JP6119218B2 - 画像形成装置、プログラム、画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出方式の画像形成装置に関し、特に、液滴の着弾位置のズレを補正可能な画像形成装置に関する。

液滴を用紙などのシート材に吐出して画像の形成を行い、印刷物を製造する画像形成装置が知られている（以下、液体吐出方式の画像形成装置という）。液体吐出方式の画像形成装置は、大きくシリアル方式とラインヘッド方式のものに区分できる。シリアル方式の画像形成装置は、紙送りを繰り返しながら、紙送り方向と直角に（主走査方向に）記録ヘッドが往復移動して用紙全体に画像を形成することで印刷物を製造する。ラインヘッド方式の画像形成装置は、最大用紙幅とほぼ同じ長さにノズルが並んでおり、ラインヘッド内のノズルは紙が送られ液滴を吐出するタイミングになると液滴を吐出することで画像を形成する。

しかしながら、シリアル方式の画像形成装置では、往路及び復路の双方向で1本の罫線を印字したような場合、往路と復路で罫線の位置ずれが発生しやすいということが知られている。また、ラインヘッド方式の画像形成装置では、ノズルの加工精度や取り付け誤差などに起因して、定常的に着弾位置がずれるノズルがあると紙送り方向に平行な線が現れやすいことが知られている。

このため、液体吐出方式の画像形成装置では、液滴の着弾位置を調整するための自動調整用のテストパターンをシート材に印刷し、テストパターンを光学的に読み取り、その読み取り結果に基づいて吐出タイミングの調整を行うことが行われることが多い（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１には、撥水性を有する撥水性部材上に、独立した複数の液滴で構成される基準パターンと、この基準パターンとは異なる吐出条件で吐出された独立した複数の液滴で構成される被測定パターンとを、記録ヘッドの走査方向に並べて形成させるパターン形成手段と、各パターンに光を照射する発光手段及び各パターンからの正反射光を受光する受光手段で構成される読取り手段と、この読取り手段の読取り結果に基づいて各パターン間の距離を測定して、この測定結果に基づいて記録ヘッドの液滴吐出タイミングを補正する補正手段と、を備えている画像形成装置が開示されている。

図１（ａ）は、テストパターンを読み取る受光素子を模式的に説明する図の一例である。ＬＥＤが照射したスポット光がテストパターンを矢印方向に走査すると、スポット光の走査位置の濃度に応じた反射光が受光素子にて検出される。よく知られているように光は黒い物体によく吸収されるので、シート材が白でテストパターンが黒であれば、テストパターンを走査した時のスポット光は反射されにくい。受光素子が受光する反射光を電圧で表せば、図示するように、スポット光がテストパターンと重畳した際の電圧は、テストパターン以外を走査している際の電圧よりも大きく低下する。

図１（ｂ）は電圧の変化を拡大して示す図の一例である。横軸は、例えば時間又はスポット光の走査位置である。細長い円は電圧が急激に変化している領域を示す。テストパターンのエッジはこの領域内にあることが推測され、例えば、電圧値が極大と極小の中央値を示す時にスポット光の重心がテストパターンのエッジを走査していると判定される。したがって、電圧値が例えば電圧の振幅の中央値を示す時、画像形成装置は走査位置にテストパターンのエッジ位置があると判定しテストパターンの位置を特定できる。

しかしながら、シート材がトレーシングペーパーのような反射率の低い（透過率の高い）材質の場合、受光素子の出力電圧が安定しにくいため、テストパターンのエッジ位置を精度よく特定できないという問題がある。すなわち、反射率の低いシート材の場合、電圧値の振幅が小さくなったり、また、シート材の透きムラ（透過率変動）やセンサ感度を増幅したりすることにより電圧値が不安定になる。受光素子の出力電圧の振幅が小さくなったり不安定になると、テストパターンのエッジ位置の特定精度が低下するため、液滴吐出タイミングの調整精度が低下することになる。

紙種に応じて、吐出タイミングの補正処理を変更させることが検討されるが、紙種はユーザ操作により設定されるため、紙種に適切な調整動作ができない場合が発生し、所望の調整精度が得られないという問題が生じる。また、紙種に関係なく補正処理を行うと画像形成装置のダウンタイムが増加してしまうという問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑み、シート材の特性から受ける影響とダウンタイムの増加を抑制して、テストパターンの位置を精度よく特定できる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、記録媒体に液滴を吐出して形成したテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成装置であって、前記記録媒体に光を照射する発光手段及び前記記録媒体からの反射光を受光する受光手段を有する読み取り手段と、前記テストパターンが形成される前に、前記受光手段の出力が所定の範囲内に入るように前記受光手段の感度を調整する感度調整手段と、前記記録媒体又は前記読み取り手段を相対的に等速で移動させる相対移動手段と、前記テストパターンを形成した後に前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の検出データに位置決定処理を施して前記テストパターンの位置を検出する第１の補正手段と、前記テストパターンを形成した後に前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の検出データに現れる、前記テストパターンの間隔周期の振幅を略一定に揃えてから前記テストパターンに位置決定処理を施して前記テストパターンの位置を検出する第２の補正手段と、前記感度調整手段により調整された感度の調整結果に基づき、前記第1の補正手段又は前記第２の補正手段を選択する補正方法選択手段と、を有することを特徴とする。

シート材の特性から受ける影響とダウンタイムの増加を抑制して、テストパターンの位置を精度よく特定できる画像形成装置を提供することができる。

テストパターンを読み取る受光素子を模式的に説明する図の一例である。 パターン非依存分除外処理を説明する図の一例である。 振幅補正処理を説明する図の一例である。 シリアル方式の画像形成装置の概略斜視図の一例である。 キャリッジの動作をより詳細に説明する図の一例である。 片方向印字で形成されるテストパターンの一例を示す図である。 双方向印字で形成されるテストパターンの一例を示す図である。 画像形成装置の制御部のブロック図の一例である。 印字位置ずれセンサがテストパターンのエッジを検出するための構成を模式的に示す図の一例である。 補正処理実行部の機能ブロック図の一例である スポット光とテストパターンの一例を示す図である。 スポット光とテストパターンの一例を示す図である。 エッジ位置（ラインセンター）の特定方法を説明する図の一例である。 吸収面積と吸収面積の増加率の一例をそれぞれ示す図である。 振幅が不安定な検出電圧、振幅の補正後の検出電圧の一例をそれぞれ示す図である。 ライン方式の画像形成装置のヘッドの配置とテストパターンを模式的に説明する図の一例である。 信号補正を説明する図の一例である。 ｎ回スキャンの測定結果の一例を示す図である。 同期処理を説明する図の一例である。 フィルタ処理を説明する図の一例である。 n回スキャンを説明する図の一例である。 同期処理を説明する図の一例である。 VsgとVpminを説明する図の一例である。 パターン測定データの出力波形の一例、白紙測定データの出力波形の一例を、それぞれ示す図である。 Vs1とVs2から得られる演算対象データｚを模式的に説明する図の一例である。 補正処理実行部が信号補正する手順の一例を示すフローチャート図である。 補正処理実行部の処理を説明するフローチャート図の一例である。 キャリブレーション処理の手順を示すフローチャート図の一例である。 キャリブレーションの処理結果、紙種、及び、信号補正処理の有無等の関係を示す図の一例である。 画像形成装置とサーバを有する画像形成システムを模式的に説明する図の一例である。 サーバと画像形成装置のハードウェア構成図の一例を示す図である。 画像形成システムの機能ブロック図の一例である。 画像形成システムの動作手順を示すフローチャート図の一例である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

本実施例では、２つの処理（パターン非依存分除外処理と振幅補正処理）を利用してテストパターンの位置を特定する。２つの処理をまとめて信号補正処理という。

・パターン非依存分除外処理
まず、受光素子の出力電圧に寄与する要因を説明する。受光素子が受光する光の多くは発光素子がシート材に対し発光した光の反射光であるが、反射光にはシート材の反射分とシート下の板状部材（以下、プラテンという）の反射分が含まれる。また、反射光以外に、空中散乱光や背景放射などの光も受光素子に受光される。これらを以下のように定義する。
Vsg：受光素子が受光した光の全ての出力電圧
Vp：テストパターンが形成された部分でも吸収し切れない光による反射光、空中散乱光、暗出力による出力電圧
Vs：検出したい出力電圧
ところで、本実施例はテストパターンが形成された部分の反射光と、テストパターンが形成されていない部分の反射光からテストパターンの位置を検出することを目的としている。このため、テストパターンの形成によって変動しない反射光の部分を削除することで、目的とするテストパターンによって変動する信号を取り出すことが出来る。テストパターンが形成された部分でも吸収されなかった光や暗出力からなる出力電圧Vpは、テストパターンが形成されているときも形成されていないときも出力される電圧であるため、Vpによる出力電圧は、テストパターンの形成によって変動しない出力電圧であると考える。なお、「テストパターンが形成された部分でも吸収されなかった光による反射光」にはテストパターンが吸収しなかった光をシートが反射したもの、シートを透過してプラテンが反射したものが含まれるがここでは言及しない。また、実際には後述するように様々な変動要因により変動が発生する。

以下例として、テストパターンが単一色の場合に、目的とする信号を取り出す例を説明する。Vsg、Vp、Vsの説明は上述したものと同様であるが、説明のために1,2等の符号を付与している。

まず、図２（ｂ）のVsg1はテストパターンが形成された場合の出力電圧の波形である。Vsg1において、テストパターンが形成された箇所はテストパターンが光を吸収することにより、反射光が低下している。このように、テストパターン間隔周期の振幅が出力されている。しかしながら、図２（ｂ）におけるVpはテストパターンが形成されている部分においても出力されている。これが、テストパターンの形成によって変動しない出力電圧Vpである。

つまり、Vsg1からVpを減ずることにより、テストパターンの形成によって変動する信号である図２（ｄ）のVs2（後述するｘ´）を取り出すことが出来る。

次に図２（ａ）、図２（ｃ）を用いて、用紙の反射率の変動による信号の変動の処理を説明する。

図２（ａ）はテストパターンなしの場合の出力電圧Vsg1を示す。また、図２（ｃ）はテストパターンなしの場合の出力電圧Vsg1からVpを減じたVs1（後述するｙ´）を示す。ここで、図２（ｃ）のｙ´に示すようにテストパターンによる吸収がなくても、出力電圧は変動している。この変動は、用紙の反射率に大きく依存しているものであり、この変動が図２（ｄ）の出力電圧ｘ´にも含まれている。このことを示すようにｘ´の振幅も変動している。このような変動があると、テストパターンの位置の検出精度が低下してしまう。

後述するように、画像形成装置は出力電圧の変曲点（出力電圧に示された短い横線）の周辺の出力電圧データを用いてテストパターンを構成するラインのエッジ位置を決定する。しかし、変曲点の位置が安定していないため、テストパターンのエッジ位置の検出精度が低下してしまう。そこで、本実施例の画像形成装置は図２（ｄ）のｘ´の変動を抑制する振幅補正処理を行う。

