JP6390958B2 - 記録手段吐出位置調整装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録手段吐出位置調整装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、複数の記録手段から複数色の液滴を記録媒体である用紙に吐出して重ね合わせることにより画像形成を行なう、インクジェット方式の画像形成装置が知られている。

特許文献１に記載の画像形成装置には、用紙に対して液滴であるインク滴を吐出する記録手段である第一ヘッドユニットと、これよりも用紙搬送方向下流側に設けられた記録手段である第二ヘッドユニットとが、用紙搬送方向に並んで配置されている。第二ヘッドユニットは、ヘッドユニット移動手段によって用紙搬送方向と直交する用紙幅方向に移動可能となっている。第一ヘッドユニット及び第二ヘッドユニットの近傍には、用紙の用紙幅方向のエッジ位置を検知するエッジセンサが設けられている。そして、用紙が蛇行して搬送された場合などに、第一ヘッドユニットの用紙への吐出位置に対する第二ヘッドユニットの用紙への吐出位置の相対的な位置ずれを補正するよう、各エッジセンサの出力に基づいた移動量で第二ヘッドユニットを用紙幅方向に移動させる。

エッジセンサの出力は、理想的にはエッジ位置との間に直線性（比例関係）を示すが、実際にはエッジセンサ個体ごとに固有の直線性誤差を持っており、実際のエッジ位置に対して直線性誤差の分だけずれた位置に応じたものとなる。そのため、直線性誤差を持つエッジセンサの出力に基づいた移動量でヘッドユニットを移動させ、用紙に対するヘッドユニットからのインク液の吐出位置を調整し前記位置ずれを補正しても、用紙幅方向で直線性誤差分だけ吐出位置がずれるといった問題が生じる。

上記課題を解決するために、本発明は、記録媒体に向けて液滴を吐出して該記録媒体に画像を記録する記録手段と、記録媒体の記録媒体搬送方向と直交する記録媒体幅方向のエッジ位置を検知するエッジ検知手段と、記録媒体に対する前記記録手段からの液滴の吐出位置を調整する吐出位置調整手段と、前記エッジ検知手段の出力に基づいた調整量で、前記吐出位置調整手段により前記吐出位置を調整する制御を行なう制御手段とを備えた記録手段吐出位置調整装置において、前記エッジ検知手段の出力が持つ直線性誤差を補正する直線性誤差補正手段を有しており、前記直線性誤差補正手段は、前記エッジ検知手段が固有に持つ直線性誤差を相殺するように、該直線性誤差の正負を反転させた補正プロファイルに対し、移動平均処理を実施した処理後補正プロファイルを用いて、前記エッジ検知手段の直線性誤差を補正し、前記制御手段は、前記直線性誤差補正手段により直線性誤差が補正された前記エッジ検知手段の出力に応じて前記制御を行なうことを特徴とする。

以上、本発明によれば、記録手段の記録媒体への吐出位置が記録媒体幅方向で狙いの吐出位置からずれるのを抑制することができるという優れた効果がある。

用紙エッジ位置を検知したエッジセンサの出力に基づいた移動量で、ヘッドユニットを用紙幅方向に移動させる制御に関するブロック図。 実施形態に係る画像形成システムの模式図。 ヘッドユニット位置補正装置が設けられた第一インクジェットプリンタの装置内を装置上方から見た模式図。 （ａ）用紙エッジ位置とエッジセンサの出力電圧との関係を示し図、（ｂ）センサ出力プロファイルを補正するプロファイル補正方法を示した図。 補正プロファイルに移動平均処理を実施した場合における、センサ出力プロファイルを補正するプロファイル補正方法ついて示した図。

図２は、本実施形態に係る画像形成システムの模式図である。図２に示しているように、給紙装置１００から繰り出された長尺な連続紙などからなる被記録媒体である用紙Ｐは、最初、処理剤液塗布装置１０１に送り込まれ、用紙Ｐの表裏に処理剤液が塗布されて前処理が行われる。次に、処理剤液塗布装置１０１で前処理された用紙Ｐは、第一インクジェットプリンタ１０２ａに送り込まれて、複数のローラにより搬送され、複数配置されたヘッドユニット１によって用紙Ｐの表側にインク滴を吐出して所望の画像が形成される。その後、反転装置１０３により用紙Ｐの表裏が反転される。表裏が反転された用紙Ｐは、第二インクジェットプリンタ１０２ｂに送り込まれて、複数のローラにより搬送され、複数配置されたヘッドユニット１によって用紙Ｐの裏側にインク滴を吐出して所望の画像が形成される。このようにして、用紙Ｐの両面に画像が形成された後、後処理装置１０４に送られて所定の後処理がなされるシステムになっている。

