデータを読み出して記録媒体にテストパターンを形成するテストパターン印刷手段と、テストパターンを光が移動している間、受光手段が光の走査位置から受光した反射光の強度データを記憶する強度データ記憶手段５２５と、着目した変化率データの前後の複数の変化率データの配置が略点対称となる場合に着目している変化率データの走査位置をラインの中央位置に決定する位置決定手段６１６と、を有する。
【解決手段】記録媒体１５０に形成した複数のラインのテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成装置であって、記録媒体に光を照射する発光手段及び記録媒体からの反射光を受光する受光手段とを有する読み取り手段３０と、テストパターンのパターンデータを記憶するパターンデータ記憶手段６１８と、パターンデータを読み出して記録媒体にテストパターンを形成するテストパターン印刷手段と、テストパターンを光が移動している間、受光手段が光の走査位置から受光した反射光の強度データを記憶する強度データ記憶手段５２５と、着目した変化率データの前後の複数の変化率データの配置が略点対称となる場合に着目している変化率データの走査位置をラインの中央位置に決定する位置決定手段６１６と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に形成した複数のラインのテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を用紙などのシート材に吐出して画像を形成する画像形成装置が知られている（以下、液体吐出方式の画像形成装置という）。液体吐出方式の画像形成装置は、大きくシリアル方式とラインヘッド方式のものに区分できる。シリアル方式の画像形成装置は、紙送りを繰り返しながら、紙送り方向と直角に（主走査方向に）記録ヘッドが往復移動して用紙全体に画像を形成する。ラインヘッド方式の画像形成装置は、最大用紙幅とほぼ同じ長さにノズルが並んでおり、ラインヘッド内のノズルは紙が送られ液滴を吐出するタイミングになると液滴を吐出することで画像を形成する。
【０００３】
しかしながら、シリアル方式の画像形成装置では、往路及び復路の双方向で1本の罫線を形成したような場合、往路と復路で罫線の位置ずれが発生しやすいということが知られている。また、ラインヘッド方式の画像形成装置では、ノズルの加工精度や取り付け誤差などに起因して、定常的に着弾位置がずれるノズルがあると紙送り方向に平行な線が現れやすいことが知られている。
【０００４】
このため、液体吐出方式の画像形成装置には、液滴の着弾位置を調整する調整機能が搭載されることがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図１（ａ）は、着弾位置の調整を説明する図の一例である。発光素子（例えばＬＥＤ）が照射したスポット光がテストパターンを矢印方向に走査すると、スポット光の走査位置の濃度に応じた反射光が受光素子にて検出される。シート材が白色などの反射性の良好な用紙であれば、光がテストパターンを走査した時は、無地の部分を移動した時よりも相対的に光はインクに吸収される。受光素子が受光する反射光を電圧で表せば、図示するように、スポット光がテストパターンと重畳した際の電圧は、テストパターン以外の無地の部分を走査している際の電圧よりも大きく低下する。この電圧が急激に低下する領域を解析することで、テストパターンのエッジ位置を決定できる。
【０００６】
図１（ｂ）は、スポット光とテストパターンの大きさの関係を示す図である。スポット光はテストパターンを構成する複数のライン（図では１本）を一定速度（等速）で横切るように移動する。一般的な波長のスポット光とシート材では、光とテストパターンの重畳面積が大きいほど、スポット光の反射光が低下するとしてよい。このため、図１（ａ）のように電圧の降下領域からエッジ位置を決定するには、スポット径d = テストパターンのライン幅Ｌ、又は、スポット径d ＜ テストパターンのライン幅Ｌ、であることが好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、スポット径ｄ≦テストパターンのライン幅Ｌでなければならないとすると、ライン幅Ｌを大きくするため、インクを多量に使用するという問題がある。スポット径を小さくすることでもｄ≦Ｌを満たすことができるが、発光素子の改良はコスト増をもたらす。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、スポット光の直径がライン幅より長くてもテストパターンの位置を精度よく決定できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、記録媒体に液滴を吐出して形成したテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成装置であって、前記記録媒体に光を照射する発光手段及び前記記録媒体からの反射光を受光する受光手段とを有する読み取り手段と、テストパターンのパターンデータを記憶するパターンデータ記憶手段と、前記パターンデータを読み出して前記記録媒体にテストパターンを形成するテストパターン印刷手段と、前記テストパターンを構成する複数のライン上を前記光が移動するように、前記記録媒体又は前記読み取り手段を等速で移動させる相対移動手段と、テストパターンを前記光が移動している間、前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の強度データを記憶する強度データ記憶手段と、前記強度データから求めた前記光と前記ラインの重畳面積の変化率データに着目し、着目した変化率データの前後の複数の変化率データの配置が略点対称となる場合に着目している変化率データの前記走査位置を前記ラインの中央位置に決定する位置決定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
スポット光の直径がライン幅より長くてもテストパターンの位置を精度よく決定できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来において着弾位置の調整を説明する図の一例である。
【図２】スポット径d ＞ テストパターンのライン幅Ｌの場合のラインセンター位置の決定方法を説明する図の一例である。
【図３】シリアル方式の画像形成装置の概略斜視図の一例である。
【図４】キャリッジの動作をより詳細に説明する図の一例である。
【図５】画像形成装置の制御部のブロック図の一例である。
【図６】液滴位置ずれセンサがテストパターンのラインセンター位置を検出するための構成を模式的に示す図の一例である。
【図７】従来のエッジ位置の決定の概略を説明する図の一例である。
【図８】従来のエッジ位置の決定方法を説明する図の一例である。
【図９】スポット径ｄ＞ライン幅Ｌの場合における、信号波形を説明する図の一例である。
【図１０】吐出タイミング補正部６１６によるラインセンター位置の決定方法を説明する図の一例である。
【図１１】データ点の加工を説明する図の一例である。
【図１２】従来のライン位置の決定方法による、スポット径ｄ ＞ライン幅Ｌのテストパターンのライン位置の決定を説明する図の一例である。
【図１３】ラインの色とライン幅の関係の一例を示す図である。
【図１４】ライン方式の画像形成装置のヘッドの配置とテストパターンを模式的に説明する図の一例である。
【図１５】補正処理実行部が液滴吐出タイミングを補正する手順の一例を示すフローチャート図である。
【図１６】画像形成装置とサーバを有する画像形成システムを模式的に説明する図の一例である。
【図１７】サーバと画像形成装置のハードウェア構成図の一例を示す図である。
【図１８】画像形成システムの機能ブロック図の一例である。
【図１９】画像形成システムの動作手順を示すフローチャート図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
図２は、「スポット径d ＞ テストパターンのライン幅Ｌ」の場合のラインセンター位置の決定方法を説明する図の一例である。スポット光が左から右に等速で１本のラインを走査している。ラインとスポット光の形状に起因して、スポット光がラインと重畳し始めた時は、重畳面積が急激に大きくなり、スポット光がラインと重畳し終える時は、重畳面積が急激に小さくなる。
【００１４】
一方、スポット光の重心がラインの中央（ラインセンター位置）と重畳している間は、重畳面積の変化が小さいが、ゆっくりと増加傾向から減少傾向に移行しているはずである。テストパターンからの反射光はラインとスポット光の重畳面積が大きいほど少なく、小さいほど大きくなるので、反射光の強度を監視すれば、スポット光の重心がラインセンター位置を通過するタイミングが検出される。したがって、反射光の強度の増加率が正から負に変化する時（面積増加率ΔＳが正から負に変化する時）のスポット光の位置がラインの位置（この場合はラインセンター位置）である。
【００１５】
本実施形態では、面積増加率ΔＳが正から負に変化する位置を、その前後のデータ点の回帰直線の２つのｘ切片に基づき決定する。ラインセンター位置を求める方法については後に詳述する。
【００１６】
スポット光の重心がラインの中央付近を走査している間、重畳面積の変化速度が小さいので、反射光の強度もゆっくりと変化する。このため、面積増加率ΔＳが正から負に変化する位置も安定しやすい。したがって、スポット径d ＞ テストパターンのライン幅Ｌ（以下、単に「ライン幅Ｌ」という）という状況でも、ラインの位置を精度よく決定することができる。
【００１７】
〔構成例〕
図３は、シリアル方式の画像形成装置１００の概略斜視図の一例を示す。画像形成装置１００は、本体フレーム７０により支持されている。画像形成装置１００の長手方向にはガイドロッド１及び幅ガイド２が掛け渡され、ガイドロッド１及び副ガイド２にキャリッジ５が矢印Ａ方向（主走査方向）に往復移動可能なように保持されている。
【００１８】
また、主走査方向には無端ベルト状のタイミングベルト９が、駆動プーリ７と加圧コロ１５に張架されており、タイミングベルト９の一部がキャリッジ５に固定されている。また、駆動プーリ７は主走査モータ８により回転駆動され、これによりタイミングベルト９が主走査方向に移動し、連動してキャリッジ５も往復移動する。タイミングベルト９には加圧コロ１５によって張力が掛けられており、タイミングベルト９はたるむことなくキャリッジ５を駆動させることができる。
【００１９】
また画像形成装置１００は、インクを供給するカートリッジ６０と記録ヘッドを維持・クリーニングする維持機構２６を有する。
【００２０】
シート材１５０はキャリッジ５の下側にあるプラテン４０上を、不図示のローラにより矢印Ｂ方向（副走査方向）に間欠的に搬送される。シート材５０は、紙などの普通紙、光沢紙、フィルム、電子基板など液滴が付着可能な記録媒体であればよい。シート材１５０の搬送位置毎に、キャリッジ５は主走査方向に移動し、キャリッジ５が搭載している記録ヘッドが液滴を吐出する。吐出が終わるとシート材１５０が再度、搬送され、キャリッジ５が主走査方向に移動して液滴を吐出する。これを繰り返すとシート材１５０の全面に画像が形成される。
【００２１】
図４は、キャリッジ５の動作をより詳細に説明する図の一例である。上記のガイドロッド１及び副ガイド２は左側板３と右側板４の間に掛け渡され、キャリッジ５は軸受け１２と副ガイド受け部１１によりガイドロッド１及び副ガイド２を摺動自在に保持され、矢印Ｘ１,Ｘ２方向（主走査方向）に移動可能となっている。
【００２２】
キャリッジ５にはブラック（Ｋ）の液滴を吐出する記録ヘッド２１，２２、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のインク滴を吐出する記録ヘッド２３,２４,が搭載されている。記録ヘッド２１はブラックがよく使用されるために配置したものであり、省略することもできる。
【００２３】
なお、記録ヘッド２１〜２４としては、インク流路内（圧力発生室）のインクを加圧する圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、又は、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のもの、などを用いることができる。
【００２４】
キャリッジ５を移動走査する主走査機構３２は、主走査方向の一方側に配置される主走査モータ８と、主走査モータ８によって回転駆動される駆動プーリ７と、主走査方向の他方側に配置された加圧コロ１５と、駆動プーリ７と加圧コロ１５との間に掛け回されたタイミングベルト９とを備えている。なお、加圧コロ１５は、図示しないテンションスプリングによって外方（駆動プーリ７に対して離れる方向）にテンションが作用させられている。
【００２５】
タイミングベルト９は、キャリッジ５の背面側に設けたベルト保持部１０に一部分が固定保持されていることで、タイミングベルト９の無端移動に伴い主走査方向にキャリッジ５を牽引する。
【００２６】
また、キャリッジ５の主走査方向に沿うようにエンコーダシート４１が配置されており、キャリッジ５に設けたエンコーダセンサ４２によって当該エンコーダシート４２のスリットを読取ることで、キャリッジ５の主走査方向の位置を検知することができる。このキャリッジ５が主走査領域のうち記録領域に存在する場合、シート材１５０が図示しない紙送り機構によってキャリッジ５の主走査方向と直交する矢示Ｙ１,Ｙ２方向（副走査方向）に間欠的に搬送される。
【００２７】
以上説明した、本実施形態に係る画像形成装置１００では、キャリッジ５を主走査方向に移動し、シート材１５０を間欠的に送りながら、記録ヘッド２１〜２４を画像情報に応じて駆動して液滴を吐出させることによってシート材１５０に所要の画像を形成することができる。
【００２８】
キャリッジ５の一側面には、着弾位置のずれを検出（テストパターンの読取り）するための液滴位置ずれセンサ３０が搭載されている。液滴位置ずれセンサ３０は、ＬＥＤなどの発光素子及び反射型フォトセンサで構成した受光素子によって、シート材１５０に形成された着弾位置検出用のテストパターンを読み取る。
【００２９】
この液滴位置ずれセンサ３０は記録ヘッド２１用のものなので、記録ヘッド２２〜２４の液滴吐出タイミングを調整するため記録ヘッド２２〜２４と並列に別の液滴位置ずれセンサ３０を搭載することが好ましい。また、液滴位置ずれセンサ３０を記録ヘッド２２〜２４と並列になるようにスライドさせる機構がキャリッジ５に搭載されていれば、一台の液滴位置ずれセンサ３０で記録ヘッド２２〜２４の液滴吐出タイミングを調整できる。または、画像形成装置１００がシート材１５０を逆方向に送っても、一台の液滴位置ずれセンサ３０で記録ヘッド２２〜２４の液滴吐出タイミングを調整できる。
