JP4143337B2 - 記録装置および該装置用記録位置補正方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録装置および記録位置調整方法に関し、詳しくは色や濃度など色調の異なるインクを記録する複数の記録ヘッド間の記録位置補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像記録のカラー化に伴い、同一キャリッジ上もしくは別キャリッジ上に複数の記録ヘッドを搭載し、それぞれの記録ヘッドが互いに異なる色調のインクを記録するものがある。この様な記録装置では、各記録へッドがそれぞれ別体であるため、記録ヘッド寸法上の精度やキャリッジへの搭載精度に起因して、理想的な搭載位置からのずれが発生しやすい。そして、このずれがあると、記録媒体上での記録位置が理論的な位置から外れ、意に反して各色が重なり合ったり、あるいは逆に重なり合わなかったりして、記録画像の色味（色再現性）が変わってしまうことがある。従って、各記録ヘッドの搭載位置にばらつきが生じても、実際に記録する際には、各色の記録が正常な位置に行われるような補正が望まれる。
【０００３】
この補正方法の１つとして、各記録へッドによる記録タイミングをそれぞれずらした複数のサンプル画像を記録媒体に記録し、その結果を目視してユーザが最適な補正量を決定し、入力するという方式がある。しかしながら、このような補正方法は、ユーザに負担を強いるものである上に、信頼性においても必ずしも十分ではない。
【０００４】
そこで、更に別の解決方法として、記録したテストパターンをＣＣＤセンサ等を用いて計測し、その計測結果から補正量を演算して設定する方法が考案されている。また、特開２０００−２３８３３９号公報においては、反射型光学式光量センサを用いた例が開示されており、各記録ヘッドによるテストパターンを上記センサで読み取ることにより、主走査方向及び副走査方向に精度良く補正する方法が記されている。
【０００５】
ここで、上記反射型光学式光量センサでテストパターンを読み取り、補正量を演算する方法を簡単に説明する。反射型光学式光量センサは、光を照射する発光部と、反射光を受光する受光部とを有し、発光部から照射した光のうち、戻ってくる反射光の量を測定することが出来る。精度良く記録画像の有無を判別するためには、照射光の焦点を記録媒体上のインク液滴径にまで絞ることが好ましいが、この場合、センサの僅かな取り付け誤差によって反射光量にばらつきが生じるという問題がある。そこで、従来では、ある程度広い領域に照射した反射光の平均的な出力変化から、テストパターン画像のエッジを推定し、補正量を演算する方法がとられている。
【０００６】
図６は、紙面上のテストパターンと、これを反射型光学式光量センサで読み取った出力波形を示し、この図においてテストパターン６０１および６０２を読み取って補正量を得る場合について例示する。ここで、センサは、図の矢印の方向に移動しながら、受光量に対応した信号を出力している。図によれば、パターンが存在する部分では白紙の部分に比べて反射光量が少なく、出力値が下がっている。そこで、適切な閾値６０６を設定することにより、閾値を通過する最初の立下り位置から次の立下り位置までの区間Ｔ１の間だけカウント動作を行い、得られたカウント値Ｃ１によって、２つのパターンの距離が計測できる。このような計測方法を用いれば、記録ヘッド毎の記録位置ずれが取得出来る。そして、実画像を記録する際には、このずれ量を補正する形で記録位置を制御することにより、各色の記録が正常な位置に行われ、記録画像の色味（色再現性）が変わってしまうこともない。
【０００７】
このような、反射型光学式光量センサは反射型フォトインタラプタとも言い、ＣＣＤのような光学センサに比べ、低価格で汎用性が高い。よって、近年では一般ユーザー向けのインクジェットプリンタなどに多く適用され、複数色の記録ヘッドの記録位置ずれに対しても、低価格な反射型フォトインタラプタを用いることにより、自動でかつ精度のよい補正を行うようにしていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、反射型フォトインタラプタは照射光がある一定の波長を中心にした強度分布を持っているため、画像のエッジ部における反射光の変化と、異なるインク色による反射光の変化の判別ができず、複数のインク色を補正する記録装置においては、記録位置の計測誤差が生じてしまっていた。
【０００９】
再び図６を用いて、上記問題点を詳しく説明する。この図において、６０１および６０２は同色インクで記録されたテストパターンであり、６０３はこれとは異なる色のインクにより記録されたテストパターンである。６０４は、テストパターン６０１及び６０２を読み取った結果の出力波形であり、６０５はテストパターン６０１及び６０３を読み取った結果の出力波形である。テストパターン６０１及び６０２は同色インクで形成されているため、これらパターンが存在する部分についての出力波形のカーブが類似しており、従って両者パターンの距離をほぼ正確に計測できる。しかし、異なるインク色を測定した６０５においては、テストパターン６０１と６０３との幅が同じであっても、色が異なる為に出力波形のカーブが異なった形になっており、テストパターン６０１を読んだ反射光量のレベル（白紙部分とパターン中心部での反射光量の差）Ｌ１と、テストパターン６０３を読んだ反射レベルＬ２にも差が生じている。そして、このような差は同じ閾値６０６で波形の立下り位置を測定した場合に、僅かなずれΔＴをもたらし、これがパターンの記録位置ずれとして認識されてしまっていた。
【００１０】
複数のインク色を用いるカラープリンタでは、このような誤差量が色毎に異なり、より照射光を吸収するインクの方がテストパターンの画像が広く検知される。そして、これが各記録ヘッドの記録位置ずれと判別され、計測誤差につながっていた。また、同色であっても濃度の異なる２種類のインクを用いる場合なども同様の問題が生じていた。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑み、複数の記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置において、色調の異なるインクを記録するヘッド間の記録位置補正を自動的にかつ精度よく行うことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明では、記録媒体と、色調を異にする記録剤を前記記録媒体に付与するための複数の記録ヘッドとを相対的に走査することにより画像を形成していく記録装置であって、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで、前記記録媒体の所定の位置に記録ヘッドの記録位置のずれ量を補正するための複数のテストパターンを形成させるテストパターン形成手段と、前記記録媒体に対して相対的に走査され、記録媒体に光を照射する発光部と前記記録媒体からの反射光量を検知する受光部とを備え、前記複数のテストパターンを検出するための光学センサと、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで形成された前記複数のテストパターンを検出する際の前記光学センサの前記発光部の発光量の調整を前記複数のテストパターンごとに行う調整手段と、前記光学センサが前記複数のテストパターンを検出して得られた出力結果により、前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成した前記複数のテストパターンの間隔を計測する計測手段と、該計測手段による計測に基づいて前記複数の記録ヘッドによる記録位置のずれ量を演算するデータ処理手段と、を有し、前記複数のテストパターンの検出に先だって、前記発光部の発光量を調整するための調整用画像を前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成し、前記受光部により前記調整用画像の検知を行い、前記調整手段は、前記受光部により検知された反射光量に基づいて、前記複数のテストパターンの検出ごとに前記発光部の発光量を調整することを特徴とする。
また、記録媒体と、色調を異にする記録剤を前記記録媒体に付与するための複数の記録ヘッドとを相対的に走査することにより画像を形成していく記録装置であって、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで、前記記録媒体の所定の位置に記録ヘッドの記録位置のずれ量を補正するための複数のテストパターンを形成させる画像形成手段と、前記記録媒体に対して相対的に走査され、記録媒体に光を照射する発光部と前記記録媒体からの反射光量を検知する受光部とを備え、前記複数のテストパターンを検出するための光学センサと、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで形成された前記複数のテストパターンを検出する際の前記光学センサの前記受光部が検知した反射光量に対する閾値の調整を前記複数のテストパターンごとに行う調整手段と、前記光学センサが前記複数のテストパターンを検出して得られた出力結果により、前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成した前記複数のテストパターンの間隔を計測する計測手段と、該計測手段による計測に基づいて前記複数の記録ヘッドによる記録位置のずれ量を演算するデータ処理手段と、を有し、前記複数のテストパターンの検出に先だって、前記閾値を調整するための調整用画像を前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成し、前記受光部により前記調整用画像の検知を行い、前記調整手段は、前記受光部により検知された反射光量に基づいて、前記複数のテストパターンの検出ごとに前記閾値を調整することを特徴とする。
【００１３】
また、記録媒体と、色調を異にする記録剤を前記記録媒体に付与するための複数の記録ヘッドとを相対的に走査することにより画像を形成していく記録装置の記録位置補正方法であって、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで、前記記録媒体の所定の位置に記録ヘッドの記録位置のずれ量を補正するための複数のテストパターンを形成させるテストパターン形成工程と、前記記録媒体に対して相対的に走査され、記録媒体に光を照射する発光部と前記記録媒体からの反射光量を検知する受光部とを備える光学センサを用い、前記複数のテストパターンを検出するためのテストパターン検出工程と、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで形成された前記複数のテストパターンを検出する際の前記光学センサの前記発光部の発光量の調整を前記複数のテストパターンごとに行う調整工程と、前記テストパターン検出工程で得られた出力結果によって、前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成した前記複数のテストパターンの間隔を計測する計測工程と、当該計測に基づいて前記複数の記録ヘッドによる記録位置のずれ量を演算するデータ処理工程と、当該データ処理で得られた前記ずれ量を補正しながら画像を記録する工程と、を有し、前記調整工程に先だって、前記発光部の発光量を調整するための調整用画像を前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成し、前記受光部により前記調整用画像の検知を行い、前記調整工程では、前記受光部により検知された反射光量に基づいて、前記複数のテストパターンの検出ごとに前記発光部の発光量を調整することを特徴とする。
さらに、記録媒体と、色調を異にする記録剤を前記記録媒体に付与するための複数の記録ヘッドとを相対的に走査することにより画像を形成していく記録装置の記録位置補正方法であって、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで、前記記録媒体の所定の位置に記録ヘッドの記録位置のずれ量を補正するための複数のテストパターンを形成させるテストパターン形成工程と、前記記録媒体に対して相対的に走査され、記録媒体に光を照射する発光部と前記記録媒体からの反射光量を検知する受光部とを備える光学センサを用い、前記複数のテストパターンを検出するためのテストパターン検出工程と、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで形成された前記複数のテストパターンを検出する際の前記光学センサの前記受光部が検知した反射光量に対する閾値の調整を前記複数のテストパターンごとに行う調整工程と、前記テストパターン検出工程で得られた出力結果によって、前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成した前記複数のテストパターンの間隔を計測する計測工程と、当該計測に基づいて前記複数の記録ヘッドによる記録位置のずれ量を演算するデータ処理工程と、当該データ処理で得られた前記ずれ量を補正しながら画像を記録する工程と、を有し、前記調整工程に先だって、前記閾値を調整するための調整用画像を前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成し、前記受光部により前記調整用画像の検知を行い、前記調整工程では、前記受光部により検知された反射光量に基づいて、前記複数のテストパターンの検出ごとに前記閾値を調整することを特徴とする。
