JP2007144867A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】印刷媒体の存在及び移動状態を直接的に検出することにより印刷媒体の位置を直接的に検出してインク滴吐出タイミングを正確なものとする。
【解決手段】例えばラインヘッド型インクジェットプリンタで第１インクジェットヘッド２と第２インクジェットヘッド３とを印刷媒体１の搬送方向に並べて配設する場合、第１インクジェットヘッド２の下方で印刷媒体１を搬送する第１搬送ベルト６及び第２インクジェットヘッド３の下方で印刷媒体１を搬送する第２搬送ベルト７の夫々をノズル列方向に隙間を持たせて配設し、この隙間に、球体２５が印刷媒体１の搬送ベルト側の表面に接触して回転するボール式センサ２３を配設する。ボール式センサ２３は、球体２５の回転状態から印刷媒体１の搬送方向への移動量及びそれと直交方向への移動量を検出するので、それらを用いてインク吐出タイミングと蛇行制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば複数色の液体インクの微小なインク滴を複数のノズルから吐出してその微粒子（インクドット）を印刷媒体上に形成することにより、所定の文字や画像を描画するようにしたインクジェットプリンタに関するものである。

このようなインクジェットプリンタは、一般に安価で且つ高品質のカラー印刷物が容易に得られることから、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及に伴い、オフィスのみならず一般ユーザにも広く普及してきている。
このようなインクジェットプリンタは、一般に、インクカートリッジと印字ヘッドとが一体的に備えられたキャリッジなどと称される移動体が印刷媒体上をその搬送方向と交差する方向に往復しながらその印字ヘッドのノズルから液体インク滴を吐出（噴射）して印刷媒体上に微小なインクドットを形成することで、当該印刷媒体上に所定の文字や画像を描画して所望の印刷物を作成するようになっている。そして、このキャリッジに黒色（ブラック）を含めた４色（イエロー、マゼンタ、シアン）のインクカートリッジと各色毎の印字ヘッドを備えることで、モノクロ印刷のみならず、各色を組み合わせたフルカラー印刷も容易に行えるようになっている（更に、これらの各色に、ライトシアンやライトマゼンタなどを加えた６色や７色、或いは８色のものも実用化されている）。

また、このようにキャリッジ上のインクジェットヘッドを印刷媒体の搬送方向と交差する方向に往復させながら印刷を実行するようにしたタイプのインクジェットプリンタでは、１頁全体をきれいに印刷するためにインクジェットヘッドを１０回程度から数十回以上も往復運動させる必要があるため、他の方式の印刷装置、例えば電子写真技術を用いたレーザプリンタ、複写機などに比べて大幅に印刷時間がかかるといった欠点がある。

これに対し、印刷媒体の幅と同じ寸法の長尺のインクジェットヘッド（一体である必要はない）を配置してキャリッジを使用しないタイプのインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドを印刷媒体の幅方向に移動させる必要がなく、所謂１パスでの印刷が可能となるため、前記レーザプリンタと同様な高速な印刷が可能となる。なお、前者方式のインクジェットプリンタを一般に「マルチパス（シリアル）型インクジェットプリンタ」、後者方式のインクジェットプリンタを一般に「ラインヘッド型インクジェットプリンタ」と呼んでいる。

ところで、この種のインクジェットプリンタで高画質の印刷を行うためには、インク滴を印刷媒体の目標位置に正確に吐出する必要がある。そこで、下記特許文献１及び２に記載されるインクジェットプリンタでは、エンコーダによって印刷媒体搬送用の搬送ベルトの移動量を検出するのではなく、印刷媒体の搬送方向への位置を直接検出することにより、その位置情報に従ってインク滴吐出タイミングを決定することで、印刷媒体と搬送ベルトとの間にズレが生じても印刷媒体に対して正確にインク滴を吐出することを可能としている。
特開平４−２２６３７９号公報 特開平６−１２２２３８号公報

より一層、インク滴を印刷媒体の目標位置の正確に吐出するためには、印刷媒体の搬送方向と交差する方向への移動、所謂蛇行を制御しなければならない。しかしながら、前記特許文献に記載されるインクジェットプリンタは、何れも印刷媒体の搬送方向への位置を検出すると言うだけのものであり、印刷媒体の搬送方向と交差する方向への移動量を検出することはできない。もし、このようなインクジェットプリンタにおいて、印刷媒体の搬送方向と交差する方向への移動量を検出しようとするならば、そのための移動量検出センサを別途設ける必要があり、コスト面、構造面で不利になると同時に、レイアウト面でも制約を受ける。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、同一のセンサで印刷媒体の搬送方向への移動量及び搬送方向と交差する方向への移動量情報を得て、インク吐出タイミングの決定と蛇行制御を行うことを可能とするインクジェットプリンタを提供することを目的とするものである。

［発明１］上記課題を解決するために、発明１のインクジェットプリンタは、搬送ベルトに印刷媒体を載置して搬送し、その印刷媒体にインク滴を吐出して印刷を行うインクジェットプリンタにおいて、回転自在な球体を印刷媒体の表面に接触し、その球体の回転状態から当該印刷媒体の存在及び移動状態を検出するボール式センサと、前記ボール式センサで検出された印刷媒体の存在及び移動状態に基づいて当該印刷媒体の移動量及び移動方向を検出する印刷媒体検出手段とを備え、前記ボール式センサは、印刷媒体の表面に接触回転する球体の回転状態から少なくとも直交する２方向の移動状態を検出し、前記印刷媒体検出手段は、前記ボール式センサで検出された印刷媒体の移動状態から前記搬送ベルトによる印刷媒体の搬送方向への移動量及び印刷媒体の搬送方向と直交方向への移動量を検出し、インク吐出タイミングの決定と蛇行制御を同一ボール式センサの信号を用いて行うことを特徴とするものである。

