JP5349942B2 - 記録装置および記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、記録装置および記録方法に関し、特にインクジェット記録装置で用いる記録媒体の搬送量誤差を補正する技術に関するものである。

インクジェット記録装置（記録装置）では、記録媒体を搬送する際に、記録媒体の浮きやたるみによって記録媒体が記録ヘッドに接触し、記録ヘッドの汚損、損傷が発生するおそれがある。このような問題を解決するために、搬送方向下流側で記録媒体を搬送する排紙ローラに対して、上流側の搬送ローラの周速を高く設定する技術が知られている（特許文献１）。
特開２００５−１９４０４３号公報

排紙ローラに対して搬送ローラの周速が高く設定されていると、記録媒体の後端が搬送ローラの挟持部から離脱する際に、記録媒体が所定の搬送量よりも多く搬送されてしまうため、画像品位を著しく低下させてしまうおそれがある。そこで、記録媒体の後端が搬送ローラの挟持部から離脱するタイミングでは、搬送ローラと排紙ローラの周速を等しく、すなわち搬送ローラと排紙ローラの周速比を“１”とすることで、安定した搬送を実現しようとした。

さらに、本願発明者らが誠意検討を重ねた結果、搬送ローラと排紙ローラの周速比には、これらローラの偏心が強く影響を及ぼしていることを見出した。ローラの偏心とは、ローラの断面形状が真円でない、ローラの回転中心がずれている等の状態にあることである。ローラの偏心があると、周方向の長さ（弧の長さ）及び周速がローラの回転位置（回転位相）によって変動してしまう。

そこで、本発明は、搬送ローラおよび排紙ローラの偏心の程度に基づいて搬送ローラ及び排紙ローラの搬送量を制御することにより、記録媒体が搬送ローラから離脱するタイミングでの搬送量を安定化させ、記録品位の悪化を軽減することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、インクを吐出するための記録ヘッドと、前記記録ヘッドよりも記録媒体の搬送方向上流側に配置され、前記記録媒体を搬送するための第１のローラと、前記搬送方向下流側に配置され、前記記録媒体を搬送するための第２のローラと、前記記録媒体が前記第１のローラを離れるときの前記第１の搬送ローラに対する前記第２の搬送ローラの増速率の絶対値が最小になる前記第１、第２のローラの位相の組み合わせとするために、前記第１のローラによる搬送開始時の前記第１のローラの位相を調整する搬送制御手段とを備え、該搬送制御手段は、前記記録媒体の搬送経路に応じて選択的に位相の調整を行うことを特徴とする。

本発明によれば、記録媒体が搬送ローラから離脱するタイミングでの搬送量を安定化させ、記録品位の悪化を軽減することが可能となる。

図１〜９は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を説明する図である。以下に、図１〜９を用いて記録装置の各部の構成について詳細に説明を行う。

（Ａ）給紙部（図１〜図４）
給紙部は、記録媒体を積載する圧板Ｍ２０１０、記録媒体を１枚ずつ給紙する給紙ローラＭ２０８０、記録媒体を分離する分離ローラＭ２０４１、記録媒体を積載位置に戻すための戻しレバーＭ２０２０等がベースＭ２０００に取り付けられることで構成されている。

（Ｂ）用紙搬送部（図１〜図４）
図１〜図４を参照するに、用紙搬送部は、主に、曲げ起こした板金からなるシャーシＭ１０１０に、記録媒体を搬送する第１のローラである搬送ローラＭ３０６０とペーパエンドセンサ（ＰＥセンサ）Ｅ０００７が回動可能に取り付けられて構成されている。搬送ローラＭ３０６０は、金属軸の表面にセラミックの微小粒がコーティングされた構成となっている。また、両軸の金属部分を不図示の軸受けが受ける状態で、シャーシＭ１０１０に取り付けられている搬送ローラＭ３０６０を付勢することにより、回転時に適量の負荷を与えて安定した搬送が行えるようになっている。

搬送ローラＭ３０６０には、従動する複数のピンチローラＭ３０７０が当接して設けられている。ピンチローラＭ３０７０は、ピンチローラホルダＭ３０００に保持されているが、不図示のピンチローラバネによって付勢されることで、搬送ローラＭ３０６０に圧接し、ここで記録媒体の搬送力を生み出している。この時、ピンチローラホルダＭ３０００の回転軸は、シャーシＭ１０１０の軸受けに取り付けられ、この位置を中心に回転する。

記録媒体が搬送されてくる入口には、記録媒体をガイドするためのペーパガイドフラッパＭ３０３０およびプラテンＭ３０４０が配設されている。また、ピンチローラホルダＭ３０００には、ＰＥセンサレバーＭ３０２１が設けられており、ＰＥセンサレバーＭ３０２１は、記録媒体の先端および後端の検出をＰＥセンサＥ０００７に伝える役割を果たす。プラテンＭ３０４０は、シャーシＭ１０１０に取り付けられ、位置決めされている。ペーパガイドフラッパＭ３０３０は、不図示の軸受け部を中心に回転可能で、シャーシＭ１０１０に当接することで位置決めされる。搬送ローラＭ３０６０の記録媒体搬送方向における下流側には、記録ヘッド４（図１３）が設けられている。

上記構成における搬送の過程を説明する。用紙搬送部に送られた記録媒体は、ピンチローラホルダＭ３０００およびペーパガイドフラッパＭ３０３０に案内されて、搬送ローラＭ３０６０とピンチローラＭ３０７０とのローラ対に送られる。この時、ＰＥセンサレバ−Ｍ３０２１が、記録媒体の先端を検知して、これにより記録媒体に対する記録位置が求められている。搬送ローラＭ３０６０とピンチローラＭ３０７０とからなるローラ対は、ＬＦモータＥ０００２の駆動により回転され、この回転により記録媒体がプラテンＭ３０４０上を搬送される。プラテンＭ３０４０には、搬送基準面となるリブが形成されており、このリブにより、記録ヘッドＨ１００１と記録媒体表面との間のギャップが管理されている。また同時に、当該リブが、後述する排紙部と合わせて、記録媒体の波打ちを抑制する役割も果たしている。

