JP5073509B2 - 画像形成装置、着弾位置ずれ補正方法 - Google Patents

Description

本発明は液滴を吐出する記録ヘッドを備える画像形成装置、記録ヘッドから吐出される液滴の着弾位置を補正する方法に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

なお、本願において、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用いる。

このような液体吐出方式の画像形成装置において、特に、液滴を吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させて、往路及び復路の双方向で印字を行うようにした場合、印字画像が罫線であるとき、往路と復路で罫線の位置ずれが発生し易いという問題がある。また、異なる色を重ねるときに色重ねずれが発生し易いという問題がある。

そのため、一般的に、インクジェット記録装置などでは、着弾位置ズレ調整用のテストチャートを出力し、ユーザが最適値を選んで入力し、入力された結果に基づいて吐出タイミングの調整などを行うようにすることが行われているが、テストチャートの見方には個人差があり、また、操作に不慣れなためデータ入力ミスの発生などが考えられるので、逆に調整の不具合を招いてしまうことが考えられる。

そこで、従来、特許文献１ないし３には、搬送ベルトや媒体の保持搬送部材上にテストパターンを形成し、このテストパターンをセンサにて読取ることが記載されている。
特公平４−３９０４１号公報 特開２００５−３４２８９９号公報 特許第３８２８２５１号公報

また、特許文献４には、記録紙にテストパターンを形成し、このテストパターンをセンサにて読取ることが記載されている。
特開２００４−３１４３６１号公報

また、特許文献５には、キャリッジに設けられ、キャリッジの移動に伴ってリニアエンコーダを読取るリニアエンコーダセンサと、リニアエンコーダセンサからの出力信号に基づいて、前記キャリッジの移動量をカウントする位置カウンタとを有し、キャリッジの位置を検出し、記録ヘッドから吐出されるインク滴の記録媒体上の着弾位置をキャリッジの移動方向にずらすことが記載されている。
特開２００７−１５２６２６号公報

しかしながら、上述したように搬送ベルトや媒体上にテストパターンを形成してセンサにて読取る場合、例えば搬送ベルトの色とインクの色の組合せによっては色の差が小さいため正確に読取ることが困難である。そこで、色検出を正確に行うために色ごとに波長を変化させた光源を使用し検出するなどの構成が必要であり、実際上、従来の技術では搬送ベルト上にテストパターンを形成して、これを正確に読取ることはできない。

例えば、搬送ベルトが静電吸着ベルトであって、表面の絶縁層と裏面の中抵抗層とで形成されており、中抵抗層の導電性を得るためにカーボンが練りこまれているような場合、ベルトの外観上の色は黒となることから、色による反射だけでパターンを検出しようとしても黒インクと区別がつかなくなり、パターンを検出することはできない。

そこで、本出願人は、先に、撥水性を有するパターン形成部材上に独立したインク滴で構成されるパターンを形成し、そのインク滴が半球形状になる特性を生かして、単波長の光をインク滴に照射し、パターンが形成されていることによる正反射光量の減衰量を検出することで、パターンの位置検出及び位置ずれの検出を正確に行うことを提案している。

ところで、撥水性を有するパターン形成部材として例えば搬送ベルトを用いた場合、搬送ベルトの表面状態は使用状態、パターンの形成回数などの諸般の事情によって変化する。そのため、上述したようにパターンが形成されていることによる正反射光量の減衰量を検出しようとしても、搬送ベルトの表面が正反射の少ない状態である場合には、正確な検出を行うことができなくなるという新たな課題が生じた。

本発明は上記の新たな課題に鑑みてなされたものであり、パターン形成部材の表面状態に応じた適切なパターンを形成することでパターンの読取り精度を向上して着弾位置ずれ補正精度を高めることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジと、
パターン形成部材上に着弾位置ずれ検出用パターンを形成するパターン形成手段と、
前記キャリッジに備えられ、前記パターンを読取る発光手段及び受光手段で構成される読取り手段と、
前記読取り手段の読取り結果に基づいて前記記録ヘッドからの液滴の着弾位置ずれを補正する手段と、
前記パターン読取り手段で前記パターン形成部材上の前記パターンを形成する位置における表面状態を検出する手段と、を備え、
前記パターン形成手段は、前記パターン形成部材上の前記パターンを形成する位置における表面状態に応じて、正反射光が拡散反射光に対して相対的に第１パターンと正反射光が拡散反射光に対して相対的に多くなる第２パターンのいずれかを選択して形成する
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジと、
パターン形成部材上に着弾位置ずれ検出用パターンを形成するパターン形成手段と、
前記キャリッジに備えられ、前記パターンを読取る発光手段及び受光手段で構成される読取り手段と、
前記読取り手段の読取り結果に基づいて前記記録ヘッドからの液滴の着弾位置ずれを補正する手段と、を備え、
前記パターン形成手段は、前記パターン形成部材の表面状態に相関する値が、予め定めた閾値以下か否かに応じて、正反射光が拡散反射光に対して相対的に少なくなる第１パターンと正反射光が拡散反射光に対して相対的に多くなる第２パターンのいずれかを形成する
構成とした。

本発明に係る着弾位置ずれ補正方法は、
記録ヘッドから吐出される液滴の着弾位置を補正する方法であって、
パターン形成部材上に形成される着弾位置ずれ検出用パターンを読取る発光手段及び受光手段で構成される読取り手段によって前記パターン形成部材の表面状態を検出する工程と、
前記パターン形成部材上に、検出された表面状態に応じて、前記読取り手段から前記パターンに射出光を照射したときの正反射光が拡散反射光に対して相対的に少なくなる第１パターンと正反射光が拡散反射光に対して相対的に多くなる第２パターンのいずれかを選択して形成する工程と、
前記パターン形成部材上に形成された前記パターンを前記読取り手段で読み取る工程と、
前記読取り手段の読取り結果に基づいて前記記録ヘッドからの液滴の着弾位置ずれを補正する工程と
を行う構成とした。

本発明によれば、パターン形成部材の表面状態に応じた適切なパターンを形成することができてパターンの読取り精度が向上して着弾位置ずれ補正精度を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る着弾位置ずれ補正方法を実施する本発明に係る画像形成装置の一例の概要について図１ないし図５を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を示す概略構成図、図２は同装置の画像形成部及び副走査搬送部の平面説明図、図３は同じく一部透過状態で示す側面説明図である。

この画像形成装置は、装置本体１の内部（筺体内）に、用紙を搬送しながら画像を形成するための画像形成部（手段）２及び用紙を搬送するための副走査搬送部（手段）３等を有し、装置本体１の底部に設けた給紙カセットを含む給紙部（手段）４から用紙５を１枚ずつ給紙して、副走査搬送部３によって用紙５を画像形成部２に対向する位置で搬送しながら、画像形成部２によって用紙５に液滴を吐出して所要の画像を形成（記録）した後、排紙搬送部（手段）７を通じて装置本体１の上面に形成した排紙トレイ８上に用紙５を排紙する。

また、この画像形成装置は、画像形成部２で形成する画像データ（印刷データ）の入力系として、装置本体１の上部で排紙トレイ８の上方には画像を読み取るための画像読取部（スキャナ部）１１を備えている。この画像読取部１１は、照明光源１３とミラー１４とを含む走査光学系１５と、ミラー１６、１７を含む走査光学系１８とが移動して、コンタクトガラス１２上に載置された原稿の画像の読取りを行い、走査された原稿画像がレンズ１９の後方に配置した画像読取り素子２０で画像信号として読み込まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化され画像処理され、画像処理した印刷データを印刷することができる。

