JP2009220303A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】計測されたベルト搬送速度に重畳されたローラ軸の偏心による誤差を除去し、ベルト搬送速度の制御をより精度よく行う。
【解決手段】搬送ベルト１６０内の芯材の移動速度として駆動ローラ及び従動ローラそれぞれの回転角速度を検出するエンコーダ３１１及び３１２を有し、測定された各ローラにおける速度比の時間的変動から、芯部の速度比に対応した周波数を有する速度比データ（ベルトプロファイルデータ）及び位相反転データとを抽出するＤＳＰ３２１と、ベルトプロファイルデータを記憶するプロファイルデータメモリ３３２と、位相反転データに基づいて、速度データを平均化するデータ処理部３２２ａと、ベルトプロファイルデータに基づいて、搬送ベルト１６０上での複数の画像間の位置ずれが小さくなるように、ヘッドユニット１１０による各画像形成のタイミングを制御するヘッド制御部３３４とを有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は印刷装置に係り、特に、無端状の搬送ベルトにより用紙を搬送する搬送機構に関する。

従来、無端状の搬送ベルトを用いて、記録用紙を搬送する搬送機構を備えた印刷装置がある。この印刷装置では、搬送ベルトを用いて記録用紙を搬送し、その搬送方向に沿って配置された互いに異なる単色の画像を形成する複数のインクヘッドを順次通過させる。これにより、記録用紙上に各単色画像を重ね合わせてカラー画像を得ることができる。

ところで、搬送ベルトを一定の移動速度で移動させる高精度な駆動制御が要求されることから、従来、ベルトを駆動する駆動ローラの回転速度を一定とする仕組みとして、駆動ローラの回転を制御する駆動制御方法が知られている。この駆動制御方法としては、駆動源であるモータの回転角速度や、モータで発生する回転駆動力を駆動ローラに伝達させるギヤの回転角速度を一定に保持することにより、駆動ローラの回転速度を一定にするものがある。

しかしながら、ベルト周方向におけるベルト厚みムラがあり、このムラによりベルトの移動速度が変化するという問題がある。このベルト厚みムラは、例えば、円筒金型を用いて遠心焼成方式で作成されたベルトにみられるベルト周方向にわたる肉厚の偏りによって生じるものであり、このようなベルト厚みムラがベルトに存在すると、ベルトを駆動する駆動ローラ上にベルト厚の厚い部分が巻き付いているときにはベルト移動速度が速くなり、反対にベルト厚の薄い部分が巻き付いているときにはベルト移動速度が遅くなり、ベルト移動速度に変動が生じることとなる。

このように搬送ベルトの移動速度が一定速度に維持されないと、複数のインクヘッドによって記録用紙上に各単色画像を形成し、これらを複数色重ね合わせる際に、各単色画像の転写位置が相対的にずれる、いわゆる「着弾ずれ」が発生する。このような着弾ずれが発生すると、例えば、複数色の画像が重なって形成された細線画像がにじんで見えたり、複数色の画像が重なって形成された背景画像中に形成される黒の文字画像の輪郭周辺に白抜けが発生したりする。

このような着弾ずれを防止するために、ベルト速度変動を低減する技術として、例えば特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に開示された技術では、予めベルト全周における厚みプロファイル（ベルト厚みムラ）を測定するとともに、その厚みプロファイルデータをデータ記憶手段に記憶しておき、その全周の厚みプロファイルデータと実際のベルト厚みムラとの位相を合わせ、ベルト速度変動による印字位置ずれが生じないように印字タイミングを変化させる。

詳述すると、この特許文献１に開示された技術では、搬送ベルトが掛け渡された２つのローラー（駆動ローラ及び従動ローラ）の回転角速度の差分データから、ベルト速度変動に対応した周波数を有する回転角速度の交流成分を抽出し、抽出した交流成分の振幅及び位相のデータからベルト厚みムラによるベルト速度変動を認識し、その認識したベルト速度変動に基づいて、複数の画像ごとに、画像形成の開始タイミングや画像形成中の画像形成速度を調節している。
特開２００６−２２７１９２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術において、駆動ローラと従動ローラの軸が偏心しているような場合、ベルト速度変動の記録に軸の偏心による速度変動が重畳されることとなり、着弾ズレ補正の精度が低下するという問題があった。

本発明は、以上の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、搬送ベルトにより用紙を搬送する搬送機構を備えた印刷装置において、ベルトの搬送速度の変動を抑えて、印字のタイミングを調整する際に、計測されたベルト搬送速度に重畳されたローラ軸の偏心による誤差を除去し、ベルト搬送速度の制御をより精度よく行うことのできる印刷装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、複数のローラ間に掛け渡された無端状の搬送ベルトと、搬送ベルトを無端移動させる駆動手段と、搬送ベルト上の記録用紙上に複数の画像を互いに重なり合うように形成する複数のインクヘッドとを有する印刷装置において、搬送ベルト内において、芯材を周方向にわたって連続させて環状に形成された芯部の、任意の２測点における移動速度を測定する芯材速度測定手段と、芯材速度測定手段により測定された各における移動速度の時間的変動から、芯部の移動速度に対応した周波数を有する速度データを抽出する抽出部と、抽出した速度データを記憶する記憶部と、速度データから、搬送ベルト上の同一点において周期的に位相が反転している位相反転データを抽出する位相反転データ抽出部と、位相反転データに基づいて、速度データを平均化するデータ処理部とを備える。

このような本発明によれば、抽出部が抽出した搬送ベルトの移動速度データから搬送ベルト上の同一点において周期的に位相が反転している位相反転データを抽出し、速度データから位相反転データを減算等することによって平均化することができ、速度データに重畳されたローラーの偏心成分を除去することができる。

