JP2015227017A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容易且つ柔軟にノズル面と記録媒体表面との距離を計測することの出来るインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】記録媒体を搬送する搬送部と、ノズル開口部からインク液滴を吐出して搬送される記録媒体上に着弾させるノズルユニット２４と、着弾したインク液滴を搬送経路上の所定の位置で検出して検出信号を出力する画像読取部２６と、記録媒体に対してノズルユニット２４にインク液滴を吐出させる第１のインク吐出信号を出力し、検出信号が出力されると、インク吐出部に第２のインク吐出信号を出力する吐出信号出力回路２８と、２回のインク吐出信号に対応するインク液滴に係る検出信号の出力タイミング間の記録媒体の移動量を計測する移動量計測部と、移動量計測部により計測された移動量に基づいて、ノズル開口部とこのノズル開口部に対向する記録媒体の表面との間の距離を算出する距離算出部と、を備える。
【選択図】図４

Description

この発明は、インクジェット記録装置に関する。

所定のパターンで配列された複数のノズルからインクを記録媒体上に吐出させて画像を形成するインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置では、色調補正、インク吐出不良や吐出タイミング（着弾位置）のずれの調整など各種検査を行うために形成画像を撮像して撮像データの解析が行われている。

記録媒体を搬送する搬送ベルトや搬送ドラムは、これらを回転動作させるモーターの回転ムラにより、搬送される記録媒体の位置が想定位置からずれが生じる。また、搬送ベルトの厚みや搬送ドラムの半径の不均一などが存在すると、インクの吐出面（ノズル面）から記録媒体表面までの距離が変化する。搬送される記録媒体上に対してインクが吐出される場合に、ノズル面から記録媒体表面までの距離の変化は、インクの吐出から着弾までの時間、即ち、着弾位置のずれを生じさせる。これらにより、記録媒体上に形成される画像が劣化するという問題が生じる。

これらに対し、特許文献１には、搬送ベルトの周長周期で生じる着弾位置のずれを算出する技術として、搬送ベルト上に設定された基準位置を検出してからの当該搬送ベルトの移動量に基づき、異なる位置から記録媒体に対してインクを吐出する複数のインク吐出ヘッドから吐出されたインクの着弾位置の間隔から位置ずれ量を算出し、エンコーダーパルスのパルス周期を可変として変化させることで、インク吐出タイミングを変更制御する技術が開示されている。

一方、インクジェット記録装置により用いられるインクは、インクの粘性などの条件を一定に保つために予め設定された適切な温度に加熱されて吐出されることが好ましい。特に、加熱によりゾル化するゲル状インクは、加熱されてゾル化した状態（液相）で吐出され、記録媒体上に着弾後、適切な時間で温度が低下して硬化することが好ましい。従って、従来、記録媒体を搬送する搬送ベルト（搬送台）や搬送ドラムをインク温度に応じた適切な温度に加熱保持する技術がある。

特開２００７−２７６２８６号公報

しかしながら、状況に応じてノズル面と記録媒体表面との距離が変化する場合、例えば、種々の異なる厚みの記録媒体を用いる場合や、搬送ベルトや搬送ドラムが加熱されて膨張変形する場合などには、従来の技術では、ノズル面と記録媒体表面との計測パターンが固定されてしまい、この距離の計測を柔軟に行えないという課題がある。

この発明の目的は、容易且つ柔軟にノズル面と記録媒体表面との距離を計測することの出来るインクジェット記録装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
記録媒体を搬送する搬送部と、
ノズル開口部からインク液滴を吐出して前記搬送される記録媒体上に着弾させるインク吐出部と、
前記記録媒体上に着弾したインク液滴を前記搬送部による搬送経路における所定の位置で検出して検出信号を出力する画像読取部と、
前記記録媒体が前記ノズル開口部に対向する所定のタイミングで前記インク吐出部にインク液滴を吐出させる第１のインク吐出信号を出力し、当該第１のインク吐出信号に対応するインク液滴に係る前記検出信号が出力されると、前記インク吐出部に第２のインク吐出信号を出力する吐出信号出力部と、
前記第１のインク吐出信号に対応するインク液滴に係る前記検出信号の出力タイミングから前記第２のインク吐出信号に対応するインク液滴に係る前記検出信号の出力タイミングまでの前記搬送部による前記記録媒体の搬送方向への移動量を計測する移動量計測部と、
前記移動量計測部により計測された移動量に基づいて、前記ノズル開口部と当該ノズル開口部に対向する前記記録媒体の表面との間の距離を算出する距離算出部と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、
前記吐出信号出力部は、前記検出信号が入力されると前記インク吐出信号を出力する論理回路を備えることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のインクジェット記録装置において、
前記搬送部は、円筒状の搬送面を有し、
前記移動量計測部は、当該搬送面の回転角度を計測する
ことを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記インク液滴の着弾位置よりも前記搬送方向の上流側で前記搬送面を加熱する搬送面加熱部を備えることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記インク吐出部により吐出されるインクは、所定温度でゾル化するゲル状インクであることを特徴としている。

本発明に従うと、インクジェット記録装置において、容易且つ柔軟にノズル面と記録媒体表面との距離を計測することが出来るという効果がある。

本発明の実施形態のインクジェット記録装置の構成を側面から見た模式図である。 画像形成ドラムの斜視図である。 本実施形態のインクジェット記録装置の内部構成を示すブロック図である。 インクジェット記録装置におけるノズル面と記録媒体との距離の計測に係る構成を示す図である。 インクジェット記録装置におけるノズル面と記録媒体との距離の計測に係る動作手順を示す図である。 インクジェット記録装置におけるノズル面と記録媒体との距離の計測に係るパラメーターについて説明する図である。 インクジェット記録装置で実行される吐出位置検出処理の制御部による制御手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態のインクジェット記録装置１の構成を側面から見た模式図である。

