JP7073916B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

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Description

本発明は、被吐出対象に対してノズルから液体を吐出させる液体吐出装置に関する。
特許文献1には、用紙こすれ(被吐出対象がノズル面に接触すること)によってキャリッジの速度が低下すると、モータに印加される電流値が大きくなることが示されており、さらに、このことに基づき、電流値が閾値を超えたときに被吐出対象がノズル面に接触したと判断し、被吐出対象への画像の記録を中断させることが示されている。
特許文献2には、用紙こすれ(被吐出対象がノズル面に接触すること)を回避するため、被吐出対象とノズル面との距離を検出し、検出された距離に基づいて被吐出対象がノズル面に接触し得ると判断される場合に、距離を調整することが示されている。
特開2010-184443号公報 特開2010-173150号公報
キャリッジの速度低下は、被吐出対象がノズル面に接触した場合に限らず、キャリッジ移動機構に異物(砂塵等)が入り込んだ場合にも生じ得る。したがって、特許文献1の技術では、被吐出対象がノズル面に接触していない場合にも、キャリッジの速度が低下したと判断され、記録が中断され得る。
また、被吐出対象には、当初から端部がカールしているものがある。さらに、記録中に、被吐出対象が変形する場合もある(例えば、コックリング(被吐出対象が液体中の溶媒を吸収することによって波打つ現象)等)。特許文献2の技術において、被吐出対象のカールした端部や変形した部分とノズル面との距離が検出されると、被吐出対象がノズル面に接触する可能性が低いにも関わらず、被吐出対象がノズル面に接触し得ると判断され、距離調整が行われ得る(即ち、記録が中断され得る)。
本発明の目的は、被吐出対象のノズル面への接触の有無を精度よく判断し、無用に記録が中断される問題を抑制できる、液体吐出装置を提供することにある。
本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出するノズルが形成されたノズル面を有する、液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドを搭載する、キャリッジと、前記ノズル面と平行な移動方向に前記キャリッジを移動させる、キャリッジ移動機構と、前記ノズル面と平行でかつ前記移動方向と交差する搬送方向に被吐出対象を搬送する、搬送機構と、前記キャリッジの速度に応じた出力を行う、速度センサと、被吐出対象と前記ノズル面との距離に応じた出力を行う、距離センサと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記搬送機構によって被吐出対象を前記搬送方向に搬送する搬送動作と、前記キャリッジ移動機構によって前記キャリッジを前記移動方向に移動させながら前記ノズルから液体を吐出させる吐出動作とを交互に行わせることで、被吐出対象への画像の記録を行い、前記速度センサの前記出力に基づいて前記速度を判断し、前記距離センサの前記出力に基づいて前記距離を判断し、さらに、前記速度が所定速度未満であると判断し、かつ、前記距離が所定距離未満であると判断したときに、前記記録を中断させることを特徴とする。
本発明によれば、速度のみ又は距離のみに基づいてではなく、速度及び距離の両方に基づいて、被吐出対象のノズル面への接触の有無を判断する。これにより、被吐出対象のノズル面への接触の有無を精度よく判断し、無用に記録が中断される問題を抑制できる。
本発明の一実施形態に係るプリンタの平面図である。 図1のプリンタに含まれるヘッドの一部分の断面図である。 図1の矢印III方向から見た側面図である。 用紙Pのジャムの一例を示す図3に対応する側面図である。 (a)は、図1のVA-VA線に沿った断面図である。(b)は、図1の矢印VB方向から見た側面図である。 図1のプリンタの電気的構成を示すブロック図である。 図1のプリンタにおける記録に係る制御内容を示すフロー図である。
本発明の一実施形態に係るプリンタ100は、図1に示すように、ヘッド1、キャリッジ2、プラテン3、搬送機構4、波形状付与機構5、光センサ7及び制御装置9を備えている。
ヘッド1は、図2に示すように、流路ユニット11及びアクチュエータユニット12を含む。流路ユニット11の下面は、複数のノズル11nが形成されたノズル面11aである。流路ユニット11の内部には、インクタンク(図示略)に連通する共通流路11xと、共通流路11xから複数のノズル11nのそれぞれに至る複数の個別流路11yとが形成されている。流路ユニット11の上面には、複数の個別流路11yのそれぞれに含まれる複数の圧力室11cが開口している。アクチュエータユニット12は、流路ユニット11の上面に複数の圧力室11cを覆うように配置された振動板121と、振動板121の上面に配置された圧電層122と、圧電層122の上面に複数の圧力室11cのそれぞれと対向するように配置された複数の個別電極123とを含む。振動板121及び圧電層122において各個別電極123と各圧力室11cとで挟まれた部分は、圧力室11c毎に個別のユニモルフ型アクチュエータとして機能し、ヘッドドライバ15による各個別電極123への電圧の印加に応じて独立して変形可能である。アクチュエータが圧力室11cに向かって凸となるように変形することにより、圧力室11cの容積が減少し、圧力室11c内のインクに圧力が付与され、ノズル11nからインクが吐出される。
キャリッジ2は、図1に示すように、ヘッド1を搭載し、ノズル面11aと平行な走査方向に移動可能である。具体的には、キャリッジ2は、用紙Pへの画像の記録に際して、図1に示すホームポジションを始点として、走査方向の一方(図1の右方)から他方(図1の左方)に向かう往動と、走査方向の他方から一方に向かってホームポジションに戻る復動とからなる往復動を行う。ホームポジションは、プラテン3に対して走査方向の一方にあり、ノズル面11aがプラテン3と鉛直方向(ノズル面11aと直交する直交方向)に重ならない位置である。
