JP2007230149A - 画像形成装置およびその制御方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 利用者への負担を抑制しつつ十分な精度のレジスト調整を可能とする技術を提供することができる。
【解決手段】 記録ヘッドを走査運動させることで記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、走査運動方向の記録位置ずれを検出するための位置ずれ検出用パターンを記録ヘッドの往走査運動時で記録される第１の部分パターンと復走査運動時に記録される第２の部分パターンとに分け、記録ヘッドの往復運動による第１、第２の部分パターンの何れか一方の記録タイミングを徐々にずらして位置ずれ検出用パターンを複数個形成するパターン形成手段と、パターン形成手段で形成された位置ずれ検出用パターン内の複数の異なる位置の光学濃度を測定し濃度のばらつき度を算出することを各位置ずれ検出用パターンについて実行する測定手段と、測定手段で得られた各位置ずれ検出用パターンの濃度のばらつき度に基づき記録ヘッドの往復走査運動時の記録タイミングの制御を行うタイミング制御手段とを備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、画像形成装置における画像形成位置の調整技術に関するものである。特に、インクジェットプリンタにおける異なるヘッド間における主走査方向のレジスト調整技術、または、往路記録／復路記録間のレジスト調整技術に関する。

従来のインクジェットプリンタにおける記録時の位置合わせ（以降、レジスト調整と呼ぶ）の技術として、例えば、エッジ検出法および濃度検出法がある。

エッジ検出法では、位置合わせを行う調整パターンとして複数の矩形のべた画像を用いる。調整パターンを互いに重ならないように記録した後、リニアエンコーダにより得られた位置を基準に光学センサで各調整パターンのエッジを検出して距離を算出する。解像度の高い光学センサを用いることにより、精度の高いエッジ検出を実現することが可能である。この技術を用いた製品としては、キヤノン社のＢＪ−Ｗ９０００などがある。

一方、濃度検出法では、相対的な位置関係が異なって重ね記録された複数の調整パターンを用いレジスト調整を行う。複数の調整パターンを形成した後、調整パターンの中で濃度が一番低いものを選択し記録タイミングを導出する。この技術は、前述したエッジ検出法と比較し、解像度の低い比較的安価な光学センサで実現できるという長所がある。また、調整パターンがグラフィックの実記録に近いためグラフィックに適したレジスト調整ができるという長所を備えている（特許文献１）。
特開平１０−３２９３８１号公報

ところで、一般的に調整パターンを検出する際、記録形成した部分の用紙の傾きや反射率の不均一性により検出信号は影響を受ける。そしてその影響により、レジスト調整精度の低下を引き起こす。ただし、従来はこのレジスト調整精度の低下は記録解像度に比較し小さいものであったため無視することが可能であった。

しかしながら、近年では記録解像度の向上の要求に伴ってインクの小液滴化が進み、上述のレジスト調整精度の低下による問題点が顕在化するに至っている。すなわち、レジスト調整精度の低下が記録解像度に比較し相対的に大きなものになった。なお、この問題点はエッジ検出法および濃度検出法何れについても当てはまることになる。

この問題点に対して、例えばエッジ検出法において、パターンを増設してエッジ検出のサンプル数を増やし平均化処理を施すことで精度低下の軽減は可能である。しかし、そのためには多くのテスト記録領域と記録時間を必要としてしまい、利用者に対しコスト的・時間的な負担を伴う。

一方、濃度検出法において、粗調整と微調整の２段階に調整工程を分け、微調整では、２つのプリント間の相対的な位置ずれに対する濃度変化の大きいパターンを用いる方法で精度低下の軽減は可能である。しかし、調整工程を分けることにより調整パターンが増加してしまう点、主滴に続くサテライトの着弾の影響により微調整パターンにおいて十分な濃度変化が得られにくい点が課題として残る。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ユーザへの不都合を抑制しつつ十分な精度のレジスト調整を可能とする技術を提供することに有る。

記録ヘッドを走査運動させることで記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、走査運動方向の記録位置ずれを検出するための位置ずれ検出用パターンを記録ヘッドの往走査運動時で記録される第１の部分パターンと復走査運動時に記録される第２の部分パターンとに分け、記録ヘッドの往復運動による第１、第２の部分パターンの何れか一方の記録タイミングを徐々にずらして位置ずれ検出用パターンを複数個形成するパターン形成手段と、パターン形成手段で形成された位置ずれ検出用パターン内の複数の異なる位置の光学濃度を測定し濃度のばらつき度を算出することを各位置ずれ検出用パターンについて実行する測定手段と、測定手段で得られた各位置ずれ検出用パターンの濃度のばらつき度に基づき記録ヘッドの往復走査運動時の記録タイミングの制御を行うタイミング制御手段とを備える。

