JP4841295B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクを吐出可能なインク吐出ヘッドを用いて、紙などの被画像形成媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。

プリンター、ＦＡＸ、複写装置に装着されて、画像情報に基づいて紙などの被画像形成媒体に画像（文字や記号を含む）を記録する手段として、インクジェット記録装置が広く利用されている。

しかし、インク吐出ヘッドから吐出されたインクが所望の位置からずれた位置に着弾してしまうことがある（以下、「着弾ずれ」と呼ぶ）。常に一定の量だけ発生する着弾ずれを「着弾ずれDC 成分」といい、周期的に変動する着弾ずれを「着弾ずれAC 成分」という。

着弾ずれAC 成分は、ベルトの厚みのバラツキ及びローラの半径のバラツキなどによって発生する。ベルトの厚みのバラツキに起因するベルト周長周期の着弾ずれ又はローラの半径のバラツキに起因するローラ円周周期の着弾ずれを改善する方法として以下のような方法が従来、提案されている。

[ベルト周長周期の着弾ずれに関して]
（１―１）ローラ径を太くする、またはベルトを薄くすることで、相対的にベルトの厚み変動の影響を少なくする方法が提案されている。しかし、ローラ径を太くする場合、装置や部材が大きく重くなり、限度がある。また、ベルト厚みを薄くする場合も、強度が弱くなるため、限度がある。また、着弾ずれを軽減するが、無くすことはできない。

（１―２）ベルト表面にローラを当てて、ベルト厚みの影響を受けずにベルト速度を計測する方法も提案されている。また、レーザドップラ計測器でベルト速度計測する方法も提案されている（特許文献１）。

しかし、ローラ接線での接触で行うベルト速度計測は、すべりや振動による誤検知が大きい。すべり防止にローラ加圧力を増して、ベルトを変形させてしまうと、ベルトに巻いたローラと同じくベルトの厚みや弾性バラツキの影響を受ける。レーザドップラ計はコストが高い。更に、レーザドップラ、ローラ共に、紙粉やインクミストの付着による検出誤差があった。

（１―３）ベルトの厚みを予め測定して、その厚みデータに基づき、印字タイミングまたは搬送速度を可変する方法も提案されている（特許文献２）。しかし、微小な厚みバラツキの累積を計算するため、高精度の厚み測定機を要する。また、多層のベルトを用いた場合に発生する、厚みバラツキ以外による着弾ずれに対応できなかった。

（１―４）ベルト上に印字したレジパターンを、印字部とは異なる場所で読取ることで、ベルト変動を検知し修正する方法も提案されている（特許文献３）。しかし、高精度、高速の読取り手段を要し、紙粉やインクミストの付着による読取り手段の検知能力の低下もあった。

[ローラ円周周期の着弾ずれに関して]
（２―１）ローラ周期と画像記憶部の間隔を合わせることで、ローラ周期ムラを解消する方法も提案されている。特にベルト周期を解消する（１―１）、（１―２）と組み合わせることで、ベルトとローラのムラを軽減する（特許文献４）。

しかし、（１―１）と併用しローラを大きくした場合、ヘッド間隔も広げる必要があり、画像形成装置が大きくなる。部品の大型化によるヘッド取付け部材の加工寸法精度悪化や部材ゆがみが増す。（１―２）と併用した場合も、（１―２）自体の弊害を解決することはできない。

また、（１―２）を用いてベルトバラツキを解消し、更にローラ周期ムラを記憶し、補正することで、ローラ周期ムラを解消する方法も提案されている（特許文献５）。しかし、この方法も、（１―２）自体の弊害を解決することはできない。
特開２００４−１８８９２１号公報 特開２０００−３５６８７５号公報 特開平１０−１８６７８７号公報 特開平３−２０６７号公報 特開平３−２０６８号公報 国際公開W02003/082587号パンフレット

本発明の課題は、主としてベルトの厚みのバラツキ及びローラの半径のバラツキによって発生する着弾ずれAC 成分を無くすことである。

本発明の第１の特徴は、画像形成装置であって、回動により被画像形成媒体を搬送する搬送手段（例えば、搬送ベルト）と、搬送手段の回動動作に応じてパルス信号を出力する搬送量検出手段（例えば、エンコーダ）と、搬送手段に設けられた基準位置（例えば、ベルト基準マーク）を検出する搬送基準位置検出手段（例えば、ベルト基準センサ）と、基準位置を検出した後のパルス信号をカウントすることによって、基準位置に対する前記搬送手段の回動位置を算出する回転位置算出手段（例えば、第１加算器）と、前記搬送手段の１回動周期分の印字タイミング補正値を算出する印字タイミング補正値算出手段と、搬送手段の回動位置に対応する印字タイミング補正値に基づいて、パルス信号の位相を前記印字タイミング補正値分ずらした印字タイミング信号を生成する印字タイミング信号生成手段（例えば、第２加算器、比較演算器）と、少なくとも２つ以上のインク吐出ヘッドを用紙搬送方向に所定間隔をあけて配置し、被画像形成媒体を搬送しながら印字タイミング信号に同期してインク吐出ヘッドからインクを吐出することで２色以上の画像を形成する画像形成手段と、を有し、印字タイミング補正値は、搬送手段の１回動周期分以上に相当する被画像形成媒体に形成された特定画像パターン内の、異なる位置に配置されたインク吐出ヘッドから吐出されるインクの相対的な着弾ずれ量に基づいて、異なる２つの位置に配置されたインク吐出ヘッドから吐出された２色のインク間の相対的な着弾ずれ量を積算することによりいずれか一方のインク吐出ヘッドに対応する着弾ずれ量を算出し、インク吐出ヘッドの間隔に基づいて、算出された着弾ずれ量の周期成分を抽出し、算出された着弾ずれ量と前記抽出された周期成分との差分に基づいて算出された値であることにある。