【００１４】
以上の構成によれば、どのインクのずれ測定パターンにおいても、パターンのエッジ部分が精度良く検知され、記録ヘッドの記録位置ずれ量が正確に得られるので、その後行われる記録位置ずれの補正精度を上げることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１６】
（１）第１実施形態
（１．１）プリント装置の構成例
図１は本発明を適用可能なシリアルプリンタの構成の一例を示す図である。
【００１７】
図１において、本発明のシリアルプリンタ１０１には、記録ヘッドを搭載するためのキャリッジ１０２が具備されており、このキャリッジ１０２上には、それぞれ符号１０３，１０４，ｌ０５，ｌ０６で示す別体の記録ヘッドＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが搭載されている。この複数の記録へッドは、ここではカラー画像を記録する際に用いられる複数色のインク（例えばブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンなど）に対応したものである。
【００１８】
キャリッジ１０２には光学センサである反射型光学式光量センサ１０７（以下単にセンサとも言う）が取り付けられており、キャリッジの移動に伴い主走査方向に移動しながら、あるいはキャリッジと共に固定された状態で記録媒体を搬送させながら、検出動作を行う。
【００１９】
記録ヘッドＡ〜Ｄを搭載したキャリッジ１０２は、キャリッジモータｌ１０を駆動源としてプーリ１１１で支持されたベルト１０８により、ガイドレールｌ０９に沿って図中の左右方向（主走査方向）に往復移動を行うことができる。また、モータ１ｌ３を駆動源として伝達ギア１ｌ４を介して回転駆動される搬送ローラ１１２により、記録媒体ｌｌ５が上下方向（副走査方向）に搬送される。
【００２０】
記録媒体１１５上において、破線で囲んだ２つのグループは、それぞれ、後述する主走査方向における記録位置補正処理に供されるパターン１１６と、副走査方向における記録位置補正処理に供されるパターン１１７とを示している。
【００２１】
なお、図１の例では、複数の画像記録へッドのすべてが単一のキャリッジ１０２に搭載された形態を示しているが、複数の記録ヘッドの一部あるいは全てが独立した複数のキャリッジに搭載されたものであってもよい。
【００２２】
また、記録ヘッドとしては、記録剤としてのインクを収納し、吐出部に対して分離不能または着脱可能なインクタンクを一体に有したカートリッジの形態とし、インク残量が無くなったとき等にカートリッジごとまたはインクタンクのみを交換するものとすることができる。また、キャリッジ１０１に搭載された記録ヘッドに対し、装置の別の部位に設けたインクタンクからチューブ等を介してインク供給を受けるものでもよい。
【００２３】
さらに、吐出部には、インクを吐出するために利用されるエネルギとして通電に応じインクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換体（吐出ヒータ）を有したものを用いることができる。
【００２４】
図９は、各記録ヘッドにおける吐出部の構造を部分的に示す模式的斜視図である。
【００２５】
図９において、記録媒体１１５と所定の間隙をおいて対向するヘッド面２１には、所定のピッチで複数の吐出口２２が形成され、共通液室２３と各吐出口２２とを連通する各液路２４の壁面に沿ってインク吐出に利用されるエネルギーを発生するための電気熱変換体（発熱抵抗体など）２５が配設されている。本例においては、各記録ヘッドは、主走査方向と交差する方向に吐出口２２が並ぶような位置関係でキャリッジ１０２に搭載されている。こうして、画像信号または吐出信号に基づいて対応する電気熱変換体２５を駆動（通電）して、液路２４内のインクを膜沸騰させ、そのときに発生する圧力によって吐出口２２からインクを吐出させる記録ヘッド１０３〜１０６が構成される。
【００２６】
図２は図１に示したシリアルプリンタの制御系において、特に後述の記録位置補正処理を実施するための主要構成を示すブロック図である。
【００２７】
図２において、画像読み取り手段２０１はキャリッジ１０２に搭載された上述の反射型光学式光量センサ１０７を含み、記録位置補正処理に供される記録画像データ（テストパターン等）の読み取りを行う。センサ出力調整手段は、センサ１０７の発光出力や受光感度を調整する処理を行うためのものであり、センサ１０７の出力信号を波形整形するためのコンパレータ２０３と、閾値を決定する感度調整部２０４、センサの光量レベルを決定する光量調整部２０２からなる。画像間隔計測手段は、記録位置補正処理に供されるパターンの間隔を計測するための処理を行うものであり、基準クロックを発生する基準クロック発生部２０５、波形整形されたセンサ出力信号を基準クロックに基づいてカウントするカウンタ２０６、および当該カウント値を格納するレジスタ２０７を有する。
【００２８】
データ処理手段２０８はレジスタ２０７に格納されたカウント値に基づいて記録位置補正のための補正値を演算する。そして、画像記録位置制御手段２０９が、当該補正値に基づき、記録ヘッドを含む画像記録手段２１０の駆動を制御することにより、ずれの無い記録が行えるようにする。
【００２９】
なお、図２の制御系は、すべてハードウェアにより構成することもできるし、所定の機能の一部（データ処理部手段２０８等）を記録装置が有するＣＰＵのソフトウェアにより実施するようにしてもよい。
【００３０】
次に、図１で示す構成のシリアルプリンタについて、複数の記録ヘッドの画像記録位置を自動的に補正する方法について説明する。
【００３１】
（１．２）反射型光学式光量センサにおける光量の調整
図３は、記録位置の補正値を求める為の自動補正モードを示したフローチャートである。
【００３２】
図３において、自動補正モードが開始されると、まず各記録ヘッドで所定のパターンを記録する（ステップＳ１）。
【００３３】
図４は、ステップＳ１で記録されるパターンの一例である。４０１〜４０３はセンサ光量調整用のパッチであり、４０１は、所謂「べた」のブラック画像の反射光学濃度（以下、単に濃度と言う）に対して５０％の濃度を示すように記録ヘッドＡで記録したブラックのパッチ、４０２は記録媒体の無地部分を測定するための領域、４０３は、「べた」のシアン画像の濃度に対して５０％の濃度を示すように記録ヘッドＢで記録したパッチである。記録ヘッドＣ、及び記録ヘッドＤについても同様のパッチを記録するが、ここでは簡単のため、記録ヘッドＢによるシアンパッチのみについて説明を進める。４０４および４０５は記録ヘッドの記録位置ずれ量測定用のパターンであり、４０４は主走査方向、４０５は副走査方向の記録位置ずれ量をそれぞれ測定するためのパターンである。図４においては簡略化してあるが、実際には、これらパターンを構成する各ラインが別のインク色で記録されている。また、各ラインのレイアウトも４０４、４０５に限定されるものではなく、図１の符号１１６、および１１７で示したようなものでもよい。
【００３４】
図３におけるステップＳ２では、ステップＳ１で記録したパッチ４０１〜４０３を測光する。まず、キャリッジに搭載されたセンサ１０７が、パッチ４０１のほぼ中央を測光できる位置まで、キャリッジ１０２を図４の左側から矢印の方向に移動させる。次に、コンパレータ２０３の閾値を所定の値に固定した状態で、センサ発光部の光量レベルを徐々に増加させて行く。そして、センサが反応した時点、つまり固定された所定の閾値に対し受光量がほぼ等しくなった時点の光量レベルを、ブラック用の光量レベルとして決定する。この操作を、領域４０２、４０３および他色についても行う。
【００３５】
ここで、このような光量の調整に濃度５０％のハーフトーンを使う理由について説明する。
【００３６】
図５は、濃度の異なる３段階のブラックパッチに対し、所定の値に閾値を固定したまま、センサが反応するまで（閾値を超えるまで）光量レベルを徐々に上げて行った様子を示したものである。５０１は濃度１００％のパッチであり、閾値を超えるためには、かなりの光量を必要としている。５０３は記録が行われていない無地パッチであり、ほんの僅かの光量で反応している。５０２は濃度５０％のパッチであり、パッチ５０１と５０３とのほぼ中間位置の値が得られている。本発明の目的の一つは、１００％濃度のパターンと、無地の白紙部分とを正確に分別し、パターンのエッジ部分を精度良く検出することである。よって、センサ発光部の光量レベルを、閾値が両レベルの中間値に位置する値、すなわち５０％程度の濃度に調整することによって、記録したずれ測定用パターンの位置を精度良く検出できるのである。但し、本実施形態において、上記パターンの濃度は必ずしも５０％に限定されるものではない。０〜１００％の間で、確実に無地と１００％濃度とを判別出来る適宜の濃度であれば、本実施形態は有効となる。
【００３７】
図３におけるステップＳ３では、エラーが発生した場合の処理を行う。ここで言うエラーとは、各色のパッチで得られた光量レベルが、無地の部分４０２から得られた光量レベルよりも小さかったり、光量レベルが１００％に達成しても、その間にセンサが反応するレベルが存在しなかった場合のことをいう。この場合には、エラーを通達し、測光処理を終了する。
【００３８】
以上、ステップＳ１からステップＳ３までがセンサ光量の調整を行う工程である。
【００３９】
（１．３）複数ヘッド主走査間の補正
ステップ４以降は、上記で調整されたセンサ光量によって、実際にずれ量を測定し、補正値を求める工程である。ここでは、まず、複数ヘッドの主走査間の補正について図１０を用いて説明する。
【００４０】
ステップＳ４では、ステップＳ２で得られた各色の発光レベルに応じて光量を変化させながら、ずれ量測定用のパターンを測光する。図１０においては、各パターンのレイアウトを、図１の１１６としている。
【００４１】
このレイアウトについて、簡単に説明する。基準画像ａ−ｒｅｆ１は、他のパターンとの距離を測定する基準となるパターンであり、記録ヘッドＡによりブラックで記録されている。ａ−Ｈ，ｂ−Ｈ，ｃ−Ｈ，ｄ−Ｈは、それぞれ互いに異なるインク色、すなわち記録ヘッドＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄによってそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローで記録された画像であり、基準画像ａ−ｒｅｆ１と並列し、理論的には、副走査方向に一致する位置に配列されている。よって、本来各記録ヘッドの記録位置が理論的な位置からずれていなければ、それぞれの画像から、基準画像ａ−ｒｅｆ１までの主走査方向上の距離は等しくなるが、一般には様々な誤差が生じており、図１０に示した様に、互いにずれた位置関係になってしまっている。
【００４２】
実際の読み取り動作としては、まず、基準画像ａ−ｒｅｆ１とその右の記録画像ａ−Ｈの双方が、一度の主走査で読み取られる位置にまで記録媒体１１５を搬送する。次に、記録媒体は固定しておき、主走査の往方向にキャリッジを一定速度Ｖで移動させながら、記録画像を読み取っていく。この時センサが発光する光量は、画像ａ−ｒｅｆ１およびａ−Ｈともに、ステップ２で得られた値、つまりパッチ４０１を読み取ることによって得た、ブラック用の値に設定されている。
【００４３】
次に記録媒体１１５を副走査方向にさらに搬送し、今度は記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ１と、記録ヘッドＢによる記録画像ｂ−Ｈとの双方が一度の主走査で読み取られる位置まで進める。そして、そこでも先と同じく、主走査の往方向に一定速度Ｖでキャリッジ１０１を移動させながら記録画像を読み取っていく。ただし、この場合、基準画像ａ−ｒｅｆ１については、上記と同じブラック用の光量によって測光するが、記録画像ｂ−Ｈについては、ステップＳ２でパッチ４０３を読み取ることによって得られたシアン用の光量に切りかえられている。
【００４４】
図７は、上記画像ａ−ｒｅｆ１とｂ−Ｈとを読み取る際の、センサ出力パターンと出力電圧７０１とを示したものである。図７によれば、ブラックインクで記録した基準画像ａ−ｒｅｆ１を読み取った後に、光量レベルを下げてシアン用の光量に切り替えている。
【００４５】
こうすることによって、色調の異なるパッチを読みこんだ場合も、エッジを通過する際の立下りのタイミング７０３および７０４がほぼ一致し、図の点線で示したパターンのエッジ位置を両者ほぼ同等に認識することができる。
【００４６】
