JP2012030397A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】品質の高い画像が形成できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】記録媒体の移動に応じて検出信号を出力するエンコーダ、記録ヘッドを駆動するためのタイミング信号を生成するタイミング信号生成部を備え、搬送ローラが加速および減速を行う間に、エンコーダ検出信号が出力される度に、エンコーダパルス時間間隔を計測する計測手段704と、搬送ローラ駆動信号の動作開始から累積時間を計測する計測手段706と、エンコーダパルス時間間隔からエンコーダ速度を算出する演算手段と、搬送ローラ駆動信号の制御周期分の時間前に保存したエンコーダ速度と、搬送ローラ駆動信号から算出される速度変化分とを加算したエンコーダ速度より、エンコーダ検出信号から次の検出信号が出力されるまでのエンコーダパルス時間間隔を予測し、予測時間間隔を所定数に逓倍してタイミング信号を生成し、そのタイミング信号により記録ヘッドを駆動する。
【選択図】図１６

Description

本発明は、例えばインクジェット記録方式などの画像形成装置に係り、特に記録ヘッド駆動パルスのタイミング信号の生成技術に関するものである。

一定の方向に配列した複数の記録素子を搭載したキャリッジを記録媒体と対向するように設け、前記キャリッジを前記記録素子の配列方向と直交する方向に走査して、前記記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、特開２００３‐７２１７７号公報（特許文献１）に記載されているような提案がなされている。

この提案は、エンコーダ信号間の間隔をエンコーダ間隔計時カウンタで計測し、その値をエンコーダ間隔格納メモリに格納し、直前の２つのエンコーダ信号の間隔と補正値とに基づいて、次のエンコーダ信号が出力されるまでの時間を予測し、予測時間内はエンコーダ信号から逓倍タイミング信号を生成して記録ヘッドを駆動するものである。

ところが前述した提案では、加速および減速を行う間において、エンコーダの直前の時間間隔を使用しているため、搬送ローラを駆動する搬送ローラ駆動信号の速度変更により記録媒体の速度変更がある場合に、次のエンコーダ検出信号と前回の検出信号とのエンコーダパルス時間間隔と、予測した時間間隔との差により、エンコーダ検出信号の出力前後において、タイミング信号周期が不連続に変化することとなり、画像の形成結果に斑が発生するという問題がある。

本発明の目的は、このような問題を解消し、品質の高い画像が形成できる画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、
記録媒体を搬送する搬送ローラと、
前記記録媒体の移動に応じて検出信号を出力するエンコーダと、
搬送される前記記録媒体と対向して、当該記録媒体に対して画像を形成する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを駆動するためのタイミング信号を生成するタイミング信号生成部と
を備えた画像形成装置を対象とするものである。

そして、前記搬送ローラが加速および減速を行う間において、前記エンコーダからのエンコーダ検出信号が出力される度に、エンコーダパルス時間間隔を計測する計測手段と、
前記搬送ローラを駆動する搬送ローラ駆動信号の動作開始から累積時間を計測する計測手段と、
前記エンコーダパルス時間間隔からエンコーダ速度を算出する演算手段と、
前記搬送ローラ駆動信号の制御周期分の時間前に保存したエンコーダ速度と、搬送ローラ駆動信号から算出される速度変化分とを加算してエンコーダ速度を算出する演算手段と、
前記演算したエンコーダ速度より、エンコーダ検出信号から次の検出信号が出力されるまでのエンコーダパルス時間間隔を予測する予測手段と、
前記予測時間間隔を所定数に逓倍してタイミング信号を生成する生成手段とを備え、
前記タイミング信号により記録ヘッドを駆動するように構成されていることを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は前記第１の手段において、
前記タイミング信号生成手段が、タイミング信号を直線的に変化するように生成することを特徴とするものである。

本発明の第３の手段は前記第１または第２の手段において、
前記記録ヘッドが、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴とするものである。

本発明は前述のような構成になっており、例えば斑などが発生することのない、品質の高い画像が形成できる画像形成装置を提供することにある。

本発明の実施例１において、速度Ｖ１の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔより長い（td+tn＞Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図である。 本発明の実施例１において、速度Ｖ１(換算値)の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔ以下（td+tn≦Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図である。 本発明の実施例１において、記録媒体送り量検出エンコーダから出力されるエンコーダ信号と、エッジ検出回路から出力されるエッジ信号と、駆動パルスタイミング信号生成部から出力されるタイミング信号の関係を示すタイミングチャートである。 本発明の実施例１における記録ヘッド駆動パルスのタイミング信号生成手順を示したフローチャートである。 本発明の実施例２において、速度Ｖ１の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔより長い（td+tn＞Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図である。 本発明の実施例２において、速度Ｖ１(換算値)の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔ以下（td+tn≦Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図である。 本発明の実施例２において、記録媒体送り量検出エンコーダから出力されるエンコーダ信号と、エッジ検出回路から出力されるエッジ信号と、駆動パルスタイミング信号生成部から出力されるタイミング信号の関係を示すタイミングチャートである。 本発明の実施例３において、速度Ｖ１の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔより長い（td+tn＞Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図である。 本発明の実施例３において、速度Ｖ１(換算値)の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔ以下（td+tn≦Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図である。 本発明の実施例３において、記録媒体送り量検出エンコーダから出力されるエンコーダ信号と、エッジ検出回路から出力されるエッジ信号と、駆動パルスタイミング信号生成部から出力されるタイミング信号の関係を示すタイミングチャートである。 本発明の実施例４において、速度Ｖ１の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔより長い（td+tn＞Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図である。 本発明の実施例４において、速度Ｖ１(換算値)の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔ以下（td+tn≦Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図である。 本発明の実施例４において、記録媒体送り量検出エンコーダから出力されるエンコーダ信号と、エッジ検出回路から出力されるエッジ信号と、駆動パルスタイミング信号生成部から出力されるタイミング信号の関係を示すタイミングチャートである。 本発明の実施例に係るインクジェット方式の画像形成装置の概略構成図である。 この画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。 この制御部内のタイミング信号生成部の構成を示すブロック図である。

次に本発明の実施例に係るインクジェット方式の画像形成装置の各部構成を図面と共に説明する。

（画像形成装置の概略構成）
図１４は、本発明の実施例に係るインクジェット記録方式の画像形成装置の概略構成図である。
同図に示すように、連続した長尺状の用紙などからなる記録媒体Ｗは、給紙モータ(図示せず)に連結された給紙搬送駆動ローラ５０１と、給紙搬送従動ローラ５０２により給紙部から、走行プレート５０６側へと搬送される。

前記走行プレート５０６の搬送方向手前側には、記録媒体Ｗの移動に伴って連れ回りする従動ローラ５０３と、その従動ローラ５０３に取り付けられて記録媒体Ｗの移動に応じて検出信号を出力する記録媒体送り量検出エンコーダ(以下、エンコーダと略記する)５０４が設けられている。

記録媒体Ｗを介して前記走行プレート５０６と対向する位置には記録ヘッド５０５が配置され、その記録ヘッド５０５から記録媒体Ｗに対してインク滴が吐出されて画像が形成される。

画像が形成された記録媒体Ｗは、排紙モータ(図示せず)に連結された排紙搬送駆動ローラ５０７と、排紙搬送従動ローラ５０８によって画像形成装置の外へ排出される。

この例では前記エンコーダ５０４を給紙搬送駆動ローラ５０１と走行プレート５０６の間に配置したが、走行プレート５０６と排紙搬送駆動ローラ５０７の間に搭載してもよい。

（画像形成装置の制御部の構成）
図１５は、この画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。
この画像形成装置の制御部は、上位装置６０１からの指示をインターフェース６０２を通して受け、画像形成装置全体を制御するＣＰＵ６０３、バス６０４、制御クロックを生成するクロック生成部６０５、各種データを保存するメモリ６０６、ユーザが画像形成装置を操作するための操作パネル６０７、各センサ６０８からのセンサ信号を処理するセンサ受信部６０９、エンコーダ５０４からエンコーダ信号を処理するタイミング信号生成部６１０、時間を管理・計測するタイマ６１１、給紙搬送モータ６１４を駆動する給紙搬送モータ駆動部６１３と、その給紙搬送モータ駆動部６１３を制御する給紙搬送モータ制御部６１２、排紙搬送モータ６１７を駆動する排紙搬送モータ駆動部６１６、その排紙搬送モータ駆動部６１６を制御する排紙搬送モータ制御部６１５、インク吐出を行う記録ヘッド５０５の駆動を行うヘッド駆動部６１９、吐出パルスを生成する駆動パルス生成部６１８などを備え、図に示すような接続関係になっている。

