(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に形成した複数のラインからなる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、
前記テストパターンを形成するため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、テストパターンを形成するテストパターン形成手段と、
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、
テストパターンを前記光が移動している間に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、
予め定められた上限から下限内に含まれる前記強度データにライン位置決定演算を施し前記ラインの位置を検出する位置検出手段と、を有し、
前記テストパターン形成手段は、
前記複数のラインのうち少なくとも一色のラインが液滴の吐出タイミングを調整しようとしているノズルが吐出する第一の液滴と該第一の液滴とは異なる第二の液滴から形成されるテストパターンを形成すること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記テストパターンを構成する複数のラインが反射する反射光の極小値が同程度になることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
記録媒体に対して、前記第二の液滴のパターンのみを吐出した場合、当該記録媒体から前記受光手段が取得した前記反射光の強度データの極小値は、予め定められた前記上限を下回らない、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記テストパターン形成手段は、前記第二の液滴のパターンを前記第一の液滴のパターンよりも広い領域、かつ、前記第一の液滴のパターンの全体が前記第二の液滴のパターン内に入るように前記一色のラインを形成する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記テストパターン形成手段は、前記第一の液滴のパターンを吐出した後に前記第二の液滴のパターンを吐出して前記ラインを形成する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記テストパターン形成手段は、前記第二の液滴のパターンを吐出した後に前記第一の液滴のパターンを吐出して前記一色のラインを形成する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
記録媒体に前記第二の液滴のパターンのみを形成した場合、前記第二の液滴のパターンの形成された部分と、前記記録媒体の液滴のない部分との前記強度データの差は、
前記テストパターンに含まれる前記複数のラインのうち、前記強度データの極小値が最も小さいラインの当該極小値と、前記第一の液滴のパターンのみが吐出された前記記録媒体から取得される前記強度データの極小値の差と同程度である、
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記テストパターンが形成される前に、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二の強度データを記憶する第二の強度データ記憶手段と、
前記テストパターンが形成された後に、前記走査位置と同じ走査位置の前記テストパターン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一の強度データを記憶する第一の強度データ記憶手段と、
前記第一の強度データと前記第二の強度データのそれぞれから前記第一の強度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二の強度データに対する前記第一の強度データの割合を算出して、前記第一の強度データの極大値を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請求項１〜７のいずれか１項に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、
前記記録媒体に形成された複数のラインからなるテストパターンを形成するため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、前記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のパターン位置検出方法であって、
テストパターン形成手段が、前記パターンデータを読み出して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、
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強度データ記憶手段に記憶するステップと、
位置検出手段が、予め定められた上限から下限内に含まれる前記強度データにライン位置決定演算を施し前記ラインの位置を検出するステップと、を有し、
前記テストパターンを形成するステップにおいて、前記テストパターン形成手段は、前記複数のラインのうち少なくとも一色のラインが液滴の吐出タイミングを調整しようとしているノズルが吐出する第一の液滴と該第一の液滴とは異なる第二の液滴から形成されるテストパターンを形成すること、を特徴とするパターン位置検出方法。
【請求項１０】
記録媒体に形成された複数のラインからなる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、
テストパターンを形成するテストパターン形成手段と、
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、
を有する画像形成装置と、
前記テストパターンを前記光が移動している間に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、
前記テストパターンを形成するため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、
予め定められた上限から下限内に含まれる前記強度データにライン位置決定演算を施し前記ラインの位置を検出する位置検出手段と、を有し、
前記テストパターン形成手段は、
前記複数のラインのうち少なくとも一色のラインが液滴の吐出タイミングを調整しようとしているノズルが吐出する第一の液滴と該第一の液滴とは異なる第二の液滴から形成されるテストパターンを形成すること、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、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。）。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】