第１の記録ヘッドおよび第２の記録ヘッドを走査運動させることで記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、走査運動方向の記録位置ずれを検出するための位置ずれ検出用パターンを第１記録ヘッドで記録される第１の部分パターンと第２記録ヘッドで記録される第２の部分パターンとに分け、第１、第２の記録ヘッドの走査運動時の第１、第２の部分パターンの何れか一方の記録タイミングを徐々にずらして位置ずれ検出用パターンを複数個形成するパターン形成手段と、パターン形成手段で形成された位置ずれ検出用パターン内の複数の異なる位置の光学濃度を測定し濃度のばらつき度を算出することを各位置ずれ検出用パターンについて実行する測定手段と、測定手段で得られた各位置ずれ検出用パターンの濃度のばらつき度に基づき第１、第２の記録ヘッドの走査運動時の記録タイミングの制御を行うタイミング制御手段とを備える。

記録ヘッドを走査運動させることで記録媒体上に画像を形成する画像形成装置の制御方法において、走査運動方向の記録位置ずれを検出するための位置ずれ検出用パターンを記録ヘッドの往走査運動時で記録される第１の部分パターンと復走査運動時に記録される第２の部分パターンとに分け、記録ヘッドの往復運動による第１、第２の部分パターンの何れか一方の記録タイミングを徐々にずらして位置ずれ検出用パターンを複数個形成するパターン形成工程と、パターン形成工程で形成された位置ずれ検出用パターン内の複数の異なる位置の光学濃度を測定し濃度のばらつき度を算出することを各位置ずれ検出用パターンについて実行する測定工程と、測定工程で得られた各位置ずれ検出用パターンの濃度のばらつき度に基づき記録ヘッドの往復走査運動時の記録タイミングの制御を行うタイミング制御工程とを備える。

記録ヘッドを走査運動させることで記録媒体上に画像を形成する画像形成装置の制御プログラムにおいて、走査運動方向の記録位置ずれを検出するための位置ずれ検出用パターンを記録ヘッドの往走査運動時で記録される第１の部分パターンと復走査運動時に記録される第２の部分パターンとに分け、記録ヘッドの往復運動による第１、第２の部分パターンの何れか一方の記録タイミングを徐々にずらして位置ずれ検出用パターンを複数個形成するパターン形成工程を実行するためのプログラムコードと、パターン形成工程で形成された位置ずれ検出用パターン内の複数の異なる位置の光学濃度を測定し濃度のばらつき度を算出することを各位置ずれ検出用パターンについて実行する測定工程を実行するためのプログラムコードと、測定工程で得られた各位置ずれ検出用パターンの濃度のばらつき度に基づき記録ヘッドの往復走査運動時の記録タイミングの制御を行うタイミング制御工程を実行するためのプログラムコードとを備える。

本発明によれば、利用者への負担を抑制しつつ十分な精度のレジスト調整を可能とする技術を提供することができる。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

以下に説明する実施の形態では、インクジェット方式に従う記録ヘッドを用いた記録装置を例に挙げて説明する。なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。つまり、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

（第１実施形態）
本発明に係る画像形成装置の第１実施形態として、カラーインクジェットプリンタを例に挙げて以下に説明する。

＜装置構成＞
図１は、第１実施形態に係るカラーインクジェットプリンタの外観斜視図である。なお、図においては装置内部を露出させるためフロントカバーを取り外した状態を示している。

図において、１５０は交換式のインクジェットカートリッジ、１０２はそのインクジェットカートリッジを着脱自在に保持するキャリッジユニットである。１０３はインクジェットカートリッジ１５０をキャリッジユニット１０２に固定するためのホルダである。インクジェットカートリッジ１５０をキャリッジユニット１０２内に装着してからカートリッジ固定レバー１０４を操作すると、これに連動してインクジェットカートリッジ１５０をキャリッジユニット１０２に圧接する。また、当該圧接によってインクジェットカートリッジ１５０の位置決めが行われると同時に、キャリッジユニット１０２に設けられた所要の信号伝達用の電気接点とインクジェットカートリッジ１５０側の電気接点とのコンタクトが行われる。１０５は電気信号をキャリッジユニット１０２に伝えるためのフレキシブルケーブルである。また、１３０はキャリッジユニット１０２に設けられた反射型光学センサである。これは本実施形態の自動レジスト調整において、用紙に記録形成された調整パターンの濃度を検出する機能を果たす。キャリッジ走査（主走査方向）および用紙搬送動作（副走査方向）を組み合わせることにより、光学センサ１３０は用紙上に形成された調整パターンの濃度を任意に検出することができる。なお、光学センサ１３０は用紙の端部検知に利用しても良い。

