(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラを回転させて物体の搬送を行う搬送装置において、
前記ローラを回転するためのローラ駆動手段と、
物体の目標移動量とローラ径の情報に基づいて、前記目標移動量に対応する前記ローラの回転量をエンコーダの分解能で量子化して、量子化回転量を演算する第１の演算手段と、
前記エンコーダの分解能以下の正の乱数を発生する乱数発生手段と、
前記乱数発生手段が発生した乱数と、前記第１の演算手段で得た量子化誤差及び量子化の方向に基づいて、前記量子化回転量を補正したローラの補正回転量を演算する第２の演算手段と、
前記補正回転量にしたがって、前記ローラを駆動制御する駆動制御手段と、
を備え、
前記第２の演算手段は、
前記量子化の方向が切り上げの場合、前記量子化誤差の大きさが前記乱数を上回るとき、前記量子化回転量から補正値を減算する処理を行って前記補正回転量を減算し、
前記量子化の方向が切り下げの場合、前記量子化誤差の大きさが前記乱数を上回るとき、前記量子化回転量に補正値を加算する処理を行って、前記補正回転量を演算する
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載された搬送装置において、
前記量子化誤差及び前記量子化の方向を記憶する記憶手段を有する搬送装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載された搬送装置において、
前記ローラの回転量を取得するローラ回転量取得手段を有し、
前記ローラ回転量取得手段は、物体の搬送ローラに取り付けられた前記エンコーダであることを特徴とする搬送装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載された搬送装置において、
前記ローラの回転量を取得するローラ回転量取得手段を有し、
前記ローラ回転量取得手段は、搬送される物体によって駆動されるローラに取り付けられた前記エンコーダであることを特徴とする搬送装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載された搬送装置を有する画像形成装置であって、
前記搬送される物体は記録媒体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
ローラを回転させて物体の搬送を行う搬送装置における搬送方法であって、
物体の目標移動量とローラ径の情報に基づいて、前記目標移動量に対応する前記ローラの回転量をエンコーダの分解能で量子化して、量子化回転量を演算する第１の演算工程と、
前記エンコーダの分解能以下の正の乱数を発生する乱数発生工程と、
前記乱数発生工程で発生した乱数と、前記第１の演算工程で得た量子化誤差及び量子化の方向に基づいて、前記ローラの量子化回転量を補正したローラの補正回転量を演算する第２の演算工程と、
前記補正回転量にしたがって、前記ローラを駆動制御する駆動制御工程と、
を有し、
前記第２の演算工程では、
前記量子化の方向が切り上げの場合、前記量子化誤差の大きさが前記乱数を上回るとき、前記量子化回転量から補正値を減算する処理を行って前記補正回転量を減算し、
前記量子化の方向が切り下げの場合、前記量子化誤差の大きさが前記乱数を上回るとき、前記量子化回転量に補正値を加算する処理を行って、前記補正回転量を演算する
ことを特徴とする搬送装置における搬送方法。
【請求項７】
請求項６に記載された搬送装置における搬送方法であって、
前記量子化誤差及び前記量子化の方向を記憶手段に記憶する工程を有することを特徴とする搬送装置における搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば用紙などを搬送する搬送ローラの搬送量を補正可能な搬送装置、搬送装置を備えた画像形成装置及び搬送装置における搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、インクジェット印刷における紙送り精度は、印字品質に大きく影響することが知られている。とくに、ヘッド幅と搬送量が等しい場合は、ラスタ走査の繋ぎ部で送り精度が悪いと、画像に筋が発生し或いは白抜けが発生して、見るに耐えない画像となる。
