JP7180454B2 - 液体吐出装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出装置、及び画像形成装置に関する。

液体を吐出する装置として、搬送ドラム等の回転部材にシート材を担持して搬送しながら、液体吐出部によりシート材に液体を付与し、画像形成を行うものが知られている。

また、回転部材の周面に付設したスケールを読み取るエンコーダ等のセンサの出力に基づいて吐出タイミングを制御する液体吐出装置で、回転部材の偏心等に起因したシート材の位置の検出誤差を補正する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、回転部材の周面に付設したスケールの周期（ピッチ）に累積の誤差が含まれたり、スケールを回転部材の周面に付設する時に付設誤差が生じたりする場合がある。特許文献１の技術では、このような累積誤差や付設誤差によって、シート材の位置の検出誤差を適切に補正できなくなる場合があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、シート材の位置の検出誤差を適切に補正することを課題とする。

開示の技術の一態様に係る液体吐出装置は、シート材を周面に担持して搬送する回転部材と、前記シート材に液体を吐出する液体吐出部と、前記シート材の位置を検知するシート材位置検知部と、前記回転部材の回転量に応じた第１信号を出力する第１信号出力部と、前記回転部材の周面における前記シート材の移動量に相関する第２信号を出力する第２信号出力部と、前記第１信号と、前記第２信号と、に基づいて取得された前記第２信号を補正する補正データを格納する補正データ格納部と、前記第２信号と、前記補正データと、に基づき、前記液体吐出部の吐出タイミングを生成する吐出タイミング生成部と、前記吐出タイミングに応じて前記液体吐出部を制御する吐出制御部と、を有する。

本発明の一実施形態によれば、シート材の位置の検出誤差を適切に補正することができる。

実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す図である。 実施形態に係る液体吐出ユニットの構成の一例を示す平面図である。 実施形態に係る搬送ドラム周りの構成の一例を説明する正面図である。 実施形態に係る搬送ドラム周りの構成の一例を説明する平面図である。 実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 実施形態に係る補正データの取得方法の一例を説明する図である。 実施形態に係る補正データ取得部の処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る吐出タイミングの生成方法の一例を説明する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画像形成処理の一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る画像形成装置の機能構成の一例を示すブロック図である。

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。各図面において、同一の構成部には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

実施形態の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形はいずれも同義語とする。

また実施形態において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。なお、「液体を吐出する装置」と「液体吐出装置」は同義である。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インク等の液体を吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置等がある。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。

また、「液体」は、ヘッド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、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、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、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

「液体吐出ヘッド」とは、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などを使用するものが含まれる。

以下、「液体が付着可能なもの」をシート材とし、「液体を吐出する装置」をオンデマンド方式のライン走査型インクジェット方式の画像形成装置とした場合を一例に実施形態を説明する。

[第１の実施形態]
＜第１の実施形態に係る画像形成装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す図である。また、図２は、図１の液体吐出ユニット２３の構成の一例を示す平面図である。

画像形成装置１は、搬入部１０と、画像形成部２０と、乾燥部３０と、搬出部４０とを備える。画像形成装置１は、搬入部１０から搬入されるシート状部材であるシート材Ｐに対し、画像形成部２０で液体を付与して所要の画像形成を行い、乾燥部３０でシート材Ｐに付着した液体を乾燥させた後、シート材Ｐを搬出部４０に排出する。

搬入部１０は、複数のシート材Ｐが積載される搬入トレイ１１と、搬入トレイ１１からシート材Ｐを１枚ずつ分離して送り出す給送装置１２と、シート材Ｐを画像形成部２０へ送り込むレジストローラ対１３とを備える。

給送装置１２には、ローラやコロを用いた装置や、エア吸引を利用した装置等のあらゆる給送装置を用いることが可能である。給送装置１２により搬入トレイ１１から送り出されたシート材Ｐは、その先端がレジストローラ対１３に到達した後、レジストローラ対１３が所定のタイミングで駆動することにより、画像形成部２０へ送り出される。

画像形成部２０は、シート材Ｐを外周面に担持して搬送する搬送部としての回転部材の一例である搬送ドラム２１と、搬送ドラム２１に担持されたシート材Ｐに向けて液体を吐出する液体吐出部２２とを備える。

また、画像形成部２０は、送り込まれたシート材Ｐを受け取って搬送ドラム２１へ渡す渡し胴２４と、搬送ドラム２１によって搬送されたシート材Ｐを乾燥部３０へ受け渡す受け渡し胴２５を備える。

搬入部１０から画像形成部２０へ搬送されてきたシート材Ｐは、渡し胴２４の表面に設けられたシートグリッパによって先端が把持され、渡し胴２４の回転に伴って搬送される。渡し胴２４により搬送されたシート材Ｐは、搬送ドラム２１との対向位置で搬送ドラム２１へ受け渡される。

搬送ドラム２１の表面にもシートグリッパが設けられており、シート材Ｐの先端がシートグリッパによって把持される。搬送ドラム２１の表面には、複数の吸引孔が分散して形成されている。吸着部である吸着装置２６によって搬送ドラム２１の吸引孔から内側へ向かう吸い込み気流を発生させる。

