JP4265655B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、例えば複数色の液体インクの微小なインク滴を複数のノズルから吐出してその微粒子（インクドット）を印刷媒体上に形成することにより、所定の文字や画像を描画するようにしたインクジェットプリンタに関するものである。

このようなインクジェットプリンタは、一般に安価で且つ高品質のカラー印刷物が容易に得られることから、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及に伴い、オフィスのみならず一般ユーザにも広く普及してきている。
このようなインクジェットプリンタは、一般に、インクカートリッジと印刷ヘッド(インクジェットヘッドともいう)とが一体的に備えられたキャリッジなどと称される移動体が印刷媒体上をその搬送方向と交差する方向に往復しながらその印刷ヘッドのノズルから液体インク滴を吐出（噴射）して印刷媒体上に微小なインクドットを形成することで、当該印刷媒体上に所定の文字や画像を描画して所望の印刷物を作成するようになっている。そして、このキャリッジに黒色（ブラック）を含めた４色（イエロー、マゼンタ、シアン）のインクカートリッジと各色毎の印刷ヘッドを備えることで、モノクロ印刷のみならず、各色を組み合わせたフルカラー印刷も容易に行えるようになっている（更に、これらの各色に、ライトシアンやライトマゼンタなどを加えた６色や７色、或いは８色のものも実用化されている）。

また、このようにキャリッジ上のインクジェットヘッドを印刷媒体の搬送方向と交差する方向に往復させながら印刷を実行するようにしたタイプのインクジェットプリンタでは、１頁全体をきれいに印刷するためにインクジェットヘッドを１０回程度から数十回以上も往復運動させる必要がある。これに対し、印刷媒体の幅と同じ寸法の長尺のインクジェットヘッド（一体である必要はない）を配置してキャリッジを使用しないタイプのインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドを印刷媒体の幅方向に移動させる必要がなく、所謂１パスでの印刷が可能となるため、高速な印刷が可能となる。なお、前者方式のインクジェットプリンタを一般に「マルチパス（シリアル）型インクジェットプリンタ」、後者方式のインクジェットプリンタを一般に「ラインヘッド型インクジェットプリンタ」と呼んでいる。特に、ラインヘッド型インクジェットプリンタでは、駆動ローラ及び従動ローラに搬送ベルトを巻回して張架し、この搬送ベルトで印刷媒体を搬送しながら高速印刷を行うことで、印刷媒体一枚あたりの印刷所要時間を短縮することが提案されている。

このようなインクジェットプリンタで高画質の印刷を行うためには、インク滴を印刷媒体の目標位置に確実に吐出（着弾ともいう）する必要がある。特に、ラインヘッド型インクジェットプリンタで、印刷媒体を搬送しながらインク滴を吐出する場合には、搬送ベルトによる印刷媒体の搬送状態とインク滴吐出タイミングとの適合性が重要である。そこで、搬送ベルトと印刷媒体、或いは搬送ベルトが巻回されているローラと搬送ベルトと印刷媒体とが同期して移動しているものとして、例えば下記特許文献１に記載されるインクジェットプリンタでは、駆動ローラに設けられたロータリエンコーダからの入力パルスに同期してインクジェットヘッドからインク滴を吐出するようにしており、例えば下記特許文献２に記載されるインクジェットプリンタでは、搬送ベルト上に設けられたリニアエンコーダからの入力パルスに同期してインクジェットヘッドからインク滴を吐出するようにしている。
特開平１１−１７０６２３号公報 特開平１１−２４５３８３号公報

しかしながら、搬送ベルトによる印刷媒体の搬送には、少なくとも２つのローラを用いるので、各ローラの偏心位相によってはローラ間の距離が変化する。このようにローラ間の距離が変化すると、それらのローラに巻回されている搬送ベルトに伸縮が発生し、この伸縮によって搬送ベルトの移動量と印刷媒体の移動量との間に周期的なずれが生じ、印刷画像上に視認できるレベルのムラが発生する。ローラの偏心は不可避なものであるが、印刷画像のムラ周期が印刷画像の長さ以上になるようにローラの径を大きくすれば、印刷画像上のムラが目立たなくなる。しかしながら、そのような大径のローラは装置の大型化の原因となり、現実的でない。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、搬送ベルトが巻回されるローラの偏心による印刷画像ムラを抑制防止することが可能なインクジェットプリンタを提供することを目的とするものである。

［発明１］上記課題を解決するために、発明１のインクジェットプリンタは、ローラに搬送ベルトを巻回し、その搬送ベルトで搬送される印刷媒体に対し、インクジェットヘッドからインク滴を吐出するインクジェットプリンタであって、前記ローラの偏心位相を同位相とするためのキャリブレーション手段と、前記ローラの回転数が予め設定された所定のキャリブレーション回転数になったら前記キャリブレーション手段により前記ローラの偏心位相を同位相とするキャリブレーション制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

