JP2010107232A - プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 メディアの間隔方向と共にメディア表面に平行な方向におけるメディアの位置情報を同一の読取器で直接検出して、プリント精度の向上と低コスト化を高いレベルで両立したプリンタの提供。
【解決手段】 メディアの表面を読み取る読取器（４）は、発光素子（４１）とイメージセンサ（４２）を含む。発光素子（４１）からの光をメディア（３）に斜入射させ、斜入射した光の拡散反射光および正反射光を、共通のイメージセンサ（４２）でそれぞれ検出して、読取器（４）に対するメディア（３）の間隔およびメディア表面に平行な方向における位置情報を検出する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、メディア上にプリントを行なうプリンタの技術分野に関する。

プリントメディア（以下メディアと称する）の種類は、市場の要求やプリンタの進歩によって多様化している。種々の方式の中でも、インクジェット方式のプリンタは、メディアの多様化にフレキシブルに対応するものである。

メディアには、普通紙、ＯＨＰ用シートのような比較的薄いもの、封筒やプラスチック板等の厚手のものがある。厚手のメディアは、反りも含めると１ｍｍ以上の厚さを有する場合があり、厚みのあるメディアに対応するための方法が従来より提案されている。

鮮明で高品位なプリント結果を得るためには、メディアとプリントヘッドとの距離を一定に安定して保つことが重要である。従って、メディアの厚さに応じてメディアとプリントヘッドとの間隔（以下、間隔と称する）を調整することが好ましい。

特許文献１に記載の装置は、ユーザーによる切替レバーの操作によって間隔を切り替え可能として、薄紙と厚紙とに対応している。そして、キャリッジに設けたレジスト調整センサを併用して、メディアの記録位置ずれと共に、間隔も検出するようになっている。つまり、１つのセンサでメディアの間隔と位置情報を検出するものである。
特開２００５−３４９６２６号公報

しかし、特許文献１に記載の装置は、間隔を直接計測するのではなく、間隔の切替レバーに連動した検知レバーの状態をセンサで検知して、間隔の大小（切替状態）を判別する。つまり、大小２種類のいずれの間隔であるかを間接的に検出するだけで、それ以上に細かく間隔を検出することはできない。また、ユーザーが切替を忘れた場合や、メディアに反りがある場合などは正しく検出ができない場合がある。

本発明は上述の課題の認識に鑑みてなされたものである。

本発明の目的は、メディアの間隔方向と共に、メディア表面に平行な方向におけるメディアの位置情報又はその他の情報を同一の読取器で直接検出して、プリント精度の向上と低コスト化を高いレベルで両立したプリンタを提供することである。

上記課題を解決する本発明のプリンタは、メディアにプリントを行なうプリントヘッドを搭載して移動するキャリッジと、前記キャリッジに搭載され、メディアの表面を読み取る読取器とを備え、前記読取器は発光素子とイメージセンサを含み、前記発光素子からの光をメディアに斜入射させ、斜入射した光の拡散反射光および正反射光を、共通の前記イメージセンサでそれぞれ検出して、前記読取器に対するメディアの間隔と共に、メディア表面に平行な方向におけるメディアの位置情報又はメディアの表面状態を検出することを特徴とするものである。

本発明によれば、メディアの間隔方向と共に、メディア表面に平行な方向におけるメディアの位置情報又はその他の情報を同一の読取器で直接検出して、プリント精度の向上と低コスト化を高いレベルで両立したプリンタを提供することができる。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示する。ただしこの実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する主旨のものではない。

以下、インクジェット方式のプリンタを例に挙げて説明するが、本発明は、複写機能やスキャン機能を持った複合機、いわゆるマルチファンクションプリンタにも適用可能である。また、基板状のメディアにインクジェット方式でプリントを行なってカラーフィルタ、ディスプレイパネル、電子回路などの物品を製造する製造装置（本発明では製造装置も含めてプリンタと称する）にも適用可能である。

図１はインクジェット方式のプリンタの外観斜視図を、図２はプリンタ内部の主要部の構成を示す断面図である。

プリンタの筐体１の後部側面には、メディア３を積載した収納部２が差し込まれ、ここから筐体１の内部のプリント部にメディア３を一枚ずつ供給する。

プリント部には、主走査方向（図２における紙面垂直方向）に往復移動するキャリッジ２４と、キャリッジ２４に搭載されるプリントヘッド２０、およびプリントヘッド２０に対向する位置にプラテン５が配置される。プラテン５は、搬送されるメディアを下方から支持する。プリントヘッド２０はインクジェット方式を用いてプリントを行なうもので、発熱体を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式など、さまざまなインクジェット方式を採用いることができる。