そして、渡し胴２４から搬送ドラム２１へ受け渡されたシート材Ｐは、シートグリッパによって先端が把持されるとともに、吸着装置２６による吸い込み気流によって搬送ドラム２１上に吸着され、搬送ドラム２１の回転に伴って搬送される。

液体吐出部２２は、液体吐出ユニット２３（２３Ａ～２３Ｆ）を備えている。例えば、液体吐出ユニット２３Ａはシアン（Ｃ）の液体を、液体吐出ユニット２３Ｂはマゼンタ（Ｍ）の液体を、液体吐出ユニット２３Ｃはイエロー（Ｙ）の液体を、液体吐出ユニット２３Ｄはブラック（Ｋ）の液体を、それぞれ吐出する。また、液体吐出ユニット２３Ｅ，２３Ｆは、ＹＭＣＫのいずれか、或いは、白色、金色（銀色）などの特殊な液体の吐出に使用する。さらに、表面コート液などの処理液を吐出する吐出ユニットを設けることもできる。

液体吐出ユニット２３は、図２に示すように、複数のノズルを配列したノズル列１０１を有する複数の液体吐出ヘッド（以下、単に「ヘッド」という。）１００をベース部材５２に配置したフルライン型ヘッド等である。

液体吐出部２２の各液体吐出ユニット２３は、印刷情報に応じた駆動信号によりそれぞれ吐出動作が制御される。搬送ドラムに担持されたシート材Ｐが液体吐出部２２との対向領域を通過するときに、液体吐出ユニット２３から各色の液体が吐出され、シート材Ｐに、画像データに応じた画像が形成される。

乾燥部３０は、画像形成部２０でシート材Ｐ上に付着した液体を乾燥させるための乾燥機構部３１と、画像形成部２０から搬送されてくるシート材Ｐを吸引した状態で搬送する（吸引搬送する）吸引搬送機構部３２とを備える。

画像形成部２０から搬送されてきたシート材Ｐは、吸引搬送機構部３２に受け取られた後、乾燥機構部３１を通過するように搬送され、搬出部４０へ受け渡される。乾燥機構部３１を通過するとき、シート材Ｐ上の液体には乾燥処理が施される。これにより液体中の水分等の液分が蒸発し、シート材Ｐ上に液体中に含まれる着色剤が定着し、また、シート材Ｐのカールが抑制される。

搬出部４０は、複数のシート材Ｐが積載される搬出トレイ４１を備える。乾燥部３０から搬送されてくるシート材Ｐは、搬出トレイ４１上に順次積み重ねられて保持される。なお、画像形成装置１には、シート材Ｐに対して前処理を行う前処理部を、画像形成部２０の上流側に配置したり、液体が付着したシート材Ｐに対して後処理を行う後処理部を乾燥部３０と搬出部４０との間に配置したりすることもできる。

前処理部としては、液体と反応して滲みを抑制するための処理液をシート材Ｐに塗布する先塗り処理を行うもの等が挙げられる。また、後処理部としては、画像形成部２０で印刷されたシートを反転させて再び画像形成部２０へ送ってシート材Ｐの両面に印刷するためのシート反転搬送処理や、複数枚のシートを綴じる処理などを行うもの等が挙げられる。

＜第１信号出力部及び第２信号出力部の構成＞
次に、本実施形態における吐出タイミング制御を行うための検出に係る部分について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、本実施形態における搬送ドラム周りの構成の一例を説明する正面図である。また、図４は、同じく平面図である。但し、図４では簡略化するために１つの吐出ユニットを図示している。

搬送ドラム２１の軸２１ａにはエンコーダホイール２０２が設けられ、エンコーダホイール２０２を読取るエンコーダセンサ２０３が配置されている。これらのエンコーダホイール２０２とエンコーダセンサ２０３により、第１信号出力部の一例である第１エンコーダ２０１が構成されている。第１エンコーダ２０１はロータリエンコーダであり、搬送ドラム２１の回転量（回転駆動量）に応じた第１信号（出力パルス）を出力する。

また、搬送ドラム２１の周面にはエンコーダスケール２１２が付設され、エンコーダスケール２１２を読取るエンコーダセンサ２１３が配置されている。これらのエンコーダスケール２１２とエンコーダセンサ２１３により、第２信号出力部の一例である第２エンコーダ２１１が構成されている。第２エンコーダ２１１はリニアエンコーダであり、搬送ドラム２１の周面の移動量に応じた第２信号（出力パルス）を出力する。第２信号は搬送ドラム２１の周面におけるシート材Ｐの移動量に相関する信号である。

ロータリエンコーダ、及びリニアエンコーダは、一例として、物差しとなるスケール(目盛)と、位置情報を検出する検出器で構成されている。検出器によるスケールの検出信号が出力パルスとして出力される。スケールの間隔を、以下では、スケールの周期、又はピッチと称する。また、出力パルスにおけるパルスの周期は、スケールの周期に対応すものであり、以下では出力パルスの周期と称する。