キャリッジ2は、プラテン3の上方において、2本のガイドレール2a,2bに支持され、無端ベルト2cと連結されている。無端ベルト2cは、キャリッジモータ25の駆動ギヤと連結されている。制御装置9の制御によりキャリッジモータ25が駆動され、駆動ギヤが回転すると、無端ベルト2cが走行し、ガイドレール2a,2bに沿ってキャリッジ2が走査方向に移動する。本実施形態では、ガイドレール2a,2b及び無端ベルト2cが、キャリッジ移動機構2mを構成する。走査方向が、「移動方向」に該当する。
キャリッジ2には、リニアエンコーダ26が設けられている。リニアエンコーダ26は、発光素子及び受光素子を有する。リニアエンコーダ26の発光素子及び受光素子は、ガイドレール2b上に配置されたスケール(図示略)を挟むように配置されている。スケールは、走査方向に延び、走査方向に一定間隔で交互に形成された透過領域及び非透過領域を有する。リニアエンコーダ26が透過領域と対向するとき、発光素子から照射された光が透過領域を透過し、受光素子に受光される。リニアエンコーダ26が非透過領域と対向するとき、発光素子から照射された光は非透過領域により遮断され、受光素子に受光されない。したがって、キャリッジ2が走査方向に移動するとき、受光素子は、発光素子からの光を受光する状態と、発光素子からの光を受光しない状態とを交互に繰り返す。
搬送機構4は、図1に示すように、ヘッド1に対して搬送方向の上流に配置された上流ローラ対41と、ヘッド1に対して搬送方向の下流に配置された下流ローラ対42とを含む。搬送方向は、ノズル面11aと平行で、かつ、走査方向と直交する。
上流ローラ対41は、図3に示すように、上側ローラ41a及び下側ローラ41bを含む。上側ローラ41a及び下側ローラ41bは、共に走査方向に長尺であり、互いに周面が接触するように上下に配置されている。上側ローラ41a及び下側ローラ41bは、それぞれ、走査方向に延びる軸41ax,41bxに支持されており、軸41ax,41bxを中心として回転可能である。
下流ローラ対42は、図1に示すように、6つの上側ローラ42a及び6つの下側ローラ42bを含む。上側ローラ42a及び下側ローラ42bは、1つずつが組になって、互いに周面が接触するように上下に配置されている。即ち、下流ローラ対42は、1つの上側ローラ42a及び1つの下側ローラ42bからなる組を6つ有する。6つの組は、走査方向に等間隔に並んでいる。6つの上側ローラ42aは、走査方向に延びる軸42axに支持されており、軸42axを中心として回転可能である。6つの下側ローラ42bは、走査方向に延びる軸42bxに支持されており、軸42bxを中心として回転可能である。
制御装置9の制御により搬送モータ45(図6参照)が駆動されると、各ローラ対41,42の上側ローラ及び下側ローラの一方が駆動し、各ローラ対41,42の上側ローラ及び下側ローラの他方が従動する。そして、ローラ対41,42の少なくとも一方の上側ローラ及び下側ローラが用紙Pを挟持しつつ回転することで、図3に示す搬送経路Rに沿って用紙Pが搬送される。搬送経路Rは、給紙トレイ(図示略)から、プラテン3の表面(ノズル面11aと対向する表面)における、ノズル面11aと対向する対向位置Aを経て、排紙トレイ(図示略)まで延びている。
なお、上流ローラ対41の上側ローラ41a及び下側ローラ41bと、下流ローラ対42の下側ローラ42bとは、外周面に突起が形成されていないゴムローラであるのに対し、下流ローラ対42の上側ローラ42aは、外周面に複数の突起が形成された拍車ローラである。これにより、用紙Pの表面に着弾したインクが上側ローラ42aに付着し難くなっている。
下流ローラ対42とノズル面11aとの間には、対向位置Aから下流ローラ対42に向けて用紙Pを案内するための部材10が設けられている。部材10は、ノズル面11aの近傍(より詳細には、図1に示すように、搬送方向においてガイドレール2bと下流ローラ対42との間)に配置されている。
プラテン3は、図3に示すように、ヘッド1及びキャリッジ2の下方に配置されており、当該プラテン3の表面における対向位置Aにおいて用紙Pを支持する。即ち、プラテン3は、「支持部材」に該当する。プラテン3の表面は、基部3bと、基部3bから突出した6つのリブ3aとを有する。6つのリブ3aは、波形状付与機構5を構成する。本実施形態において、用紙Pは、6つのリブ3aの先端に支持される。
プラテン3は、軸3xを中心として回転可能に構成されている。軸3xは、プラテン3における搬送方向の下流端において、走査方向に延びている。プラテン3は、図3に実線で示す上限位置と、図3に破線で示す下限位置との間で、移動可能である。上限位置は、プラテン3の表面がノズル面11aと平行な位置である。プラテン3が取り得る位置のうち、上限位置以外の位置では、プラテン3の表面がノズル面11aに対して傾斜している。プラテン3が上限位置から下限位置に向かうにつれて、プラテン3の搬送方向の上流端とノズル面11aとの鉛直方向の間隔が大きくなる。
プラテン3に外力(用紙Pの自重等)が作用していないとき、又は、通常の用紙(厚紙等の重量が大きい用紙を除く、比較的軽量な用紙)Pがプラテン3に適切に支持されたとき(当該用紙Pの自重等がプラテン3に作用したとき)、プラテン3は上限位置に位置する。厚紙等の比較的重量が大きい用紙Pがプラテン3に適切に支持されたとき(当該用紙Pの自重等がプラテン3に作用したとき)、プラテン3は上限位置と下限位置との間の中間位置に位置する。なお、用紙Pがプラテン3に適切に支持されたとき、プラテン3には、用紙Pの自重の他、搬送機構4や波形状付与機構5により用紙Pに付与された力が作用する。用紙Pの自重等は、コルゲートプレート51の押圧によって、プラテン3における搬送方向の上流端に作用する。
用紙Pの自重は、一般的に用紙Pの厚みに比例することから、上記のようなプラテン3の位置の変更により、用紙Pの厚みによらず、プラテン3に支持された用紙Pの表面とノズル面11aとのギャップが一定になる。つまり、用紙Pの厚みが大きいほど、プラテン3の位置は下限位置に近づく。
