JP2016104553A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ故障についての誤検知を防止でき、ダウンタイムの発生による生産性の低下を抑制できるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】各ラインヘッド毎（色毎）に設けられ、記録用紙の端部の位置を検出する端部センサのセンサ出力の範囲に異常範囲を設定し、例えばブラックに対応するＫセンサのみが異常値判定時間に異常範囲に入っている場合には、Ｋセンサの故障と判定する。異常値判定時間に全てのセンサの出力が異常範囲に入っている場合には記録用紙の搬送位置の変化（蛇行）であると判定する。【選択図】図６

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関する。

カラー画像を形成するインクジェット記録装置では、色別のラインヘッドが用紙の搬送方向に並べて配置されている。各ラインヘッドは、用紙の搬送方向と直交する幅方向にインク液を吐出するノズルを複数備えており、用紙を搬送しながら、各色のインク液を吐出して重ねることでカラー画像形成を行う。
ロール状に巻かれた長尺の用紙を搬送しながら画像形成を行うインクジェット記録装置では、用紙の蛇行やしわにより色重ね精度が低下する。

特許文献１には、中間転写ベルトや用紙搬送ベルトの蛇行と、ベルトの周方向の位置等を検知するためのインデックスとを１つのセンサで区別して検知する方法が開示されている。
蛇行を検知するときの出力値の上限と、インデックスを検知するときの出力値の上限との間には大きな隔たりがあり、蛇行についての出力とインデックスについての出力とを明確に区別することができ、一方の出力を他方の出力として認識する誤検知を防止するようになっている。

上記色重ね精度の低下を防止するために、搬送する用紙の端部を各色毎に配置された用紙端部の位置をセンサにより測定し、用紙端部の挙動（蛇行）に合わせて各色のラインヘッドを用紙幅方向に移動させて位置調整すれば、各色のインク液の吐出位置を合わせることが可能となる。
センサが故障した場合には、ラインヘッドの正確な位置調整量を得ることができず、色重ね精度が低下ないし悪化する。
センサが故障したか否かの判断は、センサ出力が異常値を示した際に故障と判断する手法が採用され、この場合の異常値としては、特許文献１のように、通常発生しない値が採用されるのが一般的である。
しかしながら、蛇行等の用紙の搬送位置（走行位置）の変化によってセンサが故障に至っていなくても異常値を示すことがある。
この場合には、センサ故障についての誤検知となり、エラーが出力されてインクジェット記録装置の印刷動作が停止され、印刷できないダウンタイムが発生して生産性の低下につながるという問題があった。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、センサ故障についての誤検知を防止でき、ダウンタイムの発生による生産性の低下を抑制できるインクジェット記録装置の提供を、その主な目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のインクジェット記録装置は、インク液を吐出するノズルを記録媒体の搬送方向と直交する幅方向に複数備え、前記搬送方向に並べて配置された複数のラインヘッドと、前記各ラインヘッド毎に配置され、前記記録媒体の前記幅方向の一方側の端部を検知する端部検知手段と、前記各ラインヘッド毎に配置され、前記ラインヘッドを前記幅方向に移動させるヘッド移動手段と、前記各端部検知手段の出力に応じて前記各ラインヘッドの移動量を決めるヘッド位置調整手段と、前記各端部検知手段の出力を同時に把握し、各端部検知手段の出力の関係に基づいて前記端部検知手段の故障を判定する故障判定手段と、を有する。

