(57)【要約】【課題】シート材の影響を抑制してテストパターンの位置を検出する画像形成装置を提供すること。【解決手段】液滴の吐出タイミングを調整する装置１００であって、テストパターンからの反射光を読み出す読み取り手段３０と、均一パターンの印刷データを記憶する印刷データ記憶手段５４と、均一パターンを記録媒体に印刷した後、テストパターンを均一パターン上に印刷するパターン形成手段５２と、読み取り手段を等速で移動させる相対移動手段３１３と、テストパターンが形成された記録媒体に対し読み取り手段が相対移動しながら、テストパターンを光が横断する際に前記受光手段が受光した反射光の第１の検出データを取得する第１の検出データ取得手段６１７と、予め定められた上限値と下限値の間に含まれる第１の検出データにライン位置決定演算を施してテストパターンの位置を検出する位置検出手段６１６、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に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、
前記テストパターンと異なる色で、前記テストパターンよりも広い範囲に形成される均一パターンの印刷データを記憶する印刷データ記憶手段と、
前記均一パターンを前記記録媒体に印刷した後、前記テストパターンを前記均一パターン上に印刷する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、
前記テストパターンが形成された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、前記テストパターンを前記光が横断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、
予め定められた上限閾値と下限閾値の間に含まれる前記第１の検出データに、ライン位置決定演算を施して、前記テストパターンの位置を検出する位置検出手段、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記均一パターンが形成された後、かつ、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請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
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２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記位置検出手段は、予め定められた上限閾値と下限閾値の間に含まれる前記テストパターン位置決定用データを直線近似して、該直線が上限閾値と下限閾値と交わる２つの走査位置の中間点を、前記テストパターンの位置として検出する、
ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記均一パターンの色は、前記テストパターンの色よりも光透過率が低い、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】
前記印刷データ記憶手段は、前記均一パターンを背景に前記テストパターンが配置された、前記均一パターンと前記テストパターンが一体の印刷データを記憶しており、
前記パターン形成手段は、前記均一パターンと前記テストパターンを前記記録媒体に時間的に並行に印刷する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
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、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、
パターン形成手段が、前記テストパターンと異なる色で、前記テストパターンよりも広い範囲に形成される均一パターンの印刷データを記憶する印刷データ記憶手段から読み出した、前記均一パターンを前記記録媒体に印刷した後、前記テストパターンを前記均一パターン上に印刷するステップと、
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、
前記テストパターンが形成された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、第１の検出データ取得手段が、前記テストパターンを前記光が横断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、
位置検出手段が、予め定められた上限閾値と下限閾値の間に含まれる前記第１の検出データに、ライン位置決定演算を施して、前記テストパターンの位置を検出するステップと、
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８】
液滴を吐出する画像形成装置を有する画像形成システムであって、
液滴の吐出タイミングを調整するためのテストパターンと異なる色で、前記テストパターンよりも広い範囲に形成される均一パターンの印刷データを記憶する印刷データ記憶手段、を有し、
前記画像形成装置は、
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、
前記均一パターンを前記記録媒体に印刷した後、前記テストパターンを前記均一パターン上に印刷する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、
前記テストパターンが形成された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、前記テストパターンを前記光が横断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、を有し、
当該画像形成システムが、予め定められた上限閾値と下限閾値の間に含まれる前記第１の検出データに、ライン位置決定演算を施して、前記テストパターンの位置を検出する位置検出手段を有する
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、記録媒体に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、複数のヘッドを用いる画像形成装置では、複数のヘッド間の距離の差に起因した着弾位置ずれが発生しやすいことも知られている。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、受光素子の出力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がある。
【００１０】
図２（ａ）はこのような問題を有する記録媒体を説明する図の一例である。記録媒体の透過率が高い場合、入射光がすり抜けやすい一方で反射する部分もあるため、光の反射率が変動しやすい。
【００１１】
また、図２（ｂ）は記録媒体の結晶構造を模式的に示す図の一例である。記録媒体が結晶構造を有する場合、光の反射方向に指向性が生じるため、受光素子の出力電圧が安定しにくくなり同様の問題が生じる。
【００１２】
また、図２（ｃ）は、記録媒体の色むらを模式的に示す図の一例である。記録媒体に色むらがあると、光の吸収性が部分的に変動するため反射率に変動が生じ、受光素子の出力電圧が安定しにくくなり同様の問題が生じる。
【００１３】