１０６はキャリッジユニット１０２を主走査方向に往復走査させるための駆動源をなすキャリッジモータである。１０７は動力をキャリッジユニット１０２に伝達するキャリッジベルトである。１１１は主走査方向に存在しキャリッジユニット１０２の支持を行うとともにその移動を案内するガイドシャフトである。１０９はキャリッジユニット１０２に取り付けられた透過型のフォトカプラ、１１０はキャリッジホームポジション付近に設けられた遮光板である。１１２はインクジェットヘッドの前面をキャップするキャップ部材やこのキャップ内を吸引する吸引部、さらにはヘッド前面のワイピングを行う部材などの回復系を含むホームポジションユニットである。

１１３は用紙などの記録媒体を排出するための排出ローラであり、不図示の拍車状ローラと協動して記録媒体を挟み込み、これをプリンタの外へと排出する。１１４はラインフィードユニットであり、記録媒体を副走査方向へ所定量搬送する。

図２は、インクジェットカートリッジ１５０の構造を説明するための斜視図である。ここで、（Ａ）は、カートリッジ１５０の分解斜視図であり、（Ｂ）は、カートリッジ１５０のプリントヘッド部の主要部構造を示す模式図である。

ここで、２１５はブラック（Ｂｋ）のインクを収納したインクタンク、２１６はシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）のインクを収納したインクタンクである。これらのインクタンクはインクジェットカートリッジ本体に対して着脱できるようになっている。２１７はインクタンク２１６が収納する各色インクのインクジェットカートリッジ本体側のインク供給管２２０に対する連結口である。２１８は同じくインクタンク２１５が収納するブラックインクの連結口であり、当該連結によってインクジェットカートリッジ本体に保持されているプリントヘッド２０１に対してインクの供給が可能となる。２１９は電気接点部であり、キャリッジユニット１０２に設けられた電気接点部とコンタクトする。なお電気接点のコンタクトに伴って、フレキシブルケーブル１０５を介しプリンタ本体制御部から電気信号の受容が可能となる。

プリントヘッド２０１は、Ｂｋのインクを吐出するノズルを配列したＢｋインク吐出部と、それぞれＹ、ＭおよびＣのインクを吐出するノズル群を一体かつインライン配置したヘッドである。なお、カラーインク吐出部はＢｋの吐出口配列範囲に対応して配列されている。

用紙などの記録媒体１０８と所定の隙間（例えば約０．５〜２．０ｍｍ程度）をおいて対面する吐出口面２２１には、所定のピッチで複数の吐出口２２２が形成される。そして、共通液室２２３と各吐出口２２２とを繋ぐ各液路２２４の壁面に沿ってインク吐出の利用されるエネルギーを発生するための電気熱変換体（発熱抵抗体など）２２５が配設されている。

また、カートリッジ１５０は、吐出口２２２がキャリッジ１０２の走査方向と交差する方向に並ぶような位置関係でキャリッジ１０２に搭載されている。そして、電気接点部２１９を介して入力された画像信号または吐出信号に基づいて、対応する電気熱変換体（以下においては、「吐出ヒータ」とも呼ぶ）２２５を駆動する。具体的には、液路２２４内のインクを膜沸騰させ、そのときに発生する気泡の圧力によって吐出口２２２からインクを吐出させる。

図３は、反射型光学センサ１３０を説明するための模式図である。

反射型光学センサ１３０は、発光部３３１と受光部３３２を有している。発光部３３１から発した光Ｉｉｎ３３５は被記録媒体１０８の表面で反射する。反射光としては正反射と乱反射が存在するが、記録媒体１０８上に形成された画像の濃度をより正確に検出のためは乱反射光Ｉｒｅｆ３３７を検出することが望ましい。そのため、受光部３３２は発光部３３１からの光の入射角と異なるよう配置している。検出し得られた検出信号はプリンタの電気基板に伝えられる。

