JP2022085732A - 液体吐出装置、液体吐出方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】正確なタイミングで液体を吐出すること。【解決手段】本発明の一態様に係る液体吐出装置は、第１液体吐出部と、記録媒体の移動方向における前記第１液体吐出部より下流側に設けられた第２液体吐出部と、を含む複数の液体吐出部が液体を吐出して前記記録媒体に画像形成する液体吐出装置であって、前記第１液体吐出部に対応する位置で前記記録媒体の第１画像を撮影する第１撮影部と、前記第２液体吐出部に対応する位置で前記記録媒体の第２画像を撮影する第２撮影部と、前記第１画像と、前記第２画像と、に基づき、前記移動方向における前記記録媒体の移動量を検出する検出部と、前記移動量と、クロック信号と、に基づき、前記第１液体吐出部の吐出に対する前記第２液体吐出部の吐出タイミングを決定する吐出決定部と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、液体吐出装置、液体吐出方法及びプログラムに関する。

従来、複数の液体吐出部が液体を吐出して記録媒体に画像形成する液体吐出装置が知られている。

また、記録媒体の搬送ローラに設けたロータリエンコーダの出力信号と、複数の液体吐出部のそれぞれに対応する位置に配置したセンサを用いて検出した記録媒体の移動量と、に基づき、液体の吐出タイミングを調整する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１の構成では、正確なタイミングで液体を吐出できない場合がある。

本発明は、正確なタイミングで液体を吐出することを課題とする。

本発明の一態様に係る液体吐出装置は、第１液体吐出部と、記録媒体の移動方向における前記第１液体吐出部より下流側に設けられた第２液体吐出部と、を含む複数の液体吐出部が液体を吐出して前記記録媒体に画像形成する液体吐出装置であって、前記第１液体吐出部に対応する位置で前記記録媒体の第１画像を撮影する第１撮影部と、前記第２液体吐出部に対応する位置で前記記録媒体の第２画像を撮影する第２撮影部と、前記第１画像と、前記第２画像と、に基づき、前記移動方向における前記記録媒体の移動量を検出する検出部と、前記移動量と、クロック信号と、に基づき、前記第１液体吐出部の吐出に対する前記第２液体吐出部の吐出タイミングを決定する吐出決定部と、を有する。

本発明によれば、正確なタイミングで液体を吐出できる。

第１実施形態に係る画像形成装置の内部構成を例示する概略図である。 実施形態に係る制御部のハードウェア構成例のブロック図である。 第１実施形態に係る制御部の機能構成例のブロック図である。 撮影及び吐出タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 実施形態に係る画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。 ロータリエンコーダ出力信号と連帳紙移動量との関係の図である。 ロータリエンコーダ出力信号のばらつき誤差を示す図である。 第２実施形態に係る制御部の機能構成例のブロック図である。 駆動ローラの直径を示す図である。

実施形態では、第１液体吐出部と、記録媒体の移動方向における前記第１液体吐出部より下流側に設けられた第２液体吐出部と、を含む複数の液体吐出部が液体を吐出して前記記録媒体に画像形成する。

また、第１液体吐出部に対応する位置で記録媒体の第１画像を撮影し、第２液体吐出部に対応する位置で記録媒体の第２画像を撮影し、第１画像と、第２画像とに基づき、移動方向における記録媒体の移動量を検出する。検出した移動量と、クロック信号とに基づき、第１液体吐出部の吐出に対する第２液体吐出部の吐出タイミングを決定する。

例えば、クロック信号は規則正しく刻まれる電気信号であり、画像形成条件に応じて周期が調整された固定クロック信号である。画像形成条件は、記録媒体の移動速度、又は画像形成の解像度等の条件を含む。実施形態では、固定クロック信号を基準にして吐出タイミング及び撮影タイミングのそれぞれを決定する。

ここで、記録媒体の搬送ローラに設けたロータリエンコーダの出力信号に基づいて液体の吐出タイミングを決定すると、搬送ローラに対するロータリエンコーダの取付誤差や、ロータリエンコーダの検出誤差等の誤差要因により、正確なタイミングで液体を吐出できない場合がある。

これに対し、実施形態では、固定クロック信号を基準にして第１液体吐出部の吐出に対する第２液体吐出部の吐出タイミングを決定することで、上記の誤差要因の影響を受けずに、正確なタイミングで液体を吐出可能にする。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。

また以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための液体吐出装置を例示するものであって、本発明を以下に示す実施形態に限定するものではない。以下に記載されている構成部品の形状、その相対的配置、パラメータの値等は特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。

実施形態の説明では、長尺状の用紙である連帳紙にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置を一例とする。ここで、連帳紙は記録媒体の一例であり、インクは液体の一例である。

なお、実施形態の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷は何れも同義語とする。また記録媒体は、用紙、記録紙、記録用紙、普通紙、光沢紙、フィルム、布等の被記録媒体を含む。記録媒体の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等で、液体が一時的でも付着可能であればよい。また、記録媒体はシート状の形状に限られず、壁や天井等の構造物、或いは段ボールの側面、底面、上面等であってもよい。また、地面や施設等に固定されている立体物の表面を記録媒体としてもよい。

液体は、液体吐出部から吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料等を含む溶液、懸濁液、エマルジョン等である。これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液等の用途で用いることができる。

また液体吐出部は、ノズルから液体を吐出・噴射する機能部品である。液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータ等を使用するものが含まれる。

［実施形態］
＜画像形成装置１の構成例＞
まず図１を参照して、実施形態に係る画像形成装置１の構成を説明する。図１は、画像形成装置１の内部構成を例示する概略図である。

本構成では、ヘッドユニット３５０Ｋ、３５０Ｙ、３５０Ｍ及び３５０Ｃがそれぞれインクを吐出し、連帳紙Ｐの表面にインクを付与して画像を形成する。ヘッドユニット３５０Ｋ、３５０Ｙ、３５０Ｍ及び３５０Ｃをまとめてヘッドユニット群３５０と呼称する。