本実施形態では、上限位置が、通常の用紙Pに対する「第1支持位置」に該当し、中間位置が、比較的重量が大きい用紙Pに対する「第1支持位置」に該当する。下限位置が、「第2支持位置」に該当する。
軸3xの周りには、コイルばね3yが巻回されている。コイルばね3yは、図3において反時計回りの方向(即ち、第2支持位置から第1支持位置に向かう方向)にプラテン3を付勢している。
例えば図4に示すような用紙Pのジャムが生じた場合、プラテン3は、コイルばね3yの付勢力に抗して、第1支持位置から第2支持位置に移動する。図4は、搬送方向における用紙Pの先端Ptが下流ローラ対42に適切に挟持されない状態で搬送が継続され、ジャムが生じた場合を示す。部材10はノズル面11aの近傍に位置するため、用紙Pにおけるジャムにより変形した部分が、部材10に接触し易い。用紙Pが部材10に接触した状態で搬送が継続されると、用紙Pが下方に撓んでプラテン3を押し、プラテン3が第1支持位置から第2支持位置に移動する。
波形状付与機構5は、図1に示すように、7つのコルゲートプレート51と、プラテン3の表面に形成された6つのリブ3aと、7つのコルゲート拍車52と、下流ローラ対42における1つの上側ローラ42a及び1つの下側ローラ42bからそれぞれなる6つの組とを含む。
7つのコルゲートプレート51は、ヘッド1に対して搬送方向の上流において、走査方向に等間隔に並んでいる。各コルゲートプレート51は、図3に示すように、上流ローラ対41の上側ローラ41aの上方に設けられた基部51aと、基部51aから搬送方向の下流に延びてプラテン3における搬送方向の上流端の表面と対向する押圧部51bとを含む。押圧部51bは、第1支持位置にあるプラテン3の表面と、若干の隙間を介して対向している。
6つのリブ3aは、図1に示すように、走査方向に等間隔に並び、走査方向に隣接するコルゲートプレート51の間にそれぞれ配置されている。各リブ3aは、搬送方向に延びている。6つのリブ3aは、1つの上側ローラ42a及び1つの下側ローラ42bからなる組のそれぞれと、走査方向の位置が一致している。
各リブ3aの上端は、図5(a)に示すように、各コルゲートプレート51の押圧部51bよりも上方に位置している。このような位置関係において、6つのリブ3aの上端が用紙Pを下方から支持すると共に、7つのコルゲートプレート51の押圧部51bが用紙Pを上方から押圧することにより、用紙Pに走査方向に沿った波形状が付与される。
7つのコルゲート拍車52は、図1に示すように、下流ローラ対42に対して搬送方向の下流において、走査方向に等間隔に並んでいる。7つのコルゲート拍車52は、7つのコルゲートプレート51のそれぞれと、走査方向の位置が一致している。走査方向に隣接するコルゲート拍車52の間に、1つの上側ローラ42a及び1つの下側ローラ42bからなる組がそれぞれ配置されている。7つのコルゲート拍車52は、走査方向に延びる軸52xに支持されており、軸52xを中心として回転可能である。
上側ローラ42aと下側ローラ42bとの接触点は、図5(b)に示すように、コルゲート拍車52の下端よりも上方に位置している。このような位置関係において、6つの下側ローラ42bが用紙Pを下方から支持すると共に、7つのコルゲート拍車52が用紙Pを上方から押圧することにより、用紙Pに走査方向に沿った波形状が付与される。
波形状付与機構5により、用紙Pに走査方向に沿った波形状が付与されることで、用紙Pに腰が与えられ、良好な搬送が実現される。
光センサ7は、図1に示すように、キャリッジ2における走査方向の他方(図1の左方)の端部であって、ヘッド1に対して搬送方向の上流に、設けられている。光センサ7は、反射型の光学式センサであって、発光素子7a及び受光素子7bを有する。
発光素子7aは、用紙Pの表面又はプラテン3の被検知部3sに向けて、下方(ノズル面11aからプラテン3の表面に向かう方向)に光を照射する。即ち、発光素子7aは、プラテン3に支持された用紙Pと鉛直方向に対向したときに、用紙Pの表面に向けて光を照射する場合と、プラテン3の被検知部3sと鉛直方向に対向したときに、被検知部3sに向けて光を照射する場合とがある。
受光素子7bは、プラテン3の表面に対して上方(プラテン3の表面からノズル面11aに向かう方向)に位置する。受光素子7bは、用紙Pの表面又はプラテン3の被検知部3sで反射された光を受け、当該光に基づく出力信号を出力する。受光素子7bが出力する出力信号は、用紙Pの表面又はプラテン3の被検知部3sと、ノズル面11aとの距離に応じて変化する。即ち、受光素子7bの出力は、用紙Pとノズル面11aとの距離に応じて変化し、光センサ7は、「距離センサ」に該当する。また、プラテン3の被検知部3sとノズル面11aとの距離はプラテン3の位置に応じて変化することから、受光素子7bの出力は、プラテン3の位置に応じて変化し、光センサ7は、「位置センサ」にも該当する。
被検知部3sは、プラテン3における走査方向の一方の端部に設けられ、軸3xに対して搬送方向の上流に配置されている。被検知部3sは、プラテン3の表面における、プラテン3が用紙Pを支持したときに用紙Pで覆われない部分であり、プラテン3が第1支持位置にあるときにノズル面11aと平行となる平面(基部3b)で構成されている。より詳細には、制御装置9は「縁無し記録」を行うことが可能であり、被検知部3sは、プラテン3が支持可能な複数の用紙Pのうち幅方向(搬送方向と直交する方向)の長さが最も長い用紙Pがプラテン3を覆う領域よりも幅方向外側、かつ、当該最も長い用紙Pに対する縁無し記録の記録領域よりも幅方向外側に設けられている。「縁無し記録」とは、用紙Pにおける幅方向の縁を含む領域にノズル11nからインクを吐出させて画像を記録することである。
制御装置9は、図6に示すように、CPU(Central Processing Unit)91、ROM(Read Only Memory)92、RAM(Random Access Memory)93、及び、各種制御回路を含むASIC(Application Specific Integrated Circuit)94を有する。制御装置9は、PC等の外部装置とデータ通信可能に接続されている。