本発明者等は、搬送ベルトが巻回されるローラの偏心による印刷画像ムラを抑制防止すべく鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を得て本発明を開発した。即ち、ローラの偏心によって印刷画像にムラが発生するのは、ローラ間の距離が変化し、それに伴って搬送ベルトが伸縮するためである。ローラの偏心そのものは現実的に不可避であるが、ローラの偏心方向を同じ方向にする、つまりローラの偏心位相を同位相とすれば、ローラ間の距離は変化しないし、搬送ベルトも伸縮しない。一方、ローラの偏心位相を同位相としても、ローラが回転すればローラ加工精度に起因するローラ周長差の影響によって、位相差が発生する可能性は高い。これに対して、例えば印刷媒体を一枚印刷するために、ローラの偏心位相を同位相にするのは、例えばラインヘット型インクジェットプリンタのような高速印刷に適さない。そこで、例えば二つのローラ間の距離の最大変動量が設定値以下になるように所定のキャリブレーション回転数を設定し、各ローラの回転数が予め設定された所定のキャリブレーション回転数になったら二つのローラの偏心位相を同位相とすることにより、高速印刷と印刷画像ムラ防止を両立することができる。なお、本発明に言う回転数とは、言い換えれば回転回数のことであり、一般に認識されている回転速度ではない。

この発明１に係るインクジェットプリンタによれば、少なくとも二つのローラに搬送ベルトを巻回し、その搬送ベルトで搬送される印刷媒体に対し、インクジェットヘッドからインク滴を吐出するインクジェットプリンタにおいて、各ローラの回転数が予め設定された所定のキャリブレーション回転数になったらキャリブレーション手段により二つのローラの偏心位相を同位相とする構成としたため、高速印刷と印刷画像ムラ防止を両立することができる。

［発明２］また、発明２のインクジェットプリンタは、前記発明１のインクジェットプリンタにおいて、前記所定のキャリブレーション回転数は、前記ローラ間の距離の最大変動量が設定値以下になるように設定したものであることを特徴とするものである。
この発明２に係るインクジェットプリンタによれば、所定のキャリブレーション回転数を、ローラ間の距離の最大変動量が設定値以下になるように設定したことにより、印刷画像ムラを確実に防止することができる。

［発明３］また、発明３のインクジェットプリンタは、前記発明１又は２のインクジェットプリンタにおいて、前記ローラ夫々の基準となる位相を検出する基準位相検出手段を備え、前記キャリブレーション制御手段は、各ローラの基準となる位相と当該ローラの偏心方向に相当する位相とが一致している場合、前記基準位相検出手段で検出された当該ローラの基準となる位相を予め設定された位相にすることで前記ローラの偏心位相を同位相とすることを特徴とするものである。
この発明３に係るインクジェットプリンタによれば、各ローラの基準となる位相と当該ローラの偏心方向に相当する位相とが一致している場合、検出された当該ローラの基準となる位相を予め設定された位相にすることでローラの偏心位相を同位相とする構成としたため、ローラの偏心位相を確実に同位相とすることができる。

［発明４］また、発明４のインクジェットプリンタは、前記発明３のインクジェットプリンタにおいて、前記キャリブレーション制御手段は、各ローラの基準となる位相と当該ローラの偏心方向に相当する位相とが一致していない場合、当該ローラの基準となる位相と当該ローラの偏心方向に相当する位相との位相差を予め記憶し、前記基準位相検出手段で検出された当該ローラの基準となる位相を予め設定された位相にした後、当該ローラを前記位相差分だけ回転することで前記ローラの偏心位相を同位相とすることを特徴とするものである。

この発明４に係るインクジェットプリンタによれば、各ローラの基準となる位相と当該ローラの偏心方向に相当する位相とが一致していない場合、当該ローラの基準となる位相と当該ローラの偏心方向に相当する位相との位相差を予め記憶し、検出された当該ローラの基準となる位相を予め設定された位相にした後、当該ローラを前記位相差分だけ回転することでローラの偏心位相を同位相とする構成としたため、ローラの偏心位相を確実に同位相とすることができる。

［発明５］また、発明５のインクジェットプリンタは、前記発明４のインクジェットプリンタにおいて、前記ローラの何れかが駆動ローラである場合、前記キャリブレーション制御手段は、当該駆動ローラを回転駆動するステップモータのステップ数で前記位相差分の回転制御を行うことを特徴とするものである。
この発明５に係るインクジェットプリンタによれば、ローラの何れかが駆動ローラである場合、当該駆動ローラを回転駆動するステップモータのステップ数で位相差分の回転制御を行う構成としたため、駆動ローラの位相差分の回転制御を容易且つ確実に行うことができる。

