JP2009148954A - 記録装置及び搬送制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】予め膨大な搬送パラメータを保持することなく、高精度の搬送制御が可能な記録装置及びその装置に用いられる搬送制御方法を提供することである。
【解決手段】光学センサにより厚みと反射率を測定して、記録媒体の種類を判別する。一方、応力印加部により応力を記録媒体に加えて撓ませ、その撓んだ状態で記録媒体を測定して、その剛度を求める。次に、記録媒体の厚み、剛度、種類、記録ヘッドとのギャップに基づいて、記録媒体の搬送制御パラメータを決定する。この搬送制御パラメータにより記録媒体の搬送制御を行なう。
【選択図】 図９

Description

本発明は記録装置及び搬送制御方法に関する。本発明は、特に、例えば、記録媒体に記録ヘッドよりインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置及びその装置に用いられる搬送制御方法に関するものである。

インクジェット記録方法はカラー記録が容易であり、その装置も動作中、低騒音で、そのランニングコストも安いといった利点を有している。このため、インクジェット記録方法をＬＦＰ（ラージフォーマットプリンタ）にも適用されている。特に、ＬＦＰは、その用途が写真、ＰＯＰ、サイン、アート系の印刷などと非常に幅広く、それらの用途に応じた種類や素材の異なる多種多様な記録媒体が用いられている。

このような多種多様な記録媒体に対応する為に、材質、厚さ、剛度等が異なる記録媒体に応じて、従来のＬＦＰでは、搬送パラメータ（プラテン吸引圧、ヘッド間キャップ、搬送量等）を決定するための膨大な検討がなされていた。そして、その結果得られた膨大なパラメータテーブルを装置内に保持していた。

例えば、装着される記録媒体の種類を判別し、搬送制御パラメータを変化させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、記録媒体を押圧し、その押圧により記録媒体の剛性を検出する構成も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−２３７０５７号公報 特開２００５−１８１６９２号公報

しかしながら上記従来例では、装置構成も大型であるため、十分な精度で記録媒体の判別や搬送制御することができないという問題があった。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、予め膨大な搬送パラメータを保持することなく、高精度の搬送制御が可能な記録装置及びその装置に用いられる搬送制御方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明のは、以下のような構成からなる。

即ち、複数の記録素子を備えた記録ヘッドを搭載したキャリッジを走査し、前記記録ヘッドの走査方向とは異なる方向に記録媒体を搬送しながら、プラテン上において前記記録ヘッドにより前記記録媒体に記録を行なう記録装置であって、前記記録媒体の搬送路に設けられ、前記記録媒体に応力を印加する応力印加手段と、前記記録媒体の種類や特性を検出する、前記キャリッジに搭載された検出手段と、前記応力印加手段により前記記録媒体に応力を印加し、前記検出手段により検出された前記記録媒体の種類や特性に基づいて、前記記録媒体を搬送制御する際に搬送制御パラメータを決定する決定手段と、前記決定手段により決定された搬送制御パラメータを用いて前記記録媒体の搬送制御を行なう制御手段とを有することを特徴とする。

また他の発明によれば、複数の記録素子を備えた記録ヘッドを搭載したキャリッジを走査し、前記記録ヘッドの走査方向とは異なる方向に記録媒体を搬送しながら、プラテン上において前記記録ヘッドにより前記記録媒体に記録を行なう記録装置の搬送制御方法であって、前記記録媒体の搬送路に設けられ、前記記録媒体に応力を印加する応力印加部により、前記記録媒体に応力を印加し、前記記録媒体の種類や特性を検出する、前記キャリッジに搭載されたセンサにより検出された前記記録媒体の種類や特性に基づいて、前記記録媒体を搬送制御するための搬送制御パラメータを決定する決定工程と、前記決定工程において決定された搬送制御パラメータを用いて前記記録媒体の搬送制御を行なう制御工程とを有することを特徴とする記録装置の搬送制御方法を備える。