ROM92には、CPU91が各種動作を制御するためのプログラムやデータが格納されている。RAM93は、CPU91が上記プログラムを実行する際に用いるデータを一時的に記憶する。CPU91は、外部装置から入力された記録指令に基づいて、ROM92やRAM93に記憶されているプログラムやデータにしたがい、ASIC94に対する指令を行う。CPU91及びASIC94が、「制御部」に該当する。
ASIC94には、ヘッドドライバ15、キャリッジモータ25及び搬送モータ45が接続されている。ASIC94は、CPU91からの指令にしたがい、ヘッドドライバ15、キャリッジモータ25及び搬送モータ45を制御し、搬送機構4によって用紙Pを搬送方向に搬送する「搬送動作」と、キャリッジ移動機構2mによってキャリッジ2を走査方向に移動させながらノズル11nからインクを吐出させる「吐出動作」とを、交互に行わせる。つまり、記録中、用紙Pは間欠的に搬送される。「吐出動作」は、1回の搬送動作とその次の回の搬送動作との間の搬送停止中に行われる。上記動作が交互に繰り返し行われることにより、用紙Pの表面に、インクのドットが形成され、画像が記録される。画像は、図と文字との組合せ、図のみ及び文字のみを含む。
なお、1回の搬送動作における搬送量は、画像データに応じて変化し、1枚の用紙Pに対する記録において各回の搬送動作における搬送量が一定でない場合もあり得る。また、指定された画質や記録速度等に応じて、1回の吐出動作においてキャリッジ2が(i)往動又は復動を行う場合と(ii)1の往復動を行う場合と(iii)2以上の往復動を行う場合とがある。
ASIC94には、さらに、リニアエンコーダ26、及び、搬送モータ45の回転数を示す信号を出力するロータリーエンコーダ46が接続されている。ASIC94は、エンコーダ26,46から出力された信号を受信し、当該信号をCPU91に転送する。CPU91は、リニアエンコーダ26から出力された信号に基づいて、キャリッジ2の速度を判断する。即ち、リニアエンコーダ26の出力は、キャリッジ2の速度に応じて変化し、リニアエンコーダ26は、「速度センサ」に該当する。また、CPU91は、ロータリーエンコーダ46から出力された信号に基づいて、搬送経路Rにおける用紙Pの位置を判断する。
ASIC94には、さらに、光センサ7が接続されている。ASIC94は、CPU91からの指令にしたがい、発光素子7aに入力信号を入力し、発光素子7aから光を照射させる。また、ASIC94は、受光素子7bから出力された出力信号を受信し、この信号をCPU91に転送する。CPU91は、受光素子7bの出力信号に基づいて、用紙Pとノズル面11aとの距離を判断する。さらに、CPU91は、受光素子7bの出力信号に基づいて、プラテン3の位置を判断する。
ASIC94には、さらに、ユーザーへの報知を行う報知器8(例えば、スピーカー、ディスプレイ等)が接続されている。ASIC94は、CPU91からの指令にしたがい、報知器8に報知信号を送信し、報知器8にユーザーへの報知(例えば、スピーカーによる音声出力、ディスプレイによる画面表示)を行わせる。
次いで、図7を参照し、記録に係る制御内容について説明する。
先ず、CPU91は、外部装置から記録指令を受信したか否かを判断する(S1)。CPU91が記録指令を受信していない場合(S1:NO)、S1の処理が繰り返される。記録指令を受信した場合(S1:YES)、CPU91は、ASIC94を通じて搬送モータ45を制御し、用紙Pの搬送を開始させる(S2)。
S2の後、CPU91は、ASIC94から転送されたロータリーエンコーダ46の信号に基づいて、用紙Pの先端が対向位置Aに到達したか否かを判断する(S3)。用紙Pの先端が対向位置Aに到達していない場合(S3:NO)、S3の処理が繰り返される。
用紙Pの先端が対向位置Aに到達した場合(S3:YES)、CPU91は、記録が開始されるよう、プリンタ100の各部を制御する(S4)。具体的には、CPU91は、ASIC94を通じてヘッドドライバ15、キャリッジモータ25及び搬送モータ45を制御し、搬送機構4によって用紙Pを搬送方向に搬送する「搬送動作」と、キャリッジ移動機構2mによってキャリッジ2を走査方向に移動させながらノズル11nからインクを吐出させる「吐出動作」とを、交互に行わせる。
S4の後、CPU91は、所定条件が満たされるか否かを判断する(S5)。所定条件は、用紙Pがノズル面11aに接触してもキャリッジ2の速度低下が生じ難い条件であり、例えば、1回の搬送動作における搬送量が閾値未満(高画質設定)、用紙Pの剛度が閾値未満の場合、用紙Pの厚みが閾値未満、用紙Pの水分量が閾値以上、環境温度が閾値以上、環境湿度が閾値以上、その他、キャリッジ移動機構2mに異物(砂塵等)が入り込み易い各条件等である。CPU91は、記録指令に含まれる各種データ、温度センサや湿度センサの信号等に基づいて、S5の判断を行ってよい。
所定条件(即ち、用紙Pがノズル面11aに接触してもキャリッジ2の速度低下が生じ難い条件)が満たされない場合(S5:NO)、CPU91は、ASIC94から転送されたリニアエンコーダ26の信号に基づいて、キャリッジ2の速度Vを判断し、速度Vが下限値Vmin未満であるか否かを判断する(S6)。
速度Vが下限値Vmin未満である場合(S6:YES)、CPU91は、記録を中断させる(S7)。具体的には、CPU91は、ASIC94を通じて搬送モータ45を制御し、搬送動作を停止させる処理と、ASIC94を通じてキャリッジモータ25を制御し、吐出動作を停止させる処理と、ASIC94を通じて報知器8を制御し、ユーザーへの報知を行わせる処理とを行う。また、CPU91は、光センサ7が駆動されている場合、ASIC94を通じて光センサ7の駆動を停止させる処理を行う。S7の後、CPU91は、当該ルーチンを終了する。
