JP6357854B2 - 携帯型画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定の進行方向に進行しながら記録媒体上に画像を形成する携帯型画像形成装置に関する。

近年、ノートパソコンの小型化、スマートデバイスの急激な普及により、プリンタにおいても小型化、携帯化への市場からの要求が非常に大きくなってきている。そして、既に携帯型プリンタ（モバイルプリンタ）として、持ち運び可能なものが市場に登場している。
しかしながら、現在普及している携帯型プリンタは通常のプリンタ（非携帯型のプリンタ）と同様の構造であり、指定された用紙のみでしか印刷が可能でなく、持ち運びするためには別途専用の用紙を用意する必要がある。

そこで、どのような記録媒体でも印刷が可能なフリーハンドタイプのモバイルプリンタが市場に投入され始めている。
これらは光学センサや加速度センサといった位置検知モジュール、プリンタヘッドを備え、ユーザがモバイルプリンタを動かすと記録媒体に対するプリンタ自身の位置を把握し（例えばマウスのように）、その情報に基づいて印刷を行う構成が知られている。

プリンタにおいて、画像の印刷位置はプリンタ内部にある位置情報検知モジュールを使用して把握している。これは、基準位置と現在プリンタヘッドのいる位置から、現在の位置にどの画像を印刷するかを判断するためである。据え置きタイプ（非携帯型）のインクジェットプリンタは主走査・副走査エンコーダを使用しプリンタヘッドの位置を把握しているが、据え置きタイプと同じ構造は取れないため、別方法で印刷画像の位置を把握する必要がある。このため、モバイルプリンタでは主走査・副走査エンコーダの代わりに上記したような光学センサや加速度センサを使用する方法が採られている。

ところで、従来のモバイルプリンタでは、位置情報を与えずプリンタ単独で位置情報を取得する場合、位置検知モジュールでそれ以前の位置との相対比較をして現在の位置を算出している。
図１はモバイルプリンタにおける位置情報の取得を説明するための概略図である。図１に示すように、記録媒体１上に画像を形成する領域２があり、この領域２にモバイルプリンタ２００が画像を形成する。このとき、例えば図１に示す基準位置３を基準とし、現在のモバイルプリンタ２００の位置と相対比較をすることで現在位置を算出している。
しかしながら、位置情報を取得する際には複数の要因から発生する位置誤差が含まれ、一度の更新（位置の補正）での誤差は小さくても何度も更新を繰り返すと誤差が累積し、実際の位置との誤差が大きくなり、画像が伸びたり縮んだりする画像品質の劣化が発生するという問題があった。

そこで特許文献１（特表２０１１−５１５２４３号公報）には、モバイルプリンタの位置精度向上の目的で、予め絶対位置情報を示す赤外線で読み取り可能なタグが印刷された状態で、位置検出モジュールとして光学センサ２つとＩＲタグセンサ２つが搭載された構成が開示されている。この特許文献１に開示された構成においては、位置情報は光学センサでＸ・Ｙの位置情報（二次元位置情報）を算出する。そして、光学センサで算出した位置情報の誤差をＩＲタグセンサ２つの絶対位置を読み取りその離隔距離を比較することで誤差の修正を行う構成が開示されている。
しかしながら特許文献１に記載された構成では、所定の記録媒体のみしか使用できず、任意の記録媒体を使用して位置情報を与えずプリンタ単体で補正するとことができないという問題が生じる。

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、位置情報取得の際に蓄積する位置誤差を抑制し、携帯型画像形成装置自体で位置情報が精度良く算出でき、画像品質の劣化を防ぐことができる携帯型画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る携帯型画像形成装置は、所定の進行方向に進行しながら記録媒体上に画像を形成する携帯型画像形成装置であって、記録ヘッドを有し、前記記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記記録媒体上に形成された画像を検出する画像検出手段と、当該携帯型画像形成装置の位置を検知する位置検知手段と、前記所定の進行方向に進行するときの位置ずれの補正を行う補正手段と、を備え、前記記録ヘッドは、前記画像検出手段に対して前記所定の進行方向における進行方向先端側に、且つ、前記画像検出手段に対して前記所定の進行方向において距離Ｘ_０の間隔を設けて配置され、前記記録ヘッドが前記記録媒体上に画像パターンａを形成するとき、前記位置検知手段は位置情報ａを検知し、前記画像検出手段は、前記記録媒体上に形成された画像を定期的に読み取り、前記画像パターンａと一致するか否かの判定を行い、当該判定で前記画像パターンａと一致した場合、前記位置検知手段は、前記画像検出手段が前記画像パターンａを検出したときの位置情報ｂを検知し、前記補正手段は、前記位置情報ａおよび前記位置情報ｂから当該携帯型画像形成装置が前記画像パターンａを形成したときから前記画像検出手段が前記画像パターンａを検出したときまでに進んだ距離Ｘ_１を計算し、前記距離Ｘ_０との差分（Ｘ_１−Ｘ_０）を補正値として位置ずれの補正に用いることを特徴とする。