従って本発明によれば、実際に記録に用いられる記録媒体の種類や特性を検出し、その検出結果に基づいて搬送制御パラメータを決定し、その決定したパラメータに基づいた搬送制御を行なうことができる。これにより、予め定めた膨大な搬送制御パラメータを保持することなく、高精度の搬送制御を行なうことができるという効果がある。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。なお、既に説明した部分には同一符号を付し重複説明を省略する。

なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

またさらに、「記録要素」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

＜インクジェット記録装置の説明（図１〜図２）＞
図１は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の外観斜視図であり、図２は図１に示したインクジェット記録装置のアッパカバーを取り外した状態を示す斜視図である。

図１〜図２に示されるように、インクジェット記録装置（以下、記録装置）２の前面に手差し挿入口８８が設けられ、その下部に前面へ開閉可能なロール紙カセット８９が設けられている。記録紙等の記録媒体（以下、記録媒体）は手差し挿入口８８又はロール紙カセット８９から記録装置内部へと供給される。インクジェット記録装置は、２個の脚部９３に支持された装置本体９４、排紙された記録媒体を積載するスタッカ９０、内部が透視可能な透明で開閉可能なアッパカバー９１を備えている。また、装置本体９４の右側には、操作パネル部１２、インク供給ユニット８が配設されている。操作パネル部１２の裏側には制御ユニット５が配設される。

このような構成の記録装置２はＡ０、Ｂ０などのポスタサイズの大きな画像を記録することができる。

図２に示されているように、記録装置２は、記録媒体を矢印Ｂ方向（副走査方向）に搬送するための搬送ローラ７０と、記録媒体の幅方向（矢印Ａ方向、主走査方向）に往復移動可能に案内支持されたキャリッジユニット（以下、キャリッジ）４を備えている。キャリッジ４にはキャリッジモータ（不図示）の駆動力がキャリッジベルト（以下、ベルト）２７０を介して伝えられ、矢印Ａ方向に往復移動する。キャリッジ４にはインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）１１が装着される。記録ヘッド１１の吐出口の目詰まりなどによるインク吐出不良は回復ユニット９により解消される。

この記録装置の場合、キャリッジ４には、記録媒体にカラー記録を行うために、４つのカラーインクに対応して４つのヘッドからなる記録ヘッド１１が装着されている。即ち、記録ヘッド１１は、Ｋ（ブラック）インクを吐出するＫヘッド、Ｃ（シアン）インクを吐出するＣヘッド、Ｍ（マゼンタ）インクを吐出するＭヘッド、Ｙ（イエロ）インクを吐出するＹヘッドで構成されている。このような構成のため、インク供給ユニット８にはＫインク、Ｃインク、Ｍインク、Ｙインクを夫々収容する４つのインクタンクが含まれる。

以上の構成で記録媒体に記録を行う場合、まず、搬送ローラ７０によって記録媒体を所定の記録開始位置まで搬送する。その後、キャリッジ４により記録ヘッド１１を主走査方向に走査させる動作と、搬送ローラ７０により記録媒体を副走査方向に搬送させる動作とを繰り返すことにより、記録媒体全体に対する記録が行われる。

即ち、ベルト２７０およびキャリッジモータによってキャリッジ４が図２に示された矢印Ａ方向に移動することにより、記録媒体に記録が行われる。キャリッジ４が走査される前の位置（ホームポジション）に戻されると、搬送ローラによって記録媒体が副走査方向に搬送され、その後、再び図２中の矢印Ａ方向にキャリッジを走査することにより、記録媒体に対する画像や文字等の記録が行なわれる。上記の動作を繰り返し、記録媒体の１枚分の記録が終了すると、その記録媒体はスタッカ９０内に排紙され、例えば、Ａ０サイズ１枚分の記録が完了する。

