JP2008049573A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光電変換素子の素子毎の感度ばらつきや光学系の構造等に起因する読み取り誤差を防止して、正確に記録媒体上の画像を読み取ることができるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】 上方に印刷用の着色インクを吐出するライン型インクジェットヘッドから構成された記録ヘッド８Ｃ〜８Ｋが配設された第１搬送ベルト５の用紙搬送方向下流側に、第１搬送ベルト５による用紙搬送方向Ｘと直交するＹ方向に記録用紙Ｐを搬送するように構成された第２搬送ベルト１０を配置し、第２搬送ベルト１０の用紙搬送方向下流端部近傍に、少なくとも記録用紙Ｐの長さよりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサから構成された画像読取手段１３を配設する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ファクシミリ、複写機、プリンタ等の記録装置において、用紙等の記録媒体にインクを吐出することによって記録を行うインクジェット記録装置に関するものであり、特にラインヘッド型の記録用ヘッドを備えたインクジェット記録装置に関するものである。

ファクシミリ、複写機、プリンタ等の記録装置は、紙、布、ＯＨＰ用シート等の記録媒体に画像を記録するように構成されているが、記録を行う方式により、インクジェット式、ワイヤドット式、サーマル式等に分類することができる。また、これらの記録方式はさらに、記録ヘッドが記録媒体上を走査しながら記録を行うシリアル型と、装置本体に固定された記録ヘッドにより記録を行うラインヘッド型に分類することができる。

ラインヘッド型インクジェット記録装置では、装置本体内に備えられた搬送ベルト等の搬送手段によって、用紙等の記録媒体が所定の記録位置まで搬送され、記録媒体の幅以上の記録領域を有するラインヘッド型のインクジェットヘッドにより一括して１行（又は１列）分の記録が行われ、その後、搬送手段によって所定量のみ搬送され、さらに一括して次の行（又は列）の記録が行われる。そして、このような動作が複数回繰り返されることにより、記録媒体全体の記録が行われる。

ここで、上記のように記録媒体の幅以上の記録領域を有し、一括して一行（又は１列）分の記録を行うラインヘッド型インクジェット記録装置では、記録媒体の幅方向に複数のノズルが配列されているが、このノズルの一部が目詰まり状態になってしまったり、吐出されるインクが目的の位置に飛翔せずドットが位置ずれを起したりして、形成される画像に白筋等の画像不良が発生することがあった。

そこで、上記のようなノズルの目詰まり等に起因する画像不良を検出する種々の技術が提案されており、例えば特許文献１には、記録媒体の全幅にわたってノズル列を有するラインヘッド型のインクジェットヘッドが、複数のインク色に対応して各色ごとに設けられており、これら複数のインクジェットヘッドごとに、形成される画像を読み取るための画像読取手段を記録媒体の搬送方向下流側に配置することにより、素早く画像不良を検出することができるよう構成されたインクジェット記録装置が開示されている。
特開２００５−９６４４７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたインクジェット記録装置では、画像読取手段として複数の光電変換素子を一列状に並べたラインセンサや、複数の光電変換素子を二次元に、マトリックス状に並べたエリアセンサ等が用いられているが、一般的に光電変換素子の感度は、素子毎にばらつきを持っており、この感度のばらつきのため記録媒体上の画像を正確に読み取ることができないことがあった。

また、特許文献１では、冷陰極管等の光源によって記録媒体上の画像を照射して、その反射光を画像読取手段によって読み取るよう構成されているが、照明光を照射する方向や、反射部材など光学系の構造により、記録媒体上に形成された画像全体の画素に対して照明光が均一に照射されるとは限らず、記録媒体上の画像は、強い光で照射されて読み取られる部分と弱い光で照射されて読み取られる部分とが混在する可能性があり、かかる場合、記録媒体上の画像を正確に読み取ることができないおそれがあった。

ここで、画像読取手段として用いられる光電変換素子の持つ素子毎の感度のばらつきや、照明光を照射する光学系の構造等に起因する読み取り誤差は、シェーディング補正によって補正することが可能であるが、シェーディング補正の調整方法や精度により、十分に補正できないこともあり、また、シェーディング補正の精度を上げた場合には、回路規模が増大して装置本体の高コスト化を招き、補正にかかる時間が増大して装置本体の高速化を妨げることとなっていた。