ここで、第２エンコーダ２１１を構成するエンコーダセンサ２１３は、複数の液体吐出ユニット２３の各々の近傍に配置されている。本実施形態では液体吐出ユニット２３のベース部材５２に取り付けている。従って、各液体吐出ユニット２３のエンコーダセンサ２１３と搬送ドラム２１のエンコーダスケール２１２によって、各々第２エンコーダ２１１が構成される。

さらに、搬送方向最上流の液体吐出ユニット２３Ａの搬送方向上流側には、シート材Ｐの先端を検出するシート材位置検知手段であるシート材位置センサ２２０が配置されている。

なお、本実施形態では、シート材位置センサ２２０は、シート材Ｐの先端を検知しているが、シート材Ｐに付したマーク（レジストマーク）を読取る構成とすることもできる。レジストを読み取る構成とすることで、カットシート材だけでなく、連帳紙などの連続媒体を使用する場合にも対応可能となる。

＜第１の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成＞
図５は、本実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図５に示されているように、画像形成装置１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)３０１と、ＲＯＭ(Read Only Memory)３０２と、ＲＡＭ(Random Access Memory)３０３と、ＮＶＲＡＭ(Non-Volatile Random Access Memory)３０４と、外部機器接続Ｉ／Ｆ（Interface）３０８と、ネットワークＩ／Ｆ３０９と、操作パネル３３０と、バスライン３１０とを備える。また、画像形成装置１は、搬送ドライバ３１２と、液体吐出ユニットドライバ３２２と、乾燥ドライバ３３２と、エンコーダＩ／Ｆ３４２とを備える。搬送ドライバ３１２は搬入部１０、搬送ドラム２１、及び搬出部４０に、液体吐出ユニットドライバ３２２は液体吐出ユニット２３に、乾燥ドライバ３３２は乾燥部３０に、エンコーダＩ／Ｆ３４２は第１エンコーダ２０１、第２エンコーダ２１１、及びシート材位置センサ２２０に、それぞれ電気的に接続されている。

これらのうち、ＣＰＵ３０１は、画像形成装置１全体の動作を制御する。ＲＯＭ３０２は、ＩＰＬ等のＣＰＵ３０１の駆動に用いられるプログラム等を記憶する。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワークエリアとして使用される。ＮＶＲＡＭ３０４は、プログラムや累積誤差補正データ等の各種データを記憶し、画像形成装置１の電源が遮断されている間も各種データを保持する。外部機器接続Ｉ／Ｆ３０６は、ＰＣ(Personal Computer)等の外部機器に接続され、外部機器との間で、制御信号や印刷されるデータの通信を行う。

ネットワークＩ／Ｆ３０９は、インターネット等の通信ネットワークを利用してデータ通信をするためのインタフェースである。バスライン３１０は、ＣＰＵ３０１等の各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等である。操作パネル３３０は、現在の設定値や選択画面等を表示させ、操作者からの入力を受け付けるタッチパネルやアラームランプ等により構成されている。

搬送ドライバ３１２は、搬入部１０、搬送ドラム２１、及び搬出部４０等に含まれるローラ、又はドラムの駆動させるモータを制御するドライバである。また、液体吐出ユニットドライバ３２２は、液体吐出ユニット２３による液体の吐出を制御するドライバであり、乾燥ドライバ３３２は乾燥部３０の動作を制御するドライバである。

センサＩ／Ｆ３４２は、第１エンコーダ２０１、第２エンコーダ２１１、及びシート材位置センサ等の各種センサとの間でデータ、又は信号の送受信を行うインタフェースである。

なお、搬送ドライバ３１２、液体吐出ユニットドライバ３２２、乾燥ドライバ３３２、及びエンコーダＩ／Ｆ３４２の機能は、それぞれプログラムに従ったＣＰＵ３０１の命令によって実現されても良い。

＜第１の実施形態に係る画像形成装置の機能構成＞
次に、画像形成装置１の機能構成について、図６を参照して説明する。

図６は、本実施形態に係る画像形成装置の機能構成の一例を説明するブロック図である。図６に示すように、画像形成装置１は、シート材位置検知部１１０と、第１信号出力部１１１と、吐出開始タイミング決定部１１２と、第２信号出力部１１３とを備える。また、画像形成装置１は、補正データ取得部１１４と、補正データ格納部１１５と、吐出タイミング生成部１１６と、吐出ユニット制御部１１７と、液体吐出部２２とを備える。これらのうち、補正データ取得部１１４、吐出開始タイミング決定部１１２、及び吐出タイミング生成部１１６は、図５のＣＰＵ３０１が所定のプログラムを実行することにより実現される。