（タイミング信号生成部の構成）
図１６は、前記タイミング信号生成部６１０の構成を示すブロック図である。
吐出パルスを生成する駆動パルス生成部６１８への駆動パルス生成のタイミング信号を生成する駆動パルスタイミング信号生成部７０１、エンコーダ速度と搬送モータ駆動開始からの累積時間を保存するエンコーダ速度／累積時間格納メモリ７０２、エンコーダ５０４からエンコーダ信号のエッジを検出するエッジ検出回路７０３、エンコーダ信号のエンコーダパルス時間間隔を測定するパルス時間間隔カウンタ７０４、エンコーダパルス時間間隔と搬送モータ駆動開始からの累積時間を保存するパルス時間間隔／搬送モータ駆動累積時間格納メモリ７０５、搬送モータ駆動開始からの累積時間を測定する搬送モータ駆動時間カウンタ７０６などを備え、図に示すような接続関係になっている。

また、図中の搬送モータ制御部７０７は前述の給紙搬送モータ制御部６１３または排紙搬送モータ制御部６１５を、搬送モータ駆動部７０８は給紙搬送モータ駆動部６１３または排紙搬送モータ駆動部６１６を、搬送モータ７０９は給紙搬送モータ６１４または排紙搬送モータ６１７を示している。

なお、前記エンコーダ速度／累積時間格納メモリ７０２とパルス時間間隔／搬送モータ駆動累積時間格納メモリ７０５はメモリ６０６、パルス時間間隔カウンタ７０４と搬送モータ駆動時間カウンタ７０６はタイマ６１１と、共用する構成してもよい。

次に記録ヘッド駆動パルスのタイミング信号生成方法の各実施例について説明する。

図１ないし図３は、本発明の実施例１に係る加速時での記録ヘッド駆動パルスのタイミング信号生成方法を説明するための図である。

図１は後述する速度Ｖ１(換算値)の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔより長い（td+tn＞Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図、図２は速度Ｖ１(換算値)の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔ以下（td+tn≦Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図である。

図１ならびに図２とも、横軸に時間を、縦軸に搬送駆動ローラ５０１の駆動信号から算出される速度と、エンコーダ信号から算出される速度の関係を示している。なお、縦軸の速度は搬送駆動ローラ５０１とエンコーダ５０４の減速比分の演算を行い、換算した速度表示である。

図１ならびに図２において、搬送モータ７０９（図１６参照）に速度Ｖ１での駆動信号を与えると、搬送モータ７０９に連結された搬送駆動ローラ５０１（図１４参照）が駆動され、その搬送駆動ローラ５０１と搬送従動ローラ５０２により記録媒体Ｗが搬送される。

また、記録媒体Ｗの搬送によって連れ回りする従動ローラ５０３に取付けられている記録媒体送り量検出エンコーダ５０４より、駆動信号を与えてからtｄの遅延時間後にエンコーダ信号が出力される。

その後、エンコーダ５０４が加速され、tn時間後にエンコーダ５０４は速度Ｖ１(減速比換算値、以下は換算値とする)に到達する。

同様にＴ時間毎に搬送モータ７０９に速度Ｖ２、Ｖ３、・・・、ＶＮ−１、ＶＮでの駆動信号を与えていき、エンコーダ５０４はＴ時間毎に速度Ｖ２(換算値)、Ｖ３(換算値)、・・・、ＶＮ−１(換算値)、ＶＮ(換算値)に到達する。なお、Ｔ時間は、駆動信号の速度切替時間を示す。

前述のようにエンコーダ５０４が加速されて、速度Ｖ１(換算値)に到達するまでの到達時間はtd+tn、速度Ｖ２(換算値)に到達するまでの到達時間はtd+tn+T、・・・速度ＶＮ−１(換算値)に到達するまでの到達時間はtd+tn+T×(Ｎ−２)、速度ＶＮ(換算値)に到達するまでの到達時間はtd+tn+T×(Ｎ−１)となる。

図１ならびに図２において、太い実線は前述の搬送ローラ駆動信号から算出される速度特性線、点線は送り量検出エンコーダ信号から算出される速度特性線である。

図３は、記録媒体送り量検出エンコーダ５０４（図１４参照）から出力されるエンコーダ信号と、エッジ検出回路７０３（図１６参照）から出力されるエッジ信号と、駆動パルスタイミング信号生成部７０１（図１６参照）から出力されるタイミング信号の関係を示す図で、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ部の拡大図である。

