JP2016002727A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録動作のスループットを向上させることができる液体吐出装置を提供する。【解決手段】媒体を送る駆動ローラー５１ａと、駆動ローラー５１ａを駆動する送りモーター５３と、媒体に対して液体を吐出する吐出動作を行う記録ヘッド４４と、記録ヘッド４４が吐出動作において最後に液体を吐出するタイミングに同期して、送りモーター５３が作動開始するように、送りモーター５３を制御するコントローラー１００と、を備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、媒体に対して液体を吐出する液体吐出装置に関するものである。

従来、用紙に対してインク滴を吐出する印刷ヘッドと、用紙が巻回されているロール体から供給される用紙の供給方向の下流側に設けられ用紙を搬送させる搬送駆動ローラーと、搬送駆動ローラーを駆動させるＰＦモーターと、ＰＦモーターの作動開始を制御する制御部と、を備えたプリンターが知られている（特許文献１参照）。
このプリンターは、１回の記録動作において、搬送駆動ローラーによる用紙の搬送動作と、印刷ヘッドによるインク滴の吐出動作を交互に行うものである。

特開２００９−２５６０９５号公報

しかしながら、このようなプリンターでは、インク滴の吐出動作と、用紙の搬送動作と、の間に時間間隔が生じてしまうと、記録動作のスループットが低下するという問題があった。

本発明は、記録動作のスループットを向上させることができる液体吐出装置を提供することを課題としている。

本発明の液体吐出装置は、媒体を送る送り部と、送り部を駆動する送り駆動部と、媒体に対して液体を吐出する吐出動作を行う液体吐出部と、液体吐出部が吐出動作において最後に液体を吐出するタイミングに同期して、送り駆動部が作動開始するように、送り駆動部を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、吐出動作において最後に液体を吐出するタイミングに同期して送り駆動部が作動開始するため、吐出動作において最後に液体を吐出するタイミングと同時に媒体の送りを開始することができる。これにより、液体の吐出動作と、媒体の送り動作と、の間に時間間隔が空くことを抑制することができる。したがって、記録動作のスループットを向上させることができる。

この場合、媒体が巻かれたロール体を保持する保持部と、ロール体から媒体が引き出されるように、保持部を介してロール体を回転させる回転駆動部と、を備え、制御部は、送り駆動部の作動開始に先立って、回転駆動部が作動開始するように、回転駆動部を制御することが好ましい。

回転駆動部が送り駆動部と同時に作動開始すると、ロール体のイナーシャにより、送り部の動き出しに対してロール体の動き出しが遅れる場合がある。そのような場合には、ロール体から引き出された媒体に過度のテンションが掛かるおそれがある。
これに対し、本構成によれば、回転駆動部が送り駆動部に先立って作動開始することにより、送り部の動き出しに対してロール体の動き出しが遅れることが抑制される。したがって、ロール体から引き出された媒体に過度のテンションが掛かることを抑制することができる。

この場合、吐出動作中に、液体吐出部を、媒体の送り方向と交差する走査方向に移動させる移動部と、走査方向における液体吐出部の位置を検出する検出部と、を備え、制御部は、液体吐出部が吐出動作において最後に液体を吐出する最終吐出位置に対して、所定の距離分、手前側となる基準位置に液体吐出部が到達したことを検知する到達検知部を有し、到達検知部による到達検知に基づいて、回転駆動部を作動開始し、到達検知から遅延時間経過後に送り駆動部を作動開始することが好ましい。

この構成によれば、到達検知部により、液体吐出部が基準位置へ到達したことを検知し、到達検知から遅延時間経過後に送り駆動部が作動開始することにより、液体吐出部が吐出動作において最後に液体を吐出するタイミングに同期して作動開始するように、送り駆動部を制御することができる。