図３は記録装置の記録ヘッドとプラテンの周辺の拡大図である。

キャリッジ４に装着された記録ヘッド１１の直下には記録媒体１０３を受け止める為の平面状のプラテン１０４が配置され、プラテンに設けられた微細な複数の吸引口から吸引し記録媒体１０３をプラテン１０４に密着させる。また、搬送ローラ７０と従動ローラ７１とにより記録媒体１０３を挟持し、搬送する。これらのローラ対と排紙ローラ（不図示）とが協働して記録媒体１０３を徐々に送り出しながらプラテン１０４上を搬送する。また、キャリッジ４には、光学センサ１０７を搭載している。更に、記録媒体の搬送路上には記録媒体１０３に応力をかけ、光学センサ１０７により記録媒体１０３の剛度を検知するための応力印加部１０８が設けられている。

＜インクジェット記録装置の制御構成（図４）＞
図４は図１〜図３に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。

図４に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、ＲＯＭ６０２、特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、ＲＡＭ６０４、システムバス６０５、Ａ／Ｄ変換器６０６などで構成される。ここで、ＲＯＭ６０２は後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納する。ＡＳＩＣ６０３は、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御、及び、記録ヘッド１１の制御のための制御信号を生成する。ＲＡＭ６０４は、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等として用いられる。システムバス６０５は、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行う。

Ａ／Ｄ変換器６０６は以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給する。

また、図４において、６１０は画像データの供給源となるコンピュータ（或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど）でありホスト装置と総称される。ホスト装置６１０と記録装置２との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。

さらに、操作パネル部１２には電源スイッチ６２１、プリントスイッチ６２２、回復スイッチ６２３などのスイッチ群が設けられる。

６３０は装置状態を検出するためのセンサ群であり、位置センサ６３１、温度センサ６３２等から構成される。

さらに、６４０はキャリッジ４を矢印Ａ方向に往復走査させるためのキャリッジモータＭ１を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体１０３を搬送するための搬送モータＭ２を駆動させる搬送モータドライバである。

ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド１１による記録走査の際に、ＲＡＭ６０４の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッド１１に対して記録素子（吐出ヒータ）の駆動データ（ＤＡＴＡ）を転送する。

応力印加部１０８は記録媒体１０３の厚み、反射率、剛度等を検出するためにコントローラ６００により制御され、必要に応じて、記録媒体１０３に応力を印加する。この印加により、記録媒体１０３が撓んだり変形する。この撓みや変形は光学センサ１０７により検知され、その検知信号はＡ／Ｄ変換器６０６に入力される。

コントローラ６００は、インタフェース６１１、光学センサ１０７、応力印加部１０８及び操作パネル部１２から入力される各種指示等に基づき、記録ヘッド１１、キャリッジ４、搬送モータＭ２などを駆動制御する。

次に、以上の構成の記録装置から記録媒体の諸特性を動的に検出して搬送制御パラメータを決定する処理について説明する。

図５は光学センサ１０７の構成を示すキャリッジ４の一部の側断面図である。

光学センサ１０７は赤外ＬＥＤ（発光素子）１０７Ａと、角度の異なる２つのフォトトランジスタ（受光素子）１０７Ｂ、１０７Ｃとからなり、記録ヘッド１１のノズル面とプラテン間距離（ＧＡＰ）と記録媒体の厚みとを測定する。

図６は２つの受光素子からの出力の時間変化と、記録ヘッドのノズル面とプラテン或は記録媒体間の距離を示す図である。

図５において、２つの受光素子（センサ１、センサ２）の取り付け位置が異なるので、赤外ＬＥＤ１０７Ａから照射された赤外光がプラテン或は記録媒体で反射し、その反射光が受光素子１０７Ｂ、１０７Ｃで受光されるタイミングが異なる。そのため、図６に示すように、２つの受光素子（センサ１、センサ２）からの出力信号の時間プロファイルも異なる。これらのづれから光学センサとプラテンとの間、及び、プラテンと記録媒体との間との距離を測定することができる。

