JP2018086838A - 撮像装置、画像形成装置、実距離算出方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮像画像のテストパターンの位置が特定し易く、撮像画像に基づく位置ずれ量に応じた実距離を適切に算出する。【解決手段】一対の第１マーカ、および該一対の第１マーカとは異なる条件で形成された第２マーカを含むテストパターンＴＰと、一対の第１マーカまたは第２マーカのうちいずれか一方とともに形成され、テストパターンＴＰの位置を特定する基準となる基準線と、を撮像する撮像部２０と、撮像部２０により撮像された撮像画像における基準線を検出し、検出した基準線に基づいて一対の第１マーカおよび第２マーカの位置を特定して各々検出する位置検出部１４２と、一対の第１マーカに対する第２マーカの位置ずれ量の実距離の算出に用いる、撮像画像における一対の第１マーカ間の距離と、撮像画像における第２マーカの位置ずれ量との比率を算出する比率算出部１４３とを備える。【選択図】図１４

Description

本発明は、撮像装置、画像形成装置、実距離算出方法、およびプログラムに関する。

インクジェット方式の画像形成装置は、記録ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に往復移動させながら記録ヘッドからインクを吐出し、記録媒体上に画像を形成する構成のものが多い。このとき、キャリッジの往路移動時と復路移動時とでは、記録媒体上の同じ位置にインクを付着させようとしてもずれが生じる場合がある。このような位置ずれは、インクの着弾位置ずれとも呼ばれる。

インクの着弾位置ずれは、往復移動における移動方向の違いだけでなく、例えば、キャリッジに対する記録ヘッドの取り付け誤差などに起因して生じる場合もある。すなわち、複数の記録ヘッドを用いて画像形成を行う場合に、キャリッジに対する各記録ヘッドの取り付け誤差などにより記録ヘッド間の相対的な位置関係が設計通りにならず、記録ヘッド間でインクの着弾位置ずれが生じることもある。

インクの着弾位置ずれが生じる場合は、例えば、画像形成装置による画像形成位置に関わるパラメータを調整して位置ずれを解消させることが求められる。このような画像形成位置の調整を行うために、記録媒体上に所定のテストパターンを形成してそれを様々なセンサで読み取ることで、インクの着弾位置ずれを検出する方法が知られている。

例えば特許文献１の記録装置では、キャリッジの往路移動時に形成される第１ドット群と、キャリッジの復路移動時に形成される第２ドット群および第３ドット群とを含むテストパターンを形成し、このテストパターンを二次元センサで撮像する。そして、当該記録装置では、撮像画像を解析してテストパターンの二次元周波数特性を取得し、この二次元周波数特性に基づいてキャリッジの往復移動時におけるインクの着弾位置ずれを検出している。

インクの着弾位置ずれに応じて画像形成位置を適切に調整するためには、その位置ずれ量を知る必要がある。ここで、特許文献１の記録装置のように、テストパターンの撮像画像を解析してインクの着弾位置ずれを検出する場合、検出した着弾位置ずれの撮像画像における位置ずれ量から実際の位置ずれ量（実距離）が分かれば、インクの着弾位置ずれに応じて画像形成位置を適切に調整できる。

しかし、特許文献１の記録装置では、テストパターンの撮像画像を解析することでインクの着弾位置ずれが生じていることを検出できるものの、その位置ずれ量までも検出することはできない。また、仮に撮像画像における位置ずれ量が検出できたとしても、その撮像画像における位置ずれ量から実距離を求めるには、撮像画像における距離と実距離との比率を知る必要がある。ここで、撮像画像における距離と実距離との比率は、二次元センサと被写体との間の距離が変動すると変化するため、二次元センサとテストパターンとの間の距離が変動する環境では、撮像画像における位置ずれ量から実距離を求めることができない。さらに、反射型の二次元センサを用いた場合、受光部のスポット径が大きいと細かい線が読み取りにくくなるため、撮像画像のテストパターンの位置の特定が困難だった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、撮像部とテストパターンとの間の距離が変動する場合であっても、撮像部により撮像された撮像画像におけるテストパターンの位置が特定し易く、撮像画像に基づく位置ずれ量に応じた実距離を適切に算出することを可能にすることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、一対の第１マーカ、および該一対の第１マーカとは異なる条件で形成された第２マーカを含むテストパターンと、前記一対の第１マーカまたは前記第２マーカのうちいずれか一方とともに形成され、前記テストパターンの位置を特定する基準となる基準マーカと、を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された撮像画像における基準マーカを検出し、検出した前記基準マーカに基づいて前記一対の第１マーカおよび前記第２マーカの位置を特定して各々検出する位置検出部と、前記撮像画像における前記一対の第１マーカ間の距離と、前記撮像画像における前記第２マーカの位置ずれ量との比率を算出する比率算出部と、を備える。

本発明によれば、撮像部とテストパターンとの間の距離が変動する場合であっても、撮像部により撮像された撮像画像におけるテストパターンの位置が特定し易く、撮像画像に基づく位置ずれ量に応じた実距離を適切に算出することを可能にできるという効果を奏する。

図１は、第１の実施形態の画像形成装置の内部を透視して示す斜視図である。 図２は、第１の実施形態の画像形成装置の内部の機械的構成を示す上面図である。 図３は、キャリッジの説明図である。 図４は、撮像部の外観を示す斜視図である。 図５は、撮像部の分解斜視図である。 図６は、図４中のＸ１方向から見た撮像部の縦断面図である。 図７は、図４中のＸ２方向から見た撮像部の縦断面図である。 図８は、撮像部の平面視図である。 図９は、基準チャートの具体例を示す図である。 図１０は、撮像部の縦断面図である。 図１１は、図１０の撮像部をＸ２方向から見た平面図である。 図１２は、記録ヘッドの液滴吐出特性の説明図である。 図１３は、第１の実施形態の画像形成装置のハードウェア構成図である。 図１４は、第１の実施形態の画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。 図１５−１は、記録媒体に形成されたテストパターンおよび基準枠の一例を示す図である。 図１５−２は、倍率を調整した撮像画像の一例を示す図である。 図１６は、撮像部による撮像位置と二次元センサのセンサ出力値との関係を示す図である。 図１７は、記録媒体に形成されたテストパターンを示す図である。 図１８は、撮像画像における一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の距離と第２マーカＭ２の位置ずれ量との比率の算出方法の説明図である。 図１９は、テストパターンに含まれる一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２との間に相対的な位置ずれが生じた例を説明する図である。 図２０は、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂに対する第２マーカＭ２の位置ずれ量を説明する図である。 図２１は、撮像部とテストパターンとの間の距離が変動した場合の一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂに対する第２マーカＭ２の位置ずれ量を説明する図である。 図２２−１は、第１の実施形態の画像形成装置における画像形成位置の調整に関わる動作の流れを示すフローチャートである。 図２２−２は、第１の実施形態の画像形成装置における画像形成位置の調整に関わる動作の流れを示すフローチャートである。 図２２−３は、第１の実施形態の画像形成装置における画像形成位置の調整に関わる動作の流れを示すフローチャートである。 図２３は、ドットで形成されたテストパターンおよび基準枠の一例を示す図である。 図２４は、ドットで形成されたテストパターンおよび基準枠の他の例を示す図である。 図２５は、所定の長さの線状で形成されたテストパターンおよび基準枠の一例を示す図である。 図２６は、基準枠がテストパターンの一部を兼ねている場合の一例を示す図である。 図２７は、基準枠がテストパターンの一部を兼ねている場合の他の例を示す図である。 図２８−１は、基準位置から仮想的に基準線を特定する場合の説明図である。 図２８−２は、仮想的に特定された基準線に沿ってトリミングした画像例を示す図である。 図２９は、第２の実施形態の画像形成装置のハードウェア構成図である。 図３０は、第２の実施形態の画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。

以下に添付図面を参照して、撮像装置、画像形成装置、実距離算出方法、およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態では、画像形成装置の一例として、被搬送物の一例である記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェットプリンタを例示する。この画像形成装置は、記録媒体に形成したテストパターンを撮像し、その撮像画像を用いてインクの着弾位置ずれが生じている場合に位置ずれ量に相当する距離を算出し、画像形成に関わるパラメータを調整する機能を持つ。つまり、本実施形態の画像形成装置は、撮像装置としての機能を有する。ただし、本発明の適用例は以下で説明する実施形態に限らない。本発明は、テストパターンを撮像し、その撮像画像を用いて位置ずれ量に相当する距離を算出する様々なタイプの画像形成装置に対して広く適用できる。

（第１の実施形態）
＜画像形成装置の機械的構成＞
まず、図を参照しながら、本実施形態の画像形成装置１００の機械的な構成例について説明する。図１は、第１の実施形態の画像形成装置の内部を透視して示す斜視図である。図２は、第１の実施形態の画像形成装置の内部の機械的構成を示す上面図である。図３は、キャリッジの説明図である。

図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、主走査方向（図中矢印Ａ方向）に往復移動するキャリッジ５を備える。キャリッジ５は、主走査方向に沿って延設された主ガイドロッド３により支持されている。また、キャリッジ５には連結片５ａが設けられている。連結片５ａは、主ガイドロッド３と平行に設けられた副ガイド部材４に係合し、キャリッジ５の姿勢を安定化させる。

キャリッジ５は、駆動プーリ９と従動プーリ１０との間に張架されたタイミングベルト１１に連結されている。駆動プーリ９は、主走査モータ８の駆動により回転する。従動プーリ１０は、駆動プーリ９との間の距離を調整する機構を有し、タイミングベルト１１に対して所定のテンションを与える役割を持つ。キャリッジ５は、主走査モータ８の駆動によりタイミングベルト１１が送り動作されることにより、主走査方向に往復移動する。キャリッジ５の移動量や移動速度は、例えば図２に示すように、キャリッジ５に設けられたエンコーダセンサ１３がエンコーダシート１４のマークを検知して出力するエンコーダ値に基づいて制御される。

