JP4168883B2

JP4168883B2 - 液体噴射装置

Info

Publication number: JP4168883B2
Application number: JP2003311906A
Authority: JP
Inventors: 靖彦吉久
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-09-03
Filing date: 2003-09-03
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2023-09-03
Also published as: JP2005074967A

Description

本発明は、液体噴射装置に関する。特に本発明は、被記録物の後端を精度よく検出することができる液体噴射装置に関する。

液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置は、記録ヘッドが有するノズル列からインクを噴射することにより、記録用紙等の被記録物に記録を行う。近年、被記録物の縁まで記録を行うことにより、被記録物の全面に記録を行うインクジェット式記録装置がある（例えば特許文献１参照）。

特開２００２−２６４３１９号公報

被記録物の縁まで記録を行うためには、被記録物の後端を正確に検出する必要がある。被記録物の後端を検出する方法の一つに、記録ヘッドのノズル列の横に光センサを設け、この光センサに被記録物からの反射光を検出させ、反射光の強度が閾値以下となる部分に後端があると判断する方法がある。しかしこの場合、被記録物の後端近傍に暗色の記録が行われると、後端近傍からの反射光は弱くなるため、被記録物の後端を実際より手前側に誤って認識する場合がある。このため、被記録物の後端に精度よく記録を行えない場合があった。

本発明の第１の形態によると、液体噴射領域にある被記録物に液体を噴射して記録を行う液体噴射装置であって、液体噴射領域の上を主走査方向に走査し、被記録物に対して液体を噴射する複数のノズルを有する液体噴射ヘッドと、主走査方向と直交する方向に被記録物を搬送する搬送部と、液体噴射領域より被記録物の搬送方向について上流に設けられ、搬送部により搬送された被記録物の後端部を検出する主検出部と、液体噴射領域において被記録物の下方に設けられ、被記録物に付着しなかった液体を吸収する、暗色の液体吸収材と、主走査方向について複数のノズルと重なる位置に設けられ、被記録物からの反射光を検出し、当該反射光の強度に基づいて、液体噴射領域において被記録物の後端部を検出する副検出部と、複数のノズルを制御する制御部であって、主検出部が被記録物の後端部を検出した後、搬送部が被記録物を予め定められた距離搬送した場合に、副検出部と重なるノズルから液体を噴射させず、副検出部より下流にあるノズルから液体を噴射させることにより、後端部において副検出部が走査し終えた部分に対してのみ記録を行う制御部とを備える、液体噴射装置を提供する。この液体噴射装置によれば、副検出部は、記録が行われる前に被記録物の上を走査することができる。従って、副検出部は、精度よく被記録物を検出することができる。

副検出部は、液体噴射ヘッドと一体に液体噴射領域の上を主走査方向に走査し、制御部は、液体噴射ヘッドの往路及び復路の双方で記録を行い、液体噴射ヘッドが、往路及び復路のうち、複数のノズルが副検出部より先行する方向に走査する場合に、副検出部と重なるノズルから液体を噴射させずに、副検出部より下流にあるノズルから液体を噴射させ、液体噴射ヘッドが、往路及び復路のうち、副検出部が複数のノズルより先行する方向に走査する場合に、副検出部と重なるノズル及び副検出部より下流にあるノズルから液体を噴射させてもよい。この場合、一方向に走査する場合にのみ液体を噴射するノズルを少なくするため、記録速度を速くすることができる。

副検出部は、液体噴射ヘッドと一体に液体噴射領域の上を主走査方向に走査し、副検出部は、副検出部が走査している途中において反射光の強度が閾値より高い場合に被記録物があると判断し、制御部は、液体噴射ヘッド及び副検出部を主走査方向に走査している間に副検出部が被記録物を検出しなくなるまで、液体噴射ヘッド及び副検出部を走査させつつ複数のノズルから液体を噴射させてもよい。この場合、確実に被記録物の後端部に記録を行うことができる。