本発明の第２の特徴は、画像形成装置であって、回動により被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、前記搬送手段の回動動作に応じてパルス信号を出力する搬送量検出手段と、前記搬送手段に設けられた基準位置を検出する搬送基準位置検出手段と、前記基準位置を検出した後の前記パルス信号をカウントすることによって、前記基準位置に対する前記搬送手段の回動位置を算出する回動位置算出手段と、前記搬送手段の１回動周期分の印字タイミング補正値テーブルを記憶する記憶手段と、前記印字タイミング補正値テーブルから前記搬送手段の前記回動位置に対応する印字タイミング補正値を読み出し、前記パルス信号の位相を前記印字タイミング補正値分ずらした印字タイミング信号を生成する印字タイミング信号生成手段と、第１，第２のインク吐出ヘッドを被画像形成媒体搬送方向に間隔ｄをあけて配置し、被画像形成媒体を搬送しながら前記印字タイミング信号に同期して前記第１，第２のインク吐出ヘッドからインクを吐出することで画像を形成する画像形成手段と、を有する画像形成装置であって、前記搬送手段の１回動周期分以上に相当する被画像形成媒体に形成された前記特定画像パターン内の回動位置y＝（ｄｎ＋ａ）において、第１のインク吐出ヘッドから吐出されるインクの着弾位置が第２のインク吐出ヘッドから吐出されるインクの着弾位置に対してどれだけずれているかを示す値をKC（ｄｎ＋ａ）として、数式１−１を用いてｋ（ｄｎ＋ａ）を算出し、

前記搬送手段の１回動周期内に対する前記インク吐出ヘッドの間隔ｄの周波数をLとし、（ｄｎ＋ａ）／ｄの剰余をｍとして、数式１−２を用いてｓを算出し、

前記算出されたｋ（ｄｎ＋ａ）から前記算出されたｓを減算した値に基づいて、前記印字タイミング補正値を算出することにある。

本発明の第３の特徴は、前記印字タイミング補正値は、前記算出された印字タイミング補正値と、この算出された印字タイミング補正値に基づいて前記画像形成手段により形成された特定画像パターンから測定されたインク着弾のずれ量の値とに基づいて、新たに算出された値であることにある。

本発明の第４の特徴は、前記搬送手段が複数の搬送部材からなり、各搬送部材に対して、前記搬送基準位置検出手段と、前記回動位置算出手段と、前記記憶手段とを備え、前記複数の搬送部材の中で回動周期が一番長い搬送部材の１回動周期分以上に相当する被画像形成媒体に前記特定画像パターンが形成されることにある。

本発明の第５の特徴は、前記特定画像パターンを印字するときに、前記搬送位置算出手段で算出する特定の位置から印刷を開始し、前記搬送手段の少なくとも１回転周期分以上の長さ分の用紙複数枚を特定の間隔をあけて連続印刷することにある。

特定の位置、特定の間隔について説明する。例えば、後述するベルト基準マーク123がベルト基準センサ125を通過した瞬間に、レジストローラの回転を開始し用紙1枚目を搬送ベルトに送る。そうすると、用紙１枚目の画像パターンが、ベルトの何処の位置に相当するのか、レジストローラとヘッドの位置関係から特定できる。「通過した瞬間に、レジストローラの回転を開始」しなくても良い。通過してから特定のエンコーダパルス数が発生した後でも良い。

「特定の位置」とは「予め決めておいた位置」という意味であり、また「特定の間隔」とは「予め決めておいた間隔」という意味であって、「特別な位置」または「特別な間隔」でなければならないという意味ではない。

本発明の第６の特徴は、前記特定画像パターンを印字するときは、回転周期の一番長い前記搬送部材の前記搬送位置算出手段で算出する特定の位置から印刷を開始し、回転周期の一番長い前記搬送部材の少なくとも１回転周期分以上の長さ分の用紙複数枚を特定の間隔をあけて連続印刷することにある。

本発明の第７の特徴は、第１搬送基準位置検出手段が第１基準位置を検出するごとに、前記インク吐出ヘッドからインクを吐出させて前記特定画像パターンに第１印を追加し、第２搬送基準位置検出手段が第２基準位置を検出するごとに、前記インク吐出ヘッドからインクを吐出させて前記特定画像パターンに第２印を追加することにある。

インク吐出ヘッドからインクを吐出するタイミングを、回動部材の回動位置に応じて補正することによって、着弾ずれを解消することができる。

以下、図面に基づいて本発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、以下の説明は、単なる例示に過ぎず、本発明の技術的範囲は以下の説明によって限定されるものではない。

[第１実施例]
図１は、第１実施例の画像形成装置の概略図を示す。用紙搬送は、以下の順に行われる。

（１）給紙台１０１から用紙を一枚ずつ分離し、停止したレジストローラ１０３に受け渡し、
（２）停止したレジストローラ１０３に用紙の先端を突き当てることで、用紙の斜行を直し、
（３）レジストローラ１０３を回転させ、搬送ベルト１０５の速度以上の速度で搬送ベルト１０５に用紙を受け渡し、
（４）搬送ベルト１０５の直下の吸引ファン（図示略）の負圧で搬送ベルト１０５と用紙を吸着させながら、用紙を右方向（y方向）に搬送し、
（５）搬送ベルト１０５の上に並べたK（黒）のラインインクジェットヘッド（以降ヘッド）１０７、C（シアン）のヘッド１０９、M（マゼンタ）のヘッド１１１、Y（イエロ）のヘッド１１３で、順次印字し、
（６）搬送ベルト１０５の右側の排紙台（図示せず）に用紙を排出する。