ここでは、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各色のインクの吐出を行う全てのヘッドについてのレジスト調整を行うために、発光部としては白色ＬＥＤもしくは３色ＬＥＤ、受光部としては可視光域に感度をもつフォトダイオードを用いるものとする。ただし、重ね記録された互いの相対記録位置と濃度の関係を検出する場合において、異なる色間の調整を行う場合には、検出感度の高い色を選択可能である３色ＬＥＤを用いることがより好適である。

なお、詳しくは後述するが記録媒体１０８上に形成された画像の濃度の検出と言っても、濃度の絶対値を検出する必要はなく相対的な濃度が検出できれば良い。また、後述する調整パターン群に属する各パターン（調整パターンに含まれるひとつのパターンを以後、パッチと呼ぶ）内の相対的な濃度差が検出できる程度の検出分解能を有していれば良い。

さらに、光学センサ１３０を含む検出系の安定度に関しては、調整パターン群を一式検出し終わるまでに検出濃度差に影響を与えない程度であれば良い。感度調整については、例えば、用紙の非記録部分に光学センサ１３０を移動して行う。調整方法としては、検出レベルが上限値となるように発光部３３１の発光強度の調整を行う、あるいは、受光部３３２内の検出アンプの利得の調整を行う方法がある。なお、感度調整は必須ではないが、Ｓ／Ｎを向上させ検出精度を高める方法として好適である。

なお、光学センサ１３０の空間解像度に関しては後述するが、調整パターン群に属する各パターン（パッチ）内のエリアファクタによる濃度変動が検出できる程度であればよい。つまり、記録ヘッドによる記録解像度までの空間解像度を有する必要は無く、後述する調整用パターンが判別ができる程度（例えば５０〜１００ｄｐｉ程度）の解像度を持っていれば良い。

図４は、第１実施形態に係るカラーインクジェットプリンタの制御回路の概略ブロック図である。

コントローラ４００は主制御部であり、例えばマイクロ・コンピュータ形態のＣＰＵ４０１、プログラムや所要のテーブルその他の固定データを格納したＲＯＭ４０３、画像データを展開する領域や作業用の領域等を設けたＲＡＭ４０５を有する。ホスト装置４１０は、画像データの供給源である。具体的には、プリントに係る画像等のデータの作成、処理等を行うコンピュータの他、画像読み取り用のリーダ部等の形態であってもよい。画像データ、その他のコマンド、ステータス信号等は、インタフェース（Ｉ／Ｆ）４１２を介してコントローラ４００と送受信される。

操作部４２０は操作者による指示入力を受容するスイッチ群である。電源スイッチ４２２、プリント開始を指示するためのスイッチ４２４、吸引回復の起動を指示するための回復スイッチ４２６がある。また、マニュアルでレジスト調整を行うためのレジスト調整起動スイッチ４２７、マニュアルで該調整値を入力するためのレジスト調整値設定入力部４２９等を有する。

センサ群４３０は装置の状態を検出するためのセンサ群であり、上述の反射型光学センサ１３０、ホーム・ポジションを検出するためのフォトカプラ１０９および環境温度を検出するために適宜の部位に設けられた温度センサ４３４等を有する。

ヘッドドライバ４４０は、プリントデータ等に応じて記録ヘッド２０１内の吐出ヒータ４４１を駆動するドライバである。ヘッドドライバ４４０は、プリントデータを吐出ヒータ４４１の位置に対応させて整列させるシフト・レジスタ、適宜のタイミングでラッチするラッチ回路がある。さらに、駆動タイミング信号に同期して吐出ヒータ４４１を作動させる論理回路素子の他、ドット形成位置合わせのために駆動タイミング（吐出タイミング）を適切に設定するタイミング設定部等を有する。

記録ヘッド２０１には、サブヒータ４４２が設けられている。サブヒータ４４２はインクの吐出特性を安定させるための温度調整を行うものであり、吐出ヒータ４４１と同時にプリントヘッド基板上に形成された形態および／またはプリント・ヘッド本体ないしはヘッド・カートリッジに取り付けられる形態とすることができる。

モータ・ドライバ４５０は主走査モータ４５２を駆動するドライバであり、副走査モータ４６２はプリント媒体１０８を搬送（副走査）するために用いられるモータであり、モータ・ドライバ４６０はそのドライバである。

＜装置のレジスト調整動作＞
次に、レジスト調整動作の概要について説明する。

図５は、第１実施形態に係るカラーインクジェットプリンタにおけるレジスト調整動作の全体フローチャートである。なお、以下のステップ内の各制御は、コントローラ４００により実行される。

