JP4113874B2 - タンデムプリンタ内の重ね合わせ誤差の低減 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００２年２月２２日に出願した同時係属中の、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／０８０，８８３、表題「Ａ Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｐｈｏｔｏ−Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」に関する。上記特許は、それに言及することによって本明細書の一部となる。

発明の背景
技術分野
本発明はタンデムプリンタ内の重ね合わせ誤差を低減させることに関する。さらに詳しくは、本発明はローラー直径および印刷ヘッド間隔を等しくすることによりタンデムプリンタ内の重ね合わせ誤差を低減させることに関する。

背景技術
従来のカラー感熱プリンタは、一般に、多重感熱印刷ヘッドを含み、各ヘッドは別個の色を印刷する役割を担っている。たとえば、４ヘッドプリンタにおいて、４印刷ヘッドは、それぞれシアン、マゼンタ、黄色、および、黒色を印刷する役割を担っているであろう。印刷ヘッドは、一般に、１列に並んでまたは他の構成で互いにいくらかの間隔をおいて配置されている。

出力が印刷される媒体（「出力媒体」、「ウェブ」、または、「レシーバ」と呼ぶ）は、一般に、「レシーバロール」と呼ばれる連続ロールの状態で供給される。レシーバは、レシーバロールからプリンタを経由して最終の印刷ヘッドの後に設置された駆動キャプスタンローラーによって引っ張られている。このようにして、レシーバは、連続して各印刷ヘッドのそばを通過し接触する。レシーバがドナー要素のそばを通過するとき、各印刷ヘッドによってドナー要素からレシーバへ対応する色の色素が転写される。このようにして、出力媒体の上に４つの単色層をそれぞれ連続的に印刷することにより４色画像を印刷することができる。連続する印刷ステーションにおいて画像の別個の色を印刷する工程を「タンデム印刷」と呼ぶ。

このように単一の４色画像を印刷するためには、画像層を相互に高精度で重ね合わせ（位置合わせ）することが必要となる。多重層の（さらに、多重層内にある個々のドットの）「重ね合わせ」とは、層間の相対位置のことを言い、理想的に画像のすべての層を相互に正確に重ね合わせる（すなわち、精密に位置合わせする）ことである。わずかな重ね合わせミスでも、著しい画像の歪を引き起こすため、結果として、現れた画像の知覚品質を損なうことになる。

重ね合わせミスは、あらゆるさまざまな要因により引き起こされる可能性がある。たとえば、理想的なプリンタにおいて、レシーバが一定速度でプリンタの中を移動しても、実際には、レシーバの速度は変動している可能性がある。そのような速度の変動は、適切に考慮に入れておかないと、特定の印刷ヘッドがレシーバ上の誤った位置に画像の一部またはすべてを印刷する原因となり、重ね合わせミスおよび他の問題が引き起こされることになる。たとえば、印刷ヘッドが印刷している間にレシーバの速度が変動すると、画像層は圧縮されて（レシーバが減速すると）、また、引き伸ばされて（レシーバが加速すると）、レシーバ上に印刷される可能性がある。そのような歪は単一印刷ヘッドによって印刷される画像では不快ではないが、多重印刷ヘッドによって相互に重ね合わされた多重のそのような歪は、均一色であるべき場所に不快な色変動が生じるというような問題を引き起こす可能性がある。

レシーバ速度の変動を補正することによって、出力画像のさまざまな層間に適切な重ね合わせを確保するさまざまな試みがなされている。たとえば、少なくとも１つのシステムにおいては、重ね合わせ目印が出力媒体の側端部に沿って印刷されている。各印刷ヘッドに配置された光学センサが重ね合わせ目印を読み取ることによって、プリンタは印刷される画像の各層に対する正確な印刷位置を連続的に再計算することが可能になり、その結果プリンタは各印刷ヘッドにおいて、または、印刷ヘッド間において発生する可能性のある出力媒体上の画像のずれおよび伸びを補償することが可能になる。少なくとも１つの別のシステムにおいては、２つの出力キャプスタン駆動ローラーの円周と連続する印刷ヘッド間の距離との間に整数関係が設定されている。

これらの手法によれば、速度変動に対してどんな補正も含んでいないシステム上ではいくらかの改善が得られるかも知れないが、これらの手法は必要な精度でウェブの速度の変動を測定することには失敗する可能性がある。たとえば、キャプスタン駆動ローラーでは、ウェブの速度を正確に測定することはできない。なぜなら、ウェブにかかる逆張力が変動するので駆動ローラーはすべる可能性があるからである。

