JP2009113890A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被記録媒体を搬送するローラ間で被記録媒体の形状変動が発生した場合の被記録媒体の浮き上がりを検出し、被記録媒体と記録ヘッドとの接触による記録ヘッドの破壊や被記録媒体の汚染を防止すること。
【解決手段】 記録ヘッドを固定し、被記録媒体を搬送させながら記録を行うインクジェット記録装置において、記録ヘッドの搬送上流側の被記録媒体搬送速度と被記録媒体搬送下流側の搬送速度から、被記録媒体の形状変動を予測して搬送不良を検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関し、詳しくは被記録媒体の搬送不良検出に関する。

近年、デジタル方式の複写機、プリンタの実用化が急速に進んでおり、特に、デジタル方式のカラープリンタ、カラー複写機は、色調整、画像加工等が容易というデジタルの特徴が生かされるため、カラープリンタ、カラー複写機の分野では主流となりつつある。

これら記録装置の記録方式としては、電子写真方式、インクジェット方式、熱転写方式等、種々の方式があるが、その内のインクジェット方式の記録装置は、記録ヘッドから被記録媒体にインクを吐出して記録を行うものであり、記録ヘッドのコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で記録することができ、ランニングコストが安く、ノンインパクト方式であるため騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。中でも、被記録媒体の幅方向に多数の吐出口を配列したラインタイプの記録ヘッドを使用したフルライン型の装置は、記録の一層の高速化が可能である。

図４を参照して、ラインタイプの記録ヘッドを用いてロール状の被記録媒体に記録を行う記録装置の概要を説明する。

図４において、ロール紙０４０６は、ロール紙回転体０４０５に固定されており、ロール紙回転体０４０５の回転に伴ってロール紙０４０６が印字搬送部に送り出される。ロール紙回転体０４０５から給紙されたロール紙０４０６は、レジストローラ０４０７とレジスト上ローラ０４０８のニップ部に突き当てることにより斜行を補正して搬送される。

レジストローラ０４０７の下流側は印字搬送部であり、液滴を吐出して記録を行うためのラインタイプの記録ヘッド０４０１、０４０２、０４０３、０４０４が設けられている。記録ヘッド０４０１、０４０２、０４０３、０４０４はそれぞれ、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインクを吐出する。これらの記録ヘッドは搬送方向と直行する方向にロール紙０４０６の幅の長さ程度にノズル列が配置され、ロール紙０４０６が各記録ヘッド直下を一度通過することでフルカラー画像を形成することができる。

搬送経路中には、ロール紙０４０６を挟んで、下側に拍車駆動ローラ０４２１、０４２２、０４２３、０４２４、０４２５が、上側に拍車０４３１、０４３２、０４３３、０４３４、０４３５が配置され、搬送されるロール紙０４０６の浮きを抑える構成となっている。

各拍車間の、各記録ヘッドとロール紙を挟んだ対向する位置にはプラテン部材０４４１、０４４２、０４４３、０４４４が配置され、ロール紙と接触する側にはリブが形成されてロール紙の下方向変位を防ぐ役割を果たしている。

拍車０４３５の下流には排紙ローラ０４０９と従動して回転する排紙上ローラ０４１０が配置され、カッター等の後処理工程（不図示）へとロール紙を搬送する。

このようにしてロール紙を搬送しながら、レジストローラ０４０７の軸上に設けられたエンコーダ（不図示）によりロール紙搬送とタイミングを合わせて記録ヘッドからインクを吐出させることで画像を形成する。

ところで、こうしたラインタイプのインクジェット記録装置においては、搬送される被記録媒体が記録ヘッド方向に浮き上がってしまうと、記録ヘッドの吐出口形成面と被記録媒体の接触が発生してしまう。そのような状態で被記録媒体の搬送が継続されると、記録ヘッドを破壊してしまったり、あるいは被記録媒体に記録ヘッドの吐出形成面からインクが付着して汚染してしまう可能性がある。