上記発明において、データ処理部により平均化された速度データから、任意の２測点における速度比に対応した周波数を有する速度比データを算出する演算手段と、算出した、速度比データを記憶する記憶部と、記憶手段に記憶されている速度比データに基づいて、搬送ベルト上での複数の画像間の位置ずれが小さくなるように、インクヘッドによる各画像形成のタイミングを制御する印字制御手段とを有し、インクヘッドは、印字制御手段に従って、記録材上に複数の画像を形成することが好ましい。

この場合には、偏心成分が除去された速度データを用いて、搬送ベルト内の芯部上における２点の速度比を検出し、これをベルトの速度比データ（いわゆるプロファイル）を得ることができ、これを用いることによって着弾ずれを確実に解消することができる。

上記発明において、搬送ベルトの長さを監視する監視部をさらに備え、抽出部は、搬送ベルトの長さの変化を検出した場合に、速度データの抽出を実行することが好ましい。これによって、搬送ベルトが経年変化や温度変化によって伸縮した場合に、プロファイルを取得し直すことができ、搬送ベルトの経年変化や温度変化に追従させて、確実に着弾ズレを防止することができる。

上記発明において、搬送ベルト周辺の温度変化を監視する監視部をさらに備え、抽出部は、搬送ベルト周辺の温度変化を検出した場合に、速度データの抽出を実行することが好ましい。これによって、搬送ベルトが周辺の温度変化によって伸縮するような場合に、プロファイルを取得し直すことができ、搬送ベルト周辺の温度変化に追従させて、確実に着弾ズレを防止することができる。

本発明によれば、搬送ベルトにより用紙を搬送する搬送機構を備えた印刷装置において、ベルトの搬送速度の変動を抑えて、印字のタイミングを調整する際に、計測されたベルト搬送速度に重畳されたローラ軸の偏心による誤差を除去し、ベルト搬送速度の制御をより精度よく行うことができる。

（印刷装置の全体構成）
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る印刷装置１００の印刷用紙搬送経路の概要を示す図である。

先ず、図１に示すように印刷装置１００は、印刷用紙の供給を行う給紙機構として、筐体側面の外部に露出したサイド給紙台１２０と、筐体内部に設けられた複数の給紙トレイ（１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ）とを備えている。また、印刷済の印刷用紙を排出する排紙機構として排紙口１４０を備えている。

本実施形態では、印刷装置１００は、用紙幅方向に伸び、多数のノズルが形成されたインクヘッドを複数備え、それぞれのインクヘッドから黒又はカラーインクを吐出してライン単位で印刷を行い、搬送ベルト上の記録用紙上に複数の画像を互いに重なり合うように形成するインクジェット方式のラインカラープリンタとする。

サイド給紙台１２０、給紙トレイ１３０のいずれかの給紙機構から給紙された印刷用紙は、ローラ等の駆動機構によって筐体内の給紙系搬送路ＦＲに沿って搬送され、印刷用紙の先頭部分の基準位置であるレジスト部Ｒに導かれる。レジスト部Ｒのさらに搬送方向側には、複数の印字ヘッドを備えたヘッドユニット１１０が設けられている。印刷用紙は、ヘッドユニット１１０の対向面に設けられた搬送ベルト１６０によって印刷条件により定められる速度で搬送されながら、各印字ヘッドから吐出されたインクによりライン単位で画像形成される。

印刷済の印刷用紙は、さらに、ローラ等の駆動機構によって筐体内を搬送される。印刷用紙の片側の面のみに印刷を行う片面印刷の場合は、そのまま排紙口１４０に導かれて排紙され、排紙口１４０の受台として設けられた排紙台１５０に印刷面を下にして積載されていく。排紙台１５０は、筐体から突出したトレイ形状をしており、ある程度の厚みを有している。排紙台１５０は傾斜しており、傾斜の下位置に形成された壁により、排紙口１４０から排紙された印刷用紙が自然に整えられて重なっていくようになっている。

印刷用紙の両面に印刷を行う両面印刷の場合は、表面（最初に印刷される面を「表面」、次に印刷される面を「裏面」とする）印刷終了時には排紙口１４０に導かれずに、さらに筐体内を搬送される。このため、印刷装置１００は、裏面印刷用に搬送路を切り替えるための切替機構１７０を備えている。切替機構１７０によって排出されなかった印刷用紙は、スイッチバック経路ＳＲに引き込まれ、スイッチバックを行い、搬送路に対して表裏が反転する。そして、ローラ等の駆動機構によって、切替機構１７２を経由して再度レジスト部Ｒに導かれ、表面と同様の手順によって裏面の印刷が行われる。裏面の印刷が行われ、両面に画像が形成された印刷用紙は、排紙口１４０に導かれて排紙され、排紙口１４０の受台として設けられた排紙台１５０に積載されていく。

なお、本実施形態では、両面印刷時におけるスイッチバックを、排紙台１５０内に設けられた空間を利用して行うようにしている。排紙台１５０内に設けられた空間は、スイッチバック時に印刷用紙が外部から取り出せないように覆われた構成となっている。これにより、利用者が誤ってスイッチバック動作中の印刷用紙を引き抜いてしまうことを防ぐことができる。また、排紙台１５０は、本来印刷装置１００に備えられているものであり、排紙台１５０内の空間を利用してスイッチバックを行うことにより、印刷装置１００内に、別途スイッチバック用の空間を設ける必要がなくなる。したがって、筐体のサイズが増大してしまうことを防ぐことができる。さらには、排紙口とスイッチバック経路とを共用しないため、スイッチバック処理と他の用紙の排紙とを並行して行うことができる。