本発明によれば、位置情報取得の際に蓄積する位置誤差を抑制し、携帯型画像形成装置自体で位置情報が精度良く算出でき、画像品質の劣化を防ぐことができる携帯型画像形成装置を提供することができる。

モバイルプリンタにおける位置情報の取得を説明するための概略図である。 本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおける機能ブロック図である。 本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおけるプリンタ底面部の構成を示す底面図である。 本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおける位置情報の補正処理方法について説明する図である。 本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおける位置情報の補正処理の制御フローを示す図である。 本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおける位置情報の補正処理での誤認識回避を説明するための図である。 本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおける光学センサ２０１の読み取り誤差に対する補正方法について説明する図である。 本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおけるプリンタ底面部の変形例の構成を示す底面図である。 本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおける位置情報の補正処理の変形例の制御フローを示す図である。

本発明に係る携帯型画像形成装置は、所定の進行方向に進行しながら記録媒体上に画像を形成する携帯型画像形成装置であって、記録ヘッドを有し、前記記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記記録媒体上に形成された画像を検出する画像検出手段と、当該携帯型画像形成装置の位置を検知する位置検知手段と、前記所定の進行方向に進行するときの位置ずれの補正を行う補正手段と、を備え、前記記録ヘッドは、前記画像検出手段に対して前記所定の進行方向における進行方向先端側に、且つ、前記画像検出手段に対して前記所定の進行方向において距離Ｘ_０の間隔を設けて配置され、前記記録ヘッドが前記記録媒体上に画像パターンａを形成するとき、前記位置検知手段は位置情報ａを検知し、前記画像検出手段は、前記記録媒体上に形成された画像を定期的に読み取り、前記画像パターンａと一致するか否かの判定を行い、当該判定で前記画像パターンａと一致した場合、前記位置検知手段は、前記画像検出手段が前記画像パターンａを検出したときの位置情報ｂを検知し、前記補正手段は、前記位置情報ａおよび前記位置情報ｂから当該携帯型画像形成装置が前記画像パターンａを形成したときから前記画像検出手段が前記画像パターンａを検出したときまでに進んだ距離Ｘ_１を計算し、前記距離Ｘ_０との差分（Ｘ_１−Ｘ_０）を補正値として位置ずれの補正に用いることを特徴とする。
すなわち本発明では、モバイルプリンタ２００に搭載されているプリンタヘッド部２０２と光学センサ２０１との距離Ｘ_０を予め記憶しておき、あるタイミングでプリンタヘッド部２０２から画像を印刷し、そのときの画像パターンと位置情報を記憶しておく。そして、これをトリガにして光学センサ２０１で画像を定期的にスキャンして取り込む。そして、その画像が記憶した画像パターンと一致したときに、そのときの位置情報とトリガとなった画像を印刷した際に取得した位置情報との差分から距離Ｘ_１を算出し、それを予め記憶している距離Ｘ_０と比較して補正を行う。

次に、本発明に係る携帯型画像形成装置についてさらに詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

≪モバイルプリンタの機能ブロック図≫
図２は本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおける機能ブロック図である。
本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタ２００のその大きさ及び重量は携帯性を損なわないことを要し、特に手ごろなものとして持ち運びができ片手で操作できる程度の大きさ及び重量であることが好ましい。
なお、モバイルプリンタ２００の使用時における長手方向の長さは、一般的に用いられる記録媒体のサイズ程度の長さであると、所定の進行方向へ一回のみ操作（走査）することで一般的に用いられる記録媒体の画像形成が行われるため好ましい。例えば、モバイルプリンタ２００がＡ４の短手方向の長さを有し、Ａ４の長手方向の長さ分（１回だけ連続で）移動しながら画像形成することで、Ａ４サイズの面積の画像形成が可能である。
ただし、本発明は上述した態様に何ら限定されるものではなく、所定の進行方向へ複数回操作（走査）することで画像形成（並びに、読み取りによる位置情報の取得）が行われるものであってもよい。例えば、一行ずつ画像形成できるものであって、所望の行数分だけ操作（走査）することで所望の画像を得るものとすることができる。

モバイルプリンタ２００は、コントローラ／エンジン機能部１００と、電源１１０と、位置検知手段である位置検知センサ２０４と、画像検出手段である光学センサ２０１と、記録ヘッドであるプリンタヘッド部２０２とを備える。
コントローラ／エンジン機能部１００はモバイルプリンタ２００全体の制御を行う。
電源１１０はモバイルプリンタ２００全体の電力供給を行うものであり、電池等の交換可能なもの、あるいは外部電源に接続可能で該外部電源により充電可能なものであることが好ましい。
位置検知センサ２０４はモバイルプリンタ２００の位置を検知し、光学センサ２０１は位置検知センサ２０４で取得した位置情報の補正制御時に使用するものである。