本発明においては上述の事情に鑑み、インクジェットヘッドからインクが打滴されて記録媒体上に形成された画像を読み取るための画像読取手段を備えたラインヘッド型のインクジェット記録装置において、光電変換素子の素子毎の感度ばらつきや光学系の構造等に起因する読み取り誤差を防止して、正確に記録媒体上の画像を読み取ることができるインクジェット記録装置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本発明は、記録媒体を搬送する第１搬送手段と、複数のノズルが記録媒体の幅方向に配列されて、記録媒体の幅以上の記録領域を形成するラインヘッド型のインクジェットヘッドから構成され、前記第１搬送手段上を搬送される記録媒体へとインクを吐出する記録ヘッドと、前記第１搬送手段の搬送方向下流側に配設され、記録媒体上に前記記録ヘッド内の同一のノズルから吐出されるインク滴の列方向に対して直交する方向に記録媒体を搬送する第２搬送手段と、前記第２搬送手段の搬送方向に対して直交するように複数の光電変換素子が設けられ、前記第２搬送手段上を搬送される記録媒体に形成された画像を読み取る画像読取手段と、を備えたことを特徴としている。

また、本発明は、上記構成のインクジェット記録装置において、前記画像読取手段は、少なくとも前記第２搬送手段上を搬送される記録媒体の搬送方向に直交する方向の長さ寸法以上の画像読取領域を有していることを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、記録媒体は、同一のノズルから吐出されたインク滴の列方向に対して直交する方向に搬送されて画像読取手段を通過するため、画像読取手段が、記録ヘッド内の全てのノズルから吐出されたインク滴の列の少なくとも一部を横断するように記録媒体上に形成された画像上を走査することとなり、インク滴列と平行に白筋等の画像形成不良が生じた場合、画像読取手段に設けられたほぼ全ての光電変換素子が、吐出されたインク滴列及び、ノズルの吐出不良による白筋上を走査し、これらを検出するようになるため、光電変換素子毎の感度にばらつきがあった場合でも、白筋等の画像不良を正確に検知することができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成のインクジェット記録装置において、例えば、１枚の記録媒体へと画像を記録している途中で記録ヘッドのいずれかのノズルに目詰まり等の吐出不良が生じ、形成されるインク滴列の途中から白筋等の画像不良が生じた場合であっても、正確に画像不良を検出することができる。

以下、図面を参照して本発明に係るインクジェット記録装置１について説明する。図１は、本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図である。また、図２は、図１に示すインクジェット記録装置を矢印Ａ方向から見た側面図であり、図３は、図１に示すインクジェット記録装置を上方から見た平面図である。

図１乃至図３に示すように、インクジェット記録装置１の左側部には記録用紙Ｐを収容する給紙トレイ２が設けられており、この給紙トレイ２の一端部には収容された記録用紙Ｐを、最上位の記録用紙Ｐから順に一枚ずつ後述する第１搬送ベルト５へと搬送給紙するための給紙ローラ３、及び給紙ローラ３に圧接されて記録用紙Ｐの重送を防止する分離ローラ４が配設されている。

給紙ローラ３及び分離ローラ４の用紙搬送方向下流側（図２及び図３において右側）には、第１搬送ベルト５が回転自在に配設されている。第１搬送ベルト５は、図示しない駆動装置に駆動接続された第１駆動ローラ６と、第１搬送ベルト５を介して第１駆動ローラ６に従動回転する第１ベルトローラ７とに掛け渡されており、第１駆動ローラ６が回転駆動されることにより、記録用紙Ｐを矢印Ｘの方向に搬送するように構成されている。

ここで、用紙搬送方向Ｘの下流側に第１駆動ローラ６を配置したことにより、第１搬送ベルト５の用紙送り側（図２において上側）は、第１駆動ローラ６に引っ張られるようになるため、ベルトテンションを張ることができ、安定した記録用紙Ｐの搬送が可能となる。なお、第１搬送ベルト５には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルト等が好適に用いられる。

