(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷領域における移動する巻取紙の直線速度を算出する方法であって、
ローパスフィルタを用いて、印刷領域における第一ローラにおいて移動する巻取紙の直線速度の低周波成分を特定し、
ハイパスフィルタを用いて、前記印刷領域における第二ローラにおいて前記移動する巻取紙の直線速度の高周波成分を特定し、
前記第二ローラにおいて前記特定された直線速度の高周波成分を用いて、前記第一ローラにおいて前記特定された前記移動する巻取紙の直線速度の低周波成分に応じた前記巻取紙の直線速度を修正することによって、前記印刷領域における前記第二ローラにおいて前記移動する巻取紙の直線速度を算出する、
ことを含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記第一ローラにおいて前記直線速度の前記低周波成分を特定することが、さらに、
第二ローパスフィルタを用いて、前記印刷領域における前記第二ローラにおいて前記移動する巻取紙の直線速度の低周波成分を特定し、
前記第一ローラにおける前記移動する巻取紙の直線速度の前記低周波成分と前記第二ローラにおける前記移動する巻取紙の直線速度の前記第二低周波成分とを平均して前記移動する巻取紙の直線速度の平均低周波成分を特定し、
前記第二ローラにおいて前記特定された前記移動する巻取紙の直線速度の高周波成分を用いて、前記移動する巻取紙の直線速度の前記平均低周波成分に応じた前記移動する巻取紙の直線速度を修正することによって、前記第二ローラにおいて前記移動する巻取紙の直線速度を算出する、
ことを含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
前記印刷領域における前記第二ローラにおいて前記移動する巻取紙の直線速度を算出することが、さらに、
前記第一ローラにおいて前記特定された直線速度の低周波成分を前記第二ローラにおいて前記特定された直線速度の高周波成分に加算する、
ことを含む方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
ハイパスフィルタを用いて、前記第一ローラにおいて前記移動する巻取紙の直線速度の高周波成分を特定し、
前記特定された前記移動する巻取紙の直線速度の低周波成分と前記特定された前記移動する巻取紙の直線速度の高周波成分とを加算して前記第一ローラにおいて前記移動する巻取紙の直線速度を特定することによって、前記印刷領域における前記第一ローラにおいて前記移動する巻取紙の直線速度を算出する、
ことを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、概して、移動巻取紙印刷システムに関する。さらに詳細には、異なるプリントヘッドによる画像の位置を合わせるための二重反射システムを利用する移動巻取紙印刷システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動する媒体材料の巻取紙の上にインクを噴出して画像を形成する既知のシステムが図４に示されている。このシステム１０は、巻取紙巻出部１４、媒体準備ステーション１８、予熱ローラ２２、複数のマーキングステーション２６、回転ローラ３０、水平ローラ３４、スプレッダ３８を含む。手短に述べるが、巻取紙巻出部１４は例えば電気モータのような、巻取紙から媒体材料を解き出す方向に媒体材料の巻取紙を回転させるアクチュエータを含む。媒体材料は媒体準備ステーション１８を通って供給され、予熱ローラ２２、回転ローラ３０、水平ローラ３４によって形成される経路を通過し、スプレッダ３８を通って巻取部４０へ到達する。媒体準備ステーション１８は堆積物や遊離した粒状物質を印刷対象である巻取紙表面から排除し、予熱ローラ２２は巻取紙がマーキングステーション２６を通過する際にその表面にインクが最適な仕方で受容されるように、媒体材料へ十分な熱を伝達する温度まで加熱される。図４のマーキングステーション２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄのそれぞれが二つのジグザグ状の全幅プリントヘッドアレーを含んでおり、各アレーは巻取紙表面へインクを噴出するプリントヘッドを三つ以上有している。