キャリッジ５には、図３に示すように、記録ヘッド６Ａ、６Ｂ、６Ｃが搭載されている。記録ヘッド６Ａは、イエロー（Ｙ）インクを吐出する多数のノズルを並べたノズル列６Ａｙ、シアン（Ｃ）インクを吐出する多数のノズルを並べたノズル列６Ａｃ、マゼンタ（Ｍ）インクを吐出する多数のノズルを並べたノズル列６Ａｍ、およびブラック（Ｋ）インクを吐出する多数のノズルを並べたノズル列６Ａｋが、一列ずつ並んでいる。同様に、記録ヘッド６Ｂは、ノズル列６Ｂｙ、６Ｂｃ、６Ｂｍ、６Ｂｋ、記録ヘッド６Ｃは、ノズル列６Ｃｙ、６Ｃｃ、６Ｃｍ、６Ｃｋが並んでいる。以下、これらの記録ヘッド６Ａ、６Ｂ、６Ｃを総称して記録ヘッド６と表記する。記録ヘッド６は、その吐出面（ノズル面）が下方（記録媒体Ｐ側）に向くように、キャリッジ５に支持されている。

記録ヘッド６にインクを供給するためのインク供給体であるカートリッジ７は、キャリッジ５には搭載されず、画像形成装置１００内の所定の位置に配置されている。カートリッジ７と記録ヘッド６はパイプで連結されており、このパイプを介して、カートリッジ７から記録ヘッド６に対してインクが供給される。

記録ヘッド６の吐出面と対向する位置には、図２に示すように、プラテン１６が設けられている。プラテン１６は、記録ヘッド６から記録媒体Ｐ上にインクを吐出する際に、記録媒体Ｐを支持するためのものである。プラテン１６には、厚み方向に貫通する貫通孔が多数設けられ、個々の貫通孔を取り囲むようにリブ状の突起が形成されている。そして、プラテン１６の記録媒体Ｐを支持する面とは逆側に設けられた吸引ファンを作動させることで、プラテン１６上から記録媒体Ｐが脱落することを抑制する構成となっている。記録媒体Ｐは、後述の副走査モータ１２（図１３参照）によって駆動される搬送ローラにより挟持され、プラテン１６上を、副走査方向（図中矢印Ｂ方向）に間欠的に搬送される。

記録ヘッド６には、上述したように、副走査方向に並ぶように形成された多数のノズルが設けられている。本実施形態の画像形成装置１００は、記録媒体Ｐを副走査方向に間欠的に搬送し、記録媒体Ｐの搬送が停止している間に、キャリッジ５を主走査方向に往復移動させながら、画像データに応じて記録ヘッド６のノズルを選択的に駆動し、記録ヘッド６からプラテン１６上の記録媒体Ｐ上にインクを吐出して、記録媒体Ｐに画像を記録する。

また、本実施形態の画像形成装置１００は、記録ヘッド６の信頼性を維持するための維持機構１５を備える。維持機構１５は、記録ヘッド６の吐出面の清掃やキャッピング、記録ヘッド６からの不要なインクの排出などを行う。

また、キャリッジ５には、図３に示すように、記録媒体Ｐ上に形成された後述のテストパターンＴＰ（図１５−１参照）を撮像するための撮像部２０が搭載されている。撮像部２０の詳細は後述する。

本実施形態の画像形成装置１００を構成する上記の各構成要素は、外装体１の内部に配置されている。外装体１にはカバー部材２が開閉可能に設けられている。画像形成装置１００のメンテナンス時やジャム発生時には、カバー部材２を開けることにより、外装体１の内部に設けられた各構成要素に対して作業を行うことができる。

図３で示した撮像部２０には、テストパターンＴＰと同時に撮像される基準チャートを有するものと、有していないものがある。基準チャートとは、例えば、各測色パッチ（図９参照）のＲＧＢ値を用いてテストパターンＴＰの測色値を算出するものである。

＜撮像部の具体例１＞
まず、基準チャートを有する撮像部２０の具体例について説明する。図４は、撮像部の外観を示す斜視図である。図５は、撮像部の分解斜視図である。図６は、図４中のＸ１方向から見た撮像部の縦断面図である。図７は、図４中のＸ２方向から見た撮像部の縦断面図である。図８は、撮像部の平面視図である。

撮像部２０は、例えば矩形の箱状に形成された筐体５１を備える。筐体５１は、例えば、所定の間隔を空けて対向する底板部５１ａおよび天板部５１ｂと、これら底板部５１ａと天板部５１ｂとを繋ぐ側壁部５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｆを有する。筐体５１の底板部５１ａと側壁部５１ｄ、５１ｅ、５１ｆは、例えばモールド成形により一体に形成され、これに対して天板部５１ｂと側壁部５１ｃとが着脱可能な構成とされる。図５では天板部５１ｂと側壁部５１ｃとを取り外した状態を示している。

撮像部２０は、例えば筐体５１の一部が所定の支持部材に支持された状態で、テストパターンＴＰが形成された記録媒体Ｐの搬送経路に設置される。このとき、撮像部２０は、図６および図７に示すように、搬送される記録媒体Ｐに対して筐体５１の底板部５１ａが間隙ｄを介して略平行な状態で対向するように、所定の支持部材に支持される。

テストパターンＴＰが形成された記録媒体Ｐと対向する筐体５１の底板部５１ａには、筐体５１の外部のテストパターンＴＰを筐体５１の内部から撮像可能にするための開口部５３が設けられている。

また、筐体５１の底板部５１ａの内面側には、支え部材６３を介して開口部５３と隣り合うようにして、基準チャート３００が配置されている。基準チャート３００は、テストパターンＴＰの測色やＲＧＢ値の取得を行う際に、後述のセンサ部２６によりテストパターンＴＰとともに撮像されるものである。なお、基準チャート３００の詳細については後述する。

一方、筐体５１内部の天板部５１ｂ側には、回路基板５４が配置されている。図８に示すように、回路基板５４には、回路基板５４側の面が開放されている四角の箱形状の筐体５１が、締結部材５４ｂによって固定されている。なお、筐体５１は、四角の箱形状に限るものではなく、例えば、開口部５３が形成されている底板部５１ａを有する円筒の箱形状や楕円筒の箱形状等であってもよい。

また、筐体５１の天板部５１ｂと回路基板５４との間には、画像を撮像するセンサ部２６が配置されている。センサ部２６は、図６に示すように、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどの二次元センサ２７と、センサ部２６の撮像範囲の光学像を二次元センサ２７の受光面（撮像領域）に結像する結像レンズ２８とを備える。二次元センサ２７は、被写体からの反射光を受光する受光素子が二次元に並ぶ受光素子アレイである。

センサ部２６は、例えば、筐体５１の側壁部５１ｅと一体に形成されたセンサホルダ５６により保持される。センサホルダ５６には、回路基板５４に形成された貫通孔５４ａと対向する位置にリング部５６ａが設けられている。リング部５６ａは、センサ部２６の結像レンズ２８側の突出した部分の外形形状に倣った大きさの貫通孔を有する。センサ部２６は、結像レンズ２８側の突出した部分をセンサホルダ５６のリング部５６ａに挿通することで、結像レンズ２８が回路基板５４の貫通孔５４ａを介して筐体５１の底板部５１ａ側を臨むようにして、センサホルダ５６により保持される。

このとき、センサ部２６は、図６中の一点鎖線で示す光軸が筐体５１の底板部５１ａに対して略垂直となり、且つ、開口部５３と後述の基準チャート３００とが撮像範囲に含まれるように、センサホルダ５６により位置決めされた状態で保持される。これにより、センサ部２６は、二次元センサ２７の撮像領域の一部で、筐体５１外部のテストパターンＴＰを、開口部５３を介して撮像する。加えて、センサ部２６は、二次元センサ２７の撮像領域の他の一部で、筐体５１の内部に配置された基準チャート３００を撮像することができる。

なお、センサ部２６は、各種の電子部品が実装される回路基板５４に対して、例えばフレキシブルケーブルを介して電気的に接続される。また、回路基板５４には、画像形成装置１００のメイン制御基板に対して撮像部２０を接続するための接続ケーブルが装着される外部接続コネクタ５７が設けられている。

撮像部２０には、センサ部２６の中心を通る副走査方向の中心線ＯＡ上であって、センサ部２６の中心からそれぞれ副走査方向に所定量だけ等間隔で離れた位置の回路基板５４に、一対の光源５８が配設されている。光源５８は、センサ部２６による撮像時にその撮像範囲を略均一に照明する。光源５８としては、例えば省スペース／省電力に有利なＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。

本実施形態においては、図７や図８に示すように、結像レンズ２８の中心を基準として、開口部５３と基準チャート３００が並ぶ方向と直交する方向に均等に配置された一対のＬＥＤを光源５８として用いている。

光源５８として用いる２つのＬＥＤは、例えば回路基板５４の底板部５１ａ側の面に実装される。ただし、光源５８は、センサ部２６の撮像範囲を拡散光により略均一に照明できる位置に配置されればよく、必ずしも回路基板５４に直接実装されていなくてもよい。また、２つのＬＥＤの位置は、二次元センサ２７を中心として対称位置に配置することにより、基準チャート３００側と同一照明条件での撮像面の撮像を可能にしている。また、本実施形態では、光源５８としてＬＥＤを用いたが、光源５８の種類はＬＥＤに限定されるものではない。例えば、有機ＥＬなどを光源５８として用いるようにしてもよい。有機ＥＬを光源５８として用いた場合は、太陽光の分光分布に近い照明光が得られるため、測色精度の向上が期待できる。

また、図８に示すように、センサ部２６は、光源５８と二次元センサ２７の直下に、光吸収体５５ｃを備えている。光吸収体５５ｃは、光源５８からの光を二次元センサ２７以外の方向に反射または吸収する。光吸収体５５ｃは、鋭角な形状で、光源５８からの入射光が、光吸収体５５ｃ内面へ反射するように形成されており、入射方向へは反射しない構造になっている。

