JP2013146947A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カム面の部品精度に影響されることなく安定した紙間を保持することが可能なインクジェット記録装置を提供すること。
【解決手段】キャリッジ９の高さ調整において、単にカムによって紙間を変えるだけでなく、光学センサを用いて紙間の補正を行う。
【選択図】図８

Description

本発明は、キャリッジに搭載された記録ヘッドから記録媒体へインクを吐出して記録するインクジェット記録装置に関する。

近年、イクジェット記録装置（以下、単に記録装置ともいう）における記録画像の高画質化が進み、写真調による記録品位向上が焦点となってきている。記録品位を向上するにあたり、記録ヘッドのノズルから吐出されるインク滴の小滴化および高密度化が進む中、インク滴の吐出角度やインク滴が記録媒体に到達するまでの挙動の安定性等の面から、ノズルと記録媒体との間の距離（紙間）の影響が大きくなっている。

インクジェット記録装置においては、記録ヘッドと記録媒体との間隔（紙間）を一定の値に保持するため、記録ヘッドと記録中の記録媒体を支持するプラテンとの距離を変化させるための紙間調整機構が設けられている。記録ヘッドから記録媒体へインクを吐出して記録を行う際には、記録精度を保つために、記録媒体の種類、厚み、記録モードに応じて、紙間を設定する必要がある。また紙間を変更するために、記録時に記録ヘッドを搭載して搬送するキャリッジを支持するガイド軸の端部に、カムと、記録装置のシャーシにカムを当接する突き当て面を設けているものがある。これは、ガイド軸の記録媒体搬送方向をシャーシで位置決めし、カムを回転することでキャリッジの高さ位置を３段階以上に変化させることで紙間を変えるものである。

特開２００４−４２３４６号公報

ところで紙間は、上述のように使用する記録媒体の種類、厚み、記録モードに応じて切り替える必要がある。しかし特許文献１のように、カムを使用してこの紙間切換を行う場合、カム面の部品精度により実際の紙間精度に対してばらつきが生じる。このため、記録ヘッドから吐出されたインクの着弾が想定とは異なり、満足した記録品位が得られないことがある。

そこで本発明は、カム面の部品精度に影響されることなく、安定した紙間を保持することが可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

そのため本発明のインクジェット記録装置は、記録ヘッドにより記録される媒体を支持する支持手段と、前記記録ヘッドと媒体との距離を、前記支持手段の近傍に設けられた検出基準を用いて検出する検出手段と、前記検出手段での検出結果を用いて、媒体と前記記録ヘッドとの距離を調整する調整手段と、を備え、前記検出基準は、前記支持手段の媒体を支持する支持面と同一高さの平面と、前記支持面とは異なる高さの平面と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、カム面の部品精度に影響されることなく安定した紙間を保持することが可能なインクジェット記録装置を実現することができる。

本発明のインクジェット記録装置の外装装着状態を示す模式的斜視図である。 本発明のインクジェット記録装置の内部構造を示す模式的斜視図である。 本発明のインクジェット記録装置の内部構造を示す模式的断面図である。 キャリッジの構造を示す斜視図である。 右側板に取り付けられたリフト駆動ユニットを示した図である。 記録装置本体の記録制御を実行するための制御ブロック図である。 本発明のインクジェット記録装置の紙間調整を示す模式的正面図である。 キャリッジの光学センサを用いた紙間調整を示したフローチャートである。 キャリッジの光学センサを用いた紙間調整を示したフローチャートである。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明のインクジェット記録装置（以下、単に記録装置ともいう）の外装装着状態を示す模式的斜視図であり、図２は、本発明のインクジェット記録装置の内部構造を示す模式的斜視図である。また図３は、本発明のインクジェット記録装置の内部構造を示す模式的縦断面図である。