ステップＳ５０１では、レジスト調整を行う対象のヘッド（例えばＢｋ）を選択し、そのヘッドを用いて記録媒体上に、第１のパターンを往走査時に、第２のパターンを復走査時に記録する。第１のパターン、第２のパターンにより、例えば、主走査方向に並んだ１０ｍｍ四方の矩形パターンが複数個形成される。ここで、第１のパターンの記録は一定の記録タイミングで記録を行い、第２のパターンの記録は少しずつ記録タイミングをずらしている。その結果、第１のパターンと第２のパターンとの記録位置は相対的に主走査方向に１ドットずつ異なるように記録されている。なお、ここでは、第１のパターンを一定に、第２のパターンをずらして記録するよう構成したが、第１のパターンと第２のパターンの記録位置が走査方向に相対的にずれるような構成であればよい。

なお、例えば、個々のパッチを形成する第１のパターンおよび第２のパターンは同一のものを用い、第２のパターンの記録時においてパッチ毎に吐出タイミングをずらすことにより各パッチを形成するのが基本的な考え方である。ただし、通常は１ドットずつずらしたパッチを形成すれば検出に十分であることから、１ドットずつずらした画像データをあらかじめ作成しておき、これを記録する方が構成としては簡単になる。調整用パターンの詳細については後述する。

ステップＳ５０２では、キャリッジユニット１０２を走査することにより、ステップＳ４０１で形成した各パッチの濃度を逐次光学センサ１３０で読み取り、検出値（サンプル値）を回路基板（不図示）へと伝送する。回路基板内では、検出された信号をＡ／Ｄ変換し、検出対象のパッチと関連付けて値を記憶する。なお、キャリッジの走査速度は、キャリッジの姿勢を安定させて読み取りの精度を確保するために一定速とすることが望ましい。なお、検出値は各パッチ内の異なる位置から複数個取得する。

ステップＳ５０３では、ステップＳ５０２で取得された各パッチにおける検出値の変化に基づいて、第１のパターンと第２のパターンとの相対的な記録位置が正しく記録される記録タイミングを導出する。詳細動作については後述する。

ステップＳ５０４では、ステップＳ５０３で導出した記録タイミングを記憶部（不図示）に記憶する。

このような一連のステップにより記憶部に記憶された記録タイミングに基づき、以後の記録動作を実行することにより、往走査での記録と復走査での記録の相対的な位置を合わせることが可能となる。

＜調整用パターン群と検出信号の関係＞
以下では、本発明の最も特徴的な部分である、調整用パターンの濃度検出に基づくパラメータの決定（ステップＳ５０３）について詳細に説明する。

図６は、レジスト調整に用いるパターン群の模式図である。なお、図５において白丸で描かれるドットは往走査で記録媒体上に形成されるドットを示し、黒丸で描かれるドットは復走査で形成されるドットを示すものである。つまり、実際のドットの色または濃さを示すものでは無く、各ドットは同一のプリントヘッドから吐出されるインクで形成された同一色・同一濃さのドットである。

図６（Ａ）は往走査と復走査で記録位置が相対的に合っている状態におけるパッチの一部を拡大した図を示している。一方、（Ｂ）は記録位置が相対的に少しずれた状態、（Ｃ）は記録位置がさらにずれた状態におけるパッチの一部を拡大した図を示している。

ここで示すプリントパターン群は、プリント位置がずれるに従ってプリント部全体の濃度が低下するようになっている。すなわち、図６（Ａ）では、エリアファクタは約１００％である。図６（Ｂ）、（Ｃ）に示すようにプリント位置がずれるに従い、往走査のドット（白抜きドット）と復走査のドット（黒ドット）の重なりが大きくなる。同時に、プリントされていない領域、すなわちドットによって覆われていない領域も広がる。この結果、エリアファクタが低下するので、平均すれば全体的な濃度は減少するのである。

なお、調整パターンとして１ドット１スペースなどを用いることも可能であるが、その場合より高解像度の光学センサが必要となりコスト高の原因になることから、複数ドット複数スペース（図６における４ドット４スペース等）を用いることが望ましい。

これらのパターン群の意図するところは、往復のプリント位置が相互にずれるのに対してエリアファクタが減少することにある。ドットの濃度はエリアファクタに強く依存する。そのため、ドットが重なりによる濃度上昇よりもプリントされていない領域の増加の方が、全体の濃度に与える影響が大きい。

ところで、背景技術にも述べたように、近年の記録の高解像度化に伴い、相対的に被記録媒体の傾きや反射率の不均一性に依存する誤差の影響を受け易くなっている。そのため、複数のパッチそれぞれについて平均濃度を算出したとしても、適正なパッチの選択が困難となっている。