搬送ベルト等の寸法は下記のとおりとする
搬送ベルト１０５：周長(y方向)1275mm、厚み0.45mm、幅(x方向)355mm
従動ローラ１１５：直径φ40mm
エンコーダ１１７：1500ppr(pulse/round) パルス列周期84.67μm≒300dpi 相当色毎のヘッド間隔：110mm
（３）〜（５）の間に、次の用紙に関する（１）を開始することで、搬送している用紙の間隔を短くし、時間当たりの印字枚数を増やしている。また、従動ローラ１１５の軸のロータリーエンコーダ（以降エンコーダ）１１７のパルス列に同期して、各ヘッドを印字しているため、駆動モータ１１９によって駆動される駆動ローラ１２１の回転ムラが画像に影響を与えない。しかし、ベルト周長周期の着弾ずれAC成分は発生する。搬送ベルト１０５の表面にはベルト基準マーク１２３が設けられている。ベルト基準センサ１２５は、ベルト基準マーク１２３を検知する。補正回路１２７は、エンコーダ１１７とベルト基準センサ１２５から信号を受け取り、ヘッド駆動回路１２９へ駆動信号を出力する。用紙先端センサ１３１は、用紙先端を検知する。ヘッド１０７は、２インチヘッド６個を千鳥状に配列したものとする。ヘッド１０９、１１１、１１３も同様とする。

図２は着弾ずれを補正するために必要な手順を示す図である。同図に示すように、
まず、初期状態で印刷する。具体的には、ベルト回転周期分以上の用紙に特定画像パターンを連続印刷（長さ420mmのA3用紙を、用紙間ギャップ50mmで3枚連続印刷）し、
次に、着弾ずれを測定する。印刷物の基準色に対する他の色の着弾ずれ量を測定（装置付属、または外部のスキャナで印刷物を読取り）し、
次に、測定結果に基づいて、補正値テーブルを作成し、補正回路１２７内に保存し、
その後、保存された補正値テーブルに従いエンコーダパルスの位相を可変したタイミング信号を補正回路１２７で生成し、着弾ずれAC成分を補正しながら印刷する。

特定画像パターンは、特許文献６に記載されているテストチャート（図８など）の様に、インクジェットなどの画像形成装置の色ずれ量を解析することができる、画像パターンである。

［補正回路の概要]
図３は、第１実施例における補正回路の内部構成を示す概略図、図４は、第１実施例における補正回路の動作を説明するための図である。図３及び図４に基づいて、補正回路の動作例を説明する。

［位相可変の仕様]
位相可変に関する仕様を以下に示す。
位相可変能力：可変分解能：1/256パルス（0.33μm）
可変範囲：0~3.996パルス（0〜338.34μm） 1箇所毎に10bitデータ
補正値テーブル容量：256Line毎（約21.7mm）×64 箇所分 計1387mm分（総量640bit）
図３に示す補正回路の内部構成を説明する。
Lck×256逓倍器３１は、Lckの周波数×256倍の信号生成及びカウントを行う。Lckは、印字周期毎（300dpi）に発生するパルス信号（エンコーダA相と同位相）である。

ベルトLckカウンタ３２は、搬送ベルト１０５の現在の位置を測定するカウンタであって、搬送ベルト現在値に対応する補正値をベルト補正値テーブル３７から選択する。

第１加算器３３は、入力されたLck、Lck×256カウント値を加算する。

第２加算器３４は、出力するパルス数を＋１した値と、補正値を加算する。

比較演算器３５は、第１加算器３３と第２加算器３４の結果を比較し、第１加算器３３≧第２加算器３４の場合に出力パルスを出力パルスカウンタ３６に信号発信する。

出力パルスカウンタ３６は、比較演算器３５の結果によりパルスを出力し、カウントアップする。

図４に基づいて加算、比較について説明を補足する。
第１加算器３３で、「LCKカウンタを8bit左シフトした値」４１と「Lck×256カウンタ値」４３を加算し、第２加算器３４で、「出力パルスカウンタ＋1を8bit左シフトした値」４５と「補正値10bit」４７を加算して、比較演算器３５で第１加算器の加算結果と第２加算器の加算結果を比較し、「第１加算器の加算結果≧第２加算器の加算結果」の場合に、出力パルスを出力する。

前記の様な構成を用いて、補正値テーブル３７と搬送ベルト１０５の位置に応じて、出力エンコーダパルスの位相をずらすことができる。

[補正値テーブルの作成方法]
搬送ベルトによる着弾ずれの仕方と、印刷物の着弾ずれ量から補正値テーブルを作成する方法を説明する。

図５は、搬送ベルト周長周期で従動ローラ１１５の駆動半径r[mm]がSIN波状に変動した場合の駆動半径r及び設計値に対する着弾位置のずれ量gを示す。従動ローラ１１５の平均半径を20.225mm、振幅±3μm、搬送ベルト１０５の基準位置からの位置をy’[mm]、ベルト周長を1275mmとすると、駆動半径rは数式２によって表される。

搬送量G[mm]は、θ[rad]=y’/20.225（0≦θ≦1275／20.225）と置くと、数式３となる。

また、エンコーダ1500ppr と駆動半径平均値20.225mm から、ドットの平均間隔は、20.225×2π／1500＝84.718μmとなる。この84.718μm を設計（目標）Dot（ドット）間隔とすると、設計Dot位置に対する着弾のずれ量g[mm]は数式４となる。

前記の様に、駆動半径r を搬送ベルト１０５の移動に対して累積（積分）した値が、設計値に対する着弾ずれ（画像伸縮）量となる。

例えば、A3 縦（長さ420mm）の用紙が、図５でy’=100mm からK を印字開始した場合、ヘッド位置（110mm 間隔）の違いにより、用紙上に各色を印字するタイミングは、
K 印字区間：100mm≦y’≦520mm（図５上の線分５０１）
C 印字区間：210mm≦y’≦630mm（図５上の線分５０２）
M 印字区間：320mm≦y’≦740mm（図５上の線分５０３）
Y 印字区間：430mm≦y’≦850mm（図５上の線分５０４）
となり、用紙の同一箇所のドットは色毎に違うベルト位置で印字している。