【０００５】
しかしながら、吐出タイミングの調整は各インク色毎（ノズルごと）に行う必要があるが、色によって反射光の強度が変わってしまうため、次のような問題がある。
【０００６】
図１（ａ）は、ブラックの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、例えばシート材が白でテストパターンがブラックであれば、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検出電圧で表せば、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検出電圧は、テストパターン以外を走査している際の検出電圧よりも大きく低下する。
【０００７】
図１（ｂ）はブラックのテストパターンから得られた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。テストパターンを構成するラインのエッジはこの領域内にあることが推測され、例えば、検出電圧が変曲点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。
【０００８】
図１（ｃ）はブラックとマゼンダの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を、図１（ｄ）はブラックとマゼンダのテストパターンから得られた電圧の変化を拡大して示す図の一例である。マゼンダのラインから反射される検出電圧の極小値はブラックよりも大きくなっている。
【０００９】
すなわち、発光素子が単一波長であるのに対しテストパターンのラインの色が異なると、スポット光がライン上を通過した際の反射光の強度が色によって変わるため、反射光の信号波形から各色のテストパターン間の距離を精度良く求めることが困難になる。より具体的には、ブラックのラインから得られた検出電圧の変曲点は正しく求められても、マゼンダのラインから得られた検出電圧の変曲点を正しく求めることが困難になる。これは、画像形成装置が検出電圧に対し予め変曲点の算出範囲を設定しているためである。マゼンダではこの算出範囲に変曲点が入らないため、得られるエッジ位置の誤差が大きくなってしまう。
【００１０】
テストパターン通過時の信号波形が同程度になるように、各色に対応した発光素子を画像形成装置に搭載するとコスト増をもたらし、また、発光素子の数だけ搭載スペースを用意する必要があるという不都合を生じさせる。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑み、テストパターンのインク色が異なっても反射光の波形から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】
【００１２】
上記課題に鑑み、本発明は、記録媒体に形成した複数のラインからなる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、前記テストパターンを形成するため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、テストパターンを形成するテストパターン形成手段と、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、テストパターンを前記光が移動している間に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、予め定められた上限から下限内に含まれる前記強度データにライン位置決定演算を施し前記ラインの位置を検出する位置検出手段と、を有し、前記テストパターン形成手段は、前記複数のラインのうち少なくとも一色のラインが液滴の吐出タイミングを調整しようとしているノズルが吐出する第一の液滴と該第一の液滴とは異なる第二の液滴から形成されるテストパターンを形成すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
テストパターンのインク色が異なっても反射光の波形から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】
【００１４】
【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】テストパターンの形成方法の概略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】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７】補正処理実行部の機能ブロック図の一例である
【図８】スポット光とテストパターンの一例を示す図である。
【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】エッジ位置の特定方法を説明する図の一例である。
【図１１】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】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１３】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】各色のテストパターンを単一色で形成した場合のテストパターンを示す図の一例である。
【図１６】反射強度の大きいインク色Ｍに対して、異なる色の反射強度の小さいインク色Ｙの背景パターンが重ねて形成されたテストパターンの一例を示す図である。
【図１７】反射強度低下用インクがイエローの場合のマゼンダのテストパターン及び検出電圧をより詳細に説明するための図の一例である。
【図１８】反射強度低下用インクがブラックの場合のマゼンダのテストパターン及び検出電圧をより詳細に説明するための図の一例である。
【図１９】反射強度低下用インクが複数色の場合の、マゼンダのテストパターン及び検出電圧を模式的に示す図の一例である。
【図２０】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２１】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２２】補正処理実行部の機能ブロック図の一例である（実施例２）。
【図２３】n回スキャンの測定結果の一例を示す図である。
【図２４】同期処理を説明する図の一例である。
【図２５】フィルタ処理を説明する図の一例である。
【図２６】n回スキャンを説明する図の一例である。
【図２７】同期処理を説明する図の一例である。
【図２８】VsgとVpを説明する図の一例である。
【図２９】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３０】ｘ´とｙ´から得られる検出電圧ｚを模式的に説明する図の一例である。