【００３０】
図５は、画像形成装置１００の制御部３００のブロック図の一例である。制御部３００は、主制御部３１０及び外部Ｉ／Ｆ３１１を有する。主制御部３１０は、ＣＰＵ３０１と、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、ＮＶＲＡＭ３０４、ＡＳＩＣ３０５、及び、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）３０６を有する。ＣＰＵ３０１はＲＯＭ３０２に記憶されたプログラム３０２１を実行して、画像形成装置１００の全体を制御する。ＲＯＭ３０２にはこのプログラム３０２１の他、初期値や制御のためのパラメータなど固定データが格納されている。ＲＡＭ３０３は、プログラムや画像データ等を一時的に格納する作業メモリであり、ＮＶＲＡＭ３０４は、装置の電源が遮断されている間も設定条件などのデータを保持するための不揮発性メモリである。ＡＳＩＣ３０５は画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行なったり、各種のエンジンを制御する。ＦＰＧＡ３０６は、装置全体を制御するための入出力信号を処理する。
【００３１】
主制御部３１０は、この装置全体の制御を司るとともにテストパターンの形成、テストパターンの検出、着弾位置の調整（補正）などに関わる制御を司る。後述するように、本実施例では主にＣＰＵ３０１がＲＯＭ３０２に記憶されたプログラム３０２１を実行してラインセンター位置の検出を行うが、一部又は全てをＦＰＧＡ３０６やＡＳＩＣ３０５など、ＬＳＩが行ってもよい。
【００３２】
外部Ｉ／Ｆ３１１は、ネットワークに接続された他の機器と通信するための通信装置、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、と接続するためのバスやブリッジであり、外部からのデータを主制御部３１０に送出する。また、外部Ｉ／Ｆ３１１は主制御部３１０が生成したデータを外部に出力する。外部Ｉ／Ｆ３１１には脱着可能な記憶媒体３２０が装着可能であり、プログラム３０２１は記憶媒体３２０に記憶された状態や、外部からの通信装置を介して配信される。
【００３３】
また、制御部３００は、ヘッド駆動制御部３１２、主走査駆動部３１３、副走査駆動部３１４、給紙駆動部３１５、排紙駆動部３１６、及び、スキャナ制御部３１７を有する。ヘッド駆動制御部３１２は、記録ヘッド２１〜２４のそれぞれの吐出有無、吐出する場合の液滴吐出タイミング及び吐出量を制御する。ヘッド駆動制御部３１２は、記録ヘッド２１〜２４を駆動制御するためのヘッドデータ生成配列変換用ＡＳＩＣを有し（ヘッドドライバ）、印刷データ（ディザ処理などが施されたドットデータ）に基づき、液滴の有無と液滴の大きさを示す駆動信号を生成して、記録ヘッド２１〜２４に供給する。記録ヘッド２１〜２４はノズル毎にスイッチを有しており、駆動信号に基づきオン・オフすることで、記録ヘッド２１〜２３は印刷データにより指定されるシート材１５０の位置に指定されるサイズの液滴を着弾させる。なお、ヘッド駆動制御部３１２のヘッドドライバは記録ヘッド２１〜２４側に設けられてもよいし、ヘッド駆動制御部３１２と記録ヘッド２１〜２４が一体になっていてもよい。図示する構成は一例である。
【００３４】
主走査駆動部（モータドライバ）３１３は、キャリッジ５を移動走査する主走査モータ８を駆動する。主制御部３１０には、前述したキャリッジ位置を検出するエンコーダセンサ４２が接続されており、主制御部３１０はこの出力信号に基づいてキャリッジ５の主走査方向の位置を検出する。そして、主走査駆動部３１３を介して主走査モータ８を駆動制御することでキャリッジ５を主走査方向に往復移動させる。
【００３５】
副走査駆動部（モータドライバ）３１４は紙送りするための副走査モータ１３２を駆動する。主制御部３１０には、副走査方向の移動量を検出するロータリエンコーダセンサ１３１からの出力信号（パルス）が入力され、主制御部３１０はこの出力信号に基づいて紙送り量を検出し、副走査駆動部３１４を介して副走査モータ１３２を駆動制御することで図示しない搬送ローラを介してシート材を紙送りする。
【００３６】
給紙駆動部３１５は給紙トレイからシート材を給紙する給紙モータ１３３を駆動する。排紙駆動部３１６は、印刷されたシート材１５０をプラテン上に排紙するローラを駆動する排紙モータ１３４を駆動する。なお、排紙駆動部３１６は、副走査駆動部３１４により代用してもよい。
【００３７】
スキャナ制御部３１７は、画像読取部１３５を制御する。画像読取部１３５は、原稿を光学的に読み取り画像データを生成する。
【００３８】
また、主制御部３１０には、テンキー、プリントスタートキーなどの各種キー及び各種表示器を含む操作／表示部１３６が接続されている。主制御部３１０は、操作／表示部１３６を介してユーザが操作したキー入力の受け付け、メニューの表示などを行う。
【００３９】
その他図示しないが、維持機構２６を駆動する維持回復モータを駆動するための回復系駆動部、各種のソレノイド（ＳＯＬ）類を駆動するソレノイド類駆動部（ドライバ）、電磁クラック類などを駆動するクラッチ駆動部、を有していてもよい。また、主制御部３１０には、その他の図示しない各種センサの検出信号も入力されるが図示を省略している。
【００４０】
主制御部３１０は、シート材上にテストパターンを形成する処理を行い、形成したテストパターンに対し、キャリッジ５に搭載した液滴位置ずれセンサ３０の発光素子を発光させる発光駆動制御を行う。そして、受光素子の出力信号を取得しテストパターンの反射光を電気的に読取り、この読取り結果から着弾位置ずれ量を検出し、更に着弾位置ずれ量に基づいて記録ヘッド２１〜２４の液滴吐出タイミングを着弾位置ずれがなくなるように補正する制御を行う。
【００４１】
〔着弾位置ずれの補正〕
図６は、液滴位置ずれセンサ３０がテストパターンのラインセンター位置を検出するための構成を模式的に示す図の一例である。図６は、図４の記録ヘッド２１と液滴位置ずれセンサ３０を右側面板４から見た図になっている。
【００４２】
液滴位置ずれセンサ３０は、主走査方向と直交する方向に並ぶ、発光素子４０２と受光素子４０３を有している。発光素子４０２と受光素子４０３の配置は逆でもよい。発光素子４０１は、後述するスポット光をテストパターン４００に投光して、受光素子４０３はシート材１５０に反射した光、プラテン４０からの反射光、その他の散乱光などを受光する。発光素子４０２と受光素子４０３は筐体の内側に固定され、液滴位置ずれセンサ３０のプラテン４０に対向する面は、レンズ４０５により外部から遮蔽されている。このように、液滴位置ずれセンサ３０はパッケージ化されており、単体で流通することができる。
【００４３】
液滴位置ずれセンサ３０内において、発光素子４０２及び受光素子４０３は、キャリッジ５の走査方向に対して直交する方向に配置している（副走査方向に並行に配置されている）。これにより、キャリッジ５の移動速度変動による検出結果への影響を低減することができる。
発光素子４０２は、例えばＬＥＤであり、ピークの発光波長は緑色に相当する５６３ナノ〔ｍ〕である。また、受光素子４０３は、発光素子に合わせて５６０ナノ〔ｍ〕にピーク受光感度波長を有する。このような波長を採用した理由は、テストパターンのインク色は主にＫ,Ｍ,Ｃであるが、ＭとＣインクの反射強度が共に小さくなる（吸収されやすい）波長が、５６０ナノ〔ｍ〕周辺のためである。このため、インク色が上記以外（Ｋ、Ｍ、Ｃ）の場合、必要であれば発光素子４０２の波長も設計すればよい。
【００４４】
また、発光素子４０２が形成するスポット径は、高精度のレンズを使用せずに安価なレンズを使用するためにｍｍオーダーとなっている。このスポット径は、テストパターンのエッジの検出精度と関係するが、ｍｍオーダーでも本実施形態のラインセンター位置の求め方であれば十分に高精度にラインセンター位置を検出できる。ただし、スポット径をより小さくすることも可能である。
【００４５】
ＣＰＵ３０１は、所定のタイミングになると着弾位置ずれ補正を開始する。このタイミングは、例えば、ユーザが操作／表示部１３６から着弾位置ずれ補正を指示したタイミング、ＣＰＵ３０１がインク吐出前に発光素子４０２が発光しその時の反射光の強度が所定値以下であることから特定のシート材１５０であると判定したタイミング、最後に着弾位置ずれ補正を行った際の温度と湿度を記憶しておき温度又は湿度のいずれかが閾値以上ずれたと判定したタイミング、定期的（毎日、毎週、毎月等）なタイミング、等がある。
【００４６】
テストパターンの形成について説明する。ＣＰＵ３０１は主走査制御部３１３にキャリッジ５の往復移動と、ヘッド駆動制御部３１２に予め定められたテストパターンを印刷データとして液滴の吐出を指示する。主走査制御部３１３は、シート材１５０に対して、キャリッジ５を主走査方向に往復移動させるとともに、ヘッド駆動制御部３１２は記録ヘッド２１から液滴を吐出させて、少なくとも２本以上の独立したラインを含むテストパターンを形成する。
【００４７】
また、ＣＰＵ３０１は、シート材１５０に形成したテストパターンを液滴位置ずれセンサ３０にて読取るための制御を行う。具体的には、ＣＰＵ３０１によって発光制御手段５１１に液滴位置ずれセンサ３０の発光素子４０２を駆動するためのＰＷＭ値が設定され、この発光制御手段５１１の出力が平滑回路５１２で平滑化されて駆動回路５１３に与えられる。駆動回路５１３は発光素子４０２を発光駆動して、シート材１５０のテストパターンに対して発光素子４０２からスポット光が照射される。なお、発光制御手段５１１、平滑回路５１２、駆動回路５１３、光電変換回路５２１、ローパスフィルタ５２２、Ａ／Ｄ変換回路５２３、及び、補正処理実行部５２６は主制御部３１０又は制御部３００に搭載されている。共有メモリ５２５は例えばＲＡＭ３０３である。
【００４８】
シート材上のテストパターンに発光素子４０２からのスポット光が照射されることで、テストパターンから反射される反射光が受光素子４０３に入射する。受光素子４０３は反射光の強度信号を光電変換回路５２１に出力する。具体的には、光電変換回路５２１は、強度信号を光電変換して、この光電変換信号（センサ検出電圧）をローパスフィルタ回路５２２に出力する。ローパスフィルタ回路５２２は高周波のノイズ分を除去した後、Ａ／Ｄ変換回路５２３に光電変換信号を出力する。Ａ／Ｄ変換回路５２３は、光電変換信号をＡ／Ｄ変換し、信号処理回路（ＦＰＧＡ）３０６に出力する。信号処理回路（ＦＰＧＡ）３０６は、Ａ／Ｄ変換された検出電圧のデジタル値である検出電圧データ（検出電圧と検出電圧データは特に区別せず使用する）を共有メモリ５２５に格納する。特許請求の範囲の強度データ記憶手段は、例えば共有メモリ５２５が相当する。
【００４９】
補正処理実行部５２６は共有メモリ５２５に記憶された検出電圧データを読み出し、着弾位置ずれ補正を行い、ヘッド駆動制御部３１２に設定する。すなわち、補正処理実行部５２６は、テストパターンのライン位置（ラインセンター位置）を決定して、２本のライン間の適正距離と比較することで、着弾位置ずれ量を算出する。
【００５０】
補正処理実行部５２６は、吐出タイミング補正部６１６、テストパターン印刷部６１７及び、パターンデータ記憶部６１８を有する。テストパターン印刷部６１７は、パターンデータ記憶部６１８に記憶されているテストパターンをシート材に形成する。テストパターンは図６の回路等により読み出され、検出電圧データが共有メモリ５２５に記憶される。
【００５１】
吐出タイミング補正部６１６は、検出電圧データからラインセンター位置を決定する。そして、ライン間の距離に基づき着弾位置ずれがなくなるように記録ヘッド２１を駆動するときの液滴吐出タイミングの補正値を算出して、この算出した液滴吐出タイミングの補正値をヘッド駆動制御部３１２に設定する。これにより、ヘッド駆動制御部３１２は、記録ヘッド２１を駆動する際に、補正値に基づいて液滴吐出タイミングを補正した上で記録ヘッド２１を駆動するので、液滴の着弾位置ずれを低減することができる。
【００５２】
〔ライン位置の決定〕
＜従来のライン位置の決定＞
図７は、従来のライン位置の決定の概略を説明する図の一例である。図７（ａ）の数字Ｉ〜Ｖは時刻の経過を表し、下のスポット光ほど時間経過が長い。
時刻Ｉ：スポット光とテストパターンは重畳していない。
時刻II：スポット光の半分がテストパターンと重畳している。この瞬間、反射光の減少率が最も大きくなる（重畳している面積が単位時間に最も大きく正に変化する）。
時刻III：スポット光の全体がテストパターンと重畳している。この瞬間、反射光の強度が最も小さくなる。
時刻IV：スポット光の半分がテストパターンと重畳している。この瞬間、反射光の増加率が最も大きくなる（重畳している面積が単位時間に最も大きく負に変化する）。
時刻V：スポット光がテストパターンを通過し、スポット光とテストパターンは重畳していない。
【００５３】
スポット光の重心がテストパターンのラインのエッジ位置と一致するのは、時刻II及びIVである。したがって、スポット光とラインとが時刻II及びIVの関係にあることを反射光から検出できれば、エッジ位置を精度よく決定できる。
【００５４】
図７（ｂ）は受光素子の検出電圧の一例を、図７（ｃ）は吸収面積（スポット光とテストパターンの重畳面積）の一例を、図７（ｄ）は図７（ｃ）の吸収面積を微分した吸収面積の増加率の一例を、それぞれ示す。なお、図７（ｄ）は、図７（ｂ）の出力波形を微分しても同等の情報が得られる。また、吸収面積は例えば検出電圧から算出されるが、絶対値である必要はないので、図７（ｃ）の吸収面積は所定値から図７（ｂ）の検出電圧を減算することで吸収面積と同様の波形が得られる。
【００５５】
上述したように、時刻IIにおいて反射光の減少率が最も大きくなり（重畳している面積が単位時間に最も大きく正に変化する）、時刻IVにおいて反射光の増加率が最も大きくなる（重畳している面積が単位時間に最も大きく負に変化する）。そして、図７（ｄ）に示すように、増加率が増加傾向から減少傾向に変化する点は、時刻IIと一致しており、増加率が減少傾向から増加傾向に変化する点は、時刻IVと一致している。
【００５６】
増加傾向から減少傾向又はその逆に変化する点は、平面上の曲線において曲がる方向が変わる点、すなわち変曲点である。以上から、出力信号が変曲点を示せば、スポット光がテストパターンのエッジ位置と一致していることになる。したがって、変曲点が精度よく検出されれば、エッジ位置も精度よく決定できる。
【００５７】
図８は、従来のエッジ位置の決定方法を説明する図の一例である。図８（ａ）は、検出電圧の概略図を、図８（ｂ）は検出電圧の拡大図をそれぞれ示す。変曲点のおよその値は、吐出タイミング補正部６１６又は開発者が実験的に求めることができる。上述したように、例えば、検出電圧や吸収面積を微分して傾きがゼロに最も近い位置が変曲点となる。
