特開 2024-5878 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024005878

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/01 20060101AFI20240110BHJP

【ＦＩ】

B41J2/01 203

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022106305

(22)【出願日】2022-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】市川 翔平

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 祥爾

【テーマコード（参考）】

2C056

【Ｆターム（参考）】

2C056EA04

2C056EB03

2C056EB07

2C056EB35

2C056EC03

2C056EC07

2C056EC42

2C056EC77

2C056FA02

2C056FA10

2C056HA38

(57)【要約】

【課題】吐出タイミングの調整を適切に実行可能な新規技術を提供する。
【解決手段】画像形成装置において、コントローラ６５は、吐出ヘッド３１によるインク液滴の吐出を制御し、更には、記録媒体に対する吐出ヘッドの相対移動を制御するように構成される。コントローラは、設定パラメータに従う速度で吐出ヘッドが相対移動するように、吐出ヘッドの相対移動を制御する。コントローラは、速度検出器により検出された相対速度としての検出速度に基づき、インク液滴の吐出タイミングに関する遅延量を決定し、吐出ヘッドが、基準タイミングから遅延量だけ時間的に遅れた吐出タイミングで、インク液滴を吐出するように、吐出ヘッドに対する駆動信号を生成する。遅延量は、吐出タイミングの前回遅延量、及び、設定パラメータの少なくとも一方に基づいて制限された範囲内で、基準速度に対する検出速度の比に応じた時間に決定される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インク液滴の吐出により、記録媒体に画像を形成するように構成される吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドを、前記記録媒体に対し相対移動させるように構成される移動機構と、
前記記録媒体に対する前記吐出ヘッドの相対速度を検出するように構成される速度検出器と、
前記吐出ヘッドによる前記インク液滴の吐出を制御し、更には、前記移動機構を通じて前記記録媒体に対する前記吐出ヘッドの相対移動を制御するように構成されるコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
設定パラメータに従う速度で前記吐出ヘッドが相対移動するように、前記吐出ヘッドの前記相対移動を制御し、
前記インク液滴の吐出タイミングを指定する駆動信号を、前記吐出ヘッドに入力することにより、前記吐出ヘッドによる前記インク液滴の吐出を制御し、
前記速度検出器により検出された前記相対速度としての検出速度に基づき、前記インク液滴の吐出タイミングに関する遅延量を決定し、前記吐出ヘッドが、基準タイミングから前記遅延量だけ時間的に遅れた吐出タイミングで、前記インク液滴を吐出するように、前記駆動信号を生成し、
前記遅延量は、吐出タイミングの前回遅延量、及び、前記設定パラメータの少なくとも一方に基づいて制限された範囲内で、基準速度に対する前記検出速度の比に応じた時間に決定される画像形成装置。

【請求項2】

前記基準タイミングは、前記吐出ヘッドの位置に応じて定まる請求項１記載の画像形成装置。

【請求項3】

エンコーダ信号として、前記吐出ヘッドの変位に応じた信号を出力するエンコーダ
を備え、
前記コントローラは、前記エンコーダ信号に対して前記遅延量に応じた処理を加えて前記駆動信号を生成する請求項２記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記設定パラメータは、前記吐出ヘッドの速度プロファイルを定義し、
前記速度プロファイルは、加速区間及び定速区間、並びに、前記定速区間及び減速区間の少なくとも一方を含み、
前記コントローラは、前記速度プロファイルに従って、前記加速区間では、前記吐出ヘッドが前記記録媒体に対して相対的に所定速度まで加速し、前記加速区間に続く前記定速区間では、前記吐出ヘッドが前記記録媒体に対して相対的に前記所定速度で定速運動し、前記定速区間に続く前記減速区間では、前記吐出ヘッドが前記記録媒体に対して相対的に停止するまで減速するように、前記吐出ヘッドの前記相対移動を制御し、
前記インク液滴の吐出が、前記加速区間及び前記定速区間、並びに、前記定速区間及び前記減速区間の少なくとも一方において実行される請求項１記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記遅延量が、前記加速区間及び前記定速区間、並びに、前記定速区間及び前記減速区間の少なくとも一方において、一律の規則で、前記比に基づき前記制限された範囲内で決定される請求項４記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記設定パラメータは、複数の時点のそれぞれにおいて実現されるべき前記吐出ヘッドの相対速度である目標速度を定義し、
前記遅延量の上限値及び下限値の少なくとも一方が、前記設定パラメータから特定される現時点に対応する前記目標速度に基づいて決定される請求項１記載の画像形成装置。

【請求項7】

前記上限値が、前記目標速度に基づいて決定される請求項６記載の画像形成装置。

【請求項8】

前記遅延量の上限値及び下限値の少なくとも一方が、前記前回遅延量に基づいて決定される請求項１記載の画像形成装置。

【請求項9】

前記下限値が、前記前回遅延量に基づいて決定される請求項８記載の画像形成装置。

【請求項10】

前記下限値が、前記前回遅延量より所定量小さい値に決定される請求項９記載の画像形成装置。

【請求項11】

前記所定量が、前記インク液滴の吐出から次の前記インク液滴の吐出準備に必要な時間を前記基準タイミングの時間間隔から減算した値に対応する請求項１０記載の画像形成装置。

【請求項12】

前記吐出ヘッドは、前記駆動信号が入力される度に、前記インク液滴を吐出するように動作し、
前記コントローラは、前記駆動信号の前記吐出ヘッドに対する入力タイミングを、前記遅延量に応じて調整することにより、前記吐出ヘッドによる前記インク液滴の前記吐出タイミングを制御するように構成される請求項１～請求項１１のいずれか一項記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

画像形成装置として、用紙を副走査方向に搬送する一方、インク液滴を吐出する吐出ヘッドを主走査方向に搬送することにより、吐出ヘッドの下方に位置する用紙に画像を形成するインクジェットプリンタが知られている。