【図３１】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３２】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３３】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３４】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３５】画像形成システムの機能ブロック図の一例である。
【図３６】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】
【００１５】
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実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図２は、本実施例のテストパターンの形成方法の概略を説明する図の一例である。図２（ａ）はインク色の違いにより極小値が異なる検出電圧の一例を示す。発光素子が単一波長であるので、テストパターンのラインの色によって、スポット光がライン上を通過した際の反射光の強度が変わってしまう（以下では、テストパターンとテストパターンを構成するラインとを厳密には区別せずに説明する。）。このため、変曲点の位置（電圧値）が色によって大きく異なっている。
【００１７】
そこで、本実施例の画像形成装置は、反射強度が大きいため変曲点が算出範囲に入らないインク色（例えばマゼンダなど）のテストパターンを形成する場合、背景パターンを重ねて形成する。
【００１８】
なお、背景パターンは、そのインク単独では変曲点の算出範囲に入らない程度の吐出密度でしか形成できない（条件１）。これは、背景パターン単独で検出電圧が変曲点の算出範囲に入ってしまうと、背景パターンによる変曲点か、マゼンダによる変曲点かを区別できないためである。また、背景パターンは、テストパターンと共にスポット光を反射することで、変曲点が算出範囲に入る程度の描画密度を有する（条件２）。
【００１９】
図２（ｂ）はマゼンダのテストパターンに背景パターンを重畳したテストパターンとその検出電圧を示す。背景パターンは、例えばイエロー大滴やブラックの小滴などで形成される。テストパターンと背景パターンの色の組み合わせには制約がない。これは、背景パターンの描画密度を調整することで条件１，２を満たす背景パターンを形成することができるためである。
【００２０】
図ではイエローの大滴を背景パターンとして形成している。このため、図示するように、反射強度の高いマゼンダでも、背景パターンが光を吸収し反射強度を変曲点の算出範囲に含めることができる。したがって、各色の変曲点を近づけることができ、テストパターンの位置の検出精度を向上させることができる。
【００２１】
〔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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、画像が形成されたシート材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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
〔着弾位置ずれの補正〕
図６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６は、図４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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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（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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
図７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、テストパターン形成部６１７、吐出タイミング補正部６１６、及び、パターンデータ記憶部６１８を有する。テストパターン形成部６１７は、各色（各記録ヘッド２２〜２４の）のテストパターンをシート材に形成する。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。これらの処理の詳細は後述する。
【００５７】
パターンデータ記憶部６１８には、各色のインクのテストパターンのパターンデータ及び背景パターンが記憶されている。テストパターンと背景パターンの色の組み合わせに制約はないので種々の組み合わせがあり得るが、例えば以下のような組み合わせがある。また、本実施例では、１つの色の背景パターンに複数の色のインクが含まれる場合がある。パターンデータ記憶部６１８ではテストパターンと背景パターンの組み合わせが予め定められている。
マゼンダのテストパターン：マゼンダ＋イエローの背景パターン
マゼンダ＋ブラックの背景パターン
マゼンダ＋イエロー＋ブラックの背景パターン
〔スポット光の位置とエッジ位置〕
続いて、図８、９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８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。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。
【００５８】
なお、図８，９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、楕円は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。
【００５９】
図９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９（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）。
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複していない。
【００６０】
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。
【００６１】
