JP4424715B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、インクジェット記録方式を用いて画像形成を行う画像形成装置に関する。
背景技術
インクジェット記録方式は、インクが満たされているノズル内にヒータを装着し、このヒータにパルス信号を印加することによりヒータを加熱して、インクを沸騰させ、これによって生じる気泡圧でインクを吐出させる方式である。この方式を画像形成装置に使用する場合には、ノズルを複数個並べて１つの記録ヘッドを構成し、更にこの記録ヘッドを複数個（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等のインクを吐出する複数個の記録ヘッド）組み合わせて使用することにより、フルカラーの画像を形成する。
従来、インクジェット記録方式により複数個の記録ヘッドを用いて画像を形成する場合、工場出荷時にキャリッジに対して記録ヘッドを取り付けるとき、または、サービスマン／ユーザにより、その中の１個または数個の記録ヘッドが交換されたときに、図１４（ａ）に示すように各記録ヘッド間に横方向の取り付けのずれがある場合（図の例ではシアン（Ｃ）の記録ヘッドが本来あるべき位置からＷだけずれている）、そのまま印字したときに縦方向にスジが発生して画像むらとなる場合があった。同様に、図１４（ｂ）に示すように各記録ヘッド間に縦方向の取り付けのずれが生じた場合、横方向にスジが発生して画像むらとなる場合があった。
また、記録ヘッドの主走査方向に対して正確な位置でインクを吐出するために、リニアスケールを用いてインク吐出の同期をとっている装置においては、往復印字を行ったときに図１４（ｃ）のようにスリット位置からインクが吐出されるまで遅延が生じるため、キャリッジの移動スピードに応じて、吐出位置がずれて（Ｗ２＋Ｗ３）、画像むらとなる場合があった。
このようなことから、記録ヘッド交換時、あるいは、何らかの影響により色ずれ（レジストレーションずれ、以下レジずれという）が起こった際には、それぞれの記録ヘッドのレジ合わせ（レジ調整）が必要となる。従来、この種のレジ調整の前提としてレジずれ量を検出する必要がある。そのために、印字用紙にレジずれ量を検出しやすい特定のテストパターンをプリントし、このテストパターンのプリント結果を人間が見て、マニュアルにてレジずれ量を検出する方法と、テストパターンをセンサにて読み取ることによりレジずれ量を検出する方法とがあった。
このテストパターンをセンサにて読み取りレジずれ量を検出する技術は、特開平７−３２３５８２号公報に開示されている。これは図１５に示すように、複数の記録ヘッドのうちの基準となる記録ヘッドと他の各記録ヘッドとにより、それぞれ平行な２つのバー（パターン要素）からなるパターンを印字し、各平行バーの同一箇所をセンサで２回読み取って記録ヘッドのずれ量を検出する方法である。すなわち、先ず１回目のスキャンで、各パターン要素の幅を検出してその中心ドット位置を算出する。その後、２回目のスキャンで、各パターン要素の中心ドットの位置に基づいて基準ヘッドのパターン要素間の幅Ｗ１を検出する。以上の動作を基準ヘッドと他のヘッドのパターン要素間で繰り返し、基準ヘッドと他のヘッドのパターン要素間の幅（距離）Ｗ２，・・・を算出する。その後、これらの幅の差に基づいてヘッドのずれ量ΔＷを算出する。
これは図１６に示すように、センサ１５０１から出力されるアナログ信号を比較器１５０２で二値信号に変換する。一回目のスキャンではこの二値信号をタイマ１５０３によりある一定タイミングでサンプリングし、パターン要素を読み取るごとにＣＰＵ１５０５によりタイマ１５０３の値を参照することで、２パターン要素のそれぞれのパターン幅のデータを読み取る。スキャン終了後、２パターン要素のそれぞれの幅のデータに基づいてパターン要素のエッジから中心ドットまでの距離を、スキャン速度とサンプリング周波数から算出する。その後、２回目のスキャンで各パターンを読み取る直前に、前記各パターン要素の中心値をタイマ１５０３にセットすることで、キャリッジが各パターン要素の中心位置に到着するタイミングでタイマ１５０３から桁上がり信号が出力される。この桁上がり信号を用いてタイマ１５０４を動作させることで各パターン要素の中心ドット間の距離を算出する。これを基準ヘッドのパターン要素同士間と、基準ヘッドと他のヘッドのパターン要素間で実施することで、ヘッドのずれ量ΔＷを算出していた。
しかしながらこの場合、一定タイミングでサンプリングを行っているため、キャリッジとモータを接続するための駆動ベルトのテンション等、様々な機械的な要因によりキャリッジの速度変動がキャリッジの走査中または走査毎、更には機械毎に発生し、前記サンプリング結果に累積ばらつきが生じて、必ずしも高精度なレジ調整が保証されるものではなかった。更に各パターン間の幅Ｗ１，Ｗ２，・・・を検出するときに、それぞれについてキャリッジを２回走査しなければならないため、検出に時間がかかると共に、前記累積ばらつきが２倍になってしまっていた。
また、紙送り方向においても同様に、印字用紙搬送用のローラ径／偏心／モータとローラを接続するギアのばらつき等で、前記サンプリング結果に累積ばらつきが生じていた。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、記録ヘッドを交換した場合における記録ヘッドのずれを的確に検出することができる画像形成装置を提供することにある。
さらには、記録ヘッドを製造する際の吐出口の形状や向きのばらつきにより、厳密には、図２３（ａ）のように正しく１列に吐出されるのではなく、図２３（ｂ）〜（ｄ）のようにインクの着弾位置が上下／左右にばらつく現象がみられる。前記テストパターンをセンサにて読み取り、レジずれ量を検出する手法は、基準となるヘッドと他のヘッドとにより平行な２パターンを印字した後、センサでパターンの両エッジの位置から各パターン要素の幅およびパターン要素中心間の距離を読み取るため、前述のようにパターン要素のエッジにばらつきが生じていると、それが読み取り誤差となる。
また、図２４に示すように、記録ヘッド１０１のキャリッジ１０６への取り付けにおいても、記録ヘッド１０１およびキャリッジ１０６の機械的なばらつきにより、記録ヘッド１０１が主走査方向に対して斜めに取り付けられる場合がある。また、キャリッジ１０６に取り付けられるセンサ１１０も機械毎に取り付け位置にばらつきが生じうる。記録ヘッド１０１がキャリッジ１０６に対して斜めに取り付けられると、図２５（ｂ）（ｃ）に示すように、本来垂直であるバーのパターン要素（図２５（ａ））が斜めに印字される。これに対してパターン要素の長手方向におけるセンサの読み取り位置がＡ〜Ｄといった具合にばらつくと、最大で値ｄの検出誤差が発生する。
このように従来のレジずれ検出方法では、記録ヘッド１０１の固体差、キャリッジ１０６への記録ヘッド１０１の取り付け状態、センサ１１０の取り付け状態により、パターン検出結果に大きなばらつきが生じる可能性があった。