この発明１に係るインクジェットプリンタによれば、ボール式センサの球体を印刷媒体の表面に接触し、その球体の回転状態から当該印刷媒体の存在及び移動状態を検出し、そのボール式センサで検出された印刷媒体の存在及び移動状態に基づいて当該印刷媒体の移動量及び移動方向を直接検出する構成とし、且つ印刷媒体の表面に接触回転する球体の回転状態から少なくとも直交する２方向の移動状態をボール式センサで検出し、その検出された印刷媒体の移動状態から搬送ベルトによる印刷媒体の搬送方向への移動量及び印刷媒体の搬送方向と直交方向への移動量を検出し、インク吐出タイミングの決定と蛇行制御を同一ボール式センサの信号を用いて行う構成としたため、同一のセンサで印刷媒体の搬送方向への移動量及び搬送方向と交差する方向への移動量情報を得て、インク吐出タイミングの決定と蛇行制御を行うことができる。

［発明２］発明２のインクジェットプリンタは、前記発明１のインクジェットプリンタにおいて、前記搬送ベルトに隙間を形成し、その搬送ベルトの隙間から印刷媒体の搬送ベルト側の表面に前記ボール式センサの球体を接触することを特徴とするものである。
この発明２に係るインクジェットプリンタによれば、搬送ベルトに隙間を形成し、その搬送ベルトの隙間から印刷媒体の搬送ベルト側の表面にボール式センサの球体を接触する構成としたため、印刷面が平滑な光沢印刷媒体でも、その反対側の表面にボール式センサの球体が接触し、滑ることなく確実に回転することで、印刷媒体の搬送方向への移動量及び印刷媒体の搬送方向と直交方向への移動量を確実に検出することができる。

［発明３］発明３のインクジェットプリンタは、前記発明１又は２のインクジェットプリンタにおいて、前記搬送ベルトによる印刷媒体の搬送方向に沿って前記ボール式センサを複数配設し、前記印刷媒体検出手段は、前記複数のボール式センサのうち、印刷媒体が接触している部位の１つのボール式センサの出力だけを選択して少なくとも前記印刷媒体の搬送方向への移動量を検出することを特徴とするものである。

この発明３に係るインクジェットプリンタによれば、搬送ベルトによる印刷媒体の搬送方向に沿ってボール式センサを複数配設し、それら複数のボール式センサのうち、印刷媒体が接触している部位の１つのボール式センサの出力だけを選択して少なくとも印刷媒体の搬送方向への移動量を検出する構成としたため、搬送されている印刷媒体の位置を連続的に検出することが可能となる。

次に、本発明のインクジェットプリンタの第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態のインクジェットプリンタの概略構成図であり、図１ａは、その平面図、図１ｂは正面図である。図１において、印刷媒体１は、図の右上方から左下方に向けて図の矢印方向に搬送され、その搬送途中の印字領域で印字される、ラインヘッド型インクジェットプリンタである。但し、本実施形態のインクジェットヘッドは一カ所だけでなく、二カ所に分けて配設されている。

図中の符号２は、印刷媒体１の搬送方向上流側に設けられた第１インクジェットヘッド、符号３は、同じく下流側に設けられた第２インクジェットヘッドであり、第１インクジェットヘッド２の下方には印刷媒体１を搬送するための第１搬送部４が設けられ、第２インクジェットヘッド３の下方には第２搬送部５が設けられている。第１搬送部４は、印刷媒体１の搬送方向と交差する方向（以下、ノズル列方向とも称す）に所定の間隔をあけて配設された４本の第１搬送ベルト６で構成され、第２搬送部５は、同じく印刷媒体１の搬送方向と交差する方向（ノズル列方向）に所定の間隔をあけて配設された４本の第２搬送ベルト７で構成される。

４本の第１搬送ベルト６と同じく４本の第２搬送ベルト７とは、互いに交互に隣り合うように配設されている。本実施形態では、これらの搬送ベルト６，７のうち、ノズル列方向右側２本の第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７と、ノズル列方向左側２本の第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７とを区分する。即ち、ノズル列方向右側２本の第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７の重合部に右側駆動ローラ８Ｒが配設され、ノズル列方向左側２本の第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７の重合部に左側駆動ローラ８Ｌが配設され、それより上流側に右側第１従動ローラ９Ｒ及び左側第１従動ローラ９Ｌが配設され、下流側に右側第２従動ローラ１０Ｒ及び左側第２従動ローラ１０Ｌが配設されている。これらのローラは、一連のように見られるが、実質的には図１ａの中央部分で分断されている。そして、ノズル列方向右側２本の第１搬送ベルト６は右側駆動ローラ８Ｒ及び右側第１従動ローラ９Ｒに巻回され、ノズル列方向左側２本の第１搬送ベルト６は左側駆動ローラ８Ｌ及び左側第１従動ローラ９Ｌに巻回され、ノズル列方向右側２本の第２搬送ベルト７は右側駆動ローラ８Ｒ及び右側第２従動ローラ１０Ｒに巻回され、ノズル列方向左側２本の第２搬送ベルト７は左側駆動ローラ８Ｌ及び左側第２従動ローラ１０Ｌに巻回されており、右側駆動ローラ８Ｒには右側電動モータ１１Ｒが接続され、左側駆動ローラ８Ｌには左側電動モータ１１Ｌが接続されている。従って、右側電動モータ１１Ｒによって右側駆動ローラ８Ｒを回転駆動すると、ノズル列方向右側２本の第１搬送ベルト６で構成される第１搬送部４及び同じくノズル列方向右側２本の第２搬送ベルト７で構成される第２搬送部５は、互いに同期し且つ同じ速度で移動し、左側電動モータ１１Ｌによって左側駆動ローラ８Ｌを回転駆動すると、ノズル列方向左側２本の第１搬送ベルト６で構成される第１搬送部４及び同じくノズル列方向左側２本の第２搬送ベルト７で構成される第２搬送部５は、互いに同期し且つ同じ速度で移動する。但し、右側電動モータ１１Ｒと左側電動モータ１１Ｌの回転速度を異なるものとすると、ノズル列方向左右の搬送速度を変えることができ、具体的には右側電動モータ１１Ｒの回転速度を左側電動モータ１１Ｌの回転速度よりも大きくすると、ノズル列方向右側の搬送速度を左側よりも大きくすることができ、左側電動モータ１１Ｌの回転速度を右側電動モータ１１Ｒの回転速度よりも大きくすると、ノズル列方向左側の搬送速度を右側よりも大きくすることができる。