したがって、必要なことは、タンデムプリンタ内の重ね合わせ誤差を補正する強化技術である。

発明の要約
印刷媒体に接触しているローラー（「エンコーダローラー」）上に取り付けられた光学式エンコーダまたは他の機器を含む多重ヘッドタンデムプリンタを開示している。機器およびエンコーダローラーは、タコメーターとしての役割を担い、媒体の移動速度（ここでは「印刷速度」と呼ぶ）を測定している。印刷ヘッドは、２つの印刷ヘッド間にある無負荷状態のレシーバ長がエンコーダローラーの回転ごとに移送される無負荷状態のレシーバ長の整数倍になるように配置されている。１つの好ましい実施形態において、印刷ヘッドは、ヘッド間間隔がエンコーダローラーの円周の整数倍になるように配置されている。エンコーダローラーとレシーバの接線におけるレシーバの厚さおよび曲率のような要因を考慮に入れて、ヘッド間間隔に調整を実施することができる。このような技術を採用することにより、色の重ね合わせに影響を与える機械的誤差を低減させることが可能になる。

たとえば、１つの側面について言えば、本発明は、複数の印刷ヘッド、複数の印刷ヘッドのそれぞれを通過してレシーバを送り込む手段、およびエンコーダローラーを含み、複数の印刷ヘッドの少なくとも２つの間にある無負荷状態のレシーバ長がエンコーダローラーの回転ごとに少なくとも２つの印刷ヘッド間で移送される無負荷状態のレシーバ長の整数倍である印刷装置を特徴としている。

各連続する印刷ヘッド間の無負荷状態のレシーバ長を、エンコーダローラーの回転ごとに少なくとも２つの印刷ヘッド間で移送される無負荷状態のレシーバ長の整数倍にすることができる。

特に、複数の印刷ヘッドの少なくとも２つの間の距離をエンコーダローラーの円周の整数倍にすることができる。たとえば、各連続する印刷ヘッド間の距離をエンコーダローラーの円周の整数倍にすることができる。

エンコーダローラーをレシーバの経路内で複数の印刷ヘッドより前に設置することができる。印刷装置は、さらに、印刷速度測定手段を含み、印刷装置の瞬間印刷速度を測定することができ、印刷速度測定手段はエンコーダローラーおよびエンコーダローラーに取り付けられたエンコーダを含むことができる。

印刷装置は、さらに、印刷速度測定手段からの出力を受信する手段を含み、また、印刷速度測定手段から受信した出力に基づいて複数の印刷ヘッドの最小の１つの出力タイミングを調整する手段を含むことができる。

本発明のさまざまな側面および好ましい実施形態についての他の特徴および利益は、次の説明および特許請求の範囲から明白となるであろう。

発明を実施するための最良の形態
印刷媒体に接触しているローラー（「エンコーダローラー」）上に取り付けられた光学式エンコーダまたは他の機器を含む多重ヘッドタンデムプリンタを開示している。機器およびエンコーダローラーは、タコメーターとしての役割を担い、媒体の移動速度（ここでは「印刷速度」と呼ぶ）を測定する。印刷ヘッドは、２つの印刷ヘッドの間にある無負荷状態のレシーバ長がエンコーダローラーの回転ごとに移送される無負荷状態のレシーバ長の整数倍になるように配置されている。１つの好ましい実施形態において、印刷ヘッドは、ヘッド間間隔がエンコーダローラーの円周の整数倍になるように配置されている。エンコーダローラーとレシーバの接線におけるレシーバの厚さおよび曲率のような要因を考慮に入れてヘッド間間隔に調整を実施することができる。このような技術を採用することにより、色の重ね合わせに影響を与える機械的誤差を低減させることが可能になる。

図１において、本発明の１つの好ましい実施形態による多重ヘッドタンデム印刷機構１００を示す。たとえば、印刷機構１００は、上で参照した特許出願、表題「Ａ Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｐｈｏｔｏ−Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」でより詳細に説明されているように、商用写真印刷キオスクで使用することができる。

