JP6094150B2 - 搬送装置及び記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば印刷などに用いられる用紙等の被検出物を搬送する搬送装置及び当該搬送装置を備えた記録装置に関する。

従来から、記録装置の一種として、記録ヘッド（記録部）からインクを記録用紙（被検出物）に噴射して画像を形成するインクジェット式プリンターが知られている（例えば、特許文献１）。

この特許文献１のようなプリンターの中には、発光素子（光照射部）と、光学系（光学部材）を付与された撮像素子（撮像部）とを有する撮影装置（検出部）を備えたものがある。そして、この撮影装置により、搬送される記録用紙の表面性状を連続的な画像として撮像し、その撮像した前後２枚の画像を時系列的に比較して各画像中の着目パターンの移動量を演算し、その移動量を積算することにより記録用紙の実搬送量を算出するようにしている。なお、上述のような撮影装置は、通常、鏡筒（ケース）を有しており、この鏡筒内に発光素子と、光学系を付与された撮像素子とが配置される。

特開２００７−２１７１７６号公報

ところで、上述のようなプリンターの撮影装置では、その雰囲気温度の上昇によって鏡筒が伸びることが特に考慮されていない。このため、この雰囲気温度の上昇によって鏡筒が伸びると、光学系と撮像素子との位置関係が狂ってしまうので、光学系の焦点位置がずれて撮像素子による記録用紙の撮像精度が低下するという問題がある。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、雰囲気温度の上昇によってケースが伸びた場合に、撮像部による被検出物の撮像精度が低下することを抑制することが可能な搬送装置及び記録装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する搬送装置は、被検出物を搬送する搬送部と、前記搬送部によって搬送される前記被検出物の搬送量を検出する検出部とを備えた搬送装置であって、前記検出部は、ケースと、前記ケース内に配置され、前記被検出物に光を照射可能な光照射部と、前記ケース内における前記光照射部よりも前記被検出物から遠い位置に配置され、前記光照射部から前記被検出物に光を照射した際の反射光を集光する光学部材と、前記ケース内における前記光学部材よりも前記被検出物から遠い位置に配置され、前記光学部材によって集光された前記反射光を受けて撮像する撮像部とを備え、前記ケースは、前記光学部材よりも前記被検出物に近い位置で固定されている。

この構成によれば、検出部の雰囲気温度が上昇した場合、ケースは固定された位置を基点として伸びるため、このケースの伸びに伴って光学部材及び撮像部が被検出物から離れるように一緒に移動する。このため、雰囲気温度の上昇によってケースが伸びた場合でも、光学部材と撮像部との位置関係が変化することが抑制されるので、光学部材の焦点位置のずれが抑制される。したがって、撮像部による被検出物の撮像精度が低下することを抑制することが可能となる。

上記搬送装置において、前記ケースは、複数の部材を接合することによって構成され、前記各部材の線膨張係数は、互いに同じであることが好ましい。
この構成によれば、検出部の雰囲気温度が上昇した場合、ケースを構成する各部材が互いに同じ割合で伸びる。このため、光学部材と撮像部との位置関係が維持されるので、光学部材の焦点位置のずれが抑制される。したがって、ケースを複数の部材を接合することによって構成した場合でも、撮像部による被検出物の撮像精度が低下することを抑制することが可能となる。

上記搬送装置において、前記各部材は、互いに同じ材料によって構成されていることが好ましい。
この構成によれば、各部材の線膨張係数を容易に一致させることが可能となる。

上記搬送装置において、前記ケースは、前記被検出物からの距離が前記被検出物と前記光照射部との距離と同じとなる位置で固定されていることが好ましい。
この構成によれば、検出部の雰囲気温度が上昇した場合、ケースは固定された位置を基点として伸びるため、ケースの伸びに伴う光照射部の移動量が低減される。このため、光照射部と被検出物との距離が変化することが抑制されるので、光照射部による被検出物に対する光の照射精度が低下することを抑制することが可能となる。

