JP2006123479A

JP2006123479A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2006123479A
Application number: JP2004318515A
Authority: JP
Inventors: Mikio Shiyouki; 幹男笑喜; Ryuji Aoki; 龍二青木; Toshiyuki Nakanishi; 利幸中西; Yuichiro Ito; 雄一朗伊藤; Makoto Tsujinishi; 誠辻西
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2004-11-01
Filing date: 2004-11-01
Publication date: 2006-05-18
Also published as: US7384117B2; US20060092208A1

Abstract

【課題】インクジェットプリンタにおいて、印字ずれ検出センサの製造コストを削減しつつ、印字ずれ検出センサの検出精度を高める。
【解決手段】拡散光を出射する発光素子４１、発光素子４１から出射された光を記録紙２の上に集束させる第１のレンズ４２、記録紙２によって反射された光を集束させる第２のレンズ４３、第２のレンズ４３によって集束された光を受光する受光素子４４等によって印字ずれ検出センサ４を構成する。発光素子４１から出射された拡散光を第１のレンズ４２によって集束させることにより、記録紙２の上に投射させるビームスポット７０の直径を印字ずれ検出パターンを構成する個々の要素の長さ寸法及び幅寸法より小さくする。また、記録紙２によって反射された後、拡散する光を第２のレンズ４３によって集束させる。これにより、受光素子４４から出力される電気信号の振幅が大きくなり、印字ずれ検出センサ４の検出精度が高められる。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクカートリッジを装着した際に生ずる印字ずれを自動的に補正する機能を備えたインクジェットプリンタに関するものである。

従来からインクジェットプリンタにおいては、インクカートリッジを装着した後、記録ヘッドによって記録紙に所定の印字ずれ検出パターンを形成し、そのパターンを印字ずれ検出センサによって読み取り、その結果に基いて記録ヘッドを制御するタイミングを調節することにより、印字ずれを自動的に補正する機能を備えたものが実用化されている。

図６は、従来のインクジェットプリンタに用いられている印字ずれ検出センサの構成を示している。印字ずれ検出センサ１０４は、光を記録紙２の上に所定の放射角で出射する発光素子１４１、発光素子１４１から出射され、記録紙２によって反射された光を受光する受光素子１４４、及びこれらが装着されるセンサケース部材１５０等によって構成されている。

図７において、（ａ）は記録紙２の上に形成された印字ずれ検出パターン及び発光素子から記録紙上に投射される光のビームスポットを、（ｂ）は受光素子１４４から出力される電気信号をそれぞれ示している。ところで、近年のインクジェットプリンタにおいては、更なる高解像度化の進展に伴って印字ずれ検出センサ１０４による印字ずれの検出精度もより高く要求されるようになり、図７（ａ）に示す印字ずれ検出パターン８０も微細化される傾向にある。このような微細な印字ずれ検出パターン８０を精度よく検出するためには、記録紙２に照射するビームスポット１７０の直径も印字ずれ検出パターン８０に対応させて小さく設定することが望ましい。しかしながら、図６に示した従来の印字ずれ検出センサ１０４の構成では、ビームスポット１７０の直径は、発光素子１４１の指向特性及び発光素子１４１と記録紙２との距離によって定まることから、インクジェットプリンタの設計者が自由に設定することができず、ときには図７（ａ）に示すように、ビームスポット１７０の直径が、印字ずれ検出パターン８０の長さ寸法Ｌ及び幅寸法Ｗよりも大きくなってしまうことがある。

このような場合においては、図７（ｂ）に示すように、振幅の小さい（Ｓ／Ｎ比の小さい）波形の電気信号１９０が受光素子１４４から出力されることになる。従って、印字ずれ検出センサ１０４の検出誤差が大きくなって、ユーザが満足する解像度の高いプリントに対応するための微小な印字ずれ補正を行なうことができなくなる。