レシーバ１１０は、レシーバロール１１４から供給される。レシーバ１１０の経路は、図１で直線的に示されているが、他の経路、たとえば、曲がった経路または弓形の経路を使用してもよいことは理解されるであろう。レシーバ１１０は、プラテンローラー１２２ａ〜ｄそれぞれと対向して設置された３つの感熱印刷ヘッド１１６ａ〜ｃを通過して平行移動している。第１の感熱印刷ヘッド１１６ａには、減法混色の３原色の第１色（シアン、マゼンタ、または、黄色）を載せたドナー要素１２６がロール１２４から供給される。色を印刷する順序は変更してもよい。第１色の印刷後、使用済みのドナー要素はローラー１２８に巻き取られる。第２の感熱印刷ヘッド１１６ｂには、第２原色に対応するドナー要素１３２がロール１３０から供給される。使用済みのドナー要素はローラー１３４に巻き取られる。第３の感熱印刷ヘッド１１６ｃには、第３原色に対応するドナー要素１３８がロール１３６から供給される。使用済みのドナー要素は、ローラー１３９に巻き取られる。

第４の印刷ヘッド（または、発熱体）１１６ｄは、必要に応じて、レシーバ１１０に貼り合わせ、または、転写ができる保護塗膜層１４２の貼り付けに使用してもよい。また、保護塗膜層１４２は、後に詳述するように、白色不透明下地であってもよい。要素１４０は、感熱印刷ヘッド、熱せられたローラー、または、単純な加圧ローラーであってもよい。保護塗膜または白色不透明下地１４２は、ロール１４４から供給される。保護塗膜または白色不透明下地１４２に対して搬送ウェブを使用する場合、搬送ウェブはロール１４６に巻き取られる。搬送ウェブを使用しない場合、下地１４２は単純にレシーバ１１０に貼り合わされ、ローラー１４６は不要になる。下地１４２の貼り合わせまたは転写の後で、カッター１４８を使用して印刷画像を切り離し、３原色すべてが印刷された最終印刷画像１５０を提供することができる。カッター１４８は画像間のレシーバ１１０の小さな細長い小片（示されていない）を任意に切り離すことができるので、連続する画像間の境目で精密に見当を合わせて１回で切断する必要はない。そのように切り離された細長い小片は容器（示されていない）に導いて後に投棄処分することができる。印刷物自体はシュートまたは類似の機構を使って利用者に提供することができる。

ドナー要素１２６、１３２、および、１３８は、（一般に、２．５〜８マイクロメートルの範囲内にある厚さの）非常に薄い担体の上に適切なドナー材質を塗布して構成することができる。染料熱拡散転写の場合、ドナー材質は、一般に、たとえば、Ｈａｎｎ，Ｒ．Ａ．ａｎｄ Ｂｅｃｋ，Ｎ．Ｃ．，Ｊ．Ｉｍａｇｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌ．，（１９９０），１６（６），１３８−２４１ ａｎｄ Ｈａｎｎ，Ｒ．Ａ．，Ｓｐｅｃ．Ｐｕｂ．Ｒ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．（１９９３），１３３，７３−８５に記載されているように、ポリマー結合剤の中に混合された染料である。

熱物質移動の場合、ドナー材質は、たとえば、米国特許第５，５６９，３４７号に記載されているように、一般に、媒体としてワックスまたは合成樹脂（または２つの結合）を加えて作った染料または顔料である。しかしながら、もう一つの方法として、熱物質移動画像化を使用することができるが、その場合には、ドナー要素は、２０００年１２月２１日に出願した同時係属中の、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第０９／７４５，７００、表題「Ｔｈｅｒｍａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」に記載されているようなものであってもよい。

レシーバ１１０は、使用するドナー材質に適合するように選択する必要がある。したがって、染料熱拡散転写の場合は、Ｈａｎｎ，Ｒ．Ａ．ａｎｄ Ｂｅｃｋ，Ｎ．Ｃ．，Ｊ．Ｉｍａｇｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌ．，（１９９０），１６（６），１３８−２４１ ａｎｄ Ｈａｎｎ，Ｒ．Ａ．，Ｓｐｅｃ．Ｐｕｂ．Ｒ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．（１９９３），１３３，７３−８５に記載されているように、レシーバ１１０には、転写される染料を受け入れるためにポリマー塗膜が施される。熱物質移動の場合は、レシーバには、たとえば、米国特許第５，５２１，６２６号および第５，８９７，２５４号に記載されているように、微孔質層が施され、あるいは、たとえば、米国特許第４，６８６，５４９号に記載されているように、軟化層が施される。たとえば、米国特許第５，１４４，８６１号に記載されているように、熱転写媒体として使用されるレシーバ１１０は、どちらの種類も順応性および均質な熱伝導性を有するものが望ましい。本発明による熱物質移動ドナー要素と共に使用されるレシーバ１１０の１つの実施例は、２００２年５月３０日に出願した同時係属中の、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／１５９，８７１、表題「Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍａｓｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」に記載されている。