（Ｃ）排紙部（図１〜４）
図１〜図４を参照するに、排紙部は、第２のローラとして機能する第１の排紙ローラＭ３１００および第２の排紙ローラＭ３１１０、複数の拍車Ｍ３１２０およびギア列などから構成されている。第１の排紙ローラＭ３１００は、金属軸に複数のゴム部を設けて構成されている。第１の排紙ローラＭ３１００の駆動は、搬送ローラＭ３０６０の駆動が、アイドラギアを介して第１の排紙ローラＭ３１００まで伝達されることによって行われている。

第２の排紙ローラＭ３１１０は、樹脂の軸にエラストマの弾性体Ｍ３１１１を複数取り付けた構成になっている。第２の排紙ローラＭ３１１０の駆動は、第１の排紙ローラＭ３１００の駆動が、アイドラギアを介して伝達すること行われる。

拍車Ｍ３１２０は、周囲に凸形状を複数設けた例えばＳＵＳでなる円形の薄板を樹脂部と一体としたもので、拍車ホルダＭ３１３０に複数取り付けられている。この取り付けは、コイルバネを棒状に設けた拍車バネによって行われているが、同時に拍車バネのばね力は、拍車Ｍ３１２０を排紙ローラＭ３１００およびＭ３１１０に対し所定圧で当接させている。この構成によって拍車Ｍ３１２０は、２つの排紙ローラＭ３１００およびＭ３１１０に従動して回転可能となっている。拍車Ｍ３１２０のいくつかは、第１の排紙ローラＭ３１００のゴム部、あるいは第２の排紙ローラＭ３１１０の弾性体Ｍ３１１１の位置に設けられており、主に記録媒体の搬送力を生み出す役割を果たしている。また、その他のいくつかは、ゴム部あるいは弾性体Ｍ３１１１が無い位置に設けられ、主に記録時の記録媒体の浮き上がりを抑える役割を果たしている。

また、ギア列は、搬送ローラＭ３０６０の駆動を排紙ローラＭ３１００およびＭ３１１０に伝達する役割を果たしている。

第１の排紙ローラＭ３１００と第２の排紙ローラＭ３１１０の間には、不図示の紙端サポートが設けられている。紙端サポートは、記録媒体の両端を持ち上げて、第１の排紙ローラＭ３１００の先で記録媒体を保持することにより、記録媒体に成された記録を、キャリッジの擦過などから守る役割を果たしている。具体的には、先端に不図示のコロが設けられた樹脂部材が、不図示の紙端サポートバネによって付勢されて、所定の圧力で記録媒体に押し付けることで、記録媒体の両端が持ち上げられ、こしを作り、所定の位置に保持できるように構成されている。

以上の構成によって、画像形成された記録媒体は、第１の排紙ローラＭ３１１０と拍車Ｍ３１２０とのニップに挟まれ、搬送されて排紙トレイＭ３１６０に排出される。排紙トレイＭ３１６０は、複数に分割され、後述する下ケースＭ７０８０の下部に収納できる構成になっており、使用時には引出して使用する。

また、排紙トレイＭ３１６０は、先端に向けて高さが上がり、更にその両端は高い位置に保持されるよう設計されており、排出された記録媒体の積載性を向上し、記録面の擦れなどを防止している。第１の排紙ローラＭ３１００と第２の排紙ローラＭ３１１０のローラ径は同じものが使用されており、第１の排紙ローラ３１００と第２の排紙ローラ３１１０で搬送された時の搬送誤差は両排紙ローラの周長を周期とした安定な周期関数の挙動を示すようになる。また、第１の排紙ローラＭ３１００には位相を検出する不図示の光学センサが取り付けられている。突起上のフラグがセンサを通過するタイミングを原点としている。

（Ｄ）記録ヘッド（図８）
給紙部、および用紙搬送部によって記録位置まで搬送された記録媒体には、キャリッジ７に取り付けられた記録ヘッド４よりインクが吐出されて、記録媒体上に画像記録が行われる。記録ヘッド４の形態としては、インク吐出のために利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段（例えば発熱抵抗素子）を備え、その熱エネルギによりインクの状態変化（膜沸騰）を生起させる方式を用いたものとすることができる。また、エネルギ発生手段としてピエゾ素子などの機械的エネルギを発生する素子を備え、その機械的エネルギによりインクを吐出させる方式を用いたものとすることもできる。

本実施形態の記録装置は、１０色の顔料インクによって画像を形成する。１０色とはシアン（Ｃ）、ライトシアン（Ｌｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（Ｌｍ）、イエロー（Ｙ）、第１ブラック（Ｋ１）、第２ブラック（Ｋ２）、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）およびグレー（Ｇｒａｙ）である。なお、Ｋのインクとは、上述した第１ブラックＫ１または第２ブラックＫ２のインクである。ここで、第１ブラックＫ１および第２ブラックＫ２のインクとは、それぞれ、光沢紙に対して光沢感の高い記録を実現するフォトブラックインクおよび光沢感のないマット紙に適したマットブラックインクとすることができる。

図８は、本実施形態で採用した記録ヘッド４をノズル形成面側から見た状態を模式的に示している。本例の記録ヘッド４は上記１０色のうち５色ずつのノズル列を形成した２つの記録素子基板Ｈ３７００および記録素子基板Ｈ３７０１を有している。Ｈ２７００〜Ｈ３６００は、それぞれ異なる１０色のインクに対応するノズル列である。

一方の記録素子基板Ｈ３７００には、グレー、ライトシアン、第１ブラック、第２ブラックおよびライトマゼンタのインクが供給されて吐出動作を行う各ノズル列Ｈ３２００、Ｈ３３００、Ｈ３４００、Ｈ３５００およびＨ３６００が形成されている。他方の記録素子基板Ｈ３７０１には、シアン、レッド、グリーン、マゼンタおよびイエローのインクが供給されて吐出動作を行うノズル列Ｈ２７００、Ｈ２８００、Ｈ２９００、Ｈ３０００およびＨ３１００が形成されている。各ノズル列は、記録媒体の搬送方向に１２００ｄｐｉ（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ；参考値）の間隔で並ぶ７６８個のノズルによって構成され、約３ピコリットルのインク滴を吐出させる。各ノズル吐出口における開口面積は、およそ１００平方μｍに設定されている。