収納部２のメディア３は、一枚ずつ分離して給紙口２１から導入し、搬送ローラ２２、ニップローラ２３で挟持して副走査方向（図２における左方向）に搬送する。プリント部において、搬送ローラ２２によるメディアの副走査とキャリッジ２４によるプリントヘッド２０の主走査によって、メディア上に二次元の画像をプリントする。プリントの済んだメディアは、排出ローラ２５と拍車２６を経て、Ｚ方向に排出する。

キャリッジ２４はプリントヘッド２０と共に読取器４を搭載し、キャリッジ２４の移動によってメディアの表面に対して読取器４が移動する。キャリッジ２４に搭載するプリントヘッド２０および読取器４が、メディア３を支持するプラテン５に対し適切な間隔となるように、キャリッジ２４の高さ位置を調整する。読取器４は、メディアとの間隔方向およびメディアの搬送方向における位置情報を検出する。詳細については後述する。コントローラ６は、以上の装置全体の各種動作の制御を司る。

図３は、読取器４の具体的な構成および形状を示す図である。読取器４は、発光素子４１及びイメージセンサである一次元のラインセンサ４２を一体化したモジュールである。発光素子４１はＬＥＤ、ＯＬＥＤ、半導体レーザなどの光源を有し、プラテン５上のメディアに対して光束を斜め４５°方向から照射する。そして、斜入射した光の拡散反射光および正反射光を、共通のラインセンサ４２でそれぞれ検出して、読取器４に対するメディアの間隔方向およびメディアの搬送方向における位置情報を検出する。検出する拡散反射光は、照射位置から上方（垂直方向を中心とする狭い角度）に散乱反射する光である。また、検出する正反射光は、照射位置から入射角と同じ４５°で入射光と反対方向に方向に正反射する光である。斜入射した光と正反射光を含む面内に沿ってラインセンサ４２の素子アレイを配置している。

図３には、ラインセンサ４２の受光素子アレイとプラテン５の表面の間の基準距離を６ｍｍとした場合の具体的な寸法を付している。ラインセンサ４２は９ｍｍの長さを有し、受光素子アレイの密度は６００ｄｐｉとする。発光素子４１からの光は、入射角４５°でメディア３の表面に斜入射する。ラインセンサ４２上で、拡散反射光と正反射光をそれぞれ検出する領域の中心間の距離は６ｍｍとなる。メディアの厚さや反り等を検出する検出範囲は０．６ｍｍ、取り付け部のバラツキ等の誤差で間隔が拡がる下方向の検出範囲は０．１ｍｍとする。間隔の変動は、ラインセンサ４２上では２倍のズレ量となる。すなわち、下方向の検出範囲である０．１ｍｍは、ラインセンサ４２では０．２ｍｍ分に拡大して検出され、約５個分の受光素子に相当する。また、上方向の検出範囲である０．６ｍｍは、ラインセンサ４２上では１．２ｍｍに拡大された範囲となる。

図４は、レジストレーション調整のために、読取器４を用いてメディアの位置情報を検出する様子を示す図である。メディア３には、プリントヘッド２０の往復の双方でプリントを行なった場合や、複数のプリントヘッドを用いてプリントを行なった場合などで、予め定められた位置合わせ用のパターンがプリントされる。このパターンの位置情報を読取器４で読み取って、パターンの位置情報、すなわち読取器４に対するメディアのメディア表面に平行な方向における位置情報を検出する。コントローラは、この検出結果に基づいて、プリント時のインクの吐出タイミングを微調整することで、プリント位置合わせ（レジストレーション調整）を行なう。例えば、メディア上の光照射位置にパターンＰがある場合、拡散反射光の強度は小さくなる。ラインセンサ４２中の拡散反射光の検出範囲Ｓ１で受光する平均レベルが最も小さくなるタイミングでパターン位置を検出する。