レシーバ１１０は、不透明または透明であってもよい。レシーバ１１０が透明で、光沢印刷が所望の出力である場合、下地１４２は、不透明であるのが望ましく、最終画像は、レシーバ１１０を通して表示される。レシーバ１１０が不透明で、要素１４０によって転写された材質が透明である場合、最終画像は要素１４０によって転写された材質を通して表示される。一方の実施例で印刷された画像は、他方の実施例で印刷された画像の鏡像である。

印刷機構１００は、また、レシーバ１１０に接触しているローラー１６２（「エンコーダローラー」と呼ばれる）に取り付けられた光学式エンコーダ１６０を含む。エンコーダ１６０およびエンコーダローラー１６２については、図を簡単にするために概略を示している。光学式エンコーダ１６０の１つの実施例は、マサチューセッツ州、ウイルミントンのＤｙｎａｍｉｃｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できるモデルＨ１５型エンコーダである。モデルＨ１５型は、さまざまな構成で売られている。たとえば、１つの好ましい実施形態においては、どのような光学式エンコーダを使用してもよいが、モデルＨ１５１４Ｅ４８１Ａ１０００Ｙ１５４を光学式エンコーダ１６０として使用している。モデルＨ１５エンコーダは、全チャンネル、最高２００ＫＨｚの周波数応答、１回転当たり最高１２，５００サイクルの分解能、および、１．５１インチの直径を有する。

光学式エンコーダ１６０およびエンコーダローラー１６２は、組み合わせることでタコメーター１６４としての役割を担い、レシーバ１１０が印刷機構１００を通過するときにレシーバ１１０の移動速度（印刷速度）を測定している。エンコーダローラー１６２は、直径ｄ_ｅ（二等分線長）およびπｄ_ｅに等しい円周ｃ_ｅを有する。

前述のとおり、印刷機構１００の印刷速度が変動することがあると、印刷画像１５０内の重ね合わせミスが引き起こされる可能性がある。エンコーダ１６０は、エンコーダの回転ごとに繰り返されるいくつかの波数のサイクルを伴う方形波または他の周期的な波を出力することができる。そのような波の瞬時周波数は、瞬時印刷速度に比例している。印刷エンジン部は、エンコーダ１６０の出力に基づいて印刷機構１００の瞬間印刷速度を導き出し、それに応じて印刷ヘッド１１６ａ〜ｄはそれら印刷ヘッドの出力を生成する時間を調整することができる。特に、瞬間印刷速度ｓが所定の速度より遅いとき、印刷ヘッド１１６ａ〜ｄの出力を対応する時間間隔だけ遅延させることができる。逆に、瞬間印刷速度ｓが所定の速度より速いとき、印刷ヘッド１１６ａ〜ｄは、そうではない場合にとるであろう速度より早めにそれら印刷ヘッドの出力を生成することができる。制御装置（示されていない）は、エンコーダ１６０から得られた速度測定値を印刷ヘッド１１６ａ〜ｄに伝達することができるので、印刷ヘッド１１６ａ〜ｄは、それに応じて印刷タイミングを調整することができる。

この手法の１つの限界は、タコメーター１６４（エンコーダ１６０およびエンコーダローラー１６２を含む）が瞬間印刷速度ｓを完璧な精度で測定することができない点である。印刷速度ｓを測定する実用的で低価格の機器には、あまりにも多くの測定誤差があるので、さらなる措置を講じなければ良い画質を実現することはできない。

本発明の１つの好ましい実施形態において、１つ以上の対になった印刷ヘッド１１６ａ〜ｄ間の間隔Ｈ（「ヘッド間間隔」）は、円周ｃ_ｅの整数倍に等しく作られている。言い換えれば、ヘッド間間隔Ｈは、自由に選択可能な整定数ｎを乗じた円周ｃ_ｅに等しく作られている。