ヘッドユニット３５０Ｋはブラック色のインクを吐出し、ヘッドユニット３５０Ｙはイエロー色のインクを吐出し、ヘッドユニット３５０Ｍはマゼンタ色のインクを吐出し、ヘッドユニット３５０Ｃはシアン色のインクを吐出する。各色のインクにより、連帳紙Ｐにはカラーの画像が形成される。なお、以下では、説明を簡単にするため、ブラックをＫ、イエローをＹ、マゼンタをＭ、シアンをＣと称する場合がある。

図１に示すように、連帳紙Ｐの周りには、ヘッドユニット３５０Ｋ、３５０Ｙ、３５０Ｍ及び３５０Ｃが設けられている。

本構成では、連帳紙Ｐは、駆動ローラ３２１と、搬送ローラ３２４と、８つの支持ローラ３２５Ｋ１、３２５Ｋ２、３２５Ｙ１、３２５Ｙ２、３２５Ｍ１、３２５Ｍ２、３２５Ｃ１及び３２５Ｃ２とに架け渡されている。連帳紙Ｐは、駆動モータ３２７によって回転する駆動ローラ３２１に従動して、図中に矢印で示した移動方向２に沿って移動する。移動方向２は、駆動ローラ３２１の回転によって連帳紙Ｐが移動する方向である。

ヘッドユニット群３５０に対向して設けられる８つの支持ローラ３２５Ｋ１、３２５Ｋ２、３２５Ｙ１、３２５Ｙ２、３２５Ｍ１、３２５Ｍ２、３２５Ｃ１及び３２５Ｃ２は、各ヘッドユニットからインクが吐出される際の連帳紙Ｐの引張状態を維持する。

本構成では、支持ローラ３２５Ｋ１と支持ローラ３２５Ｋ２の間かつ、ヘッドユニット３５０Ｋの吐出位置よりも、連帳紙Ｐの移動方向上流側にセンサデバイス３３２Ｋが配置されている。

また、支持ローラ３２５Ｙ１と支持ローラ３２５Ｙ２の間かつ、ヘッドユニット３５０Ｙの吐出位置よりも、連帳紙Ｐの移動方向上流側にセンサデバイス３３２Ｙが配置されている。

同様に、支持ローラ３２５Ｍ１と支持ローラ３２５Ｍ２の間かつ、ヘッドユニット３５０Ｍの吐出位置よりも、連帳紙Ｐの移動方向上流側にセンサデバイス３３２Ｍが配置されている。

支持ローラ３２５Ｃ１と支持ローラ３２５Ｃ２の間かつ、ヘッドユニット３５０Ｃの吐出位置よりも、連帳紙Ｐの移動方向上流側にセンサデバイス３３２Ｃが配置されている。

センサデバイス３３２Ｋ、３３２Ｙ、３３２Ｍ及び３３２Ｃは、それぞれ画像センサを有している。

画像センサは、被検物である連帳紙ＰにＬＥＤ（Light Emitting Diode）が発する光等のインコヒーレント光を照射し、連帳紙Ｐの表面を所定の撮影範囲で撮影する。連帳紙Ｐの表面には、紙の繊維等による地模様が形成されており、連帳紙Ｐの位置によって地模様のパターンが異なる。センサデバイス３３２Ｋ、３３２Ｙ、３３２Ｍ及び３３２Ｃは、連帳紙Ｐの表面を撮影してこの地模様の画像を撮影する。 センサデバイス３３２Ｋ、３３２Ｙ、３３２Ｍ及び３３２Ｃは、それぞれが備える画像センサが撮影した画像データを制御部１００に出力する。

ここで、ヘッドユニット３５０Ｋは第１液体吐出部の一例であり、センサデバイス３３２Ｋは、ヘッドユニット３５０Ｋに対応する位置で連帳紙Ｐの第１画像を撮影する第１撮影部の一例である。

支持ローラ３２５Ｋ１と支持ローラ３２５Ｋ２の間かつ、ヘッドユニット３５０Ｋの吐出位置よりも連帳紙Ｐの移動方向上流側の位置は、第１液体吐出部に対応する位置の一例である。

センサデバイス３３２Ｋが撮影した連帳紙Ｐの画像は、第１画像の一例である。

また、ヘッドユニット３５０Ｙは第２液体吐出部の一例であり、センサデバイス３３２Ｙは、ヘッドユニット３５０Ｙに対応する位置で連帳紙Ｐの第２画像を撮影する第２撮影部の一例である。

支持ローラ３２５Ｙ１と支持ローラ３２５Ｙ２の間かつ、ヘッドユニット３５０Ｙの吐出位置よりも連帳紙Ｐの移動方向上流側の位置は、第２液体吐出部に対応する位置の一例である。

センサデバイス３３２Ｙが撮影した連帳紙Ｐの画像は、第２画像の一例である。

但し、第１液体吐出部はヘッドユニット３５０Ｋに限定されるものではなく、また第２液体吐出部はヘッドユニット３５０Ｙに限定されるものではない。３つのヘッドユニット３５０Ｋ、３５０Ｙ及び３５０Ｍのうち、移動方向２における上流側に設けられた何れか１つのヘッドユニットを第１液体吐出部としてもよい。また３つのヘッドユニット３５０Ｙ、３５０Ｍ及び３５０Ｃのうち、移動方向２における下流側に設けられた何れか１つのヘッドユニットを第２液体吐出部としてもよい。この場合には、第１液体吐出部に対応する位置で連帳紙Ｐを撮影するセンサデバイスが第１撮影部に対応し、第２液体吐出部に対応する位置で連帳紙Ｐを撮影するセンサデバイスが第２撮影部に対応する。

制御部１００は、センサデバイス３３２Ｋ、３３２Ｙ、３３２Ｍ及び３３２Ｃから取得した画像データから、移動方向２における連帳紙Ｐの移動量を検出する制御基板である。また制御部１００は、移動方向２における連帳紙Ｐの移動量に応じて、ヘッドユニット３５０Ｙ、３５０Ｍ及び３５０Ｃの吐出タイミングを制御する。