本発明によれば、センサ故障についての誤検知を防止でき、ダウンタイムの発生による生産性の低下を抑制できるインクジェット記録装置を実現できる。

本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置を備えたインクジェット記録システムを示す概要構成図である。 記録用紙の蛇行による色重ね精度の低下の原理を説明するための平面図である。 色重ね精度の低下を防止する構成を示す平面図である。 制御ブロック図である。 端部センサの構成を示す側面図である。 端部センサの出力変化を示す図で、（ａ）は端部センサ２４Ｋの異常（故障）による出力変化を示す図、（ｂ）は記録用紙の搬送位置の変化による出力変化を示す図である。 各端部センサの出力変化の組み合わせパターンと判定結果との関係を示す図である。 センサ異常（故障）の判定を行うためのフローチャートである。 全てのセンサ異常と判定された場合に、さらに異常であるセンサの特定を行う場合の各端部センサ出力変化の組み合わせパターンと判定結果との関係を示す図である。 全てのセンサ異常と判定された場合に、さらに異常であるセンサの特定を行う場合のフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図を参照して説明する。
図１はインクジェット記録システム１５を示している。インクジェット記録システム１５は、記録媒体としての記録用紙を供給する用紙供給部２と、本実施形態に係るインクジェット記録装置１４と、用紙回収部１３とから構成されている。
インクジェット記録装置１４は、オンデマンド方式のライン走査型のインクジェット記録装置である。
用紙供給部２には、記録用紙１がロール状に巻かれて回転可能に支持されている。用紙供給部２から高速で繰り出される連続した記録用紙１は、インクジェット記録装置１４で所望のカラー画像を形成され、用紙回収部１３で順次巻き取って回収される。

インクジェット記録装置１４内の用紙搬送装置について説明する。
インクジェット記録装置１４内には、用紙供給部２から供給された記録用紙１の幅方向の位置決めを行う規制ガイド３と、駆動ローラと従動ローラとで構成されたインフィード部４と、記録用紙１の張力に対応して上下して位置信号を出力するダンサローラ５とが設けられている。
また、記録用紙１の蛇行を制御するＥＰＣ（Edge Position Control）６と、蛇行量のフィードバックに使用する蛇行量検出器７と、記録用紙１を設定された速度で搬送するために一定速度で回転する駆動ローラと従動ローラとからなるアウトフィード部１１と、記録用紙１を装置外に排紙する駆動ローラと従動ローラとからなるプラー１２などが設けられている。

この用紙搬送装置は、ダンサローラ５の位置検出を行い、インフィード部４の回転を制御して搬送中の記録用紙１の張力を一定に保つ張力制御型の搬送装置である。
また、インクジェット記録装置１４内には、インクジェット記録ヘッドモジュール８と、インクジェット記録ヘッドモジュール８と対向するように設けられたプラテン９と、乾燥手段１０とが設けられている。
インクジェット記録ヘッドモジュール８は、インク液を吐出する印字ノズルを、記録用紙１の搬送方向と直交する幅方向の印刷幅全域に複数配置したラインヘッドを色別に有している。
カラー印刷は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各ラインヘッドにより行われ、各ラインヘッドのノズル面はプラテン９上に所定の隙間を保って支持されている。
インクジェット記録ヘッドモジュール８が用紙搬送速度に同期してインク滴の吐出を行うことで、記録用紙１上にカラー画像が形成される。

乾燥手段１０は、インクジェット記録ヘッドモジュール８により吐出されたインクを記録用紙１に定着させるためのものである。
本実施形態において、乾燥手段１０は記録用紙１から若干離れた非接触の乾燥装置を用いているが、接触式の乾燥装置であってもよい。

図２に基づいて、記録用紙１の蛇行による色重ね精度の低下について説明する。
インクジェット記録ヘッドモジュール８は、ブラックのインク液を吐出するラインヘッド１６Ｋと、シアンのインク液を吐出するラインヘッド１６Ｃと、マゼンタのインク液を吐出するラインヘッド１６Ｍと、イエローのインク液を吐出するラインヘッド１６Ｙとを有している。
矢印Ｆで示す記録用紙１の搬送方向に沿って、上流側からラインヘッド１６Ｋ、ラインヘッド１６Ｃ、ラインヘッド１６Ｍ、ラインヘッド１６Ｙの順で配置されている。
ライン１８で示すように、各ラインヘッド１６Ｋ、ラインヘッド１６Ｃ、ラインヘッド１６Ｍ、ラインヘッド１６Ｙの用紙幅方向の位置は揃っている。
記録用紙１が搬送方向の基準線２０に対して蛇行した場合、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの印刷位置は符号２２で示すようにずれ、結果として色重ね精度の低下に繋がる。