したがって、本発明は、さらに、記録ヘッドを交換した場合におけるヘッドのずれを的確に検出するために、テストパターンの検出精度を向上させることができる画像形成装置を提供することにある。
発明の開示
本発明による画像形成装置は、インクジェット記録方式により複数の記録ヘッドを用いて印字用紙上に画像の形成を行う画像形成装置であって、前記複数のヘッドを搭載するキャリッジを主走査方向に移動させるための主走査方向の移動手段と、前記印字用紙を副走査方向に搬送するための用紙搬送手段と、少なくとも１つのヘッドにより、予め定めたパターン要素を含むテストパターンを印字するパターン印字手段と、前記キャリッジに搭載され、前記印字手段で印字用紙上に印字されたテストパターンのパターン要素を検出するパターン検出手段と、該パターン検出手段の出力を二値化する二値化手段と、前記主走査方向のキャリッジの位置を検出するための位置検出手段と、前記キャリッジを移動させることにより前記テストパターンのパターン要素を前記パターン検出手段で検出し、前記二値化手段で得られた二値信号の立ち上がり及び／又は立ち下がりエッジが発生したときの前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記パターン要素の印字位置を検出し、各ヘッドで印字された各パターン要素の印字位置に基づいて、前記主走査方向における各ヘッドの取り付けずれ量を算出する算出手段とを備え、前記位置検出手段は、前記キャリッジの移動経路に併設されたリニアスケールに基づく低分解能位置検出手段と、この低分解能位置検出手段の分解能で定まる最小単位以下の位置を検出するための高分解能位置検出手段とにより構成されることを特徴とする。 このように本発明では、パターン検出手段の出力の変化時点でその位置を確認することにより、機械的要因によるキャリッジ速度変動によらずパターン要素の位置を的確に求めることができる。また、１回のキャリッジ走査でパターン要素の位置を求め、これを当該パターン要素の指示印字位置と比較することにより、各ヘッドの取り付け誤差を求めることができる。さらに、低分解能位置検出手段と高分解能位置検出手段とを組み合わせることにより、より高精度にパターン要素の位置を検出することができる。
前記テストパターンは、例えば、各ヘッドについて、前記主走査方向とほぼ直角の副走査方向に伸びた少なくとも１本の垂直バーであることを特徴とするものである。
前記テストパターンは、各ヘッドについて、前記主走査方向とほぼ平行に伸びた少なくとも１本の水平バーをパターン要素として含んでもよく、この場合には、前記主走査方向とほぼ直角の副走査方向における印字用紙の搬送量を検出するための搬送量検出手段と、該搬送量検出手段のタイマ以下の搬送量を計測するための計測手段とをさらに備え、前記算出手段は、前記テストパターン印字された印字用紙を前記用紙搬送手段により前記キャリッジに対して移動させることにより前記テストパターンのパターン要素を前記パターン検出手段で検出し、前記二値化手段で得られた二値信号の立ち上がり及び／又は立ち下がりエッジが発生したときの前記搬送量検出手段および計測手段の結果に基づいて、前記パターン要素の印字位置を検出し、各ヘッドで印字された各パターン要素の印字位置に基づいて、前記副走査方向における各ヘッドの取り付けずれ量を算出する。
前記パターン検出手段は、例えば、発光素子と受光素子から構成される反射型センサである。
前記低分解能位置検出手段は、例えば、前記リニアスケールに基づくタイミング信号をカウントするカウンタにより構成され、前記高分解能位置検出手段は前記タイミング信号により初期化され、かつ所定のクロック信号で時間計測するタイマにより構成される。
前記パターン印字手段は、前記垂直バーの分割された各部分を構成する複数のドットを単一のヘッドの異なる部分により分担して、順次複数のパスで記録するようにしてもよい。このようないわゆるマルチパス記録により、ヘッドの傾きやヘッドの記録素子のばらつきによる垂直バーの上下部分の位置ずれを緩和することができる。
前記算出手段は、前記垂直バーの長手方向に異なる少なくとも２箇所において前記パターン検出手段により当該垂直バーの検出動作を行い、該検出結果の平均値に基づいて前記垂直バーの印字位置を求めるようにしてもよい。これにより、パターン位置検出誤差を平均化することができる。
さらに、前記パターン要素が検出された時点における前記リニアスケールの単位時間間隔を計測する手段と、前記単位時間間隔の実測値と理論値とに基づいて前記タイマの測定値を補正する手段とを備えてもよい。これにより、単位時間間隔内部における位置検出についてもキャリッジの速度変動による影響をなくすことができる。
前記算出手段は、好ましくは、求められたパターン要素の両エッジの位置から当該パターン要素の幅の中心位置を求める。これにより、紙の種類、紙浮き等に対する位置検出結果の依存性をなくすことができる。
また、本発明による方法は、キャリッジの移動経路に併設されたリニアスケールを備えた画像形成装置において、印字用紙上にヘッドにより実際に印字が行われた印字位置とその印字目標位置とのずれを検出する方法であって、前記リニアスケールの分解能により決まる単位間隔の内部位置を検出するためのタイマを設け、主走査方向に走査されるキャリッジに搭載されたヘッドにより印字用紙上の目標位置に所定の印字要素を印字し、前記キャリッジに搭載されたセンサにより前記印字要素を検出し、この印字要素の検出時点で、前記リニアスケールに基づいて低分解能位置を検出するとともに、前記タイマにより前記単位間隔内の高分解能位置を検出し、 この検出された位置と前記印字目標位置とのずれを求めることを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について、さらに図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係るシリアルプリンタ形態のインクジェット画像形成装置の概略構成を示した図である。記録ヘッド１０１Ｂｋ，１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃには、インクタンクからインクチューブ（いずれも図示せず）を介して、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクが供給される。各記録ヘッド１０１は、主制御部（図示せず）からの記録情報に応じた記録信号に対応して、記録ヘッドドライバ等によって駆動され、これにより、各記録ヘッド１０１からインク滴が吐出されて印字用紙１０２上にカラー記録がなされる。
副走査モータ（用紙搬送モータ）１０３は印字用紙１０２を間欠送りするための駆動源であり、ギヤを介して搬送ローラ１０４を駆動する。主走査モータ１０５は、記録ヘッド１０１を搭載したキャリッジ１０６を、主走査ベルト１０７を介して矢印Ａ，Ｂの方向に走査させるための駆動源である。