また、シート材がフィルムやＯＨＰシートのような正反射出力の割合の大きい材質の場合、拡散反射を用いて検出を行おうとすると、出力が小さいため十分な出力を得ることができない。かといって正反射を用いて検出を行おうとすると、出力が大きすぎてセンサの検出最大値を超えてしまい、変化を検出することができない。
【００１４】
すなわち、記録媒体の性質によって、安定した出力を得られなかったり、求める出力を得られなかったりする場合がある。出力が安定しなかったり、大きすぎたり、又は、小さすぎたりすると、テストパターンのライ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。
【００１５】
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、シート材の特性から受ける影響を抑制して、テストパターンの位置を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】
【００１６】
上記課題に鑑み、本発明は、記録媒体に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、前記テストパターンと異なる色で、前記テストパターンよりも広い範囲に形成される均一パターンの印刷データを記憶する印刷データ記憶手段と、前記均一パターンを前記記録媒体に印刷した後、前記テストパターンを前記均一パターン上に印刷する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、前記テストパターンが形成された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、前記テストパターンを前記光が横断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、予め定められた上限閾値と下限閾値の間に含まれる前記第１の検出データに、ライン位置決定演算を施して、前記テストパターンの位置を検出する位置検出手段、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
シート材の特性から受ける影響を抑制して、テストパターンの位置を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】
【００１８】
【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】記録媒体を説明する図の一例である。
【図３】画像形成装置のテストパターンの概略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】テストパターンの形成を説明する図の一例である。
【図８】均一パターンとテストパターンが一体の印刷データを模式的に説明する図の一例である。
【図９】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１０】補正処理実行部の機能ブロック図の一例である
【図１１】スポット光とテストパターンの一例を示す図である。
【図１２】スポット光とテストパターンの一例を示す図である。
【図１３】エッジ位置の特定方法を説明する図の一例である。
【図１４】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１５】均一パターンによる出力電圧の変動抑制効果を説明する図の一例である。
【図１６】振幅が不安定な出力電圧と均一パターンの形成後の出力電圧の一例をそれぞれ示す図である。
【図１７】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１８】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１９】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２０】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２１】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２２】信号補正を説明する図の一例である。
【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】
【００１９】
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】
【００２０】
図３は、本実施形態の画像形成装置のテストパターンの概略を説明する図の一例である。図３のシート材は光の反射強度が安定しにくい用紙などの記録媒体である。本実施形態のパターン位置決定方法はこのようなシート材に有効だが、光の反射強度が比較的安定した用紙等にも適用できる。
【００２１】
まず、画像形成装置は、シート材のテストパターンの形成位置の全体を含む範囲（以下、「プレインク形成範囲」という）に、光の反射率の変動を抑えるインクで均一パターンを形成する。光の反射率の変動を抑えるインクは、例えば白色のインクであるが、反射性のよい色であればよい。
【００２２】
そして、画像形成装置は均一パターンが形成されたプレインク形成範囲に、テストパターンを形成する。プレインク形成範囲は、光の反射率の変動が抑制されているので、そこにテストパターンを形成することで、出力電圧の変曲点も安定しやすくなる。このため、変曲点が、後述するスレッシュ領域内に検出されることが期待できるようになる。したがって、画像形成装置は、光の反射率に変動がある記録媒体に印刷する場合でも、テストパターンの位置を精度よく決定でき、液滴の吐出タイミングを精度よく調整することが可能になる。
【００２３】
〔構成例〕
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。例えば印字位置ずれセンサ３０は、例えば、特許請求の範囲の読み取り手段に相当し、例えばキャリッジ５は特許請求の範囲の相対移動手段に相当する。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。 
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
〔テストパターンの形成〕
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。
【００４７】
ＣＰＵ３０１は主走査制御部３１３にキャリッジ５の往復移動を指示しながら、ヘッド駆動制御部３１２に予め定められた均一パターンの印刷データとテストパターンの印刷データを用いた液滴の吐出を指示する。 
図７は、テストパターンの形成を説明する図の一例である。上記のようなタイミングで、画像形成装置はテストパターンを形成後、着弾位置ずれの補正処理を行う。
【００４８】
ＣＰＵは着弾位置ずれを補正するためのプログラムを実行して、プレインク塗布部５１、テストパターン形成部５２、パターン記憶部５４、及び、副走査位置制御部５３を実現する。パターン記憶部５４は、均一パターンの印刷データと、テストパターンの印刷データを記憶している。例えばパターン記憶部５４は、特許請求の範囲の印刷データ記憶手段に相当する。
【００４９】
プレインク塗布部５１は、パターン記憶部５４から均一パターンの印刷データを読み出してプレインク形成範囲に均一パターンを形成する。テストパターン形成部５２は、パターン記憶部５４からテストパターンの印刷データを読み出してプレインク形成範囲にテストパターンを形成する。例えばテストパターン形成部５２は、特許請求の範囲のパターン形成手段に相当する。