第１インクジェットヘッド２及び第２インクジェットヘッド３は、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の６色の各色毎に、印雑媒体１の搬送方向にずらして配設されている。各インクジェットヘッド２，３には、図示しない各色のインクタンクからインク供給チューブを介してインクが供給される。各インクジェットヘッド２，３には、印刷媒体１の搬送方向と交差する方向に、複数のノズルが形成されており（即ちノズル列方向）、それらのノズルから同時に必要箇所に必要量のインク滴を吐出することにより、印刷媒体１上に微小なインクドットを形成出力する。これを各色毎に行うことにより、第１搬送部４及び第２搬送部５で搬送される印刷媒体１を一度通過させるだけで、所謂ワンパスによる印刷を行うことができる。即ち、これらのインクジェットヘッド２，３の配設領域が印字領域に相当する。

インクジェットヘッドの各ノズルからインクを吐出出力する方法としては、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰インクジェット方式などがある。静電方式は、アクチュエータである静電ギャップに駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によってインク滴がノズルから吐出出力されるというものである。ピエゾ方式は、アクチュエータであるピエゾ素子に駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によってインク滴がノズルから吐出出力されるというものである。膜沸騰インクジェット方式は、キャビティ内に微小ヒータがあり、瞬間的に３００℃以上に加熱されてインクが膜沸騰状態となって気泡が生成し、その圧力変化によってインク滴がノズルから吐出出力されるというものである。本発明は、何れのインク出力方法も適用可能である。

第１インクジェットヘッド２のインク滴吐出用ノズルは第１搬送部４の４本の第１搬送ベルト６の間にだけ形成されており、第２インクジェットヘッド３のインク滴吐出用ノズルは第２搬送部５の４本の第２搬送ベルト７の間にだけ形成されている。これは、後述するクリーニング部によって各インクジェットヘッド２，３をクリーニングするためであるが、このようにすると、どちらか一方のインクジェットヘッドだけでは、ワンパスによる全面印刷を行うことができない。そのため、互いに印字できない部分を補うために第１インクジェットヘッド２と第２インクジェットヘッド３とを印刷媒体１の搬送方向にずらして配設しているのである。

第１インクジェットヘッド２の下方に配設されているのが当該第１インクジェットヘッド２をクリーニングする第１クリーニングキャップ１２、第２インクジェットヘッド３の下方に配設されているのが当該第２インクジェットヘッド３をクリーニングする第２クリーニングキャップ１３である。各クリーニングキャップ１２，１３は、何れも第１搬送部４の４本の第１搬送ベルト６の間、及び第２搬送部５の４本の第２搬送ベルト７の間を通過できる大きさに形成してある。これらのクリーニングキャップ１２，１３は、例えばインクジェットヘッド２，３の下面、即ちノズル面に形成されているノズルを覆い且つ当該ノズル面に密着可能な方形有底のキャップ体と、その底部に配設されたインク吸収体と、キャップ体の底部に接続されたチューブポンプと、キャップ体を昇降する昇降装置とで構成されている。そこで、昇降装置によってキャップ体を上昇してインクジェットヘッド２，３のノズル面に密着する。その状態で、チューブポンプによってキャップ体内を負圧にすると、インクジェットヘッド２，３のノズル面に開設されているノズルからインク滴や気泡が吸い出され、インクジェットヘッド２，３をクリーニングすることができる。クリーニングが終了したら、クリーニングキャップ１２，１３を下降する。場合によっては、ワイパでノズル面をなでて各ノズルのメニスカス（meniscus：インク液面を意味する）を整えるようにしてもよい。

第１従動ローラ９Ｒ，９Ｌの上流側には、給紙部１５から供給される印刷媒体１の給紙タイミングを調整すると共に当該印刷媒体１のスキューを補正する、二個一対のゲートローラ１４が設けられている。スキューとは、搬送方向に対する印刷媒体１の捻れである。また、給紙部１５の上方には、印刷媒体１を供給するためのピックアップローラ１６が設けられている。なお、図中の符号１７は、ゲートローラ１４を駆動する電動モータである。