【0003】

このインクジェットプリンタでは、例えば、吐出ヘッドの変位に応じて出力されるリニアエンコーダからのエンコーダ信号に基づき、吐出ヘッドの駆動信号が生成される。吐出ヘッドの移動速度に基づいた駆動信号の調整により、インク液滴の吐出タイミングが、調整される（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

インク液滴は、吐出ヘッドから下方への吐出速度、及び、吐出ヘッドの移動速度に応じた軌跡で、用紙に着弾する。吐出ヘッドの移動速度が高いほど、インク液滴は、吐出されてから用紙に着弾するまでに、吐出ヘッドの移動方向に移動する。

【0005】

吐出タイミングの調整は、吐出ヘッドの移動速度に応じて変化するインク液滴の吐出から着弾までのインク液滴の飛行距離の変化に応じたインク液滴の着弾地点の理想地点からのずれを抑制するために行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４－１１７９１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、繰返しのインク液滴の吐出に際し、吐出ヘッドが吐出を完了してから次の吐出を開始するまでには、吐出準備のための時間が必要である。一方、スループット向上のために、吐出ヘッドの第一の吐出から第二の吐出までに予め用意される時間は、多くない。すなわち、用意される時間は、吐出準備に関する必要最低限の時間に、多少の余裕量を付加した時間である。

【0008】

そのため、従来技術では、吐出タイミングの調整により、次の吐出準備に必要な時間を確保できないケースが多々生じていた。次のインク液滴の吐出タイミングまでに、吐出準備が完了しないケースでは、用紙に形成される画像の品質が、ドット抜けや印字ズレの発生によって劣化する。

【0009】

そこで、本開示の一側面によれば、画像形成装置において、吐出タイミングの調整によって次回吐出までの時間が短くなることに起因する画像品質への好ましくない影響を抑えながら、吐出タイミングの調整を適切に実行可能な新規技術を提供できることが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示の一側面によれば、画像形成装置が提供される。画像形成装置は、吐出ヘッドと、移動機構と、速度検出器と、コントローラと、を備える。吐出ヘッドは、インク液滴の吐出により、記録媒体に画像を形成するように構成される。

【0011】

移動機構は、吐出ヘッドを、記録媒体に対し相対移動させるように構成される。速度検出器は、記録媒体に対する吐出ヘッドの相対速度を検出するように構成される。コントローラは、吐出ヘッドによるインク液滴の吐出を制御し、更には、移動機構を通じて記録媒体に対する吐出ヘッドの相対移動を制御するように構成される。

【0012】

コントローラは、設定パラメータに従う速度で吐出ヘッドが相対移動するように、吐出ヘッドの相対移動を制御する。コントローラは、インク液滴の吐出タイミングを指定する駆動信号を、吐出ヘッドに入力することにより、吐出ヘッドによるインク液滴の吐出を制御する。

【0013】

コントローラは更に、速度検出器により検出された相対速度としての検出速度に基づき、インク液滴の吐出タイミングに関する遅延量を決定し、吐出ヘッドが、基準タイミングから遅延量だけ時間的に遅れた吐出タイミングで、インク液滴を吐出するように、駆動信号を生成する。

【0014】

遅延量は、吐出タイミングの前回遅延量、及び、設定パラメータの少なくとも一方に基づいて制限された範囲内で、基準速度に対する検出速度の比に応じた時間に決定される。

【0015】

吐出タイミングの調整によって次回吐出までの時間が短くなる事象は、例えば、遅延量が前回遅延量よりも短くなることにより生じる。遅延量が短くなることで、吐出タイミングが早まるためである。

【0016】

遅延量が、制限された範囲内で決定されることによれば、次回吐出までの時間が短くなることに起因する画像品質への好ましくない影響を抑えることができる。特に、吐出タイミングの前回遅延量、及び、設定パラメータの少なくとも一方に基づいて、遅延量の範囲を制限することによれば、遅延を設ける主たる目的であるインク液滴の着弾点の制御に制約が生じるのを抑えつつ、適切に、遅延量の変動による画像品質低下への影響を抑えることができる。従って、この画像形成装置によれば、吐出タイミングの調整を適切に実行可能である。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】画像形成装置の構成を表すブロック図である。

【図2】印刷機構の構成を表す図である。

【図3】速度プロファイルを説明するグラフである。

【図4】インク液滴の着弾点に関する説明図である。

【図5】ヘッドコントローラの詳細構成を表すブロック図である。

【図6】遅延設定器が実行する設定処理を表すフローチャートである。

【図7】タイミング違反に関する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に本開示の例示的実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１に示す本実施形態の画像形成装置１は、インクジェットプリンタとして構成される。この画像形成装置１は、プロセッサ１１と、メモリ１３と、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１５と、ユーザインタフェース（Ｉ／Ｆ）１７と、ＡＳＩＣ２０とを備え、これらがバス５を介して接続された構成にされる。

【0019】

プロセッサ１１は、メモリ１３に格納されたコンピュータプログラムに従う処理を実行し、画像形成装置１の各部を統括制御する。例えば、プロセッサ１１は、外部から入力された印刷指令に基づく画像を、記録媒体としての用紙Ｐに形成するための処理を実行する。メモリ１３は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭを含むことができ、コンピュータプログラム及び各種設定情報を記憶することができる。

【0020】

通信インタフェース１５は、パーソナルコンピュータ等の外部装置と通信可能な構成にされる。ユーザインタフェース１７は、ユーザにより操作可能な操作部及びユーザに向けて各種情報を表示可能な表示部を備える。印刷指令は、通信インタフェース１５又はユーザインタフェース１７を通じて、外部装置又はユーザから入力される。

