JP2008110572A

JP2008110572A - 液滴吐出装置

Info

Publication number: JP2008110572A
Application number: JP2006296170A
Authority: JP
Inventors: Masami Furuya; 雅巳古屋; Kenichi Kawachi; 賢一河内; Susumu Kobayashi; 進木林
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2026-10-31
Also published as: JP5103869B2; US7918521B2; US20080100655A1

Abstract

【課題】記録媒体の搬送速度と印字クロックとの間の周期的な誤差による着弾位置ズレを小さくできる液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】搬送ベルト１４を駆動する駆動ロール１１の回転に応じたパルス信号のパルス幅を、駆動ロール１１の基準位置が検出されたタイミング及び基準位置に基づく回転位置における補正テーブルを用いて補正し、補正されたパルス信号を用いて記録ヘッド１８によるインク滴の吐出タイミングを制御して、画像情報に応じた量のインク滴を吐出させることで記録媒体上に画像を形成する。記録ヘッド１８により形成された予め設定された複数のズレ検出パターンからなる画像をラインセンサ２５により読み取って得られた画像情報に基づいて隣り合うズレ検出パターン間の間隔を導出し、設計値と比較し、導出した間隔の方が短い場合はクロックを長くし、導出した間隔の方が長い場合はパルス幅を短くするように補正テーブルを作成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、液滴吐出装置に関する。

インクジェットプリンタ等の液滴吐出装置では、画像データに応じて記録ヘッドを駆動して、記録ヘッドのノズルから記録媒体上にインク滴を吐出させて画像を形成する。

ドラムに用紙を巻きつけて印字する装置において、ドラムの駆動モータにエンコーダを設け、このエンコーダからの出力を基準に印字開始タイミングを決定すると共に、吐出タイミング信号として用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照。)。

また、ベルトを用いて用紙を搬送するシステムにおいて、ドライブローラの回転軸上のロータリーエンコーダの出力から印字クロックを生成することが提案されている（例えば、特許文献２参照。)。

また、多数のノズルを記録媒体の全幅にわたり走査ライン上に並べて配設するＦＷＡ（Full Width Array）技術が適用された記録ヘッドでは、記録媒体を搬送するための駆動ロールの回転軸上に例えばコードホイールを取り付け、このコードホイール上のマークを光学センサで読み取って得られた信号をインクの吐出タイミング制御に用いるものがある。

駆動ロールは、製造上、偏芯誤差を含んでいる。また、コードホイールの側にも、取り付け誤差及びコードホイール上のマークの印刷誤差がある。

このため、印字クロックに使用するエンコーダ信号と、記録媒体の搬送速度との間には周期的な不整合が生じ、吐出タイミングにずれが生じ、用紙上の着弾位置がずれる。
特開２００３−４８３５２公報特開２００５−３０５９１９公報

本発明は、記録媒体の搬送速度と印字クロックとの間の周期的な誤差による着弾位置ズレを小さくできる液滴吐出装置を提供することが目的である。

請求項１の発明は、記録媒体上に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させる移動手段と、前記移動手段による移動に伴って発生し、周期的な変化を含むパルス幅のパルス信号を出力する出力手段と、前記周期的な変化の基準位置を検出する基準位置検出手段と、予め設定された複数の単位パターンからなる検出パターンの画像情報を記憶するパターン記憶手段と、記録媒体上に形成された画像を読み取る読取手段と、検出パターン出力指示があった場合に、前記出力手段から出力されたパルス信号と前記パターン記憶手段に記憶された検出パターンの画像情報とに基づいて前記液滴吐出ヘッドを駆動する検出パターン出力手段と、前記検出パターン出力手段により前記検出パターンの画像が形成された記録媒体上の画像を前記読取手段により読み取らせ、当該読取手段により読み取った画像に基づいて、隣り合う前記単位パターン間の距離を導出し、前記搬送手段による記録媒体の搬送速度に応じた距離と比較して、導出した距離の方が短い場合はパルス幅を大きくし、導出した距離の方が長い場合はパルス幅を小さくするように補正情報を生成する補正情報生成手段と、前記補正情報生成手段により生成された前記補正情報を記憶する記憶手段と、前記基準位置検出手段による基準位置の検出タイミング及び前記記憶手段に記憶された補正情報に基づいて、前記出力手段から出力されたパルス信号のパルス幅を補正する補正手段と、前記補正手段により補正されたパルス信号を用いて前記液滴吐出ヘッドによる液滴の吐出タイミングを制御して、記録媒体上に画像情報に応じた画像を形成するヘッド制御手段と、を備えた液滴吐出装置。

請求項２の発明は、前記記憶手段は、連続する所定数のパルス単位毎に補正情報を記憶する請求項１記載の液滴吐出装置。

請求項３の発明は、前記パターン記憶手段は、前記単位パターンの画像データと、当該単位パターンの形成個数と、前記単位パターン間の距離と、が前記検出パターンの画像情報として予め記憶されている請求項１又は請求項２記載の液滴吐出装置。

請求項４の発明は、前記検出パターンは、前記周期的な変化の１周期分に対応する数より多い数の前記単位パターンを含む請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の液滴吐出装置。

請求項５の発明は、前記検出パターン出力手段は、前記基準位置検出手段による前記基準位置の検出タイミングで前記検出パターンの画像形成を開始するように前記液滴吐出ヘッドを駆動する請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の液滴吐出装置。

請求項６の発明は、前記検出パターン出力手段は、前記検出パターンの画像形成実行中に前記基準位置検出手段により前記基準位置が検出されたタイミングで、当該基準位置が検出されたことを示す基準信号パターンの画像を形成するように前記液滴吐出ヘッドを駆動する請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の液滴吐出装置。

請求項７の発明は、前記単位パターンの画像は、前記複数画素からなる請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の液滴吐出装置。