駆動ローラ８Ｒ，８Ｌの下方にはベルト帯電装置１９が配設されている。このベルト帯電装置１９は、駆動ローラ８Ｒ，８Ｌを挟んで第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７に当接する帯電ローラ２０と、帯電ローラ２０を第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７に押し付けるスプリング２１と、帯電ローラ２０に電荷を付与する電源２２とで構成されており、帯電ローラ２０から第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７に電荷を付与してそれらを帯電する。一般に、これらのベルト類は、中・高抵抗体又は絶縁体で構成されているので、ベルト帯電装置によって帯電すると、その表面に印加された電荷が、同じく高抵抗体又は絶縁体で構成される印刷媒体１に誘電分極を生じせしめ、その誘電分極によって発生する電荷とベルト表面の電荷との間に生じる静電気力でベルトに印刷媒体１を吸着することができる。なお、帯電手段としては、所謂電荷を降らせるコロトロンなどでもよい。

従って、このインクジェットプリンタによれば、ベルト帯電装置１９で第１搬送ベルト６及び第２搬送ベルト７の表面を帯電し、その状態でゲートローラ１４から印刷媒体１を給紙し、図示しない拍車やローラで構成される紙押えローラで印刷媒体１を第１搬送ベルト６に押し付けると、前述した誘電分極の作用によって印刷媒体１は第１搬送ベルト６の表面に吸着される。この状態で、電動モータ１１Ｒ，１１Ｌによって駆動ローラ８Ｒ，８Ｌを回転駆動すると、その回転駆動力が第１搬送ベルト６を介して第１従動ローラ９Ｒ，９Ｌに伝達される。

このようにして印刷媒体１を吸着した状態で第１搬送ベルト６を搬送方向下流側に移動し、印刷媒体１を第１インクジェットヘッド２の下方に移動し、当該第１インクジェットヘッド２に形成されているノズルからインク滴を吐出して印字を行う。この第１インクジェットヘッド２による印字が終了したら、印刷媒体１を搬送方向下流側に移動して第２搬送部５の第２搬送ベルト７に乗り移らせる。前述したように、第２搬送ベルト７もベルト帯電装置１９によって表面が帯電しているので、前述した誘電分極の作用によって印刷媒体１は第２搬送ベルト７の表面に吸着される。

この状態で、第２搬送ベルト７を搬送方向下流側に移動し、印刷媒体１を第２インクジェットヘッド３の下方に移動し、当該第２インクジェットヘッドに形成されているノズルからインク滴を吐出して印字を行う。この第２インクジェットヘッドによる印字が終了したら、印刷媒体１を更に搬送方向下流側に移動し、図示しない分離装置で印刷媒体１を第２搬送ベルト７の表面から分離しながら排紙部に排紙する。

また、第１及び第２インクジェットヘッド２，３のクリーニングが必要なときには、前述したように第１及び第２クリーニングキャップ１２，１３を上昇して第１及び第２インクジェットヘッド２，３のノズル面にキャップ体を密着し、その状態でキャップ体内を負圧にすることで第１及び第２インクジェットヘッド２，３のノズルからインク滴や気泡を吸い出してクリーニングし、然る後、第１及び第２クリーニングキャップ１２，１３を下降する。

また、第１搬送ベルト６間の隙間又は第２搬送ベルト７間の隙間で且つ各搬送ベルト６，７の表面直下、即ち印刷媒体１の搬送ベルト側表面直下には、当該印刷媒体１の搬送ベルト側表面に接触して回転し、その移動量と移動方向とを検出するボール式センサ２３が配設されている。本実施形態では、ノズル列方向左側２本の第１搬送ベルト６の間で且つ第１インクジェットヘッド２の印刷媒体搬送方向手前側の１カ所、並びにノズル列方向左側の第２搬送ベルト７の左側で且つ第２インクジェットヘッド３の印刷媒体搬送方向先方側の１カ所に、計２個のボール式センサ２３が配設されている。

このボール式センサ２３は、例えば図２に示すように、印刷媒体１の表面に接触し、当該印刷媒体１の移動に伴って回転する、例えばゴム製の球体（ボール）２５と、この球体２５に接触し且つ互いに軸線が直交するように配設された二本の回転軸２６と、それら回転軸２６に取付けられ、一定角度毎にエンコーダコードが設けられたコードホイール２７と、コードホイール２７のエンコーダコードを読取るエンコーダセンサ２８とを備えて構成される。本実施形態では、二本の回転軸２６の軸線を印刷媒体搬送方向及びその直交方向、即ちノズル列方向に一致させ、夫々のコードホイール２７のエンコーダコードを読取ることにより、印刷媒体１の搬送方向への移動量及び印刷媒体１の搬送方向と直交方向、即ちノズル列方向への移動量を検出できるように構成した。なお、本実施形態では、移動量情報を２相パルスで出力する場合について説明する。即ち、エンコーダパルスからなる２相パルスは、互いに位相がずれており、移動体、即ち印刷媒体に移動方向によって位相のずれ方が変わるようになっている。

インクジェットプリンタ内には、自身を制御するための制御装置が設けられている。この制御装置は、例えば図３に示すように、例えばパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等のホストコンピュータ６０から入力された印刷データに基づいて、印刷装置や給紙装置等を制御することにより印刷媒体に印刷処理を行うものである。そして、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データを受取る入力インタフェース部６１と、この入力インタフェース部６１から入力された印刷データに基づいて印刷処理を実行する例えばマイクロコンピュータで構成される制御部６２と、駆動信号ＣＯＭを形成する駆動信号発生回路７０と、クロック信号ＳＣＫを出力する発振回路７１と、制御部６２からの制御信号及び駆動信号発生回路７０からの駆動信号ＣＯＭ及び発振回路７１からのクロック信号ＳＣＫをインクジェットヘッド２，３及び右左電動モータ１１Ｒ，１１Ｌへの駆動信号に変換する出力インタフェース部６３と、ボール式センサ２３の出力をボール式センサ選択回路２４を介して読み込んだり、制御部６２からのリセット信号ｒｅｓｅｔをボール式センサ選択回路２４に出力したりするための入出力インタフェース部６４とを備えて構成される。