被記録物の形状は既知であり、副検出部は、液体噴射ヘッドと一体に液体噴射領域の上を主走査方向に走査し、走査している途中において反射光の強度が閾値より低くなった位置に被記録物の主走査方向の端があると判断し、制御部は、搬送方向について異なる部分で被記録物の端の位置を検出することにより、被記録物の後端部の傾き量を算出し、被記録物が傾いている場合に、後端部に記録を行うときに、複数のノズルのうち液体を噴射すべきノズルを、被記録物の傾きに合わせて液体噴射ヘッドを走査している途中で徐々に変更してもよい。この場合、確実に被記録物の後端に記録を行うことができる。また記録に用いられずに液体吸収材に吸収されるインクの量を少なくすることができる。

制御部は、更に、後端部に記録を行う場合に、後端部の近傍に記録すべき記録データの明度が、予め定められた値より高い場合に、副検出部と重なるノズル及び副検出部より下流にあるノズルから液体を噴射させて記録を行い、後端部の近傍に記録すべき記録データの明度が、予め定められた値より低い場合に、副検出部と重なるノズルから液体を噴射させずに、副検出部より下流にあるノズルから液体を噴射させて記録を行ってもよい。記録データの明度が高い場合は、記録した後に副検出部が被記録物を走査しても、副検出部は後端部を正確に検出することができる。このため、記録データの明度が高い場合に複数のノズルの一部から液体を噴射させ、記録のスループットを上げることができる。
液体噴射装置はインクジェット式記録装置である場合、制御部は、記録データに従って噴射すべき黒インクの記録密度に基づいて、記録データの明度を判断してもよい。この場合、記録データの明度を簡単に判断することができる。

また液体が顔料インクの場合、被記録物からの反射光は染料インクの場合と比べて弱くなるため、特に第１の形態は効果を発揮する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置１０の斜視図であり、図２はインクジェット式記録装置１０における被記録物１１の搬送経路の構造を示す。インクジェット式記録装置１０は、複数の被記録物１１を載置する載置トレイ１２、載置トレイ１２に載置された被記録物１１を給送する給送ローラ２２及びリタードローラ２４、給送ローラ２２及びリタードローラ２４が給送した被記録物１１をインク噴射領域に向けて副走査方向に搬送する搬送ローラ３２及び搬送従動ローラ３４、インク噴射領域において被記録物１１にインクを噴射して記録を行う記録ヘッド４４、被記録物１１をインク噴射領域から排出する排出ローラ５２及び排出従動ローラ５４、並びにインクジェット式記録装置１０全体を制御する制御部８０を備える。記録ヘッド４４はキャリッジ４２に載置されており、また下面に複数のノズルから構成されるノズル列を有する。

制御部８０は、キャリッジ４２を、副走査方向に直交する方向である主走査方向にインク噴射領域の上を往復させつつ記録ヘッド４４のノズル列からインクを噴射させる。制御部８０は、被記録物１１を搬送しつつキャリッジ４２を走査し、被記録物１１の全面に記録を行う。なお、インクジェット式記録装置１０は、記録ヘッド４４の往路及び復路の双方で記録を行う。

またインクジェット式記録装置１０は、給送ローラ２２と搬送ローラ３２の間において被記録物１１を検出する主検出部２００、及びインク噴射領域において被記録物１１を検出する副検出部４５０を備える。主検出部２００は、図２に示すように、給送ローラ２２と搬送ローラ３２の間において搬送中の被記録物１１に接触して押されることにより回動する接触レバー２１０、及び接触レバー２１０の回動を検出するセンサ２２０を有する。副検出部４５０は、記録ヘッド４４の下面に設けられ、被記録物１１からの反射光を検出することにより被記録物１１の有無を判断する。副検出部４５０は被記録物１１からの反射光を幅を持ってとりこみ、その強度を検出する。そして強度が予め定められた閾値以上である場合に、記録ヘッド４４の下に被記録物１１があると判断し、閾値未満である場合に、記録ヘッド４４の下に被記録物１１が無いと判断する。そして主走査方向に走査している途中に閾値以下となった場合、この位置に被記録物１１の主走査方向の端があると判断する。