【００５８】
この変曲点が含まれるように、検出電圧の上限閾値Ｖruと下限閾値Ｖrdが予め定められている。後述するように、ＣＰＵ３０１はテストパターンのない領域に対し検出電圧がほぼ同じ一定値（後述する４〔Ｖ〕）になるように発光素子４０２の出力と受光素子４０３の感度をキャリブレーションする。本実施例の描画密度の補正により、検出電圧の極大値はほぼ同じ一定値にすることができるので、上限閾値Ｖruと下限閾値Ｖrdの間に変曲点が含まれる。
【００５９】
吐出タイミング補正部６１６は、検出電圧の立下り部分について、矢示Ｑ１方向に探索して、検出電圧が下限閾値Ｖrd以下になる点を点Ｐ２として記憶する。次に、点Ｐ２より矢示Ｑ２方向に探索して、検出電圧が上限閾値Ｖruを超える点を点Ｐ１として記憶する。
【００６０】
そして、点Ｐ１と点Ｐ２の間の複数の検出電圧データを用いて回帰直線Ｌ１を算出し、回帰直線Ｌ１と上下閾値の中間値Ｖｃとの交点を算出し交点Ｃ１とする。
【００６１】
同様にして、吐出タイミング補正部６１６は、検出電圧の立上がり部分について、矢示Ｑ３方向に探索して、検出電圧が下限閾値Ｖru以上になる点を点Ｐ４として記憶する。次に、点Ｐ４より矢示Ｑ４方向に探索して、検出電圧が上限閾値Ｖrd以下になる点を点Ｐ３として記憶する。
【００６２】
そして、点Ｐ３と点Ｐ４の間の複数の検出電圧データを用いて回帰直線Ｌ２を算出し、回帰直線Ｌ２と上下閾値の中間値Ｖｃとの交点を算出し交点Ｃ２とする。交点Ｃ１と交点Ｃ２が一本のラインのエッジ位置なので、交点Ｃ１とＣ２の中央がラインセンター位置である。
【００６３】
この後、吐出タイミング補正部６１６は、複数のラインのラインセンター位置を求め、テストパターンの２本のライン間の理想的な距離と、ラインセンター間の距離との差分を算出する。この差分は、理想的なラインの位置に対する実際のラインの位置のずれなので、着弾位置ずれ量になる。吐出タイミング補正部６１６は、算出した着弾位置ずれ量に基づいて、記録ヘッド２１から液滴を吐出させるタイミング（液滴吐出タイミング）を補正する補正値を算出し、補正値をヘッド駆動制御部３１２に設定する。これにより、ヘッド駆動制御部３１２は補正された液滴吐出タイミングで記録ヘッド２１を駆動するので、着弾位置ずれが低減することになる。
【００６４】
＜本実施形態のライン位置の決定＞
本実施形態の吐出タイミング補正部６１６は、スポット径ｄ＞ライン幅Ｌの場合に、ライン位置を精度よく決定することができる。なお、この方法ではラインセンター位置を直接、決定することができる。
【００６５】
図９は、スポット径ｄ＞ライン幅Ｌの場合における、信号波形を説明する図の一例である。
図９（ａ）は、ラインとスポット径の相対位置を示し、図９（ｂ）は各相対位置における吸収面積を示し、図９（ｃ）は各相対位置における検出電圧を示し、図9（ｄ）は各相対位置における面積増加率ΔＳを示す。なお、図９（ｂ）の吸収面積は例えば検出電圧の減少分を重畳面積の増加分に変換して算出される。波形が分かれば絶対値である必要はない。各グラフはラインとスポット径の相対位置が共通になるように、表示されている。
【００６６】
なお、図９では便宜的にスポット径がラインに対し移動しているが、両者の相対位置は図７と同様である（ただし、ラインヘッドの場合は、図９のように、スポット径がラインに対し移動しているように見える。）。
【００６７】
図9（ａ）のＩ〜IIIは代表的な相対位置を示すための番号である。
Ｉ：ラインの左側エッジとスポット光の左端が一致している
II：ラインの中心とスポット光の中心（重心）が一致している
III：ラインの右側エッジとスポット光の右端が一致している
d＝Ｌと場合と比較して、スポット光内をラインが占める面積が小さいため、検出電圧は極小値を含め全体的に大きくなる（スポット光が吸収されにくい）。極小値の検出電圧が大きいと、検出電圧の振幅も十分な値幅を取れなくなり、スレッシュ領域に変曲点を含めることが難しくなる。または、変曲点を得ることも容易でなくなる。
【００６８】
何らかの補正処理（例えば、極小値をゼロに対応させ、ゼロから４Vまでの検出電圧を線形補正する）により、検出電圧の振幅を大きくすることも不可能ではない。しかし、図９（ｄ）に示すように、エッジ付近では急激に面積増加率ΔＳが変化している。これは検出電圧の変化が大きいことを示しており、線形補正により振幅を大きくしてもこの急激な変動のため、ライン位置の誤差が大きくなってしまう。
【００６９】
これに対し図９（ｄ）の面積増加率ΔＳのグラフを見ると、「ラインセンター付近の傾き」は小さいだけでなく安定している。したがって、このラインセンター付近のデータを用いてラインセンター位置を決定すれば、その算出値は誤差が小さいことが期待できる。
【００７０】
図１０は、吐出タイミング補正部６１６によるラインセンター位置の決定方法を説明する図の一例である。ラインセンター位置の算出方法は、例えば、以下のようになる。本実施形態の算出方法の概略は、「検出信号に着目して、着目値の上下方向にそれぞれ所定数のデータを抽出し、着目値より上側のデータの回帰曲線と下側のデータの回帰曲線の切片の値が最小となる着目値を変曲点に決定する」というものである。この時の着目値を中心に左右のデータは最も点対称に近くなる。
（１）面積増加率ΔＳを検出順に１つずつ着目する。なお、所定数個おきに着目データをサンプリングしてもよい。着目点を減らすことで計算時間を短縮できる。
（２）着目値の上下方向にそれぞれ所定数のデータ点（面積増加率ΔＳのデータ）を抽出する。
（３）着目値より上側のデータの回帰曲線Ｌｉｎｅ−Ｕを求める。Ｌｉｎｅ−ＵのＸ切片を求める。
（４）着目値より下側のデータの回帰曲線Ｌｉｎｅ−Ｄを求める。ＬＩＮＥ−ＤのＸ切片をそれぞれ求める。
（５）２つのX切片の差の絶対値を求め、着目値に対応づけて記憶する。
【００７１】
２つのX切片の差の絶対値が小さいものは、２本の回帰直線Ｌｉｎｅ−Ｕ、Ｌｉｎｅ−Dの一致度が高いといえる。したがって、２つのX切片の差の絶対値が最も小さい着目点を変曲点（＝Xn）であると決定することができる。
【００７２】
２本の回帰直線の一致度の算出方法として、傾きで一致度を求めることもできる。しかし、傾きで一致度を求める場合と比べると、回帰直線のｘ切片を用いる方法は、傾きのわずかな違いを回帰直線の長さだけ増幅できる。すなわち、２つの回帰直線の違いが大きく現れる。このため、ソフト的又はハード的な算出処理において、傾きによる一致度の算出では小数点以下の比較が必要になるところ、ｘ切片の比較では整数値のみの比較（又は小数点以下が必要でも桁数が少なくても済む）で足りる。演算負荷が小さくなる分、着目点を多く取ったり、着目値の上下方向のデータ数を多くすることなどが可能になり、より高精度に変曲点を検出することができる点が特徴になっている。
【００７３】
これにより、ラインセンター位置の検出精度も増し、吐出タイミングの補正精度を向上させることができる。スポット径d＞ライン幅Ｌの条件においても、安定したラインセンター位置をばらつきを抑えて算出し、吐出タイミングの補正精度を向上させることができる。
【００７４】
なお、厳密には、ラインセンター位置は、面積変化率ΔＳがゼロとなる位置であるが、検出電圧の極小値、重畳面積の極大値、と同等の意義を持つ。また、２つの回帰直線のｙ切片を比較した場合、傾きが同程度であればｙ切片同士の差も小さいので、ｙ切片同士で比較してもよい。
【００７５】
また、上記の（２）（３）において、データ点を加工してもよい。
図１１（ａ）は、データ点の加工の１つとしてデータ点の除外を模式的に説明する図の一例である。（２）（３）の所定数のデータ点は、着目値に対し面積変化率ΔＳがある範囲の全てのデータをいうが、データ点を除外することで演算負荷を低減できる。吐出タイミング補正部は、例えば、着目値に対しある範囲の全てのデータ点のうち、大きく増大又は減少したデータを除外する、又は、所定点数毎にデータを除外するなどを行う。前者の手法では、ばらつきの大きいデータ点を除外できる。
【００７６】
図１１（ｂ）は、データ点の平均処理を説明する図の一例である。吐出タイミング補正部は、所定数のデータ点にフィルタ処理（平均化処理）を施す。例えば、３つのデータ点毎に平均値を求める移動平均処理や、３つのデータ点を１つの平均値に置き換える平均処理を行う。データ点を除外する処理よりも、単純な平均処理の方が、多くのデータ数を使用することになるので好ましい。また、大きく増大又は減少したデータを除外する処理よりも処理が容易である。
【００７７】
＜スポット光の径ｄとライン幅Ｌの関係＞
上述したように、スポット径d = ライン幅Ｌ、又は、スポット径d ＜ ライン幅Ｌ、であれば、従来のライン位置の決定方法を適用できる。しかし、スポット径d ＞ ライン幅Ｌの場合でも、従来のライン位置の決定方法を適用できる場合がある。
【００７８】
図１２は、従来のライン位置の決定方法による、スポット径ｄ ＞ライン幅Ｌのテストパターンのライン位置の決定を説明する図の一例である。図１２（ａ）はスポット径ｄとライン幅Ｌの関係を、図１２（ｂ）は受光素子の検出電圧の一例を、図１２（ｃ）は吸収面積の一例を、図１２（ｄ）は図１２（ｃ）の吸収面積を微分した吸収面積の増加率の一例を、それぞれ示す。
【００７９】
「スポット径ｄ ＞ ライン幅Ｌ」であることは、スポット光の全体とテストパターンとが完全には重畳しないことを意味するので、図１２（ｄ）の吸収面積の増加率から明らかなように、スポット光の右端がテストパターンを乗り越えた時点で吸収面積が減少に転じ、増加率が急激に減少する。
【００８０】
しかしながら、従来法では、変曲点の近傍の検出電圧データが得られていれば、交点Ｃ１、Ｃ２を求めることができるので、スポット光の径ｄはｄ／２＜Ｌであればよい。すなわち、スポット径ｄ が ライン幅Ｌに比べて極端に大きくなければ従来のライン位置の決定方法により、スポット径ｄ ＞ライン幅Ｌであっても、ライン位置を精度よく特定できる。
【００８１】
換言すると、本実施形態のライン位置の決定方法は、ｄ／２≧Ｌ（ライン幅Ｌがスポット径ｄの半分以下）の場合に効果的である。
【００８２】
ライン幅Ｌの下限は、発光素子が発する光の波長、ラインの色、受光素子の性能等に影響される。ライン幅は狭いほどインクの消費量を低減できるので、例えば１ピクセル分のライン幅であることが好ましい。しかし、現実的には１ピクセル分のライン幅では、スポット光が吸収されても受光素子が吸収による反射光の減少を検出できない。例えば、図９（ｂ）では吸収面積ＳがＳ＝０のまま一定値となるに過ぎず、図９（ｃ）では検出電圧が４Ｖ一定になるに過ぎず、図９（ｄ）ではΔＳ＝０一定となるに過ぎない。
【００８３】
また、発光素子が発する光の波長が一定でも、ラインの色によっては反射強度が異なり、ラインの色が同じでも発光素子が発する光の波長によって反射強度は異なる。このため、一概にライン幅Ｌの下限を特定することは困難といえる。また、ライン幅Ｌが短いほどラインの色の影響は小さくなる。
【００８４】
したがって、ライン幅Ｌの下限を一律に特定することは困難といえる。このため、例えば、ライン幅Ｌの下限は、受光素子がテストパターンによるスポット光の吸収を検出できる程度の幅として規定される。例えば、検出電圧の極小値が、シート材の無地部分の値（図では４Ｖ）よりも、例えば所定値（例えば３〜１０％）以上小さくなる際のライン幅Ｌがライン幅Ｌの下限である。
【００８５】
また、画像形成装置に搭載される液滴位置ずれセンサ３０は一種類の場合が多いので、発光素子が発する光の波長が一定である。よって、ラインの色が異なっても、ラインセンター位置の決定精度を同程度にするには、検出電圧の極小値が同定度になるように、ラインの色によってライン幅を可変とすることも有効である。
【００８６】
図１３は、ラインの色とライン幅の関係の一例を示す図である。ブラックのライン幅をＬＫ、シアンのライン幅をＬＣ、イエローのライン幅をＬＹ、マゼンダのライン幅をＬＭとする。図ではＬＫ＜ＬＣ＜ＬＭ＜ＬＹであるが、発光素子が発する光の波長によって変動しうる。このように、ライン幅をラインの色毎に調整しておくことで、インク色に拘わらず極小値を近づけることが容易になる。
【００８７】
極小値が一定になれば、図９（ｄ）に示す面積増加率ΔＳの波形が、ラインの色が異なっても似た形状になりやすい。吐出タイミング補正部６１６が異なる色のラインに共通のライン位置の決定演算を施しても、色の違いによる微小な誤差が生じることを抑制できる。例えば、「ΔS＝0を中心として正負に対称となる閾値」をＫＣＹＭに共通の一定値にしても色の違いによる微小な誤差が生じにくい。なお、Ｋ・Ｃ・Ｙ・Ｍでライン幅が同じであっても、「ΔS＝0を中心として正負に対称となる閾値」をＫ・Ｃ・Ｙ・Ｍに共通の一定値にすることを否定するものではない。
【００８８】
〔ライン方式の画像形成装置の場合〕
本実施形態では、図３、４のシリアル方式の画像形成装置１００を例にして説明したが、ライン方式の画像形成装置１００においても同様の方法で着弾位置ずれ量を補正できる。ライン方式の画像形成装置１００について簡単に説明する。
【００８９】
図１４は、ライン方式の画像形成装置１００のヘッドの配置とテストパターンを模式的に説明する図の一例である。ヘッド固定ブラケット１６０はシート材搬送方向と直交する主走査方向の端から端まで掛け渡されるように固定されている。ヘッド固定ブラケット１６０には、上流側からＫＣＭＹのインクの記録ヘッド１８０がそれぞれ主走査方向の全域に配置されている。各色の記録ヘッド１８０は端部が重複するように千鳥状に配置されている。こうすることで、記録ヘッド１８０の端部でも十分な解像度が得られる液滴が吐出されるので、主走査方向の全域に１つの記録ヘッド１８０を配置する必要がなくコスト増を抑制できる。なお、インク色ごとに主走査方向の全域に１つの記録ヘッド１８０を配置してもよいし、各色の記録ヘッド１８０の主走査方向の重複領域をより長くしてもよい。
【００９０】
ヘッド固定ブラケット１６０よりも下流にはセンサ固定ブラケット１７０が、シート材搬送方向と直交する主走査方向の端から端まで掛け渡されるように固定されている。センサ固定ブラケット１７０には、液滴位置ずれセンサ３０がヘッドの数だけ配置されている。すなわち、１つの液滴位置ずれセンサ３０は、１つの記録ヘッド１８０と、主走査方向に少なくとも一部が重複するように配置されている。また、１つの液滴位置ずれセンサ３０は、１対の発光素子４０２と受光素子４０３を有する。発光素子４０２と受光素子４０３は、主走査方向にほぼ並行に並列配置されている。
【００９１】