この場合、制御部は、ロール体の径を取得する径取得部を有し、径取得部により取得されたロール体の径に基づいて、遅延時間を変動させることが好ましい。

この構成によれば、取得されたロール体の径に基づいて、遅延時間を適切に変動させることができる。

この場合、制御部は、媒体の送り速度を設定する速度設定部を有し、速度設定部により設定された送り速度に基づいて、遅延時間を変動させることが好ましい。

この構成によれば、設定された速度に基づいて、遅延時間を適切に変動させることができる。

この場合、制御部は、ロール体と送り部との間の媒体に掛かるテンションを設定するテンション設定部を有し、テンション設定部により設定されたテンションに基づいて、遅延時間を変動させることが好ましい。

この構成によれば、設定されたテンションに基づいて、遅延時間を適切に変動させることができる。

この場合、媒体が巻かれたロール体を保持する保持部と、ロール体から媒体が引き出されるように、保持部を介してロール体を回転させる回転駆動部と、を備え、制御部は、送り駆動部の作動開始に同期して、回転駆動部が作動開始するように、回転駆動部を制御することが好ましい。

この構成によれば、吐出動作において最後に液体を吐出するタイミングに同期して、送り駆動部と回転駆動部とが作動開始する。

本発明の一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す図である。 ロール体、駆動ローラー、従動ローラーおよび記録ヘッドの位置関係を示す図である。 コントローラーの機能構成例を示すブロック図である。 キャリッジの移動に対し、ロールモーターおよび送りモーターが作動開始するタイミングを示す図であって、ロールモーターが送りモーターに先立って作動開始する場合の図である。 キャリッジの移動に対し、ロールモーターおよび送りモーターが作動開始するタイミングを示す図であって、ロールモーターおよび送りモーターが同期して作動開始する場合の図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る記録装置について説明する。

図１および図２に示すように、本実施形態の記録装置１０は、ロール体ＲＰから媒体Ｐを引き出して送りながら、媒体Ｐに対してインクジェット方式により画像を印刷するものである。また、記録装置１０にセットされるロール体ＲＰは、円筒状のコア（図示省略）に、帯状の媒体Ｐをロール状に巻き付けたものである。なお、媒体Ｐは、材質は特に限定されず、例えば、記録用紙、フィルム、布などである。媒体Ｐの幅は、例えば６４インチである。記録装置１０にセット可能なロール体ＲＰの最大重量は、例えば８０ｋｇである。

また、記録装置１０は、外部装置であるコンピューターＣＯＭと通信可能に接続されている。記録装置１０は、例えば、画像を記録するための画像データをコンピューターＣＯＭから受信する。なお、記録装置１０は、画像データをコンピューターＣＯＭから受信する形態に限らず、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリーなどの記憶媒体から画像データを受信してもよく、記録装置１０自身が画像データを作成するようにしてもよい。

記録装置１０は、ロール駆動機構３０と、キャリッジ駆動機構４０と、媒体送り機構５０と、プラテン５５と、コントローラー１００とを備えている。

ロール駆動機構３０は、媒体Ｐが巻かれたロール体ＲＰを回転させる。ロール駆動機構３０は、一対の回転ホルダー３１と、ロール輪列３２と、ロールモーター３３と、ロール回転検出部３４とを備えている。なお、ロールモーター３３は、特許請求の範囲における「回転駆動部」の一例である。

一対の回転ホルダー３１は、ロール体ＲＰのコアの両端にそれぞれ挿入され、ロール体ＲＰを両側から保持する。一対の回転ホルダー３１は、図示しないホルダー支持部に回転可能にそれぞれ支持されている。一方の回転ホルダー３１には、ロール輪列３２のロール出力ギア（図示省略）と噛み合うロール入力ギア３２ｂが設けられている。なお、ホルダー支持部は、特許請求の範囲における「保持部」の一例である。