係るヘッド構成では、記録媒体上の同一の領域に対する記録を１回の主走査によって完成させる、いわゆる１パス記録を実行することが可能である。しかしノズルのばらつきなどを低減し、記録品位を向上するために、記録媒体上の同一の走査領域に対する記録を複数回の主走査によって完成させる、いわゆるマルチパス記録を実行することも可能である。マルチパス記録時のパス数は記録モードその他の条件に応じて適宜定められる。

記録ヘッド４に対しては、使用するインクの色に対応して、複数の独立したインクタンクが着脱可能に装着される。あるいは、装置の固定部位に設けたインクタンクから液体供給チューブを介してインクが供給されるものでもよい。

記録ヘッド４の主走査方向の移動可能範囲内で、かつ、記録媒体Ｐないしはプラテン３の側端部外の領域である非記録領域には、記録ヘッド４の吐出面と対面可能に回復ユニット１１が配置されている。回復ユニット１１は、次に示すような公知の構成を備える。すなわち、記録ヘッド４の吐出面をキャッピングするキャップ部、吐出面をキャッピングした状態で記録ヘッド４から強制的にインクを吸引する吸引機構、およびインク吐出面の汚れを払拭するクリーニングブレード等である。

なお、キャリッジ７には不図示の読み取りセンサ（スキャナ）が搭載されており、後述する搬送量補正のためのテストパターンの濃度読み取りを行える。

（Ｅ）フラットパス部（図５〜７）
給紙部からの給紙は、図４に示したように記録媒体が通る経路がピンチローラに達するまで曲がっているため、記録媒体を曲げた状態で行われることになる。従って、例えば０．５ｍｍ程度以上の厚い記録媒体等を給紙部から給紙しようとすると、曲げられた記録媒体の反力が発生し、給紙抵抗が増えて給紙が行えない場合がある。また、給紙が可能であっても、排紙後の記録媒体が曲がったままとなったり、折れたりすることもある。

厚い記録媒体等、曲げたくない記録媒体や、ＣＤ−Ｒ等、曲げることのできない記録媒体に対して記録を行うのがフラットパス記録である。

ここで、フラットパス記録には本体背面のスリット上の開口部から（給紙装置の下）、手差し給紙の態様で記録媒体を本体のピンチローラにニップさせ、記録を行うタイプがある。しかし本実施形態のフラットパス記録は、記録媒体を本体手前の排紙口から記録位置まで給紙し、スイッチバックしてから記録を行う形態のものである。

フロントカバーＭ７０１０は、通常記録した記録媒体を数十枚程度積載しておくためのトレイを兼ねるために排紙部より下方にある（図１）。フラットパス記録時には、記録媒体を排紙口から水平に、通常の搬送方向とは反対方向に給紙するために、フロントトレイＭ７０１０を排紙口の位置まで上げる（図５）。フロントトレイＭ７０１０には不図示のフック等が設けられており、フラットパス給紙位置にフロントトレイを固定可能である。フロントトレイＭ７０１０がフラットパス記録位置にあることはセンサで検知可能であり、当該検知に応じてフラットパス記録モードと判断することができる。

フラットパス記録モードでは、記録媒体をフロントトレイＭ７０１０に載せて排紙口から記録媒体を挿入するために、まずフラットパスキーＥ３００４を操作する。そして、想定している記録媒体の厚みより高い位置まで、拍車ホルダＭ３１３０とピンチローラホルダＭ３０００とを不図示の機構により持ち上げる。またリアトレイボタンＭ７１１０を押すことによってリアトレイＭ７０９０を開き、さらにリアサブトレイＭ７０９１をＶ字に開くことも可能である（図６）。リアトレイＭ７０９０およびリアサブトレイＭ７０９１は、長い記録媒体を本体前面から挿入した場合は本体背面から突出するので、長い記録媒体を本体背面でも支えるためのトレイである。厚い記録媒体は記録中にフラットな姿勢を保たないとヘッドフェイス面と擦れたり、搬送負荷が変化したりすることから記録品位に影響を及ぼすおそれがあるので、これらのトレイの配設は有効である。しかし本体背面からはみ出ない程度の長さの記録媒体であれば、リアトレイＭ７０９０等を開く必要はない。

以上によって、記録媒体を排紙口から本体内に挿入可能となる。図７を用いて、プラットパスモードにおける、記録媒体の搬送手順を説明する。まず、記録媒体の後端部（ユーザに最も近く位置する手前側の端部）と右端部とをフロントトレイＭ７０１０のマーカ位置に揃えて、フロントトレイＭ７０１０に載せる。

ここで再度フラットパスキーＥ３００４を操作すると、拍車ホルダ３１３０が降りて排紙ローラＭ３１００およびＭ３１１０と拍車３１２０とで記録媒体をニップする。その後、排紙ローラＭ３１００，Ｍ３１１０で記録媒体を所定量本体内に引き込む（通常記録時の搬送方向とは逆方向）。最初に記録媒体をセットした際に記録媒体の手前側の端部（後端部）を揃えているので、短い記録媒体の前端部（ユーザから見て最も奥側の端部）は搬送ローラＭ３０６０まで届いていないことがある。従って所定量とは、想定している一番短い記録媒体の後端が搬送ローラＭ３０６０に届くまでの距離とする。所定量送られた記録媒体は搬送ローラＭ３０６０に届いているので、その位置でピンチローラホルダＭ３０００を降ろして、搬送ローラＭ３０６０とピンチローラＭ３０７０とで記録媒体をニップさせる。これで記録媒体のフラットパス記録のための給紙が終了したことになる（記録待機位置）。

