JP2012000839A

JP2012000839A - 記録装置

Info

Publication number: JP2012000839A
Application number: JP2010137474A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Koizumi; 和也小泉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2010-06-16
Publication date: 2012-01-05

Abstract

【課題】ローラ径のばらつきがあっても適切にドットの位置ずれを抑制する。
【解決手段】被記録媒体を搬送する搬送ローラと、搬送ローラの回転に応じて信号を出力するエンコーダ手段と、前記エンコーダ手段の基準位置を検知する検知手段と、搬送速度に対応し、前記記録ヘッドの駆動制御に関する補正データを格納するメモリと、前記エンコーダからの信号と前記検知手段からの信号に基づき、前記メモリに格納されている補正データを用いて前記記録ヘッドの駆動制御を行う制御手段とを備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、記録装置の制御に関し、記録制御に関するものである。

従来、インクジェット記録装置では、複数の搬送ローラを搬送方向（搬送路）に沿って配列し各々回転駆動させて記録媒体を搬送するローラ搬送方式や、両端の駆動ローラに搬送ベルトを巻き掛けて、その駆動ローラを回転駆動させることで搬送ベルトを移動させて搬送媒体を搬送するベルト搬送方式等を採用している。ところが、ローラ搬送方式では各搬送ローラの回転速度変動により記録媒体の搬送速度が変動する。また、ベルト搬送方式では搬送ベルトの厚みムラや駆動ローラの偏芯に起因して、記録媒体の搬送速度が変動する。これによって、搬送速度が変動して搬送される記録媒体は、記録ヘッドの位置においても速度変動することとなり、インク滴の着弾位置がずれてしまい、所定タイミングで記録ヘッドにより吐出された液滴によって形成される画像が変形する。例えば、搬送方向について画像の一部または全部が拡大縮小したり、濃度むらになったりする。また、複数の色画像を重ね合わせるカラー画像の場合には、色画像間のズレや同一色画像内の濃度むらにより、色のにじみが発生し、カラー画像の画質が低下する。

特許文献１には、搬送ベルトに取り付けられたエンコーダセンサのパルスから指定のディレイ時間後にインク滴を吐出するものとし、吐出する直前の被記録媒体の搬送速度をエンコーダにより測定し、測定値に応じてディレイ時間を定めていることが開示されている。この構成により、搬送ベルトの回転変動による搬送速度の変動と吐出タイミングを同期させ、着弾位置のずれを抑えている。

特開平２−８０２６９号公報

しかし、上述した従来の記録装置では、搬送ローラ径、被記録媒体種類、被記録媒体サイズ、環境温度、環境湿度、装置に通紙された被記録媒体量、被記録媒体先端と搬送ローラの位置のいずれかによる、被記録媒体の定常的な搬送速度の大小により、インク滴の着弾位置にずれが生じてしまう問題があった。

また、上述した従来の記録装置では、ローラの偏芯のような、ローラ１周での搬送量（搬送速度）が一定の場合は補正できる。しかし、ローラ径のばらつきのようなローラ１周での搬送量（搬送速度）が個体によって変わる場合、速度情報からのみ補正データが決まってくるので、誤差が累積されてしまう。そのために、正しく補正できず、インク滴の着弾位置にずれが生じてしまう問題があった。

本発明は、上記課題を解決する記録装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の記録装置は、被記録媒体が搬送する方向と交差する方向に複数の記録素子を配列した記録ヘッドを用いて、記録を行う記録装置であって、被記録媒体を搬送する搬送ローラと、搬送ローラの回転に応じて信号を出力するエンコーダ手段と、前記エンコーダ手段の基準位置を検知する検知手段と、搬送速度に対応し、前記記録ヘッドの駆動制御に関する補正データを格納するメモリと、前記エンコーダからの信号と前記検知手段からの信号に基づき、前記メモリに格納されている補正データを用いて前記記録ヘッドの駆動制御を行う制御手段とを備える。

本発明の構成により、搬送速度の変動が生じても、適切なタイミングで記録を行うことができ、印字濃度ムラを解消することができる。

プリンタの内部構成を示す概略図である。片面プリント時の動作を説明するための図である。両面プリント時の動作を説明するための図である。プリンタの記録部周辺の説明図である。電気系の要部構成の説明図である。記録ヘッドコントローラの説明図である。タイミング生成部の説明図である。補正データの説明図である。駆動タイミングの説明図である。