異なるマーキングステーションは巻取紙上に異なる色のインクを噴出し、複合カラー画像を形成する。あるシステムでは、このマーキングステーションは、複合カラー画像を形成するために、シアン、マゼンタ、黄色、黒のインクを噴出する。インクを受け取る巻取紙の表面は、水平ローラ３４に接するまでローラと接触しない。水平ローラ３４は巻取紙の温度を変更し、巻取紙上のインクがある箇所とインクがない箇所との間に存在する温度差を低減する。温度の均等化の後、印刷された巻取紙がスプレッダ３８に入る前に、インクはヒータ４４によって加熱される。スプレッダ３８は巻取紙表面の噴出されたインクに圧力をかけることで巻取紙表面の略半円形のインク滴を平滑化し、インクが他の色に汲み込むように助け、見る人に対して、更にむらが少ない画像を示す。次に、印刷された巻取紙をさらなる処理のための別のシステムに移送するために、巻取紙材料が巻取部４０の周囲に巻き付けられる。
【０００３】
また、システム１０は二つのロードセルを含んでおり、そのうちの一つは予熱ローラ２２の付近に取り付けられ、他方は回転ローラ３０の付近に取り付けられる。これらのロードセルは、ロードセルの位置に隣接した巻取紙の張力に対応した信号を出力する。ローラ２２、３０、３４のそれぞれは、ローラの表面付近に設置されたエンコーダを有している。これらのエンコーダは、監視するローラの角速度を測定する機械的又は電気的装置とすることができる。エンコーダはローラの角速度に応じた信号を生成する。既知の方法では、エンコーダによって測定される角速度に応じた信号はコントローラ６０に送信され、コントローラ６０はその角速度を巻取紙の直線速度に変換する。巻取紙の直線速度はロードセルによって生成される張力測定信号を参照することで、コントローラ６０によって調整してもよい。コントローラ６０はＩ／Ｏ回路、メモリ、プログラム命令、及び、マーキングステーション２６のプリントヘッドに対する発射信号を生成する二重反射印刷システムを実現するための他の電気部材から構成される。本明細書における「コントローラ」または「プロセッサ」なる用語は、工程またはシステムの一部又は全てを制御する電気信号を生成する電気的回路とソフトウエアの組み合わせを意味する。
【０００４】
システム１０は、イメージオンウエブアレー（ＩＯＷＡ）センサ６８を含んでもよい。ＩＯＷＡセンサは、巻取紙がこのＩＯＷＡセンサを通過する際に、巻取紙の一部の画像信号を生成する。ＩＯＷＡセンサ６８は、印刷対象である巻取紙の少なくとも一部にわたる一列または複数列のアレーに配列される複数の光学検出器によって実現することができる。これらの検出器は、巻取紙から反射された光に応じた強度を有する信号を生成する。この光はＩＯＷＡセンサに包含される光源によって生成され、巻取紙の表面に向けられ、巻取紙がＩＯＷＡセンサの光学検出器を通過する際にその表面を照射する。反射された光の強度は、表面のインクによって吸収された光、巻取紙の構造によって散乱した光、インク及び巻取紙の表面によって反射した光の量に依存する。ＩＯＷＡセンサによって生成される画像信号は、総合位置合わせ色制御部（ＩＲＣＣ）によって処理され、ＩＯＷＡセンサにおいて巻取紙の表面上に噴出されたインク滴の存在及び位置が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，５８７，１５７号明細書
【特許文献２】米国特許第７，５８３，９２０号明細書
【特許文献３】米国特許第７，４６７，８３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、コントローラ６０はエンコーダによる角速度の測定結果と共に、二つのロードセルによる張力の測定結果を用いて、ローラ２２、３０、３４における巻取紙の直線速度を算出する。これらの直線速度により、プロセッサは、一つのマーキングション、例えばステーション２６Ａによって印刷される巻取紙のある箇所が、いつ、別のマーキングステーション、例えばステーション２６Ｂに向かう位置にあるかを決定することができる。これによって、前段のマーキングステーションによって巻取紙上に既に載せられたインクに対して適切な位置合わせを行い、その巻取紙上に異なる色のインクを噴出するための発射信号をもってコントローラ６０によって第二マーキングステーションを制御することができる。後段のマーキングステーションの制御が早すぎたり遅すぎたりするならば、噴出されたインクが、巻取紙上において見た目にノイズとなるものを生成し得る位置に落ちることになる。この結果は、位置ずれとして知られている。したがって、正確な測定を行うことは、見た目にノイズが殆どない若しくは全くない画像を生成するために、巻取紙上において異なる色の画像の位置合わせを行う点で重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