このような形態の画像形成装置１００は、テストパターンを構成する各ラインを、ラインの長手方向が主走査方向と並行になるように形成する。Ｋを基準に他の色の液滴の着弾位置ずれを補正する場合、画像形成装置１００は、ＫのラインとＭのライン、ＫのラインとＣのライン、ＫのラインとＹのラインを形成する。そして、シリアル方式の画像形成装置１００と同様に、ＣＭＹＫのテストパターンのラインセンター位置を検出し、その位置ずれ量から液滴吐出タイミングを補正する。
【００９２】
以上のように、ライン方式の画像形成装置１００においても、適切に液滴位置ずれセンサ３０を配置することで着弾位置ずれを補正できる。
【００９３】
〔動作手順〕
図１５（ａ）は、補正処理実行部５２６が液滴吐出タイミングを補正する手順の一例を示すフローチャート図である。
【００９４】
まず、ＣＰＵ３０１が、着弾位置ずれ補正を開始するよう主制御部３１０に指示する。この指示により、主制御部３１０は副走査駆動部３１４を介して副走査モータ１３２を駆動しシート材１５０を記録ヘッド２１の真下まで搬送させる（Ｓ１）。
【００９５】
次に、主制御部３１０は主走査駆動部３１３を介して主走査モータ２７を駆動して、キャリッジ５をシート材１５０上に移動し、シート材１５０上の特定の箇所にて発光素子と受光素子のキャリブレーションを実施する（Ｓ２）。
【００９６】
図１５（ｂ）はＳ２の処理を説明するフローチャート図の一例である。キャリブレーションは、発光素子の検出電圧が所望の範囲内（例えば4V±0.4〔Ｖ〕の範囲内に調整している。）になるように発光素子の光量を調整する処理である。
【００９７】
ＣＰＵ３０１によって発光制御手段５１１に液滴位置ずれセンサ３０の発光素子４０２を駆動するためのＰＷＭ値が設定され、平滑回路５１２で平滑化された後、駆動回路５１３に与えられることで、駆動回路５１３が発光素子４０２を発光駆動する（Ｓ２１）。
【００９８】
液滴位置ずれセンサ３０の受光素子４０３が検出した強度信号は共有メモリ５２５に記憶され、ＣＰＵ３０１が所望の電圧値になっているかチェックする（Ｓ２２）。
【００９９】
所望の電圧値になっていれば（Ｓ２２のＯＫ）、図１５（ｂ）の処理は終了する。所望の電圧値になっていなければ（Ｓ２２のＮｏ）、ＣＰＵ３０１はＰＷＭ値を変更することで（Ｓ２３）、光量の再調整を行う。
【０１００】
図１５（ａ）に戻り、主制御部３１０は、シート材１５０の副走査位置はそのままで紙送りせずに、主走査制御部３１３が主走査駆動モータ２７を介してキャリッジ５を移動させる。そして、ヘッド駆動制御部３１２が、パターンデータ記憶部６１８に記憶されたパターンデータを用いて記録ヘッド２１〜２４を駆動する（Ｓ３）。これにより、スポット光の径ｄ＞ライン幅Ｌのテストパターンを形成することができる。例えば、補正処理実行部５２６がブラックを基準にマゼンダの着弾位置ずれを調整する場合は、ブラックとマゼンダのラインを交互に形成したテストパターンを形成する。その他の色も同様である。
【０１０１】
次に、吐出タイミング補正部６１６は、検出電圧データからテストパターンのラインセンター位置を検出し、液滴の着弾位置ずれを補正する（Ｓ４）。すなわち、吐出タイミング補正部６１６は各ライン間の距離を適正距離と比較して着弾位置ずれ量を算出し、着弾位置ずれがなくなるように液滴吐出タイミングの補正値を算出し、ヘッド駆動制御部３１２に設定する。
【０１０２】
以上説明したように、本実施例の画像形成装置は、スポット光の径ｄよりも幅の狭いラインのテストパターンを形成しても、ラインセンター付近の検出電圧を用いてライン位置を決定するので、算出値の誤差を小さくすることができる。この結果、液滴吐出タイミングを高精度に調整できる。
【実施例２】
【０１０３】
本実施例では、非シート反射除外処理と振幅補正処理を画像形成装置でなく、サーバが行う画像形成システムについて説明する。
【０１０４】
図１６は、画像形成装置１００とサーバ２００を有する画像形成システム５００を模式的に説明する図の一例である。図１６において図３と同一部には同一の符号を付しその説明は省略する。画像形成装置とサーバ２００がネットワーク２０１を介して接続されている。ネットワーク２０１は、社内のＬＡＮ、ＬＡＮ同士を接続したＷＡＮ，若しくは、インターネット、又は、これらを組み合わせたものである。
【０１０５】
図１６のような画像形成システム５００では、画像形成装置１００がテストパターンの形成及び印字位置ずれセンサによるテストパターンの走査を行い、サーバ２００が液滴吐出タイミングの補正値を算出する。したがって、画像形成装置１００の処理負荷を低減でき、サーバ２００に液滴吐出タイミングの補正値の算出機能を集約できる。
【０１０６】
図１７は、サーバ２００と画像形成装置１００のハードウェア構成図の一例を示す図である。サーバ２００は、それぞれバスで相互に接続されているＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、記憶媒体装着部５４、通信装置５５、入力装置５６、及び、記憶装置５７を有する。ＣＰＵ５１は、ＯＳ（Operating System）、及び、プログラムを記憶装置５７から読み出して、ＲＡＭ５３を作業メモリにして実行する。このプログラムは、下記の処理を行う。
【０１０７】
ＲＡＭ５３は必要なデータを一時保管する作業メモリ（主記憶メモリ）になり、ＲＯＭ５２にはＢＩＯＳや初期設定されたデータ、ブートストラップローダ等が記憶されている。記憶媒体装着部５４は、可搬型の記憶媒体３２０を装着するインタフェースである。
【０１０８】
通信装置５５は、ＬＡＮカードやイーサネット（登録商標）カードと呼ばれ、ネットワーク２０１に接続して、画像形成装置１００の外部Ｉ／Ｆ３１１と通信する。なお、画像形成装置１００には、少なくともサーバ２００のＩＰアドレス又はドメイン名が登録されている。
【０１０９】
入力装置５６は、キーボード、マウスなど、ユーザの様々な操作指示を受け付けるユーザインターフェイスである。タッチパネルや音声入力装置を入力装置とすることもできる。
【０１１０】
記憶装置５７は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリなどの不揮発メモリを実体とし、ＯＳ、プログラム等を記憶している。プログラムは、記憶媒体３２０に記録された状態又は不図示のサーバ２００からダウンロードされる態様で配布される。
【０１１１】
図１８は、画像形成システム５００の機能ブロック図の一例である。画像形成装置１００の補正処理実行部５２６は、テストパターン印刷部６１７及びパターンデータ記憶部６１８のみ有し、残りの機能はサーバ側が有する。サーバ側の機能を補正処理演算部６２０と称する。共有メモリ５２５はサーバ２００が有していてもよいし、サーバ２００と画像形成装置１００が共に共有メモリ５２５を有していてもよい。また、パターンデータ記憶部６１８はサーバ側にあってもよく、画像形成装置１００がサーバ２００又は不図示のサーバからダウンロードしてもよい。
【０１１２】
補正処理演算部６２０は吐出タイミング補正部６１６を有する。吐出タイミング補正部６１６の機能は実施例１と同様なので説明は省略する。
【０１１３】
画像形成システム５００では、画像形成装置が共有メモリ５２５に記憶された検出電圧データをサーバ２００に送信する。サーバ側の吐出タイミング補正部６１６は、液滴吐出タイミングの補正値を算出する。サーバ２００は液滴吐出タイミングの補正値を画像形成装置１００に送信するので、ヘッド駆動制御部３１２は吐出タイミングを変更することができる。
【０１１４】
図１９は、画像形成システム５００の動作手順を示すフローチャート図の一例である。図示するように図１５のＳ４をサーバ２００が行い、テストパターンの形成と検出電圧データの取得を画像形成装置１００が行う。
【０１１５】
また、画像形成装置１００とサーバ２００が通信するため、画像形成装置１００は、ステップＳ３-１において検出電圧データを送信する処理、Ｓ３-２において液滴吐出タイミングの補正値を受信する処理を新たに行う。
【０１１６】
これに対し、サーバ２００は、Ｓ３-３において検出電圧データを受信する。そして、Ｓ４にて液滴吐出タイミングの補正値を算出した後、Ｓ５において、液滴吐出タイミングの補正値を画像形成装置１００に送信する処理を新たに行う。
【０１１７】
このように、処理が行われる場所が変わるだけで、画像形成システム５００は、実施例１と同様に、シート材の特性から受ける影響を抑制して、液滴吐出タイミングを高精度に補正することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１ ガイドロッド
２ 副ガイド
５ キャリッジ
７ 駆動プーリ
８ 主走査モータ
９ タイミングベルト
２１〜２４ 記録ヘッド
３０ 液滴位置ずれセンサ
４１ エンコーダシート
４２ エンコーダセンサ
１００ 画像形成装置
２００ サーバ
３０１ ＣＰＵ
３１０ 主制御部
３１２ ヘッド駆動制御部
３１３ 主走査駆動部
３１４ 副走査駆動部
４０２ 発光素子
４０３ 受光素子
５００ 画像形成システム
５２５ 共有メモリ
５２６ 補正処理実行部
６１１ 印字前前処理部
６１２ 印字後前処理部
６１３ 同期処理部
６１４ パターン非存分除外処理部
６１５ 振幅補正処理部
６１６ 吐出タイミング補正部
６１７ テストパターン印刷部
６１８ パターンデータ記憶部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１９】
【特許文献１】特開２００８−２２９９１５号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に形成した複数のラインのテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を用紙などのシート材に吐出して画像を形成する画像形成装置が知られている（以下、液体吐出方式の画像形成装置という）。液体吐出方式の画像形成装置は、大きくシリアル方式とラインヘッド方式のものに区分できる。シリアル方式の画像形成装置は、紙送りを繰り返しながら、紙送り方向と直角に（主走査方向に）記録ヘッドが往復移動して用紙全体に画像を形成する。ラインヘッド方式の画像形成装置は、最大用紙幅とほぼ同じ長さにノズルが並んでおり、ラインヘッド内のノズルは紙が送られ液滴を吐出するタイミングになると液滴を吐出することで画像を形成する。
【０００３】
しかしながら、シリアル方式の画像形成装置では、往路及び復路の双方向で1本の罫線を形成したような場合、往路と復路で罫線の位置ずれが発生しやすいということが知られている。また、ラインヘッド方式の画像形成装置では、ノズルの加工精度や取り付け誤差などに起因して、定常的に着弾位置がずれるノズルがあると紙送り方向に平行な線が現れやすいことが知られている。
【０００４】
このため、液体吐出方式の画像形成装置には、液滴の着弾位置を調整する調整機能が搭載されることがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図１（ａ）は、着弾位置の調整を説明する図の一例である。発光素子（例えばＬＥＤ）が照射したスポット光がテストパターンを矢印方向に走査すると、スポット光の走査位置の濃度に応じた反射光が受光素子にて検出される。シート材が白色などの反射性の良好な用紙であれば、光がテストパターンを走査した時は、無地の部分を移動した時よりも相対的に光はインクに吸収される。受光素子が受光する反射光を電圧で表せば、図示するように、スポット光がテストパターンと重畳した際の電圧は、テストパターン以外の無地の部分を走査している際の電圧よりも大きく低下する。この電圧が急激に低下する領域を解析することで、テストパターンのエッジ位置を決定できる。
【０００６】
図１（ｂ）は、スポット光とテストパターンの大きさの関係を示す図である。スポット光はテストパターンを構成する複数のライン（図では１本）を一定速度（等速）で横切るように移動する。一般的な波長のスポット光とシート材では、光とテストパターンの重畳面積が大きいほど、スポット光の反射光が低下するとしてよい。このため、図１（ａ）のように電圧の降下領域からエッジ位置を決定するには、スポット径d = テストパターンのライン幅Ｌ、又は、スポット径d ＜ テストパターンのライン幅Ｌ、であることが好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、スポット径ｄ≦テストパターンのライン幅Ｌでなければならないとすると、ライン幅Ｌを大きくするため、インクを多量に使用するという問題がある。スポット径を小さくすることでもｄ≦Ｌを満たすことができるが、発光素子の改良はコスト増をもたらす。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、スポット光の直径がライン幅より長くてもテストパターンの位置を精度よく決定できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、記録媒体に液滴を吐出して形成したテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成装置であって、前記記録媒体に光を照射する発光手段及び前記記録媒体からの反射光を受光する受光手段とを有する読み取り手段と、テストパターンのパターンデータを記憶するパターンデータ記憶手段と、前記パターンデータを読み出して前記記録媒体にテストパターンを形成するテストパターン印刷手段と、前記テストパターンを構成する複数のライン上を前記光が移動するように、前記記録媒体又は前記読み取り手段を等速で移動させる相対移動手段と、テストパターンを前記光が移動している間、前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の強度データを記憶する強度データ記憶手段と、前記強度データから求めた前記光と前記ラインの重畳面積の変化率データに着目し、着目した変化率データの前後の複数の変化率データの配置が略点対称となる場合に着目している変化率データの前記走査位置を前記ラインの中央位置に決定する位置決定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
スポット光の直径がライン幅より長くてもテストパターンの位置を精度よく決定できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来において着弾位置の調整を説明する図の一例である。
【図２】スポット径d ＞ テストパターンのライン幅Ｌの場合のラインセンター位置の決定方法を説明する図の一例である。
【図３】シリアル方式の画像形成装置の概略斜視図の一例である。
【図４】キャリッジの動作をより詳細に説明する図の一例である。
【図５】画像形成装置の制御部のブロック図の一例である。
【図６】液滴位置ずれセンサがテストパターンのラインセンター位置を検出するための構成を模式的に示す図の一例である。