また、プラテンと記録媒体の反射率が異なるので、２つの受光素子（センサ１、センサ２）からの出力信号強度は、プラテンからと記録媒体からとでは異なる。従って、図５において、紙のような記録媒体１０３が右から左方向、或は、左から右方向に移動すると、その移動に従って２つの受光素子（センサ１、センサ２）からの出力信号強度も変化する。このため、２つの受光素子からの出力信号強度が不連続に変化するタイミングを検出することで、記録ヘッドのノズル面とプラテン或は記録媒体間の距離の差から記録媒体１０３の厚みも測定することができる。

図７は記録媒体の種類と受光素子（センサ１）から得られる反射率との関係を示す図である。

この図は光学センサ１０７と記録媒体１０３との間の距離をある一定の距離にして、受光素子（センサ１）から得られた反射率を示している。図７に示すように、記録媒体の種類が異なれば反射率も異なる。従って、この反射率と上述した測定された記録媒体の厚みとを組み合わせることで記録媒体の種別を正確に判別することができる。

図８は記録媒体に応力をかけることで記録媒体を撓ませた場合に得られる反射率を示す図である。

図８に示す例は応力印加部１０８により光沢紙に応力（５０ｇ／ｍ）をかけ、これを撓ませた場合に得られる反射率である。記録媒体に応力をかけると記録媒体が撓み、反射率は低下する。この撓み量は剛度に比例する。従って、撓み量から記録媒体の剛度を求めることができる。

図９は、以上説明した光学センサから得られる情報に基づいて搬送制御パラメータを決定する手順を示すフローチャートである。

なお、上述した情報を得るために、記録媒体の搬送中に応力印加部１０８により記録媒体１０３に応力をかけ、これを撓ませることで、光学センサ１０７における反射率の変化も測定する。なお、応力を印加したままであると記録媒体と記録ヘッドとの距離の測定や記録媒体の厚み測定に影響がでるので、応力の印加は限定した時間内とする。

ステップＳ１では記録媒体１０３の厚みを検出する。

次に、ステップＳ２では記録媒体１０３の反射率を測定する。

その反射率に基づき、ステップＳ３では記録媒体１０３の撓み量が求められ、その撓み量に基づいて、ステップＳ４では剛度が求められる。

一方、ステップＳ５ではその反射率と厚みから実際の記録に用いられる記録媒体の種類（光沢紙、普通紙、マット紙等）を判別する。

以上のような処理により、ステップＳ６で制御パラメータが決定される。

この制御パラメータは、これ以降の記録媒体の搬送制御にフィードバックされる。

図１０は光沢紙、普通紙、マット紙の搬送制御パラメータを示す図である。

図１０に示されるように、普通紙１、２は、吸引圧、ヘッド間ギャップ（ＧＡＰ）、搬送量補正値いずれも同じ値で設定されている。また、マットコート紙の場合は、剛度１０００未満と１０００以上の場合で、吸引圧とヘッド間ギャップを変化させる。また、マットコート紙は剛度が小さい場合、搬送時の応力に対する伸縮が大きくなるので、剛度１０００未満と１０００以上の場合で搬送量を変化させる。これにより、適切な搬送がなされ良好な画像形成することが可能になる。

一方、光沢紙の場合は、剛度１０００未満と１０００以上の場合で、吸引圧を変化させる。これにより、吸引力不足によるプラテン上の記録媒体の浮きを適切に設定することができる。

以上説明した実施例に従えば、実際に記録に用いられる記録媒体の諸特性を光学センサにより測定して搬送制御パラメータを決定し、その決定された搬送制御パラメータにより搬送制御を行うことができる。これにより、記録媒体毎に予め膨大な量の搬送制御パラメータを格納する必要はなくなり、実際に用いられる記録媒体に最適な搬送制御パラメータを用い、高精度の搬送制御を実現することができる。

なお、本発明は実施例で説明したような大判プリンタ（ＬＦＰ）のみならず、Ａ４、Ｂ４程度の記録媒体を用いる事務用や個人用のプリンタにも適用できる。さらに加えて、本発明のインクジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力装置として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