印刷装置１００では、給紙された印刷用紙の先頭部分の基準位置となるレジスト部Ｒには、両面印刷時に片面印刷済の印刷用紙も搬送されてくる。このため、レジスト部Ｒの直前部分には、給紙された印刷用紙の搬送経路と、裏面印刷の用紙が循環して搬送されてくる経路とが合流する合流地点が存在する。

この合流地点を基準に、給紙機構側の経路を給紙系搬送路ＦＲと称し、それ以外の経路を循環系搬送路ＣＲと称するものとする。図２は、給紙系搬送路ＦＲと循環系搬送路ＣＲとを模式的に示した図である。簡単のため、駆動部を構成するローラの個数は適宜省略している。

給紙系搬送路ＦＲには、サイド給紙台１２０からの給紙を行うためのサイド給紙駆動部２２０、給紙トレイ（１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ）からの給紙を行うためのトレイ１駆動部２３０ａ、トレイ２駆動部２３０ｂ…が備えられている。いずれの駆動部も複数のローラ等で構成された駆動機構を備え、給紙台又は給紙トレイに積載された印刷用紙を１枚ずつ取り込んで、レジスト部Ｒ方向に搬送する。各駆動部は独立に駆動することが可能であり、給紙を行う給紙機構に応じて必要な駆動部の動作が行われる。

また、給紙系搬送路ＦＲには、搬送センサが複数個配置され、給紙系搬送路ＦＲにおける搬送ジャムを検出できるようになっている。各搬送センサは印刷用紙の有無又は印刷用紙の先端を検出するためのセンサであり、例えば、搬送経路上に複数の搬送センサを適当な間隔で並べ、給紙側に設けられた搬送センサが印刷用紙を検出してから所定時間内に搬送方向側の搬送センサが印刷用紙を検出しない場合に、搬送ジャムが発生したと判断することができる。また、給紙部付近に搬送センサを設け、サイド給紙駆動部２２０、トレイ１駆動部２３０ａ等を駆動させてから所定時間内に搬送センサが印刷用紙を検出しない場合に搬送ジャム（給紙エラー）が発生したと判断することができる。

搬送センサを各給紙部に対応して配置することで、給紙系搬送路ＦＲにおいて搬送ジャムが発生したことのみならず、給紙系搬送路ＦＲのどこで搬送ジャムが発生したかを特定することができるようになる。

循環系搬送路ＣＲには、レジスト部Ｒに印刷用紙を導くレジスト駆動部２４０、ヘッドユニット１１０の対向面に設けられた搬送ベルト１６０を無端移動させるために駆動するベルト駆動部２５０、搬送方向側に順に配置される第１上面搬送駆動部２６０及び第２上面搬送駆動部２６５、排紙口１４０に印刷済の用紙を導く上面排出駆動部２７０、裏面印刷用に印刷用紙をスイッチバック経路ＳＲに引き込んで、反転させて合流地点に導くスイッチバック経路駆動部２８０が備えられている。いずれの駆動部も１又は複数のローラ等で構成された駆動機構を備え、搬送経路に沿って印刷用紙を１枚ずつ搬送する。各駆動部は独立に駆動することが可能であり、印刷用紙の搬送状況に応じて必要な駆動部の動作が行われる。

また、循環系搬送路ＣＲにも搬送センサが複数個配置され、循環系搬送路ＣＲにおける搬送ジャムを検出できるようになっている。また、レジスト部Ｒに適切に印刷用紙が搬送されていることを確認できるようになっている。循環系搬送路ＣＲでは、駆動部対応に搬送センサが設けられており、循環系搬送路ＣＲのどの駆動部で搬送ジャムが発生したかを特定することができるようになっている。

なお、本実施形態において、印刷装置１００は、ある印刷用紙を給紙した後、その印刷用紙に印刷が施され排紙されるのを待って次の印刷用紙を給紙するのではなく、先行する印刷用紙が排紙される前に、後続の印刷用紙を給紙して、所定の間隔で連続的に印刷することができるようになっている。

搬送ベルト１６０は、ヘッドユニット１１０に対向する面の前端及び後端に配設された駆動ローラ１６１及び従動ローラ１６２に掛け渡されており、図中時計回り方向に回転移動する。また、搬送ベルト１６０の上面には、そのベルト移動方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つのインクヘッドが並べて配置され、複数の画像を互いに重なり合うようにしてカラー画像を形成するヘッドユニット１１０が対向配置されている。

（吐出タイミング制御）
次いで、上述したヘッドユニット１１０における吐出タイミングの制御について説明する。図３は、ヘッドユニット１１０の吐出タイミング制御に関するモジュールを示す機能ブロック図であり、図４は、その機能及び動作を模式的に示す説明図である。

図３に示すように、ヘッドユニット１１０の各インクヘッドによるインクの吐出タイミングを調整するためのモジュールとして制御部３００が設けられており、この制御部３００は、プロファイル生成部３２０と、吐出制御部３３０とから構成されている。

プロファイル生成部３２０は、ＤＳＰ３２１と、ＣＰＵ３２２と、エンコーダデータメモリ３２３とを備えており、一方、吐出制御部３３０は、ＦＰＧＡ３３１を備えている。そして、このような制御部３００では、ベルトプロファイルデータの算出をＤＳＰ３２１で行い、算出されたベルトプロファイルデータをＣＰＵ３２２からデータバスを通じて、ＦＰＧＡ３３１へ転送する。このＦＰＧＡ３３１において、ベルトプロファイルデータに基づいてエンコーダの出力補正を行う。

