JP4147416B2 - 被記録材の検出装置、記録装置及び液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、キャリッジガイド軸に沿って記録ヘッドの主走査方向に往復動するキャリッジに対して搭載される光反射式センサと、光反射式センサから照射された光の受光部を有するプラテンとを備え、光反射式センサとプラテン間を通過する被記録材を検出する被記録材の検出装置及び該検出装置を備えた記録装置に関する。

更に本発明はインク等の液体をそのヘッドから吐出（噴射）して被記録材（被液体噴射材）に記録を実行する（液体を付着する）インクジェット式記録装置などの液体噴射装置及び該液体噴射装置において設けられる被液体噴射材の検出装置に関するものである。

ここで液体噴射装置とは、インクジェット式記録ヘッドが用いられ、該記録ヘッドからインクを吐出して被記録材に記録を行なうプリンタ、複写機およびファクシミリ等の記録装置に限らず、インクに代えてその用途に対応する液体を前記記録ヘッドに相当する液体噴射ヘッドから被記録材に相当する被液体噴射材に噴射して、前記液体を前記被液体噴射材に付着させる装置を含む意味で用いる。

液体噴射ヘッドとして、前記記録ヘッドの他に、液晶ディスプレー等のカラーフィルター製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレーや面発光ディスプレー（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド、精密ピペットとしての試料噴射ヘッド等が挙げられる。

以下、インクジェット式記録装置あるいは液体噴射装置の一例としてインクジェットプリンタを採り上げて説明する。インクジェットプリンタにはインクを直接吐出して記録を実行する記録ヘッドと、記録ヘッドの下方に位置し、搬送される被記録材を支承すると共に記録ヘッドと被記録材との間のギャップを規定するプラテンが設けられている。また記録ヘッドはキャリッジガイド軸に沿って記録ヘッドの主走査方向に往復動するキャリッジに対して設けられており、その近傍には被記録材の有無や通過タイミングを検出する検出手段が設けられている。

キャリッジに対して設けられる検出手段としては、光反射式のセンサが多く使用されており、当該センサから照射された光をプラテン上の受光部に当てて、被記録材の有無によって僅かに相違する反射光量の違い等に基づいて被記録材の検出を行っている。しかし被記録材の有無によって相違する反射光量等の差異は極僅かであり、このような極僅かな差異まで識別できる比較的高価な高感度センサの使用が余儀なくされていた。

またインクジェットプリンタには、積重可能な給送用カセットが前面下方に着脱可能に配設され、給送用カセットから給送された被記録材に記録が実行されて、後部上方に位置する排出用スタッカ上に記録後の用紙が排出される構成のインクジェットプリンタが存在する。このような構成のインクジェットプリンタでは、レイアウトの関係上、記録ヘッド及びプラテンが傾斜して配置される場合が多い。

また従来のプラテンは上面が平坦で、その上に搬送方向に長く延びる搬送リブが主走査方向に適宜の間隔を隔てて複数本、並設されるという構成を採っていた。従ってこのような構成のプラテンが傾斜して配置された場合にはプラテン上に吐出されたインクは上記平坦な上面を流れ落ち、搬送経路を構成する、その下方に位置する搬送用ローラ等の諸部材に到達し、搬送用ローラ等に付着し、汚す場合があった。

尚、ロール紙を使用するインクジェットプリンタにあっては、下記特許文献１に示すようにロール紙の紙幅の相違に基づいてプラテン上にインクが空打ちされ、プラテンがそのインクで汚れてしまい、用紙にそのインクが付着するという不具合を防止するためにプラテン上に開口を形成する構成が開示されている。しかし印刷データと用紙サイズが異なっている場合には、上記開口は意味をなさず、プラテン上へのインクの空打ち、インクの付着は生じていたのが現状であった。また特許文献１にはこの開口と光反射式センサとの関係、この開口がプラテン上を流れ落ちるインクの回収溝として利用できる旨の開示は何らなされていない。