このような波形は、図２におけるセンサ出力調整手段からの出力信号であり、そのまま画像間隔計測手段のカウンタ２０６ヘ入力される。カウンタ２０６は、出力信号が立ち下がり閾値を超えることによってトリガされ、次の立ち下がりが発生するまでカウントアップする。このときの＜基準クロック＞波形および＜カウンタ動作＞の様子を示したものが、図１０の下の部分である。
【００４７】
図３におけるステップ５では、得られたカウント値が妥当な値であるかどうかを確認する。計測時にカウンタオーバーフローが発生した場合などは、計測エラーと判断し、測光処理を終了する。カウンタ値が妥当な値であった場合、その値はカウントデータ格納レジスタに格納される。
【００４８】
ステップ６では、図２中のデータ処理手段２０８により、複数ヘッド間の主走査記録位置のずれ量を算出し、実画像を記録する際の調整値として設定する。ずれ量の算出は以下のように行う。
【００４９】
画像読み取り時のキャリッジ移動速度：Ｖ、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ１および記録ヘッドＡによる記録画像ａ−Ｈの読み取り時の所要時間Ｔ１におけるクロック数カウント値：Ｃ１、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ１および記録ヘッドＢによる記録画像ｂ−Ｈの読み取り時の所要時間Ｔ２におけるクロック数カウント値：Ｃ２、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ１および記録ヘッドＣによる記録画像ｃ−Ｈの読み取り時の所要時間Ｔ３におけるクロック数カウント値：Ｃ３、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆおよび記録ヘッドＤによる記録画像ｄ−Ｈの読み取り時の所要時間Ｔ４におけるクロック数カウント値：Ｃ４、
カウンタに入力される基準クロックの１クロック時間：ｔ、
とすると、各ヘッドの主走査方向記録位置のずれ量は、“（Ｃ１−Ｃｎ）×ｔ×Ｖ”、（ｎ＝２，３，４）となり、すなわち、記録ヘッドＡを基準とした他のヘッド記録位置のずれ量が求められる。
【００５０】
その後、求めたずれ量から記録ヘッド毎に補正のための調整値を設定する。以上により、自動補正モードが終了する。
【００５１】
実際に画像を記録する際には、ステップ６で設定した記録ヘッド毎の調整値によって、画像記録手段２１０を制御する。主走査方向の補正方法としては幾つかあるが、例えば、各記録ヘッドの吐出タイミングを各色でずらして記録したり、また、入力されてきた画像に対し、各記録ヘッドが記録すべき画像プレーンを互いにずらして設定する方法もある。この様な方法によって、各記録ヘッドの主走査方向の記録位置が補正され、互いにずれのない画像が得られるのである。
【００５２】
尚、以上説明した主走査方向のずれ量測定方法では、図１０に示したパターンを用いてきたが、例えば図４の４０４に示したパターンでも測定は可能である。図４の４０４においては、実際には各ラインが異なる記録ヘッドで、異なるインク色で記録されている。そして、その中の基準ラインから、それぞれの理論値だけ離れて記録されている各ラインまでの距離を実測し、理論値との差をずれ量として求めることが出来る。
【００５３】
（１．４）複数ヘッド副走査間の補正
以下に、図３のステップ４以降の処理として、副走査方向の補正を行う場合について説明する。
【００５４】
図１１は、副走査方向の記録位置ずれを取得する方法の説明図である。副走査方向のずれ量を測定するためのパターンとして、ここでは図１の１１７を適用する。
【００５５】
このレイアウトについて、簡単に説明する。基準画像ａ−ｒｅｆ２は、他のパターンとの距離を測定する基準となるパターンであり、記録ヘッドＡによりブラックで記録されている。ａ−Ｖ，ｂ−Ｖ，ｃ−Ｖ，ｄ−Ｖは、それぞれ互いに異なるインク色、すなわち記録ヘッドＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄによってそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローで記録された画像であり、基準画像ａ−ｒｅｆ２と並列し、理論的には、主走査方向に一致する位置に配列されている。よって、本来各記録ヘッドの記録位置が理論的な位置からずれていなければ、それぞれの画像から、基準画像ａ−ｒｅｆ２までの副走査方向上の距離は等しくなる。しかし、一般には様々な誤差が生じており、図１１に示した様に、互いにずれた位置関係になってしまっている。
【００５６】
実際の読み取り動作としては、まず、基準画像ａ−ｒｅｆ２とその下の記録画像ａ−Ｖの双方が、一度の紙送り搬送で読み取られる位置にまでキャリッジを移動する。次に、キャリッジは固定したまま、副走査方向に記録媒体を一定速度Ｖで移動させて、記録画像を読み取っていく。この時センサが発光する光量は、画像ａ−ｒｅｆ２およびａ−Ｖともに、図３のステップ２で得られた値、つまりパッチ４０１を読み取ることによって得た、ブラック用の値に設定されている。
【００５７】
次に記録媒体１１５を逆搬送し、元の位置まで戻す。一方、キャリッジは記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ２と、記録ヘッドＢによる記録画像ｂ−Ｖの双方が一度の副走査で読み取られる位置まで進めて止める。そして、そこでも先と同じく、副走査の順方向に一定速度Ｖで紙搬送させながら記録画像を読み取っていく。ただし、この場合、基準画像ａ−ｒｅｆ２については、上記と同じブラック用の光量によって測光するが、記録画像ｂ−Ｖについては、図３のステップＳ２でパッチ４０３を読み取ることによって得られたシアン用の光量に切りかえられている。
【００５８】
このようにすることで、副走査方向についても、図７で説明したような主走査方向の読み取り時と同等の効果を得ることが出来る。つまり、色調の異なるパッチを読みこんだ場合でも、色毎に発光量を調整することで、センサーがエッジを通過する際の立下りのタイミングを各色でほぼ一致させ、パターンのエッジ位置を全色同等に認識することができるのである。
【００５９】
図２において、得られた波形は画像間隔計測手段のカウンタ２０６ヘ入力される。カウンタ２０６は、信号が立ち下がり閾値を超えることによってトリガされ、次の立ち下がりが発生するまでカウントアップする。このときの＜基準クロック＞波形および＜カウンタ動作＞の様子を示したものが、図１１の下の部分である。
【００６０】
図３において、ステップ５では、得られるカウント値が妥当な値であるかどうかを確認する。計測時にカウンタオーバーフローが発生した場合などには、計測エラーと判断し、測光処理を終了する。カウンタ値が妥当な値であった場合、その値はカウントデータ格納レジスタに格納される。
【００６１】
ステップ６では、図２中のデータ処理手段２０８により、複数ヘッド間の副走査記録位置のずれ量を算出し、実画像を記録する際の調整値として設定する。ずれ量の算出は以下のように行う。
【００６２】
画像読み取り時の記録媒体搬送速度：Ｖ、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ２および記録ヘッドＡによる記録画像ａ−Ｖの読み取り時の所要時間Ｔ１におけるクロック数カウント値：Ｃ１、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ２および記録ヘッドＢによる記録画像ｂ−Ｖの読み取り時の所要時間Ｔ２におけるクロック数カウント値：Ｃ２、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ２および記録ヘッドＣによる記録画像ｃ−Ｖの読み取り時の所要時間Ｔ３におけるクロック数カウント値：Ｃ３、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ２および記録ヘッドＤによる記録画像ｄ−Ｖの読み取り時の所要時間Ｔ４におけるクロック数カウント値：Ｃ４、
カウンタに入力される基準クロックの１クロック時間：ｔ、
とすると、各ヘッドの副走査方向記録位置のずれ量は、“（Ｃ１−Ｃｎ）×ｔ×Ｖ”、（ｎ＝２，３，４）となり、すなわち、記録ヘッドＡを基準とした場合の記録位置のずれ量が求められる。
【００６３】
その後、記録ヘッドごとに記録の調整値を設定する。以上により、自動補正モードが終了する。
【００６４】
実際に画像を記録する際には、ステップ６で設定した記録ヘッド毎の調整値によって、画像記録手段２１０を制御する。副走査方向の補正方法としては幾つかあるが、例えば、各記録ヘッド（吐出部）のインク吐出口を、１回の主走査で形成され得る画像のバンド幅より広い範囲で設けておき、記録の際には使用する吐出口の範囲を、補正量に応じてシフトさせる方法がある。また、入力されてきた画像に対し、各記録ヘッドが記録すべき画像プレーンを互いにずらして設定する方法もある。以上のような方法によって、各記録ヘッドの副走査方向の記録位置が補正され、互いにずれのない画像が得られるのである。
【００６５】
以上説明した副走査方向のずれ量測定方法では、図１１に示したパターンを用いてきたが、例えば図４の符号４０５で示したパターンでも測定は可能である。図４のパターン４０５においては、実際には各ラインが異なる記録ヘッドで、異なるインク色で記録されている。そして、その中の基準ラインから、それぞれの理論値だけ離れて記録されている各ラインまでの距離を実測し、理論値との差をずれ量として求めることが出来る。
【００６６】
以上、記録ヘッドの記録位置ずれの読み取り方法として、ステップＳ４以降の処理を主走査方向と副走査方向に分けて説明してきたが、実際には、図１や図４のようにこれらパターンを同時に記録し、同一のステップで計測を行ってよい。どちらの補正においても、ステップＳ２で得られるセンサ発光量の調整値は有効に機能させる。
【００６７】
さらに、図４のパターン、および図３のフローチャートでは、光量レベルの調整用のパターンと記録ヘッド間のずれ量測定パターンを、同じ記録媒体に記録し、光量レベルを調整した直後にずれ量測定を行う形態としたが、本発明及び本実施例はこれに限ったものではない。光量レベルの調整は、ずれ量の測定程頻繁に行わない場合などは、光量レベルのみ行うモードと、ずれ量測定のみを行うモードとに分け、適宜必要なときにそれぞれのモードが実行されても良い。但し、ずれ量を測定する際には、必ず適切な光量レベルが定まった状態とすることが強く望ましい。
【００６８】
以上説明した様に、本発明実施形態の第１例によれば、反射型光学式光量センサが発光する光量レベルを各インク色に対応して調整した後に、主走査方向のずれや副走査方向のずれ量を測定することにより、センサの読み取り誤差が低減し、記録位置ずれの補正精度を上げることができた。
【００６９】
（２）第２実施形態
以下に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態においても図１、図２、図９で説明した記録装置の構成、図１０、図１１で説明した記録位置ずれ量の測定方法、および図３で説明した自動補正モードの流れは第１実施形態と同様とする。
【００７０】
本実施形態が第１実施形態と異なる点は、図２で示したセンサ出力調整手段における調整方法である。第１実施形態では、ずれ量測定用のパターン位置を精度良く読み取るために、反射型光学式光量センサの発光する光量を、光量調整部２０２によってインク色毎に調整していた。これに対し本実施形態では、どの記録ヘッドのパターンに対しても、センサの発光する光量は等しくしておき、コンパレータで比較する際の閾値を、感度調整部２０４によって記録ヘッド毎に調整する。
【００７１】
以下、図３を用いて本例での閾値の調整方法および、ずれ量測定方法について説明する。
【００７２】
ステップＳ１での記録およびパターンについては第１実施形態と同様とする。
【００７３】
ステップＳ２では、ステップＳ１で記録したパッチ４０１〜４０３を測光する。まず、キャリッジに搭載されたセンサ１０７が、パッチ４０１のほぼ中央を測光できる位置まで、キャリッジ１０２を図４の左側から矢印の方向に移動させる。次に、センサ発光部の光量レベルを所定の値に固定した状態で、コンパレータの閾値を徐々に変化させて行く。そして、センサが反応した時点、つまり固定された光量に対し、濃度５０％のパターンが検知された時点の閾値を、ブラック用の閾値として決定する。この操作を、領域４０２、４０３および他色についても行う。
【００７４】
本実施形態においても、その目的は、濃度１００％のパターンと、無地の白紙部分とを正確に分別し、パターンのエッジ部分を精度良く検出することである。よって、濃度１００％のパターンでの受光量と、白紙部分の受光量との中間に位置する５０％程度の濃度での受光量を閾値としておくことにより、記録したずれ測定用パターンの位置を精度良く検出できる。但し、本実施形態においても、上記パターンの濃度は５０％に限定されるものではない。０〜１００％の間で、確実に無地と１００％濃度とを判別出来る適宜の濃度であれば、本実施形態は有効となる。
【００７５】
ステップＳ３では、エラーが発生した場合の処理を行う。ここで言うエラーとは、各色のパッチで得られた閾値が、無地の部分４０２から得られた光量レベルよりも小さかったり、濃度１００％のパターンでの閾値よりも大きかったりした場合のことをいう。この場合には、エラーを通達し、測光処理を終了する。