図９（ｂ）は受光素子の検出電圧の一例を、図９（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９（ｄ）は図９（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９（ｄ）は、図９（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９（ｃ）の吸収面積は所定値から図９（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。
【００６２】
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９（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。
【００６３】
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。
【００６４】
〔エッジ位置の特定〕
図１０は、エッジ位置の特定方法を説明する図の一例である。図１０（ａ）は、検出電圧の概略図を、図１０（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、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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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である。
【００７０】
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。
【００７１】
〔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。
【００７２】
図１１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１１のＡのスレッシュ領域に変曲点があれば、図８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。
【００７３】
これに対し、図１１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１１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１１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。
【００７４】
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。
【００７５】
そこで、本実施形態の補正処理実行部５２６は、色が異なっても受光素子４０３が同程度の検出電圧を検出するように、液滴の描画密度を変更することで、変曲点の位置（電圧値）がスレッシュ領域に入るようする。これにより、エッジ位置を精度よく検出できる。
【００７６】
〔スポット光の径とテストパターンの線幅〕
図8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。
【００７７】
図１２（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。
【００７８】
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。
【００７９】
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、スポット光の径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。
【００８０】
図１３（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１３（ｂ）は受光素子の検出電圧の一例を、図１３（ｃ）は吸収面積の一例を、図１３（ｄ）は図１３（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。
【００８１】
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１３（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１３（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）。
【００８２】
このような場合、図８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。
【００８３】
〔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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
〔背景パターン〕
図１５、１６は、背景パターンを説明する図の一例である。まず、図１５は、各色のテストパターンを単一色で形成した場合のテストパターンを示す。画像形成装置は記録ヘッド２１〜２４が吐出可能な全ての色（薄い色のテストパターンについては行わないようにすることもできる）についてテストパターンを形成し、吐出タイミングを調整するが、ここではＫ（ブラック）とＭ（マゼンダ）のテストパターンを例示する。
【００８９】
テストパターンの下部に、このテストパターンからの反射光を受光素子４０３が受光したときの検出電圧（出力波形）が示されている。ＫとＭは同じ描画密度（例では主走査600ｘ副走査300dpi）により形成されている。描画密度が同じため、検出電圧はインクの色の反射強度に影響される。すなわち、ブラックＫは反射強度が小さいため極小値が小さくなるが、マゼンダＭは反射強度が大きいため、極小値が小さくならない。波形と交差した"−"は変曲点を示しているが、ブラックとマゼンダでは変曲点の位置が接近せず、マゼンダでは変曲点の位置がスレッシュ領域に入らない。このため、テストパターンの位置の精度が低下してしまう。
【００９０】
図１６は、反射強度の大きいインク色マゼンダＭのテストパターンに重ねて形成された、反射強度の小さいインク色イエローＹの背景パターンの一例を示す。ブラックとマゼンダでは、マゼンダの方が反射強度が大きいため、マゼンダのラインに重畳してイエローの液滴が吐出されている。
【００９１】
マゼンダに対するイエローのような色を反射強度低下用インクという。反射強度低下用インクによる背景パターンは、以下の条件を満たせば色（反射強度）に制約はない。
条件１）背景パターンの描画密度は、単独ではスレッシュ領域に入らない描画密度以下で形成されること。
条件２）背景パターンの描画密度は、テストパターン単独ではスレッシュ領域に入らなかった変曲点が、スレッシュ領域に入る程度の反射強度を有すること（例えば、図１５の矢印ΔＭ分の反射強度の低下効果を有すること）。
【００９２】
マゼンダに、反射強度低下用インクの背景パターンを重ねて吐出することで、発光素子の光が吸収され、極小値を小さくすることができる。