前述のように図１６において、エンコーダ５０４から出力されるエンコーダ信号のエッジをエッジ検出回路７０３で検出し、そのエンコーダ信号（エッジ信号）のエンコーダパルス時間間隔はパルス時間間隔カウンタ７０４によって測定する構成になっている。

そこで本実施例では、ＣＰＵ６０３から搬送モータ７０９に対して速度Ｖ１での駆動信号を与えてから、エンコーダ５０４が速度Ｖ１(換算値)に到達するまでのエンコーダパルス時間間隔を、パルス時間間隔カウンタ７０４で測定する。そしてこのエンコーダパルス時間間隔と、搬送モータ７０９の駆動開始からの累積時間をパルス時間間隔／搬送モータ駆動累積時間格納メモリ７０５に記憶する。

なお、最初のエンコーダ位置が任意の場合、最初のエンコーダ信号の立上りまたは立下りから次の立下りまたは立上りまでの間隔は不定のため、２回目の信号変化からエンコーダ信号のパルス時間間隔の測定を行う。

前述のエンコーダパルス時間間隔と、搬送モータ７０９の駆動開始からの累積時間のパルス時間間隔／搬送モータ駆動累積時間格納メモリ７０５への保存と並行して、そのパルス時間間隔／搬送モータ駆動累積時間格納メモリ７０５に記憶したエンコーダパルス時間間隔データから、以下の[エンコーダ速度の算出]に従い、エンコーダ５０４が速度Ｖ１(換算値)に到達するまで一定時間間隔毎にエンコーダ速度をＣＰＵ６０３で算出して、エンコーダ速度と搬送モータ７０９の駆動開始からの累積時間をエンコーダ速度／累積時間格納メモリ７０２に保存する。

同様に、搬送モータ７０９に速度Ｖ２、Ｖ３、・・・ＶＮ−１、ＶＮでの駆動信号を与えてから、エンコーダが速度Ｖ２(換算値)、Ｖ３(換算値)、・・・、ＶＮ−１(換算値)、ＶＮ(換算値)に到達するまでの、エンコーダ信号のパルス時間間隔を測定して、そのエンコーダパルス時間間隔と、搬送モータ７０９の駆動開始からの累積時間をパルス時間間隔／搬送モータ駆動累積時間格納メモリ７０５に記憶する。

[エンコーダ速度の算出]
次に前述のエンコーダ速度の算出について説明する。
エンコーダ５０４の１回転のパルス数Ｐ、周長２πrにおいて、エンコーダパルスＰN-1での速度ＶN-1、パルス時間間隔ＰN-1とし、次のエンコーダパルスＰNでの速度ＶN、パルス時間間隔ＰNとし、２パルスの間が直線的に変化するように速度データを生成する。

t時間の速度をＶtとし、傾きa、初期値ｂの直線とすると、前記速度Ｖtは式（１）で表せられる。

Ｖt＝at+ｂ ……（１）
エンコーダパルスＰN-1での速度ＶN-1は、
ＶN-1＝Ｐ／(ＰN-1・２πｒ)
エンコーダパルスＰNでの速度ＶNは、
ＶN＝Ｐ／(ＰN・２πｒ)
前記傾きaは、a＝(Ｐ／(ＰN・２πｒ)−Ｐ／(ＰN-1・２πｒ))／ＰN ……（２）
前記初期値ｂは、ｂ＝ＶN-1＝Ｐ／(ＰN-1・２πｒ) ……（３）
となる。従って前記式（１）に前記式（２）、（３）をそれぞれ代入すると、
Ｖt＝at+ｂ＝((Ｐ／(ＰN・２πｒ)−Ｐ／(ＰN-1・２πｒ))／ＰN×t+Ｐ／(ＰN-1・２πｒ)
となる。

次に、前記エンコーダ速度／累積時間格納メモリ７０２に保存したエンコーダ速度と搬送モータ駆動開始からの累積時間より、記録ヘッド駆動パルスのタイミング信号の生成を行う。

このタイミング信号の生成は、予測開始時間と、予測エンコーダパルス時間間隔Ｐpと、予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnをそれぞれ決定して、その結果をパルス時間間隔／搬送モータ駆動累積時間格納メモリ７０５に保存する。

次に、この予測開始時間と、予測エンコーダパルス時間間隔Ｐpと、予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnの決定・生成について説明する。
[予測開始時間の決定]
予測開始時間は、前述の速度Ｖ１(換算値)到達時間td+tnと駆動信号の速度切替時間Ｔの関係から決定する。