そこで、本実施形態では、各パッチ内の平均濃度を求めるのではなく、パッチ内の濃度変化を検出することのできる光学解像度を備えた光学センサを用いて各パッチについてパッチ内の複数の濃度検出値のばらつきの度合いを求める。そして、そのばらつきの度合いの大きさに基づいて最適レジスト調整値を求めるのである。つまり、ばらつきの度合いは、平均値などに比較しＳ／Ｎが高くとれることを利用しているのである。

第１パターンおよび第２パターンとして、例えば主走査方向に規則的な調整パターンを用いた場合、スキャンしながら検出された１パッチ内における濃度値はある振幅を持って周期的に増減する。

図８は、往復走査による記録にずれが有るパッチ内の濃度検出を例示的に示す図である。なお、図中の矩形枠は光学センサ１３０の開口部（検出範囲）の大きさを示している。なお（ａ）〜（ｃ）はパッチ上を光学センサ１３０が走査する際の時間経過を示すものであり、パッチはすべて同一のものである。また、ここでは説明を簡単にするために、センサの開口部を矩形としているが、開口部は矩形に限らず円形のものなどを用いても良い。

図から分かるように、主走査方向に相対的な記録のずれが生じている場合、光学センサ１３０の開口部の位置により、開口部に含まれるパッチ形状に変化が生じていることがわかる。つまり、開口部に含まれるパッチの形状に注目した場合、検出値を取得する光学センサ１３０の開口部の位置により、エリアファクタに変化が生じる。そのため、同一パッチ内であっても、図８のようにずれがあるパッチにおいて複数の検出値を取得した場合、その得られる検出値はばらつくことになる。

図９は、往復走査による記録にずれが無いパッチ内の濃度検出を例示的に示す図である。つまり、パッチのエリアファクタはほぼ１００％となっている点が前述の図８と異なる。

前述のずれがある場合（図８）と異なり、光学センサ１３０の開口部の位置による、開口部に含まれるパッチ形状には変化が生じない。そのため、同一パッチ内においては、得られる検出値のばらつきはほとんどないことになる。

つまり、相対的な記録位置が異なって重ね記録された複数の調整パターンにおいては、エリアファクタが１００％に最も近い状態（図９）では、濃度変化量は小さく、１００％よりも小さくなるにつれ（図８）濃度検出値のばらつきは大きくなる。基本的にはこのばらつきの度合いを評価対象とするが、具体的には、パッチ内の複数の検出値に対する標準偏差（σ）を求めることでこれを行う。

図７は、記録媒体上に走査方向に形成された調整パターン（複数のパッチ）を例示的に示す図である。キャリッジユニット１０２などの主走査部材に搭載した光学センサ１３０を、調整パターンの上部を通るように走査させ、その光学特性（濃度）の変化を各パッチ内それぞれにおいて複数取得する。

図１０は、図７に示す複数のパッチ上を光学センサを走査した際の濃度の検出値の実測例を示す図である。図において、縦軸は濃度であり、横軸はプリント位置を示している。なお、パッチの存在しない位置では、記録媒体自体の濃度が検出される。また、（ａ）〜（ｉ）で示すプリント位置パラメータは、図７と共通である。

光学センサ１３０により得られた各パッチ内の複数の検出値から、以下の標準偏差を求める式を用いて、各パッチにおける濃度のばらつきの度合いを算出する。

ここで、ｎはパッチ内での測定回数、Ｖｋはｋ回目（ｋはｎ以下）の測定における濃度値、Ｖ＿ａｖｅはパッチ内で測定した検出値の平均値である。

算出した標準偏差の値は、１パッチ内の相対値であり、記録位置により紙の反射率が変化した場合においても、その影響を受けにくい。そのため、記録位置の異なる、他のパッチから得た標準偏差の値との間でと直接ばらつきの度合いを比較することができる。なお、ここではバラツキ度として標準偏差を用いているがバラツキの程度を示す統計量であれば構わない。

図１１は、各パッチの複数の濃度検出値の標準偏差および平均の算出結果を示す図である。

図１１（Ａ）は、各パッチについて３００個の検出値を取得し標準偏差を算出した結果を示しており、縦軸は標準偏差、横軸はプリント位置を示している。いる。一方、図１１（Ｂ）は比較のため、同じ３００個の検出値について平均を算出した結果を示しており、縦軸は平均、横軸はプリント位置を示している。