ヘッド間間隔Ｈをエンコーダローラーの円周ｃ_ｅの整数倍に等しくすれば、印刷速度ｓの変動に起因する重ね合わせ誤差を都合よく排除または少なくとも大幅に低減させることができる。整数倍に等しくする理由は、タコメーター１６４の誤差がエンコーダローラー１６２の１回転からその次の回転へと繰り返される可能性があるからである。整数倍に等しくした結果として、各印刷ヘッド１１６ａ〜ｄ間のレシーバ１１０の長さは、エンコーダローラー１６２の正確な１回転の間に移動するレシーバ１１０の長さの整数倍に等しくなる。したがって、印刷画像１５０のさまざまな層の歪は相互に関連付けられる。相互に関連付けられた歪は不快な色ずれを引き起こすことはない、なぜなら、さまざまな画像層の小さい比率の特性は重ね合わせの中にとどまっているからである。したがって、ヘッド間間隔Ｈをエンコーダローラー円周ｃ_ｅの整数倍に等しくすることによって、この追加機能なしでは十分な精度を達成することはできないと思われるような簡単に入手できる構成部品を採用しても、高品質の画像を実現することが可能になる。

上述の技法は、エンコーダローラー１６２の表面が剛体であるとき、レシーバ１１０およびエンコーダローラー１６２の間に滑りがまったくないとき、および、レシーバ１１０が伸びないとき、最高の働きをする。しかしながら、実際には、これらの要因および他の要因は、印刷機構１００が容認できる重ね合わせを有する出力画像（たとえば、画像１５０）を製作する程度に影響をおよぼす可能性がある。たとえば、そのような要因には、レシーバ１１０の厚さ、レシーバ１１０とエンコーダローラー１６２の接線におけるレシーバ曲率、接触領域を覆うゴム製エンコーダローラー（示されていない）の圧搾分、エンコーダ接触点１５４と問題にしている２つの印刷ヘッド間のスパンとの間のレシーバ１１０の差動伸び、限定されているレシーバ厚さおよびプラテンローラー１２２ａ〜ｄの巻き付け、および、プラテンローラー１２２ａ〜ｄ上の膨らみ（bag）が含まれる。

ヘッド間間隔Ｈがエンコーダローラー１６２の円周ｃ_ｅの整数倍になるように、印刷ヘッド１１６ａ〜ｄを配置することができることは、上に述べた。より一般的に言えば、レシーバ厚さ、曲率、および、伸び（stretch）のような要因を考慮に入れるなら、印刷ヘッド１１６ａ〜ｄの連続する２つのヘッド間の無負荷状態レシーバ長を、エンコーダローラー１６２の回転ごとに移送される無負荷状態レシーバ長の整数倍に等しくなるようにすることにより、エンコーダ機構誤差が色重ね合わせにおよぼす影響を最小にすることが可能になる。特に、エンコーダローラー１６２の整数倍数の回転中に移送される無負荷状態レシーバ長を、シアンおよびマゼンタの印刷ヘッド１１６ａおよび１１６ｂの間の無負荷状態レシーバ長に等しくなるようにしてもよい。シアンおよびマゼンタは、人間の目にもっとも鮮明に見えるので、シアンおよびマゼンタの印刷ヘッド１１６ａおよび１１６ｂを選択してもよい。

これらの要因を考慮に入れて印刷画像１５０の層間の重ね合わせを適切に維持する１つの方法は、前述の要因のいくつかまたはすべての分析に基づいた（正または負の）補正と実際の（本来の）ヘッド間間隔Ｈとの両方を含む「有効ヘッド間間隔」Ｈ_ｅを算出することである。有効ヘッド間間隔Ｈ_ｅを、選択したエンコーダローラー円周ｃ_ｅ０の整数倍、すなわち、Ｈ_ｅ＝ｎｃ_ｅ０に等しくすることができる。次に、選択したエンコーダローラー直径ｄ_ｅ０を、ｃ_ｅ０／πとして計算する。

選択したエンコーダローラー直径ｄ_ｅ０を計算する技法の実施例を今から記述する。図３において、プラテンローラー１２２ａおよび１２２ｂの拡大図を示す。しかしながら、以下の記述は、他のプラテンローラー１２２ｃおよび１２２ｄ、および、より一般的には、レシーバ１１０および印刷機構１００にも等しく適用可能である。