図３は、ヘッドユニット位置補正装置２０が設けられた第一インクジェットプリンタ１０２ａの装置内を装置上方から見た模式図である。なお、第二インクジェットプリンタ１０２ｂの構成も、第一インクジェットプリンタ１０２ａと同様のため、その説明は省略する。

第一インクジェットプリンタ１０２ａは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインク滴を用紙Ｐに吐出する、用紙搬送方向に沿って配置された複数のヘッドユニット１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙを備えている。給紙装置１００から繰り出された用紙Ｐは、各ヘッドユニット１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙの下に搬送され、各ヘッドユニット１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙから各色のインク滴を用紙Ｐ上に順次吐出して画像が形成される。

また、第一インクジェットプリンタ１０２ａは、ヘッドユニット１Ｋ以外のヘッドユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｙに取り付けられ、これらを用紙搬送方向と直交する用紙幅方向（主走査方向）に移動させるためのアクチュエータ３Ｃ，３Ｍ，３Ｙを備えている。さらに、各ヘッドユニット１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙの用紙搬送方向上流側に設置され、用紙Ｐの用紙幅方向端部のエッジ位置を検知するためのエッジセンサ２Ｋ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙを備えている。画像形成時、用紙Ｐの近傍に設置されたエッジセンサ２Ｋ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙにより用紙エッジ位置を検知する。そして、検知された用紙エッジ位置に合わせてアクチュエータ３Ｃ，３Ｍ，３Ｙが駆動し、これらに連結されたヘッドユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｙを用紙エッジ位置に応じた移動量で用紙幅方向に移動させる。

図１は、ヘッドユニット位置補正装置２０において、用紙エッジ位置を検知したエッジセンサ２Ｃの出力に基づいた移動量で、ヘッドユニット１Ｃを用紙幅方向に移動させる制御に関するブロック図である。なお、図１と同様の機構が、それぞれマゼンダとイエローにも搭載されている。

蛇行や皺、用紙Ｐの架け替えによる搬送位置のずれなどが原因で、用紙Ｐが搬送される際に用紙Ｐの挙動が変化する場合がある。搬送される用紙Ｐの挙動の変化に対して、エッジセンサ２Ｃで用紙Ｐのエッジ位置を検知することで、用紙Ｐの用紙幅方向への移動量を検出する。エッジセンサ２Ｃで検知された用紙エッジ位置は、センサアンプ１４を通して制御機構１５へ送られる。

制御機構１５は、プロファイル記憶部１６に格納されているエッジセンサ２Ｃの補正プロファイルを読み出し、プロファイル補正値算出部１７にて検出されたエッジ位置情報にプロファイル補正を施し正確な用紙エッジ位置を算出する。算出された正確な用紙エッジ位置に対し、ヘッドユニット１Ｋから吐出されたインクの用紙Ｐ上の着弾位置までヘッドユニット１Ｃを動かすように、アクチュエータ移動量算出部１８にてアクチュエータ３Ｃが有するアクチュエータ先端部１３Ｃの移動量を算出する。

このようにして、制御機構１５により算出されたアクチュエータ３Ｃの移動量は、アクチュエータコントローラ１９へ出力され、アクチュエータ先端部１３Ｃを移動させる。これにより、アクチュエータ先端部１３Ｃと連結されたヘッドユニット１Ｃは、アクチュエータ先端部１３Ｃの動きに連動して、用紙Ｐ上のブラックのインクの着弾位置まで移動し、ブラックのインクと重なるようにシアンのインクを吐出することができる。

図４（ａ）は、用紙エッジ位置とエッジセンサ２Ｃの出力電圧との関係を示したものである。図４（ｂ）は、センサ出力プロファイルを補正するプロファイル補正方法を示したものである。図４（ａ）に示すように、エッジセンサ２Ｃの発光部３１Ｃと受光部３２Ｃと間の検知範囲３３Ｃ内で用紙エッジ位置が用紙幅方向で移動すると、グラフ（１）の理想の出力電圧に示すように、用紙エッジ位置に対して直線性を持った電圧が出力される。しかし、実際にはグラフ（１）の実際の出力電圧に示すように、理想の出力電圧に対して出力される電圧に誤差が生じる。この誤差が生じると、用紙エッジ位置を正確に検知できないため、ヘッドユニット１Ｃの位置がずれてしまい用紙幅方向の色重ね精度が低下する。

グラフ（２）は、理想の用紙エッジの検知位置を０とした場合での実際の用紙エッジの検知位置を示している。グラフ（２）に示されるような、理想の用紙エッジの検知位置に対する実際の用紙エッジの検知位置の検知誤差の特性を、センサ出力プロファイルと呼び、センサ出力プロファイルの補正方法を、グラフ（２）、グラフ（３）、グラフ（４）に示している。グラフ（３）は、センサ出力プロファイルの正負を反転させた補正プロファイルを示している。実際の用紙エッジの検知位置に対して補正プロファイルを加えることで、理想の用紙エッジの検知位置に対する実際の用紙エッジの検知位置の誤差が補正プロファイルで相殺され、グラフ（４）のように理想の用紙エッジの検知位置となるように補正できる。