図１に示すtd+tn＞Tの場合は、T時点では速度ＶがＶ１に到達していないため、予測開始時間はtd+tnからとする。

図２に示すtd+tn≦Tの場合は、T時点に速度ＶがＶ１に一度は到達しているため、予測開始時間はT時点からとする。

[予測エンコーダパルス時間間隔Ｐpの決定]
t時でのエンコーダ速度をＶt、t-Tでのエンコーダ速度をＶt-T（ともに図１，２参照）として、t-T時間でのエンコーダ速度Ｖt-Tをエンコーダ速度／累積時間格納メモリ７０２から読出し、t時でのエンコーダ速度Ｖtを下式より算出する。

エンコーダ速度Ｖt＝Ｖ1+Ｖt-T
次に、速度Ｖtでの予測エンコーダパルス時間間隔Ｐp（図３参照）を下式より算出する。

予測エンコーダパルス時間間隔Ｐp＝エンコーダ1回転のパルス数Ｐ／(エンコーダ速度Ｖt／周長２πr)＝Ｐ／((Ｖ1+Ｖt-T)／２πr)
[予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnの生成]
予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnは、n逓倍パルスが等間隔となるよう予測エンコーダパルス時間間隔ＰpをＮ等分して算出する。

n逓倍パルス時間間隔Ｐpn＝パルス時間間隔Ｐp／N
このようにして算出した予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnを、パルス時間間隔／搬送モータ駆動累積時間格納メモリ７０５に保存する。

次に、パルス時間間隔／搬送モータ駆動累積時間格納メモリ７０５に保存した予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnとエッジ信号から、タイミング信号生成部６１０において１番目からＮ−１番目までは予測n逓倍パルス時間間隔を使用して、Ｎ番目はエッジ信号を使用して、記録ヘッド駆動パルスのタイミング信号を生成する。
以上、加速時のタイミング信号生成方法について説明したが、減速時も同様な方法により記録ヘッド駆動パルスのタイミング信号を生成することができる。

図４は、以上説明した記録ヘッド駆動パルスのタイミング信号生成手順をまとめて示したフローチャートである。

同図に示すようにステップ(Ｓ)１でエンコーダ速度の算出を行ない、Ｓ２で予測開始時間を決定し、Ｓ３で予測エンコーダパルス時間間隔Ｐpの決定し、Ｓ４で予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnを生成して、それに基づいてＳ５で記録ヘッド駆動パルスのタイミング信号を生成する。

図５ないし図７は、本発明の実施例２に係る加速時での記録ヘッド駆動パルスのタイミング信号生成方法を説明するための図である。

図５は速度Ｖ１(換算値)の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔより長い（td+tn＞Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図、図６は速度Ｖ１(換算値)の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔ以下（td+tn≦Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図である。

また、図7は、記録媒体送り量検出エンコーダ５０４から出力されるエンコーダ信号と、エッジ検出回路７０３から出力されるエッジ信号と、駆動パルスタイミング信号生成部７０１から出力されるタイミング信号の関係を示す図で、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ部の拡大図である。

本実施例において前記実施例１と相違する点は、予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnの決定の仕方の点であるので、そのことについて説明する。

[予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnの生成]
速度Ｖtでの予測エンコーダパルスをＰp、直前の実エンコーダパルスをＰrf（図７参照）とし、直前の実エンコーダパルスＰrfの最終N番目の逓倍パルスをＰrf／Nと仮定し、予測エンコーダパルスＰpの最終N番目の逓倍パルスをＰp／Nと設定して、前記Ｐrf／NからＰp／Nまで直線的に変化するようにn逓倍パルスを生成する。

傾きａ、初期値ｂの直線として、n番目の逓倍パルスをＰpnとすると、
n番目の逓倍パルスＰpnは、Ｐpn＝aｎ+ｂ ……（１）
前記傾きaは、a＝(Ｐp／Ｎ-Ｐrf／Ｎ)／Ｎ＝(Ｐp-Ｐrf)／Ｎ2 ……（２）
前記初期値ｂは、ｂ＝Ｐrf／Ｎ ……（３）となり、
前記式（１）に式（２）、（３）を代入して、
Ｐpn＝aｎ+ｂ＝(Ｐp−Ｐrf)／Ｎ2×ｎ+Ｐrf／Ｎ＝(n・Ｐp+(Ｎ−ｎ)Ｐrf)／Ｎ2
とし、n番目の逓倍パルスをＰpn を求める。