図１において、記録装置本体１は操作部２を備えており、この操作部２に設置された各種のスイッチ等により、紙サイズ、オンライン／オフライン、コマンドなどが指示される。記録媒体（ロール紙）３は、操作部２からの指示に基づいて記録装置の内部へ搬送され、カラー画像が形成された記録媒体３は排出口４から矢印方向に排出される。図１から図３において、レールステイ５には、円形断面のガイドシャフト６が設置されている。ガイドシャフト６は、記録媒体搬送方向（矢印方向）と直交する主走査方向に延びている。

ガイドシャフト６の搬送方向上流側には、ガイドシャフト６と平行にガイドレール７が配置されている。ガイドレール７は、レールステイ５上に設けられたガイドレールステイ８に上下方向に調整可能に取り付けられている。キャリッジ９は、ガイドシャフト６に沿って主走査方向に往復移動（摺動）可能に案内支持されている。キャリッジ９には記録ヘッド１０が着脱可能に搭載されている。キャリッジ９を主走査方向に往復動させるために、レールステイ５にはＣＲモータ１１が配置されている。キャリッジ９にはＣＲモータ１１の駆動を伝えるベルト１２が固定されている。

ＣＲモータ１１は、送信されてきた駆動制御パルス信号に基づいて制御される。従って、ＣＲモータ１１が所定のタイミングで駆動してキャリッジ９が主査査方向に往復動する。この往復動の際キャリッジ９は、ガイドシャフト６とガイドレール７に案内される。
キャリッジ９において、副走査方向の他端部（キャリッジ９の奥側）にはローラ１３、
１４が回転自在に配設されている。ローラ１３は、キャリッジ９の姿勢（記録媒体に対する位置）を保持するために固定されており、ローラ１４は、支点１４Ａを中心に回転可能に取付けられ、バネ１５によりガイドレール７を挟む方向に一定の力でバネ付勢されている。これらのローラは、キャリッジ９の往復動に伴って回転しながら移動する。このため、ガイドレール７の長手方向の位置によってこの下壁の位置（高さ）が変動すると、キャリッジ９の姿勢も変動する。

図４は、キャリッジ９の構造を示す斜視図である。キャリッジ９は、大きく分けてトランスレータ２２とヘッドホルダ２３とで構成される。ヘッドホルダ２３は記録ヘッド１０を固定し、図４における左側には光学センサ２４が配置される。トランスレータ２２の両側には、リフトカム２５が一つずつ配置され、同位相でリフト軸２６と連動する。また、キャリッジ９が往復動する領域のうち、記録領域外の右側には記録ヘッド１０からのインク吐出状態が安定状態になるように、記録ヘッド１０を回復させる回復ユニット１６が設けられている（図２参照）。回復ユニット１６は、記録ヘッド１０のインク吐出面に向き合っており、このインク吐出面を選択的に覆って吸引するキャッピング機構を有するものである。回復ユニット１６の下部には、不要となったインクを回収して貯めるメンテナンスカートリッジ２１が配置される（図２参照）。なお、回復ユニット１６は、所定のタイミングで供給される駆動制御信号に基づいて回復駆動モータが制御される。

次に、記録媒体３（ロール紙）を搬送するための搬送系について説明する。ガイドシャフト６の斜め下方には、記録媒体３を搬送するためのＬＦローラ１７が配置されている。ＬＦローラ１７の上には、このＬＦローラ１７よりも小径の従動ローラ１８が配置されている。記録媒体３はこれら２つのローラ１７、１８に挟持されながら副走査方向に搬送される。

記録ヘッド１０のインク吐出面に向き合う位置には、記録時に記録媒体３を支持するプラテン１９が配置されている。記録媒体３のうちプラテン１９に載置された部分は、記録ヘッド１０のインク吐出面から一定間隔で離れるように構成されている。また、プラテン１９よりも記録媒体３の搬送方向下流側には、記録媒体３を所定の長さにカットするカッタ（不図示）が設けられており、このカッタに向けて搬送するための搬送路が形成されている。ＬＦローラ１７は、搬送ユニット２０によって、駆動制御信号に基づいてＬＦモータ（不図示）が制御される。これにより、ＬＦモータは、記録ヘッド１０の記録動作に応じて回転と停止が交互に繰り返されるように制御される。従って、記録媒体３は、記録ヘッド１０の記録動作に応じて断続的に搬送されることとなる。