ロールモーター３３は、一方の回転ホルダー３１に対して駆動力を与える。ロールモーター３３は、例えば、ＤＣ（Direct Current）モーターである。ロールモーター３３からの駆動力がロール輪列３２を介して伝達されることにより、回転ホルダー３１およびこれに保持されたロール体ＲＰが回転する。より具体的には、ロールモーター３３は、ロール体ＲＰから引き出された媒体Ｐが、ロール体ＲＰに巻き戻されるように、ロール体ＲＰを巻戻し方向Ｄ１に回転させることが可能である。また、ロールモーター３３は、ロール体ＲＰから媒体Ｐが送られるように、ロール体ＲＰを送り回転方向Ｄ２に回転させることが可能である。ロールモーター３３は、例えば、媒体Ｐの先端の頭出しを行う際に、ロール体ＲＰを巻戻し方向Ｄ１に回転させる。一方、ロールモーター３３は、後述する送り動作の際に、ロール体ＲＰを送り回転方向Ｄ２に回転させる。

ロール回転検出部３４は、ロール体ＲＰの回転位置および回転方向を検出する。ロール回転検出部３４は、ロールモーター３３の出力軸に設けられた円盤状スケールと、フォトインターラプターとを備えたロータリーエンコーダーである。

キャリッジ駆動機構４０は、ロール体ＲＰから引き出された媒体Ｐに対して画像を記録する。キャリッジ駆動機構４０は、キャリッジ４１と、キャリッジ軸４２と、記録ヘッド４４と、キャリッジモーター４５と、キャリッジ位置検出部４６とを備えている。なお、キャリッジモーター４５は、特許請求の範囲における「移動部」の一例であり、記録ヘッド４４は、特許請求の範囲における「液体吐出部」の一例である。

キャリッジ４１は、キャリッジモーター４５がベルト機構（図示省略）を駆動することにより、キャリッジ軸４２に沿って移動方向Ｄ３に移動する。キャリッジ４１には、各色のインクを貯留するインクタンク４３が設けられている。インクタンク４３には、図示しないインクカートリッジからチューブを介してインクが供給される。また、キャリッジ４１の下面には、インクジェットヘッドである記録ヘッド４４が設けられている。記録ヘッド４４は、インクタンク４３から供給されたインクを、ノズルから吐出する。

キャリッジ位置検出部４６は、キャリッジ４１の移動方向Ｄ３における位置を検出する。キャリッジ位置検出部４６は、移動方向Ｄ３に沿って設けられたリニアスケールと、フォトインターラプターとを備えたリニアエンコーダーである。

媒体送り機構５０は、ロール体ＲＰから引き出された媒体Ｐを、移動方向Ｄ３と略直交する送り方向Ｄ４に送る。媒体送り機構５０は、駆動ローラー５１ａと、従動ローラー５１ｂと、送り輪列５２と、送りモーター５３と、送り回転検出部５４とを備えている。なお、送りモーター５３は、特許請求の範囲における「送り駆動部」の一例である。

駆動ローラー５１ａおよび従動ローラー５１ｂは、相互間に挟持した媒体Ｐを回転送りする。駆動ローラー５１ａには、送り輪列５２の送り出力ギア（図示省略）と噛み合う送り入力ギア５２ｂが設けられている。

送りモーター５３は、駆動ローラー５１ａに対して駆動力を与える。送りモーター５３は、例えば、ＤＣモーターである。送りモーター５３からの駆動力が、送り輪列５２を介して駆動ローラー５１ａに伝達されることより、駆動ローラー５１ａが回転し、それに伴って、従動ローラー５１ｂが回転する。

送り回転検出部５４は、駆動ローラー５１ａの回転位置および回転方向を検出する。送り回転検出部５４は、送りモーター５３の出力軸に設けられた円盤状スケールと、フォトインターラプターとを備えたロータリーエンコーダーである。