そこで、従来のインクジェットプリンタにおいては、例えば、受光素子の受光部に印字ずれ検出パターンのエッジを検出するためのスリットを設け、発光素子から拡散光が出射されても受光素子側で印字ずれ検出パターンのエッジを検出できるようにして、印字ずれ検出センサの検出精度を確保する構成としたものも存在する。しかしながら、このようなプリンタに用いられるスリットを付加した受光素子は、部品原価が高いためプリンタ全体の製造コストを高騰させる一因となっている。

また、特許文献１には、発光素子側に設けられたフレネルレンズと、受光素子側に設けられた非球面レンズとを一体的に形成した印字ずれ検出センサが示されている。また、特許文献２には、相異なる色の光を出射する複数の発光素子と、各発光素子から出射された光を記録紙上の所定の位置に屈折・集束させるための複数のレンズを有するレンズアセンブリとを備えた印字ずれ検出センサが示されている。しかしながらいずれの印字ずれ検出センサも複数のレンズを精度よく一体的に形成しなければならないので、製造コストが嵩み、特に低価格が要求されるコンシューマ向けのプリンタには適さない。また、特許文献１に示されたフレネルレンズは印字ずれ検出パターン以外の方向にも光を拡散させてしまうので、記録紙に対する光の投射効率が悪くなり、受光素子から出力される信号のＳ/Ｎ比が悪化する。
特表２００１−５２７４７２号公報特開２００３−２２９９９５号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、印字ずれ検出センサの製造コストを削減しつつ、印字ずれ検出センサの検出精度を高めることができるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、インクを貯蔵するインクタンク及びこのインクタンクに貯蔵されたインクを吐出して記録紙に画像を形成する記録ヘッドを有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを支持するカートリッジ支持部材と、このカートリッジ支持部材を記録紙の搬送方向に略直交する方向に往復移動させるために駆動する駆動手段と、記録ヘッドによって記録紙に形成された所定の印字ずれ検出パターンを読み取る印字ずれ検出センサと、印字ずれ検出センサにより読み取られた印字ずれ検出パターンに基いて記録ヘッドの吐出タイミングを制御して印字ずれを補正する印字ずれ補正制御手段とを備えたインクジェットプリンタにおいて、印字ずれ検出センサは、拡散光を出射する発光素子と、この発光素子から出射され、記録紙によって反射された光を受光して、それを電気信号に変換して印字ずれ補正制御手段に出力する受光素子と、発光素子及び受光素子の端子が接続される回路基板と、この回路基板を被う樹脂成形によってなるカバー部材と、このカバー部材の外側に装着される静電気対策用の金属プレートと、発光素子から出射された拡散光を記録紙上に集束させる第１のレンズと、記録紙によって反射された光を受光素子に集束させる第２のレンズと、発光素子、受光素子、回路基板、カバー部材、第１のレンズ及び第２のレンズを保持するセンサケースとを有し、記録紙上に投射させるビームスポットの直径が印字ずれ検出パターンを構成する個々の要素の長さ寸法及び幅寸法より小さくなるように、発光素子から出射された拡散光を第１のレンズによって集束させ、記録紙によって反射された後、拡散する光を第２のレンズによって受光素子に集束させ、受光素子から出力される電気信号の振幅を大きくして印字ずれ検出センサの検出精度を高めたものである。