・振幅補正処理
図３（ａ）はｘ´（Vs1）とｙ´（Vs2）を重ねたグラフの一例を示す。後述する同期処理によりｘ´とｙ´は同じ走査位置の出力電圧データになるので、スポット光が、テストパターンがない場所を走査するとｘ´とｙ´が等しくなり、テストパターンがある場所を走査するとｘ´が略ゼロとなる。なお、前述した非パターン依存分除外処理により、テストパターンがある場所でも生じてしまう反射光による出力電圧は除外されている。つまりこれは、ｘ´が、ある位置においてｙ´を基準（最大）としてテストパターンによる吸収が行われた残りの反射光によって出力される出力電圧であることを意味する。すなわち、シート材の透過率などがもたらす変動が位置毎に異なっても、変動が出力電圧を大きくする位置（ｙ´が大きい位置）ではｘ´も大きくなり、変動が出力電圧を小さくする位置（ｙ´が小さい位置）ではｘ´も小さくなる。そして、パターンが形成される部分では略ゼロになる。

このことは、換言すると、ｘ´に含まれる位置に起因する変動は、「ｘ´／ｙ´」という比例補正により適切に補正可能であることを示す。

したがって、振幅として適切な固定値を定めておけば、「固定値×ｘ´／ｙ´」により振幅が一定の出力電圧データを取得することができる。この出力電圧をｚとすると、以上から、振幅補正処理後の出力電圧ｚは
z＝固定値×（ｘ´／ｙ´）
で表すことができる。

図３（ｂ）は、出力電圧ｚの一例を示す。固定値にｘ´とｙ´の比が反映され、テストパターンの間隔周期の振幅の安定した出力電圧ｚ（後述する演算対象データ）が得られている。

以上の２段階の信号補正処理により、シート材の特性から出力電圧データの振幅が不安定になっても、テストパターンのエッジ位置を精度よく特定できる。

そして、本実施例の画像形成装置は、シート材の反射率（本実施例では、ラインセンターの位置を決定するためのスポット光に対する反射率としてよいが、特に波長を限定することなく一般的な波長の光や可視光に対する反射率である）に応じて、信号補正処理を行う否かを切り替える。具体的にはトレーシングペーパーなど反射率の低いシート材ではパターン非依存分除外処理と振幅補正処理を行う。一方、普通紙や光沢紙などのシート材ではパターン非依存分除外処理と振幅補正処理を行わない。これらにより、トレーシングペーパーなど反射率の低いシート材に対し吐出タイミングを適切に調整でき、普通紙や光沢紙などのシート材においてはダウンタイムを増大させずに吐出タイミングを調整できる。後述するように、シート材の反射率（紙種）はユーザが設定するのではなく、受光素子のキャリブレーション結果により判断されるので、紙種に適切な調整動作ができないことも生じにくい。

〔構成例〕
図４は、シリアル方式の画像形成装置１００の概略斜視図の一例を示す。画像形成装置１００は、本体フレーム７０により支持されている。画像形成装置１００の長手方向にはガイドロッド１及び幅ガイド２が掛け渡され、ガイドロッド１及び副ガイド２にキャリッジ５が矢印Ａ方向（主走査方向）に往復移動可能なように保持されている。

また、主走査方向には無端ベルト状のタイミングベルト９が、駆動プーリ７と加圧コロ１５に張架されており、タイミングベルト９の一部がキャリッジ５に固定されている。また、駆動プーリ７は主走査モータ８により回転駆動され、これによりタイミングベルト９が主走査方向に移動し、連動してキャリッジ５も往復移動する。タイミングベルト９には加圧コロ１５によって張力が掛けられており、タイミングベルト９はたるむことなくキャリッジ５を駆動させることができる。

また画像形成装置１００は、インクを供給するカートリッジ６０と記録ヘッドを維持・クリーニングする維持機構２６を有する。

シート材１５０はキャリッジ５の下側にあるプラテン４０上を、不図示のローラにより矢印Ｂ方向（副走査方向）に間欠的に搬送される。シート材５０は、紙などの普通紙、光沢紙、フィルム、電子基板など液滴が付着可能な記録媒体であればよい。シート材１５０の搬送位置毎に、キャリッジ５は主走査方向に移動し、キャリッジ５が搭載している記録ヘッドが液滴を吐出する。吐出が終わるとシート材１５０が再度、搬送され、キャリッジ５が主走査方向に移動して液滴を吐出する。これを繰り返すとシート材１５０の全面に画像が形成され、印刷物が製造される。

図５は、キャリッジ５の動作をより詳細に説明する図の一例である。上記のガイドロッド１及び副ガイド２は左側板３と右側板４の間に掛け渡され、キャリッジ５は軸受け１２と副ガイド受け部１１によりガイドロッド１及び副ガイド２を摺動自在に保持され、矢印Ｘ１,Ｘ２方向（主走査方向）に移動可能となっている。

キャリッジ５には黒（Ｋ）の液滴を吐出する記録ヘッド２１，２２、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のインク滴を吐出する記録ヘッド２３,２４,が搭載されている。記録ヘッド２１は黒がよく使用されるために配置したものであり、省略することもできる。

なお、記録ヘッド２１〜２４としては、インク流路内（圧力発生室）のインクを加圧する圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、又は、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のもの、などを用いることができる。

キャリッジ５を移動走査する主走査機構３２は、主走査方向の一方側に配置される主走査モータ８と、主走査モータ８によって回転駆動される駆動プーリ７と、主走査方向の他方側に配置された加圧コロ１５と、駆動プーリ７と加圧コロ１５との間に掛け回されたタイミングベルト９とを備えている。なお、加圧コロ１５は、図示しないテンションスプリングによって外方（駆動プーリ７に対して離れる方向）にテンションが作用させられている。

タイミングベルト９は、キャリッジ５の背面側に設けたベルト保持部１０に一部分が固定保持されていることで、タイミングベルト９の無端移動に伴い主走査方向にキャリッジ５を牽引する。

また、キャリッジ５の主走査方向に沿うようにエンコーダシート４１が配置されており、キャリッジ５に設けたエンコーダセンサ４２によって当該エンコーダシート４１のスリットを読取ることで、キャリッジ５の主走査方向の位置を検知することができる。このキャリッジ５が主走査領域のうち記録領域に存在する場合、シート材１５０が図示しない紙送り機構によってキャリッジ５の主走査方向と直交する矢示Ｙ１,Ｙ２方向（副走査方向）に間欠的に搬送される。

以上説明した、本実施例に係る画像形成装置１００では、キャリッジ５を主走査方向に移動し、シート材１５０を間欠的に送りながら、記録ヘッド２１〜２４を画像情報に応じて駆動して液滴を吐出させることによってシート材１５０に所要の画像を形成し、印刷物を製造することができる。

キャリッジ５の一側面には、着弾位置のずれを検出（テストパターンの読取り）するための印字位置ずれセンサ３０が搭載されている。印字位置ずれセンサ３０は、ＬＥＤなどの発光素子及び反射型フォトセンサで構成した受光素子によって、シート材１５０に形成された着弾位置検出用のテストパターンを読み取る。

この印字位置ずれセンサ３０は記録ヘッド２１用のものなので、記録ヘッド２２〜２４の液滴吐出タイミングを調整するため記録ヘッド２２〜２４と並列に別の印字位置ずれセンサ３０を搭載することが好ましい。また、印字位置ずれセンサ３０を記録ヘッド２２〜２４と並列になるようにスライドさせる機構がキャリッジ５に搭載されていれば、一台の印字位置ずれセンサ３０で記録ヘッド２２〜２４の液滴吐出タイミングを調整できる。または、画像形成装置１００がシート材１５０を逆方向に送っても、一台の印字位置ずれセンサ３０で記録ヘッド２２〜２４の液滴吐出タイミングを調整できる。

図６、７はテストパターンの一例を示す図であり、図６は片方向印字で形成されるテストパターンを、図７は双方向印字で形成されるテストパターンを、それぞれ示す。各ラインの上側の番号は記録ヘッド２１〜２４の符号であり、各ラインの上側の矢印は、往路（図５のＸ１方向）又は復路（図５のＸ２方向）を示している。

図６では、記録ヘッド２２が吐出したブラックのラインと、記録ヘッド２３が吐出したマゼンタ（又はシアン）のラインとが交互に形成されている。記録ヘッド２２と２３はいずれも往路でのみインクを吐出する。

図７では、全てのラインが記録ヘッド２２が吐出したブラックのラインである。図７のテストパターンでは、往路でのみ形成されるラインと復路でのみ形成されるラインが交互に配置されている。例えば、復路で形成されるラインが液滴吐出タイミングを調整するために使用される。

本実施例に係る画像形成装置１００では、印字位置ずれセンサの出力に基づいて記録ヘッド２１〜２４の液滴吐出タイミングが調整された後に、キャリッジ５を主走査方向に移動し、シート材１５０を間欠的に送りながら、調整されたタイミングで画像情報に応じて記録ヘッド２１〜２４が駆動される。この駆動に応じて液滴が吐出されることによってシート材１５０にずれのない画像を形成し、印刷物を製造する。画像が形成されるシート材１５０は印刷対象媒体の一例である。なお、本実施例では、テストパターンが形成されるシート材１５０と、画像が形成されるシート材１５０とに同一の番号を付与しているが、このシート材は同じシート材であってもよいし、異なるシート材であってもよい。例えば、シート材としてロール紙を用いた場合には２つのシート材は後の肯定でカットされるまでは同一のシート材である。また、シート材としてカット紙を用いた場合には２つのシート材は異なるシート材であると考えられる。

図８は、画像形成装置１００の制御部３００のブロック図の一例である。制御部３００は、主制御部３１０及び外部Ｉ／Ｆ３１１を有する。主制御部３１０は、ＣＰＵ３０１と、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、ＮＶＲＡＭ３０４、ＡＳＩＣ３０５、及び、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）３０６を有する。ＣＰＵ３０１はＲＯＭ３０２に記憶されたプログラム３０２１を実行して、画像形成装置１００の全体を制御する。ＲＯＭ３０２にはこのプログラム３０２１の他、初期値や制御のためのパラメータなど固定データが格納されている。ＲＡＭ３０３は、プログラムや画像データ等を一時的に格納する作業メモリであり、ＮＶＲＡＭ３０４は、装置の電源が遮断されている間も設定条件などのデータを保持するための不揮発性メモリである。ＡＳＩＣ３０５は画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行なったり、各種のエンジンを制御する。ＦＰＧＡ３０６は、装置全体を制御するための入出力信号を処理する。

主制御部３１０は、この装置全体の制御を司るとともにテストパターンの形成、テストパターンの検出、着弾位置の調整（補正）などに関わる制御を司る。後述するように、本実施例では主にＣＰＵ３０１がＲＯＭ３０２に記憶されたプログラム３０２１を実行してエッジ位置の検出を行うが、一部又は全てをＦＰＧＡ３０６やＡＳＩＣ３０５など、ＬＳＩが行ってもよい。