以下、インクジェット方式を用いたプリンタ（記録装置）の実施形態を説明する。本実施形態のプリンタは、ロール状に巻かれた連続シート（被記録媒体）を使用し、片面プリント及び両面プリントの両方に対応した高速ラインプリンタである。

図１はプリンタの内部構成を示す断面の概略図である。プリンタ内部には、大きくは、シート供給部１、デカール部２、斜行矯正部３、プリント部４、検査部５、カッタ部６、情報記録部７、乾燥部８、シート巻取部９、排出搬送部１０、ソータ部１１、排出トレイ１２、制御部１３の各ユニットを備える。シートは、図中の実線で示したシート搬送経路に沿ってローラ対やベルトからなる搬送機構で搬送され、各ユニットで処理がなされる。

シート供給部１は、ロール状に巻かれた連続シートを収納して供給するユニットである。シート供給部１は、２つのロールＲ１、Ｒ２を収納することが可能であり、択一的にシートを引き出して供給する構成となっている。なお、収納可能なロールは２つであることに限定はされず、１つ、あるいは３つ以上を収納するものであってもよい。デカール部２は、シート供給部１から供給されたシートのカール（反り）を軽減させるユニットである。デカール部２では、１つの駆動ローラに対して２つのピンチローラを用いて、カールの逆向きの反りを与えるようにシートを湾曲させてしごくことでカールを軽減させる。斜行矯正部３は、デカール部２を通過したシートの斜行（本来の進行方向に対する傾き）を矯正するユニットである。基準となる側のシート端部をガイド部材に押し付けることにより、シートの斜行が矯正される。

プリント部４は、搬送されるシートに対してプリントヘッド１４によりシートの上に画像を形成するユニットである。プリント部４は、シートを搬送する複数の搬送ローラも備えている。プリントヘッド１４は、使用が想定されるシートの最大幅をカバーする範囲で、複数の記録素子（ノズル）が配列した記録素子列（ノズル列）が備えられたライン型プリントヘッドである。この複数の記録素子のうち予め定めた数の記録素子が時分割で駆動を行って、１ライン（１ラスタ）分の記録を行う。記録素子が配列する方向は、シートの搬送方向と交差している。プリントヘッド１４は、複数のプリントヘッドが搬送方向に沿って平行に並べられている。本例ではＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、ＬＣ（ライトシアン）、ＬＭ（ライトマゼンタ）、Ｇ（グレー）、Ｋ（ブラック）の７色に対応した７つのプリントヘッドを有する。なお、色数及びプリントヘッドの数は７つには限定はされない。インクジェット方式は、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式等を採用することができる。各色のインクは、インクタンクからそれぞれインクチューブを介してプリントヘッド１４に供給される。

検査部５は、プリント部４でシートにプリントされた検査パターンや画像を光学的に読み取って、プリントヘッドのノズルの状態、シート搬送状態、画像位置等を検査するユニットである。カッタ部６は、プリント後のシートを所定長さにカットする機械的なカッタを備えたユニットである。カッタ部６は、シートを次工程に送り出すための複数の搬送ローラも備えている。情報記録部７は、カットされたシートの裏面にプリントのシリアル番号や日付などのプリント情報を記録するユニットである。乾燥部８は、プリント部４でプリントされたシートを加熱して、付与されたインクを短時間に乾燥させるユニットである。乾燥部８は、シートを次工程に送り出すための搬送ベルト及び搬送ローラも備えている。

シート巻取部９は、両面プリントを行う際に表面プリントが終了した連続シートを一時的に巻き取るユニットである。シーと巻取部９はシートを巻き取るための回転する巻取ドラムを備えている。表面のプリントが済んでカットされていない連続シートは巻取ドラムに一時的に巻き取られる。巻き取りが終わったら、巻取ドラムが逆回転して巻き取り済みシートはデカール部２に供給され、プリント部４に送られる。このシートは表裏反転しているのでプリント部４で裏面にプリントを行うことができる。両面プリントのより具体的な動作については後述する。