上記課題を解決する記録装置は、上記構成の搬送装置と、前記搬送装置によって搬送される前記被検出物に対して記録処理を行う記録部とを備えた。
この構成によれば、上記搬送装置と同様の作用効果を得ることが可能となる。

一実施形態のインクジェット式プリンターの概略構成図。 同プリンターの撮像ユニットの断面模式図。

以下、記録装置をインクジェット式プリンターに具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、記録装置の一例としてのインクジェット式プリンター１１は、被検出物の一例としての長尺シート状の連続紙Ｐを搬送する搬送装置１２と、搬送装置１２によって搬送される連続紙Ｐに対してインク（液体）を噴射して印刷（記録処理）を行う記録部の一例としての記録ヘッド１３とを備えている。搬送装置１２は、連続紙Ｐを繰り出す繰出部１４と、繰出部１４から繰り出されて記録ヘッド１３によって印刷が行われた連続紙Ｐを巻き取る巻取部１５とを備えている。

すなわち、図１では、連続紙Ｐにおける搬送方向Ｙ（図１では右方向）の上流側となる左側の位置に繰出部１４が配置される一方、下流側となる右側の位置に巻取部１５が配置されている。そして、繰出部１４と巻取部１５との間の位置に、記録ヘッド１３が連続紙Ｐの搬送経路と対向するように配置されている。記録ヘッド１３における連続紙Ｐの搬送経路と対向する面には、搬送される連続紙Ｐにインクを噴射するための複数のノズル１３ａが形成されている。

また、記録ヘッド１３に対して連続紙Ｐの搬送経路を挟んで対向する位置には、矩形板状の金属製の支持フレーム２４が水平に配置されている。支持フレーム２４上には、記録ヘッド１３に対して連続紙Ｐの搬送経路を挟んで対向するように、連続紙Ｐにおける記録ヘッド１３によって印刷が行われる領域を支持する合成樹脂製の支持台１７が水平状態で支持されている。そして、支持台１７における記録ヘッド１３との対向面は、連続紙Ｐを支持する水平な支持面１７ａとされている。

繰出部１４には、連続紙Ｐの搬送方向Ｙと直交する連続紙Ｐの幅方向Ｘ（図１では紙面と直交する方向）に延びる繰出軸１６が回転駆動可能に設けられている。繰出軸１６には、連続紙Ｐが予めロール状に巻かれた状態で繰出軸１６と一体回転可能に支持されている。そして、繰出軸１６が回転駆動することで、繰出軸１６から連続紙Ｐがその搬送経路の下流側に向かって繰り出される。

繰出軸１６の右斜め上方には、繰出軸１６から繰り出された連続紙Ｐを巻き掛けて記録ヘッド１３側へ導くための第１中継ローラー１８が回転可能に配置されている。連続紙Ｐの搬送経路における第１中継ローラー１８の下流側には、回転駆動することで第１中継ローラー１８側から搬送される連続紙Ｐを挟持しながら支持台１７上へ導く給紙ローラー対１９が配置されている。

連続紙Ｐの搬送経路における支持台１７の下流側には、回転駆動することで連続紙Ｐにおける印刷済みの領域を支持台１７上から連続紙Ｐの搬送経路の下流側へ連続紙Ｐを挟持しながら導く排紙ローラー対２０が配置されている。

連続紙Ｐの搬送経路における排紙ローラー対２０の下流側には、排紙ローラー対２０側から搬送される連続紙Ｐを巻き掛けて巻取部１５へ導くための第２中継ローラー２１が回転可能に配置されている。巻取部１５は、第２中継ローラー２１の右斜め下方に位置している。

巻取部１５には、連続紙Ｐの搬送方向Ｙと直交する連続紙Ｐの幅方向Ｘに延びる巻取軸２２が回転駆動可能に設けられている。そして、巻取軸２２が回転駆動することで、第２中継ローラー２１側から搬送される印刷済みの連続紙Ｐが巻取軸２２によって順次巻き取られる。