プリンタヘッド部２０２は記録媒体に画像を形成するためのものであり、本実施の形態ではインクジェットヘッドを用いているが、本発明はこれに限られるものではなく、携帯型画像形成装置に搭載可能な大きさ・重量のプリンタヘッドであれば画像形成方式に制限はない。ただし、プリンタヘッド部２０２は大きさ及び重量の観点からインクジェットヘッドを用いることが好ましい。

コントローラ／エンジン機能部１００は、ＣＰＵ１０１、不揮発性メモリ１０２、画像処理モジュール１０３、位置検知モジュール１０４、光学センサ検知モジュール１０５、ヘッド制御部１０６、ヘッド駆動部１０７、インターフェイス部１０８を有する。

ＣＰＵ１０１はプログラム処理を実行するものであって、不揮発性メモリ１０２のデータを読み取り可能であり、また所望のデータを該不揮発性メモリ１０２に書き込むことが可能である。
不揮発性メモリ１０２はプログラムや制御や補正用のパラメータやデータといった情報を記憶する。

また、画像処理モジュール１０３は、パーソナルコンピュータやスマートフォンなどの外部からインターフェイス部１０８を通じて送られてくる画像データを圧縮・伸長処理したり、画像書き込みに使用する書き込みデータを生成したりする。また、モバイルプリンタ２００自身の傾き情報や位置情報に追従させて画像の回転制御を行う機能を有していてもよい。画像処理モジュール１０３で画像処理された画像データは必要に応じてＣＰＵ１０１を介して図示しないＲＡＭやＲＯＭといった記憶部に一時的に格納する。

位置検知モジュール１０４は、位置検知センサ２０４によって送られてくるモバイルプリンタ２００の現在位置の情報信号をＸ、Ｙ座標系、極座標系といった二次元の位置情報に変換することが可能である。位置検知モジュール１０４は、使用する位置検知センサ２０４によって処理内容は異なる。使用する位置検知センサ２０４は、例えば加速度センサ、光学センサが挙げられる。

光学センサ検知モジュール１０５は、プリンタヘッド部２０２で形成された画像を光学センサ２０１によりスキャン（検出）された情報を基にスキャン画像の生成を行う。本発明では、主として位置検知モジュール１０４で検出した位置情報の補正を行うために使用するが、その他の目的で使用することも可能である。光学センサ２０１は、位置検知センサ２０４としても使用することは可能で、構成によっては位置検知センサ２０４と光学センサ２０１とを一つにする構成をとってもよい。

ヘッド制御部１０６はＣＰＵ１０１の命令によりモバイルプリンタ内のヘッド駆動部１０７の動作制御を行う。ヘッド制御部１０６、ヘッド駆動部１０７およびプリンタヘッド部２０２等によって画像形成手段が構成され、ヘッド制御部１０６がヘッド駆動部１０７を動作させ、プリンタヘッド部２０２から画像形成動作を行う。

インターフェイス部１０８は、パーソナルコンピュータやスマートフォンといった外部装置との通信が可能になる機構である。また、モバイルプリンタ２００にＵＩ（ユーザーインターフェイス）部を搭載する場合には、ＵＩ部との通信が可能である。通信を行う機構に関しては、有線通信、無線通信のどちらをとっても問題ない。

≪モバイルプリンタ底面部の構成≫
図３は、本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおけるプリンタ底面部の構成を示す底面図である。
モバイルプリンタ２００は、画像検出手段である光学センサ２０１、記録ヘッドであるプリンタヘッド部２０２、ホイール部２０３、位置検知手段である位置検知センサ２０４を有している。光学センサ２０１は位置補正用のセンサである。これは、図２の光学センサ検知モジュール１０５を使用して、光学センサ２０１からの信号を画像に変換する。位置検知センサ２０４は図２でも挙げたとおり、加速度センサや光学センサといったものが用いられる。またこれは、図２の位置検知モジュール１０４を使用して、センサからの信号を位置座標情報に変換する。光学センサ２０１を位置検知としても使用する場合（光学センサ２０１が位置検知センサの機能を兼ねる場合）は位置検知センサ２０４を設けなくてもよい。

また、ホイール部２０３は一方向（図３における右方向、所定の進行方向）のみにモバイルプリンタ２００の進行方向を制限している。これは、位置補正の制御方法上、進行方向から見て、プリンタヘッド部２０２が前方（進行方向前方）、光学センサ２０１が後方（進行方向後方）になる必要があるためである。このホイール部２０３に関しても、位置検知センサ２０４を使用して一方向（図３における右方向）以外には画像形成を行わないといった画像形成停止動作を取らせるといった別の方法で画像形成時の進行方向を一方向に制限させることができる場合は設けなくてもよい。