請求項２の発明は、インクを貯蔵するインクタンク及びこのインクタンクに貯蔵されたインクを吐出して記録紙に画像を形成する記録ヘッドを有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを支持するカートリッジ支持部材と、このカートリッジ支持部材を記録紙の搬送方向に略直交する方向に往復移動させるために駆動する駆動手段と、記録ヘッドによって記録紙に形成された所定の印字ずれ検出パターンを読み取る印字ずれ検出センサと、印字ずれ検出センサにより読み取られた印字ずれ検出パターンに基いて記録ヘッドの吐出タイミングを制御して印字ずれを補正する印字ずれ補正制御手段とを備えたインクジェットプリンタにおいて、印字ずれ検出センサは、拡散光を出射する発光素子と、この発光素子から出射され、記録紙によって反射された光を受光して、それを電気信号に変換して印字ずれ補正制御手段に出力する受光素子と、発光素子から出射された拡散光を記録紙上に集束させる第１のレンズと、記録紙によって反射された光を受光素子に集束させる第２のレンズとを有し、発光素子から出射された拡散光を第１のレンズによって集束させ、記録紙によって反射された後、拡散する光を第２のレンズによって受光素子に集束させ、受光素子から出力される電気信号の振幅を大きくして印字ずれ検出センサの検出精度を高めたものである。

請求項１の発明によれば、発光素子から出射された拡散光を第１のレンズによって集束させるので、記録紙上に投射させるビームスポットの直径を小さく、かつ明るくすることができる。また、記録紙によって反射された光を第２のレンズによって受光素子に集束させるので、受光素子の受光効率が高められる。これにより、受光素子から出力される電気信号の振幅を大きくすることができ、印字ずれ検出センサの検出精度をユーザが満足する高解像度のプリントに十分に対応できる程度にまで高めることが可能となる。また、スリットを付加した高価な受光素子を用いる代りに安価なレンズを用いることによって、印字ずれ検出センサの検出精度を高めているので、プリンタの製造コストを削減することができる。しかも、記録紙上に投射させるビームスポットの直径を印字ずれ検出パターンを構成する個々の要素の長さ寸法及び幅寸法より小さく設定しているので、印字ずれ検出センサの解像度を十分に高めることができ、印字ずれ検出パターンのエッジをより正確に検出することが可能になる。さらに、第１のレンズ及び第２のレンズにより、光が集束されているため発光素子から出力された光のうち、受光素子に達する光の割合が高くなる。そのため、発光素子としてパワーの小さい安価なものを使用することができ、更なるコストダウンが可能になる。

請求項２の発明によれば、発光素子から出射された拡散光を第１のレンズによって集束させるので、記録紙上に投射させるビームスポットの直径を小さく、かつ明るくすることができる。また、記録紙によって反射された光を第２のレンズによって受光素子に集束させるので、受光素子の受光効率が高められる。これにより、受光素子から出力される電気信号の振幅を大きくすることができ、ように印字ずれ検出センサの検出精度をユーザが満足する高解像度のプリントに十分に対応できる程度にまで高めることが可能となる。また、スリットを付加した高価な受光素子を用いる代りに安価なレンズを用いることによって、印字ずれ検出センサの検出精度を高めているので、プリンタの製造コストを削減することができる。さらに、第１のレンズ及び第２のレンズにより、光が集束されているため発光素子から出力された光のうち、受光素子に達する光の割合が高くなる。そのため、発光素子としてパワーの小さい安価なものを使用することができ、更なるコストダウンが可能になる。

本発明を実施するための最良の実施形態によるインクジェットプリンタについて図面を参照して説明する。図１はインクジェットプリンタの構成を示している。インクジェットプリンタ１のハウジング１０の前面には、インクジェットプリンタ１の各種の機能を選択したり、或いはプリントサイズや枚数等を入力するための操作スイッチ１１、及び、選択した機能や入力したデータを確認したり、インクジェットプリンタ１の動作状態を表示するための液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等の表示素子１２が設けられている。ハウジング１０の上面後方には、プリントされる記録紙２Ａを保持するための給紙トレイ１３が設けられており、また、前面下方には、プリントされた記録紙２Ｂを排出するための排紙トレイ１４が設けられている。

ハウジング１０の内部には、インクジェットプリンタ１の全体を制御するための制御回路６が設けられている。制御回路６は、パーソナルコンピュータ（図示せず）等から送信される画像データに基づいて記録紙２Ａ上に画像を形成する機能だけでなく、ディジタルカメラ２０等から送信される、例えばＪＰＥＧ圧縮された画像データを解凍する機能をも有している。