また、筐体５１内部には、センサ部２６と該センサ部２６により開口部５３を介して撮像される筐体５１外部のテストパターンＴＰとの間の光路中に、光路長変更部材５９が配置されている。光路長変更部材５９は、光源５８の光に対して十分な透過率を有する屈折率ｎの光学素子である。光路長変更部材５９は、筐体５１外部のテストパターンＴＰの光学像の結像面を筐体５１内部の基準チャート３００の光学像の結像面に近づける機能を持つ。つまり、この撮像部２０では、センサ部２６と筐体５１外部の被写体との間の光路中に光路長変更部材５９を配置することによって光路長を変更する。これにより、撮像部２０は、筐体５１外部のテストパターンＴＰの光学像の結像面と、筐体５１内部の基準チャート３００の結像面とを、ともにセンサ部２６の二次元センサ２７の受光面に合わせるようにしている。したがって、センサ部２６は、筐体５１外部のテストパターンＴＰと筐体５１内部の基準チャート３００との双方にピントの合った画像を撮像することができる。

光路長変更部材５９は、例えば図６に示すように、一対のリブ６０、６１によって、底板部５１ａ側の面の両端部が支持されている。また、光路長変更部材５９の天板部５１ｂ側の面と回路基板５４との間に押さえ部材６２が配置されることで、光路長変更部材５９が筐体５１内部で動かないようになっている。光路長変更部材５９は、筐体５１の底板部５１ａに設けられた開口部５３を塞ぐように配置される。そのため、光路長変更部材５９は、筐体５１外部から開口部５３を介して筐体５１内部に進入するインクミストや塵埃などの不純物が、センサ部２６や光源５８、基準チャート３００などに付着するのを防止する機能も有することになる。

なお、以上説明した撮像部２０の機械的な構成はあくまで一例であり、これに限らない。撮像部２０は、少なくとも、筐体５１内部に設けられた光源５８が点灯している間に、筐体５１内部に設けられたセンサ部２６により、筐体５１外部のテストパターンＴＰを開口部５３を介して撮像する構成であればよい。撮像部２０は、上記の構成に対して様々な変形や変更が可能である。

例えば、上述した撮像部２０では、筐体５１の底板部５１ａの内面側に基準チャート３００を配置している。しかしながら、筐体５１の底板部５１ａの基準チャート３００が配置される位置に開口部５３とは別の開口部を設けるとともに、この開口部が設けられた位置に筐体５１の外側から基準チャート３００を取り付ける構成であってもよい。この場合、センサ部２６は、開口部５３を介して記録媒体Ｐに形成されたテストパターンＴＰを撮像するとともに、開口部５３とは別の開口部を介して、筐体５１の底板部５１ａに外側から取り付けられた基準チャート３００を撮像することになる。この例では、基準チャート３００に汚れなどの不良が生じた場合に、交換を容易に行える利点がある。

次に、図９を参照しながら、撮像部２０の筐体５１に配置される基準チャート３００の具体例について説明する。図９は、基準チャートの具体例を示す図である。

図９に示す基準チャート３００は、測色用の測色パッチを配列した複数の測色パッチ列３１０〜３４０、距離計測用ライン３５０、およびチャート位置特定用マーカ３６０を有する。

測色パッチ列３１０〜３４０は、ＹＭＣＫの１次色の測色パッチを階調順に配列した測色パッチ列３１０と、ＲＧＢの２次色の測色パッチを階調順に配列した測色パッチ列３２０と、グレースケールの測色パッチを階調順に配列した測色パッチ列（無彩色の階調パターン）３３０と、３次色の測色パッチを配列した測色パッチ列３４０と、を含む。

距離計測用ライン３５０は、複数の測色パッチ列３１０〜３４０を囲む矩形の枠として形成されている。チャート位置特定用マーカ３６０は、距離計測用ライン３５０の四隅の位置に設けられていて、各測色パッチの位置を特定するためのマーカとして機能する。センサ部２６により撮像される基準チャート３００の画像から、距離計測用ライン３５０とその四隅のチャート位置特定用マーカ３６０を特定することで、基準チャート３００の位置および各測色パッチの位置を特定することができる。

測色用の測色パッチ列３１０〜３４０を構成する各測色パッチは、センサ部２６の撮像条件を反映した色味の基準として用いられる。なお、基準チャート３００に配置されている測色用の測色パッチ列３１０〜３４０の構成は、図９に示す例に限定されるものではなく、任意の測色パッチ列を適用することが可能である。例えば、可能な限り色範囲が広く特定できる測色パッチを用いてもよいし、また、ＹＭＣＫの１次色の測色パッチ列３１０や、グレースケールの測色パッチ列３３０は、画像形成装置１００に使用される色材の測色値のパッチで構成されていてもよい。また、ＲＧＢの２次色の測色パッチ列３２０は、画像形成装置１００で使用される色材で発色可能な測色値のパッチで構成されていてもよく、さらに、Japan Colorなどの測色値が定められた基準色票を用いてもよい。

なお、本実施形態では、一般的なパッチ（色票）の形状の測色パッチ列３１０〜３４０を有する基準チャート３００を用いているが、基準チャート３００は、必ずしもこのような測色パッチ列３１０〜３４０を有する形態でなくてもよい。基準チャート３００は、測色に利用可能な複数の色が、それぞれの位置を特定できるように配置された構成であればよい。

基準チャート３００は、上述したように、筐体５１の底板部５１ａの内面側に開口部５３と隣り合うように配置されているため、センサ部２６によって、筐体５１外部のテストパターンＴＰと同時に撮像することができる。なお、ここでの同時に撮像とは、筐体５１外部のテストパターンＴＰと基準チャート３００とを含む１フレームの画像データを取得することを意味する。つまり、画素ごとのデータ取得に時間差があっても、筐体５１外部のテストパターンＴＰと基準チャート３００とが１フレーム内に含まれる画像データを取得すれば、筐体５１外部のテストパターンＴＰと基準チャート３００とを同時に撮像したことになる。

＜撮像部の具体例２＞
次に、基準チャートを有していない撮像部２０の具体例について説明する。以下では、図１０、１１を参照しながら、撮像部２０の具体例について詳細に説明する。図１０は、撮像部の縦断面図である。図１１は、図１０の撮像部をＸ２方向から見た平面図である。

図１０に示すように、撮像部２０は、キャリッジ５に固定されている基板４１上に、光源４２とセンサ部２６が搭載されている。

光源４２としては、例えば、ＬＥＤが用いられており、被写体である記録媒体Ｐに形成されたテストパターンＴＰに照明光を照射して、その反射光（乱反射光または正反射光）がセンサ部２６に入射される。光源４２は、図１１に示すように、記録媒体Ｐに形成されるテストパターンＴＰを取り囲むように４つ配置されており、テストパターンＴＰに均一な照明光を照射する。

センサ部２６は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの二次元センサ２７と、結像レンズ２８とを備えている。センサ部２６は、光源４２からテストパターンＴＰに出射された照明光の反射光を、結像レンズ２８を通して二次元センサ２７に入射させる。二次元センサ２７は、入射された光を光電変換によりアナログ信号に変換し、テストパターンＴＰの撮像画像として出力する。

＜記録ヘッドの駆動ノズル数＞
次に、記録ヘッド６のノズル数について説明する。図３に示したように、本実施形態の記録ヘッド６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびブラック（Ｋ）のインク滴を吐出するノズルが一列ずつ並んでいる。

ここで、液滴吐出特性として、駆動ノズル数とインクの液滴吐出速度との関係について説明する。図１２は、記録ヘッドの液滴吐出特性の説明図である。駆動ノズル数とは、同一記録ヘッド６内の同時にインク滴を吐出するノズルの数のことをいう。駆動ノズル数に応じて、液滴吐出速度（Ｖｊ）は大きく変動する。変動する理由には、構造的な要因と電気的な要因がある。

構造的な要因として、ピエゾ（圧電素子）アクチュエータ方式の記録ヘッド６の場合の１例を挙げる。ピエゾアクチュエータ方式では、ピエゾに駆動波形を印加して圧電素子を変異させることで、加圧室内のインクを加圧し、ノズルからインク滴を吐出する。この時、駆動するノズルの数によって加圧室内のインクへ加わる圧力が変化し、液滴吐出速度（Ｖｊ）が変化する。サーマル方式のインクジェット記録装置であっても、加圧室内でバブルを発生させてインクを加圧するので、同様の現象が起こる。

電気的な要因としては、記録ヘッド６は、駆動ノズル数および配線長によって、キャパシタンス、インダクタンスが変化するような振る舞いをする。この変化によって駆動波形生成回路から出力される波形に変動が生じ、液滴吐出速度（Ｖｊ）に影響することになる。

駆動ノズル数によって、どちらの要因の影響が支配的なのかが異なる。駆動ノズル数がｎ１付近は、構造的な要因による影響が大きい。一方、駆動ノズル数がｎ２を超えると、電気的な要因による影響が大きい。電気的な要因による液滴吐出速度（Ｖｊ）変動のばらつきは、回路定数の調整などで比較的容易に小さくすることが可能だが、構造的な要因によるばらつきを小さくすることは難しい。

図１２で示したように、駆動ノズル数が大きい方が液滴吐出速度（Ｖｊ）が安定する。従って、本実施形態の記録ヘッド６の各色のノズル数は、ｎ２以上とすることが望ましい。

＜画像形成装置のハードウェア構成＞
次に、図１３を参照しながら、本実施形態の画像形成装置１００のハードウェア構成について説明する。図１３は、第１の実施形態の画像形成装置のハードウェア構成図である。

本実施形態の画像形成装置１００は、図１３に示すように、ＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、記録ヘッドドライバ１０４、主走査ドライバ１０５、副走査ドライバ１０６、制御用ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）１２０、記録ヘッド６、エンコーダセンサ１３、撮像部２０、主走査モータ８、および副走査モータ１２を備えている。

ＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、記録ヘッドドライバ１０４、主走査ドライバ１０５、副走査ドライバ１０６、および制御用ＦＰＧＡ１２０は、メイン制御基板１３０に搭載されている。また、記録ヘッド６、エンコーダセンサ１３、および撮像部２０は、上述したようにキャリッジ５に搭載されている。

ＣＰＵ１１０は、画像形成装置１００の全体の制御を司る。例えば、ＣＰＵ１１０は、ＲＡＭ１０３を作業領域として利用して、ＲＯＭ１０２に格納された各種の制御プログラムを実行し、画像形成装置１００における各種動作を制御するための制御指令を出力する。特に、本実施形態の画像形成装置１００では、テストパターンＴＰおよび当該テストパターンＴＰの位置を特定する基準となる基準枠Ｆ（図１５−１参照）を形成する機能や距離計測装置としての機能、距離に基づいて画像形成の位置に関わるパラメータを調整する機能などを、このＣＰＵ１１０により実現する。なお、これらの機能の詳細については後述する。

記録ヘッドドライバ１０４、主走査ドライバ１０５、副走査ドライバ１０６は、それぞれ、記録ヘッド６、主走査モータ８、副走査モータ１２を駆動するためのドライバである。

制御用ＦＰＧＡ１２０は、ＣＰＵ１１０と連携して画像形成装置１００における各種動作を制御する。制御用ＦＰＧＡ１２０は、機能的な構成要素として、例えば、ＣＰＵ制御部１２１、メモリ制御部１２２、インク吐出制御部１２３、センサ制御部１２４、およびモータ制御部１２５を備える。

ＣＰＵ制御部１２１は、ＣＰＵ１１０と通信を行って、制御用ＦＰＧＡ１２０が取得した各種情報をＣＰＵ１１０に伝えるとともに、ＣＰＵ１１０から出力された制御指令を入力する。

メモリ制御部１２２は、ＣＰＵ１１０がＲＯＭ１０２やＲＡＭ１０３にアクセスするためのメモリ制御を行う。

インク吐出制御部１２３は、ＣＰＵ１１０からの制御指令に応じて記録ヘッドドライバ１０４の動作を制御することにより、記録ヘッドドライバ１０４により駆動される記録ヘッド６からのインクの吐出タイミングを制御する。

センサ制御部１２４は、エンコーダセンサ１３から出力されるエンコーダ値などのセンサ信号に対する処理を行う。例えばセンサ制御部１２４は、エンコーダセンサ１３から出力されるエンコーダ値に基づいて、キャリッジ５の位置、移動速度、移動方向などを計算する処理を実行する。

モータ制御部１２５は、ＣＰＵ１１０からの制御指令に応じて主走査ドライバ１０５の動作を制御することにより、主走査ドライバ１０５により駆動される主走査モータ８を制御して、キャリッジ５の主走査方向への移動を制御する。また、モータ制御部１２５は、ＣＰＵ１１０からの制御指令に応じて副走査ドライバ１０６の動作を制御することにより、副走査ドライバ１０６により駆動される副走査モータ１２を制御して、プラテン１６上の記録媒体Ｐの副走査方向への移動を制御する。

なお、以上の各部は、制御用ＦＰＧＡ１２０により実現する制御機能の一例であり、これら以外にも様々な制御機能を制御用ＦＰＧＡ１２０により実現する構成としてもよい。また、上記の制御機能の全部または一部を、ＣＰＵ１１０または他の汎用のＣＰＵにより実行されるプログラムによって実現する構成であってもよい。また、上記の制御機能の一部を、制御用ＦＰＧＡ１２０とは異なる他のＦＰＧＡやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの専用のハードウェアにより実現する構成であってもよい。

記録ヘッド６は、ＣＰＵ１１０および制御用ＦＰＧＡ１２０により動作制御される記録ヘッドドライバ１０４により駆動され、プラテン１６上の記録媒体Ｐにインクを吐出して画像を形成する。

エンコーダセンサ１３は、エンコーダシート１４のマークを検知して得られるエンコーダ値を制御用ＦＰＧＡ１２０に出力する。このエンコーダ値は、制御用ＦＰＧＡ１２０のセンサ制御部１２４において、キャリッジ５の位置、移動速度および移動方向を計算するために用いられる。センサ制御部１２４がエンコーダ値から計算したキャリッジ５の位置、移動速度および移動方向は、ＣＰＵ１１０に送られる。ＣＰＵ１１０は、このキャリッジ５の位置、移動速度および移動方向に基づき、主走査モータ８を制御するための制御指令を生成してモータ制御部１２５に出力する。

撮像部２０は、ＣＰＵ１１０による制御のもとで記録媒体Ｐ上に形成されたテストパターンＴＰおよび基準枠Ｆ（図１５−１参照）を撮像し、撮像画像に対して各種処理を行うものであって、二次元センサ用ＣＰＵ１４０、および二次元センサ２７を備えている。

二次元センサ２７は、上述したように、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサなどであって、二次元センサ用ＣＰＵ１４０から送られた各種設定信号に基づく所定の動作条件によって、テストパターンＴＰおよび基準枠Ｆを撮像する。そして、二次元センサ２７は、撮像した撮像画像を二次元センサ用ＣＰＵ１４０に送る。

二次元センサ用ＣＰＵ１４０は、二次元センサ２７の制御や二次元センサ２７により撮像された撮像画像に対する処理を行う。具体的には、二次元センサ用ＣＰＵ１４０は、撮像部２０に各種設定信号を送ることにより、二次元センサ２７の各種動作条件の設定を行う。また、二次元センサ用ＣＰＵ１４０は、テストパターンＴＰおよび基準枠Ｆを撮像した撮像画像から基準枠Ｆに基づいてテストパターンＴＰのマーカを検出する機能や、撮像画像における距離と実距離との比率を算出する機能を実現する。なお、これらの機能の詳細については後述する。

また、撮像部２０には、ＲＡＭやＲＯＭが備えられ、二次元センサ用ＣＰＵ１４０は、例えば、ＲＡＭを作業領域として利用して、ＲＯＭに格納された各種の制御プログラムを実行し、撮像部２０における各種動作を制御するための制御指令を出力する。また、二次元センサ用ＣＰＵ１４０は、二次元センサ２７の光電変換により得られたアナログ信号をデジタルの画像データにＡＤ変換し、その画像データに対してシェーディング補正やホワイトバランス補正、γ補正、画像データのフォーマット変換などの各種の画像処理を行う機能を内蔵している。なお、撮像画像に対する各種の画像処理は、その一部あるいは全部を撮像部２０の外部で行うように構成してもよい。

本実施形態の画像形成装置１００では、上述のＣＰＵ１１０および制御用ＦＰＧＡ１２０によって制御される記録ヘッドドライバ１０４、主走査ドライバ１０５および副走査ドライバ１０６と、これらにより駆動される記録ヘッド６、主走査モータ８および副走査モータ１２により、記録媒体Ｐに画像を形成する画像形成部が構成される。

図１３では、二次元センサ用ＣＰＵ１４０および撮像部２０がキャリッジ５に搭載された構成となっていたが、二次元センサ用ＣＰＵ１４０および撮像部２０は、記録媒体Ｐ上に形成されたテストパターンＴＰを適切に撮像できるように配置されていればよく、必ずしもキャリッジ５に搭載されていなくてもよい。

＜画像形成装置の機能構成＞
次に、図１４を参照しながら、画像形成装置１００のＣＰＵ１１０および二次元センサ用ＣＰＵ１４０により実現される特徴的な機能について説明する。図１４は、第１の実施形態の画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。

ＣＰＵ１１０は、例えば、ＲＡＭ１０３を作業領域として利用して、ＲＯＭ１０２に格納された制御プログラムを実行することにより、パターン形成部１１１、実距離算出部１１４、および調整部１１５などの機能を実現する。また、撮像部２０の二次元センサ用ＣＰＵ１４０は、例えばＲＡＭを作業領域として利用して、ＲＯＭに格納された制御プログラムを実現することにより、位置検出部１４２、および比率算出部１４３などの機能を実現する。

ＣＰＵ１１０のパターン形成部１１１は、例えばＲＯＭ１０２などに予め格納されたパターンデータを読み込み、このパターンデータに応じた画像形成動作を上述した画像形成部に行わせることにより、記録媒体Ｐ上にテストパターンＴＰおよび基準枠Ｆを形成する。パターン形成部１１１により記録媒体Ｐ上に形成されたテストパターンＴＰおよび基準枠Ｆは、撮像部２０により撮像される。

ここで、テストパターンＴＰと基準枠Ｆについて説明する。図１５−１は、記録媒体に形成されたテストパターンおよび基準枠の一例を示す図である。図１５−１に示すように、テストパターンＴＰは、少なくとも一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２とを含むマーカのセットＭである。図１５−１に示すテストパターンＴＰは、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の中間に第２マーカＭ２が配置されている。一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂおよび第２マーカＭ２は、記録媒体Ｐの搬送方向である副走査方向（図中矢印Ｂ方向）に延びる線状に形成されている。そして、図１５−１では、このマーカのセットＭが記録媒体Ｐの主走査方向（図中矢印Ａ方向）に３つ形成されている。

また、第２マーカＭ２は、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂとは異なる条件で形成されている。ここで、異なる条件とは、例えば、記録ヘッド６を搭載したキャリッジ５の移動方向の違いや、インクを吐出する記録ヘッド６の違いなどである。

以下の実施形態では、第２マーカＭ２を、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂとはキャリッジ５の移動方向（往路移動か復路移動か）が異なる条件で形成するものとして説明する。具体的には、例えば、図１５−１に示すテストパターンＴＰに含まれる一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂは、キャリッジ５の往路移動時に、キャリッジ５に搭載された記録ヘッド６が有する複数のノズルのうちの所定のノズルから記録媒体Ｐ上にインクを吐出することにより形成される。一方、テストパターンＴＰに含まれる第２マーカＭ２は、キャリッジ５の復路移動時に、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの形成時にインクを吐出したノズルと同一のノズルから記録媒体Ｐ上にインクを吐出することにより形成される。