他方、インクジェット印刷においては、画質向上のために、解像度を上げて、単位面積当たりのドットを多くすることが行われている。ただ、インク吐出ノズルのピッチを単純に微細にすることは、加工上の問題から限界があり、現在では３００［ｄｐｉ］（＝８４．７［μｍ］）程度が限界とされている。
【０００３】
そのため、さらに高解像度にするためには、１度８４．７［μｍ］ピッチで用紙に打たれたドットの間に、ノズルの吐出口が来るように用紙を搬送してドットを打つことが考えられる。実際、高分解能のエンコーダを用紙搬送ローラ軸に取り付けフィードバック制御を行いながら、ドットの間に高精度で用紙を搬送する用紙搬送技術が既に知られている。
【０００４】
現在のエンコーダの分解能は２〜４［μｍ］が限界であり、これ以下の分解能にするには、コストがかかりすぎ、民生用の機器としては実用的ではないが、目視状態で筋の様な悪影響が出るのは、１０［μｍ］以上であるので、前述の、ヘッド幅と搬送量が等しい場合、送り誤差はエンコーダ分解能である２〜４［μｍ］の精度で搬送することが出来れば、画像上で問題になるレベルの誤差にはならない。
【０００５】
ただ、高解像度化の為に、１度打たれたドットの間に何度も繰り返しインクを吐出する場合は、高濃度化するために同じドットの上に重ねて打つ場合もあり、その場合は事情が異なってくる。つまり、エンコーダの分解能である２〜４［μｍ］（ここでは仮に３［μｍ］とする）の精度で繰り返し用紙を搬送した場合、３［μｍ］の誤差（正確には±１．５［μｍ］）が送り回数分発生することになる。
したがって、仮に、１６回重ねる場合は最大３×１６＝４８［μｍ］のずれが発生することになり、最後の送りでは６００［ｄｐｉ］の解像度の場合は約１ドット以上ずれることになる。
【０００６】
この様な、ずれが発生すると、画像の滑らかさが損なわれたり（粒状度の悪化）、ずれたドット間で干渉が発生し、モアレ縞状の濃度ムラが発生すると言う問題が生じる。
【０００７】
画像にスジが入って画像品質が劣化するのを防止する方法自体は、既に特許文献１に記載されたものが知られている。即ち、記録紙の搬送量がローラと紙のすべり、ローラの熱膨張等によって、エンコーダ値とずれが生じると、１ラスタでの繋ぎ目部での位置ズレが発生し、画像にスジが入って画像品質が劣化することから、これを防止するために、上記方法では、モータの回転速度に対応したパルス信号を出力する第１エンコーダと、記録紙の搬送速度に対応したパルス信号を出力する第２エンコーダを用いて、第１エンコーダから得られる解像度を前提とした記録紙の実際の搬送量と最小ラスタ数を補正係数として求め、これにより目標とされる搬送量との偏差を吸収するものである。
【０００８】
この特許文献１に記載された方法では、上述のように、その実施のために２つのエンコーダを用いる必要があり、また、所定回数に達した時点で±１パルスの補正が入るため、補正が入った時点では誤差は解消されるものの、補正が入る時点までは徐々に誤差が累積され、そのため搬送量に周期的なムラが発生するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、搬送ローラの搬送量を適切に補正することで、画像の滑らかさを保ち、かつ、濃度ムラの発生しない高品位の画像を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本願の発明は、ローラを回転させて物体の搬送を行う搬送装置において、前記ローラを回転するためのローラ駆動手段と、物体の目標移動量とローラ径の情報に基づいて、前記目標移動量に対応する前記ローラの回転量をエンコーダの分解能で量子化して、量子化回転量を演算する第１の演算手段と、前記エンコーダの分解能以下の正の乱数を発生する乱数発生手段と、前記乱数発生手段が発生した乱数と、前記第１の演算手段で得た量子化誤差及び量子化の方向に基づいて、前記量子化回転量を補正したローラの補正回転量を演算する第２の演算手段と、前記補正回転量にしたがって、前記ローラを駆動制御する駆動制御手段と、を備え、前記第２の演算手段は、前記量子化の方向が切り上げの場合、前記量子化誤差の大きさが前記乱数を上回るとき、前記量子化回転量から補正値を減算する処理を行って前記補正回転量を減算し、前記量子化の方向が切り下げの場合、前記量子化誤差の大きさが前記乱数を上回るとき、前記量子化回転量に補正値を加算する処理を行って、前記補正回転量を演算することを特徴とする搬送装置である。