この第１搬送ベルト５の上方には、第１搬送ベルト５の上面に対して所定の間隔が形成されるような高さに支持され、第１搬送ベルト５上を搬送される記録用紙Ｐへと画像の記録を行うライン型のインクジェットヘッドから構成された記録ヘッド８Ｃ，８Ｍ，８Ｙ及び８Ｋが用紙搬送方向に沿って並設されている。これらの記録ヘッド８Ｃ〜８Ｋには、それぞれ異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の着色インクが充填されており、各記録ヘッド８Ｃ〜８Ｋからそれぞれの着色インクを吐出することにより、記録用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。

また、これらの記録ヘッド８Ｃ〜８Ｋは、図３に示すように、用紙搬送方向Ｘと直交する方向（ここでは行方向）に複数のノズルが千鳥状に配列されて、搬送される記録用紙Ｐの幅以上の記録領域を有しており、第１搬送ベルト５上を搬送される記録用紙Ｐに対して、一括して１行分の画像を記録することができるようになっており、記録ヘッドが記録用紙Ｐの幅方向に往復動作するシリアル型インクジェットヘッドに比べて高速印字が可能となっている。なお、記録ヘッド８Ｃ〜８Ｋのインクの吐出方式としては、例えば、図示しないピエゾ素子を用いてインクを押し出すピエゾ方式や、発熱体によって気泡を発生させ、圧力をかけてインクを吐出するサーマルインクジェット方式など、各種方式を適用することができる。

また、本実施形態においては、長手方向の寸法が第１搬送ベルト５の幅寸法以上に形成された本体に、記録用紙Ｐの幅方向に複数のノズルを千鳥状に配列させることで、記録用紙Ｐの幅以上の記録領域を有するように構成されたラインヘッド型記録ヘッドを用いているが、これは、各々数個のノズルを備えた短尺の記録ヘッドを、第１搬送ベルト５の幅方向に複数配列することにより、搬送される記録用紙Ｐの幅方向全幅にわたって画像を記録できるようにしたインクジェットヘッドユニットを用いても構わない。

そして、第１搬送ベルト５の用紙搬送方向の下流端部には、記録ヘッド８Ｃ〜８Ｋによって画像が記録され、第１搬送ベルト５から離脱した記録用紙ＰをさらにＸ方向へと搬送する、搬送ローラ及び搬送ローラに圧接され従動回転する従動ローラから構成される搬送ローラ対９が設けられており、この搬送ローラ対９の用紙搬送方向下流側（図２及び図３において右側）には、第２搬送ベルト１０が回転自在に配設されている。

第２搬送ベルト１０は、図示しない駆動装置に駆動接続された第２駆動ローラ１１と、第２搬送ベルト１０を介して第２駆動ローラ１１に従動回転する第２ベルトローラ１２とに掛け渡されている。ここで、第２駆動ローラ１１及び第２ベルトローラ１２は、これらの回転軸方向が前述した第１駆動ローラ６及び第１ベルトローラ７の回転軸方向に対して直交するように配設されており、第２搬送ベルト１０が、第１搬送ベルト５による用紙搬送方向Ｘと直交する矢印Ｙ方向に用紙を搬送するよう構成されている。

なお、第１搬送ベルト５と同様に、用紙搬送方向Ｙの下流側に第２駆動ローラ１１を配置したことにより、第２搬送ベルト１０の用紙送り側は、第２駆動ローラ１１に引っ張られるようになるため、ベルトテンションを張ることができ、安定した記録用紙Ｐの搬送が可能となっており、また、第２搬送ベルト１０には、第１搬送ベルト５と同様に、誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルト等が好適に用いられる

この第２搬送ベルト１０の用紙搬送方向下流端近傍には、記録ヘッド８Ｃ〜８Ｋによって記録用紙Ｐに記録された画像を読み取って、記録ヘッド８Ｃ〜８Ｋに備えられたノズルの目詰まりその他の吐出不良を検出する画像読取手段１３が配設されている。なお、画像読取手段１３には、少なくとも記録用紙Ｐの長さよりも幅の広い光電変換素子列を有するラインセンサが用いられており、記録用紙Ｐ上の画像全体を読み取ることができるように、第２搬送ベルト１０上に搬送される記録用紙ＰのＹ方向前端縁よりも、搬送方向下流側（図３において下側）に位置するよう配設されている。