均等化方法を実施するシステムが開発された。このシステムは、第一ローラに近接して取り付けられた第一エンコーダによって生成された第一角速度測定信号から印刷可能媒体の巻取紙を駆動する第一ローラにおいて移動する巻取紙に関する第一直線速度を生成するように構成された第一コンバータと、第ニローラに近接して取り付けられた第二エンコーダによって生成された第二角速度測定信号から印刷可能媒体の前記巻取紙を駆動する第二ローラにおいて前記移動する巻取紙に関する第二直線速度を生成するように構成された第二コンバータと、前記第一コンバータと組み合わされて前記第一直線速度の低周波成分を特定するローパスフィルタと、前記第二コンバータと組み合わされて前記第二直線速度の高周波成分を特定するハイパスフィルタと、前記特定された前記第二直線速度の高周波成分と前記特定された前記第一直線速度の低周波成分とを参照して、第二ローラにおいて前記移動する巻取紙の直線速度を算出するように構成されたコントローラと、を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】二重反射印刷位置合わせシステムにおける印刷可能媒体の巻取紙を駆動する異なるローラの角速度を参照して取得された直線速度を均等化するために用いられるシステムの構成要素のブロック図。
【図２】図１に示されたシステムの他の構成のブロック図。
【図３】二重反射位置合わせ方法に沿って複数のマーキングステーションを制御するプロセッサによって実行され得るプロセスのフローチャート。
【図４】二重反射巻取紙印刷システムのブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書で開示されるシステム及び方法の環境と、本システム及び方法の詳細とを一般的に理解するために、図を参照する。図において、全体を通して使用されている同一の番号は、同一の要素を指している。本明細書において用いられる「印刷機」なる用語は、各種用途用の印刷出力機能を実行するあらゆる装置、例えばデジタルコピー機、製本機、ファクシミリ機、多機能機械などを包含する。また、以下において行われる説明は、ローラによって駆動される移動する巻取紙上に画像を形成する印刷機を対象としている。読み手はまた、本明細書において述べられる原則はシート上に画像を形成する画像システムに適用できることを理解するべきである。
【００１０】
マーキングステーションにおいてプリントヘッドの発射を制御するために二重反射技術を用いる印刷システムの一実施形態では、マーキングステーションは固形インクマーキングステーションである。固形インクマーキングステーションは、印刷機に固形状で供給され、溶融装置に運搬される固形インクを用いる。溶融装置では、インクが溶融温度まで熱せられて液体インクに変えられる。液体インクは、マーキングステーションにおけるプリントヘッドへ供給され、コントローラ６０によって生成される発射信号を受けて、プリントヘッドから移動する巻取紙上に排出される。このような連続供給直接マーキングステーションでは、印刷領域は第一マーキングステーションから最終のマーキングステーションにわたる巻取紙の部分となる。システムによっては、この印刷領域は数メートルの長さになり得る。もし、ローラに近接して取り付けられる各エンコーダの角速度が巻取紙の直線速度に変換されると、異なるローラにおける直線巻取紙速度の互いの差が時間経過とともに蓄積し、画像の位置ずれに至る可能性がある。
【００１１】