特開２００１−１０５５８３号公報

そこで本発明は、このような背景技術及び背景技術が抱える問題点を踏まえてなされたものであって、高感度の光反射式センサを使用しなくても被記録材の高精度の検出が可能で、傾斜配置されるプラテンを備える場合であっても、インクがプラテン上を流れ落ちることに起因する搬送経路を構成する諸部材へのインクの付着を防止できる、極めて安価且つ有用な被記録材の検出装置及び該検出装置を備えた記録装置等を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明の第１の態様に係る被記録材の検出装置は、キャリッジガイド軸に沿って記録ヘッドの主走査方向に往復動するキャリッジに対して搭載される光反射式センサと、光反射式センサから照射された光の受光部を有するプラテンとを備え、光反射式センサとプラテン間を通過する被記録材を検出する被記録材の検出装置であって、前記プラテンにおける受光部には、光反射式センサから照射された光に対する反射光量ないし反射速度を低下させる反射率低下手段が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の第１の態様によれば、光反射式センサから照射された光は、被記録材が存在する場合には、高い反射率によって被記録材の上面に反射して光反射式センサに戻ってくる。そして被記録材が存在しない場合には、反射率低下手段によって反射率の弱められた光が光反射式センサに戻ってくる。従って被記録材の有無の識別が明瞭になるから、それほど感度の高い光反射式センサを使用しなくても高精度の被記録材の検出が可能となる。

本発明の第２の態様に係る被記録材の検出装置は、第１の態様において、前記反射率低下手段はプラテンの受光部に設けられ、プラテン上の搬送リブを被記録材の搬送方向に分断して形成される凹陥部であることを特徴とするものである。
本発明の第２の態様によれば、反射率低下手段の構成が簡単になり、凹陥部の深さを調整することで検出感度を容易に可変である。

本発明の第３の態様に係る被記録材の検出装置は、第２の態様において、前記プラテンの前記記録ヘッドと対向する表面は傾斜面として形成されて成り、前記凹陥部は前記プラテンの前記傾斜面を伝って流れ落ちるインクの回収溝としての機能を兼ねるように構成されていることを特徴とするものである。
本発明の第３の態様によれば、傾斜配置されるプラテン上面を流れ落ちるインクの搬送経路を構成する諸部材への付着を防止できる。

本発明の第４の態様に係る被記録材の検出装置は、第２または第３の態様において、前記搬送リブは凹陥部によって搬送方向上流側に位置する第１リブと搬送方向下流側に位置する第２リブとに分断されており、第１リブと第２リブとの距離は搬送される被記録材の端部の浮きに起因する記録ヘッド擦れを防止し得るように設定されていること特徴とするものである。
本発明の第４の態様によれば、搬送に伴って生ずる被記録材の端部の浮きにより、記録ヘッドに被記録材が当接して記録面が汚れてしまう事態が防止される。

本発明の第５の態様に係る記録装置は、キャリッジガイド軸に沿って記録ヘッドの主走査方向に往復動するキャリッジに対して搭載される光反射式センサと、光反射式センサから照射された光の受光部を有するプラテンとを備え、光反射式センサとプラテン間を通過する被記録材を検出する被記録材の検出装置を備える記録装置であって、前記被記録材の検出装置は第１〜第４のいずれか１つの態様の被記録材の検出装置であることを特徴とするものである。
本発明の第５の態様によれば、高感度の光反射式センサを使用しなくても被記録材の高精度の検出が可能で、傾斜配置されるプラテンを備える場合であっても、インクがプラテン上を流れ落ちることに起因する搬送経路を構成する諸部材へのインクの付着を防止できる、極めて安価且つ有用な被記録材の検出装置を備える記録装置を提供することが可能となる。

本発明の第６の態様に係る液体噴射装置は、キャリッジガイド軸に沿って液体噴射ヘッドの主走査方向に往復動するキャリッジに対して搭載される光反射式センサと、光反射式センサから照射された光の受光部を有するプラテンとを備え、光反射式センサとプラテン間を通過する被液体噴射材を検出する被液体噴射材の検出装置を備える液体噴射装置であって、前記プラテンにおける受光部には、光反射式センサから照射された光に対する反射光量ないし反射速度を低下させる反射低下手段が設けられていることを特徴とするものである。

