JP2006117409A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンドレスベルトのズレ補正時に発生する皺の発生量や波打ち量を低減して、画質の安定化及び記録ヘッドの故障防止を図る。
【解決手段】 画像記録装置には、記録媒体を搬送するエンドレスベルトと、記録媒体に画像を記録する記録ヘッドと、エンドレスベルトを回転させることで記録媒体を搬送させる複数のローラとが設けられている。また、少なくとも１つのローラの一端部を他のローラの一端部に対して相対的に移動させて、エンドレスベルトを回転方向に対して直交する方向に移動させるベルト移動部と、エンドレスベルトのズレ方向を検出するためのズレ検出センサと、ズレ検出センサの検出結果に基づいて記録ヘッド、ベルト移動部を制御する制御部とが設けられている。制御部は、記録媒体が搬送されている間に、ズレ検出センサの検出結果に基づいてエンドレスベルトを移動させるズレ補正動作を完了させるようにベルト移動部を制御する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、画像記録装置に係り、特に、エンドレスベルトで搬送された記録媒体に対して画像を記録する画像記録装置に関する。

紙やフィルム、布などの記録媒体に対してインクを吐出し、当該記録媒体上に画像を記録する画像記録装置には、例えば、記録媒体を支持して搬送するためのエンドレスベルトと、エンドレスベルトを張設する少なくとも２本のローラとにより記録媒体を搬送する方式のものがある。この２本のローラのうち、一方のローラが回転駆動することによってエンドレスベルト及び他方のローラが追従して回転し、これによりエンドレスベルト上の記録媒体が搬送されることになる。ここで、記録媒体の搬送が進むにつれて、エンドレスベルトは搬送方向に対して直交する方向にずれてしまうために、そのずれを補正する必要がある。例えば、特許文献１では、２本のローラのうち駆動する方のローラを傾けることでエンドレスベルトのズレを補正する方式が記載されている。また、特許文献２では、帯電ローラでエンドレスベルトに静電吸着力を付与することで記録媒体をベルト上に静電吸着させるとともに、ベルト上の汚れを除去することで静電吸着を安定化させ、記録媒体がベルト上から浮き上がることを防止してズレを低減する方式が記載されている。
特開平５−２４７０４号公報 特開２００４−２１７３７３号公報

ここで、本発明者らの実験等により、エンドレスベルトのズレ補正は常に安定して行われずに、場合によってはエンドレスベルトとローラとの摩擦の増大により当該ベルトに皺が発生してしまうことが確認された。皺が生じているとその皺によりエンドレスベルト上の記録媒体にも凹凸が形成されて、記録ヘッドとの相対距離や、角度などが変化してしまい、結果として画質に悪影響を及ぼしてしまう。特に、特許文献２のように静電吸着力により記録媒体をエンドレスベルトに吸着する場合であると、帯電ローラとエンドレスベルトとの摩擦やその静電吸着作用によって皺が発生しやすいために、画質に対する悪影響を過分に与えてしまうおそれがある。
さらにエンドレスベルトの皺の波打ちが大きいと記録ヘッドと接触してしまって記録ヘッドの故障を誘発させるおそれもある。

本発明の課題は、エンドレスベルトのズレ補正時に発生する皺の発生量や波打ち量を低減して、画質の安定化及び記録ヘッドの故障防止を図ることである。

請求項１記載の発明における画像記録装置は、
記録媒体を支持しながら搬送するエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトによって支持された記録媒体に対してインクを吐出し画像を記録する記録ヘッドと、
前記エンドレスベルトを張設し、回転させることで前記エンドレスベルト上の記録媒体を搬送させる複数のローラと、
前記複数のローラのうち、少なくとも１つのローラの一端部を他のローラの一端部に対して相対的に移動させることで、前記エンドレスベルトに対する張力を変動させて、前記エンドレスベルトを回転方向に対して直交する方向に移動させるベルト移動部と、
前記エンドレスベルトのズレ方向を検出するためのズレ検出センサと、
前記ズレ検出センサの検出結果に基づいて前記記録ヘッド、前記ベルト移動部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記記録媒体が搬送されている間に、前記ズレ検出センサの検出結果に基づいて前記エンドレスベルトを移動させるズレ補正動作を完了させるように、前記ベルト移動部を制御することを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、記録媒体が搬送されている間にズレ補正動作が完了しているので、複数のローラのうち、少なくとも１つのローラの一端部が他のローラの一端部に対して相対的に移動する際においてはエンドレスベルトが常に回転状態になる。つまり、エンドレスベルトは回転しながら回転方向に対して直交する方向に移動することになる。これにより、エンドレスベルトとローラとの間に生じる負荷が低減されるために、エンドレスベルトのズレ補正は滑らかに行われ、結果的にエンドレスベルトのズレ補正時に発生する皺の発生量や波打ち量を低減することが可能となる。このように皺の発生量や波打ち量を低減できれば、画質の安定化でき、さらには記録ヘッドの故障を防止できる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像記録装置において、
前記記録ヘッドは、記録媒体の搬送方向に対して直交する方向に走査しながらインクを吐出するシリアル方式の記録ヘッドであり、
前記制御部は、前記記録ヘッドが記録領域外に位置している間に、前記ズレ補正動作が完了するように、前記ベルト移動部を制御することを特徴としている。

