(57)【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を有する読み取り手段と、
前記記録媒体又は前記読み取り手段を相対的に等速で移動させる相対移動手段と、
前記テストパターンが形成される前に、前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら、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第２の検出データを取得する第２の検出データ取得手段と、
前記テストパターンが形成された後に、前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら、前記走査位置と略同じ走査位置の前記テストパターン上を前記光が移動する際に前記受光手段が受光した前記反射光の第１の検出データを取得する第１の検出データ取得手段と、
前記第１の検出データと前記第２の検出データのそれぞれから前記第１の検出データの極小値と同程度の値を減じる減算処理手段と、
減算処理された前記第２の検出データに対する前記第１の検出データの割合を算出して、前記第１の検出データの極大値を略一定に揃える信号補正手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記信号補正手段は、前記割合に予め定められた電圧値を乗じて、振幅が略一定のテストパターン位置決定用データを生成する、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】
前記減算処理手段は、１つの前記第１の検出データの複数の前記極小値のうち最も小さい前記極小値を前記第１の検出データと前記第２の検出データのそれぞれから減じる、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記テストパターン位置決定用データの上限閾値と下限閾値の間に含まれる、該テストパターン位置決定用データを用いて回帰直線を算出し、前記上限閾値と前記回帰直線との第一交点、前記下限閾値と前記回帰直線との第二交点をそれぞれ求め、前記第一交点と前記第二交点の中間値を前記テストパターンの位置として検出する位置検出手段、
を有す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５】
前記第１の検出データと前記第２の検出データの位置あわせを行う同期処理手段、を有することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２の検出データ取得手段は、前記第２の検出データを複数回取得して、複数個の前記第２の検出データの端部を揃え、同じ走査位置毎に平均処理することで、1つの前記第２の検出データを取得する、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】
前記第２の検出データ取得手段は、前記第２の検出データが最初に所定値以上となった時を前記第２の検出データのそれぞれの端部とする、
ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１の検出データ取得手段は、前記第１の検出データを複数回取得して、走査位置を相対的にずらして複数個の前記第１の検出データの差を最小にする同期処理を行い、同じ走査位置毎に平均処理することで、1つの前記第１の検出データを取得する、
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】
前記記録媒体に対する前記読み取り手段の相対位置を検出する位置検出センサを有し、
前記第１の検出データ取得手段又は前記第２の検出データ取得手段は、前記位置検出センサが検出する前記相対位置を一致させて複数個の前記第１の検出データ又は前記第２の検出データを取得する、
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１０】
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を有する読み取り手段を有し、前記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、
相対移動手段が、前記記録媒体又は前記読み取り手段を相対的に等速で移動させるステップと、
第２の検出データ取得手段が、前記テストパターンが形成される前に、前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら、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第２の検出データを取得するステップと、
第１の検出データ取得手段が、前記テストパターンが形成された後に、前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら、前記走査位置と略同じ走査位置の前記テストパターン上を前記光が移動する際に前記受光手段が受光した前記反射光の第１の検出データを取得するステップと、
減算処理手段が、前記第１の検出データと前記第２の検出データのそれぞれから前記第１の検出データの極小値と同程度の値を減じるステップと、
信号補正手段が、減算処理された前記第２の検出データに対する前記第１の検出データの割合を算出して、前記第１の検出データの極大値を略一定に揃えるステップと、
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１１】
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を有する読み取り手段と、
前記記録媒体又は前記読み取り手段を相対的に等速で移動させる相対移動手段と、
前記テストパターンが形成される前に、前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら、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第２の検出データを取得する第２の検出データ取得手段と、
前記テストパターンが形成された後に、前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら、前記走査位置と略同じ走査位置の前記テストパターン上を前記光が移動する際に前記受光手段が受光した前記反射光の第１の検出データを取得する第１の検出データ取得手段と、を備える画像形成装置と、
前記第１の検出データと前記第２の検出データのそれぞれから前記第１の検出データの極小値と同程度の値を減じる減算処理手段と、
減算処理された前記第２の検出データに対する前記第１の検出データの割合を算出して、前記第１の検出データの極大値を略一定に揃える信号補正手段と、
を有することを特徴とする画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出方式の画像形成装置に関し、特に、液滴の着弾位置のズレを補正可能な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本の罫線を印字したような場合、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では、液滴の着弾位置を調整するための自動調整用のテストパターンをシート材に印刷し、テストパターンを光学的に読み取り、その読み取り結果に基づいて吐出タイミングの調整を行うことが行われることが多い（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
特許文献１には、撥水性を有する撥水性部材上に、独立した複数の液滴で構成される基準パターンと、この基準パターンとは異なる吐出条件で吐出された独立した複数の液滴で構成される被測定パターンとを、記録ヘッドの走査方向に並べて形成させるパターン形成手段と、各パターンに光を照射する発光手段及び各パターンからの正反射光を受光する受光手段で構成される読取り手段と、この読取り手段の読取り結果に基づいて各パターン間の距離を測定して、この測定結果に基づいて記録ヘッドの液滴吐出タイミングを補正する補正手段とを備えている画像形成装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された液滴吐出タイミングの補正方法では、下記するような問題がある。
【０００７】
図１（ａ）は、テストパターンを読み取る受光素子を模式的に説明する図の一例である。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。よく知られているように光は黒い物体によく吸収されるので、シート材が白でテストパターンが黒であれば、テストパターンを走査した時のスポット光は反射されにくい。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を走査している際の電圧よりも大きく低下する。