プラテン５５は、記録ヘッド４４と対向するように設けられている。プラテン５５には、上下に貫通する吸引孔５５ａが複数形成されている。また、プラテン５５の下方には、吸引ファン５６が設けられている。吸引ファン５６が作動することによって、吸引孔５５ａ内が負圧となり、プラテン５５上の媒体Ｐが吸引保持される。プラテン５５上に吸引保持された媒体Ｐに対して、記録ヘッド４４からインクが吐出される。

コントローラー１００は、記録装置１０の各部を統括制御する。コントローラー１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）１０４と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１０５と、モータードライバー１０６と、バス１０７とを備えている。また、コントローラー１００には、ロール回転検出部３４、キャリッジ位置検出部４６、送り回転検出部５４からの各パルス信号が入力する。なお、コントローラー１００の機能構成については、後述する。

以上のように構成された記録装置１０は、媒体Ｐに画像を記録する記録ジョブを実行する際に、ドット形成動作と送り動作とを繰り返し行う。換言すれば、記録装置１０は、１回の記録ジョブにおいて、複数回の送り動作を間欠的に繰り返し行う。ここで、ドット形成動作とは、キャリッジ４１を移動方向Ｄ３に移動させながら記録ヘッド４４からインクを吐出させて媒体Ｐ上にドットを形成する動作であり、主走査ともいう。送り動作とは、媒体Ｐを送り方向Ｄ４に送る動作であり、副走査ともいう。本実施形態では、送り動作と送り動作との間に、１回のドット形成動作を行う。

図３を参照して、コントローラー１００の機能構成例について説明する。コントローラー１００は、主制御部１１０と、ロールモーター制御部１２０と、送りモーター制御部１３０と、径取得部１４０と、速度設定部１５０と、テンション設定部１６０とを備えている。これらの各機能部は、コントローラー１００を構成するハードウェアと、ＲＯＭ１０２などのメモリーに記憶されているソフトウェアとの協働によって実現される。

主制御部１１０は、ロールモーター制御部１２０および送りモーター制御部１３０に指令を与える。主制御部１１０は、ロールモーター３３および送りモーター５３を非同期駆動するように、または、ロールモーター３３および送りモーター５３を同期駆動するように、ロールモーター制御部１２０および送りモーター制御部１３０に指令を与えることが可能である。なお、ロールモーター制御部１２０は、媒体Ｐのテンションを一定に保つようにロールモーター３３の作動を制御する。媒体Ｐのテンションは、後述するテンション設定部１６０により設定される。送りモーター制御部１３０は、ＰＩＤ制御により送りモーター５３の作動を制御する。送りモーター制御部１３０は、後述する速度設定部１５０により媒体Ｐの送り速度が設定されることにより、送りモーター５３の作動を制御する。

図４に示すように、主制御部１１０が、ロールモーター３３および送りモーター５３を非同期駆動するよう、ロールモーター制御部１２０および送りモーター制御部１３０に指令を与える場合について説明する。

キャリッジモーター４５は、各ドット形成動作において、加速して定速状態を保った後、減速して停止する。これにより、キャリッジ４１が移動方向Ｄ３に移動する。キャリッジ４１が定速で移動する際、記録ヘッド４４がインクの吐出動作を行う。

主制御部１１０は、キャリッジ４１の基準位置に相当する数、キャリッジ位置検出部４６から出力されたパルスをカウントすることにより、キャリッジ４１が基準位置に到達したことを検知する。ここで、基準位置とは、キャリッジ４１が各ドット形成動作においてインクを最後に吐出する最終吐出位置に対して、所定の距離分、手前側となる位置である。なお、主制御部１１０は特許請求の範囲における「到達検知部」の一例である。また、最終吐出位置とは、各ドット形成動作で行われる吐出動作において、画像を記録するために、最後に液体を吐出する位置である。