なお、センサ出力プロファイルはエッジセンサ固有のため、各エッジセンサ２Ｋ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ毎に事前に測定しておき、測定した補正プロファイルを図１に示した制御機構１５が有するプロファイル記憶部１６に格納する。そして、プロファイル記憶部１６に格納された補正プロファイルは、図１に示したヘッドユニット位置補正装置２０（色重ね精度向上機構）で利用される。

図５は、補正プロファイルに移動平均処理を実施した場合における、センサ出力プロファイルを補正するプロファイル補正方法を示したものである。なお、本実施形態での「移動平均」とは、エッジセンサ２のある時間での検知位置を決める際、予め設定した一定時間内（例えば前後１０［μｓ］以内など）の検知位置の平均をとった値を出力値とする補正方法である。

事前にエッジセンサ２のセンサ出力プロファイルを測定した環境と、エッジセンサ２が実機に搭載された環境において、実機へのエッジセンサ２の取り付け誤差等が発生した場合には、次のような問題が生じ得る。すなわち、グラフ（５）に示したセンサ出力プロファイルと、グラフ（６）に示すようなセンサ出力プロファイルを反転した補正プロファイルとにずれが生じる。そのため、補正プロファイルがセンサ出力プロファイルを誤って補正して、用紙幅方向の色重ね精度が悪化するおそれがある。

そこで、グラフ（６）に示すように補正プロファイルに移動平均処理を実施することで、用紙幅方向（主走査方向）の色重ね精度の悪化を抑えることができる。補正プロファイルに移動平均処理を実施する場合には、移動平均処理が実施された処理後補正プロファイルによるセンサ出力プロファイルの補正量が減少する。そのため、グラフ（７）に示すように、センサ出力プロファイルに処理後補正プロファイルを適用した後の検知誤差分を０にすることはできない。しかしながら、補正プロファイルに移動平均処理を実施しない場合よりも、実機へのエッジセンサ２の取り付け誤差等による用紙幅方向の色重ね精度の悪化を低減させることはできる。

なお、本実施形態においては、エッジセンサ２の出力に応じた移動量で、アクチュエータ３によりヘッドユニット１を移動させて、用紙Ｐに対するヘッドユニット１からのインク液の吐出位置を調整するが、前記吐出位置を調整する構成はこれに限るものでない。例えば、ヘッドユニット１の用紙Ｐとの対向面に用紙幅方向に並んで、インク液が吐出されるノズルを複数設ける。そして、複数のノズルのうち、エッジセンサ２の出力に応じた調整量だけ前記吐出位置が用紙幅方向に移った位置にあるノズルからインク液を吐出することで、前記吐出位置を調整するような構成も採用することができる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
用紙Ｐなどの記録媒体に向けて液滴を吐出して記録媒体に画像を記録するヘッドユニット１などの記録手段と、記録媒体の記録媒体搬送方向と直交する記録媒体幅方向のエッジ位置を検知するエッジセンサ２などのエッジ検知手段と、記録媒体に対する前記記録手段からの液滴の吐出位置を調整するアクチュエータ３などの吐出位置調整手段と、エッジ検知手段の出力に基づいた調整量で、吐出位置調整手段により前記吐出位置を調整する制御を行なう制御機構１５などの制御手段とを備えたヘッドユニット位置補正装置２０などの記録手段吐出位置調整装置において、エッジ検知手段の出力が持つ直線性誤差を補正するプロファイル補正値算出部１７などの直線性誤差補正手段を有しており、制御手段は直線性誤差補正手段により直線性誤差が補正されたエッジ検知手段の出力に応じて前記制御を行なう。
（態様Ａ）においては、直線性誤差補正手段により直線性誤差が補正されたエッジ検知手段の出力に基づいた調整量で、吐出位置調整手段により前記吐出位置を調整するので、前記吐出位置が記録媒体幅方向で直線性誤差分ずれるのを抑制できる。これにより、前記吐出位置が記録媒体幅方向で狙いの吐出位置からずれるのを抑制することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、前記直線性誤差補正手段は、前記エッジ検知手段が固有に持つ直線性誤差を相殺するように、当該直線性誤差の正負を反転させた補正プロファイルを用いて、前記エッジ検知手段の直線性誤差を補正する。これによれば、上記実施形態について説明したように、エッジ検知手段の固有の直線性誤差を補正することができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）において、前記直線性誤差補正手段は、前記エッジ検知手段が固有に持つ直線性誤差を相殺するように、当該直線性誤差の正負を反転させた補正プロファイルに対し、移動平均処理を実施した処理後補正プロファイルを用いて、前記エッジ検知手段の直線性誤差を補正する。これによれば、上記実施形態について説明したように、エッジ検知手段の固有の直線性誤差を補正することができる。また、実施環境におけるエッジ検知手段の取り付け誤差によりセンサプロファイルが変化してしまった場合にも記録媒体幅方向の色重ね精度を向上させることができる。
（態様Ｄ）
（態様Ｂ）または（態様Ｃ）において、各エッジ検知手段ごとに予め測定した前記補正プロファイルを記憶するプロファイル記憶部１６などの補正プロファイル記憶手段を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、補正プロファイル記憶手段に記憶された補正プロファイルを用いて前記直線性誤差を適切に補正することができる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）または（態様Ｄ）において、前記吐出位置調整手段は、前記記録手段を記録媒体幅方向に移動させる移動手段であり、前記調整量は、前記移動手段により前記記録手段を移動させる移動量である。これによれば、上記実施形態について説明したように、記録手段を移動させることで前記吐出位置の調整をおこなうことができる。
（態様Ｆ）
記録媒体に向けて液滴を吐出して該記録媒体に画像を記録する、記録媒体搬送方向に並んで配置された複数の記録手段と、記録媒体の記録媒体搬送方向と直交する記録媒体幅方向のエッジ位置を検知する複数のエッジ検知手段と、記録媒体に対する少なくとも１つ以上の記録手段の液滴の吐出位置を調整する吐出位置調整手段とを備えた画像形成装置において、（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）または（態様Ｅ）に記載の記録手段吐出位置調整装置を備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、エッジ検知手段の出力が持つ直線性誤差を補正しない場合よりも、各記録手段の記録媒体への吐出位置の相対的な位置ずれを低減させることができ、その分、記録媒体幅方向の色重ね精度を向上させることができる。