排出搬送部１０は、カッタ部６でカットされ乾燥部８で乾燥させられたシートを搬送して、ソータ部１１までシートを受け渡すためのユニットである。ソータ部１１は必要に応じてプリント済みシートをグループ毎に排出トレイ１２の異なるトレイに振り分けて排出するユニットである。制御部１３は、プリンタ全体の各部の制御を司るユニットである。制御部１３は、ＣＰＵ、メモリ、各種Ｉ／Ｏインターフェースを備えたコントローラ１５及び電源を有する。プリンタの動作は、コントローラ１５又はコントローラ１５にＩ／Ｏインターフェースを介して接続されるホストコンピュータ等の外部機器１６からの指令に基づいて制御される。

次に、プリント時の基本動作について説明する。プリントは、片面プリントと両面プリントとでは動作が異なるので、それぞれについて説明する。

図２は片面プリント時の動作を説明するための図である。シート供給部１から供給されたシートがプリントされて排出トレイ１２に排出されるまでの搬送経路を太線で示している。シート供給部１から供給され、デカール部２、斜行矯正部３でそれぞれ処理されたシートは、プリント部４において表面のプリントがなされる。プリントされたシートは検査部５を経て、カッタ部６において予め設定されている所定の単位長さ毎にカットされる。カットシートは、必要に応じて情報記録部７でシートの裏面にプリント情報が記録される。そして、カットシートは一枚ずつ乾燥部８に搬送され乾燥が行なわれる。その後、排出搬送部１０を経由して、ソータ部１１のトレイ１２に順次排出され積載されていく。

図３は両面プリント時の動作を説明するための図である。両面プリントでは、表面プリントシーケンスに次いで裏面プリントシーケンスを実行する。最初の表面プリントシーケンスでは、シート供給部１から検査部５までの各ユニットでの動作は上述の片面プリントの動作と同じである。カッタ部６ではカット動作は行わずに、連続シートのまま乾燥部８に搬送される。乾燥部８での表面のインク乾燥の後、排出搬送部１０の側の経路ではなく、シート巻取部９の側の経路にシートが導入される。導入されたシートは、順方向（図面では逆時計回り方向）に回転するシート巻取部９の巻取ドラムに巻き取られていく。記録部４において、予定された表面のプリントが全て終了すると、カッタ部６にて連続シートのプリント領域の後端がカットされる。カット位置を基準に、搬送方向下流側（プリントがされた側）の連続シートは乾燥部８を経てシート巻取部９でシート後端（カット位置）まで全て巻き取られる。一方、カット位置よりも搬送方向上流側の連続シートは、シート先端（カット位置）がデカール部２の残らないように、シート供給部１に巻き戻される。

以上の表面プリントシーケンスの後に、裏面プリントシーケンスに切り替わる。シート巻取部９の巻取ドラムが巻き取り時とは逆方向（図面では時計回り方向）に回転する。巻き取られたシートの端部（巻き取り時のシート後端は、送り出し時にはシート先端になる）はデカール部２に送り込まれる。デカール部２では先とは逆向きのカール矯正がなされる。これは、巻取ドラムに巻かれたシートは、シート供給部１でのロールとは表裏反転して巻かれ、逆向きのカールとなっているためである。その後は、斜行矯正部３を経て、プリント部４で連続シートの裏面にプリントが行なわれる。プリントされたシートは検査部５を経て、カッタ部６において予め設定されている所定の単位長さ毎にカットされる。カットシートは両面にプリントされているので、情報記録部７での記録はなされない。カットシートは一枚ずつ乾燥部８に搬送され、排出搬送部１０を経由して、ソータ部１１のトレイ１２に順次排出され積載されていく。

次に、プリンタの記録部周辺の詳細について、以下に説明する。図４はプリンタの記録部周辺の詳細図である。プリントヘッド１４の上流側に、メイン搬送ローラ１７とメインピンチローラ１８が配置されている。そして、各プリントヘッド１４とサブ搬送ローラ１９、サブピンチローラ２０が交互に配置されている。また、メイン搬送ローラ１７の上流側に、プレメイン搬送ローラ２１とプレメインピンチローラ２２が配置されている。メイン搬送ローラ１７にはコードホイール２３が取り付けられており、コードホイール２３をエンコーダセンサ２４で検知することで、メイン搬送ローラ１７の回転位相を検知する。メイン搬送ローラ１７とプレメイン搬送ローラ２１の間にはレーザドップラー速度計２５が設置されており、紙の搬送速度を測定する。また、プリントヘッド１４ｂの直下には、紙先端検知センサ２６が配置されている。また、記録部周辺に、図示しない環境温度検知センサ、環境湿度検知センサが配置されている。