レシーバ１１０の部分３０２は、２つのプラテンローラー１２２ａおよび１２２ｂの上およびそれらの間を通過している。部分３０２は点３０４ａでプラテンローラー１２２ａと接触しはじめ、プラテンローラー１２２ａの曲率をなぞり、その次に、点３０４ｂからは実質的に直線の経路に延びている。同様に、部分３０２は、ウェブとの接線が３０６ｃおよび３０４ｃの間の正接から角度θ_ｃ回転している点３０４ｃでプラテンローラー１２２ｂと接触しはじめ、プラテンローラー１２２ｂの曲率をなぞり、その次に、点３０４ｄからは実質的に直線の経路に延びている。印刷ヘッド１１６ａおよび１１６ｂ（示されていない）は、実質的に点３０４ｂおよび３０４ｄにおいてレシーバ部分３０２に接している。

仮に、プラテンローラー１２２ａおよび１２２ｂの直径をｄ（二等分線３０６ａ〜ｂの長さ）とし、部分３０２の厚さをｈとしよう。Ｌ_０をプラテンローラー１２２ａ〜ｂの中心間の距離としよう。Ｈをヘッド間間隔とし、Ｌ_ｍを伸びない薄膜により占められるシアンヘッド１１６ａおよびマゼンタヘッド１１６ｂ（図１）間の距離としよう。θを線部分３０６ｂおよび３０６ｃ間の角度としよう。そこで、ＨおよびＬ_ｍは、式１で求められる。すなわち、
H=L₀+θd/2,L_m=H+θh/2
式１
Ｌ_１をシアンおよびマゼンタの印刷ヘッド１１６ａおよび１１６ｂ間の無負荷状態の媒体長（すなわち、張力が取り除かれたときの媒体長）としよう。そこで、Ｌ_１は式２で求められる。すなわち、
L₁=L_m+bag-stretch(P₁)
式２
ただし、伸び（stretch）（Ｐ_１）は、式３で求められる。すなわち、

式３
伸び（stretch）（Ｐ_１）は、シアンおよびマゼンタの印刷ヘッド１１６ａおよび１１６ｂ間のレシーバ張力であり、Ｅ、ｈ、および、ｗは、それぞれレシーバの弾性率、厚さ、および、幅である。

膨らみ（bag）は、式４により求められる有限屈曲剛性Ｄを有する実際のウェブが占める過剰長である。すなわち、
D=Eh³w/12
式４
ここで、膨らみ（bag）は、式５および式６により求められる。すなわち、

式５

ただし、

式６
小さいθおよびηに対して、膨らみ（bag）は、式７および式８により求められる。

bag=λθ²/4-dθ³/12、θ<θ_c=η+η³/24
式７
bag=dη³/24=λ³/3d²、θ>θ_c
式８
この膨らみ（bag）の計算は、十分なヘッド力を前提としているので、プラテンローラーおよび印刷ヘッドの接線は実質的に同じとなり、ウェブは、印刷ヘッド直後（図３の実施例に示した実施例の右方向へ）真直ぐに延びているものとする。また、この計算では、プラテンローラーの変形は無視されている。

エンコーダローラー１６２の１回転中に１６２を通過するウェブの長さは、式９により求められる。すなわち、
L_e=πd_e(1+h/2R)、
式９
ただし、ｄ_ｅは、エンコーダローラー直径であり、Ｒは、エンコーダローラー上の接線におけるウェブの曲率半径である。

増分ｈ／２Ｒは、ウェブの中立軸が内表面より係数（１＋ｈ／２Ｒ）だけ遠くを移動していること、または、言い換えれば、内表面が歪ｈ／２Ｒだけ圧縮されていることを理由としている。この理由は、ウェブが対称形なので、内表面から中立軸までの距離はｈ／２であり、ローラー表面におけるすべりはまったくなく、ローラー圧縮、ヒステリシス、および、軸受摩擦は無視できる程度であるということを前提としている。

図４において、エンコーダローラー１６２およびレシーバ部分３０２の拡大図を示す。エンコーダローラー１６２の直径ｄ_ｅは、二等分線４０２の長さである。ウェブ部分３０２は、接線４０６ｃが角度θ_ｅを二等分している点４０４ａにおいてエンコーダローラー１６２の接線の中へ曲がり、そのあとは別の真直ぐな経路に延びている。エンコーダ巻き付け角度θ_ｅは、連続する自由ウェブ接線４０６ａおよび４０６ｂ間の角度である。