ハウジング１０の内部には、記録紙２Ａを給紙トレイ１３から所定のプリント位置まで副走査方向（Ｙ方向）に搬送し、さらに、プリントされた記録紙２Ｂを排紙トレイ１４に排出するための用紙搬送機構１５、及び、副走査方向（Ｙ方向）に直交する主走査方向（Ｘ方向）に往復移動しながら記録紙２Ａに向かってインクを吐出させることにより、記録紙２Ａ上に画像を形成するキャリッジ３が設けられている。

図２は、キャリッジ３の斜視図である。キャリッジ３は、キャリッジ本体部３０と、インクカートリッジ３１、３２を挿脱自在に支持するクレイドル（カートリッジ支持部材）３３と、ブラックのインクカートリッジ３１と、カラーのインクカートリッジ３２等を有しており、搬送される記録紙２に対して平行になるように配置されたシャフト３４によって主走査方向に往復自在に支持されている。キャリッジ本体部３０は、モータ、プーリ、ベルト等によって構成される駆動機構（図示せず）によって駆動されて往復移動する。

クレイドル３３はインクカートリッジ３１、３２を挿脱自在に支持する構造であるため（図３参照）、ユーザによって装着されたインクカートリッジ３１、３２とクレイドル３３との位置関係（インクカートリッジ３１、３２のアライメント）は、その装着の度毎に微妙に変動する。これに伴って、記録紙２に対する記録ヘッド３６（図３参照）の相対的な位置関係が変動し、印字ずれが生ずる場合がある。そこで、インクジェットプリンタ１においては、クレイドル３３の側面に印字ずれ検出センサ４（図３参照）を設けて、インクカートリッジ３１、３２を交換した後等、必要に応じて印字ずれを検出し、自動的に補正する機能を備えている。印字ずれの検出は、キャリッジ３を主走査方向に走査させながら、記録ヘッド３６によって記録紙２に所定の印字ずれ検出パターンを形成すると共に、印字ずれ検出センサ４によりその印字ずれ検出パターンを読み取ることによりなされる。また、印字ずれの補正は、印字ずれ検出センサ４により読み取られた印字ずれ検出パターンに基いて、制御回路６がインクカートリッジ３１、３２に設けられている記録ヘッド３６の吐出タイミングを制御することによりなされる。

図３は、インクカートリッジ３１、３２、クレイドル３３及び印字ずれ検出センサ４の構成を示している。インクカートリッジ３１、３２は、インクを貯蔵するインクタンク３５と、インクタンク３５に貯蔵されたインクを吐出して記録紙２に画像を形成する記録ヘッド３６を有している。クレイドル３３は、樹脂成形によって成り、インクカートリッジ３１、３２を装着するためのカートリッジ装着部３７を有している。カートリッジ装着部３７の記録ヘッド３６に対応する部分は、記録ヘッド３６を記録紙２の側（図中下側）に挿通させるための開口３９が設けられている。また、クレイドル３３の本体部の側面には、印字ずれ検出センサ４を構成する各部品を組み込むためのセンサケース５０がねじ４８を介して装着されている。このクレイドル３３の側面には、センサケース５０を位置決めするための一対の突起６１及びねじ４８が螺入される円筒部６２が形成されている。

印字ずれ検出センサ４は、拡散光を出射する発光素子４１と、発光素子４１から出射された拡散光を記録紙２の上に集束させる第１のレンズ４２と、記録紙２によって反射された光を集束させる第２のレンズ４３と、第２のレンズ４３を透過した光を受光する受光素子４４と、上記各部品を保持するセンサケース５０と、発光素子４１及び受光素子４４の端子が接続される回路基板４５と、回路基板４５を被う樹脂成形によるカバー部材４６と、カバー部材４６の外側に装着される静電気対策用の金属プレート４７を有している。センサケース５０には、発光素子４１、第１のレンズ４２、第２のレンズ４３及び受光素子４４をそれぞれ組み込むための凹部５１、５２、５３、５４と、突起６１及び円筒部６２に対応するスリット５６及び孔５７が設けられている。