各色のずれ量を用紙の印字位置yで揃えると、設計通りのDOT位置に対するK,C,M,Y各DOTのずれ量K(y)、C(y)、M(y)、Y(y)のそれぞれは、数式５と表せ、図６に示すようになる。図６において、点線６０１から点線６０２までの区間がA3用紙1枚分長さとなる。

また、同一用紙位置でのC に対するKの着弾位置ずれKC(y)、Mに対するKの着弾位置ずれKM(y)、Yに対するKの着弾位置ずれKY(y)のそれぞれは、数式６で表せ、図７に示すようになる。相対的な着弾ずれ量は、ヘッド間隔が一番大きいKY(y)が最も大きくなる傾向があり、着弾ずれ量は用紙の位置に応じて変化する。

ベルトによるg(y)を相殺する様に、補正値テーブルの値を−g(y)とすれば、KC(y)、KM(y)、KY(y)を０にできる。K(y)はg(y)の位相違いであるため、K(y)の求め方を以降に説明する。

求めるK(y)をk(y)、C(y)をc(y)とすると、数式６から、数式７が得られる。

更に、k(0)=0 とした場合、数式８が得られ、測定値KC(y)の積算で、110mm間隔のk(y)、c(y)を順次求めることができる。図８に、k(0)=0 とした場合のk(y)を●で示し、c(y)を×で示す。

更に、0≦y<110の区間もk(y)=0とすると、数式８の求め方と同じ方法で、数式９のように表すことができ、k(y)は図９に示す不連続な線９０１となる。

この不連続な線９０１の110mm 周期成分を抽出し、110mm 毎に繰り返し繋ぎ合わせた波形９０２はs(y)を示す。s(y)は、数式１０によって求まる。

数式１１に示すように、前記のs(y)とk(y)の差分がK(y)となる（図９に示す線９０３）。

数式１０について補足する。数式６より、KC(y)、KM(y)、KY(y)は、K(y)の110mm 周期成分が打ち消されているため、K(y)の110mm 周期成分を復元できない。逆に、110mm 周期のどのような波形をK(y)に加減算しようとも、KC(y)、KM(y)、KY(y)に影響ない。図９に波形９０２で示されるs(y)は、K(y)が最終的に連続になる任意の110mm 周期の波形であれば良いが、単色での画像伸縮も極力付加しない数式１０のs(y)を使用することが望ましい。

数式５から明らかなように、K(y)はg(y)と位相が違うだけなので、K(y)から簡易にg(y)を求めることができる。そして、補正値テーブル３７の値を「−g(y)」として補正回路１２７に保存し、ヘッド１０７、１０９、１１１、１１３のインク吐出タイミングを可変することによって、着弾ずれを無くすことができる。

補正値テーブル３７の作成は、製品出荷前に行えば良い。また、画像形成装置が備える表示器を用いて、ユーザやサービスマンに補正値テーブルの再作成を、１年単位など定期的に促し、再作成を実施することが望ましい。

着弾ずれ測定前に行う初期状態での印刷は、
a. 保存された補正値テーブルを用いて補正した状態で印刷する方法
b. 保存された補正値テーブルをクリアし、補正しない状態で印刷する方法
のいずれの方法でも良い。

a.は、図２の（１）で、以前から使用していた補正値テーブルを用いて、補正しながら特定パターンを印字し、図２の（２）で、印字された特定パターンに基づいて着弾ずれを測定し、図２の（３）で、測定された着弾ずれに基づいて新たな補正値を計算し、以前の補正値テーブルの補正値に、新たな補正値を加算した値を、補正回路に保存する。

例えば、あるベルト位置で、＋100μm補正するように印字したが、それでもなお−30μmずれてしまった場合、＋100μmに30μm上乗せして、補正値を+130μmにすれば良い。

同一のベルトを継続使用するのであれば(a)の方が、補正値の変更量が少なくてすむ。一方、ベルトを交換する場合は、補正値をクリアする（b）の方が良い。

初期状態での印刷時は、用紙間隔が空くため、着弾ずれ計測データに隙間ができる。このため、用紙長さ、ベルト周期長さに応じて用紙間隔を設定することが望ましい。例えば、A3用紙（長さ420mm）を用紙間ギャップ50mmで3枚連続印刷した場合、ベルト1周分1275mm 以上の着弾ずれ計測はできるが、50mm 区間のデータの隙間が2 箇所ある。

また、A3 用紙4 枚を、1 枚目と2 枚目、3 枚目と4 枚目の用紙間ギャップを220mm、2枚目と3 枚目の用紙間ギャップを535mm とした場合、ベルト1 周分1275mm の着弾ずれを隙間なく約100mm オーバーラップして計測できる。

ベルト搬送とロータリーエンコーダによる搬送部材以外に、用紙先端をクランプしながら回転する円筒状の用紙搬送部材や、ベルト表面上にスリットや罫線を入れたリニアエンコーダ（スリットや罫線のバラツキがある）などの部材のバラツキに起因して着弾ずれが繰り返し発生する場合であれば、前記の方法で求まる補正値を用いて着弾ずれを解消することができる。

[補正回路について]
図３に示した補正回路１２７は、FPGA(Field Programmable Gate Array) 、ASIC(Application Specific Integrated Circuits)、CPU(Central Processing Unit)などで構成できる。また、図１では、補正回路１２７はヘッド駆動回路１２９とは別の回路としたが、同一デバイスや同一基板内で構成するとしても良い。また、図３に示したベルトLckカウンタ３２は、256Line 間隔で補正値テーブル３７から補正値を取り出すが、前後の補正値を用い線形補間値を演算して256Line よりも細かく補正値を可変する方が望ましい。