例えば、制御部１００は、画像形成条件に応じた周期の固定クロック信号に基づき、第１画像の撮影に対する第２画像の撮影タイミングを決定し、この撮影タイミングで第２画像を撮影するようにセンサデバイス３３２Ｙを制御する。

また制御部１００は、第１画像と、上記の撮影タイミングで撮影された第２画像とに基づき、移動方向２における連帳紙Ｐの移動量を検出する。検出した移動量と、固定クロック信号とに基づき、ヘッドユニット３５０Ｋの吐出に対するヘッドユニット３５０Ｙの吐出タイミングを決定し、この吐出タイミングで吐出するようにヘッドユニット３５０Ｙを制御する。

また制御部１００は、駆動モータ３２７に駆動信号を出力し、駆動モータ３２７の回転、及び駆動モータの回転に従う連帳紙Ｐの移動等を制御する。

＜制御部１００のハードウェア構成例＞
次に図２を参照して、画像形成装置１が備える制御部１００のハードウェア構成について説明する。図２は、制御部１００のハードウェア構成の一例を説明するブロック図である。

図２に示すように、制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０３と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）／ＳＳＤ（Solid State Drive）３０４とを有する。また、制御部１００は、Ｉ／Ｆ（Interface）３０５と、吐出駆動回路３０６と、モータ駆動回路３０７と、センサＩ／Ｆ３０８とを有する。

ＣＰＵ３０１は、ＲＡＭ３０３を作業領域として使用し、ＲＯＭ３０２に格納されているプログラムを実行する。

ＨＤＤ／ＳＳＤ３０４は、記憶部として使用され、予め設定された設定値を格納している。ＨＤＤ／ＳＳＤ３０４に格納されている情報は、ＣＰＵ３０１が読み出しプログラム実行時に使用することもある。

Ｉ／Ｆ３０５は、外部装置２００と通信可能にするインターフェースである。外部装置２００は、例えばクライアントＰＣ（Personal Computer）等である。但し、外部サーバ又は他の画像形成装置等を外部装置に含むこともできる。またインターネット又はＬＡＮ（Local Access Network）等のネットワークを介して外部装置と通信可能にしてもよい。

吐出駆動回路３０６は、ＣＰＵ３０１から入力する制御信号に基づき、ヘッドユニット群３５０に含まれるヘッドユニット３５０Ｋ、３５０Ｙ、３５０Ｍ及び３５０Ｃにインクを吐出させる電気回路である。

モータ駆動回路３０７は、ＣＰＵ３０１から入力する制御信号に基づき、駆動モータ３２７を駆動させる電気回路である。

センサＩ／Ｆ３０８は、センサデバイス３３２Ｋ、３３２Ｙ、３３２Ｍ及び３３２Ｃと通信可能にするインターフェースである。なお、センサデバイス３３２は、センサデバイス３３２Ｋ、３３２Ｙ、３３２Ｍ及び３３２Ｃの総称表記である。

例えばセンサＩ／Ｆ３０８は、ＣＰＵ３０１から入力する制御信号に基づき、センサデバイス３３２に撮影させる。センサデバイス３３２の制御項目は、撮影タイミング、シャッタースピード、レーザ光の照射タイミング又はレーザ光の照射光量等を含む。またセンサＩ／Ｆ３０８は、センサデバイス３３２が撮影した画像データをセンサデバイス３３２から入力することができる。

＜制御部１００の機能構成例＞
次に図３を参照して、制御部１００の機能構成について説明する。図３は、制御部１００の機能構成の一例を説明するブロック図である。

図３に示すように、制御部１００は、通信部１０１と、条件設定部１０２と、周期調整部１０３と、撮影決定部１０４と、検出部１０５と、吐出決定部１０６と、吐出制御部１０７とを有する。

これら各部は、図２に示されている各構成要素の何れかがＲＯＭ３０２からＲＡＭ３０３上に展開されたプログラムに従ったＣＰＵ３０１からの命令によって動作することで実現される機能又は機能する手段である。なお図３は、制御部１００の備える主な構成を示すが、制御部１００はこれら以外の構成を備えてもよい。

ここで、例えば所定の移動速度Ｖで移動する連帳紙Ｐに対し、ヘッドユニット３５０ＫはＫ色のインクを吐出し、ヘッドユニット３５０ＹはＹ色のインクを吐出する。ヘッドユニット３５０Ｋの吐出後、所定の移動量だけ連帳紙Ｐが移動したタイミングでヘッドユニット３５０Ｙが吐出すると、連帳紙ＰにはＫ色とＹ色のインクが所定の位置関係で付与される。

しかし、駆動ローラ３２１と連帳紙Ｐとの間の滑り、連帳紙Ｐの伸縮、又は駆動ローラ３２１の回転速度変動等により、所定の移動量に対する連帳紙Ｐの実際の移動量に、誤差が生じる場合がある。

ヘッドユニット３５０Ｋの吐出に対してヘッドユニット３５０Ｙの吐出タイミングが移動量誤差によりずれると、Ｋ色とＹ色のインクが所望の位置関係からずれて連帳紙Ｐに付与され、色ずれにより画像の品質が低下する。

これに対し、制御部１００では、まず、条件設定部１０２が設定した画像形成条件に応じて周期調整部１０３が固定クロック信号の周期を調整する。撮影決定部１０４は、固定クロック信号に基づき、第１画像の撮影に対する第２画像の撮影タイミングを決定する。

検出部１０５は、第１画像と、撮影決定部１０４が決定した撮影タイミングで撮影された第２画像とに基づき、移動方向２における連帳紙Ｐの移動量を検出する。吐出決定部１０６は、検出部１０５が検出した移動量と、固定クロック信号とに基づき、ヘッドユニット３５０Ｋの吐出に対するヘッドユニット３５０Ｙの吐出タイミングを決定する。