（２）本願の他の発明は、上記（１）に記載された搬送装置を有する画像形成装置であって、前記搬送される物体は記録媒体であることを特徴とする画像形成装置である。
（３）本願の他の発明は、ローラを回転させて物体の搬送を行う搬送装置における搬送方法であって、物体の目標移動量とローラ径の情報に基づいて、前記目標移動量に対応する前記ローラの回転量をエンコーダの分解能で量子化して、量子化回転量を演算する第１の演算工程と、前記エンコーダの分解能以下の正の乱数を発生する乱数発生工程と、前記乱数発生工程で発生した乱数と、前記第１の演算工程で得た量子化誤差及び量子化の方向に基づいて、前記ローラの量子化回転量を補正したローラの補正回転量を演算する第２の演算工程と、前記補正回転量にしたがって、前記ローラを駆動制御する駆動制御工程と、を有し、前記第２の演算工程では、前記量子化の方向が切り上げの場合、前記量子化誤差の大きさが前記乱数を上回るとき、前記量子化回転量から補正値を減算する処理を行って前記補正回転量を減算し、前記量子化の方向が切り下げの場合、前記量子化誤差の大きさが前記乱数を上回るとき、前記量子化回転量に補正値を加算する処理を行って、前記補正回転量を演算することを特徴とする搬送装置における搬送方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、搬送ローラの搬送量を適切に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】量子化によって誤差が発生する原理を説明した図である。
【図２】乱数を用いて補正量を算出する演算手段の各手段を表すブロック図である。
【図３】乱数発生手段の乱数発生手順の一例について説明する図である。
【図４】演算・判定装置（補正量計算）の動作を模式的に示す図である。
【図５】用紙搬送機構の全体構成について模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態を、添付する図面を参照して説明する。
本実施形態の用紙搬送装置は、目標移動距離（連続値）を、エンコーダで計数可能な実際の送りパルス数（離散値）に量子化（丸め処理：これらについては後述する）して用紙搬送量を決定し、パルス数に基づいて、ローラ駆動手段としてのモータを回転させて用紙を搬送する処理を行うものである。
つまり、本実施形態の用紙搬送装置は、量子化（丸め処理）する時に発生する、量子化誤差（丸め誤差）を記憶しておき、量子化誤差のエンコーダで計数可能な１パルスに対する割合に応じた乱数（つまり０〜１の間の乱数）を発生させて、各送りパルス数に対して、乱数に基づいた±１パルスの補正を与ることを特徴としている。
【００１４】
本実施形態のこの特徴について、以下、図面を用いて具体的に解説する。
図１は量子化によって誤差が発生する原理を説明した図であり、目標移動距離をエンコーダで計数可能な分解能である１パルス内での、丸め処理を四捨五入によって量子化した場合を示す。
現在位置を起点に、そこからの目標移動距離をＬｔ［ｍｍ］、エンコーダの分解能をＷｅ［ｍｍ／ｐ］（ここでは、１パルス当たりの移動量で表す）としたとき、実際の移動量（パルス数）Ｌｐは、Ｌｐ＝Ｌｔ／Ｗｅ［ｐ］となる。ここで、パルス数Ｌｐは整数であるため、上記式の右辺、つまりＬｔ／Ｗｅ［ｐ］は切り上げ、四捨五入等の処理によって、整数に丸められる。ここでは、この丸め処理を量子化と呼ぶ。
【００１５】
図１において、現在位置からの目標移動距離Ｌｔ［ｍｍ］だけ搬送した位置をＬａとすると、Ｌｔ／Ｗｅ［ｐ］はＮパルス＋端数パルスとなるが、この端数は１パルス内で０．５パルス未満であるため、搬送量が少なくなるＮパルスへ量子化される。この場合、切り下げ量子化誤差ｄＬｄの分だけ、１回の送りで誤差が生じることになる。この場合は、搬送量が少なくなる方向に誤差が発生している。