印字用紙１０２が搬送ローラ１０４により給紙搬送され、印字箇所に到達すると、用紙搬送モータ１０３がオフされ、印字用紙１０２の搬送は停止される。印字用紙１０２への画像記録動作に先立って、ホームポジション（ＨＰ）センサ１０８の位置にキャリッジ１０６を移動し、次に、矢印Ａの方向に往路走査を行い、所定の位置よりブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのインクを記録ヘッド１０１Ｂｋ〜１０１Ｃより吐出し画像記録を行う。キャリッジ１０６の１回の走査による所定の幅（バンドと呼ばれる）分の画像記録を終えたらキャリッジ１０６を停止し、逆に、矢印Ｂの方向に復路走査を開始し、ホームポジションセンサ１０８の位置までキャリッジ１０６を戻す。復路走査の間、用紙搬送モータ１０３を駆動することにより、記録ヘッド１０１Ｂｋ〜１０１Ｃで記録した１バンド分の印字用紙１０２の搬送を、矢印Ｃの方向に行う。このようなキャリッジ１０６（およびヘッド１０１）のスキャン動作と紙送り動作との繰り返しにより画像全体の記録を実現する。
キャリッジ１０６の走査経路に隣接並行して配置されたリニアスケール１０９は、所定の分解能（解像度）のスリットを有する。このリニアスケール１０９のスリットを、キャリッジ１０６の近傍に取り付けられている透過型光学センサ（図１２の１２０３）で読み取ることにより２つの位相の信号（９０°の位相差）を得ることができ、この信号を基にキャリッジ１０６の位置管理を行うと共に、記録ヘッド１０１のインク吐出の同期をとっている。
なお、本実施の形態では、６００ドット／インチの分解能の記録ヘッドと、６００ドット／インチの分解能のリニアスケールを使用することにより、６００ドット／インチの記録を可能としている。
また、本実施の形態では、キャリッジ１０６の近傍に、反射型の光学センサ１１０が取り付けられている。キャリッジ１０６に搭載されている印字ヘッド１０１が、複数個配列した記録素子の破壊や不吐出等により良好な画像形成ができなくなった場合、記録ヘッドを交換する必要がある。複数個備えた記録ヘッドのうちの一部または全部を交換した際、あるいは、何らかの影響により、複数個備えた記録ヘッドの位置関係がずれた際には、各色ごとに形成された画像がずれてしまい、良好な画像が得られなくなるという大きな問題点がある。このようなことから、ヘッド交換時、あるいは何らかの影響により色ずれ（レジストレーションずれ、以下レジずれという）が起こった際には、それぞれの記録ヘッドの相互間の位置合わせを行うレジ調整が必要となる。このため、ある特定のテストパターン（印字パターン）Ｐを印字し、これをセンサ１１０により読み取り、レジずれ量を検出する。さらに、この検出したレジずれ量に基づいてレジ調整を行う。このレジずれ量を検出する動作は本発明で最も特徴的なものであり、以降、その詳細を説明する。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係わる画像形成装置の制御ハードウェアの構成を示すブロック図である。同図に示す画像形成装置は、印字制御部２０２およびヘッド１０１を有し、外部装置２０１に接続される。外部装置２０１は、画像形成装置に対して、記録にかかる画像データや各種指令を供給するホスト装置であり、コンピュータ、イメージリーダその他の形態を有する。
印字制御部２０２には、主走査リニアスケール１０９、副走査エンコーダ２１０、主走査モータ１０５、副走査モータ１０３、センサ１１０、および操作パネル１１１が接続されている。
印字制御部２０２は、外部装置２０１から転送されてくる画像データＶＤＩから、ヘッド１０１を用いて印字用紙に画像イメージを形成する制御を行っている。印字制御部２０２は、ＣＰＵ２０３、ヘッド制御部２０４、主走査カウンタ２０５、副走査カウンタ２０６、主走査タイマ２０７、副走査タイマ２０８、パターン検出部２０９、キャリッジ／紙送りサーボ制御部２１１から構成されている。ＣＰＵ２０３は、シリアル画像データＶＤＩが転送されてくる外部装置２０１とのインターフェースを行うと共に、各メモリやＩ／Ｏ等、印字制御部２０２全体の動作のコントロールを行っている。
具体的には、外部装置２０１からシリアル画像データＶＤＩが転送されてくると、ＣＰＵ２０３からの命令で、ヘッド制御部２０４にて画像データＶＤＩを数バンド分画像メモリに一時保持する。保持された画像データＶＤＩには、各種画像処理が加えられ、ヘッド１０１のスキャンに合わせて画像データＶＤＯが出力される。このとき、画像メモリ（図示せず）の制御においては、ＣＰＵ２０３からの設定によって、読み出しを行う水平方向および垂直方向のアドレス値を任意に可変設定することができる。これにより、ヘッド毎に印字すべき画像データＶＤＯの読み出し位置を変化させることで、各ヘッドの取付位置の補正を行うことが可能となっている。
本実施の形態では、図に示すように主走査リニアスケール１０９と副走査エンコーダ２１０を配置している。主走査リニアスケール１０９は、主走査モータ１０５によりキャリッジ１０６を駆動したときに、また、副走査エンコーダ２１０は副走査モータ１０３により紙送りを駆動したときに、それぞれの移動量に応じた絶対位置で、２つの位相信号が出力される。主走査リニアスケール１０９の出力は、画像データＶＤＯの出力等の印字制御の同期信号としても使用されており、この信号に同期して画像メモリのアドレス信号の生成を行っている。そのため、画像メモリからの読み出しアドレスを変えることにより主走査方向にはリニアスケール単位でのレジずれ量の補正を行うことが可能となり、副走査方向にはヘッドのノズル単位でのレジすれ量の補正が可能となっている。また、図示しないが実際には主走査方向カウンタ２０５から出力される同期信号に同期して、ＣＰＵ２０３から設定された時間だけ遅延させて画像メモリのデータを出力するようにしている。これにより、主走査リニアスケール１０９の検出可能な最小単位間隔以下のずれ補正を行うことが可能となっている。
ヘッド制御部２０４では、ヘッドの各ブロックのイネーブル信号ＢＥ、ヒータ駆動のパルス信号ＨＥ等、インクの吐出に必要な信号の生成も行っている。ヘッド制御部２０４から出力された画像データＶＤＯ、ブロックイネーブル信号ＢＥ、ヒータ駆動のパルス信号ＨＥ等はヘッド１０１に転送され、ヘッド１０１内の制御回路で、各画像データＶＤＯとイネーブル信号（ＢＥ，ＨＥを示す）がイネーブルになっているノズルのみヒータをＯＮする。このようなノズルからインクが吐出されて印字用紙に付着し、図１１に示すように１列（コラム）分の画像を形成する。これを、主走査方向にヘッド１０１を走査させることにより繰り返して、１バンド分の画像を形成する。ついで、印字用紙を所定量だけ送り、再度１バンド分の画像を形成する。このような制御を繰り返すことにより、印字用紙上に画像全体が形成される。