主制御部１１０は、キャリッジ４１の基準位置への到達検知に基づいて、ロールモーター制御部１２０に対し、ロールモーター３３を駆動開始するよう指令を与える。これにより、ロールモーター３３が送りモーター５３に先立って作動開始することにより、駆動ローラー５１ａの動き出しに対してロール体ＲＰの動き出しが遅れることが抑制される。したがって、ロール体ＲＰから引き出された媒体Ｐに過度のテンションが掛かることを抑制することができる。

主制御部１１０は、キャリッジ４１の基準位置への到達検知から所定の遅延時間経過後に、送りモーター制御部１３０に対し、送りモーター５３を駆動開始するよう指令を与える。この遅延時間は、キャリッジ４１が基準位置へ到達してから最終吐出位置へ到達するまでの時間に相当する。これにより、記録ヘッド４４が吐出動作において最後にインクを吐出するタイミングに同期して作動開始するように、送りモーター５３を制御することができる。

なお、基準位置および遅延時間は、後述するロール体ＲＰの径、媒体Ｐの送り速度および媒体Ｐのテンションにより変動する。ロール体ＲＰの径が長い場合、遅延時間は長くなり、ロール体ＲＰの径が短い場合、遅延時間は短くなる。また、送りモーター５３の速度が速い場合、遅延時間は長くなり、送りモーター５３の速度が遅い場合、遅延時間は短くなる。さらには、媒体Ｐのテンションが低い場合、遅延時間は長くなり、媒体Ｐのテンションが高い場合、遅延時間は短くなる。また、基準位置は、遅延時間が短い場合、最終吐出位置に近い位置となり、遅延時間が長い場合、最終吐出位置から遠い位置となる。

径取得部１４０は、送り回転検出部５４より得られる駆動ローラー５１ａの回転量およびロール回転検出部３４より得られるロール体ＲＰの回転量に基づき、所定の演算を行い、ロール体ＲＰの径を取得する。径取得部１４０は、取得したロール体ＲＰの径を主制御部１１０へ出力する。これにより、取得されたロール体ＲＰの径に基づいて、遅延時間を適切に変動させることができる。

速度設定部１５０は、ユーザーによるコンピューターＣＯＭ等からの入力結果に基づいて媒体Ｐの送り速度の設定を行う。速度設定部１５０は、設定した媒体Ｐの送り速度を主制御部１１０へ出力する。これにより、設定された送り速度に基づいて、遅延時間を適切に変動させることができる。

テンション設定部１６０は、ユーザーによるコンピューターＣＯＭ等からの入力結果に基づいてロール体ＲＰから引き出された媒体Ｐに掛かるテンションを設定する。テンション設定部１６０は、設定したテンションを主制御部１１０へ出力する。これにより、設定されたテンションに基づいて、遅延時間を適切に変動させることができる。

なお、速度設定部１５０およびテンション設定部１６０は、コンピューターＣＯＭから入力された画像の画質に基づいてパス数を割り出し、そのパス数から媒体Ｐの送り速度やテンションを設定してもよい。

次に、主制御部１１０が、ロールモーター３３および送りモーター５３を同期駆動するよう、ロールモーター制御部１２０および送りモーター制御部１３０に指令を与える場合について説明する。

図５に示すように、主制御部１１０は、キャリッジ位置検出部４６から出力されたパルスをカウントすることにより、キャリッジ４１が最終吐出位置に到達したことを検知する。主制御部１１０は、キャリッジ４１の最終吐出位置への到達検知に基づいて、ロールモーター３３および送りモーター５３を同期して駆動開始するようロールモーター制御部１２０および送りモーター制御部１３０に指令を与える。これにより、記録ヘッド４４が最後にインクを吐出する最終吐出のタイミングに同期してロールモーター３３および送りモーター５３が作動開始する。

以上、本実施形態の記録装置１０によれば、吐出動作において最後にインクを吐出するタイミングに同期して送りモーター５３が作動開始するため、吐出動作において最後にインクを吐出するタイミングと同時に媒体Ｐの送りを開始することができる。これにより、インクの吐出動作と、媒体Ｐの送り動作と、の間に時間間隔が空くことを抑制することができる。したがって、記録動作のスループットを向上させることができる。