請求項８の発明は、前記記憶手段に記憶された補正情報を更新する更新手段を更に備えた請求項１乃至請求項７の何れか１項記載の液滴吐出装置。

請求項９の発明は、前記記録媒体は、中間転写体である請求項１乃至請求項８の何れか１項記載の液滴吐出装置。

請求項１０の発明は、記録媒体上に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させる移動手段と、前記移動手段による移動に伴って発生し、周期的な変化を含むパルス幅のパルス信号を出力する出力手段と、前記周期的な変化の基準位置を検出する基準位置検出手段と、予め設定された複数の単位パターンからなる検出パターンの画像情報を記憶するパターン記憶手段と、検出パターン出力指示があった場合に、前記出力手段から出力されたパルス信号と前記パターン記憶手段に記憶された検出パターンの画像情報とに基づいて前記液滴吐出ヘッドを駆動する検出パターン出力手段と、前記出力手段により出力されたパルス信号を補正するための補正情報を記憶する記憶手段と、前記基準位置検出手段による基準位置の検出タイミング及び前記記憶手段に記憶された補正情報に基づいて、前記出力手段から出力されたパルス信号のパルス幅を補正する補正手段と、前記補正手段により補正されたパルス信号を用いて前記液滴吐出ヘッドによる液滴の吐出タイミングを制御して、記録媒体上に画像情報に応じた画像を形成するヘッド制御手段と、を含んで構成された画像形成装置と、記録媒体上に形成された画像を読み取る読取手段と、前記読取手段により読み取った画像が前記検出パターン出力手段により前記検出パターンの画像が形成された記録媒体上の画像である場合に、当該読取手段により読み取った画像に基づいて、隣り合う前記単位パターン間の距離を導出し、前記搬送手段による記録媒体の搬送速度に応じた距離と比較して、導出した距離の方が短い場合はパルス幅を大きくし、導出した距離の方が長い場合はパルス幅を小さくするように補正情報を生成する補正情報生成手段と、前記補正情報生成手段により生成された前記補正情報を前記画像形成装置に送信する送信手段と、を含んで構成された情報処理装置と、を備えた液滴吐出装置。

請求項１記載の発明によれば、記録媒体の搬送速度と印字クロックとの間の周期的な誤差による着弾位置ズレを小さくできる。

請求項２記載の発明によれば、補正情報を単位パルス毎に記憶するため、補正精度の低下を防止できる。

請求項３記載の発明によれば、検出パターン全体を示す画像データを画像情報として記憶する場合と比較して、検出パターンの画像情報を記憶するための容量の増大が防止できる。

請求項４記載の発明によれば、補正情報が急激に変化することを防止できる。

請求項５記載の発明によれば、容易に基準位置を特定して補正情報を作成することができる。

請求項６記載の発明によれば、検出パターンの画像形成開始位置にかかわらず、基準位置を特定することができる。

請求項７記載の発明によれば、１画素の単位パターンとする場合と比較して、単位パターンを読み落とすことが防止できる。このため、例えば、読取手段に必要な解像度を低くすることも可能となる。

請求項８記載の発明によれば、装置の環境変化や経時的な状態変化にも対応できる。

請求項９記載の発明によれば、記録媒体が直接記録、間接記録に係りなく、記録媒体の搬送速度と印字クロックとの間の周期的な誤差による着弾位置ズレを小さくできる。

請求項１０記載の発明によれば、画像形成に必須でない手段を画像形成装置に備えることなく、記録媒体の搬送速度と印字クロックとの間の周期的な誤差による着弾位置ズレを小さくできる。

以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態について説明する。

（第１の実施の形態）
図１には、本第１の実施の形態に係る画像形成装置１０の構成が概略的に示されている。同図に示されるように、画像形成装置１０は、給紙トレイ２０、排紙トレイ２２複数のローラ２４を含んで構成されている。

給紙トレイ２０内には、記録紙Ｐが収容されており、画像形成時には給紙トレイ２０内の記録紙Ｐがローラ２４により１枚ずつ持ち出されて画像形成装置１０内を所定の搬送経路Ｆに沿って搬送され、排紙トレイ２２に排紙される。

この記録紙Ｐの搬送経路Ｆには、矢印Ｅ方向に回転駆動する駆動ロール１１と当該駆動ロール１１の回転駆動に伴って回転する２つの従動ロール１２とに張架された搬送ベルト１４と、吸着器１６と、が配設されている。吸着器１６は、搬送経路Ｆ上を搬送されてきた記録紙Ｐを搬送ベルト１４に押圧すると共に記録紙Ｐに電荷を与え、搬送ベルト１４に静電吸着させる。

また、記録紙Ｐの搬送経路Ｆの搬送ベルト１４の上流側には、レジロール２６が配設されている。レジロール２６は、搬送経路Ｆに沿って搬送される記録紙Ｐが搬送方向に対して歪んだ状態で搬送ベルト１４に吸着されることを防止すべく、用紙スキュー補正を行う。

また、記録紙Ｐの搬送経路Ｆには、搬送ベルト１４に静電吸着された記録紙Ｐの記録面に対向する位置に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクを吐出させる４つの記録ヘッド１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋにより構成される記録ヘッドアレイ１８が設けられている。

各色の記録ヘッド１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、それぞれ複数の吐出ノズルを備えたヘッドユニットが上記搬送ベルト１４の幅方向全域にわたって配列され、多数の吐出ノズルにより構成されているＦＷＡ（ＦｕｌｌＷｉｄｔｈＡｒｒａｙ）型のものとされている。

なお、以下では、各色毎に設けられた部材については、符号の末尾に各々の色を示すアルファベット（Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋ）を付与して示すが、特に色を区別せずに説明する場合は、この符号末尾のアルファベットを省略して説明する。