制御部６２は、印刷処理等の各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６２ａと、入力インタフェース６１を介して入力された印刷データ或いは当該印刷データ印刷処理等を実行する際の各種データを一時的に格納し、或いは印刷処理等のアプリケーションプログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）６２ｃと、ＣＰＵ６２ａで実行する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Read-Only Memory）６２ｄとを備えている。この制御部６２は、入力インタフェース部６１を介してホストコンピュータ６０から印刷データ（画像データ）を入手すると、ＣＰＵ６２ａが、この印刷データに所定の処理を実行して、この処理データ及び各種センサからの入力データに基づいて、出力インタフェース部６３及び入出力インタフェース部６４に制御信号を出力する。その結果、出力インタフェース部６３からは、右側電動モータ１１Ｒに向けて右側モータ駆動信号ＤＭＲ、左側電動モータ１１Ｌに向けて左側モータ駆動信号ＤＭＬ、インクジェットヘッド２，３に向けて画素データＳＩ及び波形パターンデータＳＰ及びラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨ及び駆動信号ＣＯＭ及びクロック信号ＳＣＫが夫々出力される。

また、インクジェットヘッド２，３は、出力インタフェース部６３から出力される画素データＳＩ及び波形パターンデータＳＰをクロック信号ＳＣＫに基づいて順次記憶する第１〜第３シフトレジスタ８１〜８３、第１〜第３シフトレジスタ８１〜８３の記憶内容をラッチ信号ＬＡＴに基づいてラッチする第１及び第２ラッチ回路８４，８５、ラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨに基づいてラッチされた内容の解読タイミングを設定する制御ロジック回路８６、制御ロジック回路８６で設定された解読タイミングで第１及び第２ラッチ回路８４，８５にラッチされた内容を解読するデコーダ８７、デコーダ８７で解読された信号の電圧を高めるレベルシフタ８８、レベルシフタ８８の出力で開閉されるスイッチ回路８９、スイッチ回路８９から出力される駆動信号ＣＯＭで駆動し、キャビティ内のインクを加圧してインク滴を吐出するためのアクチュエータとしての圧電振動子９０を備えて構成される。

ボール式センサ選択回路２４は、図４に示すような構成となっている。ここでは、前述した２つのボール式センサ２３のうち、印刷媒体搬送方向に対して手前側のボール式センサ２３を第１ボール式センサ２３、先方側のボール式センサ２３を第２ボール式センサとし、第１ボール式センサ２３から出力される印刷媒体搬送方向の移動量の２相パルス信号をＸａ１，Ｘｂ１、ノズル列方向の移動量の２相パルス信号をＹａ１，Ｙｂ１とし、第２ボール式センサ２３から出力される印刷媒体搬送方向の移動量の２相パルス信号をＸａ２，Ｘｂ２、ノズル列方向の移動量の２相パルス信号をＹａ２，Ｙｂ２とする。なお、各パルス信号は、対象物、この場合は印刷媒体１が所定量移動する毎に１パルスずつ出力される。

第１ボール式センサ２３の印刷媒体搬送方向の移動量の２相パルス信号Ｘａ１，Ｘｂ１のうち、一方のパルス信号Ｘａ１は第１カウンタＣＮＴ１に入力され、第１カウンタＣＮＴ１の出力ｃｎｔ１は第１コンパレータＣＯＭＰ１に入力され、第１コンパレータＣＯＭＰ１の出力ｑｃ１は２つのアンドゲートＡＮＤ１ａ，ＡＮＤ１ｂに入力され、一方のアンドゲートＡＮＤ１ａには第１ボール式センサ２３の印刷媒体搬送方向の移動量の一方のパルス信号Ｘａ１が入力され、他方のアンドゲートＡＮＤ１ｂには第１ボール式センサ２３の印刷媒体搬送方向の移動量の他方のパルス信号Ｘｂ１が入力され、一方のアンドゲートＡＮＤ１ａの出力が第１オアゲートＯＲＡに入力され、他方のアンドゲートＡＮＤ１ｂの出力が第２オアゲートＯＲＢに入力される。第１カウンタＣＮＴ１のリセット端子ｒｅｓにはリセット信号ｒｅｓｅｔが入力される。また、第１コンパレータＣＯＭＰ１には定数ｍが入力される。

第２ボール式センサ２３の印刷媒体搬送方向の移動量の２相パルス信号Ｘａ２，Ｘｂ２はのうち、一方のパルス信号Ｘａ２はスイッチＳＷａを介して第２カウンタＣＮＴ２に入力され、第２カウンタＣＮＴ２の出力ｃｎｔ２は第２コンパレータＣＯＭＰ２に入力され、第２コンパレータＣＯＭＰ２の出力ｑｃ２は２つのアンドゲートＡＮＤ２ａ，ＡＮＤ２ｂに入力され、一方のアンドゲートＡＮＤ２ａにはスイッチＳＷａの出力ｉｎＸａ２が入力され、他方のアンドゲートＡＮＤ２ｂには第２ボール式センサ２３の印刷媒体搬送方向の移動量の他方のパルス信号Ｘｂ２がスイッチＳＷｂを介して入力され、一方のアンドゲートＡＮＤ２ａの出力が前記第１オアゲートＯＲＡに入力され、他方のアンドゲートＡＮＤ２ｂの出力が前記第２オアゲートＯＲＢに入力される。第２カウンタＣＮＴ２のリセット端子ｒｅｓにはリセット信号ｒｅｓｅｔが入力される。また、第２コンパレータＣＯＭＰ２には定数ｎが入力される。また、第１コンパレータＣＯＭＰ１の出力は、インバータＩＮＶを介してスイッチＳＷａ，ＳＷｂのＯＮ／ＯＦＦ信号として入力されている。