インクジェット記録装置１は、給紙部１０と、画像形成部２０と、排紙部３０と、制御部４０（図３参照、距離算出部）などを備えている。このインクジェット記録装置１では、制御部４０による制御に基づいて、給紙部１０に格納された記録媒体Ｐが画像形成部２０に搬送され、画像が形成された後に排紙部３０に排出される。

給紙部１０は、給紙トレー１１と搬送部１２などを有する。
給紙トレー１１は、記録媒体Ｐを一又は複数載置可能に設けられた板状部材である。給紙トレー１１は、載置された記録媒体Ｐの量に応じて上下動し、記録媒体Ｐのうち一番上のものが搬送部１２による搬送開始位置に保持される。
記録媒体Ｐとしては、種々の厚さの印刷用紙、セル、フィルムや布帛など、画像形成ドラム２１の外周面上に湾曲して担持され得る種々のものが用いられる。
搬送部１２は、複数（例えば、２本）のローラー１２１、１２２と、内側面でローラー１２１、１２２により支持された輪状のベルト１２３と、給紙トレー１１上に載置された記録媒体Ｐのうち一番上のものをベルト１２３に受け渡す図示略の供給部と、を有する。搬送部１２は、ローラー１２１、１２２の回転によるベルト１２３の周回移動に従って供給部によりベルト１２３上に受け渡された記録媒体Ｐを搬送して画像形成部２０へ送る。

画像形成部２０は、画像形成ドラム２１（搬送部）と、受け渡しユニット２２と、ヒーター２３と、ノズルユニット２４（インク吐出部）と、照射部２５と、画像読取部２６と、デリバリー部２７などを備える。

画像形成ドラム２１は、円筒状の外周形状を有し、当該外周面（搬送面）上に記録媒体Ｐを担持して、その回転動作に応じた搬送経路で記録媒体Ｐを搬送する。

図２は、画像形成ドラム２１の斜視図である。
本実施形態の画像形成ドラム２１は、爪部２１１と、吸気部２１２とを有する。画像形成ドラム２１は、図示略の回転モーターによって回転軸２１３が所定の速度で回転動作される。回転軸２１３には、エンコーダー４１（移動量計測部）が設けられており、回転軸２１３の回転方向及び回転角度、即ち、記録媒体Ｐの搬送方向への移動量に応じたパルス信号を発生して制御部４０に出力する。

爪部２１１は、画像形成ドラム２１の外周面上の所定位置（ここでは、外周面を回転方向に三等分した各位置）において、それぞれ、当該画像形成ドラム２１の回転軸方向（Ｘ方向）に配列された複数の爪を有する。爪部２１１は、これら複数の爪と、画像形成ドラム２１の外周面との間で記録媒体Ｐの一辺の近傍を挟み込んで外周面上に保持することで、画像形成ドラム２１に記録媒体Ｐを担持させる。

吸気部２１２は、爪部２１１によって記録媒体Ｐが担持される画像形成ドラム２１の外周面上に設けられた複数の吸気孔と、当該吸気孔を介して画像形成ドラム２１の内側向きに気体を吸引させる図示略の吸引力発生部（例えば、空気ポンプやファン）とを有する。吸気部２１２は、この吸引力により記録媒体Ｐを画像形成ドラム２１の外周面に沿わせるように吸い寄せて保つ。
なお、図２では、記録媒体Ｐの一部が画像形成ドラム２１の外周面から捲り上がって表示されているが、これは吸気孔を図示することを目的としたものであり、画像形成部２０による画像形成時には、画像形成ドラム２１は、記録媒体Ｐの全体を外周面に担持する。

受け渡しユニット２２は、図１に示すように、搬送部１２から受け渡された記録媒体Ｐを画像形成ドラム２１に受け渡す。受け渡しユニット２２は、給紙部１０の搬送部１２と画像形成ドラム２１との間の位置に設けられている。受け渡しユニット２２は、搬送部１２により送られてきた記録媒体Ｐの一端を把持する爪部２２１と、爪部２２１に把持された記録媒体Ｐを誘導する円筒状の受け渡しドラム２２２などを有する。爪部２２１により搬送部１２から取得された記録媒体Ｐは、受け渡しドラム２２２に送られると回転する受け渡しドラム２２２の外周面に沿って移動し、そのまま画像形成ドラム２１の外周面に誘導されて受け渡される。

ヒーター２３は、画像形成ドラム２１の搬送面を加熱するドラムヒーター２３１（搬送面加熱部）と、画像形成ドラム２１に担持された記録媒体Ｐを加熱する媒体ヒーター２３２と、後述のインクヒーターとを有する。ヒーター２３は、例えば、電熱線を有し、この電熱線に通電されることで発熱する。ドラムヒーター２３１は、画像形成ドラム２１に接し、画像形成ドラム２１に記録媒体Ｐが担持される位置より上流側に設けられる。媒体ヒーター２３２は、画像形成ドラム２１の外周面の近傍であって、画像形成ドラム２１に記録媒体Ｐが担持された後、ノズルユニット２４によるインクの吐出が行われる前に当該記録媒体Ｐを加熱可能な位置に設けられる。記録媒体Ｐは、制御部４０の制御に基づく搬送面の温度及び媒体ヒーター２３２による加熱によって予め設定された所定の温度とされる。