ＤＳＰ３２１は、駆動側エンコーダ及び従動側エンコーダのパルス幅データを速度データとして抽出するとともに、この速度データから、搬送ベルト１６０上の同一点において周期的に位相が反転している位相反転データを抽出する位相反転データ抽出部としての機能も果たす。

ＣＰＵ３２２は、データ処理部３２２ａとしても動作し、このデータ処理部３２２ａは、速度データから速度比データを算出したり、これらのデータに対して平均化やデジタル化等の処理を施すモジュールである。また、エンコーダデータメモリ３２３は、駆動側エンコーダ及び従動側エンコーダのパルス幅データを速度データとして記録するメモリ装置である。

第１のローラである駆動ローラ１６１、及び第２のローラである従動ローラ１６２それぞれの回転角速度を検出する検出手段として、駆動側エンコーダ３１１及び従動側エンコーダ３１２が設けられ、これらのエンコーダ３１１，３１２は、プロファイル生成部３２０又は吐出制御部３３０に接続されている。

図３に示すように、駆動側エンコーダ３１１からの検出信号は、ＤＳＰ３２１に入力され、従動側エンコーダ３１２からの検出信号は、ＤＳＰ３２１及びＦＰＧＡ３３１の両方に入力される。また、ＤＳＰ３２１には、ベルト１周に１ヶ所のマーク（基準マーク）を検知するベルトＨＰセンサ３１３で検知したホームポジション信号が入力される。

ＤＳＰ３２１は、エンコーダ３１１，３１２で検出されたそれぞれの回転角速度の比から、搬送ベルト１６０の速度変動に対応した周波数を有する回転角速度の速度比データを抽出し、これをＣＰＵ３２２からデータバスを通じてプロファイルデータメモリ３３２送出する。プロファイルデータメモリ３３２は、ベルトプロファイルデータ（速度比データ）を記憶する記憶部であり、記憶したベルトプロファイルデータは、印刷時に読み出され、プロファイル補正部３３３に入力される。

プロファイル補正部３３３は、プロファイルデータメモリ３３２に記憶されている速度比データに基づいて、搬送ベルト１６０上での複数の画像間の位置ずれが小さくなるように、従動側エンコーダ３１２から入力される検出信号を補正し、ヘッド制御部３３４に入力するモジュールである。ヘッド制御部３３４は、この補正された検出信号に基づいて、ヘッドユニット１１０による各画像形成のタイミングを制御する印字制御手段であり、ヘッドユニット１１０は、このヘッド制御部３３４による制御に従って、記録用紙上に複数の画像を形成する。

ここで、抽出部が生成するベルトプロファイルについて詳述する。搬送ベルト１６０の駆動において、従動軸の回転速度を決めるのは搬送ベルト１６０内の芯材の位置に影響される。厳密に言うと、この「芯材の位置」とはベルト内部の芯材の中心位置ではなくベルト表面の速さと同じ速さを持つ位置であり、具体的には、図５及び６に示すように、搬送ベルト１６０のヘッドユニット１１０に対向する面の前端及び後端に配設された駆動ローラ１６１及び従動ローラ１６２のそれぞれにおける、搬送ベルト１６０内周面との接触点の法線と、連続する芯材（芯部）との交点位置である。そして、これらの接触点における接線方向成分を、各交点位置における芯材の移動速度として測定する。

かかる芯材の位置は、ベルト固有のパラメータであり、図７に示すように、測定された芯材上の２点の移動速度比をベルトプロファイルとして記録することで、芯材の位置による従動ローラ軸の角速度の変化による着弾ずれを推定することができ、図８に示すように、これに基づいて、インクヘッドの吐出タイミングを制御することによって、図９に示すように、着弾ずれを修正することができる。

このようなベルトプロファイルは、本実施形態では、駆動ローラ１６１と従動ローラ１６２の回転角速度比を用いて生成する。具体的には、従動側の回転角速度をω１、駆動側の回転角速度をω２、従動側の芯材までの半径をｒ１、駆動側の芯材までの半径をｒ２とし、搬送ベルト１６０の表面速度をｖとすると、
駆動側 ω２＝Ｖ／ｒ２
従動側 ω１＝Ｖ／ｒ１
の関係が成り立ち、駆動側と従動側の比については、
ω１／ω２ ＝ ｒ２／ｒ１
の関係が成り立ち、各ローラの速度比＝芯材ムラの比となる。

プロファイルデータ生成時、ＤＳＰ３２１では、駆動側エンコーダに対して従動側エンコーダの変動比を取得し、これらの速度比の時間的変化を記録することにより、芯材ムラの時間的変化（搬送ベルト１６０の長さ方向の変化）をプロファイルする。本実施形態では、速度比のデータをベルト１周分のデータとして記録する。なお、このベルトプロファイルデータを取得するタイミングとしては、例えば、工場出荷時 や印刷開始時、環境変化時、経時変化時、メンテナンス時、プラテン昇降時などを契機とすることができる。

そして、プロファイル補正部３３３は、印刷時に、プロファイルデータメモリ３３２に記録されたベルトプロファイルデータを呼び出し、これに基づいて、図８に示すように、従動側エンコーダの検出信号を、速度比に応じて早めたり遅めたりというように補正し、補正された信号をヘッド制御部３３４に入力する。ヘッド制御部３３４では、入力された信号に基づいて吐出タイミングを調整する。

（印刷装置の動作）
以上の構成を有する本実施形態に係る印刷装置１００の動作及び作用・効果について、上述の図３を参照しつつ説明する。

先ず、ベルトプロファイルデータの生成を行う。このベルトプロファイルデータを生成するタイミングとしては、例えば、工場出荷時 や印刷開始時、環境変化時、経時変化時、メンテナンス時、プラテン昇降時などを契機とすることができる。