【００９３】
なお、イエロー、ブラック、シアン、マゼンダの一般的な４色の反射強度低下用インクは条件１，２を満たす背景パターンを形成することができる。これは、どのような色でも、条件１のスレッシュ領域に入らない直前の反射強度の描画密度で背景パターンを形成可能なためである。イエローのような反射強度の高いインク色であれば描画密度を大きくし、ブラックのような反射強度の小さいインク色であれば描画密度を小さくすればよい。
【００９４】
＜反射強度低下用インクがイエローの場合＞
図１７は、反射強度低下用インクがイエローの場合のマゼンダのテストパターン及び背景パターンの検出電圧を説明するための図の一例である。
【００９５】
図１７（ａ）は、イエローの背景パターンと検出電圧を模式的に示す。イエローの背景パターンのみを形成し受光素子が反射光を読み取っても、検出電圧の変曲点はスレッシュ領域に入らない。また、検出電圧の下向きのピークをΔＭ（シート材１５０にイエローの背景パターンのみを形成し、イエローの背景パターンの形成された部分と、シート材１５０の液滴のない部分との反射強度の差）とする。このように、反射強度低下用インクの描画密度を予め定めておくことで、本来のテストパターンの色であるマゼンダのライン位置の検出精度に影響を及ぼさないようにすることできる。
【００９６】
図１７（ｂ）は、従来技術のように、ブラックとマゼンダのテストパターン及び検出電圧を模式的に示す図の一例である。これまで説明したように、ブラックの検出電圧の変曲点はスレッシュ領域の中にあるので、ラインのエッジの検出精度は安定している。しかし、マゼンダの検出電圧の変曲点はスレッシュ領域から外れており、マゼンダのラインのエッジの検出精度が低下することが予想される。マゼンダの変曲点が、ブラックの変曲点と同程度になれば、マゼンダの変曲点もスレッシュ領域に含まれる。マゼンダの変曲点とブラックの変曲点とが同程度になることは、ブラックの検出電圧の極小値とマゼンダの検出電圧の極小値が同程度になることと同じ意味である。この場合、マゼンダの変曲点とブラックの変曲点の差とΔＭが同程度となる。また、マゼンダの検出電圧の変曲点はスレッシュ領域に含まれればよいので、マゼンダの変曲点とブラックの変曲点の差とΔＭが同程度である必要はない。すなわち、ΔMは、マゼンダの変曲点とブラックの変曲点の差よりもやや小さくてもよい。
【００９７】
図１７（ｃ）は本実施例のマゼンダのテストパターン及びイエローの背景パターンの検出電圧を模式的に示す図の一例である。マゼンダの液滴に、背景パターンとしてイエローの液滴が重ねて形成されている。マゼンダに加え、反射強度低下用インクが発光素子の光を吸収するので、マゼンダの反射光から得られる検出電圧の極小値が十分に小さくなり、変曲点がスレッシュ領域に入っている。したがって、背景パターンをテストパターンに重ねて形成することで、反射強度の大きい色のテストパターンのエッジ位置を精度よく検出することができる。
【００９８】
なお、図１７（ｃ）では、マゼンダとイエローの液滴が重複していないが、これは説明のためであり、互いに液滴が重畳して吐出されてもよい。発光素子の光は重畳した液滴を透過するので、２つの色の液滴の反射強度の合成値が得られる。また、発光素子の光は重畳した液滴を透過するので、背景パターンは、エッジ位置の検出対象である色のパターンよりも先（下）に吐出されても、後（上）に吐出されてもよい。吐出順に自由度があるため、背景パターン及びテストパターンのパターンは、記録ヘッドの往路と復路のどちらでも吐出できる。
【００９９】
また、背景パターンは、吐出位置のズレ分を考慮してエッジ位置の検出対象である色のパターンよりも大きく形成することが好ましい。この場合、反射強度低下用インクの中央に正確にテストパターンの色のパターンを形成する必要はない。すなわち、背景パターンを大きめにしておけば、その中にテストパターンの全体が含まれるので、厳密な位置あわせが不要である。仮に、背景パターンとテストパターンと同じ色のパターンが同じ大きさで、厳密な位置あわせがされていないと、テストパターンと同じ色のパターンがはみ出た部分でエッジ位置を精度よく検出できない。
【０１００】
＜反射強度低下用インクがブラックの場合＞
図１８は、反射強度低下用インクがブラックの場合のマゼンダのテストパターン及び背景パターンの検出電圧を説明するための図の一例である。
【０１０１】
図１８（ａ）は、ブラックの背景パターンと検出電圧を模式的に示す。イエローの場合と同様に、ブラックの背景パターンのみを形成し受光素子が反射光を読み取っても、検出電圧の変曲点はスレッシュ領域に入らない。検出電圧の下向きのピークをΔＭとする。
【０１０２】
図１８（ｂ）は、図１７（ｂ）と同じものである。ブラックの検出電圧の変曲点はスレッシュ領域内に含まれるが、マゼンダの検出電圧の変曲点はスレッシュ領域から外れてしまう。ΔＭについては図１７（ｂ）と同様である。
【０１０３】
図１８（ｃ）は本実施例のマゼンダのテストパターン及びブラックの背景パターンの検出電圧を模式的に示す図の一例である。マゼンダのテストパターンに、ブラックの背景パターンが重ねて形成されている。マゼンダに加え、ブラックのインクが発光素子の光を吸収するので、マゼンダの反射光から得られる検出電圧の極小値が十分に小さくなり、変曲点がスレッシュ領域に入っている。したがって、背景パターンを、テストパターンのインクに重ねて吐出することで、反射強度の大きい色のテストパターンのエッジ位置を精度よく検出することができる。
【０１０４】
なお、図示するように、反射強度低下用インクをブラックとした場合、イエローとした場合よりも、液滴が小さい。これは、ブラックの方がイエローよりも反射強度が小さいためである。しかし、背景パターンの液滴のサイズは、テストパターンの検出電圧がスレッシュ領域に収まらなければよく（より詳細には、検出電圧の極小値がスレッシュ領域の上限よりも大きければよく）、インクの液滴のサイズは調整できる。
【０１０５】
また、反射強度低下用インクに関係なく、液滴のサイズを小さくしてその分、液滴の数を多くすることによっても、背景パターンの機能を満たすことができる。したがって、背景パターンとしては、単体で読み取られても検出電圧の変曲点がスレッシュ領域に収まらず、テストパターンと共に読み取られた検出電圧の変曲点がスレッシュ領域に収まるような描画密度であればよい。
【０１０６】
＜反射強度低下用インクが複数色の場合＞
図１９は、反射強度低下用インクが複数色の場合の、マゼンダのテストパターン及び背景パターンの検出電圧を模式的に示す図の一例である。
【０１０７】
図１９（ａ）は、イエロー及びブラックの２色からなる背景パターンと検出電圧を模式的に示す。イエロー及びブラックのパターンのみを形成し受光素子が反射光を読み取っても、検出電圧の変曲点はスレッシュ領域に入らない。検出電圧の下向きのピークをΔＭとする。
【０１０８】