[補正値テーブルの作成について]
正弦波の着弾ずれ変動を用いて説明したが、搬送ベルト１０５の回転周期が様々な波形であっても相殺する補正値テーブルを作成できる。また、２色間以上の着弾ずれの変動を使用すれば、別の色間の変動を使用しても良く（Kを基準としなくても良い）、今回の計算方法以外の計算式を使用しても良く、機械寸法に応じて計算式を変更しても良い。

[第２実施例]
図１０は、第２実施例の画像形成装置の概略図を示す。図１０に示す第２実施例の画像形成装置が、図１に示した第１実施例の画像形成装置と相違する点は以下のとおりである。

・ローラ基準マーク２２９と、ローラ基準センサ２２３を追加
・エンコーダ基準マーク２２７と、エンコーダ基準センサ２２５を追加
・図示しないエンコーダ減速器（エンコーダ２回転でローラ１回転）
・第１実施例のエンコーダは1500pprであるが、第２実施例のエンコーダは750ppr
第１実施例に比べ、エンコーダ１１７や従動ローラ１１５のバラツキ補正ができ、エンコーダ１１７のパルス数が少ない分低コストの構成になる。

[補正回路の概要]
図１１は、第２実施例における補正回路の内部構成を示す概略図である。図１１を用いて、第１実施例との違いを説明する。

[位相可変の仕様]
位相可変に関する仕様を以下に示す。
位相可変能力：可変分解能：1/256 パルス（0.33μm）
可変範囲：0~3.996パルス（0〜338.34μm） 1箇所毎に10bitデータ
補正値テーブル容量
ベルト用：256Line 毎（約21.7mm）×64 箇所分 計1387mm 分（640bit）
ローラ用：64Line 毎（約5.4mm）×32 箇所 計173mm 分のデータ（320bit）
エンコーダ用：64Line 毎（約5.4mm）×16 箇所 計86mm 分のデータ（160bit）
図１１に示す補正回路の内部構成を説明する。
第１加算器２０３は、入力されたLck、Lck×256 カウント値を加算する。
第２加算器２０４は、出力するパルス数を−１した値と、各補正値を加算する。
ローラLckカウンタ２０７は、ローラ１１５の現在の位置を測定するカウンタであって、ローラ１１５の現在値に対応する補正値をローラ補正値テーブル２１２から選択する。

エンコーダLckカウンタ２０８は、エンコーダ１１７の現在の位置を測定するカウンタであって、エンコーダ１１７の現在値に対応する補正値をエンコーダ補正値テーブル２１３から選択する。

前記の様な構成を用いて、搬送ベルト１０５の位置に対応するベルト補正値、従動ローラ１１５の位置に対応するローラ補正値、エンコーダ１１７の位置に対応するエンコーダ補正値を合計した値だけ出力エンコーダパルスの位相をずらすことができる。

[補正値テーブルの作成方法]
３種類の搬送部材（ベルト、ローラ、エンコーダ）について回転ムラが存在する。それぞれの周期は下記のとおりである。
ベルト周期：1275mm
ローラ周期：126mm
エンコーダ周期：64mm
第１実施例では、KC(y)を用いて一つのK(y)を求めた。しかし、フーリエ変換などを用いて、（１）KC(y)の64mm、126mm、1275mm周期を抽出したグラフを用いてK(y)を求める方法、又は（２）求めたK(y)の64mm、126mm、1275mm周期を抽出する方法のいずれの方法でも、３種の搬送部材の回転周期のK(y)グラフを個別に求めることができる。

（１）KC(y)の64mm、126mm、1275mm周期を抽出したグラフを用いてK(y)を求める方法では、１つのKC(y)から、「64mmの周期性を抽出したKC(y)」、「126mmの周期性を抽出したKC(y)」、「1275mmの周期性を抽出したKC(y)」の３つKC(y)を作る。そして、その3つのKC(y)それぞれから、「エンコーダ用の補正値テーブルK(y)」、「ローラ用の補正値テーブルK(y)」、「ベルト用の補正値テーブルK(y)」を作る。

（２）求めたK(y)の64mm、126mm、1275mm周期を抽出する方法では、１つのKC(y)から、１つのK(y)を求める。そして、その一つのK(y)から、「64mmの周期性を抽出したK(y)」、「126mmの周期性を抽出したK(y)」、「1275mmの周期性を抽出したK(y)」の3つのK(y)を作る。

また、以下にKC(y),KM(y),KY(y)を用いて、第１実施例よりも高精度にK(y)を求める方法を説明する。

先ずKY(y)を使用して、第１実施例と同様にk(0)=0として330mm間隔のk(y)を求める（数式１２、図１２の四角２３１）。

次に、この330mm 間隔の値とKC(y)、KM(y)を使用して、330mm 間隔から110mm ずれた値（数式１３、図１２の丸２３２）と、220mm ずれた値（数式１３、図１２の三角２３３）を求める。

更に、第１実施例のKC(y)からK(y)を求めた方法と同じく、数式９から数式１１を用いてk(y)、s(y)を求めて、K(y)を作成できる。k(y)は不連続な線２４１、s(y)は波形２４２、K(y)は線２４３によって図１３に示す。

前記の方法で、一番長い周期のベルト周期分のムラを求めることができる。また、このムラは、ローラ周期（126mm）とエンコーダ周期（64mm）を含んでいるため、このムラから各周期成分を抽出することで、ベルト補正値テーブル２１１、ローラ補正値テーブル２１２、エンコーダ補正値テーブル２１３を作成できる。

なお、ローラ基準位置とエンコーダ基準位置がずれることがなければ、周期の短いエンコーダ側の基準位置検出手段と補正値テーブルは必要ない。

図１４（ａ）は正確なドットピッチからの単色の着弾ずれ（絶対値）を示し、図１４（ｂ）はＫに対するＣＭＹ各色の着弾ずれ（相対値）を示し、図１４（ｃ）はインクヘッドの並び（イメージ）を示し、図１４（ｄ）は設計上の着弾位置とＫＣＭＹ各色の着弾位置を示す。