またインクジェット式記録装置１０は、インク噴射領域に、被記録物１１を下方から支持する支持リブ１００、被記録物１１に付着しなかったインクを吸収する黒色のインク吸収材１１０、及びインク噴射領域に被記録物１１を案内する案内フレーム１２０を備える。

このような構成において、制御部８０は、主検出部２００が被記録物１１の後端を検出した後、搬送ローラ３２及び搬送従動ローラ３４が被記録物１１を予め定められた距離ほど搬送した場合に、記録ヘッド４４が有するノズル列のうち、支持リブ１００より上流にあるノズルのみからインクを噴射させることにより、被記録物１１の後端に記録を行う。制御部８０は、予め定められた距離として、例えば主検出部２００の接触レバー２１０が被記録物１１と接触する位置と、インク噴射領域の上流側の端との間隔に等しい距離を用いる。

図３は、副検出部４５０が被記録物１１を検出するときの動作を説明する図である。図３（ａ）に示すように未記録の被記録物１１が搬送されていくと、副検出部４５０が徐々に被記録物１１と重なっていくため、副検出部４５０の検出値は、最小値から徐々に高くなる。そして副検出部４５０の全てが被記録物１１と重なると、副検出部４５０の検出値は最大値で一定になる。更に被記録物１１が搬送されると副検出部４５０が徐々に被記録物１１から外れるため、副検出部４５０の検出値は徐々に低くなる。そして副検出部４５０の全てが被記録物１１から外れると副検出部４５０の検出値は最小値で一定になる。制御部８０は、端検出のための閾値を、例えば最大値と最小値の中間値であるＫ_１に設定する。

これに対し、後端近傍を含む領域に黒色の記録を行う場合（図３（ｂ））、反射光の強度は、後端近傍において未記録の被記録物１１の上を走査した場合（図３（ａ））と比べて弱い。このため副検出部４５０は、後端を、実際の位置より内側に検出する。記録に用いられるインクが顔料インクの場合、特に反射光は弱くなりやすいため、この傾向は顕著になる。

そこで制御部８０は、副検出部４５０が記録ヘッド４４のノズル列より先行する方向にキャリッジ４２を走査する場合、副走査方向について副検出部４５０より下流にあるノズルのみからインクを噴射させる。このため、副検出部４５０は、記録ヘッド４４が記録を行う前に被記録物１１の上を走査することができる。従って、被記録物１１の後端近傍に黒色の顔料インクを噴射して黒色の記録が行われる場合でも、副検出部４５０は、記録される前に被記録物１１からの反射光を検出するため、精度よく被記録物１１の後端を検出することができる。

図４は、副検出部４５０、記録ヘッド４４のノズル列４４０、支持リブ１００、インク吸収材１１０、及び案内フレーム１２０の相対位置を示す。インク吸収材１１０は、インク噴射領域の全域に設けられている。そして支持リブ１００はインク吸収材１１０を下から上に記録ヘッド４４に向けてい貫いている。支持リブ１００は、上流リブ１０２及び下流リブ１０４をそれぞれ複数有する。複数の上流リブ１０２は、主走査方向について互いに重なる位置に配置されており、また下流リブ１０４の上流に設けられている。複数の下流リブ１０４は、主走査方向について互いに重なる位置に配置されており、副走査方向について、複数の上流リブ１０２の各々と重なる位置に配置されている。被記録物１１は、幅方向について一方（例えば図４の右側）に寄せられた状態で搬送される。このため、被記録物１１の他方の端は、被記録物１１の幅が変わると主走査方向における位置が変わる。ここで複数の上流リブ１０２及び複数の下流リブ１０４は、それぞれ、規格に従った大きさの用紙（Ｌ、はがき、Ａ４等）が搬送される場合に、他方の端が通過する位置よりも少し用紙内側に配置されている。案内フレーム１２０は、規格に従った大きさの用紙の端と重なる部分が切り欠かれており、インク吸収材１１０を露出させている。
記録ヘッド４４のノズル列４４０は、上流側の端部が案内フレーム１２０と重なっている。副検出部４５０は案内フレーム１２０と重ならないように、案内フレーム１２０のすぐ下流に配置されている。

