JP5906068B2

JP5906068B2 - 読取装置およびプリント装置

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Inventors: 大悟黒沼
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Description

本発明は、シートに形成されたパターン等を読み取る読取装置、およびその読取装置を備えたプリント装置に関する。

特許文献１には、測色装置を備えたインクジェットプリンタが開示されている。この装置では、プリントした色校正用のカラーパターンを測色し、その測色データに基づいて次回以降にプリントするカラー画像の色を調整することによって、所望の色を再現する。色校正用のカラーパターンとして、カラーパッチを記録し、その後、測色センサがシートの幅方向に移動しながらカラーパッチを測色する。

読み取りのためにキャリッジが移動する際には、シートに対するセンサユニットの距離および姿勢が一定に保たれることが望ましい。そこで特許文献１の装置では、キャリッジに対してセンサユニットを連結機構で連結して、連結機構はセンサユニットが微小に回動することを許容するようにしている。

特開２０１０−１３３９１５号公報

特許文献１において、キャリッジとセンサユニットとを連結する連結機構は、片側に２つのリンク板を持つ合計４つのリンク板からなる平行リンク機構である。平行リンク機構は、基本的にはキャリッジに対してセンサユニットを上下方向に移動させるものである。特許文献１ではさらに、平行リンク機構が持つ複数のシャフトと穴との係合を意図的に緩くして「ガタ」を持たせている。これにより、シートに平行な２つの軸を中心に、キャリッジに対してセンサユニットが、ガタが許容する微小範囲で回動することができるようにしている。

しかしながら、このような緩い平行リンク機構で連結した形態では、キャリッジが移動すると、これに連結されたセンサユニットがガタついて、測色器ホルダの位置精度が低下する。加えて、キャリッジが加減速移動する際には平行リンク機構の各リンク板が撓む方向に力を受けるので、リンク板の撓みによってもセンサユニットの位置精度が低下する。センサユニットの位置精度が低下すると、小さなサイズのカラーパターンを読み取ることができなくなってしまう。

つまり、特許文献１の装置構成では、シートに形成するカラーパッチのサイズを大きくせざるを得ない。そのため、色校正に必要なシートの消費量が増大してしまい、さらには色校正でのシートの搬送量が増えることによる色校正に要する時間が増加してしまう。

本発明は上述の課題の認識に基づいてなされたものである。本発明の目的は、簡素な機構でありながら高い精度でシート上の情報を読み取ることができる読取装置およびこれを備えたプリント装置を提供することである。

本発明の読取装置は、支持面に対してシートを押し付ける押板と、シート上の情報を読み取るセンサユニットと、前記センサユニットを保持するセンサホルダと、前記センサホルダを保持し、前記押板の表面に沿って移動するキャリッジと、前記キャリッジに対して前記センサユニットが変位することができるように保持する機構と、を有する読取装置であって、
前記機構は、前記センサホルダにおいて前記キャリッジの移動方向と直交する２つの側面のそれぞれから前記移動方向に伸びるように設けられたシャフト、および、それぞれの前記シャフトに対応して前記キャリッジに形成され前記シャフトに係合する上下方向に長い長穴を有し、前記シャフトは係合する前記長穴に対して回転および上下方向に変位することが可能であり、且つ、前記長穴は上方が開いたＵ字形状を有し、前記長穴に係合する前記シャフトは前記長穴の下方に向けて弾性体により付勢されており、前記キャリッジの移動に際して前記シャフトは前記長穴の中で前記弾性体に付勢されながら変位することを特徴とする。

本発明によれば、平行リンク機構のような複雑な機構を持たない簡素な構成でありながら、高い精度でシート上の情報を読み取ることができる読取装置およびこれを備えたプリント装置が提供される。

実施形態のプリント装置の構成図（側面図）実施形態のプリント装置の構成図（上面図）スキャナ部の構成図（断面図）スキャナ部の構成図（斜視図）バネ部材によって付与される力のバランスを示す説明図制御部を中心とするシステム構成図プリント装置の動作シーケンスを示すフローチャート図動作中の装置の状態を示す説明図別の実施形態のスキャナ部の構成図（斜視図）スキャナ部における付勢力のバランスを示す説明図校正部材の形状を示す図校正部材のホルダへの取り付け構造を示す図ホルダをプリント装置に取り付ける様子を示す図プリント装置にホルダが挿入された状態の断面図図１４の例の変形例の構成図シートに形成された検査パターンの例を示す図

本発明のプリント装置の実施形態としてインクジェットプリント装置について説明する。図１は実施形態のプリント装置の構成図（側面図）、図２は図１の上面図である。図２（ａ）は読取部の下方の構成を示す図、図２（ｂ）は読取部の上方の構成を示す図である。

プリント装置１は、大きくは読取部２、プリント部３、搬送部４、プラテン７およびバッキング２４を有する。シート供給部から供給され、搬送部４の搬送ローラでプラテン７の上を搬送されるシートは、プリント部３で画像や検査パターンがプリントされ、プリントされたシート上の検査パターンは読取部２で測色のために読み取られる。検査パターンとは、カラーキャリブレーション（色校正）用のカラーパッチなどのカラーパターン、ノズルの不吐検査用のパターンなどである。読み取りがなされたシートはその後、プリント装置から排出される。本明細書では、シートが搬送される経路の任意の位置において、シート供給部がある側を上流、その逆を下流という。