【００７６】
以上、ステップＳ１からステップＳ３までがセンサ光量の調整を行う工程である。
【００７７】
ステップＳ４以降は、上記で設定された閾値によって、実際にずれ量を測定し、補正値を求める工程である。ここでは主走査方向の記録位置の補正を例に説明する。
【００７８】
まず、ステップＳ４では、ステップＳ２で得られた各色の閾値レベルに応じて閾値を変化させながら、ずれ量測定用のパターンを測光する。
【００７９】
実際の読み取り動作を図１０を用いて説明する。まず、基準画像ａ−ｒｅｆ１とその右の記録画像ａ−Ｈの双方が、一度の主走査で読み取られる位置にまで記録媒体１１５を搬送する。次に、記録媒体は固定しておき、主走査の往方向にキャリッジを一定速度Ｖで移動させながら、記録画像を読み取っていく。この時コンパレータ２０３で比較される閾値２０４は、画像ａ−ｒｅｆ１およびａ−Ｈともに、図３のステップ２で得られた値、つまりパッチ４０１を読み取ることによって得た、ブラック用の値に設定されている。
【００８０】
次に記録媒体１１５を副走査方向にさらに搬送し、今度は記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ１と、記録ヘッドＢによる記録画像ｂ−Ｈの双方が一度の主走査で読み取られる位置まで進める。そして、そこでも先と同じく、主走査の往方向に一定速度Ｖでキャリッジ１０１を移動させながら記録画像を読み取っていく。ただし、この場合、基準画像ａ−ｒｅｆ１については、上記と同じブラック用の閾値によって測光するが、記録画像ｂ−Ｈについては、図３のステップＳ２でパッチ４０３を読み取ることによって得られたシアン用の閾値に切りかえられている。
【００８１】
図８は、上記画像ａ−ｒｅｆ１とｂ−Ｈとを読み取る際の、センサ出力パターンと出力電圧とを示したものである。図８によれば、ブラックインクで記録した基準画像ａ−ｒｅｆ１を読み取った後に、閾値を上げてシアン用の閾値に切り替えている。こうすることによって、色調の異なるパッチを読みこんだ場合も、エッジを通過する際の立下りのタイミングがほぼ一致し、図の点線で示したパターンのエッジ位置を両者ほぼ同等に認識することができる。
【００８２】
このような波形は、図２におけるセンサ出力調整手段からの出力信号であり、そのまま画像間隔計測手段のカウンタ２０６ヘ入力される。カウンタ２０６は、出力信号が立ち下がり閾値を超えることによってトリガされ、次の立ち下がりが発生するまでカウントアップする。このときの＜基準クロック＞波形および＜カウンタ動作＞の様子を示したものが、図１０の下の部分である。
【００８３】
ステップＳ５以降については、第１実施形態と同様である。
【００８４】
また、実際に画像を記録する際にも、第１実施例と同様に、ステップＳ６で設定した記録ヘッド毎の調整値によって、画像記録手段２１０を制御する。
【００８５】
更に、以上は図１０を用いて主走査方向のずれ補正について述べたが、副走査方向のずれについても、図３ステップＳ２で得た各色の閾値に設定しながら、ステップＳ４以降の処理を、図１１を用いて説明した第１実施形態と同様に行えば良い。
【００８６】
以上説明した様に、本発明の第２実施形態によれば、反射型光学式光量センサが受光した信号値に対し、コンパレータで比較する閾値を各インク色に対応して調整した後に、主走査方向のずれや副走査方向のずれ量を測定することにより、センサの読み取り誤差が低減し、記録位置ずれの補正精度を上げることができた。
【００８７】
（３）その他
なお、上記２つの実施形態では図１に示した記録装置を例に、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローから構成されるカラー記録装置について説明してきたが、本発明および上記実施例はこれに限定されるものではない。例えば、同一色について濃度の異なる複数種のインクに対応した記録ヘッドや、異なる密度に対応して記録ヘッドを複数用意することもできる。そして、それらを適切に交換してキャリッジ１０１に搭載することにより、モノクローム画像形成とカラー画像形成との切換えや、２値画像形成と中間調画像形成との切換え等が可能なものとすることができる。どのような場合においても、それぞれの記録ヘッド搭載時に、上述した自動補正モードを実施することでそれぞれの記録ヘッドに対応する適切な補正が可能になる。
【００８８】
また、本発明は反射型光学式光量センサを調整する例として、第１実施形態に開示したような発光量を調整する方法と、第２実施形態に開示したような閾値を調整する方法をそれぞれ別の実施形態として説明してきたが、本発明においては、これらの調整法を必ずしも独立に行わなくともよい。記録ヘッドに応じて、または記録媒体の種類や記録モードに応じて、両者の調整方法を使い分けたり、両者を同時に調整しても本発明は有効である。
【００８９】
さらに、以上では記録ヘッドからインクを記録媒体に吐出して画像を形成するインクジェット方式の記録装置に本発明を適用した場合について説明したが、複数ヘッド間の記録位置補正が望まれる記録装置であれば、他の方式によるものに対しても有効に適用できる。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、どの色調のずれ測定パターンにおいても、パターンのエッジ部分が精度良く検知され、記録ヘッドの記録位置ずれ量が正確に得られるので、記録位置ずれの補正精度を向上することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能な記録装置としてシリアルタイプのインクジェット記録装置の概略構成を示す模式的平面図である。
【図２】本発明に係る記録位置補正を実施するための図１の装置の制御系の主要部を示すブロック図である。
【図３】本発明の記録装置における自動補正モードでの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の記録装置の自動補正モードで用いるテストチャートの一例を示す図である。
【図５】反射型光学式光量センサの計測濃度と照射光量レベルとの関係を示した図である。
【図６】反射型光学式光量センサの読み取り誤差を説明するための図である。
【図７】本発明第１実施形態におけるパターン読み取り制御を説明するための図である。
【図８】本発明第２実施形態におけるパターン読み取り制御を説明するための図である。
【図９】図１に示した装置のプリントヘッドの主要部の構造の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１０】複数ヘッドの主走査間の補正処理を説明するための説明図である。
【図１１】複数ヘッドの副走査間の補正処理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
２１ ヘッド面
２２ 吐出口
２３ 共通液室
２４ 液路
２５ 電気熱変換体
１０１ シリアルプリンタ
１０２ キャリッジ
１０３，１０４，１０５，１０６ 記録ヘッド
１０７ 反射型光学式光量センサ
１０８ ベルト
１０９ ガイドレール
１１０ キャリッジモータ
１１１ プーリ
１１２ 搬送ローラ
１１３ モータ
１１４ 伝達ギア
１１５ 記録媒体
１１６ 主走査方向ずれ測定パターン
１１７ 副走査方向ずれ測定パターン
２０１ 画像読み取り手段
２０２ 光量調整部
２０３ コンパレータ
２０４ 感度調整部
２０５ 基準クロック発生部
２０６ カウンタ
２０７ カウントデータ格納レジスタ
２０８ データ処理手段
２０９ 画像記録位置制御手段
２１０ 画像記録手段
４０１ ブラックの濃度５０％のパッチ
４０２ 無地パッチ
４０３ シアンの濃度５０％のパッチ
４０４ 主走査方向ずれ測定パターン
４０５ 副走査方向ずれ測定パターン
５０１ 濃度１００％のパターンに対する電圧変化
５０２ 濃度５０％のパターンに対する電圧変化
５０３ 無地領域に対する電圧変化
６０１，６０２，６０３ テストパターン
６０４，６０５，７０１，８０１ 出力波形
６０６，７０２，８０２ 閾値
７０３，７０４ エッジ判別点
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録装置および記録位置調整方法に関し、詳しくは色や濃度など色調の異なるインクを記録する複数の記録ヘッド間の記録位置補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像記録のカラー化に伴い、同一キャリッジ上もしくは別キャリッジ上に複数の記録ヘッドを搭載し、それぞれの記録ヘッドが互いに異なる色調のインクを記録するものがある。この様な記録装置では、各記録へッドがそれぞれ別体であるため、記録ヘッド寸法上の精度やキャリッジへの搭載精度に起因して、理想的な搭載位置からのずれが発生しやすい。そして、このずれがあると、記録媒体上での記録位置が理論的な位置から外れ、意に反して各色が重なり合ったり、あるいは逆に重なり合わなかったりして、記録画像の色味（色再現性）が変わってしまうことがある。従って、各記録ヘッドの搭載位置にばらつきが生じても、実際に記録する際には、各色の記録が正常な位置に行われるような補正が望まれる。
【０００３】
この補正方法の１つとして、各記録へッドによる記録タイミングをそれぞれずらした複数のサンプル画像を記録媒体に記録し、その結果を目視してユーザが最適な補正量を決定し、入力するという方式がある。しかしながら、このような補正方法は、ユーザに負担を強いるものである上に、信頼性においても必ずしも十分ではない。
【０００４】
そこで、更に別の解決方法として、記録したテストパターンをＣＣＤセンサ等を用いて計測し、その計測結果から補正量を演算して設定する方法が考案されている。また、特開２０００−２３８３３９号公報においては、反射型光学式光量センサを用いた例が開示されており、各記録ヘッドによるテストパターンを上記センサで読み取ることにより、主走査方向及び副走査方向に精度良く補正する方法が記されている。
【０００５】
ここで、上記反射型光学式光量センサでテストパターンを読み取り、補正量を演算する方法を簡単に説明する。反射型光学式光量センサは、光を照射する発光部と、反射光を受光する受光部とを有し、発光部から照射した光のうち、戻ってくる反射光の量を測定することが出来る。精度良く記録画像の有無を判別するためには、照射光の焦点を記録媒体上のインク液滴径にまで絞ることが好ましいが、この場合、センサの僅かな取り付け誤差によって反射光量にばらつきが生じるという問題がある。そこで、従来では、ある程度広い領域に照射した反射光の平均的な出力変化から、テストパターン画像のエッジを推定し、補正量を演算する方法がとられている。
【０００６】
図６は、紙面上のテストパターンと、これを反射型光学式光量センサで読み取った出力波形を示し、この図においてテストパターン６０１および６０２を読み取って補正量を得る場合について例示する。ここで、センサは、図の矢印の方向に移動しながら、受光量に対応した信号を出力している。図によれば、パターンが存在する部分では白紙の部分に比べて反射光量が少なく、出力値が下がっている。そこで、適切な閾値６０６を設定することにより、閾値を通過する最初の立下り位置から次の立下り位置までの区間Ｔ１の間だけカウント動作を行い、得られたカウント値Ｃ１によって、２つのパターンの距離が計測できる。このような計測方法を用いれば、記録ヘッド毎の記録位置ずれが取得出来る。そして、実画像を記録する際には、このずれ量を補正する形で記録位置を制御することにより、各色の記録が正常な位置に行われ、記録画像の色味（色再現性）が変わってしまうこともない。
【０００７】
このような、反射型光学式光量センサは反射型フォトインタラプタとも言い、ＣＣＤのような光学センサに比べ、低価格で汎用性が高い。よって、近年では一般ユーザー向けのインクジェットプリンタなどに多く適用され、複数色の記録ヘッドの記録位置ずれに対しても、低価格な反射型フォトインタラプタを用いることにより、自動でかつ精度のよい補正を行うようにしていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、反射型フォトインタラプタは照射光がある一定の波長を中心にした強度分布を持っているため、画像のエッジ部における反射光の変化と、異なるインク色による反射光の変化の判別ができず、複数のインク色を補正する記録装置においては、記録位置の計測誤差が生じてしまっていた。
【０００９】
再び図６を用いて、上記問題点を詳しく説明する。この図において、６０１および６０２は同色インクで記録されたテストパターンであり、６０３はこれとは異なる色のインクにより記録されたテストパターンである。６０４は、テストパターン６０１及び６０２を読み取った結果の出力波形であり、６０５はテストパターン６０１及び６０３を読み取った結果の出力波形である。テストパターン６０１及び６０２は同色インクで形成されているため、これらパターンが存在する部分についての出力波形のカーブが類似しており、従って両者パターンの距離をほぼ正確に計測できる。しかし、異なるインク色を測定した６０５においては、テストパターン６０１と６０３との幅が同じであっても、色が異なる為に出力波形のカーブが異なった形になっており、テストパターン６０１を読んだ反射光量のレベル（白紙部分とパターン中心部での反射光量の差）Ｌ１と、テストパターン６０３を読んだ反射レベルＬ２にも差が生じている。そして、このような差は同じ閾値６０６で波形の立下り位置を測定した場合に、僅かなずれΔＴをもたらし、これがパターンの記録位置ずれとして認識されてしまっていた。