図１及び図２に示すように、支持台１７には貫通孔１７ｂが形成され、支持フレーム２４には貫通孔２４ａが形成されている。貫通孔１７ｂ及び貫通孔２４ａは、上下方向において重なるととともに、形状が同じになっている。そして、支持フレーム２４には、連続紙Ｐの搬送量を非接触に検出するための検出部の一例としての撮像ユニット２３が、貫通孔１７ｂ及び貫通孔２４ａに上端部が挿入された状態で固定されている。撮像ユニット２３は、撮像ユニット２３全体の制御を行う図示しない制御回路を有している。

なお、本実施形態では、給紙ローラー対１９と排紙ローラー対２０とによって、連続紙Ｐを搬送する搬送部が構成されている。
次に、撮像ユニット２３の構成について詳述する。

図２に示すように、撮像ユニット２３は、ケースの一例としての上下方向に延びる合成樹脂製の鏡筒３０を備えている。鏡筒３０は、上下方向（軸線方向）に並ぶ複数（本実施形態では３つ）の部材を図示しないねじによって接合することによって構成されている。そして、鏡筒３０を構成する各部材は、上から順に、第１鏡筒部材３１、第２鏡筒部材３２、第３鏡筒部材３３とされている。

第１鏡筒部材３１、第２鏡筒部材３２、及び第３鏡筒部材３３は、互いに同じ材料によって構成されている。したがって、第１鏡筒部材３１、第２鏡筒部材３２、及び第３鏡筒部材３３は、互いに線膨張係数が同じになっている。第１鏡筒部材３１と第３鏡筒部材３３とは、上下方向の長さがほぼ同じになっている。第２鏡筒部材３２は、上下方向の長さが第１鏡筒部材３１の約３倍になっている。

第１鏡筒部材３１は、貫通孔１７ｂ内に配置されている。第１鏡筒部材３１と第２鏡筒部材３２との接合面は、貫通孔１７ｂ内に位置している。第１鏡筒部材３１の上端は、支持台１７の支持面１７ａと面一になっている。第１鏡筒部材３１の上端の矩形状の開口部は光が透過する検出窓３４とされ、検出窓３４には透光ガラス３５が嵌め込まれている。

透光ガラス３５の上面は、支持面１７ａよりも僅かに低い位置に配置されている。すなわち、透光ガラス３５は、支持面１７ａ上を搬送される連続紙Ｐとの間に僅かな隙間を介在させた状態で上下に対向するように配置されている。したがって、透光ガラス３５は、連続紙Ｐに対して接触しない。

図２に示すように、第２鏡筒部材３２の上端部の内周面における連続紙Ｐの幅方向Ｘの一方側には、矩形状の支持板３６が設けられている。支持板３６における検出窓３４側の面である取付面３６ａには、光照射部３７が取り付けられている。

光照射部３７は、本実施形態では発光ダイオード（ＬＥＤ）によって構成され、支持面１７ａ上を搬送される連続紙Ｐに対して印刷面とは反対側の下面側（非印刷面側）から透光ガラス３５越しに光を照射する。この場合、光照射部３７は、幅方向Ｘ側から光が連続紙Ｐの下面（非印刷面）に対して斜めに照射されるように配置される。

また、鏡筒３０内における連続紙Ｐに対して光照射部３７よりも遠い位置、すなわち第２鏡筒部材３２内における光照射部３７よりも下側の位置には、光学部材の一例としての集光レンズ３８が設けられている。集光レンズ３８は、保持部材３９を介して第２鏡筒部材３２の内周面に保持され、光照射部３７から出射されて透光ガラス３５を透過した光が連続紙Ｐの下面で反射した後に再び透光ガラス３５を透過して鏡筒３０内に入射した反射光を集光させる。