また、同図に示されるように、本実施の形態に係る画像形成装置１０は、表裏反転用搬送経路Ｒを含んで構成されている。両面印刷する際には、片面に画像を形成した後に、記録紙Ｐを搬送経路Ｒに沿って搬送することにより、画像が形成された面の裏面側が各記録ヘッド１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋに対向するように表裏反転を行う。

また、搬送ベルト１４と排紙トレイ２２の間には、各色のインクをそれぞれ貯留するインクタンク１９が設けられている。インクタンク１９のインクは、図示しないインク供給配管を介して各記録ヘッド１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋに供給される。

ここで、記録ヘッド１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、不図示の駆動機構により搬送ベルト１４から離間移動可能に構成されている。

さらに、当該記録ヘッド１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの搬送経路Ｆの上流側及び下流側には、それぞれメンテナンス装置２８Ａ及び２８Ｂが設けられている。メンテナンス装置２８Ａは、ブラック用、シアン用のメンテナンスユニット３０Ｋ、３０Ｃを、メンテナンス装置２８Ｂは、マゼンタ用、イエロー用のメンテナンスユニット３０Ｍ、３０Ｙを、それぞれ含んで構成されている。各メンテナンス装置２８Ａ、２８Ｂは、不図示の駆動機構により互いに接近する方向に移動可能に構成されている。

図２に示されるように、メンテナンス時には、記録ヘッド１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが搬送ベルト１４から離間移動される。さらに、メンテナンス時には、メンテナンス装置２８Ａ、２８Ｂが、記録ヘッド１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの離間移動により生じた記録ヘッド１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋと搬送ベルト１４との間の空間に移動される。

これにより、記録ヘッド１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの４つの記録ヘッド１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋにそれぞれメンテナンス装置２８Ａ、２８Ｂのメンテナンスユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが対向配置され、各メンテナンスユニット３０によるメンテナンス処理が適宜実行される。

なお、メンテナンスユニット３０により実行されるメンテナンス処理としては、ノズル内のインク液の吸引、ノズルの吐出口に付着したインク滴のワイピング、ノズル内へのインク液の供給等の処理があげられる。

また、図１及び図２に示されるように、搬送経路Ｆの記録ヘッド１８下流側には、ラインセンサ２５が配設されており、記録紙Ｐ上に印刷された画像を読取可能に構成されている。

ここで、図３に示されるように、駆動ロール１１の回転軸には、当該駆動ロール１１と共に回転するように円盤状のエンコーダフィルム６４が取り付けられている。当該エンコーダフィルム６４の周縁部分には、駆動ロール１１の回転軸を中心とする放射線状に印字タイミングマーク６２が設けられている。

また、この周縁部分の一箇所には、印字タイミングマーク６２に対向する位置に、エンコーダセンサ６６が設けられている。エンコーダセンサ６６では、読取位置を通過する印字タイミングマーク６２を読み取る。駆動ロール１１の回転に伴ってエンコーダフィルム６４の印字タイミングマーク６２が順次エンコーダセンサ６６の読取位置を通過する。

放射線状の印字タイミングマーク６２は設計上等間隔で設けられており、駆動ロール１１が等速回転しているときは所定の周期で印字タイミングマーク６２が読み取られ、印字タイミングマーク６２の検出周期は、駆動ロール１１の回転速度に応じて変化する。

また、同図に示されるように、駆動ロール１１の近傍には、基準位置検出センサ３８が設けられている。当該基準位置検出センサ３８は、駆動ロール１１の周面に設けられた基準位置マークを検出する。なお、基準位置マークは、駆動ロール１１の一箇所に設けられており、基準位置マークは、駆動ロール１１が１回転する毎に基準位置検出センサ３８により検出される。基準位置検出センサ３８は、基準位置マークを検出した場合にＨＩＧＨとなる検出信号を出力する。

さらに、同図に示されるように、記録ヘッドアレイ１８よりも記録紙Ｐの搬送方向上流側には、搬送ベルト１４上に吸着された記録紙Ｐの先端を検出する用紙先端検出センサ３６が配設されている。用紙先端検出センサ３６は、検出位置における用紙の有無を検出し、用紙有りの場合にＨＩＧＨ、用紙無しの場合にＬＯＷとなる用紙先端検出信号を出力する。したがって、用紙先端検出信号の立上がりタイミングが記録紙Ｐの先端の検出タイミングを示すことになる。

図４は、本実施の形態に係る画像形成装置１０の制御系の構成を示すブロック図である。同図に示されるように、画像形成装置１０は、装置全体を制御するＣＰＵ４０、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４４、インタフェース（Ｉ／Ｆ）等を含んで構成されており、これらはバス４８に接続されている。

画像形成装置１０は、Ｉ／Ｆ４６を介してコンピュータ等の上位装置に接続され、上位装置から送信される画像データ等に基づいて印字を行う。

また、バス４８には、入出力制御部６１、補正印字クロック生成部７０、及び記録ヘッド制御部８０が更に接続されている。ＣＰＵ４０が入出力制御部６１や記録ヘッド制御部８０を制御することによって記録紙Ｐへの印字を制御する。

入出力制御部６１には、メンテナンス駆動回路５０、搬送系駆動回路５４及びベルト駆動回路５８が接続されている。

メンテナンス駆動回路５０には、メンテナンスユニット３０を駆動するメンテナンスモータ５２が接続されている。メンテナンス駆動回路５０がメンテナンスモータ５２を駆動することによってメンテナンスユニット３０による記録ヘッド１８の清掃を行う。すなわち、入出力制御部６１がＣＰＵ４０の指示によって各駆動回路を駆動することによって、記録紙Ｐの搬送や記録ヘッド１８の清掃等を行う。

搬送系駆動回路５４には、経路Ｆ及びＲの各ローラ等を駆動する搬送系モータ５６が接続されており、搬送系駆動回路５４によって搬送系モータ５６を駆動することによって装置内を記録紙Ｐが搬送される。