図４は、印字ずれ検出センサ４によって印字ずれの検出を行なっている様子を示している。また、図５において、（ａ）は記録紙２の上に形成された印字ずれ検出パターン及び発光素子から記録紙上に投射される光のビームスポットを、（ｂ）は受光素子の出力電圧をそれぞれ示している。本実施の形態では、図４に示すように、発光素子４１から出射された拡散光を第１のレンズ４２によって記録紙２の上に集束させており、発光素子４１及び第１のレンズ４２の仕様に応じてこれらを適切な位置に配置することにより、図５（ａ）に示すように、記録紙２の上に投射させるビームスポット７０の直径を印字ずれ検出パターン８０を構成する個々の要素８１の長さ寸法Ｌ及び幅寸法Ｈよりも小さくすることができる。これにより、受光素子４４からは、図５（ｂ）に示すように振幅の大きい、すなわちＳ／Ｎ比の大きい波形の電気信号９０が出力されるようになり、印字ずれ検出パターン８０のエッジをより正確に検出することが可能になり、印字ずれ検出センサ４の検出精度を高めることができる。

以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、発光素子４１から出射された拡散光を第１のレンズ４２によって集束させるので、記録紙２の上に投射させるビームスポット７０の直径を小さく、かつ明るくすることができる。また、記録紙２によって反射された光を第２のレンズ４３によって受光素子４４に集束させるので、受光素子４４の受光効率が高められる。これにより、受光素子４４から出力される電気信号９０の振幅を大きくすることができ、印字ずれ検出センサ４の検出精度をユーザが満足する高解像度のプリントに十分に対応できる程度にまで高めることが可能となる。また、スリットを付加した高価な受光素子を用いる代りに安価なレンズ４２、４３を用いることによって、印字ずれ検出センサ４の検出精度を高めているので、プリンタ全体の製造コストを削減することができる。しかも、記録紙２の上に投射させるビームスポット７０の直径を印字ずれ検出パターン８０を構成する個々の要素８１の長さ寸法Ｌ及び幅寸法Ｗより小さく設定しているので、印字ずれ検出センサ４の解像度を十分に高めることができ、印字ずれ検出パターン８０のエッジをより正確に検出することが可能になる。さらに、第１のレンズ４２及び第２のレンズ４３により、光が集束されているため発光素子４１から出力された光のうち、受光素子４４に達する光の割合が高くなる。そのため、発光素子４１としてパワーの小さい安価なものを使用することができ、更なるコストダウンが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく種々の変形が可能であり、例えば、印字ずれ検出センサ４を構成する部品は、発光素子４１、第１のレンズ４２、第２のレンズ４３、受光素子４４、回路基板４５、カバー部材４６及び金属プレート４７、センサケース５０に限られることなく、他の部品を適宜追加したり省略してもよい。また、センサケース５０の位置及び形状は図３に示したものに限られることなく、記録紙２と印字ずれ検出センサ４を構成する各部品との位置関係を確保した上で任意の形状とすることができる。

本発明の一実施形態によるインクジェットプリンタの構成を示す斜視図。同プリンタのキャリッジの斜視図。同プリンタのインクカートリッジ、クレイドル及び印字ずれ検出センサの構成を示す組み立て斜視図。印字ずれ検出センサによって印字ずれの検出を行なっている様子を示す図。（ａ）は記録紙上に形成された印字ずれ検出パターン及び同印字ずれ検出センサによって発光素子から記録紙上に投射される光のビームスポットを示す図、（ｂ）は受光素子から出力される信号を示す図。従来のプリンタに用いられている印字ずれ検出センサの構成及び、同センサによって印字ずれの検出を行なっている様子を示す図。（ａ）は記録紙上に形成された印字ずれ検出パターン及び従来の印字ずれ検出センサによって発光素子から記録紙上に投射される光のビームスポットを示す図、（ｂ）は従来の印字ずれ検出センサの受光素子から出力される信号を示す図。