なお、キャリッジ／紙送りサーボ制御部２１１は、主走査リニアスケール１０９と副走査エンコーダ２１０の出力から、主走査モータ１０５および副走査モータ１０３の駆動スピード／起動／停止／移動量の位置管理をフィードバック制御している。
また、操作パネル１１１は、印字モード、デモプリント、記録ヘッドの回復動作指示など、ユーザにより本画像形成装置の動作を指示するものである。ヘッド交換およびレジずれが発生した際の動作の指示も、操作パネル１１１から行うことができる。
ヘッド１０１の内部は、図１０に示すように構成されている。なお、同図は１個のヘッドについてのみ示している。図１０において、１００１、１００２はシフトレジスタ、１００３、１００４はラッチ回路、１００５はデコーダ回路、１００６はＡＮＤ回路である。１００７はトランジスタ、１００８はヒータである。
画像データＶＤＯ１，ＶＤＯ２は、外部装置２０１よりシリアル２値データで転送クロックＣＬＫに同期して転送されてくる。このシリアル２値データは、シフトレジスタ１００１、１００２でそれぞれ順次シリアル−パラレル変換される。画像データＶＤＯ１，ＶＤＯ２についてそれぞれ８個の単位データが転送された後、ＬＡＴ信号により保持状態となる。また、複数ノズルで構成されている１つのヘッドをｎブロックに分け（本例では２５６ノズルで構成されでいるヘッドを１６ブロックに分けて使用している）、１ブロックに１パルスのイネーブル信号ＢＥ０〜１５とヒータ駆動のパルス信号ＨＥとを与える。画像データがイネーブルで保持されているノズルのみトランジスタ１００７がＯＮ可能となり、このトランジスタＯＮにより対応するヒータ１００８が加熱されてインクを吐出する。
なお、画像形成装置においては、イネーブル信号ＢＥをデコーダ１００５で４ビットから１６ビットに変換している。個々のノズルでは、イネーブル信号ＢＥとそれぞれ画像データＶＤＯ１，ＶＤＯ２のビット値とヒータ駆動のパルス信号ＨＥが全てＯＮしたタイミングで、インク吐出が行われる。
本実施の形態においてレジずれ補正の指示がされた場合のレジ調整の処理例を図１３に示す。これは、種としてヘッド交換直後に行われる。図３に示すように各々のヘッドを用いて、水平バーＨＢおよび垂直バーＶＢから構成されるテストパターンＰを印字する（Ｓ１１）。図３において水平バーＨＢは、縦方向のレジずれを検出するためのパターン要素であり、垂直バーＶＢは、横方向のレジずれ量を検出するためのパターン要素である。なお、図３におけるレジずれ量検出用のテストパターンＰは、各ヘッドにより往走査方向にキャリッジをスキャンさせたときに印字されるパターン要素の４ブロックのみ記述しているが、復走査方向でのスキャンの時に、往走査方向とレジずれ量が異なるときは、復走査方向用のパターン要素を設ける。 また、図において各パターン要素ブロックは各色毎に複数のバーをほぼ等間隔に印字しているように示しているが、レジずれ量を算出する際は、指示された印字位置と実際の検出位置の比較によりずれ量を算出するため、必ずしも等間隔でなくてもよい。さらには、図３のテストパターンではすべてのヘッドによる印字パターンを示したが、必ずしもすべてのヘッドによりテストパターンを印字する必要はなく、例えば交換されたヘッドのみの印字パターンとしてもよい。また、各ヘッドのパターン要素を図の例では６本示したが、これは複数の結果の平均をとるためであり、原理的には各ヘッドにつき１本のパターン要素で足りる。
前述のとおり、ヘッド近傍にはセンサ１１０（図１）が取り付けられていて、図３のようなテストパターンを印字後、その各パターン要素をセンサ１１０で読み取って（図１３，Ｓ１２）、当該ヘッドのずれ量の検出およびレジスト調整量としての保存が行われる（Ｓ１３）。これらのステップＳ１１〜Ｓ１３は、水平バーおよび垂直バーについて別個に行うことができる。また、これらのステップは、交換ヘッドについて繰り返すことができる（Ｓ１４）。
より具体的には、先ず、図３に示す水平バーＨＢを印字後、これらのパターンの上流にセンサ１１０が位置するように、キャリッジ１０６を移動させる。その後、印字用紙１０２を搬送し、センサ１１０の出力に基づいて印字制御部２０２内のパターン検出部２０９でパターンの濃度変化する箇所を検出する。すなわち、センサ１１０から出力されるアナログ信号を二値信号に変換してＣＰＵ２０３の割込入力端に入力する（図６）。このとき、二値信号の各立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジは、前述のパターン要素の両エッジに相当する。ＣＰＵ２０３は割込入力端に、立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジが入力する毎に、副走査カウンタ２０６および副走査タイマ２０８の値を読み取り、ワーク用のメモリにデータを一時格納する。
水平バーＨＢを全て読み取った後、次に垂直バーＶＢを印字する。垂直バーＶＢの印字後、垂直バーＶＢ上にセンサ１１０が位置するように、印字用紙１０２を移動させる。その後、キャリッジ１０６をスキャンし、センサ１１０の出力に基づいて、印字制御部２０２内のパターン検出部２０９でパターンの濃度変化する箇所を検出するとともに、センサ１１０から出力されるアナログ信号を二値信号に変換してＣＰＵ２０３の割込入力端に入力する。ＣＰＵ２０３は、割込入力端に、前述と同様に立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジが入力する毎に、主走査カウンタ２０５および主走査タイマ２０７の値を読み取り、ワーク用のメモリにデータを一時格納する。垂直バーＶＢを全て読み取った後、ＣＰＵ２０３によりレジずれ量の算出が行われる。
なお、水平バーＨＢと垂直バーＶＢの処理順は、上記と逆であってもよい。
図４は本画像形成装置にで使用されるセンサ１１０の内部を示した図である。図において、４０１はフォトトランジスタまたはフォトダイオードで構成され、インク色の周波数を包括する帯域（または光学フィルタ）を有している受光素子、４０２はＣ，Ｍ，Ｙの補色となるＲ，Ｇ，Ｂの何れか一つ以上を含んだ発光素子である。４０３は光学レンズであり、発光素子４０２で発光された光を、レジずれ検出用パターンＰに照射して、その反射光を光学レンズ４０３により受光素子４０１上に集光することにより、パターン要素の有無を検出している。なお、本実施の形態ではＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋのインク色を使用していて、且つ各インク色と背景の印字用紙の白色を識別するために、発光素子としてＲ，Ｇ，Ｂをそれぞれ独立に発光する発光素子を用いて、各インク色に応じて発光色を切り替えている。
センサ１１０の出力は、印字制御部２０２内のパターン検出部２０９でパターンの濃度変化する箇所を検出するために用いられる。パターン検出部２０９の詳細を図５に示す。