【０００８】
図１（ｂ）は電圧の変化を拡大して示す図の一例である。横軸は、例えば時間又はスポット光の走査位置である。細長い円は電圧が急激に変化している領域を示す。テストパターンのエッジはこの領域内にあることが推測され、例えば、電圧値が極大と極小の中央値を示す時にスポット光の重心がテストパターンのエッジを走査していると判定される。したがって、電圧値が例えば電圧の振幅の中央値を示す時、画像形成装置は走査位置にテストパターンのエッジ位置があると判定しテストパターンの位置を特定できる。
【０００９】
しかしながら、シート材がトレーシングペーパーのような反射率の低い（透過率の高い）材質の場合、受光素子の検出電圧が安定しにくいため、テストパターンのエッジ位置を精度よく特定できないという問題ある。すなわち、反射率の低いシート材の場合、電圧値の振幅が小さくなったり、また、シート材の透きムラ（透過率変動）やセンサ感度を増幅することにより電圧値の変動が大きくなるため不安定になる。受光素子の検出電圧の振幅が小さくなったり不安定になると、テストパターンのエッジ位置の特定精度が低下するため、液滴吐出タイミングの調整精度が低下することになる。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑み、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、テストパターンの位置をより精度よく特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】
【００１１】
上記課題に鑑み、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を有する読み取り手段と、前記記録媒体又は前記読み取り手段を相対的に等速で移動させる相対移動手段と、前記テストパターンが形成される前に、前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら、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第２の検出データを取得する第２の検出データ取得手段と、前記テストパターンが形成された後に、前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら、前記走査位置と略同じ走査位置の前記テストパターン上を前記光が移動する際に前記受光手段が受光した前記反射光の第１の検出データを取得する第１の検出データ取得手段と、前記第１の検出データと前記第２の検出データのそれぞれから前記第１の検出データの極小値と同程度の値を減じる減算処理手段と、減算処理された前記第２の検出データに対する前記第１の検出データの割合を算出して、前記第１の検出データの極大値を略一定に揃える信号補正手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
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、テストパターンの位置をより精度よく特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】
【００１３】
【図１】テストパターンを読み取る受光素子を模式的に説明する図の一例である。
【図２】パターン非依存分除外処理を説明する図の一例である。
【図３】振幅補正処理を説明する図の一例である。
【図４】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５】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６】画像形成装置の制御部のブロック図の一例である。
【図７】印字位置ずれセンサがテストパターンのエッジ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８】補正処理実行部の機能ブロック図の一例である
【図９】スポット光とテストパターンの一例を示す図である。
【図１０】スポット光とテストパターンの一例を示す図である。
【図１１】エッジ位置の特定方法を説明する図の一例である。
【図１２】吸収面積と吸収面積の増加率の一例をそれぞれ示す図である。
【図１３】振幅が不安定な検出電圧、振幅の補正後の検出電圧の一例をそれぞれ示す図である。
【図１４】スポット光の径とテストパターンの線幅を説明する図の一例である。
【図１５】スポット光の径とテストパターンの線幅を説明する図の一例である。
【図１６】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１７】信号補正を説明する図の一例である。
【図１８】n回スキャンの測定結果の一例を示す図である。
【図１９】同期処理を説明する図の一例である。
【図２０】フィルタ処理を説明する図の一例である。
【図２１】n回スキャンを説明する図の一例である。
【図２２】同期処理を説明する図の一例である。
【図２３】VsgとVｐを説明する図の一例である
【図２４】パターン測定データの出力波形の一例、白紙測定データの出力波形の一例をそれぞれ示す図である。
【図２５】ｘ´とｙ´から得られる演算対象データｚを模式的に説明する図の一例である。
【図２６】補正処理実行部が信号補正する手順の一例を示すフローチャート図である。
【図２７】補正処理実行部の処理を説明するフローチャート図の一例である。
【図２８】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２９】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３０】画像形成システムの機能ブロック図の一例である。
【図３１】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】
【００１４】
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】
【００１５】
本実施形態では、後述する２つの処理（パターン非依存分除外処理と振幅補正処理）に特徴がある。
【００１６】
・パターン非依存分除外処理
図２は、受光素子の出力電圧に寄与する要因を説明する図の一例である。受光素子が受光する光の多くは発光素子がシート材に対し発光した光の反射光であるが、反射光にはシート材の反射分とシート下の板状部材（以下、プラテンという）の反射分が含まれる。また、反射光以外に、空中散乱光や背景放射などの光も受光素子に受光される。これらを以下のように定義する。
Vsg：受光素子が受光した光の全ての検出電圧
Vp：テストパターンが形成された部分でも吸収し切れない光による反射光、空中散乱光、暗出力による検出電圧
Vs：検出したい検出電圧
ところで、本発明はテストパターンが形成された部分の反射光と、テストパターンが形成されていない部分の反射光からテストパターンの位置を検出することを目的としている。このため、テストパターンの形成によって変動しない反射光の部分を削除することで、目的とするテストパターンによって変動する信号を取り出すことが出来る。テストパターンが形成された部分でも吸収されなかった光や暗出力からなる検出電圧Vpは、テストパターンが形成されているときも形成されていないときも出力される電圧であるため、Vpによる検出電圧は、テストパターンの形成によって変動しない検出電圧であると考える。なお、「テストパターンが形成された部分でも吸収されなかった光による反射光」にはテストパターンが吸収しなかった光をシートが反射したもの、シートを透過してプラテンが反射したものが含まれるがここでは言及しない。また、実際には後述するように様々な変動要因により変動が発生する。
【００１７】
以下に、目的とする信号を取り出す例を説明する。Vsg、Vp、Vsの説明は上述したものと同様であるが、説明のために1,2等の符号を付与している。
【００１８】
まず、図２（ｂ）のVsg1はテストパターンが形成された場合の検出電圧の波形である。Vsg1において、テストパターンが形成された箇所はテストパターンが光を吸収することにより、反射光が低下している。しかしながら、図２（ｂ）におけるVpはテストパターンが形成されている部分においても出力されている。これが、テストパターンの形成によって変動しない検出電圧Vpである。
【００１９】
つまり、Vsg1からVpを減ずることにより、テストパターンの形成によって変動する信号である図２（ｃ）のVs2（後述するｘ´）を取り出すことが出来る。
【００２０】
次に図２（ａ）、図２（ｃ）を用いて、用紙の反射率の変動による信号の変動の処理を説明する。
【００２１】
図２（ａ）はテストパターンなしの場合の検出電圧Vsg1を示す。また、図２（ｃ）はテストパターンなしの場合の検出電圧Vsg1からVpを減じたVs1（後述するｙ´）を示す。  ここで、図２（ｃ）のｙ´に示すようにテストパターンによる吸収がなくても、検出電圧は変動している。この変動は、用紙の反射率に大きく異存しているものであり、この変動が図２（ｄ）の検出電圧ｘ´にも含まれている。このことを示すようにｘ´の振幅も変動している。このような変動があると、テストパターンの位置の検出精度が低下してしまう。