ベルト駆動回路５８には、駆動ローラ１１を駆動するベルト搬送モータ６０が接続され、ベルト駆動回路５８がベルト搬送モータ６０を駆動することによって搬送ベルト１４が回転し、記録紙Ｐの搬送が行われる。

さらに、入出力制御部６１には、用紙先端検出センサ３６、基準位置検出センサ３８、及びエンコーダセンサ６６が接続されており、各センサの検出結果が入力され、各センサの検出結果に基づいてＣＰＵ４０によって印字が制御される。

補正印字クロック生成部７０は、記録ヘッド制御部８０に接続されている。補正印字クロック生成部７０では、エンコーダセンサ６６による印字タイミングマーク６２の読取信号に基づくクロック信号を予め設定された補正情報に基づいて補正し、得られた補正印字クロックを記録ヘッド制御部８０に出力する。

記録ヘッド制御部８０は、ヘッド駆動回路９０を介して各色の記録ヘッド１８に接続されている。記録ヘッド制御部８０では、補正印字クロック生成部７０により生成された補正印字クロック信号に応じたタイミングで、ヘッド駆動回路９０に画像データに基づくインク滴の吐出信号を入力することで、記録ヘッド１８によるインク滴の吐出制御を実行する。

すなわち、記録ヘッド１８の吐出ノズルからは、補正印字クロックに同期してインク滴が吐出されるので、１印字クロックあたり１ドットのインク滴が吐出されることになる。

また、ＣＰＵ４０では、用紙先端検出センサ３６の検出信号に基づくタイミングで、記録ヘッド制御部８０に入力する各記録ヘッド１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの噴射許可（Ｅｎａｂｌｅ）信号をオンする。

図５には、本実施の形態に係る補正印字クロック生成部７０の制御系の構成が示されている。同図に示されるように、補正印字クロック生成部７０は、補正テーブル格納部７２及び補正処理部７４、基準クロック供給部７６が含まれて構成されている。

補正印字クロック生成部７０には、エンコーダセンサ６６による印字タイミングマーク６２の読取信号と基準位置検出信号とが入力される。補正印字クロック生成部７０では、基準クロック供給部７６から入力された基準クロックを動作クロックとして補正テーブル格納部７２に格納された補正情報に応じた補正処理を実行する。

ここで、ＣＰＵ４０では、補正テーブル格納部７２への補正情報の作成処理も実行する。この場合、ＣＰＵ４０では、上記予めＲＯＭ４２等に格納されたズレ検出パターンＡに関する情報に基づく画像データの読み出し、記録ヘッド制御部８０を介したズレ検出パターンＡの印刷、ラインセンサ２５による記録紙Ｐ上の画像の読み取り及びラインセンサ２５から出力された画像データに基づく補正テーブルの作成を実行する。

なお、このとき、ＣＰＵ４０は、補正印字クロック生成部７０による印字クロックの補正を禁止する。これにより、記録ヘッド制御部８０では、補正されていない印字クロックに基づいて、ヘッド駆動回路９０が制御される。

以下に、本実施の形態の作用を説明する。

コンピュータ等の上位装置から印字データの送信と共に印字要求が行われると、ＣＰＵ４０は、印字要求と共に送信された印字データを記録ヘッド制御部８０出力し、入出力制御部６１を介して搬送系駆動回路５４を制御して搬送系モータ５６を駆動する。これによって、記録紙Ｐが用紙トレイ２０から搬送経路Ｆを搬送されて搬送ベルト１４に搬送される。

記録紙Ｐが搬送ベルト１４上まで搬送されると、その後に用紙先端検出センサ３６によって記録紙Ｐの先端が検出される。そして、検出結果が入出力制御部６１を介してＣＰＵ４０に入力されと、ＣＰＵ４０は記録ヘッド制御部８０を介してヘッド駆動回路９０を制御して、記録ヘッド１８による印字を制御する。

すなわち、図６に示されるように、用紙先端検出センサ３６により検出された記録紙Ｐが、各記録ヘッド１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの記録位置（記録ヘッド１８から吐出されたインクの滴下位置）に到達するタイミングで噴射許可信号が順次オンされる。これによって、記録紙Ｐ上に各色の画像が重ね合わされてカラー画像が形成される。

なお、記録紙Ｐの先端が検出されたタイミングＡから、各記録ヘッド１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの噴射許可信号がオンされるタイミングまでの時間Ｂ〜Ｅは、用紙先端検出センサ３６による検出位置と各記録ヘッド１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋによる記録位置の間の距離、及び搬送速度に応じて決定される。

なお、用紙先端検出センサ３６による検出位置と各記録ヘッド１８による記録位置の間の距離は、設計値で決定してもよいし、工場出荷時に製造ばらつきを考慮して適宜補正制御するようにしてもよい。

そして、記録ヘッド１８による印字が行われた記録紙Ｐは、搬送経路Ｆに沿って搬送されて排紙トレイ２２に排出される。

ここで、上記記録ヘッド制御部８０においてヘッド駆動回路９０の制御タイミング信号として用いられる印字クロックの補正処理について説明する。

補正印字クロック生成部７０には、エンコーダセンサ６６による印字タイミングマーク６２の読取信号と基準位置検出信号とが入力されるようになっている。補正印字クロック生成部７０では、この読取信号を、補正テーブル格納部７２に格納された補正情報に応じて補正する。

具体的には、補正テーブル格納部７２には、例えば以下の表１に示されるような補正テーブルが予め設定されて格納されている。表１に示されるように、補正テーブルは、複数クロック単位のｎ個のステップ毎に設定されている。

なお、本実施の形態では、駆動ロール１１の周長が１１０ｍｍであり、印字クロックは駆動ロール１周あたり５２００クロック出力されるものとし、ｎ＝５０個のステップに分けて補正値を設定している。すなわち、１周５２００クロックを５０ステップに分けているので、１ステップあたり１０４クロックである。