【0021】

画像形成装置１は、記録ヘッド３１と、キャリッジ３３と、キャリッジ（ＣＲ）モータ３５と、リニアエンコーダ３７と、を更に備える。記録ヘッド３１は、インク液滴を吐出するように構成される吐出ヘッド、所謂インクジェットヘッドである。記録ヘッド３１は、キャリッジ３３に搭載され、キャリッジ３３と共に図２に示す主走査方向に移動する。主走査方向は、用紙Ｐが搬送される副走査方向と直交する方向である。記録ヘッド３１は、主走査方向に移動する際、インク液滴の吐出により下方の用紙Ｐに画像を形成する。

【0022】

ＣＲモータ３５は、直流モータであり、キャリッジ３３の移動に関する駆動源として使用される。リニアエンコーダ３７は、インクリメンタル型の光学式リニアエンコーダであり、キャリッジ３３の主走査方向における位置Ｘ及び速度Ｖを検出するために用いられる。

【0023】

記録ヘッド３１、キャリッジ３３、ＣＲモータ３５、及びリニアエンコーダ３７は、印刷機構４０に設けられる。印刷機構４０は、ＣＲモータ３５からの動力を受けて、記録ヘッド３１を搭載するキャリッジ３３を主走査方向に移動させることにより、記録ヘッド３１を用紙Ｐに対して相対移動させる。印刷機構４０は、キャリッジ３３の通路を規定するガイド軸４１を、主走査方向に備える。キャリッジ３３は、ガイド軸４１に挿通される。

【0024】

キャリッジ３３は、ガイド軸４１に沿って設けられた無端ベルト４３に連結される。無端ベルト４３は、ガイド軸４１の一端に設置された駆動プーリ４５と、ガイド軸４１の他端に設置された従動プーリ４６と、の間に巻回される。

【0025】

駆動プーリ４５は、ＣＲモータ３５により回転駆動され、無端ベルト４３を回転させる。キャリッジ３３は、無端ベルト４３の回転を通じて伝達されるＣＲモータ３５の動力により、ガイド軸４１に沿って主走査方向に移動する。

【0026】

ガイド軸４１の近傍には、エンコーダスケールとしてのリニアスケール４８が設けられる。キャリッジ３３には、光学センサ４９が搭載される。リニアエンコーダ３７は、このリニアスケール４８及び光学センサ４９によって構成される。

【0027】

リニアスケール４８は、ガイド軸４１に沿って設置される。リニアスケール４８は、主走査方向に対応する長尺方向に、所定の間隔で配置されたスリット又はマーク（図示せず）を備える。光学センサ４９は、キャリッジ３３に固定されており、キャリッジ３３と共にリニアスケール４８に沿って主走査方向に移動する。

【0028】

光学センサ４９は、キャリッジ３３の移動時にリニアスケール４８のスリット又はマークを読み取り、その読取信号として、キャリッジ３３の変位に応じたパルス状のエンコーダ信号を出力する。エンコーダ信号は、キャリッジ３３の位置に応じたパルスエッジを含む。

【0029】

画像形成装置１は更に、用紙Ｐの搬送を実現するために、ラインフィード（ＬＦ）モータ５１と、ロータリエンコーダ５３とを備える（図１参照）。ＬＦモータ５１は、直流モータであり、用紙Ｐを副走査方向へ搬送する搬送ローラ（図示せず）を回転させるための駆動源として機能する。ロータリエンコーダ５３は、インクリメンタル型の光学式ロータリエンコーダであり、搬送ローラの回転量及び回転速度を検出するために用いられる。

【0030】

ＡＳＩＣ２０は、例えばプロセッサ、メモリ、及び専用回路を備え、これらの協働により、印刷コントローラ６０及び用紙搬送コントローラ６９として機能する。印刷コントローラ６０は、記録ヘッド３１によるインク液滴の吐出を制御し、更には、キャリッジ３３の移動を、ＣＲモータ３５を通じて制御するように構成される。

【0031】

用紙搬送コントローラ６９は、用紙Ｐの副走査方向への搬送を、ＬＦモータ５１を通じて制御するように構成される。用紙搬送コントローラ６９は、ロータリエンコーダ５３からのエンコーダ信号に基づき、ＬＦモータ５１をフィードバック制御する。

【0032】

印刷コントローラ６０は、位置検出器６１と、速度検出器６３と、ヘッドコントローラ６５と、モータコントローラ６７とを備える。位置検出器６１は、リニアエンコーダ３７から入力されるエンコーダ信号に基づき、キャリッジ３３の位置Ｘを検出するように構成される。

【0033】

速度検出器６３は、リニアエンコーダ３７から入力されるエンコーダ信号におけるパルスエッジの発生時間間隔Ｔｖを、キャプチャー値Ｔｖとして計測することにより、キャリッジ３３の速度Ｖを検出するように構成される。速度Ｖは、キャプチャー値Ｔｖの逆数に対応する。速度Ｖは、静止する用紙Ｐに対するキャリッジ３３の相対速度ということができる。

【0034】

ヘッドコントローラ６５は、記録ヘッド３１によるインク液滴の吐出を制御するように構成される。ヘッドコントローラ６５は、用紙Ｐに形成されるべき画像に対するインク液滴の吐出動作を記録ヘッド３１に実行させるための駆動信号（以下「ヘッド駆動信号」という）を生成する。ヘッドコントローラ６５は、生成したヘッド駆動信号を記録ヘッド３１に入力することにより、記録ヘッド３１によるインク液滴の吐出を制御する。

【0035】

ヘッド駆動信号は、インク液滴の吐出タイミングを規定する駆動パルスを含む。記録ヘッド３１は、ＡＳＩＣ２０からのヘッド駆動信号の入力に応じて、対応するノズルから、対応する液滴サイズのインク液滴を吐出するように動作する。