プリント部３は、インクジェット方式のプリントヘッド５と、プリントヘッド５を搭載して往復移動するキャリッジ８を有する。プリントヘッド５はインクを吐出するノズルがシートに対向するようにキャリッジ８に固定されている。キャリッジ８はガイドシャフト９によって軸支されており、キャリッジ８に固定された駆動ベルト１０を、ヘッドキャリッジ用のモータ１１で回動させることによって、キャリッジ８はシートの搬送方向である第１方向と直交する第２方向に沿って往復移動する。モータ１１はプリント装置のフレーム１２に固定されている。画像や検査パターンをプリントする際には、シートＳのステップ送りと、１バンド分の画像形成とを繰り返す。１バンドの画像形成では、シートＳに対してキャリッジ８が第２方向に移動しながら、プリントヘッド５からインクを吐出する。

読取部２は、シートにプリントされた検査パターンを読み取って色情報を取得し、自動で測色を行うものである。読取部２は、スキャナ部１３と乾燥部１４を有する。

スキャナ部１３は、センサユニットをシートの表面に沿って走査して読取を行うためのユニットである。スキャナ部１３において、キャリッジ２５はガイドシャフト２７に軸支されており、駆動源のモータ２９と駆動ベルト２８により、先のキャリッジ８と同様、第２方向に沿って往復移動する。往復移動は例えば６０インチのシート幅をカバーできるだけの移動範囲を持っている。測色する際には、シートＳに対してキャリッジ２５が第２方向に移動しながら、キャリッジ２５に搭載されたセンサユニット１８が検査パターンの読み取りを行う。

乾燥部１４は、読取部２での読取の前にシートに付与されたインクの乾燥を促進させるためのユニットである。乾燥部１４は、ヒータとファンを含む送風器１７と、送風器１７で生成された温風をシートＳの表面に向けて送るダクト１５を有する。なお、送風器１７はヒータと乾燥ファンの両方を含む形態に限らず、必要な乾燥能力を発揮するのであればどちらか一方がなくてもよい。ダクト１５の終端は吹出口１５ａとなっている。吹出口１５ａは乾燥させるシートＳのシート幅以上の幅の口から温風を吹き出し、直下にあるシートＳの幅全域を同時に乾燥させることができる。

図３はスキャナ部１３の構成を示す断面図、図４はその斜視図である。スキャナ部１３は、センサユニット１８と、これを搭載して押板２０の上を第２方向に往復移動するキャリッジ２５を有する。センサユニット１８はセンサホルダ２６に保持され、センサユニットを構成している。センサホルダ２６は、キャリッジ２５に対して第１方向を回転軸とする回転方向および上下方向に変位することを許容する機構で保持されている。この機構の詳細については後述する。

センサユニット１８は、２つの光源１８ａと１つの受光素子１８ｂを含むセンサユニットである。プリント部３でシートＳに形成された検査パターンに対して、２つの光源１８ａにより別の方向から光を照射し、反射して戻ってきた光を受光素子１８ｂで受光する。受光素子１８ｂの信号強度からパターンの濃度や色に関する情報が得られる。なお、光源と受光素子の配置関係は逆であってもよい。

押板２０はシートＳの検査パターンを読み取る際に、バッキング２４の支持面に対してシートＳを上から押さえ付けるためのものである。押板２０には、シートＳの読取領域に対応した所定の範囲に渡って、読み取りのために光が通過する第２方向に沿って細長いスリット（開口）が形成されている。押板２０は、読取領域を挟んだ上流と下流の両側それぞれに、第２方向と平行な方向に所定の範囲に渡って延びた長尺形状の第１部位および第２部位を有する構造である。第１部位と第２部位は１枚の押板の異なる部位であっても、２つに分割された板のそれぞれの部位であってもよい。

押板２０の第１部位と第２部位の間のスリットにおいて、キャリッジ２５の往復ストロークの一方の端部には、センサユニット１８の読み取り特性の校正（センサ校正）を行うための校正部材３４がホルダ３５に保持された状態で取り付けられている。校正部材３４の取付構造およびセンサ校正の動作手順については後述する。

センサホルダ２６の下部には、キャリッジが移動する際に第１部位の表面に接触する第１当接部材と、キャリッジが移動する際に第２部位の表面に接触する第２当接部材が設けられている。より具体的には、センサホルダ２６の下部には４カ所に車輪状の回転体３０（当接部材）が設けられている。キャリッジ２５がガイドシャフト２７に沿って第２方向に移動する際には、押板の上面に接触しながら回転体３０が従動回転して転がるようになっている。なお、当接部材は必ずしも回転体でなくてもよく、回転せずに小さな摩擦係数で摺動する部材であってもよい。

キャリッジ２５の第２方向の往復移動を案内するための、ガイドシャフト２７とは別のガイド手段として、キャリッジ２５に取り付けられたスライダ３２と、フレーム１２の内壁に取り付けられたガイドレール３３が設けられている。スライダ３２とガイドレール３３のガイド面は互いに接触して摺動する。

弾性体であるバネ部材３１は、キャリッジ２５に対してセンサホルダ２６を重力方向の下方に向けて弾性力をもって付勢するための付勢手段である。バネ部材３１は、第２方向についてのキャリッジの前面と後面の両側の２カ所それぞれに同じ構造で設けられている。バネ部材３１の詳細については後述する。

以上の構成部品はハウジング１６に内蔵され、１つのユニットとして一体化され、スキャナ部１３を構成している。また、ハウジング１６の下流側には、上述した乾燥部１４も取り付けられ、一体化されている。