プリンタヘッド部２０２は画像を記録媒体に形成するモジュールである。これは、図２のヘッド駆動部１０７を使い駆動することが可能である。

光学センサ２０１とプリンタヘッド部２０２は、モバイルプリンタ２００内でなるべく距離を離した位置に設置することが好ましい。また、光学センサ２０１はプリンタヘッド部２０２が記録媒体に形成した画像をスキャンできる位置に配置する。すなわち、光学センサ２０１から見てモバイルプリンタ２００の進行方向上（進行方向前方、先端側）にプリンタヘッド部２０２が配置される。
このとき、光学センサ２０１の大きさは必ずしもプリンタヘッド部２０２が形成した全ての画像を取り込める大きさである必要はない。つまり、図３における上下方向の長さが、（プリンタヘッド部２０２）＞（光学センサ２０１）となる構成をとることも可能である。
また、光学センサ２０１の各センサの配列方向と、プリンタヘッド部２０２の吐出ヘッドの配列方向とが平行になるように配置を行う。

さらに、光学センサ２０１とプリンタヘッド部２０２との設置位置間隔（進行方向における間隔）である距離Ｘ_０を予め決めておき、その距離情報は不揮発性メモリ１０２に記憶しておく。またこのとき、組み付け誤差±ΔＸも合わせて記憶させておいてもよい。そして、この距離Ｘ_０の情報（あるいはＸ_０±ΔＸ）と光学センサ２０１及び位置検知センサ２０４を使用し、図２のＣＰＵ１０１、画像処理モジュール１０３から補正計算を行う。

≪補正処理（第１の実施形態における補正手段）≫
次に、図４を参照しながら所定の進行方向に進行するときの位置ずれの補正を行う補正処理内容について説明する。
図４は、本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおける位置情報の補正処理方法について説明する図である。
モバイルプリンタ２００は、プリンタヘッド部２０２、光学センサ２０１、位置検知センサ２０４を有する。なお、位置検知センサ２０４は光学センサ２０１を位置検知センサとしても使用する場合には設けなくてもよい。

記憶画像パターン３０３は、図４に示す（ａ）ｔ＝０の時にプリンタヘッド部２０２から吐出された画像パターン（側面図）である。比較画像パターン３０４は、それ以前（ｔ＜０）にプリンタヘッド部２０２から吐出された画像パターンである。位置補正の制御方法は以下に説明を記載する。

まず、図４に示す（ａ）ｔ＝０の時に、プリンタヘッド部２０２が画像パターンａである記憶画像パターン３０３を吐出している。このときにプリンタヘッド部２０２が吐出している記憶画像パターン３０３と、位置検知センサ２０４から取得したそのときのモバイルプリンタ２００の位置情報（位置情報ａ）とを、ＲＡＭやＲＯＭ等に記憶しておく。
モバイルプリンタ２００は記憶画像パターン３０３とそのときの位置情報を記憶したことを起点として、光学センサ２０１を使用し定期的に（一定時間毎に）画像を取得し、モバイルプリンタ２００が記憶した記憶画像パターン３０３と当該取得した画像（比較画像パターン３０４）とが同じかを比較判定する。

図４に示す（ｂ）ｔ＝ｔ_１の時は、取得される比較画像パターン３０４は、図４に示す（ａ）ｔ＝０の時に記憶した記憶画像パターン３０３と異なるので、無視して（同一判定をせずに）引き続き画像の取得を続ける。

次いで、図４に示す（ｃ）ｔ＝ｔ_２（＞ｔ_１）のときに、ｔ＝０の時に記憶した記憶画像パターン３０３と同じ画像パターン（記憶画像パターン３０３）が光学センサ２０１から取得される。同じ画像パターンが検出された場合、そのときの位置情報（位置情報ｂ）を位置検知センサ２０４から取得し、図４に示す（ａ）ｔ＝０の時に検出した位置情報（位置情報ａ）との差分から、図４に示す（ａ）〜（ｃ）の間（０〜ｔ_２の間）で動いた距離Ｘ_１を算出する。距離Ｘ_１と図３で説明した予めプリンタヘッド部２０２と光学センサ２０１との距離Ｘ_０との差（Ｘ_１−Ｘ_０）を取り、現在の位置情報からの差分（Ｘ_１−Ｘ_０）をｘの値から引き、補正を行う。この差（Ｘ_１−Ｘ_０）は、次の補正計算が完了するまで位置検知センサ２０４から獲得した位置情報への補正値として使用される。