シート材位置検知部１１０は、シート材位置センサ２２０等により実現され、シート材Ｐの先端を検知し、検知結果を吐出開始タイミング決定部１１２に出力する。

第１信号出力部１１１は、第１エンコーダ２０１等により実現され、第１エンコーダ２０１の出力パルスを、第１信号として吐出開始タイミング決定部１１２に出力する。

吐出開始タイミング決定部１１２は、シート材位置検知部１１０から入力した検知結果がシート材Ｐの先端位置を検知した状態になった時から、第１信号出力部１１１から入力した第１信号の出力パルスのカウントを開始する。そして、カウント数が予め定められた所定の数になったタイミングを吐出開始タイミングとして決定し、吐出開始タイミングを示す信号を吐出タイミング生成部１１６、及び吐出ユニット制御部１１７のそれぞれに出力する。

第１信号出力部１１１の出力に基づき、吐出開始タイミングを決定することで、液体吐出ユニット２３による色毎の重ね合わせ精度を制御することができる。

第２信号出力部１１３は、第２エンコーダ２１１等により実現され、第２エンコーダ２１１の出力パルスを、第２信号として補正データ取得部１１４、及び吐出タイミング生成部１１６のそれぞれに出力することができる。

第２信号出力部１１３の出力に基づき、吐出開始タイミングで吐出された後の吐出タイミングを生成することで、シート材Ｐ上に付与された液体のドットの搬送方向の間隔、及び位置精度を、搬送ドラム２１上の実際のシート材Ｐの位置にて制御することができる。これにより、精度が高く求められる同じ色の液体間の吐出精度を、第２信号出力部１１３の出力に基づき取得される搬送ドラム２１上での実際のシート材Ｐの位置で規定することができる。このとき、第２信号出力部１１３に含まれる第２エンコーダ２１１は搬送ドラム２１の表面の移動量を検出することになり、搬送ドラム２１の回転精度、搬送ドラム２１の部品精度によるシート材Ｐの位置の検出誤差を補正することができる。

ここで、第２信号出力部１１３の出力は、搬送ドラム２１の周面に付設されたエンコーダスケール２１２に基づくものであるが、エンコーダスケール２１２の周期に累積の誤差が含まれたり、エンコーダスケール２１２を搬送ドラム２１の周面に付設する時に付設誤差が生じたりする場合がある。そして、このような累積誤差や付設誤差により、シート材の位置の検出誤差を適切に補正できなくなる場合がある。

そこで、本実施形態では、累積誤差や付設誤差の影響を補正するための補正データを取得する補正データ取得部１１４を備える。補正データ取得部１１４は、第１信号出力部１１１から入力した第１信号と、第２信号出力部１１３から入力した第２信号とに基づいて、第２信号を補正する補正データを生成し、補正データ格納部１１５に出力する機能を有する。なお、この補正データと、補正データ取得部１１４による補正データの取得方法については、別途、図７～８を用いて詳述する。

補正データ格納部１１５は、ＮＶＲＡＭ３０４等により実現され、補正データ取得部１１４から入力した補正データを格納する。

吐出タイミング生成部１１６は、吐出開始タイミング決定部１１２で決定された吐出開始タイミングで吐出された後の吐出タイミングを、第２信号出力部１１３から入力した第２信号の出力パルスと、補正データ格納部１１５に格納された補正データとに基づいて生成する。

換言すると、吐出タイミング生成部１１６は、第２信号の出力パルスに補正データを加算することで、第２信号に含まれる上述した累積誤差や付設誤差の影響を補正して、吐出開始タイミングで吐出された後の吐出タイミングを生成する。なお、吐出タイミング生成部１１６による吐出タイミングの生成方法については、別途、図９～１０を用いて詳述する。

吐出ユニット制御部１１７は、液体吐出ユニットドライバ３２２等により実現され、また、液体吐出部２２は液体吐出ユニット２３等により実現される。吐出ユニット制御部１１７は、吐出開始タイミング決定部１１２で決定された吐出開始タイミングで液体吐出部２２に液体の吐出を開始させることができる。また、吐出開始後は、吐出タイミング生成部１１６で生成された吐出タイミングで、液体吐出部２２に液体を吐出させることができる。

＜実施形態に係る補正データの取得方法＞
次に、補正データ取得部１１４による補正データの取得方法について説明する。

補正データ取得部１１４は、液体吐出部２２が液体の吐出を開始する前に、第１信号出力部１１１が出力する第１信号に基づき、搬送ドラム２１の回転量を検出する。また、同時に、第２信号出力部１１３が出力する第２信号に基づき、搬送ドラム２１の表面の移動量を検出する。そして、両者の差分等の比較により補正データを取得する。

搬送ドラム２１の回転量、及び搬送ドラム２１の表面の移動量の検出は、搬送ドラム２１が回転原点から予め定められた角度だけ回転したタイミングで開始される。より詳しくは、吐出開始タイミング決定部１１２は、第１信号出力部１１１の出力する回転原点信号を基準として第１信号出力部１１１の出力パルスのカウントを開始し、所定のカウント数になった時に、開始トリガ信号を補正データ取得部１１４に出力する。補正データ取得部１１４は、開始トリガ信号を入力したタイミングで、搬送ドラム２１の回転量、及び搬送ドラム２１の表面の移動量の検出を開始する。