また、現在位置からの目標移動距離Ｌｔ［ｍｍ］の位置がＬｂの場合は、Ｌｔ／Ｗｅ［ｐ］の端数は、１パルス内で０．５パルス以上であるため、搬送量が多くなるＮ＋１パルスの位置へ量子化される。この場合は切り下げの場合とは逆に、１回の送りで、切り上げ量子化誤差：ｄＬｕの分だけ余剰の送り誤差が発生することになる。
【００１６】
図２は、乱数を用いて補正量を算出する演算装置を構成する各手段を表すブロック図である。
演算装置はＣＰＵであって、これは、それぞれＣＰＵの機能実現手段として形成される乱数発生手段３０と、演算・判定手段３２と、量子化及び送りパルスを計算する演算手段３６とから成っている。かつこの演算装置には記憶装置３４が接続されている。
ここで、目標移動距離（搬送量）［ｍｍ］（連続値）をＬｔ［ｍｍ］、搬送ローラ１８（図５）の基準半径［ｍｍ］（図面上の基準値）をＲ、及び、搬送ローラ径Ｒの基準値からのずれ（誤差）をΔＲ、エンコーダ２２（図５）の分解能［ｐ／ｒｅｖ］をＷｐ（ここでは、搬送ローラ１８の１回転当たりのパルス数）として、送りパルス数を計算する。
即ち、演算手段３６はこれらの情報を基に、補正前送りパルス数Ｌｐ［ｐ］を
Ｌｐ＝（Ｌｔ・Ｗｐ）／（２π・（Ｒ＋ΔＲ））・・・・・・・・（式１）
として、その右辺を整数に丸めて量子化し、同時に、量子化した際に残る量子化誤差と量子化の方向（切り上げ、若しくは切り下げ）を記憶装置３４に記憶する。
【００１７】
一方、乱数発生手段３０は０〜１の間の小数点を含んだ乱数を発生し、演算・判定手段３２において、演算処理して記憶装置３４内の量子化誤差と、切り上げか切り下げかの情報を基に後述するように補正量を０、−１、＋１パルスとして出力する。
次に、この補正値と補正前送りパルス数Ｌｐとを加算して、最終的な送りパルス数として出力する。
【００１８】
以上の説明において、目標移動距離は上位コントローラ等からの指示として入力される。物体例えば記録媒体をこの目標移動距離分だけ移動させるために、目標移動距離とローラ径情報に基づいて、何パルス分ローラを回転させるかというローラの計算上の回転量を表す補正前送りパルスを算出する。
この演算は、上記Ｌｐ＝（Ｌｔ・Ｗｐ）／（２π・（Ｒ＋ΔＲ））の式で行う。なお、ここでは「ローラ径情報」として「基準ローラ径Ｒ」と「ローラ径誤差ΔＲ」の２つがあり、これらは装置内の図示しない記憶装置に固有の値として保持されている。
なお、「ローラ径情報」として、「基準ローラ径Ｒ」と「ローラ径誤差ΔＲ」を含んだある一つの値を保持するようにしてもよい。また、既に述べたように、この算出式（式１）により補正前送りパルス数Ｌｐ［ｐ］を算出するとき、パルス数は整数であるので、整数のパルス数に合わせるために切り上げられたり切り下げられたりした誤差が量子化誤差である。
【００１９】
図３は、乱数発生手段３０の乱数発生手順の一例について説明する図である。
乱数の発生は、時間の経過に伴ってカウントアップするカウンタを用いて行う。このカウンタは、上限値に達すると０にリセットされ、再度カウントアップの動作を繰り返すように構成されている。
図３に示すように、このカウンタで非同期のＣＰＵから任意の時間でカウンタ値をサンプリングすると、０からカウンタ上限値までの間の乱数が得られ、かつこのサンプリングされたカウンタ値をカウンタ上限値で割れば０〜１の間の乱数が得られる。ここで、上述の割り算は単精度（Single Precision)又は倍精度（Double Precision）の精度で行われ、小数点を含んだ値となる。
【００２０】
図４は、演算・判定手段３２（補正量計算）の処理を模式的に示す図である。
記憶装置３４の、補正前送りパルスＬｐ［ｐ］の切り下げの量子化誤差をｄＬｄとすると、まず、乱数発生器からの発生乱数からｄＬｄを減算する（発生乱数−ｄＬｄ）。
次に、減算結果が０未満の場合は補正値として＋１を出力し、０以上の場合は０を出力する。
以上の操作により、図４ＡのＬａの左側の割合（ｄＬｄ）で＋１を発生し、それ以外は０を発生させることができる。
【００２１】
次に、記憶装置３４の、補正前送りパルスＬｐ［ｐ］の量子化方向（切り下げ，切り上げ）が切り上げの場合、切り上げの量子化誤差をｄＬｕとすると、まず、乱数発生手段３０からの発生乱数からｄＬｕを減算する（発生乱数−ｄＬｕ）。