【0036】

モータコントローラ６７は、ＣＲモータ３５の制御により、キャリッジ３３の用紙Ｐに対する変位を制御するように構成される。モータコントローラ６７は、所与の速度プロファイルに従う速度でキャリッジ３３が主走査方向に移動するように、ＣＲモータ３５を制御する。モータコントローラ６７は、ＣＲモータ３５をＰＷＭ駆動するための駆動信号を、ＣＲモータ３５に入力することにより、ＣＲモータ３５を制御する。

【0037】

図３は、速度プロファイルの例を示す。画像形成装置１では、用紙Ｐへの画像形成のために、キャリッジ３３が主走査方向において往復動するように、モータコントローラ６７がＣＲモータ３５を制御する。

【0038】

図３に示される速度プロファイルは、キャリッジ３３の片道分の移動過程における各時点でのキャリッジ３３の目標速度Ｖｒを定義する速度プロファイルである。すなわち、この速度プロファイルは、キャリッジ３３が停止位置から次の目標停止地点である折返し地点まで移動して停止するまでのキャリッジ３３の目標速度Ｖｒを定義する。

【0039】

速度プロファイルは、加速区間、定速区間、及び減速区間のそれぞれの速度プロファイルを含む。加速区間の速度プロファイルは、キャリッジ３３が、停止状態から、定速運動時の速度として予め定められた速度Ｖｃに加速するまでのキャリッジ３３の目標速度Ｖｒを定義する。

【0040】

加速区間に続く定速区間の速度プロファイルは、区間内一定の目標速度Ｖｒ＝Ｖｃを定義する。定速区間に続く減速区間の速度プロファイルは、減速開始地点から目標停止地点までのキャリッジ３３の目標速度Ｖｒとして、定速運動時の速度Ｖｒ＝Ｖｃから、速度Ｖｒ＝０まで減速して停止するまでのキャリッジ３３の目標速度Ｖｒを定義する。

【0041】

モータコントローラ６７は、このような加速区間、定速区間、及び減速区間を含む速度プロファイルに従って、キャリッジ３３が目標速度Ｖｒに応じた速度で移動するように、ＣＲモータ３５を制御する。すなわち、加速区間では、キャリッジ３３が所定速度Ｖ＝Ｖｃまで加速し、加速区間に続く定速区間では、キャリッジ３３が所定速度Ｖ＝Ｖｃで定速運動し、続く減速区間では、速度Ｖ＝０まで減速して停止するように、ＣＲモータ３５を制御する。

【0042】

本実施形態において、インク液滴の吐出は、加速区間及び定速区間において行われる。ヘッドコントローラ６５による記録ヘッド３１の制御により、定速区間だけではなく、キャリッジ３３が定速状態に移行するまでの加速区間においても、記録ヘッド３１によるインク液滴の吐出動作が実行される。インク液滴の吐出区間は、加速区間の途中から定速区間の終了地点までの区間である。

【0043】

ここで、ムラのない高品質な画像を用紙Ｐに形成するために必要なインク液滴の吐出動作の詳細を説明する。高品質な画像を用紙Ｐに形成するためには、用紙Ｐに等距離間隔でインク液滴が着弾するように、記録ヘッド３１からインク液滴が吐出されるのが好ましい。

【0044】

キャリッジ３３が理想的に定速状態で移動しているときには、記録ヘッド３１から等時間間隔でインク液滴を吐出すると、用紙Ｐに等距離間隔でインク液滴が着弾する。あるいは、キャリッジ３３が理想的に定速状態で移動しているときには、キャリッジ３３が所定距離移動する毎に、記録ヘッド３１からインク液滴を吐出すると、用紙Ｐに等距離間隔でインク液滴が着弾する。

【0045】

しかしながら、キャリッジ３３が加速しているときには、記録ヘッド３１から等時間間隔でインク液滴が吐出されても、あるいは、キャリッジ３３が所定距離移動する毎に、記録ヘッド３１からインク液滴が吐出されても、インク液滴は、用紙Ｐに等距離間隔に着弾しない。

【0046】

図４に示すように、移動する記録ヘッド３１からインク液滴が吐出されるときのインク液滴の速度ベクトルは、記録ヘッド３１から下方へのインク液滴の吐出に関する速度ベクトルと、記録ヘッド３１の主走査方向への移動に関する速度ベクトルとの合成ベクトルになる。

【0047】

記録ヘッド３１が用紙Ｐから高さＬの位置にあり、記録ヘッド３１から下方に速度Ｖｊでインク液滴が吐出される場合、インク液滴は、吐出から時間Ｔｆ＝Ｌ／Ｖｊ後に、用紙Ｐに着弾する。

【0048】

記録ヘッド３１が主走査方向に基準速度Ｖｓで移動しているときには、インク液滴は、吐出から着弾までの時間Ｔｆの間に主走査方向に距離Ｄｓ＝（Ｖｓ＊Ｔｆ）進む。すなわち、インク液滴は、吐出時の記録ヘッド３１の位置から距離Ｄｓ＝（Ｖｓ＊Ｔｆ）だけ主走査方向に進んだ地点で着弾する。

【0049】

一方、記録ヘッド３１が主走査方向に基準速度Ｖｓより低い速度Ｖｘで移動しているとき、インク液滴は、吐出から着弾までの時間Ｔｆの間に主走査方向に距離Ｄｓより短い距離Ｄｘ＝（Ｖｘ＊Ｔｆ）だけ進む。

【0050】

すなわち、記録ヘッド３１から同じ時点又は地点でインク液滴が吐出されても、そのインク液滴の着弾点は、記録ヘッド３１が速度Ｖｓで移動しているときと、記録ヘッド３１が速度Ｖｘで移動しているときとの間で、距離ΔＤ＝Ｄｓ－Ｄｘ＝（Ｖｓ－Ｖｘ）＊Ｔｆ異なる。