図５は、右側板２７に取り付けられたリフト駆動ユニット２８を示した図である。リフト駆動ユニット２８にはリフト駆動モータ２９が配置される。リフト駆動モータ２９はステッピングモータである。キャリッジ９は、トランスレータ２２と記録ヘッド１０とを固定して上下に昇降するヘッドホルダ２３が配置されている。リフト駆動モータ２９の駆動はカップリング３１を介し、リフトカム２５に伝達する。キャリッジ９はリフトカム２５とカップリング３１が係合するまで右側に移動し、リフト駆動モータ２９を駆動させることによりリフトカム２５が回転し、ヘッドホルダ２３と記録ヘッド１０が上下動する。その際、トランスレータ２２は上下動しない。また、本実施形態ではリフトカム２５のカム面の径を変えることにより、記録ヘッド１０のインク吐出面とプラテン１９の距離（紙間）が狭い順番にそれぞれ距離Ｈ１、距離Ｈ２、距離Ｈ３、距離Ｈ４、距離Ｈ５、距離Ｈ６となるように設定している。

図６は、記録装置本体の記録制御を実行するための制御ブロック図である。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶された制御プログラムに従って記録、光学センサの駆動制御を行うものである。ＣＰＵ５１には、ホストコンピュータ５３から記録データ、記録モード設定情報等が入力インターフェイス５４を介して入力される。またＣＰＵ５１は、記録データ等をＲＡＭ５５に書き込んだり、または読み出したりもする。ＣＰＵ５１は、ホストコンピュータ５３からの記録データ、記録モード設定情報、光学センサ２４のデータをもとに、ＬＦモータ、ＣＲモータ１１、回復駆動モータ、リフト駆動モータ２９、記録ヘッド１０の制御を行う。

図７は、本発明のインクジェット記録装置の紙間調整を示す模式的正面図である。以下、図７を用いて本発明に関わる紙間調整について詳細を説明する。紙間調整においては、まず、工程調整時にキャリッジ９をユニット状態で高さを調整（ユニット調整）する。その後、キャリッジ９を記録装置本体１に搭載時に、記録ヘッド１０とプラテン１９の距離が所定距離になるように、キャリッジ９の案内部材であるガイドシャフト６、ガイドレール７の位置を調整する。

キャリッジ９の高さを調整する場合、ガイドシャフト６とガイドレール７とに案内された状態において、記録ヘッド１０とプラテン１９との距離が、所定距離Ｈ１を保持するように調整を行う。トランスレータ２２には、両側に紙間調整板３２が設けられている。紙間調整板３２にリフトカム２５が当接した状態において紙間調整板３２を上下に調整することにより、ヘッドホルダ２３が上下移動し、記録ヘッド１７の高さを調整することができる。さらにリフトカム２５を回転させることにより、ヘッドホルダ２３に搭載された記録ヘッド１０が上下移動し紙間が変更可能である。

記録ヘッド1０とプラテン１９との距離が最も短い距離Ｈ１になるように、リフトカム２５は最も径の小さいカム面を紙間調整板に当接して紙間調整板３２の調整を行う。トランスレータ２２の両側に配置されているリフトカム２５は、両側ともに同一のカム曲線により構成されている。リフトカム２５は、そのカム面がリフト軸２６の中心からカム面までの距離が周方向に沿って連続的に異なるように形成されている。本実施形態では、カム面は時計回りにリフト軸２６の軸心からの距離が大きくなる構成をしている。またカム面は、設定紙間ポジションが狭い距離から順番に、距離Ｈ１から距離Ｈ６まで６段階に対応できるように形成している。また、紙間が狭い側から広くなる側へ隣接する紙間ポジションの間をつなぐカム面は記録ヘッド１７の高さが０．１ｍｍ毎に変位するように形成されている。キャリッジ９は、ユニット状態で距離Ｈ１を調整後、本体側で調整したガイドシャフト６およびガイドレール７に組み込まれる。