ノズルユニット２４は、記録媒体Ｐが担持された画像形成ドラム２１の回転に応じ、記録媒体Ｐと対向するノズル面に設けられた複数のノズル開口部から当該記録媒体Ｐの各所にインク液滴を吐出していくことで画像を形成する。本実施形態のインクジェット記録装置１では、ノズルユニット２４は、画像形成ドラム２１の外周面から予め設定された距離だけ離隔されて、所定の間隔で４つ配置されている。４つのノズルユニット２４は、ＣＭＹＫ４色のインクをそれぞれ出力する。これらのインクとしては、所定の温度（例えば、６０℃）以上になると軟化する熱軟化性のインクが用いられる。このようなインクとしては、特には限られないが、所定の温度以上に加熱されることでゾル化する公知のゲル状インク、例えば、国際公開第２０１２／１４７７６０号に記載された各種インクが利用される。従って、ノズルユニット２４には、当該インクを加熱してゾル状態を維持させるためのインクヒーターが設けられている。
ノズルユニット２４の各々は、ここでは、画像形成ドラム２１の回転との組み合わせにより記録媒体Ｐ上の画像形成幅に亘って画像を形成可能なラインヘッドである。

照射部２５は、所定波長のエネルギー線、ここでは、紫外線を照射して、ノズルユニット２４から記録媒体Ｐ上に吐出されたインクを硬化させる。照射部２５は、例えば、低圧水銀ランプ等の蛍光管を有し、当該蛍光管に電圧を印加して発光させることで紫外線を照射する。照射部２５は、画像形成ドラム２１の外周面の近傍であって、画像形成ドラム２１の回転により搬送される記録媒体Ｐ上にノズルユニット２４からインクの吐出がなされた後、記録媒体Ｐが画像形成ドラム２１からデリバリー部２７に渡る前に当該記録媒体Ｐ上に紫外線が照射可能に設けられている。照射部２５は、画像形成ドラム２１の外周面上においてインクが吐出された記録媒体Ｐに対してエネルギー線を照射して、当該エネルギー線の作用により記録媒体Ｐ上のインクを硬化させる。

なお、紫外線を発する蛍光管は、低圧水銀ランプに限られない。他の蛍光管としては、例えば、数百Ｐａ〜１ＭＰａ程度の動作圧力を有する水銀ランプ、殺菌灯として利用可能な光源、冷陰極管、紫外線レーザー光源、メタルハライドランプ、発光ダイオード等が挙げられる。また、インクが紫外線以外のエネルギー線を受けて硬化する性質を有する場合には、上述の紫外線を発する構成の代わりに、当該インクを硬化させる波長のエネルギー線を発する光源が設けられる。

画像読取部２６は、ノズルユニット２４から吐出されて記録媒体Ｐに着弾したインク液滴により形成されたテスト画像を読み取る。この画像読取部２６としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）が用いられる。ここでは、画像形成ドラム２１により搬送可能な記録媒体Ｐの幅長に亘り、幅方向に読み取り解像度で配列された各ＣＣＤ素子がラインセンサーをなし、読み取り解像度に応じた時間間隔で当該記録媒体Ｐ上の幅方向にライン状に撮像していくことで画像を読み取る。また、画像読取部２６は、読み取りデータ全体を必要に応じて制御部４０に出力するのに加えて、記録媒体Ｐ上に所定濃度以上の画像、即ち、インク液滴の検出有無を示す信号を出力する。

デリバリー部２７は、インクが吐出、硬化された記録媒体Ｐを画像形成ドラム２１から排紙部３０に搬送する。デリバリー部２７は、複数（例えば、２本）のローラー２７１、２７２と、内側面でローラー２７１、２７２に支持された輪状のベルト２７３と、円筒状の受け渡しローラー２７４などを有する。デリバリー部２７は、受け渡しローラー２７４により画像形成ドラム２１上の記録媒体Ｐをベルト２７３上に誘導し、受け渡された記録媒体Ｐをローラー２７１、２７２の回転に伴い周回移動するベルト２７３と共に移動させることで搬送して排紙部３０に送り出す。

排紙部３０は、画像形成部２０から送り出された画像形成後の記録媒体Ｐをユーザーにより取り出されるまで格納する。排紙部３０は、デリバリー部２７により搬送された記録媒体Ｐが載置される板状の排紙トレー３１などを有する。

図３は、本実施形態のインクジェット記録装置１の内部構成を示すブロック図である。

このインクジェット記録装置１は、制御部４０と、エンコーダー４１と、通信部５１と、操作表示部５２と、画像処理部５３と、搬送制御部４２１と、ヒーター駆動部４２３と、ヒーター温度センサー２３３と、記録ヘッド制御部４２４と、照射制御部４２５と、読取制御部４２６などを備え、バス５８により互いに接続されている。

制御部４０は、ＣＰＵ４０１と、ＲＡＭ４０２と、記憶部４０３とを有する。制御部４０は、記憶部４０３から読み出された制御プログラムや設定データをＲＡＭ４０２に一時記憶させて、当該一時記憶データに基づいてＣＰＵ４０１が制御処理を行う。記憶部４０３は、読み書きが可能な不揮発性メモリーやＨＤＤなどの補助記憶部である。記憶部４０３の一部には、ＲＯＭが用いられても良い。