まず、印字位置y=0mmについて説明する。
図１４（ａ）に示すように、印字位置y=0mmにおける、Ｋの着弾ずれ量は20μm超、Ｃの着弾ずれ量は20μm未満、Ｍの着弾ずれ量は0μm、Ｙの着弾ずれ量は-20μm未満である。
図１４（ｂ）に示すように、印字位置y=0mmにおける、Ｋに対するＣの着弾ずれ量は20μm未満、Ｍの着弾ずれ量は20μm超、Ｙの着弾ずれ量は40μm超である。
図１４（ｄ）１４００に、印字位置y=0mmにおける、設計上の着弾位置とＫＣＭＹ各色の着弾位置を示す。

次に、印字位置y=110mmについて説明する。
図１４（ａ）に示すように、印字位置y=110mmにおける、Ｋの着弾ずれ量は20μm未満、Ｃの着弾ずれ量は0μm、Ｍの着弾ずれ量は-20μm未満、Ｙの着弾ずれ量は-20μm超である。
図１４（ｂ）に示すように、印字位置y=110mmにおける、Ｋに対するＣの着弾ずれ量は20μm未満、Ｍの着弾ずれ量は20μm超、Ｙの着弾ずれ量は40μm超である。
図１４（ｄ）１４１１に、印字位置y=110mmにおける、設計上の着弾位置とＫＣＭＹ各色の着弾位置を示す。

次に、印字位置y=220mmについて説明する。
図１４（ａ）に示すように、印字位置y=220mmにおける、Ｋの着弾ずれ量は0μm、Ｃの着弾ずれ量は-20μm未満、Ｍの着弾ずれ量は-20μm超、Ｙの着弾ずれ量は-30μmである。
図１４（ｂ）に示すように、印字位置y=220mmにおける、Ｋに対するＣの着弾ずれ量は20μm未満、Ｍの着弾ずれ量は20μm超、Ｙの着弾ずれ量は30μmである。
図１４（ｄ）１４２２に、印字位置y=220mmにおける、設計上の着弾位置とＫＣＭＹ各色の着弾位置を示す。

次に、印字位置y=330mmについて説明する。
図１４（ａ）に示すように、印字位置y=330mmにおける、Ｋの着弾ずれ量は-20μm未満、Ｃの着弾ずれ量は-20μm超、Ｍの着弾ずれ量は-30μm、Ｙの着弾ずれ量は-20μm超である。
図１４（ｂ）に示すように、印字位置y=330mmにおける、Ｋに対するＣの着弾ずれ量は20μm未満、Ｍの着弾ずれ量も20μm未満、Ｙの着弾ずれ量も20μm未満である。
図１４（ｄ）１４３３に、印字位置y=330mmにおける、設計上の着弾位置とＫＣＭＹ各色の着弾位置を示す。

次に、印字位置y=440mmについて説明する。
図１４（ａ）に示すように、印字位置y=440mmにおける、Ｋの着弾ずれ量は-20μm超、Ｃの着弾ずれ量は-30μm、Ｍの着弾ずれ量は-20μm超、Ｙの着弾ずれ量は-20μm未満である。
図１４（ｂ）に示すように、印字位置y=440mmにおける、Ｋに対するＣの着弾ずれ量は20μm未満、Ｍの着弾ずれ量は-20μm未満、Ｙの着弾ずれ量も-20μm未満である。
図１４（ｄ）１４４４に、印字位置y=440mmにおける、設計上の着弾位置とＫＣＭＹ各色の着弾位置を示す。

次に、印字位置y=550mmについて説明する。
図１４（ａ）に示すように、印字位置y=550mmにおける、Ｋの着弾ずれ量は-30μm、Ｃの着弾ずれ量は-20μm超、Ｍの着弾ずれ量は-20μm未満、Ｙの着弾ずれ量は20μm未満である。
図１４（ｂ）に示すように、印字位置y=550mmにおける、Ｋに対するＣの着弾ずれ量は-20μm未満、Ｍの着弾ずれ量も-20μm未満、Ｙの着弾ずれ量は-20μm超である。
図１４（ｄ）１４５５に、印字位置y=550mmにおける、設計上の着弾位置とＫＣＭＹ各色の着弾位置を示す。

前記の如く、
印字位置y=220mmにおける、設計上の着弾位置に対するＹの着弾ずれ量は-30μm、
印字位置y=330mmにおける、設計上の着弾位置に対するＭの着弾ずれ量は-30μm、
印字位置y=440mmにおける、設計上の着弾位置に対するＣの着弾ずれ量は-30μm、
印字位置y=550mmにおける、設計上の着弾位置に対するＫの着弾ずれ量は-30μmである。

印字位置y=220mmにおける、Ｙの吐出タイミングを30μm早くすると、
110mmずれた印字位置y=330mmにおける、Ｍの吐出タイミングも30μm早くなり、
220mmずれた印字位置y=440mmにおける、Ｃの吐出タイミングも30μm早くなり、
330mmずれた印字位置y=550mmにおける、Ｋの吐出タイミングも30μm早くなり、ＫＣＭＹの各色が設計上の位置に着弾するようになる。

図１５（ａ）は、印字位置を横軸とし、設計上の着弾位置からのずれ量を縦軸とする。着弾ずれ量には、ベルト周期の着弾ずれ量に、ローラ周期の着弾ずれ量が付加されている。

点線１５１１は、Ｋのベルト周期の着弾ずれ量を、点線１５１２は、Ｃのベルト周期の着弾ずれ量を、点線１５１３は、Ｍのベルト周期の着弾ずれ量を、点線１５１４は、Ｙのベルト周期の着弾ずれ量を示す。

実線１５２１は、Ｋに関するベルト周期の着弾ずれ量とローラ周期の着弾ずれ量との和を、実線１５２２は、Ｃに関するベルト周期の着弾ずれ量とローラ周期の着弾ずれ量との和を、実線１５２３は、Ｍに関するベルト周期の着弾ずれ量とローラ周期の着弾ずれ量との和を、実線１５２４は、Ｙに関するベルト周期の着弾ずれ量とローラ周期の着弾ずれ量との和を示す。