【0051】

従って、記録ヘッド３１が基準速度Ｖｓで移動している場合に、基準タイミング又は基準地点で吐出されたインク液滴が着弾する地点が、理想の着弾地点であるとの前提を置くと、記録ヘッド３１が基準速度Ｖｓより低い速度Ｖｘで走行しているときには、次のように記録ヘッド３１にインク液滴を吐出させなければ、インク液滴を理想の着弾地点に着弾させることはできない。

【0052】

すなわち、基準タイミングが到来してから、又は、記録ヘッド３１が基準地点を通過してから記録ヘッド３１が距離ΔＤ移動した時点又は地点で、記録ヘッド３１にインク液滴を吐出させなければ、インク液滴を理想の着弾地点に着弾させることはできない。

【0053】

この理想的な着弾のためには、記録ヘッド３１のインク液滴の吐出タイミングを、速度Ｖｘと基準速度Ｖｓとの比に応じた時間ΔＴ＝ΔＤ／Ｖｘ＝（Ｖｓ－Ｖｘ）・Ｔｆ／Ｖｘ＝（Ｖｓ／Ｖｘ）・Ｔｆ－Ｔｆだけ遅らせる必要がある。基準速度Ｖｓに対応するキャプチャー値をＴｓで表し、速度Ｖｘに対応するキャプチャー値をＴｘで表すと、ΔＴ＝（Ｔｘ／Ｔｓ）・Ｔｆ－Ｔｆである。

【0054】

本実施形態によれば、リニアエンコーダ３７からのエンコーダ信号を逓倍して生成される逓倍パルスの立ち上がりエッジが基準タイミングに対応する。基準地点は、この基準タイミングにおいて記録ヘッド３１が存在する地点に対応する。

【0055】

本実施形態のヘッドコントローラ６５は、記録ヘッド３１によるインク液滴の吐出タイミングを調整するように、ヘッド駆動信号を生成するために、図５に示すように、逓倍パルス生成器７１、遅延器７３、及び遅延設定器７５を備える。

【0056】

逓倍パルス生成器７１は、リニアエンコーダ３７から入力されるエンコーダ信号を逓倍して生成した逓倍パルスを遅延器７３に入力するように構成される。遅延器７３は、逓倍パルスに基づいてヘッド駆動信号を生成し、生成したヘッド駆動信号を記録ヘッド３１に入力するように構成される。

【0057】

遅延器７３は、逓倍パルスの入力毎に、具体的には逓倍パルスの立ち上がりエッジ毎に、設定された遅延量だけ逓倍パルスを遅延させるように信号処理して生成した駆動パルスを、ヘッド駆動信号として記録ヘッド３１に入力するように構成される。記録ヘッド３１は、駆動パルスが入力される度に、インク液滴を吐出するように動作する。

【0058】

遅延設定器７５は、速度検出器６３により検出されたキャリッジ３３の速度Ｖに基づき、遅延量を設定するように構成される。設定された遅延量に応じて遅延器７３から入力される遅延した駆動パルスに基づき、記録ヘッド３１は、インク液滴が理想の着弾地点に着弾するように、インク液滴を吐出する。遅延量は、基準タイミング（具体的には逓倍パルスの立ち上がりエッジ）からの吐出タイミングの遅延量に対応する。

【0059】

具体的に、遅延設定器７５は、図６に示す設定処理を繰返し実行することにより、遅延量として現在のキャリッジ３３の速度Ｖに応じた遅延時間Ｔｄを決定し、遅延器７３に設定する。これにより、遅延設定器７５は、遅延器７３に、逓倍パルスの入力毎に、キャリッジ３３の速度Ｖに応じた遅延時間Ｔｄ遅れたタイミングで、駆動パルスを記録ヘッド３１に入力させる。設定処理は、例えば、エンコーダ信号又は逓倍パルスの立ち上がりエッジ毎に実行される。

【0060】

図６に示す設定処理を開始すると、遅延設定器７５は、遅延器７３に前回設定した遅延時間Ｔｄを、前回遅延時間Ｔｐとして取得する（Ｓ１１０）。この取得のために、遅延設定器７５は、遅延器７３に設定した遅延時間Ｔｄの履歴を記憶しておくことができる。

【0061】

遅延設定器７５は更に、現在のキャリッジ３３の速度Ｖに対応する現在のキャプチャー値Ｔｖに基づいて、遅延時間Ｔｄの標準値Ｚｖ＝（Ｖｓ／Ｖ）・Ｔｆ－Ｔｆ＝（Ｔｖ／Ｔｓ）・Ｔｆ－Ｔｆを算出する（Ｓ１２０）。

【0062】

時間Ｔｆは、上述したように記録ヘッド３１によりインク液滴が吐出されてから、インク液滴が着弾するまでの時間に対応する。基準速度Ｖｓは、キャリッジ３３の移動過程における最大速度である定速時の速度Ｖｃ以上で定められる一定速度であり、時間Ｔｓは、基準速度Ｖｓに対応するキャプチャー値である。

【0063】

標準値Ｚｖの算出後、遅延設定器７５は、現在の目標速度Ｖｒに対応する現在の目標キャプチャー値Ｔｒに基づき、目標速度Ｖｒに対応した遅延時間である飽和遅延時間Ｔｍ＝（Ｖｓ／Ｖｒ）・Ｔｆ－Ｔｆ＝（Ｔｒ／Ｔｓ）・Ｔｆ－Ｔｆを算出する（Ｓ１３０）。

【0064】

その後、遅延設定器７５は、飽和遅延時間Ｔｍに基づいて遅延時間Ｔｄの上限値Ｚｍａｘ＝Ａ＊Ｔｍを設定する（Ｓ１４０）。係数Ａは、例えばＡ＝１であり得る。更に、遅延設定器７５は、前回遅延時間Ｔｐに基づいて遅延時間Ｔｄの下限値Ｚｍｉｎを、式Ｚｍｉｎ＝Ｔｐ－Ｙに従い設定する（Ｓ１５０）。