制御部４０は、インクジェット記録装置１の動作を統括制御する。制御部４０は、通信部５１を介して外部から取得された画像形成に係る命令及び当該形成画像データに基づいて、給紙部１０、画像形成部２０、及び、排紙部３０をそれぞれ適切なタイミングで動作させ、記録媒体Ｐ上に画像を形成させる。また、制御部４０は、ノズルや形成画像の検査に係る画像を当該検査に応じた所定のタイミング又は期間に画像読取部２６を動作させて撮像させ、当該撮像データを取得して検査に係る処理を行う。更に、制御部４０は、ノズルユニット２４のノズル面と記録媒体Ｐの表面（記録媒体Ｐが搬送面と接触しない側の面）との間の距離を算出する処理を行う。

通信部５１は、ＰＣなどの外部機器との通信接続を行い規格に従ってデータ通信を行うためのインターフェイスである。この通信部５１としては、例えば、ＬＡＮ接続用のネットワークカードが挙げられるが、その他、Bluetooth通信（登録商標：Bluetooth）などを利用した無線通信インターフェイスや、ＵＳＢによる外部機器との直接接続に係る接続端子及びドライバーなどであっても良い。制御部４０は、通信部５１を介して外部機器から印刷命令や、当該印刷命令に係る画像形成対象の画像データなどを取得する。

操作表示部５２は、ユーザー操作を受け付けたりユーザーに情報やメニューなどを示すための表示を行なったりする。操作表示部５２としては、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を備えたものが用いられる。また、このＬＣＤに対応してタッチセンサーを備え、ＬＣＤをタッチパネルとして利用してユーザーのタッチ操作を検出可能とすることが出来る。

画像処理部５３は、通信部５１を介して取得された画像形成対象の画像データを一時記憶し、画像形成用のデータに変換処理を行って記録ヘッド制御部４２４に出力する。このインクジェット記録装置１では、特には限られないが、例えば、外部接続されたＰＣから取得されたベクトル画像データをラスター画像データに変換する処理を行う。

搬送制御部４２１は、所定の回転速度で画像形成ドラム２１を回転させると共に、記録媒体Ｐの給紙部１０からの取得タイミングや排紙部３０への排出タイミングに合わせて行う爪部２１１の動作、及び、吸気部２１２から吸気を行うための空気ポンプなどの動作を制御するための制御信号を出力する。また、搬送制御部４２１は、受け渡しユニット２２及びデリバリー部２７を動作させて記録媒体Ｐの給紙及び排紙を適切に行わせる。

ヒーター駆動部４２３は、ＣＰＵ４０１からの制御信号に基づき、ドラムヒーター２３１、媒体ヒーター２３２及びノズルユニット２４に設けられたインクヒーターをそれぞれ動作させるための電力を各々個別に出力する。また、ヒーター温度センサー２３３は、ドラムヒーター２３１、媒体ヒーター２３２及びインクヒーターの温度をそれぞれ計測してＣＰＵ４０１に出力する。ＣＰＵ４０１は、このヒーター温度センサー２３３の計測温度に基づいてヒーター駆動部４２３への制御信号を適宜変化させて、ヒーター２３を好適な温度に維持させる。

記録ヘッド制御部４２４は、形成画像に係る制御信号を各ノズルユニット２４に送り、各ノズルから適切なタイミングでインクを吐出させる。この制御信号は、画像処理部５３において生成されたラスター画像データに基づいて画像形成ドラム２１の回転による記録媒体Ｐの搬送速度に対応して出力される。また、記録ヘッド制御部４２４は、ノズルからのインク吐出速度や記録媒体の厚さなどに応じノズル開口部と記録媒体Ｐとの距離変化などに応じて、ノズルユニット２４を保持するキャリッジ（取付部材）を移動させて、画像形成ドラム２１の外周面上に担持された記録媒体Ｐの対向する面との距離を調整することが出来る。この調整に係る動作は、ユーザーにより手動で行われるものであっても良いし、モーターなどの動作機構を備えて制御部４０の制御により実行可能であっても良い。

照射制御部４２５は、照射部２５に駆動信号を出力して、照射部２５からの紫外線（エネルギー線）の照射タイミングや照射量を制御する。

読取制御部４２６は、ＣＰＵ４０１からの制御信号に基づいて、画像読取部２６の各部に動作を行わせるための駆動信号を各部に供給する。読取制御部４２６による制御処理については、後に詳述する。

次に、本実施形態のインクジェット記録装置１において、ノズル面と記録媒体Ｐとの距離計測に係る動作について説明する。
図４は、本実施形態のインクジェット記録装置１におけるノズル面と記録媒体Ｐとの距離の計測に係る構成を示す図である。

このインクジェット記録装置１では、画像読取部２６とノズルユニット２４との間に吐出信号出力回路２８（吐出信号出力部）が設けられている。この吐出信号出力回路２８は、ＡＮＤ回路２８１とＯＲ回路２８２とからなる論理回路を有する。画像読取部２６は、通常では、ローレベル信号（Ｌ、非検出信号）を出力している。画像読取部２６で記録媒体Ｐ上に着弾したインクが検出されると、当該検出を示すパルス状のハイレベル信号（Ｈ、検出信号）が制御部４０及びＡＮＤ回路２８１に出力される。
このとき、検出の有無を示す基準レベルとして、インク液滴の色や記録媒体の色などに応じた値を制御部４０により設定可能とすることが出来る。これにより、インク液滴の色により検出の容易性が変わったりするのを防ぐことが出来、また、ノイズなどによる誤検出の発生率を低減させることが出来る。