図２に示すように、第３鏡筒部材３３の下端には、第３鏡筒部材３３の下端の開口部を塞ぐように撮像部材４０が図示しないねじによって取り付けられている。撮像部材４０は、第３鏡筒部材３３の下端の開口部を塞ぐ取付板４１と、取付板４１の上面に設けられた撮像部の一例としての撮像素子４２とを備えている。そして、撮像部材４０を第３鏡筒部材３３に取り付けた状態では、撮像素子４２が第３鏡筒部材３３内に配置される。

この場合、撮像素子４２は、鏡筒３０内における連続紙Ｐに対して集光レンズ３８よりも遠い位置に配置される。撮像素子４２は、集光レンズ３８により集光された連続紙Ｐの下面の像が結像される撮像面４２ａを有しており、例えば２次元イメージセンサーにより構成される。なお、集光レンズ３８は、撮像素子４２の撮像面４２ａ上に連続紙Ｐの下面の像が結像され得る高さであって光軸が検出窓３４の中心及び撮像面４２ａの中心を通るように配置される。

そして、撮像ユニット２３は、光照射部３７から連続紙Ｐに照射した際の反射光に基づいて支持台１７によって支持される連続紙Ｐの下面のテクスチャー（紙面模様）を撮像し、一定の時間間隔で撮像された前後２枚の画像を比較することにより、連続紙Ｐの単位時間当たりの搬送量を算出する。すなわち、撮像ユニット２３は、光照射部３７から連続紙Ｐに光を照射した際の反射光に基づき連続紙Ｐの搬送量を検出する。

また、第２鏡筒部材３２の外周面の上端部における幅方向Ｘの両側には、平板状の取付片４３が幅方向Ｘに沿ってそれぞれ突設されている。この場合、鏡筒３０は、各取付片４３よりも上側の部分の長さが、各取付片４３よりも下側の部分の長さよりも短くなっている。そして、各取付片４３は、それぞれねじ４４によって支持フレーム２４の下面に固定されている。したがって、支持フレーム２４への各取付片４３の固定位置は、支持フレーム２４への鏡筒３０の固定位置となっている。

この場合、支持フレーム２４への鏡筒３０の固定位置は、連続紙Ｐに対して集光レンズ３８よりも近い位置であって光照射部３７よりも遠い位置になっている。すなわち、鏡筒３０は、集光レンズ３８よりも高い位置であって光照射部３７よりも低い位置で支持フレーム２４に固定されている。

次に、上述のように構成されたインクジェット式プリンター１１の作用について、特に、撮像ユニット２３が連続紙Ｐの搬送量を検出する際の作用に着目して以下説明する。
さて、連続紙Ｐを印刷する場合には、図１に示すように、連続紙Ｐをその搬送経路に沿って上流側から下流側へと搬送しながら記録ヘッド１３の各ノズル１３ａから支持面１７ａに支持された連続紙Ｐに対してインクを噴射する。このとき、撮像ユニット２３は、支持面１７ａに支持された連続紙Ｐの搬送量を非接触で検出する。

そして、撮像ユニット２３によって連続紙Ｐの搬送量を検出する場合には、図２に示すように、まず、光照射部３７から検出窓３４全体を通して連続紙Ｐの下面に光を照射する。すると、連続紙Ｐの下面に照射された光が連続紙Ｐの下面で反射し、その反射光が集光レンズ３８で集光されることにより、連続紙Ｐの下面の像（テクスチャーの像）が撮像面４２ａ上に結像される。

撮像面４２ａ上に結像された連続紙Ｐの下面の像は、撮像素子４２によって撮像される。そして、撮像素子４２によって一定の時間間隔で撮像された連続紙Ｐの下面の前後２枚の画像を比較することにより、連続紙Ｐの単位時間当たりの搬送量が算出（検出）される。このとき、鏡筒３０は、その雰囲気温度が上昇すると、固定位置（各取付片４３の高さ位置）を基点として上下方向（軸線方向）に伸びる。