なお、上述したように、標準偏差の値はパッチ内のエリアファクタが１００％に近いほど小さい。そして、エリアファクタが１００％から小さくなるにつれ大きくなる。そこで、最もエリアファクタが大きくなるパッチを標準偏差の値が最も小さくなるパッチから決定する。そして、ステップＳ５０１においてそのパッチを記録した際の記録タイミングをレジスト調整値として決定する。

記録したパッチを光学センサ１３０で読み込む際に、記録媒体自体の表面反射率や、プラテンの影響、または白地との濃度差が少ない淡色インクにおける外乱等の影響を受ける。そのため、図１１（Ｂ）の（ｅ）の位置のパッチのように特異点を示すことがある。この場合、レジスト調整の最適値を判断すると、本来最適な調整位置である（ｆ）ではなく（ｅ）を選んでしまうことになる。一方、標準偏差はパッチ内での相対値のみを評価する値であるため、図１１（Ａ）では上述した影響により１パッチ内で濃度に変化が生じた場合においても特異点の発生を低減可能であり、最適なレジスト調整位置である（ｆ）を選ぶことができる。

上述した、第１実施形態に係るカラーインクジェットプリンタのレジスト調整の詳細フローチャートを図１２に示す。なお、より適切なレジスト調整値を算出するために、各パッチに対応する標準偏差に対し多項式近似などを適用し補間を行っても良い。つまり、多項式近似などにより得られた近似曲線の最小値（極小値）に対応する位置からレジスト調整値を導出するのである。

以上説明したとおり本実施形態によれば、従来濃度検出法と同様に実記録に近い条件での調整を実現できる。さらに、複数のパッチそれぞれにおける濃度値のばらつきの度合いを指標とすることにより、記録媒体の傾きや反射率の不均一性に依存する誤差の影響を受けにくい、精度の高いレジスト調整を実現できる。これにより、着弾精度の高い記録を行うことができる記録装置を提供することができる。

なお、本実施形態で用いる光学センサ１３０は、キャリッジに搭載されているため、キャリッジ走査により、紙面上の反射率と、紙のない位置（プラテン）における反射率を測定できる。また、調整パッチ内の濃度の変化量が検出可能な程度に高解像度のセンサである。そのため、用紙端部の検出に利用する、高解像度センサとしてことも可能である。そのため、紙端部における反射率の変化から、用紙端部を検知することが可能であり、用紙端部検知センサとして共用することができる。共用することにより、プリンタトータルのコストパフォーマンスを高めることが可能となる。

また、本実施形態においては、往走査の記録と復走査の記録との間のレジスト調整として説明を行ったが、２列以上の吐出口列から構成される記録ヘッドにおける、吐出口列間のレジスト調整にも適用可能である。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。

なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するプログラムを、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置が、供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明の技術的範囲に含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤなどがある。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

第１実施形態に係るカラーインクジェットプリンタの外観斜視図である。 インクジェットカートリッジ１５０の構造を説明するための斜視図である。 反射型光学センサ１３０を説明するための模式図である。 第１実施形態に係るカラーインクジェットプリンタの制御回路の概略ブロック図である。 第１実施形態に係るカラーインクジェットプリンタにおけるレジスト調整動作の全体フローチャートである。 レジスト調整に用いるパターン群の模式図である。 記録媒体上に走査方向に形成された調整パターン（複数のパッチ）を例示的に示す図である。 往復走査による記録にずれが有るパッチ内の濃度検出を例示的に示す図である。 往復走査による記録にずれが無いパッチ内の濃度検出を例示的に示す図である。 図７に示す複数のパッチ上を光学センサを走査した際の濃度の検出値の実測例を示す図である。 各パッチの複数の濃度検出値の標準偏差および平均の算出結果を示す図である。 第１実施形態に係るカラーインクジェットプリンタのレジスト調整の詳細フローチャートである。

Claims (11)