【００２２】
後述するように、画像形成装置は検出電圧の変曲点（検出電圧に示された短い横線）の周辺の検出電圧データ（検出電圧のデジタル値をいうが、検出電圧と検出電圧データは特に区別せず使用する）を用いてテストパターンを構成するラインのエッジ位置を決定する。しかし、変曲点の位置が安定していないため、テストパターンのエッジ位置の検出精度が低下してしまう。そこで、本実施形態の画像形成装置は図２（ｄ）のｘ´の変動を抑制する補正を行う。
【００２３】
・振幅補正処理
図３（ａ）はｘ´（Vs1）とｙ´（Vs2）を重ねたグラフの一例を示す。後述する同期処理によりｘ´とｙ´は同じ走査位置の検出電圧データになるので、スポット光が、テストパターンがない場所を走査するとｘ´とｙ´が等しくなり、テストパターンがある場所を走査するとｘ´が略ゼロとなる。なお、前述した非パターン依存分除外処理により、テストパターンがある場所でも生じてしまう反射光による検出電圧は除外されている。つまりこれは、ｘ´が、ある位置においてｙ´を基準（最大）としてテストパターンによる吸収が行われた残りの反射光によって出力される検出電圧であることを意味する。すなわち、シート材の透過率などがもたらす変動が位置毎に異なっても、変動が検出電圧を大きくする位置（ｙ´が大きい位置）ではｘ´も大きくなり、変動が検出電圧を小さくする位置（ｙ´が小さい位置）ではｘ´も小さくなる。そして、パターンが形成される部分では略ゼロになる。
【００２４】
このことは、換言すると、ｘ´に含まれる位置に起因する変動は、「ｘ´／ｙ´」という比例補正により適切に補正可能であることを示す。
【００２５】
したがって、振幅として適切な固定値を定めておけば、「固定値×ｘ´／ｙ´」により振幅が一定の検出電圧データを取得することができる。この検出電圧をｚとすると、以上から、振幅補正処理後の検出電圧ｚは
z＝固定値×（ｘ´／ｙ´）
で表すことができる。
【００２６】
図３（ｂ）は、検出電圧ｚの一例を示す。固定値にｘ´とｙ´の比が反映され、振幅の安定した検出電圧ｚ（後述する演算対象データ）が得られている。
【００２７】
本実施形態の画像形成装置は、以上の２段階の信号補正処理により、シート材の特性から検出電圧データの振幅が不安定になっても、テストパターンのエッジ位置を精度よく特定することを可能にする。
【００２８】
ところで、ここまでの説明では、テストパターンが単一色である場合を説明した。しかしながら、テストパターンが単一色でない場合、色毎にVp2が異なってしまうという不都合が生じる。
【００２９】
図４（ａ）はマゼンタと黒のラインが交互に形成されたテストパターンを、図４（ｂ）は検出電圧Vsgの一例を示す。発光素子の光の波長は固定なので、テストパターンの色によって吸収の度合いが異なり、一般には黒のラインが最もよく光を吸収する。光が黒のラインを通過中のVsgの極小値をVpK、マゼンタのラインを通過中のVsgの極小値をVpMとすると、VpKとVpMは異なってしまう（以下、VpK、VpMを区別しない場合、Vpという）。
【００３０】
このようなVsgから一定のVpを減じても、図２（ｂ）のようにVsの最小値は略ゼロに揃わないので、変曲点の位置が安定せず、テストパターンのエッジを精度よく検出することが困難になる。
【００３１】
そこで、本実施形態では、テストパターンの色毎にVsgから減ずべき値を変更する。例えば、光の走査位置が黒のラインに相当する範囲では減ずべき値をVpMとし、マゼンタのラインに相当する範囲ではVpMとする。テストパターンのどの位置でVｐを切り換えるかは、ライン上でなければよく、図では黒のエッジとマゼンタのエッジの中点（極小値同士の中点）としている。
【００３２】
光が黒のラインを通過中のVsgからVpKを減じ、マゼンタのラインを通過中のVsgからVpMを減じることで、Vsgの極小値は全域で略ゼロに揃う。したがって、以降はテストパターンなしの場合の検出電圧ｙ´との比を取ることで、図３のように振幅の安定した検出電圧データｚが得られる。
【００３３】
〔構成〕
図４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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
図５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。
【００３８】
キャリッジ５には黒（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は黒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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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）するための印字位置ずれセンサ３０が搭載されている。印字位置ずれセンサ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。
【００４５】
この印字位置ずれセンサ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と並列に別の印字位置ずれセンサ３０を搭載することが好ましい。また、印字位置ずれセンサ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、一台の印字位置ずれセンサ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、一台の印字位置ずれセンサ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。
【００４６】
図６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。
【００４７】
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を実行してエッジ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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。例えば主走査駆動部３１３は、特許請求の範囲の相対移動手段に相当する。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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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に搭載した印字位置ずれセンサ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。
【００５７】
〔着弾位置ずれの補正〕
図７は、印字位置ずれセンサ３０がテストパターンのエッジ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は、図５の記録ヘッド２１と印字位置ずれセンサ３０を右側面板４から見た図になっている。例えば印字位置ずれセンサ３０は、特許請求の範囲の読み取り手段に相当する。
【００５８】
印字位置ずれセンサ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、印字位置ずれセンサ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、印字位置ずれセンサ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。
【００５９】
印字位置ずれセンサ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。
【００６０】
発光素子４０２には例えば、ＬＥＤを採用することができるが、可視光を投射可能な光源（例えば、レーザ、各種のランプ）であればよい。可視光とするのは、スポット光がテストパターンにより吸収されることを期待するためである。なお、発光素子４０２の波長は固定であるが、波長が異なる発光素子４０２を搭載した複数の印字位置ずれセンサ３０を搭載することも可能である。
【００６１】
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エッジ位置の求め方であれば十分に高精度にエッジ位置を検出できる。ただし、スポット径をより小さくすることも可能である。
【００６２】
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。