［発明６］また、発明６のインクジェットプリンタは、前記発明４又は５のインクジェットプリンタにおいて、前記ローラの何れかが従動ローラである場合、前記キャリブレーション制御手段は、当該従動ローラに設けられたロータリエンコーダの入力パルス数で前記位相差分の回転制御を行うことを特徴とするものである。
この発明６に係るインクジェットプリンタによれば、ローラの何れかが従動ローラである場合、当該従動ローラに設けられたロータリエンコーダの入力パルス数で前記位相差分の回転制御を行う構成としたため、従動ローラの位相差分の回転制御を容易且つ確実に行うことができる。

［発明７］また、発明７のインクジェットプリンタは、前記発明１乃至６のインクジェットプリンタにおいて、前記ローラの位相を独立して調整するためのベルト張力解放手段を備えたことを特徴とするものである。
この発明７のインクジェットプリンタによれば、ローラの位相を独立して調整するためのベルト張力解放手段を備えたことにより、ローラの偏心位相を容易に同位相にすることができる。

［発明８］また、発明８のインクジェットプリンタは、前記発明１乃至７のインクジェットプリンタにおいて、前記ローラの何れかが従動ローラである場合、当該従動ローラの回転を規制する摩擦手段を備えたことを特徴とするものである。
この発明８のインクジェットプリンタによれば、ローラの何れかが従動ローラである場合、当該従動ローラの回転を規制する摩擦手段を備えたことにより、摩擦手段によって従動ローラの回転を規制している状態で、駆動ローラの位相を制御して、ローラの偏心位相を容易に同位相とすることができる。

次に、本発明のインクジェットプリンタの一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態のインクジェットプリンタの概略構成を示す正面図である。図１において、印刷媒体１は、図の右方から左方に向けて図の矢印方向に搬送され、その搬送途中の印刷領域で印刷される、ラインヘッド型インクジェットプリンタである。

図中の符号２０は、印刷媒体１の搬送方向途中に設けられたインクジェットヘッドであり、インクジェットヘッド２０の下方には印刷媒体１を搬送するための搬送部２１が設けられている。搬送部２１は搬送ベルト２２で構成される。この搬送ベルト２２は、印刷媒体搬送方向下流側に配設された駆動ローラ２３及び印刷媒体搬送方向上流側に配設された従動ローラ２４及びインクジェットヘッド２０の下方に設けられたテンションローラ２５に巻回され、張架されている。駆動ローラ２３には、図２に示すように、駆動モータ３２が接続されている。また、従動ローラ２４には、当該従動ローラ２４を固定軸３３に固定したり解放したりするためのクラッチ（摩擦要素）１１が取付けられている。また、テンションローラ２５は、スプリング１２によって図示下方に付勢されており、この付勢力で搬送ベルト２２に張力（テンション）を付与している。そして、このスプリング１２の図示下端部には、当該スプリング１２によるテンションローラ２５への付勢力、即ち搬送ベルト２２への張力を付加・解放するためのソレノイド１３が接続されており、このソレノイド１３をＯＮするとスプリング１２によって搬送ベルト２２に張力が付加され、ソレノイド１３をＯＦＦするとスプリング１２による搬送ベルト２２への張力が解放される。なお、印刷媒体搬送方向と交差する方向をノズル列方向ともいう。また、駆動モータ３２は、所謂ステップモータであり、本実施形態ではパルス入力によるステップ数が１４４０で駆動ローラ２３が一回転するように設定されている。

また、従動ローラ２４の回転軸には、図２に示すように、当該従動ローラ２４の回転状態を検出するためのロータリエンコーダディスク３０が取付けられており、このロータリエンコーダディスク３０の回転状態に合わせてエンコーダパルスを出力するロータリエンコーダセンサ３１が、ロータリエンコーダディスク３０の図示上方に配設されている。このロータリエンコーダディスク３０には、図３に示すように、搬送ベルト２２の移動量、即ち印刷媒体１の移動量に換算して、例えば７２０ｄｐｉのプリンタ解像度に相当するピッチ又はその整数分の一のピッチでスリットＳが形成されており、例えばロータリエンコーダセンサ３１で射出される光がスリットＳを通過するたびにエンコーダパルスが出力される。従って、このプリンタ解像度又はその整数分の一に相当する周期のエンコーダパルスに合わせて（周期が解像度の整数分の一の場合は、その整数パルス数毎に）インクジェットヘッド２０からインク滴を吐出すれば、所望する解像度で印刷を行うことができる。

また、駆動ローラ２３及び従動ローラ２４の図１の図示上方には、当該駆動ローラ２３及び従動ローラ２４自身の基準となる位相を検出するための基準位相検出センサ９，１０が夫々配設されている。この基準位相検出センサ９，１０は、図４に示すように、駆動ローラ２３及び従動ローラ２４の外周面の一部に設けられた反射パターンＰに光を照射し、その反射光を検出して、当該ローラ２３，２４の基準位相を検出するものであり、これらのローラ２３，２４が一定速度で回転している場合には、例えば図５に示すように、反射パターンＰからの反射光を検出している間、基準位相パルスを出力する（図では下向き）。従って、この基準位相パルスを検出すれば、駆動ローラ２３及び従動ローラ２４が基準とする位相、つまり反射パターンＰが上方に位置する位相にあることが分かる。