点４０４ａにおける曲率半径は、式１０により求められる。すなわち、
1/R=(P_e/D)^1/2θ_e/2
式１０
小さいエンコーダ巻き付け角度θ_ｅおよび大きいＲ＞ｄ_ｅ／２の場合、Ｐ_ｅは、エンコーダローラー１６２におけるウェブ張力である。Ｌ_ｅが無負荷状態なら、その長さは式１１で示されるようになるであろう。すなわち、

式１１
誤差を最小にするには、Ｌ_１＝ｎＬ_ｅ１であることが必要である。この要求を満たすエンコーダローラー直径としてｄ_ｅ０を指定するとき、ｄ_ｅ０は、式１２により求められる。すなわち、

式１２
Ｐ_１＝１０ポンド、Ｐ_ｅ＝５ポンド、Ｅｈｗ＝１０，０００ポンド、ｈ＝０．００９インチ、Ｄ＝０．０６７５９ポンド・平方インチ、ｄ＝１５ｍｍ＝０．６インチ、θ＝２０度＝０．３４９ラジアン、θ_ｅ＝０．０４ラジアン、および、Ｌ_０＋θｄ／２＝２．５インチのとき、λ＝０．０８２２インチ、η＝０．２７３９＜θ、膨らみ（bag）＝ｄη^３／２４＝０．０００５１インチ、Ｌ_ｍ＝２．５０１５７インチ、Ｌ_１＝Ｌ_ｍ（１−０．００１）＋０．０００５１＝２．４９９５８を得る。そこで、ｄ_ｅ０および有効ヘッド間間隔Ｈ_ｅは、式１３により求められる。すなわち、

式１３
ｎ＝２、ｄ_ｅ０＝０．３９７６９インチのとき、これらを考慮することなくＨ／（ｎπ）＝０．３９７８９インチと同等であるとみなす。エンコーダ１６０が、ｄ_ｅ０に等しくない直径ｄ_ｅ、および、偏心距離εを有しているとき、シアンおよびマゼンタのドット間の重ね合わせ誤差は、δ＝δ_ｍａｘｃｏｓ（２νｔ／ｄ_ｅ）、δ_ｍａｘ＝２π（ｄ_ｅ０／ｄ_ｅ−１）εとなるであろう。ただし、νは速度であり、ｔは時間である。ε＝２５ミクロン、ｄ_ｅ−ｄ_ｅ０＝０．０００２インチ＝５ミクロンとすると、δ_ｍａｘ＝０．０８ミクロンである。これらの複数の小さな補正によりこの実施例はいくらか補正されている。記述した仮定の中に開発技術の概要が存在している。

ひとたび、補正されたエンコーダローラー直径ｄ_ｅ０が得られると、それを印刷機構１００の印刷速度の制御に使用することができ、重ね合わせ誤差を低減させることができる。たとえば、図２において、エンコーダ１６０の出力に基づいて瞬間印刷速度ｓの計算、および、それに対応する印刷タイミングの調整に使用することができる手法２００のフローチャートを示す。たとえば、手法２００は、印刷機構１００のエンジン部内のソフトウエアまたはファームウエアにより実行される。

手法２００により、エンコーダ１６０からパルス立ち上がり時間ｔ_０（工程２０２）および第２パルス時間ｔ_１（工程２０４）の読み取り値を得る。手法２００により、時間ｔ_０およびｔ_１間の遅延ｔが計算され、この遅延ｔは、エンコーダ出力１６０の連続する２つのサイクル間の遅延を表している（工程２０６）。手法２００により、Ｎがエンコーダの回転ごとのサイクル数であるとき、式ｓ＝（ｃ_ｅ０／Ｎ）／ｔを使って補正したエンコーダローラー１６２の円周ｃ_ｅ０（πｄ_ｅ０）および遅延ｔに基づいて瞬間印刷速度ｓが計算される（工程２０８）。手法２００により、工程２０８で計算された印刷速度に基づいて印刷タイミングが調整される（工程２１０）。