以下、本願発明に係る被記録材の検出装置及び該検出装置を備えた液体噴射装置の一例である記録装置について説明する。最初に記録装置を実施するための最良の形態としてインクジェットプリンタを採り上げて、その全体構成の概略を図面に基づいて説明する。図１はインクジェットプリンタの概略を示す斜視図、図２はインクジェットプリンタの概略を示す側断面図である。

図示のインクジェットプリンタ１００は、被液体噴射材の一例である被記録材Ｐ（以下単に用紙Ｐともいう。）を積重可能な給送用カセット２が前面下方に着脱可能に配設され、給送用カセット２から給送された用紙Ｐに記録が実行されて後部上方に位置する排出用スタッカ５０上に記録後の用紙Ｐが排出される構成のインクジェットプリンタである。

給送用カセット２の内部には、給送用カセット２内に積重された用紙Ｐを自動給送するための「自動給送手段」を構成するホッパ１６が揺動軸１７を揺動支点として揺動自在に配設されている。ホッパ１６は給送時には、縮設された押上げバネＢの付勢力によって上方に揺動し、ホッパ１６によって積重されている用紙Ｐの最上位の用紙Ｐが給送用カセット２の奥部上方に配設されているピックアップローラ４に対して圧設される。そしてピックアップローラ４の回転によって最上位の用紙Ｐは給送用カセット２内から引き出され、プリンタ本体３の内部に配設されている給送用ローラ１４及びリタードローラ１５に向けて用紙搬送方向Ａへ送り出される。

給送用ローラ１４とリタードローラ１５は上記ホッパ１６と共に「自動給送手段」を構成している。このうち給送用ローラ１４は、図示しない駆動モータからの回転駆動力が伝達されて給送回転方向ＡＦに駆動回転する。一方、リタードローラ１５は一定の回転抵抗を有する状態で従動回転可能に軸支されて上記給送用ローラ１４へ圧接されている。そしてピックアップローラ４の回転によって給送用カセット２内から引き出された用紙Ｐは、給送用ローラ１４とリタードローラ１５との間に挟持された状態で給送用ローラ１４の給送回転方向ＡＦへの駆動回転により搬送用駆動ローラ１９ａ及び搬送用従動ローラ１９ｂとによって構成される搬送用ローラ１９へ向けて給送される。
また上記リタードローラ１５の回転抵抗は給送用ローラ１４の周面の摩擦抵抗より小さく、かつ重送される用紙Ｐ間の摩擦抵抗より大きくなるように設定されている。

給送された用紙Ｐは、搬送用駆動ローラ１９ａと搬送用従動ローラ１９ｂとの間に挟持された状態で搬送用駆動ローラ１９ａの駆動回転によって主走査方向Ｘと直交する副走査方向Ｙへ所定の搬送量で搬送される。このうち搬送用従動ローラ１９ｂは複数個設けられており、個々にローラホルダ１８によって従動回転可能に軸支されている。またローラホルダ１８は図示しない付勢手段からの付勢力を常時受けており、これにより搬送用従動ローラ１９ｂは常に搬送用駆動ローラ１９ａに圧接したニップ状態が保たれている。

搬送用ローラ１９によって挟圧された状態で搬送される用紙Ｐは搬送用従動ローラ１９ｂの近傍、用紙搬送方向Ａ下流側に位置する補助押えローラ５及び押え板６によって上方から押圧され、浮き上がりが防止された状態で記録ヘッド１３下方の記録ポジション２６に導かれる。記録ポジション２６に導かれた用紙Ｐは後述する本発明の検出装置１によって用紙Ｐの通過タイミング等が検出され、記録が開始され、キャリッジ１０及び用紙Ｐの動作によって用紙Ｐの記録面のほぼ全面に亘って所望の記録が実行される。