また図４は、図５とともに、被記録物１１の後端に記録を行う場合において、ノズル列４４０のうちいずれのノズルがインクを噴射するかを示す。被記録物１１の後端近傍に暗色の画像が記録されている場合、後端近傍において被記録物１１からの反射光は弱いため、記録が行われた後に被記録物１１の上を走査する場合、副検出部４５０は、後端を実際より被記録物１１の内側にあると誤って判断する場合がある。これに対し本実施形態の制御部８０は、以下のように動作することにより、後端を精度よく検出できるようにしている。

すなわち、副検出部４５０がノズル列４４０より先行する方向（図４中右から左）に記録ヘッド４４が走査しているとき、制御部８０は、ノズル列４４０のうち、上流側の端部から上流リブ１０２までの間にある後端記録ノズル列４４２のみからインクを噴射させる。ここで副検出部４５０は副走査方向について後端記録ノズル列４４２と重なっているが、後端記録ノズル列４４２より先行するため、記録が行われる前に被記録物１１の上を走査することができる。

また、ノズル列４４０が副検出部４５０より先行する方向（図５中左から右）に記録ヘッド４４が走査しているとき、制御部８０は、後端記録ノズル列４４２のうち、副検出部４５０と重なっていない下流ノズル列４４２ｂのみからインクを噴射させ、副検出部４５０と重なっている上流ノズル列４４２ａからはインクが噴射させない。このため、副検出部４５０は、ノズル列４４０に先行される場合においても、記録が行われる前に被記録物１１を走査することができる。

図６は、インクジェット式記録装置１０が被記録物１１に記録を行うときの動作を示すフローチャートである。本実施形態において、被記録物１１に記録されるべき記録データを記録した場合の記録範囲は、副走査方向について被記録物１１より大きい。
被記録物１１がインク噴射領域に搬送されると、制御部８０は、記録ヘッド４４及び副検出部４５０を主走査方向に走査させつつ、記録データに従ってノズル列４４０からインクを噴射させ、記録を行う（Ｓ２０）。このとき副検出部４５０に被記録物の主走査方向の端を検出させる（Ｓ３０）。そして制御部８０は搬送ローラ３２及び搬送従動ローラ３４に被記録物１１を搬送させる（Ｓ４０）。

被記録物１１への記録が進み、被記録物１１が搬送されていくと、主検出部２００が被記録物１１の後端を検出する。主検出部２００が被記録物１１の後端を検出した後、被記録物１１が予め定められた距離、例えば主検出部２００の接触レバー２１０が被記録物１１と接触する位置と、インク噴射領域の搬送ローラ３２側の端部との間隔に等しい距離搬送された場合（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、インクジェット式記録装置１０の制御部８０は、後端記録ノズル列４４２を用いて被記録物１１の後端に記録を行う（Ｓ６０）。

図７は、図６のＳ６０の詳細を示すフローチャートである。ノズル列４４０が副検出部４５０より先行する方向に記録ヘッド４４が走査し（Ｓ１００：Ｙｅｓ）、かつ後端近傍に記録すべき記録データの明度が基準値未満の場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、制御部８０は、記録ヘッド４４を走査させつつ、副検出部４５０より下流側にあるノズルすなわち下流ノズル列４４２ｂのみからインクを噴射させ、上流ノズル列４４２ａからはインクを噴射させない（Ｓ１１０）。このとき副検出部４５０は被記録物１１からの反射光の強度を検出する。Ｓ１０５において制御部８０は、例えば記録データに従って噴射すべき黒インクの記録濃度に基づいて記録データの明度を判断する。
また副検出部４５０がノズル列４４０より先行する方向に記録ヘッド４４が走査する場合（Ｓ１００：Ｎｏ）、制御部８０は、記録ヘッド４４を走査させつつノズル列４４０のうち案内フレーム１２０より下流側にあるノズルすなわち後端記録ノズル列４４２の全部からインクを噴射させる（Ｓ１２０）。また制御部８０は、ノズル列４４０が副検出部４５０より先行する方向に記録ヘッド４４が走査するが（Ｓ１００：Ｙｅｓ）後端近傍に記録すべき記録データの明度が基準値以上の場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）においても、後端記録ノズル列４４２の全部からインクを噴射させる（Ｓ１２０）。