ここで、この画像形成装置の画像形成部２は、図２にも示すように、ガイドロッド２１及び図示しないガイドレールでキャリッジ２３を片持ちで主走査方向に移動可能に保持し、主走査モータ２７で駆動プーリ２８Ａと従動プーリ２８Ｂ間に架け渡したタイミングベルト２９を介して主走査方向に移動走査する。

ここで、この画像形成装置の画像形成部２は、図２にも示すように、前側板１０１Ｆと後側板１０１Ｒとの間に横架した主ガイド部材であるキャリッジガイド（ガイドロッド）２１と後ステー１０１Ｂ側に設けた従ガイド部材であるガイドステー２２で、キャリッジ２３を主走査方向に移動可能に保持し、主走査モータ２７で駆動プーリ２８Ａと従動プーリ２８Ｂ間に架け渡したタイミングベルト２９を介して主走査方向に移動走査する。

そして、このキャリッジ２３上には、それぞれブラック（Ｋ）インクを吐出する２個の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド２４ｋ１、２４ｋ２と、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクを吐出するそれぞれ１個の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド２４ｃ、２４ｍ、２４ｙ（色を区別しないとき及び総称するときは「記録ヘッド２４」という。）の計５個の液滴吐出ヘッドを搭載し、キャリッジ２３を主走査方向に移動させ、副走査搬送部３によって用紙５を用紙搬送方向（副走査方向）に送りながら記録ヘッド２４から液滴を吐出させて画像形成を行うシャトル型としている。

また、キャリッジ２３には各記録ヘッド２４に所要の色の記録液を供給するためにサブタンク２５を搭載している。一方、図１に示すように、装置本体１の前面からカートリッジ装着部２６Ａに、ブラック（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した記録液カートリッジである各色のインクカートリッジ２６を着脱自在に装着でき、各色のインクカートリッジ２６から各色のサブタンク２５に図示しないチューブを介してインク（記録液）を補充供給する。なお、ブラックインクは１つのインクカートリッジ２６から２つのサブタンク２５に供給する構成としている。

なお、記録ヘッド２４としては、インク流路内（圧力発生室）のインクを加圧する圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のものなどを用いることができる。

また、キャリッジ２３の主走査方向に沿って前側板１０１Ｆと後側板１０１Ｒとの間に、スリットを形成したリニアスケール１２８を張装し、キャリッジ２３にはリニアスケール１２８のスリットを検知する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１２９を設け、これらのリニアスケール１２８とエンコーダセンサ１２９によってキャリッジ２３の移動を検知するリニアエンコーダを構成している。

また、キャリッジ２３の一側面には、本発明に係る着弾位置ずれ検出用パターン（調整パターンという。）の読取りを行うための発光手段及び受光手段を含む光学センサ（反射型フォトセンサ）で構成した読取り手段（検出手段）である読取りセンサ４０１を備え、この読取りセンサ４０１によって後述するように搬送ベルト３１の表面状態及び搬送ベルト３１上に形成された着弾位置ずれ検出用の調整パターンを読み取る。また、キャリッジ２３の他側面には、搬送される被搬送部材の先端を検出するシート材検出手段であるシート材検知センサ（先端検知センサ）３３０を備えている。

さらに、キャリッジ２３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド２４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構（装置）１２１を配置している。この維持回復機構１２１は、５個の記録ヘッド２４の各ノズル面２４ａをキャッピングするキャップ部材である、１個の保湿用を兼ねた吸引用キャップ１２２ａと、４個の保湿用キャップ１２２ｂ〜１２２ｅと、記録ヘッド２４のノズル面２４ａをワイピングするためのワイピング部材であるワイパーブレード１２４と、空吐出を行うための空吐出受け１２５とが配置されている。また、キャリッジ２３の走査方向の他方側の非印字領域には、空吐出を行うための空吐出受け１２６を配置している。この空吐出受け１２６には開口１２７ａ〜１２７ｅを形成している。

副走査搬送部３は、図３にも示すように、下方から給紙された用紙５を略９０度搬送方向を転換させて画像形成部２に対向させて搬送するための、駆動ローラである搬送ローラ３２とテンションローラである従動ローラ３３間に架け渡した無端状の搬送ベルト３１と、この搬送ベルト３１の表面を帯電させるために高圧電源から交番電圧である高電圧が印加される帯電手段である帯電ローラ３４と、搬送ベルト３１を画像形成部２の対向する領域でガイドするガイド部材３５と、保持部材１３６に回転自在に保持されて、用紙５を搬送ローラ３２に対向する位置で搬送ベルト３１に押し付ける加圧コロ３６、３７と、画像形成部２によって画像が形成された用紙５の上面側を押えるガイド板３８と、画像が形成された用紙５を搬送ベルト３１から分離するための分離爪３９とを備えている。

搬送ベルト３１は、ＤＣブラシレスモータを用いた副走査モータ１３１によって、タイミングベルト１３２及びタイミングローラ１３３を介して搬送ローラ３２が回転されることで用紙搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト３１は、例えば、図４に示すように、抵抗制御を行っていない純粋な樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層３１Ａと、この表層３１Ａと同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）３１Ｂとの２層構造としているが、これに限るものではなく、１層構造あるいは３層以上の構造でも良い。

また、従動ローラ３３と帯電ローラ３４との間に、搬送ベルト３１の移動方向上流側から、搬送ベルト３１の表面に付着した紙粉等を除去するためのクリーニング手段とし搬送ベルト３１表面に当接する当接部材であるＰＥＴフィルムからなるマイラ（紙粉除去手段）１９１と、同じく搬送ベルト３１表面に当接するブラシ形状のクリーニングブラシ１９２と、搬送ベルト３１表面の電荷を除去するための除電ブラシ１９３とを備えている

さらに、搬送ローラ３２の軸３２ａには高分解能のコードホール１３７を取り付け、このコードホイール１３７に形成したスリット１３７ａを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１３８を設けて、これらのコードホイール１３７とエンコーダセンサ１３８によってロータリエンコーダを構成している。

給紙部４は、装置本体１に抜き差し可能で、多数枚の用紙５を積載して収納する収容手段である給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の用紙５を１枚ずつ分離して送り出すための給紙コロ４２及びフリクションパッド４３と、給紙される用紙５をレジストするレジストローラ対４４とを有している。

また、この給紙部４は、多数枚の用紙５を積載して収容するための手差しトレイ４６及び手差しトレイ４６から１枚ずつ用紙５を給紙するための手差しコロ４７と、装置本体１の下側にオプションで装着される給紙カセットや両面ユニットから給紙される用紙５を搬送するための縦搬送コロ４８を備えている。給紙コロ４２、レジストローラ４４、手差しコロ４７、縦搬送コロ４８などの副走査搬送部３へ用紙５を給送するための部材は図示しない電磁クラッチを介してＨＢ型ステッピングモータからなる給紙モータ（駆動手段）４９によって回転駆動される。

排紙搬送部７は、副走査搬送部３の分離爪３９で分離された用紙５を搬送する３個の搬送ローラ７１ａ、７１ｂ、７１ｃ（区別しないときは「搬送ローラ７１」という。）及びこれに対向する拍車７２ａ、７２ｂ、７２ｃ（同じく「拍車７２」という。）と、用紙５を反転してフェイスダウンで排紙トレイ８へ送り出すための反転ローラ対７７及び反転排紙ローラ対７８とを備えている。また、