速度Vが下限値Vmin未満でない場合(S6:NO)、CPU91は、速度Vが所定速度Vx未満であるか否かを判断する(S8)。所定速度Vxは、下限値Vminよりも値が大きい。
速度Vが所定速度Vx未満でない場合(S8:NO)、CPU91は、処理をS14に移す。
速度Vが所定速度Vx未満である場合(S8:YES)、CPU91は、ASIC94を通じて光センサ7を駆動させる(S9)。具体的には、CPU91は、ASIC94を通じて入力信号を発光素子7aに入力し、発光素子7aの発光を開始させる。このとき、発光素子7aは、プラテン3に支持された用紙Pと鉛直方向に対向し、用紙Pの表面に向けて光を照射する。
S9の後、CPU91は、受光素子7bの出力信号に基づいて、用紙Pの表面とノズル面11aとの距離Dを判断し、距離Dが所定距離Dx未満であるか否かを判断する(S10)。具体的には、受光素子7bの出力信号のA/D値が、距離Dが小さくなるほど大きくなる場合、A/D値が閾値を超えたときに、距離Dが所定距離Dx未満であると判断する。
なお、距離Dを判断する際、キャリッジ2の移動を停止させてもよいし停止させなくてもよい。例えば、キャリッジ2の速度Vが高く、用紙Pがノズル面11aに接触した状態でキャリッジ2が移動するとノズル面11aの損傷が激しくなり得る場合は、キャリッジ2の移動を停止させてよい。逆に、キャリッジ2の速度Vが低く、用紙Pがノズル面11aに接触した状態でキャリッジ2が移動しても、ノズル面11aの損傷が軽い場合は、キャリッジ2の移動を停止させなくてよい。
距離Dが所定距離Dx未満である場合(S10:YES)、CPU91は、処理をS7に移す。
距離Dが所定距離Dx未満でない場合(S10:NO)、CPU91は、ASIC94を通じてキャリッジモータ25を制御し、キャリッジ移動機構2mによってキャリッジ2を移動させ、光センサ7の発光素子7aがプラテン3の被検知部3sと鉛直方向に対向する位置にキャリッジ2を配置する(S11)。
CPU91は、距離Dが所定距離Dx未満でないと判断した後、ASIC94を通じて光センサ7の駆動を停止させてよい。そして、吐出動作を継続させて、キャリッジ2が、光センサ7の発光素子7aがプラテン3の被検知部3sと鉛直方向に対向する位置に配置されたときに、キャリッジ2を停止させ、その後、光センサ7を駆動させてよい。
S11の後、CPU91は、被検知部3sで反射された光を受けて受光素子7bが出力した出力信号に基づいて、プラテン3が第2支持位置にあるか否かを判断する(S12)。具体的には、受光素子7bの出力信号のA/D値が、プラテン3が第1支持位置から第2支持位置に近づくほど小さくなる場合、A/D値が閾値未満のときに、プラテン3が第2支持位置にあると判断する。
プラテン3が第2支持位置にある場合(S12:YES)、CPU91は、処理をS7に移す。
プラテン3が第2支持位置にない場合(S12:NO)、CPU91は、ASIC94を通じて光センサ7の駆動を停止させる(S13)。
S13の後、CPU91は、当該用紙Pに対する記録を終了するか否かを判断する(S14)。
RAM93に未記録の画像データが残っている場合、CPU91は、当該用紙Pに対する記録を終了しない(S14:NO)と判断し、処理をS5に戻す。
RAM93に未記録の画像データが残っていない場合、CPU91は、当該用紙Pに対する記録を終了する(S14:YES)と判断し、当該ルーチンを終了する。このとき、CPU91は、ASIC94を通じて搬送モータ45を制御して搬送を停止させ、ASIC94を通じてキャリッジモータ25を制御してキャリッジ2をホームポジションに戻す。
所定条件(即ち、用紙Pがノズル面11aに接触してもキャリッジ2の速度低下が生じ難い条件)が満たされる場合(S5:YES)、CPU91は、S9と同様、ASIC94を通じて光センサ7を駆動させる(S15)。
S15の後、CPU91は、S10と同様、受光素子7bの出力信号に基づいて、用紙Pの表面とノズル面11aとの距離Dを判断し、距離Dが所定距離Dx未満であるか否かを判断する(S16)。
距離Dが所定距離Dx未満である場合(S16:YES)、CPU91は、処理をS7に移す。距離Dが所定距離Dx未満でない場合(S16:NO)、CPU91は、S11と同様、ASIC94を通じてキャリッジモータ25を制御し、キャリッジ移動機構2mによってキャリッジ2を移動させ、光センサ7の発光素子7aがプラテン3の被検知部3sと鉛直方向に対向する位置にキャリッジ2を配置する(S17)。
S17の後、CPU91は、S12と同様、被検知部3sで反射された光を受けて受光素子7bが出力した出力信号に基づいて、プラテン3が第2支持位置にあるか否かを判断する(S18)。
プラテン3が第2支持位置にある場合(S18:YES)、CPU91は、処理をS7に移す。プラテン3が第2支持位置にない場合(S18:NO)、CPU91は、S13と同様、ASIC94を通じて光センサ7の駆動を停止させる(S19)。
S19の後、CPU91は、S8と同様、速度Vが所定速度Vx未満であるか否かを判断する(S20)。速度Vが所定速度Vx未満でない場合(S20:NO)、CPU91は、処理をS14に移す。速度Vが所定速度Vx未満である場合(S20:YES)、CPU91は、処理をS7に移す。
以上に述べたように、本実施形態によれば、CPU91は、速度Vが所定速度Vx未満であると判断し(S8:YES)、かつ、距離Dが所定距離Dx未満であると判断したときに(S10:YES)、記録を中断させる(S7)。つまり、速度Vのみ又は距離Dのみに基づいてではなく、速度V及び距離Dの両方に基づいて、用紙Pのノズル面11aへの接触の有無を判断する。これにより、用紙Pのノズル面11aへの接触の有無を精度よく判断し、無用に記録が中断される問題を抑制できる。
CPU91は、速度Vが所定速度Vx未満であると判断した後に(S8:YES)、光センサ7を駆動させ(S9)、距離Dを判断する(S10)。つまり、速度Vが所定速度Vx未満でないときは、光センサ7が駆動されない。そのため、光センサ7の長寿命化、省電力化を実現できる。