このため、副検出部４５０は、後端近傍に暗色の記録が行われる場合、常に、記録が行われる前に被記録物１１の上を走査することができる。また一方向に走査する場合にのみ液体を噴射するノズルを少なくするため、記録速度を速くすることができる。また後端近傍に記録すべき記録データの明度が基準値以下の場合にのみ上流ノズル列４４２ａからインクを噴射させないので、記録のスループットの落ち込み量は小さい。

そしてキャリッジ４２が主走査方向についてインク噴射領域の一端から他端まで移動する間に副検出部４５０が検出した反射光の強度がいずれかの所で閾値以上であった場合（Ｓ１３０：Ｙｅｓ）、制御部８０は被記録物１１の後端への記録が終了していないと判断し、被記録物１１を搬送させた（Ｓ１４０）上で、記録データに従って記録を続ける。副検出部４５０が検出した反射光の強度が全ての範囲で閾値以下であった場合（Ｓ１３０：Ｎｏ）、制御部８０は、被記録物１１の後端まで記録を行ったと判断し、記録を終了する。

図８は、図６のＳ６０の変形例を示すフローチャートである。本変形例において被記録物１１は略長方形である。また被記録物１１に記録されるべき記録データが示す記録すべき領域は、副走査方向について被記録物１１の幅より大きい。
被記録物１１が傾いている場合（Ｓ２００：Ｙｅｓ）、制御部８０はその傾きを算出する（Ｓ２１０）。制御部８０は、例えば最初に被記録物１１の上を走査したときに検出した端の位置と、今回検出した端の位置とを用いて、被記録物１１に傾きがあるか否かを判断する。そして例えば主検出部２００における被記録物１１の搬送量と、反射光の強度が閾値より小さくなった位置の搬送前後のずれに基づいて、被記録物１１の後端の傾きを算出する。

そして制御部８０は、被記録物１１の後端の傾きに合わせて、記録ヘッド４４を走査している途中においてインクを吐出するノズル列の上端を徐々に変更するように設定する（Ｓ２２０）。具体的には、被記録物１１の後端とインクを吐出するノズル列の上端がほぼ重なるようにする。すなわち記録ヘッド４４が走査するにつれて被記録物１１の後端が上流にずれていく場合、制御部８０は、記録ヘッド４４が走査するにつれてノズル列４４０のうちインクを吐出するノズル列の上端を徐々に上流にずらしていく。逆に記録ヘッド４４が走査するにつれて被記録物１１の後端が下流にずれていく場合、制御部８０は、記録ヘッド４４が走査するにつれてノズル列４４０のうちインクを吐出するノズル列の上端を徐々に下流にずらしていく。
このため、被記録物１１に付着しないでインク吸収材１１０に吸収されるインクの量を少なくすることができる。従ってインクの利用効率が高くすることができる。

そして、ノズル列４４０が副検出部４５０より先行する方向に記録ヘッド４４が走査する場合（Ｓ２３０：Ｙｅｓ）、制御部８０は、記録ヘッド４４を走査させつつ、下流ノズル列４４２ｂのみからインクを噴射させる（Ｓ２４０）。副検出部４５０がノズル列４４０より先行する方向に記録ヘッド４４が走査する場合（Ｓ２３０：Ｎｏ）、制御部８０は、記録ヘッド４４を走査させつつ後端記録ノズル列４４２の全部からインクを噴射させる（Ｓ２５０）。走査後、制御部８０は被記録物１１を搬送する（Ｓ２６０）。

そして副検出部４５０が検出した反射光の強度が全ての範囲で閾値以下であった場合（Ｓ２７０：Ｎｏ）、制御部８０は、被記録物１１の後端まで記録を行ったと判断し、記録を終了する。