排紙ローラＭ３１００およびＭ３１１０と拍車Ｍ３１２０とのニップ力は、通常記録時の排紙時に形成画像に影響を与えないよう、比較的低く設定されている。従って、フラットパス記録時には記録を行うまでに記録媒体の位置がずれてしまうおそれがある。しかし本実施形態では、ニップ力が比較的高い搬送ローラＭ３０６０とピンチローラＭ３０７０とによって記録媒体をニップさせるので、記録媒体のセット位置が確保されたことになる。また、記録媒体を上記所定量だけ本体内に送るとき、プラテンＭ３０４０と拍車ホルダＭ３１３０の間にあるフラットパス紙検知センサＭ３１７０で記録媒体の後端位置（記録時の前端位置となる）を検知することができる。

記録媒体が上記記録待機位置に設定されると、記録コマンドを実行する。すなわち、記録ヘッドＨ１００１による記録位置まで搬送ローラＭ３０６０で記録媒体を搬送し、後は通常の記録動作と同じように記録を行い、記録後フロントトレイＭ７０１０に排紙することになる。

フラットパス記録をさらに行いたい場合は、記録した記録媒体をフロントトレイＭ７０１０から取り出し、次の記録媒体をセットして、後は前述した処理を繰り返せばよい。具体的には、フラットパスキーＥ３００４を押すことによって、拍車ホルダＭ３１３０とピンチローラホルダＭ３０００とを持ち上げて、記録媒体をセットすることから始まる。

一方、フラットパス記録を終了する場合は、フロントトレイＭ７０１０を通常記録位置に戻すことによって通常記録モードに戻すことができる。

（Ｆ）電気回路構成
図９は、記録装置の制御系の主要部の構成例を示す。ここで、１００は記録装置の各駆動部の制御を行う制御部である。制御部１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＥＥＰＲＯＭ１０３およびＲＡＭ１０４を備える。ＣＰＵ１０１は、後述する処理手順を含め、記録動作等に関わる処理のための種々の演算および判別を行うほか、記録データなどについての処理を行う。ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ１０１が実行する処理手順に対応したプログラムや、その他の固定データなどを格納する。ＥＥＰＲＯＭ１０３は不揮発性メモリであり、所定の情報を記録装置の電源オフ時にも保持しておくために用いられる。ＲＡＭ１０４は、外部から供給された記録データや、これを装置構成にあわせて展開した記録データを一時的に格納するほか、ＣＰＵ１０１による演算処理のワークエリアとして機能する。

インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５は、外部のホスト装置１０００と接続する機能を有し、ホスト装置１０００との間で所定のプロトコルに基づいて双方向の通信を行う。なお、ホスト装置１０００はコンピュータその他の公知の形態を有し、本実施形態の記録装置に記録を行わせる記録データの供給源をなすとともに、その記録動作を行わせるためのプログラムであるプリンタドライバがインストールされている。すなわちプリンタドライバからは、記録データや、これを記録する記録媒体の種別情報といった記録設定情報、および記録装置の動作制御を行わせる制御コマンドが送られるようになっている。

リニアエンコーダ１０６は記録ヘッド４の主走査方向上の位置を検出するものである。シートセンサ１０７は記録媒体搬送経路上の適宜の位置に設けられる。このシートセンサ１０７を用いて記録媒体の先後端を検出することにより、記録媒体の搬送（副走査）位置を知ることができる。制御部１００にはモータドライバ１０８，１１２とヘッド駆動回路１０９とが接続されている。モータドライバ１０８は、制御部１００の制御のもとで、記録媒体の搬送駆動源をなす搬送モータ１１０の駆動を行う。搬送モータ１１０の駆動力はギヤ等の伝動機構を介して搬送ローラＭ３０６０、排紙ローラ３１００および排紙ローラ３１１０に伝達される。モータドライバ１１２は、キャリッジ７の移動の駆動源をなすキャリッジモータ１１４の駆動を行う。キャリッジモータ１１４の駆動力は、タイミングベルト等の伝動機構を介してキャリッジ７に伝達される。ヘッド駆動回路１０９は、制御部１００の制御のもとで、記録ヘッド４の駆動を行い、吐出動作を行わせる。ロータリエンコーダ１１６は、搬送ローラＭ３０６０の軸に取り付けられ、それぞれの回転位置や速度を検出することで、搬送モータの制御を行うために供される。

（本実施形態の特徴構成）
以下に、本実施形態の記録装置において特徴的な搬送制御の概要について述べる。まず、本実施形態では、記録媒体が搬送ローラＭ３０６０の挟持部を離脱したときに、搬送ローラと排紙ローラのローラ周速比を”１”にするための第１の補正値を用いて、搬送ローラおよび排紙ローラの回転、すなわちモータの駆動制御を実施する。さらに、上記ローラ周速比が極大もしくは極小となるときの搬送ローラおよび排紙ローラの回転位相において、記録媒体が搬送ローラの挟持部を離脱するように搬送ローラと排紙ローラの初期位相を調整する第２の補正値を用いる。

本実施形態では、上記第１、第２の補正値を用いて搬送量を制御することにより、記録媒体が搬送ローラから離脱するタイミングでの搬送量を安定化させ、記録品位の悪化を軽減することができる。

さらに、本実施形態では、第１、第２の補正値の両方を用いて搬送量を制御する第１の搬送制御と、第１の補正値のみを用いて搬送量を制御する第２の搬送制御とを記録媒体の搬送経路に応じて切換えることを特徴とする。これにより、複数の搬送経路を持つ記録装置において、記録媒体が搬送ローラから離脱するタイミングでの搬送量を安定化させることができる。

以下に、本実施形態の特徴である搬送量制御の詳細について説明を行っていく。

１．搬送量補正値の取得手順
本実施形態では、ローラの偏心に伴う、ローラの回転位相ごとの搬送量を補正するために、ローラ周長を１１０分割した各ブロックに対して、それぞれ搬送補正値を取得して搬送量補正を行っている。

図１０は、搬送量正値を取得するための処理手順の概要を示すフローチャートである。本手順では、まず記録媒体のセットおよび送給を含む記録動作の開始準備を行い、記録媒体が所定の記録位置へ搬送されると、搬送領域Ｉでテストパターンを記録する（ステップＳ１００１）。次に、記録媒体をさらに搬送して、搬送領域ＩＩでテストパターンを記録する（ステップＳ１００２）。