図３及び図４に基づいて、色重ね精度の低下を防止する構成について説明する。
色重ね精度の低下を防止する構成は、図３に示すように、記録用紙１の幅方向における一方側の端部の位置を検出する端部検知手段としての端部センサ２４と、ラインヘッド１６を用紙幅方向に移動させるヘッド移動手段と、端部センサ２４の出力に応じてラインヘッド１６の移動量を決めるヘッド位置調整手段としてのコントローラ２６とを有している。
図４に示すように、ヘッド移動手段としてのドライバ２８と、端部センサ２４は各色毎に設けられている。すなわち、端部センサ２４は各ラインヘッド毎に配置されている。
ラインヘッド１６Ｋに取り付けられた端部センサ２４Ｋの出力が基準位置となる。コントローラ２６は、端部センサ２４Ｋの出力を基準として、他のラインヘッド１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙに取り付けられた端部センサ２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙの出力との差分をラインヘッドの移動量とする。
なお、適宜、端部センサ２４ＫをＫセンサ、端部センサ２４ＣをＣセンサ、端部センサ２４ＭをＭセンサ、端部センサ２４ＹをＹセンサと略す。

コントローラ２６は各ラインヘッド１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙの移動量に基づいて各ドライバ２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙを介してラインヘッド１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙの用紙幅方向の位置を調整する。

このようにすることで、記録用紙１の蛇行が起こった場合でも、記録用紙１とラインヘッド１６との相対位置は変化せず、色重ね精度の低下を防止することができる。
各端部センサ２４は、図５に示すように、発光素子２４ａと受光素子２４ｂとからなる反射型光学センサである。
本実施形態における端部センサ２４の検出範囲は１０ｍｍで、１０ｍｍ検出時に５Ｖ、０ｍｍ検出時に０Ｖを出力し、アナログに値を変化させる。
記録用紙１が端部センサ２４の検出範囲内にない場合は５Ｖ、逆に記録用紙１が端部センサ２４の検出範囲全てを覆っている場合は０Ｖを出力するものとする。

図６に基づいて、端部センサ２４Ｋが異常（故障）の場合と、記録用紙１の幅方向における搬送位置が変化した場合の各端部センサ２４の出力の違いについて説明する。
図６のグラフにおいて、縦軸は端部センサ２４の出力電圧、横軸は時間である。端部センサ２４の出力電圧４．９Ｖ〜５．０Ｖをセンサ出力の異常範囲Ａ１、０．０Ｖ〜０．１Ｖをセンサ出力の異常範囲Ａ２と設定する。
すなわち、センサ出力の出力範囲内において、正常範囲を挟んで、異常範囲が上限側と下限側との２つ設定されている。
異常範囲は任意に設定されても良い。センサ出力が異常範囲にあるか否かの判断は、故障判定手段を兼ねるコントローラ２６によって、記録用紙１の搬送方向における最上流に位置する端部センサ２４Ｋから最下流に位置する端部センサ２４Ｙまでの搬送時間を基に行われる。
異常値判定時間としての上記搬送時間は記録用紙１の搬送速度によって変化し、搬送速度５０ｍ／分で５秒となる。異常値判定時間は任意に設定されても良い。

図６（ａ）に示すように、記録用紙１の搬送中において、端部センサ２４Ｋの出力５１０が０．０Ｖ〜０．１Ｖの異常範囲Ａ２に入った際に、５秒後に端部センサ２４Ｋのみ出力が０．０Ｖ〜０．１Ｖの異常範囲のままであった場合には、コントローラ２６は端部センサ２４Ｋの異常（故障）と判定する。
図６（ｂ）に示すように、端部センサ２４Ｋの出力５１０が０．０Ｖ〜０．１Ｖの異常範囲Ａ２に入った際に、５秒後に端部センサ２４Ｋの出力５１０、端部センサ２４Ｃの出力５１１、端部センサ２４Ｍの出力５１２、端部センサ２４Ｙの出力５１３の全てが０．０Ｖ〜０．１Ｖの異常範囲Ａ２であった場合は、記録用紙１の蛇行による搬送位置の変化と判定する。
但し、記録用紙１の搬送位置の変化は、端部センサ２４Ｋから順に異常値を出力していくことになる。
従って、記録用紙１の搬送距離をモニタし、端部センサ２４Ｋが異常値を出力してから、端部センサ２４Ｋの位置から端部センサ２４Ｙの位置までの搬送距離分の時間を異常値判定時間とする。