吐出制御部１０７は、ヘッドユニット３５０Ｋに吐出させ、また吐出決定部１０６が決定した吐出タイミングでヘッドユニット３５０Ｙに吐出させる。これにより、連帳紙Ｐに移動量誤差に起因したヘッドユニット３５０Ｋの吐出に対するヘッドユニット３５０Ｙの吐出タイミングのずれを補正し、連帳紙Ｐに形成される画像の色ずれを防ぐ。

以下、図３を参照しながら各部の機能をより詳しく説明する。

通信部１０１は、外部装置２００と制御部１００との間で各種の情報を送受信する。本実施形態では、制御部１００は、連帳紙Ｐに形成する画像の元となる画像データを、外部装置２００から通信部１０１を介して受信する。

条件設定部１０２は、画像形成条件を設定する。画像形成条件は、連帳紙Ｐの移動速度、又は画像形成装置１が連帳紙Ｐに形成する解像度等を含む。条件設定部１０２は、画像形成装置１のユーザによる画像形成条件の入力操作等に従って、画像形成条件を設定することができる。条件設定部１０２は、設定した画像形成条件を図２のＨＤＤ／ＳＳＤ３０４に保持させる。

周期調整部１０３は、ＨＤＤ／ＳＳＤ３０４を参照して画像形成条件の情報を取得し、画像形成条件に応じて周期を調整した固定クロック信号を出力する。より具体的には、周期調整部１０３は、図２のＣＰＵ３０１が出力するＣＰＵクロック信号の周期を、分周器を用いて画像形成条件に応じた周期に調整して変更する。

そして、周期調整部１０３は、画像形成条件に応じた周期の固定クロック信号を、撮影決定部１０４及び吐出決定部１０６のそれぞれに出力する。なお、本実施形態では、ＣＰＵクロック信号のクロック周期を所定周期に調整後のクロック信号を固定クロック信号と称する。

撮影決定部１０４は、固定クロック信号に基づき、第１画像の撮影に対する第２画像の撮影タイミングを決定する。

より詳しく説明する。移動方向２におけるセンサデバイス３３２Ｋとセンサデバイス３３２Ｙとの距離をＤ［ｍ］とし、連帳紙Ｐの移動速度をＶ［ｍ／ｓ］とすると、連帳紙Ｐはセンサデバイス３３２Ｋの位置を通過後、時間Ｔ（＝Ｄ／Ｖ［ｓ］）を経過した後に、センサデバイス３３２Ｙを通過する。

しかし、移動量誤差があると、この時間Ｔがずれる。そのため制御部１００は、連帳紙Ｐがセンサデバイス３３２Ｋの位置を通過後、時間Ｔより少し早いタイミングである時間Ｔｓを経過した後に第２画像を撮影する。そして、撮影した第２画像と、ヘッドユニット３５０Ｋの吐出と同時に撮影した第１画像とに基づき移動量誤差を検出し、移動量誤差に基づき時間Ｔを補正したタイミングでヘッドユニット３５０Ｙに吐出させる。

撮影決定部１０４は、固定クロック信号を基準にして上記の時間Ｔｓを計測し、ヘッドユニット３５０Ｋの吐出と同時に第１画像を撮影した後、時間Ｔｓの経過後に第２画像を撮影するように、撮影タイミングを決定する。

第２画像を撮影後に移動量誤差の算出にかかる時間に対して、時間Ｔと時間Ｔｓの時間差を長くすると、移動量誤差の影響を補正後の吐出タイミングで、ヘッドユニット３５０Ｙが吐出可能になる。

撮影決定部１０４は、予め定められた時間Ｔｓを固定クロック信号の周期Ｍで除算することで、第２画像の撮影タイミングを示す撮影目標パルス数Ｐｉを予め定めている。

撮影決定部１０４は、画像形成装置１による画像形成の際に、センサデバイス３３２Ｋが第１画像を撮影した時刻を起点に、固定クロック信号のクロックパルス数をカウントする。そして、カウントしたクロックパルス数が撮影目標パルス数Ｐｉになったタイミングでセンサデバイス３３２Ｙに撮影させる。これにより、連帳紙Ｐがセンサデバイス３３２Ｋの位置を通過後、時間Ｔｓが経過したタイミングで第２画像を撮影できる。

検出部１０５は、センサデバイス３３２Ｋが撮影した第１画像と、撮影決定部１０４が決定した撮影タイミングでセンサデバイス３３２Ｙが撮影した第２画像と、に基づき、移動量誤差を検出する。

第１画像は、ヘッドユニット３５０Ｋに対応する位置で撮影された連帳紙Ｐの画像である。第２画像は、ヘッドユニット３５０Ｙに対応する位置で撮影された連帳紙Ｐの画像である。

従って、センサデバイス３３２Ｋが第１画像を撮影後、所定の時間Ｔの経過後にセンサデバイス３３２Ｙが第２画像を撮影すると、第１画像と第２画像は同じ画像になる。

しかし連帳紙Ｐの移動量誤差があると、移動量誤差に応じて第２画像における連帳紙Ｐの画像は、第１画像における連帳紙Ｐの画像に対して移動方向２に沿ってずれた画像になる。

検出部１０５は、入力した第１画像と第２画像の相互相関演算を行い、第１画像に対する第２画像の移動方向２におけるずれ量を算出する。そして、算出したずれ量から移動方向２における連帳紙Ｐの移動量誤差を検出する。

なお、所定の距離Ｄに移動量誤差を加算すれば、センサデバイス３３２Ｋとセンサデバイス３３２Ｙとの間における連帳紙Ｐの移動量になるため、検出部１０５は、連帳紙Ｐの移動量を検出していると換言することもできる。

本実施形態では、時間Ｔより短い時間Ｔｓで第２画像を撮影するため、連帳紙Ｐがセンサデバイス３３２Ｋの位置を通過後、時間Ｔｓを経過したタイミングでの連帳紙Ｐの移動量誤差ΔＤｓが得らえる。検出部１０５は移動量誤差ΔＤｓを吐出決定部１０６に出力する。