次に、読み取りセンサ１２０を用いてテストパターンを読取り、その濃度情報を取得する（ステップＳ１００３）。そして、この濃度情報に基き、累積搬送量誤差を検出、搬送補正値の取得（ステップＳ１００４）を実行する。

なお、テストパターンの詳細、搬送領域等については後述する。

２．テストパターンの詳細
まず、図１１を用いて、本実施形態において、搬送方向Ｙに沿って２つに分類される搬送領域について説明する。本実施形態では、搬送ローラのみで搬送されるときに記録が行われる領域、及び搬送ローラと排紙ローラの両方で搬送されているときに記録が行われる領域を”搬送領域Ｉ”とする。一方、排紙ローラのみで搬送される搬送領域を”搬送領域II”と定義する。なお、排紙ローラに較べて搬送ローラが記録媒体の搬送において支配的なローラであるため、本実施形態では、搬送ローラのみの搬送領域、搬送ローラと排紙ローラの両方のときの搬送領域をともに搬送領域Ｉとしている。

次に、本実施形態で用いるテストパターンを図１２に示す。本実施形態のテストパターンは、搬送領域Ｉ、II毎に記録される。さらに、各ローラの回転軸方向Ｘ（記録ヘッドの主走査方向）には、搬送基準に近い位置と、搬送基準から離れた位置とで、各ローラの搬送誤差を検出するためのテストパターンが並んで形成される。

すなわち、図１１において、ＦＲは搬送領域Ｉで記録されるテストパターンであり、ＦＲ１は搬送基準に近い位置のテストパターン、ＦＲ２は搬送基準から遠い位置のテストパターンである。また、ＥＲは搬送領域ＩＩで記録されるテストパターンであり、ＥＲ１は搬送基準に近い位置のテストパターン、ＥＲ２は搬送基準から遠い位置のテストパターンである。

なお、テストパターンＥＲ１およびＥＲ２を記録するにあたっては、テストパターンＦＲ１，ＦＲ２の記録後にピンチローラＭ３０７０をリリースし、排紙ローラのみで記録媒体を搬送する状態となるようにすることができる。これにより、テストパターンＥＲ１およびＥＲ２の記録できる領域を十分に確保することができる。

次に、記録媒体上に記録される４つのテストパターンのそれぞれについて説明する。

１つのテストパターンには、第２ブラック用ノズル列Ｈ３５００を用いて、搬送方向Ｙに沿って３０個、走査方向Ｘに沿って８個、合計２４０個のパッチが記録される。各パッチの記録では、７６８個のノズルが備えられたノズル列の中心６４０ノズルのうち上流側端部１２８ノズルを用いて１回目の記録走査が行われ、所定の画像が記録される。その後、１回あたり１２８ノズル相当の搬送を４回行い、上記６４０ノズルのうちの下流側端部１２８ノズルを用いて上記所定の画像に２回目の記録走査を行い、パッチが完成する。走査方向Ｘに並ぶ８個のパッチは、図中の左から右に向かって、２回目の走査でのノズルの使用範囲を１ノズルずつ搬送方向下流側にずらして記録されたものとなっている。ずらす範囲は、上流側にずらす場合を正とすると、−３〜＋４となっている。

本実施形態では、ノズル列Ｈ３５００は１２００ｄｐｉのピッチでノズルが配列されており、１２８ノズル分の範囲に相当する距離（１２８／１２００×２５．４＝２．７０９［ｍｍ］）が理想的な１回の搬送量（記録ヘッドの走査間の搬送量）である。ここで、理想的な（設計通りの）搬送量で搬送が行われていれば、ずれ量“０”では、１回目の走査で記録された所定の画像に対し、４回の媒体搬送を経た５回目の主走査で記録される画像がちょうど重なるようになっている。また、正のずらし量はその距離よりも搬送量が大きく、負のずらし量は搬送量が小さくなっていることに対応する。また、本実施形態では、各主走査間の媒体搬送量（理想値）を２．７０９ｍｍとし、３０回の主走査を繰り返すことで、副走査方向（搬送方向）の範囲にわたって３０個のパッチが形成されるようにする。このため、１つのテストパターンの副走査方向の長さは２．７０９×３０＝８１．２７ｍｍ（理想量）となり、公称３７．１９ｍｍの外周をもつローラが用いられている場合、その２周分超に相当する。

また、走査方向に並ぶ８つのパッチを１つのパッチ群とすると、搬送方向Ｙに並ぶ３０のパッチ群は１回目の記録走査と２回目の記録走査との間の媒体搬送に使用されるローラ領域をそれぞれ異ならせて形成されるものである。搬送方向に最上流のパッチ群の１回目の記録走査後の媒体搬送がローラの基準位置から行われたとすると、上記最上流のパッチ群を記録にあたっては、ローラの基準位置から４回の媒体搬送に相当する領域（０〜１０．８３６ｍｍ）が使用されたことになる。また、上流側から２番目のパッチ群では、ローラの基準位置から２．７０９ｍｍ離れた位置から４回の媒体搬送に相当する領域（２．７０９〜１３．５４５ｍｍ）が使用されたことになる。同様に、３番目のパッチ群ではローラの領域（５．４１８〜１８．９６３ｍｍ）、４番目のパッチ群ではローラの領域（８．１２７〜２１．６７２ｍｍ）が使用されたことになる。このように、各パッチ群では、１回目の走査から２回目の走査までに、それぞれ異なるローラの領域が使用される。

１回目の走査に供される上流側ノズル群で記録した画像と、２回目の走査に供される下流側ノズル群の画像とが重なっていれば、画像中にドットの記録されない部分が発生するようになっており、濃度（ＯＤ値）は低くなる。一方、搬送量に誤差があり、１回目の走査と２回目の走査で記録される画像がずれていれば、空白部分が埋められ、濃度は高くなる。