インクジェットヘッド２０は、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の各色毎に、印雑媒体１の搬送方向にずらして配設されている。各インクジェットヘッド２０には、図示しない各色のインクタンクからインク供給チューブ２６を介してインクが供給される。各インクジェットヘッド２０には、印刷媒体１の搬送方向と交差する方向に、複数のノズルが形成されており（即ちノズル列方向）、それらのノズルから同時に必要箇所に必要量のインク滴を吐出することにより、印刷媒体１上に微小なインクドットを形成出力する。これを各色毎に行うことにより、搬送部２１で搬送される印刷媒体１を一度通過させるだけで、所謂ワンパスによる印刷を行うことができる。即ち、これらのインクジェットヘッド２０の配設領域が印刷領域に相当する。

インクジェットヘッドの各ノズルからインクを吐出出力する方法としては、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰インクジェット方式などがある。静電方式は、アクチュエータである静電ギャップに駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によってインク滴がノズルから吐出出力されるというものである。ピエゾ方式は、アクチュエータであるピエゾ素子に駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によってインク滴がノズルから吐出出力されるというものである。膜沸騰インクジェット方式は、キャビティ内に微小ヒータがあり、瞬間的に３００℃以上に加熱されてインクが膜沸騰状態となって気泡が生成し、その圧力変化によってインク滴がノズルから吐出出力されるというものである。

駆動ローラ２３の上流側には、給紙部１５から供給される印刷媒体１の給紙タイミングを調整すると共に当該印刷媒体１のスキューを補正する、二個一対のゲートローラ１４が設けられている。スキューとは、搬送方向に対する印刷媒体１の捻れである。また、給紙部１５の上方には、印刷媒体１を供給するためのピックアップローラ１６が設けられている。また、従動ローラ２４の印刷媒体搬送方向下流側には排紙部１７が設けられている。

駆動ローラ２３の下方にはベルト帯電装置１９が配設されている。このベルト帯電装置１９は、駆動ローラ２３を挟んで搬送ベルト２２に当接する帯電ローラ２７と、帯電ローラ２７を搬送ベルト２２に押し付けるスプリング２８と、帯電ローラ２７に電荷を付与する電源２９とで構成されており、帯電ローラ２７から搬送ベルト２２に電荷を付与してそれを帯電する。一般に、これらのベルト類は、中・高抵抗体又は絶縁体で構成されているので、ベルト帯電装置１９によって帯電すると、その表面に印加された電荷が、同じく高抵抗体又は絶縁体で構成される印刷媒体１に誘電分極を生じせしめ、その誘電分極によって発生する電荷とベルト表面の電荷との間に生じる静電気力でベルトに印刷媒体１を吸着することができる。なお、帯電手段としては、所謂電荷を降らせるコロトロンなどでもよい。

従って、このインクジェットプリンタによれば、ベルト帯電装置１９で搬送ベルト２２の表面を帯電し、その状態でゲートローラ１４から印刷媒体１を給紙し、図示しない拍車やローラで構成される紙押えローラで印刷媒体１を搬送ベルト２２に押し付けると、前述した誘電分極の作用によって印刷媒体１は搬送ベルト２２の表面に吸着される。この状態で、駆動モータ３２によって駆動ローラ２３を回転駆動すると、その回転駆動力が搬送ベルト２２を介して従動ローラ２４に伝達される。

このようにして印刷媒体１を吸着した状態で搬送ベルト２２を搬送方向下流側に移動して印刷媒体１をインクジェットヘッド２０の下方に移動し、当該インクジェットヘッド２０に形成されているノズルからインク滴を吐出して印刷を行う。このインクジェットヘッド２０による印刷が終了したら、印刷媒体１を搬送方向下流側に移動して排紙部１７に排紙する。

前記インクジェットプリンタ内には、自身を制御するための制御装置が設けられている。この制御装置は、例えばパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷装置や給紙装置等を制御することにより印刷媒体に印刷処理を行うものであり、例えば前記ロータリエンコーダセンサからのエンコーダパルスに基づいて、この制御装置から印刷基準信号が供給されたとき（厳密には、その後に駆動パルスが印加されたとき）にインクジェットヘッド２０のノズルからインク滴が吐出される。なお、この制御装置は、独自のコンピュータシステムによって構成されている。