符号の説明

１インクジェットプリンタ
４印字ずれ検出センサ
６制御回路（印字ずれ補正制御手段）
３１、３２インクカートリッジ
３３クレイドル（カートリッジ支持部材）
３５インクタンク
３６記録ヘッド
４１発光素子
４２第１のレンズ
４３第２のレンズ
４４受光素子
４５回路基板
４６カバー部材
４７金属プレート
５０センサケース

Claims

インクを貯蔵するインクタンク及びこのインクタンクに貯蔵されたインクを吐出して記録紙に画像を形成する記録ヘッドを有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを支持するカートリッジ支持部材と、このカートリッジ支持部材を記録紙の搬送方向に略直交する方向に往復移動させるために駆動する駆動手段と、前記記録ヘッドによって記録紙に形成された所定の印字ずれ検出パターンを読み取る印字ずれ検出センサと、印字ずれ検出センサにより読み取られた印字ずれ検出パターンに基いて前記記録ヘッドの吐出タイミングを制御して印字ずれを補正する印字ずれ補正制御手段とを備えたインクジェットプリンタにおいて、
前記印字ずれ検出センサは、
拡散光を出射する発光素子と、この発光素子から出射され、記録紙によって反射された光を受光して、それを電気信号に変換して前記印字ずれ補正制御手段に出力する受光素子と、前記発光素子及び受光素子の端子が接続される回路基板と、この回路基板を被う樹脂成形によってなるカバー部材と、このカバー部材の外側に装着される静電気対策用の金属プレートと、前記発光素子から出射された拡散光を記録紙上に集束させる第１のレンズと、記録紙によって反射された光を前記受光素子に集束させる第２のレンズと、前記発光素子、受光素子、回路基板、カバー部材、第１のレンズ及び第２のレンズを保持するセンサケースとを有し、
記録紙上に投射させるビームスポットの直径が前記印字ずれ検出パターンを構成する個々の要素の長さ寸法及び幅寸法より小さくなるように、前記発光素子から出射された拡散光を前記第１のレンズによって集束させ、記録紙によって反射された後、拡散する光を前記第２のレンズによって前記受光素子に集束させ、前記受光素子から出力される電気信号の振幅を大きくして前記印字ずれ検出センサの検出精度を高めたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
インクを貯蔵するインクタンク及びこのインクタンクに貯蔵されたインクを吐出して記録紙に画像を形成する記録ヘッドを有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを支持するカートリッジ支持部材と、このカートリッジ支持部材を記録紙の搬送方向に略直交する方向に往復移動させるために駆動する駆動手段と、前記記録ヘッドによって記録紙に形成された所定の印字ずれ検出パターンを読み取る印字ずれ検出センサと、印字ずれ検出センサにより読み取られた印字ずれ検出パターンに基いて前記記録ヘッドの吐出タイミングを制御して印字ずれを補正する印字ずれ補正制御手段とを備えたインクジェットプリンタにおいて、
前記印字ずれ検出センサは、
拡散光を出射する発光素子と、この発光素子から出射され、記録紙によって反射された光を受光して、それを電気信号に変換して前記印字ずれ補正制御手段に出力する受光素子と、前記発光素子から出射された拡散光を記録紙上に集束させる第１のレンズと、記録紙によって反射された光を前記受光素子に集束させる第２のレンズとを有し、
前記発光素子から出射された拡散光を前記第１のレンズによって集束させ、記録紙によって反射された後、拡散する光を前記第２のレンズによって前記受光素子に集束させ、前記受光素子から出力される電気信号の振幅を大きくして前記印字ずれ検出センサの検出精度を高めたことを特徴とするインクジェットプリンタ。