JP2011218627A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電を防止し、ムラのない高記録品位の記録が可能な記録装置を提供すること。
【解決手段】記録媒体を静電気を利用した搬送ベルト１２によって搬送する搬送部において、搬送ベルト１２上に、記録媒体の搬送方向に沿って帯電しない非帯電領域ｂを設けるとともに、記録媒体の移動量を検出するセンサ検出対象ｃを搬送ベルト１２上における非帯電領域ｂに設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は静電気を利用することで記録媒体を搬送して記録を行う記録装置に関する。

記録装置において、記録媒体を搬送しながら記録を行う際、搬送精度が低いと、中間調画像の濃度ムラを生じたり、倍率誤差が生じたりして、得られる記録画像の品質が劣化する。そのため、今日の記録装置では、高精度な部品を採用し、精密な搬送機構を搭載しているが、記録品質に対する要求は厳しくさらなる精度向上が望まれている。一方で、コストに対する要求も厳しく、高精度化と低コスト化の両立が求められている。

これに対処するため、記録媒体の移動を高精度に検出して、フィードバック制御により安定した搬送を実現するために、特許文献１では、記録媒体の表面を撮像して、画像処理によって搬送される記録媒体の移動を検出する試みがなされている。これにより、記録媒体の搬送量の変化を監視して搬送装置の動作量を制御するので、記録媒体の搬送量の変化を直接に把握して搬送制御を実行できる。また、特許文献２には、記録媒体の移動量を光学的に実測する技術が開示されている。

一方、インク滴を吐出させて画像を形成するインクジェット記録装置では、記録媒体を搬送する手段として、搬送ローラとそれに従動するピンチローラとで搬送を行うローラ搬送方式や、ベルトに記録媒体を吸着させて搬送を行うベルト搬送方式等が挙げられる。このベルト搬送方式には、記録媒体をベルトに吸着させる方法として、ベルトに静電気を印加して、静電気力によってベルトに記録媒体を吸着させる静電方式がある。以下ベルト搬送方式の静電方式のことを静電ベルト搬送方式と呼ぶ。この静電ベルト搬送方式では、記録媒体の移動を検出する際に、ベルト表面上または裏面に一定または一定でない間隔のマークを設け、それをセンサで検出することが可能である。

特開２００７−２１７１７６号公報 特開２００５−０８２２８９号公報 特開平０６−２６３２８１号公報

しかしながら、画像処理によって移動を検出するものは、記録媒体の表面の微細な凹凸形状が光学的に十分に識別でき、固有の画像パターンが明瞭である必要がある。しかし、使用する記録媒体の表面が極めて平滑な場合は、撮像で得た画像は低コントラストとなり、画像中の固有パターンの識別が困難となる場合がある。また、静電ベルト搬送方式において、ベルトにマークを設けたとしても、ベルトの表面が平滑ならば、同様に画像中の固有パターンの識別が困難となる場合がある。

そこでマークの替わりにベルト表面または裏面上に溝（凹）と山（凸）からなる凹凸形状または穴などの、光学的に識別可能な形状を設け、コントラストを向上させることは可能である。しかしながら、ベルト表面または裏面にセンサ検出対象である凹凸形状や穴などを設けると、搬送ベルト上の溝部または穴の位置の表面抵抗または体積抵抗が、周囲に比べて低くなってしまう。静電ベルト搬送方式の場合、給電手段から給電ローラなどの媒体を介してベルトに静電気を印加しているため、上記表面または体積抵抗のセンサ検出対象が媒体と接触すると、均一に帯電ができなかったり、最悪の場合、放電や過電流を引き起こす可能性がある。放電が起こると搬送ベルトの記録媒体への吸着力が著しく低下し、搬送が困難になるだけではなく、安全性の面でも危険であるため、静電ベルト搬送において放電は防止する必要がある。

一方、特許文献３では、ベルト搬送装置、特に電子写真方式において、ベルトにマークまたは穴を設け、センサで検知することによってベルトの速度変動を算出しフィードバック制御を行っている。しかし、ベルト上にマークまたは穴を設けることは、静電ベルト搬送方式においては前述した課題がある。また、電子写真方式の場合でも、トナーによって画像を形成するため、画像形成領域内にセンサ検出対象を設けることができず、センサを画像形成領域外、すなわちベルトの右端または左端に設ける必要がある。しかしながら駆動ローラの回転中心がずれていたり、ベルトとの摩擦などにより、ベルト左右端の搬送にずれが発生する(以下左右差と呼ぶ)場合がある。この左右差がセンサ検出の際、誤差となって現れるため、ベルトの右端または左端にセンサ検出対象を設けると正確な搬送量の測定ができない。この結果ベルト上でセンサが設けられている方とは反対の端部付近で、記録時の記録媒体にムラが発生しやすい。例えばセンサがベルト左端に設けられているとすると記録された記録媒体はベルト右端部付近がムラになり易い。