このようにして算出した予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnをパルス時間間隔／搬送モータ駆動累積時間格納メモリ７０５に保存する。

次に、パルス時間間隔／搬送モータ駆動累積時間格納メモリ７０５に保存した予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnとエッジ信号から、タイミング信号生成部６１０において１番目からＮ−１番目までは予測n逓倍パルス時間間隔を使用して、Ｎ番目はエッジ信号を使用して、記録ヘッド駆動パルスのタイミング信号を生成する。

図８ないし図１０は、本発明の実施例３に係る加速時での記録ヘッド駆動パルスのタイミング信号生成方法を説明するための図である。

図８は速度Ｖ１(換算値)の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔより長い（td+tn＞Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図、図９は速度Ｖ１(換算値)の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔ以下（td+tn≦Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図である。

また、図１０は、記録媒体送り量検出エンコーダ５０４から出力されるエンコーダ信号と、エッジ検出回路７０３から出力されるエッジ信号と、駆動パルスタイミング信号生成部７０１から出力されるタイミング信号の関係を示す図で、同図（ｂ）は同図（ａ）のＣ部の拡大図である。

本実施例において前記実施例１、２と相違する点は、予測n逓倍パルス時間間隔Ｐtnの決定の仕方の点であるので、そのことについて説明する。

[予測n逓倍パルス時間間隔Ｐtnの生成]
直前の実エンコーダパルスＰrfの最終N番目の逓倍パルス時間間隔ＰrfNと、予測エンコーダパルスＰpの最終逓倍パルスまでが等しい差をもって直線的に変化するように逓倍パルスを決定する。

直前の逓倍パルス時間間隔をＰrfNと予測エンコーダパルスＰpから、予測エンコーダパルスＰpの逓倍パルスを求める。

予測エンコーダパルスＰpでの逓倍パルス時間間隔Ｐp１、Ｐp２・・・ＰpＮ、逓倍パルスの公差aとすると、
エンコーダパルス時間間隔Ｐp＝Ｐp1+Ｐp2+・・・+ＰpＮ
＝Ｐp1+(Ｐp1+a)・・・+(Ｐp1+a(Ｎ-1))
＝Ｎ・Ｐp1+Ｎ・(Ｎ-1)／2・a ……（１）
n番目の逓倍パルスをＰpnとすると、Ｐpn＝Ｐp1+(n-1)・a ……（２）
直前の逓倍パルスＰrfNは、ＰrfN+a＝Ｐp1 ……（３）
前記式（１）、（２）、（３）により予測n逓倍パルス時間間隔Ｐtnは、
Ｐtn＝２n／(Ｎ(Ｎ+1))・Ｐp +(Ｎ-2n+1)／(n+1)・ＰrfN
となる。

なお、最初の予測エンコーダパルスＰpの逓倍パルス決定では、直前の実エンコーダパルスＰrf の最終の逓倍パルス時間間隔ＰrfNをPrf／Nとして使用する。その後の予測エンコーダパルスＰpの逓倍パルス決定では、直前の実エンコーダパルスＰrfの最終の逓倍パルス時間間隔ＰrfNを使用する。

このようにして算出した予測n逓倍パルス時間間隔Ｐtnをパルス時間間隔／搬送モータ駆動累積時間格納メモリ７０５に保存する。

次に、パルス時間間隔／搬送モータ駆動累積時間格納メモリ７０５に保存した予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnとエッジ信号から、タイミング信号生成部６１０にて１番目からＮ−１番目までは予測n逓倍パルス時間間隔を使用して、Ｎ番目はエッジ信号を使用して、記録ヘッド駆動パルスのタイミング信号を生成する。

図１１ないし図１３は、本発明の実施例４に係る加速時での記録ヘッド駆動パルスのタイミング信号生成方法を説明するための図である。

図１１は速度Ｖ１(換算値)の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔより長い（td+tn＞Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図、図１２は速度Ｖ１(換算値)の到達時間td+tnが駆動信号の速度切替時間Ｔ以下（td+tn≦Ｔ）の場合の搬送ローラ速度とエンコーダ速度の関係を示す特性図である。

また、図１３は、記録媒体送り量検出エンコーダ５０４から出力されるエンコーダ信号と、エッジ検出回路７０３から出力されるエッジ信号と、駆動パルスタイミング信号生成部７０１から出力されるタイミング信号の関係を示す図で、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ部の拡大図である。