【００５０】
副走査位置制御部５３は、テストパターンがプレインク形成範囲に形成されるようにシート材の副走査方向の位置を制御する。均一パターンとテストパターンの形成方法には以下の方法がある。
【００５１】
Ａ.均一パターンとテストパターンを別々に形成する方法
（i）まず、副走査位置制御部５３が、ロータリエンコーダセンサが検出するシート材の位置を監視しながら副走査駆動部３１４を制御することで、副走査モータ１３２がプレインク形成範囲の始端が記録ヘッドの下までくるように搬送する。
(ii)プレインク塗布部５１は、プレインク形成範囲が記録ヘッドの下まで搬送されると、予め用意された印刷データをプレインク形成範囲に印刷する。この印刷データは、均一な色でプレインク形成範囲を塗りつぶす印刷データである。均一パターンのインクは少なくともテストパターンよりも光の透過率が少ないことが好ましい。したがって、例えばインクの色は白色が好ましいが、画像形成装置が白インクを搭載していない場合、テストパターンと異なる色であればよい。このような色として、例えばイエローが挙げられる。
(iii)  プレインク塗布部５１は、均一パターンを形成し終わると、副走査位置制御部５３にシート材の逆方向への搬送を要求する。副走査位置制御部５３は、乾燥させるため予め決まった時間、均一パターンの形成後に待機して、プレインク形成範囲の始端が記録ヘッドの下までくるように、シート材を逆方向に搬送する。
(iv)  テストパターン形成部５２は、プレインク形成範囲が記録ヘッドの下まで搬送されると、予め用意された印刷データをプレインク形成範囲に印刷する。この印刷データはテストパターンとなる印刷データである。
【００５２】
Ｂ.均一パターンとテストパターンを並行に形成する方法
（i）まず、副走査位置制御部５３が、ロータリエンコーダセンサが検出するシート材の位置を監視しながら副走査駆動部３１４を制御することで、副走査モータ１３２がプレインク形成範囲の始端が記録ヘッドの下までくるように搬送する。
(ii)テストパターン形成部５２は、プレインク形成範囲が記録ヘッドの下まで搬送されると、予め用意された印刷データをプレインク形成範囲に印刷する。この印刷データは、均一な色の背景の中にテストパターンが含まれる印刷データである。
【００５３】
図８は、均一パターンとテストパターンが一体の印刷データを模式的に説明する図の一例である。例えば、背景色は均一な白色の画素値であり、テストパターン部分は均一な黒色の画素値である。このような背景と一体化したテストパターンを用意することで、シート材の搬送時間や乾燥待ちの時間を短縮することができる。
【００５４】
〔着弾位置ずれの補正〕
図９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９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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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（センサ出力電圧）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変換された出力電圧のデジタル値である出力電圧データを共有メモリ５２５に格納する。
【００６１】
補正処理実行部５２６は共有メモリ５２５に記憶された出力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。
【００６２】
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量を算出して、この算出した液滴吐出タイミング補正量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、補正量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。
【００６３】
図１０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、スキャン部６１７と吐出タイミング補正部６１６を有する。スキャン部６１７は、発光素子と受光素子を駆動してテストパターンからの反射光を読み取り、出力電圧データを生成する。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。例えばスキャン部６１７は特許請求の範囲の第１の検出データ取得手段に相当し、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。処理の詳細は後述する。
【００６４】
〔スポット光の位置とエッジ位置〕
続いて、図１１、１２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１１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。
【００６５】
なお、図１１、１２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。
【００６６】
図１２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１２（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）。
【００６７】
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。
【００６８】
図１２（ｂ）は受光素子の出力電圧の一例を、図１２（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。なお、図１２（ｄ）は、図１２（ｂ）の出力波形を微分しても同等の情報が得られる。また、吸収面積は例えば出力電圧から算出されるが、絶対値である必要はないので、図１２（ｃ）の吸収面積は所定値から図１２（ｂ）の出力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。
【００６９】
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１２（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。
【００７０】
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。
【００７１】
〔エッジ位置の特定〕
図１３は、エッジ位置の特定方法を説明する図の一例である。図１３（ａ）は、出力電圧の概略図を、図１３（ｂ）は出力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、出力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。
【００７２】
この変曲点が含まれるように、出力電圧の上限閾値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出力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、出力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、出力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。
【００７３】