制御部４０からは、ＡＮＤ回路２８１に検査信号が出力され、また、ＯＲ回路２８２にインク吐出に係る制御信号が出力される。ＡＮＤ回路２８１に出力される検査信号は、ハイレベル信号（Ｈ）とローレベル信号（Ｌ）とで切り替えられる。

ＡＮＤ回路２８１からの出力信号は、インク吐出可否を示す信号としてＯＲ回路２８２に入力される。ＯＲ回路２８２は、制御部４０又はＡＮＤ回路２８１からインク吐出命令を示すハイレベル信号（インク吐出信号）が入力されることでインクの吐出に係る制御信号（ハイレベル信号）をノズルユニット２４に出力し、ノズルユニット２４のノズル開口部からインクを吐出させる。

ここで、これらの制御信号は、各ＣＣＤ素子に対応してノズル開口部の位置ごとに別個にノズルユニット２４に入力させることが出来る。或いは、幅方向に一様であると仮定して一括信号をノズルユニット２４に入力させても良い。

図５は、インクジェット記録装置１におけるノズル面と記録媒体Ｐとの距離の計測に係る動作手順を示す図である。

先ず、図５（ａ）に示すように、制御部４０からＡＮＤ回路２８１に出力される検査信号がハイレベルとなる。また、記録媒体Ｐにおける略所望の表面位置がノズルユニット２４のノズル面と対向するタイミングで制御部４０からインク吐出命令を示すハイレベル信号がＯＲ回路２８２に出力されて、ＯＲ回路２８２から出力される制御信号がハイレベルとなる（第１のインク吐出信号が出力される）ことで、ノズル開口部から記録媒体Ｐに対してインク液滴Ｄ１が吐出される。

図５（ｂ）に示すように、画像形成ドラム２１が回転して記録媒体Ｐが搬送され、インク液滴Ｄ１が画像読取部２６のＣＣＤセンサーと対向する位置に移動することで、ＣＣＤセンサーがこのインク液滴Ｄ１を検出し、検出信号（ハイレベル信号）を制御部４０及びＡＮＤ回路２８１に出力する。これにより、ＡＮＤ回路２８１には、制御部４０と画像読取部２６の両方からハイレベル信号が入力されて、インク吐出命令に係るハイレベルの信号をＯＲ回路２８２に出力する。ＯＲ回路２８２は、ハイレベルのインク吐出制御信号（第２のインク吐出信号）をノズルユニット２４に出力して、ノズル開口部から記録媒体Ｐに対してインク液滴Ｄ２が吐出される。

一方、画像読取部２６から制御部４０に送られたハイレベルの検査信号に基づき、制御部４０は、エンコーダー４１から画像形成ドラム２１の現在位置を取得し、また、ＡＮＤ回路２８１へ出力する検査信号をローレベルとする。

図５（ｃ）に示すように、画像形成ドラム２１が更に回転してインク液滴Ｄ２が画像読取部２６に対向する位置まで移動すると、画像読取部２６がこのインク液滴Ｄ２を検出して、再度ハイレベルの検出信号を制御部４０及びＡＮＤ回路２８１に出力する。制御部４０は、エンコーダー４１から画像形成ドラム２１の現在位置を取得することで、インク液滴Ｄ１、Ｄ２間の距離が算出される。また、このとき、ＡＮＤ回路２８１には、制御部４０からローレベル信号が出力されているので、ＡＮＤ回路２８１からＯＲ回路２８２へ出力される信号はローレベルのままであり、検査に係るインクの吐出がこれ以上行われない。

図６は、インクジェット記録装置１におけるノズル面と記録媒体Ｐとの距離の計測に係るパラメーターについて説明する図である。
図６（ａ）に示すように、ノズルユニット２４のノズル面とこのノズル面に対向する記録媒体Ｐの表面との距離をｄ、吐出されたインクの飛翔速度をＶｆ、画像形成ドラム２１の中心に対するノズルユニット２４と画像読取部２６の角度差をθ_０、画像形成ドラム２１の回転角速度をＶθとする。また、ノズル面と画像形成ドラム２１の中心（回転軸）までの距離をＲとする。

吐出されたインクが距離ｄを飛翔して記録媒体Ｐの表面に着弾するまでの飛翔時間ｔｄ＝ｄ／Ｖｆで表される。この飛翔時間ｔｄの間に、画像形成ドラム２１は、角度θ_１＝Ｖθ×ｔｄ回転する。従って、画像読取部２６の直下にあるインク液滴Ｄ１と、このときに吐出されたインク液滴Ｄ２との角度差Δθ＝θ_０＋θ_１となる。この角度差Δθは、記録媒体Ｐ上での移動距離ｘ＝ｒ×Δθに対応する。ここで、距離ｒは、画像形成ドラム２１の中心から記録媒体Ｐの表面までの距離であり、距離ｒ＝Ｒ−ｄである。

これらの式に基づいて、距離ｒ、ｄが変化しないと想定可能な範囲において、図６（ｂ）に示される移動距離ｘは、次式（１）で表される。
ｘ＝（Ｒ−ｄ）（θ_０＋Ｖθ×ｄ／Ｖｆ） … （１）
従って、計測された移動距離ｘと、設定された値Ｒ、θ_０、Ｖθ、Ｖｆとを用いて、距離ｄを算出することが出来る。