【図７】従来のエッジ位置の決定の概略を説明する図の一例である。
【図８】従来のエッジ位置の決定方法を説明する図の一例である。
【図９】スポット径ｄ＞ライン幅Ｌの場合における、信号波形を説明する図の一例である。
【図１０】吐出タイミング補正部６１６によるラインセンター位置の決定方法を説明する図の一例である。
【図１１】データ点の加工を説明する図の一例である。
【図１２】従来のライン位置の決定方法による、スポット径ｄ ＞ライン幅Ｌのテストパターンのライン位置の決定を説明する図の一例である。
【図１３】ラインの色とライン幅の関係の一例を示す図である。
【図１４】ライン方式の画像形成装置のヘッドの配置とテストパターンを模式的に説明する図の一例である。
【図１５】補正処理実行部が液滴吐出タイミングを補正する手順の一例を示すフローチャート図である。
【図１６】画像形成装置とサーバを有する画像形成システムを模式的に説明する図の一例である。
【図１７】サーバと画像形成装置のハードウェア構成図の一例を示す図である。
【図１８】画像形成システムの機能ブロック図の一例である。
【図１９】画像形成システムの動作手順を示すフローチャート図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
図２は、「スポット径d ＞ テストパターンのライン幅Ｌ」の場合のラインセンター位置の決定方法を説明する図の一例である。スポット光が左から右に等速で１本のラインを走査している。ラインとスポット光の形状に起因して、スポット光がラインと重畳し始めた時は、重畳面積が急激に大きくなり、スポット光がラインと重畳し終える時は、重畳面積が急激に小さくなる。
【００１４】
一方、スポット光の重心がラインの中央（ラインセンター位置）と重畳している間は、重畳面積の変化が小さいが、ゆっくりと増加傾向から減少傾向に移行しているはずである。テストパターンからの反射光はラインとスポット光の重畳面積が大きいほど少なく、小さいほど大きくなるので、反射光の強度を監視すれば、スポット光の重心がラインセンター位置を通過するタイミングが検出される。したがって、反射光の強度の増加率が正から負に変化する時（面積増加率ΔＳが正から負に変化する時）のスポット光の位置がラインの位置（この場合はラインセンター位置）である。
【００１５】
本実施形態では、面積増加率ΔＳが正から負に変化する位置を、その前後のデータ点の回帰直線の２つのｘ切片に基づき決定する。ラインセンター位置を求める方法については後に詳述する。
【００１６】
スポット光の重心がラインの中央付近を走査している間、重畳面積の変化速度が小さいので、反射光の強度もゆっくりと変化する。このため、面積増加率ΔＳが正から負に変化する位置も安定しやすい。したがって、スポット径d ＞ テストパターンのライン幅Ｌ（以下、単に「ライン幅Ｌ」という）という状況でも、ラインの位置を精度よく決定することができる。
【００１７】
〔構成例〕
図３は、シリアル方式の画像形成装置１００の概略斜視図の一例を示す。画像形成装置１００は、本体フレーム７０により支持されている。画像形成装置１００の長手方向にはガイドロッド１及び幅ガイド２が掛け渡され、ガイドロッド１及び副ガイド２にキャリッジ５が矢印Ａ方向（主走査方向）に往復移動可能なように保持されている。
【００１８】
また、主走査方向には無端ベルト状のタイミングベルト９が、駆動プーリ７と加圧コロ１５に張架されており、タイミングベルト９の一部がキャリッジ５に固定されている。また、駆動プーリ７は主走査モータ８により回転駆動され、これによりタイミングベルト９が主走査方向に移動し、連動してキャリッジ５も往復移動する。タイミングベルト９には加圧コロ１５によって張力が掛けられており、タイミングベルト９はたるむことなくキャリッジ５を駆動させることができる。
【００１９】
また画像形成装置１００は、インクを供給するカートリッジ６０と記録ヘッドを維持・クリーニングする維持機構２６を有する。
【００２０】
シート材１５０はキャリッジ５の下側にあるプラテン４０上を、不図示のローラにより矢印Ｂ方向（副走査方向）に間欠的に搬送される。シート材５０は、紙などの普通紙、光沢紙、フィルム、電子基板など液滴が付着可能な記録媒体であればよい。シート材１５０の搬送位置毎に、キャリッジ５は主走査方向に移動し、キャリッジ５が搭載している記録ヘッドが液滴を吐出する。吐出が終わるとシート材１５０が再度、搬送され、キャリッジ５が主走査方向に移動して液滴を吐出する。これを繰り返すとシート材１５０の全面に画像が形成される。
【００２１】
図４は、キャリッジ５の動作をより詳細に説明する図の一例である。上記のガイドロッド１及び副ガイド２は左側板３と右側板４の間に掛け渡され、キャリッジ５は軸受け１２と副ガイド受け部１１によりガイドロッド１及び副ガイド２を摺動自在に保持され、矢印Ｘ１,Ｘ２方向（主走査方向）に移動可能となっている。
【００２２】
キャリッジ５にはブラック（Ｋ）の液滴を吐出する記録ヘッド２１，２２、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のインク滴を吐出する記録ヘッド２３,２４,が搭載されている。記録ヘッド２１はブラックがよく使用されるために配置したものであり、省略することもできる。
【００２３】
なお、記録ヘッド２１〜２４としては、インク流路内（圧力発生室）のインクを加圧する圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、又は、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のもの、などを用いることができる。
【００２４】
キャリッジ５を移動走査する主走査機構３２は、主走査方向の一方側に配置される主走査モータ８と、主走査モータ８によって回転駆動される駆動プーリ７と、主走査方向の他方側に配置された加圧コロ１５と、駆動プーリ７と加圧コロ１５との間に掛け回されたタイミングベルト９とを備えている。なお、加圧コロ１５は、図示しないテンションスプリングによって外方（駆動プーリ７に対して離れる方向）にテンションが作用させられている。
【００２５】
タイミングベルト９は、キャリッジ５の背面側に設けたベルト保持部１０に一部分が固定保持されていることで、タイミングベルト９の無端移動に伴い主走査方向にキャリッジ５を牽引する。
【００２６】
また、キャリッジ５の主走査方向に沿うようにエンコーダシート４１が配置されており、キャリッジ５に設けたエンコーダセンサ４２によって当該エンコーダシート４２のスリットを読取ることで、キャリッジ５の主走査方向の位置を検知することができる。このキャリッジ５が主走査領域のうち記録領域に存在する場合、シート材１５０が図示しない紙送り機構によってキャリッジ５の主走査方向と直交する矢示Ｙ１,Ｙ２方向（副走査方向）に間欠的に搬送される。
【００２７】
以上説明した、本実施形態に係る画像形成装置１００では、キャリッジ５を主走査方向に移動し、シート材１５０を間欠的に送りながら、記録ヘッド２１〜２４を画像情報に応じて駆動して液滴を吐出させることによってシート材１５０に所要の画像を形成することができる。
【００２８】
キャリッジ５の一側面には、着弾位置のずれを検出（テストパターンの読取り）するための液滴位置ずれセンサ３０が搭載されている。液滴位置ずれセンサ３０は、ＬＥＤなどの発光素子及び反射型フォトセンサで構成した受光素子によって、シート材１５０に形成された着弾位置検出用のテストパターンを読み取る。
【００２９】
この液滴位置ずれセンサ３０は記録ヘッド２１用のものなので、記録ヘッド２２〜２４の液滴吐出タイミングを調整するため記録ヘッド２２〜２４と並列に別の液滴位置ずれセンサ３０を搭載することが好ましい。また、液滴位置ずれセンサ３０を記録ヘッド２２〜２４と並列になるようにスライドさせる機構がキャリッジ５に搭載されていれば、一台の液滴位置ずれセンサ３０で記録ヘッド２２〜２４の液滴吐出タイミングを調整できる。または、画像形成装置１００がシート材１５０を逆方向に送っても、一台の液滴位置ずれセンサ３０で記録ヘッド２２〜２４の液滴吐出タイミングを調整できる。
【００３０】
図５は、画像形成装置１００の制御部３００のブロック図の一例である。制御部３００は、主制御部３１０及び外部Ｉ／Ｆ３１１を有する。主制御部３１０は、ＣＰＵ３０１と、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、ＮＶＲＡＭ３０４、ＡＳＩＣ３０５、及び、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）３０６を有する。ＣＰＵ３０１はＲＯＭ３０２に記憶されたプログラム３０２１を実行して、画像形成装置１００の全体を制御する。ＲＯＭ３０２にはこのプログラム３０２１の他、初期値や制御のためのパラメータなど固定データが格納されている。ＲＡＭ３０３は、プログラムや画像データ等を一時的に格納する作業メモリであり、ＮＶＲＡＭ３０４は、装置の電源が遮断されている間も設定条件などのデータを保持するための不揮発性メモリである。ＡＳＩＣ３０５は画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行なったり、各種のエンジンを制御する。ＦＰＧＡ３０６は、装置全体を制御するための入出力信号を処理する。
【００３１】
主制御部３１０は、この装置全体の制御を司るとともにテストパターンの形成、テストパターンの検出、着弾位置の調整（補正）などに関わる制御を司る。後述するように、本実施例では主にＣＰＵ３０１がＲＯＭ３０２に記憶されたプログラム３０２１を実行してラインセンター位置の検出を行うが、一部又は全てをＦＰＧＡ３０６やＡＳＩＣ３０５など、ＬＳＩが行ってもよい。
【００３２】
外部Ｉ／Ｆ３１１は、ネットワークに接続された他の機器と通信するための通信装置、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、と接続するためのバスやブリッジであり、外部からのデータを主制御部３１０に送出する。また、外部Ｉ／Ｆ３１１は主制御部３１０が生成したデータを外部に出力する。外部Ｉ／Ｆ３１１には脱着可能な記憶媒体３２０が装着可能であり、プログラム３０２１は記憶媒体３２０に記憶された状態や、外部からの通信装置を介して配信される。
【００３３】
また、制御部３００は、ヘッド駆動制御部３１２、主走査駆動部３１３、副走査駆動部３１４、給紙駆動部３１５、排紙駆動部３１６、及び、スキャナ制御部３１７を有する。ヘッド駆動制御部３１２は、記録ヘッド２１〜２４のそれぞれの吐出有無、吐出する場合の液滴吐出タイミング及び吐出量を制御する。ヘッド駆動制御部３１２は、記録ヘッド２１〜２４を駆動制御するためのヘッドデータ生成配列変換用ＡＳＩＣを有し（ヘッドドライバ）、印刷データ（ディザ処理などが施されたドットデータ）に基づき、液滴の有無と液滴の大きさを示す駆動信号を生成して、記録ヘッド２１〜２４に供給する。記録ヘッド２１〜２４はノズル毎にスイッチを有しており、駆動信号に基づきオン・オフすることで、記録ヘッド２１〜２３は印刷データにより指定されるシート材１５０の位置に指定されるサイズの液滴を着弾させる。なお、ヘッド駆動制御部３１２のヘッドドライバは記録ヘッド２１〜２４側に設けられてもよいし、ヘッド駆動制御部３１２と記録ヘッド２１〜２４が一体になっていてもよい。図示する構成は一例である。
【００３４】
主走査駆動部（モータドライバ）３１３は、キャリッジ５を移動走査する主走査モータ８を駆動する。主制御部３１０には、前述したキャリッジ位置を検出するエンコーダセンサ４２が接続されており、主制御部３１０はこの出力信号に基づいてキャリッジ５の主走査方向の位置を検出する。そして、主走査駆動部３１３を介して主走査モータ８を駆動制御することでキャリッジ５を主走査方向に往復移動させる。
【００３５】
副走査駆動部（モータドライバ）３１４は紙送りするための副走査モータ１３２を駆動する。主制御部３１０には、副走査方向の移動量を検出するロータリエンコーダセンサ１３１からの出力信号（パルス）が入力され、主制御部３１０はこの出力信号に基づいて紙送り量を検出し、副走査駆動部３１４を介して副走査モータ１３２を駆動制御することで図示しない搬送ローラを介してシート材を紙送りする。
【００３６】
給紙駆動部３１５は給紙トレイからシート材を給紙する給紙モータ１３３を駆動する。排紙駆動部３１６は、印刷されたシート材１５０をプラテン上に排紙するローラを駆動する排紙モータ１３４を駆動する。なお、排紙駆動部３１６は、副走査駆動部３１４により代用してもよい。
【００３７】
スキャナ制御部３１７は、画像読取部１３５を制御する。画像読取部１３５は、原稿を光学的に読み取り画像データを生成する。
【００３８】
また、主制御部３１０には、テンキー、プリントスタートキーなどの各種キー及び各種表示器を含む操作／表示部１３６が接続されている。主制御部３１０は、操作／表示部１３６を介してユーザが操作したキー入力の受け付け、メニューの表示などを行う。
【００３９】
その他図示しないが、維持機構２６を駆動する維持回復モータを駆動するための回復系駆動部、各種のソレノイド（ＳＯＬ）類を駆動するソレノイド類駆動部（ドライバ）、電磁クラック類などを駆動するクラッチ駆動部、を有していてもよい。また、主制御部３１０には、その他の図示しない各種センサの検出信号も入力されるが図示を省略している。
【００４０】
主制御部３１０は、シート材上にテストパターンを形成する処理を行い、形成したテストパターンに対し、キャリッジ５に搭載した液滴位置ずれセンサ３０の発光素子を発光させる発光駆動制御を行う。そして、受光素子の出力信号を取得しテストパターンの反射光を電気的に読取り、この読取り結果から着弾位置ずれ量を検出し、更に着弾位置ずれ量に基づいて記録ヘッド２１〜２４の液滴吐出タイミングを着弾位置ずれがなくなるように補正する制御を行う。
【００４１】
〔着弾位置ずれの補正〕
図６は、液滴位置ずれセンサ３０がテストパターンのラインセンター位置を検出するための構成を模式的に示す図の一例である。図６は、図４の記録ヘッド２１と液滴位置ずれセンサ３０を右側面板４から見た図になっている。
【００４２】
液滴位置ずれセンサ３０は、主走査方向と直交する方向に並ぶ、発光素子４０２と受光素子４０３を有している。発光素子４０２と受光素子４０３の配置は逆でもよい。発光素子４０１は、後述するスポット光をテストパターン４００に投光して、受光素子４０３はシート材１５０に反射した光、プラテン４０からの反射光、その他の散乱光などを受光する。発光素子４０２と受光素子４０３は筐体の内側に固定され、液滴位置ずれセンサ３０のプラテン４０に対向する面は、レンズ４０５により外部から遮蔽されている。このように、液滴位置ずれセンサ３０はパッケージ化されており、単体で流通することができる。