吐出決定部１０６は、検出部１０５から入力した移動量誤差ΔＤｓと、周期調整部１０３から入力した固定クロック信号とに基づき、ヘッドユニット３５０Ｋの吐出に対するヘッドユニット３５０Ｙの吐出タイミングを決定する。

本実施形態では、時間Ｔｓの時点での移動量誤差ΔＤｓを検出するため、時間｛Ｔ－（Ｔｓ＋ΔＤｓ／Ｖ）｝がヘッドユニット３５０Ｙの補正後の吐出タイミングになる。吐出決定部１０６は、時間｛Ｔ－（Ｔｓ＋ΔＤｓ／Ｖ）｝を固定クロック信号の周期Ｍで除算して吐出目標パルス数Ｐｊを得る。

吐出決定部１０６は、センサデバイス３３２Ｙが第２画像を撮影した時刻を起点に、固定クロック信号のクロックパルス数をカウントし、クロックパルス数が吐出目標パルス数Ｐｊになったタイミングで、吐出制御部１０７を介して、ヘッドユニット３５０Ｙに吐出させる。

吐出制御部１０７は、通信部１０１を介して入力した画像データに基づいて、ヘッドユニット３５０Ｋに吐出させ、また吐出決定部１０６が決定したタイミングでヘッドユニット３５０Ｙに吐出させる。

このようにして、ヘッドユニット３５０Ｋの吐出に対して、連帳紙Ｐの移動量誤差の影響を補正したタイミングで、ヘッドユニット３５０Ｙに吐出させることができる。

＜画像形成装置１の動作例＞
次に図４及び図５を参照して、画像形成装置１の動作を説明する。

（動作タイミング）
図４は、撮影及び吐出タイミングの一例を示すタイミングチャートである。

図４における最上段に示すＨｅａｄ１信号は、ヘッドユニット３５０Ｋの吐出タイミングを示し、その下のＩｍ１信号は、センサデバイス３３２Ｋの撮影タイミングを示している。

その下のＩｍ２信号は、センサデバイス３３２Ｙの撮影タイミングを示し、その下のＤｉｓｔ信号は、検出部１０５による移動量誤差ΔＤｓの算出タイミング示している。その下のＳＣｌｋ信号は、固定クロック信号を示し、その下のＨｅａｄ２信号はヘッドユニット３５０Ｋの吐出タイミングを示している。

時刻ｔ１は、ヘッドユニット３５０Ｋが吐出した時刻（タイミング）であり、またセンサデバイス３３２Ｋが撮影した時刻である。両者はほぼ同じである。時刻ｔ３は、時刻ｔ１から時間Ｔｓが経過した時刻である。

時刻ｔ２'は、移動量誤差がない場合にヘッドユニット３５０Ｙが吐出すべき時刻であり、時刻ｔ１から時間Ｔ（＝Ｄ／Ｖ［ｓ］）だけ経過した時刻である。

時刻ｔ２は、検出部１０５が検出した移動量誤差ΔＤｓと固定クロック信号に基づき、補正後のヘッドユニット３５０Ｙの吐出タイミングである。

図４に示すように、時刻ｔ１にヘッドユニット３５０Ｋが吐出し、ほぼ同じタイミングでセンサデバイス３３２Ｋが第１画像を撮影する。

その後、撮影決定部１０４は、時刻ｔ１からクロックパルス数をカウントし、クロックパルス数が撮影目標パルス数Ｐｉ（＝Ｔｓ／ｍ）に到達した時刻ｔ３に、センサデバイス３３２Ｙに第２画像を撮影させる。

検出部１０５は、第１画像と第２画像に基づき、移動量誤差ΔＤｓを算出する（Ｄｉｓｔ信号参照）。吐出決定部１０６は、時刻ｔ３からクロックパルス数をカウントし、クロックパルス数が吐出目標パルス数Ｐｊ［＝｛Ｔ－（Ｔｓ＋ΔＤｓ／Ｖ）｝／ｍ］に到達した時刻ｔ２に、ヘッドユニット３５０Ｙに吐出させる。

（動作フロー）
次に図５は、画像形成装置１の動作の一例を示すフローチャートである。図５は、ヘッドユニット３５０Ｋが吐出制御部１０７の制御下でＫ色のインクを吐出したタイミングをトリガーにした動作を示している。

まず、ステップＳ５１において、センサデバイス３３２Ｋは、検出部１０５の制御下で第１画像を撮影する。なお、ヘッドユニット３５０Ｋの吐出と、ステップＳ５１は、ほぼ同時に行われる。

続いて、ステップＳ５２において、撮影決定部１０４は、センサデバイス３３２Ｋが第１画像を撮影した時刻ｔ１を起点に固定クロック信号のクロックパルス数をカウントする。

続いて、ステップＳ５３において、撮影決定部１０４は、クロックパルス数が撮影目標パルス数Ｐｉに到達したか否かを判定する。

ステップＳ５４で、クロックパルス数が撮影目標パルス数Ｐｉに到達していないと判定された場合には（ステップＳ５３、Ｎｏ）、ステップＳ５２以降の動作が再度行われる。

一方、ステップＳ５３で、クロックパルス数が撮影目標パルス数Ｐｉに到達したと判定された場合には（ステップＳ５３、Ｙｅｓ）、ステップＳ５４において、センサデバイス３３２Ｙは、撮影決定部１０４の指示に応答して第２画像を撮影する。