また、第２エンコーダ２１１におけるエンコーダスケール２１２は、搬送ドラム２１の周方向に必ず１つ以上の繋ぎ目が存在し、この繋ぎ目が第２信号に含まれると、搬送ドラム２１の回転量を適切に検出できない場合がある。そのため、吐出開始タイミング決定部１１２は、この繋ぎ目がエンコーダセンサ２１３を通過した後に、開始トリガ信号を出力するように設定しておくことが好適である。これにより、補正データ取得部１１４は、繋ぎ目の影響を受けずに補正データを取得することができる。吐出タイミング生成部１１６は、補正データを用いて第２信号を適切に補正して、吐出タイミングを生成することができる。

ここで、図７は、実施形態に係る補正データの取得方法の一例を説明する図である。図７の横軸は、第１信号出力部１１１及び第２信号出力部１１３の出力パルスのパルス数を示し、縦軸はクロック数を示す。クロック数は、図２のＣＰＵ３０１のクロックをカウントして取得することができる。換言すると、クロック数は、ＣＰＵ３０１のクロックに基づき測定された時間を示している。クロック数により出力パルスの周期を測定することができる。

図７において、破線で示されているグラフ７１は、第１信号出力部１１１の出力パルス（第１信号）のパルス数に、出力パルス毎の周期の測定結果を示すクロック数を乗じた値の積算値をプロットしたものである。この積算値は、第１信号出力部１１１による搬送ドラム２１の回転量の検出値に該当する。

また、一点鎖線で示されているグラフ７２は、第２信号出力部１１３の出力パルス（第２信号）のパルス数に、出力パルス毎の周期の測定結果を示すクロック数を乗じた値の積算値をプロットしたものである。この積算値は、第２信号出力部１１３による搬送ドラム２１の表面の移動量の検出値に該当する。

なお、グラフ７１及び７２とも積算値をプロットしたものであるため、右肩上がりの曲線となっている。

実線で示されているグラフ７３は、第２信号出力部１１３の出力パルスの周期の積算値（グラフ７２）から第１信号出力部１１１の出力パルスの周期の積算値（グラフ７１）を減算した差分値をプロットしたものである。この場合、第２信号出力部１１３の出力パルスの周期と、第１信号出力部１１１の出力パルスの周期とを同期させ、第２信号出力部１１３の出力パルスの周期の積算値から第１信号出力部１１１の出力パルスの周期の積算値が減算される。なお、第２信号出力部１１３の出力パルスの周期と、第１信号出力部１１１の出力パルスの周期とを「同期させる」とは、完全な同期を要求するものではなく、詳しくは第２の実施形態で述べるように、両者が対応するものであれば良い。

グラフ７３で示される差分値は、第２信号出力部１１３の出力パルス（第２信号）に含まれる、エンコーダスケール２１２の周期の累積誤差や、エンコーダスケール２１２を搬送ドラム２１の周面に付設する時の付設誤差の影響を表すものである。補正データ取得部１１４は、グラフ７３で示される差分値のデータを補正データとして取得し、補正データ格納部１１５に出力する。補正データ格納部１１５は、補正データ取得部１１４から入力した補正データを格納する。

ここで、搬送ドラム２１の回転精度や部品精度によって、搬送ドラム２１の回転量と搬送ドラム２１の表面の移動量は必ずしも一致せず、第１信号出力部１１１及び第２信号出力部１１３の検出値に誤差が含まれる場合がある。そのため、補正データ取得部１１４は、グラフ７３で示される差分値のデータを複数回取得した結果の平均値を補正データとしても良い。これにより、第１信号出力部１１１及び第２信号出力部１１３の検出値の誤差の影響を低減させることができる。

また、第１エンコーダ２０１及び第２エンコーダ２１１は部品精度によって、スケールの周期にばらつきがある場合がある。そこで、補正データ取得部１１４は、第１エンコーダ２０１及び第２エンコーダ２１１の周期を複数回にわたって計測し、それぞれの移動平均処理を実行する。そして、それぞれの移動平均処理結果の差分値から補正データを取得しても良い。これにより、第１エンコーダ２０１及び第２エンコーダ２１１のスケールの周期のばらつきの影響を低減させることができる。

＜実施形態に係る補正データ取得部による処理＞
補正データ取得部１１４は、以下に示す補正データの取得処理を、一例として、画像形成装置１の工場出荷時に実行し、補正データ格納部１１５に補正データを格納させる。或いは、定期校正として所定の周期（１年等）毎に実行し、補正データ格納部１１５に格納された補正データを更新しても良い。但し、補正データ取得部１１４が補正データの取得処理を実行する時期は、これらに限定されるものではなく、液体吐出部２２が液体の吐出を開始する前であれば、任意の時期であっても良い。

図８は、補正データ取得部１１４による処理の一例を示すフローチャートである。

先ず、ステップＳ８１において、補正データ取得部１１４は、第１信号出力部１１１から出力パルス（第１信号）を入力し、また、同時に第２信号出力部１１３から出力パルス（第２信号）を入力する。