【００６３】
本実施形態の着弾位置ずれ補正は、テストパターンを形成する前と形成した後の２段階の処理を有する。しかしながら、主な違いはテストパターンを形成するか否かであるので、ここではテストパターンを形成する場合を説明する。
【００６４】
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。
【００６５】
また、ＣＰＵ３０１は、シート材１５０に形成したテストパターンを印字位置ずれセンサ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に印字位置ずれセンサ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。
【００６６】
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を共有メモリ５２５に格納する。
【００６７】
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、テストパターンのエッジ位置を検出して、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。
【００６８】
補正処理実行部５２６は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。
【００６９】
図８は、補正処理実行部５２６の機能ブロック図の一例である。補正処理実行部５２６は、印字前前処理部６１１、印字後前処理部６１２、同期処理部６１３、パターン非依存分除外処理部６１４、振幅補正処理部６１５及び吐出タイミング補正部６１６を有する。印字前前処理部６１１は、テストパターンが形成される前の検出電圧データに前処理を施し、印字後前処理部６１２は、テストパターンが形成された後の検出電圧データに前処理を施す。例えば、印字前前処理部６１１は、特許請求の範囲の第２の検出データ取得手段に相当する。例えば、印字後前処理部６１２は、特許請求の範囲の第１の検出データ取得手段に相当する。
【００７０】
同期処理部６１３は、テストパターンの形成前と形成後の検出電圧データを同期させる（位置を合わせる）。パターン非依存分除外処理部６１４は、検出電圧データからVp2を減算する。例えば、パターン非依存分除外処理部６１４は、特許請求の範囲の減算処理手段に相当する。振幅補正処理部６１５は、振幅補正処理を行うことでエッジ位置を演算するための演算対象データｚを生成する。例えば、振幅補正処理部６１５は、特許請求の範囲の信号補正手段に相当する。吐出タイミング補正部６１６は、テストパターンのエッジ位置から求めた着弾位置ずれ量に基づき液滴吐出タイミングを補正する。なおこれらの処理の詳細は後述する。例えば、吐出タイミング補正部６１６は特許請求の範囲の位置検出手段に相当する。
【００７１】
〔スポット光の位置とエッジ位置〕
続いて、図９、１０を用いてスポット光とエッジ位置の関係について説明する。
図９は、スポット光とテストパターンの一例を示す図である。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（以下、テストパターンとラインを厳密には区別せずに説明する。）。横切る際の速度は可変でもよいが、横断中は等速である。用紙などのシート材は紙送りによりラインの長手方向に移動しているため、スポット光はラインを斜めに横切るように移動するが、シート材が停止してもエッジ位置の特定方法は同じである。一般的な波長のスポット光とシート材ではテストパターンの重複面積が大きいほど、スポット光の反射光が低下するとしてよい。
【００７２】
なお、図９、１０ではスポット径d = テストパターンのライン幅Ｌとする。実際にはスポット光は若干の楕円になるが、テストパターンに並行に長軸を持つのでスポット光の形状はエッジ位置の精度にほとんど影響しない。
【００７３】
図１０は、本実施形態のエッジ位置の特定の概略を説明する図の一例である。図１０（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複していない。
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）。
【００７４】
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特定できる。
【００７５】
図１０（ｂ）は受光素子の検出電圧の一例を、図１０（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１０（ｄ）は図１０（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１０（ｄ）は、図１０（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１０（ｃ）の吸収面積は所定値から図１０（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。
【００７６】
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１０（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。
【００７７】
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特定できる。
【００７８】
〔エッジ位置の特定〕
図１１は、エッジ位置の特定方法を説明する図の一例である。図１１（ａ）は、検出電圧の概略図を、図１１（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処理実行部５２６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。
【００７９】
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。振幅補正処理により、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、検出電圧が不安定でも上限閾値Ｖruと下限閾値Ｖrdの間に変曲点が含まれている。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。吐出タイミング補正部６１６は交点Ｃ１と交点Ｃ２を二本のラインのエッジ位置に特定する。上下閾値の決定プロセスによれば、この交点Ｃ１とＣ２はほぼ変曲点と一致するとしてよい。
【００８４】
この後、吐出タイミング補正部６１６は、テストパターンの２本のライン間の理想的な距離と、交点Ｃ１とＣ２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着弾位置ずれ量である。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。
【００８５】
〔精度低下要因〕
このように、上限閾値と下限閾値の間の検出電圧データを用いてエッジを検出する場合、上限閾値と下限閾値の間に少なくとも変曲点が含まれていなければ、エッジを検出できない。上限閾値と下限閾値（２つのスレッシュホールド）が形成する幅を、以下、「スレッシュ領域」という。スレッシュ領域は検出電圧を単位とするが、検出電圧に対応する吸収面積でも定義できる。
【００８６】
図１２は、吸収面積と吸収面積の増加率の一例をそれぞれ示す図である。図１２のＡのスレッシュ領域に変曲点があれば、図９で説明したように、吐出タイミング補正部６１６はエッジ位置を精度よく検出することができる。
【００８７】
これに対し、図１２のＢのスレッシュ領域に変曲点がある場合、Ａのスレッシュ領域から回帰直線を求めても、吐出タイミング補正部６１６は正確なエッジ位置を検出することはできない。また、変曲点がＢのスレッシュ領域にあることが分かっていれば、スレッシュ領域をＡからＢの位置に移動して吐出タイミング補正部６１６が回帰直線を求めることもできるが、変曲点の位置が大きくずれることは、検出電圧や吸収面積のカーブが変形している可能性がある。例えば、カーブの傾きが大きくなったスレッシュ領域から、吐出タイミング補正部６１６が回帰直線を求めると、交点Ｃ１、Ｃ２も大きくずれる可能性がある。このことは、図１２の下図で、Ａのスレッシュ領域では頂点付近を含む位置の幅を十分に狭い範囲で推定できるに対し、Ｂのスレッシュ領域では変曲点（図１２ではスレッシュ領域Ｂ内にはないが）付近を含む位置の幅を狭い範囲で推定しにくいことによって示されている。
【００８８】
したがって、検出電圧の振幅が、変曲点がスレッシュ領域Ａに入らないほどに変動した場合、スレッシュ領域Ａからエッジ位置を特定したり、変曲点そのものを求めてスレッシュ領域を移動してエッジ位置を決定することは好適ではないことがわかる。
【００８９】
そこで、本実施形態の補正処理実行部５２６は、検出電圧の振幅を略一定に補正することで、変曲点がスレッシュ領域に入るようして、エッジ位置を精度よく検出する。