本実施の形態では、ＣＰＵ４０により補正印字クロック生成部７０による読取信号の補正を禁止した状態で、記録ヘッド１８により所定印字クロック毎に記録紙Ｐ上にズレ検出パターンＡを印刷し、ラインセンサ２５により印刷したズレ検出パターンＡを読み取って、得られた画像データに基づいて、隣り合う位置に印刷したズレ検出パターンＡの間隔Ｔと、画像形成装置１０の仕様に応じた隣り合うズレ検出パターンＡの間隔の設計値Ｓとを、比較して、そのズレ量Ｚに応じて印字クロックを補正する。

図７には、ズレ検出パターンＡが所定印字クロック毎に記録紙Ｐ上に印刷された状態の一例が示されている。同図に示す例では、ズレ検出パターンＡは、１ドットのインク滴であり、１０４ドット（１ステップ分）毎にズレ検出パターンＡが印刷されている。

すなわち、ＣＰＵ４０では、予めＲＯＭ４２等に格納されたズレ検出パターンＡに関する情報に基づく画像データを記録ヘッド制御部８０に入力する。また、ＣＰＵ４０では、基準位置検出センサ３８から出力される基準位置検出信号がＨＩＧＨとなったタイミングで、ズレ検出パターンＡの印刷を開始させる。なお、このとき、補正印字クロック生成部７０による印字クロックの補正は、ＣＰＵ４０により禁止されている。これにより、記録ヘッド制御部８０では、補正されていない印字クロックに基づいて、ヘッド駆動回路９０が制御される。

また、記録ヘッド制御部８０では、ＣＰＵ４０により印刷開始が指示されると、ヘッド駆動回路９０を制御して、１０４クロック毎にズレ検出パターンＡを印刷する。

また、ラインセンサ２５では、記録ヘッド１８により記録紙Ｐ上に印刷されたズレ検出パターンＡを順次読み取り、画像データとして出力する。

ＣＰＵ４０では、ラインセンサ２５から出力される画像データを一旦ＲＡＭ４４に格納し、格納した画像データに基づいて、隣り合うズレ検出パターンＡ_ｋ、Ａ_ｋ＋１の印刷開始位置の位置情報（ａ_ｋ、ｂ_ｋ）、（ａ_ｋ＋１、ｂ_ｋ＋１）を特定する。

なお、同図に示されるように、ここでは、同図に点Ｏで示される位置を原点位置とした場合の座標情報を位置情報とする。

そして、ＣＰＵ４０では、特定した位置情報に基づいて印刷開始位置の間隔Ｔ_ｋを以下の（１）式により導出する。

ここで、解像度１２００ｄｐｉで１０４ドット毎にズレ検出パターンＡを印刷する場合、隣り合うズレ検出パターンＡの間隔の設計値Ｓは、以下の（２）式に示される。

したがって、ズレ量Ｚ_ｋは、印刷したズレ検出パターンＡの間隔Ｔ_ｋと、設計値Ｓを用いて、以下の（３）式で示される。

ズレ量Ｚ_ｋ、用紙搬送速度Ｖ（表２に示す例では、ヘッドの駆動周波数２４ｋＨｚ，用紙搬送速度５０８ｍｍ／ｓｅｃとしている）に基づいて、補正時間Ｑ_ｋは以下の（４）式により導出できる。

以下の表２には、上記（１）〜（４）式を用いて導出した各ステップのズレ量Ｚ、各ステップの１ドットあたりのズレ量、補正値Ｑ及び実際に補正テーブルに設定されるテーブル値ｑが示されている。

なお、１ドットあたりのズレ量については、ズレ量Ｚを１ステップに含まれるクロック数（１０４）で除算することにより得られる。また、ズレ量Ｚがマイナスの値である場合には、ズレ量Ｚの絶対値分だけプラスになる方向に印字クロックを補正し、ズレ量Ｚがプラスである場合には、ズレ量Ｚの絶対値分だけマイナスになる方向に印字クロックを補正する必要があることから、表２には、１ドットあたりのズレ量に更に−１を乗じた値を示した。

実際に補正テーブルに設定するテーブル値ｑは、補正処理部７４の分解能に応じて段階的に設定される。したがって、補正処理部７４の分解能は、基準クロック供給部７６の最小分解能である。

表２のテーブル値ｑとしては、基準クロック供給部７６から供給される動作クロックが４０ＭＨｚ、補正処理部７４の分解能が２５ｎｓｅｃとして、２５ｎｓｅｃ単位で印字クロックを補正する場合の値をそれぞれ示した。

なお、印字クロックの補正の観点からは、ズレ検出パターンＡは、図７に示されるように１ドットとすることが好ましいが、ラインセンサ２５による読み落しがあった場合には、正確な補正テーブルは得られない。このため、実際には、ラインセンサの読取精度を考慮して複数ドットからなる形状としてもよい。ズレ検出パターンＡを複数ドットからなる形状とした場合には、ラインセンサの読み取り精度が低い場合であっても、複数ドットにすることで、読み落としを防ぐことができるため、正確な補正テーブルを得ることが可能となる。

図８には、駆動ロール１１を基準位置検出タイミングから１周させたときのズレ量Ｚが示されている。同図に示されるように、駆動ロール１１が１周する間にズレ量が変動している。この変動は、の回転軸又は回転軸に取り付けられたエンコーダフィルム６４の偏芯や、印字タイミングマーク６２の配設間隔の誤差に起因すると推定される。

また、同図に示されるように、駆動ロール１１の１周分のズレ量Ｚの平均値は０にならない。これは、駆動ロール１１の基準位置の検出タイミングにおけるズレ量Ｚが０ではないことに起因している。

図９には、図８に示されるズレ量に基づいて導出される補正値Ｑ及びテーブル値ｑが示されている。同図に示されるように、テーブル値ｑは、補正処理部７４の分解能に合わせて、導出した補正値Ｑを２５ｎｓｅｃ毎の値に近似したものである。テーブル値ｑ曲線は、ズレ量Ｚ曲線とほぼ逆になっている。