メイン搬送ローラ１７の上流側と、最下流のサブ搬送ローラ２０の下流側には、紙のループ形状が形成されており、記録部周辺の紙搬送に、記録部周辺以外に配置された搬送ローラの搬送ローラの影響を受けないようにしている。また、メイン搬送ローラ１７にかかるメインピンチローラ１８の圧を、サブ搬送ローラ１９にかかるサブピンチローラ２０の圧およびプレメイン搬送ローラ２１にかかるプレメインピンチローラ２２の圧よりも十分に大きな値とすることで、紙はメイン搬送ローラ１７の回転に添った形で搬送される。

次に、図５を参照して、本実施形態に係るインクジェット記録装置の電気系の要部構成を説明する。図５に示されるように、本実施形態に係るインクジェット記録装置には、装置全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）２８、各種プログラムの実行時におけるワークエリア等として用いられるＲＡＭ２９と、各種プログラムやパラメータ情報等が予め記憶されたＲＯＭ３０とが備えられている。また、インクジェット記録装置には、プリントヘッド１４の作動を制御するプリントヘッドコントローラ３１と複数のモータ（図示省略）の作動を制御するモータコントローラ３２と、外部からの画像データを入力する外部インタフェース３３と、画像データをインクジェット記録ヘッド用に変換する画像処理部３４と、センサコントローラ３５も備えられている。

次に、図面を参照して、搬送速度変動により発生する印字ムラを解消する、本実施形態に係るインクジェット記録装置における電気系のプリントヘッドコントローラ３１の詳細を説明する。図６に示すように、プリントヘッドコントローラ（制御部）３１は、画像記録タイミング制御機構（タイミング生成部）３６及び印字駆動装置（ヘッド駆動部）３７を含んで構成されており、記録ヘッドの駆動制御を行う。ヘッド駆動部３７の出力側は、対応するインク色のプリントヘッド１４へ接続されている。タイミング生成部３６は、プリントヘッド１４の画像記録タイミング（記録ヘッドの駆動タイミング）を制御する。このタイミング生成部３６は、用紙の搬送速度の変動により生じる印字濃度むらを補正する。ヘッド駆動部３７は、制御された画像記録タイミング信号と、画像データを合成した駆動信号を生成し、その駆動信号をプリントヘッド１４に送る。

タイミング生成部３６は、エンコーダセンサ２４に接続され、エンコーダセンサ２４からの信号が入力されるようになっている。また、エンコーダの基準位置を示すセンサ２７に接続され、エンコーダの基準位置を示すセンサ信号が入力される。タイミング生成部３６は、インクジェット記録ヘッド３２のノズルの位置関係や距離等のノズル関連データが入力されるようになっている。このタイミング生成部３６は、ノズル関連データと、エンコーダセンサ２４信号に基づき印字タイミング信号を生成し、ヘッド駆動部３７へ出力する。

図７に示すように、タイミング生成部３６は、偏芯補正データ格納メモリ（補正データメモリ）３８と、記録タイミング生成部３９と、を備えている。偏芯補正データ格納メモリ３８は、実搬送速度と理想搬送速度の定常的な変化量を計算し，メカのローラ径の量産時の誤差分およびローラの偏芯によって生じる紙面上での速度変動による影響を補正するパラメータを格納する。記録タイミング生成部３９は、基準信号生成部４１と、タイミング生成部４２と、駆動信号生成部４３と、メモリアドレス制御部４３とを備えている。記録タイミング生成部３９は偏芯補正データ格納メモリ３８と接続している。基準信号生成部４１はエンコーダセンサ２３に接続され、エンコーダセンサ２４からの信号が入力されるようになっている。また、メモリアドレス制御部４３は、エンコーダの基準位置を示すセンサ信号２４が接続され、エンコーダの基準位置を示すセンサ信号が入力される。基準信号生成部４１は、入力側は、エンコーダセンサ２４、偏芯補正データ格納メモリ３８に接続され、補正パラメータの内容に応じて、基準信号を生成するものである。タイミング生成部４２は、入力側は、基準信号生成部４１、補正データメモリ３８に接続され、補正パラメータの内容に応じて、タイミング信号を成するものである。駆動信号生成部４２の入力側は、タイミング生成部４２、補正データメモリ３８に接続され駆動信号を生成するものである。メモリアドレス制御部４４は、入力側はエンコーダ基準センサ２７が接続され。エンコーダ基準センサ２４の信号によってクリアされるメモリアドレスカウンタを持ち、補正データメモリ３８へのアクセスの制御を行なう。