図５において、５０１は発光素子駆動用のトランジスタ、５０２は受光素子に発生する電流を増幅しながら電圧に変換するＩ−Ｅ増幅器、５０３はＩ−Ｅ増幅器５０２の出力を更に増幅するための増幅器である。また、５０４は増幅器５０３の出力を二値化するための比較器、５０５はセンサ１１０の発光素子の発光量およびセンサ１１０のオフセット量を調整するための調整値をＣＰＵ２０３から設定するためのＤ／Ａ変換器を示している。増幅器５０２の出力は、ＣＰＵ２０３のアナログ−デジタル変換入力端にも接続されていて、レジずれ調整用のパターンを検出する前には、センサ出力がある一定レベルになるように、ＣＰＵ２０３によりセンサ１１０の発光素子の発光量調整とセンサ１１０の出力のオフセット調整がなされる。各センサの調整終了後、レジずれ調整用のパターンを読み取り、パターンの検出が行われる。また、比較器５０４の出力はＣＰＵ２０３の割込入力端に接続されていて、比較器５０４からの二値化出力の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジが入力する毎に、横方向のレジずれ検出の場合は、主走査カウンタ２０５および主走査タイマ２０７の値を、また、縦方向のレジずれ検出の場合は副走査カウンタ２０６および副走査タイマ２０８の値を読み取り、ワーク用のメモリにデータを一時格納し、読み取り終了後、レジずれ量の算出を行う。
図７に、本実施の形態において主走査方向のレジずれ量を検出する際の、割込入力と主走査リニアスケールの関係を示す。主走査リニアスケール１０９からは、キャリッジ１０６の移動に応じて図のように位相Ａと位相Ｂの２つの位相信号が出力される。主走査カウンタ２０５では、位相Ａ／位相Ｂのそれぞれの立ち上がりおよび立ち下がりエッジをカウントし、リニアスケール１０９の分解能の限度でキャリッジの移動位置を計測している。主走査タイマ２０７では、位相Ａ／位相Ｂのそれぞれの立ち上がりおよび立ち下がりエッジが入力される時間間隔内で、それより短周期の基準クロックを一定タイミングでカウントしていき、主走査リニアスケール１０９の検出可能な最小単位間隔以下のキャリッジ位置を検出できる構成となっている。レジずれ量を検出するためにキャリッジを走査していく間のタイミングＴでセンサ１１０からＣＰＵ２０３に対して割込が入力された場合、ＣＰＵ２０３により主走査カウンタ２０５および主走査タイマ２０７のカウント値を参照することにより、パターン要素を検出したときのキャリッジ位置を高分解能で検出することが可能となっている。そのために、タイマ２０７は、カウントタイミング毎に初期化される。なお、タイマの測定誤差を最小限にするため、キャリッジの移動は一定速度で駆動されるのが望ましい。
リニアスケール出力をカウントする主走査カウンタ２０５のみでパターン要素の位置検出をするだけでは、その分解能はリニアスケール１０９の分解能に依存してしまい、高精度なレジずれ量の検出は期待できない。また、従来のように、一定タイミングでタイマを用いてサンプリングするだけでも、前記のように機械的な要因で累積ばらつきが出てしまう。 そのため本発明のようにパターン要素の位置検出のために、主走査カウンタ２０５でパターンの大まかな絶対位置を検出し、リニアスケールの最小単位間隔以下の分解能の正確な位置をタイマで計測する構成とすることにより、キャリッジの速度変動の影響を最小限とするとともに、高分解能の位置検出を行うことが可能となる。
以上のように、従来のように基準ヘッドと他のヘッドで印字したパターンの距離をタイマで計測する構成（基準ヘッドに対する他のヘッドのずれ量を検出する構成〜相対位置比較）でなく、リニアスケール基準で印字すべきドット位置と、実際に印字されたドット位置に基づいてヘッドのずれ量を検出する構成（絶対位置比較）のため、中心ドット位置の検出を、１回の走査のみで検出できる。そのため誤差が２倍になることはなく、検出誤差を最小限にすることが可能となる。
また、相対位置比較の場合の印字パターンは、常に基準ヘッドと比較ヘッドとの異なる色のパターン要素を対にして平行に配置する必要があるが、本発明ではそのような印字パターンの構成に対する制約が緩和される。さらに、本発明では、記録ヘッドの交換時にはその交換したヘッドについてのみのパターン要素を印字して、ヘッドのずれ量を検出することができる。相対位置比較の場合には、黒色以外の色について１ヘッドのみの交換であっても黒のパターン要素１対と黒と当該ヘッドのパターン要素の対とを印字しなければならなかった。また、特に黒色のヘッド交換時にはすべての色のヘッドについての印字パターンを印字して黒以外のすべてのヘッドについてのずれ量の検出処理を行わなければならない（通常の使用状態では、モノクロ印字が多いため黒色のヘッドの交換頻度は一般に他のヘッドの交換頻度より大きい。）
パターン読み取り終了後、ＣＰＵ２０３はワーク用メモリに格納されているデータをリードし、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジのキャリッジ位置の値から、各パターンの中心ドット位置の算出を行う。図８の「状態１」、「状態２」に示すように紙の種類、紙浮き、センサ精度および各インクの光の吸収率の差等の状態によりセンサの出力レベルが多少変動するため、比較器５０４において固定のしきい値で二値化した際に、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの位置が場合に応じてばらついてしまう。これに対処するため両エッジの位置から、中心位置の算出を行っている。これにより、上記変動があっても中心位置はほぼ同一のため、常に安定した出力結果が得られる。その後、印字指示された各パターン要素の中心ドット位置（指示値）と、その実際の測定値の差を算出する。上記のテストパターンの例では、各色につき複数の平行バーの各中心ドット位置のずれ量を求め、これらを平均化する。このようにして求めた各ヘッドの位置の差から、レジずれ量を算出することが可能となる。
図９によりレジずれ量の差の一例を説明する。図において白丸印”○”は印字しようとしていたドット位置を表しており、主走査リニアスケールカウント値の１６ｈｅｘからＩＣｈｅｘまでの範囲を印字しようとしているのに対して、黒丸印”●”はレジずれによって印字位置が１７ｈｅｘから１Ｄｈｅｘまでの範囲にずれてしまった様子を示している。このときの印字しようとしていたパターン要素の中心ドット位置は、１９ｈｅｘであるのに対して、レジずれによって印字結果がずれてしまったパターン要素の中心ドット位置は、１Ａｈｅｘとなっている。この結果、１ドット分のレジずれが発生していることになる。なお、実際には１ドット未満の位置ずれが発生しうるが、ここでは、説明の便宜上、１ドット分のずれを示した。
以上のような動作を、縦方向のレジストずれを検出するためのパターン（ＨＢ）および横方向のレジストずれを検出するためのパターン（ＶＢ）に関して行うことにより、縦／横各方向のヘッド取り付けによるずれを検出することが可能となる。