上述したように、キャリッジ５の往路移動時と復路移動時とでは、インクの着弾位置ずれが生じる場合がある。したがって、テストパターンＴＰに含まれる一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２のうち、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ同士の位置関係はほとんど変動しないのに対し、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂに対する第２マーカＭ２の相対的な位置関係にはずれが生じ得る。この位置ずれが、キャリッジ５の往路移動時と復路移動時との違いによるインクの着弾位置ずれである。

また、上述の説明では、キャリッジ５の往路移動時に一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂを形成し、キャリッジ５の復路移動時に第２マーカＭ２を形成しているが、これとは逆に、キャリッジ５の往路移動時に第２マーカＭ２を形成し、キャリッジ５の復路移動時に一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂを形成してもよい。

また、上述の説明では、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２とを、記録ヘッド６が有する複数のノズルのうち、同一のノズルからインクを吐出させて形成するものとしたが、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの形成時にインクを吐出するノズルと、第２マーカＭ２の形成時にインクを吐出するノズルが異なっていてもよい。この場合、これらのノズル間に主走査方向での位置ずれがあるとその影響を受けるが、１つの記録ヘッド６におけるノズル間の位置ずれは、キャリッジ５の移動方向の違いによるインクの着弾位置ずれに比べるとごく僅かであり、無視できるレベルである。

なお、第２マーカＭ２を、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂとは異なる記録ヘッド６を用いて形成した場合にも同様の説明が成り立つ。すなわち、キャリッジ５に対する記録ヘッド６の取り付け誤差などにより記録ヘッド６間の相対的な位置関係が設計値からずれると、インクの着弾位置ずれとなって現れる。この場合、第２マーカＭ２を、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂとは異なる記録ヘッド６を用いて形成すると、テストパターンＴＰに含まれる一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２のうち、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ同士の位置関係はほとんど変動しないのに対し、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂに対する第２マーカＭ２の相対的な位置関係にはずれが生じることになる。

ここで、テストパターンＴＰは、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと、これら一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂとは異なる条件で形成される第２マーカＭ２とを含んだ構成であればよく、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２との位置関係は任意に設定できる。テストパターンＴＰに含まれる一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂおよび第２マーカＭ２それぞれを形成する位置やタイミング（このタイミングによりキャリッジ５の往路移動時に形成するか復路移動時に形成するかが決まる）は、上記のパターンデータによって示されている。

また、図１５−１では、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂまたは第２マーカＭ２のうちいずれか一方とともに形成され、テストパターンＴＰの位置を特定する基準となる基準枠Ｆが形成されている。基準枠Ｆは、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂとともに形成される場合は往路移動時に形成され、第２マーカＭ２とともに形成される場合は復路移動時に形成される。基準枠Ｆは、二対の基準線Ｆａ、Ｆｂにより矩形状に形成され、一方の一対の基準線Ｆｂは記録媒体Ｐの搬送方向である副走査方向（矢印Ｂ方向）に形成され、他方の一対の基準線Ｆａは主走査方向（矢印Ａ方向）に形成されている。また、基準枠Ｆは、テストパターンＴＰのマーカと区別が可能なように、例えばテストパターンＴＰの線状のマーカの線より太い線で基準線Ｆａ、Ｆｂが形成される。そして、基準枠Ｆの内側に位置する検出範囲ＲｄのテストパターンＴＰが検出されることになる。なお、本実施形態の基準枠Ｆは、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂとともに形成されているものとする。なお、基準線Ｆａ、Ｆｂは、基準マーカの一例である。

撮像部２０は、図１５−１に示す撮像範囲Ｒｉを撮像することで、テストパターンＴＰと基準枠Ｆを撮像する。つまり、基準枠Ｆは、記録媒体Ｐに対して、撮像範囲Ｒｉより小さい所定範囲を取り囲んで形成されている。また、図１５−１に示すように、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂおよび第２マーカＭ２は、基準枠Ｆの副走査方向の長さよりも長い線で形成され、さらに、撮像部２０により撮像される撮像範囲Ｒｉの副走査方向（図中矢印Ｂ方向）の長さよりも長い線で形成されている。これは、図１２で述べた記録ヘッド６のノズルから吐出されるインクの吐出特性を考慮している。

ここで、基準枠Ｆの形成位置について説明する。基準チャート３００（図９参照）を有していない撮像部２０で撮像する場合（図１０、１１参照）、撮像範囲の中央近傍に基準枠Ｆを位置するよう撮像範囲Ｒｉを設定することが望ましい。また、基準チャート３００を有している撮像部２０で撮像する場合（図４〜８参照）、撮像範囲における基準チャート３００がない開口部５３から撮像可能な位置で、かつ光源５８から出射される光の光軸に近い位置に基準枠Ｆが位置するように撮像範囲Ｒｉを設定することが望ましい。

図１４に戻り、二次元センサ用ＣＰＵ１４０の位置検出部１４２は、撮像部２０により撮像された撮像画像に対して２値化処理などの所定の処理を施すことによって、撮像画像における基準枠Ｆを検出し、検出した基準枠Ｆの内側であって、基準枠Ｆに基づいて一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂおよび第２マーカＭ２の位置を特定して各々検出する。

図１５−１を参照すると、記録媒体Ｐには、複数のマーカのセットＭおよび位置ずれの算出に用いない複数のマーカＭｄが形成されている。そして、撮像部２０により、テストパターンＴＰおよび基準枠Ｆが含まれている撮像範囲Ｒｉが撮像される。位置検出部１４２は、まず、撮像範囲Ｒｉにおける基準枠Ｆを検出する。

図１６は、撮像部による撮像位置と二次元センサのセンサ出力値との関係を示す図である。図１６は、図１５−１における基準枠Ｆを測定位置ＳＡまたは測定位置ＳＢのいずれかでのセンサ出力値を示している。すなわち、測定位置ＳＡの場合、一対の基準線Ｆｂが図１６のｆ１、ｆ２の値となる。また、測定位置ＳＢの場合、一対の基準線Ｆａが図１６のｆ１、ｆ２の値となる。このように、主走査方向の基準線Ｆａと副走査方向の基準線Ｆｂの位置を検出することで、撮像範囲Ｒｉにおける基準枠Ｆが判別できる。

そして、基準枠Ｆは一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂまたは第２マーカＭ２のうちいずれか一方とともに形成されているため、位置検出部１４２は、テストパターンＴＰのマーカ位置が特定し易くなる。つまり、上述したように、本実施形態では、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂとともに基準枠Ｆを形成しているため、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと基準枠Ｆとの位置関係のずれは生じにくい。従って、基準枠Ｆの基準線Ｆｂから所定距離にある一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの位置を特定して検出し、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの間に位置する第２マーカＭ２の位置を特定して検出する。

基準枠Ｆから一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの位置を特定する場合、撮像画像の倍率を調整して特定してもよい。図１５−２は、倍率を調整した撮像画像の一例を示す図である。図１５−２に示すように、基準枠Ｆを基準にして撮像画像の倍率を調整すると、基準枠Ｆの基準線ＦｂからマーカのセットＭまでの画像上の位置が大きく変動しないため、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの位置を容易に特定することができる。

ここで検出される位置は、pixel単位で表される画像の二次元座標上の位置である。撮像画像における一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂおよび第２マーカＭ２は、多くの場合、複数のpixelによって形成された線として検出されるが、例えば副走査方向の所定位置にある線の中心位置など、予め定めた代表位置を、第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂや第２マーカＭ２の位置として検出すればよい。位置検出部１４２により検出された撮像画像における一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂおよび第２マーカＭ２の位置は、比率算出部１４３に渡される。

ここで、基準枠Ｆを形成していない場合のテストパターンＴＰの検出について説明する。図１７は、記録媒体に形成されたテストパターンを示す図である。図１７に示すように、基準枠Ｆがない場合は、撮像範囲Ｒｉの所定の基準位置Ｒｉ_０から主走査方向および副走査方向に向かって撮像範囲Ｒｉ全体を測定し、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂおよび第２マーカＭ２を検出することになる。したがって、テストパターンＴＰのマーカの位置ずれが生じた場合、マーカＭｄをテストパターンＴＰと誤って認識するなど、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂおよび第２マーカＭ２を正確に特定できない場合があり、その結果、位置ずれ量を算出することができない。これに対し、本実施形態は基準枠Ｆを形成することでテストパターンＴＰを確実に特定して検出することができる。

なお、上述では、二対の基準線Ｆａ、Ｆｂにより矩形状に形成された長方形状の基準枠Ｆを基準としてテストパターンＴＰを検出する構成となっているが、一対の基準線Ｆｂを基準としてテストパターンＴＰを検出する構成にしてもよい。例えば、基準枠Ｆの代わりに副走査方向に延びる一対の基準線Ｆｂを基準とした場合、主走査方向のセンサ出力値から基準線Ｆｂを特定すれば、２本の基準線Ｆｂの内側に挟まれたテストパターンＴＰを検出できる。ただし、図１５−１に示すように、検出範囲Ｒｄが２か所設けられている場合、すなわち、マーカのセットＭ自体が副走査方向（図中矢印Ｂ）に並んでいる場合には、副走査方向の位置も特定する必要があるため、基準線Ｆａも必要となる。

二次元センサ用ＣＰＵ１４０の比率算出部１４３は、撮像画像における一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂおよび第２マーカＭ２の位置に基づいて、撮像画像における一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の距離と、撮像画像における第２マーカＭ２の位置ずれ量との比率を算出する。