そして、第１オアゲートＯＲＡの出力ＸＡ及び第２オアゲートＯＲＢの出力ＸＢが、夫々、印刷媒体１の搬送方向への移動量として制御部６２に読込まれる。なお、第１及び第２カウンタＣＮＴ１、ＣＮＴ２のリセット端子ｒｅｓは何れもアクティブＨｉである。また、第１〜第３ボール式センサ２３のノズル列方向への移動量である２相パルス信号Ｙａ１〜Ｙａ３，Ｙｂ１〜Ｙｂ３は随時、制御部６２に読込まれる。

このボール式センサ選択回路２４の回路動作を図５に示す。ホストコンピュータ６０からインクジェットプリンタ制御装置に印刷命令が送信されると、制御部６２からパルス信号であるリセット信号ｒｅｓｅｔをボール式センサ選択回路２４に送信する。リセット信号ｒｅｓｅｔがＨｉレベルであるとき、第１及び第２カウンタＣＮＴ１、ＣＮＴ２がリセットされる。また、第１及び第２カウンタＣＮＴ１、ＣＮＴ２がリセットされると、第１及び第２カウンタＣＮＴ１、ＣＮＴ２の出力ｃｎｔ１、ｃｎｔ２が０になるので、第１及び第２コンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２の出力ｑｃ１、ｑｃ２は全てＨｉレベルになる。

前述のリセット動作によって第１コンパレータＣＯＭＰ１の出力がＨｉレベルになると、インバータＩＮＶの出力ｉｎｖがＬｏｗレベルになるので、スイッチＳＷａ，ＳＷｂがＯＦＦ状態となり、このスイッチＳＷａ，ＳＷｂがＯＦＦの状態では、仮に第２ボール式センサ２３の印刷媒体搬送方向への移動量を示す２相パルス信号Ｘａ２、Ｘｂ２が出力されたとしても、そのうちの一方のパルス信号Ｘａ２は第２カウンタＣＮＴ２でカウントされないし、他方のパルス信号Ｘｂ２も他方のアンドゲートＡＮＤ２ｂに出力されない。そして、印刷媒体１に第１ボール式センサ２３の球体２５が接触して回転すると、当該第１ボール式センサ２３の印刷媒体搬送方向への移動量を示す２相パルス信号Ｘａ１，Ｘｂ１のうちの一方のパルス信号Ｘａ１が第１カウンタＣＮＴ１でカウントされる。

第１カウンタＣＮＴ１の出力ｃｎｔ１が第１コンパレータＣＯＭＰ１の設定値である定数ｍに達するまでの間、当該第１コンパレータＣＯＭＰ１の出力ｑｃ１はＨｉレベルのままであり、インバータＩＮＶの出力ｉｎｖはＬｏｗレベルのままであるから、スイッチＳＷａ，ＳＷｂもＯＦＦ状態に維持され、第２ボール式センサ２３の印刷媒体搬送方向への移動量を示す２相パルス信号Ｘａ２、Ｘｂ２は何れも遮断され続ける。これに対し、アンドゲートＡＮＤ１ａ，ＡＮＤ１ｂの一方の入力端子には第１コンパレータＣＯＭＰ１のＨｉレベルの出力ｑｃ１が入力され続けるので、それらアンドゲートＡＮＤ１ａ，ＡＮＤ１ｂの出力は第１ボール式センサ２３の印刷媒体搬送方向への移動量を示す２相パルスＸａ１，Ｘｂ１がＨｉレベルになる度にＨｉレベルとなり、それが第１オアゲートＯＲＡの出力ＸＡ及び第２オアゲートＯＲＢの出力ＸＢ、即ち印刷媒体１の搬送方向への移動量として制御部６２に出力される。

この状態から、第１カウンタＣＮＴ１の出力ｃｎｔ１が第１コンパレータＣＯＭＰ１の設定値である定数ｍに達すると、当該第１コンパレータＣＯＭＰ１の出力ｑｃ１がＬｏｗレベルになり、アンドゲートＡＮＤ１ａ，ＡＮＤ１ｂからの出力もＬｏｗレベルになる。これに対し、インバータＩＮＶで反転された第１コンパレータＣＯＭＰ１の出力ｑｃ１はＨｉレベルとなるのでスイッチＳＷａ，ＳＷｂがＯＮ状態となり、第２ボール式センサ２３の印刷媒体搬送方向への移動量を示す２相パルスＸａ２が第２カウンタＣＮＴ２でカウントされ始める。

第２カウンタＣＮＴ２の出力ｃｎｔ２が第２コンパレータＣＯＭＰ２の設定値である定数ｎに達するまでの間、当該第２コンパレータＣＯＭＰ２の出力ｑｃ２はＨｉレベルのままである。従って、アンドゲートＡＮＤ２ａ，ＡＮＤ２ｂの一方の入力端子には第２コンパレータＣＯＭＰ２のＨｉレベルの出力ｑｃ２が入力され続けるので、それらアンドゲートＡＮＤ２ａ，ＡＮＤ２ｂの出力は第２ボール式センサ２３の印刷媒体搬送方向への移動量を示す２相パルスＸａ２，Ｘｂ２がＨｉレベルになる度にＨｉレベルとなり、それが第１オアゲートＯＲＡの出力ＸＡ及び第２オアゲートＯＲＢの出力ＸＢ、即ち印刷媒体１の搬送方向への移動量として制御部６２に出力される。