なお、本実施形態は、以下のような形態に変更することができる。
主制御部１１０は、最終吐出位置へキャリッジ４１が到達したことを、キャリッジ４１の最終吐出位置に相当する数、キャリッジ位置検出部４６から出力されたパルスをカウントすることにより、検知するようにしてもよい。

主制御部１１０は、キャリッジ４１が最終吐出位置へ到達したことを検知した場合、所定の待機時間経過後に、ロールモーター制御部１２０に対し、ロールモーター３３を駆動開始するよう指令を与えてもよい。この場合、待機時間を、上記の遅延時間と等しくすれば、ロールモーター３３および送りモーター５３を同期して作動開始させることができる。

ロール駆動機構３０を備えておらず、媒体送り機構５０のみにより、ロール体ＲＰから媒体Ｐを引き出して送る構成であってもよい。また、媒体Ｐの態様は、ロール体ＲＰに限定されるものではなく、例えば単票紙であってもよい。

また、主制御部１１０は、径取得部１４０、速度設定部１５０およびテンション設定部１６０を必ずしも全て備えている必要はなく、これらのうち一部のみを備えているものであってもよい。

本発明の液体吐出装置の適用例としては、インクを吐出する記録装置１０に限定されるものではなく、例えば、ガラス基板などの各種ワークに対して、液晶材料、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子材料、金属配線材料などの各種液体を吐出するものでもよい。

１０…記録装置、ＲＰ…媒体、５１ａ…駆動ローラー、５１ｂ…従動ローラー、５３…送りモーター、４４…記録ヘッド、１００…コントローラー、１１０…主制御部、１３０…送りモーター制御部

Claims (7)

1. 媒体を送る送り部と、
   前記送り部を駆動する送り駆動部と、
   前記媒体に対して液体を吐出する吐出動作を行う液体吐出部と、
   前記液体吐出部が前記吐出動作において最後に液体を吐出するタイミングに同期して、前記送り駆動部が作動開始するように、前記送り駆動部を制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記媒体が巻かれたロール体を保持する保持部と、
   前記ロール体から前記媒体が引き出されるように、前記保持部を介して前記ロール体を回転させる回転駆動部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記送り駆動部の作動開始に先立って、前記回転駆動部が作動開始するように、前記回転駆動部を制御することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記吐出動作中に、前記液体吐出部を、前記媒体の送り方向と交差する走査方向に移動させる移動部と、
   前記走査方向における前記液体吐出部の位置を検出する検出部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記液体吐出部が前記吐出動作において最後に液体を吐出する最終吐出位置に対して、所定の距離分、手前側となる基準位置に前記液体吐出部が到達したことを検知する到達検知部を有し、
   前記到達検知部による到達検知に基づいて、前記回転駆動部を作動開始し、前記到達検知から遅延時間経過後に前記送り駆動部を作動開始することを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記制御部は、
   前記ロール体の径を取得する径取得部を有し、
   前記径取得部により取得された前記ロール体の径に基づいて、前記遅延時間を変動させることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
5. 前記制御部は、
   前記媒体の送り速度を設定する速度設定部を有し、
   前記速度設定部により設定された前記送り速度に基づいて、前記遅延時間を変動させることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
6. 前記制御部は、
   前記ロール体と前記送り部との間の前記媒体に掛かるテンションを設定するテンション設定部を有し、
   前記テンション設定部により設定された前記テンションに基づいて、前記遅延時間を変動させることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
7. 前記媒体が巻かれたロール体を保持する保持部と、
   前記ロール体から前記媒体が引き出されるように、前記保持部を介して前記ロール体を回転させる回転駆動部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記送り駆動部の作動開始に同期して、前記回転駆動部が作動開始するように、前記回転駆動部を制御することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。

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