JP4989365B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロールメディアやロールフィルム等を使用するインクジェット記録装置、たとえばプリンタやファクシミリ、複写機等の画像記録装置に関する。

コンピュータやワークステーション等の出力装置の１つとして、インクを吐出し、記録紙、フィルム、布等のメディアに画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。このインクジェット記録装置は、通常、インクを吐出するノズル群が形成されている印字ヘッドと、この印字ヘッドを搭載し、所定方向（主走査方向）に移動するキャリッジとを有する。さらに、インクジェット記録装置は、上記主走査方向と直行する方向（メディア搬送方向：副走査方向）にメディアを搬送するメディア搬送装置を備えている。

メディアに画像を形成する場合、最初に、光学式センサ等で記録紙サイズを検出する。その後、メディア搬送装置がメディアを搬送中に、そのメディアを一時的に停止し、キャリッジを主走査方向に移動させる。

キャリッジは、上記記録紙サイズによって規定されている画像情報を担持した画像信号に基づいて、ノズルからインクを吐出し、メディア上の、ノズル群のインク吐出口に向き合う画像形成領域（バンド領域）に、１バンド分の画像を形成する。

次いで、メディアを１バンド分の幅だけ副走査方向に搬送し、停止する。その後に、キャリッジを主走査方向に再び往復運動させながら、画像信号に基づいて、ノズル群からインクを吐出し、メディア上の画像形成領域に位置する新たなバンド領域に、画像全体を形成する。

このような動作を繰り返すことによって、メディア上に1ページ分の画像を形成する。画像形成完了後に、メディア上の画像形成領域が、カッタの下流の位置に達するまで、メディアを副走査方向に搬送し、カッタがロールメディアをカットする。記録紙のうちで画像形成されている部分は、モードによって、たとえば自重によって機外に排出させる（カットモード）か、または記録動作が終了したら、余白分を搬送し、そのまま停止させる（カットなしモード）。

上記カットなしモードの場合、またはカットモードであっても非常に長い画像を記録する場合、ロールメディアは連続紙として機外に排出され、その排紙処理を行うための巻き取り機構が必要である。

ところで、近年の画像記録の高速化や色再現性の良い画像を出力するための多色インク化によって使用インク量の増加が進む。この状況で、排出されるメディア上で画像が充分に乾燥されなくなる傾向があり、このような未乾燥状態で、巻き取り機構がメディアを巻き取ると、次の問題が発生する。

印刷されたメディアが巻き取り装置で巻き取られ、印刷面にメディアの他の面が重なるまでの時間にわずかな差があっても、水分の蒸発具合に大きく影響を与えるので、乾燥ムラが発生し、画像の濃度ムラが生じる。これらの乾燥ムラ、濃度ムラは、より高画質化を図る近年の装置において、致命的である。

そこで、巻き取り装置を使用するときには、画像形成から巻き取りまでの時間として、インクが自然乾燥するために十分な時間を設定し、メディア搬送速度が遅くなるように設定している。つまり、インクが乾燥しきった後に、メディアを巻き取り機構に巻き取るように、メディア搬送速度を選択する（たとえば、特許文献１参照）。
特許第３８９０２２１号公報

上記従来例では、上記制御手段で選択されるメディア搬送速度が極めて遅いので、１ページの印刷を終了するまでの時間（スループット）が著しく長いという問題がある。

本発明は、巻き取り装置を使用する画像記録装置において、メディアに記録した後に、インクが充分に自然乾燥し、しかも、メディア搬送の速度を速くし、スループットの向上を図ることができる画像記録装置を提供することを目的とする。