記録媒体Ｐとしては、通常の記録紙（カット紙）のように０．１ｍｍ程度又はこれより薄いものから、材質に応じて１．０ｍｍ程度又はこれより厚いものまで各種の大きさのものがある。ここでは、例えば、インクの飛翔速度Ｖｆが１０ｍ／ｓで、距離ｄのずれを０．１０ｍｍの精度で検出する場合、飛翔時間のずれは、１０μｓになる。画像形成ドラム２１の直径φ＝９０ｃｍで、回転速度が１．８ｒａｄ／ｓの場合、記録媒体Ｐは、１０μｓの間に８．１μｍ搬送移動されるので、画像読取部２６は、搬送方向に８．１μｍの精度、即ち、３１３６ｄｐｉ以上の解像度で画像の撮像、読み取りが行われれば良い。

また、画像形成ドラム２１の回転面の代わりに平面上を記録媒体Ｐが搬送される場合などでは、記録媒体Ｐの厚さに依らず当該記録媒体Ｐの移動速度（搬送速度）が一定となる。この場合に計測される移動距離ｘは、ノズルユニット２４と画像読取部２６の距離ｘ_０及び搬送速度Ｖｘを用いて、次式（２）で表される。
ｘ＝ｘ_０＋Ｖｘ×ｄ／Ｖｆ … （２）
従って、例えば、搬送速度Ｖｘ＝８００ｍｍ／ｓの場合、記録媒体Ｐは、０．１ｍｍの厚さ（距離ｄ）の変動に係る飛翔時間の差である１０μｓの間に８．０μｍ搬送移動されるので、画像読取部２６は、３１７５ｄｐｉ以上の解像度で画像の撮像、読み取りが行われれば良い。

ここで、距離ｘ_０は固定値であり、実際のインク液滴Ｄ２の飛翔時間中の移動距離である差分値（ｘ−ｘ_０）に対して未知数である距離ｄが求められる。距離ｘ_０の間に搬送速度Ｖｘなどのぶれがあると、算出される距離ｄに誤差が生じるので、このぶれを小さくするために、画像読取部２６は、距離ｘ_０が小さくなるように、即ち、インクジェット記録装置１において配置可能な範囲で各ノズルユニット２４に近接して設けられることが好ましい。
同様に、式（１）において、移動距離ｘは、インク液滴Ｄ２の吐出前における移動中の距離ｄ（距離ｒ）にも依存する。上述のように、本発明では、距離ｄが不変であると仮定出来る範囲内で容易に当該距離ｄが算出されるので、従って、実際の距離ｄの変動が無視出来る程度に角度差θ_０が小さくなるように画像読取部２６が各ノズルユニット２４に近接して配置されることが好ましい。

図７は、本実施形態のインクジェット記録装置１で実行される吐出位置検出処理の制御部４０による制御手順を示すフローチャートである。

この吐出位置検出処理は、ユーザーによる操作表示部５２への入力操作に基づき、又は、通常の画像形成の合間に自動的に起動されて実行される。吐出位置検出処理が開始されると、制御部４０（ＣＰＵ４０１）は、ＯＲ回路２８２を介してノズルユニット２４にインクの吐出命令に係る制御信号を出力する。また、制御部４０は、ＡＮＤ回路２８１への出力信号をハイレベルに切り替える（ステップＳ１０１）。制御部４０は、画像読取部２６に連続撮像動作と上述のインク検出に係る検出信号の出力とを行わせる（ステップＳ１０２）。

制御部４０は、画像読取部２６からハイレベルの検出信号が入力されたか否かを判別する（ステップＳ１０３）。ハイレベルの検出信号が入力されていないと判別されている間には（ステップＳ１０３で“ＮＯ”）、制御部４０は、このステップＳ１０３の判別処理を繰返し行う。

ハイレベルの検出信号が入力されたと判別された場合には（ステップＳ１０３で“ＹＥＳ”）、制御部４０は、エンコーダー４１から画像形成ドラム２１の位置情報を取得し、また、ＡＮＤ回路２８１への出力信号をローレベルに切り替える（ステップＳ１０４）。なお、このステップＳ１０３の判別処理で“ＹＥＳ”に分岐した時点で既に、ＡＮＤ回路２８１にもハイレベル信号が入力され、このハイレベル信号に基づいてＯＲ回路２８２にハイレベル信号が出力されてノズルユニット２４から記録媒体Ｐへインク液滴が吐出されている。

制御部４０は、画像読取部２６からハイレベルの検出信号が入力されたか否かを判別する（ステップＳ１０５）。ハイレベルの検出信号が入力されていないと判別されている間には（ステップＳ１０５で“ＮＯ”）、制御部４０は、このステップＳ１０５の判別処理を繰返し行う。

ハイレベルの検出信号が入力されたと判別された場合には（ステップＳ１０５で“ＹＥＳ”）、制御部４０は、エンコーダー４１から画像形成ドラム２１の位置情報を取得し、また、画像読取部２６による連続撮像を終了させる（ステップＳ１０６）。

制御部４０は、２回取得された位置情報を比較して、これらの位置の差分から移動距離ｘを算出し、この移動距離ｘを更にノズル面と記録媒体Ｐとの距離ｄに換算する（ステップＳ１０７）。そして、制御部４０は、吐出位置検出処理を終了する。