外部Ｉ／Ｆ３１１は、ネットワークに接続された他の機器と通信するための通信装置、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、と接続するためのバスやブリッジであり、外部からのデータを主制御部３１０に送出する。また、外部Ｉ／Ｆ３１１は主制御部３１０が生成したデータを外部に出力する。外部Ｉ／Ｆ３１１には脱着可能な記憶媒体３２０が装着可能であり、プログラム３０２１は記憶媒体３２０に記憶された状態や、外部からの通信装置を介して配信される。

また、制御部３００は、ヘッド駆動制御部３１２、主走査駆動部３１３、副走査駆動部３１４、給紙駆動部３１５、排紙駆動部３１６、及び、スキャナ制御部３１７を有する。ヘッド駆動制御部３１２は、記録ヘッド２１〜２４のそれぞれの吐出有無、吐出する場合の液滴吐出タイミング及び吐出量を制御する。ヘッド駆動制御部３１２は、記録ヘッド２１〜２４を駆動制御するためのヘッドデータ生成配列変換用ＡＳＩＣを有し（ヘッドドライバ）、印刷データ（ディザ処理などが施されたドットデータ）に基づき、液滴の有無と液滴の大きさを示す駆動信号を生成して、記録ヘッド２１〜２４に供給する。記録ヘッド２１〜２４はノズル毎にスイッチを有しており、駆動信号に基づきオン・オフすることで、記録ヘッド２１〜２３は印刷データにより指定されるシート材１５０の位置に指定されるサイズの液滴を着弾させる。なお、ヘッド駆動制御部３１２のヘッドドライバは記録ヘッド２１〜２４側に設けられてもよいし、ヘッド駆動制御部３１２と記録ヘッド２１〜２４が一体になっていてもよい。図示する構成は一例である。

主走査駆動部（モータドライバ）３１３は、キャリッジ５を移動走査する主走査モータ８を駆動する。主制御部３１０には、前述したキャリッジ位置を検出するエンコーダセンサ４２が接続されており、主制御部３１０はこの出力信号に基づいてキャリッジ５の主走査方向の位置を検出する。そして、主走査駆動部３１３を介して主走査モータ８を駆動制御することでキャリッジ５を主走査方向に往復移動させる。

副走査駆動部（モータドライバ）３１４は紙送りするための副走査モータ１３２を駆動する。主制御部３１０には、副走査方向の移動量を検出するロータリエンコーダセンサ１３１からの出力信号（パルス）が入力され、主制御部３１０はこの出力信号に基づいて紙送り量を検出し、副走査駆動部３１４を介して副走査モータ１３２を駆動制御することで図示しない搬送ローラを介してシート材を紙送りする。

給紙駆動部３１５は給紙トレイからシート材を給紙する給紙モータ１３３を駆動する。排紙駆動部３１６は、印刷されたシート材１５０をプラテン上に排紙するローラを駆動する排紙モータ１３４を駆動する。なお、排紙駆動部３１６は、副走査駆動部３１４により代用してもよい。

スキャナ制御部３１７は、画像読取部１３５を制御する。画像読取部１３５は、原稿を光学的に読み取り画像データを生成する。

また、主制御部３１０には、テンキー、プリントスタートキーなどの各種キー及び各種表示器を含む操作／表示部１３６が接続されている。主制御部３１０は、操作／表示部１３６を介してユーザが操作したキー入力の受け付け、メニューの表示などを行う。

その他図示しないが、維持機構２６を駆動する維持回復モータを駆動するための回復系駆動部、各種のソレノイド（ＳＯＬ）類を駆動するソレノイド類駆動部（ドライバ）、電磁クラック類などを駆動するクラッチ駆動部、を有していてもよい。また、主制御部３１０には、その他の図示しない各種センサの検出信号も入力されるが図示を省略している。

主制御部３１０は、シート材上にテストパターンを形成する処理を行い、形成したテストパターンに対し、キャリッジ５に搭載した印字位置ずれセンサ３０の発光素子を発光させる発光駆動制御を行う。そして、受光素子の出力信号を取得しテストパターンの反射光を電気的に読取り、この読取り結果から着弾位置ずれ量を検出し、更に着弾位置ずれ量に基づいて記録ヘッド２１〜２４の液滴吐出タイミングを着弾位置ずれがなくなるように補正する制御を行う。

〔着弾位置ずれの補正〕
図９は、印字位置ずれセンサ３０がテストパターンのエッジ位置を検出するための構成を模式的に示す図の一例である。図９は、図５の記録ヘッド２１と印字位置ずれセンサ３０を右側面板４から見た図になっている。

印字位置ずれセンサ３０は、主走査方向と直交する方向に並ぶ、発光素子４０２と受光素子４０３、４０６を有している。発光素子４０２と、受光素子４０３、４０６の配置は逆でもよい。発光素子４０２は、後述するスポット光をテストパターン４００に投光して、受光素子４０３、４０６の一方はシート材１５０に反射した正反射光を受光し、他方はプラテン４０からの反射光、その他の散乱光などの拡散反射光を受光する。発光素子４０２と受光素子４０３、４０６は筐体の内側に固定され、印字位置ずれセンサ３０のプラテン４０に対向する面は、レンズ４０５により外部から遮蔽されている。このように、印字位置ずれセンサ３０はパッケージ化されており、単体で流通することができる。

印字位置ずれセンサ３０内において、発光素子４０２、受光素子４０３及び受光素子４０６は、キャリッジ５の走査方向に対して直交する方向に配置している（副走査方向に並行に配置されている）。これにより、キャリッジ５の移動速度変動による検出結果への影響を低減することができる。

発光素子４０２には例えば、ＬＥＤを採用することができるが、可視光を投射可能な光源（例えば、レーザ、各種のランプ）であればよい。可視光とするのは、スポット光がテストパターンにより吸収されることを期待するためである。なお、発光素子４０２の波長は固定であるが、波長が異なる発光素子４０２を搭載した複数の印字位置ずれセンサ３０を搭載することも可能である。

また、発光素子４０２が形成するスポット径は、高精度のレンズを使用せずに安価なレンズを使用するためにｍｍオーダーとなっている。このスポット径は、テストパターンのエッジの検出精度と関係するが、ｍｍオーダーでも本実施例のエッジ位置の求め方であれば十分に高精度にエッジ位置を検出できる。ただし、スポット径をより小さくすることも可能である。

ＣＰＵ３０１は、所定のタイミングになると着弾位置ずれ補正を開始する。このタイミングは、例えば、ユーザが操作／表示部１３６から着弾位置ずれ補正を指示したタイミング、ＣＰＵ３０１がインク吐出前に発光素子４０２が発光しその時の反射光の強度が所定値以下であることから特定のシート材１５０であると判定したタイミング、最後に着弾位置ずれ補正を行った際の温度と湿度を記憶しておき温度又は湿度のいずれかが閾値以上ずれたと判定したタイミング、定期的（毎日、毎週、毎月等）なタイミング、等がある。

本実施例の着弾位置ずれ補正は、テストパターンを形成する前と形成した後の２段階の処理を有する。しかしながら、主な違いはテストパターンを形成するか否かであるので、ここではテストパターンを形成する場合を説明する。

ＣＰＵ３０１は主走査駆動部３１３にキャリッジ５の往復移動と、ヘッド駆動制御部３１２に予め定められたテストパターンを印刷データとして液滴の吐出を指示する。主走査駆動部３１３は、シート材１５０に対して、キャリッジ５を主走査方向に往復移動させるとともに、ヘッド駆動制御部３１２は記録ヘッド２１から液滴を吐出させて、少なくとも２本以上の独立したラインを含むテストパターンを形成する。

また、ＣＰＵ３０１は、シート材１５０に形成したテストパターンを印字位置ずれセンサ３０にて読取るための制御を行う。具体的には、ＣＰＵ３０１によって発光制御手段５１１に印字位置ずれセンサ３０の発光素子４０２を駆動するためのＰＷＭ値（主にデューティ）が設定され、発光制御手段５１１はＰＷＭ信号作成部５１１−１にＰＷＭ値に応じたＰＷＭ信号を作成させる。ＰＷＭ信号作成部５１１−１が作成したＰＷＭ信号が平滑回路５１２で平滑化されて駆動回路５１３に与えられる。駆動回路５１３は発光素子４０２を発光駆動して、シート材１５０のテストパターンに対して発光素子４０２からスポット光が照射される。なお、発光制御手段５１１、平滑回路５１２、駆動回路５１３、光電変換回路５２１、ローパスフィルタ回路５２２、Ａ／Ｄ変換回路５２３、及び、補正処理実行部５２６は主制御部３１０又は制御部３００に搭載されている。共有メモリ５２５は例えばＲＡＭ３０３である。

シート材上のテストパターンに発光素子４０２からのスポット光が照射されることで、テストパターンから反射される反射光が受光素子４０３、４０６に入射する。受光素子４０３、４０６は反射光の強度信号を光電変換回路５２１に出力する。光電変換回路５２１は後述するように受光素子４０３、４０６の倍率レジスタを切り替えることが可能になっている。倍率レジスタは例えば４〜１６bitで、設定された値に応じ受光素子４０３、４０６の出力電圧を大きくする。例えば、4bitの場合"0001"が常態であり、"0010"に設定されると出力電圧が2倍になり、"0011"に設定されると出力電圧が３倍になる。または、"0010"に設定されると出力電圧が１．５倍に、"0011"に設定されると出力電圧が２倍になるなど、任意の倍率を設定してもよい。このように倍率を大きくすることで受光素子４０３，４０６の感度を大きくすることができる。

具体的には、光電変換回路５２１は、強度信号を光電変換して、この光電変換信号（センサ出力電圧）をローパスフィルタ回路５２２に出力する。ローパスフィルタ回路５２２は高周波のノイズ分を除去した後、Ａ／Ｄ変換回路５２３に光電変換信号を出力する。Ａ／Ｄ変換回路５２３は、光電変換信号をＡ／Ｄ変換し、信号処理回路（ＦＰＧＡ）３０６に出力する。信号処理回路（ＦＰＧＡ）３０６は、Ａ／Ｄ変換された出力電圧のデジタル値である出力電圧データを共有メモリ５２５に格納する。

補正処理実行部５２６は共有メモリ５２５に記憶された出力電圧データを読み出し、着弾位置ずれ補正を行い、ヘッド駆動制御部３１２に設定する。すなわち、補正処理実行部５２６は、テストパターンのエッジ位置を検出して、２本のライン間の適正距離と比較することで、着弾位置ずれ量を算出する。補正処理実行部５２６は、ＣＰＵ３０１がプログラムを実行すること又はＩＣ等で実現される。