本発明の画像記録装置は、連続したメディアを搬送して記録ヘッドを用いて画像を形成していく画像形成部と、前記画像形成部から排出されたメディアを回転しながらロール状に巻取る巻き取り部とを有し、前記巻き取り部は前記記録ヘッドで画像が形成されたメディアの面がロールの外側となるようにロール状にメディアを巻き取っていく画像記録装置であって、前記巻き取り部にロール状に巻き取られたメディアのロールの外周の長さに関する情報を取得する取得手段と、使用するメディアの種類により決定されるインク乾燥に要する時間が短いほど、前記巻き取り部がメディアを巻き取る際のメディアの搬送速度または前記巻き取り部が回転する速度が速くなるよう設定し、且つ、前記取得手段で取得された前記外周の長さが長くなるほど、前記搬送速度または前記回転する速度が速くなるよう変化させる制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、巻き取り装置を使用する画像記録装置において、メディアに記録した後に、インクが充分に自然乾燥し、しかも、可能な限りメディア搬送の速度を速くし、スループットの向上を図ることができるという効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態は、次の実施例である。

図１は、本発明の実施例１であるプリンタＰＲ１の概略構成を示す正面図である。

図２は、プリンタＰＲ１の概略構成を示す側面図である。

プリンタＰＲ１は、モータ１１と、プーリ１２と、キャリッジ駆動ベルト１３と、リニアスケール１４と、キャリッジ１５と、リニアスケールセンサ１６と、インクジェットヘッド１７と、フォトセンサユニット１８とを有する。また、プリンタＰＲ１は、記録紙１９と、プラテン２０と、フォトセンサユニット２１と、ピンチローラ２２と、用紙搬送ローラ２３と、用紙カッタユニット２４と、用紙カッタ溝２５とを有する。

図３は、プリンタＰＲ１における巻き取り装置３１を示す平面図である。

巻き取り装置３１は、フランジ（左）３２と、フランジ（右）３３と、駆動モータ３４と、スライドレール３５と、光学センサユニット４０と、発光部４１と、受光部４２とを有する。

左右フランジ３２、３３は、ロール紙管等の巻き芯３６を保持する。フランジ３２は、左右スライド式であり、ロール巻き芯３６をフランジ３２と３３との間に挟み込み、固定保持する。スライドレール３５は、任意の幅のロール巻き芯３６を装着することができる。フランジ３３には、駆動モータ３４が連結されている。

これらの機構によって、フランジ間に挟まれている巻き芯３６が、自在に回転駆動される。また、巻き取り装置３１の下方であって、プリント排紙されるロール紙が垂れ下がる位置に、光学センサユニット４０が設けられている。

発光部４１と受光部４２とが、本体スタンド内に固定され、両者が、同一光軸Ｐｓ上で向かい合っている。通常は、受光部４２が、発光部４１からの光束を検出する。ロール紙の先端を、上記フランジ間に装着されている巻き芯３６に接着した状態で、プリンタＰＲ１から排出動作すると、ロール紙が次第に弛み、その光束Ｐｓを遮る。

次に、実施例１の基本的な動作について説明する。

まず、巻き取り装置に巻き芯３６をセットした後に、プリンタＰＲ１から排出されるロール紙先端を、巻き芯３６にテープ等で接着し、手動で１回転させる。なお、プリント途中で、ロール紙を必要量、予めフィードさせるようにしてもよい。

その後のプリント・排出動作によってロール紙が垂れ下がり、ロール紙が所定位置まで達すると、光学センサユニット４０が紙を検知する。紙を検出すると、駆動モータ３４を駆動させ、巻き芯３６を一定時間回転させる。これによって、排出紙が一定量巻き取られ、光学センサユニット４０が発光を検知する。つまり、紙無しを検知する。その後に、引き続いて排出動作することによって、光学センサユニット４０が、弛みを再び検知すると、紙が一定量巻き取られる。これらの動作を繰り返すことによって、プリントアウト中、自動的にロール紙を巻き取ることができる。

図４は、実施例１であるプリンタＰＲ１の断面図である。

プリンタＰＲ１は、大きく分けると、プリンタ本体５１と、スタンド５２とによって構成されている。プリンタＰＲ１は、ロールホルダ５４と、ロール紙搬送部５５と、画像形成部５６と、巻き取り用ホルダ５７とを有する。