そこで、搬送ベルトを用いた被記録媒体搬送手段を備えてカット紙に記録を行うラインタイプのインクジェット記録装置においては、例えば特開２００２−１３７８４９号公報に開示されているように、被記録媒体の搬送経路に紙浮きセンサを配置して搬送不良を検出する方法が提案されている。このような方法は、前述したロール紙に記録を行うインクジェット記録装置においても適用することが可能である。
特開２００２−１３７８４９号公報

しかしながら、上記従来例では、以下に述べるような問題点があった。

従来例のように被記録媒体の搬送経路に紙浮きセンサを配置する場合、紙浮きを検出したいのは記録ヘッドの直下においてであるが、その位置に紙浮きセンサを配置することが物理的に困難なため、例えば記録ヘッドが配置されている位置よりも搬送上流側に配置するなどしなければならない。

ところで、前述したような複数のローラや拍車を用いてロール状の被記録媒体を搬送しながら記録を行うインクジェット記録装置の場合には、ローラ間や拍車間で被記録媒体の形状が変動してしまうことが考えられる。

図５を用いて説明する。図５（ａ）に示されているように、正常に被記録媒体の搬送が行われている場合は問題ないが、図５（ｂ）に示されるように被記録媒体が浮き上がった状態が発生した場合には被記録媒体と記録ヘッドが接触してしまうことがある。特にロール状の被記録媒体を用いた場合には、被記録媒体が丸められた状態で保存されていることでカール形状を持ちやすいために、図５（ｂ）に示したような状態が発生しやすい。

このような被記録媒体の形状変動は、搬送途中にローラ間で徐々に大きくなる場合があるため、紙浮きセンサを例えば記録ヘッドが配置されている位置よりも搬送上流側に配置した場合には、正確に被記録媒体の浮き上がりを検出できない可能性がある。

本発明は、上述した従来の問題点を解消するためになされたものであり、被記録媒体を搬送するローラ間で被記録媒体の形状変動が発生した場合の被記録媒体の浮き上がりを検出し、被記録媒体と記録ヘッドとの接触による記録ヘッドの破壊や被記録媒体の汚染を防止することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のインクジェット記録装置は、記録ヘッドを固定し、被記録媒体を搬送させながら、記録ヘッドから液滴を吐出させて記録を行うインクジェット記録装置において、記録ヘッドの搬送上流側の被記録媒体の搬送速度を検出する第一の速度検出手段と、記録ヘッドの搬送下流側の被記録媒体の搬送速度を検出する第二の速度検出手段と、第一の速度検出手段により検出された搬送速度および第二の速度検出手段により検出された搬送速度から、被記録媒体の形状変動を予測する予測手段とを備え、該予測手段により予測された形状変動量が、所定量を超えたときに搬送不良と判断することを特徴とする。

本発明によれば、複数のローラや拍車を用いてロール状の被記録媒体を搬送しながら記録を行うインクジェット記録装置において、ローラ間や拍車間で被記録媒体の形状が変動してしまった場合に、被記録媒体と記録ヘッドとが接触して発生する記録ヘッドの破壊や被記録媒体の汚染を防止することが可能になる。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

まず、図２を参照して、本発明の記録装置構成の概要を説明する。

図２（ａ）は本発明の記録装置の全体構成概要を示している。

図２（ａ）において、ロール紙０２０６は、ロール紙回転体０２０５に固定されており、ロール紙回転体０２０５の回転に伴ってロール紙０２０６が印字搬送部に送り出される。ロール紙回転体０２０５から給紙されたロール紙０２０６は、レジストローラ０２０７とレジスト上ローラ０２０８のニップ部に突き当てることにより斜行を補正して搬送される。

レジストローラ０２０７の下流側は印字搬送部であり、液滴を吐出して記録を行うためのラインタイプの記録ヘッド０２０１、０２０２、０２０３、０２０４が設けられている。記録ヘッド０２０１、０２０２、０２０３、０２０４はそれぞれ、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインクを吐出する。これらの記録ヘッドは搬送方向と直行する方向にロール紙０２０６の幅の長さ程度にノズル列が配置され、ロール紙０２０６が各記録ヘッド直下を一度通過することでフルカラー画像を形成することができる。