補正処理実行部５２６は着弾位置ずれがなくなるように記録ヘッド２１を駆動するときの液滴吐出タイミングの補正量を算出して、この算出した液滴吐出タイミング補正量をヘッド駆動制御部３１２に設定する。後述するセンサのキャリブレーションも補正処理実行部５２６で行われる。これにより、ヘッド駆動制御部３１２は、記録ヘッド２１を駆動する際に、補正量に基づいて液滴吐出タイミングを補正した上で記録ヘッド２１を駆動するので、液滴の着弾位置ずれを低減することができる。

図１０は、補正処理実行部５２６の機能ブロック図の一例である。補正処理実行部５２６は、印字前前処理部６１１、印字後前処理部６１２、同期処理部６１３、パターン非依存分除外処理部６１４、振幅補正処理部６１５及び吐出タイミング補正部６１６を有する。また、キャリブレーション部６２０と補正判断部６２１を有する。印字前前処理部６１１は、テストパターンが形成される前の出力電圧データに前処理を施し、印字後前処理部６１２は、テストパターンが形成された後の出力電圧データに前処理を施す。同期処理部６１３は、テストパターンの形成前と形成後の出力電圧データを同期させる（位置を合わせる）。パターン非依存分除外処理部６１４は、出力電圧データからVpを減算する。振幅補正処理部６１５は、振幅補正処理を行うことでエッジ位置を演算するための演算対象データｚを生成する。吐出タイミング補正部６１６は、テストパターンのラインセンターから求めた着弾位置ずれ量に基づき液滴吐出タイミングを補正する。なおこれらの処理の詳細は後述する。

〔スポット光の位置とエッジ位置〕
続いて、図１１を用いてスポット光とエッジ位置の関係について説明する。
図１１は、スポット光とテストパターンの一例を示す図である。スポット光はテストパターンを構成する複数のライン（図では１本）を一定速度（等速）で横切るように移動する（以下、テストパターンとラインを厳密には区別せずに説明する。）。横切る際の速度は可変でもよいが、横断中は等速である。用紙などのシート材は紙送りによりラインの長手方向に移動しているため、スポット光はラインを斜めに横切るように移動するが、シート材が停止してもエッジ位置の特定方法は同じである。一般的な波長のスポット光とシート材ではテストパターンの重複面積が大きいほど、スポット光の反射光が低下するとしてよい。

なお、図１１ではスポット径d = テストパターンのライン幅Ｌとする。実際にはスポット光は若干の楕円になるが、テストパターンに並行に長軸を持つのでスポット光の形状はエッジ位置の精度にほとんど影響しない。

図１２は、本実施例のエッジ位置の特定の概略を説明する図の一例である。図１２（ａ）の数字Ｉ〜Ｖは時刻の経過を表し、下のスポット光ほど時間経過が長い。
時刻Ｉ：スポット光とテストパターンは重複していない。
時刻II：スポット光の半分がテストパターンと重畳している。この瞬間、反射光の減少率が最も大きくなる（重畳している面積が単位時間に最も大きく正に変化する）。
時刻III：スポット光の全体がテストパターンと重畳している。この瞬間、反射光の強度が最も小さくなる。
時刻IV：スポット光の半分がテストパターンと重畳している。この瞬間、反射光の増加率が最も大きくなる（重畳している面積が単位時間に最も大きく負に変化する）。

スポット光の重心がテストパターンのラインのエッジ位置と一致するのは、時刻II及びIVである。したがって、スポット光とラインとが時刻II及びIVの関係にあることを反射光から検出できれば、エッジ位置を精度よく特定できる。

図１２（ｂ）は受光素子の出力電圧の一例を、図１２（ｃ）は吸収面積（スポット光とテストパターンの重畳面積）の一例を、図１２（ｄ）は図１２（ｃ）の吸収面積を微分した吸収面積の増加率の一例を、それぞれ示す。なお、図１２（ｄ）は、図１２（ｂ）の出力波形を微分しても同等の情報が得られる。また、吸収面積は例えば出力電圧から算出されるが、絶対値である必要はないので、図１２（ｃ）の吸収面積は所定値から図１２（ｂ）の出力電圧を減算することで吸収面積と同様の波形が得られる。

上述したように、時刻IIにおいて反射光の減少率が最も大きくなり（重畳している面積が単位時間に最も大きく正に変化する）、時刻IVにおいて反射光の増加率が最も大きくなる（重畳している面積が単位時間に最も大きく負に変化する）。そして、図１２（ｄ）に示すように、増加率が増加傾向から減少傾向に変化する点は、時刻IIと一致しており、増加率が減少傾向から増加傾向に変化する点は、時刻IVと一致している。

増加傾向から減少傾向又はその逆に変化する点は、平面上の曲線において曲がる方向が変わる点、すなわち変曲点である。以上から、出力信号が変曲点を示せば、スポット光がテストパターンのエッジ位置と一致していることになる。したがって、変曲点が精度よく検出されれば、エッジ位置も精度よく特定できる。

なお、図１２ではスポット径d = テストパターンのライン幅Ｌとしたが、「スポット径d ＞ テストパターンのライン幅Ｌ」 又は、「スポット径d ＜ テストパターンのライン幅Ｌ」でも、エッジ位置は検出可能である。

〔エッジ位置の特定〕
図１３は、エッジ位置（ラインセンター）の特定方法を説明する図の一例である。図１３（ａ）は、出力電圧の概略図を、図１３（ｂ）は出力電圧の拡大図をそれぞれ示す。変曲点のおよその値は、補正処理実行部５２６又は開発者が実験的に求めることができる。上述したように、例えば、出力電圧や吸収面積を微分して傾きがゼロに最も近い位置が変曲点となる。

この変曲点が含まれるように、出力電圧の上限閾値Ｖruと下限閾値Ｖrdが予め定められている。後述するように、ＣＰＵ３０１はテストパターンのない領域に対し出力電圧がほぼ同じ一定値（後述する４〔Ｖ〕）になるように発光素子４０２の出力と受光素子４０３の感度をキャリブレーションする。振幅補正処理により、出力電圧の極大値はほぼ同じ一定値にすることができるので、出力電圧が不安定でも上限閾値Ｖruと下限閾値Ｖrdの間に変曲点が含まれている。

吐出タイミング補正部６１６は、出力電圧の立下り部分について、矢示Ｑ１方向に探索して、出力電圧が下限閾値Ｖrd以下になる点を点Ｐ２として記憶する。次に、点Ｐ２より矢示Ｑ２方向に探索して、出力電圧が上限閾値Ｖruを超える点を点Ｐ１として記憶する。

そして、点Ｐ１と点Ｐ２の間の複数の出力電圧データを用いて回帰直線Ｌ１を算出し、回帰直線Ｌ１と上下閾値の中間値Ｖrcとの交点を算出し交点Ｃ１とする。

同様にして、吐出タイミング補正部６１６は、出力電圧の立上がり部分について、矢示Ｑ３方向に探索して、出力電圧が下限閾値Ｖru以上になる点を点Ｐ４として記憶する。次に、点Ｐ４より矢示Ｑ４方向に探索して、出力電圧が上限閾値Ｖrd以下になる点を点Ｐ３として記憶する。

そして、点Ｐ３と点Ｐ４の間の複数の出力電圧データを用いて回帰直線Ｌ２を算出し、回帰直線Ｌ２と上下閾値の中間値Ｖrcとの交点を算出し交点Ｃ２とする。吐出タイミング補正部６１６は交点Ｃ１と交点Ｃ２を二本のラインのエッジ位置に特定する。上下閾値の決定プロセスによれば、この交点Ｃ１とＣ２はほぼ変曲点と一致するとしてよい。

交点Ｃ１と交点Ｃ２が二本のラインのエッジ位置なので、交点Ｃ１とＣ２の中央がラインセンタである。

この後、吐出タイミング補正部６１６は、複数のラインのラインセンタを求め、テストパターンの２本のライン間の理想的な距離と、ラインセンタ間の距離との差分を算出する。この差分は、理想的なラインの位置に対する実際のラインの位置のずれなので、着弾位置ずれ量になる。吐出タイミング補正部６１６は、算出した着弾位置ずれ量に基づいて、記録ヘッドから液滴を吐出させるタイミング（液滴吐出タイミング）を補正する補正値を算出し、補正値をヘッド駆動制御部に設定する。これにより、ヘッド駆動制御部は補正された液滴吐出タイミングで記録ヘッドを駆動するので、着弾位置ずれが低減することになる。

〔精度低下要因〕
このように、上限閾値と下限閾値の間の出力電圧データを用いてエッジを検出する場合、上限閾値と下限閾値の間に少なくとも変曲点が含まれていなければ、エッジを検出できない。上限閾値と下限閾値（２つのスレッシュホールド）が形成する幅を、以下、「スレッシュ領域」という。スレッシュ領域は出力電圧を単位とするが、出力電圧に対応する吸収面積でも定義できる。

図１４は、吸収面積と吸収面積の増加率の一例をそれぞれ示す図である。図１４のＡのスレッシュ領域に変曲点があれば、図１２、１３で説明したように、吐出タイミング補正部６１６はエッジ位置を精度よく検出することができる。

これに対し、図１４のＢのスレッシュ領域に変曲点がある場合、Ａのスレッシュ領域から回帰直線を求めても、吐出タイミング補正部６１６は正確なエッジ位置を検出することはできない。また、変曲点がＢのスレッシュ領域にあることが分かっていれば、スレッシュ領域をＡからＢの位置に移動して吐出タイミング補正部６１６が回帰直線を求めることもできるが、変曲点の位置が大きくずれることは、出力電圧や吸収面積のカーブが変形している可能性がある。例えば、波形の振幅がばらつくおそれがあり、カーブの傾きが大きくなったスレッシュ領域から、吐出タイミング補正部６１６が回帰直線を求めると、交点Ｃ１、Ｃ２も大きくずれる可能性がある。このことは、図１４の下図で、Ａのスレッシュ領域では頂点付近を含む位置の幅を十分に狭い範囲で推定できるのに対し、Ｂのスレッシュ領域では変曲点（図１４ではスレッシュ領域Ｂ内にはないが）付近を含む位置の幅を狭い範囲で推定しにくいことによって示されている。

したがって、出力電圧の振幅が、変曲点がスレッシュ領域Ａに入らないほどに変動した場合、スレッシュ領域Ａからエッジ位置を特定したり、変曲点そのものを求めてスレッシュ領域を移動してエッジ位置を決定することは好適ではないことがわかる。

そこで、本実施例の補正処理実行部５２６は、出力電圧の振幅を略一定に補正することで、変曲点がスレッシュ領域に入るようにして、エッジ位置を精度よく検出する。

図１５（ａ）は振幅が不安定な出力電圧の一例を、図１５（ｂ）は振幅の補正後の出力電圧の一例をそれぞれ示す。図１５（ａ）のような出力電圧は一般には得られないが、印字位置ずれセンサ３０がトレーシングペーパーのように透過率の高いシート材１５０に形成されたテストパターンを読み取ると、振幅がバラつくことが知られている。図示するように振幅が不安定になることで、変曲点がスレッシュ領域から外れてしまう。元のスレッシュ領域のまま、補正処理実行部５２６が交点Ｃ１，Ｃ２を求めると、変曲点が含まれない出力電圧から交点Ｃ１，Ｃ２を求めることになるので、エッジ位置は正確でないことになる。スレッシュ領域が変曲点を含むようにスレッシュ領域を移動させると、移動する前の交点Ｃ１，Ｃ２の求め方でエッジ位置を精度よく決定できるという保証がない。