図１、図２に示すように、スキャナ部１３のハウジング１６の上面とプリント装置１のフレーム１２の下面との間には、スキャナ部１３のユニットを昇状態と降状態の間で上下に移動させる昇降機構が設けられている。昇降機構は、駆動源である昇降モータ２２、ギア２３、回転軸２１、回転軸２１を中心に回転する昇降カム１９を有する。昇降機構はさらに、図２（ｂ）に示す４カ所に設けられた、スキャナ部１３（ハウジング１６）を上方に引っ張り上げる力を作用させる引張バネであるバネ部材５０を有する。

検査パターン読み取りのために、センサユニット１８の直下に搬送されたシートＳは、昇降機構により読取部２が昇状態から降状態に移行することで、押板２０の下面とバッキング２４の支持面の間に挟まれ固定される。

センサユニット１８において、高い読取精度を維持するためには、センサユニット１８とこれと対向するシートＳの表面との間の相対距離および相対角度は所定範囲内に保つことが望ましい。現実には、シートＳはインクや空気中の水分を吸収し波打ち（コックリング）が生じたり、シートＳがロール紙である場合にはカール癖を有していたりする場合がある。つまりシートＳの表面は必ずしも平らではない。そこで、読み取りの際には、押板２０でシートをバッキング２４に押し付けて平らに馴らす。押板２０に形成されたスリットは開口であるために、その部分ではシートを押さえることはできないが、スリットの幅（第１方向の幅）は非常に狭いので、スリット両脇でシートを押さえることで、読取領域でのシートの浮きは十分に矯正される。

押板２０は、シートＳの表面（とくに検査パターンＰが形成された部位）に傷が付きにくいように、厚さ１〜３ｍｍ程度のＡＢＳやＰＣ等の樹脂からなる材質でできた変形が容易な可撓性の部材でできている。これに対して、バッキング２４は剛体で作られており、その支持面も押板２０よりも高い剛性を有している。シートＳを押板２０により押圧した際には、シートＳと押板２０は共にバッキング２４の表面形状（平面）に倣った状態になる。

シートＳに、強いカールや波打ち（コックリング）が生じている場合には、可撓性の押板２０がシートの浮いた箇所に部分的に持ち上げられて、シートの密着が不完全になる可能性がある。この場合でも、押板２０の上面で回転体３０が乗っている部位の近傍では、センサユニット１８の自重とバネ部材３１の付勢力の合計の力で、回転体３０が押板２０を集中的に押圧するので、読取位置の近傍ではバッキング２４からのシートの浮きは解消される。したがって、高い読み取り精度が維持される。

ここで、キャリッジ２５に対してセンサユニットが変位することができるように、キャリッジ２５にセンサホルダ２６を保持する機構の詳細について、図４および図５を用いて説明する。

この機構は、シャフトと上下方向に長い長穴とが係合する機構である。センサホルダ２６には、センサホルダ２６が往復走査する第１方向に直交する２つの側面（前面と後面）のそれぞれに、第１方向と平行な回転軸である所定の直径のシャフト２６ａが２つ設けられている。一方、キャリッジ２５の側面には、２つのシャフト２６ａそれぞれに係合する位置に、上下方向に長いＵ字形状の長丸穴２５ａが形成されている。キャリッジ２５に対してセンサホルダ２６は、シャフト２６ａと長丸穴２５ａの係合によって２カ所で保持されている。センサホルダ２６は、キャリッジ２５に対して、シャフト２６ａを中心に、すなわちシートＳと平行な面内におけるキャリッジ２５の移動方向と直交する軸中心に、所定角度範囲で回動可能である。さらにセンサホルダ２６は、キャリッジ２５に対して、上下方向（装置が水平面に設置されている場合には重力方向）に長丸穴２５ａの長さの範囲で移動することが可能である。

キャリッジ２５が押板２０の表面を４つの回転体３０が接触回転しながら走行する際、押板２０の表面形状に追従して、センサホルダ２６は回転および上下方向に変位する。本明細書ではこの追従する動きをイコライズと称する。

２つのシャフト２６ａの軸中心を結ぶ、センサホルダ２６の内部を通る仮想的な線分は、センサホルダ２６に保持されるセンサユニット１８の内部の、受光素子１８ｂの受光光軸の中心近傍またはその延長線上の近傍を通っている。つまり、側方から見たとき、測色センサの読取位置（図３参照）の真上に２つのシャフト２６ａおよび受光素子１８ｂが位置するような配置関係となっている。また、上方または側方から見たとき、読取位置はシート移動方向において、押板２０の上流側と下流側に跨る回転体３０の中心付近になるような配置関係になっている。これらの配置関係により、キャリッジ２５が走行する際のセンサユニット１８のイコライズでは、少ないイコライズ量でシートＳに追従することが可能であり、ひいては読取部２本体の小型化を実現している。

図４、図５に示すように、キャリッジ２５の側面には、ねじりコイルバネである２つのバネ部材３１が２カ所に取り付けられている。このねじりコイルバネは、コイル中心を中心に２つのアームが伸びた形状を有している。キャリッジ２５の側面に形成された突起２５ｂに、ねじりコイルバネのコイル中心がはめ込まれ保持される。バネ部材３１の一方のアームはシャフト２６ｂの頭部に当接し、他方のアームはキャリッジ２５の一部に当接する。