【0065】

値Ｙは、ゼロより大きい正の値である。上式によれば、下限値Ｚｍｉｎは、ゼロを下限に、前回遅延時間Ｔｐよりも小さい値に設定される。上限値Ｚｍａｘ及び下限値Ｚｍｉｎは、遅延器７３に設定される遅延時間Ｔｄを、上限値Ｚｍａｘから下限値Ｚｍｉｎまでの範囲内に制限するためのものである。

【0066】

上限値Ｚｍａｘ及び下限値Ｚｍｉｎの設定後、遅延設定器７５は、遅延時間Ｔｄの標準値Ｚｖが上限値Ｚｍａｘを超えているか否かを判断する（Ｓ１６０）。すなわち、遅延設定器７５は、標準値Ｚｖが、不等式Ｚｖ＞Ｚｍａｘを満足するかを判断する（Ｓ１６０）。

【0067】

遅延設定器７５は、標準値Ｚｖが上限値Ｚｍａｘを超えていると判断すると（Ｓ１６０でＹｅｓ）、遅延器７３に対して、遅延時間Ｔｄとして、上限値Ｚｍａｘを設定する（Ｓ１６５）。これにより遅延器７３は、目標速度Ｖｒに対応する遅延時間Ｚｍａｘだけ基準タイミングから遅れたタイミングで記録ヘッド３１にインク液滴を吐出させるように、ヘッド駆動信号を記録ヘッド３１に入力する。

【0068】

一方、遅延設定器７５は、標準値Ｚｖが上限値Ｚｍａｘ以下であると判断すると（Ｓ１６０でＮｏ）、標準値Ｚｖが下限値Ｚｍｉｎ未満であるか否かを判断する。すなわち、標準値Ｚｖが、不等式Ｚｖ＜Ｚｍｉｎを満足するかを判断する（Ｓ１７０）。

【0069】

遅延設定器７５は、標準値Ｚｖが下限値Ｚｍｉｎ未満であると判断すると（Ｓ１７０でＹｅｓ）、遅延器７３に対して、遅延時間Ｔｄとして、下限値Ｚｍｉｎを設定する（Ｓ１７５）。これにより遅延器７３は、前回遅延時間Ｔｐよりも短い遅延時間Ｚｍｉｎだけ基準タイミングから遅れたタイミングで記録ヘッド３１にインク液滴を吐出させるように、ヘッド駆動信号を記録ヘッド３１に入力する。

【0070】

遅延設定器７５は、標準値Ｚｖが上限値Ｚｍａｘ以下かつ下限値Ｚｍｉｎ以上であると判断すると（Ｓ１７０でＮｏ）、遅延器７３に対して、遅延時間Ｔｄとして、標準値Ｚｖを設定する（Ｓ１８０）。これにより遅延器７３は、キャリッジ３３の現在の速度Ｖに対応した遅延時間Ｚｖだけ基準タイミングから遅れたタイミングで記録ヘッド３１にインク液滴を吐出させるように、ヘッド駆動信号を記録ヘッド３１に入力する。

【0071】

本実施形態によれば、このように遅延設定器７５が、記録ヘッド３１の吐出タイミングを、逓倍パルスに基づく基準タイミングから、キャリッジ３３の検出速度Ｖ、目標速度Ｖｒ及び前回遅延時間Ｔｐを考慮した吐出タイミングに変更するように、記録ヘッド３１の駆動パルスを生成する。従って、検出されるキャリッジ３３の速度Ｖに大きな変化があるときでも、次のインク液滴の吐出準備に失敗して印刷画像の品質が劣化するのを抑制することができる。

【0072】

ここで、吐出準備に失敗する事象の詳細を、図７を用いて説明する。記録ヘッド３１からのインク液滴の吐出動作に関し、記録ヘッド３１がインク液滴の吐出を完了してから次の吐出を開始するまでには、吐出準備のための時間Ｒが必要である。吐出準備に必要な時間Ｒには、例えば各画素の制御データを転送する時間や、インク供給に必要な時間が含まれる。

【0073】

遅延時間Ｔｄの変化が小さいときには、先行するインク液滴の吐出タイミングＷ１から次のインク液滴の吐出タイミングＷ２までの時間間隔の変化幅は小さい。これに対し、遅延時間Ｔｄが、前回遅延時間Ｔｐよりも大きく縮小する場合には、先行するインク液滴の吐出タイミングＷ２から次のインク液滴の吐出タイミングＷ３までの時間が、遅延時間Ｔｄの縮小分、大きく縮小する。

【0074】

インク液滴の吐出間隔が、遅延時間Ｔｄの縮小に応じた量だけ縮小するため、遅延時間Ｔｄが大きく縮小すると、吐出間隔が、吐出準備に必要な時間よりも短くなる場合がある。この場合には、吐出準備が完了しないうちに、次のインク液滴の吐出タイミングＷ３が到来するタイミング違反が生じるため、記録ヘッド３１は、必要なインク液滴を適切に吐出することができない。これにより、用紙Ｐにはドット抜け等の事象が発生し、用紙Ｐに形成される印刷画像の品質が劣化する。

【0075】

遅延時間Ｔｄが大きく変化しても吐出準備に必要な時間が十分に確保されるように画像形成装置１を設計すると、当然のことながら、印刷にかかるスループットが低下する。このため、本実施形態では、遅延時間Ｔｄの下限値Ｚｍｉｎを、前回遅延時間Ｔｐを考慮して設定することにより、タイミング違反の発生を抑制する。

【0076】

上述のように下限値Ｚｍｉｎは、遅延時間Ｔｄが、前回遅延時間Ｔｐから、値Ｙより大きくは縮小しないように、遅延時間Ｔｄの変動を制御するパラメータである。値Ｙは、吐出準備に必要な時間Ｒを、基準タイミングの発生時間間隔である逓倍パルスの発生時間間隔Ｈから減算した値（Ｈ－Ｒ）より小さい値に定められ得る。