これに対し、図１５（ｂ）に示すように、振幅の極大値を揃えることで、変曲点をスレッシュ領域に含ませること、及び、スレッシュ領域の中心付近に集中させることが可能になる。これにより、図１４のＡのスレッシュ領域と同様、吐出タイミング補正部６１６は回帰直線を求めるという簡単な近似で、精度よくエッジ位置を検出することができる。

なお、本実施例ではトレーシングペーパーを例に説明するが、透過率の高いシート材１５０であれば同様の課題が生じる。例えば、トレーシングペーパー以外の普通紙でも十分に紙が薄い場合には本実施例のエッジ位置の検出方法が有効である。したがって、本実施例の液滴吐出タイミングの補正処理は特定の材質や種類、厚みを有するシート材１５０に限定されない。また、厚みが十分にある普通紙に適用することもできる。

〔ライン方式の画像形成装置の場合〕
本実施例では、図４，５のシリアル方式の画像形成装置１００を例にして説明したが、ライン方式の画像形成装置１００においても同様の方法で着弾位置ずれ量を補正できる。ライン方式の画像形成装置１００について簡単に説明する。

図１６は、ライン方式の画像形成装置１００のヘッドの配置とテストパターンを模式的に説明する図の一例である。ヘッド固定ブラケット１６０はシート材搬送方向と直交する主走査方向の端から端まで掛け渡されるように固定されている。ヘッド固定ブラケット１６０には、上流側からＫＣＭＹのインクの記録ヘッド１８０がそれぞれ主走査方向の全域に配置されている。各色の記録ヘッド１８０は端部が重複するように千鳥状に配置されている。こうすることで、記録ヘッド１８０の端部でも十分な解像度が得られる液滴が吐出されるので、主走査方向の全域に１つの記録ヘッド１８０を配置する必要がなくコスト増を抑制できる。なお、各色毎に主走査方向の全域に１つの記録ヘッド１８０を配置してもよいし、各色の記録ヘッド１８０の主走査方向の重複領域をより長くしてもよい。

ヘッド固定ブラケット１６０よりも下流にはセンサ固定ブラケット１７０が、シート材搬送方向と直交する主走査方向の端から端まで掛け渡されるように固定されている。センサ固定ブラケット１７０には、印字位置ずれセンサ３０がヘッドの数だけ配置されている。すなわち、１つの印字位置ずれセンサ３０は、１つの記録ヘッド１８０と、主走査方向に少なくとも一部が重複するように配置されている。また、１つの印字位置ずれセンサ３０は、１対の発光素子４０２と受光素子４０３を有する。発光素子４０２と受光素子４０３は、主走査方向にほぼ並行に並列配置されている。

このような形態の画像形成装置１００は、テストパターンを構成する各ラインを、ラインの長手方向が主走査方向と並行になるように形成する。Ｋを基準に他の色の液滴の着弾位置ずれを補正する場合、画像形成装置１００は、ＫのラインとＭのライン、ＫのラインとＣのライン、ＫのラインとＹのラインを形成する。そして、シリアル方式の画像形成装置１００と同様に、ＣＭＹＫのテストパターンのエッジ位置を検出し、その位置ずれ量から液滴吐出タイミングを補正する。

以上のように、ライン方式の画像形成装置１００においても、適切に印字位置ずれセンサ３０を配置することで着弾位置ずれを補正できる。

〔信号補正〕
以下、本実施例の出力電圧の信号補正について説明する。
図１７（ａ）は、補正前の受光素子の出力電圧の一例を、図１７（ｂ）は信号補正された出力電圧の一例をそれぞれ示す。

図１７（ａ）はトレーシングペーパーのような透過率の高いシート材１５０に印字されたテストパターンを受光素子が読み取った場合の出力電圧の波形である。用紙自体の反射光の強度が変動するため、図１７（ａ）のように波形の極大値（地肌読み取り部分）及び極小値（パターン読み取り部分）が不揃いで変動が大きい。

図１７（ｂ）は、パターン非依存分除外処理及び振幅補正処理後の出力電圧の波形の一例である。本実施例の信号補正により、テストパターンに依存しない受光分の電圧が排除され、また、極大値及び極小値のバラツキが低減された、安定した出力データが得られる。このため、以降の着弾位置ずれ量を高精度に算出し、着弾位置ずれを高精度に補正することができる。

本実施例の信号補正処理は、
・パターン非依存分除外処理
・振幅補正処理
の２つの補正を有している。

また、信号補正するために、前処理が必要とされる。よって、処理手順は以下のようになる。
（１）前処理
（２）信号補正
（2-1）パターン非依存分除外処理、（2-2）振幅補正処理
＜前処理＞
以下、前処理について説明する。前処理は前処理Ａと前処理Ｂに分けることができる。前処理Ａは、テストパターン形成前の白紙状態（バックグラウンド）の出力電圧データに対する以下の処理により構成される。
・前処理Ａ
(i) ｎ回スキャン
(ii) 同期処理
(iii) 平均化
(iv) フィルタ処理
前処理Ｂは、テストパターン形成後の出力電圧データに対する以下の処理により構成される。
・前処理Ｂ
(i) ｎ回スキャン
(ii) 同期処理
(iii) 平均化
＜前処理Ａ＞
・前処理Ａ-(i)
図１８は、Ａ-(i)のｎ回スキャンの測定結果の一例を示す図である。ｎ回スキャンに先立ち、ｎ回スキャン部はシート材（ex、普通紙、トレーシングペーパー）に対するセンサキャリブレーションを行う。ｎ回スキャン部は、受光素子が検出し最終的にＡ／Ｄ変換回路５２３が変換した反射光の出力電圧が、ある一定値になるようにＣＰＵ３０１に要求する。ＣＰＵ３０１は、出力電圧がある範囲に入るようにフィードバック制御する。例えば、出力電圧が４．４〔Ｖ〕より大きければ発光制御手段５１１の発光量を低減し、出力電圧が４．０〔Ｖ〕未満であれば発光制御手段５１１の発光量を増大する。図１８（ａ）（ｂ）に示すように、センサキャリブレーションにより、出力電圧は４．０〜４．４〔Ｖ〕の範囲に入るようになる。なお、目標値を４．０〜４．４Ｖに設定したＰＩ制御やＰＩＤ制御によりセンサキャリブレーションしてもよい。

この出力電圧は、上記のVsg2（テストパターンが形成されていない領域の出力電圧）である。ｎ回スキャン部は図１８（ａ）（ｂ）のような出力電圧データをｎ個取得する。

・前処理Ａ-(ii)
図１９はＡ-(ii)の同期処理を説明する図の一例である。平均化部はｎ回スキャン部が取得したｎ個の出力電圧データの平均を算出する。出力電圧データはスポット光がシート材１５０以外を走査しても検出されるが、必要なのはシート材１５０から得られた出力電圧のみである。このため、同期化部は、ｎ個の出力電圧データの始まりをシート材１５０の紙端に揃える。

ｎ回の出力電圧データを紙端から始めるため、同期化部は出力電圧データが閾値を最初に越えたところを、シート材１５０の紙端として検出する。平均化されるための出力電圧データは、閾値を超えた以降のデータである（閾値を超えた出力電圧データを先頭１個目のデータとして扱う）。閾値はセンサキャリブレーションの目標値を４．０〔Ｖ〕とした場合、それよりもやや小さい３．５〜３．９〔Ｖ〕程度である。

このような同期方法の他、エンコーダセンサ４２が検出した主走査方向の位置情報に出力電圧データを対応づけて記憶しておき、位置情報を一致させてｎ個の出力電圧データの同期を取ってもよい。

・前処理Ａ-(iii)
次に、ｎ個の出力電圧データはシート材１５０の紙端を走査方向の基準位置（位置がゼロ）として、位置毎にｎ個の出力電圧データを有する。この位置は、エンコーダセンサが検出するキャリッジ５の位置であるが、スポット光の重心位置と１対１に対応するので、以下、スポット光の重心位置として説明する。すなわち、平均化部は重心位置毎にｎ個の出力電圧データの平均を算出する。

・前処理Ａ-(iv)
図２０は、フィルタ処理を説明する図の一例である。フィルタ処理部は、平均化部が平均した重心位置毎の出力電圧データの平均値をフィルタ処理する。具体的には、着目している出力電圧データの前後ｍ個（着目しているデータを含めｍ個とする）のデータを抽出して、平均を算出する。これにより、測定ノイズが低減され、同期処理で同期しきれなかった出力電圧データのズレを低減することができる。

図２０では、実線の波形がフィルタ処理前の出力電圧データであり、点線の波形がフィルタ処理後の出力電圧データである。フィルタ処理前の出力電圧データはＡ／Ｄ変換回路５２３の分解能の影響を受け階段状の変動を示すが、フィルタ処理によりなだらかになることがわかる。

＜前処理Ｂ＞
・前処理Ｂ-(i)
図２１は、Ｂ-(i)のｎ回スキャンを説明する図の一例である。図２１では、Ａ-(i)のn回スキャンが行われたシート材１５０にテストパターンが形成されている。図２１（ｂ）はテストパターンが形成されたシート材１５０からの反射光を受光素子が受光した際の出力電圧データの波形を示す。ｎ回スキャン部はこのようなデータをｎ回取得する。
・前処理Ｂ-(ii)
図２２はＢ-(ii)の同期処理を説明する図の一例である。上段は同期前の出力電圧データを、下段は同期後の出力電圧データをそれぞれ模式的に示す。テストデータの形成前と異なりテストデータの形成後は、ｎ回の出力電圧データの極大値同士、及び、極小値同士を一致させることで、エッジ位置を揃えることができる。図２１のような波形データの極大値同士、及び、極小値同士を一致させる（完全に一致させることは困難であるが）には、いくつか方法がある。

比較的簡単な方法は、Ａ−(ii)と同様に、ｎ個の出力電圧データの始まりをシート材１５０の紙端に揃えることである。テストパターンが紙端に対し同じ位置に形成されていれば、複数の出力電圧データの極大値及び極小値も同じ位置に揃えることができる。

またＡ−(ii)と同様に、エンコーダセンサ４２が検出した主走査方向の位置情報に出力電圧データを対応づけて記憶しておき、位置情報を一致させてｎ個の出力電圧データの同期を取ってもよい。

・前処理Ｂ−(iii)
平均化部は同期化したｎ個の出力電圧データの平均を算出する。ｎ個の出力電圧データは、位置毎にｎ個の出力電圧データが存在するので、平均化部は重心位置毎にｎ個の出力電圧データの平均を算出する。