図５はバネ部材３１によって付与される力のバランスを示す説明図である。同図において、バネ部材３１の一方のアームにより付与されるバネ力Ａは、シャフト２６ａを斜め下方に向けて押圧し付勢する力としてシャフト２６ａに作用する。バネ力Ａは垂直方向の分力Ａ１と水平方向の分力Ａ２に分解することができる。

垂直方向の分力Ａ１は、センサホルダ２６に対して、センサホルダ２６の下部に設けられた回転体３０が押板２０を押圧する力として作用する。仮に押板２０が局所的に平らでなくても、キャリッジ２５の走行中、４つの回転体３０は押板２０に常に安定して当接するため、押板２０の形状に追従してセンサホルダ２６の傾きおよび上下位置が変わって正確なイコライズが可能となる。水平方向の分力Ａ２は、シャフト２６ａをキャリッジ２５の長丸穴２５ａの内側面に押し付ける力として作用する。この押し付けによってシャフト２６ａと長丸穴２５ａの間のガタが無くなるので、第１方向におけるセンサホルダ２６の位置決め精度が高まる。結果として、測色する検査パターンが小さくても正確な読み取りを行うことができ、測色に要するシートの消費量が減るとともに測色動作のスループットも向上する。

一方、バネ部材３１の他方のアームにより付与されるバネ力Ｂ（バネ力Ａの反力）は、キャリッジ２５に形成された突起２５ｂを斜め上方向に向けて押し上げる力として作用する。バネ力Ｂの作用により、キャリッジ２５には、ガイドシャフト２７を中心とする回転モーメントが発生する。発生した回転モーメントは、キャリッジ２５の他方の側に取り付けられたスライダ３２を、キャリッジ２５に設けられたガイドレール３３に対して押圧する押圧力Ｂ１を発生させる。このような力のバランスより、キャリッジ２５は姿勢を安定させて走査することができる。

以上のように、１つのバネの力が３つの方向に作用してバランスする構成であり、部品点数が少ないシンプルな構成で、センサユニット１８とシートＳとの相対距離及び相対角度を正確に一定に保つイコライズ機能を実現している。

図９および図１０は、キャリッジに対してセンサユニットを下方に付勢するバネ部材の変形例を示す構成図である。バネ部材以外の構成は上述の実施例と同じであるため、重複する箇所の説明は省略する。

この例では、先のバネ部材３１に変えて、ねじりコイルバネであるバネ部材３５を用いている。このねじりコイルバネは、コイル中心を中心に２つのアームが伸びた形状を有している。ねじりコイルバネのコイル中心は、センサホルダ２６に形成されたシャフト２６ａにはめ込まれ保持される。バネ部材３５の一方のアームはキャリッジ２５の側面に形成された突起２５ｃの下部に当接し、他方のアームはキャリッジ２５の側面に形成された別の突起２５ｄの下部に当接する。

図１０はバネ部材３５によって付与される力のバランスを示す説明図である。同図において、バネ部材３５のコイル中心からシャフト２６ａに付与されるバネ力Ｃは、シャフト２６ａを斜め下方に向けて押圧し付勢する力としてシャフト２６ａに作用する。バネ力Ｃは垂直方向の分力Ｃ１と水平方向の分力Ｃ２に分解することができる。垂直方向の分力Ｃ１は、センサホルダ２６の下部に設けられた回転体３０が押板２０を押圧する力として作用する。水平方向の分力Ｃ２は、シャフト２６ａをキャリッジ２５の長丸穴２５ａの内側面に押し付ける力として作用する。

バネ部材３５の一方のアームからは、キャリッジ２５の突起２５ｃに対して斜め上向きの力Ｄａが作用する。バネ部材３５の他方のアームからは、キャリッジ２５の別の突起２５ｄに対して斜め上向きの力Ｄｂが作用する。このような力関係によって、キャリッジ２５には、ガイドシャフト２７を回転中心とするモーメントが発生する。発生した回転モーメントによってスライダ３２はガイドレール３３に押圧力Ｄ１で押圧される。

図６は、制御部を中心とする本実施形態のプリント装置のシステム構成図である。制御部の中心となるのは、ＣＰＵ１００、入出力インターフェイス１０２、ＲＡＭ１０３、ＲＯＭ１０４からなるコンピュータシステムである。これらはＡＳＩＣとして構成してもよい。ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１０４に記憶された制御プラグラムに従って、プリント動作、乾燥動作、読取動作、キャリブレーション動作の全体の制御を行う。ＲＡＭ１０３はその際のワークエリアとして使用される。ＣＰＵ１００には、ホストコンピュータ１０１からプリントデータ、各種の設定情報等が入出力インターフェイス１０２を介して入力される。また、ＣＰＵ１００は、搬送部４の駆動モータ、プリントヘッド５、ヘッドキャリッジ用のモータ１１、昇降モータ２２、センサキャリッジ用のモータ２９、送風器１７のヒータやファンの駆動をそれぞれ制御する。さらにＣＰＵ１００には、センサユニット１８で取得された信号が入力され、入力された信号に基づいてキャリブレーション処理等を行う。

次に、以上の構成を有するプリント装置において、検査パターンを読み取ってキャリブレーション（色校正）を行う動作について説明する。図７は制御部により司られる動作シーケンスを示すフローチャート図、図８は動作中の装置の状態を示す説明図である。

ステップＳ１では、検査に使用するシートを供給する。本実施形態のプリント装置で使用することができるシートは、ロール紙またはカット紙である。給紙口６から挿入されたシートＳは搬送部４によってプリントヘッド５の下までプラテン７の上を搬送される。