【００１０】
複数のインク色を用いるカラープリンタでは、このような誤差量が色毎に異なり、より照射光を吸収するインクの方がテストパターンの画像が広く検知される。そして、これが各記録ヘッドの記録位置ずれと判別され、計測誤差につながっていた。また、同色であっても濃度の異なる２種類のインクを用いる場合なども同様の問題が生じていた。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑み、複数の記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置において、色調の異なるインクを記録するヘッド間の記録位置補正を自動的にかつ精度よく行うことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明では、記録媒体と、色調を異にする記録剤を前記記録媒体に付与するための複数の記録ヘッドとを相対的に走査することにより画像を形成していく記録装置であって、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで、前記記録媒体の所定の位置に記録ヘッドの記録位置のずれ量を補正するための複数のテストパターンを形成させるテストパターン形成手段と、前記記録媒体に対して相対的に走査され、記録媒体に光を照射する発光部と前記記録媒体からの反射光量を検知する受光部とを備え、前記複数のテストパターンを検出するための光学センサと、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで形成された前記複数のテストパターンを検出する際の前記光学センサの前記発光部の発光量の調整を前記複数のテストパターンごとに行う調整手段と、前記光学センサが前記複数のテストパターンを検出して得られた出力結果により、前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成した前記複数のテストパターンの間隔を計測する計測手段と、該計測手段による計測に基づいて前記複数の記録ヘッドによる記録位置のずれ量を演算するデータ処理手段と、を有し、前記複数のテストパターンの検出に先だって、前記発光部の発光量を調整するための調整用画像を前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成し、前記受光部により前記調整用画像の検知を行い、前記調整手段は、前記受光部により検知された反射光量に基づいて、前記複数のテストパターンの検出ごとに前記発光部の発光量を調整することを特徴とする。
また、記録媒体と、色調を異にする記録剤を前記記録媒体に付与するための複数の記録ヘッドとを相対的に走査することにより画像を形成していく記録装置であって、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで、前記記録媒体の所定の位置に記録ヘッドの記録位置のずれ量を補正するための複数のテストパターンを形成させる画像形成手段と、前記記録媒体に対して相対的に走査され、記録媒体に光を照射する発光部と前記記録媒体からの反射光量を検知する受光部とを備え、前記複数のテストパターンを検出するための光学センサと、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで形成された前記複数のテストパターンを検出する際の前記光学センサの前記受光部が検知した反射光量に対する閾値の調整を前記複数のテストパターンごとに行う調整手段と、前記光学センサが前記複数のテストパターンを検出して得られた出力結果により、前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成した前記複数のテストパターンの間隔を計測する計測手段と、該計測手段による計測に基づいて前記複数の記録ヘッドによる記録位置のずれ量を演算するデータ処理手段と、を有し、前記複数のテストパターンの検出に先だって、前記閾値を調整するための調整用画像を前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成し、前記受光部により前記調整用画像の検知を行い、前記調整手段は、前記受光部により検知された反射光量に基づいて、前記複数のテストパターンの検出ごとに前記閾値を調整することを特徴とする。
【００１３】
また、記録媒体と、色調を異にする記録剤を前記記録媒体に付与するための複数の記録ヘッドとを相対的に走査することにより画像を形成していく記録装置の記録位置補正方法であって、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで、前記記録媒体の所定の位置に記録ヘッドの記録位置のずれ量を補正するための複数のテストパターンを形成させるテストパターン形成工程と、前記記録媒体に対して相対的に走査され、記録媒体に光を照射する発光部と前記記録媒体からの反射光量を検知する受光部とを備える光学センサを用い、前記複数のテストパターンを検出するためのテストパターン検出工程と、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで形成された前記複数のテストパターンを検出する際の前記光学センサの前記発光部の発光量の調整を前記複数のテストパターンごとに行う調整工程と、前記テストパターン検出工程で得られた出力結果によって、前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成した前記複数のテストパターンの間隔を計測する計測工程と、当該計測に基づいて前記複数の記録ヘッドによる記録位置のずれ量を演算するデータ処理工程と、当該データ処理で得られた前記ずれ量を補正しながら画像を記録する工程と、を有し、前記調整工程に先だって、前記発光部の発光量を調整するための調整用画像を前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成し、前記受光部により前記調整用画像の検知を行い、前記調整工程では、前記受光部により検知された反射光量に基づいて、前記複数のテストパターンの検出ごとに前記発光部の発光量を調整することを特徴とする。
さらに、記録媒体と、色調を異にする記録剤を前記記録媒体に付与するための複数の記録ヘッドとを相対的に走査することにより画像を形成していく記録装置の記録位置補正方法であって、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで、前記記録媒体の所定の位置に記録ヘッドの記録位置のずれ量を補正するための複数のテストパターンを形成させるテストパターン形成工程と、前記記録媒体に対して相対的に走査され、記録媒体に光を照射する発光部と前記記録媒体からの反射光量を検知する受光部とを備える光学センサを用い、前記複数のテストパターンを検出するためのテストパターン検出工程と、前記複数の記録ヘッドのそれぞれで形成された前記複数のテストパターンを検出する際の前記光学センサの前記受光部が検知した反射光量に対する閾値の調整を前記複数のテストパターンごとに行う調整工程と、前記テストパターン検出工程で得られた出力結果によって、前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成した前記複数のテストパターンの間隔を計測する計測工程と、当該計測に基づいて前記複数の記録ヘッドによる記録位置のずれ量を演算するデータ処理工程と、当該データ処理で得られた前記ずれ量を補正しながら画像を記録する工程と、を有し、前記調整工程に先だって、前記閾値を調整するための調整用画像を前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成し、前記受光部により前記調整用画像の検知を行い、前記調整工程では、前記受光部により検知された反射光量に基づいて、前記複数のテストパターンの検出ごとに前記閾値を調整することを特徴とする。
【００１４】
以上の構成によれば、どのインクのずれ測定パターンにおいても、パターンのエッジ部分が精度良く検知され、記録ヘッドの記録位置ずれ量が正確に得られるので、その後行われる記録位置ずれの補正精度を上げることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１６】
（１）第１実施形態
（１．１）プリント装置の構成例
図１は本発明を適用可能なシリアルプリンタの構成の一例を示す図である。
【００１７】
図１において、本発明のシリアルプリンタ１０１には、記録ヘッドを搭載するためのキャリッジ１０２が具備されており、このキャリッジ１０２上には、それぞれ符号１０３，１０４，ｌ０５，ｌ０６で示す別体の記録ヘッドＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが搭載されている。この複数の記録へッドは、ここではカラー画像を記録する際に用いられる複数色のインク（例えばブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンなど）に対応したものである。
【００１８】
キャリッジ１０２には光学センサである反射型光学式光量センサ１０７（以下単にセンサとも言う）が取り付けられており、キャリッジの移動に伴い主走査方向に移動しながら、あるいはキャリッジと共に固定された状態で記録媒体を搬送させながら、検出動作を行う。
【００１９】
記録ヘッドＡ〜Ｄを搭載したキャリッジ１０２は、キャリッジモータｌ１０を駆動源としてプーリ１１１で支持されたベルト１０８により、ガイドレールｌ０９に沿って図中の左右方向（主走査方向）に往復移動を行うことができる。また、モータ１ｌ３を駆動源として伝達ギア１ｌ４を介して回転駆動される搬送ローラ１１２により、記録媒体ｌｌ５が上下方向（副走査方向）に搬送される。
【００２０】
記録媒体１１５上において、破線で囲んだ２つのグループは、それぞれ、後述する主走査方向における記録位置補正処理に供されるパターン１１６と、副走査方向における記録位置補正処理に供されるパターン１１７とを示している。
【００２１】
なお、図１の例では、複数の画像記録へッドのすべてが単一のキャリッジ１０２に搭載された形態を示しているが、複数の記録ヘッドの一部あるいは全てが独立した複数のキャリッジに搭載されたものであってもよい。
【００２２】
また、記録ヘッドとしては、記録剤としてのインクを収納し、吐出部に対して分離不能または着脱可能なインクタンクを一体に有したカートリッジの形態とし、インク残量が無くなったとき等にカートリッジごとまたはインクタンクのみを交換するものとすることができる。また、キャリッジ１０１に搭載された記録ヘッドに対し、装置の別の部位に設けたインクタンクからチューブ等を介してインク供給を受けるものでもよい。
【００２３】
さらに、吐出部には、インクを吐出するために利用されるエネルギとして通電に応じインクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換体（吐出ヒータ）を有したものを用いることができる。
【００２４】
図９は、各記録ヘッドにおける吐出部の構造を部分的に示す模式的斜視図である。
【００２５】
図９において、記録媒体１１５と所定の間隙をおいて対向するヘッド面２１には、所定のピッチで複数の吐出口２２が形成され、共通液室２３と各吐出口２２とを連通する各液路２４の壁面に沿ってインク吐出に利用されるエネルギーを発生するための電気熱変換体（発熱抵抗体など）２５が配設されている。本例においては、各記録ヘッドは、主走査方向と交差する方向に吐出口２２が並ぶような位置関係でキャリッジ１０２に搭載されている。こうして、画像信号または吐出信号に基づいて対応する電気熱変換体２５を駆動（通電）して、液路２４内のインクを膜沸騰させ、そのときに発生する圧力によって吐出口２２からインクを吐出させる記録ヘッド１０３〜１０６が構成される。
【００２６】
図２は図１に示したシリアルプリンタの制御系において、特に後述の記録位置補正処理を実施するための主要構成を示すブロック図である。
【００２７】
図２において、画像読み取り手段２０１はキャリッジ１０２に搭載された上述の反射型光学式光量センサ１０７を含み、記録位置補正処理に供される記録画像データ（テストパターン等）の読み取りを行う。センサ出力調整手段は、センサ１０７の発光出力や受光感度を調整する処理を行うためのものであり、センサ１０７の出力信号を波形整形するためのコンパレータ２０３と、閾値を決定する感度調整部２０４、センサの光量レベルを決定する光量調整部２０２からなる。画像間隔計測手段は、記録位置補正処理に供されるパターンの間隔を計測するための処理を行うものであり、基準クロックを発生する基準クロック発生部２０５、波形整形されたセンサ出力信号を基準クロックに基づいてカウントするカウンタ２０６、および当該カウント値を格納するレジスタ２０７を有する。