ロールホルダ５４は、ロール紙５３を回転可能に保持しつつ、給紙するためのホルダである。ロール紙搬送部５５は、ロール紙を搬送する。画像形成部５６は、搬送された記録紙に画像形成する。巻き取り用ホルダ５７は、排出ロール紙をカットせずに連続して巻き取る巻き取り用ホルダである。

そして、ロールホルダ５４にセットされているロール紙を、ロール紙搬送部５５が搬送し、画像形成部５６が印刷する。

次に、実施例１において、カットなしモードで記録・排出されるロール紙を、巻き取り用ホルダ５７に巻き取る動作について説明する。

ユーザは、始めに、使用済の紙管５８を、左右フランジ３２、３３に挟み込み、固定保持する。ここで挟み込んだフランジは、多少の外力に対しては、その位置がズレることがないように、不図示の機構によって、ホールドされている。そして、上記ロール紙給紙動作によって、ロール紙を一旦、機外まで給紙させ、その後に、さらにフィードを継続し、排出されたロールを、引き出したホルダ前部から回す。そして、下部ロール紙排紙口５９を通して、フランジにセットされている紙管５８の位置まで持ってくる。そして、テープ等によって、ロール紙の先端を紙管に接着し、さらに１回転する。

その後に、記録動作を開始すると、紙に弛みが、徐々に生じる。そして、スタンド５２の光学センサユニット４０の光軸Ｐｓを塞ぐ位置まで、紙が下がると、この下がった紙を検知することによって、巻き取り用ホルダ内のフランジ３３の駆動モータ３４を、一定時間駆動する。これによって、フランジと紙管とが回転し、そこに接着されているロールが、紙管に巻き取られる。そして、光学センサユニット４０が、光を再び検知する。上記動作を繰り返すことによって、記録・排出ロールが自動的に巻き取られる。

図５は、実施例１において、巻き取り装置内における巻き取り済みのロールと重なる部分６１を示す図である。

画像記録動作が行われ、ロール紙のフランジ３２、３３に巻き取られつつある部分６１に到達するまでに、印刷されたメディアが自然乾燥するように、搬送速度が制御される。つまり、記録された紙が、巻き取り済みのロールと重なる部分６１に到達するまでに、印刷されたメディアが自然乾燥するように、搬送速度が制御される。

したがって、巻き取り用ホルダ内のロール巻き始めの部分６１では、メディアが乾いた状態で重なる。つまり、メディアが乾いた状態で重なる。

次に、実施例１における用紙搬送速度の制御について説明する。

巻き取り動作が開始されると、プリンタＰＲ１は、排出されたロール紙の長さを、副走査ローラ（搬送ローラ）の回転量に基づいて、常に計測する。この計測によって、巻き取り径を推定することができる。この推定された巻き取り径に応じて、用紙搬送速度を、３段階で変更する。具体的に述べると、副走査ローラの回転速度が、３段階で切換えられる。動作開始時は、副走査ローラの回転速度が、最も低速で回転する。その後に、ロール紙の全体の１／３程度が排出されると、副走査ローラの回転速度が、２番目に速い速度で回転し、さらに１／３が排出され、残りのロール紙が１／３になると、副走査ローラの回転速度が、最も速い速度で回転する。なお、副走査ローラの回転速度の変更段階数を３に限る必要はない。

このように制御する理由は、次の通りである。つまり、ロール１本分を巻き取る際の巻き取り径は、ロールが緩く巻かれているので、給紙側のロール径の数十％増しである。つまり、ロール１本分を巻き取る際の巻き取り径（巻き取り装置のロールの直径）は、５０〜１１０ｍｍの範囲で変化する。実施例１では、５０〜１５０ｍｍの範囲で、巻き取り径が変化する。