３．搬送誤差の取得
上述のようにして記録したテストパターンをスキャナで読み取り、全パッチの濃度を検出した後、主走査方向に複数記録された各パッチごとに濃度の比較を行う。そして、パッチ群の中で最も濃度の薄いパッチのずらし量を搬送誤差として取得することができる。ただし、上述の搬送誤差は、パターン記録の１回目の走査と２回目の走査の間の累積搬送誤差（４回の搬送動作の累積）として算出される。このような累積搬送誤差は、ある基準長に従って共通化されていることが好ましい。本実施形態では、４回の搬送動作における搬送誤差（６４０ノズル分累積）に７６８／６４０を掛ける演算を実施することで、ノズル列長（６４０ノズル分相当）での累積搬送誤差に換算する。

４．補正値の取得
まず、図１３を用いて、補正値の取得のための一連の手順について説明する。

ステップＳ２００１において、搬送領域Ｉ、ＩＩ間（媒体後端が搬送ローラを離脱するタイミング）で搬送量を補正すべきかを判断し、必要であれば、ステップＳ２００２において、搬送領域Ｉ、ＩＩの累積搬送誤差Ｘｎを取得する。さらに、この累積搬送誤差Ｘｎをローラに割り付けられたブロック毎に分類し（Ｓ２００３）、ステップＳ２００４で第１の補正値の取得が必要であると判断されれば、ステップＳ２００５、Ｓ２００６に進む。ステップＳ２００５でブロック毎に第１の補正値を取得し、これをステップＳ２００６でＥＥＰＲＯＭに書き込む。次に、ステップＳ２００７において第１の補正値の分布を元に第２の補正値を取得し、これをＥＥＰＲＯＭに書き込む（Ｓ２００７）。ステップＳ２００８で、さらに補正値の取得が必要な領域があるかを判断して、フローを終了する。

以下に、この補正値取得の詳細を説明する。

搬送誤差の取得の段落で説明した処理により、テストパターンの各パッチ群に対応して、ノズル長相当の累積搬送誤差が取得される。先に説明したとおり、本実施形態においては、理想的な１回の搬送量が２．７０９ｍｍであることから、２．７０９ｍｍ間隔で３０個の累積搬送誤差量が取得されることになる。また、テストパターン記録開始時には、媒体搬送に関与するローラの初期位相を取得している。本実施形態では、ローラの位相を検出するセンサは、搬送ローラＭ３０６０のみに付いているが、搬送ローラと第１の排紙ローラはローラ径が若干異なるが、両ローラを駆動させるギアは同じ歯数のため両ローラは同期した状態で駆動される。また、第１の排紙ローラと第２の排紙ローラは同じ径のローラが用いられているため両排紙ローラも同期した状態で駆動される。このことから、搬送ローラＭ３０６０の位相から第１及び第２の排紙ローラの位相が推定できる構成となっている。ローラ径が同じ搬送ローラ、両排紙ローラの構成でも、全ローラが同期した状態で駆動するため、いずれかの１つのローラに位相検出手段があればよい。全ローラのうち同期しているローラが１つもない系では、各ローラに位相検出手段を付与させる必要がある。

本実施形態の搬送量補正では、各ローラを１１０の領域に分割して、各領域ごとに搬送量を補正する形態を採用している。また、搬送ローラＭ３０６０に取り付けられたロータリエンコーダ１１６は１回転あたり１４０８０パルスを出力するものを用いている。そこで、１４０８０パルスを１１０の領域に合わせて１２８パルスずつに分割し、ロ−タリエンコ−ダ１１６の出力パルスに応じて現在のローラの位置を検出できるような構成としている。

図１４は、搬送領域Ｉの２つのテストパターンから検出された各パッチ群ごとの累積搬送誤差Ｘｎをプロットしたものであり、搬送方向上流側のパッチ群からｎ＝１，２，・・・と番号付けをしてプロットしている。なお、累積搬送誤差の算出にあたっては、搬送基準側と非基準側でそれぞれの累積搬送誤差Ｘ_ｎＨ、Ｘ_ｎＡの平均値として算出している。しかし、ローラの左右差（回転軸方向の影響）やたわみ等の影響を加味した重み付けをして算出させた数値でも構わないとする。

同図において、横軸はそれぞれパッチ群の番号ｎを示しており、これは初期位相からの累積の搬送量に相当する。つまり、ｎはローラの基準位置からの搬送量に相当しており、ｎ＝１であれば２．７０９ｍｍ、ｎ＝２であれば５．４１９ｍｍに相当する。

図１５は、各パッチ群に対応する累積搬送量、位相ブロックの振り分けを表した表である。累積搬送量とはローラの基準位置からの搬送量であり、ｎ＝１であれば２．７０９ｍｍ、ｎ＝１４でローラ１周分の搬送量となる。そこで、搬送領域Ｉのテストパターン記録時の初期位相は１１０のうち基準位置から数えて”１７ブロック”、搬送領域IIのテストパターン記録時の初期位相は”７３ブロック”であるとする。さらに、各パッチ群の累積搬送量は８ブロックずつ、１周期の最後のパッチ群は６ブロックに振り分けると、図１５のように振り分けることができる。具体的には、ｎ＝１のパッチ群は１７〜２４ブロック、ｎ＝２のパッチ群は２５〜３２ブロック、・・・ｎ＝１４のパッチ群は１１〜１６ブロックの構成となる。

前述のように、本テストパターンはローラ周長２周超であるため、ｎ＝１５以降は繰り返しとなる。なお、ブロックの振り分けが重複しているパッチ群ｎはそれぞれの搬送誤差の平均値を算出し、一義的に搬送誤差を設定する。搬送領域IIにおいては、初期位相が搬送領域Ｉと異なるだけで振り分け作業は同じである。

本実施形態では、図１６に示すように、１７〜２４ブロックをブロック群Ａ、２５〜３２ブロックをブロック群Ｂ、・・・１１〜１６をブロック群Ｎとして説明する。なお、テストパターンの構成上ローラ一周以上の搬送誤差が一度に取得できない場合は、テストパターンを複数の記録媒体に分割して、それぞれ異なる初期位相でテストパターンを記録することで、ローラ一周分の搬送誤差を得ることができる。また、一周分の搬送誤差の分布を予測する手段を用いてもよい。