続いて、ステップＳ８２において、補正データ取得部１１４は、第１信号の周期の積算値を取得する。

続いて、ステップＳ８３において、補正データ取得部１１４は、第２信号の周期の積算値を取得する。

なお、ステップＳ８２～Ｓ８３の処理は適宜変更可能であり、両方の処理が並行に実行されても良い。

続いて、ステップＳ８４において、補正データ取得部１１４は、第２信号の周期の積算値から第１信号の周期の積算値を減算し、補正データを取得する。

続いて、ステップＳ８５において、補正データ取得部１１４は、取得した補正データを補正データ格納部１１５に出力し、補正データ格納部１１５に補正データを格納させる。

このようにして、補正データ取得部１１４は、第２信号を補正する補正データを取得することができる。

なお、図８のステップＳ８１では、補正データ取得部１１４が第１信号と第２信号を同時に入力する例を示したが、これに限定されるものではない。図７で説明したように、第２信号出力部１１３の出力パルスの周期と、第１信号出力部１１１の出力パルスの周期とを同期させて、両者の積算値の減算処理を行えれば、必ずしも同時に入力する必要はない。補正データ取得部１１４は、第１信号と第２信号を並行して入力したり、或いは第１信号を入力した後で第２信号を入力したり、第２信号を入力した後で第１信号を入力したりしても良い。

＜実施形態に係る吐出タイミングの生成方法＞
次に、吐出タイミング生成部１１６による吐出タイミングの生成方法について説明する。

図９は、実施形態に係る吐出タイミングの生成方法の一例を説明するタイミングチャートである。

吐出タイミング生成部１１６は、吐出開始タイミング決定部１１２が出力する開始トリガ信号（図９（ａ））を入力して吐出タイミングの生成処理を開始する。吐出タイミング生成部１１６は、第２信号出力部１１３が出力する第２信号（図９（ｂ））の出力パルスに基づき、補正データ格納部１１５を参照して、第２信号の出力パルスに対応した補正データを取得する。

吐出タイミング生成部１１６は、吐出開始タイミング決定部１１２が出力する吐出開始タイミング（図９（ｅ））に基づき、吐出タイミング生成手段５０２は吐出タイミングを生成する。この際に、クロック（図９（ｄ））のカウント数が、基準カウント値から補正データの値を差し引いたカウント値になったタイミングを吐出タイミングとする。

より具体的に説明すると、図９に示す例では、第２信号のパルスの立ち上がりを基準タイミングとし、第２信号のパルスの立ち上がりからクロックのカウントを開始するものとする。

先ず、吐出開始時は、吐出開始タイミング決定部１１２が出力する吐出開始タイミングに一致する吐出タイミング信号ｆ１を生成する。以降の吐出では、吐出開始タイミング入力時のカウントから補正データの値「＋１」の差分値「４」カウントを基準とする。

つまり、次の吐出タイミングでは、最初の吐出タイミング信号ｆ１を生成した後の次の第２信号の出力パルスの立ち上がりから、前出の４カウントに対して補正データの値「－１」を加算した３カウント目のタイミングとなる吐出タイミング信号ｆ２を生成する。

同様に、さらに次の吐出タイミングでは、次の第２信号の出力パルスの立ち上がりから、前出の４カウントに対して補正データの値「－２」を加算した２カウント目のタイミングとなる吐出タイミング信号ｆ３を生成する。

補正データは、第２信号の出力パルスの１パルス毎に対応付けて生成することが可能なため、第２信号の出力パルスからそのパルスに対応付いた補正データを加算して吐出タイミングを生成することで、第２信号を補正し、エンコーダスケール２１２の周期の累積誤差や、エンコーダスケール２１２を搬送ドラム２１の周面に付設する時の付設誤差の影響を除去することができる。

なお、本実施形態では４カウントを基準とした例を示したが、クロックの周波数を上げてカウント数を増やすことでより、補正精度をより向上させることができる。

また、本実施形態では、第２信号の出力パルスの立ち上がりを基準タイミングにクロックをカウントしたが、立ち下がりや、立ち上がりと立ち上がりの両エッジ等を基準タイミングとしても良い。この場合、補正データも基準タイミングに合わせて生成する。

さらに、第２エンコーダ２１１は部品精度によって、スケールの周期にばらつきがある場合がある。そこで、第２エンコーダ２１１の周期を複数回にわたって計測し、その移動平均をとることでその差分をキャンセルすることができる。このときは、前出のカウント数に対して移動平均結果から取得される周期と直前の第２エンコーダ２１１の周期の差分を減算する。

また、本実施形態では、液体吐出ユニット２３は、図２、図４を用いて説明したように、複数のノズルを配列したノズル列１０１を有する複数のヘッド１００をベース部材５２に配置されている。また、複数のヘッド１００は、搬送方向において千鳥配列されている。「搬送方向において千鳥配列」とは、図４において、６個のヘッド１００のうち、左側の３つのヘッド１００からなるヘッド列と、右側の３つのヘッド１００からなるヘッド列とが、搬送方向と直交する方向に位置がずれていることをいう。また、複数のヘッド１００が搬送方向において千鳥配列されているため、ヘッド１００に含まれるノズル列１０１も、ヘッド１００に合わせて搬送方向において千鳥配列されている。このような配置において、吐出タイミング生成部１１６は、ノズル列１０１のそれぞれに対して、吐出タイミングを生成する。