また、組み付け誤差±ΔＸを考慮して補正を行う場合は、図４に示す（ａ）〜（ｃ）で動いた距離Ｘ_１（移動前の位置検知センサ２０４’の位置情報から現在の位置検知センサ２０４の位置情報との差）と予め記憶されている距離Ｘ_０＋ΔＸ、Ｘ_０−ΔＸを比較する。
そして、Ｘ_１＞Ｘ_０＋ΔＸ、もしくはＸ_１＜Ｘ_０−ΔＸの場合、組み付け誤差±ΔＸを含めた距離（Ｘ_０±ΔＸ）との差分（Ｘ_１−（Ｘ_０±ΔＸ））を補正値として用い、現在の位置情報からこの補正値を引くことで補正を行う。
一方Ｘ_０−ΔＸ≦Ｘ_１≦Ｘ_０＋ΔＸの場合、差分（Ｘ_１−Ｘ_０）を補正値として用い、現在の位置情報からこの補正値を引くことで補正を行う。
組み付け誤差ΔＸに関しては、組み付けの際に生じる誤差の最大値をΔＸ、最小値を−ΔＸとしてもよいし、組み付けの際に生じる誤差が正規分布的に発生するとみなしてその平均（正負それぞれについての平均値）を±ΔＸとしてもよい。

≪補正処理の制御フロー≫
図５は本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおける位置情報の補正処理の制御フローを示す図である。
まず、Ｓ５０１でプリンタヘッド部２０２から記録媒体１へインクが吐出され、画像が形成されたかどうかを判断する。ｎｏの場合は、プリンタヘッド部２０２から画像パターンが吐出されるまで繰り返し判定を行う。ｙｅｓになったら、Ｓ５０２で形成した画像パターンａとそのときの位置情報ａをＲＡＭやＲＯＭに記憶しておく。

画像パターンａ及び位置情報ａを記憶した後、Ｓ５０３で光学センサ２０１のスキャン動作を開始させる。そして、Ｓ５０４で記録媒体１上にある画像を取得し、Ｓ５０５で取得した画像パターンがＳ５０２で記憶した画像パターンａと一致するか判定を行う。ｎｏの場合は、Ｓ５０４に戻り再び画像の取得を行い、一致するまで続ける。ｙｅｓの場合、Ｓ５０６に進みそのときの位置情報ｂを取得する。

そして、Ｓ５０７においてＳ５０６で取得した位置情報ｂとＳ５０２で取得した位置情報ａとの差分をとり、距離Ｘ_１を算出する。ついで、Ｓ５０８において補正値（Ｘ_１−Ｘ_０）を算出する。さらに、Ｓ５０９においてＳ５０８で算出した補正値情報をメモリ内にある補正値パラメータ情報に更新を行い、終了する。

なお、Ｓ５０７とＳ５０８との間に［Ｘ_１＞Ｘ_０＋ΔＸ］または［Ｘ_１＜Ｘ_０−ΔＸ］の判定条件を追加し、前述したような組み付け誤差±ΔＸを考慮した補正値を算出してもよい。

≪誤認識回避方法≫
これまでに説明した補正処理に加え、目的の画像パターンを読み取る前に同様のパターンが読み取られた場合の誤認識回避処理を行ってもよい。
図６は本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおける位置情報の補正処理での誤認識回避を説明するための図である。

モバイルプリンタ２００は、プリンタヘッド部２０２、光学センサ２０１、位置検知センサ２０４で構成されている。
ここで、図６（ａ）ではプリンタヘッド部２０２から記憶画像パターン３０３が形成されるが、このとき既に記憶画像パターン３０３と同じ画像パターンである同一画像パターン３０５が形成されている場合に補正処理を行うときには、誤認識回避処理を行うことが好ましい。図６（ａ）に示す状態から図５に示す制御フローで処理した場合、図６（ｂ）に示すように、同一画像パターン３０５を読み取ったときに記憶画像パターン３０３と同じと判断され、補正値算出フローに入ってしまい、本来期待されない補正値が算出される。このような誤認識を防ぐために、以下のような誤認識回避のための制御を行うことが好ましい。

まず、記憶画像パターン３０３と同じ画像パターン（同一画像パターン３０５）が読み取られたら、通常の制御フローと同様に位置情報を取得して距離Ｘ_２を算出する。ついで、この距離Ｘ_２と予め記憶している距離Ｘ_０との差が閾値以上（所定の値以上）となれば無視し（同一判定をせずに）、このときの差分（Ｘ_２−Ｘ_０）については補正値としては採用せず、引き続き画像パターンの読み取りを続ける。
この誤認識回避の処理は、想定している距離Ｘ_０（あるいはＸ_０±ΔＸ）とかけ離れているものであれば、目的の画像パターンとは異なっていると判断するものである。本実施形態の補正処理では定期的に位置情報の補正を行っているため、位置情報はある程度の精度が出せており、距離Ｘ_２が大きく離れた値にはならないことから、この誤認識回避方法を取ることができ、補正処理における誤認識を防ぐことができる。

≪光学センサ２０１の読み取り誤差に対する補正≫
図７は、本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおける光学センサ２０１の読み取り誤差に対する補正方法について説明する図である。
画像パターンａである記憶画像パターン３００はプリンタヘッド部２０２から吐出し形成した画像パターンの一例（上面図）を示している。
一致読取画像パターン３０１は光学センサ２０１で読み取った画像パターンを示している。この場合は、光学センサ２０１で読み取った画像パターンと記憶画像パターン３００とは位置も形状（画像パターン）も完全に一致するので、そのときに検知した位置情報も読み取りタイミングによる誤差が発生しない。