上記のように、コントローラ２６は、各端部センサ２４の出力を同時に把握し、各端部センサ２４の出力の関係に基づいて端部センサ２４の故障を判定する。具体的には、コントローラ２６は、各端部センサ２４の出力が異常範囲にあるか否かの判断結果の関係に基づいて故障を判定する。

図７は、各色の端部センサ２４の出力の組み合わせパターンについて説明する図である。
Ｋセンサ、Ｃセンサ、Ｍセンサ、Ｙセンサの全ての出力が０．１〜４．９Ｖの正常範囲にあれば、組み合わせ１となり、判定結果（状態）は正常となる。
全センサの出力が４．９〜５．０Ｖの異常範囲Ａ１にある場合は、組み合わせ２となり、判定結果は記録用紙１の搬送位置の変化、もしくは用紙無しとなる。
全センサの出力が０．０〜０．１Ｖの異常範囲Ａ２にある場合は、組み合わせ３となり、判定結果は記録用紙１の搬送位置の変化となる。
各センサにおいて１つのセンサのみ出力が異常範囲にある場合は、組み合わせ４〜１１のいずれかと判断する。上記以外の組み合わせが発生した場合は全センサ異常の組み合わせ１２と判断する。

図７で示す組み合わせパターンは予めコントローラ２６のメモリに制御テーブルとして記憶されており、コントローラ２６は各端部センサ２４からの出力に基づいてどの組み合わせパターンかを判断し、これに対応した判定結果を抽出する。
センサ異常（故障）の判定となった場合には、コントローラ２６は、インクジェット記録装置１４の動作を停止するとともに、故障したセンサの交換を促すメッセージを表示する。

図８は、コントローラ２６がセンサ異常（故障）の判定をフローチャートに基づいて行う場合について説明する図である。フローチャートは予め作成されてメモリに記憶されている。
まず、全てのセンサ出力が正常範囲にあるか否かを判定する（Ｓ１０１）。いずれかのセンサ出力が異常範囲にあった場合、用紙破損による誤検知を防ぐ為、ＫセンサからＹセンサまでの搬送距離分の時間、待ち（ＷＡＩＴ）とする（Ｓ１０２）。
その後、再度全てのセンサ出力が正常範囲にあるか否かを判定し（Ｓ１０３）、いずれかのセンサ出力が異常範囲にあった場合、全てのセンサが異常範囲にあるか否かを判定する（Ｓ１０４）。

全てのセンサが異常範囲であり、その異常範囲がＡ１であれば判定結果は記録用紙１の搬送位置の変化、もしくは用紙無しとなる（Ｓ１０５、１０６）。
異常範囲がＡ２であれば判定結果は用紙無しとなる（Ｓ１０７、１０８）。Ａ１とＡ２が組み合わさっていれば全てのセンサ異常と判定する（Ｓ１０９）。
センサ出力が異常範囲になるセンサが一部であった場合、Ｋセンサから順にセンサ異常（故障）の判定を行う（Ｓ１１０）。Ｋセンサのみセンサ出力が異常範囲にあった場合、その異常範囲がＡ１であればＫセンサ異常Ａ１と判定する。異常範囲がＡ２であればＫセンサ異常Ａ２と判定する（Ｓ１１１〜１１３）。

以降、Ｃセンサ、Ｍセンサ、Ｙセンサの判定をＫセンサと同様に行う（Ｓ１１４〜Ｓ１２５）。
全てではないが複数のセンサ出力が異常範囲であった場合は、全てのセンサ異常と判定する（Ｓ１２６）。

図９は、図７の判定テーブルにおける組み合わせ１２もしくは図８のＳ１２６に基づき、全てのセンサ異常と判定され、さらにセンサ異常（故障）の特定を行う場合の各色の端部センサ２４の出力の組み合わせパターンについて説明する図（判定テーブル）である。
各センサにおいて１つのセンサのみの出力が他のセンサの出力と異なる範囲にある場合は、組み合わせ１３〜２８のいずれかと判断する。
上記以外の組み合わせが発生した場合は、図７の判定テーブルと同様に、やはり全センサ異常の組み合わせ１２と判断する。