本実施形態では、光センサ7が「距離センサ」に該当する。光センサ7は他のセンサに比べて駆動による劣化や消費電力の問題が顕著になり得るため、特に上記効果(センサの長寿命化、省電力化)が高まる。
CPU91は、速度Vが下限値Vmin未満であると判断したとき(S6:YES)、距離Dを判断せずに(S10のステップを行わずに)、記録を中断させる(S7)。CPU91は、速度Vが下限値Vmin以上かつ所定速度Vx未満であると判断した後に(S6:NO→S8:YES)、光センサ7を駆動させ(S9)、距離Dを判断する(S10)。つまり、速度Vが下限値Vmin未満のときは、用紙Pがノズル面11aに接触している可能性が極めて高いとして、距離Dを判断せずに、記録を中断させる。これにより、用紙Pがノズル面11aに接触した場合に、迅速に記録が中断され、用紙Pのノズル面11aへの接触に起因する問題(ジャム、ノズル11nの損傷等)をより確実に抑制できる。
CPU91は、所定条件が満たされる場合において(S5:YES)、速度Vを判断する(S20)前に、光センサ7を駆動させ(S15)、距離Dを判断する(S16)。用紙Pがノズル面11aに接触しても、速度Vの低下が生じ難い場合がある。この場合において、先に速度Vを判断し、速度Vが所定速度Vx未満であると判断した後に距離Dを判断するという流れを採用すると、速度Vの判断中に、用紙Pがノズル面11aに接触したにも関わらず、速度Vが所定距離Vx未満であると判断されないため、記録が中断されず、用紙Pのノズル面11aへの接触に起因する問題(ジャム、ノズル11nの損傷等)が生じ得る。本構成では、当該問題を抑制できる。
CPU91は、速度Vが所定速度Vx未満であると判断し(S8:YES)、かつ、距離Dが所定距離Dx未満でないと判断したときに(S10:NO)、光センサ7の出力に基づいてプラテン3の位置を判断する(S12)。そして、記録中にプラテン3が第2支持位置にあると判断したときに(S12:YES)、記録を中断させる(S7)。本願発明者等は、用紙Pがノズル面11a又はノズル面11a近傍の部材10に接触すると、用紙Pの押圧力がプラテン3に作用し、プラテン3がコイルばね3sの付勢力に抗して第1支持位置から第2支持位置に移動することを知見した(図4参照)。そこで、速度V及び距離Dを判断した後、さらにプラテン3の位置を判断し、プラテン3が第2支持位置にある場合に、記録を中断させる。これにより、用紙Pのノズル面11a又は部材10への接触の有無を精度よく判断し、当該接触に起因する問題(ジャム、ノズル11nの損傷等)をより確実に抑制できる。
CPU91は、搬送動作において、上流ローラ対41及び下流ローラ対42の少なくとも一方が用紙Pを挟持した状態で、上流ローラ対41及び下流ローラ対42の少なくとも一方を回転させる。ローラ式の搬送機構4は特にジャムが生じ易いが、本実施形態では、用紙Pのノズル面11aへの接触の有無を精度よく判断し、適切なタイミングで記録を中断させるため、ジャムを抑制できる。
CPU91は、記録を中断させる場合(S7)に、搬送動作を停止させる。用紙Pがノズル面11aと接触した状態で搬送動作が行われると、ノズル面11aが擦過し、ノズル11nの損傷が激しくなる。本構成によれば、当該問題を抑制できる。
CPU91は、記録を中断させる場合(S7)に、吐出動作を停止させる。用紙Pがノズル面11aと接触した状態で吐出動作が行われると、ノズル面11aが擦過し、ノズル11nの損傷が激しくなる。本構成によれば、当該問題を抑制できる。
CPU91は、記録を中断させる場合(S7)に、報知器8により報知を行わせる。この場合、ユーザーに報知して適宜の処置を促すことができる。
<変形例>
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
上述の実施形態において、制御部は、キャリッジ2の速度Vが所定速度Vx未満であると判断した後に(S8:YES)、光センサ7(距離センサ、位置センサ)を駆動させ(S9)、その後のセンサの出力に基づいて距離Dの判断(S10)やプラテン3(支持部材)の位置の判断(S12)を行うが、これに限定されない。例えば、制御部は、速度を判断する前に距離センサを駆動させておき、速度が所定速度未満であると判断した後、当該判断時点よりも前の時点におけるセンサの出力に基づいて距離や支持部材の位置を判断してもよい。また、制御部は、速度が所定速度未満であると判断した後、当該判断時点よりも後の任意の時点(例えば、記録中に搬送動作と吐出動作とを交互に行わせる構成において、当該判断時点における吐出動作と同一、又は、これよりも後の吐出動作)におけるセンサの出力に基づいて距離や支持部材の位置を判断してよい。例えば、支持部材の位置の判断は、1の被吐出対象に対する複数回の吐出動作のうち移動方向の余白が最も小さい吐出動作で行ってもよいし、記録中に支持部材の表面に向けてフラッシングを行うときに行ってもよい。
速度センサは、リニアエンコーダに限定されず、例えば、キャリッジモータ25の回転数を示す信号を出力するロータリーエンコーダ、特許文献1の電流センサ等であってもよい。
距離センサ(位置センサ)の発光素子は、ノズル面から支持部材の表面に向かう方向に光を照射することに限定されず、例えば上記方向と交差する方向に光を照射してもよい。また、距離センサ(位置センサ)の受光素子は、支持部材の表面に対して当該表面からノズル面に向かう方向に位置することに限定されない。例えば、距離センサ(位置センサ)の発光素子及び受光素子が、キャリッジの移動方向に支持部材を挟んで配置されてもよい。
距離センサ(位置センサ)は、上述の実施形態ではノズル面に形成された全てのノズルよりも搬送方向の上流に配置されているが、これに限定されない。例えば、ノズル面に形成されたノズルの一部が距離センサ(位置センサ)よりも搬送方向の上流にあってもよく、また、ノズル面に形成された全てのノズルよりも搬送方向の下流に距離センサ(位置センサ)が配置されてもよい。
距離センサ(位置センサ)は、キャリッジに設けられることに限定されず、例えば、ヘッド、液体吐出装置の筐体等に設けられてもよい。液体吐出装置の筐体に設けられた距離センサは、記録時に被吐出媒体又は支持部材の表面に光を照射してよい。