具体的に、図１８を参照して、当該比率の算出方法を説明する。図１８は、撮像画像における一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の距離と第２マーカＭ２の位置ずれ量との比率の算出方法の説明図である。図１８に示すように、比率算出部１４３は、検出された一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの位置から撮像画像における一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの距離２Ｄを求める。そして、検出された第２マーカＭ２の位置と、第２マーカＭ２の理想位置との差分により、撮像画像における第２マーカＭ２の位置ずれ量ｓを求める。ここで、第２マーカＭ２の理想位置とは、本実施形態では一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の中間に相当する位置、すなわち第１マーカＭ１ａと第１マーカＭ１ｂのそれぞれの位置から、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の距離の１／２の距離にある位置である。図１８では、第１マーカＭ１ａおよび第１マーカＭ１ｂそれぞれの位置から等距離Ｄにある位置（図１８における点線の位置）である。そして、撮像画像における第２マーカＭ２の位置ずれ量ｓを、撮像画像における一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の距離２Ｄで除算することで比率を算出する。比率算出部１４３により算出された上記の比率は、実距離算出部１１４に渡される。

なお、本実施形態では、第２マーカＭ２の理想位置が一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの中間位置である例を説明するが、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの中間位置でなくてもよい。すなわち、第２マーカＭ２が一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと共に撮像可能であって、予め定められた位置に形成されるのであれば、第２マーカＭ２の理想位置は、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂのいずれか一方に近い位置でもよいし、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの間でなくてもよい。

ここで、図１５−１に例示したテストパターンＴＰを記録媒体Ｐに形成した際に、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２との間に相対的な位置ずれが生じた場合について考える。図１９は、テストパターンに含まれる一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２との間に相対的な位置ずれが生じた例を説明する図である。

図１５−１に例示したテストパターンＴＰは、上述したように、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の中間に相当する位置（理想位置）に第２マーカＭ２が形成されるはずであるが、記録媒体Ｐの搬送量の変動に起因するインクの着弾位置ずれによって、図１９に示すように、第２マーカＭ２が第１マーカＭ１ｂに近い位置に形成されたとする。このときの撮像画像上における第２マーカＭ２と第１マーカＭ１ａとの間の距離をａとし、撮像画像上における第２マーカＭ２と第１マーカＭ１ｂとの間の距離をｂとする。

一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２との間に相対的な位置ずれが生じた場合であっても、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂは同じ条件（搬送量が同じ）で形成されるため、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の実距離に変動はない。つまり、図１９における距離ａ＋ｂ（一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の距離）に対応する実距離は、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２との間に相対的な位置ずれが生じても変動しない。

図２０は、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂに対する第２マーカＭ２の位置ずれ量を説明する図である。図２０では、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の中点を原点とし、実距離を横軸、撮像画像上の距離を縦軸とする座標上で、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂそれぞれの位置をプロットしたものである。この図２０の例では、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２との間に、図１９のような相対的な位置ずれが生じているものとしている。

図２０において、プロットされた一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂそれぞれの位置を結ぶ直線の傾きが、撮像画像における一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の距離と一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の実距離との比率に相当する。つまり、この直線の傾きが、撮像画像における距離と実距離との比率（画像倍率）を表している。また、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２との間に相対的な位置ずれが生じていない場合の第２マーカＭ２の位置は原点となるので、プロットされた一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂそれぞれの位置を結ぶ直線と横軸との交点と、原点との間の距離ｓが、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂに対する第２マーカＭ２の位置ずれ量である。

上記の撮像画像における距離と実距離との比率（画像倍率）は、撮像部２０とテストパターンＴＰとの間の距離の変動により変化する。本実施形態の画像形成装置１００は、上述したように、リブ状の突起が形成された凹凸形状を有するプラテン１６上に、テストパターンＴＰが形成された記録媒体Ｐを支持する構成であるため、プラテン１６の凹凸形状の影響により撮像部２０とテストパターンＴＰとの間の距離が変動し、この比率が変化することがある。

図２１は、撮像部とテストパターンとの間の距離が変動した場合の一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂに対する第２マーカＭ２の位置ずれ量を説明する図である。撮像部２０とテストパターンＴＰとの距離が小さくなると、撮像画像上における第１マーカＭ１ａと第２マーカＭ２との間の距離は、図１９に示したａよりも大きい値のａ’となり、撮像画像上における第１マーカＭ１ｂと第２マーカＭ２との間の距離は、図１９に示したｂよりも大きい値のｂ’となる。このため、プロットされた一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂそれぞれの位置を結ぶ直線の傾きは、図２０の例よりも大きくなる。

一方、撮像部２０とテストパターンＴＰとの距離が大きくなると、撮像画像上における第１マーカＭ１ａと第２マーカＭ２との間の距離は、図１９に示したａよりも小さい値のａ’’となり、撮像画像上における第１マーカＭ１ｂと第２マーカＭ２との間の距離は、図１９に示したｂよりも値の小さいｂ’’となる。このため、プロットされた一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂそれぞれの位置を結ぶ直線の傾きは、図１９の例よりも小さくなる。しかしながら、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂに対する第２マーカＭ２の位置ずれ量ｓは、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂそれぞれの位置を結ぶ直線の傾きが変化しても変わることはない。

また、プロットされた一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂそれぞれの位置を結ぶ直線と縦軸の交点と、原点との距離が、撮像画像における一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂに対する第２マーカＭ２の位置ずれ量である。撮像部２０とテストパターンＴＰとの距離が小さくなると一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの距離は大きくなるが、撮像画像における位置ずれ量も比率で大きくなる。一方、撮像部２０とテストパターンＴＰとの距離が大きくなると一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの距離は小さくなるが、撮像画像における位置ずれ量も同じ比率で小さくなる。つまり、撮像部とテストパターンとの間の距離が変動した場合でも、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの距離と撮像画像における位置ずれ量との比率が変わることはない。

図１４に戻り、ＣＰＵ１１０の実距離算出部１１４は、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの実距離に、比率算出部１４３により算出した比率を乗算して、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂに対する第２マーカＭ２の位置ずれ量ｓの実距離を算出する。実距離算出部１１４により算出された実距離は、調整部１１５に渡される。

ＣＰＵ１１０の調整部１１５は、実距離算出部１１４が算出した第２マーカＭ２の位置ずれ量ｓの実距離に基づいて、画像形成部による画像形成位置に関わるパラメータの補正量を算出し、算出した補正量により調整する。画像形成位置に関わるパラメータとは、例えば、記録ヘッド６のインク吐出タイミングを制御するパラメータ、キャリッジ５の移動速度を制御するパラメータなどである。調整部１１５は、これらのパラメータの調整値を制御用ＦＰＧＡ１２０に伝えることで、インク吐出制御部１２３やモータ制御部１２５などによる制御動作を調整する。

＜画像形成装置の動作＞
次に、図２２−１〜図２２−３を参照しながら、画像形成装置１００の画像形成位置の調整に関わる動作の概要について説明する。図２２−１、図２２−２、図２２−３は、第１の実施形態の画像形成装置における画像形成位置の調整に関わる動作の流れを示すフローチャートである。

まず、図２２−１に示すように、プラテン１６上に記録媒体Ｐがセットされると、メイン制御基板１３０にあるＣＰＵ１１０のパターン形成部１１１が、ＲＯＭ１０２などから読み込んだパターンデータに応じた画像形成動作を画像形成部に行わせることにより、記録媒体Ｐ上にテストパターンＴＰおよび基準枠Ｆを形成する（ステップＳ１０）。

次に、図２２−２に示すように、撮像部２０の二次元センサ２７が、ステップＳ１０でＣＰＵ１１０のパターン形成部１１１により形成されたテストパターンＴＰおよび基準枠Ｆを撮像し、テストパターンＴＰおよび基準枠Ｆの撮像画像を出力する（ステップＳ１１）。

次に、二次元センサ用ＣＰＵ１４０の位置検出部１４２が、ステップＳ１１で出力されたテストパターンＴＰおよび基準枠Ｆの撮像画像を解析し、撮像範囲内に基準枠Ｆがあるか否かを判断する（ステップＳ１２）。

基準枠Ｆがあった場合(ステップＳ１２：Ｙｅｓ)、位置検出部１４２は、基準枠Ｆを特定し、基準枠Ｆ内に規定数のマーカが存在するか否かを判断する（ステップＳ１３）。規定数のマーカが存在する場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、位置検出部１４２は、撮像画像における基準枠Ｆに基づいて一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂおよび第２マーカＭ２の位置を特定して各々検出する（ステップＳ１４）。

一方、ステップＳ１２において基準枠Ｆがなかった場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、およびステップＳ１３において基準枠Ｆに規定数のマーカが存在しない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、位置検出部１４２は、エラーと判断し（ステップＳ１５）、処理を終了する。

次に、二次元センサ用ＣＰＵ１４０の比率算出部１４３は、検出された一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂおよび第２マーカＭ２の撮像画像における位置を用いて、撮像画像における一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の距離と、撮像画像における第２マーカＭ２の位置ずれ量との比率を算出する（ステップＳ１６）。

その後、図２２−３に示すように、ＣＰＵ１１０の実距離算出部１１４がステップＳ１０でテストパターンＴＰの形成に用いたパターンデータと、二次元センサ用ＣＰＵ１４０の比率算出部１４３によりステップＳ１６で算出された比率とを用いて、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の実距離に上記の比率を乗算して、第２マーカＭ２の位置ずれ量の実距離を算出する（ステップＳ１７）。

次に、ＣＰＵ１１０の調整部１１５が、ステップＳ１７で算出された第２マーカＭ２の位置ずれ量の実距離により、インクの着弾位置ずれが生じているか否かを判定する（ステップＳ１８）。ここでインクの着弾位置ずれが生じていないと判定された場合は（ステップＳ１８：Ｎｏ）、そのまま一連の動作が終了する。

一方、インクの着弾位置ずれが生じていると判定された場合は（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、調整部１１５が、ステップＳ１７で算出された第２マーカＭ２の位置ずれ量の実距離に基づいて、画像形成の位置に関わるパラメータを調整して（ステップＳ１９）、一連の動作が終了する。