1. 記録ヘッドを走査運動させることで記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
   走査運動方向の記録位置ずれを検出するための位置ずれ検出用パターンを、前記記録ヘッドの往走査運動時で記録される第１の部分パターンと復走査運動時に記録される第２の部分パターンとに分け、前記記録ヘッドの往復運動による、前記第１、第２の部分パターンの何れか一方の記録タイミングを徐々にずらして、前記位置ずれ検出用パターンを複数個形成するパターン形成手段と、
   前記パターン形成手段で形成された位置ずれ検出用パターン内の複数の異なる位置の光学濃度を測定し、濃度のばらつき度を算出することを、各位置ずれ検出用パターンについて実行する測定手段と、
   前記測定手段で得られた各位置ずれ検出用パターンの濃度のばらつき度に基づき、記録ヘッドの往復走査運動時の記録タイミングの制御を行うタイミング制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 第１の記録ヘッドおよび第２の記録ヘッドを走査運動させることで記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
   走査運動方向の記録位置ずれを検出するための位置ずれ検出用パターンを、前記第１記録ヘッドで記録される第１の部分パターンと前記第２記録ヘッドで記録される第２の部分パターンとに分け、前記第１、第２の記録ヘッドの走査運動時の、前記第１、第２の部分パターンの何れか一方の記録タイミングを徐々にずらして、前記位置ずれ検出用パターンを複数個形成するパターン形成手段と、
   前記パターン形成手段で形成された位置ずれ検出用パターン内の複数の異なる位置の光学濃度を測定し、濃度のばらつき度を算出することを、各位置ずれ検出用パターンについて実行する測定手段と、
   前記測定手段で得られた各位置ずれ検出用パターンの濃度のばらつき度に基づき、第１、第２の記録ヘッドの走査運動時の記録タイミングの制御を行うタイミング制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記タイミング制御手段は、前記測定手段で得られた各位置ずれ検出用パターンの濃度のばらつき度に基づき複数個の位置ずれ検出用パターンから１つの位置ずれ検出用パターンを選択し、該位置ずれ検出用パターンを記録した際の記録タイミングに基づいて制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記タイミング制御手段は、前記測定手段で得られた各位置ずれ検出用パターンの濃度のばらつき度に基づき関数近似を行い、該関数においてばらつきが最小となる値に対応する記録タイミングに基づいて制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 前記位置ずれ検出用パターンは、走査方向のずれ量が大きくなるに従い濃度が減少するパターンであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記位置ずれ検出用パターンは、走査方向のずれ量が無い場合に該パターンにより前記記録媒体の覆われる比率が１００％となるパターンであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第１または第２の部分パターンの主走査方向に連続して記録される画素群で規定される幅をＷとしたとき、
   前記測定手段によって濃度検出する対象となる領域の前記主走査方向のサイズは、前記記録ヘッドで記録可能な隣接する画素間の距離よりも大きく、２×Ｗ未満であることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記測定手段は、前記位置ずれ検出用パターンが形成された部分の記録媒体からの乱反射光に基づいて濃度を測定することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記測定手段は、記録媒体端部の検知を合わせて行うことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 記録ヘッドを走査運動させることで記録媒体上に画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
    走査運動方向の記録位置ずれを検出するための位置ずれ検出用パターンを、前記記録ヘッドの往走査運動時で記録される第１の部分パターンと復走査運動時に記録される第２の部分パターンとに分け、前記記録ヘッドの往復運動による、前記第１、第２の部分パターンの何れか一方の記録タイミングを徐々にずらして、前記位置ずれ検出用パターンを複数個形成するパターン形成工程と、
    前記パターン形成工程で形成された位置ずれ検出用パターン内の複数の異なる位置の光学濃度を測定し、濃度のばらつき度を算出することを、各位置ずれ検出用パターンについて実行する測定工程と、
    前記測定工程で得られた各位置ずれ検出用パターンの濃度のばらつき度に基づき、記録ヘッドの往復走査運動時の記録タイミングの制御を行うタイミング制御工程と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
11. 記録ヘッドを走査運動させることで記録媒体上に画像を形成する画像形成装置の制御プログラムであって、
    走査運動方向の記録位置ずれを検出するための位置ずれ検出用パターンを、前記記録ヘッドの往走査運動時で記録される第１の部分パターンと復走査運動時に記録される第２の部分パターンとに分け、前記記録ヘッドの往復運動による、前記第１、第２の部分パターンの何れか一方の記録タイミングを徐々にずらして、前記位置ずれ検出用パターンを複数個形成するパターン形成工程を実行するためのプログラムコードと、
    前記パターン形成工程で形成された位置ずれ検出用パターン内の複数の異なる位置の光学濃度を測定し、濃度のばらつき度を算出することを、各位置ずれ検出用パターンについて実行する測定工程を実行するためのプログラムコードと、
    前記測定工程で得られた各位置ずれ検出用パターンの濃度のばらつき度に基づき、記録ヘッドの往復走査運動時の記録タイミングの制御を行うタイミング制御工程を実行するためのプログラムコードと、
    を備えることを特徴とする画像形成装置の制御プログラム。

Images