次に、記録媒体が搬送ローラを離れるときの搬送を安定させるための第１、第２の補正値の算出方法について説明する。

本実施形態では、搬送領域Ｉ、ＩＩのブロック群（ローラの回転位相）の組み合わせごとに第１の補正値を算出する。すなわち、上記ブロック群の全組み合わせについて搬送領域Ｉと搬送領域IIの搬送量の周速比が”１”となるような第１の補正値を算出しておく。これにより、記録媒体が搬送ローラの挟持部を離脱するときの搬送ローラおよび排紙ローラの回転位相がどの値であっても、安定した搬送が得られる。

具体的には、ローラ周速Ｖ_ｒは、１６ノズル幅の搬送あたりの搬送誤差を含んだ搬送量とするため、式１に表されるように、７６８ノズル長で換算した搬送誤差Ｘｎを４８で割った値を理想的な搬送量から引くことで求められる。
（式１）
Ｖ_ｒ＝（１６／１２００×２５．４）−（−Ｘｎ／４８）
また、第１の補正値（Ｚｎ）の計算は、以下の式２により求められる。
（式２）
第１の補正値（Ｚｎ）＝｛（搬送領域IIの周速Ｖ_ｒ（ＩＩ））／（搬送領域Ｉの周速（Ｉ））−１｝＊１００
図１８は、第１の補正値（Ｚｎ）の分布を示しており、その分布は周期的な関数となり、極大値と極小値をもつ。

そこで、ローラ周速比が極大もしくは極小となるときの搬送ローラおよび排紙ローラの回転位相において、記録媒体が搬送ローラの挟持部を離脱するように搬送ローラと排紙ローラの初期位相を調整する第２の補正値を算出する。このような、第２の補正値を用いて搬送制御することにより、搬送量にばらつきが発生した場合でも搬送量の変動幅が最小限に抑えられる。本実施形態では、第２の補正値はローラ周速比が極小となるブロック群のときに記録媒体が搬送ローラの挟持部を離脱するように、記録媒体の副走査方向の大きさに応じてローラ初期位相を調整する。

５．第１の搬送制御
本実施形態において、ホスト装置１０００から受信した記録コマンド中により、給紙搬送経路としてＡＳＦ給紙部からの給紙が指定されると、記録を行う記録媒体のサイズおよび記録モードをさらに読み込む。本実施形態では、図１８のような搬送領域Ｉ、II間のローラ周速比の分布をもつため、ブロック群Ｇで記録媒体が搬送ローラの挟持部を離脱するようにローラの初期位相を調整する。記録媒体のサイズおよび記録モードによる搬送補正値を加味したパルス数オフセット値を各記録媒体、各記録モードに毎にＥＥＰＲＯＭ１０３に持っている。ブロック群Ｇの中心ブロック“６８”、原点に対して６８×１２８＝８７０４パルスの位置から該オフセット値をローラ逆転方向に加算し、初期位相のパルス値が決定される。このパルス値にローラの搬送開始位置（初期位相）が調整されたことを位相検出用光学センサで確認すると、給紙動作が開始され、記録媒体の後端がＰＥセンサＥ０００７を通過するまで記録動作が実施される。

さらに、記録媒体の後端がＰＥセンサＥ０００７を通過すると、通過時のローラ位相を算出する。本実施形態では、ＰＥセンサＥ０００７を通過するタイミングで記録媒体後端が離脱するタイミングを予測したが、給紙前の初期位相調整時点で予測しても構わない。ただし、ローラに対する記録媒体の滑り等で予測していた位相がずれた場合の弊害を考えると、媒体後端が離脱するタイミングで予測することが望ましい。

そして、ＰＥセンサＥ０００７から搬送ローラＭ３０６０とピンチローラＭ３０７０との挟持部（ニップ）までの距離が１４．１６ｍｍであるため、ロータリエンコーダ１１６のパルス数に換算すると５３６１パルスとなる。ＰＥセンサＥ０００７を通過した時の搬送ローラＭ３０６０の位相が“１０”である場合、パルス数に換算すると１２８０パルスとなるので、媒体後端の離脱までの搬送に伴う正転で６６４１パルスとなる。これを位相ブロックに換算すると“５２”となり、図中のブロック群Ｅに相当する第１の補正値が適用される。このようにして、媒体後端が搬送ローラの挟持部を離脱するとき、すなわち搬送領域ＩからＩＩへと遷移するときの搬送量誤差を補正して、安定した搬送を実現できる。

なお、記録媒体の先端の排紙ローラと拍車のニップに突入するときの搬送量制御においては、給紙時の位相から突入時の位相を予測して、突入前後の搬送領域間のローラ周速比を”１”に補正する補正値を適用すればよい。

６．第２の搬送制御
本実施形態のフラットパスによる記録時では、前述のとおり、記録媒体を搬送ローラＭ３０６０とピンチローラＭ３０７０、排紙ローラＭ３１００およびＭ３１１０と拍車Ｍ３１２０の駆動ローラ系にニップさせた状態で、ホスト装置から記録コマンドを受信する。したがって、第２の補正値を用いて搬送ローラＭ３０６０の初期位相の調整が困難であるため、第１の補正値のみを用いて搬送制御を行う。

具体的には、まず、フラットパス時には、ローラ初期位相の調整は実施せず、記録媒体を本体に送り込む時に記録媒体の後端（記録時に先端位置となる）がフラットパス紙検知センサＭ３１７０を通過する位相を検出する。記録コマンド情報から記録媒体のサイズおよび記録モードから後端離脱までのパルス数を算出し、媒体後端の離脱時のローラ回転位相を予測する。

本実施形態の記録装置は、搬送ローラＭ３０６０とピンチローラＭ３０７０とのニップから、フラットパス紙検知センサＭ３１７０までの距離が５２．１５ｍｍである。そこで、Ａ４サイズ（２９７ｍｍ）の記録媒体をフラットパスで記録する場合において、記録媒体の後端（記録時は先端）を検知した位相から２９７−５２．１５＝２４４．８５ｍｍ正転させた位相で、媒体後端が離脱することになる。フラットパス紙検知センサＭ３１７０による後端検知時の搬送ローラＭ３０６０の位相を“１０”とすると、パルス数で１２８０であり、後端離脱時は９４９９パルスとなる。これを位相ブロックに換算すると“７４”となり、図１８のブロック群Ｈに相当する第１の補正値が適用される。