図１９（ｂ）は、図１７（ｂ）と同じものである。ブラックの検出電圧の変曲点はスレッシュ領域内に含まれるが、マゼンダの検出電圧の変曲点はスレッシュ領域から外れてしまう。ΔＭについては図１７（ｂ）と同様である。
【０１０９】
図１９（ｃ）は本実施例のマゼンダのテストパターン及びブラックとイエローの背景パターンの検出電圧を模式的に示す図の一例である。マゼンダのパターンに、背景パターンとしてイエロー及びブラックの液滴が重ねて形成されている。マゼンダに加え、反射強度低下用インクが発光素子の光を吸収するので、マゼンダの反射光から得られる検出電圧の極小値が十分に小さくなり、変曲点がスレッシュ領域に入っている。
【０１１０】
このように、背景パターンは単一色で形成される必要もない。また、背景パターンは２色以下である必要はなく、３色以上（例えば、さらにシアンのパターンを追加する）の反射強度低下用インクを含んでいてもよい。
【０１１１】
なお、以上ではマゼンダをテストパターンのインク色にして、背景パターンのインク色をイエロー又は／及びブラックとして説明したが、この他にも無数の組み合わせがある。・テストパターンのインク色がシアンの場合
背景パターンはブラック、マゼンダ、マゼンダ及びブラック
・テストパターンのインク色がイエローの場合
背景パターンはブラック、シアン、シアン及びブラック（描画密度を小さくすることが好ましい）
パターンデータ記憶部６１８には、実験的に求められたパターンデータ（テストパターンのインク色のパターンデータと背景パターンのインク色のパターンデータの組み合わせ）が記憶されている。
【０１１２】
〔動作手順〕
図２０（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。
【０１１３】
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）。
【０１１４】
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）。
【０１１５】
図２０（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。
【０１１６】
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）。
【０１１７】
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）。
【０１１８】
所望の電圧値になっていれば（Ｓ２２のＯＫ）、図２１（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。
【０１１９】
図２０（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（Ｓ６）。これにより、背景パターンが重畳されたテストパターンがシート材に形成される。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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
以上説明したように、本実施例の画像形成装置は、インク色ごとに反射強度が同程度になるように、エッジ位置の検出対象のパターンのインク色と異なる色の背景パターンを重畳する。これにより、インク色が異なっても変曲点の位置を近づけることができエッジ位置を精度良く検出することができる。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】
【０１２２】
実施例１では、反射強度の大きいインク色に、反射強度低下用インクを重畳することで、検出電圧の極小値を小さくし、変曲点がスレッショ領域に入るようにした。しかし、変曲点の位置を乱す要因はインク色とその反射強度だけではない。
【０１２３】
〔精度低下要因〕
図１０にて説明したように、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。
【０１２４】
図２１（ａ）は振幅が不安定な検出電圧の一例を、図２１（ｂ）は振幅の補正後の検出電圧の一例をそれぞれ示す。図２１（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、用紙の透きムラ（透過率変動）や受光素子の感度の増幅等により、検出電圧の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。
【０１２５】
これに対し、図２１（ｂ）に示すように、振幅の極大値を同程度に近づけることで、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。そこで、本実施例では、実施例１のテストパターンを用いた吐出タイミングを調整すると共に、特殊なシート材でも検出電圧の振幅を補正可能な画像形成装置について説明する。
【０１２６】
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。
【０１２７】
図２２は、本実施例の補正処理実行部５２６の機能ブロック図の一例である。図２２において図７と同一部の説明は省略する。本実施例の補正処理実行部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。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）。パターン非存分除外処理部６１４は、検出電圧データから後述するVpを減算する。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検出電圧ｚを生成する。
【０１２８】
〔信号補正〕
以下、本実施例の検出電圧の信号補正について説明する。本実施例の信号補正は、
・パターン非存分除外処理
・振幅補正処理
の２つの補正を有している。
【０１２９】
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、インク色ごとに描画密度を変更した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２３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２３（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。ｎ回スキャン部は図２３（ａ）（ｂ）のような検出電圧データをｎ個取得する。なお、印字前前処理部６１１が使用する共有メモリ５２５又は共有メモリ５２５の所定領域が、特許請求の範囲の第１の強度データ記憶手段に相当する。
【０１３０】
・前処理Ａ-(ii)
図２４はＡ-(ii)の同期処理を説明する図の一例である。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から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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