すなわち、図１０に示されるように、補正処理部７４では、入力された読取信号のパルス幅を補正テーブル格納部７２に格納された補正値ｑだけ補正する。このとき、同一ステップに含まれるクロックのパルス幅については、同じ補正値ｑを用いる。

なお、同図には、ステップ０の補正値ｑをｑ０、ステップ１の補正値ｑをｑ１として示した。例えば、表１を参照すると、ステップ０の補正値ｑ０は５０ｎｓｅｃであるので、ステップ０に含まれる１０４クロック分については、パルス幅を５０ｎｓｅｃプラスして補正印字クロックとして出力する。

また、同図に示す例では、補正処理部７４において、補正印字クロックを読取信号から２クロック分遅延させて出力する。

なお、本第１の実施の形態では、補正処理部７４における遅延期間を印字クロックの約２クロック分とする形態について説明したが、遅延期間は最大速度変動を考慮して適宜設定すればよい。

また、本第１の実施の形態では、上記（１）式を用いて間隔Ｔを導出する形態について説明したが、本第１の実施の形態では、記録ヘッド１８によるインク滴の吐出位置の下流に配設されたラインセンサ２５により、搬送ベルト１４上に静電吸着されたままの記録紙Ｐ上のズレ検出パターンを読み取るので、ノズル配列方向の座標は同一であるとみなすことができる。そこで、以下の（５）式を用いて導出するようにしてもよい。

（変形例１）
上記第１の実施の形態では、補正テーブルの作成処理において、用紙先端が検出された後に基準位置を検出したタイミングに基づいてズレ検出パターンＡの印刷を開始する形態について説明したが、以下に、変形例１として、用紙先端が検出されたタイミングに基づいてズレ検出パターンＡの印刷を開始する形態について説明する。

図１１に示されるように、記録紙Ｐの先頭に印刷されるズレ検出パターンＡは、Ａ_０とは限らない。このため、当該変形例１では、基準位置を検出したタイミングで検出マークＲを印刷するようにしている。同図に示されるように、検出マークＲは、ズレ検出パターンＡの印刷領域とは異なる領域に印刷される。

ＣＰＵ４０では、記録紙搬送方向位置が検出マークＲと同じである印刷されたズレ検出パターンＡをＡ_０として特定し、補正テーブルを作成する。

この場合、ズレ検出パターンＡをｎ＋１個（表１及び表２に示す例では、５１個）以上印刷するようにしてもよいし、１周分に対応する数より多い数印刷するようにしてもよい。

（変形例２）
１周分に対応する数より多い数印刷する場合、各ステップについて複数個の補正値Ｑが得られることになるので、複数個の補正値Ｑに基づいて実際の補正値ｑを導出するようにしてもよい。

特に図１２に点線枠で示すサイクルの継ぎ目部分については、大きな差がある傾向がみられるので、この差を小さくして滑らかにするために、平均化処理を行うようにしてもよい。

このとき、複数個の補正値Ｑの値をそのまま用いて単純に平均化してもよいし、重み付けを行なってから平均化してもよい。

（変形例３）
上記第１の実施の形態では、記録紙Ｐの搬送速度Ｖとして、設計値を用いる形態について説明したが、設計値に代えて搬送速度の実測値を用いる形態としてもよい。

この場合、搬送速度を測定するための機構が必要となる。

例えば、搬送ベルト１４の表面速度を測定可能なドップラー測定器を適用することが挙げられる。

ドップラー測定器では、物体が電磁波の進行方向に向かって運動している場合に、ドップラー効果によって反射波の周波数が変化することを利用して、電磁波の反射波を測定することで物体の速さを算出する。

このドップラー測定器は、画像形成装置１０に設けてもよいが、工場出荷時など、補正テーブルの作成時にセットすればよく、画像形成装置１０に常に備えておく必要はない。

（変形例４）
上記第１の実施の形態では、画像形成装置１０内に設けたラインセンサ２５により検出パターンＡを読み取って補正テーブルを作成する形態について説明したが、検出パターンＡが印刷されて排紙トレイ２２に排出された記録紙Ｐを外部装置によりスキャンして補正テーブルを作成する形態としてもよい。

この場合、スキャンした画像データに基づく補正値の導出は外部装置において実行され、補正テーブルが作成される。

作成された補正テーブルを示す補正テーブルデータが画像形成装置１０に入力されると、ＣＰＵ４０により、補正テーブル格納部７２に格納される。

この場合は、印刷時とスキャン時とで、原稿の角度にズレが生じる場合があるので、隣り合うズレ検出パターンＡの間隔Ｔの導出に上記（１）式を用いることが好ましい。

（第２の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、記録紙Ｐに直接印刷を実行する形態の画像形成装置１０について説明したが、本第２の実施の形態では、中間転写体に画像を形成し、中間転写体に形成された画像を記録紙Ｐに転写する形態の画像形成装置２００について説明する。

図１３には、本第２の実施の形態に係る画像形成装置２００の構成が示されている。なお、同図において、上記第１の実施の形態と同様の構成については図１と同一の符号を付し、その説明を省略する。

同図に示されるように、本第２の実施の形態に係る画像形成装置２００は、記録ヘッド１８により、中間転写体ベルト１４０にインク滴を吐出する構成とされている。中間転写体ベルト１４０は、駆動ロール１３０及び従動ロール１３２に張架されている。