なお、インクジェット式記録装置１０は、液体噴射装置の一例であり、キャリッジ４２は液体噴射ヘッドの一例である。しかしながら、液体噴射装置はこれに限られない。液体噴射装置の他の例は、液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置である。液体噴射装置のさらなる他の例は、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置である。液体噴射装置のさらなる他の例は、バイオチップを製造するバイオチップ製造装置である。本発明の液体噴射装置は、産業用途を有するその他の液体噴射装置も含む。被記録物は、液体が噴射されることにより記録が行われる物であり、記録用紙の他に、ディスプレイの電極等の回路パターンが記録される回路基板、ラベルが印刷されるＣＤ−ＲＯＭ、ＤＮＡ回路が記録されるプレパラートが含まれる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

インクジェット式記録装置１０を、カバーを外した状態で示す斜視図インクジェット式記録装置１０の被記録物１１の搬送経路の構造を示す図副検出部４５０が被記録物１１を検出するときの動作を説明する図被記録物１１の後端に記録を行う場合、インクを噴射するノズルを示す図被記録物１１の後端に記録を行う場合、インクを噴射するノズルを示す図被記録物１１の後端に記録を行うときの動作を示すフローチャート図６のＳ６０の詳細を示すフローチャート図６のＳ６０の変形例を示すフローチャート

符号の説明

１０…インクジェット式記録装置、１１…被記録物、１２…載置トレイ、２２…給送ローラ、２４…リタードローラ、３２…搬送ローラ、３４…搬送従動ローラ、４２…キャリッジ、４４…記録ヘッド、４８…ガイドシャフト、５２…排出ローラ、５４…排出従動ローラ、８０…制御部、１００…支持リブ、１０２…上流リブ、１０４…下流リブ、１１０…インク吸収材、１２０…案内フレーム、２００…主検出部、２１０…接触レバー、２２０…センサ、４４０…ノズル列、４４２…後端記録ノズル列、４４２ａ…上流ノズル列、４４２ｂ…下流ノズル列、４５０…副検出部

Claims

液体噴射領域にある被記録物に液体を噴射して記録を行う液体噴射装置であって、
前記液体噴射領域の上を主走査方向に走査し、前記被記録物に対して前記液体を噴射する複数のノズルを有する液体噴射ヘッドと、
主走査方向と直交する方向に前記被記録物を搬送する搬送部と、
前記液体噴射領域より前記被記録物の搬送方向について上流に設けられ、前記搬送部により搬送された前記被記録物の後端部を検出する主検出部と、
前記液体噴射領域において前記被記録物の下方に設けられ、前記被記録物に付着しなかった前記液体を吸収する、暗色の液体吸収材と、
主走査方向について前記複数のノズルと重なる位置に設けられ、前記被記録物からの反射光を検出し、当該反射光の強度に基づいて、前記液体噴射領域において前記被記録物の前記後端部を検出する副検出部と、
前記複数のノズルを制御する制御部であって、前記主検出部が前記被記録物の前記後端部を検出した後、前記搬送部が前記被記録物を予め定められた距離搬送した場合に、前記副検出部と重なるノズルから前記液体を噴射させず、前記副検出部より下流にあるノズルから前記液体を噴射させることにより、前記後端部において前記副検出部が走査し終えた部分に対してのみ記録を行う制御部と
を備え、
前記制御部は、前記後端部に記録を行う場合に、
前記後端部の近傍に記録すべき記録データの明度が、予め定められた値より高い場合に、前記副検出部と重なるノズル及び前記副検出部より下流にあるノズルから前記液体を噴射させて記録を行い、
前記後端部の近傍に記録すべき記録データの明度が、前記予め定められた値より低い場合に、前記副検出部と重なるノズルから前記液体を噴射させずに、前記副検出部より下流にあるノズルから前記液体を噴射させて記録を行う液体噴射装置。
前記液体噴射装置はインクジェット式記録装置であり、
前記制御部は、前記記録データに従って噴射すべき黒インクの記録密度に基づいて、前記記録データの明度を判断する、請求項１に記載の液体噴射装置。