【００４３】
液滴位置ずれセンサ３０内において、発光素子４０２及び受光素子４０３は、キャリッジ５の走査方向に対して直交する方向に配置している（副走査方向に並行に配置されている）。これにより、キャリッジ５の移動速度変動による検出結果への影響を低減することができる。
発光素子４０２は、例えばＬＥＤであり、ピークの発光波長は緑色に相当する５６３ナノ〔ｍ〕である。また、受光素子４０３は、発光素子に合わせて５６０ナノ〔ｍ〕にピーク受光感度波長を有する。このような波長を採用した理由は、テストパターンのインク色は主にＫ,Ｍ,Ｃであるが、ＭとＣインクの反射強度が共に小さくなる（吸収されやすい）波長が、５６０ナノ〔ｍ〕周辺のためである。このため、インク色が上記以外（Ｋ、Ｍ、Ｃ）の場合、必要であれば発光素子４０２の波長も設計すればよい。
【００４４】
また、発光素子４０２が形成するスポット径は、高精度のレンズを使用せずに安価なレンズを使用するためにｍｍオーダーとなっている。このスポット径は、テストパターンのエッジの検出精度と関係するが、ｍｍオーダーでも本実施形態のラインセンター位置の求め方であれば十分に高精度にラインセンター位置を検出できる。ただし、スポット径をより小さくすることも可能である。
【００４５】
ＣＰＵ３０１は、所定のタイミングになると着弾位置ずれ補正を開始する。このタイミングは、例えば、ユーザが操作／表示部１３６から着弾位置ずれ補正を指示したタイミング、ＣＰＵ３０１がインク吐出前に発光素子４０２が発光しその時の反射光の強度が所定値以下であることから特定のシート材１５０であると判定したタイミング、最後に着弾位置ずれ補正を行った際の温度と湿度を記憶しておき温度又は湿度のいずれかが閾値以上ずれたと判定したタイミング、定期的（毎日、毎週、毎月等）なタイミング、等がある。
【００４６】
テストパターンの形成について説明する。ＣＰＵ３０１は主走査制御部３１３にキャリッジ５の往復移動と、ヘッド駆動制御部３１２に予め定められたテストパターンを印刷データとして液滴の吐出を指示する。主走査制御部３１３は、シート材１５０に対して、キャリッジ５を主走査方向に往復移動させるとともに、ヘッド駆動制御部３１２は記録ヘッド２１から液滴を吐出させて、少なくとも２本以上の独立したラインを含むテストパターンを形成する。
【００４７】
また、ＣＰＵ３０１は、シート材１５０に形成したテストパターンを液滴位置ずれセンサ３０にて読取るための制御を行う。具体的には、ＣＰＵ３０１によって発光制御手段５１１に液滴位置ずれセンサ３０の発光素子４０２を駆動するためのＰＷＭ値が設定され、この発光制御手段５１１の出力が平滑回路５１２で平滑化されて駆動回路５１３に与えられる。駆動回路５１３は発光素子４０２を発光駆動して、シート材１５０のテストパターンに対して発光素子４０２からスポット光が照射される。なお、発光制御手段５１１、平滑回路５１２、駆動回路５１３、光電変換回路５２１、ローパスフィルタ５２２、Ａ／Ｄ変換回路５２３、及び、補正処理実行部５２６は主制御部３１０又は制御部３００に搭載されている。共有メモリ５２５は例えばＲＡＭ３０３である。
【００４８】
シート材上のテストパターンに発光素子４０２からのスポット光が照射されることで、テストパターンから反射される反射光が受光素子４０３に入射する。受光素子４０３は反射光の強度信号を光電変換回路５２１に出力する。具体的には、光電変換回路５２１は、強度信号を光電変換して、この光電変換信号（センサ検出電圧）をローパスフィルタ回路５２２に出力する。ローパスフィルタ回路５２２は高周波のノイズ分を除去した後、Ａ／Ｄ変換回路５２３に光電変換信号を出力する。Ａ／Ｄ変換回路５２３は、光電変換信号をＡ／Ｄ変換し、信号処理回路（ＦＰＧＡ）３０６に出力する。信号処理回路（ＦＰＧＡ）３０６は、Ａ／Ｄ変換された検出電圧のデジタル値である検出電圧データ（検出電圧と検出電圧データは特に区別せず使用する）を共有メモリ５２５に格納する。特許請求の範囲の強度データ記憶手段は、例えば共有メモリ５２５が相当する。
【００４９】
補正処理実行部５２６は共有メモリ５２５に記憶された検出電圧データを読み出し、着弾位置ずれ補正を行い、ヘッド駆動制御部３１２に設定する。すなわち、補正処理実行部５２６は、テストパターンのライン位置（ラインセンター位置）を決定して、２本のライン間の適正距離と比較することで、着弾位置ずれ量を算出する。
【００５０】
補正処理実行部５２６は、吐出タイミング補正部６１６、テストパターン印刷部６１７及び、パターンデータ記憶部６１８を有する。テストパターン印刷部６１７は、パターンデータ記憶部６１８に記憶されているテストパターンをシート材に形成する。テストパターンは図６の回路等により読み出され、検出電圧データが共有メモリ５２５に記憶される。
【００５１】
吐出タイミング補正部６１６は、検出電圧データからラインセンター位置を決定する。そして、ライン間の距離に基づき着弾位置ずれがなくなるように記録ヘッド２１を駆動するときの液滴吐出タイミングの補正値を算出して、この算出した液滴吐出タイミングの補正値をヘッド駆動制御部３１２に設定する。これにより、ヘッド駆動制御部３１２は、記録ヘッド２１を駆動する際に、補正値に基づいて液滴吐出タイミングを補正した上で記録ヘッド２１を駆動するので、液滴の着弾位置ずれを低減することができる。
【００５２】
〔ライン位置の決定〕
＜従来のライン位置の決定＞
図７は、従来のライン位置の決定の概略を説明する図の一例である。図７（ａ）の数字Ｉ〜Ｖは時刻の経過を表し、下のスポット光ほど時間経過が長い。
時刻Ｉ：スポット光とテストパターンは重畳していない。
時刻II：スポット光の半分がテストパターンと重畳している。この瞬間、反射光の減少率が最も大きくなる（重畳している面積が単位時間に最も大きく正に変化する）。
時刻III：スポット光の全体がテストパターンと重畳している。この瞬間、反射光の強度が最も小さくなる。
時刻IV：スポット光の半分がテストパターンと重畳している。この瞬間、反射光の増加率が最も大きくなる（重畳している面積が単位時間に最も大きく負に変化する）。
時刻V：スポット光がテストパターンを通過し、スポット光とテストパターンは重畳していない。
【００５３】
スポット光の重心がテストパターンのラインのエッジ位置と一致するのは、時刻II及びIVである。したがって、スポット光とラインとが時刻II及びIVの関係にあることを反射光から検出できれば、エッジ位置を精度よく決定できる。
【００５４】
図７（ｂ）は受光素子の検出電圧の一例を、図７（ｃ）は吸収面積（スポット光とテストパターンの重畳面積）の一例を、図７（ｄ）は図７（ｃ）の吸収面積を微分した吸収面積の増加率の一例を、それぞれ示す。なお、図７（ｄ）は、図７（ｂ）の出力波形を微分しても同等の情報が得られる。また、吸収面積は例えば検出電圧から算出されるが、絶対値である必要はないので、図７（ｃ）の吸収面積は所定値から図７（ｂ）の検出電圧を減算することで吸収面積と同様の波形が得られる。
【００５５】
上述したように、時刻IIにおいて反射光の減少率が最も大きくなり（重畳している面積が単位時間に最も大きく正に変化する）、時刻IVにおいて反射光の増加率が最も大きくなる（重畳している面積が単位時間に最も大きく負に変化する）。そして、図７（ｄ）に示すように、増加率が増加傾向から減少傾向に変化する点は、時刻IIと一致しており、増加率が減少傾向から増加傾向に変化する点は、時刻IVと一致している。
【００５６】
増加傾向から減少傾向又はその逆に変化する点は、平面上の曲線において曲がる方向が変わる点、すなわち変曲点である。以上から、出力信号が変曲点を示せば、スポット光がテストパターンのエッジ位置と一致していることになる。したがって、変曲点が精度よく検出されれば、エッジ位置も精度よく決定できる。
【００５７】
図８は、従来のエッジ位置の決定方法を説明する図の一例である。図８（ａ）は、検出電圧の概略図を、図８（ｂ）は検出電圧の拡大図をそれぞれ示す。変曲点のおよその値は、吐出タイミング補正部６１６又は開発者が実験的に求めることができる。上述したように、例えば、検出電圧や吸収面積を微分して傾きがゼロに最も近い位置が変曲点となる。
【００５８】
この変曲点が含まれるように、検出電圧の上限閾値Ｖruと下限閾値Ｖrdが予め定められている。後述するように、ＣＰＵ３０１はテストパターンのない領域に対し検出電圧がほぼ同じ一定値（後述する４〔Ｖ〕）になるように発光素子４０２の出力と受光素子４０３の感度をキャリブレーションする。本実施例の描画密度の補正により、検出電圧の極大値はほぼ同じ一定値にすることができるので、上限閾値Ｖruと下限閾値Ｖrdの間に変曲点が含まれる。
【００５９】
吐出タイミング補正部６１６は、検出電圧の立下り部分について、矢示Ｑ１方向に探索して、検出電圧が下限閾値Ｖrd以下になる点を点Ｐ２として記憶する。次に、点Ｐ２より矢示Ｑ２方向に探索して、検出電圧が上限閾値Ｖruを超える点を点Ｐ１として記憶する。
【００６０】
そして、点Ｐ１と点Ｐ２の間の複数の検出電圧データを用いて回帰直線Ｌ１を算出し、回帰直線Ｌ１と上下閾値の中間値Ｖｃとの交点を算出し交点Ｃ１とする。
【００６１】
同様にして、吐出タイミング補正部６１６は、検出電圧の立上がり部分について、矢示Ｑ３方向に探索して、検出電圧が下限閾値Ｖru以上になる点を点Ｐ４として記憶する。次に、点Ｐ４より矢示Ｑ４方向に探索して、検出電圧が上限閾値Ｖrd以下になる点を点Ｐ３として記憶する。
【００６２】
そして、点Ｐ３と点Ｐ４の間の複数の検出電圧データを用いて回帰直線Ｌ２を算出し、回帰直線Ｌ２と上下閾値の中間値Ｖｃとの交点を算出し交点Ｃ２とする。交点Ｃ１と交点Ｃ２が一本のラインのエッジ位置なので、交点Ｃ１とＣ２の中央がラインセンター位置である。
【００６３】
この後、吐出タイミング補正部６１６は、複数のラインのラインセンター位置を求め、テストパターンの２本のライン間の理想的な距離と、ラインセンター間の距離との差分を算出する。この差分は、理想的なラインの位置に対する実際のラインの位置のずれなので、着弾位置ずれ量になる。吐出タイミング補正部６１６は、算出した着弾位置ずれ量に基づいて、記録ヘッド２１から液滴を吐出させるタイミング（液滴吐出タイミング）を補正する補正値を算出し、補正値をヘッド駆動制御部３１２に設定する。これにより、ヘッド駆動制御部３１２は補正された液滴吐出タイミングで記録ヘッド２１を駆動するので、着弾位置ずれが低減することになる。
【００６４】
＜本実施形態のライン位置の決定＞
本実施形態の吐出タイミング補正部６１６は、スポット径ｄ＞ライン幅Ｌの場合に、ライン位置を精度よく決定することができる。なお、この方法ではラインセンター位置を直接、決定することができる。
【００６５】
図９は、スポット径ｄ＞ライン幅Ｌの場合における、信号波形を説明する図の一例である。
図９（ａ）は、ラインとスポット径の相対位置を示し、図９（ｂ）は各相対位置における吸収面積を示し、図９（ｃ）は各相対位置における検出電圧を示し、図9（ｄ）は各相対位置における面積増加率ΔＳを示す。なお、図９（ｂ）の吸収面積は例えば検出電圧の減少分を重畳面積の増加分に変換して算出される。波形が分かれば絶対値である必要はない。各グラフはラインとスポット径の相対位置が共通になるように、表示されている。
【００６６】
なお、図９では便宜的にスポット径がラインに対し移動しているが、両者の相対位置は図７と同様である（ただし、ラインヘッドの場合は、図９のように、スポット径がラインに対し移動しているように見える。）。
【００６７】
図9（ａ）のＩ〜IIIは代表的な相対位置を示すための番号である。
Ｉ：ラインの左側エッジとスポット光の左端が一致している
II：ラインの中心とスポット光の中心（重心）が一致している
III：ラインの右側エッジとスポット光の右端が一致している
d＝Ｌと場合と比較して、スポット光内をラインが占める面積が小さいため、検出電圧は極小値を含め全体的に大きくなる（スポット光が吸収されにくい）。極小値の検出電圧が大きいと、検出電圧の振幅も十分な値幅を取れなくなり、スレッシュ領域に変曲点を含めることが難しくなる。または、変曲点を得ることも容易でなくなる。
【００６８】
何らかの補正処理（例えば、極小値をゼロに対応させ、ゼロから４Vまでの検出電圧を線形補正する）により、検出電圧の振幅を大きくすることも不可能ではない。しかし、図９（ｄ）に示すように、エッジ付近では急激に面積増加率ΔＳが変化している。これは検出電圧の変化が大きいことを示しており、線形補正により振幅を大きくしてもこの急激な変動のため、ライン位置の誤差が大きくなってしまう。
【００６９】
これに対し図９（ｄ）の面積増加率ΔＳのグラフを見ると、「ラインセンター付近の傾き」は小さいだけでなく安定している。したがって、このラインセンター付近のデータを用いてラインセンター位置を決定すれば、その算出値は誤差が小さいことが期待できる。
【００７０】
図１０は、吐出タイミング補正部６１６によるラインセンター位置の決定方法を説明する図の一例である。ラインセンター位置の算出方法は、例えば、以下のようになる。本実施形態の算出方法の概略は、「検出信号に着目して、着目値の上下方向にそれぞれ所定数のデータを抽出し、着目値より上側のデータの回帰曲線と下側のデータの回帰曲線の切片の値が最小となる着目値を変曲点に決定する」というものである。この時の着目値を中心に左右のデータは最も点対称に近くなる。
（１）面積増加率ΔＳを検出順に１つずつ着目する。なお、所定数個おきに着目データをサンプリングしてもよい。着目点を減らすことで計算時間を短縮できる。
（２）着目値の上下方向にそれぞれ所定数のデータ点（面積増加率ΔＳのデータ）を抽出する。
（３）着目値より上側のデータの回帰曲線Ｌｉｎｅ−Ｕを求める。Ｌｉｎｅ−ＵのＸ切片を求める。
（４）着目値より下側のデータの回帰曲線Ｌｉｎｅ−Ｄを求める。ＬＩＮＥ−ＤのＸ切片をそれぞれ求める。
（５）２つのX切片の差の絶対値を求め、着目値に対応づけて記憶する。
【００７１】
２つのX切片の差の絶対値が小さいものは、２本の回帰直線Ｌｉｎｅ−Ｕ、Ｌｉｎｅ−Dの一致度が高いといえる。したがって、２つのX切片の差の絶対値が最も小さい着目点を変曲点（＝Xn）であると決定することができる。
【００７２】
２本の回帰直線の一致度の算出方法として、傾きで一致度を求めることもできる。しかし、傾きで一致度を求める場合と比べると、回帰直線のｘ切片を用いる方法は、傾きのわずかな違いを回帰直線の長さだけ増幅できる。すなわち、２つの回帰直線の違いが大きく現れる。このため、ソフト的又はハード的な算出処理において、傾きによる一致度の算出では小数点以下の比較が必要になるところ、ｘ切片の比較では整数値のみの比較（又は小数点以下が必要でも桁数が少なくても済む）で足りる。演算負荷が小さくなる分、着目点を多く取ったり、着目値の上下方向のデータ数を多くすることなどが可能になり、より高精度に変曲点を検出することができる点が特徴になっている。