ステップＳ２では、シートに検査パターンである画像Ｐをプリントする。シートＳの画像形成領域の先頭がプリントヘッド５の下まで搬送されたら、キャリッジ８を走査しながらプリントヘッド５からインクを吐出し、シートＳに１バンド分のプリントを行う。シートＳの１バンド分のステップ送りと、１バンドのプリントを交互に繰り返すシリアルプリント方式で、複数列のパターンからなる画像Ｐ（キャリブレーションのための検査パターン）をシートＳに形成していく（図８（ａ）の状態）。なお、本発明はシリアルプリント方式に限定されず、ラインヘッドを用いてラインプリント方式で検査パターンを形成するものであってもよい。

ステップＳ３では、プリントの済んだシートを乾燥部まで搬送する。画像Ｐのプリント工程を終えたら、シートに付与されたインクの乾燥を促進させるために、画像の読取工程の前に乾燥工程に移行する。強制乾燥させるのは、シートＳに形成された画像Ｐの色が安定するまでの時間を短縮させるためである。上述したように、読取部２には、スキャナ部１３とその下流側の乾燥部１４が配置されている。そこで、シートＳに形成された画像Ｐの領域が、スキャナ部１３をスキップして乾燥部１４に到達するまでシートＳを搬送する。画像Ｐの後端領域が、乾燥部１４の吹出口１５ａの下に来るまでシートＳを搬送する（図８（ｂ）の状態）。

ステップＳ４では、検査パターンが形成された領域を強制乾燥させる。送風器１７によって温風が生成され、ダクト１５を通り吹出口１５ａからシートＳに向けて温風が吹きつけられる。シートＳを低速で逆方向に移動させながら画像Ｐの後端から先端の順に強制乾燥させていく。なお、画像Ｐ全体を乾燥させるのに、シートを送り戻しながら乾燥させるのでなく、順方向に送りながら乾燥させるようにしてもよい。

ステップＳ５では、画像Ｐの読取を行うためにシートを搬送して送り戻す。読取部の画像Ｐの領域後端がスキャナ部１３のセンサユニット１８の直下である読取位置に到達するまで、シートＳを逆方向に搬送して送り戻す。ステップＳ１からステップＳ５までは、読取部２は昇状態であり、押さえ板２０がバッキング２４の支持面から離れているので、その隙間をシートは自由に移動することができる。

ステップＳ６では、読取部２を昇状態から降状態に移行させて押板２０でシートＳを押圧する。昇降カム１９の回転によりハウジング１６が下方へ押し下げられ、押板２０はバッキング２４の支持面との間にシートＳを挟んで押圧する（図８（ｃ）の状態）。

ステップＳ７では、測色のための読み取りを行う前にセンサユニット１８の読み取り特性のセンサ校正を行う。センサユニット１８は、環境や経時変化により読み取った値が変化して測色値が変動する場合がある。そのため、ステップＳ８での実際の読み取りに先立って、センサユニット１８の校正を行う。

具体的には、キャリッジ２５を校正部材３４が設けられている側の端部に移動させ、校正部材３４の光学特性（色）をセンサユニット１８で検出する。そして、その測定結果を元にセンサ校正を行う。センサ校正は、校正部材３４を測色したときの測定結果が本来の基準値となるように、検出結果をデータ補正する。あるいは、本来の出力値が得られるように、センサユニット１８に含まれる光源の発光強度や受光素子のゲインを調整するようにしてもよい。なお、ステップＳ７でのセンサ校正は、必ずしも毎回行わなくてもよく、所定の回数に一度の頻度にしてもよい。例えば、複数列のカラーパッチの最初の読み取りの前にセンサ校正を行って、以降は省略すようにしてもよい。

ステップＳ８では、スキャナ部１３によりシートＳの検査パターンの一部（一列）を読み取る。キャリッジ２５の第２方向への移動と共にセンサユニットも移動して、センサユニット１８はシート表面の検査パターンの一列分を読み取って色情報を取得する。移動の際には、仮に押板２０の表面に局所的な非平面があったとしても、イコライズ機能によりセンサユニット１８が回転方向または上下方向に微小変位するので、読取位置が一定に維持されて、高い精度で読み取りを行うことができる。

ステップＳ９では、読取部２を降状態から昇状態に移行させて押板２０によるシートＳの押圧を解除する。昇降カム１９が回転しバネ部材５０の力によりハウジング１６が上方に引っ張り上げられ、押板２０はバッキング２４の支持面から離れて、挟んでいたシートＳの押圧を解除する（図８（ｄ）の状態）。

ステップＳ１０では、検査パターンに未だ読み取りがされていない未読取のパターン部分残っているか（Ｙｅｓ）否か（Ｎｏ）を判断する。言い換えれば、検査パターンの読み取りがすべて完了したかを判断する。判断がＹｅｓの場合は、ステップＳ５に戻って、ステップ送りして次の読取１ライン分のパターン読み取りを繰り返す。判断がＮｏの場合は、ステップＳ１１に移行する。

このように、パターン読み取り際しては、複数列に渡って形成された検査パターンに対して、センサユニットによる列ごとの読み取りとシートのステップ送りと繰り返して読み取りを行うものである。そして、列ごとの読取では押板２０とバッキング２４の支持面とが押圧された状態とし、ステップ送りでは押圧が解除された状態とする。