図６は、実施例１における巻き取り装置内でのロール紙状態（巻き取り量大／巻き取り量小）（横）を示す図である。

つまり、図６に示すＰｔ１〜Ｐｔ２の範囲で、巻き取り装置周辺の軌跡を描く。画像形成部５６から、ロール紙の印刷面が、巻き取り装置におけるロール紙の他の面に接するまでの距離は、巻き取り装置のロールの外周が変化することに伴って変化する。この距離の変化は、巻き取り装置のロールの外周の変化分に、主に依存している。

画像形成部５６から巻き取り装置のロール手前（図４のＡ点）までの長さを、１２００ｍｍとすると、巻き取り装置のロールの直径の変化は、５０〜１５０ｍｍであり、同ロールの外周の変化は、約３倍である。よって、同ロールの外周の変化は、１５０〜４５０ｍｍであり、これを１２００ｍｍに加えれば、画像形成部５６から巻き取り装置でメディアの印刷面がメディアの他の面に接するまでの距離は、１３５０ｍｍ〜１６５０ｍｍの範囲で変化する。この場合に変化する距離は、１．２倍程度であるので、用紙搬送速度が一定であれば、印刷されたメディアが巻き取り装置に巻き取られるまでの時間は、画像形成部５６から巻き取り装置までの距離に比例する。

これに対して、インクの乾燥時間は、メディア種に応じて一定であるので、画像形成から巻き取りまでの時間が同じであれば、画像形成部５６から巻き取り装置のロール手前までの距離が増えた分だけ、搬送速度を上げることができる。

ところで、従来例において、巻き取り装置を使用しているときにおける用紙搬送速度は、一律であり、用紙搬送速度の最も遅い速度で搬送される。一方、実施例１において、最終的には、用紙搬送速度を、およそ１．２倍向上させることができ、スループット向上の観点から、実施例１は効果的である。

実施例１では、巻き取り機構の構成を、従来の構成となるべく共通化するために、用紙搬送速度を導出したが、これに限る必要はない。たとえば、巻き取り側のロール１回転を検出する手段を持ち、巻き取り側のロール１回転に要した用紙搬送量に基づいて、巻き取りロールの外周を検知し、この検知したロールの外周に応じて、画像形成部５６から巻き取り装置のロール手前までの経路長を導出する。

巻き取り側のロール１回転に要した用紙搬送量は、次のように求める。上記巻き取り側のロール１回転を検出する手段が、ロール１回転を検出する間に、上記巻き取りロールが１回転する間の用紙搬送ローラのエンコーダのパルスカウントを、モニタリングする。これによって、用紙搬送量を測定する。なお、プリンタＰＲ１のファームウェアにおいて２ｍｓｅｃ毎に起動される周期起動ハンドラによって、上記巻き取りロールが１回転する間の用紙搬送ローラのエンコーダのパルスカウントを、モニタリングする。

巻き取り装置のロール手前までの経路長を、次の簡単な計算式で求めるようにしてもよい。つまり、{（画像形成部５６から巻き取り装置のロール手前までの経路長）／（インク乾燥時間）}の式によって、用紙搬送速度を算出し、または、上記巻き取りロール外周に応じて、予め設定された用紙搬送速度を選択するようにしてもよい。

実施例１では、巻き取りロール外周を、排出メディア長さに基づいて計算するが、実際の径をセンサによって検出（接触／非接触）し、この検出した巻き取り径に基づいて、巻き取り側のロール外周を算出するようにしてもよい。この算出されたロール外周に応じて、用紙搬送時に、逐一搬送速度を導出するようにしてもよい。

インク乾燥時間は、メディアによって固定的な値である（メディアが決まれば、インク乾燥時間が固定的に決まる）が、上記巻き取り経路長は、巻き取り装置の巻き取り径に左右される。これは、メディアが、巻き取り先のロールの外周を一周した後に巻き取られるためである。よって、巻き取り装置にロール紙を取り付けた直後の巻き取り径は小さく（およそ５０ｍｍ）、ロール紙を巻き取るに従い、巻き取り装置のロール径が大きくなり（およそ１５０ｍｍになり）、巻き取り側のロール径の外周も大きくなる。この巻き取り側のロール径の外周の増加分が、そのまま巻き取り経路長の増分になる。