本実施例において前記実施例１、２、３と相違する点は、予測エンコーダパルス時間間隔Ｐpの決定と、予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnを決定の点であるので、そのことについて説明する。

[予測エンコーダパルス時間間隔Ｐpの決定]
t時でのエンコーダ速度をＶ、t-Ｔでのエンコーダ速度をＶt-Ｔとして、t-Ｔ時間でのエンコーダ速度Ｖt-Ｔをエンコーダ速度／累積時間格納メモリ７０２から読出し、t時でのエンコーダ速度をＶを下式より算出する。

エンコーダ速度Ｖ＝Ｖ１+Ｖt-T
次に、速度Ｖでのエンコーダパルス時間間隔Ｐ0pを下式より算出する。

エンコーダパルス時間間隔Ｐ0p＝エンコーダ１回転のパルス数Ｐ／(エンコーダ速度Ｖ／周長２πr)＝Ｐ／(Ｖ／２πr)
次に、下式に示す直前の実エンコーダパルスＰrfと直前の予測エンコーダパルスＰpfとの差分を、エンコーダパルス時間間隔Ｐ0tに追加してエンコーダパルス時間間隔Ｐpとする。

予測エンコーダパルス時間間隔Ｐp＝(Ｐpf−Ｐrf)＋Ｐ0p
[予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnの生成]
直前の予測エンコーダパルスＰpfの最終逓倍パルス時間間隔ＰpfNと、予測エンコーダパルスＰp の最終逓倍パルスまでが等しい差をもって直線的に変化するように逓倍パルスを決定する。

直前の予測逓倍パルス時間間隔をＰpfNと予測エンコーダパルスＰpから、予測エンコーダパルスＰpの逓倍パルスＰpnを求める。

予測エンコーダパルスＰpでの逓倍パルス時間間隔Ｐp１、Ｐp２、・・・ＰpＮ、逓倍パルスの公差aとすると、
エンコーダパルス時間間隔Ｐp＝Ｐp1+Ｐp2+・・・+ＰpＮ＝Ｐp1+(Ｐp1+a)・・・+(Ｐp1+a(Ｎ-1))＝Ｎ・Ｐp1+Ｎ・(Ｎ-1)／2・a ……（１）
n番目の逓倍パルスをＰpnとすると、Ｐpn＝Ｐp1+(n-1)・a ……（２）
直前の逓倍パルスＰpfNは、ＰpfN+a＝Ｐp1 ……（３）
前記式（１）、（２）、（３）より、予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnは、
Ｐpn＝２n／(Ｎ(Ｎ+1))・Ｐp +(Ｎ-2n+1)／(n+1)・ＰpfN
となる。

なお、最初の予測エンコーダパルスＰpの逓倍パルスＰpnの決定では、直前の実エンコーダパルスＰrfの最終の逓倍パルス時間間隔ＰrfNをPrf／Nと設定する。その後の予測エンコーダパルスＰpの逓倍パルス決定では、直前の予測エンコーダパルスＰpfの最終の逓倍パルス時間間隔ＰpfNを使用する。

このようにして算出した予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnをパルス時間間隔／搬送モータ駆動累積時間格納メモリ７０５に保存する。

次に、パルス時間間隔／搬送モータ駆動累積時間格納メモリ７０５に保存した予測n逓倍パルス時間間隔Ｐpnから、タイミング信号生成部６１０にて１番目からＮ番目までの予測n逓倍パルス時間間隔を使用して、記録ヘッド駆動パルスのタイミング信号を生成する。

本発明の請求項別の効果について説明する。
請求項１に記載の発明においては、加速および減速を行う間において、搬送ローラ駆動信号の制御周期分の時間前に保存したエンコーダ速度と、搬送ローラ駆動信号から算出される速度変化分とを加算してエンコーダ速度として、そのエンコーダ速度より、エンコーダ検出信号から次の検出信号が出力されるまでのエンコーダパルス予測時間間隔を決定し、タイミング信号を生成することにより、過去のエンコーダ信号のみからエンコーダパルス予測時間間隔を決定する場合に比べて、エンコーダパルス予測時間間隔を正確に予測できるため、エンコーダパルス予測時間間隔と実際のエンコーダパルス時間間隔との差が小さくなり、信頼性の高いタイミング信号を生成できるので、斑のない高品質な画像形成が行える画像形成装置を提供することができる。