吐出タイミング補正部６１６は、出力電圧の立下り部分について、矢示Ｑ１方向に探索して、出力電圧が下限閾値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、出力電圧が上限閾値Ｖruを超える点を点Ｐ１として記憶する。
【００７４】
そして、点Ｐ１と点Ｐ２の間の複数の出力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Ｖrcとの交点を算出し交点Ｃ１とする。
【００７５】
同様にして、吐出タイミング補正部６１６は、出力電圧の立上がり部分について、矢示Ｑ３方向に探索して、出力電圧が下限閾値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、出力電圧が上限閾値Ｖrd以下になる点を点Ｐ３として記憶する。
【００７６】
そして、点Ｐ３と点Ｐ４の間の複数の出力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Ｖrc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。
【００７７】
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。
【００７８】
〔精度低下要因〕
このように、上限閾値と下限閾値の間の出力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。スレッシュ領域は出力電圧を単位とするが、出力電圧に対応する吸収面積でも定義できる。
【００７９】
図１４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１４のＡのスレッシュ領域に変曲点があれば、図１１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。
【００８０】
これに対し、図１４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、出力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１４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１４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。
【００８１】
したがって、出力電圧の振幅が、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。
【００８２】
本実施形態の画像形成装置は、均一パターンを形成してからテストパターンを形成しているので、出力電圧の変曲点がほぼスレッシュ領域に入るようになっている。このため、エッジ位置を精度よく検出することができる。
【００８３】
図１５は、均一パターンによる出力電圧の変動抑制効果を説明する図の一例である。図１５（ａ）はトレーシングペーパのような透過率の高い記録媒体に、均一パターンを形成せずにテストパターンを形成した場合の、受光素子の出力電圧の振幅を模式的に示す。透過ムラがあるため出力電圧の振幅に大きな変動が発生してしまう。
【００８４】
図１５（ｂ）はトレーシングペーパのような透過率の高い記録媒体に、均一パターンを形成してからテストパターンを形成した場合の、受光素子の出力電圧の振幅を模式的に示す。均一パターンにより光の透過が制限され、この結果、シート材の表面は透過ムラのない均一な状態になる。この結果、出力電圧の振幅に生じる変動を大幅に低減できる。
【００８５】
図１６（ａ）は振幅が不安定な出力電圧の場合の変曲点一例を、図１６（ｂ）は均一パターンの形成後の出力電圧の場合の変曲点の一例をそれぞれ示す。図１６（ａ）のような出力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出力電圧から交点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。
【００８６】
これに対し、図１６（ｂ）は、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に透過率の低い均一パターンを形成した後（下地処理を行い）に、テストパターンを形成した場合の出力電圧とその変曲点である。透過ムラが抑制されているため、記録媒体表面からの反射光量の変動がほとんどない。そのため、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）の不揃いが少なくなる。この結果、変曲点がスレッシュ領域の中心付近に揃った安定した出力電圧となる。
【００８７】
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。
【００８８】
〔スポット光の径とテストパターンの線幅〕
図１１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。
【００８９】
図１７（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１７（ｂ）は受光素子の出力電圧の一例を、図１４（ｃ）は吸収面積の一例を、図１７（ｄ）は図１７（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。
【００９０】
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１７（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。
【００９１】
しかしながら、本実施形態では変曲点の近傍の出力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。
【００９２】
図１８（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１８（ｂ）は受光素子の出力電圧の一例を、図１８（ｃ）は吸収面積の一例を、図１８（ｄ）は図１８（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。
【００９３】
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１８（ｂ）（ｃ）に示すように出力電圧や吸収面積が一定の領域が生じる。また、図１８（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）。
【００９４】
このような場合、図１１と同様に、変曲点近傍の出力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。
【００９５】
〔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。
【００９６】
図１９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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
〔動作手順〕
図２０（ａ）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。
【０１０１】
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）。
【０１０２】