また、１枚手差し給紙を行なうために、図１にも示すように、装置本体１の一側部側に、１枚手差し給紙トレイ１４１を装置本体１に対して開閉可能（開倒可能）に設け、１枚手差しを行なうときには１枚手差し給紙トレイ１４１を仮想線図示の位置に開倒する。この１枚手差し給紙トレイ１４１からの手差し給紙される用紙５は、ガイド板１１０の上面でガイドされてそのまま副走査搬送部３の搬送ローラ３２と加圧コロ３６との間に直線的に差し込むことができる。

一方、画像形成が行われた用紙５をフェイスアップでストレートに排紙するため、装置本体１の他側部側にストレート排紙トレイ１８１を開閉可能（開倒可能）に設けている。このストレート排紙トレイ１８１を開く（開倒）ことで、排紙搬送部７から送り出される用紙５を直線的にストレート排紙トレイ１８１に排紙することができる。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図５のブロック図を参照して説明する。
この制御部３００は、ＣＰＵ３０１と、ＣＰＵ３０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ３０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ３０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）３０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行なう画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ３０５とを含む、この装置全体の制御を司るとともに本発明に係る調整パターンの形成、調整パターンの検出、着弾位置調整（補正）などに関わる制御を司る主制御部３１０を備えている。

また、この制御部３００は、ホスト側と主制御部３１０との間に介在して、データ、信号の送受を行なうための外部Ｉ／Ｆ３１１と、記録ヘッド２４を駆動制御するためのヘッドデータ生成配列変換用ＡＳＩＣなどで構成されるヘッドドライバ（実際には記録ヘッド２４側に設けられる。）を含むヘッド駆動制御部３１２と、キャリッジ２３を移動走査する主走査モータ２７を駆動するための主走査駆動部（モータドライバ）３１３と、副走査モータ１３１を駆動するための副走査駆動部（モータドライバ）３１４と、給紙モータ４９を駆動するための給紙駆動部３１５と、排紙部７の各ローラを駆動する排紙モータ７９を駆動するための排紙駆動部３１６と、帯電ベルト３４にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部３１９と、その他図示しないが、維持回復機構１２１を駆動する維持回復モータを駆動するための回復系駆動部、両面ユニットが装着された場合に両面ユニットを駆動する両面駆動部、各種のソレノイド（ＳＯＬ）類を駆動するソレノイド類駆動部（ドライバ）と、電磁クラック類などを駆動するクラッチ駆動部と、画像読取部１１を制御するスキャナ制御部３２５とを備えている。

また、主制御部に３１０は、搬送ベルト３１の周囲の温度及び湿度（環境条件）を検出する環境センサ２３４などの各種検出信号を入力する。なお、主制御部３１０には、その他の図示しない各種センサの検出信号も入力されるが図示を省略している。また、主制御部３１０は、装置本体１に設けたテンキー、プリントスタートキーなどの各種キー及び各種表示器を含む操作／表示部３２７との間で必要なキー入力の取り込み、表示情報の出力を行なう。

また、この主制御部３１０には、前述したキャリッジ位置を検出するリニアエンコーダを構成するフォトセンサ（エンコーダセンサ）１２９からの出力信号が入力され、主制御部３１０は、この出力信号に基づいて主走査駆動部３１５を介して副走査モータ２７を駆動制御することでキャリッジ２３を主走査方向に往復移動させる。また、この主制御部３１０には、前述した搬送ベルト３１の移動量を検出するロータリエンコーダを構成するフォトセンサ（エンコーダセンサ）１３８からの出力信号（パルス）が入力され、主制御部３１０は、この出力信号に基づいて副走査駆動部３１４を介して副走査モータ１３１を駆動制御することで搬送ローラ３２を介して搬送ベルト３１を移動させる。

また、主制御部３１０は、読取りセンサ４０１を用いた搬送ベルト３１の表面状態を検出する処理を行い、検出した表面状態に基づいて搬送ベルト３１上に調整パターンを形成する処理を行い、形成した調整パターンに対し、キャリッジ２３に搭載した読取りセンサ４０１の発光手段を発光させる発光駆動制御を行うとともに、受光手段の出力信号を入力して調整パターンを読取り、この読取り結果から着弾位置ずれ量を検出し、更に着弾位置ずれ量に基づいて記録ヘッド２４の液滴吐出タイミングを着弾位置ずれがなくなるように補正する制御を行う。なお、この詳細については後述する。

このように構成した画像形成装置における画像形成動作について簡単に説明すると、搬送ベルト３１を駆動する搬送ローラ３２の回転量を検出して、この検出した回転量に応じて副走査モータ１３１を駆動制御するとともに、ＡＣバイアス供給部３１９から帯電ローラ３４に交番電圧である正負極の矩形波の高電圧を印加し、これによって、搬送ベルト３１には正と負の電荷が搬送ベルト３１の搬送方向に対して交互に帯状に印加され、搬送ベルト３１上に所定の帯電幅で帯電が行われて不平等電界が生成される。

そこで、用紙５が給紙部４から給紙されて、搬送ローラ３２と第１加圧コロ３６との間に送り込まれて、正負極の電荷が形成されることによって不平等電界が発生している搬送ベルト３１上へと送り込まれると、用紙５は電界の向きにならって瞬時に分極し、静電吸着力で搬送ベルト３１上に吸着され、搬送ベルト３１の移動に伴って搬送される。

そして、この搬送ベルト３１で用紙５を間歇的に搬送し、キャリッジ２３を主走査方向に移動しながら停止している用紙５上に記録ヘッド２４から記録液の液滴を吐出して画像を記録（印刷）し、印刷が行われる用紙５の先端側を分離爪３９で搬送ベルト３１から分離して排紙搬送部６に送り出し、排紙トレイ７に排出させる。

また、印字（記録）待機中にはキャリッジ２３は維持回復機構１２１側に移動されて、キャップ１２２で記録ヘッド２４のノズル面がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、吸引及び保湿用キャップ１２２ａで記録ヘッド２４をキャッピングした状態でノズルから記録液を吸引し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行い、この回復動作によって記録ヘッド２４のノズル面に付着したインクを清掃除去するためにワイパーブレード１２４でワイピングを行なう。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを空吐出受け１２５に向けて吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド２４の安定した吐出性能を維持する。

次に、この画像形成装置における液滴着弾位置ずれ補正制御に係わる部分について図６及び図７を参照して説明する。なお、図６は液滴着弾位置ずれ補正部を機能的に説明するブロック説明図、図７は同じく液滴着弾位置ずれ補正動作の説明に供する説明図である。

まず、キャリッジ２３には、図７及び図８にも示すように、パターン形成部材である撥水性部材である搬送ベルト３１上に形成される着弾位置ずれ検出用パターン（調整パターンというが、テストパターン、検出パターンなども同義で使用する。）４００を検知する読取り手段である読取りセンサ４０１が備えられている。なお、調整パターン４００は、図８に示すように、少なくとも基準パターン４００ａと被測定パターン４００ｂとで構成される全体を意味する。

この読取りセンサ４０１は、主走査方向と直交する方向に並ぶ、搬送ベルト３１上の調整パターン４００に対して発光する発光手段である発光素子４０２と、調整パターン４００からの正反射光を受光する受光手段である受光素子４０３とをホルダ４０４に保持してパッケージ化したものである。なお、ホルダ４０４の出射部及び入射部にはレンズ４０５が設けられている。