・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。
【０１３４】
・前処理Ａ-(iv)
図２５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。
【０１３５】
図２５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。
【０１３６】
＜テストパターンの形成＞
テストパターン形成部６１７は、実施例１にて説明したようにパターンデータ記憶部６１８に記憶されたテストパターンを形成する。すなわち、マゼンダであれば、マゼンダと例えばイエローの２つのパターンが重畳されたテストパターンを形成する。
【０１３７】
＜前処理Ｂ＞
・前処理Ｂ-(i)
図２６は、Ｂ-(i)のｎ回スキャンを説明する図の一例である。図２６（ａ）では、Ａ-(i)のn回スキャンが行われたシート材１５０にテストパターンが形成されている。図２６（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。印字前前処理部６１２が使用する共有メモリ５２５又は共有メモリ５２５の所定領域が、特許請求の範囲の第１の強度データ記憶手段に相当する。
【０１３８】
・前処理Ｂ-(ii)
図２７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、波形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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
・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。
【０１４３】
＜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形成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形成後の検出電圧データの紙端を揃える。
【０１４４】
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、テストパターン形成前の検出電圧データを白紙測定データVsg2、テストパターン形成後の検出電圧データをパターン測定データVsg1という。
【０１４５】
以下、信号補正処理について説明する。
（2-1）パターン非存分除外処理
パターン非存分除外処理は、検出電圧Vsgからパターンに依存しない検出電圧を低減する処理を行う。具体的には、VsgからVpを減じる。これにより、シート材１５０以外に起因する検出電圧を排除することができる。
【０１４６】
図２８は、VsgとVpを説明する図の一例である。受光素子の検出電圧に寄与する要因を説明する。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
図２８のVsg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。Vsg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１９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。
【０１４７】
このためテストパターンの形成後において、検出電圧の極小値はインクにより吸収されないパターン非存分によるものとみなせるので、本実施例ではパターン読み取り時の最低電圧Vpをパターン非存分による検出電圧とする。
【０１４８】
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。
【０１４９】
したがって、パターン測定データVsg1及び白紙測定データVsg2からそれぞれVpを減じれば、インクから反射する以外の検出電圧を除外できる。これにより、受光素子がテストパターンを読み取った際の波形出力の極小値のばらつきが低減される。
【０１５０】
パターン非存分除外処理部６１４は、以下を算出する。
ｘ´＝Vsg1−Vp
ｙ´＝Vsg2−Vp
図２９（ａ）はパターン測定データの出力波形の一例を、図２９（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２９（ａ）と（ｂ）を比較すると分かるように、パターン非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。
【０１５１】
図２９（ｃ）は白紙測定データの出力波形の一例を、図２９（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２９（ｃ）と（ｄ）を比較すると分かるように、パターン非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。
【０１５２】
（2-2）振幅補正処理
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。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り吸収しきれずに検出された反射光によ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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
図３０は、ｘ´とｙ´から得られる検出電圧ｚを模式的に説明する図の一例である。図３０（ａ）ではｘ´とｙ´を１つに重ねて表示しており、図３０（ｂ）では検出電圧ｚと固定値を表示している。ｘ´/ｙ´は、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ので、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。
【０１５５】
検出電圧ｚは、シート材の位置により生じる変動が除去され、テストパターン部で極小に白地で極大になる振幅が一定の検出電圧となる。
【０１５６】
以上の考え方に基づき、振幅補正処理部６１５は、「固定値×（ｘ´／ｙ´）」の演算を行う。ｘ´とｙ´はすでに求められており、固定値はセンサキャリブレーションにより得られた検出電圧の最大値（例えば４〔V〕）からVpを減じた値である（Vpを減じるのはｘ´とｙ´もVpが減じられているため）。
【０１５７】
以上から、振幅補正処理部６１５は図３０（ｂ）のような振幅が一定の検出電圧ｚを得ることができる。この後、吐出タイミング補正部６１６は検出電圧ｚから上述したように交点Ｃ１、Ｃ２をエッジ位置に決定する。パターン非存分除外処理と振幅補正処理により、スレッシュ領域の中央付近に変曲点を集中させることができる。