そして、該キャリッジ１０には用紙Ｐ等に液体の一例であるインクを吐出（噴射）して記録を行う液体噴射ヘッドの一例である記録ヘッド１３が搭載されている。またプリンタ本体３内の上部スペースには液体カートリッジの一例であるインクカートリッジＣが設けられており、インクカートリッジＣ内のインクは図示しないインク供給手段によって図示しないインクチューブを経てキャリッジ１０内に導かれる。またキャリッジ１０には、主走査方向Ｘの両端部に設けられるプーリ間に巻回される無端ベルト１１が接続されており、図示しないモータからの駆動力を受けてキャリッジ１０は主走査方向Ｘに往復動し得るようになっている。

記録ヘッド１３の下方には、記録ヘッド１３と対向して記録ヘッド１３のヘッド面と用紙Ｐ等との間のギャップＰＧを規定するプラテン２８が設けられている。尚、上記ギャップＰＧは高精度の記録を実行する上で極めて重要な要素となっており、用紙Ｐの厚さの変化に応じて適宜調節されるようになっている。そしてキャリッジ１０とプラテン２８との間に用紙Ｐ等を副走査方向Ｙに所定の搬送量で搬送する動作と、記録ヘッド１３を主走査方向Ｘに一往復させる間に記録ヘッド１３から用紙Ｐ等にインクを噴射する動作とを交互に繰り返すことによって用紙Ｐ等に記録が行なわれる。

記録ヘッド１３の用紙搬送方向Ａの下流には排出用駆動ローラ２０ａと排出用ギザローラ２０ｂとによって構成される被液体噴射材排出手段の一例である排出用ローラ２０が設けられ、この排出用ローラ２０によって排出された用紙Ｐは更に下流に位置する被液体噴射材受け部の一例である排出用スタッカ５０上の載置面５１に排出されるようになっている。

排出用ギザローラ２０ｂは、その外周に複数の歯を有する歯付きローラであり、排出用ギザローラ用の図示しないローラホルダによって自由回転可能に軸支されている。排出用ギザローラ２０ｂの上流には補助ギザローラ２２が設けられ、用紙Ｐは該補助ギザローラ２２によってやや下方に押し付けられるようになっている。また搬送用従動ローラ１９ｂは搬送用駆動ローラ１９ａよりその軸芯位置がやや下流側に配設されていて、更に排出用ギザローラ２０ｂは排出用駆動ローラ２０ａよりその軸芯位置がやや上流側に配設されている。

このような構成によって用紙Ｐは搬送用ローラ１９と排出用ローラ２０との間において僅かに下に凸となる俗に「逆ぞり」と呼ばれている湾曲状態となり、記録ヘッド１３に対向する位置にある用紙Ｐはプラテン２８に押し付けられ、これにより用紙Ｐの浮き上がりが防止され、正常に記録が実行されるようになっている。尚、補助ギザローラ２２は排出用ギザローラ２０ｂと同様に歯付きローラから構成されており、図示しない補助ギザローラ用のローラホルダに軸支されている。

［実施例］
次に、このようなインクジェットプリンタ１００に対して適用される本願発明に係る被記録材の検出装置について説明する。図３は被記録材の検出装置周辺を拡大して示す側断面図、図４は被記録材の検出装置周辺の平面図である。被記録材の検出装置１は、搬送用ローラ１９と排出用ローラ２０との間に設けられている。具体的にはキャリッジ１０に対して搭載される光反射式センサ３０と、光反射式センサ３０から照射された光の受光部３１を有するプラテン２８とを備えることによって構成されている。尚、プラテン２８は前述したように記録ポジション２６に搬送されてきた用紙Ｐを下方から支承し、記録ヘッド１３と用紙Ｐとの間のギャップＰＧを規定することを本来の役割とするものであるが、本発明ではこのようなプラテン２８の一部を被記録材の検出装置１における構成部材の一部として利用しているのである。

プラテン２８における受光部３１には、光反射式センサ３０から照射された光に対する反射光量ないし反射速度（以下本明細書においてこれらを包含する意味で反射率の語を使用する）を低下させる反射率低下手段３２が設けられている。本実施例では反射率低下手段３２としてプラテン２８上の搬送リブ３３を用紙Ｐの搬送方向に分断することによって形成される側面視Ｕ字状の凹陥部３４を適用した。また上記搬送リブ３３は凹陥部３４によって搬送方向上流側に位置する第１リブ３５と、搬送方向下流側に位置する第２リブ３６とに分断されており、本実施例では搬送用ローラ１９のニップ点Ｎから第２リブ３６における被記録材搬送方向に平行な表面に対する傾斜面と前記表面との境界点Ｑまでの距離Ｌを一例として約１７ｍｍ、第１リブ３５の後端の点Ｒから上記境界点Ｑまでの距離Ｓを一例として約７ｍｍに設定している。