中間転写体ベルト１４０は、記録ヘッド１８に対向する位置では、駆動ロール１３０と１つの従動ロール１３２とにより平坦とされている。

また、中間転写体ベルト１４０は、記録ヘッド１８によるインク滴の吐出位置よりも下流側には、中間転写体ベルト１４０の回転方向に沿って転写ロール１３４、及び剥離爪１３６が順に配設されている。転写ロール１３４は、中間転写体ベルト１４０を介して従動ロール１３２に圧接されており、記録紙Ｐを中間転写体ベルト１４０に押圧しながら搬送することで、インク像を中間転写体ベルト１４０から記録紙Ｐに転写させる。また、剥離爪１３６は、記録紙Ｐを中間転写体ベルト１４０から剥離する。

また、同図に示すように、剥離爪１３６よりベルト回転方向下流側且つ記録へッド１８よりベルト回転方向上流側には、従動ロール１３２に対向する位置にクリーニングブレード１３８が設けられている。クリーニングブレード１３８は、記録紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト１４０に残留したインク等を掻き取る。

このように構成された画像形成装置２００では、補正テーブルを作成するために、ズレ検出パターンＡを中間転写体ベルト１４０に形成する。

中間転写体ベルト１４０に形成されたズレ検出パターンＡは、そのまま当該中間転写体ベルト１４０の回転方向において、インク滴吐出位置より下流側で、転写位置よりも上流側に設けられたラインセンサ１４４により読み取るようにすることができる。この場合、記録紙Ｐへの転写は行う必要がない。

なお、本第２の実施の形態についても、上記変形例１乃至変形例４のように変形させることができる。

なお、上記各実施の形態では、駆動ロール１１の回転軸に取り付けられたエンコーダフィルム６４に付された印字タイミングマーク６２を読み取って印字クロックとして用いる形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図１４に示されるように、搬送ベルト１４に印字タイミングマーク３２を付した装置にも適用できる。同図に示されるように、記録紙Ｐに直接インク滴を吐出する装置において、搬送ベルト１４の記録ヘッドアレイ１８に対向する面には、記録紙Ｐを吸着搬送する状態でも記録紙Ｐにより隠れることがない部位に、印字タイミングマーク３２が付されている。印字タイミングマーク３２は、搬送ベルト１４の全周に亘って、搬送方向に等間隔で付されている。なお、印字タイミングマーク３２の間隔は、画像形成装置１０の搬送方向の解像度に応じた間隔とされている。

また、同図に示されるように、記録ヘッドアレイ１８よりも記録紙Ｐの搬送方向上流側には、上記印字タイミングマーク３２を検出可能なエンコーダセンサ３４が配設されている。これにより、エンコーダセンサ３４では、駆動ロール１１による搬送ベルト１４の回転に伴い、順次印字タイミングマーク３２が検出される。

さらに、搬送ベルト１４の記録ヘッドアレイ１８に対向する面の一箇所には、搬送ベルト基準マーク３１が付されている。また、記録ヘッドアレイ１８の記録紙Ｐの搬送方向下流側には、搬送ベルト基準マーク３１を読取可能な搬送ベルト基準マーク検出センサ３３が配設されている。

搬送ベルト基準マーク検出センサ３３では、駆動ロール１１による搬送ベルト１４の回転に伴い、搬送ベルト１４が１回転する毎に搬送ベルト基準マーク３１が検出される。

なお、同図には、記録紙Ｐに直接インク滴を吐出する装置について示したが、上記第２の実施の形態で説明した画像形成装置２００に関する説明は、搬送ベルト１４を中間転写体１４０に読みかえればよい。

また、本実施の形態では、工場出荷時等に補正テーブルが作成されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、補正テーブルを定期的に更新するようにしてもよい。この補正テーブルの更新タイミングとしては、メンテナンス完了時や、所定枚数（例えば１万枚）記録毎、イニシャライズ時等があげられる。

なお、上記各実施の形態では、ズレ検出パターンＡを、１ドットのインク滴により構成される形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ズレ検出パターンを、複数ドットとしてもよい。また、複数ドットからなる円形状、多角形状や線状としてもよい。

また、上記実施の形態では、１０４ｄｏｔ毎にズレ検出パターンを形成し、１０４ｄｏｔ単位毎に補正情報を設定する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、周期変動が大きい場合には、１０４ｄｏｔよりも狭い範囲にして補正ステップ数を多くすることで、補正精度を上げることもできる。また、周期変動が小さい場合は、逆に１０４ｄｏｔよりも広い範囲にし、補正ステップ数を少なくし、補正処理時間の短縮やメモリ容量の低減を図ることもできる。

なお、上記実施の形態に係る画像形成装置１０の構成（図１乃至図５参照）は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

また、上記実施の形態に係る処理の流れ（図１０参照）等も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはいうまでもない。

なお、本実施の形態では、インクジェット画像形成装置を例にとって本発明を説明したが、本発明は、インクジェット画像形成装置に限らず、高分子フィルム上に着色インクを吐出して行なうディスプレイ用のカラーフィルタの作製、有機ＥＬ溶液を基板上に吐出させて行なうＥＬディスプレイパネルの形成など、様々な工業的用途を対象とした液滴吐出装置一般に対して、適用可能である。

また、本発明の液滴吐出装置において画像記録の対象となる「記録媒体」には、液滴吐出ヘッドが液滴を吐出する対象物であれば広く含まれる。したがって、記録媒体には、記録用紙やＯＨＰシートなどが含まれるのはもちろんであるが、これら以外にも、例えば、高分子フィルムなどが含まれる。

また、本発明の液滴吐出装置における「移動手段」には、記録媒体を保持して搬送する部材であれば広く含まれ、上記字氏の形態における搬送ベルトのほかに、例えば搬送ドラムなどが含まれる。