つまり、画像形成部５６で用紙にインクが吐出された地点から、図４でＰ（太線部）が示すように、巻き取り装置側のロールの外周を１周分経由し、用紙の印字面が重なる地点までが、巻き取り経路長である。したがって、巻き取り側のロール径の外周の増加分が、そのまま巻き取り経路長の増分になる。なお、上記実施例において、光学センサユニット４０がロール紙を検出した後に、巻き取り装置が一定時間巻き取るので、巻き取り装置側で巻き取り速度を制御することができず、プリンタ側でロール紙の排出速度を制御する。

この経路長の増分を考慮し、巻き取り経路長は、巻き取られたメディア長をカウントし、巻き取り量の増加に従って、巻き取り径が増加するので、上記巻き取り量に応じて用紙搬送速度を選択する手段を設ける。なお、実施例における巻き取りロールは、ＬＦローラが用紙を搬送し、光学センサユニット４０が光軸Ｐｓを塞ぐことによって、従動的に駆動を開始するので、巻き取りロールの回転速度を制御するのではなく、用紙搬送速度を制御する。

また、上記巻き取り経路長は、上記のように、巻き取り径に関係ない経路長と、巻き取り径によって変化する巻き取り側ロール外周との和である。よって、上記算出した経路長とインク乾燥時間とに基づいて、用紙搬送速度を算出する手段等によって、駆動前に用紙搬送速度を導出する。つまり、印字されたロール紙が巻き取られるまでにかかる時間が、インク乾燥時間と等しいと考えると、用紙搬送速度＝巻き取り経路長／インク乾燥時間である。

上記乾燥時間が同じであれば、上記巻き取り経路長が長くなればなるほど、上記乾燥時間を満たすためのメディアの搬送速度を上げること（最適化）ができる。

記録紙、用紙に限らず、布、フィルム等を含めたメディアに、上記実施例を適用するようにしてもよい。

すなわち、上記実施例は、印刷されたメディアが巻き取り装置側で重なるまでの時間が一定になるように、用紙搬送速度を選択し、これによって、メディアに記録されたインクが充分に自然乾燥し、しかも、印刷時間が短縮される。

つまり、上記実施例は、インクを吐出する記録ヘッドを、メディアに沿って移動し、１バンドの画像を記録し、メディアを搬送し、次の１バンドの画像を記録することを繰り返し、ページ印刷する画像形成装置を有する。また、上記実施例は、排出されたメディアをロール状に巻取る巻き取り手段を有する。さらに、上記実施例は、上記巻き取り手段に巻き取られたロールメディアの巻き取り径、巻き取り外周、巻き取り量のうちの少なくとも1つを検出する検出手段を有する。しかも、上記実施例は、上記巻き取り手段が巻き取ったロールメディアの巻き取り径、巻き取り外周、巻き取り量のうちの少なくとも１つの情報と、印刷時のメディアの乾燥時間とに応じて、上記巻き取り手段の回転速度を変更する回転速度変更手段を有する。

また、上記実施例を方法の発明として把握することができる。つまり、上記実施例は、インクを吐出する記録ヘッドを、メディアに沿って移動し、１バンドの画像を記録し、メディアを搬送し、次の１バンドの画像を記録することを繰り返し、ページ印刷する画像形成装置を有する画像記録装置の制御方法である。また、上記実施例は、排出されたメディアをロール状に巻取る巻き取り手段とを装備する画像記録装置の制御方法である。さらに、上記実施例は、上記巻き取り手段に巻き取られたロールメディアの巻き取り径、巻き取り外周、巻き取り量のうちの少なくとも１つを検出する検出工程を有する。しかも、上記実施例は、上記巻き取り手段が巻き取ったロールメディアの巻き取り径、巻き取り外周、巻き取り量のうちの少なくとも１つの情報と、印刷時のメディアの乾燥時間とに応じて、上記巻取る巻き取り手段の回転速度を変更する回転速度変更工程を有する。