ステップＳ１１では、すべてのパターン読み取りが完了したシートＳを、順方向に送ってプリント装置から排出する。

ステップＳ１２では、色に関するキャリブレーション処理を行う。ステップＳ８でのパターン読み取りで得られたデータを元にパターンの色に関する情報を取得する。そして、を制御部では、最終的なプリント結果物で所望の色が再現されるように、各色のプリントヘッドで付与するインク量を調整するカラーキャリブレーションを行う。

なお、以上のシーケンスはカラーキャリブレーションを行うモードにおける動作の説明であり、検査パターンではない通常の所望画像をプリントする際には、読取動作は必要ないので、ステップＳ５〜ステップＳ１０、およびステップＳ１２は省略される。

以下、ステップＳ７において、センサユニット１８の読み取り特性の校正を行うための装置構成および動作について説明する。

センサユニット１８の校正には、図１１に示す形状の白色板からなる校正部材３４を用いる。校正部材３４は、厳密に色および反射率が管理された白色の基準面３４ａと、固定用のツバ３４ｂを有している。キャリッジ２５を端部に移動させ、基準面３４ａの光学特性である色をセンサユニット１８で検出し、その測定結果を元にセンサ校正を行う。

工場においてプリント装置を組み立てる際には、使用する校正部材３４に合わせて、センサユニット１８の電気的特性などを調整してから出荷する。メンテナンスでセンサユニット１８を交換する際には校正部材３４も同時に交換する必要がある。そこで、校正部材３４は、ホルダ３５に保持された状態で、ホルダ３５をプリント装置に対して着脱自在に取り付けて、容易に交換可能な構造としている。

図１２は、校正部材３４のホルダ３５への取り付け構造を示す図である。ホルダ３５の丸穴に校正部材３４の基準面３４ａの側をはめ込んだ状態で、アーム３７で校正部材３４を押さえる。アーム３７には、バネ３６によって、アーム３７が閉じる方向に回転付勢力が与えられている。作業者は、付勢力に逆らってアーム３７を拡げて、校正部材３４をホルダ３５の丸穴に挿入する（図１２（ａ））。ツバ３４ａがホルダ３５に当接して、白色校正３４が抜けないように保持される。次いで、拡げたアーム３７を解除し（図１２（ｂ））、バネ３６の付勢力で校正部材３４をホルダ３５に押し付けて固定する（図１２（ｃ））。

こうして組み立てられたホルダ３５は、図１３に示すように、プリント装置の２枚の押板２０の間に形成されたスリットに対して、横方向からスライドして挿入され固定される。図１３（ａ）はホルダ３５を挿入する前の状態、図１３（ｂ）は挿入されたホルダ３５が固定された状態を示す。

図１４は、プリント装置にホルダ３５が挿入された状態の断面を、第１方向から見た断面図である。校正部材３４の基準面３４ａは、押板２０がシートを押圧する側の面（下面）に当接する。つまり、校正部材３４は、一方の面は押板２０に他方の面はアーム３７に挟まれた状態になる。押板２０の校正部材３４が当接する当接部２０ａは部分的な凸形状となっており、この部分に校正部材３４の基準面３４ａが当接する。

このように、読み取りがなされるシートＳと校正部材３４とが、押板２０の下面という同一基準に対して位置決めされる。したがって、センサ校正の際のセンサユニット１８と校正部材３４との位置関係と、シートの検査パターン読み取りの際のセンサユニット１８とシートとの位置関係とは、高さ方向においてほぼ等しくなり、高精度に校正部材３４の光学特性を検出することができる。加えて、押板２０の上面、すなわちスキャナ部１３を支える回転体３０が走行する面はフラットにできるので、走行が安定する。また、図１４に示すように、第２方向において、ホルダ３５の幅は、４つの回転体３０の第２方向での間隔よりも広い。可撓性の押板２０を広い幅のホルダ３５で受けるので、校正部材３４を測色する際にはセンサユニット１８の姿勢が安定する。

なお、変形例として、図１４のバネ３６とアーム３７に変えて、図１５に示すように、ホルダ３８の内部にバネ３９を設けて、バネ３９自体で校正部材３４を背面から、押板２０に対して押し付けるような構造としてもよい。

図１６は、シートに形成された検査パターンの例を示す図である。多数のカラーパッチ４２と、カラーキャリブレーション前後の比較用のサンプル画像４１が混在するように形成されている。カラーパッチ４２とサンプル画像４１のレイアウトはユーザが自由に設定することができる。

この例では、カラーパッチ４２は、シートＳの搬送方向Ａ（バックフィード方向）において、ａ列〜ｆ列の６列を有する。ｆ列が最も下流側（シート先端側）のパッチ列であり、プリント部３で検査パターンを形成していくのは、ｆ列〜ａ列の順である。ａ列、ｂ列は、シート幅のほぼ全域であるＢからＤの範囲に形成されている。続くｃ列、ｄ列、ｅ列、ｆ列は、シート幅の約半分のＢからＣの範囲にプリントされている。残り約半分のＣからＤの範囲には、サンプル画像４１が形成されている。

このようなレイアウトで形成されたカラーパッチ４２は、バックフィードのステップ送りを繰り返しながら、ａ列からｆ列の順に一列ずつ読み取りがなさる。Ｂ側がキャリッジ２５ホームポジションである。