ここで上述のように、エンドレスベルトに発生する皺の発生量や波打ち量が低減されていたとしても、その発生量や波打ち量が０とはなっていないために、場合によっては記録媒体にも皺が生じるおそれもある。万が一記録媒体に皺がよった状態で画像を記録してしまうと、画質が不安定になってしまう。しかしながら、請求項２記載の発明のように、記録ヘッドが記録領域外に位置している間にズレ補正動作が完了していると、ズレ補正動作時においては記録媒体上に画像が記録されることがないために、画質を安定化することが可能となる。特に、画像記録時においてはズレ補正動作による振動が発生していないために、その振動が画質に悪影響を及ぼすこともなくなり結果的にさらに画質を安定化できる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像記録装置において、
請求項１又は２記載の画像記録装置において、
前記エンドレスベルト上の記録媒体に対して静電吸着力を発生させる静電力発生部を備えることを特徴としている。

静電力発生部とエンドレスベルトとによって記録媒体に静電吸着力を付与し、当該記録媒体をエンドレスベルト上に吸着させる場合、搬送性能は向上するものの摩擦力が増大するために皺が発生しやすいが、請求項３記載の発明のように記録媒体に静電吸着力を付与したとしても皺の発生量や波打ち量が低減されることになるので、画質に対する悪影響を抑制することができ、画質の安定化が可能となる。

本発明によれば、エンドレスベルトとローラとの間に生じる負荷が低減されるために、エンドレスベルトのズレ補正は滑らかに行われ、結果的にエンドレスベルトのズレ補正時に発生する皺の発生量や波打ち量を低減することが可能となる。このように皺の発生量や波打ち量を低減できれば、画質の安定化でき、さらには記録ヘッドの故障を防止できる。

図１は、本実施形態における画像記録装置の要部構成を示した側面図であり、図２は上面図である。この図１及び図２に示す通り、画像記録装置１には、その表面で記録媒体Ｐを支持するエンドレスベルト２が、記録媒体Ｐの搬送方向Ｃに直交する方向（図２における左右方向）に沿って延在するように配置されている。エンドレスベルト２の記録媒体Ｐを支持する部分の下方には、エンドレスベルト２上の記録媒体Ｐに対して静電吸着力を発生させる静電力発生部４０が設けられている。この静電力発生部４０は、陰電極と陽電極とが櫛歯状に交互に配置された複数の対電極（図示しない）を有しており、この対電極に直流電圧を印加することにより、静電力発生部４０とエンドレスベルト２とが記録媒体Ｐに対して静電吸着力を付与するようになっている。エンドレスベルト２の上方には、エンドレスベルト２によって支持された記録媒体Ｐに対して、インクを吐出し画像を記録する記録ヘッド３０が配置されている。この記録ヘッド３０は、搬送方向Ｃに対して直交する方向に走査する図示しないキャリッジに搭載されている。つまり、記録ヘッド３０は搬送方向Ｃに対して直交する方向に走査しながらインクを吐出するシリアル方式の記録ヘッドである。