このように、本実施形態の画像形成装置１００は、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂおよび一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂとは異なる条件で形成された第２マーカＭ２を含むテストパターンＴＰと、基準枠Ｆとを形成し、このテストパターンＴＰおよび基準枠Ｆを撮像部２０により撮像する。次に、撮像画像における基準枠Ｆを特定し、特定した基準枠Ｆに基づいてテストパターンＴＰの一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂおよび第２マーカＭ２の位置を特定し、各々検出する。そして、撮像画像における一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の距離と、撮像画像における第２マーカＭ２の位置ずれ量との比率を算出し、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の実距離に上記の比率を乗算して、第２マーカＭ２の位置ずれ量の実距離を算出する。そして、この位置ずれ量の実距離に基づいて画像形成位置に関わるパラメータを調整する。

したがって、本実施形態の画像形成装置１００によれば、撮像部２０とテストパターンＴＰとの間の距離が変動する環境であっても、テストパターンＴＰおよび基準枠Ｆを撮像した撮像画像をもとにインクの着弾位置ずれの位置ずれ量に応じた実距離を適切に算出することを可能にでき、位置ずれ量に応じて画像形成位置に関わるパラメータを調整することで、画像品質を向上させることができる。また、撮像部２０により撮像された撮像画像から基準枠Ｆを特定して、当該基準枠Ｆに基づいて一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂおよび第２マーカＭ２の位置を特定して検出するため、撮像画像におけるテストパターンＴＰの位置が特定し易い。

＜第２マーカの位置ずれ量の実距離の他の算出方法＞
上述した実施形態では、撮像画像における一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の距離と撮像画像における第２マーカＭ２の位置ずれ量との比率を算出し、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の実距離に当該比率を乗算して、第２マーカＭ２の位置ずれ量の実距離を算出する構成となっていたが、以下のような方法で第２マーカＭ２の位置ずれ量の実距離を算出してもよい。

比率算出部１４３が、撮像画像における一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の距離と、撮像画像における一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂのうちの一方と第２マーカＭ２との距離との比率を算出する。例えば、図１９を参照すると、ａ／（ａ＋ｂ）またはｂ／（ａ＋ｂ）がここで算出する比率である。

そして、実距離算出部１１４が、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂ間の実距離に、比率算出部１４３により算出された比率を乗算して、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂのうちの一方と第２マーカＭ２との距離の実距離を算出する。そして、テストパターンＴＰの形成に用いたパターンデータにおける一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂのうちの一方と第２マーカＭ２との距離から、算出した一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂのうちの一方と第２マーカＭ２との距離の実距離を差し引くことで、第２マーカＭ２の位置ずれ量の実距離を算出する。そして、算出された第２マーカＭ２の位置ずれ量の実距離に基づいて、画像形成位置に関わるパラメータを調整できる。

＜テストパターンの変形例＞
本実施形態で用いるテストパターンＴＰは、図１５−１に示した例に限らず、様々な変形が可能である。以下、このようなテストパターンＴＰの変形例を説明する。

図１５−１に例示したテストパターンＴＰは、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２が副走査方向に延びる線状に形成された構成となっていたが、ノズル曲がりの影響が発生しない、もしくは無視できるほどに小さいのであれば、線状ではなくドットで形成してもよい。図２３は、ドットで形成されたテストパターンおよび基準枠の一例を示す図である。例えば、図２３に示すように、基準枠Ｆ内に、ドットによる一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの中点にドットによる第２マーカＭ２とを含むマーカのセットＭを形成する構成としてもよい。

図２４は、ドットで形成されたテストパターンおよび基準枠の他の例を示す図である。図２４に示すように、基準枠Ｆ内に、ドットによる一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの中点にドットによる第２マーカＭ２とを含むマーカのセットＭを複数形成する構成としてもよい。図２４では、９つのマーカのセットＭが形成された図を示している。

また、図２５に例示したテストパターンＴＰは、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２が、基準枠Ｆの副走査方向の長さよりも長い線で、副走査方向に延びる線状に形成された構成となっていたが、ノズル曲がりの影響が発生しない、もしくは無視できるほどに小さいのであれば、所定の長さの線状で形成してもよい。図２５は、所定の長さの線状で形成されたテストパターンおよび基準枠の一例を示す図である。図２５に示すように、基準枠Ｆ内に、所定の長さの線状による一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの中間に同じ長さの線状による第２マーカＭ２とを含むマーカのセットＭを複数形成する構成としてもよい。図２５では、９つのマーカのセットＭが形成された図を示している。

また、図１５−１に例示したテストパターンＴＰは、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２とにより形成され、基準枠Ｆ内に配置された構成となっていたが、基準枠Ｆが一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂを兼ねた構成としてもよい。図２６は、基準枠がテストパターンの一部を兼ねている場合の一例を示す図である。図２６に示すように、基準枠Ｆの副走査方向の一対の基準線Ｆｂが一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂを兼ねており、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの中間に第２マーカＭ２が配置された構成となっている。これにより、基準枠Ｆの検出とともにテストパターンＴＰが検出できる。

図２７は、基準枠がテストパターンの一部を兼ねている場合の他の例を示す図である。図２７に示すように、基準枠Ｆの副走査方向の一対の基準線Ｆｂが一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂを兼ねており、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの間に複数の第２マーカＭ２が配置された構成としてもよい。図２７では、９本の第２マーカＭ２が配置されている。これにより、基準枠Ｆの検出とともにテストパターンＴＰが検出できる。

＜基準線の特定例＞
本実施形態では、基準線Ｆｂを一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂとともに形成された例を示したが、複数の基準位置を形成して基準線Ｆｂを特定してもよい。図２８−１は、基準位置から仮想的に基準線を特定する場合の説明図である。図２８−２は、仮想的に特定された基準線に沿ってトリミングした画像例を示す図である。

図２８−１に示すように、例えば、副走査方向に沿った一対の基準位置Ｆｃを二組形成する。図２８−１では、基準位置Ｆｃを太線の×状の基準マークで示している。各組の基準位置Ｆｃをそれぞれ繋ぐことで、仮想的な基準線Ｆｂを特定することができ、これにより、撮像画像の倍率を調整することができる。

図２８−２では、例えば、仮想的な基準線Ｆｂに沿って撮像画像をトリミングしている。トリミングした画像の幅を、予め定めた幅になるように変倍を揃えた後、画像の端辺、すなわち仮想的な基準線Ｆｂから所定の距離にある一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの位置を特定して検出できる。そして、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂの間に位置する第２マーカＭ２の位置を特定して検出する。

（第２の実施形態）
第１の実施形態の画像形成装置では、キャリッジに搭載された二次元センサ用ＣＰＵにおいて、撮像画像からのテストパターンの位置検出処理、および比率算出処理を行う構成となっていたが、位置検出処理および比率算出処理をメイン制御基板において行ってもよい。

まず、図２９を参照しながら、本実施形態の画像形成装置２００のハードウェア構成について説明する。図２９は、第２の実施形態の画像形成装置のハードウェア構成図である。

本実施形態の画像形成装置２００は、図２９に示すように、ＣＰＵ２１０、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、記録ヘッドドライバ１０４、主走査ドライバ１０５、副走査ドライバ１０６、制御用ＦＰＧＡ１２０、記録ヘッド６、エンコーダセンサ１３、撮像部４０、主走査モータ８、および副走査モータ１２を備えている。

ＣＰＵ２１０、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、記録ヘッドドライバ１０４、主走査ドライバ１０５、副走査ドライバ１０６、および制御用ＦＰＧＡ１２０は、メイン制御基板２３０に搭載されている。また、記録ヘッド６、エンコーダセンサ１３、および撮像部４０は、キャリッジ５０に搭載されている。

ここで、ＣＰＵ２１０、および撮像部４０の構成以外は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。

ＣＰＵ２１０は、第１の実施形態と同様に、画像形成装置２００の全体の制御を司る。特に、本実施形態の画像形成装置２００では、テストパターンＴＰおよび当該テストパターンＴＰの位置を特定する基準となる基準枠Ｆ（図１５−１参照）を形成する機能や距離計測装置としての機能、距離に基づいて画像形成の位置に関わるパラメータを調整する機能などを、このＣＰＵ２１０により実現する。

撮像部４０は、ＣＰＵ２１０による制御のもとで記録媒体Ｐ上に形成されたテストパターンＴＰおよび基準枠Ｆ（図１５−１参照）を撮像するものであって、二次元センサ２７を備えている。

二次元センサ２７は、上述したように、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサなどであって、ＣＰＵ２１０から制御用ＦＰＧＡ１２０を介して送られた各種設定信号に基づく所定の動作条件によって、テストパターンＴＰおよび基準枠Ｆを撮像する。そして、二次元センサ２７は、撮像した撮像画像を、制御用ＦＰＧＡ１２０を介してＣＰＵ２１０に出力する。

次に、図３０を参照しながら、画像形成装置２００のＣＰＵ２１０により実現される特徴的な機能について説明する。図３０は、第２の実施形態の画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。

ＣＰＵ２１０は、例えば、ＲＡＭ１０３を作業領域として利用して、ＲＯＭ１０２に格納された制御プログラムを実行することにより、パターン形成部１１１、位置検出部２１２、比率算出部２１３、実距離算出部１１４、および調整部１１５などの機能を実現する。

ここで、パターン形成部１１１、実距離算出部１１４、および調整部１１５の機能は第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。

また、位置検出部２１２、および比率算出部２１３の機能は、第１の実施形態の位置検出部１４２、比率算出部１４３と同様であるが、第１の実施形態と異なり、ＣＰＵ２１０において実行される。

第２の実施形態の画像形成装置２００における画像形成位置の調整に関わる動作の流れについては、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する（図２２参照）。