このような印刷システムの定常状態においては、平均巻取紙速度と長さあたりの巻取紙材料の質量との積が、全てのローラにおいて、又は他の滑らない接点表面において等しくなければならない。そうでなければ、巻取紙は破れるか、たるんでしまう。印刷領域内または近傍におけるローラの瞬間速度が異なることを説明するために、二重反射処理装置は、移動する巻取紙の方向を参照して、各ローラがマーキングステーションの各側にある一対のローラにおける直線巻取紙速度の間に補間を行い、マーキングステーションに近接した位置における巻取紙の直線速度を特定する。この補間は、巻取紙がマーキングステーションに到達する前のある位置に配置されたローラの角速度から得られる直線巻取紙速度と、巻取紙がマーキングステーションを通過した後のある位置に配置されたローラの角速度から得られる直線巻取紙速度と、マーキングステーション及びこれら二つのローラ間の相対距離とを利用する。補間された値はマーキングステーションにおける直線巻取紙速度と相関を有する。直線巻取紙速度は各マーキングステーションに関して補間される。各マーキングステーションにおいて補間された巻取紙速度がわかることにより、巻取紙の適切な箇所が各マーキングステーションを通過する際にインクを噴出させるために、各マーキングステーションのプリントヘッドに対してプロセッサが発射信号を生成させることができる。複数のローラにおける巻取紙の直線速度間に生じるあらゆる相違は、マーキングステーションにおける直線巻取紙速度の誤差に繋がる可能性のある不正確性によって生じる。これらの誤差は異なるマーキングステーションによって噴出されたインクの模様が位置ずれを起こす原因となり得る。二重反射制御方法では、ステーションとローラが離れている距離が様々であることが原因で、これらの誤差は各ステーションとローラに違った影響を与えることがある。直線速度の算出に用いられる角速度信号を生成するエンコーダを調整することは、小さな誤差が最終的に積み重なって位置ずれを起こす可能性があるため、直線速度のばらつきに対処するには不十分である。例えば、ローラの直径を５μｍだけ誤算（これは一つのローラに関して０．００２％の誤差である）したとすると、巻取紙が１メートル移動する度に約１０μｍの誤差が途切れることなく増してゆくことになる。
【００１２】
この、直線巻取紙速度と位置の誤差に対処するため、全てのローラにおける巻取紙の基礎速度を概算する方法及びシステムが開発された。本システム２００が、図１においてブロック図として示されている。この図に描かれているように、巻取紙１２はローラ２２、３０、３４により、矢印によって示される方向に駆動される。図１において、巻取紙及びローラの構成は、簡略化された配置で示されている。エンコーダ５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃはローラ２２、３０、３４にそれぞれ近接して取り付けられており、ローラに対して角速度測定信号を生成する。各エンコーダの出力信号には、角速度信号から直線速度を生成するコンバータが組み合わされる。コンバータ８０1、８０2、８０3はそれぞれエンコーダ５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃと組み合わされる。これらのコンバータは独立したプロセッサ、エーシック、または角速度信号を直線巻取紙速度に変換するハードウエア／ソフトウエア回路であり得る。通常、コンバータは、ローラの外周長さとローラの回転毎にエンコーダによって生成されるパルス数とを参照することで直線速度を生成する。加えて、各コンバータは様々な位置における巻取紙の張力に対応する、ロードセルからの信号を受信してもよい。これらの張力測定結果および、例えば単位長さ毎の巻取紙の質量などの他のデータは、コンバータによって生成される直線速度を調整するのに利用することができる。これらの直線速度の調整は後述する直線速度のフィルタリングに先立って実行される。
【００１３】
引き続き図１を参照すると、各コンバータ８０1、８０2、８０3はそれぞれ、対応するハイパスフィルタ２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃと組み合わされる。これらのハイパスフィルタは、直線速度の比較的急激な変化のみを通過させる。ある実施形態では、このフィルタは０．１Ｈｚのカットオフ周波数を持つ。当然、本明細書で論じられるあらゆるフィルタのカットオフ周波数は、例えば巻取紙の長さ、平均速度、媒体密度などのシステムのパラメータに適合するように調整することができる。事実上、このフィルタはエンコーダの出力信号の平均速度成分を取り除く。加えて、ローパスフィルタ２１０が第一コンバータの出力の直線速度と組み合わされる。このフィルタの出力は比較的ゆっくりと変化する信号である。同じ実施形態において、ローパスフィルタのカットオフ周波数もまた０．１Ｈｚである。この信号はローラにおける巻取紙の平均直線速度に対応する。本明細書において論じられる方法及びシステムは、ローパスフィルタを通った信号は印刷領域全体における巻取紙の平均直線速度に対応し、この平均直線速度はローラのある箇所で変化しないという仮定に基づいて実施される。そうでなければ、巻取紙は破れるか、たるんでしまう。