図８には、補正データの詳細を示した。補正データには、ラスタ数、ラッチ間隔、ディレイ時間等があり補正データのそれぞれはエンコーダのスリット毎に持つ。従って、図８に示すテーブルは、スリット位置に対応した補正値を備えている。補正データをラスタ数は、スリットあたりのラスタ数を表すものである。ラッチ間隔は、時分割信号の出力する間隔（ブロック間隔）を表す。ディレイ時間はエンコーダスリットを基準とした基準信号を生成するタイミングをディレイさせるための値である。

図９には、記録タイミング生成部３９における駆動信号の生成に関係する信号のタイミングチャートを示した。この図９は、エンコーダ信号のＮスリット目の信号とＮ＋１スリット目の信号が入力したときの説明図である。また、エンコーダ信号のＮスリット目の信号と同じタイミングでエンコーダ基準センサ２４から信号が入力されている。

基準信号生成部４１は、エンコーダセンサからの信号の立上りエッジから、補正データのディレイ時間分遅延したタイミングで基準信号を生成する。これにより、エンコーダエッジ間に収まらない数のラスタ数を設定した場合、最後のラスタの印字信号を出力し切ることができる。なお、このエンコーダ基準センサ２４から信号の入力により、メモリアドレスカウンタの値が初期値に設定され、初期値のアドレスからデータを参照する。そして、次のスリット信号（立上り）のＮ＋１スリットの信号により、次のアドレスのデータを参照する。Ｎ＋１スリットに対応したアドレスを参照する。

記録タイミング生成部では、補正データのラスタ数に応じて、基準信号間に記録開始タイミングを生成する。図９では、１スリット間隔において、４回の開始タイミングがある。そして、記録ヘッドは、開始タイミングがくる毎に、時分割駆動を開始する。駆動信号生成部４３は、補正データのラスタ間隔に応じて、駆動信号生成し、ヘッド駆動部３７へ出力する。ヘッド駆動部３７は、記録タイミング生成部３９にて生成された駆動信号を画像データとともに各色のプリントヘッドへ出力する。

このように、エンコーダスリット間やエンコーダ１周での吐出ラスタ数を増減させ、さらに基準位置をディレイを用いて調整することにより、ローラ径のばらつき、及びローラの偏芯による紙面上の搬送速度に応じた吐出制御をすることができる。つまり、搬送速度の変動に応じて印字タイミングを制御することにより、印字濃度ムラを解消する。

２３エンコーダセンサ
２４エンコーダ基準センサ
３１プリントヘッドコントローラ
３６タイミング生成部
３７ヘッド駆動部
３８補正データメモリ
３９記録タイミング生成部
４１基準信号生成部
４２タイミング生成部
４３駆動信号生成部

Claims

被記録媒体が搬送する方向と交差する方向に複数の記録素子を配列した記録ヘッドを用いて、記録を行う記録装置であって、
被記録媒体を搬送する搬送ローラと、
搬送ローラの回転に応じて信号を出力するエンコーダ手段と、
前記エンコーダ手段の基準位置を検知する検知手段と、
搬送速度に対応し、前記記録ヘッドの駆動制御に関する補正データを格納するメモリと、
前記エンコーダからの信号と前記検知手段からの信号に基づき、前記メモリに格納されている補正データを用いて前記記録ヘッドの駆動制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする記録装置。
前記エンコーダ手段は、エンコーダスリットの検知に応じて基準信号を出力し、前記制御手段は、前記基準信号が出力される毎に、前記メモリから補正データを読み込み、駆動制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記制御手段は、前記検知手段の検知に応じてクリアするカウンタを備え、
エンコーダのスリット位置に応じた補正データを読み込むことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。