また、画像記録装置１には、エンドレスベルト２を張設し、回転させるための、回転駆動する駆動ローラ３と、回転自在な従動ローラ４と、エンドレスベルト２に所定の張力を付与するテンションローラ３１とが設けられている。駆動ローラ３は、エンドレスベルト２の回転方向に対して直交する方向（図２における左右方向）に沿って延在するように配置されている。また、従動ローラ４は、駆動ローラ３における搬送方向Ｃの上流側で駆動ローラ３に対して略平行になるように配置されている。そして、テンションローラ３１は、駆動ローラ３と従動ローラ４の略中間の下方で駆動ローラ３に対して略平行になるように配置されている。駆動ローラ３、従動ローラ４及びテンションローラ３１の両端部は、それぞれ軸受け（図示省略）によって支持されているが、駆動ローラ３の両端部、従動ローラ４の右端部を支持する軸受けは移動しないように所定の位置で固定されているものの、従動ローラ４の左端部を支持する軸受けは、搬送方向Ｃに沿って移動するようになっている。以下、従動ローラ４の左端部を支持する軸受けを移動軸受けと称す。

そして、エンドレスベルト２の左端部２１の下方には、エンドレスベルト２のズレ方向を検出するために、エンドレスベルト２の左端部２１が基準位置にあるか否かを検出するズレ検出センサ６が設けられている。このズレ検出センサ６の両側方には、正常に稼動させることのできる範囲にエンドレスベルト２があるか否かを検出する一対のリミットセンサ５，７が設けられている。これらズレ検出センサ６及びリミットセンサ５，７は、光学式の二値センサである。二値センサは、２種類の信号を出力するものであるが、対向する位置にエンドレスベルト２がある場合と無い場合に、それぞれ異なる信号を出力するようになっている。ここで、エンドレスベルト２の両端部は、直線状に切断しても僅かながら波打ち、非直線形状に形成されている。このため、端部が二値センサに対向した状態でエンドレスベルト２が回転すると、二値センサは端部の波打ちを検出し、異なる信号を繰り返し出力することになる。

図３は、画像記録装置１の主制御部を表すブロック図である。この図３に示すように、画像記録装置１には、各駆動部を制御する制御部１０が設けられている。制御部１０には、駆動ローラ３を回転駆動させる搬送用モータ１１と、キャリッジを走査させる走査用モータ３２と、移動軸受けを移動させるための軸受用モータ１２と、画像記録開始指示などの各種指示が入力される入力部１３と、作業者に種々の情報を報知するモニタ１４と、記憶部１５と、ズレ検出センサ６と、リミットセンサ５，７と、記録ヘッド３０とが電気的に接続されている。なお、制御部１０には、これら以外にも画像記録装置１の各駆動部などが接続されている。

ここで、軸受用モータ１２が移動軸受けを移動させることにより、エンドレスベルト２に対する張力が変動させられ、結果としてエンドレスベルト２が左右方向に移動することになる。つまり、軸受用モータ１２及び移動軸受けが本発明に係るベルト移動部である。

記憶部１５に記憶される制御データとしては、移動軸受けの移動範囲や、基本移動量などが挙げられる。
移動範囲とは、図２に示すように従動ローラ４が駆動ローラ３に対して平行である位置を基準とした場合に、従動ローラ４を傾かせることの可能な範囲のことである。例えば、搬送方向Ｃの上流側を「−」、下流側を「＋」とした場合に、−Ｂ〜＋Ｂの範囲だと従動ローラ４を傾かせることが可能であるのなら、この−Ｂ〜＋Ｂの範囲を基に移動軸受けの移動範囲が決定されている。

また、移動軸受けの基本移動量とは、従動ローラ４を傾かせた際に、エンドレスベルト２を左右方向に移動させることのできる最少移動量を所定倍にした値のことである。例えば、駆動ローラ３と従動ローラ４とが平行であると、エンドレスベルト２に作用する張力は左右方向にほぼ均一であるために、外的な負荷がかかっていなければエンドレスベルト２が左右方向にずれにくくなっている。しかしながら、移動軸受けを最少移動量だけ移動させて、従動ローラ４を傾かせると、エンドレスベルト２に作用する張力が、左右方向に対して不均一になって、エンドレスベルト２が左右方向に移動するようになる。例えば、最少移動量をＡとした場合に、移動軸受けを−Ａだけ移動させると、図１の一点鎖線部Ｄのように従動ローラ４が傾く。これにより、エンドレスベルト２の右端部に対する張力の方が左端部に対する張力よりも小さくなるので、エンドレスベルト２は右（矢印Ｅ）に向けて移動する。一方、移動軸受けを＋Ａだけ移動させると、一点鎖線部Ｆのように従動ローラ４が傾く。これにより、エンドレスベルト２の右端部に対する張力の方が左端部に対する張力よりも大きくなるので、エンドレスベルト２は左（矢印Ｇ）に向けて移動するようになっている。なお、基本移動量が移動範囲を超えることはない範囲で、最少移動量の倍率を設定できるようになっている。