すなわち、鏡筒３０は、固定位置よりも下側の部分全体が下方（被検出物とは反対方向）へ向かって伸びるとともに、固定位置よりも上側の部分全体が上方（被検出物に近付く方向）へ向かって伸びる。この場合、鏡筒３０は、固定位置よりも上側の部分の長さが、固定位置よりも下側の部分の長さよりも短くなっているため、当該上側の部分の伸びる長さ分よりも当該下側の部分の伸びる長さ分の方が長くなる。

そして、本実施形態では、集光レンズ３８及び撮像素子４２が鏡筒３０内における固定位置よりも下側の部分に配置されている。加えて、鏡筒３０を構成する第１鏡筒部材３１、第２鏡筒部材３２、及び第３鏡筒部材３３は、互いに線膨張係数が同じになっているため、鏡筒３０の雰囲気温度の上昇により、各部材３１，３２，３３は、互いに同じ割合で伸びる。

このため、鏡筒３０の伸長にともなって集光レンズ３８と撮像素子４２とが一緒に下方へ移動するので、集光レンズ３８と撮像素子４２との位置関係が変化することが抑制される。したがって、集光レンズ３８の焦点位置のずれが抑制されるので、撮像素子４２による連続紙Ｐの撮像精度が低下することが抑制される。よって、一定の時間間隔で撮像される前後２枚の画像の質の低下が抑制されるので、連続紙Ｐのテクスチャーの移動量に基づく連続紙Ｐの搬送量の検出精度の低下が抑制される。

以上、詳述した実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）鏡筒３０は、連続紙Ｐに対して集光レンズ３８よりも近い位置で支持フレーム２４に固定されている。そして、撮像ユニット２３（鏡筒３０）の雰囲気温度が上昇した場合、鏡筒３０は、支持フレーム２４に固定された位置を基点として上下に伸びるため、この鏡筒３０の伸びに伴って集光レンズ３８及び撮像素子４２が連続紙Ｐから離れるように下方に向かって一緒に移動する。このため、雰囲気温度の上昇によって鏡筒３０が伸びた場合でも、集光レンズ３８と撮像素子４２との位置関係が変化することが抑制されるので、集光レンズ３８の焦点位置のずれを抑制することができる。したがって、撮像素子４２による連続紙Ｐの撮像精度が低下することを抑制することができる。

（２）鏡筒３０は第１鏡筒部材３１、第２鏡筒部材３２、及び第３鏡筒部材３３を接合することによって構成され、各部材３１，３２，３３の線膨張係数は互いに同じになっている。そして、撮像ユニット２３（鏡筒３０）の雰囲気温度が上昇した場合には、鏡筒３０を構成する各部材３１，３２，３３が互いに同じ割合で一様に伸びる。このため、集光レンズ３８と撮像素子４２との位置関係が維持されるので、集光レンズ３８の焦点位置のずれを効果的に抑制することができる。したがって、各部材３１，３２，３３を接合することによって鏡筒３０を構成した場合でも、撮像素子４２による連続紙Ｐの撮像精度が低下することを抑制することができる。

（３）鏡筒３０を構成する各部材３１，３２，３３は、互いに同じ材料によって構成されているため、各部材３１，３２，３３の線膨張係数を容易に一致させることができる。
（変更例）
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・搬送装置１２の撮像ユニット２３における鏡筒３０は、連続紙Ｐからの距離が連続紙Ｐと光照射部３７との距離と同じとなる位置で支持フレーム２４に固定するようにしてもよい。このようにすれば、撮像ユニット２３（鏡筒３０）の雰囲気温度が上昇した場合、鏡筒３０は、支持フレーム２４に固定された位置を基点として上下に伸びるため、鏡筒３０の伸びに伴う光照射部３７の移動量を低減することができる。したがって、光照射部３７と連続紙Ｐとの距離が変化することを抑制することができるので、光照射部３７による連続紙Ｐに対する光の照射精度が低下することを抑制することができる。

・鏡筒３０を構成する各部材３１，３２，３３は、必ずしも互いに同じ材料によって構成する必要はない。
・鏡筒３０を構成する各部材３１，３２，３３は、必ずしも線膨張係数が互いに同じである必要はない。

