JP4652929B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、印字ずれ検出センサにより読み取られた印字ずれ検出パターンに基いて印字ずれを補正する機能を備えたインクジェットプリンタに関する。

従来、インクカートリッジを搭載したカートリッジ支持部材（以下、キャリアと称する）を記録紙の搬送方向（以下、副走査方向と称する）と直交する方向（以下、主走査方向と称する）に往復移動させながらインクカートリッジの記録ヘッドからインクを吐出させることにより、記録紙に画像を形成するインクジェットプリンタが用いられている。このようなインクジェットプリンタとしては、印字ずれを自動的に補正する機能を備えたものが実用化されている。この印字ずれを補正する機能は、例えばインクカートリッジをキャリアに装着した後、記録ヘッドによって記録紙に所定の印字ずれ検出パターンを形成し、そのパターンを印字ずれ検出センサによって読み取り、その結果に基いて記録ヘッドを制御するタイミングを調節することにより行われるようなものである。

図６は、このような印字ずれの補正に用いられる従来の印字ずれ検出センサの一例を示す。この印字ずれ検出センサ８３はキャリアに取り付けられるものであり、キャリアと共に主走査方向に往復移動されるときに、記録紙Ｐ上に形成された印字ずれ検出パターンを読み取る。この印字ずれ検出センサ８３は、ＬＥＤ等の発光素子８３ａと、フォトトランジスタ等の受光素子８３ｂと、樹脂等を成型して製造された２つのレンズ８３ｃ，８３ｄとを備えている。図に示すように、発光素子８３ａは、発光素子８３ａの光が印字ずれ検出センサ８３の下方に配される記録紙Ｐ上に向けて、記録紙Ｐの鉛直方向より傾いた方向に放射されるように配されている。受光素子８３ｂは、記録紙Ｐ上で反射した発光素子８３ａの光が入射される向きに配されている。２つのレンズ８３ｃ，８３ｄは、集光レンズであり、発光素子８３ａから放射される光の、発光素子８３ａから記録紙Ｐまでの光路と、記録紙Ｐから受光素子８３ｂまでの光路にそれぞれ設けられている。レンズ８３ｃは、発光素子８３ａから放射される光を屈折させて、記録紙Ｐ上の所定の一点にスポット光として集光させるような形状に成型され、配置されている。また、レンズ８３ｄは、記録紙Ｐ上で反射した光を屈設させて受光素子８３ｂの光を検出可能な部位に集光させるような形状に成型され、配置されている。

印字ずれ検出センサ８３は、印字ずれ検出パターンを検出する動作を、発光素子８３ａから放射され記録紙Ｐ上で反射された光の強度を受光素子８３ｂが検出することにより行う。すなわち、印字ずれ検出センサ８３は、受光素子８３ｂに入射する光の強度が記録紙Ｐ上のその光が反射する部位における印字ずれ検出パターンの有無により強弱することにより印字ずれ検出パターンを検出する。ここで、例えば発光素子８３ａから放射される光の指向性が弱く、この光が記録紙Ｐに近づくに従って広がったり、記録紙Ｐ上で反射した光が記録紙Ｐから離れるに従って広がったりすると、受光素子８３ｂに入射する発光素子８３ａの光の強度の強弱の差が小さくなってしまい、印字ずれ検出パターンの検出精度が悪化してしまうことがある。これを避けるため、この印字ずれ検出センサ８３では、上述のようにレンズ８３ｃ，８３ｄを設けて、発光素子８３ａが放射する光を記録紙Ｐ上に集光させ、また記録紙Ｐ上で反射された光を受光素子８３ｂに集光させ、確実に印字ずれ検出パターンを検出可能にしている。

しかしながら、この印字ずれ検出センサ８３に用いられるレンズ８３ｃ，８３ｄは、上述のように記録紙Ｐ上の一点に又は受光素子８３ｂに確実に光を集光させるような集光レンズであり、金型が特殊で光学的に精密に加工、成型された高価なものであるため、インクジェットプリンタの製造コストが高価になってしまうという問題があった。

なお、特許文献１には、上述と同様に、被検知媒体に照射した光の反射光に基いて、その被検知媒体の表面性状を検知することにより、例えば記録紙Ｐがエンボス紙であるか上質紙であるか等を判別するような表面情報検知装置が記載されている。この装置は、受光素子８３ｂに入射する光を集光させるような複数のレンズを有しているものであり、製造コストが高価になってしまうという上記問題点を解決するものではない。
特開２００３−６５７４１号公報

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、高価なレンズ等を用いずに発光素子から出射される光を記録紙上に集光させることができ、印字ずれ検出センサが印字ずれ検出パターンを高精度に検出可能であり、製造コストが低いインクジェットプリンタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、インクを貯蔵するインクタンク及びこのインクタンクに貯蔵されたインクを吐出して記録紙に画像を形成する記録ヘッドを有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを支持するカートリッジ支持部材と、このカートリッジ支持部材を記録紙の搬送方向に略直交する方向に往復移動させる駆動手段と、前記記録紙に向け光を出射する発光素子と、この発光素子から出射され記録紙によって反射された光を受光する受光素子とを有しており、前記記録ヘッドによって記録紙に形成された所定の印字ずれ検出パターンを読み取る印字ずれ検出センサと、この印字ずれ検出センサにより読み取られた印字ずれ検出パターンに基いて前記記録ヘッドの吐出タイミングを制御して印字ずれを補正する印字ずれ補正制御手段とを備えたインクジェットプリンタであって、前記印字ずれ検出センサは、前記発光素子から出射される光の光路に配され、記録紙の搬送方向に沿って略単一の幅寸法の断面を有し、上部から下部に行くに従って記録紙の搬送方向から見た側断面の幅寸法が変化する程度を増しながら次第に小さくなる形状である導光ガイドをさらに有しており、前記導光ガイドの上面は上方に凸曲面を有する形状であり、前記発光素子から出射された光が、前記導光ガイドに上部から入射され、その導光ガイドの内部を導光ガイドの側表面で反射されながら通過し、その導光ガイドの下部から記録紙に向けて出射され、前記記録紙上に略スリット形状に投射されるものである。