【0077】

遅延時間Ｔｄが（Ｔｐ－（Ｈ－Ｒ））であるとき、次のインク液滴の吐出タイミングは、吐出準備完了と同時に到来する。上記時間Ｒには、余裕量Ｒ０を加算することができる。例えば、値Ｙは、値（Ｈ－（Ｒ＋Ｒ０））に定められ得る。

【0078】

値Ｙは、発生時間間隔Ｈとして、Ｓ１５０の処理実行時点で判別可能な直前の逓倍パルスの発生時間間隔を用いて算出され得る。すなわち、Ｓ１５０における下限値Ｚｍｉｎの算出に用いられる値Ｙは、非固定値であり得て、Ｓ１５０における下限値Ｚｍｉｎの算出時に、算出され得る。

【0079】

余裕量Ｒ０は、固定値であり得る。吐出準備に必要な時間Ｒも、同様に固定値であり得る。固定値（Ｒ＋Ｒ０）は、想定される吐出準備に必要な時間の最大値を加味して、それ以上の値に定められ得る。

【0080】

吐出準備に必要な時間Ｒは、関数により算出されてもよい。例えば、吐出準備に必要な時間Ｒは、コルゲートディレイ等を考慮して、キャリッジ３３の主走査方向の位置Ｘを変数に有する関数で計算され得る。

【0081】

このように下限値Ｚｍｉｎが設定されることで、本実施形態では、タイミング違反の発生を抑えるように、遅延時間Ｔｄが設定される。

【0082】

本実施形態では、上述の通り、遅延時間Ｔｄの上限値Ｚｍａｘが目標速度Ｖｒに基づいて定められる。従って、速度検出器６３により検出される速度Ｖの誤差に大きな変動が生じることに影響されて、遅延時間Ｔｄが大きく変動するのを抑制することができる。

【0083】

結果として、本実施形態では、タイミング違反の発生を抑制することができる他、タイミング違反を抑制するために遅延時間Ｔｄが大きく制限されることにより、インク液滴の着弾点の理想的な着弾点からの差異が大きくなるのを抑制することができる。

【0084】

速度Ｖの誤差の発生原因には、リニアスケール４８の汚れが挙げられる。リニアスケール４８が、インクやグリス等で汚れている場合、光学センサ４９が、リニアスケール４８のスリット又はマークを正しく読み取ることができない。

【0085】

この読取の失敗により、検出されるキャリッジ３３の速度Ｖは、実速度とは乖離して、大きく低下する。検出される速度Ｖの低下は、スリット又はマーカの読取失敗により、キャプチャー値Ｔｖが増大することに起因する。

【0086】

本実施形態によれば、リニアスケール４８の汚れにより、見かけ上のキャリッジ３３の速度Ｖが一時的に大きく低下して、遅延時間Ｔｄの標準値Ｚｖが大きく上昇しても、目標速度Ｖｒに応じた上限値Ｚｍａｘにより、遅延時間Ｔｄが適切に設定される。

【0087】

キャリッジ３３の速度制御が精度よく行われている場合、キャリッジ３３の実速度Ｖは、目標速度Ｖｒに近い値を示すために、遅延時間Ｔｄがキャリッジ３３の実際の速度Ｖから大きく乖離せずに適切に設定される。

【0088】

従って、本実施形態によれば、リニアエンコーダ３７の汚れ等に起因したみかけ上の速度変動の影響を抑えて、適切な吐出タイミングでインク液滴を用紙Ｐに吐出可能であり、検出誤差に起因した印刷画像の品質低下を抑制することができる。

【0089】

付言すると、本実施形態では、遅延時間Ｔｄの設定規則が、加速区間及び定速区間において一律である。従って、区間の境界で遅延時間Ｔｄが急峻に変化するのを抑制することができる。結果として、本実施形態によれば、区間境界での遅延時間Ｔｄの急峻な変化により、タイミング違反が生じるのも抑制することができる。

【0090】

以上には、本実施形態の画像形成装置１の構成を説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。

【0091】

例えば、上限値Ｚｍａｘ及び下限値Ｚｍｉｎは、両者とも目標速度Ｖｒに基づいて定められ得る。例えば、遅延時間Ｔｄが、目標速度Ｖｒに対応する飽和遅延時間Ｔｍを中心した所定幅の範囲で設定されるように、上限値Ｚｍａｘ及び下限値Ｚｍｉｎは、定められてもよい。上限値Ｚｍａｘは、Ａ＊Ｔｍ＋Ｃに定められてもよく、下限値Ｚｍｉｎは、Ａ＊Ｔｍ－Ｃに定められてもよい。

【0092】

あるいは、上限値Ｚｍａｘ及び下限値Ｚｍｉｎは、両者とも前回遅延時間Ｔｐに基づいて定められてもよい。例えば、遅延時間Ｔｄが、前回遅延時間Ｔｐを中心した所定幅の範囲で設定されるように、上限値Ｚｍａｘ及び下限値Ｚｍｉｎは、定められてもよい。上限値Ｚｍａｘは、固定値Ｙ０を用いて、Ｔｐ＋Ｙ０に定められてもよく、下限値Ｚｍｉｎは、Ｔｐ－Ｙ０に定められてもよい。

【0093】

この他、インク液滴の吐出区間は、加速区間の途中から減速区間の途中までの区間に定められてもよいし、定速区間の始点又は途中から、減速区間の途中までの区間に定められてもよい。この吐出区間に対しても、上述のように上限値Ｚｍａｘ及び下限値Ｚｍｉｎを設定することができる。