搬送経路中には、ロール紙０２０６を挟んで、下側に拍車駆動ローラ０２２１、０２２２、０２２３、０２２４、０２２５が、上側に拍車０２３１、０２３２、０２３３、０２３４、０２３５が配置され、搬送されるロール紙０２０６の浮きを抑える構成となっている。

各拍車間の、各記録ヘッドとロール紙を挟んだ対向する位置にはプラテン部材０２４１、０２４２、０２４３、０２４４が配置され、ロール紙と接触する側にはリブが形成されてロール紙の下方向変位を防ぐ役割を果たしている。

拍車０２３５の下流には排紙ローラ０２０９と従動して回転する排紙上ローラ０２１０が配置され、カッター等の後処理工程（不図示）へとロール紙を搬送する。

ロール紙の搬送経路中には、さらに、ロール紙の搬送速度を検出するための速度検出手段０１０１、０１０２、０１０３、０１０４、０１０５が配置されている。速度検出手段についての詳細は後述する。これらの速度検出手段０１０１、０１０２、０１０３、０１０４、０１０５により検出されたロール紙の搬送速度に同期して各記録ヘッド０２０１、０２０２、０２０３、０２０４から液滴を吐出することにより、フルカラー画像の記録が行われる。

図２（ｂ）は、特に第一の記録ヘッド０２０１の周辺に注目した図である。

図２（ｂ）において、０２０１は第一の記録ヘッド、０１０１は第一の速度検出手段、０１０２は第二の速度検出手段、０２０６は被記録媒体であるロール紙、０２３１および０２３２は拍車である。図２（ｂ）のＶ１は第一の速度検出手段で検出されるロール紙の搬送速度を、Ｖ２は第二の速度検出手段で検出されるロール紙の搬送速度を表している。正常にロール紙が搬送されている場合には、Ｖ１とＶ２は等しい速度である。ところが、図２（ｂ）中の破線で示したようなロール紙が浮き上がったカール形状が形成される過程においては、Ｖ１がＶ２よりも速い速度となる。同様に、カール形状が解消する過程においては、Ｖ１がＶ２よりも遅い速度となる。したがって、第一の速度検出手段０１０１および第二の速度検出手段でＶ１およびＶ２を検出することで、ロール紙の形状変動を予測することが可能となる。

ここで、本発明の速度検出手段であるレーザドップラ速度計について図３を参照して説明する。

図３に示すレーザドップラ速度計０３００おいて、まず、レーザ光源０３０１からレーザ光ＬＡを発射する。発射されたレーザ光ＬＡは、ビームスプリッタ０３０２において二分される。その二分された一方のレーザ光Ｌ１は、ビームスプリッタ０３０２を透過して被測定物０３１０に直接照射される。これに対して、二分された他方のレーザ光Ｌ２は、ビームスプリッタ０３０２で反射されて、更に反射用ミラー０３０３でも反射されて被測定物０３１０に照射される。レーザ光Ｌ１及びＬ２は、図３に示す通り、被測定物０３１０の垂線に対してそれぞれ入射角θの角度で入射し、かつ対称な軌道にて被測定物０３１０を照射する。

ある速度Ｖで移動している被測定物０３１０に上記レーザ光Ｌ１及びＬ２が入射されると、当該被測定物０３１０は上記レーザ光Ｌ１、Ｌ２を散乱し、散乱光ＬＢを発する。この散乱光ＬＢは集光レンズ０３０４等の光学系を通過して受光センサ０３０５へ到達する。受光センサ０３０５は、上記散乱光ＬＢを検出し、光電変換する。これにより、上記散乱光の振幅は電気信号に変換されてアンプ０３０６に入力される。アンプ０３０６においては、上記受光センサ０３０５で拾い上げた電気信号の振幅を増幅し、バンドパスフィルタ０３０７へ出力する。その後段のバンドパスフィルタにおいては、ヘテロダイン検波を行い、その結果、アナログ信号であるドップラ信号Ｄを得る。