【００２８】
データ処理手段２０８はレジスタ２０７に格納されたカウント値に基づいて記録位置補正のための補正値を演算する。そして、画像記録位置制御手段２０９が、当該補正値に基づき、記録ヘッドを含む画像記録手段２１０の駆動を制御することにより、ずれの無い記録が行えるようにする。
【００２９】
なお、図２の制御系は、すべてハードウェアにより構成することもできるし、所定の機能の一部（データ処理部手段２０８等）を記録装置が有するＣＰＵのソフトウェアにより実施するようにしてもよい。
【００３０】
次に、図１で示す構成のシリアルプリンタについて、複数の記録ヘッドの画像記録位置を自動的に補正する方法について説明する。
【００３１】
（１．２）反射型光学式光量センサにおける光量の調整
図３は、記録位置の補正値を求める為の自動補正モードを示したフローチャートである。
【００３２】
図３において、自動補正モードが開始されると、まず各記録ヘッドで所定のパターンを記録する（ステップＳ１）。
【００３３】
図４は、ステップＳ１で記録されるパターンの一例である。４０１〜４０３はセンサ光量調整用のパッチであり、４０１は、所謂「べた」のブラック画像の反射光学濃度（以下、単に濃度と言う）に対して５０％の濃度を示すように記録ヘッドＡで記録したブラックのパッチ、４０２は記録媒体の無地部分を測定するための領域、４０３は、「べた」のシアン画像の濃度に対して５０％の濃度を示すように記録ヘッドＢで記録したパッチである。記録ヘッドＣ、及び記録ヘッドＤについても同様のパッチを記録するが、ここでは簡単のため、記録ヘッドＢによるシアンパッチのみについて説明を進める。４０４および４０５は記録ヘッドの記録位置ずれ量測定用のパターンであり、４０４は主走査方向、４０５は副走査方向の記録位置ずれ量をそれぞれ測定するためのパターンである。図４においては簡略化してあるが、実際には、これらパターンを構成する各ラインが別のインク色で記録されている。また、各ラインのレイアウトも４０４、４０５に限定されるものではなく、図１の符号１１６、および１１７で示したようなものでもよい。
【００３４】
図３におけるステップＳ２では、ステップＳ１で記録したパッチ４０１〜４０３を測光する。まず、キャリッジに搭載されたセンサ１０７が、パッチ４０１のほぼ中央を測光できる位置まで、キャリッジ１０２を図４の左側から矢印の方向に移動させる。次に、コンパレータ２０３の閾値を所定の値に固定した状態で、センサ発光部の光量レベルを徐々に増加させて行く。そして、センサが反応した時点、つまり固定された所定の閾値に対し受光量がほぼ等しくなった時点の光量レベルを、ブラック用の光量レベルとして決定する。この操作を、領域４０２、４０３および他色についても行う。
【００３５】
ここで、このような光量の調整に濃度５０％のハーフトーンを使う理由について説明する。
【００３６】
図５は、濃度の異なる３段階のブラックパッチに対し、所定の値に閾値を固定したまま、センサが反応するまで（閾値を超えるまで）光量レベルを徐々に上げて行った様子を示したものである。５０１は濃度１００％のパッチであり、閾値を超えるためには、かなりの光量を必要としている。５０３は記録が行われていない無地パッチであり、ほんの僅かの光量で反応している。５０２は濃度５０％のパッチであり、パッチ５０１と５０３とのほぼ中間位置の値が得られている。本発明の目的の一つは、１００％濃度のパターンと、無地の白紙部分とを正確に分別し、パターンのエッジ部分を精度良く検出することである。よって、センサ発光部の光量レベルを、閾値が両レベルの中間値に位置する値、すなわち５０％程度の濃度に調整することによって、記録したずれ測定用パターンの位置を精度良く検出できるのである。但し、本実施形態において、上記パターンの濃度は必ずしも５０％に限定されるものではない。０〜１００％の間で、確実に無地と１００％濃度とを判別出来る適宜の濃度であれば、本実施形態は有効となる。
【００３７】
図３におけるステップＳ３では、エラーが発生した場合の処理を行う。ここで言うエラーとは、各色のパッチで得られた光量レベルが、無地の部分４０２から得られた光量レベルよりも小さかったり、光量レベルが１００％に達成しても、その間にセンサが反応するレベルが存在しなかった場合のことをいう。この場合には、エラーを通達し、測光処理を終了する。
【００３８】
以上、ステップＳ１からステップＳ３までがセンサ光量の調整を行う工程である。
【００３９】
（１．３）複数ヘッド主走査間の補正
ステップ４以降は、上記で調整されたセンサ光量によって、実際にずれ量を測定し、補正値を求める工程である。ここでは、まず、複数ヘッドの主走査間の補正について図１０を用いて説明する。
【００４０】
ステップＳ４では、ステップＳ２で得られた各色の発光レベルに応じて光量を変化させながら、ずれ量測定用のパターンを測光する。図１０においては、各パターンのレイアウトを、図１の１１６としている。
【００４１】
このレイアウトについて、簡単に説明する。基準画像ａ−ｒｅｆ１は、他のパターンとの距離を測定する基準となるパターンであり、記録ヘッドＡによりブラックで記録されている。ａ−Ｈ，ｂ−Ｈ，ｃ−Ｈ，ｄ−Ｈは、それぞれ互いに異なるインク色、すなわち記録ヘッドＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄによってそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローで記録された画像であり、基準画像ａ−ｒｅｆ１と並列し、理論的には、副走査方向に一致する位置に配列されている。よって、本来各記録ヘッドの記録位置が理論的な位置からずれていなければ、それぞれの画像から、基準画像ａ−ｒｅｆ１までの主走査方向上の距離は等しくなるが、一般には様々な誤差が生じており、図１０に示した様に、互いにずれた位置関係になってしまっている。
【００４２】
実際の読み取り動作としては、まず、基準画像ａ−ｒｅｆ１とその右の記録画像ａ−Ｈの双方が、一度の主走査で読み取られる位置にまで記録媒体１１５を搬送する。次に、記録媒体は固定しておき、主走査の往方向にキャリッジを一定速度Ｖで移動させながら、記録画像を読み取っていく。この時センサが発光する光量は、画像ａ−ｒｅｆ１およびａ−Ｈともに、ステップ２で得られた値、つまりパッチ４０１を読み取ることによって得た、ブラック用の値に設定されている。
【００４３】
次に記録媒体１１５を副走査方向にさらに搬送し、今度は記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ１と、記録ヘッドＢによる記録画像ｂ−Ｈとの双方が一度の主走査で読み取られる位置まで進める。そして、そこでも先と同じく、主走査の往方向に一定速度Ｖでキャリッジ１０１を移動させながら記録画像を読み取っていく。ただし、この場合、基準画像ａ−ｒｅｆ１については、上記と同じブラック用の光量によって測光するが、記録画像ｂ−Ｈについては、ステップＳ２でパッチ４０３を読み取ることによって得られたシアン用の光量に切りかえられている。
【００４４】
図７は、上記画像ａ−ｒｅｆ１とｂ−Ｈとを読み取る際の、センサ出力パターンと出力電圧７０１とを示したものである。図７によれば、ブラックインクで記録した基準画像ａ−ｒｅｆ１を読み取った後に、光量レベルを下げてシアン用の光量に切り替えている。
【００４５】
こうすることによって、色調の異なるパッチを読みこんだ場合も、エッジを通過する際の立下りのタイミング７０３および７０４がほぼ一致し、図の点線で示したパターンのエッジ位置を両者ほぼ同等に認識することができる。
【００４６】
このような波形は、図２におけるセンサ出力調整手段からの出力信号であり、そのまま画像間隔計測手段のカウンタ２０６ヘ入力される。カウンタ２０６は、出力信号が立ち下がり閾値を超えることによってトリガされ、次の立ち下がりが発生するまでカウントアップする。このときの＜基準クロック＞波形および＜カウンタ動作＞の様子を示したものが、図１０の下の部分である。
【００４７】
図３におけるステップ５では、得られたカウント値が妥当な値であるかどうかを確認する。計測時にカウンタオーバーフローが発生した場合などは、計測エラーと判断し、測光処理を終了する。カウンタ値が妥当な値であった場合、その値はカウントデータ格納レジスタに格納される。
【００４８】
ステップ６では、図２中のデータ処理手段２０８により、複数ヘッド間の主走査記録位置のずれ量を算出し、実画像を記録する際の調整値として設定する。ずれ量の算出は以下のように行う。
【００４９】
画像読み取り時のキャリッジ移動速度：Ｖ、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ１および記録ヘッドＡによる記録画像ａ−Ｈの読み取り時の所要時間Ｔ１におけるクロック数カウント値：Ｃ１、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ１および記録ヘッドＢによる記録画像ｂ−Ｈの読み取り時の所要時間Ｔ２におけるクロック数カウント値：Ｃ２、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ１および記録ヘッドＣによる記録画像ｃ−Ｈの読み取り時の所要時間Ｔ３におけるクロック数カウント値：Ｃ３、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆおよび記録ヘッドＤによる記録画像ｄ−Ｈの読み取り時の所要時間Ｔ４におけるクロック数カウント値：Ｃ４、
カウンタに入力される基準クロックの１クロック時間：ｔ、
とすると、各ヘッドの主走査方向記録位置のずれ量は、“（Ｃ１−Ｃｎ）×ｔ×Ｖ”、（ｎ＝２，３，４）となり、すなわち、記録ヘッドＡを基準とした他のヘッド記録位置のずれ量が求められる。
【００５０】
その後、求めたずれ量から記録ヘッド毎に補正のための調整値を設定する。以上により、自動補正モードが終了する。
【００５１】
実際に画像を記録する際には、ステップ６で設定した記録ヘッド毎の調整値によって、画像記録手段２１０を制御する。主走査方向の補正方法としては幾つかあるが、例えば、各記録ヘッドの吐出タイミングを各色でずらして記録したり、また、入力されてきた画像に対し、各記録ヘッドが記録すべき画像プレーンを互いにずらして設定する方法もある。この様な方法によって、各記録ヘッドの主走査方向の記録位置が補正され、互いにずれのない画像が得られるのである。
【００５２】
尚、以上説明した主走査方向のずれ量測定方法では、図１０に示したパターンを用いてきたが、例えば図４の４０４に示したパターンでも測定は可能である。図４の４０４においては、実際には各ラインが異なる記録ヘッドで、異なるインク色で記録されている。そして、その中の基準ラインから、それぞれの理論値だけ離れて記録されている各ラインまでの距離を実測し、理論値との差をずれ量として求めることが出来る。
【００５３】
（１．４）複数ヘッド副走査間の補正
以下に、図３のステップ４以降の処理として、副走査方向の補正を行う場合について説明する。
【００５４】
図１１は、副走査方向の記録位置ずれを取得する方法の説明図である。副走査方向のずれ量を測定するためのパターンとして、ここでは図１の１１７を適用する。
【００５５】
このレイアウトについて、簡単に説明する。基準画像ａ−ｒｅｆ２は、他のパターンとの距離を測定する基準となるパターンであり、記録ヘッドＡによりブラックで記録されている。ａ−Ｖ，ｂ−Ｖ，ｃ−Ｖ，ｄ−Ｖは、それぞれ互いに異なるインク色、すなわち記録ヘッドＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄによってそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローで記録された画像であり、基準画像ａ−ｒｅｆ２と並列し、理論的には、主走査方向に一致する位置に配列されている。よって、本来各記録ヘッドの記録位置が理論的な位置からずれていなければ、それぞれの画像から、基準画像ａ−ｒｅｆ２までの副走査方向上の距離は等しくなる。しかし、一般には様々な誤差が生じており、図１１に示した様に、互いにずれた位置関係になってしまっている。
【００５６】
実際の読み取り動作としては、まず、基準画像ａ−ｒｅｆ２とその下の記録画像ａ−Ｖの双方が、一度の紙送り搬送で読み取られる位置にまでキャリッジを移動する。次に、キャリッジは固定したまま、副走査方向に記録媒体を一定速度Ｖで移動させて、記録画像を読み取っていく。この時センサが発光する光量は、画像ａ−ｒｅｆ２およびａ−Ｖともに、図３のステップ２で得られた値、つまりパッチ４０１を読み取ることによって得た、ブラック用の値に設定されている。
【００５７】