＜信号補正処理＞
信号補正の前に同期処理部６１３が同期処理を行う。同期処理部６１３は、Ａ-(i)〜(iv)の前処理が施されたテストパターン印字前の出力電圧データと、Ｂ-(i)〜(iii)の前処理が施されたテストパターン印字後の出力電圧データの紙端を揃える。

揃え方はＡ-(ii)と同様に、閾値を最初に越えた出力電圧データを先頭１個目のデータとすることで行う。以下、説明のため、テストパターン印字前の出力電圧データを白紙測定データVsg2、テストパターン印字後の出力電圧データをパターン測定データVsg1という。

以下、信号補正処理について説明する。

（2-1）非シート反射除外処理
非シート反射除外処理は、出力電圧Vsgからシート以外の反射分を低減する処理を行う。具体的には、VsgからVpminを減じる。これにより、シート材１５０以外に起因する出力電圧を排除することができる。

図２３は、VsgとVpminを説明する図の一例である。測定対象に関係なく測定される一定の反射光を非シート反射と呼ぶことにする。非シート反射には、空中からの散乱光、プラテン４０からの反射光などが含まれる。このためテストパターンの形成後において、出力電圧の極小値はインクにより吸収されない非シート反射によるものとみなせるので、本実施例ではパターン読み取り時の最低電圧Vpminを非シート反射による出力電圧とする。描画密度の変更により、Vpminはインク色が異なってもほぼ同じにすることができる。

したがって、パターン測定データVsg1及び白紙測定データVsg2からそれぞれVpminを減じれば、インクから反射する以外の出力電圧を除外できる。これにより、受光素子がテストパターンを読み取った際の波形出力の極小値のばらつきを低減するので、変曲点の位置もスレッシュ領域の中央付近に集めやすくなる。

このため、パターン非依存分除外処理部６１４は、パターン測定データを順番に検索して極小値を全て取り出す。具体的には、例えば、紙端内でパターン測定データがある閾値未満になると、より小さいデータが検出される毎に置き換えていき、最後のデータを所定値以上上回るデータが得られたら、最後に記憶したデータをVpminとする。これを図の極小値毎に繰り返す。なお、必ずしも最も小さい極小値としなくてもよく、例えば、全ての極小値の平均、中央値、最も大きい極小値をVpminとすることもできる。また、実験的にインク色ごとの各色テストパターン６１８を定めた際にVpminも定めておくことができる。ただし、Vpminは必ずVsg1及びVsg2よりも小さな値になる。

パターン非依存分除外処理部６１４は、以下を算出する。
ｘ´＝Vsg1−Vpmin
ｙ´＝Vsg2−Vpmin
図２４（ａ）はパターン測定データの出力波形の一例を、図２４（ｂ）はパターン測定データからVpminを減じた出力波形の一例を、それぞれ示す。図２４（ａ）と（ｂ）を比較すると分かるように、非シート反射除外処理により約１〔V〕ほど全体的にパターン測定データが小さくなっていることが分かる。

図２４（ｃ）は白紙測定データの出力波形の一例を、図２４（ｄ）は白紙測定データからVpminを減じた出力波形の一例を、それぞれ示す。図２４（ｃ）と（ｄ）を比較すると分かるように、非シート反射除外処理により約１〔V〕ほど全体的に白紙測定データが小さくなっていることが分かる。

（2-2）振幅補正処理
同期処理によりｘ´とｙ´は同じ走査位置の出力電圧データになるので、スポット光が、テストパターンがない場所を走査するとｘ´とｙ´が等しくなり、テストパターンがある場所を走査するとｘ´が略ゼロとなる。これは、ｘ´が、ある位置においてｙ´を基準（最大）としてテストパターンにより吸収しきれずに検出された反射光による出力電圧であることを意味する。すなわち、シート材の透過率などがもたらす変動が位置毎に異なっても、変動が出力電圧を大きくする位置（ｙ´が大きい位置）ではｘ´も大きくなり、変動が出力電圧を小さくする位置（ｙ´が小さい位置）ではｘ´も小さくなる。

このことは、換言すると、ｘ´に含まれる位置に起因する変動は、「ｘ´／ｙ´」という比例補正により適切に補正可能であることを示す。

図２５は、ｘ´とｙ´から得られる出力電圧ｚを模式的に説明する図の一例である。図２５（ａ）ではｘ´とｙ´を１つに重ねて表示しており、図２５（ｂ）では出力電圧ｚと固定値を表示している。ｘ´/ｙ´は、ある位置の変動を含んだｘ´がｙ´を基準にした場合にどのくらいの比率で含まれるかを表すので、振幅として適切な固定値を定めておけば、「固定値×ｘ´／ｙ´」により振幅が一定の出力電圧データを取得することができる。この出力電圧をｚとすると、以上から、振幅補正処理後の出力電圧ｚは、
z＝固定値×（ｘ´／ｙ´）
で表すことができる。

出力電圧ｚは、シート材の位置により生じる変動が除去され、テストパターン部で極小に白地で極大になる振幅が一定の出力電圧となる。

以上の考え方に基づき、振幅補正処理部６１５は、「固定値×（ｘ´／ｙ´）」の演算を行う。ｘ´とｙ´はすでに求められており、固定値はセンサキャリブレーションにより得られた出力電圧の最大値（例えば４〔V〕）からVpminを減じた値である（Vpminを減じるのはｘ´とｙ´もVpminが減じられているため）。

以上から、振幅補正処理部６１５は図２５（ｂ）のような振幅が一定の出力電圧ｚを得ることができる。この後、吐出タイミング補正部６１６は出力電圧ｚから上述したように交点Ｃ１、Ｃ２をエッジ位置に決定する。非シート反射除外処理と振幅補正処理により、スレッシュ領域の中央付近に変曲点を集中させることができる。

なお、固定値は、極大値と相関するVsg2の平均値や中央値からVpminを減じた値でもよい。また、固定値がいくつでも出力電圧の振幅は一定になるので、スレッシュ領域を調整することを前提に変更することができる。

〔動作手順〕
図２６は、補正処理実行部５２６が信号補正する手順の一例を示すフローチャート図である。

まず、ＣＰＵ３０１が、着弾位置ずれ補正を開始するよう主制御部３１０に指示する。この指示により、主制御部３１０は副走査駆動部３１４を介して副走査モータ１３２を駆動しシート材１５０を記録ヘッド２１の真下まで搬送させる（Ｓ１）。

次に、主制御部３１０は主走査駆動部３１３を介して主走査モータ８を駆動して、キャリッジ５をシート材１５０上に移動し、シート材１５０上の特定の箇所にて発光素子と受光素子のキャリブレーションを実施する（Ｓ２）。本実施例ではこのステップＳ２で得られるキャリブレーション情報によって、信号補正処理が必要な紙種か否かを判定する。詳細は後述する。

次に、印字前前処理部６１１のｎ回スキャン部は、キャリッジ５をホームポジションまで移動し、テストパターン形成前のｎ回スキャンを行い、ｎ個の出力電圧データを共有メモリ５２５に記憶する（Ｓ３ａ）。

図２７（ａ）はＳ３の処理を説明するフローチャート図の一例である。まず、ＣＰＵ３０１が発光素子を点灯させる（Ｓ３１）。

次に、光電変換回路５２１等が出力電圧データの取り込みを開始する（Ｓ３２）。取り込みを開始したら、主走査駆動部３１３は主走査モータ８によりキャリッジ５を移動させていく（Ｓ３３）。つまり、キャリッジ５が移動しながら、光電変換回路５２１等が出力電圧データを取り込む。データのサンプリングは例えばは２０ｋＨｚ（50μs間隔）である。

キャリッジ５が画像形成装置の端部に到達すると、光電変換回路５２１等は出力電圧データの取り込みを終了する（Ｓ３４）。主制御部３１０は一連の出力電圧データを共有メモリ５２５に蓄積する。主制御部３１０はキャリッジ５をホームポジションで停止させる（Ｓ３５）。

図２６に戻り、ＣＰＵ３０１は所定の回数、出力電圧データの読み取りをｎ回完了したか否か確認し、完了している場合は次のＳ５の処理に進み、完了していない場合はＳ３の出力電圧データの読み取り処理を再度行う（Ｓ４）。

次に、印字前前処理部６１１は共有メモリ５２５に蓄積された所定の回数読み取ったテストパターン形成前の出力電圧データを読み出して前処理を実行し、そのデータをＲＡＭ３０３に保存する（Ｓ５）。Ｓ５の前処理の内容は図２７（ｂ）に示されるがすでに説明したので省略する。

次に、主制御部３１０は、シート材１５０の副走査位置はそのままで紙送りせずに、主走査駆動部３１３が主走査モータ８を介してキャリッジ５を移動させると共に、ヘッド駆動制御部３１２が各色テストパターン６１８を用いて記録ヘッド２１〜２４を駆動して着弾位置ずれ調整用のテストパターンを形成する（Ｓ６）。

次に、印字後前処理部６１２のｎ回スキャン部は、キャリッジ５をホームポジションまで移動し、テストパターン形成後のｎ回スキャンを行い、ｎ個の出力電圧データを共有メモリ５２５に記憶する（Ｓ３ｂ）。

ＣＰＵ３０１は所定の回数、出力電圧データの読み取りをｎ回完了したか否か確認し、完了している場合は次のＳ８の処理に進み、完了していない場合はＳ３のパターンデータ読み取り処理を再度行う（Ｓ７）。

次に、印字後前処理部６１２は共有メモリ５２５に蓄積された所定の回数読み取った出力電圧データを読み出して前処理を実施し、そのデータをＲＡＭ３０３に保存する（Ｓ８）。Ｓ８の前処理の内容は図２７（ｃ）に示されるがすでに説明したので省略する。

次に、同期処理部６１３は前処理が施された白紙測定データとパターン測定データをＲＡＭ３０３より読み出して、同期化処理によって位置あわせを行う（Ｓ９）。

次に、パターン非依存分除外処理部６１４は、パターン測定データの極小値からVpminを求め、白紙測定データとパターン測定データからそれぞれVpminを減算する（Ｓ１０）。

次に、振幅補正処理部６１５は、式「z＝固定値×（ｘ´／ｙ´）」を用いて振幅補正処理を行い出力電圧ｚを生成する（Ｓ１１）。これにより、変曲点がスレッシュ領域内に揃った出力電圧データが得られた。

吐出タイミング補正部６１６は、出力電圧ｚによりエッジ位置（ラインセンター）を検出し、液滴の着弾位置ずれを補正する（Ｓ１２）。すなわち、吐出タイミング補正部６１６は各ライン間の距離を適正距離と比較して着弾位置ずれ量を算出し、着弾位置ずれがなくなるように液滴吐出タイミングの補正量を算出し、ヘッド駆動制御部３１２に設定する。