制御部３００のプロファイル生成部３２０において、各エンコーダからの信号を検出する。具体的には、駆動側エンコーダ３１１からの検出信号がＤＳＰ３２１に入力され（Ｓ１０１）、従動側エンコーダ３１２からの検出信号がＤＳＰ３２１に入力される（Ｓ１０２）。また、ＤＳＰ３２１には、ベルトＨＰセンサ３１３で検知したホームポジション信号が入力され、位相補正がなされる（Ｓ１０３）。

次いで、ＤＳＰ３２１で、エンコーダ３１１，３１２で検出されたそれぞれの回転角速度の比から、搬送ベルト１６０の速度変動に対応した周波数を有する回転角速度の速度比データ及び位相反転データを抽出し、これをＣＰＵ３２２においてデータ処理してベルトプロファイルとして生成した後、このベルトプロファイルをＣＰＵ３２２からデータバスを通じてプロファイルデータメモリ３３２送出し（Ｓ１０４）、プロファイルデータメモリ３３２は、受け取ったベルトプロファイルデータを記憶する（Ｓ１０５）。

そして、このように生成されたベルトプロファイルデータを用いた印刷処理は以下の手順により行う。先ず、印刷処理が開始される際、記憶したベルトプロファイルデータが、読み出され、プロファイル補正部３３３に入力される。

プロファイル補正部３３３は、プロファイルデータメモリ３３２に記憶されている速度比データに基づいて、搬送ベルト１６０上での複数の画像間の位置ずれが小さくなるように、従動側エンコーダ３１２から入力されるエンコーダ検出信号を補正し、ヘッド制御部３３４に入力する（Ｓ１０６）。この補正では、ベルトプロファイルデータ内の補正値が、ホームポジション信号に基づいて、搬送ベルト１６０の回転周期に合わせて読み出され、図８に示すように、従動側エンコーダ３１２から入力されるエンコーダ検出信号が、補正値に応じて早められたり遅められたりして、ヘッド制御部３３４に入力される。

ヘッド制御部３３４では、この補正されたエンコーダ検出信号に基づいて、ヘッドユニット１１０による各画像形成のタイミングを制御し（Ｓ１０７）、ヘッドユニット１１０は、このヘッド制御部３３４による制御に従って、インクを吐出し、記録用紙上に複数の画像を形成する。

（ベルトプロファイルデータの生成）
次いで、上述したベルトプロファイルデータの生成における、位相補正（Ｓ１０３）及び速度比データの抽出（Ｓ１０４）について詳述する。図１０は、上述した図４のステップＳ１０１〜Ｓ１０５において、ベルトプロファイルデータ生成の手順を示すフローチャート図である。図４に示すように、ステップＳ１０１及びＳ１０２で、駆動側エンコーダ３１１及び従動側エンコーダ３１２の両方について所定量のパルス幅データ（速度データ）が蓄積されると、ステップＳ１０３で、これらからそれぞれのエンコーダに関する位相反転データを取得する。

具体的には、図１０に示すように、ステップＳ２０１及びＳ２０２において、各エンコーダからのパルス幅データ（図１１（ａ））をエンコーダデータメモリ３２３に蓄積し、ステップＳ２０３及びＳ２０４において、ＣＰＵ３２２のデータ処理部３２２ａにより搬送ベルト１６０上の同一点において周期的に位相が反転している位相反転データを抽出する。ここでは、図１２に示すように、正規のデータとしてベルト１周分のパルス幅データを取得した後、一旦パルス幅データの記録を停止してそのまま距離Ｄ分だけベルトを周回させ、その後再度パルス幅データの記録を開始し、そこで得られたベルト１周分のデータを位相反転データとして取得する。この距離Ｄは、本実施形態では、実測値としてメモリ上に記憶されており、プロファイルデータの生成時に読み出される。

そして、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、位相反転データを、正規のパルス幅データに対して、重ね合わせ、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、元のエンコーダデータから位相反転による偏心成分（位相反転データ）を相殺して、平均化する。

このようにして取得されたパルス幅データ及び位相反転データのそれぞれについて、図１０に示すように、従動側エンコーダについて軸径補正を行う（Ｓ２０５，Ｓ２０６）。この軸径補正では、駆動ローラと従動ローラの軸径の違いによりベルト１周のパルス数が異なるため、パルス数の差分を調整する。具体的には、各エンコーダパルスの平均値の比率に従い、データのサンプル番号を補正する。

次いで、このように軸径補正を施されたデータについて、比率演算を行うとともに、図１１（ｂ）に示すような累積データの算出を行う（Ｓ２０７，Ｓ２０８）。この比率演算では、駆動側エンコーダパルス幅と従動側エンコーダパルス幅の比率を算出し、累積データの算出では、例えば、ＨＰ等の任意の点を基準点と定め、この基準点に対する速度比を搬送ベルト１６０全周にわたって求めるために、各パルス幅データの値を順次累積計算する。

具体的には、図１５（ａ）〜（ｄ）に示すように、搬送ベルト１６０上の任意の点を基準点Ａと定め、任意の２測点ＡＢ間（ここでは、駆動側エンコーダ及び従動側エンコーダ間）の距離を基準相対距離とする。また、２測点のいずれか（図１５では、従動側エンコーダ）に基準点Ａが位置した時点における速度を基準速度Ｖ０とし、２測点の一方の測点に対する他方の測点の速度比を相対速度比Ｖｎ＋１／Ｖｎとする。