そして、制御部１０は、記憶部１５中に書き込まれている制御プログラムや制御データに従い各種機器を制御するようになっている。例えば、制御部１０は、ズレ検出センサ６の検出結果に基づいてエンドレスベルト２を移動させるズレ補正動作を行う。具体的には、制御部１０は記録媒体Ｐが搬送されている間に前述のズレ補正動作を完了させるために基本移動量、最少移動量、倍率や移動範囲を基にしてベルト移動部を制御するようになっている。ズレ補正動作としては、例えばズレ検出センサ６により検出されたエンドレスベルト２のズレ方向とは逆方向にエンドレスベルト２を移動させたり、或いはズレ方向と同方向、逆方向に切り替えてエンドレスベルト２を移動させたり、ズレ方向と同方向にエンドレスベルト２を移動させたりする場合等が考えられるが、本実施形態においては、ズレ検出センサ６により検出されたエンドレスベルト２のズレ方向とは逆方向にエンドレスベルト２を移動させる場合を例示している。

次に、本実施形態の画像記録装置１の作用について説明する。

作業者により入力部１３に画像記録開始指示が入力されると、制御部１０は搬送用モータ１１を制御して、記録媒体Ｐを間欠的に搬送させる。この間欠搬送時において、記録媒体Ｐが停止するタイミングに合わせて制御部１０は、走査用モータ３２及び記録ヘッド３０を制御して、キャリッジを走査させながら記録ヘッド３０から記録媒体Ｐにインクを吐出させている。この動作を繰り返すことにより、記録媒体Ｐ上に画像が記録されることになる。

ここで、間欠搬送時における記録媒体Ｐの搬送中には、制御部１０は走査用モータ３２を制御してキャリッジ及び記録ヘッド３０を記録領域外に退避させた状態で、ベルト移動部を制御してズレ補正動作を実行することでエンドレスベルト２のズレを補正する。図４はズレ補正動作のフローチャートである。この図４に示すようにズレ補正動作が開始されると、制御部１０は、ズレ検出センサ６によるエンドレスベルト２のズレ方向を検出する（ステップＳ１）。上記したようにエンドレスベルト２の両端部は僅かながら波打ち、非直線形状に形成されているため、ズレのない状態であればズレ検出センサ６はＯＮ、ＯＦＦ信号を切り替えなながら出力し、図２の左方向にずれている状態であればＯＮ信号を出力し、右方向にずれている状態であればＯＦＦ信号を出力する。つまり、制御部１０はズレ検出センサ６の出力信号によって、エンドレスベルト２のズレ方向を認識する。

ステップＳ２では、基本移動量を基に従動ローラ４を傾けたとして搬送時間内にエンドレスベルトのズレ補正が完了するか否かを制御部１０は判定している。搬送時間は記録媒体Ｐが搬送、停止を繰り返しながら間欠搬送される際の１搬送にかかる時間であり、記録画蔵の画像データを基に制御部１０が算出する。制御部１０は搬送時間と、予め設定されている基本移動量とから、基本移動量で従動ローラ４が傾けたとして搬送時間内にエンドレスベルト２のズレ補正が完了するか否かを判定し、可能と判断した場合にはステップＳ４に移行し、不可能と判断した場合にはステップＳ３に移行する。

ステップＳ３では、制御部１０は最少移動量に対する倍率を小さくして、搬送時間内にエンドレスベルト２のズレ補正が完了するように基本移動量を再設定する。なお、一度の搬送でエンドレスベルト２のズレ補正が完全に完了しない場合においては複数回の搬送でズレ補正を完了させるようにしてもよい。

ステップＳ４では、制御部１０は軸受用モータ１２、搬送用モータ１１を制御して、従動ローラ４を傾けながら駆動ローラ３を回転させることで、エンドレスベルト２を回転させながらズレを補正し記録媒体Ｐを搬送させる。つまり、エンドレスベルト２のズレ補正動作は、図５に示すように、画像の記録が行われていない状態で、かつ記録媒体Ｐが搬送されている間に完了することになる。