・鏡筒３０の支持フレーム２４に対する固定位置は、連続紙Ｐに対して光照射部３７よりも近い位置であってもよい。
・鏡筒３０内には、集光レンズ３８を複数配置するようにしてもよい。

・撮像ユニット２３は、連続紙Ｐの印刷面と対向するように配置するようにしてもよい。
・撮像ユニット２３は、支持台１７に固定するようにしてもよい。この場合、支持台１７は、合成樹脂等の材料を用いることができ、さらには、剛性の高い材料、例えば金属によって構成することが望ましい。

・被検出物は、連続紙Ｐに限定されず、単票紙であってもよい。
・被検出物は、表面にテクスチャーを有していれば、例えば、布、プラスチックフィルム、金属箔などであってもよい。

・インクジェット式プリンター１１は、シリアルプリンターであってもよいし、ラインプリンターであってもよい。
・上記実施形態において、記録装置は、インク以外の他の流体（液体や、機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルのような流状体（流体として流して噴射できる固体を含む）を噴射したり吐出したりして記録を行う流体噴射装置であってもよい。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材（画素材料）などの材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を噴射して記録を行う液状体噴射装置であってもよい。また、ゲル（例えば物理ゲル）などの流状体を噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体（粉粒体）を例とする固体を噴射する粉粒体噴射装置（例えばトナージェット式記録装置）であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置に本発明を適用することができる。なお、本明細書において「流体」とは、気体のみからなる流体を含まない概念であり、流体には、例えば液体（無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）等を含む）、液状体、流状体、粉粒体（粒体、粉体を含む）などが含まれる。

・搬送装置は、被検出物に対して記録処理を行う記録装置に備えられるものに限らず、被検出物に対して任意の処理を行う各種処理装置に備えられるものであってもよい。

１１…記録装置の一例としてのインクジェット式プリンター、１２…搬送装置、１３…記録部の一例としての記録ヘッド、１９…搬送部を構成する給紙ローラー対、２０…搬送部を構成する排紙ローラー対、２３…検出部の一例としての撮像ユニット、３０…ケースの一例としての鏡筒、３１…鏡筒を構成する部材の一例としての第１鏡筒部材、３２…鏡筒を構成する部材の一例としての第２鏡筒部材、３３…鏡筒を構成する部材の一例としての第３鏡筒部材、３７…光照射部、３８…光学部材の一例としての集光レンズ、４２…撮像部の一例としての撮像素子、Ｐ…被検出物の一例としての連続紙。

Claims (5)

1. 被検出物を支持する支持面を有する支持部と、
   前記支持面に支持された前記被検出物を搬送する搬送部と、
   前記搬送部によって搬送される前記被検出物の搬送量を検出する検出部と
   を備えた搬送装置であって、
   前記検出部は、
   ケースと、
   前記ケース内に配置され、前記被検出物に光を照射可能な光照射部と、
   前記ケース内における前記光照射部よりも前記支持面から遠い位置に配置され、前記光照射部から前記被検出物に光を照射した際の反射光を集光する光学部材と、
   前記ケース内における前記光学部材よりも前記支持面から遠い位置に配置され、前記光学部材によって集光された前記反射光を受けて撮像する撮像部と
   を備え、
   前記ケースは、前記光学部材と前記支持面との間の位置で、前記ケースの長手方向における一部分で前記支持部に固定されていることを特徴とする搬送装置。
2. 前記ケースは、複数の部材を接合することによって構成され、
   前記各部材の線膨張係数は、互いに同じであることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記各部材は、互いに同じ材料によって構成されていることを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
4. 前記ケースは、前記被検出物からの距離が前記被検出物と前記光照射部との距離と同じとなる位置で前記支持部に固定されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の搬送装置。
5. 請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の搬送装置と、
   前記搬送装置によって搬送される前記被検出物に対して記録処理を行う記録部と
   を備えたことを特徴とする記録装置。