そして、搬送ベルト１６０の周方向に沿って、基準点Ａから基準相対距離おきに、エンコーダ間の相対速度比Ｖｎ＋１／Ｖｎを基準速度Ｖ０に順次累積させ、基準点Ａに対する各点の速度比を搬送ベルト１６０の全周に渡って算出する。これにより、基準点Ａに対する点Ｂの速度比、点Ｂに対する点Ｃの速度比、点Ｃに対する点Ｄの速度比…というように、基準相対距離おきに、２測点間の速度比を累積させることによって、全ベルト上の点について基準点に対する速度比を求めることができる。

ところで、基準相対距離を移動する間にもエンコーダによるパルス幅の取得は継続して行われることから、表１に示すように、データは上述した累積演算処理をする順に出現しない。

すなわち、図１６に示すように、速度比Ｒ０＝ＶＡ／ＶＢの次には、速度比ＶＣ／ＶＢではなくＶＤ／ＶＥが得られ、その次には、速度比Ｒ２＝ＶＦ／ＶＧが得られる、というように、累積演算処理順とはならない。このため、本実施形態では、図１７に示すように、所定量のパルス幅データを出現する順に取得・蓄積した後、表２に示すように、基準相対距離おきのデータを順次取り出して並び換え（Ｓ４０１）、並び換えた順に速度比を掛け合わせて累積させる（Ｓ４０２）。その後、累積データを用いて所定のデータ処理を実行した後、表３に示すように、再度ソートを行い（Ｓ４０３）、ベルトプロファイルとして生成する。

上述した累積データに対する所定のデータ処理としては、傾き補正（Ｓ２０９，Ｓ２１０）、ゼロ補正が含まれる。次いで、位相反転データを用いて、軸偏心補正を行い、元のエンコーダデータを平均化する（Ｓ３１１）。具体的には、図１２及び図１３に示すように、位相反転データを距離Ｄ分だけスライドさせて、重ね合わせ、図１４に示すように、元のエンコーダデータから位相反転による偏心成分（位相反転データ）を相殺して（図１４（ａ））、平均化する（図１４（ｂ））。

そして、このように平均化（軸偏心補正）されたデータを、サンプル番号順に再配置することにより速度比データを生成し、これに基づいて厚みムラの演算を行う（Ｓ２１２）。このように得られた厚みムラをグラフ化したものを、図１８（ａ）に示す。

ところで、搬送ベルト１６０の芯の位置は急峻な変化は起こりえないと想定できることから、図１８（ｂ）に示すように、厚みムラ演算で得られたデータの平均化を行い、より搬送ベルト１６０の挙動に近いデータを生成する（Ｓ２１３）。ここの平均化では、演算時に生じた累積誤差によるオフセット値を低減させるために、データの平均化を行う。この平均化の手法としては、例えば、軸１周が７８０パルスであるとき、軸に掛け回される搬送ベルト１６０の面積の１／３とした場合、２６０パルス分のデータ平均化を行う。

次いで、図１８（ｃ）に示すように、処理の負荷を軽減させるために、データの間引きを行い、データ数の削減を図った後、デジタルデータ化し（Ｓ２１４）、ベルトプロファイルを生成し（Ｓ２１５）、記録する（Ｓ１０５）。

（ベルトプロファイルの取得タイミング）
なお、このベルトプロファイルデータを取得は、工場出荷時等に予め行うのが一般的であるが、ベルトプロファイルデータ再取得のタイミングは、本実施形態では、図１９（ａ）〜２１（ａ）に示すような前記プロファイル生成部３２０の監視部３２０ａにより制御されている。

例えば、図１９（ａ）に示すように、監視部３２０ａに操作パネル２００や各種センサからの信号を入力し、ユーザー操作や装置モードの変化を監視する。そして、同図（ｂ）に示すように、電源投入時（Ｓ５０１）、待機状態時（Ｓ５０２）を経た印刷動作開始前（Ｓ５０３）、プラテン昇降時やカバー開閉時などのメンテナンス動作開始前後（Ｓ５０４）などを契機として、プロファイル取得処理（Ｓ５０５）を実行する。

上記発明において、搬送ベルト１６０の長さを監視する監視部をさらに備え、抽出部は、搬送ベルト１６０の長さの変化を検出した場合に、速度データの抽出を実行することが好ましい。これによって、搬送ベルト１６０が経年変化や温度変化によって伸縮した場合に、ベルトプロファイルを取得し直すことができ、搬送ベルト１６０の経年変化や温度変化に追従させて、確実に着弾ズレを防止することができる。

また、例えば、図２０（ａ）に示すように、監視部３２０ａにおいてベルトＨＰセンサ３１３からのパルス数を監視するようにし、同図（ｂ）に示すように、通常動作時において（Ｓ６０１）、ベルトＨＰセンサ３１３からのパルス数を計測し（Ｓ６０２）、ベルト一周分のパルス数を最大設置及び最小設定値と比較し（Ｓ６０３及びＳ６０４）、パルス数が所定の範囲外となったときに（ステップＳ６０３又はＳ６０４における“Ｙ”）は、搬送ベルト１６０が経年変化や温度変化によって伸縮したと判断し、前述したプロファイル取得処理を実行する（Ｓ６０５）。なお、このプロファイル取得処理は、設定値の回数繰り返され、所定回数以上リトライされた場合には、障害が発生していると判断し（ステップＳ６０６における“Ｙ”）、エラー処理を実行する（Ｓ６０７）。