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、プレインク塗布部５１はキャリッジに搭載された記録ヘッドから透過率の低いインクを記録媒体に隙間無く一面に吐出して均一パターンを形成する（Ｓ1-２）。均一パターンの形成後、副走査位置制御部５３がシート材を逆方向に搬送して、プレインク形成範囲の開始位置が記録ヘッドの下部にくるまでもどす。
【０１０３】
次に、テストパターン形成部５２は、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により記録ヘッド２１〜２４を駆動して、テストパターンを形成する（Ｓ1-3）。
【０１０４】
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）。
【０１０５】
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、発光素子の出力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。
【０１０６】
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）。
【０１０７】
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）。
【０１０８】
所望の電圧値になっていれば（Ｓ２２のＯＫ）、図２０（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。
【０１０９】
次に、スキャン部６１７は、キャリッジ５をホームポジションまで移動し、テストパターンのスキャンを行い、出力電圧データを共有メモリ５２５に記憶する（Ｓ３）。
【０１１０】
図２０（ｃ）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）。
【０１１１】
次に、光電変換回路５２１等が出力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等が出力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。
【０１１２】
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等は出力電圧データの取り込みを終了する（Ｓ３４）。主制御部３１０は一連の出力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）。
【０１１３】
吐出タイミング補正部は共有メモリ５２５に蓄積されたテストパターンの出力電圧データを読み出して、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量を算出する。
【０１１４】
本実施例の画像形成装置１００は、均一パターンが形成されたプレインク形成範囲にテストパターンを形成することで、光の反射率の変動が抑制されるので、受光素子の出力電圧の変曲点がスレッシュ領域に入るようにすることができる。このため、テストパターンのエッジ位置を精度よく決定でき、着弾位置ずれを高精度に補正できる。
【実施例２】
【０１１５】
実施例１では、プレインク形成範囲に均一パターンとテストパターンを形成することで出力電圧の振幅を安定させた。しかし、均一パターンを形成するだけでは、記録媒体の性質や均一パターンの色によっては出力電圧の振幅が変動するおそれがある。そこで、本実施例では、出力電圧の信号を補正する画像形成装置について説明する。
【０１１６】
〔機能ブロック図〕
制御部のブロック図は実施例１の図６と、及び、エッジを検出するための構成は実施例１の図９と同様なので説明は省略する。
【０１１７】
図２１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。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、均一パターンが形成されているがテストパターンが形成される前の出力電圧データに前処理を施し、印字後前処理部６１２は、均一パターンとテストパターンが形成された後の出力電圧データに前処理を施す。同期処理部６１３は、均一パターンが形成されているがテストパターンの形成前と、均一パターンとテストパターンの形成後の出力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、出力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演算対象データｚを生成する。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。
【０１１８】
〔信号補正〕
図２２（ａ）は、補正前の受光素子の出力電圧の一例を、図２２（ｂ）は振幅補正された出力電圧の一例をそれぞれ示す。
【０１１９】
図２２（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出力電圧の波形である。均一パターンの形成を行っても、出力電圧が変動する場合があるため、図２２（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。
【０１２０】
図２２（ｂ）は、パターン非依存分除外処理及び振幅補正処理後の出力電圧の波形の一例である。本実施形態の信号補正により、パターンの有る無しによらず出力される電圧が排除され、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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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、均一パターンが形成された後でかつテストパターン形成前の白紙状態（バックグラウンド）の出力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、均一パターン及びテストパターン形成後の出力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、プレインク塗布部５１が均一パターンを印刷する。また、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出力電圧が、ある一定値になるようにＣＰＵ３０１に要求する。ＣＰＵ３０１は、出力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、出力電圧が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、出力電圧が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、出力電圧は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。
【０１２３】
この出力電圧は、テストパターンが形成されていない領域の出力電圧である。ｎ回スキャン部は図２３（ａ）（ｂ）のような出力電圧データをｎ個取得する。
【０１２４】
・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。平均化部はｎ回スキャン部が取得したｎ個の出力電圧データの平均を算出する。出力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から得られた出力電圧のみである。このため、同期化部は、ｎ個の出力電圧データの始まりをシート材１５０の紙端に揃える。