一方、不一致読取画像パターン３０２は記憶画像パターン３００と形状（画像パターン）は一致するが、読み取りタイミングが図７における左方向に１画素分ずれている。従って、そのときに検知した位置情報も読み取りタイミングの誤差（ずれ）が含まれることになる。
そこで、記憶画像パターン３００と不一致読取画像パターン３０２との誤差が何画素分あるかを比較し、（ずれた画素数）×（光学センサ２０１の画素間隔）からずれ量（ずれた距離）を算出し、それを算出する距離Ｘ_１に対して補正することで、読み取りタイミング誤差を打ち消す。光学センサ２０１の画素間隔は光学センサ２０１の解像度より算出することが可能である。

≪モバイルプリンタ底面部の変形例（第２の実施形態）の構成≫
図８は、本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおけるプリンタ底面部の変形例（第２の実施形態）の構成を示す底面図である。
すなわち図８に示す第２の実施形態のモバイルプリンタ２００では、上述した一方向（図３における右方向）のみに進行可能な第１の実施形態と異なり、一方向およびその反対方向に進行可能に（図８における左右方向に進退可能に）構成されている。

従ってモバイルプリンタ２００は、光学センサ２０１ａ，２０１ｂ、プリンタヘッド部２０２、ホイール部２０３、位置検知センサ２０４が搭載されている。基本的な構成は図３に示す一方向のみに進行可能な構成と同一の構成であり、この図３に示す構成と図８に示す構成とで重複する部分については説明を省略する。

ホイール部２０３に関しては、Ｘ方向に対して制限はなく、往復自在に設けられている。また、位置検知センサ２０４を使用し、ｙ方向にある程度動いたら画像形成ができなくなるような制御を入れることでホイール部２０３は設けなくてもよい。
光学センサに関しては、光学センサ２０１ａ，２０１ｂの２つが設けられ、これらでプリンタヘッド部２０２を挟んだ構成である。すなわち、プリンタヘッド部２０２に対して１の進行方向側および該１の進行方向の反対方向側に光学センサ２０１ａ，２０１ｂがそれぞれ配置されている。なお、図３に示す構成と同様に、光学センサ２０１ａ，２０１ｂとプリンタヘッド部２０２とは平行に配置する。
また、光学センサ２０１ａ，２０１ｂそれぞれとプリンタヘッド部２０２との進行方向における距離Ｘａ（あるいは組み付け誤差±ΔＸａを加えた量）、距離Ｘｂ（あるいは組み付け誤差±ΔＸｂを加えた量）を予め決めておき、不揮発性メモリ１０２に記憶しておく。

補正処理方法はまず、位置検知センサ２０４から現在の進行方向を算出し、進行方向に合わせてプリンタヘッド部２０２の後に画像がその直下を通過する光学センサ（光学センサ２０１ａまたは光学センサ２０１ｂ）を選択する。その後は、一方向のみに進行可能な構成と同様であり、図４および図５に示すような処理方法と同様に行い、さらに必要に応じて図６に示すような誤認識回避、図７に示すような読み取り誤差に対する補正等を行う。
補正処理の制御フローの詳細については以下において詳述する。

≪補正処理（第２の実施形態における補正手段）≫
図９は、本発明に係る携帯型画像形成装置の一実施の形態であるモバイルプリンタにおける位置情報の補正処理の変形例（第２の実施形態）の制御フローを示す図である。
すなわち図９に示す第２の実施形態のモバイルプリンタ２００では、上述した一方向（図３における右方向）のみに進行可能な第１の実施形態と異なり、一方向およびその反対方向に進行可能に（図８における左右方向に進退可能に）構成されている。

まず、Ｓ９０１でモバイルプリンタ２００の進行方向がどちらであるかを判定する。
図８における右方向に進んでいる場合はＳ９０２に進み、その際の補正では左側の光学センサ２０１ａを使用するように設定する。
一方、図８における左方向に進んでいる場合はＳ９０３に進み、その際の補正では右側の光学センサ２０１ｂを使用するように設定する。
このように、モバイルプリンタ２００の進行方向に基づき、２つの光学センサ２０１ａ，２０１ｂうちいずれを使うかを切り替える。なお、後述するように距離Ｘａと距離Ｘｂのいずれを使うかについても同様に切り替える。

使用する光学センサの設定の後は、基本的な処理は図５と同じである。
Ｓ９０４でプリンタヘッド部２０２から記録媒体１へインクが吐出され、画像が形成されたかどうかを判断する。ｎｏの場合は、プリンタヘッド部２０２から画像パターンが吐出されるまで繰り返し判定を行う。ｙｅｓになったら、Ｓ９０５で形成した画像パターンａとそのときの位置情報ａをＲＡＭやＲＯＭに記憶しておく。