本実施形態では、リフトカム２５のカム面を用いることで紙間の変更を行なっているが、それに加えて光学センサ２４による紙間の距離の補正を行っている。この光学センサ２４による紙間の補正を行うことで高精度に紙間の調整を行うことができる。

図８は、本実施形態におけるキャリッジ９の光学センサ２４を用いた紙間調整を示したフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って本実施形態の紙間調整を説明する。インクジェット記録装置で紙間調整が開始されると、ステップＳ１で、キャリッジユニット９を図２の左側に移動させる。これにより、キャリッジ９に搭載された光学センサ２４は、記録媒体３に対する記録領域外、つまりプラテン１９の図２における左側（プラテン１９の近傍）に設けられた基準シート（検出基準）３３を読み取る。基準シート３３は白色であり、それぞれプラテン１９の記録媒体支持面と同一平面と、その同一平面から下に−Ｄ１（ｍｍ）の段差を設けて平面が配置されている。この２箇所に設けられた基準シート３３に対して光学センサ２４は光を照射して、その反射光を検出する。そしてその反射光から出力電圧（検出結果）Ｖ０を得て格納する。その後ステップＳ２で、キャリッジ９を（図２における）右側に移動させ、前述の段差Ｄ１（ｍｍ）に相当する高さＤ１´分、リフトカム２５を回転して高さを上げる。そしてステップＳ３で、再びキャリッジ９を左側に移動させ、基準シート３３における光学センサ２４の出力電圧Ｖ０´を読み取り、ステップＳ４で、距離Ｈ１における出力電圧と比較する。出力電圧の差が０であると判断すると、ステップＳ６に移行して、そのままリフト駆動モータ２９の駆動パルスを格納する。ステップＳ４で、出力電圧の差が０で無い場合、ステップＳ５に移行して、その差を紙間の高さに換算し、再度ステップＳ３に戻る。

ステップＳ４で、出力電圧差が０である場合には、ステップＳ６に移行して、リフトカム２５を回転させ、駆動源であるリフト駆動モータ２９の駆動パルスを補正して格納する。そしてステップＳ７で、Ｄ１（ｍｍ）の高さを上げるための、リフト駆動モータ２９の駆動パルスが確定し、このパルスを参照して距離Ｈ１から距離Ｈ２、距離Ｈ３、距離Ｈ４、距離Ｈ５、距離Ｈ６に対応する紙間ポジションへの駆動パルス数を補正する。

このように、キャリッジ９の高さ調整において、単にカムによって紙間を変えるだけでなく、光学センサを用いて紙間の補正を行う。これによって、カム面の部品精度に影響されることなく安定した紙間を保持することが可能なインクジェット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。

第１の実施形態では、キャリッジ９のユニット状態での調整後に、記録ヘッド１０とプラテン１９の距離が所定距離（Ｈ１）になるように、リフトカム２５の最も径の小さいカム面を紙間調整板３２に当接して紙間調整板３２の調整を行っていた。

本実施形態においては、キャリッジ９のユニット状態での調整された状態で、キャリッジ９に搭載された光学センサ２４を用いて調整を行ない、その後、第１の実施形態のキャリッジ９の高さ調整を行なう。

図９は、本実施形態のキャリッジ９の光学センサ２４を用いた紙間調整を示したフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って本実施形態のキャリッジ９の高さ調整を説明する。