吐出位置検出処理が終了すると、制御部４０は、インクの吐出タイミングや吐出速度を変更させて記録媒体Ｐへの着弾位置の調整を行わせたり、或いは、距離ｄが基準値に対して所定幅以上ずれている場合に、算出された距離ｄを操作表示部５２に表示させてユーザーに調整を促したりすることが出来る。

以上のように、本実施形態のインクジェット記録装置１は、記録媒体Ｐを搬送する画像形成ドラム２１と、ノズル開口部からインク液滴を吐出して搬送される記録媒体Ｐ上に着弾させるノズルユニット２４と、記録媒体Ｐ上に着弾したインク液滴を画像形成ドラム２１による搬送経路における所定の位置で検出してハイレベルの検出信号を出力する画像読取部２６と、記録媒体Ｐがノズル開口部に対向する所定のタイミングでノズルユニット２４にインク液滴を吐出させる第１のインク吐出信号を出力し、この第１のインク吐出信号に対応するインク液滴の検出信号が出力されると、ノズルユニット２４に第２のインク吐出信号を出力する吐出信号出力回路２８と、第１のインク吐出信号に対応するインク液滴に係る検出信号の出力タイミングから前記第２のインク吐出信号に対応するインク液滴に係る検出信号の出力タイミングまでの画像形成ドラム２１による記録媒体Ｐの搬送方向への移動量を計測するエンコーダー４１と、制御部４０と、を備え、制御部４０は、エンコーダー４１により計測された移動量に基づいて、ノズル開口部（ノズル面）とこのノズル開口部に対向する記録媒体Ｐの表面との間の距離を算出する。
このように、記録媒体Ｐ上に吐出形成された２つのインク液滴間の距離に基づいてノズル開口部と記録媒体Ｐの表面との距離を算出することで、記録媒体Ｐの厚さや搬送面の加熱膨張などによる部分的な変形などに容易且つ柔軟に対応して当該距離を得ることが出来、この距離に基づいてノズルユニット２４を適切な位置（距離）に調整することが出来る。

また、記録媒体Ｐ上に二点を定めるので、幅方向に同一の位置で同一のＣＣＤセンサーにより容易且つ確実に移動距離ｘを計測することが出来る。即ち、異なるＣＣＤセンサー間でのキャリブレーションや位置ずれの補正などの処理が必要なく、容易に距離ｄを算出することが出来る。特に、上述のように、移動距離ｘを必要以上に大きくしない状況において、記録媒体Ｐの脇などに別途基準位置を設けて異なるセンサーなどで検出を行う必要が無いので、場所をとらず、且つ、容易に精度良く距離ｄを求めることが出来る。また、連帳紙などの連続媒体や大型の記録媒体など、従来、必要以上に移動距離ｘを大きくしなければならない場合の当該記録媒体上での距離ｄの算出精度の低下を抑えることが出来る。

また、レーザー光の反射を用いてノズル面と記録媒体との間の距離を測定する場合のように、記録媒体の材質（反射率）に左右されず、また、幅方向に細かい間隔で設けることによる大型化や消費電力の増大といった問題を低減させることが出来る。

また、回転円筒状の画像形成ドラム２１の回転周期長と比較して十分短い移動距離ｘの範囲での距離ｄを算出するので、インクが吐出される位置での局所的なノズル面と記録媒体Ｐの表面との距離を適切に求めることが出来る。

また、吐出信号出力回路２８は、検出信号が入力されるとインク吐出信号を出力する論理回路を備える。従って、制御部による処理動作を介することなく検出タイミングから遅延を生じさせずに即座にノズルユニット２４に２回目のインク吐出動作を開始させることが出来るので、正確にインクの吐出から着弾までの時間、即ち、インクの飛翔距離を算出することが出来る。

また、円筒状の搬送面を有する画像形成ドラム２１を用い、この画像形成ドラム２１の回転軸に取り付けられたエンコーダー４１により当該搬送面の回転角度を計測することで、移動量を正確に計数することが出来る。このように曲率を有する搬送面上を搬送される記録媒体Ｐでは、その厚みによって搬送速度が変化し得るので、このように正確な回転角度の計測によって正確な移動量を算出することが出来る。

また、インク液滴の着弾位置よりも搬送方向の上流側で画像形成ドラム２１の搬送面を加熱するドラムヒーター２３１を備える場合、記録媒体Ｐの温度を適切な温度とすることが出来る一方、画像形成ドラム２１が加熱によって一時的に膨張するなど変形することでノズル面と記録媒体Ｐの表面との距離が変化し得る。このような場合に本発明を適用することで、インクの吐出位置での正確な距離を柔軟に算出することが出来る。

また、ノズルユニット２４により吐出されるインクとして、所定温度でゾル化するゲル状インクが用いられる場合には、通常、記録媒体Ｐや搬送面が一定の温度に加熱されるので、本発明に係る上記の構成により、このような加熱に伴う所定の膨張や変形の影響を考慮に入れたノズル面と記録媒体Ｐの表面との距離ｄを効率良く算出して調整を行うことが出来る。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、インク検出タイミング間の経過時間から距離ｄに変換した後に所望の距離との比較調整を行うこととしたが、所望の距離に係る経過時間と、計測された経過時間とに基づいて距離ｄの調整を行うこととしても良い。