【０１２５】
ｎ回の出力電圧データを紙端から始めるため、同期化部は出力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出力電圧データは、閾値を超えた以降のデータである（閾値を超えた出力電圧データを先頭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。
【０１２６】
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出力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個の出力電圧データの同期を取ってもよい。
【０１２７】
・前処理Ａ−(iii)
次に、ｎ個の出力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個の出力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個の出力電圧データの平均を算出する。
【０１２８】
・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出力電圧データの平均値をフィルタ処理する。具体的には、着目している出力電圧データの前後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出力電圧データのズレを低減することができる。
【０１２９】
図２５では、実線の波形がフィルタ処理前の出力電圧データであり、点線の波形がフィルタ処理後の出力電圧データである。フィルタ処理前の出力電圧データは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。
【０１３０】
＜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出力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。
【０１３１】
・前処理Ｂ-(ii)
図２７は同期処理を説明する図の一例である。上段は同期前の出力電圧データを、下段は同期後の出力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回の出力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２７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。
【０１３２】
比較的簡単な方法は、Ａ−(ii)と同様に、ｎ個の出力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、複数の出力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。
【０１３３】
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出力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個の出力電圧データの同期を取ってもよい。
【０１３４】
また、同期化部は、ｎ個の出力電圧データの位置をずらしながら、ｎ個の出力電圧データのズレが最小になるようにｎ個の出力電圧データの位置を決定することもできる。
【０１３５】
・前処理Ｂ−(iii)
平均化部は同期化したｎ個の出力電圧データの平均を算出する。ｎ個の出力電圧データは、位置毎にｎ個の出力電圧データが存在するので、平均化部は重心位置毎にｎ個の出力電圧データの平均を算出する。
【０１３６】
＜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出力電圧データと、Ｂ-(i)〜(iii)の前処理が施されたテストパターン印字後の出力電圧データの紙端を揃える。
【０１３７】
揃え方はＡ-(ii)と同様に、閾値を最初に越えた出力電圧データを先頭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出力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出力電圧データをパターン測定データVsg1といい、区別しない場合はVsgという。
【０１３８】
以下、信号補正処理について説明する。
【０１３９】
（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からテストパターンが形成されている部分でも発生する出力電圧分を低減する処理を行う。Vpはテストパターンが形成された部分でも吸収しきれない光による反射光、空中散乱光、暗出力による出力電圧である。Vpは、Vsg1とVsg2のどちらでも同程度とみなすことができる。
【０１４０】
したがって、パターン非依存分除外処理ではVsg-Vpを算出することにより、テストパターンが形成された部分でも吸収しきれない光による反射光、空中散乱光、暗出力による出力電圧を除外することができる。なお、テストパターンが形成された部分でも吸収しきれない光による反射光には、シートを透過してプラテン４０が反射する光を含んでいる。
【０１４１】
図２８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出力電圧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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
なお、テストパターンが何色であっても、パターン測定データからVpを減じれば、パターンに依存せず出力される出力電圧を削除できるので、Vpはテストパターンの色に関係なく定義することができる。
【０１４５】
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に均一パターンが形成された状態でも、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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
ｚ  ＝    Vmax ×ｘ´/ｙ´  …（２）
図３０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）では演算対象データｚとVmaxを表示している。
【０１５８】
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れる。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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（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３０（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。
【０１６１】
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出力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。
【０１６２】