このようにして検出された各ヘッドのレジずれ量に基づいて各ヘッドのインク吐出位置を補正するためには、前述したように、ＣＰＵ２０３によりヘッド制御部２０４内の画像メモリからの読み出しアドレスと読み出しタイミングを可変することによって、主走査方向では主走査リニアスケール１０９の分解能（最小単位間隔）以下で吐出位置の補正することが可能となり、また、副走査方向ではヘッド１０１のノズル単位での吐出位置の補正が可能となる。
なお、本実施の形態においては、副走査方向の補正はノズル単位でしかできないが、副走査方向のレジずれ量を副走査エンコーダ２１０の分解能以下の値を求めるために副走査タイマ２０８を用いている。この理由は、副走査方向のレジずれ量を検出・算出時に小数点以下の端数が発生したときに、上下どちらのノズルを使用した方がレジずれ量が最も最小になるかを決定するためである。これに伴い、副走査方向のタイマ２０８に関しては、主走査方向のタイマほどの精度は必要ない。
前記実施の形態では、縦／横のレジストのずれを１回の検出動作で検出する方法について述べたが、１回の検出動作ではセンサ１１０の精度によるセンサ出力信号のレベルの変動、リニアスケールの製造ばらつきおよびキャリッジの速度変動等により検出結果が、検出の度に変動してしまうことがある。これに対しては、検出回数またはパターン数を増やしてその平均値を用いることにより上記問題を低減することが可能となる。
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１７に、この実施の形態における画像形成装置の構成を示す。この図の構成は図２に示したものとほぼ同様であるが、第２割込生成部２１２を追加している。この第２割込生成部２１２は、図１８のタイミング図に示すように、パターン検出部２０９からのＣＰＵ２０３への割込信号（第１割込）が発生したときに、その直後の主走査リニアスケール１０９からのタイミング信号の発生時に、ＣＰＵ２０３に対する第２割込信号を発生する。この第２割込信号により、ＣＰＵ２０３にその時点の主走査タイマ２０７のタイマ値Ｔ１を認識させるためのものである。この実施の形態では、主走査タイマ２０７のタイマ値のリセットは、タイマ値Ｔ１が認識された直後に行うようにする。
実測したタイマ値Ｔ１はキャリッジの速度変動により、その規定速度から求まる理論値Ｔ０から変化しうる。図ではキャリッジの実際の速度が規定速度より若干速い場合を示している。したがって、第１割込で実測したタイマ値ｔもこの速度変動の影響を受けて、その理論値より変化している（この例では小さくなっている）と考えられる。この速度変動の影響を補正するために、タイマの補正値ｔｃ（理論値）を次式で求める。
ｔｃ＝（ｔ／Ｔ１）×Ｔ０
これによって、パターン要素の検出位置に対する、リニアスケールの分解能によって決まる最小単位間隔内におけるキャリッジの速度変動の影響をもなくすことが可能となる。 次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。この実施の形態における画像形成装置の構成は、図１，図２に示したと同様であるが、ヘッド制御部２０４の内部構成および動作が異なる。
図１９にヘッド制御部２０４の内部構成例を示す。このヘッド制御部２０４は、主に画像メモリ３０１、画像メモリ制御部３０２、マスクメモリ３０３、マスク制御部３０４、ヒータ駆動信号生成部３０５から構成されている。
画像メモリ制御部３０２は前述したように、外部装置２０１から転送されてくるシリアル画像データＶＤＩを数バンド分画像メモリ３０１に一時保持するためのメモリ制御と、保持された画像データをヘッド１０１のスキャンに合わせてヘッド１０１に画像データＶＤＯとして出力するためのメモリ制御を行っている。画像データＶＤＩを画像メモリ３０１に入力するときは、外部装置２０１からのデータの転送タイミングに同期してメモリのアドレス信号の生成を行い、順次画像データＶＤを格納する。またメモリからヘッド１０１のスキャンに合わせて出力するときは、主走査リニアスケール１０９の出力をカウントする主走査カウンタ２０５から出力される同期信号に同期してメモリのアドレス信号を生成し、メモリから画像データＶＤを出力する。
マスク制御部３０４は、記録ヘッドを製造する際の吐出口の形状や向きのばらつきによって生じる画像の濃度むらを平均化するために、画像データに対して所定量のデータを間引き、同一バンドを複数回スキャン印字させて、デューティ１００％の画像を印字する際の、データの間引き処理を行っている。（この印字手法は、一般的にマルチパス記録と呼ばれている。）
図２０（ａ）（ｂ）にマルチパス記録の様子を、簡単のために１６ノズルからなる単一インク色ヘッドを用いた場合を例に挙げて説明する。第１走査においてパターンＡのドットを記録する。”●”はこの走査で記録するドットを表す。ついで、用紙搬送方向のヘッド記録幅の１／４（４ドット幅）だけ紙送りを行った後、第２走査においてパターンＢの”●”を記録する。図中、”○”はすでに記録されているドット状態を示す。更に第３走査においてパターンＣの”●”を記録し、最後に第４走査でパターンＤの”●”を記録する。このような順次処理により、記録を完成する。すなわち、順次４ドット単位の紙送りとＡ〜Ｄのパターンの記録を順番に行うことにより、４ドット単位の記録領域を４スキャン毎に完成させていく。１回の走査（シングルパス）による記録の場合と異なるのは、４ドット単位の記録領域を、１ヘッド内の異なる部位の４つのノズルを用いて記録する点にある。このことにより、濃度ムラを抑えた高品位な画像を形成することができる。また、マルチパス記録法は、インクを乾かしながら記録していくといった効果も同時に達成できる。
各走査毎のパス・データを生成する方法としては、上述のように固定的なマスクパターンを用いて記録データを間引くことによりパス・データを生成する方法（固定間引きと称す）や、記録ドットと非記録ドットとが乱数的に配列されたランダム・マスク・パターンを用いて記録データを間引くことによりパス・データを生成する方法（ランダム間引きと称す）や、データに応じて記録ドットを間引くことによりパス・データを生成する方法（データ間引きと称す）、などが知られている。
マスク制御部３０４では、上記のマルチパス記録を達成するために、画像メモリ制御部３０２から出力された画像データＶＤに対し、所定量のデータを間引く処理を行っている。マスクパターンは印字開始前にＣＰＵによりマスクメモリ３０３に書き込まれ、印字と同時に画像メモリ制御部３０２から出力される画像データＶＤに同期して、マスクメモリ３０３から読み出され、両方がＯＮとなっているデータのみヘッド１０１に出力データＶＤＯとして出力される。
前述したように、ヒータ駆動信号生成部３０５は、主走査リニアスケール１０９の出力をカウントする主走査カウンタ２０５から出力される同期信号に同期して、ヘッドのどのブロックを駆動するか選択する信号（ブロックイネーブル信号ＢＥ０〜３）と、ヒータ駆動のパルス信号ＨＥの生成を行っている。ヘッド１０１では、ブロックイネーブル信号ＢＥ０〜３とヒータ駆動のパルス信号ＨＥ、画像データＶＤＯが全てイネーブルとなっているノズルのみインク吐出が行われる。