また、上記実施の形態では、回転式の画像形成ドラムによる記録媒体Ｐの搬送時について説明したが、一定速度で記録媒体Ｐを搬送可能な搬送方法であれば本発明を適用することが出来る。
また、画像読取部２６は、記録媒体Ｐが画像形成ドラム上にある間に画像を読み取る必要は無く、記録媒体Ｐの表面の移動速度及び移動距離が一意に定まる予め設定された位置であれば良い。但し、記録媒体Ｐが伸縮性を有する場合、画像形成ドラム２１などの曲面上にある場合と平面上にある場合で、表面側の伸縮率が変化する場合があるので、当該伸縮率の変化に係る補正を行う必要が生じ得る。

また、上記実施の形態では、所定温度でゾル化するゲル状インクを用いる場合について説明したが、通常の液体インクであっても温度を一定に保ちたい場合などでインクや搬送面の加熱機構を有するインクジェット記録装置であっても良い。また、加熱機構を一切設けないインクジェット記録装置において、記録媒体の厚さに応じた調整を行う場合であっても本発明を適用することが出来る。

また、上記実施の形態では、ラインヘッドを有するインクジェット記録装置について説明したが、幅方向に移動可能なインクジェットヘッドについて、当該インクジェットヘッドのノズル開口部と対応して移動可能な画像読取部２６のＣＣＤセンサーを備えたインクジェット記録装置であっても良い。

また、上記実施の形態では、ＯＲ回路２８２を用いて制御部４０からのインク吐出命令と画像読取部２６からのインク検出に基づくインク吐出命令とをノズルユニット２４に送る構成としたが、画像読取部２６によるインクの検出から検出位置にずれを生じるほどの遅延を生じさせない範囲、即ち、上述の数値例では、８μｓよりも十分に短い時間（クロック同期で処理を行う場合、クロック周波数が１２５ｋＨｚよりも十分に高い周波数）であれば、信号の伝達に係る構成は、これに限られない。単純にワイヤードＯＲで出力することも可能であるし、単純に制御部４０による判断を介してインク吐出命令を出力させても良い。
また、インク液滴の検出信号として、画像読取部２６が通常の読み取り画素値（多値）を出力し、これを吐出信号出力回路２８の側で比較回路などを用いて二値化した後ＡＮＤ回路２８１に入力させても良い。このような回路構成により、画像読取部２６は、二種類の信号を出力する必要が無くなる。

また、上記実施の形態では、一回目のインク吐出に係るタイミングを二回目のインク吐出のトリガーとしてのみ用いたが、同時にインク吐出が行われるはずの一回目のインク吐出時の検出位置ずれを相対的なノズル面の傾きやノズル開口部の詰まりなどに係る吐出方向不良を示すデータとして併用しても良い。
その他、上記実施の形態で示した構成や処理内容などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１ インクジェット記録装置
１０ 給紙部
１１ 給紙トレー
１２ 搬送部
１２１、１２２ ローラー
１２３ ベルト
２０ 画像形成部
２１ 画像形成ドラム
２１１ 爪部
２１２ 吸気部
２１３ 回転軸
２２ 受け渡しユニット
２２１ 爪部
２２２ 受け渡しドラム
２３ ヒーター
２３１ ドラムヒーター
２３２ 媒体ヒーター
２３３ ヒーター温度センサー
２４ ノズルユニット
２５ 照射部
２６ 画像読取部
２７ デリバリー部
２７１、２７２ ローラー
２７３ ベルト
２７４ 受け渡しローラー
２８ 吐出信号出力回路
２８１ ＡＮＤ回路
２８２ ＯＲ回路
３０ 排紙部
３１ 排紙トレー
４０ 制御部
４０１ ＣＰＵ
４０２ ＲＡＭ
４０３ 記憶部
４１ エンコーダー
４２１ 搬送制御部
４２３ ヒーター駆動部
４２４ 記録ヘッド制御部
４２５ 照射制御部
４２６ 読取制御部
５１ 通信部
５２ 操作表示部
５３ 画像処理部
５８ バス
Ｄ１ インク液滴
Ｄ２ インク液滴
Ｐ 記録媒体

Claims (5)

1. 記録媒体を搬送する搬送部と、
   ノズル開口部からインク液滴を吐出して前記搬送される記録媒体上に着弾させるインク吐出部と、
   前記記録媒体上に着弾したインク液滴を前記搬送部による搬送経路における所定の位置で検出して検出信号を出力する画像読取部と、
   前記記録媒体が前記ノズル開口部に対向する所定のタイミングで前記インク吐出部にインク液滴を吐出させる第１のインク吐出信号を出力し、当該第１のインク吐出信号に対応するインク液滴に係る前記検出信号が出力されると、前記インク吐出部に第２のインク吐出信号を出力する吐出信号出力部と、
   前記第１のインク吐出信号に対応するインク液滴に係る前記検出信号の出力タイミングから前記第２のインク吐出信号に対応するインク液滴に係る前記検出信号の出力タイミングまでの前記搬送部による前記記録媒体の搬送方向への移動量を計測する移動量計測部と、
   前記移動量計測部により計測された移動量に基づいて、前記ノズル開口部と当該ノズル開口部に対向する前記記録媒体の表面との間の距離を算出する距離算出部と、
   を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記吐出信号出力部は、前記検出信号が入力されると前記インク吐出信号を出力する論理回路を備えることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記搬送部は、円筒状の搬送面を有し、
   前記移動量計測部は、当該搬送面の回転角度を計測する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
4. 前記インク液滴の着弾位置よりも前記搬送方向の上流側で前記搬送面を加熱する搬送面加熱部を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記インク吐出部により吐出されるインクは、所定温度でゾル化するゲル状インクであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。

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