本実施形態のインクジェットプリンタでは、この制御装置によって、駆動ローラ２３及び従動ローラ２４の偏心位相を同位相とする。ローラの偏心位相を同位相とすると言うことは、二つのローラの偏心方向を同じ方向にするということである。図６は、駆動ローラ２３の偏心位相と従動ローラ２４の偏心位相とが１８０°ずれている場合を示しており、同図から明らかなように、駆動ローラ２３と従動ローラ２４が回転するにつれて両者の距離ＬがＬ’、Ｌ”と変化してしまう。ローラ間距離が変化すれば、当然、搬送ベルト２２に伸縮が生じ、それがインクジェットヘッド２０のノズルから吐出されるインク滴の着弾位置ずれの原因となり、前述したように印刷画像にムラが生じる。図７は、駆動ローラ２３の偏心量、従動ローラ２４の偏心量、ローラ間距離をエンコーダパルス数でトレースしたものである。本実施形態では、従動ローラ２４が一回転する間に、１４４０のエンコーダパルスが出力される（即ち、駆動モータ３２のステップ数と同じ）。

駆動ローラ２３の偏心方向、従動ローラ２４の偏心方向は、夫々の偏心量を検出することで求められる。図８ａは、駆動ローラ２３の偏心量をレーザ変位計で検出している状態を示し、図８ｂは、従動ローラ２４の偏心量をレーザ変位計で検出している状態を示す。駆動ローラ２３の偏心量は、駆動ローラ２３によって搬送ベルト２２を引き回す点とし、駆動ローラ用基準位相検出センサ９からの基準位相パルスを基準として、駆動モータ３２のモータステップ数とリンクして検出、記憶する。一方、従動ローラ２４の偏心量は、搬送ベルト２２によって従動ローラ２４が引き回される点とし、従動ローラ用基準位相検出センサ１０からの基準位相パルスを基準として、ロータリエンコーダセンサ３１からのエンコーダパルス数とリンクして検出、記憶する。駆動ローラ２３及び従動ローラ２４の偏心量の検出、即ち偏心方向の検出は、例えば製品の出荷前に行ったり、或いは定期的に行ったりすればよい。

図９ａには、駆動ローラ２３の偏心量検出結果の一例を示す。この検出結果は、駆動ローラ用基準位置検出センサ９からの基準位相パルスで駆動モータ３２のモータステップ数をリセットし、そこから駆動ローラ２３を二回転させ、モータステップ数と偏心量との関係をリンクさせて検出、記憶したものである。また、図９ｂには、従動ローラ２４の偏心量検出結果の一例を示す。この検出結果は、従動ローラ用基準位置検出センサ１０からの基準位相パルスでロータリエンコーダセンサ３１からものエンコーダパルス数をリセットし、そこから従動ローラ２４を二回転させ、エンコーダパルス数と偏心量との関係をリンクさせて検出、記憶したものである。何れにも、基準位相信号後、偏心量がピークとなる位相を偏心方向、即ち偏心位相として縦線で示した。この例は、例えば図１０に示すように、偏心位相と基準位置信号、即ち前記反射パターンＰとがずれている。当然ではあるが、駆動ローラ２３も従動ローラ２４も、一回転する毎に、偏心量が復元する。

従って、駆動ローラ２３については、駆動ローラ用基準位置信号を検出してから偏心位相までのステップ数分、駆動モータ３２によって駆動ローラ２３を回転すれば、駆動ローラ２３の偏心位相を駆動ローラ用基準位相検出センサ９の位置とすることができ、従動ローラ２４については、従動ローラ用基準位置信号を検出してから偏心位相までのエンコーダパルス数分、駆動モータ３２、駆動ローラ２３、搬送ベルト２２によって従動ローラ２４を回転すれば、従動ローラ２４の偏心位相を従動ローラ用基準位相検出センサ１０の位置とすることができ、両者により駆動ローラ２３の偏心位相と従動ローラ２４の偏心位相とを同位相とすることができる。但し、現実的には、従動ローラ２４の偏心位相合わせを先に行い、その従動ローラ２４をクラッチ１１で固定軸３３に固定した後、ソレノイド１３をＯＦＦして搬送ベルト２２の張力を解放し、然る後、駆動ローラ２３の偏心位相合わせを行わなければならない。

駆動ローラ２３と従動ローラ２４の偏心位相の同位相化は、前述のように、搬送ベルト２２の伸縮を防止し、もって印刷画像のムラを防止する方法として有効ではある。一方、一旦、駆動ローラ２３と従動ローラ２４の偏心位相を同位相化しても、両者の周長が一致していない限り、それらのローラ２３，２４を回転すればするほど、両者の偏心位相はずれてしまう。しかしながら、例えば印刷媒体１を一枚印刷するたびに、前述のような偏心位相の同位相化を行ったのでは、本実施形態のラインヘッド型インクジェットプリンタに要求される高速印刷に応えることができない。そこで、本実施形態では、駆動ローラ２３及び従動ローラ２４の回転の度に累積されるローラ間距離の変動量の最大値が設定値以下になる回転数（回転回数）を設定し、両者の回転数が所定回転数になったら偏心位相の同位相化、即ちキャリブレーションを行うこととした。
ここで、駆動ローラ２３の偏心量ｄ₁は、駆動ローラ２３の偏心振幅Ｈ₁、駆動ローラ２３の一回転に相当する駆動モータ３２の総ステップ数Ｔ₁（＝１４４０）、駆動ローラ用基準位相信号からの駆動モータ３２のステップ数ｔ₁を用いて下記１式で表れる。