このように、本実施形態の画像形成装置２００では、位置検出部２１２および比率算出部２１３を含むすべての機能を、メイン制御基板２３０のＣＰＵ２１０により行う。このように構成した場合も、第１の実施形態の画像形成装置１００と同様の効果を奏する。

本実施形態では、基準枠Ｆを用いてキャリッジの往路移動時と復路移動時との違いによるインクの着弾位置ずれ量を算出し、画像形成位置に関わるパラメータの補正を行うものであったが、記録媒体Ｐの搬送誤差や、記録ヘッドの取り付け誤差による位置ずれ量の算出に対して適用してもよい。

例えば、記録媒体Ｐの搬送誤差による位置ずれに対して適用する場合、搬送する前に一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂを搬送方向（副走査方向）に直交する方向（主走査方向）に延びる線として形成する。そして、記録媒体Ｐを搬送した後に、第２マーカＭ２を搬送方向（副走査方向）に直交する方向（主走査方向）に延びる線として形成する。基準枠Ｆは、第１の実施形態と同様に、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂまたは第２マーカＭ２のいずれか一方とともに形成する。この場合、記録媒体Ｐを搬送する前と後という異なる条件で一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２が形成される。

また、例えば、記録ヘッドの取り付け誤差による位置ずれに対して適用する場合、第１のヘッドで一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂを、記録媒体Ｐの搬送方向（副走査方向）に直交する方向（主走査方向）に延びる線として形成する。そして、第１のヘッドと異なる第２のヘッドで第２マーカＭ２を、記録媒体Ｐの搬送方向（副走査方向）に直交する方向（主走査方向）に延びる線として形成する。基準枠Ｆは、第１の実施形態と同様に一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂまたは第２マーカＭ２のいずれか一方とともに形成する。この場合、異なる記録ヘッドという異なる条件で、一対の第１マーカＭ１ａ、Ｍ１ｂと第２マーカＭ２が形成される。

なお、本実施形態の画像形成装置で実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。本実施形態の画像形成装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、本実施形態の画像形成装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の画像形成装置で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

本実施形態の画像形成装置で実行されるプログラムは、上述した各部（パターン形成部、位置検出部、比率算出部、実距離算出部、調整部）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、上記各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。また、例えば、上述した各部の機能のうちの一部または全部が専用のハードウェア回路で実現されてもよい。

以上、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で様々な変形や変更を加えながら具体化することができる。

例えば、上述した実施形態では、シリアルヘッド方式のインクジェットプリンタとして構成された画像形成装置への適用例を説明したが、本発明は、様々なタイプの画像形成装置に適用できる。例えば、ラインヘッド方式のインクジェットプリンタでは、記録ヘッド間の位置ずれに起因するインクの着弾位置ずれが生じ得る。本発明を適用することにより、このようなインクの着弾位置ずれが生じた場合にその位置ずれ量を正しく求めることができ、位置ずれ量に応じて画像形成位置に関わるパラメータを調整することで、画像品質を向上させることができる。

また、例えば、タンデム型の電子写真方式の画像形成装置においては、各色の像を形成する感光体ドラムの位置ずれなどにより、インクジェットプリンタでのインクの着弾位置ずれに相当する画像の位置ずれが生じ得る。本発明を適用することにより、このような画像の位置ずれが生じた場合にその位置ずれ量を正しく求めることができ、位置ずれ量に応じて画像形成位置に関わるパラメータを調整することで、画像品質を向上させることができる。

また、例えば、熱によって記録媒体に印字を行なうサーマルプリンタにおいては、サーマルヘッドの位置ずれなどにより、インクジェットプリンタでのインクの着弾位置ずれに相当する画像の位置ずれが生じ得る。本発明を適用することにより、このような画像の位置ずれが生じた場合にその位置ずれ量を正しく求めることができ、位置ずれ量に応じて画像形成位置に関わるパラメータを調整することで、画像品質を向上させることができる。

また、本実施形態の画像形成には、用紙などの記録媒体への出力だけでなく、基板の形成も含まれる。上記実施形態では、本発明の画像形成装置を、プリンタに適用した例を挙げて説明したが、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機、複写機等の画像形成装置にも適用することができる。

５、５０ キャリッジ
６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ） 記録ヘッド
２０、４０ 撮像部
２７ 二次元センサ
２８ 結像レンズ
１００、２００ 画像形成装置
１１０ ＣＰＵ
１１１ パターン形成部
１１４ 実距離算出部
１１５ 調整部
１４０ 二次元センサ用ＣＰＵ
１４２、２１２ 位置検出部
１４３、２１３ 比率算出部
Ｐ 記録媒体
ＴＰ テストパターン
Ｍ１ａ、Ｍ１ｂ 第１マーカ
Ｍ２ 第２マーカ

特開２０１１−１６１７１８号公報

Claims (12)

1. 一対の第１マーカ、および該一対の第１マーカとは異なる条件で形成された第２マーカを含むテストパターンと、前記一対の第１マーカまたは前記第２マーカのうちいずれか一方とともに形成され、前記テストパターンの位置を特定する基準となる基準マーカと、を撮像する撮像部と、
   前記撮像部により撮像された撮像画像における基準マーカを検出し、検出した前記基準マーカに基づいて前記一対の第１マーカおよび前記第２マーカの位置を特定して各々検出する位置検出部と、
   前記撮像画像における前記一対の第１マーカ間の距離と、前記撮像画像における前記第２マーカの位置ずれ量との比率を算出する比率算出部と、
   を備える、撮像装置。
2. 前記基準マーカは、少なくとも一対の線であって、検出する前記テストパターンを内側に挟む位置に形成され、
   前記位置検出部は、一対の前記基準マーカを検出し、検出した一対の前記基準マーカの内側にある前記一対の第１マーカおよび前記第２マーカの位置を特定して各々検出する、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記一対の第１マーカおよび前記第２マーカは、所定の方向に延びる線状に形成され、
   前記基準マーカは、前記所定の方向に延びる線状に形成されている、請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記所定の方向は、前記テストパターンが形成される被搬送物の搬送方向である、請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記一対の第１マーカおよび前記第２マーカは、前記撮像部により撮像される撮像範囲の前記搬送方向の長さよりも長い線で形成されている、請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記基準マーカは、前記撮像部により撮像される撮像範囲より小さい所定範囲を取り囲む基準枠であって、
   前記位置検出部は、前記基準枠を検出し、検出した前記基準枠の内部にある前記一対の第１マーカおよび前記第２マーカの位置を特定して各々検出する、請求項１に記載の撮像装置。
7. 前記基準マーカは、所定の方向に延びる少なくとも一対の線であって、前記一対の線は前記一対の第１マーカを兼ねている、請求項１に記載の撮像装置。
8. 一対の第１マーカ、および該一対の第１マーカとは異なる条件で形成された第２マーカを含むテストパターンと、前記一対の第１マーカまたは前記第２マーカのうちいずれか一方とともに形成され、前記テストパターンの位置を特定する基準となる基準マーカと、を撮像する撮像部と、
   前記撮像部により撮像された撮像画像における基準マーカを検出し、検出した前記基準マーカに基づいて前記一対の第１マーカおよび前記第２マーカの位置を特定して各々検出する位置検出部と、
   前記撮像画像における前記一対の第１マーカ間の距離と、前記撮像画像における前記一対の第１マーカのうちの一方および前記第２マーカの距離との比率を算出する比率算出部と、
   を備える、撮像装置。
9. 画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部を用いて、一対の第１マーカ、および該一対の第１マーカとは異なる条件で形成された第２マーカを含むテストパターンと、前記一対の第１マーカまたは前記第２マーカのうちいずれか一方とともに形成され、前記テストパターンの位置を特定する基準となる基準マーカと、を形成するパターン形成部と、
   前記テストパターンと前記基準マーカとを撮像する撮像部と、
   前記撮像部により撮像された撮像画像における基準マーカを検出し、検出した前記基準マーカに基づいて前記一対の第１マーカおよび前記第２マーカの位置を特定して各々検出する位置検出部と、
   前記撮像画像における前記一対の第１マーカ間の距離と、前記撮像画像における前記第２マーカの位置と、前記一対の第１マーカ間の実距離とに基づいて、前記第２マーカの位置ずれ量の実距離を算出する実距離算出部と、
   を備える、画像形成装置。
10. 前記実距離算出部が算出した前記第２マーカの位置ずれ量の実距離に基づいて前記画像形成部による画像形成の位置に関わるパラメータを調整する調整部をさらに備える、請求項９に記載の画像形成装置。
11. 一対の第１マーカ、および該一対の第１マーカとは異なる条件で形成された第２マーカを含むテストパターンと、前記一対の第１マーカまたは前記第２マーカのうちいずれか一方とともに形成され、前記テストパターンの位置を特定する基準となる基準マーカと、を撮像する撮像ステップと、
    前記撮像ステップで撮像された撮像画像における基準マーカを検出し、検出した前記基準マーカに基づいて前記一対の第１マーカおよび前記第２マーカの位置を特定して各々検出する位置検出ステップと、
    前記撮像画像における前記一対の第１マーカ間の距離と、前記撮像画像における前記第２マーカの位置と、前記一対の第１マーカ間の実距離とに基づいて、前記第２マーカの位置ずれ量を算出する実距離算出ステップと、
    を含む、実距離算出方法。
12. コンピュータを、
    一対の第１マーカ、および該一対の第１マーカとは異なる条件で形成された第２マーカを含むテストパターンと、前記一対の第１マーカまたは前記第２マーカのうちいずれか一方とともに形成され、前記テストパターンの位置を特定する基準となる基準マーカと、を撮像する撮像部と、
    前記撮像部により撮像された撮像画像における基準マーカを検出し、検出した前記基準マーカに基づいて前記一対の第１マーカおよび前記第２マーカの位置を特定して各々検出する位置検出部と、
    前記撮像画像における前記一対の第１マーカ間の距離と、前記撮像画像における前記第２マーカの位置ずれ量との比率を算出する比率算出部と、
    して機能させるためのプログラム。