【0094】

上記実施形態における１つの構成要素が有する機能は、複数の構成要素に分散して設けられてもよい。複数の構成要素が有する機能は、１つの構成要素に統合されてもよい。上記実施形態の構成の一部は、省略されてもよい。上記実施形態の構成の少なくとも一部は、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換されてもよい。特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

【0095】

［本明細書が開示する技術思想］
本明細書は、以下の技術思想を開示すると理解されてよい。
［項目１］
インク液滴の吐出により、記録媒体に画像を形成するように構成される吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドを、前記記録媒体に対し相対移動させるように構成される移動機構と、
前記記録媒体に対する前記吐出ヘッドの相対速度を検出するように構成される速度検出器と、
前記吐出ヘッドによる前記インク液滴の吐出を制御し、更には、前記移動機構を通じて前記記録媒体に対する前記吐出ヘッドの相対移動を制御するように構成されるコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
設定パラメータに従う速度で前記吐出ヘッドが相対移動するように、前記吐出ヘッドの前記相対移動を制御し、
前記インク液滴の吐出タイミングを指定する駆動信号を、前記吐出ヘッドに入力することにより、前記吐出ヘッドによる前記インク液滴の吐出を制御し、
前記速度検出器により検出された前記相対速度としての検出速度に基づき、前記インク液滴の吐出タイミングに関する遅延量を決定し、前記吐出ヘッドが、基準タイミングから前記遅延量だけ時間的に遅れた吐出タイミングで、前記インク液滴を吐出するように、前記駆動信号を生成し、
前記遅延量は、吐出タイミングの前回遅延量、及び、前記設定パラメータの少なくとも一方に基づいて制限された範囲内で、基準速度に対する前記検出速度の比に応じた時間に決定される画像形成装置。
［項目２］
前記基準タイミングは、前記吐出ヘッドの位置に応じて定まる項目１記載の画像形成装置。
［項目３］
エンコーダ信号として、前記吐出ヘッドの変位に応じた信号を出力するエンコーダ
を備え、
前記コントローラは、前記エンコーダ信号に対して前記遅延量に応じた処理を加えて前記駆動信号を生成する項目２記載の画像形成装置。
［項目４］
前記設定パラメータは、前記吐出ヘッドの速度プロファイルを定義し、
前記速度プロファイルは、「加速区間及び定速区間」、並びに、「前記定速区間及び減速区間」、の少なくとも一方を含み、
前記コントローラは、前記速度プロファイルに従って、前記加速区間では、前記吐出ヘッドが前記記録媒体に対して相対的に所定速度まで加速し、前記加速区間に続く前記定速区間では、前記吐出ヘッドが前記記録媒体に対して相対的に前記所定速度で定速運動し、前記定速区間に続く前記減速区間では、前記吐出ヘッドが前記記録媒体に対して相対的に停止するまで減速するように、前記吐出ヘッドの前記相対移動を制御し、
前記インク液滴の吐出が、前記加速区間及び前記定速区間、並びに、前記定速区間及び前記減速区間の少なくとも一方において実行される項目１～項目３のいずれか一項記載の画像形成装置。
［項目５］
前記遅延量が、前記加速区間及び前記定速区間、並びに、前記定速区間及び前記減速区間の少なくとも一方において、一律の規則で、前記比に基づき前記制限された範囲内で決定される項目４記載の画像形成装置。
［項目６］
前記設定パラメータは、複数の時点のそれぞれにおいて実現されるべき前記吐出ヘッドの相対速度である目標速度を定義し、
前記遅延量の上限値及び下限値の少なくとも一方が、前記設定パラメータから特定される現時点に対応する前記目標速度に基づいて決定される項目１～項目５のいずれか一項記載の画像形成装置。
［項目７］
前記上限値が、前記目標速度に基づいて決定される項目６記載の画像形成装置。
［項目８］
前記上限値が、仮に前記遅延量の制限がない環境で前記検出速度が前記目標速度に一致するときに前記比に応じて決定される前記遅延量に対応した値に決定される項目６記載の画像形成装置。
［項目９］
前記遅延量の上限値及び下限値の少なくとも一方が、前記前回遅延量に基づいて決定される項目１～項目５のいずれか一項記載の画像形成装置。
［項目１０］
前記下限値が、前記前回遅延量に基づいて決定される項目９記載の画像形成装置。
［項目１１］
前記下限値が、前記前回遅延量より所定量小さい値に決定される項目１０記載の画像形成装置。
［項目１２］
前記所定量が、前記インク液滴の吐出から次の前記インク液滴の吐出準備に必要な時間を前記基準タイミングの時間間隔から減算した値に対応する項目１１記載の画像形成装置。
［項目１３］
前記吐出ヘッドは、前記駆動信号が入力される度に、前記インク液滴を吐出するように動作し、
前記コントローラは、前記駆動信号の前記吐出ヘッドに対する入力タイミングを、前記遅延量に応じて調整することにより、前記吐出ヘッドによる前記インク液滴の前記吐出タイミングを制御するように構成される項目１～項目１２のいずれか一項記載の画像形成装置。

【符号の説明】

【0096】

１…画像形成装置、５…バス、１１…プロセッサ、１３…メモリ、１５…通信インタフェース、１７…ユーザインタフェース、２０…ＡＳＩＣ、３１…記録ヘッド、３３…キャリッジ、３５…ＣＲモータ、３７…リニアエンコーダ、４０…印刷機構、４１…ガイド軸、４３…無端ベルト、４５…駆動プーリ、４６…従動プーリ、４８…リニアスケール、４９…光学センサ、５１…ＬＦモータ、５３…ロータリエンコーダ、６０…印刷コントローラ、６１…位置検出器、６３…速度検出器、６５…ヘッドコントローラ、６７…モータコントローラ、６９…用紙搬送コントローラ、７１…逓倍パルス生成器、７３…遅延器、７５…遅延設定器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】