ｄ₁＝Ｈ₁×cos(２π×ｔ₁／Ｔ₁) ……… (1)

同様に、従動ローラ２４の偏心量ｄ₂は、従動ローラ２４の偏心振幅Ｈ₂、従動ローラ２４の一回転に出力される総ロータリエンコーダパルス数Ｔ₂（＝１４４０）、従動ローラ用基準位相信号からのロータリエンコーダパルス数ｔ₂を用いて下記２式で表れる。

ｄ₂＝Ｈ₂×cos(２π×ｔ₂／Ｔ₂) ……… (2)

前述したローラ間距離ｄは、この駆動ローラ２３の偏心量ｄ₁と従動ローラ２４の偏心量ｄ₂の合成関数であるが、実際には両者の位相差Φを考慮しなければならない。この位相差Φは、駆動ローラ２３と従動ローラ２４の周長差に相当する回転角度差φの回転数累積値である。これを用いて、前記２式を下記３式のように変換し、１式の駆動ローラ２３の偏心量ｄ₁との和で表れるローラ間距離ｄの変動量Δｄを求め、その最大値が設定値Δｄ₀以下になるように所定キャリブレーション回転数ｎについて解く。

駆動ローラ２３と従動ローラ２４の周長差に相当する回転角度差φは、以下のようにして得られる。本実施形態では、従動ローラ２４が一回転する間にロータリエンコーダパルスが１４４０出力される。例えば、駆動モータ３２へのステップ数を制御することにより駆動ローラ２３を正確に十回転させたときのロータリエンコーダパルス数が１４３９０であったとすると、本来得られるはずのロータリエンコーダパルス数より１０パルス少ない。即ち、駆動ローラ２３の一回転に対し、従動ローラ２４はロータリエンコーダパルス数にして１パルス分だけ回転数が少ないことになるから、周長差に相当する回転角度差φは、−３６０°／１４４０＝−０．２５° となる。なお、例えばキャリブレーション後の駆動ローラ２３及び従動ローラ２４のローラ間距離ｄを連続して測定した結果、例えば両者の位相が６０°ずれたときにローラ間距離ｄが設定値ｄ₀を超えることが分かっているような場合には、この位相差Φ＝６０°を周長差に相当する回転角度差φ＝０．２５°で除した値、つまり２４０回転を所定キャリブレーション回転数ｎとしてもよい。

図１１には、以上の原理に基づくローラ偏心位相キャリブレーションのための演算処理のフローチャートを示す。この演算処理は、印刷指令にともなって行われる。この演算処理では、まずステップＳ１で、ローラ回転数メモリを更新する。
次にステップＳ２に移行して、更新されたローラ回転数メモリのローラ回転数が所定キャリブレーション回転数に達したか否かを判定し、ローラ回転数が所定キャリブレーション回転数に達した場合にはステップＳ３に移行し、そうでない場合にはステップＳ７に移行する。

ステップＳ３では、印刷動作中であるか否かを判定し、印刷動作中である場合にはステップＳ４に移行し、そうでない場合にはステップＳ５に移行する。
ステップＳ４では、印刷中の印刷媒体への印刷動作が終了したら印刷動作を中断してからステップＳ５に移行する。
ステップＳ５では、ローラ回転数メモリをクリアしてからステップＳ６に移行する。

ステップＳ６では、後述する図１２の演算処理によりローラ偏心位相キャリブレーションを行ってからステップＳ７に移行する。
ステップＳ７では、指令された全印刷枚数の印刷が終了したか否かを判定し、全印刷枚数の印刷が終了した場合にはメインプログラムに復帰し、そうでない場合にはステップＳ８に移行する。
ステップＳ８では、図示しない個別の演算処理によって印刷処理を行ってからステップＳ２に移行する。

次に、図１１の演算処理のステップＳ６で行われる図１２の演算処理について説明する。この演算処理では、まずステップＳ１１で、駆動モータ３２を回転する。
次にステップＳ１２に移行して、従動ローラ用基準位相信号が検出されたか否かを判定し、従動ローラ用基準位相信号が検出された場合にはステップＳ１３に移行し、そうでない場合には待機する。

ステップＳ１３では、前述した従動ローラ２４の偏心位相を調整する分のエンコーダパルス数が検出されるまで駆動モータ３２を回転する。
次にステップＳ１４に移行して、駆動モータ３２を停止する。
次にステップＳ１５に移行して、クラッチ１１を締結することにより従動ローラ２４を固定軸３３に固定する。