ここで、ＮＱ間の距離Ｌ及び、ＲＱ間の距離Ｓは、用紙Ｐの浮き上がりを含めたＰＧ変動を防止し、用紙Ｐが記録ヘッド１３に当接するのを防止すると共に、記録ドットの着弾位置精度に関係する。従って、ＮＱ間の距離ＬとＲＱ間の距離Ｓは、上記作用を奏するように、搬送用従動ローラ１９ｂによる用紙の逆ぞり角度、及びプラテン２８に対するＰＧ方向距離等を勘案して設定される。

また凹陥部３４は、図３に示すように傾斜配置されているプラテン２８の搬送リブ３３を伝って流れ落ちるインクの回収溝としての機能を併せ持っている。また凹陥部３４にはプラテン２８上面の搬送リブ３３が形成されていない平坦面３７上に吐出され、流れ落ちるインクもいっしょに流入し、凹陥部３４の下方及び凹陥部３４の側方に一部突出して設けられる吸収材３８によって吸収され、下方に位置する回収容器３９内に回収される構成になっている。

次にこのようにして構成される被記録材の検出装置１の作動態様を用紙Ｐが存在する場合と、用紙Ｐが存在しない場合及びプラテン２８上のインクが回収される場合に分けて説明する。用紙Ｐが存在する場合には、光反射式センサ３０から照射された光は、用紙Ｐの上面に到達し、用紙Ｐの上面に反射して比較的高い反射率によって再び光反射式センサ３０に戻り、用紙Ｐの存在が確認される。一方、用紙Ｐが存在しない場合には、光反射式センサ３０から照射された光は、凹陥部３４内に進入し、その底面に到達後反射して反射率が低下した状態で再び光反射式センサ３０に戻る。従って上記用紙Ｐが存在する場合に比べて反射率の差異が明確になるため、用紙Ｐが存在しないことが容易に判断される。

また用紙Ｐの記録面から外れ、プラテン２８上に吐出されたインクは、プラテン２８における第２リブ３６あるいは平坦面３７を伝って下方に向けて流れ落ち、凹陥部３４内に流入する。凹陥部３４内に流入したインクは凹陥部３４の開放された側端面から当該部位に一部突出して設けられている吸収材３８によって吸収され、下方の回収容器３９内に回収されていく。従って第２リブ３６を伝って流れるインクは第１リブ３５には到達せず、その下方に位置する搬送用ローラ１９等には至らないため、搬送用ローラ１９等にインクが付着して汚れる事態は回避される。

［他の実施例］
本願発明に係る被記録材の検出装置及び該検出装置を備えた記録装置等は以上述べたような構成を基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的構成の変更や省略等を行なうことも勿論可能である。例えば、凹陥部３４の形状は側面視Ｕ字状に限らず、側面視Ｖ字状や側面視凹字状であってもよい。また凹陥部３４の深さも種々選択でき、用紙Ｐの有無の識別が容易になる範囲内で適宜設定できる。

また図５に示すように凹陥部３４以外の反射率低下手段３２を採用することも可能である。
図５（ａ）に示すものは、プラテン２８の受光部３１に開口４０を形成し、この開口４０を反射率低下手段３２として使用したものである。図５（ｂ）に示すものは、プラテン２８の受光部３１に光の吸収率の高い光吸収材４１を貼設し、この光吸収材４１を反射率低下手段３２として使用したものである。また図５（ｃ）は、プラテン２８の受光部３１自体の表面を粗くして、光反射式センサ３０から照射された光を乱反射させることによって反射率を低下させるようにした反射率低下手段３２を示す。更に図５（ｄ）は、乱反射材４２をプラテン２８の受光部３１貼設することによって反射率を低下させるようにした反射率低下手段３２をそれぞれ示している。尚、図５（ｂ）〜（ｄ）の実施例の場合にはプラテン２８上を流れ落ちるインクの回収経路を別に確保する必要があることから、第２リブ３６の境界点Ｑ付近に図示のようなインク回収溝４３が別に設けられている。