図１５（ｂ）は、印字位置を横軸とし、Ｋに対するＣＭＹ各色の着弾ずれ量を縦軸とする。着弾ずれ量には、図１５（ａ）と同様に、ベルト周期の着弾ずれ量にローラ周期の着弾ずれ量が付加されている。

点線１５３１は、Ｋに対するＣのベルト周期の着弾ずれ量を、点線１５３２は、Ｋに対するＭのベルト周期の着弾ずれ量を、点線１５３３は、Ｋに対するＹのベルト周期の着弾ずれ量を示す。

実線１５４１は、Ｋに対するＣのベルト周期の着弾ずれ量とローラ周期の着弾ずれ量との和を、実線１５４２は、Ｋに対するＭのベルト周期の着弾ずれ量とローラ周期の着弾ずれ量との和を、実線１５４３は、Ｋに対するＹのベルト周期の着弾ずれ量とローラ周期の着弾ずれ量との和を示す。

ローラ周期が付加された着弾ずれを図１５（ｂ）の実線１５４１、１５４２、１５４３として示した。Ｋに対するＣの着弾ずれを示す実線１５４１をｋｃ（ｙ）、Ｋに対するＭの着弾ずれを示す実線１５４２をｋｍ（ｙ）、Ｋに対するＣの着弾ずれを示す実線１５４３をｋｃ（ｙ）として、ローラ周期の126mm周期成分Rkc(y)、Rkm(y) 、Rky(y)を数式１４によって求める。

図１５（ｃ）は、印字位置を横軸とし、Ｋに対するＣＭＹ各色の着弾ずれ量を縦軸とする。着弾ずれ量は、ローラ周期の着弾ずれ量を抽出したものである。実線１５５１は数式１４によって求めたRkc(y)を、実線１５５２は数式１４によって求めたRkm(y) を、実線１５５３は数式１４によって求めたRky(y)を示す。この様に、着弾ずれ周期が既知である場合、着弾ずれ量を抽出することができる。

また、数式７〜数式１３は、任意の相対的な着弾ずれから補正値テーブルK(y)を求める方法である。かかる方法を図１５（ｃ）の実線１５５１から１５０３に流用することによって、ローラ周期の補正値も求めることができる。以下にその方法を説明する。

[KCからKを求める方法]
Rkc(y)を数式８のKC(y)として、数式７〜数式１１を用いてK(y)を求める。yが0〜126mm時のK(y)の値がローラ周期の補正値テーブルの値となる。

[KC、KM、KYからKを求める方法]
Rky(y)を数式２のKY(y)とし、Rkc(y)を数式３のKC(y)とし、Rkm(y)を数式３のKM(y)として、数式９〜数式１１を用いてK(y)を求める。yが0〜126mm時のK(y)の値がローラ周期の補正値テーブルの値となる。

第１実施例の画像形成装置の概略図を示す図である。 着弾ずれを補正するために必要な手順を示す図である。 第１実施例における補正回路の内部構成を示す概略図である。 第１実施例における補正回路の動作を説明するための図である。 搬送ベルト周長周期で従動ローラの駆動半径r[mm]がSIN波状に変動した場合の駆動半径rと、設計値に対する着弾位置のずれ量gを示す図である。 印字位置を横軸とし、ＫＣＭＹの各色の設計値に対する着弾位置のずれ量を縦軸とした図である。 印字位置を横軸とし、ＣＭＹの各色に対するＫの着弾位置のずれ量を縦軸とした図である。 印字位置を横軸とし、KC(y)の計測値と、k(0)=0とした場合のk(y)と、k(0)=0とした場合のc(y)の着弾ずれ量を縦軸とした図である。 印字位置を横軸とし、k(y)=0，0≦y＜110とした場合のk(y)と、k(y)の110[mm]周期成分の波形s(y)と、s(y)とk(y)の差分K(y)の着弾ずれ量を縦軸とした図である。 第２実施例の画像形成装置の概略図を示す図である。 第２実施例における補正回路の内部構成を示す概略図である。 印字位置を横軸とし、KY(y)と、KM(y)と、KC(y)と、KC(y)から作成したk(y)と、KM(y)から作成したk(y)と、KY(y)から作成したk(y)の着弾位置のずれ量を縦軸とした図である。 印字位置を横軸とし、KC(y)、KM(y)、KY(y)から作成したk(y)と、k(y)の110[mm]周期成分の波形s(y)と、s(y)とk(y)の差分K(y)の着弾ずれ量を縦軸とした図である。 図１４（ａ）は正確なドットピッチからの単色の着弾ずれ（絶対値）を示し、図１４（ｂ）はＫに対するＣＭＹ各色の着弾ずれ（相対値）を示し、図１４（ｃ）はインクヘッドの並び（イメージ）を示し、図１４（ｄ）は設計上の着弾位置とＫＣＭＹ各色の着弾位置を示す。 図１５（ａ）は、印字位置を横軸とし、設計上の着弾位置からのずれ量（ベルト周期の着弾ずれ量+ローラ周期の着弾ずれ量）を縦軸とし、図１５（ｂ）は、印字位置を横軸とし、Ｋに対するＣＭＹ各色の着弾ずれ量（ベルト周期の着弾ずれ量+ローラ周期の着弾ずれ量）を縦軸とし、図１５（ｃ）は、印字位置を横軸とし、Ｋに対するＣＭＹ各色の着弾ずれ量（抽出されたローラ周期の着弾ずれ量）を縦軸とする。