【００７３】
これにより、ラインセンター位置の検出精度も増し、吐出タイミングの補正精度を向上させることができる。スポット径d＞ライン幅Ｌの条件においても、安定したラインセンター位置をばらつきを抑えて算出し、吐出タイミングの補正精度を向上させることができる。
【００７４】
なお、厳密には、ラインセンター位置は、面積変化率ΔＳがゼロとなる位置であるが、検出電圧の極小値、重畳面積の極大値、と同等の意義を持つ。また、２つの回帰直線のｙ切片を比較した場合、傾きが同程度であればｙ切片同士の差も小さいので、ｙ切片同士で比較してもよい。
【００７５】
また、上記の（２）（３）において、データ点を加工してもよい。
図１１（ａ）は、データ点の加工の１つとしてデータ点の除外を模式的に説明する図の一例である。（２）（３）の所定数のデータ点は、着目値に対し面積変化率ΔＳがある範囲の全てのデータをいうが、データ点を除外することで演算負荷を低減できる。吐出タイミング補正部は、例えば、着目値に対しある範囲の全てのデータ点のうち、大きく増大又は減少したデータを除外する、又は、所定点数毎にデータを除外するなどを行う。前者の手法では、ばらつきの大きいデータ点を除外できる。
【００７６】
図１１（ｂ）は、データ点の平均処理を説明する図の一例である。吐出タイミング補正部は、所定数のデータ点にフィルタ処理（平均化処理）を施す。例えば、３つのデータ点毎に平均値を求める移動平均処理や、３つのデータ点を１つの平均値に置き換える平均処理を行う。データ点を除外する処理よりも、単純な平均処理の方が、多くのデータ数を使用することになるので好ましい。また、大きく増大又は減少したデータを除外する処理よりも処理が容易である。
【００７７】
＜スポット光の径ｄとライン幅Ｌの関係＞
上述したように、スポット径d = ライン幅Ｌ、又は、スポット径d ＜ ライン幅Ｌ、であれば、従来のライン位置の決定方法を適用できる。しかし、スポット径d ＞ ライン幅Ｌの場合でも、従来のライン位置の決定方法を適用できる場合がある。
【００７８】
図１２は、従来のライン位置の決定方法による、スポット径ｄ ＞ライン幅Ｌのテストパターンのライン位置の決定を説明する図の一例である。図１２（ａ）はスポット径ｄとライン幅Ｌの関係を、図１２（ｂ）は受光素子の検出電圧の一例を、図１２（ｃ）は吸収面積の一例を、図１２（ｄ）は図１２（ｃ）の吸収面積を微分した吸収面積の増加率の一例を、それぞれ示す。
【００７９】
「スポット径ｄ ＞ ライン幅Ｌ」であることは、スポット光の全体とテストパターンとが完全には重畳しないことを意味するので、図１２（ｄ）の吸収面積の増加率から明らかなように、スポット光の右端がテストパターンを乗り越えた時点で吸収面積が減少に転じ、増加率が急激に減少する。
【００８０】
しかしながら、従来法では、変曲点の近傍の検出電圧データが得られていれば、交点Ｃ１、Ｃ２を求めることができるので、スポット光の径ｄはｄ／２＜Ｌであればよい。すなわち、スポット径ｄ が ライン幅Ｌに比べて極端に大きくなければ従来のライン位置の決定方法により、スポット径ｄ ＞ライン幅Ｌであっても、ライン位置を精度よく特定できる。
【００８１】
換言すると、本実施形態のライン位置の決定方法は、ｄ／２≧Ｌ（ライン幅Ｌがスポット径ｄの半分以下）の場合に効果的である。
【００８２】
ライン幅Ｌの下限は、発光素子が発する光の波長、ラインの色、受光素子の性能等に影響される。ライン幅は狭いほどインクの消費量を低減できるので、例えば１ピクセル分のライン幅であることが好ましい。しかし、現実的には１ピクセル分のライン幅では、スポット光が吸収されても受光素子が吸収による反射光の減少を検出できない。例えば、図９（ｂ）では吸収面積ＳがＳ＝０のまま一定値となるに過ぎず、図９（ｃ）では検出電圧が４Ｖ一定になるに過ぎず、図９（ｄ）ではΔＳ＝０一定となるに過ぎない。
【００８３】
また、発光素子が発する光の波長が一定でも、ラインの色によっては反射強度が異なり、ラインの色が同じでも発光素子が発する光の波長によって反射強度は異なる。このため、一概にライン幅Ｌの下限を特定することは困難といえる。また、ライン幅Ｌが短いほどラインの色の影響は小さくなる。
【００８４】
したがって、ライン幅Ｌの下限を一律に特定することは困難といえる。このため、例えば、ライン幅Ｌの下限は、受光素子がテストパターンによるスポット光の吸収を検出できる程度の幅として規定される。例えば、検出電圧の極小値が、シート材の無地部分の値（図では４Ｖ）よりも、例えば所定値（例えば３〜１０％）以上小さくなる際のライン幅Ｌがライン幅Ｌの下限である。
【００８５】
また、画像形成装置に搭載される液滴位置ずれセンサ３０は一種類の場合が多いので、発光素子が発する光の波長が一定である。よって、ラインの色が異なっても、ラインセンター位置の決定精度を同程度にするには、検出電圧の極小値が同定度になるように、ラインの色によってライン幅を可変とすることも有効である。
【００８６】
図１３は、ラインの色とライン幅の関係の一例を示す図である。ブラックのライン幅をＬＫ、シアンのライン幅をＬＣ、イエローのライン幅をＬＹ、マゼンダのライン幅をＬＭとする。図ではＬＫ＜ＬＣ＜ＬＭ＜ＬＹであるが、発光素子が発する光の波長によって変動しうる。このように、ライン幅をラインの色毎に調整しておくことで、インク色に拘わらず極小値を近づけることが容易になる。
【００８７】
極小値が一定になれば、図９（ｄ）に示す面積増加率ΔＳの波形が、ラインの色が異なっても似た形状になりやすい。吐出タイミング補正部６１６が異なる色のラインに共通のライン位置の決定演算を施しても、色の違いによる微小な誤差が生じることを抑制できる。例えば、「ΔS＝0を中心として正負に対称となる閾値」をＫＣＹＭに共通の一定値にしても色の違いによる微小な誤差が生じにくい。なお、Ｋ・Ｃ・Ｙ・Ｍでライン幅が同じであっても、「ΔS＝0を中心として正負に対称となる閾値」をＫ・Ｃ・Ｙ・Ｍに共通の一定値にすることを否定するものではない。
【００８８】
〔ライン方式の画像形成装置の場合〕
本実施形態では、図３、４のシリアル方式の画像形成装置１００を例にして説明したが、ライン方式の画像形成装置１００においても同様の方法で着弾位置ずれ量を補正できる。ライン方式の画像形成装置１００について簡単に説明する。
【００８９】
図１４は、ライン方式の画像形成装置１００のヘッドの配置とテストパターンを模式的に説明する図の一例である。ヘッド固定ブラケット１６０はシート材搬送方向と直交する主走査方向の端から端まで掛け渡されるように固定されている。ヘッド固定ブラケット１６０には、上流側からＫＣＭＹのインクの記録ヘッド１８０がそれぞれ主走査方向の全域に配置されている。各色の記録ヘッド１８０は端部が重複するように千鳥状に配置されている。こうすることで、記録ヘッド１８０の端部でも十分な解像度が得られる液滴が吐出されるので、主走査方向の全域に１つの記録ヘッド１８０を配置する必要がなくコスト増を抑制できる。なお、インク色ごとに主走査方向の全域に１つの記録ヘッド１８０を配置してもよいし、各色の記録ヘッド１８０の主走査方向の重複領域をより長くしてもよい。
【００９０】
ヘッド固定ブラケット１６０よりも下流にはセンサ固定ブラケット１７０が、シート材搬送方向と直交する主走査方向の端から端まで掛け渡されるように固定されている。センサ固定ブラケット１７０には、液滴位置ずれセンサ３０がヘッドの数だけ配置されている。すなわち、１つの液滴位置ずれセンサ３０は、１つの記録ヘッド１８０と、主走査方向に少なくとも一部が重複するように配置されている。また、１つの液滴位置ずれセンサ３０は、１対の発光素子４０２と受光素子４０３を有する。発光素子４０２と受光素子４０３は、主走査方向にほぼ並行に並列配置されている。
【００９１】
このような形態の画像形成装置１００は、テストパターンを構成する各ラインを、ラインの長手方向が主走査方向と並行になるように形成する。Ｋを基準に他の色の液滴の着弾位置ずれを補正する場合、画像形成装置１００は、ＫのラインとＭのライン、ＫのラインとＣのライン、ＫのラインとＹのラインを形成する。そして、シリアル方式の画像形成装置１００と同様に、ＣＭＹＫのテストパターンのラインセンター位置を検出し、その位置ずれ量から液滴吐出タイミングを補正する。
【００９２】
以上のように、ライン方式の画像形成装置１００においても、適切に液滴位置ずれセンサ３０を配置することで着弾位置ずれを補正できる。
【００９３】
〔動作手順〕
図１５（ａ）は、補正処理実行部５２６が液滴吐出タイミングを補正する手順の一例を示すフローチャート図である。
【００９４】
まず、ＣＰＵ３０１が、着弾位置ずれ補正を開始するよう主制御部３１０に指示する。この指示により、主制御部３１０は副走査駆動部３１４を介して副走査モータ１３２を駆動しシート材１５０を記録ヘッド２１の真下まで搬送させる（Ｓ１）。
【００９５】
次に、主制御部３１０は主走査駆動部３１３を介して主走査モータ２７を駆動して、キャリッジ５をシート材１５０上に移動し、シート材１５０上の特定の箇所にて発光素子と受光素子のキャリブレーションを実施する（Ｓ２）。
【００９６】
図１５（ｂ）はＳ２の処理を説明するフローチャート図の一例である。キャリブレーションは、発光素子の検出電圧が所望の範囲内（例えば4V±0.4〔Ｖ〕の範囲内に調整している。）になるように発光素子の光量を調整する処理である。
【００９７】
ＣＰＵ３０１によって発光制御手段５１１に液滴位置ずれセンサ３０の発光素子４０２を駆動するためのＰＷＭ値が設定され、平滑回路５１２で平滑化された後、駆動回路５１３に与えられることで、駆動回路５１３が発光素子４０２を発光駆動する（Ｓ２１）。
【００９８】
液滴位置ずれセンサ３０の受光素子４０３が検出した強度信号は共有メモリ５２５に記憶され、ＣＰＵ３０１が所望の電圧値になっているかチェックする（Ｓ２２）。
【００９９】
所望の電圧値になっていれば（Ｓ２２のＯＫ）、図１５（ｂ）の処理は終了する。所望の電圧値になっていなければ（Ｓ２２のＮｏ）、ＣＰＵ３０１はＰＷＭ値を変更することで（Ｓ２３）、光量の再調整を行う。
【０１００】
図１５（ａ）に戻り、主制御部３１０は、シート材１５０の副走査位置はそのままで紙送りせずに、主走査制御部３１３が主走査駆動モータ２７を介してキャリッジ５を移動させる。そして、ヘッド駆動制御部３１２が、パターンデータ記憶部６１８に記憶されたパターンデータを用いて記録ヘッド２１〜２４を駆動する（Ｓ３）。これにより、スポット光の径ｄ＞ライン幅Ｌのテストパターンを形成することができる。例えば、補正処理実行部５２６がブラックを基準にマゼンダの着弾位置ずれを調整する場合は、ブラックとマゼンダのラインを交互に形成したテストパターンを形成する。その他の色も同様である。
【０１０１】
次に、吐出タイミング補正部６１６は、検出電圧データからテストパターンのラインセンター位置を検出し、液滴の着弾位置ずれを補正する（Ｓ４）。すなわち、吐出タイミング補正部６１６は各ライン間の距離を適正距離と比較して着弾位置ずれ量を算出し、着弾位置ずれがなくなるように液滴吐出タイミングの補正値を算出し、ヘッド駆動制御部３１２に設定する。
【０１０２】
以上説明したように、本実施例の画像形成装置は、スポット光の径ｄよりも幅の狭いラインのテストパターンを形成しても、ラインセンター付近の検出電圧を用いてライン位置を決定するので、算出値の誤差を小さくすることができる。この結果、液滴吐出タイミングを高精度に調整できる。
【実施例２】
【０１０３】
本実施例では、非シート反射除外処理と振幅補正処理を画像形成装置でなく、サーバが行う画像形成システムについて説明する。
【０１０４】
図１６は、画像形成装置１００とサーバ２００を有する画像形成システム５００を模式的に説明する図の一例である。図１６において図３と同一部には同一の符号を付しその説明は省略する。画像形成装置とサーバ２００がネットワーク２０１を介して接続されている。ネットワーク２０１は、社内のＬＡＮ、ＬＡＮ同士を接続したＷＡＮ，若しくは、インターネット、又は、これらを組み合わせたものである。
【０１０５】
図１６のような画像形成システム５００では、画像形成装置１００がテストパターンの形成及び印字位置ずれセンサによるテストパターンの走査を行い、サーバ２００が液滴吐出タイミングの補正値を算出する。したがって、画像形成装置１００の処理負荷を低減でき、サーバ２００に液滴吐出タイミングの補正値の算出機能を集約できる。
【０１０６】
図１７は、サーバ２００と画像形成装置１００のハードウェア構成図の一例を示す図である。サーバ２００は、それぞれバスで相互に接続されているＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、記憶媒体装着部５４、通信装置５５、入力装置５６、及び、記憶装置５７を有する。ＣＰＵ５１は、ＯＳ（Operating System）、及び、プログラムを記憶装置５７から読み出して、ＲＡＭ５３を作業メモリにして実行する。このプログラムは、下記の処理を行う。
【０１０７】
ＲＡＭ５３は必要なデータを一時保管する作業メモリ（主記憶メモリ）になり、ＲＯＭ５２にはＢＩＯＳや初期設定されたデータ、ブートストラップローダ等が記憶されている。記憶媒体装着部５４は、可搬型の記憶媒体３２０を装着するインタフェースである。
【０１０８】
通信装置５５は、ＬＡＮカードやイーサネット（登録商標）カードと呼ばれ、ネットワーク２０１に接続して、画像形成装置１００の外部Ｉ／Ｆ３１１と通信する。なお、画像形成装置１００には、少なくともサーバ２００のＩＰアドレス又はドメイン名が登録されている。
【０１０９】
入力装置５６は、キーボード、マウスなど、ユーザの様々な操作指示を受け付けるユーザインターフェイスである。タッチパネルや音声入力装置を入力装置とすることもできる。
【０１１０】
記憶装置５７は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリなどの不揮発メモリを実体とし、ＯＳ、プログラム等を記憶している。プログラムは、記憶媒体３２０に記録された状態又は不図示のサーバ２００からダウンロードされる態様で配布される。
【０１１１】
図１８は、画像形成システム５００の機能ブロック図の一例である。画像形成装置１００の補正処理実行部５２６は、テストパターン印刷部６１７及びパターンデータ記憶部６１８のみ有し、残りの機能はサーバ側が有する。サーバ側の機能を補正処理演算部６２０と称する。共有メモリ５２５はサーバ２００が有していてもよいし、サーバ２００と画像形成装置１００が共に共有メモリ５２５を有していてもよい。また、パターンデータ記憶部６１８はサーバ側にあってもよく、画像形成装置１００がサーバ２００又は不図示のサーバからダウンロードしてもよい。