、 インクジェット記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。 記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。 インクジェット記録装置の記録ヘッドとプラテンの周辺部の拡大図である。 光学センサ１０７の構成を示すキャリッジ４の一部の側断面図である。 ２つの受光素子からの出力の時間変化と、記録ヘッドのノズル面とプラテン或は記録媒体間の距離を示す図である。 記録媒体の種類と受光素子（センサ１）から得られる反射率との関係を示す図である。 記録媒体に応力をかけることで記録媒体を撓ませた場合に得られる反射率を示す図である。 光学センサから得られる情報に基づいて搬送制御パラメータを決定する手順を示すフローチャートである。 光沢紙、普通紙、マット紙について記録媒体を判別した上での搬送制御パラメータを示す図である。

符号の説明

４ キャリッジ
１１ 記録ヘッド
７０ 搬送ローラ
７１ 従動ローラ
１０４ プラテン
１０７ 光学センサ
１０８ 応力印加部

Claims (7)

1. 複数の記録素子を備えた記録ヘッドを搭載したキャリッジを走査し、前記記録ヘッドの走査方向とは異なる方向に記録媒体を搬送しながら、プラテン上において前記記録ヘッドにより前記記録媒体に記録を行なう記録装置であって、
   前記記録媒体の搬送路に設けられ、前記記録媒体に応力を印加する応力印加手段と、
   前記記録媒体の種類や特性を検出する、前記キャリッジに搭載された検出手段と、
   前記応力印加手段により前記記録媒体に応力を印加し、前記検出手段により検出された前記記録媒体の種類や特性に基づいて、前記記録媒体を搬送制御する際に搬送制御パラメータを決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定された搬送制御パラメータを用いて前記記録媒体の搬送制御を行なう制御手段とを有することを特徴とする記録装置。
2. 前記検出手段により、前記記録ヘッドと、前記プラテン或は前記記録媒体との間の距離と前記記録媒体の厚さが検出されることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記検出手段は、
   光を発光する発光素子と、
   前記記録媒体の搬送する方向に関して異なる位置に設けられた複数の受光素子とを含むことを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 前記検出手段は、
   前記発光素子により前記記録媒体に光を照射し、前記記録媒体により反射された反射光を前記受光素子で受光し、該受光素子により受光された光から得られる反射率に基づいて前記記録媒体の種類を検出し、
   前記応力印加手段により前記記録媒体に応力を印加して前記記録媒体を撓ませ、該撓ませた記録媒体に前記発光素子により光を照射し、前記記録媒体により反射された反射光を前記受光素子で受光し、該受光素子により受光された光から得られる反射率に基づいて前記記録媒体の撓み量を検出することを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
5. 前記決定手段は、前記記録媒体の撓み量から前記記録媒体の剛度を求め、
   前記決定手段はさらに、前記記録媒体の種類、前記記録媒体の厚み、前記記録媒体の剛度、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間の距離に基づいて、前記搬送制御パラメータとして前記プラテンの吸引圧や記録媒体の搬送量の補正値を決定することを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
6. 前記記録ヘッドはインクを記録媒体に吐出して記録を行なうインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の記録装置。
7. 複数の記録素子を備えた記録ヘッドを搭載したキャリッジを走査し、前記記録ヘッドの走査方向とは異なる方向に記録媒体を搬送しながら、プラテン上において前記記録ヘッドにより前記記録媒体に記録を行なう記録装置の搬送制御方法であって、
   前記記録媒体の搬送路に設けられ、前記記録媒体に応力を印加する応力印加部により、前記記録媒体に応力を印加し、前記記録媒体の種類や特性を検出する、前記キャリッジに搭載されたセンサにより検出された前記記録媒体の種類や特性に基づいて、前記記録媒体を搬送制御するための搬送制御パラメータを決定する決定工程と、
   前記決定工程において決定された搬送制御パラメータを用いて前記記録媒体の搬送制御を行なう制御工程とを有することを特徴とする記録装置の搬送制御方法。

Images