インクジェットプリンタの概略を示す斜視図である。 インクジェットプリンタの概略を示す側断面図である。 被記録材の検出装置周辺を拡大して示す側断面図である。 被記録材の検出装置周辺の平面図である。 反射率低下手段の構成を変えた他の実施例を示す側断面図である。

符号の説明

１ （被記録材の）検出装置、２ 給送用カセット、３ プリンタ本体、
４ ピックアップローラ、５ 補助押えローラ、６ 押え板、１０ キャリッジ、
１１ 無端ベルト、１２ キャリッジガイド軸、１３ 記録ヘッド、
１４ 給送用ローラ、１５ リタードローラ、１６ ホッパ、１７ 揺動軸、
１８ ローラホルダ（搬送用従動ローラの）、１９ 搬送用ローラ、
１９ａ 搬送用駆動ローラ、１９ｂ 搬送用従動ローラ、２０ 排出用ローラ、
２０ａ 排出用駆動ローラ、２０ｂ 排出用ギザローラ、２２ 補助ギザローラ、
２６ 記録ポジション、２８ プラテン、３０ 光反射式センサ、３１ 受光部、
３２ 反射率低下手段、３３ 搬送リブ、３４ 凹陥部、３５ 第１リブ、
３６ 第２リブ、３７ 平坦面、３８ 吸収材、３９ 回収容器、４０ 開口、
４１ 光吸収材、４２ 乱反射材、４３ インク回収溝、５０ 排出用スタッカ、
５１ 載置面、１００ インクジェットプリンタ（記録装置）、Ｐ 用紙（被記録材）、
ＰＧ （記録ヘッドと被記録材との間の）ギャップ、Ｘ 主走査方向、Ｙ 副走査方向、Ｂ 押上げバネ、Ａ 用紙搬送方向、ＡＦ 給送回転方向、ＲＲ 戻し回転方向、
Ｎ ニップ点（搬送用ローラの）、Ｑ 境界点、Ｌ （ＮＱ間の）距離、Ｒ 後端の点、
Ｓ （ＲＱ間の）距離

Claims (2)

1. キャリッジガイド軸に沿って記録ヘッドの主走査方向に往復動するキャリッジに対して搭載される光反射式センサと、前記光反射式センサから照射された光の受光部を有するプラテンとを備え、前記光反射式センサと前記プラテン間を通過する被記録材を検出する被記録材の検出装置であって、
   前記プラテンにおける受光部には、前記光反射式センサから照射された光に対する反射光量ないし反射速度を低下させる反射率低下手段が設けられ、
   前記反射率低下手段は、前記プラテン上の搬送リブを被記録材の搬送方向に分断して形成される凹陥部であり、
   前記プラテンの前記記録ヘッドと対向する表面は傾斜面として形成されて成り、前記凹陥部は前記プラテンの前記傾斜面を伝って流れ落ちるインクの回収溝としての機能を兼ねるように構成され、
   前記搬送リブは前記凹陥部によって搬送方向上流側に位置する第１リブと搬送方向下流側に位置する第２リブとに分断されており、前記第１リブと前記第２リブとの距離は、搬送される被記録材の端部の浮きに起因する記録ヘッド擦れを防止し得るように設定されていることを特徴とする被記録材の検出装置。
2. キャリッジガイド軸に沿って記録ヘッドの主走査方向に往復動するキャリッジに対して搭載される光反射式センサと、光反射式センサから照射された光の受光部を有するプラテンとを備え、前記光反射式センサと前記プラテン間を通過する被記録材を検出する被記録材の検出装置を備える記録装置であって、
   前記被記録材の検出装置は請求項１に記載の被記録材の検出装置であることを特徴とする記録装置。

Images