さらに、例えば、図２１（ａ）に示すように、監視部３２０ａにおいて温度センサ３２０ｂによる測定温度を監視するようにし、同図（ｂ）に示すように、通常動作時において（Ｓ７０１）、温度センサを利用して周囲の温度を測定し（Ｓ７０２）、周囲温度が所定の範囲外となったときに（ステップＳ７０３又はＳ７０４における“Ｙ”）は、搬送ベルト１６０が温度変化によって伸縮する可能性があると判断し、前述したプロファイル取得処理を実行する（Ｓ７０５）。なお、このプロファイル取得処理においても、設定値の回数繰り返され、所定回数以上リトライされた場合には、障害が発生していると判断し（ステップＳ７０６における“Ｙ”）、エラー処理を実行する（Ｓ７０７）。

（変更例）
上述した実施形態では、位相反転データの抽出における距離Ｄを、予め実測値としてメモリに記憶保持させるようにしたが、上述したように搬送ベルト１６０の経年変化や温度変化が生じる場合に、ベルトプロファイルを取得し直すときには、搬送ベルト１６０の周長が変化するため、上記距離Ｄの値も変化することになる。従って、ベルトプロファイルの再取得にあたっては、以下の手順のように距離Ｄを再計算したうえで、位相反転データの再取得を行い、これを用いて軸偏心補正を行う。

詳述すると、この位相反転データの再取得は、図２２に示すように、先ず、任意の基準点を選定する（Ｓ３０１）。この基準点は、例えばＨＰセンサによって検出されるＨＰとすることができる。次いで、エンコーダデータメモリ３２３に蓄積されたパルス幅データ内において、上記基準点における速度と、次の点における速度とを比較して（Ｓ３０２）、同じ値の点（比較点）を検出する（Ｓ３０３）。ここで、比較点としては、搬送ベルト１６０上の同一点であるが、例えばベルト長の整数倍の距離を移動した点など、ある程度予測をした上で検索するようにしてもよい。

そして、ステップＳ３０３において同一速度の比較点を検出したときには、図２３（ａ）に示すように、基準点と比較点との距離である位相反転周期Ｄを測定し（Ｓ３０４）、このＤが、概ねベルト周長の整数倍となっているか判断する（Ｓ３０５）。整数倍となっていないときには、ステップＳ３０２に戻り、引き続き比較点の検出を続行する。

一方、ステップＳ３０５で、Ｄがベルト周長の整数倍となっているときには、その点を比較点と決定し、図２３（ｂ）に示すように、基準点における速度変化と、この比較点における速度変化とを比較してゆき、これら基準点及び比較点にそれぞれ隣接し、各々の速度が一致する点（一致点）を検出する（Ｓ３０６及びＳ３０７）。

そして、ステップＳ３０７において一致点が検出されたら、基準点及び比較点からそれぞれの一致点までの距離である偏心周期ｄ（ｄ１〜ｄｎ）を測定し（Ｓ３０９）、これらのｄと閾値とを比較し、閾値の範囲内であるときには、これを次のｄを検索する（Ｓ３１０）。この閾値としては、各エンコーダ毎に設定することができ、例えば、エンコーダの軸心の周長やベルト厚などに基づいて、複数種及びその出現順序を周期的なパターンとしても定めることができる。なお、ステップＳ３０９において、ｄが閾値の範囲内でなければ、ステップＳ３０６に戻り次の一致点の検索を続行する。

その後、図２３（ｃ）に示すように、所定個数の一致点が連続して検出され、その偏心周期のパターン（ｄ１〜ｄｎの大きさ、出現順序等）から一定の周期性が認められたときには（Ｓ３１０）、距離Ｄをスライド量として記憶し、この距離Ｄを用いて、上述した実施形態と同様にして、位相反転データを抽出する（Ｓ３１１）。なお、この偏心周期のパターンは、位相反転周期Ｄ、搬送ベルト１６０の全長とに基づいて実験的に求め、検出用データとしてメモリに保持しておく。

（作用・効果）
このような本実施形態に係る印刷装置によれば、駆動ローラと従動ローラとの回転角速度の比をパラメータとし、これを搬送ベルト１６０の芯材ムラのベルトプロファイルデータとして用いることにより、搬送ベルト１６０内における芯材のうねりなど、搬送ベルト１６０の表面からは把握できない事象の影響を考慮することができ、着弾ずれを確実に解消することができる。

このプロファイルデータを生成する際、駆動ローラと従動ローラとの回転角速度の比をパラメータとすることによって、誤差の割合を一定範囲に止めることができ、一つのプロファイルデータで全ての速度に対応することができる。この結果、本実施形態によれば、解像度や印刷モードに応じてベルトの搬送速度が変動するような印刷装置であっても、プロファイルデータのサイズを縮小させて、各インクヘッド直下における芯材の移動速度を簡略的に算出することができ、メモリ容量の増大や処理遅延を回避することができる。

また、本実施形態では、基準点から基準相対距離おきに、任意の２測点間の速度比を累積させることから搬送ベルト１６０全体について基準点に対する速度比を求めることができ、一定の基準を持って搬送ベルト１６０の周回に伴う芯部の一連の挙動を線形的に扱うことが可能であり、着弾ずれの解消を適切に実行することができる。

さらに、本実施形態では、搬送ベルト１６０の移動速度データから搬送ベルト１６０上の同一点において周期的に位相が反転している位相反転データを抽出し、速度データから位相反転データを減算等することによって平均化することができ、速度データに重畳されたローラの偏心成分を除去することができる。また、本実施形態では、蓄積した速度比データから位相反転データを切り出すため、位相反転データを取得するために再度、搬送ベルト１６０を周回させ、移動速度の計測を行う必要がない。