また、このラインセンサは、図３に示すように、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたセンサ列１３Ｒと、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたセンサ列１３Ｇと、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたセンサ列１３Ｂとからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

更に、第２搬送ベルト１０の用紙搬送方向下流端部には、画像読取手段１３によって画像が読み取られ、第２搬送ベルト１０から離脱した記録用紙Ｐを装置本体外へと排出する、排出ローラ及びこの排出ローラに圧接され従動回転する従動ローラから構成される排出ローラ対１４が設けられており、この排出ローラ対１４の用紙搬送方向下流側（図３において下側）には、装置本体外へと排出された記録用紙Ｐが積載される排紙トレイ１５が設けられている。

続いて、図１乃至図３に基づいてインクジェット記録装置１の画像記録動作について説明し、図４を参照して、画像読取手段１３による画像の読み取りについて説明する。図４は、画像記録後の記録用紙が搬送された第２搬送ベルトの平面図である。なお、図４においては、説明の便宜上、全てのノズルから吐出されたインク滴列の全ては図示しておらず、一定の間隔ごとのノズルから吐出されたインク滴列のみ図示している。

先ず、給紙ローラ３及び分離ローラ４によって、給紙トレイ２内に収容されている最上位の記録用紙Ｐが、第１搬送ベルト５上へと供給される。そして、第１駆動ローラ６が図示しない駆動装置によって回転駆動され、第１搬送ベルト５が回転することにより、記録用紙Ｐが矢印Ｘの方向に搬送され、各記録ヘッド８Ｃ〜８Ｋの下方の所定の記録位置へと搬送される。

このとき、所定のタイミングにより最上流側の記録ヘッド８Ｃによりシアンの着色インクが記録用紙Ｐ上に吐出されてシアンの画像が記録される。以後、同様の方法により記録ヘッド８Ｍ，８Ｙ及び８Ｋによってそれぞれマゼンタ、イエロー及びブラックの着色インクが吐出され各色に対応した画像が記録用紙Ｐ上に形成される。なお、これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために記録用紙Ｐに対しあらかじめ定められた所定の位置関係をもって形成される。

そして、画像が記録された記録用紙Ｐは、第１搬送ベルト５によってさらに矢印Ｘの方向に搬送された後、第１搬送ベルト５から離脱し搬送ローラ対９によって第２搬送ベルト１０上へと搬送される。記録用紙Ｐの全体が第２搬送ベルト１０上に搬送されると、第２駆動ローラ１１が図示しない駆動装置によって回転駆動され、第２搬送ベルト１０が回転し、記録用紙Ｐが矢印Ｙ方向に搬送され、画像読取手段１３の下方を通過する。

この時、画像読取手段１３は記録用紙Ｐに記録された画像を読み取って、形成された画像に白筋などの記録ヘッド８Ｃ〜８Ｋに備えられたノズルの目詰まり、その他の着色インクの吐出不良に起因する画像不良が発生していないかを判断する。画像読取手段１３の下方を通過した記録用紙Ｐは、第２搬送ベルト１０によってさらに搬送された後、第２搬送ベルト１０から離脱して、排出ローラ対１４によって装置本体外に設けられた排紙トレイ１５へと搬送される。

ここで、図４に示すように、記録ヘッド８Ｃ〜８Ｋに設けられた各ノズルから、記録用紙Ｐ上に吐出されたインクが形成するインク滴列１６は、第１搬送ベルト５による用紙搬送方向Ｘに対して平行となっている。すなわち、いずれかのノズルに生じた目詰まり等の吐出不良に起因して生じる白筋１７も、第１搬送ベルト５による用紙搬送方向Ｘに対して平行に形成されることとなる。そして、記録用紙ＰはＹ方向に搬送されて画像読取手段１３の下方を通過するため、インク滴列１６の列方向に対して直交するように画像読取手段１３が、記録用紙Ｐ上に形成された画像上を走査することとなる。