図１０は、図７もしくは図８に基づき、全てのセンサ異常と判定され、さらにセンサ異常（故障）の特定を行う判定をフローチャートに基づいて行う場合について説明する図である。フローチャートは予め作成されてメモリに記憶されている。
図７もしくは図８に基づき、全てのセンサ異常と判定された場合、Ｋセンサから順に、センサ出力が他のセンサ出力と異なる範囲にあるか否かを判定する（Ｓ２１０〜Ｓ２１７）。
複数のセンサ出力が異なる範囲にあった場合、やはり全センサ異常と判定する（Ｓ２１８）。

本実施形態ではコントローラ２６が故障判定手段を兼ねる構成としたが、別途故障判定手段を設ける構成としてもよい。
また、端部検知手段としてはエリアレーザセンサ等を採用することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ 記録媒体としての記録用紙
１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ ラインヘッド
２４Ｋ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙ 端部検知手段としての端部センサ
２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙ ヘッド移動手段としてのドライバ
２６ ヘッド位置調整手段、故障判定手段としてのコントローラ

特開２０１３−９７３１３号公報

Claims (11)

1. インク液を吐出するノズルを記録媒体の搬送方向と直交する幅方向に複数備え、前記搬送方向に並べて配置された複数のラインヘッドと、
   前記各ラインヘッド毎に配置され、前記記録媒体の前記幅方向の一方側の端部を検知する端部検知手段と、
   前記各ラインヘッド毎に配置され、前記ラインヘッドを前記幅方向に移動させるヘッド移動手段と、
   前記各端部検知手段の出力に応じて前記各ラインヘッドの移動量を決めるヘッド位置調整手段と、
   前記各端部検知手段の出力を同時に把握し、各端部検知手段の出力の関係に基づいて前記端部検知手段の故障を判定する故障判定手段と、
   を有するインクジェット記録装置。
2. 請求項１に記載のインクジェット記録装置において、
   前記端部検知手段の出力範囲内に異常範囲が設定され、前記故障判定手段は、前記各端部検知手段の出力が前記異常範囲にあるか否かの判断結果の関係に基づいて故障を判定するインクジェット記録装置。
3. 請求項２に記載のインクジェット記録装置において、
   前記各端部検知手段の全ての出力が前記異常範囲にある場合には、前記故障判定手段は、前記端部検知手段の故障ではなく、前記記録媒体の搬送位置の変化であると判定するインクジェット記録装置。
4. 請求項２に記載のインクジェット記録装置において、
   前記各端部検知手段のうちの一つの出力のみが前記異常範囲にある場合には、前記故障判定手段は、出力が前記異常範囲にある端部検知手段の故障であると判定するインクジェット記録装置。
5. 請求項２〜４のいずれか１つに記載のインクジェット記録装置において、
   前記故障判定手段による前記異常範囲にあるか否かの判断は、前記記録媒体の搬送方向における最上流に位置する前記端部検知手段から最下流に位置する前記端部検知手段までの搬送時間を基に行われるインクジェット記録装置。
6. 請求項２〜５のいずれか１つに記載のインクジェット記録装置において、
   前記各端部検知手段の出力が前記異常範囲にあるか否かの判断結果の違いによる複数の組み合わせパターンと、各パターンにおける判定結果とが予め求められて制御テーブルとして記憶され、前記故障判定手段は前記制御テーブルに基づいて判定するインクジェット記録装置。
7. 請求項２〜５のいずれか１つに記載のインクジェット記録装置において、
   前記故障判定手段は、前記各端部検知手段の出力が前記異常範囲にあるか否かの判定を、予め作成されて記憶されているフローチャートに基づいて行うインクジェット記録装置。
8. 請求項２〜５のいずれか１つに記載のインクジェット記録装置において、
   前記各端部検知手段のうちの一つの出力のみが他の端部検知手段の出力範囲と異なる範囲にある場合には、前記故障判定手段は、出力が異なる範囲にある端部検知手段の故障であると判定するインクジェット記録装置。
9. 請求項２〜８のいずれか１つに記載のインクジェット記録装置において、
   前記異常範囲が、正常範囲を挟んで上限側と下限側との２つ設定されているインクジェット記録装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載のインクジェット記録装置において、
    前記端部検知手段が、反射型光学センサであるインクジェット記録装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１つに記載のインクジェット記録装置において、
    前記ヘッド位置調整手段が前記故障判定手段を兼ねるインクジェット記録装置。

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