また、この場合、例えば第２エンコーダ２１１を各液体吐出ユニット２３に対して１個ずつ配置する構成としても良い。補正データは、液体吐出ユニット２３内の全てのノズル列１０１で共通に使用することで、エンコーダセンサ２１３の個数を少なくすることができる。

＜実施形態に係る画像形成装置による画像形成処理＞
次に、画像形成装置１による画像形成処理について説明する。

図１０は、実施形態に係る画像形成装置による画像形成処理の一例を示すフローチャートである。

渡し胴２４によってシート材Ｐが搬送ドラム２１に渡されると、吸着装置２６によってシート材Ｐの吸着を開始し、搬送ドラム２１の回転によってシート材Ｐを搬送する。

そして、ステップＳ１０１において、シート材位置検知部１１０は、シート材Ｐの先端を検知し、検知結果を吐出開始タイミング決定部１１２に出力する。

続いて、ステップＳ１０２において、吐出開始タイミング決定部１１２は、シート材位置検知部１１０からの検知結果を入力したタイミングから第１信号出力部１１１の出力パルスのカウントを開始、所定カウント値になったタイミングで、各液体吐出ユニット２３からの各色の吐出開始タイミングを決定（確定）する。これにより、各液体吐出ユニット２３からの吐出が開始される。

続いて、吐出開始後は、ステップ１０３において、吐出タイミング生成部１１６は、第２信号出力部１１３の出力パルスに補正データを加算して、第２信号を補正しながら吐出タイミングを生成し、吐出タイミング信号を吐出ユニット制御部１１７に出力する。

続いて、ステップＳ１０４において、吐出ユニット制御部１１７は、入力した吐出タイミング信号に応じて液体吐出ユニット２３を制御し、液体吐出ユニット２３に液体を吐出させてシート材Ｐ上に画像を形成する。

＜効果＞
以上説明してきたように、本実施形態では、補正データ取得部１１４は、第２信号出力部１１３が出力する第２信号を補正する補正データを取得する。また、吐出タイミング生成部１１６は、第２信号と補正データとに基づき、液体吐出ユニット２３の吐出タイミングを生成する。これにより、エンコーダスケール２１２の周期に累積の誤差が含まれたり、エンコーダスケール２１２を搬送ドラム２１の周面に付設する時に付設誤差が生じたりする場合でも、累積誤差や付設誤差の影響を除去して、シート材の位置の検出誤差を適切に補正することができる。

また、吐出開始タイミングを第１信号に基づいて決定することで、色毎の重ね合わせの精度を確保することができる。さらに、吐出開始タイミングで吐出された後の吐出タイミングを、第２信号に基づいて生成することで、搬送ドラム２１上の実際のシート材Ｐの位置に合わせて吐出を行うことができる。これにより、精度が高く求められる同色間の吐出精度を確保し、同じ色のドットの搬送方向の間隔、位置精度を確保することができる。

また、第１信号出力部１１１の第１エンコーダ２０１に高精度のエンコーダを使用しなくても、高精度な着弾位置精度を得ることができ、画像形成の品質を向上させることができる。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る画像形成装置を説明する。なお、既に説明した実施形態と同一の構成部についての説明は省略する。

図１１は、本実施形態に係る画像形成装置の機能構成の一例を示すブロック図である。図１１に示すように、画像形成装置１ａは、補正データ取得部１１４ａを備え、補正データ取得部１１４ａは、周期調整部１１８を備えている。

ここで、エンコーダホイール２０２の搬送ドラム２１の回転量を検出するためのスケールの周期と、エンコーダスケール２１２の搬送ドラム２１表面の移動量を検出するためのスケールの周期は一致しない場合がある。このような周期の違いにより、補正データの取得する際に、第２信号出力部１１３の出力パルスの周期の積算値（グラフ７２）から第１信号出力部１１１の出力パルスの周期の積算値（グラフ７１）を、同期させて減算できず、正確な補正データを取得できない場合がある。

そこで、周期調整部１１８は、第１信号出力部１１１の出力パルス（第１信号）の周期を、第２信号出力部１１３の出力パルス（第２信号）の周期に対応させる調整処理を実行する。

このような調整処理の一例として、周期調整部１１８は、第１エンコーダ２０１の出力パルスを逓倍分周することで第２エンコーダ２１１の周期と同一、又はその整数倍にする処理を実行することができる。

或いは、他の例として、周期調整部１１８は、第１エンコーダ２０１の周期の積算値の離散的な取得データ（図７のグラフ７２参照）を補間する近似式を求める。そして、第２エンコーダ２１１の各周期を近似式に代入して、第２エンコーダ２１１の各周期に対応する第１エンコーダ２０１の周期の積算値を算出する。このようにして、第１信号出力部１１１の出力パルス（第１信号）の周期を、第２信号出力部１１３の出力パルス（第２信号）の周期に合致させても良い。