図５は、読取器４を用いてメディアまでの間隔を検出する様子を示す図である。規定の間隔にあるメディアを３Ｂとすると、メディア３Ｂで正反射した光はラインセンサ４２中の正反射光の検出範囲Ｓ２で受光したときに、出力信号のピークは位置Ｄになる。位置Ｄにピークがある場合は、間隔が規定値であることが判る。これに対して、メディアが規定値よりも厚かったり、反っていたりしてメディアが３Ｕの位置にあった場合は、メディア３Ｕで正反射した光による検出範囲Ｓ２での出力信号のピークは位置Ｕにシフトする。このシフト量から実際の間隔を算出することができる。逆に、メディアが規定値よりも薄かったり、取り付け位置が下にズレたりしてメディアが３Ｌの位置にあった場合は、メディア３Ｌで正反射した光による検出範囲Ｓ２での出力ピークは位置Ｌにシフトする。このシフト量から実際の間隔を算出することができる。コントローラ６の制御によって、このメディアの間隔の検出は、プリント開始時などのタイミング行なう。

図６は、メディアでの光反射の強度分布の例を示す図である。メディアとして光沢紙をサンプルとして用い、自動変角光度計で反射光の強度分布を測定した結果を示す。入射角４５°で斜入射した光束は、強い指向性を持って狭い範囲に集中した強い正反射光となる。一方、拡散反射光は明確な指向性を持たず四方に拡がり且つ強度は弱い。この相違により、正反射光と拡散反射光とに明確に分離され、正反射光を用いた間隔検出の精度は高いものとなる。

図７は別の実施形態を示す。キャリッジに搭載される読取器４は、キャリッジに対して上下方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動して間隔方向の相対位置を変えることができるようになっている。レジストレーション調整のために拡散反射光を検出する場合は、読取器４をＸ方向（間隔が大きくなる方向）に移動させて、メディアの表面が３Ｘの位置になる間隔とする。一方、間隔を検出するために正反射光を検出する場合には、読取器４をＹ方向（間隔が小さくなる方向）に移動させて、メディアの表面が３Ｙの位置になる間隔とする。これにより、拡散反射光、正反射光ともに、ラインセンサ４２のほぼ同じ狭い領域を用いて検出する。このため、ラインセンサ４２の長さを先の例に較べて短くすることができ、読取器４のより一層の小型化・低コスト化を実現するものである。

なお、以上説明した例は、読取器４に対するメディアの間隔およびメディア表面に平行な方向における位置情報を、共通の読取器４で読み取る例である。これに限らず、メディアセンサを用いてメディアの移動情報や種類判別と共に、メディアまでの間隔も併せて検出するようにしてもよい。この場合のメディアセンサは、二次元イメージセンサでメディア表面のパターンを撮像するものである。そして、撮像した画像データを元に、画像処理によってメディアの位置情報（移動情報）を検出したり、表面状態（微細なパターン形状）を検出してメディアの種類等を判別に用いるものである。このメディアセンサの二次元イメージセンサの撮像面の一部で、上記と同様に照射光の正反射光を検出し、その検出位置から、メディアセンサに対するメディアの間隔を併せて検出することができる。

実施形態におけるプリンタの外観斜視図 プリンタの内部構成を示す断面図 読取器の具体的な構成および形状を示す図 読取器を用いたメディアの位置情報の検出を示す図 読取器を用いたメディアまでの間隔の検出を示す図 メディアでの光反射の強度分布の例を示す図 別の実施形態における読取器での検出を説明する図

符号の説明

１ 筐体
３ メディア
４ 読取器
５ プラテン
６ コントローラ
２０ キャリッジ
２４ プリントヘッド

Claims (5)

1. メディアにプリントを行なうプリントヘッドを搭載して移動するキャリッジと、
   前記キャリッジに搭載され、メディアの表面を読み取る読取器とを備え、
   前記読取器は発光素子とイメージセンサを含み、前記発光素子からの光をメディアに斜入射させ、斜入射した光の拡散反射光および正反射光を、共通の前記イメージセンサでそれぞれ検出して、前記読取器に対するメディアの間隔と共に、メディア表面に平行な方向におけるメディアの位置情報又はメディアの表面状態を検出することを特徴とするプリンタ。
2. 前記イメージセンサはラインセンサであり、前記斜入射した光と前記正反射光を含む面内に沿って前記ラインセンサを配置したことを特徴とする、請求項１記載のプリンタ。
3. 前記読取器で検出した前記位置情報に基づいて、レジストレーション調整を行なう手段を有することを特徴とする、請求項１又は２記載のプリンタ。
4. 前記読取器は、前記キャリッジに対し前記間隔方向に移動することが可能であり、前記間隔を検出する場合と前記位置情報を検出する場合とで、前記キャリッジに対する前記読取器の位置を変えることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか記載のプリンタ。
5. 前記プリントヘッドは、インクジェット方式によりプリントを行なうことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか記載のプリンタ。

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