第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。メンテナンス時の記録ヘッド、メンテナンス装置及び搬送ベルトの位置関係を示す図である。第１の実施の形態に係る記録ヘッド周辺の構成を示す概略図である。実施の形態に係る制御ブロック図である。実施の形態に係る印字クロックの補正処理に関するブロック図である。記録紙の搬送タイミングと印字クロック、及び各記録ヘッドに対する印字許可タイミングの関係を示すタイミングチャートである。ズレ検出パターンとズレ検出パターンに基づく補正量の導出方法の説明図である。ズレ量検出パターンから導出されるズレ量の一例を示すグラフである。図８に示すズレ量に基づいて導出される補正値と、実際の補正値とを示すグラフである。基準位置検出信号、読取信号及び補正印字クロック生成部から出力される補正印字クロックを示すタイミングチャートである。他のズレ検出パターンとズレ検出パターンに基づく補正量の導出方法の説明図である。補正テーブルの先頭と末尾との補正値のズレを一例として示すグラフである。第２の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。他の形態に係る記録ヘッド周辺の構成を示す概略図である。

符号の説明

１０画像形成装置
１１駆動ロール
１２従動ロール
１４搬送ベルト
１８記録ヘッドアレイ
２０用紙トレイ
２２排紙トレイ
２４ロール
２５ラインセンサ
３６用紙先端検出センサ
３８基準位置検出センサ
４０ＣＰＵ
４２ＲＯＭ
４４ＲＡＭ
６２印字タイミングマーク
６４エンコーダフィルム
６６エンコーダセンサ

Claims

記録媒体上に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段による移動に伴って発生し、周期的な変化を含むパルス幅のパルス信号を出力する出力手段と、
前記周期的な変化の基準位置を検出する基準位置検出手段と、
予め設定された複数の単位パターンからなる検出パターンの画像情報を記憶するパターン記憶手段と、
記録媒体上に形成された画像を読み取る読取手段と、
検出パターン出力指示があった場合に、前記出力手段から出力されたパルス信号と前記パターン記憶手段に記憶された検出パターンの画像情報とに基づいて前記液滴吐出ヘッドを駆動する検出パターン出力手段と、
前記検出パターン出力手段により前記検出パターンの画像が形成された記録媒体上の画像を前記読取手段により読み取らせ、当該読取手段により読み取った画像に基づいて、隣り合う前記単位パターン間の距離を導出し、前記搬送手段による記録媒体の搬送速度に応じた距離と比較して、導出した距離の方が短い場合はパルス幅を大きくし、導出した距離の方が長い場合はパルス幅を小さくするように補正情報を生成する補正情報生成手段と、
前記補正情報生成手段により生成された前記補正情報を記憶する記憶手段と、
前記基準位置検出手段による基準位置の検出タイミング及び前記記憶手段に記憶された補正情報に基づいて、前記出力手段から出力されたパルス信号のパルス幅を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正されたパルス信号を用いて前記液滴吐出ヘッドによる液滴の吐出タイミングを制御して、記録媒体上に画像情報に応じた画像を形成するヘッド制御手段と、
を備えた液滴吐出装置。
前記記憶手段は、連続する所定数のパルス単位毎に補正情報を記憶する請求項１記載の液滴吐出装置。
前記パターン記憶手段は、前記単位パターンの画像データと、当該単位パターンの形成個数と、前記単位パターン間の距離と、が前記検出パターンの画像情報として予め記憶されている請求項１又は請求項２記載の液滴吐出装置。
前記検出パターンは、前記周期的な変化の１周期分に対応する数より多い数の前記単位パターンを含む請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の液滴吐出装置。
前記検出パターン出力手段は、前記基準位置検出手段による前記基準位置の検出タイミングで前記検出パターンの画像形成を開始するように前記液滴吐出ヘッドを駆動する請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の液滴吐出装置。
前記検出パターン出力手段は、前記検出パターンの画像形成実行中に前記基準位置検出手段により前記基準位置が検出されたタイミングで、当該基準位置が検出されたことを示す基準信号パターンの画像を形成するように前記液滴吐出ヘッドを駆動する請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の液滴吐出装置。
前記単位パターンの画像は、前記複数画素からなる請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の液滴吐出装置。
前記記憶手段に記憶された補正情報を更新する更新手段を更に備えた請求項１乃至請求項７の何れか１項記載の液滴吐出装置。
前記記録媒体は、中間転写体である請求項１乃至請求項８の何れか１項記載の液滴吐出装置。
記録媒体上に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させる移動手段と、前記移動手段による移動に伴って発生し、周期的な変化を含むパルス幅のパルス信号を出力する出力手段と、前記周期的な変化の基準位置を検出する基準位置検出手段と、予め設定された複数の単位パターンからなる検出パターンの画像情報を記憶するパターン記憶手段と、検出パターン出力指示があった場合に、前記出力手段から出力されたパルス信号と前記パターン記憶手段に記憶された検出パターンの画像情報とに基づいて前記液滴吐出ヘッドを駆動する検出パターン出力手段と、前記出力手段により出力されたパルス信号を補正するための補正情報を記憶する記憶手段と、前記基準位置検出手段による基準位置の検出タイミング及び前記記憶手段に記憶された補正情報に基づいて、前記出力手段から出力されたパルス信号のパルス幅を補正する補正手段と、前記補正手段により補正されたパルス信号を用いて前記液滴吐出ヘッドによる液滴の吐出タイミングを制御して、記録媒体上に画像情報に応じた画像を形成するヘッド制御手段と、を含んで構成された画像形成装置と、
記録媒体上に形成された画像を読み取る読取手段と、前記読取手段により読み取った画像が前記検出パターン出力手段により前記検出パターンの画像が形成された記録媒体上の画像である場合に、当該読取手段により読み取った画像に基づいて、隣り合う前記単位パターン間の距離を導出し、前記搬送手段による記録媒体の搬送速度に応じた距離と比較して、導出した距離の方が短い場合はパルス幅を大きくし、導出した距離の方が長い場合はパルス幅を小さくするように補正情報を生成する補正情報生成手段と、前記補正情報生成手段により生成された前記補正情報を前記画像形成装置に送信する送信手段と、を含んで構成された情報処理装置と、
を備えた液滴吐出装置。