次にステップＳ１６に移行して、張力（図ではテンション）付加用のソレノイド１３をＯＦＦして搬送ベルト２２の張力を解放する。
次にステップＳ１７に移行して、駆動モータ３２を回転する。
次にステップＳ１８に移行して、駆動ローラ用基準位相信号が検出されたか否かを判定し、駆動ローラ用基準位相信号が検出された場合にはステップＳ１９に移行し、そうでない場合にはステップＳ１７に移行する。
ステップＳ１９では、駆動モータ３２を停止する。

次にステップＳ２０に移行して、前述した駆動ローラ２３の偏心位相を調整する分のステップ数だけ駆動モータ３２を回転する。
次にステップＳ２１に移行して、張力（図ではテンション）付加用のソレノイド１３をＯＮして搬送ベルト２２に張力を付加する。
次にステップＳ２２に移行して、クラッチ１１を解放することにより従動ローラ２４を固定軸３３から解放してからメインプログラムに復帰する。

これらの演算処理によれば、印刷指令の度にローラ回転数メモリを更新し、ローラ回転数メモリが所定キャリブレーション回転数に達したらローラ偏心位相のキャリブレーションを行う。ローラ偏心位相のキャリブレーションでは、まず従動ローラ基準信号を検出し、そこから従動ローラ偏心位相調整分のエンコーダパルス数が検出されるまで駆動モータ３２を回転することで、従動ローラ２４の偏心位相をキャリブレーションする。この従動ローラ２４の偏心位相のキャリブレーションが終了したら、クラッチ１１を締結して従動ローラ２４を固定軸３３に固定すると共に、ソレノイド１３をＯＦＦして搬送ベルト２２の張力を解放し、従動ローラ２４を搬送ベルト２２や駆動ローラ２３から切り離す。従動ローラ２４の切り離しが終了したら、駆動ローラ基準信号を検出し、そこから駆動ローラ偏心位相調整分のステップ数だけ駆動モータ３２を回転することで、駆動ローラ２３の偏心位相をキャリブレーションする。駆動ローラの２３の偏心位相のキャリブレーションが終了したら、ソレノイド１３をＯＮして搬送ベルト２２に張力を付加し、次いでクラッチ１１を解放して従動ローラ２４を解放する。

以上は、駆動ローラ２３及び従動ローラ２４の偏心位相と基準位置信号、即ち前記反射パターンＰとがずれている場合の偏心位相キャリブレーションであるが、図１３に示すように、駆動ローラ２３及び従動ローラ２４の偏心位相と基準位置信号、即ち前記反射パターンＰとがずれていない場合もある。そのような場合には、図１２の演算処理に代えて、図１４の演算処理を行う。この図１４の演算処理は、図１２の演算処理のステップＳ１３及びステップＳ２０を削除したものであり、具体的には従動ローラ用基準位相信号を検出した時点で駆動モータ３２を停止し、次いで従動ローラ２４を搬送ベルト２２や駆動ローラ２３から切り離し、その状態で駆動ローラ用基準位相信号を検出し、当該駆動ローラ用基準位相信号が検出された時点で駆動モータ３２を停止し、その状態で従動ローラ２４を搬送ベルト２２や駆動ローラ２３に接続する。

このように、本実施形態のインクジェットプリンタによれば、駆動ローラ２３及び従動ローラ２４に搬送ベルト２２を巻回し、その搬送ベルト２２で搬送される印刷媒体１に対し、インクジェットヘッド２０からインク滴を吐出するインクジェットプリンタにおいて、各ローラ２３，２４の回転数が予め設定された所定キャリブレーション回転数になったら駆動ローラ２３及び従動ローラ２４の偏心位相を同位相とすることとしたため、高速印刷と印刷画像ムラ防止を両立することができる。

また、所定キャリブレーション回転数を、駆動ローラ２３及び従動ローラ２４のローラ間距離ｄの変動量Δｄの最大値が設定値Δｄ₀以下になるように設定したことにより、印刷画像ムラを確実に防止することができる。
また、各ローラ２３，２４の基準となる位相（基準位相）と当該ローラ２３，２４の偏心方向に相当する位相（偏心位相）とが一致している場合、検出された当該ローラ２３，２４の基準となる位相（基準位相）を予め設定された位相にすることで二つのローラ２３，２４の偏心位相を同位相とすることとしたため、二つのローラ２３，２４の偏心位相を確実に同位相とすることができる。