〔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。
【０１６３】
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）。
【０１６４】
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、プレインク塗布部５１はキャリッジに搭載された記録ヘッドから透過率の低いインクを記録媒体に隙間無く一面に吐出して均一パターンを形成する（Ｓ1-２）。
【０１６５】
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）。センサキャリブレーションは図３２（ａ）に示されるが実施例１と同様なので省略する。
【０１６６】
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個の出力電圧データを共有メモリ５２５に記憶する（Ｓ３ａ）。ｎ回スキャンの処理は、図３２（ｂ）に示されるが、回数が異なるだけで実施例１と同様なので説明は省略する。
【０１６７】
ＣＰＵ３０１は所定の回数、出力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の出力電圧データの読み取り処理を再度行う（Ｓ４）。
【０１６８】
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出力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。
【０１６９】
次に、テストパターン形成部５２は、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により記録ヘッド２１〜２４を駆動して、テストパターンを形成する（Ｓ６）。
【０１７０】
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個の出力電圧データを共有メモリ５２５に記憶する（Ｓ３ｂ）。処理内容は図３２（ｂ）と同様である。
【０１７１】
ＣＰＵ３０１は所定の回数、出力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）。
【０１７２】
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出力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。
【０１７３】
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）。
【０１７４】
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）。
【０１７５】
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出力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量を算出する。
【０１７６】
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置１００は、均一パターンを形成することで、出力電圧の変動を抑制した上で、振幅がほぼ一定になるように補正する。これにより、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３】
【０１７７】
本実施例では、パターン非依存分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１００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。なお、画像形成装置１００とサーバ２００はネットワーク２０１でなく（又はネットワークと共に）、直接、接続されていてもよい。
【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ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、記憶媒体装着部６４、通信装置６５、入力装置６６、及び、記憶装置６７を有する。ＣＰＵ６１は、ＯＳ（Operating  System）、及び、プログラム５７０を記憶装置６７から読み出して、ＲＡＭ６３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。
【０１８１】
ＲＡＭ６３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、ＲＯＭ６２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６４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６５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６６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６７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は、補正処理実行部５２６（印字前のｎ回スキャン部、印字後のｎ回スキャン部）、及び、テストパターン形成部５２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。なお、パターン記憶部５４はサーバ２００又は不図示の別のサーバにあってもよく、画像形成装置１００がサーバ２００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、パターン非依存分除外処理部６１４、振幅補正処理部６１５、吐出タイミング補正部６１６、及び、パターン記憶部５４、を有する。各ブロックの機能は実施例２と同様なので説明は省略する。これらの機能を全てサーバ２００が有する必要はなく、一部の機能を画像形成装置１００に残しておくこともできる。
【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、パターン非依存分除外処理及び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２４のＳ５，Ｓ８〜Ｓ１１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１５０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
【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】
2013049261.tif 000007
【図６】
2013049261.tif 000008
【図７】
2013049261.tif 000009
【図８】
2013049261.tif 000010
【図９】
2013049261.tif 000011
【図１０】
2013049261.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2013049261.tif 000014
【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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