〔センサのキャリブレーションと信号補正処理の有無の判定〕
図２８は、図２６のステップＳ２において実行されるキャリブレーション処理の手順を示すフローチャート図の一例である。キャリブレーション部６２０はキャリッジ５を移動させて（Ｓ１１０）、シート材上に移動し記録媒体上の特定の箇所にて、キャリッジ５に搭載されている印字位置ずれセンサ３０で受光素子４０３，４０６をキャリブレーションする（Ｓ１２０）。キャリブレーションとは、フォトトランジスタ（Ptr）で検知する無地（白紙）表面の電位（つまりセンサ出力値）が、目標値4V±0.2Vの出力電圧範囲内になるようＬＥＤ等のセンサ光源の光量を調整しＰＷＭ値を決定することである。ＰＷＭ値はデューティを指示するものであるが、周期や周波数を指示してもよい。なお、受光素子４０３が拡散反射光を、受光素子４０６が正反射光を受光するとする。

ここで特定の箇所とは、紙上の定点の1箇所でも、シート材と印字位置ずれセンサ３０が相対移動して取得できる複数箇所でもよい。複数箇所の場合は、その平均値を元に光量を調整する。なお、Ａ４幅の中心に近い所定の位置を特定の箇所に設定することで、さまざまな形状のシート材に対応したＰＷＭ値を得ることができる。

目標値の調整は、例えばＰＩ制御を用いるなどしてＰＷＭの最適値（以下、ＰＷＭ最適値という）を目指す（Ｓ１３０）。キャリブレーション部６２０は求められたＰＷＭ最適値で発光素子４０２（ＬＥＤ）を発光させ、受光素子４０３で反射光を受光する。ここでは受光する反射光を拡散反射光とする。この拡散反射光の出力電圧が目標値4V±0.2Vに収束しない場合は、目標値との差を低減するように再び最適値を目指す（フィードバック制御する）。

キャリブレーション部６２０は、これを繰り返す「ループ動作」をすることにより、目標値へ収束させる（Ｓ１４０〜Ｓ１６０）。このようにして各紙種において出力が4V±0.2Vになるように調整する。すなわち、再調整回数が１０回を超えるまで最適値を目指すようにＰＷＭ値を調整する。

しかし、このループ動作を繰り返しても収束しない場合がある。それは普通紙や再生紙、光沢紙などと表面性が大きく異なる、トレーシングペーパーやマットフィルム紙、OHPシートを用いてキャリブレーションする場合などである。これらの紙種は拡散反射光量が大きく低下する。その理由としてトレーシングペーパーやマットフィルム紙は透過率が高いため、またＯＨＰシートは鏡面反射率（正反射率）が高い（拡散しない）ためである。

よってこれらの紙種でも拡散反射光で目標値に調整できるように以下のように処理する。ループを10回繰り返した場合（Ｓ１４０のＹｅｓ）、キャリブレーション部６２０はＰＷＭ値が飽和したか否かを判定する（Ｓ１７０）。飽和とは一定値に達してそれ以上大きくならないことをいう。ＰＷＭ値が飽和していることは、拡散反射光量が大きく低下していることを表す。

飽和している場合（Ｓ１７０のＮｏ）、光電変換回路５２１の出力の倍率（感度）を上げる「倍率上昇動作」を行うことで、拡散反射光出力を増やすようにする。キャリブレーション部６２０はすでに倍率を上昇させたか否かを判定し（Ｓ１８０）、倍率を上昇させていない場合にだけ（Ｓ１８０のＮｏ）、「倍率上昇動作」を行う（Ｓ１９０）。「倍率上昇動作」を行うことによりトレーシングペーパーやマットフィルム紙などの透過率の高い記録媒体でも目標値4V±0.2Vの出力を得ることができるようになる（同じＰＷＭ値でも大きな出力電圧データが得られる）。

ステップＳ１７０でＰＷＭ値が飽和してない場合（Ｓ１７０のＹｅｓ）、キャリブレーション部６２０は拡散反射光で目標値4V±0.2Vの出力が得られたか否かを判定する（Ｓ２００）。

目標値4V±0.2Vの出力が得られた場合（Ｓ２００のＹｅｓ）、キャリブレーション部６２０は調整により得られたＰＷＭ値を保存して終了する（Ｓ２１０）。ステップＳ２１０では以下のキャリブレーション情報を例えば共有メモリ５２５に保存する。
(i)PWM設定値、(ii)倍率値、(iii)拡散反射センサの出力値、(iv)正反射センサの出力値
しかしOHPシートなどの鏡面反射率の高い記録媒体の場合は、倍率上昇動作をしても拡散反射出力はほとんど増えない。このことに対応するため、ＰＷＭ最適値を目指すループ動作を10回繰り返し、Ｓ１９０で倍率上昇動作を実施してもPWM値が飽和せず、出力が4V±0.2Vにならない場合（Ｓ２００のＮｏ）、キャリブレーション部６２０はキャリブレーション対象が鏡面反射率の高い記録媒体と推定し、正反射光受光に切り替える「切替え動作」を実施する（Ｓ２３０）。つまり、再調整回数は１０回より大きいが３０回は超えないのでステップＳ２２０でＮｏと判定され、Ｓ１２０，１３０，１４０，１７０，１８０，を経由してＳ２３０の正反射光の受光への切り替えが行われる。

鏡面反射率が高いシート材であると推定されたが、受光素子４０６（正反射光）の出力値が所定値以下の場合には（Ｓ２４０のＮｏ）、ＬＥＤ（発光素子４０２）が故障していると見なし故障処理を行う（Ｓ２５０）。ただし、自動での位置ズレ調整はできないが、手動での位置ズレ調整モードも搭載している場合、ユーザが手動で位置ずれ調整可能なので、ログだけを記録する。

受光素子４０６（正反射光）の出力値が所定値より大きい場合には（Ｓ２４０のＹｅｓ）、シート材１５０が、鏡面反射率が高いOHPシートや一部のフィルムであると確定して、補正判断部６２１は液滴の位置ずれ調整を行わないと判断する。このためキャリブレーション失敗として終了する（Ｓ２６０）。ただし、鏡面反射の高い用紙でも位置ずれ調整が可能な場合もある。図２８では対応していないが、鏡面反射の高い用紙でも、所定値以上の出力が出ている場合には記録値を保存してもよい。

また、図２８では拡散反射光での調整を最初に行い、調整しきれない場合は正反射光に切り替えたが、この切替え順序は逆でもよく、まず正反射光で調整を最初に行い、拡散反射光に切り替える仕組みでもよい。以上のようにして、センサキャリブレーション動作を行うことができる。

補正判断部６２１は、各紙種によってキャリブレーションフローが異なることを利用して、信号補正処理の有無や吐出タイミングの補正の有無を判断する。

図２９はキャリブレーションの処理結果、紙種、及び、信号補正処理の有無等の関係を示す図の一例である。これから吐出タイミングの補正を行うシート材は以下の３つのいずれかに分類される。
(i)普通紙や再生紙、光沢紙など信号補正処理を必要としないシート材
(ii)トレーシングペーパーやマットフィルム紙など信号補正処理を必要とするシート材
(iii)ＯＨＰやフィルムのように 吐出タイミングの補正そのものが不要なシート材
図２８にて説明したように、キャリブレーション情報が保存された場合、拡散反射光で目標値4V±0.2Vに収束した場合である。補正判断部６２１は、この状態で倍率上昇動作が行われていなかった場合、信号補正処理は不要と判断する。このため、信号補正処理なしで吐出タイミングの補正処理が行われる（(i)の場合）。この場合、シート材は普通紙、再生紙又は光沢紙のいずれかであると判断することができる。吐出タイミング補正部６１６は共有メモリから直接、出力電圧データを読み出しラインセンタから求めた着弾位置ずれ量に基づき液滴吐出タイミングを補正する。

また、拡散反射光で目標値4V±0.2Vに収束したが、倍率上昇動作が行われていた場合は、補正判断部６２１は信号補正処理が必要であると判断する。このため、信号補正処理により吐出タイミングの補正処理が行われる（(ii)の場合）。この場合、シート材はトレーシングペーパーやマットフィルム紙と判断することができる。吐出タイミング補正部６１６は信号補正処理毎の出力電圧データにより求めたラインセンタから液滴吐出タイミングを補正する。

また、拡散反射光でPWMが飽和し、正反射光に切り替えた場合、補正判断部６２１は吐出タイミングの補正処理は行わないと判断する（(iii)の場合）。この場合、シート材は、OHPシートや一部のフィルムと判断することができる。

なお、正反射光で収束する場合、吐出タイミングの補正処理を行ってもよい。この場合、正反射光を用い、信号補正処理は行わず吐出タイミングの補正処理だけを行う。シート材の種類の判断だけでなく、種々の判断を行っても良い。

以上、説明したように、本実施例の画像形成装置は、センサ（受光素子）のキャリブレーション機能を流用して、信号補正処理の有無を設定することが可能となる。シート材の紙種を正しく確実に設定することができることにより、トレーシングペーパー等は信号補正処理により所望の調整精度を得ることができ、また普通紙等は信号補正処理を行わないのでダウンタイムを増大させずに吐出タイミングを補正することができる。また、ＯＨＰ等では吐出タイミングの補正処理を行わないので、目標値にキャリブレーションできないシート材に対し調整精度が低い吐出タイミングの補正処理を行うことも防止できる。

また、吐出タイミングの補正時には、パターン印字やパターンセンシング動作をするため、記録ヘッド２１〜２４が維持機構２６により保護されていない状態にある。よって、吐出タイミングの補正処理ではヘッドが乾燥しやすくなるが、吐出タイミングの補正処理の頻度を低減することで記録ヘッド２１〜２４を乾燥から保護する効果も得られる。

本実施例では、信号補正処理を画像形成装置でなく、サーバが行う画像形成システムについて説明する。

図３０は、画像形成装置１００とサーバ２００を有する画像形成システム５００を模式的に説明する図の一例である。図３０において図４と同一部には同一の符号を付しその説明は省略する。画像形成装置１００とサーバ２００がネットワーク２０１を介して接続されている。ネットワーク２０１は、社内のＬＡＮ、ＬＡＮ同士を接続したＷＡＮ，若しくは、インターネット、又は、これらを組み合わせたものである。

図３０のような画像形成システム５００では、画像形成装置１００がテストパターンの形成及び印字位置ずれセンサによるテストパターンの走査を行い、サーバ２００が液滴吐出タイミングの補正値を算出する。したがって、画像形成装置１００の処理負荷を低減でき、サーバ２００に液滴吐出タイミングの補正値の算出機能を集約できる。

図３１は、サーバ２００と画像形成装置１００のハードウェア構成図の一例を示す図である。サーバ２００は、それぞれバスで相互に接続されているＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、記憶媒体装着部５４、通信装置５５、入力装置５６、及び、記憶装置５７を有する。ＣＰＵ５１は、ＯＳ（Operating System）、及び、プログラム５７０を記憶装置５７から読み出して、ＲＡＭ５３を作業メモリにして実行する。このプログラム５７０は、実施例１と同様の処理を行う。