なお、読取りセンサ４０１内での発光素子４０２及び受光素子４０３は、図２に示すように、キャリッジ２３の走査方向に対して直交する方向に配置している。これにより、キャリッジ２３の移動速度変動による検出結果への影響を低減することができる。また、発光素子４０２としてはＬＥＤなど赤外領域や可視光など比較的単純かつ安価な光源を用いることできる。また、光源のスポット径（検出範囲、検出領域）は高精度のレンズを使用せずに安価なレンズを使用するためにｍｍオーダーの検出範囲となっている。

調整パターン形成／読取り制御手段５０１は、キャリッジ２３を主走査方向に走査して調整パターン４００を形成する位置（パターン形成領域）における搬送ベルト３１の表面状態を読取りセンサ４０１で読取って検出し、キャリッジ２３を主走査方向に走査するとともに液滴吐出制御手段５０２を介して液滴吐出手段である記録ヘッド２４から液滴を吐出させて、搬送ベルト３１上のパターン形成領域に、ライン状の基準パターン４００ａと被測定パターン４００ｂと基準パターン４００ａ（これらを併せて調整パターン４００という。）を形成する。このとき、調整パターン４００としては、パターン形成位置の表面状態に応じて、正反射光が拡散反射光に対して相対的に少なくなる第１パターンと正反射光が拡散反射光に対して相対的に多くなる第２パターンのいずれかを選択して形成する。なお、図７では複数の独立した液滴５００で構成される第１のパターンを図示している。

また、調整パターン形成／読取り制御手段５０１は、搬送ベルト３１上に形成した調整パターン４００を読取りセンサ４０１で読取る制御を行う。この調整パターン読取り制御は、キャリッジ２３を主走査方向に移動させながら読取りセンサ４０１の発光素子４０２を発光駆動し、搬送ベルト３１上の調整パターン４００に対して発光素子４０２からの出射光を照射させる。

読取りセンサ４０１は、搬送ベルト３１上の調整パターン４００に発光素子４０２からの射出光が照射されることで、調整パターン４００から反射される正反射光が受光素子４０３に入射され、受光素子４０３からは調整パターン４００からの正反射光の受光量に応じた検知信号が出力されて着弾位置補正手段５０５の着弾位置ずれ量演算手段５０３に入力される。

着弾位置補正手段５０５の着弾位置ずれ量演算手段５０３は、読取りセンサ４０１の受光素子４０３の出力結果に基づいて、各パターン４００ａ間の時間、パターン４００ａと４００ｂ間の時間と、キャリッジ２３の移動速度に基づいて各パターン間の距離を得て、算出されたパターン４００ａと４００ｂ間の距離を、算出された各パターン４００ａ間の距離と理論上の各パターン４００ａ間の距離とに基づいて補正し、被測定パターン４００ｂの基準位置に対するずれ量（液滴着弾位置ずれ量）を算出する。

この着弾位置ずれ量演算手段５０３で算出された着弾位置ずれ量は吐出タイミング補正量演算手段５０４に与えられ、吐出タイミング補正量演算手段５０４は着弾位置ずれ量がなくなるように液滴吐出制御手段５０２が記録ヘッド２４を駆動するときの吐出タイミングの補正量を算出して、この算出した吐出タイミング補正量を液滴吐出制御手段５０２に設定する。これにより、液滴吐出制御手段５０２は、記録ヘッド２４を駆動するときに、補正量に基づいて吐出タイミングを補正した上で記録ヘッド２４を駆動するので、液滴着弾位置のずれが低減する。

ここで、調整パターン４００の形成とその検出原理について図９ないし図１５をも参照して説明する。
まず、搬送ベルト３１の表面（ベルト表面）が光沢を帯びており、発光素子４０１からの光が照射された場合に正反射光を返し易い場合、図９（ｂ）に示すように、搬送ベルト３１上に複数の独立したインク滴５００で調整パターン４００を形成する（着弾状態ではインク滴５００は半球状となる。）。ここで、１つのインク滴５００について、図１３にも示すように、発光素子４０２からの光が照射された場合、インク滴５００に入射光６０１が当たると、インク滴５００が丸みを帯びた光沢表面であるため、大部分は拡散反射光６０２となり正反射光６０３として検出されるものは僅かとなる。

そうすると、搬送ベルト３１上に形成された独立した複数のインク滴５００で構成されるパターン４００を含めて読取りセンサ４０１の発光素子４０２から光を照射して走査した場合、半球状で光沢をもつインク滴５００表面にて光が拡散されるためパターン４００の部分では正反射光６０３の量が減少し、正反射光６０３を受光する受光素子４０３の出力（センサ出力電圧Ｓｏ）が相対的に小さくなる。

したがって、この読取りセンサ４０１のセンサ出力電圧Ｓｏに基づいて搬送ベルト３１上に形成された調整パターン４００の位置を検出することができる。

これに対し、搬送ベルト３１の表面（ベルト表面）が光沢を帯びており、発光素子４０１からの光が照射された場合に正反射光を返し易い場合に、図１０（ｂ）に示すように、搬送ベルト３１上でインク滴が隣同士接触してつながってしまった場合、つながったインク滴５００の上面はフラット（平坦）になってしまうので、これにより正反射光６０３が増加し、同図（ａ）に示すように、センサ出力電圧Ｓｏは搬送ベルト３１面と略同様な出力値となってしまい、インク滴５００の位置を検出することが困難になる。

なお、インク滴がくっついてしまった場合でも、つながったインク滴の端部では散乱光が発生するが、範囲が極めて限られるため、検出が困難であり、仮に検出しようとすると、受光素子４０３で見る面積（検出する領域）を絞り込まなければならず、搬送ベルト３１の表面の極わずかな傷やごみなどのノイズ要因に反応してしまうおそれが発生し、検出精度の低下や検出結果の信頼性が低下することになる。

一方、搬送ベルト３１の表面（ベルト表面）の光沢が低減し、発光素子４０１からの光が照射された場合に正反射光を返し難い、つまり、拡散反射光を返し易い場合、図１１（ｂ）に示すように、搬送ベルト３１上でインク滴が隣同士接触してつながり、フラット（平坦）な上面になる調整パターン４００を形成すれば、前述したように、調整パターン４００の部分で正反射光６０３が増加し、搬送ベルト３１表面からの正反射光が少ないので、読取りセンサ４０１のセンサ出力電圧Ｓｏに基づいて搬送ベルト３１上に形成された調整パターン４００の位置を検出することができる。

これに対し、搬送ベルト３１の表面（ベルト表面）の光沢が低減し、発光素子４０１からの光が照射された場合に正反射光を返し難い、つまり、拡散反射光を返し易い場合に、図１２（ｂ）に示すように、独立した液滴５００で構成される調整パターン４００を形成すると、前述したように、整パターン４００の部分で正反射光６０３が少なく、搬送ベルト３１表面からの正反射光と区別がつかなくなるので、センサ出力電圧Ｓｏは搬送ベルト３１面と略同様な出力値となってしまい、調整パターン４００の位置を検出することが困難になる。

そこで、搬送ベルト３１表面のパターン形成位置における表面状態を読取りセンサ４０１で走査して、そのときのセンサ出力から、当該パターン形成位置における表面状態が正反射光が拡散反射光に対して相対的に多くなる正反射光領域であるか、拡散反射光が正反射光に対して相対的に多くなる拡散反射光領域であるかを検出し、正反射光領域であれば正反射光が拡散反射光に対して相対的に少なくなる調整パターン４００（これを「第１パターン」、「第１調整パターン」ともいう。）を、拡散反射光領域であれば正反射光が拡散反射光に対して相対的に多くなる調整パターン４００（これを「第２パターン」とし、「第２調整パターン」ともいう。）を選択して形成することで、搬送ベルト３１の表面状態にかかわらず調整パターン４００を精度良く検出することができるようになる。