たとえば、印刷機構１００では、手法２００を使うことによって、瞬間印刷速度ｓの周期的なサンプリング、および、それに対応して印刷ヘッド１１６ａ〜ｄがそれぞれの出力を生成する時間の調整が可能になる。特に、瞬間印刷速度ｓが所定値より遅くなったとき、印刷ヘッド１１６ａ〜ｄの出力を対応する時間間隔だけ遅らせることができる。逆に、瞬間印刷速度ｓが所定値より速くなったとき、印刷ヘッド１１６ａ〜ｄにそれぞれの出力を所定の状態より早く生成させることができる。制御器（示されていない）は、エンコーダ１６０から得られた速度測定値を印刷ヘッド１１６ａ〜ｄへ伝達することができるので、それに応じて、印刷ヘッドは印刷タイミングを調整することが可能になる。

エンコーダローラー１６２の特定のサイズおよび位置は変更してもよい。さらにその上、光学式エンコーダ以外のエンコーダを使用してエンコーダ１６０と同じ機能を実施してもよい。一般に、印刷速度の測定に対するあらゆるローラー取り付け式機器が採用可能であり、機器を取り付けるローラーが本明細書に記述の手法とともに安定した直径を有する限り、エンコーダ１６０と同じ機能を実施することができる。

本発明を特定の好ましい実施形態の面から上に説明してきたが、上述の好ましい実施形態は、単なる説明のための図であり、本発明の範囲を限定あるいは規定するものではないことはご理解いただけるであろう。以下を含むがこれに限定されることはないさまざまな他の好ましい実施形態も、また、特許請求の範囲内にある。

本明細書で説明した要素および構成部品を、さらに別の構成部品に分割して、あるいは、互いに結び付けてより少ない構成部品を形成して、同様の機能を実行させることが可能である。

図１は、本発明の１つの好ましい実施形態によるタンデム印刷機構の全体側面断面図である。 図２は、本発明の１つの好ましい実施形態による図１のタンデム印刷機構を通過するウェブの瞬間印刷速度を計算する方法についてのフローチャートである。 図３は、図１に示した印刷機構の２つの印刷ヘッドおよびレシーバの一部の拡大図である。また、 図４は、図１の印刷機構のエンコーダローラーおよびレシーバの一部の拡大図である。

Claims (8)

1. 印刷装置であって、前記装置は、
   複数の印刷ヘッドと、
   前記複数の印刷ヘッドのそれぞれを通過してレシーバを送り込む手段と、
   エンコーダローラーと、を含み、
   前記複数の印刷ヘッドの少なくとも２つの間にある前記無負荷状態のレシーバ長は、前記エンコーダローラーの回転ごとに前記少なくとも２つの印刷ヘッド間で移送される前記無負荷状態のレシーバ長の整数倍であることを特徴とする装置。
2. 請求項１に記載の印刷装置であって、前記エンコーダローラーは、前記レシーバの前記経路内で前記複数の印刷ヘッドより前に設置されていることを特徴とする装置。
3. 請求項１に記載の印刷装置であって、前記装置は、さらに、前記印刷装置の瞬間印刷速度を測定する印刷速度測定手段を含み、前記印刷速度測定手段は、前記エンコーダローラーおよび前記エンコーダローラーに取り付けられたエンコーダを含むことを特徴とする装置。
4. 請求項３に記載の印刷装置であって、前記装置は、さらに、
   前記印刷速度測定手段から出力を受信する手段と、
   前記印刷速度測定手段から受信した前記出力に基づいて前記複数の印刷ヘッドの少なくとも１つの出力タイミングを調整する手段と、
   を含むことを特徴とする装置。
5. 請求項１に記載の印刷装置であって、前記装置は、さらに、前記レシーバを含むことを特徴とする装置。
6. 請求項１に記載の印刷装置であって、各連続する印刷ヘッド間の前記無負荷状態のレシーバ長が、前記エンコーダローラーの回転ごとに前記少なくとも２つの印刷ヘッド間で移送される前記無負荷状態のレシーバ長の整数倍であることを特徴とする装置。
7. 請求項１に記載の印刷装置であって、前記複数の印刷ヘッドの少なくとも２つの間の距離が、前記エンコーダローラーの前記円周の整数倍であることを特徴とする装置。
8. 請求項６に記載の印刷装置であって、各連続する印刷ヘッド間の距離が、前記エンコーダローラーの前記円周の整数倍であることを特徴とする装置。

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