【０１５８】
なお、固定値は、極大値と相関するVsg2の平均値や中央値からVpを減じた値でもよい。また、固定値がいくつでも検出電圧の振幅は一定になるので、スレッシュ領域を調整することを前提に変更することができる。
【０１５９】
〔動作手順〕
図３１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。
【０１６０】
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）。
【０１６１】
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）。Ｓ２の処理は実施例１と同様なので説明は省略する。
【０１６２】
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）。
【０１６３】
図３２（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が発光素子を点灯させる（Ｓ３１）。
【０１６４】
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２０ｋＨｚ（50μs間隔）である。
【０１６５】
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）。
【０１６６】
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の処理に進み、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）。
【０１６７】
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３２（ｃ）に示されるがすでに説明したので省略する。
【０１６８】
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を駆動して液滴を吐出する（Ｓ６）。これにより、着弾位置ずれ調整用のテストパターンがシート材に形成される。
【０１６９】
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）。
【０１７０】
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）。
【０１７１】
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３２（ｄ）に示されるがすでに説明したので省略する。
【０１７２】
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）。
【０１７３】
次に、パターン非存分除外処理部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）。
【０１７４】
次に、振幅補正処理部６１５は、式「z＝固定値×（ｘ´／ｙ´）」を用いて振幅補正処理を行い検出電圧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含まれる検出電圧データが得られた。
【０１７５】
吐出タイミング補正部６１６は、検出電圧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。
【０１７６】
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置１００は、反射強度の大きいインク色に対し背景パターンが重畳されたテストパターンを形成する。さらに、透過率が高いシート材でも検出電圧の振幅を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収めることができる。よって、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３】
【０１７７】
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。
【０１７８】
図３３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３３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。
【０１７９】
図３３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。
【０１８０】
図３４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。このプログラムは、下記の処理を行う。
【０１８１】
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タ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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
図３５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、テストパターン形成部６１７、テストパターン記憶部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、テストパターン記憶部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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
図３６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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
これに対し、サーバ２００は、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。
【０１９１】
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】
【０１９２】
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    テストパターン形成部
６１８    パターンデータ記憶部
６２０    補正処理演算部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１９３】
【特許文献１】特開２００８−２２９９１５号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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