ＲＡＭ５３は必要なデータを一時保管する作業メモリ（主記憶メモリ）になり、ＲＯＭ５２にはＢＩＯＳや初期設定されたデータ、ブートストラップロータ等が記憶されている。記憶媒体装着部５４は、可搬型の記憶媒体３２０を装着するインタフェースである。

通信装置５５は、ＬＡＮカードやイーサネット（登録商標）カードと呼ばれ、ネットワーク２０１に接続して、画像形成装置１００の外部Ｉ／Ｆ３１１と通信する。なお、画像形成装置１００には、少なくともサーバ２００のＩＰアドレス又はドメイン名が登録されている。

入力装置５６は、キーボード、マウスなど、ユーザの様々な操作指示を受け付けるユーザインターフェイスである。タッチパネルや音声入力装置を入力装置とすることもできる。

記憶装置５７は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリなどの不揮発メモリを実体とし、ＯＳ、プログラム等を記憶している。プログラム５７０は、記憶媒体３２０に記録された状態又は不図示のサーバ２００からダウンロードされる態様で配布される。

図３２は、画像形成システム５００の機能ブロック図の一例である。画像形成装置１００の補正処理実行部５２６は、キャリブレーション部６２０と印字前後のｎ回スキャン部を有し、残りの機能はサーバ側が有する。サーバ側の機能を補正処理演算部６３０と称する。キャリブレーション部６２０は実施例１と同様に受光素子４０３，４０６のキャリブレーションを行いキャリブレーション情報を作成する。画像形成装置１００はキャリブレーション情報をサーバ２００に送信する。

補正処理演算部６３０は、補正判断部６２１、印字前の同期化部、平均化部、フィルタ処理部、印字後の同期化部、平均化部、同期処理部６１３、パターン非依存分除外処理部６１４、振幅補正処理部６１５、及び、吐出タイミング補正部６１６を有する。各ブロックの機能は実施例１と同様なので詳細は省略する。

画像形成システム５００では、まず、補正判断部６２１がキャリブレーション情報に基づき液滴吐出タイミングの補正処理を行うか否か、及び、信号補正処理を行うか否かを判断し、判断結果を画像形成装置に送信する。液滴吐出タイミングの補正処理を行和内場合、画像形成装置は処理を終了する。

信号補正処理を行わない場合、画像形成装置が出力検出データをサーバに送信し、サーバの吐出タイミング補正部６１６が吐出タイミングの補正値を算出する。なお、画像形成装置が補正判断部６２１及び吐出タイミング補正部６１６の少なくとも一方を有していてもよい。

信号補正処理を行う場合、画像形成装置側のｎ回スキャン部が印字前と印字後のｎ個のデータをサーバ２００に送信する。サーバ側の補正処理演算部６３０は振幅補正処理を行って、液滴吐出タイミングの補正値を算出する。サーバ２００は液滴吐出タイミングの補正値を画像形成装置１００に送信するので、ヘッド駆動制御部３１２は吐出タイミングを変更することができる。

図３３は、画像形成システム５００の動作手順を示すフローチャート図の一例である。図示するように図２６のＳ５，Ｓ８〜Ｓ１１をサーバ２００が行い、これら以外の印字前後のｎ回のスキャンに必要な処理を画像形成装置１００が行う。

Ｓ１，Ｓ２の処理は実施例１と同様である。画像形成装置はキャリブレーション情報をサーバに送信する（Ｓ２−１）。サーバはキャリブレーション情報により液滴吐出タイミングを補正するか否か、補正する場合は信号補正処理を行うか否かを判断する（Ｓ２−５）。サーバは判断結果を画像形成装置に送信する（Ｓ２−６）。

画像形成装置は判断結果を受信して（Ｓ２−２）、信号補正処理を行うか否かを判定する（Ｓ２−３）。信号補正処理を行わない場合、画像形成装置は出力電圧データをサーバに送信し（Ｓ２−４）、処理はＳ７−２に移行する。

信号補正処理を行う場合、Ｓ４以下の処理が実行される。画像形成装置１００は、ステップＳ４-１において印字前のｎ個のスキャン結果を送信する処理、Ｓ７-１において印字後のｎ個のスキャン結果を送信する処理、を新たに行う。また、画像形成装置１００は、Ｓ７-２において液滴吐出タイミングの補正値を受信する処理を新たに行う。

これに対し、サーバ２００は、Ｓ１０において信号補正処理を行い、Ｓ１１の後、Ｓ１２において、液滴吐出タイミングの補正値を画像形成装置１００に送信する処理を新たに行う。

このように、処理が行われる場所が変わるだけで、画像形成システム５００は、実施例１と同様に、シート材の特性から受ける影響を抑制して、液滴吐出タイミングを高精度に補正することができる。

１ ガイドロッド
２ 副ガイド
５ キャリッジ
７ 駆動プーリ
８ 主走査モータ
９ タイミングベルト
２１〜２４ 記録ヘッド
３０ 印字位置ずれセンサ
４１ エンコーダシート
４２ エンコーダセンサ
１００ 画像形成装置
３０１ ＣＰＵ
３１０ 主制御部
３１２ ヘッド駆動制御部
３１３ 主走査駆動部
３１４ 副走査駆動部
４０２ 発光素子
４０３ 受光素子
５２５ 共有メモリ
５２６ 補正処理実行部
６１１ 印字前前処理部
６１２ 印字後前処理部
６１３ 同期処理部
６１４ パターン非依存分除外処理部
６１５ 振幅補正処理部
６１６ 吐出タイミング補正部
６２０ キャリブレーション部
６２１ 補正判断部

特開２００８−２２９９１５号公報

Claims (9)

1. 記録媒体に液滴を吐出して形成したテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成装置であって、
   前記記録媒体に光を照射する発光手段及び前記記録媒体からの反射光を受光する受光手段を有する読み取り手段と、
   前記テストパターンが形成される前に、前記受光手段の出力が所定の範囲内に入るように前記受光手段の感度を調整する感度調整手段と、
   前記記録媒体又は前記読み取り手段を相対的に等速で移動させる相対移動手段と、
   前記テストパターンを形成した後に前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の検出データに位置決定処理を施して前記テストパターンの位置を検出する第１の補正手段と、
   前記テストパターンを形成した後に前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の検出データに現れる、前記テストパターンの間隔周期の振幅を略一定に揃えてから前記テストパターンに位置決定処理を施して前記テストパターンの位置を検出する第２の補正手段と、
   前記感度調整手段により調整された感度の調整結果に基づき、前記第1の補正手段又は前記第２の補正手段を選択する補正方法選択手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記調整結果は、前記記録媒体の光の反射強度情報を含み、
   前記補正方法選択手段は、反射強度が所定値以上の前記記録媒体の場合、前記第１の補正手段を選択し、反射強度が所定値未満の前記記録媒体の場合、前記第２の補正手段を選択する、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記調整結果は、前記受光手段の感度倍率情報を含み、
   前記補正方法選択手段は、感度倍率情報に応じて前記第1の補正手段又は前記第２の補正手段を選択する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記受光手段は、拡散反射光を受光する第１の受光手段と、正反射光を受光する第２の受光手段を有し、
   前記感度調整手段は、前記第１の受光手段により所定値以上の検出データが得られない場合に前記第２の受光手段に切り替えて検出データを取得し、
   前記調整結果に、前記第２の受光手段が受光した検出データが閾値より大きいという情報が含まれる場合、前記補正方法選択手段は、前記第1の補正手段又は前記第２の補正手段のいずれも選択せず、当該画像形成装置は液滴の吐出タイミングを調整しない、
   ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記調整結果に、前記第２の受光手段が受光した検出データが閾値以下であるという情報が含まれる場合、前記補正方法選択手段は、前記発光手段が故障していると判定する、
   ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記調整結果は、前記受光手段の感度倍率情報を含み、
   前記補正方法選択手段は、前記感度倍率情報に応じて前記記録媒体の種類を推定し、
   前記第２の受光手段が受光した検出データが閾値より大きいか否かに応じて、前記記録媒体の種類を推定する、ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
7. 前記第２の補正手段は、前記テストパターンが形成される前に、前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら、前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の第２の検出データを取得する第２の検出データ取得手段と、
   前記テストパターンが形成された後に、前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら、前記走査位置と略同じ走査位置の前記テストパターンを前記光が移動する際に前記受光手段が受光した前記反射光の第１の検出データを取得する第１の検出データ取得手段と、
   前記第１の検出データと前記第２の検出データのそれぞれから前記第１の検出データの極小値と同程度の値を減じる減算処理手段と、
   減算処理された前記第２の検出データに対する前記第１の検出データの割合を算出して、前記第１の検出データの極大値を略一定に揃える振幅補正手段と、
   を有することを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の画像形成装置。
8. 記録媒体に光を照射する発光手段及び前記記録媒体からの反射光を受光する受光手段を有する読み取り手段を有し、記録媒体に液滴を吐出して形成したテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成装置に、
   前記テストパターンが形成される前に、前記受光手段の出力が所定の範囲内に入るように前記受光手段の感度を調整する感度調整ステップと、
   前記記録媒体又は前記読み取り手段を相対的に等速で移動させる相対移動ステップと、
   前記感度調整ステップにより調整された感度の調整結果に基づき、第1の補正ステップ又は第２の補正ステップを選択する補正方法選択ステップと、
   前記補正方法選択ステップの選択結果に応じて、前記テストパターンを形成した後に前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の検出データに位置決定処理を施して前記テストパターンの位置を検出する前記第１の補正ステップ、又は、
   前記テストパターンを形成した後に前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の検出データに現れる、前記テストパターンの間隔周期の振幅を略一定に揃えてから前記テストパターンに位置決定処理を施して前記テストパターンの位置を検出する前記第２の補正ステップ、のいずれか、
   を実行させることを特徴とするプログラム。
9. 記録媒体に液滴を吐出して形成したテストパターンを読み取って、液滴の吐出タイミングを調整する画像形成システムであって、
   前記記録媒体に光を照射する発光手段及び前記記録媒体からの反射光を受光する受光手段を有する読み取り手段と、
   前記テストパターンが形成される前に、前記受光手段の出力が所定の範囲内に入るように前記受光手段の感度を調整する感度調整手段と、
   前記記録媒体又は前記読み取り手段を相対的に等速で移動させる相対移動手段と、
   前記テストパターンを形成した後に前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の検出データに位置決定処理を施して前記テストパターンの位置を検出する第１の補正手段と、
   前記テストパターンを形成した後に前記記録媒体に対し前記読み取り手段が相対移動しながら前記受光手段が前記光の走査位置から受光した前記反射光の検出データに現れる、前記テストパターンの間隔周期の振幅を略一定に揃えてから前記テストパターンに位置決定処理を施して前記テストパターンの位置を検出する第２の補正手段と、
   前記感度調整手段により調整された感度の調整結果に基づき、前記第1の補正手段又は前記第２の補正手段を選択する補正方法選択手段と、
   を有することを特徴とする画像形成システム。

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