よって本発明は、放電を防止し、ムラのない高記録品位の記録が可能な記録装置を提供することを目的とする。

そのため本発明の記録装置は、記録媒体に記録を行う記録部と、前記記録媒体を静電気を利用した静電ベルトによって搬送する搬送部と、前記記録媒体の移動量を検出するセンサと、を備えた記録装置において、前記静電ベルトには、前記記録媒体の搬送方向に沿って帯電しない非帯電領域が設けられており、該非帯電領域には、前記センサによる検出が可能なセンサ検出対象が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば記録装置の静電ベルトには、記録媒体の搬送方向に沿って帯電しない非帯電領域が設けられており、その非帯電領域には、センサによる検出が可能なセンサ検出対象が設けられている。これによって、放電を防止し、ムラのない高記録品位の記録が可能な記録装置を提供することができる。

第１の実施形態を適用可能なインクジェット記録装置を示した図である。 図１のインクジェット記録装置の横断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、従来と第１の実施形態の給電ローラを示した図である。 第１の実施形態の搬送ベルト１２とセンサの構成を示した図である。 （ａ）、（ｂ）は、センサユニット７０１の構成図である。 第２の実施形態の給電ローラおよび搬送ベルトの構成を示した図である。

以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。
本明細書において、記録媒体とは、紙、プラスチックシート、フィルム、ガラス等のシート状あるいは板状の記録媒体のことをいう。
図１は、本実施形態を適用可能なインクジェット記録装置における主要部の構成を示した構成図であり、図２は、図１のインクジェット記録装置の横断面図である。同じ要素を示すものについては同一符号をつけている。図１において、ヘッドカートリッジ（記録部）１は、キャリッジ２に着脱可能に搭載される。ヘッドカートリッジ１は、インクジェット方式でインクを吐出させる記録ヘッドと、インクを収容して記録ヘッドに供給するインクタンクとを備えている。インクジェット方式は、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、さまざまな方式を用いることができる。

キャリッジ２は、ガイドシャフト３によって案内支持され、主走査方向に往復移動する。キャリッジ２の移動は、キャリッジモータ４、プーリ５、プーリ６、タイミングベルト７からなるキャリッジ駆動機構によって行なう。センサ３０と遮蔽板３６とは、キャリッジ２がホームポジションにあることを検出する。また、記録媒体の搬送部には、駆動ローラ９と従動ローラ１５が設けられており、駆動ローラ９は、搬送ベルト１２を駆動するローラであり、従動ローラ１５は、駆動ローラ９に従動するローラである。また、搬送ベルト１２を帯電させ、記録媒体８を搬送ベルト１２に吸着させるための静電気力を発生させるため、給電ローラ１４を搬送ベルトに接触させる。給電ローラ１４と搬送ベルト１２とが接触すると、給電ローラ１４に接続された電位差発生装置１１から供給される電荷が搬送ベルト表面に供給され、搬送ベルト表面が帯電する。

記録媒体８は、シートフィーダ上に積載されており記録動作が開始されると、供給モータ３５によってピックアップローラ３１を回転させ、積載される記録媒体８を一枚ずつ分離して供給する。シート検知器３３は記録媒体を検知するセンサであり、記録媒体８の供給が正常であるかを判定する。記録媒体８は、搬送ローラ９の回転によって、搬送ベルト１２が図２中矢印Ａ方向に回転することで、図１の搬送方向（副走査方向）の下流に向けて搬送され、ヘッドカートリッジ１と対向する記録位置に送り込まれる。プラテン部１３は搬送時の記録ヘッド直下のベルトや記録媒体８の上下の振動を規制して紙間距離を適切な値に保つために記録媒体８を下方から支持する。駆動ローラ９の回転駆動は、駆動モータ１００８と伝達ギアからなる駆動機構によって行なう。駆動ローラ９の回転状態（回転量又は回転速度）は、駆動ローラ９の回転軸に取り付けたロータリーエンコーダ１０１３で検出する。この検出出力を基にコントローラ（制御部）１０は搬送モータ１００８の回転を制御する。上記記録領域の上流側には、搬送ベルト１２の上方にピンチローラ１０１２が設けられる。ピンチローラ１０１２には所定の力が作用しており、これにより、ピンチローラ１０１２と搬送ベルト１２との間に挟まれて搬送される記録媒体８を搬送ベルト１２に押し付けて記録媒体の搬送ベルト１２への吸着を確実にしている。