また、各ローラ２３，２４の基準となる位相（基準位相）と当該ローラ２３，２４の偏心方向に相当する位相（偏心位相）とが一致していない場合、当該ローラ２３，２４の基準となる位相（基準位相）と当該ローラ２３，２４の偏心方向に相当する位相（偏心位相）との位相差を予め記憶し、検出された当該ローラ２３，２４の基準となる位相（基準位相）を予め設定された位相にした後、当該ローラ２３，２４を前記位相差分だけ回転することで二つのローラ２３，２４の偏心位相を同位相とすることとしたため、二つのローラの偏心位相を確実に同位相とすることができる。

また、駆動ローラ２３を回転駆動するステップモータ（駆動モータ）３２のステップ数で位相差分の回転制御を行うこととしたため、駆動ローラ２３の位相差分の回転制御を容易且つ確実に行うことができる。
また、従動ローラ２４に設けられたロータリエンコーダの入力パルス数で位相差分の回転制御を行うこととしたため、従動ローラ２４の位相差分の回転制御を容易且つ確実に行うことができる。

また、二つのローラ２３，２４の位相を独立して調整するためのソレノイド１３（ベルト張力解放手段）を備えたことにより、二つのローラ２３，２４の偏心位相を容易に同位相にすることができる。
また、従動ローラ２４の回転を規制するクラッチ１１（摩擦手段）を備えたことにより、クラッチ１１（摩擦手段）によって従動ローラ２４の回転を規制している状態で、駆動ローラ２３の位相を制御して、二つのローラ２３，２４の偏心位相を容易に同位相とすることができる。
なお、本発明のインクジェットプリンタは、少なくとも二つのロールに搬送ベルトを巻回して印刷媒体を搬送し、その搬送される印刷媒体にインクジェットプリンタからインク滴を吐出するあらゆるタイプのインクジェットプリンタに適用可能である。

本発明のインクジェットプリンタの第１実施形態を示す正面図である。 図１のインクジェットプリンタの平面図である。 図１の従動ローラに取付けられたロータリエンコーダの詳細図である。 図１の駆動ローラ及び従動ローラに設けられた基準位相検出センサの詳細図である。 図４の基準位相検出センサからの基準位相信号の説明図である。 駆動ローラ及び従動ローラの偏心位相の違いによるローラ間距離変動の説明図である。 駆動ローラ偏心量及び従動ローラ偏心量とローラ間距離変動の関係を示す説明図である。 駆動ローラ偏心量及び従動ローラ偏心量検出方法の説明図である。 図８の検出方法により検出された駆動ローラ偏心量及び従動ローラ偏心量の説明図である。 駆動ローラ及び従動ローラの偏心位相と基準位相信号とがずれている場合の説明図である。 駆動ローラ及び従動ローラの偏心位相の同位相化のための演算処理を示すフローチャートである。 図１１の演算処理で行われるサブルーチンのフローチャートである。 駆動ローラ及び従動ローラの偏心位相と基準位相信号とがずれていない場合の説明図である。 図１１の演算処理で行われるサブルーチンのフローチャートである。

符号の説明

１は印刷媒体、９は駆動ローラ用基準位相検出センサ、１０は従動ローラ用基準位相検出センサ、１１はクラッチ（摩擦要素）、１２はスプリング、１３はソレノイド（ベルト張力解放手段）、２０はインクジェットヘッド、２１は搬送部、２２は搬送ベルト、２３は駆動ローラ、２４は従動ローラ、３０はロータリエンコーダディスク、３１はロータリエンコーダセンサ、３２は駆動モータ、３３は固定軸

Claims (3)

1. ローラに搬送ベルトを巻回し、その搬送ベルトで搬送される印刷媒体に対し、インクジェットヘッドからインク滴を吐出するインクジェットプリンタであって、前記ローラの偏心位相を同位相とするためのキャリブレーション手段と、前記ローラの回転数が予め設定された所定のキャリブレーション回転数になったら前記キャリブレーション手段により前記ローラの偏心位相を同位相とするキャリブレーション制御手段と、前記ローラ夫々の基準となる位相を検出する基準位相検出手段とを備え、前記キャリブレーション制御手段は、各ローラの基準となる位相と当該ローラの偏心方向に相当する位相とが一致している場合、前記基準位相検出手段で検出された当該ローラの基準となる位相を予め設定された位相にすることで前記ローラの偏心位相を同位相とし、各ローラの基準となる位相と当該ローラの偏心方向に相当する位相とが一致していない場合、当該ローラの基準となる位相と当該ローラの偏心方向に相当する位相との位相差を予め記憶し、前記基準位相検出手段で検出された当該ローラの基準となる位相を予め設定された位相にした後、当該ローラを前記位相差分だけ回転することで前記ローラの偏心位相を同位相とすることを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記ローラの何れかが駆動ローラである場合、前記キャリブレーション制御手段は、当該駆動ローラを回転駆動するステップモータのステップ数で前記位相差分の回転制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記ローラの何れかが従動ローラである場合、前記キャリブレーション制御手段は、当該従動ローラに設けられたロータリエンコーダの入力パルス数で前記位相差分の回転制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。

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