以上のように本実施形態の画像記録装置１によれば、記録媒体Ｐが搬送されている間にズレ補正動作が完了しているので、駆動ローラ３、従動ローラ４及びテンションローラ３１のうち、従動ローラ４の一端部が駆動ローラ３の一端部に対して相対的に移動する際においてはエンドレスベルト２が常に回転状態になる。つまり、エンドレスベルト２は回転しながら回転方向に対して直交する方向に移動することになる。これにより、エンドレスベルト２と各ローラとの間に生じる負荷が低減されるために、エンドレスベルト２のズレ補正は滑らかに行われ、結果的にエンドレスベルト２のズレ補正時に発生する皺の発生量や波打ち量を低減することが可能となる。このように皺の発生量や波打ち量を低減できれば、画質を安定化でき、さらには記録ヘッドの故障を防止できる。

ここで、エンドレスベルト２に発生する皺の発生量や波打ち量が低減されていたとしても、その発生量や波打ち量が０とはなっていないために、場合によっては記録媒体Ｐにも皺が生じるおそれもある。万が一記録媒体Ｐに皺がよった状態で画像を記録してしまうと、画質が不安定になってしまう。しかしながら、上述したように記録ヘッド３０が記録領域外に位置している間にズレ補正動作が完了していると、ズレ補正動作時においては記録媒体Ｐ上に画像が記録されることがないために、画質を安定化することが可能となる。

そして、静電力発生部４０によってエンドレスベルト２に静電吸着力を付与し、当該エンドレスベルト２上に記録媒体を吸着する場合、エンドレスベルト２の静電吸着作用によって皺が発生しやすいものの、上述のような構成であれば、エンドレスベルト２に静電吸着力を付与したとしても皺の発生量や波打ち量が低減されることになるので、画質に対する悪影響を抑制することができ、画質の安定化が可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、エンドレスベルト２を張設し、回転させるローラが駆動ローラ３、従動ローラ４及びテンションローラ３１との３本からなる場合を例示したが、２本或いは４本以上であってもよい。これらの場合においても、ベルト移動部が、複数のローラのうち、少なくとも１つのローラの一端部を他のローラの一端部に対して相対的に移動させれば、エンドレスベルト２に対する張力を変動でき、エンドレスベルト２を左右方向に移動させることができる。

本実施形態の画像記録装置の概略構成を表す側面図である。 図１の画像記録装置の概略構成を表す上面図である。 図１の画像記録装置の主制御構成を表すブロック図である。 図１の画像記録装置で行われるズレ補正動作を示すフローチャートである。 図４のズレ補正動作が行われるタイミングを示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ 画像記録装置
３ 駆動ローラ（ローラ）
４ 従動ローラ（ローラ）
６ ズレ検出センサ
１０ 制御部
１２ 軸受用モータ（ベルト移動部）
１５ 記憶部
３０ 記録ヘッド
４０ 静電力発生部
３１ テンションローラ（ローラ）
Ｐ 記録媒体

Claims (3)

1. 記録媒体を支持しながら搬送するエンドレスベルトと、
   前記エンドレスベルトによって支持された記録媒体に対してインクを吐出し画像を記録する記録ヘッドと、
   前記エンドレスベルトを張設し、回転させることで前記エンドレスベルト上の記録媒体を搬送させる複数のローラと、
   前記複数のローラのうち、少なくとも１つのローラの一端部を他のローラの一端部に対して相対的に移動させることで、前記エンドレスベルトに対する張力を変動させて、前記エンドレスベルトを回転方向に対して直交する方向に移動させるベルト移動部と、
   前記エンドレスベルトのズレ方向を検出するためのズレ検出センサと、
   前記ズレ検出センサの検出結果に基づいて前記記録ヘッド、前記ベルト移動部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記記録媒体が搬送されている間に、前記ズレ検出センサの検出結果に基づいて前記エンドレスベルトを移動させるズレ補正動作を完了させるように、前記ベルト移動部を制御することを特徴とする画像記録装置。
2. 請求項１記載の画像記録装置において、
   前記記録ヘッドは、記録媒体の搬送方向に対して直交する方向に走査しながらインクを吐出するシリアル方式の記録ヘッドであり、
   前記制御部は、前記記録ヘッドが記録領域外に位置している間に、前記ズレ補正動作が完了するように、前記ベルト移動部を制御することを特徴とする画像記録装置。
3. 請求項１又は２記載の画像記録装置において、
   前記エンドレスベルト上の記録媒体に対して静電吸着力を発生させる静電力発生部を備えることを特徴とする画像記録装置。

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