画像パターンａ及び位置情報ａを記憶した後、Ｓ９０６で光学センサ２０１ａまたは２０１ｂのスキャン動作を開始させる。そして、Ｓ９０７で記録媒体１上にある画像を取得し、Ｓ９０８で取得した画像パターンがＳ９０５で記憶した画像パターンａと一致するか判定を行う。ｎｏの場合は、Ｓ９０７に戻り再び画像の取得を行い、一致するまで続ける。ｙｅｓの場合、Ｓ９０９に進みそのときの位置情報ｂを取得する。

そして、Ｓ９１０においてＳ９０９で取得した位置情報ｂとＳ９０５で取得した位置情報ａの差分をとり、距離Ｘ_１を算出する。ついで、補正値の計算を行うが、その前にどちらの光学センサ（光学センサ２０１ａまたは２０１ｂ）とプリンタヘッド部２０２との間の距離を使うかをＳ９１１で判定する。図８における右に進んでいる場合は、Ｓ９１２に進み補正値（Ｘ_１−Ｘａ）を算出する。図８における左に進んでいる場合は、Ｓ９１３に進み補正値（Ｘ_１−Ｘｂ）を算出する。
さらに、Ｓ９１４においてＳ９１２、もしくはＳ９１３で算出した補正値情報をメモリ内にある補正値パラメータ情報に更新を行い、終了する。

なお、Ｓ９１１とＳ９１２の間に［Ｘ_１＞Ｘａ＋ΔＸａ］または［Ｘ_１＜Ｘａ−ΔＸａ］の判定条件、Ｓ９１１とＳ９１３の間に［Ｘ_１＞Ｘｂ＋ΔＸｂ］または［Ｘ_１＜Ｘｂ−ΔＸｂ］の判定条件を追加し、前述したような組み付け誤差±ΔＸａ、ΔＸｂを考慮した補正値を算出してもよい。
すなわち、Ｘ_１＞Ｘａ＋ΔＸａ、もしくはＸ_１＜Ｘａ−ΔＸａの場合、差分（Ｘ_１−（Ｘａ±ΔＸａ））を補正値とし、Ｘａ−ΔＸａ≦Ｘ_１≦Ｘａ＋ΔＸａの場合、差分（Ｘ_１−Ｘａ）を補正値として、位置ずれの補正に用いる。あるいは、Ｘ_１＞Ｘｂ＋ΔＸｂ、もしくはＸ_１＜Ｘｂ−ΔＸｂの場合、差分（Ｘ_１−（Ｘｂ±ΔＸｂ））を補正値とし、Ｘｂ−ΔＸｂ≦Ｘ_１≦Ｘｂ＋ΔＸｂの場合、差分（Ｘ_１−Ｘｂ）を補正値として、位置ずれの補正に用いる。

また、Ｓ９０１とＳ９１１の進行方向の判定は同一の判定であるため、例えばＳ９０１の判定結果を記憶しておいて再度利用可能とすること、あるいはＳ９０２からのフローとＳ９０３からのフローを分離し別フローとすることで、Ｓ９１１の判定を省略することができる。

以上説明した本発明に係る携帯型画像形成装置によれば、位置情報取得の際に蓄積する位置誤差を抑制し、位置情報が精度良く算出でき、画像品質の劣化を防ぐことができることがわかった。

１００ コントローラ／エンジン機能部
１０１ ＣＰＵ１０１
１０２ 不揮発性メモリ
１０３ 画像処理モジュール
１０４ 位置検知モジュール
１０５ 光学センサ検知モジュール
１０６ ヘッド制御部
１０７ ヘッド駆動部
１０８ インターフェイス部
１１０ 電源
２００ モバイルプリンタ
２０１ 光学センサ
２０１ａ 光学センサ（左側）
２０１ｂ 光学センサ（右側）
２０２ プリンタヘッド部
２０３ ホイール部
２０４ 位置検知センサ
２０４’ 位置検知センサ（移動前）
３００ 記憶画像パターン（上面図）
３０１ 一致画像パターン（上面図）
３０２ 不一致画像パターン（上面図）
３０３ 記憶画像パターン（側面図、ｔ＝０）
３０４ 比較画像パターン（側面図、ｔ＜０）
３０５ 同一画像パターン（側面図、ｔ＜０）

特表２０１１−５１５２４３号公報

Claims (10)