【００１４】
さらに図１を参照すると、システムは三つの加算部２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃを含んでいる。各加算部は第一ローラのローパスフィルタを通過した信号と、対応するローラのハイパスフィルタを通過した信号とを足し合わせる。例えば、第一加算部２１４Ａはフィルタ２１０からのローパスフィルタを通過した信号とフィルタ２０４Ａからの第一ローラのハイパスフィルタを通過した信号を足し合わせる。この加算部の出力信号は第一コンバータ８０1のフィルタリングされていない直線速度に対応する。第二加算部２１４Ｂは、フィルタ２１４Ｂからの第二ローラに関するハイパスフィルタを通過した信号に、フィルタ２１０からの第一ローラに関するローパスフィルタを通過した信号を足し合わせる。この加算部の出力は、第二ローラにおける直線巻取紙速度の高周波の変動を伴う巻取紙の平均直線速度を表す。第三加算部２１４Ｃは、フィルタ２１４Ｃからの第三ローラに関するハイパスフィルタを通過した信号に、フィルタ２１０からの第一ローラに関するローパスフィルタを通過した信号を足し合わせる。この加算部の出力は第三ローラにおける直線巻取紙速度の高周波の変動を伴う巻取紙の平均直線速度を表す複合信号である。これらの信号を用いることにより、コントローラ６０は各ローラで生じる直線速度の変動に伴う巻取紙速度の計算誤差を回避する。なぜならば、平均巻取紙速度は今や第一ローラにおける直線巻取紙速度の低周波成分と等しくなっているからである。この、各ローラにおける直線巻取紙速度の共通基準が、各ローラにおける巻取紙速度の計算の精度を向上させる。結果として、各マーキングステーションに関してコントローラによって算出される補間された巻取紙速度がさらに正確になり、位置ずれの発生が少なくなる。
【００１５】
図１において低周波成分は第一ローラの直線巻取紙速度のローパスフィルタリングから得られるが、低周波成分は他の方法によって得てもよい。例えば、図１のシステムが各コンバータ用のローパスフィルタを含んでいてもよい。印刷領域のローラにおける角速度からコンバータによって算出される直線巻取紙速度は次いでローパスフィルタリングされ、その低周波成分は、各ローラにおける直線巻取紙速度の共通基準として用いることができる低周波成分を取得するために平均化される。他の実施形態では、その低周波成分は、ある一定の時間観察された特定の印刷過程のパラメータセットのために経験的に決定された所定の値、または同様の方法によって経験的に決定された一連の値とすることができる。
【００１６】
本システムの他の実施形態を図２に示す。このシステム３００では、第一ローラに関してエンコーダの出力からコンバータ８０1によって生成された直線巻取紙速度は、ハイパスフィルタには送信されず、コントローラは第一ローラにおける巻取紙速度を算出するために、フィルタを通過していない直線速度を利用する。第一エンコーダ５６Ａの出力信号からコンバータ８０2によって生成された直線巻取紙速度はフィルタ２１０によってローパスフィルタリングされ、加算部２１４Ｂ及び２１４Ｃに供給される。加算部２１４Ｂもまた、ハイパスフィルタ２０４Ｂの出力信号と組み合わされる。ハイパスフィルタ２０４Ｂは、第二ローラに対するエンコーダ５６Ｂの出力からコンバータ８０2によって生成される直線速度と組み合わされる。また、加算部２１４Ｃはハイパスフィルタ２０４Ｃの出力信号と組み合わされる。ハイパスフィルタ２０４Ｃは第三ローラに対するエンコーダ５６Ｃの出力からコンバータ８０3によって生成される直線速度と組み合わされる。このようにして、第二および第三ローラにおいて測定された直線速度の高周波成分は、ローラの平均速度を定めるために、第一ローラにおいて測定された直線速度の低周波成分に加算される。システム３００は、フィルタを一つ使用しなくてもよいため、より安価になる。
【００１７】