この状態から、第２カウンタＣＮＴ２の出力ｃｎｔ２が第２コンパレータＣＯＭＰ２の設定値である定数ｎに達すると、当該第２コンパレータＣＯＭＰ２の出力ｑｃ２がＬｏｗレベルになり、アンドゲートＡＮＤ２ａ，ＡＮＤ２ｂからの出力もＬｏｗレベルになる。
従って、第１コンパレータＣＯＭＰ１の設定値である定数ｍを第１ボール式センサ２３と第２ボール式センサ２３の距離に相当する、当該第１ボール式センサ２３からの印刷媒体搬送方向への移動量を示す２相パルス信号数とし、第２コンパレータＣＯＭＰ２の設定値である定数ｎを、第２ボール式センサ２３に印刷媒体１の搬送方向先端が到達したとき、つまり第１ボール式センサ２３からの印刷媒体搬送方向への移動量を示す２相パルス信号数が第１コンパレータＣＯＭＰ１の定数ｍに達したときの第２インクジェットヘッド５の印刷媒体搬送方向先方端のノズルから印刷媒体１の搬送方向後端までの距離に相当する、第２ボール式センサ２３からの印刷媒体搬送方向への移動量を示す２相パルス信号数とすれば、印刷媒体１の搬送方向先端部が２つのボール式センサ２３上を順番に通過するたびに、当該印刷媒体１の搬送方向移動量を検出するボール式センサ２３を、第１から第２に切り換えて一つずつ選択し、印刷媒体１の搬送方向最後端が搬送方向最後のノズルを通過したときに移動検出を終了することができる。

例えば図６ａは、搬送ベルトＢの幅方向端部にリニアエンコーダＬＥを取付け、これを光学式センサで読み取って印刷媒体１の位置を検出するものであるが、例えば本実施形態のように印刷媒体１を搬送ベルトＢに吸着して搬送する場合、印刷媒体１を給紙したり排紙したりするときのように印刷媒体１と搬送ベルトＢとの接触面積が小さいと印刷媒体１の吸着力が弱く、印刷媒体１を目標位置に載置（吸着）できない恐れがある。このように印刷媒体１を搬送ベルトＢの目標位置に正確に載置できないと、図６ｂに示すように、破線で示すインクドット目標位置に対して実線の位置にインクドットが形成されてしまう。このようなインクドットのズレは、単色では分かりにくいが、複数の色を所謂重ね打ちすると目立ってしまい、印刷画質の劣化につながる。

これに対して、本実施形態では、印刷媒体１の存在及び移動状態（移動方向と移動量）をボール式センサ２３で直接的に検出するため、搬送ベルトに対して印刷媒体１が目標位置に載置されていなくても、印刷媒体１の位置を正確に検出することができ、インクドットのズレを防止して印刷画質を確保することができる。
次に、第１及び第２ボール式センサ２３のノズル列方向への移動量である２相パルス信号Ｙａ１〜Ｙａ２，Ｙｂ１〜Ｙｂ２を用いた所謂印刷媒体１の蛇行制御について図７のフローチャートを用いて説明する。この蛇行制御では、第１及び第２ボール式センサ２３の２相パルス信号Ｙａ１〜Ｙａ２，Ｙｂ１〜Ｙｂ２から印刷媒体１のノズル列方向への移動量を検出し、その移動量が０になるように右左電動モータ１１Ｒ，１１Ｌへの駆動信号を設定し、出力する。

この演算処理は、所定サンプリング時間毎にタイマ割込処理され、まずステップＳ１で第１及び第２ボール式センサ２３の２相パルス信号Ｙａ１〜Ｙａ２，Ｙｂ１〜Ｙｂ２から印刷媒体１のノズル列方向への移動量を読込む。
次にステップＳ２に移行して、ステップＳ１で読込まれた印刷媒体１のノズル列方向への移動量から印刷媒体１の蛇行量を算出する。

次にステップＳ３に移行して、ステップＳ２で算出された印刷媒体１の蛇行量を補正する印刷媒体搬送方向の左右の搬送ベルト６，７の駆動速度補正量を算出する。
次にステップＳ４に移行して、ステップＳ３で算出された左右ベルト駆動速度補正量を加味した左右電動モータ回転速度を算出する。
次にステップＳ５に移行して、ステップＳ４で算出された左右電動モータ回転速度を達成するためのモータ駆動信号を創成出力してからメインプログラムに復帰する。

この演算処理によれば、第１及び第２ボール式センサ２３の２相パルス信号Ｙａ１〜Ｙａ２，Ｙｂ１〜Ｙｂ２から印刷媒体１のノズル列方向への移動量を読込み、読込まれた印刷媒体１のノズル列方向への移動量から印刷媒体１の蛇行量を算出し、算出された印刷媒体１の蛇行量を補正する印刷媒体搬送方向の左右の搬送ベルト６，７の駆動速度補正量を算出し、算出された左右ベルト駆動速度補正量を加味した左右電動モータ回転速度を算出し、算出された左右電動モータ回転速度を達成するためのモータ駆動信号を創成出力することにより、印刷媒体１のノズル列方向への移動量、即ち蛇行量を直接的に検出して、それを補正するモータ駆動信号が創成出力されるので、印刷媒体１の蛇行を適切且つ迅速に修正することが可能となる。