また、本実施形態では、監視部３２０ａにより、操作パネル２００や各種センサを監視し、ユーザー操作や装置モードの変化、搬送ベルト１６０に経年変化や温度変化が生じる場合に、ベルトプロファイルを取得し直すことができ、環境の変化や搬送ベルト１６０の経年変化に追従させて、確実に着弾ズレを防止することができる。

実施形態に係る印刷装置の印刷用紙搬送経路の概要を示す構成図である。 実施形態に係る給紙系搬送路と循環系搬送路とを模式的に示した説明図である。 実施形態に係る制御部の内部構成を示すブロック図である。 実施形態に係るインクの吐出タイミング制御の動作を示す説明図である。 実施形態に係る搬送ベルトにおける芯材ムラを示す断面図である。 実施形態に係るベルトプロファイルデータを生成する際の速度比に関する説明図である。 （ａ）は、実施形態に係るベルトプロファイルデータを生成する際に用いられる各エンコーダの値及び速度比を示すグラフ図であり、（ｂ）はこれらにより生成されたベルトプロファイルデータの内容を示すグラフ図である。 実施形態に係るインクの吐出タイミングを制御する際の、エンコーダ信号の補正に関する説明図である。 実施形態による作用効果として着弾ずれの変化を示すグラフ図である。 実施形態に係るベルトプロファイルデータ生成の手順を示すフローチャート図である。 （ａ）はパルス幅データ（速度データ）を示すグラフ図であり、（ｂ）は、累積データを示すグラフ図である。 実施形態に係るパルス幅データ速度データの平均化を示す説明図である。 実施形態に係るパルス幅データ速度データの平均化を示す説明図である。 実施形態に係るパルス幅データ速度データの平均化を示す説明図である。 実施形態に係る累積データの算出を示す説明図である。 実施形態に係る実施形態に係るデータのソートを示す説明図である。 実施形態に係る累積データの算出を示すフローチャート図である。 （ａ）は、平均化された累積データを示すグラフ図であり、（ｂ）は平均化されたデータを示すグラフ図であり、（ｃ）は、間引きされたデータを示すグラフ図である。 実施形態に係るベルトプロファイルの取得タイミングを測るための構成及び手順を示す説明図である。 実施形態に係るベルトプロファイルの取得タイミングを測るための構成及び手順を示す説明図である。 実施形態に係るベルトプロファイルの取得タイミングを測るための構成及び手順を示す説明図である。 変更例に係る位相反転データを抽出する手順を示すフローチャート図である。 変更例に係る位相反転データを抽出する手順を示す説明図である。

符号の説明

ＣＲ…循環系搬送路
ＦＲ…給紙系搬送路
Ｒ…レジスト部
ＳＲ…スイッチバック経路
１００…印刷装置
１１０…ヘッドユニット
１２０…サイド給紙台
１３０…給紙トレイ
１４０…排紙口
１５０…排紙台
１６０…搬送ベルト
１６１…駆動ローラ
１６２…従動ローラ
１７０，１７２…切替機構
２００…操作パネル
２２０…サイド給紙駆動部
２３０ａ，２３０ｂ…トレイ駆動部
２４０…レジスト駆動部
２５０…ベルト駆動部
２６０…第１上面搬送駆動部
２６５…第２上面搬送駆動部
２７０…上面排出駆動部
２８０…スイッチバック経路駆動部
３００…制御部
３１１…駆動側エンコーダ
３１２…従動側エンコーダ
３１３…ベルトＨＰセンサ
３２０…プロファイル生成部
３２０ａ…監視部
３２０ｂ…温度センサ
３２１…ＤＳＰ
３２２…ＣＰＵ
３２２ａ…データ処理部
３２３…エンコーダデータメモリ
３３０…吐出制御部
３３１…ＦＰＧＡ
３３２…プロファイルデータメモリ
３３３…プロファイル補正部
３３４…ヘッド制御部

Claims (4)

1. 複数のローラ間に掛け渡された無端状の搬送ベルトと、
   前記搬送ベルトを無端移動させる駆動手段と、
   前記搬送ベルト上の記録用紙上に複数の画像を互いに重なり合うように形成する複数のインクヘッドとを有する印刷装置において、
   前記搬送ベルト内において、芯材を周方向にわたって連続させて環状に形成された芯部の、任意の２測点における移動速度を測定する芯材速度測定手段と、
   前記芯材速度測定手段により測定された各における移動速度の時間的変動から、前記芯部の移動速度に対応した周波数を有する速度データを抽出する抽出部と、
   抽出した前記速度データを記憶する記憶部と、
   前記速度データから、前記搬送ベルト上の同一点において周期的に位相が反転している位相反転データを抽出する位相反転データ抽出部と、
   前記位相反転データに基づいて、速度データを平均化するデータ処理部と
   を備えることを特徴とする印刷装置。
2. 前記データ処理部により平均化された速度データから、前記任意の２測点における速度比に対応した周波数を有する速度比データを算出する演算手段と、
   前記算出した、速度比データを記憶する記憶部と、
   前記記憶手段に記憶されている速度比データに基づいて、前記搬送ベルト上での前記複数の画像間の位置ずれが小さくなるように、前記インクヘッドによる各画像形成のタイミングを制御する印字制御手段と
   を有し、
   前記インクヘッドは、印字制御手段に従って、前記記録材上に前記複数の画像を形成することを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記搬送ベルトの長さを監視する監視部をさらに備え、
   前記抽出部は、前記搬送ベルトの長さの変化を検出した場合に、前記速度データの抽出を実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
4. 前記搬送ベルト周辺の温度変化を監視する監視部をさらに備え、
   前記抽出部は、前記搬送ベルト周辺の温度変化を検出した場合に、前記速度データの抽出を実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。