一連の語句である「第一」「第二」「第三」を使用することで、印刷システム内を移動する際に巻取紙が通る経路に沿った順序によってローラを特定するものではないことを、読み手は理解すべきである。従って、どのローラにおける巻取紙の直線速度も、全てのローラに関する巻取紙の平均速度を規定するのに用いることができる。さらに、ハイパスフィルタによって特定される高周波成分は全てのローラにおける直線速度を一層改善するために用いることができる。
【００１８】
他の実施形態においては、コンバータは直線巻取紙速度を生成するのに用いられる補償値を受け取ることができる。ある実施形態では、この補償値は、直線巻取紙速度が生成されるローラの直前の巻取紙の一部で保持しようとする予め定められた巻取紙の張力に関する比較的小さな一定値と一致する。別の実施形態では、この補償値は、直線巻取紙速度が生成されるローラの直前に位置したロードセルから得られる実際の巻取紙の張力の測定値と一致させることができる。これらの補償値は、直線巻取紙速度がローパス又はハイパスフィルタリングされる前に直線巻取紙速度を生成するためにコンバータにおいて用いられる。
【００１９】
ローラ及びマーキングステーションにおける巻取紙の速度を算出するためにフィルタリングされた信号を用いるコントローラ６０は、データ及びプログラム命令のための記憶装置を含む。コントローラはプログラムされた命令を実行する一般的な又は専用のプログラム制御できるプロセッサによって実現することができる。プログラムされた機能を実行するのに必要な命令やデータはプロセッサに関連付けられたメモリ内に保存すればよい。プログラムされた命令、メモリ、そしてインターフェース回路が、様々な箇所における巻取紙速度を算出し、その算出された速度に相関して発射信号を生成するコントローラを構成する。これらの要素はプリント基板カード上に設けられてもよいし、特定用途用集積回路（エーシック）として設けられてもよい。各回路は独立したプロセッサによって実現することができる。もしくは複数の回路を同一のプロセッサ上に実現することもできる。または、これらの回路は別個の要素として実現することができるし、又は超ＬＳＩに設けられた回路として実現することもできる。さらに、この明細書において記載される回路はプロセッサ、エーシック、個別要素、超ＬＳＩを組み合わせることで実現してもよい。
【００２０】
二重反射印刷システムにおいてローラに関する共通平均直線速度を規定し、巻取紙速度を算出する方法を図３に示す。この方法３００では、まず最初に、印刷可能媒体の巻取紙を駆動する第一ローラにおける巻取紙の第一直線速度の低周波成分を特定する（ブロック３０４）。移動する巻取紙を駆動する第二ローラにおける巻取紙の第二直線速度の高周波成分も特定される（ブロック３０８）。次に、特定された第二ローラにおける直線速度の高周波成分と、特定された第一ローラにおける直線速度の低周波成分とを参照しつつ、第二ローラにおける移動する巻取紙の直線速度が算出される（ブロック３１４）。上述したように、第一エンコーダによって生成された角速度信号を参照して生成された直線速度の低周波成分はローパスフィルタを用いて得ることができる。そして、第二エンコーダによって生成された角速度信号を参照して生成された直線速度の高周波成分はハイパスフィルタを用いて得ることができる。移動する巻取紙の速度は、第二直線速度の高周波成分に第一直線速度の低周波成分を加えることで算出してもよい。マーキングステーションの両側のローラに関して算出された巻取紙速度は、マーキングステーションに向かう位置における巻取紙速度を補間するために、位置合わせ制御を行う二重反射制御システムを備えるコントローラによって用いることができる。
【符号の説明】
【００２１】
１０  システム、１２  巻取紙、１４  巻取紙巻出部、１８  媒体準備ステーション、２２  予熱ローラ、２６  マーキングステーション、３０  回転ローラ、３４  水平ローラ、３８  スプレッダ、４０  巻取部、４４  ヒータ、５６  エンコーダ、６０  コントローラ、８０  コンバータ、２００，３００  システム、２０４  ハイパスフィルタ、２１０  ローパスフィルタ、２１４  加算部、３０４，３０８，３１４  ブロック。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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