符号の説明

３１…Lck×256逓倍器 ３２…ベルトLckカウンタ ３３…第１加算器
３４…第２加算器 ３５…比較演算器 ３６…出力パルスカウンタ
３７…ベルト補正値テーブル
１０１…給紙台 １０３…レジストローラ １０５…搬送ベルト
１０７、１０９、１１１、１１３…ラインインクジェットヘッド １１５…従動ローラ
１１７…ロータリーエンコーダ １１９…駆動モータ １２１…駆動ローラ
１２３…ベルト基準マーク １２５…ベルト基準センサ １２７…補正回路
１２９…ヘッド駆動回路 １３１…用紙先端センサ
２２１…補正回路 ２２３…ローラ基準センサ ２２５…エンコーダ基準センサ
２２７…エンコーダ基準マーク ２２９…ローラ基準マーク

Claims (7)

1. 回動により被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段の回動動作に応じてパルス信号を出力する搬送量検出手段と、
   前記搬送手段に設けられた基準位置を検出する搬送基準位置検出手段と、
   前記基準位置を検出した後の前記パルス信号をカウントすることによって、前記基準位置に対する前記搬送手段の回動位置を算出する回動位置算出手段と、
   前記搬送手段の１回動周期分の印字タイミング補正値を算出する印字タイミング補正値算出手段と、
   前記搬送手段の前記回動位置に対応する前記印字タイミング補正値に基づいて、前記パルス信号の位相を前記印字タイミング補正値分ずらした印字タイミング信号を生成する印字タイミング信号生成手段と、
   少なくとも２つ以上のインク吐出ヘッドを用紙搬送方向に所定間隔をあけて配置し、被画像形成媒体を搬送しながら前記印字タイミング信号に同期して前記インク吐出ヘッドからインクを吐出することで２色以上の画像を形成する画像形成手段と、
   を有し、
   前記印字タイミング補正値は、前記搬送手段の１回動周期分以上に相当する被画像形成媒体に形成された特定画像パターン内の、異なる位置に配置された前記インク吐出ヘッドから吐出されるインクの相対的な着弾ずれ量に基づいて、異なる２つの位置に配置された前記インク吐出ヘッドから吐出された２色のインク間の前記相対的な着弾ずれ量を積算することによりいずれか一方のインク吐出ヘッドに対応する着弾ずれ量を算出し、前記インク吐出ヘッドの間隔に基づいて、前記算出された着弾ずれ量の周期成分を抽出し、前記算出された着弾ずれ量と前記抽出された周期成分との差分に基づいて算出された値である
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 回動により被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段の回動動作に応じてパルス信号を出力する搬送量検出手段と、
   前記搬送手段に設けられた基準位置を検出する搬送基準位置検出手段と、
   前記基準位置を検出した後の前記パルス信号をカウントすることによって、前記基準位置に対する前記搬送手段の回動位置を算出する回動位置算出手段と、
   前記搬送手段の１回動周期分の印字タイミング補正値テーブルを記憶する記憶手段と、
   前記印字タイミング補正値テーブルから前記搬送手段の前記回動位置に対応する印字タイミング補正値を読み出し、前記パルス信号の位相を前記印字タイミング補正値分ずらした印字タイミング信号を生成する印字タイミング信号生成手段と、
   第１，第２のインク吐出ヘッドを被画像形成媒体搬送方向に間隔ｄをあけて配置し、被画像形成媒体を搬送しながら前記印字タイミング信号に同期して前記第１，第２のインク吐出ヘッドからインクを吐出することで画像を形成する画像形成手段と、
   を有する画像形成装置であって、
   前記搬送手段の１回動周期分以上に相当する被画像形成媒体に形成された前記特定画像パターン内の回動位置y＝（ｄｎ＋ａ）において、
   第１のインク吐出ヘッドから吐出されるインクの着弾位置が第２のインク吐出ヘッドから吐出されるインクの着弾位置に対してどれだけずれているかを示す値をKC（ｄｎ＋ａ）として、数式１−１を用いてｋ（ｄｎ＋ａ）を算出し、
   

   

   前記搬送手段の１回動周期内に対する前記インク吐出ヘッドの間隔ｄの周波数をLとし、（ｄｎ＋ａ）／ｄの剰余をｍとして、数式１−２を用いてｓを算出し、
   

   

   前記算出されたｋ（ｄｎ＋ａ）から前記算出されたｓを減算した値に基づいて、前記印字タイミング補正値を算出することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記印字タイミング補正値は、
   前記算出された印字タイミング補正値と、この算出された印字タイミング補正値に基づいて前記画像形成手段により形成された特定画像パターンから測定されたインク着弾のずれ量の値とに基づいて、新たに算出された値である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記搬送手段が複数の搬送部材からなり、
   各搬送部材に対して、前記搬送基準位置検出手段と、前記回動位置算出手段と、前記記憶手段とを備え、
   前記複数の搬送部材の中で回動周期が一番長い搬送部材の１回動周期分以上に相当する被画像形成媒体に前記特定画像パターンが形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記特定画像パターンを印字するときは、
   前記搬送位置算出手段で算出する特定の位置から印刷を開始し、
   前記搬送手段の少なくとも１回転周期分以上の長さ分の用紙複数枚を特定の間隔をあけて連続印刷することを、特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記特定画像パターンを印字するときは、
   回転周期の一番長い前記搬送部材の前記搬送位置算出手段で算出する特定の位置から印刷を開始し、
   回転周期の一番長い前記搬送部材の少なくとも１回転周期分以上の長さ分の用紙複数枚を特定の間隔をあけて連続印刷することを、特徴とする、請求項４記載の画像形成装置。
7. 第１搬送基準位置検出手段が第１基準位置を検出するごとに、前記インク吐出ヘッドからインクを吐出させて前記特定画像パターンに第１印を追加し、
   第２搬送基準位置検出手段が第２基準位置を検出するごとに、前記インク吐出ヘッドからインクを吐出させて前記特定画像パターンに第２印を追加することを特徴とする、請求項４又は６に記載の画像形成装置。

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