続いて、ステップＳ５５において、検出部１０５は、第１画像と第２画像とに基づき、移動量誤差ΔＤｓを算出し、吐出決定部１０６に出力する。

続いて、ステップＳ５６において、吐出決定部１０６は、固定クロック信号のクロックパルス数をカウントする。

続いて、ステップＳ５７において、吐出決定部１０６は、クロックパルス数が吐出目標パルス数Ｐｊに到達したか否かを判定する。

ステップＳ５７で、クロックパルス数が吐出目標パルス数Ｐｊに到達していないと判定された場合には（ステップＳ５７、Ｎｏ）、ステップＳ５６以降の動作が再度行われる。

一方、ステップＳ５７で、クロックパルス数が吐出目標パルス数Ｐｊに到達したと判定された場合には（ステップＳ５７、Ｙｅｓ）、ステップＳ５８において、ヘッドユニット３５０Ｙは、吐出決定部１０６の指示に応答した吐出制御部１０７の制御下で、Ｙ色のインクを吐出する。

このようにして、画像形成装置１は、ヘッドユニット３５０Ｋの吐出に対するずれを補正して、ヘッドユニット３５０Ｙに吐出させることができる。

＜画像形成装置１の作用効果＞
次に画像形成装置１の作用効果について説明する。

従来、複数の液体吐出部がインクを吐出して連帳紙等の記録媒体に画像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、移動される連帳紙の移動方向における複数の液体吐出部の上流側に設けられた搬送ローラにロータリエンコーダを取り付け、ロータリエンコーダの出力信号を基準にして、複数の液体吐出部のそれぞれがインクを吐出する場合がある。

しかしながら、連帳紙を移動させるための駆動ローラと連帳紙との間の滑り、連帳紙の伸縮、又は駆動ローラの回転速度変動等により、連帳紙の実際の移動量に誤差が生じる場合がある。

ここで、図６はロータリエンコーダの出力信号と連帳紙の移動量との関係の一例を示す図である。図６の横軸は時間を示し、縦軸は連帳紙の移動量を示している。検出値６１（破線）は、ロータリエンコーダの出力信号に基づき検出された連帳紙の移動量の検出値を示している。また実際値６２（実線）は、実際の連帳紙の移動量を示している。

図６に示すように、検出値６１と実際値６２はずれている。実際値６２の検出値６１に対する変動のうち、周期的に生じる成分の周期は、例えば連帳紙を移動させる駆動ローラの外周長に略一致する。

検出値６１と実際値６２のずれに応じて液体吐出部によるインクの吐出タイミングがずれ、連帳紙上での色ごとのインクの着弾位置が、例えば図６のずれ量δのようにずれる。これにより画像品質が低下する場合がある。

このような検出値と実際値のずれを補正するために、ロータリエンコーダの出力信号と、複数の液体吐出部のそれぞれに対応する位置に配置したセンサを用いて検出した連帳紙の移動量とに基づき、インクの吐出タイミングを調整する構成が開示されている（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１の構成では、搬送ローラに対するロータリエンコーダの取付誤差や、ロータリエンコーダの検出誤差等が生じる場合がある。ここで、図７は、ロータリエンコーダ出力信号のばらつき誤差の一例を示す図である。図７の横軸は時間を示し、縦軸はロータリエンコーダの出力信号である電圧信号を示している。

図７は、搬送ローラが静止時のロータリエンコーダの出力信号であるため、正しくは一定の値になるべきであるが、時間に応じて変動し、ばらつき誤差が生じている。また搬送ローラに対するロータリエンコーダの取付偏心誤差があると、図７のばらつき誤差に対し、ロータリエンコーダの出力信号に周期的な誤差がさらに重畳する。

従って、ロータリエンコーダの出力信号を基準に液体吐出部の吐出タイミングを決定すると、インクの吐出タイミングのずれを正確に補正できない場合がある。またロータリエンコーダの出力信号を基準にセンサの検出タイミングを決定すると、連帳紙の移動量を正確に検出できずに、インクの吐出タイミングのずれを正確に補正できない場合がある。その結果、正確なタイミングで液体を吐出できない場合がある。

本実施形態では、ヘッドユニット３５０Ｋ（第１液体吐出部）と、連帳紙Ｐ（記録媒体）の移動方向におけるヘッドユニット３５０Ｋより下流側に設けられたヘッドユニット３５０Ｙと、を含む複数のヘッドユニットがインク（液体）を吐出して連帳紙Ｐに画像形成する。

また、ヘッドユニット３５０Ｋに対応する位置で連帳紙Ｐの第１画像を撮影し、ヘッドユニット３５０Ｙに対応する位置で連帳紙Ｐの第２画像を撮影する。

第１画像と、第２画像とに基づき、移動方向における記録媒体の移動量誤差を検出し、この移動量誤差と、固定クロック信号（クロック信号）とに基づき、ヘッドユニット３５０Ｋの吐出に対するヘッドユニット３５０Ｙの吐出タイミングを決定する。

固定クロック信号は、例えば画像形成条件に応じた信号である。また画像形成条件は、例えば、連帳紙Ｐの移動速度、又は画像形成装置１が形成する画像の解像度の少なくとも一方を含む。

固定クロック信号は、規則正しく刻まれる電気信号であるため、ロータリエンコーダの出力信号に含まれるような取付誤差やばらつき誤差は含まない。従って、固定クロック信号を基準にして、ヘッドユニット３５０Ｋの吐出に対するヘッドユニット３５０Ｙの吐出タイミングを決定することで、ロータリエンコーダの取付誤差やばらつき誤差等の誤差要因の影響を受けずに、正確なタイミングで液体を吐出することができる。

また本実施形態では、固定クロック信号に基づき、第１画像の撮影に対する第２画像の撮影タイミングを決定し、第１画像と、上記の撮影タイミングで撮影された第２画像とに基づき、移動量誤差を検出する。

固定クロック信号を基準にして、第１画像の撮影に対する第２画像の撮影タイミングを決定することで、より正確に連帳紙Ｐの移動量を検出できるため、ヘッドユニット３５０Ｋの吐出に対するヘッドユニット３５０Ｙの吐出タイミングを正確に補正し、正確なタイミングで液体を吐出することができる。

なお、第１画像の撮影に対する第２画像の撮影タイミングの決定には、固定クロック信号を必ずしも用いなくてよい。例えば搬送ローラ３２４（図１参照）に設けられたロータリエンコーダの出力信号を基準にして撮影タイミングを決定してもよい。但し、固定クロック信号を基準にした方が、ロータリエンコーダの出力信号を基準にする場合等と比較して、より正確に連帳紙Ｐの移動量を検出できる。