このように、本実施形態のインクジェットプリンタによれば、ボール式センサ２３の球体２５を印刷媒体１の表面に接触し、その球体２５の回転状態から当該印刷媒体１の存在及び移動状態を検出し、そのボール式センサ２３で検出された印刷媒体１の存在及び移動状態に基づいて当該印刷媒体１の移動量及び移動方向を直接検出するようにすると共に、印刷媒体１の表面に接触回転する球体２５の回転状態から少なくとも直交する２方向の移動状態をボール式センサ２３で検出し、その検出された印刷媒体１の移動状態から印刷媒体１の搬送方向への移動量及び印刷媒体１の搬送方向と直交方向への移動量を検出し、インク吐出タイミングの決定と蛇行制御を同一ボール式センサ２３の信号を用いて行うようにしたため、同一のセンサ２３で印刷媒体１の搬送方向への移動量及び搬送方向と交差する方向への移動量情報を得て、インク吐出タイミングの決定と蛇行制御を行うことができる。

また、第１及び第２搬送ベルト６，７に隙間を形成し、その第１及び第２搬送ベルト６，７の隙間から印刷媒体１の搬送ベルト側の表面にボール式センサ２３の球体２５を接触する構成としたため、印刷面が平滑な光沢印刷媒体でも、その反対側の表面にボール式センサ２３の球体２５が接触し、滑ることなく確実に回転することで、印刷媒体１の搬送方向への移動量及び印刷媒体１の搬送方向と直交方向への移動量を確実に検出することができる。

また、第１及び第２搬送ベルト６，７による印刷媒体１の搬送方向に沿ってボール式センサ２３を複数配設し、それら複数のボール式センサ２３のうち、印刷媒体１が接触している部位の１つのボール式センサ２３の出力だけを選択して少なくとも印刷媒体１の搬送方向への移動量を検出するようにしたため、搬送されている印刷媒体１の位置を連続的に検出することが可能となる。

なお、前記実施形態では、ボール式センサ２３を印刷媒体搬送方向に沿って２つ設けた場合についてのみ詳述したが、ボール式センサ２３の配設数はこれに限定されるものではない。例えば図８は、第１インクジェットヘッド２の印刷媒体搬送方向手前側及び先方側の２カ所と第２インクジェットヘッド３の印刷媒体搬送方向先方側１カ所の計３個、図９は４つの第１インクジェットヘッド２の夫々の側方４カ所及び４つの第２インクジェットヘッド３の夫々の側方４カ所の計８個、ボール式センサ２３を配設した実施形態である。但し、何れの場合も、２つのボール式センサ２３間の距離は、少なくとも印刷媒体１の搬送方向長さより小さくする必要がある。

また、前記実施形態では所謂ラインヘッド型インクジェットプリンタを対象として本発明のインクジェットプリンタを適用した例についてのみ詳述したが、本発明のインクジェットプリンタは、マルチパス型プリンタを始めとして、あらゆるタイプのインクジェットプリンタを対象として適用可能である。

本発明のインクジェットプリンタの一実施形態を示す概略構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明のボール式センサの説明図である。 本発明のインクジェットプリンタのブロック構成図である。 本発明のボール式センサ選択回路のブロック構成図である。 本発明のボール式センサ選択回路の動作説明図である。 印刷媒体搬送及びインクドットズレの説明図である。 本発明における印刷媒体の蛇行修正のための演算処理を示すフローチャートである。 本発明のインクジェットプリンタの他の実施形態を示す概略構成平面図である。 本発明のインクジェットプリンタの更に他の実施形態を示す概略構成平面図である。

符号の説明

１は印刷媒体、２は第１インクジェットヘッド、３は第２インクジェットヘッド、４は第１搬送部、５は第２搬送部、６は第１搬送ベルト、７は第２搬送ベルト、８Ｒ，８Ｌは駆動ローラ、９Ｒ，９Ｌは第１従動ローラ、１０Ｒ，１０Ｌは第２従動ローラ、１１Ｒ，１１Ｌは電動モータ、１９はベルト帯電装置、２３はボール式センサ、２４はボール式センサ選択回路、２５は球体、２６は回転軸、２７はコードホイール、２８はエンコーダセンサ

Claims (3)

1. 搬送ベルトに印刷媒体を載置して搬送し、その印刷媒体にインク滴を吐出して印刷を行うインクジェットプリンタにおいて、回転自在な球体を印刷媒体の表面に接触し、その球体の回転状態から当該印刷媒体の存在及び移動状態を検出するボール式センサと、前記ボール式センサで検出された印刷媒体の存在及び移動状態に基づいて当該印刷媒体の移動量及び移動方向を検出する印刷媒体検出手段とを備え、前記ボール式センサは、印刷媒体の表面に接触回転する球体の回転状態から少なくとも直交する２方向の移動状態を検出し、前記印刷媒体検出手段は、前記ボール式センサで検出された印刷媒体の移動状態から前記搬送ベルトによる印刷媒体の搬送方向への移動量及び印刷媒体の搬送方向と直交方向への移動量を検出し、インク吐出タイミングの決定と蛇行制御を同一ボール式センサの信号を用いて行うことを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記搬送ベルトに隙間を形成し、その搬送ベルトの隙間から印刷媒体の搬送ベルト側の表面に前記ボール式センサの球体を接触することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記搬送ベルトによる印刷媒体の搬送方向に沿って前記ボール式センサを複数配設し、前記印刷媒体検出手段は、前記複数のボール式センサのうち、印刷媒体が接触している部位の１つのボール式センサの出力だけを選択して少なくとも前記印刷媒体の搬送方向への移動量を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。

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