なお、図１４に示すように、独立したインク滴５００は時間経過とともに乾燥するため表面から光沢が失われ、更に半球形状から徐々に平らになってくるため、正反射光６０３が生じる範囲及び割合が拡散反射光６０２に対して相対的に多くなり、搬送ベルト３１の表面から反射光と区別がつかなくなる。第１調整パターン４００を形成した場合、図１５に示すように、時間の経過と共にセンサ出力電圧Ｓｏは搬送ベルト３１面からの反射光を受光したときの出力電圧に近づくことになり、時間の経過と共に検知精度が低下することになるので、パターン４００を形成した後インク滴５００が平坦になる前に調整パターン４００Ａの検出を行うことが好ましい。

また、インク滴からの正反射光を受光する受光手段からの出力の内の正反射光が減衰している部分を判別することによって、パターンを検出する場合、第１調整パターン４００としては、読取りセンサ４０１の検出領域内で、独立した複数の液滴で構成されていることが好ましい。さらにいえば、インク滴は密集している（検出領域内で液滴の付着面積に対して液滴間の面積が小さい）ことが好ましい。

ここでは、液滴の特有の性質の上に立って、パターンを形成する部材として、撥水性を有する搬送ベルト上に、独立した複数の液滴で構成されるパターンを形成することによって、パターンからの正反射光の受光量の変化でパターンを高精度に検出でき、その結果、高精度にギャップ偏差を検出することができるようになる。

次に、搬送ベルト３１上に形成した調整パターン４００の位置検出処理及び調整パターン４００ａ、４００ｂ間の距離算出処理の異なる例について図１６ないし図１８を参照して説明する。
図１６に示す第１例において、図１６（ａ）に示すように搬送ベルト３１上に基準パターン４００ａと４００ｂが形成されているとき、これをセンサ走査方向（キャリッジ主走査方向）に読取りセンサ４０１で走査することにより読み取ると、読取りセンサ４０１の受光素子４０３の出力結果から、同図（ｂ）に示すように、基準パターン４００ａと被測定パターン４００ｂで立ち下がるセンサ出力電圧Ｓｏが得られる。

そこで、このセンサ出力電圧Ｓｏと予め定めた閾値Ｖｒとを比較することで、センサ出力電圧Ｓｏが閾値Ｖｒを下回った位置を基準パターン４００ａ、被測定パターン４００ｂのエッジとして検出することができる。このとき、閾値Ｖｒとセンサ出力電圧Ｓｏとで囲まれた領域（図に斜線を施して示す部分）の面積重心を算出し、この面積重心をパターン４００ａ、４００ｂの中心とすることができ、重心を用いることによって、センサ出力電圧の微小な振れによる誤差を低減することができる。

図１７に示す第２例においては、第１例と同様な基準パターン４００ａ、被測定パターン４００ｂを読取りセンサ４０１で走査することにより、図１７（ａ）に示すようなセンサ出力電圧Ｓｏが得られる。センサ出力電圧Ｓｏの立ち下がり部分を拡大したものを図１７（ｂ）に示している。

ここで、センサ出力電圧Ｓｏの立下り部分について、図１５（ｂ）の矢示Ｑ１方向に探索して、センサ出力電圧Ｓｏが下限閾値Ｖｒｄを切る（以下になる）点を点Ｐ２として記憶する。次に、点Ｐ２より矢示Ｑ２方向に探索して、センサ出力電圧Ｓｏが上限閾値Ｖｒｕを超える点を点Ｐ１として記憶する。そして、点Ｐ１と点Ｐ２の間の出力電圧Ｓｏより回帰直線Ｌ１を算出し、求めた回帰直線式を用いて、回帰直線Ｌ１と上下閾値の中間値Ｖｒｃとの交点を算出し交点Ｃ１とする。同様にして、センサ出力電圧Ｓｏの立上り部分について回帰直線Ｌ２を算出し、回帰直線Ｌ２と上下閾値の中間値Ｖｒｃとの交点を算出し交点Ｃ２とする。そして、交点Ｃ１と交点Ｃ２との中間点から、（交点Ｃ１＋交点Ｃ２）／２にてラインセンタＣ１２を算出する。

図１８に示す第３例においては、図１８（ａ）に示すように、第１例と同様に搬送ベルト３１上に形成された基準パターン４００ａ、被測定パターン４００ｂを形成し、これを主走査方向に読取りセンサ４０１で走査することにより、図１８（ｂ）に示すようなセンサ出力電圧（光電変換出力電圧）Ｓｏが得られる。

このとき、例えば、ＩＩＲフィルタで高調波ノイズを除去する処理を行い、次いで検出信号の品質評価（欠落、不安定、余剰の有無）を行い、閾値Ｖｒ近傍の傾斜部を検出して回帰曲線を算出する。そして、回帰曲線と閾値Ｖｒとの交点ａ１、ａ１、ｂ１、ｂ２を算出し（実際には位置カウンタで演算する。）、交点ａ１、ａ２の中間点Ａ、交点ｂ１、ｂ２の中間点Ｂを演算する。

次に、本発明で形成する調整パターン４００について図１９を参照して説明する。
着弾位置ずれ検出用の調整パターン４００の最小単位は、基準パターン４００ａと被測定パターン４００ｂとをキャリッジ走査方向に重ねることなく並列させ、かつ、２つの基準パターン４００ａ（図で左側を４００ａ１、右側を４００ａ２とする）間で被測定パターン４００ｂを挟んで形成配置したものとなる。

このとき、２つの基準パターン４００ａ１、４００ａ２間の距離、及び基準パターン４００ａの一方と被測定パターン４００ｂ間の距離は、キャリッジ２３に設けた読取りセンサ４０１が各パターン４００ａ、４００ｂを検出した時間の差分と、所定のキャリッジ移動速度とを積算して算出し、この算出値に、基準パターン４００ａ間距離から算出したキャリッジ移動速度変動補正割合を加味し、基準パターン４００ａから被測定パターン４００ｂの位置ずれ量を補正し、その補正した位置ずれ量に基づいて滴吐出タイミングを補正制御する。

これを具体的に説明する。ここでは、図１９において、キャリッジ２３をセンサ走査方向に移動させて読取りセンサ４０１でパターン４００の読取りを行うとき、基準パターン４００ａ１を検出した時から被測定パターン４００ｂを検出するまでの時間をｔ２、基準パターン４００ａ１を検出した時から次の基準パターン４００ａ２を検出するまでの時間をｔ２とすると、キャリッジ２３の移動速度をＶｃとしたとき、基準パターン４００ａ１、４００ａ２間の距離（読取り値）Ｌ１は、Ｌ１＝ｔ１×Ｖｃで求められ、基準パターン４００ａ１と被測定パターン４００ｂ間の距離（読取り値）Ｌ２は、Ｌ２＝ｔ２×Ｖｃで求められる。

ここで、基準パターン４００ａ１から被測定パターン４００ｂまでの理論的な距離Ｌａ１は予め定まっているので、（Ｌａ２−Ｌ２）の演算をすることによって、基準パターン４００ａ１に対する被測定パターン４００ｂに位置ずれ量を得ることができる。