また、予測時間間隔を所定数に逓倍した信頼性の高いタイミング信号を生成できるため、低価格で低分解能なエンコーダを使用可能となり、低価格の画像形成装置を提供することができる。

加速および減速にも画像形成が行えるため、加速および減速にて画像形成できない画像形成装置において、加速および減速中に発生していた記録媒体の無駄を無くすことができる。

また、複数の等速度での画像形成が可能な画像形成装置において、等速度を変更する場合の加速および減速期間中にも画像形成を継続できるため、画像形成動作が停止することなく継続できる。

さらに、等速度を変更する場合の加速および減速期間中にも画像形成を継続できるため、上位装置での画像データ生成時間の変動などに対応することができる。

請求項２に記載の発明においては、タイミング信号生成手段が、タイミング信号を等間隔ではなく、直線的に変化するように生成することにより、エンコーダ検出信号の出力前後にてタイミング信号が滑らかに変化するため、不連続な変化が抑制された、信頼性の高いタイミング信号を生成され、斑のない高品質な画像形成が行える画像形成装置を提供することができる。

また、予測時間間隔を所定数に逓倍した信頼性の高いタイミング信号を生成できるため、低価格で低分解能なエンコーダを使用可能となり、低価格の画像形成装置を提供することができる。

請求項３に記載の発明においては、前記記録ヘッドが、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドであることにより、記録媒体を選ばずに高品質な画像形成が行える画像形成装置を提供することができる。

５０１・・・給紙搬送駆動ローラ、５０２・・・給紙搬送従動ローラ、５０３・・・従動ローラ、５０４・・・記録媒体送り量検出エンコーダ、５０５・・・記録ヘッド、５０６・・・走行プレート、５０７・・・排紙搬送駆動ローラ、５０８・・・排紙搬送従動ローラ、６０１・・・上位装置、６０２・・・インターフェース、６０３・・・ＣＰＵ、６０４・・・バス、６０５・・・クロック生成部、６０６・・・メモリ、６０７・・・操作パネル、６０８・・・各センサ、６０９・・・センサ受信部、６１０・・・タイミング信号生成部、６１１・・・タイマ、６１２・・・給紙搬送モータ制御部、６１３・・・給紙搬送モータ駆動部、６１４・・・給紙搬送モータ、６１５・・・排紙搬送モータ制御部、６１６・・・排紙搬送モータ駆動部、６１７・・・排紙搬送モータ、６１８・・・駆動パルス生成部、６１９・・・ヘッド駆動部、７０１・・・駆動パルスタイミング信号生成部、７０２・・・エンコーダ速度/累積時間格納メモリ、７０３・・・エッジ検出回路、７０４・・・パルス時間間隔カウンタ、７０５・・・パルス時間間隔/搬送モータ駆動時間格納メモリ、７０６・・・搬送モータ駆動時間カウンタ、７０７・・・搬送モータ制御部、７０８・・・搬送モータ駆動部、７０９・・・搬送モータ、Ｗ・・・記録媒体。

特開２００３‐７２１７７号公報

Claims (3)

1. 記録媒体を搬送する搬送ローラと、
   前記記録媒体の移動に応じて検出信号を出力するエンコーダと、
   搬送される前記記録媒体と対向して設置されて、当該記録媒体に対して画像を形成する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドを駆動するためのタイミング信号を生成するタイミング信号生成部と
   を備えた画像形成装置において、
   前記搬送ローラが加速および減速を行う間において、前記エンコーダからのエンコーダ検出信号が出力される度に、エンコーダパルス時間間隔を計測する計測手段と、
   前記搬送ローラを駆動する搬送ローラ駆動信号の動作開始から累積時間を計測する計測手段と、
   前記エンコーダパルス時間間隔からエンコーダ速度を算出する演算手段と、
   前記搬送ローラ駆動信号の制御周期分の時間前に保存したエンコーダ速度と、搬送ローラ駆動信号から算出される速度変化分とを加算してエンコーダ速度を算出する演算手段と、
   前記演算したエンコーダ速度より、エンコーダ検出信号から次の検出信号が出力されるまでのエンコーダパルス時間間隔を予測する予測手段と、
   前記予測時間間隔を所定数に逓倍してタイミング信号を生成する生成手段とを備え、
   前記タイミング信号により記録ヘッドを駆動するように構成されてい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、
   前記タイミング信号生成手段が、タイミング信号を直線的に変化するように生成することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、
   前記記録ヘッドが、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。

Images