【００９０】
図１３（ａ）は振幅が不安定な検出電圧の一例を、図１３（ｂ）は振幅の補正後の検出電圧の一例をそれぞれ示す。図１３（ａ）のような検出電圧は一般には得られないが、印字位置ずれセンサ３０がトレーシングパーパーのように透過率の高いシート材１５０に形成されたテストパターンを読み取ると、振幅がバラつくことが知られている。図示するように振幅が不安定になることで、変曲点がスレッシュ領域から外れてしまう。元のスレッシュ領域のまま、補正処理実行部５２６が交点Ｃ１，Ｃ２を求めると、変曲点が含まれない検出電圧から交点Ｃ１，Ｃ２を求めることになるので、エッジ位置は正確でないことになる。スレッシュ領域が変曲点を含むようにスレッシュ領域を移動させると、移動する前の交点Ｃ１，Ｃ２の求め方でエッジ位置を精度よく決定できるという保証がない。
【００９１】
これに対し、図１３（ｂ）に示すように、振幅の極大値を揃えることで、変曲点をスレッシュ領域に含ませること、及び、スレッシュ領域の中心付近に集中させることが可能になる。これにより、図１２のＡのスレッシュ領域と同様、吐出タイミング補正部６１６は回帰直線を求めるという簡単な近似で、精度よくエッジ位置を検出することができる。
【００９２】
なお、本実施形態ではトレーシングパーパーを例に説明するが、透過率の高いシート材１５０であれば同様の課題が生じる。例えば、トレーシングパーパー以外の普通紙でも十分に紙が薄い場合には本実施形態のエッジ位置の検出方法が有効である。したがって、本実施形態の液滴吐出タイミングの補正処理は特定の材質や種類、厚みを有するシート材１５０に限定されない。また、厚みが十分にある普通紙に適用することもできる。
【００９３】
〔スポット光の径とテストパターンの線幅〕
図９ではスポット径d = テストパターンのライン幅Ｌとしたが、「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」でも、エッジ位置は検出可能である。
【００９４】
図１４（ａ）は、スポット径ｄ ＞ テストパターンのライン幅Ｌの関係にあるスポット光とテストパターンの一例を示す。ここでは「ｄ／２＜Ｌ＜ｄ」であるとする。図１４（ｂ）は受光素子の検出電圧の一例を、図１４（ｃ）は吸収面積の一例を、図１４（ｄ）は図１４（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。
【００９５】
スポット径ｄ ＞ テストパターンのライン幅Ｌ  であることは、スポット光とテストパターンが完全には重畳しないことを意味するので、図１４（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。
【００９６】
しかしながら、本実施形態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ｄはｄ／２＜Ｌであればよい。すなわち、スポット径ｄ が テストパターンのライン幅Ｌに比べて極端に大きくなければよい。
【００９７】
図１５（ａ）は、スポット径ｄ ＜ テストパターンのライン幅Ｌの関係にあるスポット光とテストパターンの一例を示す。図１５（ｂ）は受光素子の検出電圧の一例を、図１４（ｃ）は吸収面積の一例を、図１５（ｄ）は図１５（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。
【００９８】
スポット径ｄ ＜ テストパターンのライン幅Ｌ  であることは、スポット光とテストパターンが完全に重畳した状態が継続することを意味するので、図１５（ｂ）（ｃ）に示すように検出電圧や吸収面積が一定の領域が生じる。また、図１５（ｄ）に示すように、吸収面積の増加率がゼロとなる領域が生じる。その後、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、増加率が緩やかに減少する（減少率が増加）。
【００９９】
このような場合、図９と同様に、変曲点近傍の検出電圧データが十分に得られるので、吐出タイミング補正部６１６は十分に交点Ｃ１、Ｃ２を求めることができる。
【０１００】
〔ライン方式の画像形成装置の場合〕
本実施形態では、図４，５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。
【０１０１】
図１６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、各色毎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。
【０１０２】
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、印字位置ずれセンサ３０がヘッドの数だけ配置されている。すなわち、１つの印字位置ずれセンサ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つの印字位置ずれセンサ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。
【０１０３】
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エッジ位置を検出し、その位置ずれ量から液滴吐出タイミングを補正する。
【０１０４】
以上のように、ライン方式の画像形成装置１００においても、適切に印字位置ずれセンサ３０を配置することで着弾位置ずれを補正できる。
【０１０５】
〔信号補正〕
以下、本実施形態の検出電圧の信号補正について説明する。
図１７（ａ）は、補正前の受光素子の検出電圧の一例を、図１７（ｂ）は振幅補正された検出電圧の一例をそれぞれ示す。
【０１０６】
図１７（ａ）はトレーシングパーパーのような透過率の高いシート材１５０に印字されたテストパターンを受光素子が読み取った場合の検出電圧の波形である。用紙自体の反射光の強度が変動するため、図１７（ａ）のように波形の極大値（地肌読み取り部分）及び極小値（パターン読み取り部分）が不揃いで変動が大きい。
【０１０７】
図１７（ｂ）は、パターン非依存分除外処理及び振幅補正処理後の検出電圧の波形の一例である。本実施形態の信号補正により、テストパターンに依存しない受光分の電圧が排除され、また、極大値及び極小値のバラツキが低減された、安定した出力データが得られる。このため、以降の着弾位置ずれ量を高精度に算出し、着弾位置ずれを高精度に補正することができる。
【０１０８】
本実施形態の信号補正は、
・パターン非依存分除外処理
・振幅補正処理
の２つの補正を有している。
【０１０９】
また、信号補正するために、前処理が必要とされる。よって、処理手順は以下のようになる。
（１）前処理
（２）信号補正
（2-1）パターン非依存分除外処理、（2-2）振幅補正処理
＜前処理＞
以下、前処理について説明する。前処理は前処理Ａと前処理Ｂに分けることができる。前処理Ａは、テストパターン形成前の白紙状態（バックグラウンド）の検出電圧データに対する以下の処理により構成される。
・前処理Ａ
(i)  ｎ回スキャン
(ii)  同期処理
(iii)  平均化
(iv)  フィルタ処理
前処理Ｂは、テストパターン形成後の検出電圧データに対する以下の処理により構成される。
・前処理Ｂ
(i)  ｎ回スキャン
(ii)  同期処理
(iii)  平均化
＜前処理Ａ＞
・前処理Ａ−(i)   
図１８は、Ａ-(i)のｎ回スキャンの測定結果の一例を示す図である。ｎ回スキャンに先立ち、ｎ回スキャン部はシート材（ex、普通紙、トレーシングペーパ）に対するセンサキャリブレーションを行う。ｎ回スキャン部は、受光素子が検出し最終的にＡ／Ｄ変換回路５２３が変換した反射光の検出電圧が、ある一定値になるようにＣＰＵ３０１に要求する。ＣＰＵ３０１は、検出電圧がある範囲に入るようにフィードバック制御する。例えば、検出電圧が４．４〔Ｖ〕より大きければ発光制御手段５１１の発光量を低減し、検出電圧が４．０〔Ｖ〕未満であれば発光制御手段５１１の発光量を増大する。図１８（ａ）（ｂ）に示すように、センサキャリブレーションにより、検出電圧は４．０〜４．４〔Ｖ〕の範囲に入るようになる。なお、目標値を４．０〜４．４Ｖに設定したＰＩ制御やＰＩＤ制御によりセンサキャリブレーションしてもよい。
【０１１０】
この検出電圧は、上記のVsg2（テストパターンが形成されていない領域の検出電圧）である。ｎ回スキャン部は図１８（ａ）（ｂ）のような検出電圧データをｎ個取得する。
【０１１１】
・前処理Ａ-(ii)
図１９はＡ-(ii)の同期処理を説明する図の一例である。平均化部はｎ回スキャン部が取得したｎ個の検出電圧データの平均を算出する。検出電圧データはスポット光がシート材１５０以外を走査しても検出されるが、必要なのはシート材１５０上を走査したときに得られた検出電圧のみである。このため、同期化部は、ｎ個の検出電圧データの始まりをシート材１５０の紙端に揃える。
【０１１２】