距離センサ(位置センサ)の数は、1つに限定されない。例えば、液体吐出ヘッドが複数色の液体を吐出する場合に、色毎に距離センサ(位置センサ)を設けてよい。
距離センサ(位置センサ)は、光学式に限定されず、超音波式等であってもよい。また、距離センサ(位置センサ)は、非接触式に限定されず、接触式であってもよい。
距離センサの特性は、距離Dが小さくなるほど出力信号のA/D値が大きくなることに限定されず、距離Dが小さくなるほど出力信号のA/D値が小さくなるものであってもよい。また、上述の実施形態では、距離Dに応じて出力信号のA/D値が変化するが、これに限定されず、距離Dに応じて出力信号の任意の要素(例えば、波長)が変化してもよい。この場合、制御部は、上記要素の変化に基づいて、距離Dを判断してよい。距離センサの出力は、距離Dを数値化したデータを含むものであってもよい。
距離Dに応じて、距離センサが出力を行う場合と出力を行わない場合とがあってもよい。この場合、制御部は、距離センサからの出力の有無に基づいて、距離Dを判断してよい。例えば、距離センサは、ノズル面と支持部材の表面との間に配置された接触式センサであってよい。距離Dが所定距離Dx以上の場合、被吐出対象が接触式センサに接触せず、接触式センサは出力を行わない。距離Dが所定距離Dx未満の場合、被吐出対象が接触式センサに接触し、接触式センサは出力を行う。
上述の実施形態では、1つのセンサ(光センサ)が距離センサ及び位置センサの両方の機能を担っているが、これに限定されず、距離センサとして機能するセンサと、位置センサとして機能するセンサとを、個別に設けてよい。
位置センサの特性は、支持部材が第1支持位置から第2支持位置に近づくほど出力信号のA/D値が小さくなることに限定されず、支持部材が第1支持位置から第2支持位置に近づくほど出力信号のA/D値が大きくなるものであってもよい。また、上述の実施形態では、支持部材の位置に応じて出力信号のA/D値が変化するが、これに限定されず、支持部材の位置に応じて出力信号の任意の要素(例えば、波長)が変化してもよい。この場合、制御部は、上記要素の変化に基づいて、支持部材の位置を判断してよい。位置センサの出力は、支持部材の位置を数値化したデータを含むものであってもよい。
支持部材の位置に応じて、位置センサが出力を行う場合と出力を行わない場合とがあってもよい。この場合、制御部は、位置センサからの出力の有無に基づいて、支持部材の位置を判断してよい。例えば、位置センサは、支持部材の裏面と対向する位置に配置された接触式センサであってよい。支持部材が第1支持位置にあるとき、支持部材が接触式センサに接触せず、接触式センサは出力を行わない。支持部材が第2支持位置にあるとき、支持部材が接触式センサに接触し、接触式センサは出力を行う。
第1支持位置及び第2支持位置は、支持部材の可動範囲の端に限定されない。例えば、上述の実施形態では、支持部材の可動範囲の上限位置を、通常の用紙Pに対する「第1支持位置」とし、支持部材の可動範囲の下限位置を「第2支持位置」としているが、これに限定されない。支持部材の可動範囲の上限位置と下限位置との間であって、上限位置から図3において時計回りに若干回転した位置を、通常の用紙Pに対する「第1支持位置」とし、これよりさらに図3において時計回りに回転した位置を「第2支持位置」としてもよい。
上述の実施形態では、被吐出対象の押圧力が支持部材に作用する例として、用紙Pにおけるジャムにより変形した部分が、ノズル面11a近傍の部材10に接触した例(図4)を挙げたが、これに限定されない。例えば、用紙Pにおけるジャムにより変形した部分がノズル面11aに接触した場合にも、同様に、用紙Pの押圧力がプラテン3に作用して、プラテン3が第1支持位置から第2支持位置に移動し得る。部材10に、拍車ローラが取り付けられてもよい。また、部材10は、用紙Pを案内するための部材に限定されず、キャリッジ移動機構2mの構成部材(例えば、ガイドレール2bの一部)、ライン式のヘッドを支持するフレーム等でもよい。
被検知部は、支持部材における被検知部以外の部分と、同じ材料から構成されてもよいし、異なる材料から構成されてもよい。被検知部は、支持部材における被検知部以外の部分と、一体でもよいし、別体でもよい。被検知部は、支持部材における被検知部以外の部分とよりも、光の反射率が高くてもよい(例えば、支持部材における被検知部以外の部分が黒色、被検知部が白色であってもよい)。
支持部材は、軸を中心として回転可能に構成されることに限定されず、例えば、支持部材における被吐出対象を支持する表面がノズル面と平行な状態を維持しつつ直交方向に移動可能に構成されてもよい。また、支持部材は、移動不能であってもよい。
支持部材におけるノズル面と対向する表面は、リブを有することに限定されず、平坦であってもよい。この場合、被吐出対象は、当該表面の平坦部に支持される。
上述の実施形態では、上流ローラ対及び下流ローラ対が1つの搬送モータにより同時に駆動するが、これに限定されない。例えば、上流ローラ対及び下流ローラ対のそれぞれに対して搬送モータが設けられ、各搬送モータにより上流ローラ対及び下流ローラ対が個別に駆動してもよい。
搬送機構は、ローラ式の搬送機構に限定されず、被吐出対象を支持しつつ走行するベルトを含むベルト式の搬送機構でもよい。
搬送方向は、移動方向と交差すればよく、移動方向と直交することに限定されない。搬送方向は、上述の実施形態では直線状であるが、湾曲してもよい。
上述の実施形態では、CPU及びASICが制御部の機能を分担するが、これに限定されない。例えば、CPUのみ又はASICのみが制御部として機能してもよいし、複数のCPU及び/又は複数のASICが制御部の機能を分担してもよい。
記録を中断させる場合に制御部が行う処理は、搬送動作の停止、吐出動作の停止及び報知に限定されず、例えば、被吐出対象とノズル面との距離や支持部材の位置を調整する処理であってもよい。