１ ヘッドユニット
２ エッジセンサ
３ アクチュエータ
１３ アクチュエータ先端部
１４ センサアンプ
１５ 制御機構
１６ プロファイル記憶部
１７ プロファイル補正値算出部
１８ アクチュエータ移動量算出部
１９ アクチュエータコントローラ
２０ ヘッドユニット位置補正装置
３１Ｃ 発光部
３２Ｃ 受光部
３３Ｃ 検知範囲
１００ 給紙装置
１０１ 処理剤液塗布装置
１０２ａ 第一インクジェットプリンタ
１０２ｂ 第二インクジェットプリンタ
１０３ 反転装置
１０４ 後処理装置

特開２０１１−１３６５２６号公報

Claims (4)

1. 記録媒体に向けて液滴を吐出して該記録媒体に画像を記録する記録手段と、
   記録媒体の記録媒体搬送方向と直交する記録媒体幅方向のエッジ位置を検知するエッジ検知手段と、
   記録媒体に対する前記記録手段からの液滴の吐出位置を調整する吐出位置調整手段と、
   前記エッジ検知手段の出力に基づいた調整量で、前記吐出位置調整手段により前記吐出位置を調整する制御を行なう制御手段とを備えた記録手段吐出位置調整装置において、
   前記エッジ検知手段の出力が持つ直線性誤差を補正する直線性誤差補正手段を有しており、
   前記直線性誤差補正手段は、前記エッジ検知手段が固有に持つ直線性誤差を相殺するように、該直線性誤差の正負を反転させた補正プロファイルに対し、移動平均処理を実施した処理後補正プロファイルを用いて、前記エッジ検知手段の直線性誤差を補正し、
   前記制御手段は、前記直線性誤差補正手段により直線性誤差が補正された前記エッジ検知手段の出力に応じて前記制御を行なうことを特徴とする記録手段吐出位置調整装置。
2. 請求項１に記載の記録手段吐出位置調整装置において、
   各エッジ検知手段ごとに予め測定した前記補正プロファイルを記憶する補正プロファイル記憶手段を有することを特徴とする記録手段吐出位置調整装置。
3. 請求項１または２に記載の記録手段吐出位置調整装置において、
   前記吐出位置調整手段は、前記記録手段を記録媒体幅方向に移動させる移動手段であり、
   前記調整量は、前記移動手段により前記記録手段を移動させる移動量であることを特徴とする記録手段吐出位置調整装置。
4. 記録媒体に向けて液滴を吐出して該記録媒体に画像を記録する、記録媒体搬送方向に並んで配置された複数の記録手段と、
   記録媒体の記録媒体搬送方向と直交する記録媒体幅方向のエッジ位置を検知する複数のエッジ検知手段と、
   記録媒体に対する少なくとも１つ以上の記録手段の液滴の吐出位置を調整する吐出位置調整手段とを備えた画像形成装置において、
   請求項１、２または３に記載の記録手段吐出位置調整装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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