このドップラ信号Ｄは、２つのレーザ光Ｌ１、Ｌ２が速度Ｖで移動している被測定物０３１０によって散乱されたことによって生じるビート信号（うなり）を電気的に抽出したものであり、このドップラ信号Ｄの周波数ｆ_Ｄは、被測定物０３１０の速度Ｖ、上記入射角θ、及びレーザ光の波長λから、
ｆ_Ｄ＝２Ｖ・ｓｉｎθ／λ・・・（１）
の式によって表される。よって、設定した入射角θ、レーザ光の波長λ、上記得られたドップラ信号Ｄの波形から観測される周波数ｆ_Ｄを用いることにより、被測定物０３１０の速度を求めることができる。

一方、レーザドップラ速度計０３００においては、このドップラ信号Ｄを信号処理回路０３０８に入力する。信号処理回路０３０８では、上記の周波数をｆ_Ｄとするドップラ信号Ｄを、同じく周波数をｆ_Ｄとするパルス信号へと変換し、当該パルス信号を速度信号として出力する。

即ち、図３のＯＵＴＰＵＴに示すように、上記パルス信号はその周期を
Ｔ（＝１／ｆ_Ｄ）・・・（２）
とするパルス信号となる。この周期Ｔは、上記（１）式と（２）式より、
Ｔ＝λ／（２Ｖ・ｓｉｎθ）・・・（３）
となるので、被測定物０３１０の速度Ｖに反比例する。

また、上記（３）式を変形すると、次の式が得られる。

Ｔ・Ｖ＝λ／（２・ｓｉｎθ）・・・（４）
速度Ｖと周期Ｔをかけた値は長さ（距離）の次元を持ち、かつ上記（４）式の右辺のλ／（２・ｓｉｎθ）は当該レーザドップラ速度計０３００の設計仕様で決まる一定値（一定距離Ｌ）となる。
よって、
L≡λ／（２・ｓｉｎθ）・・・（５）
とすると、上記パルス信号の周期Ｔは被測定物０３１０が一定距離Ｌを進むための時間を示すこととなる。言い換えれば、被測定物０３１０が一定距離Ｌを進むごとに上記パルス信号の立ち上がりエッジが発生することとなる。この一定距離Ｌの大きさは、例えば、レーザ波長λ＝８００ｎｍ、ｓｉｎθ＝１／４とすると、Ｌ＝１．６μｍとなる。即ち、上記パルス信号の立ち上がりエッジはＬ＝１．６μｍごとの変位を示していることとなり、非常に精密な変位を検知できることとなる。

このようにして、レーザドップラ速度計０３００は、精密な変位を検知しうるパルス信号を速度信号としてリアルタイムに出力し、言い換えれば、被測定物０３１０が一定距離Ｌを進む間の時間（周期Ｔ）を示すパルス信号を速度信号としてリアルタイムに出力する。

続いて、上述したような構成における被記録媒体の搬送不良検出方法について、図１を参照して説明する。

被記録媒体が搬送されている状態では、第一の速度検出手段０１０１および第二の速度検出手段０１０２から、被記録媒体が一定距離を進むごとにそれぞれパルス信号が出力される。これらのパルス信号は被記録媒体形状変動予測手段０１１０に入力される。