一方、キャリッジ２３の移動速度が所定の速度Ｖｃであるときの理論的な基準パターン４００ａ１、４００ａ２間の距離（理論値）をＬａ１とすると、読取り時のキャリッジ２３の速度変動がなく、所定の速度Ｖｃであれば、読取り値Ｌ１と理論値Ｌａ１とは同じになるが、読取り時にキャリッジ２３の移動速度に速度変動が生じて所定の速度Ｖｃからずれていると、読取り値Ｌ１と理論値Ｌａ１とは異なることになる。

そこで、これらの基準パターン間理論値距離Ｌａ１と基準パターン間読取り値距離Ｌ１とに基づいて、速度変動補正割合＝（基準パターン間理論値距離Ｌａ１／基準パターン間読取り値距離Ｌ１）を算出し、この速度変動補正割合を基準パターン４００ａ１に対する被測定パターン４００ｂに位置ずれ量に乗じることによって、キャリッジ２３の移動速度が所定の速度Ｖｃであるときの正しい位置ずれ量が得られることになる。

この点について、各パターンの位置の理論値及びセンサ検出値によってキャリッジ２３の移動速度変動補正割合を加味した基準パターンから被測定パターンの位置ずれ量の算出式を図２０に示している。ここでは、同図（ａ）に示すように、基準パターンＫ１n、Ｋ１n+1、被測定パターンＫ２とし、理論値（位置）をそれぞれＲＫ１n、ＲＫ１n+1、ＲＫ２n+1とし、センサ検出値（位置）をそれぞれＬＫ１n、ＬＫ１n+1、ＬＫ２n+1として、同図（ｃ）に示すように、｛（ＲＫ２ｎ−ＲＫ１ｎ）−（ＬＫ２ｎ−ＬＫ１ｎ）｝×（ＲＫ１n+1−ＲＫ１ｎ）／（ＬＫ１n+1−ＬＫ１ｎ）の演算を行って、基準（パターン）からの被測定パターンの位置ずれ量を、速度変動補正割合によって補正している。

次に、調整パターン４００の異なる例について図２１ないし図２３を参照して説明する。
図２１に示す調整パターンは、１つの黒色の記録ヘッドについての罫線ずれ調整を行うための罫線ずれ調整パターンの例であり、往路走査で基準パターンＦＫａ１、ＦＫａ２を形成し、復路走査で基準パターンＦＫａ１、ＦＫａ２の間に被測定パターンＢＫｂを形成している。

図２１に示す調整パターンは、色ずれ調整を行うための調整パターンの例であり、黒を基準パターンとして往路走査で４本の基準パターンＦＫａを形成し、復路走査で各基準パターンＦＫａ、ＦＫａ間に、それぞれシアンの被測定パターンＢＣｂ、マゼンタの被測定パターンＢＭｂ、イエローの被測定パターンＢＹｂを形成している。なお、ここでは、黒を基準パターンとしているが、基準パターンの色はＣＭＹＫのいずれであってもよい。

図２３に示す調整パターンは、同色を２ヘッド構成とした場合、上述した例では黒を２ヘッド構成とした場合におけるヘッド間の罫線ずれ調整を行うための罫線ずれ調整パターンの例であり、往路走査で記録ヘッド２４ｋ１によって４本の基準パターンＦＫ１ａ１、ＦＫ１ａ２、ＦＫ１ａ３、ＦＫ１ａ４を形成するとともに、往路走査で記録ヘッド２４ｋ２によって基準パターンＦＫ１ａ３、ＦＫ１ａ４間に被測定パターンＦＫ２ｂ１を形成し、復路走査で記録ヘッド２４ｋ２によって基準パターンＦＫ１ａ３、ＦＫ１ａ２間に被測定パターンＢＫ２ｂ２を、基準パターンＦＫ１ａ２、ＦＫ１ａ１間に被測定パターンＢＫ２ｂ３をそれぞれ形成している。

これらの罫線ずれ調整パターン、色ずれ調整パターンをキャリッジ走査ライン上に複数ブロック形成すると、例えば図２４に示すように、罫線ずれや色ずれの調整を目的とした総合調整パターンを形成することができる。なお、同図における調整パターン４００Ａは同一ヘッド間の罫線ずれ調整パターン、調整パターン４００Ｂ、４００Ｃは色ずれ調整パターン、４００Ｄは異なるヘッド間の罫線ずれ調整パターンの例である。

形成する調整パターンは、目的に応じて、図２４に示すような罫線ずれと色ずれ両方を兼ねたものでも、この他、罫線ずれ調整パターンのみでも、あるいは色ずれ調整パターンのみでもよい。これにより基準パターンと被測定パターンの配列は、従前から使用されているテストパターン配列とは異なり、基準パターンと被測定パターンを複数交互に略等間隔で形成する形態となる。

次に、主制御部３１０によって実行される液滴着弾位置ずれ調整（補正）処理について図２５を参照して説明する。
この処理がエントリイされると、搬送ベルト３１のクリーニングを実施し、読取りセンサ４０１のキャリブレーションを実施し、キャリッジ２３で走査される読取りセンサ４０１（発光素子４０２、受光素子４０３）の正反射の出力レベルが搬送ベルト３１面上で一定値になるように発光素子４０２の出力を調整する。

その後、キャリッジ２３を主走査方向に走査して読取りセンサ４０１からのセンサ出力に基づいて、パターン形成位置のベルト表面状態が、正反射光が拡散反射光に対して相対的に多くなる正反射光領域であるか、拡散反射光が正反射光に対して相対的に多くなる拡散反射光領域であるかを検出する。

その後、キャリッジ２３を主走査方向に往路走査しながら各記録ヘッド２４から液滴を吐出して、調整パターン４００のうちの往路で形成すべきパターンを形成し、次いで、復路走査しながら各記録ヘッド２４から液滴を吐出して、調整パターン４００のうちの復路で形成すべきパターンを形成する。このとき、検出した搬送ベルト３１の表面状態が正反射光領域であれば、正反射光が拡散反射光に対して相対的に少なくなる第１調整パターン４００を形成し、拡散反射光領域であれば、正反射光が拡散反射光に対して相対的に多くなる第２調整パターンを選択して形成する。

その後、読取りセンサ４０１の発光素子４０２を発光させた状態で、キャリッジ２３を主走査方向に往路走査して調整パターン４００を読取り、前述したように時間とキャリッジ速度に基づいてパターン間の距離を算出し、基準パターン４００ａと被測定パターン４００ｂ間の距離に基づく位置ずれ量を、基準パターン４００ａ間の距離に基づくキャリッジ速度変動割合補正を行って、液滴着弾位置のずれ量を算出する。

そして、読取りセンサ４０１による読取り値が正常であるか否かを判別し、正常であれば、Ｎ回の読取りを行うか否かを判別して、Ｎ回の読取りを行う場合には読取り処理に戻る。つまり、ここでは、往路方向での読取りをＮ回繰り返して行う。Ｎ回の読取が完了した場合には、キャリッジ２３の往路と復路とのずれ量（往復ずれ量）を紙厚分の補正を行ったずれ量から印字吐出タイミングの補正値を算出し、算出した液滴吐出タイミングの補正値によって印字吐出タイミングを補正する。その後、後処理として、搬送ベルト３１の表面を清掃するクリーニングを実施する。

なお、読取りセンサ４０１による読取り値が正常でない場合には、リトライが１回目か否か判別し、リトライが１回目であれば再度調整パターン４００の読取りを行い、リトライが１回目でなければリトライがｎ回か否かを判別し、リトライがｎ回でなければ再度調整パターン４００の形成処理に戻り、リトライがｎ回になったときには、後処理として、搬送ベルト３１の表面を清掃するクリーニングを実施してエラー処理に移行する。