1. 所定の進行方向に進行しながら記録媒体上に画像を形成する携帯型画像形成装置であって、
   記録ヘッドを有し、前記記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
   前記記録媒体上に形成された画像を検出する画像検出手段と、
   当該携帯型画像形成装置の位置を検知する位置検知手段と、
   前記所定の進行方向に進行するときの位置ずれの補正を行う補正手段と、を備え、
   前記記録ヘッドは、前記画像検出手段に対して前記所定の進行方向における進行方向先端側に、且つ、前記画像検出手段に対して前記所定の進行方向において距離Ｘ_０の間隔を設けて配置され、
   前記記録ヘッドが前記記録媒体上に画像パターンａを形成するとき、前記位置検知手段は位置情報ａを検知し、
   前記画像検出手段は、前記記録媒体上に形成された画像を定期的に読み取り、前記画像パターンａと一致するか否かの判定を行い、
   当該判定で前記画像パターンａと一致した場合、前記位置検知手段は、前記画像検出手段が前記画像パターンａを検出したときの位置情報ｂを検知し、
   前記補正手段は、前記位置情報ａおよび前記位置情報ｂから当該携帯型画像形成装置が前記画像パターンａを形成したときから前記画像検出手段が前記画像パターンａを検出したときまでに進んだ距離Ｘ_１を計算し、前記距離Ｘ_０との差分（Ｘ_１−Ｘ_０）を補正値として位置ずれの補正に用いることを特徴とする携帯型画像形成装置。
2. 前記距離Ｘ_０は、組み付け誤差±ΔＸを有し、
   前記補正手段は、
   Ｘ_１＞Ｘ_０＋ΔＸ、もしくはＸ_１＜Ｘ_０−ΔＸの場合、差分（Ｘ_１−（Ｘ_０±ΔＸ））を補正値とし、
   Ｘ_０−ΔＸ≦Ｘ_１≦Ｘ_０＋ΔＸの場合、差分（Ｘ_１−Ｘ_０）を補正値として、位置ずれの補正に用いることを特徴とする請求項１に記載の携帯型画像形成装置。
3. 前記差分（Ｘ_１−Ｘ_０）が所定の値以上である場合、
   前記補正手段は、当該差分（Ｘ_１−Ｘ_０）を補正値として用いず、
   前記画像検出手段は、前記記録媒体上に形成された画像を定期的に読み取り、前記画像パターンａと一致するか否かの判定を続けることを特徴とする請求項１または２に記載の携帯型画像形成装置。
4. 前記補正手段は、前記画像検出手段が前記画像パターンａを検出したときに、読み取りタイミングによるずれが生じていた場合、当該読み取りタイミングによるずれを算出し、前記位置情報ｂに対して補正をして前記距離Ｘ_１を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の携帯型画像形成装置。
5. 前記画像検出手段と、前記位置検知手段とが、１のセンサからなり、当該１のセンサが画像の検出と位置の検知とを行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の携帯型画像形成装置。
6. 前記所定の進行方向は、１の方向と、該１の方向の反対方向とであり、
   前記画像検出手段は２つ設けられ、前記記録ヘッドに対して前記１の方向側および前記１の方向の反対方向側にそれぞれ配置されてなり、
   一方の画像検出手段は、前記所定の進行方向において前記記録ヘッドと距離Ｘａの間隔を設けて配置され、
   他方の画像検出手段は、前記所定の進行方向において前記記録ヘッドと距離Ｘｂの間隔を設けて配置されてい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携帯型画像形成装置。
7. 当該携帯型画像形成装置の進行方向に基づき、２つの前記画像検出手段のうちいずれを使うかを切り替えると共に、前記距離Ｘａおよび前記距離Ｘｂのいずれを使うかを切り替えることを特徴とする請求項６に記載の携帯型画像形成装置。
8. 前記距離Ｘａは、組み付け誤差±ΔＸａを有し、
   前記補正手段は、
   Ｘ_１＞Ｘａ＋ΔＸａ、もしくはＸ_１＜Ｘａ−ΔＸａの場合、差分（Ｘ_１−（Ｘａ±ΔＸａ））を補正値とし、
   Ｘａ−ΔＸａ≦Ｘ_１≦Ｘａ＋ΔＸａの場合、差分（Ｘ_１−Ｘａ）を補正値として、位置ずれの補正に用い、
   前記距離Ｘｂは、組み付け誤差±ΔＸｂを有し、
   前記補正手段は、
   Ｘ_１＞Ｘｂ＋ΔＸｂ、もしくはＸ_１＜Ｘｂ−ΔＸｂの場合、差分（Ｘ_１−（Ｘｂ±ΔＸｂ））を補正値とし、
   Ｘｂ−ΔＸｂ≦Ｘ_１≦Ｘｂ＋ΔＸｂの場合、差分（Ｘ_１−Ｘｂ）を補正値として、位置ずれの補正に用いることを特徴とする請求項６または７に記載の携帯型画像形成装置。
9. 前記距離Ｘ_０、前記距離Ｘａまたは前記距離Ｘｂは、組み付け誤差を有し、
   前記組み付け誤差は、組み付けの際に生じる誤差のうち最大値および最小値であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の携帯型画像形成装置。
10. 前記距離Ｘ_０、前記距離Ｘａまたは前記距離Ｘｂは、組み付け誤差を有し、
    前記組み付け誤差は、組み付けの際に生じる誤差を正規分布とみなしたときの正の値の平均値および負の値の平均値であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の携帯型画像形成装置。