第３の実施の形態におけるテストパターンは、外見上は図３に示したものと同じであるが、垂直バーＶＢは、前記マルチパス記録により複数パスで印字が行われる。図２１（ｂ）に印字した結果を示す。図２１（ａ）はキャリッジに対してヘッドが斜めに取り付けられた状態で、従来のように垂直バーのパターンをシングルパスで印字（マスクによるデータ間引きを行わないで、キャリッジを１回の走査でパターンを形成）した印字結果を示す。この場合、印字結果はヘッドの傾きをそのまま反映している。これに対して図２１（ｂ）は前述のマスク方式に従って、垂直バーを４パスで印字した結果を示す。なお、図２１においては、あたかも図２１（ｂ）の方が印字結果に印字むらがあるように見えるが、記録ヘッドを製造する際の吐出口の形状や向きのばらつきを考慮すると、現実には図２１（ｂ）の方が印字むらを平均化できる。（本図はレジずれ量検出用パターン要素のエッジの誤差の状態を示すため、ヘッドが斜めに傾いた場合に限定して記述している。）センサの副走査方向の読み取り範囲が４ドット分であった場合、図２１（ａ）では、パターンに対するセンサの読み取り位置がバーの長手方向において異なる場合、バーのエッジの検出位置に大きな誤差が生じる。例えば、位置Ａの場合と位置Ｂの場合で、誤差Ｅが生じる。これに対して、図２１（ｂ）のマルチパス印字による場合は、このような誤差は発生しないまたは発生してもごく微小で収まる。
例えば、図２２（ａ）のようにＣヘッドが右側に傾くとともにＫヘッドが左側に傾いていて、且つセンサのキャリッジへの取り付け位置が、パターンに対して最下部の領域に取り付けられている場合を考える。この状態で従来方式でレジずれ検出および補正がされると、補正結果は図２２（ｂ）のようにパターンの上部のドットが重なり合って、パターンの最下部では誤差Ｅが生じていた。これに対して、本発明のように垂直バーのパターン要素を複数パスで印字を行うことにより、補正結果は図２２（ｃ）のようにパターンの中心が重なり合って、最も誤差の大きい上下部でも誤差はＥ／２になる。この誤差の大きさは、マルチパス印字のパス数が多ければ多いほど良好な結果が得られる。
なお、垂直バーＶＢの読み取りは、図２１のＡ，Ｂ，Ｃのように上下２箇所以上（本実施の形態では３箇所）を繰り返しスキャンし、読み取った値の平均値を算出することが好ましい。これは、次の理由による。複数パスでの印字を行っても、実際にはヘッドの各ノズルの上下方向の振れやよじれおよび紙送り量の誤差等の要因で、読み取る位置により少々の誤差が発生する。これらの誤差を更に平均化するために、バーの長手方向における読み取り位置を変えながら複数回読み取りを行うことで、誤差を最小限にする制御を行うことができる。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記具体例は説明のためであり、本発明を制限する意図はなく、したがって、本発明の請求の範囲内において種々の変形、変更が可能である。
産業上の利用可能性
本発明によれば、ヘッドを交換した場合におけるヘッドのずれを的確に検出することができる画像形成装置を提供することができる。また、キャリッジおよび印字用紙の移動スピードの変動影響による検出誤差を最小限に抑え、ヘッドのレジずれを的確に検出することが可能となる。原則的にはテストパターンの１回の走査でパターン検出を行うことができるので、ヘッド取り付け位置誤差検出に要する時間を短縮することができる。
また、垂直バーのパターンを複数パスで印字して、そのパターンの検出を２箇所以上で繰り返し、その検出結果の平均値からレジずれ量を算出することにより、ヘッドを製造する際のインク吐出口の形状や向きのばらつきおよびヘッドを取り付ける際の傾き、更にはセンサをキャリッジに取り付ける際のばらつきの影響を一層低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施の形態に係わる画像形成装置の本体を示す図である。
図２は、本発明の実施の形態における制御ブロックを示す図である。
図３は、本発明の実施の形態におけるテストパターン（印字パターン）を示す図である。
図４は、本発明の実施の形態におけるセンサの構成を示す図である。
図５は、本発明の実施の形態におけるパターン検出部の構成を示す図である。
図６は、本発明の実施の形態における印字パターンとセンサ出力のタイミングを示す図
である。
図７は、本発明の実施の形態における割込入力から、リニアスケールの出力を取り込むタイミングを示す図である。
図８は、本発明の実施の形態における紙浮きが生じたときのセンサ出力の様子を示す図である。
図９は、本発明の実施の形態における印字結果の一例を示す図である。
図１０は、本発明の実施の形態における記録ヘッドの内部回路を示す図である。
図１１は、本発明の実施の形態における画像形成の手順を示す図である。
図１２は、本発明の実施の形態におけるリニアスケールの構成と印字タイミングを示す図である。
図１３は、本発明の実施の形態におけるヘッド交換後のレジ調整の動作例を示すフローチャートである。
図１４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ヘッドがずれている場合の印字結果を示す図である。
図１５は、従来のレジずれ検出を行う際の印字パターンを示す図である。
図１６は、従来のパターンを検出する制御回路を示す図である。
図１７は、本発明の第２の実施の形態における制御ブロックを示す図である。
図１８は、本発明の第２の実施の形態を説明するためのタイミング図である。
図１９は、本発明の第３の実施の形態におけるヘッド制御部の内部ブロックを示す図である。
図２０（ａ）（ｂ）は、図１９の実施の形態におけるマルチパスの印字の様子を示す図である。
図２１（ａ）（ｂ）は、図１９の実施の形態におけるシングルパスとマルチパスの印字結果の違いを示す図である。
図２２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図１９の実施の形態におけるヘッドが傾いた場合のヘッドの様子および印字結果を示す図である。
図２３は、ヘッドの製造ばらつきで生ずるインクの吐出状態を示す図である。
図２４は、ヘッドをキャリッジに取り付ける際のばらつきを示す図である。
図２５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ヘッドをキャリッジに取り付ける際のばらつきで生ずるインクの吐出状態を示す図である。

Claims (11)

1. インクジェット記録方式により複数のヘッドを用いて印字用紙上に画像の形成を行う画像形成装置であって、
   前記複数のヘッドを搭載するキャリッジを主走査方向に移動させるための主走査方向の移動手段と、
   前記印字用紙を副走査方向に搬送するための用紙搬送手段と、