また本実施形態では、連帳紙Ｐの移動速度、又は画像形成装置１が形成する画像の解像度等の画像形成条件に応じた固定クロック信号を用いるため、図２のＣＰＵ３０１等が出力する既存のクロック信号の周期を調整したものを利用できる。

そのため、規則正しく刻まれる電気信号を発生する水晶発振子等を新たに設けることなく、簡単な構成及び低コストで正確なタイミングで液体を吐出することができる。但し、規則正しく刻まれる電気信号を発生する水晶発振子等を新たに設け、水晶発振子等の出力信号の周期を調整して固定クロック信号として用いてもよい。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る画像形成装置１ａについて説明する。

図８は、画像形成装置１ａが備える制御部１００ａの機能構成の一例のブロック図である。図８に示すように、制御部１００ａは、撮影周期設定部１０８を有する。

撮影周期設定部１０８は、図２に示されている各構成要素の何れかがＲＯＭ３０２からＲＡＭ３０３上に展開されたプログラムに従ったＣＰＵ３０１からの命令によって動作することで実現される機能又は機能する手段である。

撮影周期設定部１０８は、センサデバイス３３２Ｋによる撮影周期Ｕを以下の（１）式に従って設定する。
Ｕ≦（π・φ／Ｖ）／１０ ・・・（１）
ここで、πは円周率を表し、φは駆動ローラ３２１の直径を表し、移動速度Ｖは連帳紙Ｐの移動速度を表す。

センサデバイス３３２Ｋは、撮影周期Ｕで第１画像を撮影する。

図９は、駆動ローラ３２１の直径の一例を説明する図である。図９に示すように、駆動ローラ３２１は、移動方向２における複数のヘッドユニット３５０Ｋ、３５０Ｙ、３５０Ｍ及び３５０Ｃの下流側に設けられ、回転により連帳紙Ｐを移動させるローラである。直径φが駆動ローラ３２１の直径に該当する。

上述した図６に示したように、実際値６２の検出値６１に対する変動のうち、周期的に生じる成分の周期は、例えば連帳紙Ｐを移動させる駆動ローラ３２１の外周長（＝π・φ）に略一致する。

従って、撮影周期Ｕを、駆動ローラ３２１が１回転する時間（π・φ／Ｖ）の１／１０以下にすることで、駆動ローラ３２１の周期誤差に起因する連帳紙Ｐの移動量誤差を１／１０以下の分解能で検出できる。

これにより、駆動ローラ３２１の周期誤差に起因する連帳紙Ｐの移動量誤差の影響を正確に補正し、ヘッドユニット３５０Ｙを正確なタイミングで液体を吐出することができる。なお、これ以外の効果は、第１実施形態で説明したものと同様である。

以上、実施形態を説明したが、本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

なお、上述した実施形態では、第１液体吐出部をヘッドユニット３５０Ｋとし、第２液体吐出部をヘッドユニット３５０Ｙとして、ヘッドユニット３５０Ｋの吐出に対し、正確なタイミングでヘッドユニット３５０Ｙに吐出させる例を示したが、これに限定されるものではない。

４つのヘッドユニット３５０Ｋ、３５０Ｙ、３５０Ｍ及び３５０Ｃのうち、移動方向２における上流側に設けられた何れか１つのヘッドユニットを第１液体吐出部とし、移動方向２における第１液体吐出部より下流側に設けられた何れか１つのヘッドユニットを第２液体吐出部としてもよい。これにより、第１液体吐出部の吐出に対して正確なタイミングで第２液体吐出部を吐出させることができる。

また上述した実施形態では、センサデバイス３３２Ｋ及び３３２Ｙが連帳紙ＰにＬＥＤが発する光等のインコヒーレント光を照射し、連帳紙Ｐの画像を撮影する構成を例示したが、これに限定されるものではない。

例えば、センサデバイス３３２Ｋ及び３３２Ｙは、レーザ光を連帳紙Ｐに照射した際に生じるスペックルパターンを撮影してもよい。また連帳紙Ｐに予め所定のマークを形成しておき、このマークの撮影画像を第１画像及び第２画像としてもよい。これらによっても、上述した実施形態と同様の作用効果が得られる。

また第１画像と第２画像との相互相関演算を実行すると、移動方向２における第１画像と第２画像のずれだけでなく、移動方向２と直交する方向における第１画像と第２画像のずれも検出できる。

これを利用して、連帳紙Ｐ等の記録媒体が移動方向２と直交する方向にずれた場合に、相互相関演算でずれ量を検出できる。検出したずれ量に応じて、ヘッドユニット３５０Ｋ、３５０Ｙ、３５０Ｍ及び３５０Ｃを移動させることで、移動方向２と直交する方向における記録媒体のずれの影響を補正して、記録媒体の正しい位置に画像形成できる。

ヘッドユニット３５０Ｋ、３５０Ｙ、３５０Ｍ及び３５０Ｃの移動方向２と直交する方向への移動には、ヘッドユニット３５０Ｋ、３５０Ｙ、３５０Ｍ及び３５０Ｃのそれぞれに設けたアクチュエータ等を利用できる。

また、実施形態は、液体吐出方法も含む。例えば、液体吐出方法は、第１液体吐出部と、記録媒体の移動方向における前記第１液体吐出部より下流側に設けられた第２液体吐出部と、を含む複数の液体吐出部が液体を吐出して前記記録媒体に画像形成する液体吐出装置による液体吐出方法であって、前記第１液体吐出部に対応する位置で前記記録媒体の第１画像を撮影する工程と、前記第２液体吐出部に対応する位置で前記記録媒体の第２画像を撮影する工程と、前記第１画像と、前記第２画像と、に基づき、前記移動方向における前記記録媒体の移動量誤差を検出する工程と、前記移動量誤差と、画像形成条件に応じたクロック信号と、に基づき、前記第１液体吐出部の吐出に対する前記第２液体吐出部の吐出タイミングを決定する工程と、を行う。このような液体吐出方法により、上述した液体吐出装置と同様の作用効果を得ることができる。