このように、パターン形成部材としての撥水性を有する撥水性部材である搬送ベルト上に、着弾位置ずれを検出する最小項目毎のブロックパターンからなる基準パターンと被測定パターンで構成される調整用パターンを形成し、この調整パターンに光を照射して調整パターンからの正反射光を受光して調整パターンを読取り、調整パターンの読取り結果に基づいて着弾位置ずれ量を求めて、記録ヘッドから吐出される液滴の着弾位置を補正することによって、液滴の着弾位置を簡単な構成で高精度に検出して、液滴着弾位置ずれを高精度に補正することができる。

次に、搬送ベルト３１の表面状態に応じた調整パターンの形成について図２６以降をも参照して説明する。
まず、搬送ベルト３１の表面状態が、ベルト表面光沢が維持されている場合は、図２６に示すように、正反射光量が大きいため、調整パターン４００として、独立滴で形成され正反射光が拡散反射光よりも相対的に少ない第１調整パターン１４０１を形成し、調整パターン形成位置での正反射光量を小さくすることにより、調整パターン４００の位置を検知することが可能となる。

これに対し、搬送ベルト３１の経時劣化によってベルト表面が荒れて光沢が落ちた場合は、図２７に示すように、ベルト表面の正反射光量が小さいため、調整パターン４００として、例えばベタ（非独立滴）で形成される正反射光が拡散反射光よりも相対的に多い第２調整パターン１４０２を形成し、調整パターン形成位置での正反射光量を大きくすることにより、調整パターン４００の位置を検知することが可能となる。

このようにベルト表面反射光量に応じて調整パターンを変化させることにより、搬送ベルト表面の経時的変化にかかわらず、位置ずれ検知精度を維持することが可能となる。

ここで、第１調整パターン１４０１と第２調整パターン１４０２とを切り替えるには、図２６及び図２７に示すように、搬送ベルト３１が新品で表面の正反射光量が大きいときと、経時劣化で正反射光量が小さくなるときの中間に、パターン変更の判断基準となる閾値（所定値）を設定し、調整パターン４００が印字されていない状態で、搬送ベルト表面を読取りセンサ４０１でプレスキャンして、そのときのセンサ検知電圧と閾値を比較することにより、第１調整パターン１４０１と第２調整パターン１４０２のいずれを形成するかを選択決定する。

また、前述した図２４に示す例のように、複数個所に調整パターン４００を形成する場合、それぞれのパターン形成位置でベルト表面の正反射光量が、それぞれの位置によって異なるときは、例えば図２８に示すように、それぞれのパターン形成位置において、正反射領域と拡散反射領域のどちらが最小パターン幅を確保できるかを、読取りセンサ４０１でプレスキャンすることによって判別する。

そして、あるパターン形成位置においてベルト表面検知電圧が閾値より大きければ、正反射領域と判別して第１調整パターン１４０１を形成し、また、他のある位置においてベルト表面検知電圧が閾値より小さければ、拡散反射領域と判別して第２調整パターン１４０２を形成するようにすることができる。これにより、搬送ベルト３１の正反射光量が大きいときと小さいときの過渡期にあるときでも、場所に応じて位置ずれ検知精度のＳ／Ｎ比が大きくなるように対応することができる。

ここで、ベルト表面状態の検出処理を含む着弾位置ずれ調整処理の一例について図２９を参照して説明する。
上述したように、搬送ベルト３１のパターン形成位置を読取りセンサ４０１でプレスキャンして、そのときの読取りセンサ４０１のセンサ出力と予め定めた所定値である閾値とを比較し、センサ出力が閾値以上であれば、正反射光が拡散反射光より多くなる正反射光領域と判定し、形成する調整パターン４００を第１調整パターン１４０１に設定し、センサ出力が閾値未満であれば、正反射光が拡散反射光より少なくなる拡散反射光領域と判定し、形成する調整パターン４００を第２調整パターン１４０２に設定して、すべてのパターン形成位置の表面状態の検出を行う。その後、前述したように、設定した調整パターン４００を形成し、読取りセンサ４０１でパターン４００を読取って、読取り結果に応じて滴吐出タイミングを補正するなどの着弾位置ずれ補正を行う。

次に、第１調整パターン１４０１と第２調整パターン１４０２の打ち分けの異なる例について図３０及び図３１を参照して説明する。
図３０に示す第１例は、液滴量を変えずに、同図（ａ）に示すように、液滴５００Ａを所定の間隔Ｐ（主走査方向及び副走査方向における）で独立して配列した第１調整パターン１４０１と、同図（ｂ）に示すように、液滴５００Ａの間隔を空けずに（Ｐ／２の間隔で）互いに密着するように配列した第２調整パターン１４０２としたものである。このように、液滴量（滴吐出量）は変えずに、液滴の配列を変更して打ち分けることにより、記録ヘッド２４から吐出する液滴の大小に依る着弾位置ずれの誤差要因がなくなるため、より精度の高い位置ずれ検知精度を維持することができる。

図３１に示す第２例は、液滴の配列を変えずに、同図（ａ）に示すように、液滴５００Ａを所定の間隔Ｐ（主走査方向及び副走査方向における）で独立して配列した第１調整パターン１４０１と、同図（ｂ）に示すように、液滴５００Ａよりも液滴量（滴吐出量）が多い（大ドット）の液滴５００Ｂを第１調整パターン１４０１と同じ間隔Ｐで配列した第２調整パターン１４０２としたものである。このように液滴の配列を変えず、液滴量で打ち分けることにより、配列を変更する第１例の場合と比べて、調整パターン形成のための液滴総吐出量が減って省インク化を図れる。

つまり、図３１（ｂ）に示すように液滴の配列を変えず液滴量を少し大きくしても、各液滴５０１はベタにはならず独立滴を維持しているはずである。しかし、実際には、液滴重量が重くなると、図３２に示すように、着弾時に、キャリッジ移動速度による慣性力が働き、その結果、撥水性を有するベルト表面を流れて主走査方向の液滴５００Ｂが互いに密着する状態に変化するためである。そのため、液滴総吐出量としては省インク化を図ることができる。また、その他の効果としては、ベルトに付着したインクを取り除くベルトクリーニング機構がある場合は、ベルト清掃負荷を減らすことができる。

次に、本発明の他の実施形態について図３３以降をも参照して説明する。
この実施形態は、搬送ベルト３１の表面状態の検出（光学センサによるプレスキャン）を行わないで、搬送ベルト３１の表面状態に相関する予め定めた閾値（固定の閾値）に基づいて第１調整パターンと第２調整パターンのいずれかを選択して形成するようにしたものである。

つまり、図３３に示すように、ベルト表面の正反射光量はマシン（画像形成装置）の使用時間に応じて落ちてくるので、第１調整パターンと第２調整パターンと検知精度Ｓ／Ｎ比逆転が予測される使用時間の閾値Ｔ１を予め設定しておき、この固定閾値Ｔ１以下の間は第１調整パターンを形成し、固定閾値Ｔ１を超えたときには第２調整パターンに切替えるようにする。

例えば、図３４に示すように、着弾位置ずれ補正処理を開始したときに、装置の使用時間が予め定めた所定時間（固定閾値Ｔ１）以下か否かを判別して、所定時間以下であれば第１調整パターンを設定し、所定時間を越えていれば第２調整パターンを設定して、設定した調整パターン４００を形成し、読取りセンサ４０１でパターン４００を読取って、読取り結果に応じて滴吐出タイミングを補正するなどの着弾位置ずれ補正を行う。