被記録媒体形状変動予測手段０１１０は、具体的にはカウンタ回路で構成され、第一の速度検出手段０１０１からパルス信号が入力された場合にはインクリメントし、第二の速度検出手段０１０２からパルス信号が入力された場合にはデクリメントするように構成される。例えば、図２（ｂ）の破線で示したようなカール形状が形成される過程では、第二の速度検出手段０１０２直下のロール紙搬送速度よりも第一の速度検出手段０１０１直下のロール紙搬送速度が速くなるため、被記録媒体形状変動予測手段０１１０のカウンタ回路のカウント値は徐々に大きくなる。同様にカール形状が解消される過程では、第二の速度検出手段０１０２直下のロール紙搬送速度よりも第一の速度検出手段０１０１直下のロール紙搬送速度が遅くなるため、被記録媒体形状変動予測手段０１１０のカウンタ回路のカウント値は徐々に小さくなる。被記録媒体形状変動予測手段０１１０は、このようなカウンタ値を形状変動予測データとして搬送不良判定手段０１１１へと出力する。

搬送不良判定手段０１１１では、被記録媒体形状変動予測手段０１１０から入力された形状変動予測データと、あらかじめ設定されている搬送不良判定閾値との比較を行い、形状変動予測データが搬送不良判定閾値を超えていた場合には搬送不良と判定し、出力端子０１１２へと搬送エラー信号を出力する。

出力端子０１１２から搬送エラー信号が出力された場合には、被記録媒体の搬送動作を停止する、記録ヘッドを被記録媒体から離れる方向へ退避する、ユーザに搬送不良を通知する、等の処理が行われる。

以上、述べたように、２つの速度検出手段により検出された被記録媒体の搬送速度から、被記録媒体の形状変動を予測して搬送不良を検出することにより、被記録媒体と記録ヘッドとの接触による記録ヘッドの破壊や被記録媒体の汚染を防止することができる。

本発明の搬送不良検出方法を示すブロック図である。 本発明の記録装置の構成概要図である。 速度検出手段を説明する図である。 従来例の記録装置の構成概要図である。 搬送される被記録媒体の形状変動を説明する図である。

符号の説明

０１０１、０１０２、０１０３、０１０４、０１０５ 速度検出手段
０１１０ 被記録媒体形状変動予測手段
０１１１ 搬送不良判定手段
０１１２ 出力端子
０２０１、０２０２、０２０３、０２０４ インクジェット記録ヘッド
０２０５ ロール紙回転体
０２０６ ロール紙
０２０７ レジストローラ
０２０８ レジスト上ローラ
０２０９ 排紙ローラ
０２１０ 排紙上ローラ
０２２１、０２２２、０２２３、０２２４、０２２５ 拍車駆動ローラ
０２３１、０２３２、０２３３、０２３４、０２３５ 拍車
０２４１、０２４２、０２４３、０２４４ プラテン部材
０３００ レーザドップラ速度計
０３０１ レーザ光源
０３０２ ビームスプリッタ
０３０３ 反射用ミラー
０３０４ 集光レンズ
０３０５ 受光センサ
０３０６ アンプ
０３０７ バンドパスフィルタ
０３０８ 信号処理回路
０３１０ 被測定物
０４０１、０４０２、０４０３、０４０４ インクジェット記録ヘッド
０４０５ ロール紙回転体
０４０６ ロール紙
０４０７ レジストローラ
０４０８ レジスト上ローラ
０４０９ 排紙ローラ
０４１０ 排紙上ローラ
０４２１、０４２２、０４２３、０４２４、０４２５ 拍車駆動ローラ
０４３１、０４３２、０４３３、０４３４、０４３５ 拍車
０４４１、０４４２、０４４３、０４４４ プラテン部材

Claims (1)

1. 記録ヘッドを固定し、被記録媒体を搬送させながら、記録ヘッドから液滴を吐出させて記録を行うインクジェット記録装置において、
   記録ヘッドの搬送上流側の被記録媒体の搬送速度を検出する第一の速度検出手段と、記録ヘッドの搬送下流側の被記録媒体の搬送速度を検出する第二の速度検出手段と、
   第一の速度検出手段により検出された搬送速度および第二の速度検出手段により検出された搬送速度から、被記録媒体の形状変動を予測する予測手段とを備え、
   該予測手段により予測された形状変動量が、所定量を超えたときに搬送不良と判断することを特徴とするインクジェット記録装置。

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