ノズルから液体を吐出させるエネルギーを付与するアクチュエータとして、上述の実施形態では圧電式のものを例示したが、これに限定されず、他の方式(例えば、発熱素子を用いたサーマル方式、静電力を用いた静電方式等)のものであってもよい。
ノズルから吐出される液体は、インクに限定されず、任意の液体(例えば、インク中の成分を凝集又は析出させる処理液、金属粒子が溶媒中に分散された液体等)であってよい。
被吐出対象は、用紙に限定されず、例えば布や電子基板(フレキシブルプリント基板となる基材等)であってもよい。
本発明は、プリンタに限定されず、ファクシミリ、コピー機、複合機等にも適用可能である。
1 ヘッド(液体吐出ヘッド)
11n ノズル
11a ノズル面
2 キャリッジ
2m キャリッジ移動機構
26 ロータリーエンコーダ(速度センサ)
3 プラテン(支持部材)
3y コイルばね(付勢部材)
4 搬送機構
41 上流ローラ対
42 下流ローラ対
7 光センサ(距離センサ、位置センサ)
7a 発光素子
7b 受光素子
8 報知器
9 制御装置
91 CPU(制御部)
94 ASIC(制御部)
100 プリンタ(液体吐出装置)
P 用紙(被吐出対象)

Claims (10)

  1. 液体を吐出するノズルが形成されたノズル面を有する、液体吐出ヘッドと、
    前記液体吐出ヘッドを搭載する、キャリッジと、
    前記ノズル面と平行な移動方向に前記キャリッジを移動させる、キャリッジ移動機構と、
    前記ノズル面と平行でかつ前記移動方向と交差する搬送方向に被吐出対象を搬送する、搬送機構と、
    前記キャリッジの速度に応じた出力を行う、速度センサと、
    被吐出対象と前記ノズル面との距離に応じた出力を行う、距離センサと、
    制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記搬送機構によって被吐出対象を前記搬送方向に搬送する搬送動作と、前記キャリッジ移動機構によって前記キャリッジを前記移動方向に移動させながら前記ノズルから液体を吐出させる吐出動作とを交互に行わせることで、被吐出対象への画像の記録を行い、
    前記速度センサの前記出力に基づいて前記速度を判断し、
    前記距離センサの前記出力に基づいて前記距離を判断し、さらに、
    前記速度が所定速度未満であると判断し、かつ、前記距離が所定距離未満であると判断したときに、前記記録を中断させることを特徴とする液体吐出装置。
  2. 前記制御部は、前記速度が前記所定速度未満であると判断した後に、前記距離センサを駆動させ、前記距離を判断することを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
  3. 前記距離センサは、発光素子及び受光素子を有する光センサであり、
    前記制御部は、前記距離を判断するときに、前記発光素子から被吐出対象に向けて光を照射させ、前記受光素子が受けた光に基づく信号を前記距離センサの前記出力として受信することを特徴とする請求項2に記載の液体吐出装置。
  4. 前記制御部は、
    前記速度が前記所定速度よりも低い下限値未満であると判断したとき、前記距離を判断せずに、前記記録を中断させ、
    前記速度が前記下限値以上かつ前記所定速度未満であると判断した後に、前記距離センサを駆動させ、前記距離を判断することを特徴とする請求項2又は3に記載の液体吐出装置。
  5. 前記制御部は、所定条件が満たされる場合において、前記速度を判断する前に、前記距離センサを駆動させ、前記距離を判断することを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
  6. 前記ノズル面と対向する位置において被吐出対象を支持する支持部材であって、第1支持位置、及び、前記ノズル面と直交する直交方向において、少なくとも前記支持部材の前記搬送方向の上流端と前記ノズル面との間隔が前記第1支持位置よりも大きい第2支持位置を少なくとも取り得る、支持部材と、
    前記支持部材を前記第2支持位置から前記第1支持位置に向かう方向に付勢する、付勢部材と、
    前記支持部材の位置に応じた出力を行う、位置センサと、をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記速度が前記所定速度未満であると判断し、かつ、前記距離が前記所定距離未満でないと判断したときに、
    前記位置センサの前記出力に基づいて前記支持部材の位置を判断し、
    前記記録中に前記支持部材が前記第2支持位置にあると判断したときに、前記記録を中断させることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  7. 前記搬送機構は、前記ノズルに対して前記搬送方向の上流に配置された上流ローラ対と、前記ノズルに対して前記搬送方向の下流に配置された下流ローラ対とを含み、
    前記制御部は、前記搬送動作において、前記上流ローラ対及び前記下流ローラ対の少なくとも一方が被吐出対象を挟持した状態で、前記上流ローラ対及び前記下流ローラ対の少なくとも一方を回転させることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  8. 前記制御部は、前記記録を中断させる場合に、前記搬送動作を停止させることを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  9. 前記制御部は、前記記録を中断させる場合に、前記吐出動作を停止させることを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  10. 報知器をさらに備え、
    前記制御部は、前記記録を中断させる場合に、前記報知器により報知を行わせることを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
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