ｎ回の検出電圧データを紙端から始めるため、同期化部は検出電圧データが閾値を最初に越えたところを、シート材１５０の紙端として検出する。平均化されるための検出電圧データは、閾値を超えた以降のデータである（閾値を超えた検出電圧データを先頭１個目のデータとして扱う）。閾値はセンサキャリブレーションの目標値を４．０〔Ｖ〕とした場合、それよりもやや小さい３．５〜３．９〔Ｖ〕程度である。
【０１１３】
このような同期方法の他、エンコーダセンサ４２が検出した主走査方向の位置情報に検出電圧データを対応づけて記憶しておき、位置情報を一致させてｎ個の検出電圧データの同期を取ってもよい。
【０１１４】
・前処理Ａ−(iii)
次に、ｎ個の検出電圧データはシート材１５０の紙端を走査方向の基準位置（位置がゼロ）として、位置毎にｎ個の検出電圧データを有する。この位置は、エンコーダセンサが検出するキャリッジ５の位置であるが、スポット光の重心位置と１対１に対応するので、以下、スポット光の重心位置として説明する。すなわち、平均化部は重心位置毎にｎ個の検出電圧データの平均を算出する。
【０１１５】
・前処理Ａ-(iv)
図２０は、フィルタ処理を説明する図の一例である。フィルタ処理部は、平均化部が平均した重心位置毎の検出電圧データの平均値をフィルタ処理する。具体的には、着目している検出電圧データの前後ｍ個（着目しているデータを含めｍ個とする）のデータを抽出して、平均を算出する。これにより、測定ノイズが低減され、同期処理で同期しきれなかった検出電圧データのズレを低減することができる。
【０１１６】
図２０では、実線の波形がフィルタ処理前の検出電圧データであり、点線の波形がフィルタ処理後の検出電圧データである。フィルタ処理前の検出電圧データはＡ／Ｄ変換回路５２３の分解能の影響を受け階段状の変動を示すが、フィルタ処理によりなだらかになることがわかる。
【０１１７】
＜前処理Ｂ＞
・前処理Ｂ-(i)
図２１は、Ｂ-(i)のｎ回スキャンを説明する図の一例である。図２１（ａ）では、Ａ-(i)のn回スキャンが行われたシート材１５０に色の異なるラインを含むテストパターンが形成されている。色の数は２色以上であればよいが、一般の画像形成装置ではＣＭＹＫの４色、又は、インク種類が多い画像形成装置では６〜９色のインクを有する。テストパターンの色の数は何色でもよい。
【０１１８】
図２１（ｂ）はテストパターンが形成されたシート材１５０からの反射光を受光素子が受光した際の検出電圧データの波形を示す。ｎ回スキャン部はこのようなデータをｎ回取得する。
【０１１９】
・前処理Ｂ-(ii)
図２２は同期処理を説明する図の一例である。上段は同期前の検出電圧データを、下段は同期後の検出電圧データをそれぞれ模式的に示す。テストデータの形成前と異なりテストデータの形成後は、ｎ回の検出電圧データの極大値同士、及び、極小値同士を一致させることで、エッジ位置を揃えることができる。図２１のような波形データの極大値同士、及び、極小値同士を一致させる（完全に一致させることは困難であるが）には、いくつか方法がある。
【０１２０】
比較的簡単な方法は、Ａ−(ii)と同様に、ｎ個の検出電圧データの始まりをシート材１５０の紙端に揃えることである。テストパターンが紙端に対し同じ位置に形成されていれば、複数の検出電圧データの極大値及び極小値も同じ位置に揃えることができる。
【０１２１】
またＡ−(ii)と同様に、エンコーダセンサ４２が検出した主走査方向の位置情報に検出電圧データを対応づけて記憶しておき、位置情報を一致させてｎ個の検出電圧データの同期を取ってもよい。
【０１２２】
また、同期化部は、ｎ個の検出電圧データの位置をずらしながら、ｎ個の検出電圧データのズレが最小になるようにｎ個の検出電圧データの位置を決定することもできる。図２２（ｂ）はこの手順を模式的に示す。まず、同期化部は、ｎ個の検出電圧データの始まりをシート材１５０の紙端に揃えて初期値とする。同期化部は、重心の位置毎に、ｎ個のデータから全ての組合せに従って２つずつ取り出し、差の二乗和を算出する。そして、位置毎の差の二乗和の合計を算出する。
【０１２３】
次に、ｎ個の検出電圧データのｎ-1個を固定して、残りの１個のｎ番目の検出電圧データの重心位置を1単位ずらす。ずらす量の１単位は、エンコーダセンサの１パルス分であることが好ましいが、計算時間を考慮して数パルス〜数十パルスを１単位にすることもできる。ｎ番目の検出電圧データの重心位置を1単位ずらした状態で、差の二乗和を算出し、各重心位置の差の二乗和の合計を算出する。また、同期化部は、ｎ番目の検出電圧データの重心位置を、1単位ずつ、所定のサーチ範囲まで（例えば、線幅の半分程度）ずらし、差の二乗和を算出すると共に、各重心位置の差の二乗和の合計を算出する。
【０１２４】
次に、同期化部は、ｎ個の検出電圧データのｎ-２個を固定して、ｎ-1番目の検出電圧データの重心位置を1単位ずらし、差の二乗和を算出すると共に、各重心位置の差の二乗和の合計を算出する。また、同期化部は、ｎ-1番目の検出電圧データの重心位置を１単位ずらした状態で、ｎ番目の検出電圧データの重心位置を、1単位ずつ、サーチ範囲までずらし、差の二乗和を算出すると共に、各重心位置の差の二乗和の合計を算出する。
【０１２５】
同期化部は、ｎ-1番目の検出電圧データの重心位置をさらに１単位ずらした状態で（合計２単位）、ｎ番目の検出電圧データの重心位置を、1単位ずつ、サーチ範囲までずらし、差の二乗和を算出すると共に、各重心位置の差の二乗和の合計を算出する。同期化部は、ｎ-1番目の検出電圧データの重心位置を、1単位ずつ、サーチ範囲までずらしながら、同様の処理（ｎ番目の検出電圧データの重心位置を、1単位ずつ、サーチ範囲までずらし、差の二乗和を算出すると共に、各重心位置の差の二乗和の合計を算出する）を繰り返す。
【０１２６】
次に、同期化部は、ｎ個の検出電圧データのｎ-３個を固定して、ｎ-２番目の検出電圧データの重心位置を1単位ずらし、差の二乗和を算出すると共に、各重心位置の差の二乗和の合計を算出する。また、同期化部は、ｎ-２番目の検出電圧データの重心位置を１単位ずらした状態で、ｎ番目の検出電圧データの重心位置を、1単位ずつ、サーチ範囲までずらし、差の二乗和を算出すると共に、各重心位置の差の二乗和の合計を算出する。
【０１２７】
また、同期化部は、ｎ-２番目の検出電圧データの重心位置を１単位ずらした状態で、ｎ-1番目の検出電圧データの重心位置を1単位ずらし、その状態で、ｎ番目の検出電圧データの重心位置を、1単位ずつ、サーチ範囲までずらし、差の二乗和を算出すると共に、各重心位置の差の二乗和の合計を算出する。
【０１２８】
また、同期化部は、ｎ-２番目の検出電圧データの重心位置を１単位ずらした状態で、ｎ-1番目の検出電圧データの重心位置をさらに１単位ずらし（合計２単位）、その状態で、ｎ番目の検出電圧データの重心位置を、1単位ずつ、サーチ範囲までずらし、差の二乗和を算出すると共に、各重心位置の差の二乗和の合計を算出する。同期化部は、ｎ-1番目の検出電圧データの重心位置を1単位ずつ、サーチ範囲までずらして同様の処理を行う。
【０１２９】
同期化部はｎ-２番目の検出電圧データの重心位置をさらに１単位ずらして（合計２単位）、ｎ-1番目の検出電圧データとｎ番目の検出電圧データに対し、同様の処理を繰り返す。以上のような処理を、ｎ個の検出電圧データのうち移動していない検出電圧データが１つになるまで繰り返すことで、各検出電圧データの重心位置の全ての組合せでずらしたことになる。
【０１３０】
同期化部は、重心位置毎の差の二乗和の合計が最小になった時のｎ個の検出電圧データの相対的な重心位置を、同期処理後の重心位置に決定する。
【０１３１】
・前処理Ｂ−(iii)
平均化部は同期化したｎ個の検出電圧データの平均を算出する。ｎ個の検出電圧データは、位置毎にｎ個の検出電圧データが存在するので、平均化部は重心位置毎にｎ個の検出電圧データの平均を算出する。
【０１３２】
＜信号補正処理＞
信号補正の前に同期処理部６１３が同期処理を行う。同期処理部６１３は、Ａ-(i)〜(iv)の前処理が施されたテストパターン印字前の検出電圧データと、Ｂ-(i)〜(iii)の前処理が施されたテストパターン印字後の検出電圧データの紙端を揃える。
【０１３３】
揃え方はＡ-(ii)と同様に、閾値を最初に越えた検出電圧データを先頭１個目のデータとすることで行う。以下、説明のため、テストパターン印字前の検出電圧データを白紙測定データVsg2、テストパターン印字後の検出電圧データをパターン測定データVsg1という。
【０１３４】
以下、信号補正処理について説明する。
【０１３５】
（2-1）パターン非依存分除外処理
パターン非依存分除外処理は、Vsg（＝Vs＋Vp）からテストパターンに依存しない検出電圧分を低減する処理を行う。具体的には、Vsgから上記のVp2（＝Vp1なので以下「Vp」とする）を減じる。これにより、パターン以外に起因する検出電圧を排除することができる。
【０１３６】