図３（ａ）は、従来の給電ローラの構成を示した図であり、図３（ｂ）は、本実施形態の給電ローラ１４の構成を示した図である。図３（ｂ）の本実施形態の給電ローラ１４は、搬送ベルト上の帯電する領域ａと対応している領域ａ’と、搬送ベルト１２上での帯電しない領域ｂと対応する領域ｂ’とを備えている。領域ｂ’には搬送ベルト１２上で帯電しないための絶縁手段が施されており、電位差発生装置１１から供給される電荷によって搬送ベルト１２表面は帯電するが、絶縁手段が施されている部分に対応する搬送ベルト１２表面は帯電しない。このように、給電ローラ１４の構成によって、搬送ベルト表面上では、帯電する領域ａと帯電しない領域ｂとに分かれる。搬送ベルト１２表面上で領域ａと領域ｂの２つの領域に分けるには、例えば給電ローラ表面を構成する材料として、領域ｂ’を絶縁体で覆うことで実現することができる。

図４は、本実施形態の搬送ベルト１２とセンサの構成を示した図である。ベルト裏面（記録面とは反対側の面）の領域ｂ上に、センサ検出対象ｃが設けられている。センサ検出対象ｃは、穴が一定（等間隔）または一定でない間隔で設けられており、光学的に識別可能になっている。この穴の大きさは、撮像によって適切なコントラストを持った画像が得られる程度とする。また、センサ検出対象は、穴の替わりとして溝(凹凸形状)であっても良い。その場合、設けられた溝も光学的に識別可能であるとする。またプラテン部１３は、ベルトの裏面を撮像するセンサユニット７０１を保持している。

図５（ａ）、（ｂ）は、センサユニット７０１の構成図であり、図５（ａ）は上方から見た図であり、図５（ｂ）は側方から見た断面図である。センサユニット７０１は、光学式センサであり、大きくは発光部、受光部、画像処理部からなり、これらがユニットとして一体化されている。光源７０３は、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、半導体レーザなどの発光素子である。光源７０３から発する光は、導光体７０２で導かれて、搬送ベルト１２表面上のセンサ検出対象ｃを斜め方向から照明する。搬送ベルト１２上の照明領域の像は、レンズ７０６によってイメージセンサ７０５に結像する。透明な保護カバー７０４は、搬送ベルト側からインクミストなどが進入してレンズ７０６に汚れが付着するのを防止する。イメージセンサ７０５は、ＣＣＤやＣＭＯＳ構造の多数の光電変換素子を、一次元に配置したラインイメージセンサ、あるいは二次元に配列したエリアイメージセンサである。イメージセンサ７０５によって、ベルトの表面の画像（表面凹凸の陰影のコントラスト差）を取得する。

イメージセンサ７０５によって取得した撮像信号は、Ａ／Ｄ変換されて、チップ化された画像処理プロセッサである画像処理部７０７に送られる。画像処理部７０７では、この撮像信号（画像データ）を元に画像処理によって、搬送ベルト１２の移動情報（移動量、移動速度、移動加速度、移動方向など）を検出する。搬送ベルト１２の移動に伴って複数回の撮像を行って得られた複数の画像データを、パターンマッチング処理を含む画像処理により比較して、搬送ベルト１２の移動量（搬送量）を検出する。また、取得した画像を一旦２値化して、２値化画像をパターンマッチング処理で比較するようにしてもよい。あるいは、取得した画像の、輝度がピークとなる部分を抽出して、画像のピーク部分を比較して位置のずれ量を取得する方法でもよい。また、ベルトの移動量だけでなく、単位時間当たりの移動量から速度を求めることもできるし、微分処理によって速度の変化を見ることで加速度を求めることもできる。こうして求めたベルトの移動情報を、コントローラ１０にフィードバックして、ベルトの搬送をフィードバック制御する。なお、本実施系地ではセンサ検出対象は裏面に設けられているが、センサ検出対象がベルト表面にあっても良い。その場合、対応するセンサユニットは表面のセンサ検出対象を検出できる位置に設置される。