なお、両面記録で表面記録後に、バックフィードして記録装置内の給紙経路で記録媒体を反転させて裏面を記録する際も、本実施形態は適用可能である。つまり、表面の記録が終了し裏面の記録を開始する際は駆動ローラにニップされた状態であるので、予測された後端離脱時の位相に対応したローラ周速比に適した第１の補正値が適用される。

７．その他
以上のとおり、本実施形態では、第１、第２の補正値の両方を用いて搬送量を制御する第１の搬送制御と、第１の補正値のみを用いて搬送量を制御する第２の搬送制御とを記録媒体の搬送経路に応じて切換えている。すなわち、通常のＡＳＦ給紙部からの搬送経路による記録動作では、記録コマンド待機中、記録媒体を駆動ローラ系にニップさせていないので、第２の補正値を用いている。これにより、記録媒体後端が離脱するときに、搬送量に突発的な変動が生じたとしても、搬送量の変動幅を最小限に抑えられる。なお、搬送経路はＡＳＦ給紙部など、給紙手段の情報より決定されるため、これらの情報を元に第１、第２の搬送制御を切換えることができる。

また、媒体先端の排紙ローラ挟持部への突入、及び媒体後端の離脱など不安定な搬送が複数回ある場合には、画像に最も影響の出やすい箇所もしくはローラ周速比の平均値が最も高い箇所を基準に初期位相を調整することが好ましい。

さらに、給紙前は駆動ローラ系に挟持されていない、ＰＥセンサのような記録媒体の先後端を検知する検知手段のない、ＥＥＰＲＯＭに第１の補正値を格納する領域のない記録装置では、以下のように搬送制御することもできる。つまり、図１８に示す第１の補正値の分布から、｜Ｚｎ｜が最小となる位相のみをＥＥＰＥＯＭに格納しておき、この情報に基づき搬送量誤差の変動の少ないローラの回転位相位置において記録媒体後端が離脱するように給紙前にローラの初期位相を調整する。

本実施形態におけるインクジェット記録装置の斜視図であり、使用時における前面から見た状態を示している。 本実施形態におけるインクジェット記録装置本体の内部機構を説明するための図であり、左上部からの斜視図である。 本実施形態におけるインクジェット記録装置本体の内部機構を説明するための図であり、右上部からの斜視図である。 本実施形態におけるインクジェット記録装置本体の内部機構を説明するための側断面図である。 本実施形態におけるインクジェット記録装置の斜視図であり、フラットパス記録時における前面から見た状態を示している。 本実施形態におけるインクジェット記録装置の斜視図であり、フラットパス記録時における背面から見た状態を示している。 本実施形態で行われるフラットパス記録を説明するための模式的側断面図である。 本実施形態で採用した記録ヘッドをノズル形成面側から見た状態を模式的に示巣説明図である。 本実施形態におけるインクジェット記録装置の制御系の主要部の構成例を示すブロック図である。 本実施形態のテストパターン記録および搬送誤差取得の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本実施形態における搬送領域を説明する図である。 本実施形態で用いるテストパターンの一例を示す説明図である。 本実施形態の補正値取得の処理手順の一例を示すフローチャートである。 １つのテストパターンから得た濃度情報に基づいて数値化した搬送誤差をグラフ化して示す説明図である。 １つのテストパターンのパッチ行および累積搬送誤差に対応する位相ブロックの割り振りの一例を示す表である。 １つのテストパターンにおける位相ブロックに対応するブロック群を示す表である。 隣接領域Ｉ、IIのテストパターンにおけるそれぞれのブロック群に対応するローラ周速の一例を示す表である。 ある隣接領域Ｉ、II間におけるブロック群毎のローラ周速比の分布をグラフ化して示す説明図である。

符号の説明

Ｍ３０６０ 搬送ローラ
Ｍ３１００ 第１の排紙ローラ
Ｍ３１１０ 第２の排紙ローラ
Ｍ４０００ キャリッジ
１０１ ＣＰＵ
１１０ 搬送モータ
Ｐ 記録媒体

Claims (6)

1. インクを吐出するための記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドよりも記録媒体の搬送方向上流側に配置され、前記記録媒体を搬送するための第１のローラと、
   前記搬送方向下流側に配置され、前記記録媒体を搬送するための第２のローラと、
   前記記録媒体が前記第１のローラを離れるときの前記第１の搬送ローラに対する前記第２の搬送ローラの増速率の絶対値が最小になる前記第１、第２のローラの位相の組み合わせとするために、前記第１のローラによる搬送開始時の前記第１のローラの位相を調整する搬送制御手段とを備え、
   該搬送制御手段は、前記記録媒体の搬送経路に応じて選択的に位相の調整を行うことを特徴とする記録装置。
2. 前記搬送経路は、前記記録媒体の給紙手段に応じて定まることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記第１のローラと前記第２のローラは同期した状態で駆動されることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
4. 前記第１のローラの駆動がギアを介して前記第２のローラに伝達されることを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
5. 前記第１、第２のローラの位相を検出するための検出手段と、
   前記第１、第２のローラの位相の組み合わせごとに第１、第２の補正値を格納する格納手段とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の記録装置。
6. インクを吐出するための記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドよりも記録媒体の搬送方向上流側に配置され、前記記録媒体を搬送するための第１のローラと、
   前記搬送方向下流側に配置され、前記記録媒体を搬送するための第２のローラとを用いて記録を行う記録方法であって、
   前記記録媒体が前記第１のローラを離れるとき前記第１の搬送ローラに対する前記第２の搬送ローラの増速率の絶対値が最小になる前記第１、第２のローラの位相の組み合わせとするために、前記第１のローラによる搬送開始時の前記第１のローラの位相を調整する工程を有し、
   該工程では、前記記録媒体の搬送経路に応じて選択的に位相の調整を行うことを特徴とする記録方法。

Images