図２３は、VsgとVｐを説明する図の一例である。上記のようにテストパターンの有無に関係なくVpはほぼ一定であるが、厳密にVpを求めることは困難なので、スポット光がテストパターンを走査した際の検出電圧Vsgの極小値をVpとする。このため、パターン非依存分除外処理部６１４は、パターン測定データを順番に検索して極小値を全て取り出す。具体的には、例えば、紙端内でパターン測定データがある閾値未満になると、より小さいデータが検出される毎に置き換えていき、最後のデータを所定値以上上回るデータが得られたら、最後に記憶したデータをVpとする。これを図の極小値毎に繰り返す。なお、必ずしも最も小さい極小値としなくてもよく、例えば、全ての極小値の平均、中央値、最も大きい極小値をVpとすることもできる。
【０１３７】
パターン非依存分除外処理部６１４は、以下を算出する。
・白紙測定データVsg2−Vp
・パターン測定データVsg1−Vp
図２４（ａ）はパターン測定データの出力波形の一例を、図２４（ｂ）はパターン測定データからVpを減じた出力波形の一例を、それぞれ示す。図２４（ａ）と（ｂ）を比較すると分かるように、パターン非依存分除外処理により約１〔V〕ほど全体的にパターン測定データが小さくなっていることが分かる。
【０１３８】
図２４（ｃ）は白紙測定データの出力波形の一例を、図２４（ｄ）は白紙測定データからVpを減じた出力波形の一例を、それぞれ示す。図２４（ｃ）と（ｄ）を比較すると分かるように、パターン非依存分除外処理により約１〔V〕ほど全体的に白紙測定データが小さくなっていることが分かる。
【０１３９】
なお、ここでは単一色のテストパターンの場合を例を挙げて説明したが、複数の色のテストパターンの場合にも本処理は適用できる。その場合、最も多くスポット光を吸収する色のテストパターンでの極小値がVpとなる。この場合、他の色のテストパターンの部分では除外しきれない電圧が残るが、若干残った場合にも位置の検出精度は向上する。
【０１４０】
続いて、説明のため、以下のように置き換える。
白紙測定データｘ´＝白紙測定データVsg1−Vp
パターン測定データｙ´＝パターン測定データVsg2−Vp
（2-2）振幅補正処理
まず、演算対象データｚを求める際の考え方について説明する。
シート材１５０に画像が何も形成されていない状態でも、シート材１５０の反射光や反射率は、透過性や結晶性といったシート材１５０の特性で変動する。また、シート材１５０の指向性の高さにより程度に差はあるが、シート材１５０の凹凸やシート材１５０を支えるプラテン等の傾きが一定でないといった要因で、光軸がずれることによる反射率の変動もある。
【０１４１】
さらに、受光素子とシート材１５０の距離が一定でなかったり、プラテン４０の保持機構や、様々な事象を要因とする振動、電源変動や制御的な相性等、シート材１５０を走査するスポット光の位置に関係する反射率の変動要因は枚挙にいとまがない。
【０１４２】
しかし、変動要因は様々であるが、どのような要因であっても区別することなく、反射率の変動を位置または時間の関数として表現できる。この反射率の変化をバックグラウンド変動と呼ぶことにする。
【０１４３】
以下、説明を容易にするため、以下のイメージしやすい例を用いて説明する。
・位置または時間の関数を、時間の関数とする
・バックグラウンド変動を時間の関数 Kbgとする
・非印字媒体を白紙の紙とする
・受光素子で検知したい変化を、紙に吐出されたインクの位置とする
・有効数字確保や演算上、適当な係数を最大電位 Vmaxとする
・センサで測定する値を電圧値Vとする
まず、インクの色素が光を吸収するメカニズムを考える。インクに入射してくる光子は、色素固有のエネルギー状態を下回った時に吸収される（光のエネルギーは
振動数に比例し可視光であれば振動数により色が変わることから理解される）。色素のエネルギー状態は外界からエネルギーを加えることで変化させることもできるが、工業的には、特に意図的な制御を行わない限り、一定とみなせることが多い。
【０１４４】
ここでは一定とみなしうる場合を考え、色素のエネルギー状態を色素が光を取り込まない確率と考え、この一定値をKi（＜１）とする。入射光を1とすると反射光として帰還するのを妨げる確率(反射光率)は(1-Ki)となる。例えば、Kiを０．３とすれば、０．７の光は反射光として帰還できない。
【０１４５】
本実施形態の受光素子が検出したいのは、位置毎に量の異なる反射光率(1-Ki)の変化である。よって、反射光率(1-Ki)を定量化するためには、位置の関数(1-Ki)と、測定電圧が比例関係にあることが望ましい。
【０１４６】
つまり、測定電圧をVとしたとき、
V  ∝  (1-Ki)  
と仮定すれば、測定電圧Vは反射光率に比例する。
【０１４７】
しかし、実際にはバックグラウンド変動があるため、
V  ∝  Kbg  ×  (1-Ki)  
となる。
【０１４８】
ここで改めて、処理したい変動(1-Ki)をZとおくと、
V  ∝  Kbg  ×  Z  
⇔  Z  ∝  (  1 /  Kbg  )  ×  V    となる。
Vmax  を適当に定めることで、これは
Z  ＝  (  Vmax /  Kbg  )  ×  V  …（１）
となる。
【０１４９】
この式（１）は、時間関数KbgとVが同じ時間の関数であれば、バックグラウンド変動が含まれる測定電圧を、あたかもバックグラウンド変動が無いかのように扱えるよう補正できることを示している。
【０１５０】
しかし、現実的にはKbgの性質上、KbgとVを同時に測定することができないので、KbgとVをそれぞれ測定し、時間軸を合わせることで、同じ位置のKbｇとVを測定できたことになる。この処理は、信号補正処理の同期処理が相当する。
【０１５１】
式（１）の各変数を、本実施形態で説明したデータで表すと、以下のように対応する。
Kbg  ＝  ｙ´
V    ＝  ｘ´
Z    ＝  Vsg  ＝ｚ
Vmax ＝  Vsgの最大値（例えば４Ｖ）＝Vmax−Vp
実際にはZは、最終的な演算対象のデータとなるので、実測されているVsgと一致するわけではないが、Vsgの代わりに得られるデータがZであるので、「Z＝Vsg」とし、さらに「Z＝ｚ」とする。また、Vmaxは適宜定めることができるので、ｚが演算対象データであることからVsgの最大値、すなわちVsgの理想的な振幅とする。なお、VmaxにはVpが含まれているので、Vmax ＝  Vmax−Vpと置き直している。以上から式（１）を書き直すと次式のようになる。
【０１５２】
ｚ  ＝    Vmax ×ｘ´/ｙ´  …（２）
図２５は、ｘ´とｙ´から得られる演算対象データｚを模式的に説明する図の一例である。図２５（ａ）ではｘ´とｙ´を１つに重ねて表示しており、図２５（ｂ）では演算対象データｚとVmaxを表示している。
【０１５３】
式（２）によれば、ｘ´/ｙ´により、両者に含まれるバックグラウンド変動を消去することができる。また、スポット光が、テストパターンがない場所を照射するとｘ´とｙ´が等しくなり、テストパターンがある場所を照射するとｘ´が略ゼロとなる。このことは、ｘ´/ｙ´が、ある位置の変動を含んだｘ´がｙ´を基準にした場合にどのくらいの比率で含まれるかを表すこと、すなわち、バックグラウンド変動を除去した際の白紙測定データとパターン測定データの比を表すと考えらえる。
【０１５４】
したがって、この比にVmaxを乗じれば、バックグラウンド変動が除去され、テストパターン部で極小に無地部で極大になる振幅が一定の演算対象データｚが得られることが分かる。
【０１５５】
以上の考え方に基づき、振幅補正処理部６１５は、式（２）の演算を行う。ｘ´とｙ´はすでに求められており、Vmaxは予め定められた固定値Vmax（例えば４〔V〕）からVpを減じることで求められる。したがって、振幅補正処理部６１５は図２５（ｂ）のような振幅が一定の演算対象データｚを得ることができる。この後、吐出タイミング補正部６１６は上述したように交点Ｃ１、Ｃ２をエッジ位置に決定することができる。
【０１５６】
なお、固定値Vmaxは固定されている必要はなく、極大値と相関するVsg2の平均値や中央値などでもよい。印字前前処理部６１１がテストパターン形成前に行ったｎ回スキャンのVsg2はテストパターン形成後の検出電圧の最大値となるので、固定値Vmaxとみなすことができる。
【０１５７】
〔動作手順〕
図２６は、補正処理実行部５２６が信号補正する手順の一例を示すフローチャート図である。
【０１５８】
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）。
【０１５９】
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）。
【０１６０】
図２７（ａ）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（具体的には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。
【０１６１】
ＣＰＵ３０１によって発光制御手段５１１に印字位置ずれセンサ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）。
【０１６２】
印字位置ずれセンサ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）。