したがって、記録用紙Ｐが、第２搬送ベルト１０によってＹ方向に搬送されて画像読取手段１３の下方を通過する際に、画像読取手段１３に備えられた各ラインセンサの光電変換素子列を構成するほぼ全ての光電変換素子が、記録ヘッド８Ｃ〜８Ｋの各ノズルによって形成された全てのインク滴列１６及び、ノズルの吐出不良による白筋１７上を横断するように走査し、これらを検出するようになるため、光電変換素子毎の感度にばらつきがあった場合でも、白筋等の画像不良を正確に検知することができる。

なお、上記実施形態においては、画像読取手段１３には、少なくとも記録用紙Ｐの長さよりも幅の広い光電変換素子列を有するラインセンサを用いているが、これは、記録用紙Ｐの長さよりも狭い光電変換素子列を有するラインセンサを用いることも可能である。しかし、例えば、１枚の記録用紙Ｐへと画像を記録している途中で記録ヘッド８Ｃ〜８Ｋのいずれかのノズルに目詰まり等の吐出不良が生じて、形成されるインク滴列の途中から白筋等の画像不良が生じた場合でも、正確に画像不良を検出することができるため、少なくとも記録用紙Ｐの長さよりも幅の広い光電変換素子列を有するラインセンサを用いることが好ましい。

その他、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、給紙トレイ２から横方向に記録用紙Ｐを搬送するタイプのインクジェット記録装置１を例に挙げて説明したが、本発明は図５に示すような、装置下部の給紙トレイ２から装置上面の排紙トレイ１５に向けて記録用紙Ｐを搬送するタイプのインクジェット記録装置にも全く同様に適用可能である。

また、上記実施形態では、フルカラー画像を得るためにイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色の着色インクを用いたインクジェット記録装置について説明を行ったが、別の色相の着色インクを備えたインクジェット記録装置や、色数が異なるインクジェット記録装置にも利用することができる。更に、ブラックの着色インクのみを用いたモノクロインクジェット記録装置にも利用することができる。

本発明は、ファクシミリ、複写機、プリンタ等の記録装置において、用紙等の記録媒体にインクを吐出することによって記録を行うインクジェット記録装置に利用することができ、特にラインヘッド型の記録用ヘッドを備えたインクジェット記録装置に利用することができる。

は、本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図である。 は、図１に示すインクジェット記録装置を矢印Ａ方向から見た側面図である。 は、図１に示すインクジェット記録装置を上方から見た平面図である。 は、画像記録後の記録用紙が搬送された第２搬送ベルトの平面図である。 は、本発明のインクジェット記録装置の他の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
２ 給紙トレイ
３ 給紙ローラ
４ 分離ローラ
５ 第１搬送ベルト（第１搬送手段）
６ 第１駆動ローラ
７ 第１ベルトローラ
８Ｃ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙ 記録ヘッド
９ 搬送ローラ対
１０ 第２搬送ベルト（第２搬送手段）
１１ 第２駆動ローラ
１２ 第２ベルトローラ
１３ 画像読取手段
１４ 排出ローラ対
１５ 排紙トレイ
Ｐ 記録用紙

Claims (2)

1. 記録媒体を搬送する第１搬送手段と、
   複数のノズルが記録媒体の幅方向に配列されて、記録媒体の幅以上の記録領域を形成するラインヘッド型のインクジェットヘッドから構成され、前記第１搬送手段上を搬送される記録媒体へとインクを吐出する記録ヘッドと、
   前記第１搬送手段の搬送方向下流側に配設され、記録媒体上に前記記録ヘッド内の同一のノズルから吐出されるインク滴の列方向に対して直交する方向に記録媒体を搬送する第２搬送手段と、
   前記第２搬送手段の搬送方向に対して直交するように複数の光電変換素子が設けられ、前記第２搬送手段上を搬送される記録媒体に形成された画像を読み取る画像読取手段と、
   を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記画像読取手段は、少なくとも前記第２搬送手段上を搬送される記録媒体の搬送方向に直交する方向の長さ寸法以上の画像読取領域を有していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。

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