効果の確認のために、以下に示す方法Ａと方法Ｂの２通りの方法の比較を行った。方法Ａは、従来の給電ローラ（図３（ａ））を図１の静電ベルト搬送装置に組み込み、搬送ベルト上に領域ｂを設けないで搬送ベルト左端部に穴を設けた場合である。また方法Ｂは、左端に絶縁テープを巻いて帯電しない領域ｂ’を設けた本実施形態の給電ローラ（図３（ｂ））を図１の静電ベルト搬送装置に組み込み、搬送ベルト上に領域ｂをつくり、搬送ベルト上の領域ｂ内に穴を設けた場合である。方法Ａと方法Ｂのどちらの例も、搬送ベルト上の穴は直径１cmで記録媒体搬送方向に２cm間隔で配置されており、方法Ｂでの搬送ベルト上の領域ｂの幅は１．５cmとした。この条件で記録操作をｎ＝１０（ｎは記録回数）で行った結果、方法Ａでは７／１０回放電が起こり、記録媒体、搬送ベルトまたは給電ローラに放電痕が残った。一方方法Ｂでは、放電は発生しなかった。

以上説明したように、本実施形態によれば、静電気を利用して記録媒体を搬送する搬送ベルト上に非帯電領域ｂを設け、センサ検出対象が搬送ベルト上における非帯電領域ｂに設けられている。これによって、放電を防止し、ムラのない高記録品位の記録が可能な記録装置を実現することができた。

（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

図６は、本実施形態の給電ローラおよび搬送ベルトの構成を示した図である。搬送ベルト左右差の課題を解決する構成として、本実施形態の構成は、領域ｂを搬送ベルト１２の主走査方向のほぼ中央に設け、凹凸形状や穴などのセンサ検出対象およびセンサユニットを領域ｂに配置している。ここでも、効果の確認のために、以下に示す方法Ｃと方法Ｄの２通りの方法の比較を行った。方法Ｃは、ベルト左端にセンサ検出対象およびセンサユニットが設けられている図４の構成を備えた記録装置であり、方法Ｄは、本実施形態の図６の構成を備えた記録装置で、それぞれメディアに全面記録を行った。どちらの例も搬送ベルト上の穴は直径１cmで搬送方向に２cm間隔で配置されており、ベルト上の領域ｂの幅は１．５cmとした。その結果、方法Ｃでの記録後の記録媒体は、センサの設けられている左端とは逆の、右端側にムラが発生していることが確認された。一方方法Ｄでは、右端側のムラが方法Ｃの結果よりも低減されていることが確認された。以上説明したように、主走査方向のほぼ中央にセンサおよびセンサ検出対象がある場合の方が、左右端にセンサおよびセンサ検出対象が設けられている構成よりも、ベルトの左右差によるセンサの検出のぶれの影響が少なく、画像の記録位置をより正確に制御できる。

このように、本実施形態によれば、静電気を利用して記録媒体を搬送する搬送ベルトの中央部に非帯電領域ｂを設け、センサ検出対象が搬送ベルト上における非帯電領域ｂに設けられている。これによって、放電を防止し、ムラのない高記録品位の記録が可能な記録装置を実現することができた。

８ 記録媒体
１２ 搬送ベルト
１４ 給電ローラ
３０ センサ
７０１ センサユニット

Claims (6)

1. 記録媒体に記録を行う記録部と、前記記録媒体を静電気を利用した静電ベルトによって搬送する搬送部と、前記記録媒体の移動量を検出するセンサと、を備えた記録装置において、
   前記静電ベルトには、前記記録媒体の搬送方向に沿って帯電しない非帯電領域が設けられており、該非帯電領域には、前記センサによる検出が可能なセンサ検出対象が設けられていることを特徴とする記録装置。
2. 前記センサ検出対象は溝であることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記センサ検出対象は穴であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の記録装置。
4. 前記センサ検出対象は、前記非帯電領域において、前記記録媒体の搬送方向に対して等間隔で設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の記録装置。
5. 前記センサは光学式センサであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の記録装置。
6. 前記非帯電領域は、前記静電ベルトの前記記録媒体搬送方向における中央部に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の記録装置。

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