【０１６３】
所望の電圧値になっていれば（Ｓ２２のＯＫ）、図２７（ａ）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。
【０１６４】
次に、印字前前処理部６１１のｎ回スキャン部は、キャリッジ５をホームポジションまで移動し、テストパターン形成前のｎ回スキャンを行い、ｎ個の検出電圧データを共有メモリ５２５に記憶する（Ｓ３ａ）。
【０１６５】
図２７（ｂ）はＳ３の処理を説明するフローチャート図の一例である。まず、ＣＰＵ３０１がセンサ光源を点灯させる（Ｓ３１）。
【０１６６】
次に、光電変換回路５２１等が検出電圧データの取り込みを開始する（Ｓ３２）。取り込みを開始したら、主走査駆動部３１３は主走査駆動モータ２７によりキャリッジ５を移動させていく（Ｓ３３）。つまり、キャリッジ５が移動ながら、光電変換回路５２１等が検出電圧データを取り込む。データのサンプリングは例えばは２０ｋＨｚ（50μs間隔）である。
【０１６７】
キャリッジ５が画像形成装置の端部に到達すると、光電変換回路５２１等は検出電圧データの取り込みを終了する（Ｓ３４）。主制御部３１０は一連の検出電圧データを共有メモリ５２５に蓄積する。主制御部３１０はキャリッジ５をホームポジションで停止させる（Ｓ３５）。
【０１６８】
ＣＰＵ３０１は所定の回数、検出電圧データの読み取りをｎ回完了したか否か確認し、完了している場合は次のＳ５処理に進み、完了していない場合はＳ３の検出電圧データの読み取り処理を再度行う（Ｓ４）。
【０１６９】
次に、印字前前処理部６１１は共有メモリ５２５に蓄積された所定の回数読み取ったテストパターン形成前の検出電圧データを読み出して前処理を実行し、そのデータをＲＡＭ３０３に保存する（Ｓ５）。Ｓ５の前処理の内容は図２７（ｃ）に示されるがすでに説明したので省略する。
【０１７０】
次に、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を移動させると共に、ヘッド駆動制御部３１２が記録ヘッド２１〜２４を駆動して着弾位置ずれ調整用のテストパターンを形成する（Ｓ６）。
【０１７１】
次に、印字後前処理部６１２のｎ回スキャン部は、キャリッジ５をホームポジションまで移動し、テストパターン形成後のｎ回スキャンを行い、ｎ個の検出電圧データを共有メモリ５２５に記憶する（Ｓ３ｂ）。処理内容は図２７（ｂ）と同様である。
【０１７２】
ＣＰＵ３０１は所定の回数、検出電圧データの読み取りをｎ回完了したか否か確認し、完了している場合は次のＳ８の処理に進み、完了していない場合はＳ３のパターンデータ読み取り処理を再度行う（Ｓ７）。
【０１７３】
次に、印字後前処理部６１２は共有メモリ５２５に蓄積された所定の回数読み取った検出電圧データを読み出して前処理を実施し、そのデータをＲＡＭ３０３に保存する（Ｓ８）。Ｓ８の前処理の内容は図２７（ｄ）に示されるがすでに説明したので省略する。
【０１７４】
次に、同期処理部６１３は前処理が施された白紙測定データとパターン測定データをＲＡＭ３０３より読み出して、同期化処理によって位置あわせを行う（Ｓ９）。
【０１７５】
次に、パターン非依存分除外処理部６１４は、パターン測定データの極小値からＶｐを求め、白紙測定データとパターン測定データからそれぞれＶｐを減算する（Ｓ１０）。
【０１７６】
次に、振幅補正処理部６１５は、式（２）を用いて振幅補正処理を行い演算対象データｚを生成する（Ｓ１１）。これにより、変曲点がスレッシュ領域内に揃った検出電圧データが得られた。  吐出タイミング補正部６１６は、演算対象データｚによりエッジ位置を検出し、液滴の着弾位置ずれを補正する（Ｓ１２）。すなわち、吐出タイミング補正部６１６は下限閾値Ｖrdと上限閾値Ｖruから交点Ｃ１，Ｃ２を求める。交点Ｃ１とＣ２の中点がテストパターンを構成するラインの位置である。吐出タイミング補正部６１６は各ライン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する。
【０１７７】
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置１００は、プラテンなどからの反射光を排除し、さらに検出電圧の振幅がほぼ一定になるように補正することで、変曲点の位置をスレッシュ領域内に揃えることができるので、エッジ位置を精度よく求めることができ、液滴の着弾位置ずれを精度よく補正することができる。
【実施例２】
【０１７８】
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。
【０１７９】
図２８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２８において図４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。
【０１８０】
図２８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。
【０１８１】
図２９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５７０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５７０は、液滴吐出タイミングの補正値を算出する処理を行う。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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５７０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。
【０１８６】
図３０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の補正処理実行部は印字前後のｎ回スキャン部のみ有し、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。
【０１８７】
補正処理演算部６２０は印字前の同期化部、平均化部、フィルタ処理部、印字後の同期化部、平均化部、同期処理部６１３、パターン非存分除外処理部６１４、振幅補正処理部６１５、及び、吐出タイミング補正部６１６を有する。各ブロックの機能は実施例１と同様なので説明は省略する。
【０１８８】
画像形成システム５００では、画像形成装置側のｎ回スキャン部が印字前と印字後のｎ個のデータをサーバ２００に送信する。サーバ側の補正処理演算部６２０は、パターン非存分除外処理や振幅補正処理を行って、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。
【０１８９】
図３１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２６のＳ５，Ｓ８〜Ｓ１２をサーバ２００が行い、これら以外の印字前後のｎ回のスキャンに必要な処理を画像形成装置１００が行う。
【０１９０】
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Ｓ４-１において印字前のｎ個のスキャン結果を送信する処理、Ｓ７-１において印字後のｎ個のスキャン結果を送信する処理、を新たに行う。また、画像形成装置１００は、Ｓ７-２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。
【０１９１】
これに対し、サーバ２００は、Ｓ１２において振幅補正処理を行い、Ｓ１２の後、Ｓ１３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。
【０１９２】
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】
【０１９３】
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      印字位置ずれセンサ
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    パターン非依存分除外処理部
６１５    振幅補正処理部
６１６    吐出タイミング補正処理部
６２０    補正処理演算部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１９４】
【特許文献１】特開２００８−２２９９１５号公報
【図１】
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【図２】
0005998468.tif 000003
【図３】
0005998468.tif 000004
【図４】
0005998468.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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