次に記録媒体１１５を逆搬送し、元の位置まで戻す。一方、キャリッジは記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ２と、記録ヘッドＢによる記録画像ｂ−Ｖの双方が一度の副走査で読み取られる位置まで進めて止める。そして、そこでも先と同じく、副走査の順方向に一定速度Ｖで紙搬送させながら記録画像を読み取っていく。ただし、この場合、基準画像ａ−ｒｅｆ２については、上記と同じブラック用の光量によって測光するが、記録画像ｂ−Ｖについては、図３のステップＳ２でパッチ４０３を読み取ることによって得られたシアン用の光量に切りかえられている。
【００５８】
このようにすることで、副走査方向についても、図７で説明したような主走査方向の読み取り時と同等の効果を得ることが出来る。つまり、色調の異なるパッチを読みこんだ場合でも、色毎に発光量を調整することで、センサーがエッジを通過する際の立下りのタイミングを各色でほぼ一致させ、パターンのエッジ位置を全色同等に認識することができるのである。
【００５９】
図２において、得られた波形は画像間隔計測手段のカウンタ２０６ヘ入力される。カウンタ２０６は、信号が立ち下がり閾値を超えることによってトリガされ、次の立ち下がりが発生するまでカウントアップする。このときの＜基準クロック＞波形および＜カウンタ動作＞の様子を示したものが、図１１の下の部分である。
【００６０】
図３において、ステップ５では、得られるカウント値が妥当な値であるかどうかを確認する。計測時にカウンタオーバーフローが発生した場合などには、計測エラーと判断し、測光処理を終了する。カウンタ値が妥当な値であった場合、その値はカウントデータ格納レジスタに格納される。
【００６１】
ステップ６では、図２中のデータ処理手段２０８により、複数ヘッド間の副走査記録位置のずれ量を算出し、実画像を記録する際の調整値として設定する。ずれ量の算出は以下のように行う。
【００６２】
画像読み取り時の記録媒体搬送速度：Ｖ、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ２および記録ヘッドＡによる記録画像ａ−Ｖの読み取り時の所要時間Ｔ１におけるクロック数カウント値：Ｃ１、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ２および記録ヘッドＢによる記録画像ｂ−Ｖの読み取り時の所要時間Ｔ２におけるクロック数カウント値：Ｃ２、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ２および記録ヘッドＣによる記録画像ｃ−Ｖの読み取り時の所要時間Ｔ３におけるクロック数カウント値：Ｃ３、
記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ２および記録ヘッドＤによる記録画像ｄ−Ｖの読み取り時の所要時間Ｔ４におけるクロック数カウント値：Ｃ４、
カウンタに入力される基準クロックの１クロック時間：ｔ、
とすると、各ヘッドの副走査方向記録位置のずれ量は、“（Ｃ１−Ｃｎ）×ｔ×Ｖ”、（ｎ＝２，３，４）となり、すなわち、記録ヘッドＡを基準とした場合の記録位置のずれ量が求められる。
【００６３】
その後、記録ヘッドごとに記録の調整値を設定する。以上により、自動補正モードが終了する。
【００６４】
実際に画像を記録する際には、ステップ６で設定した記録ヘッド毎の調整値によって、画像記録手段２１０を制御する。副走査方向の補正方法としては幾つかあるが、例えば、各記録ヘッド（吐出部）のインク吐出口を、１回の主走査で形成され得る画像のバンド幅より広い範囲で設けておき、記録の際には使用する吐出口の範囲を、補正量に応じてシフトさせる方法がある。また、入力されてきた画像に対し、各記録ヘッドが記録すべき画像プレーンを互いにずらして設定する方法もある。以上のような方法によって、各記録ヘッドの副走査方向の記録位置が補正され、互いにずれのない画像が得られるのである。
【００６５】
以上説明した副走査方向のずれ量測定方法では、図１１に示したパターンを用いてきたが、例えば図４の符号４０５で示したパターンでも測定は可能である。図４のパターン４０５においては、実際には各ラインが異なる記録ヘッドで、異なるインク色で記録されている。そして、その中の基準ラインから、それぞれの理論値だけ離れて記録されている各ラインまでの距離を実測し、理論値との差をずれ量として求めることが出来る。
【００６６】
以上、記録ヘッドの記録位置ずれの読み取り方法として、ステップＳ４以降の処理を主走査方向と副走査方向に分けて説明してきたが、実際には、図１や図４のようにこれらパターンを同時に記録し、同一のステップで計測を行ってよい。どちらの補正においても、ステップＳ２で得られるセンサ発光量の調整値は有効に機能させる。
【００６７】
さらに、図４のパターン、および図３のフローチャートでは、光量レベルの調整用のパターンと記録ヘッド間のずれ量測定パターンを、同じ記録媒体に記録し、光量レベルを調整した直後にずれ量測定を行う形態としたが、本発明及び本実施例はこれに限ったものではない。光量レベルの調整は、ずれ量の測定程頻繁に行わない場合などは、光量レベルのみ行うモードと、ずれ量測定のみを行うモードとに分け、適宜必要なときにそれぞれのモードが実行されても良い。但し、ずれ量を測定する際には、必ず適切な光量レベルが定まった状態とすることが強く望ましい。
【００６８】
以上説明した様に、本発明実施形態の第１例によれば、反射型光学式光量センサが発光する光量レベルを各インク色に対応して調整した後に、主走査方向のずれや副走査方向のずれ量を測定することにより、センサの読み取り誤差が低減し、記録位置ずれの補正精度を上げることができた。
【００６９】
（２）第２実施形態
以下に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態においても図１、図２、図９で説明した記録装置の構成、図１０、図１１で説明した記録位置ずれ量の測定方法、および図３で説明した自動補正モードの流れは第１実施形態と同様とする。
【００７０】
本実施形態が第１実施形態と異なる点は、図２で示したセンサ出力調整手段における調整方法である。第１実施形態では、ずれ量測定用のパターン位置を精度良く読み取るために、反射型光学式光量センサの発光する光量を、光量調整部２０２によってインク色毎に調整していた。これに対し本実施形態では、どの記録ヘッドのパターンに対しても、センサの発光する光量は等しくしておき、コンパレータで比較する際の閾値を、感度調整部２０４によって記録ヘッド毎に調整する。
【００７１】
以下、図３を用いて本例での閾値の調整方法および、ずれ量測定方法について説明する。
【００７２】
ステップＳ１での記録およびパターンについては第１実施形態と同様とする。
【００７３】
ステップＳ２では、ステップＳ１で記録したパッチ４０１〜４０３を測光する。まず、キャリッジに搭載されたセンサ１０７が、パッチ４０１のほぼ中央を測光できる位置まで、キャリッジ１０２を図４の左側から矢印の方向に移動させる。次に、センサ発光部の光量レベルを所定の値に固定した状態で、コンパレータの閾値を徐々に変化させて行く。そして、センサが反応した時点、つまり固定された光量に対し、濃度５０％のパターンが検知された時点の閾値を、ブラック用の閾値として決定する。この操作を、領域４０２、４０３および他色についても行う。
【００７４】
本実施形態においても、その目的は、濃度１００％のパターンと、無地の白紙部分とを正確に分別し、パターンのエッジ部分を精度良く検出することである。よって、濃度１００％のパターンでの受光量と、白紙部分の受光量との中間に位置する５０％程度の濃度での受光量を閾値としておくことにより、記録したずれ測定用パターンの位置を精度良く検出できる。但し、本実施形態においても、上記パターンの濃度は５０％に限定されるものではない。０〜１００％の間で、確実に無地と１００％濃度とを判別出来る適宜の濃度であれば、本実施形態は有効となる。
【００７５】
ステップＳ３では、エラーが発生した場合の処理を行う。ここで言うエラーとは、各色のパッチで得られた閾値が、無地の部分４０２から得られた光量レベルよりも小さかったり、濃度１００％のパターンでの閾値よりも大きかったりした場合のことをいう。この場合には、エラーを通達し、測光処理を終了する。
【００７６】
以上、ステップＳ１からステップＳ３までがセンサ光量の調整を行う工程である。
【００７７】
ステップＳ４以降は、上記で設定された閾値によって、実際にずれ量を測定し、補正値を求める工程である。ここでは主走査方向の記録位置の補正を例に説明する。
【００７８】
まず、ステップＳ４では、ステップＳ２で得られた各色の閾値レベルに応じて閾値を変化させながら、ずれ量測定用のパターンを測光する。
【００７９】
実際の読み取り動作を図１０を用いて説明する。まず、基準画像ａ−ｒｅｆ１とその右の記録画像ａ−Ｈの双方が、一度の主走査で読み取られる位置にまで記録媒体１１５を搬送する。次に、記録媒体は固定しておき、主走査の往方向にキャリッジを一定速度Ｖで移動させながら、記録画像を読み取っていく。この時コンパレータ２０３で比較される閾値２０４は、画像ａ−ｒｅｆ１およびａ−Ｈともに、図３のステップ２で得られた値、つまりパッチ４０１を読み取ることによって得た、ブラック用の値に設定されている。
【００８０】
次に記録媒体１１５を副走査方向にさらに搬送し、今度は記録ヘッドＡによる基準画像ａ−ｒｅｆ１と、記録ヘッドＢによる記録画像ｂ−Ｈの双方が一度の主走査で読み取られる位置まで進める。そして、そこでも先と同じく、主走査の往方向に一定速度Ｖでキャリッジ１０１を移動させながら記録画像を読み取っていく。ただし、この場合、基準画像ａ−ｒｅｆ１については、上記と同じブラック用の閾値によって測光するが、記録画像ｂ−Ｈについては、図３のステップＳ２でパッチ４０３を読み取ることによって得られたシアン用の閾値に切りかえられている。
【００８１】
図８は、上記画像ａ−ｒｅｆ１とｂ−Ｈとを読み取る際の、センサ出力パターンと出力電圧とを示したものである。図８によれば、ブラックインクで記録した基準画像ａ−ｒｅｆ１を読み取った後に、閾値を上げてシアン用の閾値に切り替えている。こうすることによって、色調の異なるパッチを読みこんだ場合も、エッジを通過する際の立下りのタイミングがほぼ一致し、図の点線で示したパターンのエッジ位置を両者ほぼ同等に認識することができる。
【００８２】
このような波形は、図２におけるセンサ出力調整手段からの出力信号であり、そのまま画像間隔計測手段のカウンタ２０６ヘ入力される。カウンタ２０６は、出力信号が立ち下がり閾値を超えることによってトリガされ、次の立ち下がりが発生するまでカウントアップする。このときの＜基準クロック＞波形および＜カウンタ動作＞の様子を示したものが、図１０の下の部分である。
【００８３】
ステップＳ５以降については、第１実施形態と同様である。
【００８４】
また、実際に画像を記録する際にも、第１実施例と同様に、ステップＳ６で設定した記録ヘッド毎の調整値によって、画像記録手段２１０を制御する。
【００８５】
更に、以上は図１０を用いて主走査方向のずれ補正について述べたが、副走査方向のずれについても、図３ステップＳ２で得た各色の閾値に設定しながら、ステップＳ４以降の処理を、図１１を用いて説明した第１実施形態と同様に行えば良い。
【００８６】
以上説明した様に、本発明の第２実施形態によれば、反射型光学式光量センサが受光した信号値に対し、コンパレータで比較する閾値を各インク色に対応して調整した後に、主走査方向のずれや副走査方向のずれ量を測定することにより、センサの読み取り誤差が低減し、記録位置ずれの補正精度を上げることができた。
【００８７】
（３）その他
なお、上記２つの実施形態では図１に示した記録装置を例に、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローから構成されるカラー記録装置について説明してきたが、本発明および上記実施例はこれに限定されるものではない。例えば、同一色について濃度の異なる複数種のインクに対応した記録ヘッドや、異なる密度に対応して記録ヘッドを複数用意することもできる。そして、それらを適切に交換してキャリッジ１０１に搭載することにより、モノクローム画像形成とカラー画像形成との切換えや、２値画像形成と中間調画像形成との切換え等が可能なものとすることができる。どのような場合においても、それぞれの記録ヘッド搭載時に、上述した自動補正モードを実施することでそれぞれの記録ヘッドに対応する適切な補正が可能になる。
【００８８】
また、本発明は反射型光学式光量センサを調整する例として、第１実施形態に開示したような発光量を調整する方法と、第２実施形態に開示したような閾値を調整する方法をそれぞれ別の実施形態として説明してきたが、本発明においては、これらの調整法を必ずしも独立に行わなくともよい。記録ヘッドに応じて、または記録媒体の種類や記録モードに応じて、両者の調整方法を使い分けたり、両者を同時に調整しても本発明は有効である。
【００８９】