これにより、第２信号出力部１１３の出力パルスの周期の積算値（グラフ７２）から第１信号出力部１１１の出力パルスの周期の積算値（グラフ７１）を、同期させて減算することができ、正確な補正データを取得することができる。

なお、上述した以外の効果は、第１の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。

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）
１０ 搬入部
２０ 画像形成部
２１ 搬送ドラム（回転部材の一例）
２０１ 第１エンコーダ
２０２ エンコーダホイール
２０３ エンコーダセンサ
２１１ 第２エンコーダ
２１２ エンコーダスケール
２１３ エンコーダセンサ
２２ 液体吐出部
２２０ シート材位置センサ
２３ 液体吐出ユニット
３０ 乾燥部
４０ 搬出部
１００ 液体吐出ヘッド
１０１ ノズル列
１１０ シート材位置検知部
１１１ 第１信号出力部
１１２ 吐出開始タイミング決定部
１１３ 第２信号出力部
１１４ 補正データ取得部
１１５ 補正データ格納部
１１６ 吐出タイミング生成部
１１７ 吐出ユニット制御部
１１８ 周期調整部
７１ 第１信号の周期の積算値のグラフ
７２ 第２信号の周期の積算値のグラフ
７３ 第２信号の周期の積算値から第１信号の周期の積算値を減算した結果のグラフ
Ｐ シート材

特開２０１６‐０７４１０１号公報

Claims (11)

1. シート材を周面に担持して搬送する回転部材と、
   前記シート材に液体を吐出する液体吐出部と、
   前記シート材の位置を検知するシート材位置検知部と、
   前記回転部材の回転量に応じた第１信号を出力する第１信号出力部と、
   前記回転部材の周面における前記シート材の移動量に相関する第２信号を出力する第２信号出力部と、
   前記第１信号と、前記第２信号と、に基づいて取得された前記第２信号を補正する補正データを格納する補正データ格納部と、
   前記第２信号と、前記補正データと、に基づき、前記液体吐出部の吐出タイミングを生成する吐出タイミング生成部と、を有する
   液体吐出装置。
2. 前記第２信号出力部は、
   前記回転部材の周面に設けられたエンコーダスケールと、
   前記液体吐出部の近傍に配置され、前記エンコーダスケールを読取るエンコーダセンサと、を含む
   請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記第２信号の周期の積算値から取得した前記シート材の移動量と、
   前記第１信号の周期の積算値から取得した前記回転部材の回転量と、
   に基づき、前記補正データを取得する補正データ取得部を有する
   請求項１、又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記補正データ取得部は、
   前記補正データの取得処理を複数回実行し、複数回の取得結果の平均により前記補正データを取得する
   請求項３に記載の液体吐出装置。
5. 前記補正データ取得部は、
   前記第２信号の周期の積算値から取得した前記シート材の移動量の移動平均処理結果と、前記第１信号の周期の積算値から取得した前記回転部材の回転量の移動平均処理結果と、に基づき、前記補正データを取得する
   請求項３、又は４に記載の液体吐出装置。
6. 前記液体吐出部は、
   前記シート材の搬送方向において千鳥配列されて前記液体を吐出する複数のノズル列を有し、
   前記吐出タイミング生成部は、
   前記吐出タイミングを前記ノズル列毎に生成する
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の液体吐出装置。
7. 前記液体吐出部は、
   前記搬送方向において、前記液体の色毎に複数の液体吐出ユニットを含み、
   前記第２信号出力部は、
   前記複数の液体吐出ユニットのそれぞれの近傍に配置されている
   請求項１乃至６の何れか１項に記載の液体吐出装置。
8. 前記第１信号の周期を、前記第２信号の周期に対応させる調整処理を実行する周期調整部を有する
   請求項３乃至７の何れか１項に記載の液体吐出装置。
9. 前記周期調整部は、
   前記第１信号を逓倍分周して前記第２信号の周期と同一、又は前記第２信号の周期の整数倍に調整する
   請求項８に記載の液体吐出装置。
10. 前記周期調整部は、
    前記第１信号の周期の積算値を補間した近似式を算出し、前記近似式に前記第２信号の周期を代入して前記第１信号の周期の積算値を算出する
    請求項８に記載の液体吐出装置。
11. シート材を周面に担持して搬送する回転部材と、
    前記シート材に液体を吐出する液体吐出部と、
    前記シート材の位置を検知するシート材位置検知部と、
    前記回転部材の回転量に応じた第１信号を出力する第１信号出力部と、
    前記回転部材の周面における前記シート材の移動量に相関する第２信号を出力する第２信号出力部と、
    前記第１信号と、前記第２信号と、に基づいて取得された前記第２信号を補正する補正データを格納する補正データ格納部と、
    前記第２信号と、前記補正データと、に基づき、前記液体吐出部の吐出タイミングを生成する吐出タイミング生成部と、を有する
    画像形成装置。

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