キャリッジ９のユニット調整が開始され、記録ヘッド１０のインク吐出面とプラテン１９の距離が所定距離Ｈ１となるように調整された状態で、ユニット調整用の光学センサの基準面に対し、光学センサ２４を照射させ、反射光の出力電圧Ｖ１を記憶し格納する。そしてステップＳ６で、所定距離Ｈ２の出力電圧Ｖ２を記憶し格納して、ステップＳ７で、リフトカム２５を回転させたリフト駆動モータ２９の駆動パルスを格納する。その後、ステップＳ８で、測定の回数がユニット調整開始から６回であるかを確認して、測定回数が６回でない場合には再度ステップＳ６に戻る。このようにして、距離Ｈ１から距離Ｈ６までの出力電圧Ｖ１〜Ｖ６を記憶し格納し、それぞれの予め（距離格納手段内に）準備された距離（所定距離）にいたるまでにリフトカム２５を回転させたリフト駆動モータ２９の駆動パルスが格納される。

キャリッジ９は、ユニット状態で高さＨ１を調整（校正）後に、本体側で調整したガイドシャフト６、ガイドレール７に組み込まれる。そしてキャリッジ９を本体側に組み込み後、ステップＳ９で、キャリッジ９を（図２における）左側に移動させて、プラテン上の基準シート３３に光学センサ２４を照射させ、反射光の出力電圧Ｖ１´を読み込む。そしてステップＳ１０で、ユニット調整時に格納した出力電圧Ｖ１と本体調整時に格納した出力電圧Ｖ１´を比較する。ステップＳ１０で出力電圧の差が０であれば、ステップＳ１２に移行して、そのままリフト駆動モータ２９の駆動パルスを格納する。またステップＳ１０で出力電圧の差があれば、ステップＳ１１に移行して、その差を紙間の高さに換算し、出力電圧の差が０になるようリフトカム２５を回転させてステップＳ９へと戻る。

ステップＳ１２で、リフト駆動モータ２９の駆動パルスが格納されると、ステップＳ１３で、基準シート３３での測定の回数がユニット調整開始から６回であるかを確認して、測定回数が６回でない場合には再度ステップＳ９に戻る。このようにして、距離Ｈ１から距離Ｈ６までの出力電圧Ｖ１〜Ｖ６を記憶し格納し、それぞれの所定距離にいたるまでにリフトカム２５を回転させたリフト駆動モータ２９の駆動パルスが格納される。

このように本実施形態によれば、キャリッジのユニット状態で紙間調整（校正）を行い、その後その校正値を基に、キャリッジを記録装置本体に組み込んだ後に紙間調整を行なう。これによって、本体側での調整誤差を拾うことなく、距離Ｈ１を精度良く出すことができる。さらに距離Ｈ１以外の各紙間の距離も格納した駆動パルスを用いることにより精度よく出すことができる。このようにして、カム面の部品精度に影響されることなく安定した紙間を保持することが可能なインクジェット記録装置を実現することができた。

１ 記録装置本体
３ 記録媒体
９ キャリッジ
１０ 記録ヘッド
１６ 回復ユニット
１９ プラテン
２３ ヘッドホルダ
２４ 光学センサ
２５ リフトカム
３２ 紙間調整板
３３ 基準シート

Claims (4)

1. 記録ヘッドにより記録される媒体を支持する支持手段と、
   前記記録ヘッドと媒体との距離を、前記支持手段の近傍に設けられた検出基準を用いて検出する検出手段と、
   前記検出手段での検出結果を用いて、媒体と前記記録ヘッドとの距離を調整する調整手段と、を備え、
   前記検出基準は、前記支持手段の媒体を支持する支持面と同一高さの平面と、前記支持面とは異なる高さの平面と、を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記検出手段は、光学センサであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 予め決まっている前記検出基準と前記検出手段との距離を基に、前記検出手段が検出した前記検出基準と前記検出手段との距離を校正する手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記調整手段は、前記検出手段の検出結果を基に、前記記録ヘッドと媒体との距離が所定値よりも長いと判断したら当該距離を小さくするように調整し、前記記録ヘッドと媒体との距離が前記所定値よりも短いと判断したら、前記当該距離を大きくするように調整することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

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