このようにすれば、光学センサ（読取りセンサ４０１）によるプレスキャン動作が不要となるので、位置ずれ調整時間の短縮することができる。

この場合、搬送ベルト３１の表面状態に相関する予め定めた閾値（固定の閾値）としては、上述した装置の使用時間以外にも、通紙枚数、着弾位置ずれ調整の実施回数（調整パターン形成に伴うインク着弾量）、ベルト回転量に基づいて設定することもできる。

本発明を適用した画像形成装置の一例の全体構成を示す概略構成図である。 同装置の画像形成部及び副走査搬送部の平面説明図である。 同じく一部透過状態で示す正面説明図である。 搬送ベルトの一例を示す断面説明図である。 同じく制御部の概要を説明するブロック図である。 同装置における液滴着弾位置検出及び液滴着弾位置補正に係わる部分を機能的に示すブロック説明図である。 同じくその説明に供する説明図である。 読取りセンサの説明図である。 搬送ベルトの表面状態と第１パターンの形成及びその検出の原理の説明に供する説明図である。 同じく搬送ベルトの表面状態と第１パターンの形成及びその検出の原理の説明に供する説明図である。 搬送ベルトの表面状態と第２パターンの形成及びその検出の原理の説明に供する説明図である。 同じく搬送ベルトの表面状態と第２パターンの形成及びその検出の原理の説明に供する説明図である。 パターン検出の原理の説明に供する液滴からの光が拡散する様子を示す説明図である。 同じく液滴が平坦化した場合に光が拡散する様子を示す説明図である。 同じく液滴着弾からの経過時間とセンサ出力電圧変化の関係の説明に供する説明図である。 調整パターン位置検出処理の第１例の説明に供する説明図である。 調整パターン位置検出処理の第２例の説明に供する説明図である。 調整パターン位置検出処理の第３例の説明に供する説明図である。 調整パターンの基本単位の説明に供する説明図である。 キャリッジ速度変動補正割合を加味した位置ずれ量の算出式の説明に供する説明図である。 罫線ずれ調整パターンの説明図である。 色ずれ調整パターンの説明図である。 ２ヘッド構成の罫線ずれ調整パターンの説明図である。 複合調整パターンの説明図である。 液滴着弾位置ずれ補正処理の説明に供するフロー図である。 第１パターンとセンサ出力電圧の説明に供する説明図である。 第２パターンとセンサ出力電圧の説明に供する説明図である。 第１パターンと第２パターンをベルト表面状態に応じて混在して形成する場合の説明に供する説明図である。 ベルト表面状態の検出処理を含む着弾位置ずれ調整処理の一例の説明に供するフロー図である。 第１パターンと第２パターンの一例の説明に供する説明図である。 第１パターンと第２パターンの他の例の説明に供する説明図である。 同じく第２パターンの説明に供する説明図である。 本発明の他の実施形態の説明に供するベルト表面反射光量の変化とベルト使用時間との関係を説明する説明図である。 同実施形態における着弾位置ずれ調整処理の一例の示すフロー図である。

符号の説明

１…装置本体
２…画像形成部
３…副走査搬送部
４…給紙部
５…用紙（被記録媒体）
６…排紙搬送部
８…排紙トレイ
７…画像読取部
２３…キャリッジ
２４…記録ヘッド
２７…主走査モータ
３１…搬送ベルト
３２…搬送ローラ
１３１…副走査モータ
４００…調整パターン
４０１…読取りセンサ（読取り手段）
４０２…発光素子
４０３…受光素子
５００…液滴（インク滴）
５０１…調整パターン形成／読取り制御手段
５０２…液滴吐出制御手段
５０３…着弾位置ずれ量演算手段
５０４…吐出タイミング補正量演算手段
５０５…着弾位置補正手段
１４０１…第１調整パターン
１４０２…第２調整パターン

Claims (12)

1. 液滴を吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジと、
   パターン形成部材上に着弾位置ずれ検出用パターンを形成するパターン形成手段と、
   前記キャリッジに備えられ、前記パターンを読取る発光手段及び受光手段で構成される読取り手段と、
   前記読取り手段の読取り結果に基づいて前記記録ヘッドからの液滴の着弾位置ずれを補正する手段と、
   前記パターン読取り手段で前記パターン形成部材上の前記パターンを形成する位置における表面状態を検出する手段と、を備え、
   前記パターン形成手段は、前記パターン形成部材上の前記パターンを形成する位置における検出された表面状態に応じて、正反射光が拡散反射光に対して相対的に少なくなる第１パターンと正反射光が拡散反射光に対して相対的に多くなる第２パターンのいずれかを選択して形成する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記表面状態を検出する手段は、前記読取り手段で前記パターン形成部材上を走査して、前記読取り手段によって前記パターンに射出光を照射したときの正反射光の受光量が所定値以上の領域を正反射光が拡散反射光より多くなる正反射光領域として検出し、前正反射光の受光量が所定値未満の領域を拡散反射光が正反射光よりも多くなる拡散反射光領域として検出することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、前記検出された正反射光領域と拡散反射光領域のうち、最小パターン幅の前記パターンを形成可能な領域を選択して、選択された領域に応じて前記第１パターン又は第２パターンを形成することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２に記載の画像形成装置において、前記検出された各領域に応じて前記第１パターン及び第２パターンを形成することを特徴とする画像形成装置。
5. 液滴を吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジと、
   パターン形成部材上に着弾位置ずれ検出用パターンを形成するパターン形成手段と、
   前記キャリッジに備えられ、前記パターンを読取る発光手段及び受光手段で構成される読取り手段と、
   前記読取り手段の読取り結果に基づいて前記記録ヘッドからの液滴の着弾位置ずれを補正する手段と、を備え、
   前記パターン形成手段は、前記パターン形成部材の表面状態に相関する値が、予め定めた閾値以下か否かに応じて、正反射光が拡散反射光に対して相対的に少なくなる第１パターンと正反射光が拡散反射光に対して相対的に多くなる第２パターンのいずれかを形成する
   ことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置において、前記パターン形成部材の表面状態に相関する値が前記パターンの形成回数であることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項５に記載の画像形成装置において、前記パターン形成部材の表面状態に相関する値が通紙枚数であることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項５に記載の画像形成装置において、前記パターン形成部材の表面状態に相関する値が装置の使用時間であることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項５に記載の画像形成装置において、前記パターン形成部材が用紙を搬送する搬送ベルトであって、前記パターン形成部材の表面状態に相関する値が前記搬送ベルトの回転量であることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第１パターンと第２パターンとは液滴量が同じで配列が異なることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第１パターンと第２パターンとは配列が同じで液滴量が異なることを特徴とする画像形成装置。
12. 記録ヘッドから吐出される液滴の着弾位置を補正する方法であって、
    パターン形成部材上に形成される着弾位置ずれ検出用パターンを読取る発光手段及び受光手段で構成される読取り手段によって前記パターン形成部材の表面状態を検出する工程と、
    前記パターン形成部材上に、検出された表面状態に応じて、前記読取り手段から前記パターンに射出光を照射したときの正反射光が拡散反射光に対して相対的に少なくなる第１パターンと正反射光が拡散反射光に対して相対的に多くなる第２パターンのいずれかを選択して形成する工程と、
    前記パターン形成部材上に形成された前記パターンを前記読取り手段で読み取る工程と、
    前記読取り手段の読取り結果に基づいて前記記録ヘッドからの液滴の着弾位置ずれを補正する工程と
    を行うことを特徴とする着弾位置ずれ補正方法。

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