   少なくとも１つのヘッドにより、予め定めたパターン要素を含むテストパターンを印字するパターン印字手段と、
   前記キャリッジに搭載され、前記印字手段で印字用紙上に印字されたテストパターンのパターン要素を検出するパターン検出手段と、
   該パターン検出手段の出力を二値化する二値化手段と、
   前記主走査方向のキャリッジの位置を検出するための位置検出手段と、
   前記キャリッジを移動させることにより前記テストパターンのパターン要素を前記パターン検出手段で検出し、前記二値化手段で得られた二値信号の立ち上がり及び／又は立ち下がりエッジが発生したときの前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記パターン要素の印字位置を検出し、各ヘッドで印字された各パターン要素の印字位置に基づいて、前記主走査方向における各ヘッドの取り付けずれ量を算出する算出手段とを備え、
   前記位置検出手段は、前記キャリッジの移動経路に併設されたリニアスケールに基づく低分解能位置検出手段と、この低分解能位置検出手段の分解能で定まる最小単位以下の位置を検出するための高分解能位置検出手段とにより構成され、
   前記低分解能位置検出手段は前記リニアスケールに基づくタイミング信号をカウントするカウンタにより構成され、前記高分解能位置検出手段は前記タイミング信号により初期化され、かつ所定のクロック信号で時間計測するタイマにより構成されたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記テストパターンは、各ヘッドについて、前記主走査方向とほぼ直角の副走査方向に伸びた少なくとも１本の垂直バーであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記テストパターンは、各ヘッドについて、前記主走査方向とほぼ平行に伸びた少なくとも１本の水平バーをパターン要素として含み、 前記主走査方向とほぼ直角の副走査方向における印字用紙の搬送量を検出するための搬送量検出手段と、
   該搬送量検出手段の分解能で定まる最小単位以下の搬送量を計測するための計測手段とをさらに備え、
   前記算出手段は、前記テストパターン印字された印字用紙を前記用紙搬送手段により前記キャリッジに対して移動させることにより前記テストパターンのパターン要素を前記パターン検出手段で検出し、前記二値化手段で得られた二値信号の立ち上がり及び／又は立ち下がりエッジが発生したときの前記搬送量検出手段および計測手段の検出結果に基づいて、前記パターン要素の印字位置を検出し、各ヘッドで印字された各パターン要素の印字位置に基づいて、前記副走査方向における各ヘッドの取り付けずれ量を算出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記パターン検出手段は、発光素子と受光素子から構成される反射型センサであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記パターン印字手段は、前記垂直バーの分割された各部分を構成する複数のドットを単一のヘッドの異なる部分により分担して、順次複数のパスで記録することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
6. 前記算出手段は、前記垂直バーの長手方向に異なる少なくとも２箇所において前記パターン検出手段により当該垂直バーの検出動作を行い、該検出結果の平均値に基づいて前記垂直バーの印字位置を求めることを特徴とする請求項１または５に記載の画像形成装置。
7. 前記パターン要素が検出された時点における前記リニアスケールの単位時間間隔を計測する手段と、
   前記単位時間間隔の実測値と理論値とに基づいて前記タイマの測定値を補正する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. インクジェット記録方式により複数のヘッドを用いて印字用紙上に画像の形成を行う画像形成装置であって、
   前記複数のヘッドを搭載するキャリッジを主走査方向に移動させるための主走査方向の移動手段と、
   前記印字用紙を副走査方向に搬送するための用紙搬送手段と、
   少なくとも１つのヘッドにより、予め定めたパターン要素を含むテストパターンを印字するパターン印字手段と、
   前記キャリッジに搭載され、前記印字手段で印字用紙上に印字されたテストパターンのパターン要素を検出するパターン検出手段と、
   該パターン検出手段の出力を二値化する二値化手段と、
   前記主走査方向のキャリッジの位置を検出するための位置検出手段と、
   前記キャリッジを移動させることにより前記テストパターンのパターン要素を前記パターン検出手段で検出し、前記二値化手段で得られた二値信号の立ち上がり及び／又は立ち下がりエッジが発生したときの前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記パターン要素の印字位置を検出し、各ヘッドで印字された各パターン要素の印字位置に基づいて、前記主走査方向における各ヘッドの取り付けずれ量を算出する算出手段とを備え、
   前記テストパターンは、各ヘッドについて、前記主走査方向とほぼ直角の副走査方向に伸びた少なくとも１本の垂直バーをパターン要素として含み、
   前記パターン印字手段は、前記垂直バーを複数の部分に分割し、各垂直バー部分を構成する複数のドットをヘッドの異なる部分により分担して、順次複数のパスで記録することを特徴とする画像形成装置。
9. 前記算出手段は、求められたパターン要素の両エッジの位置から当該パターン要素の幅の中心位置を求めることを特徴とする請求項１または８記載の画像形成装置。
10. キャリッジの移動経路に併設されたリニアスケールを備えた画像形成装置において、印字用紙上にヘッドにより実際に印字が行われた印字位置とその印字目標位置とのずれを検出する方法であって、
    前記リニアスケールの分解能により決まる単位間隔の内部位置を検出するためのタイマを設け、
    主走査方向に走査されるキャリッジに搭載されたヘッドにより印字用紙上の目標位置に所定の印字要素を印字し、
    前記キャリッジに搭載されたセンサにより前記印字要素を検出し、
    この印字要素の検出時点で、前記リニアスケールに基づいて低分解能位置を検出するとともに、前記タイマにより前記単位間隔内の高分解能位置を検出し、この検出された位置と前記印字目標位置とのずれを求める
    ことを特徴とする方法。
11. 前記リニアスケールの最小単位間隔を計測した実測値とその理論値とに基づいて、前記前記タイマにより検出された前記単位間隔内の高分解能位置を補正することを特徴とする請求項１０記載の方法。

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