本発明の実施例１であるプリンタＰＲ１の概略構成を示す正面図である。 プリンタＰＲ１の概略構成を示す側面図である。 プリンタＰＲ１における巻き取り装置３１を示す平面図である。 実施例１であるプリンタＰＲ１の断面図である。 実施例１において、巻き取り装置内における巻取り済みのロールと重なる部分６１を示す図である。 実施例１における巻き取り装置内でのロール紙状態（巻き取り量大／巻き取り量小）（横）を示す図である。

符号の説明

ＰＲ１…プリンタ、
１１…モータ、
１２…プーリ、
１３…キャリッジ駆動ベルト、
１４…リニアスケール、
１５…キャリッジ、
１６…リニアスケールセンサ、
１７…インクジェットヘッド、
１８…光学式（フォト）センサユニット、
１９…記録紙、
２０…プラテン、
２１…フォトセンサユニット、
２２…ピンチローラ、
２３…用紙搬送ローラ、
２４…用紙カッタユニット、
２５…用紙カッタ溝、
３１…巻き取り装置、
３２…フランジ（左）、
３３…フランジ（右）、
３４…駆動モータ、
３５…スライドレール、
３６…ロール紙巻き芯、
４０…光学センサユニット、
４１…発光部、
４２…受光部、
５１…プリンタ本体、
５２…スタンド、
５３…ロール紙、
５４…ロールホルダ、
５５…ロール紙搬送部、
５６…画像形成部、
５７…巻き取り用ホルダ、
５８…使用済み紙管、
５９…ロール紙排紙口、
Ｐｓ…ロール紙弛み検出センサ光軸、
Ｐ…印字ヘッド〜巻き取り装置の巻き取り位置までの経路、
Ｐｔ１…装置内でのロール紙状態（巻き取り量大）、
Ｐｔ２…装置内でのロール紙状態（巻き取り量小）。

Claims (4)

1. 連続したメディアを搬送して記録ヘッドを用いて画像を形成していく画像形成部と、前記画像形成部から排出されたメディアを回転しながらロール状に巻取る巻き取り部とを有し、前記巻き取り部は前記記録ヘッドで画像が形成されたメディアの面がロールの外側となるようにロール状にメディアを巻き取っていく画像記録装置であって、
   前記巻き取り部にロール状に巻き取られたメディアのロールの外周の長さに関する情報を取得する取得手段と、
   使用するメディアの種類により決定されるインク乾燥に要する時間が短いほど、前記巻き取り部がメディアを巻き取る際のメディアの搬送速度または前記巻き取り部が回転する速度が速くなるよう設定し、且つ、前記取得手段で取得された前記外周の長さが長くなるほど、前記搬送速度または前記回転する速度が速くなるよう変化させる制御手段と、
   を有することを特徴とする画像記録装置。
2. 前記取得手段は、前記巻き取り部を１回転させる間に搬送されるメディア長さから前記ロールの外周の長さを取得する、もしくは前記巻き取り部にロール状に巻き取られたメディアのロールの径または巻き取られたメディアの長さから前記ロールの外周の長さを算出することを特徴とする請求項１記載の画像記録装置。
3. 前記制御手段は、前記画像形成部において前記記録ヘッドで画像を形成する位置から前記巻き取り部にロール状に巻き取られたメディアまでのメディアの長さに、前記巻き取り部にロール状に巻き取られたメディアの外周１周分の長さを加算した長さを、前記メディアの種類によって決定されるインク乾燥に要する時間で割って前記搬送速度を求めることを特徴とする請求項１または２に記載の画像記録装置。
4. 前記画像形成部は、メディアを第１方向に搬送する搬送部と、前記記録ヘッドを保持して前記第１方向と交差する第２方向に往復移動させるキャリッジとを備え、前記記録ヘッドからインクを吐出させながら前記キャリッジを移動させる動作と前記搬送部によりメディアを移動させる動作を交互に繰り返して画像を形成していくことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像記録装置。
   

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