また実施形態は、プログラムも含む。例えば、プログラムは、第１液体吐出部と、記録媒体の移動方向における前記第１液体吐出部より下流側に設けられた第２液体吐出部と、を含む複数の液体吐出部が液体を吐出して前記記録媒体に画像形成する液体吐出装置で動作するプログラムであって、前記第１液体吐出部に対応する位置で前記記録媒体の第１画像を撮影し、前記第２液体吐出部に対応する位置で前記記録媒体の第２画像を撮影し、前記第１画像と、前記第２画像と、に基づき、前記移動方向における前記記録媒体の移動量誤差を検出し、前記移動量誤差と、画像形成条件に応じたクロック信号と、に基づき、前記第１液体吐出部の吐出に対する前記第２液体吐出部の吐出タイミングを決定する処理をコンピュータに実行させる。このようなプログラムにより、上述した液体吐出装置と同様の作用効果を得ることができる。

また、上記で用いた序数、数量等の数字は、全て本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。

また上記で説明した実施形態の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP（digital signal processor）、FPGA（field programmable gate array）や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。

１ 画像形成装置（液体吐出装置の一例）
２ 移動方向
１００ 制御部
１０１ 通信部
１０２ 条件設定部
１０３ 周期調整部
１０４ 撮影決定部
１０５ 検出部
１０６ 吐出決定部
１０７ 吐出制御部
１０８ 撮影周期設定部
２００ 外部装置
３２１ 駆動ローラ
３２４ 搬送ローラ
３２７ 駆動モータ
３５０ ヘッドユニット群
３５０Ｋ ヘッドユニット（第１液体吐出部の一例）
３５０Ｙ ヘッドユニット（第２液体吐出部の一例）
３５０Ｍ、３５０Ｃ ヘッドユニット
３３２Ｋ センサデバイス（第１撮影部の一例）
３３２Ｙ センサデバイス（第２撮影部の一例）
３３２Ｍ、３３２Ｃ センサデバイス
Ｔ、Ｔｓ 時間
ｔ１、ｔ２、ｔ３ 時刻
Ｖ 移動速度
Ｄ 距離
ΔＤｓ 移動量誤差
Ｐ 連帳紙（記録媒体の一例）

特開２０１８‐１５８５７３号公報

Claims (8)

1. 第１液体吐出部と、記録媒体の移動方向における前記第１液体吐出部より下流側に設けられた第２液体吐出部と、を含む複数の液体吐出部が液体を吐出して前記記録媒体に画像形成する液体吐出装置であって、
   前記第１液体吐出部に対応する位置で前記記録媒体の第１画像を撮影する第１撮影部と、
   前記第２液体吐出部に対応する位置で前記記録媒体の第２画像を撮影する第２撮影部と、
   前記第１画像と、前記第２画像と、に基づき、前記移動方向における前記記録媒体の移動量を検出する検出部と、
   前記移動量と、クロック信号と、に基づき、前記第１液体吐出部の吐出に対する前記第２液体吐出部の吐出タイミングを決定する吐出決定部と、を有する液体吐出装置。
2. 前記クロック信号に基づき、前記第１画像の撮影に対する前記第２画像の撮影タイミングを決定する撮影決定部をさらに有し、
   前記検出部は、前記第１画像と、前記撮影タイミングで撮影された前記第２画像と、に基づき、前記移動量を検出する請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記クロック信号は、画像形成条件に応じた信号である請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記画像形成条件は、前記記録媒体の移動速度、又は前記液体吐出装置が形成する画像の解像度の少なくとも一方を含む請求項３に記載の液体吐出装置。
5. 前記移動方向における前記複数の液体吐出部の下流側に設けられ、前記記録媒体を移動させる駆動ローラを有し、
   前記第１撮影部による撮影周期Ｕは、以下の式に従う請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体吐出装置。
   Ｕ≦（π・φ／Ｖ）／１０
   （πは円周率を表し、φは前記駆動ローラの直径を表し、Ｖは前記記録媒体の移動速度を表す）
6. 前記記録媒体は、長尺状の用紙である請求項１乃至５の何れか１項に記載の液体吐出装置。
7. 第１液体吐出部と、記録媒体の移動方向における前記第１液体吐出部より下流側に設けられた第２液体吐出部と、を含む複数の液体吐出部が液体を吐出して前記記録媒体に画像形成する液体吐出装置による液体吐出方法であって、
   前記第１液体吐出部に対応する位置で前記記録媒体の第１画像を撮影する工程と、
   前記第２液体吐出部に対応する位置で前記記録媒体の第２画像を撮影する工程と、
   前記第１画像と、前記第２画像と、に基づき、前記移動方向における前記記録媒体の移動量を検出する工程と、
   前記移動量と、画像形成条件に応じたクロック信号と、に基づき、前記第１液体吐出部の吐出に対する前記第２液体吐出部の吐出タイミングを決定する工程と、を行う液体吐出方法。
8. 第１液体吐出部と、記録媒体の移動方向における前記第１液体吐出部より下流側に設けられた第２液体吐出部と、を含む複数の液体吐出部が液体を吐出して前記記録媒体に画像形成する液体吐出装置で動作するプログラムであって、
   前記第１液体吐出部に対応する位置で前記記録媒体の第１画像を撮影し、
   前記第２液体吐出部に対応する位置で前記記録媒体の第２画像を撮影し、
   前記第１画像と、前記第２画像と、に基づき、前記移動方向における前記記録媒体の移動量を検出し、
   前記移動量と、画像形成条件に応じたクロック信号と、に基づき、前記第１液体吐出部の吐出に対する前記第２液体吐出部の吐出タイミングを決定する
   処理をコンピュータに実行させるプログラム。
   

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