【０１１２】
補正処理演算部６２０は吐出タイミング補正部６１６を有する。吐出タイミング補正部６１６の機能は実施例１と同様なので説明は省略する。
【０１１３】
画像形成システム５００では、画像形成装置が共有メモリ５２５に記憶された検出電圧データをサーバ２００に送信する。サーバ側の吐出タイミング補正部６１６は、液滴吐出タイミングの補正値を算出する。サーバ２００は液滴吐出タイミングの補正値を画像形成装置１００に送信するので、ヘッド駆動制御部３１２は吐出タイミングを変更することができる。
【０１１４】
図１９は、画像形成システム５００の動作手順を示すフローチャート図の一例である。図示するように図１５のＳ４をサーバ２００が行い、テストパターンの形成と検出電圧データの取得を画像形成装置１００が行う。
【０１１５】
また、画像形成装置１００とサーバ２００が通信するため、画像形成装置１００は、ステップＳ３-１において検出電圧データを送信する処理、Ｓ３-２において液滴吐出タイミングの補正値を受信する処理を新たに行う。
【０１１６】
これに対し、サーバ２００は、Ｓ３-３において検出電圧データを受信する。そして、Ｓ４にて液滴吐出タイミングの補正値を算出した後、Ｓ５において、液滴吐出タイミングの補正値を画像形成装置１００に送信する処理を新たに行う。
【０１１７】
このように、処理が行われる場所が変わるだけで、画像形成システム５００は、実施例１と同様に、シート材の特性から受ける影響を抑制して、液滴吐出タイミングを高精度に補正することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１ ガイドロッド
２ 副ガイド
５ キャリッジ
７ 駆動プーリ
８ 主走査モータ
９ タイミングベルト
２１〜２４ 記録ヘッド
３０ 液滴位置ずれセンサ
４１ エンコーダシート
４２ エンコーダセンサ
１００ 画像形成装置
２００ サーバ
３０１ ＣＰＵ
３１０ 主制御部
３１２ ヘッド駆動制御部
３１３ 主走査駆動部
３１４ 副走査駆動部
４０２ 発光素子
４０３ 受光素子
５００ 画像形成システム
５２５ 共有メモリ
５２６ 補正処理実行部
６１１ 印字前前処理部
６１２ 印字後前処理部
６１３ 同期処理部
６１４ パターン非存分除外処理部
６１５ 振幅補正処理部
６１６ 吐出タイミング補正部
６１７ テストパターン印刷部
６１８ パターンデータ記憶部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１９】
【特許文献１】特開２００８−２２９９１５号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に液滴を吐出して形成したテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成装置であって、
前記記録媒体に光を照射する発光手段及び前記記録媒体からの反射光を受光する受光手段とを有する読み取り手段と、
テストパターンのパターンデータを記憶するパターンデータ記憶手段と、
前記パターンデータを読み出して前記記録媒体にテストパターンを形成するテストパターン印刷手段と、
前記テストパターンを構成する複数のライン上を前記光が移動するように、前記記録媒体又は前記読み取り手段を等速で移動させる相対移動手段と、
テストパターンを前記光が移動している間、前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の強度データを記憶する強度データ記憶手段と、
前記強度データから求めた前記光と前記ラインの重畳面積の変化率データに着目し、着目した変化率データの前後の複数の変化率データの配置が略点対称となる場合に着目している変化率データの前記走査位置を前記ラインの中央位置に決定する位置決定手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記位置決定手段は、着目している変化率データの前の所定数の変化率データ、及び、後の所定数の変化率データからそれぞれ求めた２本の回帰曲線の切片を算出し、両者の切片が最も近接した場合に着目している変化率データが得られた前記走査位置を前記ラインの中央位置に決定する、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記走査位置をｘ軸にして変化率データをｙ軸にプロットした場合、前記切片は、ｘ切片又はｙ切片である、ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記位置決定手段は、所定数個おきに変化率データに着目する、ことを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記位置決定手段は、着目する変化率データを決定した後に、着目している変化率データの前後の変化率データを所定数毎に平均化し、平均化した変化率データから回帰曲線を求める、ことを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記発光手段が前記記録媒体に形成する光の直径は、前記ラインのライン幅よりも長いい、ことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記パターンデータ記憶手段に記憶されたパターンデータは、ラインの色が異なっても前記強度データの極小値が同程度になるライン幅を有する、
ことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記位置検出手段は、第一のラインの中央位置と、前記第一のラインに隣接した第二のラインの中央位置との距離を算出し、
該距離と予め定められた適正距離の差に基づき、液滴の吐出タイミングを調整する、
ことを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
記録媒体に光を照射する発光手段及び前記記録媒体からの反射光を受光する受光手段とを有する読み取り手段と、
テストパターンのパターンデータを記憶するパターンデータ記憶手段と、を有し、記録媒体に液滴を吐出して形成したテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成装置のパターン位置検出方法であって、
テストパターン印刷手段が、前記パターンデータを読み出して前記記録媒体にテストパターンを形成するステップと、
相対移動手段が、前記テストパターンを構成する複数のライン上を前記光が移動するように、前記記録媒体又は前記読み取り手段を等速で移動させるステップと、
テストパターンを前記光が移動している間、前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の強度データを取得して強度データ記憶手段に記憶するステップと、
位置決定手段が、前記強度データから求めた前記光と前記ラインの重畳面積の変化率データに着目し、着目した変化率データの前後の複数の変化率データの配置が略点対称となる場合に着目している変化率データの前記走査位置を前記ラインの中央位置に決定するステップと、
を有することを特徴とするパターン位置検出方法。
【請求項１０】
記録媒体に液滴を吐出して形成したテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成システムであって、
前記記録媒体に光を照射する発光手段及び前記記録媒体からの反射光を受光する受光手段とを有する読み取り手段と、
パターンデータを読み出して前記記録媒体にテストパターンを形成するテストパターン印刷手段と、
前記テストパターンを構成する複数のライン上を前記光が移動するように、前記記録媒体又は前記読み取り手段を等速で移動させる相対移動手段と、
を備える画像形成装置と、
テストパターンのパターンデータを記憶するパターンデータ記憶手段と、
テストパターンを前記光が移動している間、前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の強度データを記憶する強度データ記憶手段と、
前記強度データから求めた前記光と前記ラインの重畳面積の変化率データに着目し、着目した変化率データの前後の複数の変化率データの配置が略点対称となる場合に着目している変化率データの前記走査位置を前記ラインの中央位置に決定する位置決定手段と、
を有することを特徴とする画像形成システム。
【請求項１】
記録媒体に液滴を吐出して形成したテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成装置であって、
前記記録媒体に光を照射する発光手段及び前記記録媒体からの反射光を受光する受光手段とを有する読み取り手段と、
テストパターンのパターンデータを記憶するパターンデータ記憶手段と、
前記パターンデータを読み出して前記記録媒体にテストパターンを形成するテストパターン印刷手段と、
前記テストパターンを構成する複数のライン上を前記光が移動するように、前記記録媒体又は前記読み取り手段を等速で移動させる相対移動手段と、
テストパターンを前記光が移動している間、前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の強度データを記憶する強度データ記憶手段と、
前記強度データから求めた前記光と前記ラインの重畳面積の変化率データに着目し、着目した変化率データの前後の複数の変化率データの配置が略点対称となる場合に着目している変化率データの前記走査位置を前記ラインの中央位置に決定する位置決定手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記位置決定手段は、着目している変化率データの前の所定数の変化率データ、及び、後の所定数の変化率データからそれぞれ求めた２本の回帰曲線の切片を算出し、両者の切片が最も近接した場合に着目している変化率データが得られた前記走査位置を前記ラインの中央位置に決定する、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記走査位置をｘ軸にして変化率データをｙ軸にプロットした場合、前記切片は、ｘ切片又はｙ切片である、ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記位置決定手段は、所定数個おきに変化率データに着目する、ことを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記位置決定手段は、着目する変化率データを決定した後に、着目している変化率データの前後の変化率データを所定数毎に平均化し、平均化した変化率データから回帰曲線を求める、ことを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記発光手段が前記記録媒体に形成する光の直径は、前記ラインのライン幅よりも長いい、ことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記パターンデータ記憶手段に記憶されたパターンデータは、ラインの色が異なっても前記強度データの極小値が同程度になるライン幅を有する、
ことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記位置検出手段は、第一のラインの中央位置と、前記第一のラインに隣接した第二のラインの中央位置との距離を算出し、
該距離と予め定められた適正距離の差に基づき、液滴の吐出タイミングを調整する、
ことを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
記録媒体に光を照射する発光手段及び前記記録媒体からの反射光を受光する受光手段とを有する読み取り手段と、
テストパターンのパターンデータを記憶するパターンデータ記憶手段と、を有し、記録媒体に液滴を吐出して形成したテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成装置のパターン位置検出方法であって、
テストパターン印刷手段が、前記パターンデータを読み出して前記記録媒体にテストパターンを形成するステップと、
相対移動手段が、前記テストパターンを構成する複数のライン上を前記光が移動するように、前記記録媒体又は前記読み取り手段を等速で移動させるステップと、
テストパターンを前記光が移動している間、前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の強度データを取得して強度データ記憶手段に記憶するステップと、
位置決定手段が、前記強度データから求めた前記光と前記ラインの重畳面積の変化率データに着目し、着目した変化率データの前後の複数の変化率データの配置が略点対称となる場合に着目している変化率データの前記走査位置を前記ラインの中央位置に決定するステップと、
を有することを特徴とするパターン位置検出方法。
【請求項１０】
記録媒体に液滴を吐出して形成したテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成システムであって、
前記記録媒体に光を照射する発光手段及び前記記録媒体からの反射光を受光する受光手段とを有する読み取り手段と、
パターンデータを読み出して前記記録媒体にテストパターンを形成するテストパターン印刷手段と、
前記テストパターンを構成する複数のライン上を前記光が移動するように、前記記録媒体又は前記読み取り手段を等速で移動させる相対移動手段と、
を備える画像形成装置と、
テストパターンのパターンデータを記憶するパターンデータ記憶手段と、
テストパターンを前記光が移動している間、前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の強度データを記憶する強度データ記憶手段と、
前記強度データから求めた前記光と前記ラインの重畳面積の変化率データに着目し、着目した変化率データの前後の複数の変化率データの配置が略点対称となる場合に着目している変化率データの前記走査位置を前記ラインの中央位置に決定する位置決定手段と、
を有することを特徴とする画像形成システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−９９８６６（Ｐ２０１３−９９８６６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３７６３（Ｐ２０１１−２４３７６３）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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