プリント部３でこれらの検査パターンが形成されたシートＳは、最初のａ列が押板２０のスリット直下の読取位置にくるまでバックフィードされる。このとき、読取部２は昇状態（押圧解除）にある。次いで、読取部２を降状態（押圧）に移行させ、押板２０と支持面の間にシートＳを挟んで押圧する。キャリッジ２５をＢからＤに走査移動させながら、センサユニット１８でａ列のパッチ列をＢからＤの順にパッチ１つずつ読み取っていく。次いで、読取部２を昇状態に移行させ、シートＳをバックフィード方向にパッチ一列分の距離だけステップ送りする。そして、読取部２を再び降状態に移行させ、こんどはキャリッジ２５をＤからＢに走査移動させながら、センサユニット１８でｂ列のパッチ列をＤからＢの順にパッチ１つずつ読み取っていく。ｂ列の読み取りが終わったら、読取部２を昇状態に移行させ、シートＳをバックフィード方向にステップ送りする。

このように、読み取りの走査方向は列ごとに交互に切り替わる。なお、上述したように、各パッチ列の読み取りの走査方向は常に同じ方向（ＢからＤ）としてもよい。この場合は、シートＳをステップ送りしている最中にキャリッジ２５をホームポジション（Ｂ側）に戻す動作を行う。

続いて、ｃ列、ｄ列のパッチ列を読み取る場合には、走査の範囲をパッチ列のシート幅方向の長さに応じた距離とする。読取部２を降状態に移行させ、キャリッジ２５をＢからＣに走査移動させながら、センサユニット１８でｃ列のパッチ列をＢからＣの順にパッチ１つずつ読み取っていく。次いで、読取部２を昇状態に移行させ、シートＳをバックフィード方向にステップ送りする。そして、読取部２を降状態に移行させ、キャリッジ２５をＣからＢに走査移動させながら、センサユニット１８でｄ列のパッチ列をＣからＢの順にパッチ１つずつ読み取っていく。ｄ列の読み取りが終わったら、読取部２を昇状態に移行させ、シートＳをバックフィード方向にステップ送りする。

このように、測色の必要が無いサンプル画像４１の領域を走査することなく次の列に移行できるので、読み取りスループットの向上が図れる。また、サンプル画像４１上をキャリッジ２５が走行しないので、当接部材８が可撓性の押板２０を介してサンプル画像４１を強く押圧することがなく、サンプル画像４１のダメージが少ない。

続いて、ｅ列、ｆ列のパッチ列を読み取る場合も同様に、走査の範囲をパッチ列のシート幅方向の長さに応じた距離とする。ただし、この例では、ｅ列の読み取りの後に、温度によって変化する可能性があるセンサの読み取り特性を一定に維持するためのセンサ校正処理を割り込ませる。センサ校正は、センサユニット１８で校正部材３４の表面の色情報を読み取って、正しい読み取り結果が得られるようにセンサを調整またはセンサ出力を補正するものである。

読取部２を降状態に移行させ、キャリッジ２５をＢからＣに走査移動させながら、センサユニット１８でｅ列のパッチ列をＢからＣの順にパッチ１つずつ読み取っていく。ここで、ｆ列の読み取りの前に、センサ校正処理を行う。校正部材３４はＢ側に設けられているので、センサユニット１８をそこまで移動させる必要がある。読取部２を昇状態に移行させ、シートＳをバックフィード方向にステップ送りする最中に、キャリッジ２５をＣからＢに移動させ、さらにその外側に校正部材３４の上まで移動させる。そして、読取部２を降状態に移行させ、センサユニット１８で校正部材３４の表面を読み取って色情報を取得する。制御部は、取得した色情報に基づいてセンサ校正処理を行う。センサ校正処理が終わったら、上述の手順と同様にして、最後のｆ列のパッチ列をＢからＣの順に読み取り、キャリッジをホームポジションに戻したら、一連の処理を終了する。

こうしてすべてのパッチ列の読み取りが済んだら、制御部では、最終的なプリント結果物で所望の色が再現されるように、各色のプリントヘッドで付与するインク量を調整するカラーキャリブレーションを行う。

以上の実施形態によれば、複数列の検査パターンを順次読み取る際のトータルスループットおよび読み取り精度が向上する。つまり、装置のキャリブレーションに要する総時間の短縮と精度向上の両立が実現される。ひいては、装置の使用者にとっては非生産的な時間であるキャリブレーションの時間が短縮され、本来の画像プリントにより多くの時間を割り当てることができ、プリント作業における生産性が向上する。

とくに実施形態では、リンク機構のような複雑な構成を持たない簡素な機構でありながら、高い精度でシート上の情報を読み取ることができる。加えて、シート上の読取情報である検査パターン等のサイズが小さくでも高い精度で読み取りが可能であるので、検査に必要なシート量の抑制、シートの搬送量の減少による検査時間の短縮といった作用効果を得ることができる。

また、シート上の情報を読み取るためのセンサの読み取り特性を高い精度で校正することができ、常に安定した読み取りを行うことが可能な読取装置およびこれを備えたプリント装置が提供される。

また、本実施形態では、スキャナ部１３は、シートが支持される支持面を押圧する押板２０と、センサユニット１８を保持し押板２０の上を往復移動するキャリッジ２５とが一体のユニットとなっていることが構成上の特徴の一つとなっている。これにより、押板２０を含めてユニット全体がシートから退避してシート搬送を可能とするので、押板２０の上でキャリッジ２５がどこにあろうとも、シート搬送の動作に移ることができる。これは、読み取りとステップ送りを繰り返して検査パターンを読み取るシーケンスにおけるトータルスループットの向上に大きく貢献する。