次に、減算結果が０未満の場合は補正値として−１を出力し、０以上の場合は０を出力する。
以上の操作により、演算・判定手段３２は、図４ＢのＬｂの左側の割合（ｄＬｕ）で−１を発生し、それ以外は０を発生させることができる。
【００２２】
図５は画像形成装置に設けられた上記用紙搬送機構の全体構成について模式的に説明する図である。
即ち、図示しないメインのＣＰＵから送られてくる最終的な（つまり補正後の）送りパルス１０の指令値に基づいて、モータコントローラ１２はローラ駆動手段としてのモータ１６への指令電圧を発生し、モータドライバ１４を介してモータ１６を駆動する。モータ１６は、直接或いは適当な減速機構を介して搬送ローラ１８を回転させ記録媒体である用紙２０を搬送する。用紙２０は搬送ローラ１８と図示しない対向ローラで狭持されて搬送される。搬送ローラ１８には、搬送ローラ回転量取得手段である搬送ローラ１８の回転角度を検出するエンコーダ２２が取り付けられている。エンコーダ２２の出力パルスは駆動制御手段であるモータコントローラ１２に入力され、モータコントローラ１２はエンコーダの計数値と目標位置から、速度プロファイルを決定しフィードバック制御を行ってモータ１６を所定位置まで回転させる。
このように、本実施形態では、エンコーダ２２のパルス数をみながら、所定パルス数になるように搬送ローラ１８を回転させている。
なお、モータがパルスモータで、搬送ローラ１８の回転がモータ１６の回転と１対１になっている場合は、モータに与えるパルスを基に回転量及び補正回転量を算出してもよい。
【００２３】
以上の実施形態では、エンコーダのパルス数を基にローラ（搬送ローラ）の回転量を補正する場合について説明を行ったが、モータがパルスモータでモータがローラに直結している場合は、モータに与えるパルスを基にローラの回転量を補正するようにしてもよい。また、記録媒体（用紙）を例に採って説明したが、例えばベルトをローラで搬送する場合にも適用可能である。
また、ローラ回転量取得手段であるエンコーダは、搬送ローラに取り付けられたものとして説明したが、搬送される物体である記録媒体（例えば用紙）によって駆動されるローラに取り付けられたものでもよく、更に、搬送される物体（用紙）を光学的に読み取ってその搬送距離を計測し、それによって回転ローラの回転量を算出するものであってもよい。
【００２４】
以上、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
１度ドットが打たれた画像に、さらに複数回インク吐出を行って、画像を生成する場合においてもエンコーダ分解能による量子化誤差の影響を最小限にして、位置ズレを抑え、画像の滑らかさを保ち、かつ、濃度ムラの発生しない高品位の画像を得ることが出来る。
エンコーダを複数個使用しなくても、１つのエンコーダのみで補正が可能となり、コスト低減が可能である。
また、所定ラスタ回数毎に、周期的なむら（位置ずれむら、色むら）を発生させることなく、高品位な画像を得る事が出来る。
目標移動距離（連続値）を、エンコーダで計数可能な実際の送りパルス数（離散値）に量子化（丸め処理）する時に発生する、量子化誤差（丸め誤差）を、記憶しておいて、量子化誤差のエンコーダの分解能である１パルスに対応して乱数（０〜１）を発生させて、各送りに対して、乱数に基づいた±１パルスの補正を与えているので、結果として繰り返し送りでの累積誤差が解消される。
乱数を用いて補正値（０、±１）を決定しているので、周期的な（位置又は濃度）むらを発生させることがない。
【符号の説明】
【００２５】
１２・・・モータコントローラ、１４・・・モータドライバ、１６・・・モータ、１８・・・搬送ローラ、２０・・・用紙、２２・・・エンコーダ、３０・・・乱数発生手段、３２・・・演算・判定手段、３４・・・記憶装置、３６・・・演算手段。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特許３１２１４３２号公報
【図１】
0005581633.tif 000002
【図２】
0005581633.tif 000003
【図３】
0005581633.tif 000004
【図４】
0005581633.tif 000005
【図５】
0005581633.tif 000006