さらに、以上では記録ヘッドからインクを記録媒体に吐出して画像を形成するインクジェット方式の記録装置に本発明を適用した場合について説明したが、複数ヘッド間の記録位置補正が望まれる記録装置であれば、他の方式によるものに対しても有効に適用できる。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、どの色調のずれ測定パターンにおいても、パターンのエッジ部分が精度良く検知され、記録ヘッドの記録位置ずれ量が正確に得られるので、記録位置ずれの補正精度を向上することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能な記録装置としてシリアルタイプのインクジェット記録装置の概略構成を示す模式的平面図である。
【図２】本発明に係る記録位置補正を実施するための図１の装置の制御系の主要部を示すブロック図である。
【図３】本発明の記録装置における自動補正モードでの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の記録装置の自動補正モードで用いるテストチャートの一例を示す図である。
【図５】反射型光学式光量センサの計測濃度と照射光量レベルとの関係を示した図である。
【図６】反射型光学式光量センサの読み取り誤差を説明するための図である。
【図７】本発明第１実施形態におけるパターン読み取り制御を説明するための図である。
【図８】本発明第２実施形態におけるパターン読み取り制御を説明するための図である。
【図９】図１に示した装置のプリントヘッドの主要部の構造の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１０】複数ヘッドの主走査間の補正処理を説明するための説明図である。
【図１１】複数ヘッドの副走査間の補正処理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
２１ ヘッド面
２２ 吐出口
２３ 共通液室
２４ 液路
２５ 電気熱変換体
１０１ シリアルプリンタ
１０２ キャリッジ
１０３，１０４，１０５，１０６ 記録ヘッド
１０７ 反射型光学式光量センサ
１０８ ベルト
１０９ ガイドレール
１１０ キャリッジモータ
１１１ プーリ
１１２ 搬送ローラ
１１３ モータ
１１４ 伝達ギア
１１５ 記録媒体
１１６ 主走査方向ずれ測定パターン
１１７ 副走査方向ずれ測定パターン
２０１ 画像読み取り手段
２０２ 光量調整部
２０３ コンパレータ
２０４ 感度調整部
２０５ 基準クロック発生部
２０６ カウンタ
２０７ カウントデータ格納レジスタ
２０８ データ処理手段
２０９ 画像記録位置制御手段
２１０ 画像記録手段
４０１ ブラックの濃度５０％のパッチ
４０２ 無地パッチ
４０３ シアンの濃度５０％のパッチ
４０４ 主走査方向ずれ測定パターン
４０５ 副走査方向ずれ測定パターン
５０１ 濃度１００％のパターンに対する電圧変化
５０２ 濃度５０％のパターンに対する電圧変化
５０３ 無地領域に対する電圧変化
６０１，６０２，６０３ テストパターン
６０４，６０５，７０１，８０１ 出力波形
６０６，７０２，８０２ 閾値
７０３，７０４ エッジ判別点
Claims (10)
- 記録媒体と、色調を異にする記録剤を前記記録媒体に付与するための複数の記録ヘッドとを相対的に走査することにより画像を形成していく記録装置であって、
前記複数の記録ヘッドのそれぞれで、前記記録媒体の所定の位置に記録ヘッドの記録位置のずれ量を補正するための複数のテストパターンを形成させるテストパターン形成手段と、
前記記録媒体に対して相対的に走査され、記録媒体に光を照射する発光部と前記記録媒体からの反射光量を検知する受光部とを備え、前記複数のテストパターンを検出するための光学センサと、
前記複数の記録ヘッドのそれぞれで形成された前記複数のテストパターンを検出する際の前記光学センサの前記発光部の発光量の調整を前記複数のテストパターンごとに行う調整手段と、
前記光学センサが前記複数のテストパターンを検出して得られた出力結果により、前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成した前記複数のテストパターンの間隔を計測する計測手段と、
該計測手段による計測に基づいて前記複数の記録ヘッドによる記録位置のずれ量を演算するデータ処理手段と、を有し、
前記複数のテストパターンの検出に先だって、前記発光部の発光量を調整するための調整用画像を前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成し、前記受光部により前記調整用画像の検知を行い、
前記調整手段は、前記受光部により検知された反射光量に基づいて、前記複数のテストパターンの検出ごとに前記発光部の発光量を調整することを特徴とする記録装置。 - 記録媒体と、色調を異にする記録剤を前記記録媒体に付与するための複数の記録ヘッドとを相対的に走査することにより画像を形成していく記録装置であって、
前記複数の記録ヘッドのそれぞれで、前記記録媒体の所定の位置に記録ヘッドの記録位置のずれ量を補正するための複数のテストパターンを形成させる画像形成手段と、
前記記録媒体に対して相対的に走査され、記録媒体に光を照射する発光部と前記記録媒体からの反射光量を検知する受光部とを備え、前記複数のテストパターンを検出するための光学センサと、
前記複数の記録ヘッドのそれぞれで形成された前記複数のテストパターンを検出する際の前記光学センサの前記受光部が検知した反射光量に対する閾値の調整を前記複数のテストパターンごとに行う調整手段と、
前記光学センサが前記複数のテストパターンを検出して得られた出力結果により、前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成した前記複数のテストパターンの間隔を計測する計測手段と、
該計測手段による計測に基づいて前記複数の記録ヘッドによる記録位置のずれ量を演算するデータ処理手段と、を有し、
前記複数のテストパターンの検出に先だって、前記閾値を調整するための調整用画像を前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成し、前記受光部により前記調整用画像の検知を行い、
前記調整手段は、前記受光部により検知された反射光量に基づいて、前記複数のテストパターンの検出ごとに前記閾値を調整することを特徴とする記録装置。 - 前記データ処理手段によって演算された記録位置のずれ量に基づいて、前記複数の記録ヘッドにより形成する画像データの補正または前記記録媒体への吐出タイミングの補正を行うことにより、前記複数の記録ヘッドによる記録位置のずれを補正する補正手段を具えたことを特徴とする請求項１または２に記載の記録装置。
- 前記複数の記録ヘッドを前記記録媒体に対して主走査方向に相対的に走査させる手段を具え、前記複数のテストパターンは前記複数の記録ヘッドのそれぞれで前記主走査方向に並んで形成される画像であり、当該テストパターンの間隔の計測およびこれに基づいて演算されたずれ量に基づいて、前記補正手段は前記複数の記録ヘッドによる前記主走査方向の記録位置のずれを補正することを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
- 前記記録媒体を前記複数の記録ヘッドに対して副走査方向に相対的に移動させる手段を具え、前記複数のテストパターンは前記複数の記録ヘッドのそれぞれで前記副走査方向に並んで形成される画像であり、当該画像の間隔の計測およびこれに基づいて演算されたずれ量に基づいて、前記補正手段は前記複数の記録ヘッドによる前記副走査方向の記録位置のずれを補正することを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
- 前記光学センサは、前記記録媒体に対し相対移動しながら前記テストパターンを検知する際に、前記テストパターンが記録された領域と非記録領域との境界において変動する反射光量が所定の閾値を超えた時点を前記テストパターンのエッジ部分と判断し、前記計測手段は、前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成された前記テストパターンのぞれぞれのエッジが検出されるタイミングから、前記テストパターンの間隔を計測することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の記録装置。
- 前記複数の記録ヘッドを前記記録媒体に対して主走査方向に相対的に走査させる手段を具え、前記複数のテストパターンは前記複数の記録ヘッドのそれぞれで前記主走査方向に形成される画像であり、前記光学センサは、前記記録媒体に対し前記主走査方向に一定の相対速度で移動しながら前記複数のテストパターンを検知し、前記計測手段は、前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成された前記複数のテストパターンのそれぞれのエッジが検出される時間間隔と前記相対速度との積から前記ぞれぞれのエッジの距離を計測し、前記複数のテストパターンの間隔とすることを特徴とした請求項６に記載の記録装置。
- 前記記録媒体を前記複数の記録ヘッドに対して副走査方向に相対的に移動させる手段を具え、前記複数のテストパターンは前記複数の記録ヘッドのそれぞれで前記副走査方向に形成される画像であり、前記光学センサは、前記記録媒体に対し前記副走査方向に一定の相対速度で移動しながら前記複数のテストパターンを検知し、前記計測手段は、前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成された前記複数のテストパターンのぞれぞれのエッジが検出される時間間隔と前記相対速度の積から前記ぞれぞれのエッジの距離を計測し、前記複数のテストパターンの間隔とすることを特徴とした請求項６に記載の記録装置。
- 記録媒体と、色調を異にする記録剤を前記記録媒体に付与するための複数の記録ヘッドとを相対的に走査することにより画像を形成していく記録装置の記録位置補正方法であって、
前記複数の記録ヘッドのそれぞれで、前記記録媒体の所定の位置に記録ヘッドの記録位置のずれ量を補正するための複数のテストパターンを形成させるテストパターン形成工程と、
前記記録媒体に対して相対的に走査され、記録媒体に光を照射する発光部と前記記録媒体からの反射光量を検知する受光部とを備える光学センサを用い、前記複数のテストパターンを検出するためのテストパターン検出工程と、
前記複数の記録ヘッドのそれぞれで形成された前記複数のテストパターンを検出する際の前記光学センサの前記発光部の発光量の調整を前記複数のテストパターンごとに行う調整工程と、
前記テストパターン検出工程で得られた出力結果によって、前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成した前記複数のテストパターンの間隔を計測する計測工程と、
当該計測に基づいて前記複数の記録ヘッドによる記録位置のずれ量を演算するデータ処理工程と、
当該データ処理で得られた前記ずれ量を補正しながら画像を記録する工程と、を有し、
前記調整工程に先だって、前記発光部の発光量を調整するための調整用画像を前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成し、前記受光部により前記調整用画像の検知を行い、
前記調整工程では、前記受光部により検知された反射光量に基づいて、前記複数のテストパターンの検出ごとに前記発光部の発光量を調整することを特徴とする記録位置補正方法。 - 記録媒体と、色調を異にする記録剤を前記記録媒体に付与するための複数の記録ヘッドとを相対的に走査することにより画像を形成していく記録装置の記録位置補正方法であって、
前記複数の記録ヘッドのそれぞれで、前記記録媒体の所定の位置に記録ヘッドの記録位置のずれ量を補正するための複数のテストパターンを形成させるテストパターン形成工程と、
前記記録媒体に対して相対的に走査され、記録媒体に光を照射する発光部と前記記録媒体からの反射光量を検知する受光部とを備える光学センサを用い、前記複数のテストパターンを検出するためのテストパターン検出工程と、
前記複数の記録ヘッドのそれぞれで形成された前記複数のテストパターンを検出する際の前記光学センサの前記受光部が検知した反射光量に対する閾値の調整を前記複数のテストパターンごとに行う調整工程と、
前記テストパターン検出工程で得られた出力結果によって、前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成した前記複数のテストパターンの間隔を計測する計測工程と、
当該計測に基づいて前記複数の記録ヘッドによる記録位置のずれ量を演算するデータ処理工程と、
当該データ処理で得られた前記ずれ量を補正しながら画像を記録する工程と、を有し、
前記調整工程に先だって、前記閾値を調整するための調整用画像を前記複数の記録ヘッドそれぞれで形成し、前記受光部により前記調整用画像の検知を行い、
前記調整工程では、前記受光部により検知された反射光量に基づいて、前記複数のテストパターンの検出ごとに前記閾値を調整することを特徴とする記録位置補正方法。
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