加えて、回転体３０は段差のない押板２０の上に常にあるので、走行に際して衝撃が発生することが無い。そのため、センサユニット１８の取り付け付け精度の劣化のセンサ故障は起きにくく、長期間に渡って高い読み取りの精度が維持される。

また、本実施形態では、読み取りとバックフィードのステップ送りの繰り返しにおいて、ある列の読み取りおよびステップ送りを行っている最中に、後に読み取られる別の列が含まれるシート領域を乾燥部で乾燥させることが特徴の一つとなっている。乾燥、読取、ステップ送りの３つを繰り返して検査パターンを読み取るシーケンスにおいて、読取およびステップ送りの処理と、乾燥処理とが時間的にオーバーラップして並行処理となるので、トータルスループットが大きく向上する。

さらに本実施形態では、プリント部３よりも下流には搬送ローラが無く、且つバックフィードのステップ送りを繰り返して読取を行うことが特徴の一つとなっている。プリント部３でプリントされた検査パターンは、少なくともスキャナ部での読み取りが完了するまで、搬送ローラにニップされることがない。そのため、形成する検査パターンが搬送方向にどれだけ長くなろうとも、読み取りの前にパターンに傷が付与されたり、搬送ローラにインク汚れが付着したりすることが無く、長期間に渡って高い精度での読み取りを行うことができる。

２読取部
３プリント部
５プリントヘッド
８キャリッジ
１３スキャナ部
１４乾燥部
１８センサユニット
２０押板
２４バッキング
２５キャリッジ
３１バネ部材
３４校正部材
３５ホルダ

Claims

支持面に対してシートを押し付ける押板と、
シート上の情報を読み取るセンサユニットと、
前記センサユニットを保持するセンサホルダと、
前記センサホルダを保持し、前記押板の表面に沿って移動するキャリッジと、前記キャリッジに対して前記センサユニットが変位することができるように保持する機構と、
を有する読取装置であって、
前記機構は、前記センサホルダにおいて前記キャリッジの移動方向と直交する２つの側面のそれぞれから前記移動方向に伸びるように設けられたシャフト、および、それぞれの前記シャフトに対応して前記キャリッジに形成され前記シャフトに係合する上下方向に長い長穴を有し、前記シャフトは係合する前記長穴に対して回転および上下方向に変位することが可能であり、且つ、
前記長穴は上方が開いたＵ字形状を有し、前記長穴に係合する前記シャフトは前記長穴の下方に向けて弾性体により付勢されており、前記キャリッジの移動に際して前記シャフトは前記長穴の中で前記弾性体に付勢されながら変位することを特徴とする読取装置。
前記押板は、前記センサユニットの読取領域を挟んだ両側それぞれに前記移動方向と平行な方向に所定の範囲に渡って延びた第１部位および第２部位を有し、
前記センサユニットの下部には、前記キャリッジが移動する際に前記第１部位の表面に接触する第１当接部材と、前記キャリッジが移動する際に前記第２部位の表面に接触する第２当接部材が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の読取装置。
前記第１当接部材および前記第２当接部材はともに、前記押板の表面に接触して従動回転する回転体であることを特徴とする、請求項２記載の読取装置。
前記読取領域および前記シャフトはともに、上方から見たとき、前記第１当接部材と前記第２当接部材の間に位置することを特徴とする、請求項２または３に記載の読取装置。
前記センサユニットは、シートに向けて光を発する光源と、光が照射されたシートの表面からの光を受ける受光素子とを含み、
前記受光素子の受光光軸の中心は、上方から見たとき、前記第１当接部材と前記第２当接部材の間に位置することを特徴とする、請求項２から４のいずれか１項に記載の読取装置。
前記センサユニットで光学特性を検出することができる校正部材が、前記押板を基準にして取り付けられており、前記センサユニットによって前記校正部材の前記光学特性を検出し、検出結果に基づいて前記センサユニットの読み取り特性を校正することが可能であることを特徴とする、請求項５記載の読取装置。
前記押板は、前記支持面よりも剛性が小さい可撓性の部材でできていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の読取装置。
前記キャリッジ、前記押板および前記機構はユニットとして一体化され、前記キャリッジに対して前記ユニットを前記支持面に向けて昇降させる昇降機構をさらに有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の読取装置。
前記ユニットは、読取の前にシートに付与されたインクの乾燥を促進させる乾燥部がさらに一体化されていることを特徴とする、請求項８記載の読取装置。
シートに検査パターンをプリントするプリント部と、
前記プリント部でプリントされた前記検査パターンを読み取るための、請求項１から９のいずれか１項に記載の読取装置と
を備えたことを特徴とするプリント装置。
前記プリント部の上流にシートを搬送するための搬送ローラが設けられ、前記プリント部の下流には搬送ローラが設けられていないことを特徴とする、請求項１０記載のプリント装置。
複数列に渡って形成された前記検査パターンに対して、前記センサユニットによる列ごとの読み取りとシートのステップ送りとを繰り返して読み取りを行うものであり、前記列ごとの読取では前記押板と前記支持面とが押圧された状態とし、前記ステップ送りでは前記押板と前記支持面との押圧が解除された状態とすることを特徴とする、請求項１０または１１記載のプリント装置。
前記プリント部で前記検査パターンが形成されたシートは、前記検査パターンが形成された領域が前記センサユニットの読取領域を通過するまで搬送され、次いで、シートを逆方向に搬送しながら前記センサユニットで前記検査パターンの読み取りを行うことを特徴とする、請求項１２載のプリント装置。