請求項１の発明によれば、印字ずれ検出センサは、記録紙の搬送方向に沿って略単一の幅寸法の断面を有し、上部から下部に行くに従って記録紙の搬送方向から見た側断面の幅寸法が変化する程度を増しながら次第に小さくなる形状である導光ガイドを有しており、発光素子から出射された光が、導光ガイドに入射され、導光ガイドの側表面で反射されながら記録紙上に略スリット形状に投射される。導光ガイドは記録紙上に光を集光させるような高価な集光レンズと比較して精密な形状でなくてもよく、安価に製造可能なものであるので、印字ずれ検出パターンの検出精度を高くすることが可能となり、インクジェットプリンタの製造コストを低くすることが可能となる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタの一例を示す。このインクジェットプリンタ１は、インクを吐出する記録ヘッド（図示せず）を有するインクカートリッジ２ａが搭載されたキャリア２（カートリッジ指示部材）を、図に矢印Ａで示す主走査方向に往復移動させることにより、主走査方向と直交する副走査方向（図に矢印Ｂで示す）に搬送される記録紙Ｐに画像を形成するものである。このインクジェットプリンタ１は、筐体１０の上部後方に、プリントされる記録紙Ｐを保持するための給紙トレイ１１を有しており、また、筐体１０の前面下方に、プリントされた記録紙Ｐを排出するための排紙トレイ１２を有している。

このインクジェットプリンタ１の筐体１０の内部には、キャリア２と、キャリア２の側面に取り付けられる印字ずれ検出センサ３と、キャリア２の背面側に主走査方向が長手方向となるように配されるシャフト４と、記録紙Ｐを搬送する記録紙搬送機構５と、キャリア２に駆動力を与えて往復移動させる駆動機構６と、キャリア２の主走査方向の位置を検出するために用いられて筐体１０に主走査方向に沿って配されるエンコーダスケール７と、インクジェットプリンタ１の種々の動作を制御するための制御回路８とが設けられている。制御回路８は、パーソナルコンピュータ（図示せず）等から送信されるデータに基づいて記録紙Ｐ上に画像を形成する機能を有している。なお、制御回路８は、ディジタルカメラ等から送信される、例えばＪＰＥＧ圧縮された画像データを解凍して記録紙Ｐ上に画像を形成する機能を有しているようなものであってもよい。

キャリア２は、インクカートリッジ２ａを挿脱自在に支持するものである。インクカートリッジ２ａは、インクを貯蔵するインクタンク（図示せず）とこのインクタンクに貯蔵されたインクを吐出して記録紙に画像を形成する記録ヘッドとを有している。本実施形態において、このインクカートリッジ２ａは、ブラックインクが封入されたものとカラーインクが封入されたものの２つがキャリア２に装着されるが、これに限られるものではない。また、キャリア２にはフォトカプラ（図示せず）が搭載されており、このフォトカプラが、所定の解像度を有するエンコーダスケール７上を走査することにより、キャリア２の主走査方向の位置を検出可能となるように構成されている。キャリア２は、シャフト４に摺動自在に嵌合されており、シャフト４と摺動しながら主走査方向に移動可能に配置されている。

駆動機構６は、例えば、インクジェットプリンタ１の筐体１０に主走査方向に沿って配される環状のベルト６ａと、このベルト６ａを回動させるためのＤＣモータ６ｂとを有しているものである。ベルト６ａの一部分は、キャリア２の後方に接続されている。駆動機構６は、ＤＣモータ６ｂによってベルト６ａを回動させることにより、キャリア２に駆動力を与えて主走査方向に往復移動させる。なお、駆動機構６はこの構成に限られるものではない。

次に、このインクジェットプリンタ１の画像形成動作について説明する。この動作は、制御回路８によって制御される。まず、給紙トレイ１１に配された記録紙Ｐが、記録紙搬送機構５によって副走査方向に搬送される。記録紙Ｐが記録ヘッドの下方まで搬送されると、駆動機構６によりキャリア２に駆動力が与えられてキャリア２が主走査方向に往復移動する。キャリア２が往復移動すると共に記録ヘッドがインクを記録紙Ｐに向けて吐出させることにより、記録紙Ｐに主走査方向に一列の画像が形成される。そして、記録紙搬送機構５により記録紙Ｐが副走査方向に搬送されると共に、キャリア２が往復移動しながら記録ヘッドがインクを吐出させて記録紙Ｐに一列の画像を形成することを繰り返すことにより、記録紙Ｐに画像が形成される。そして、記録紙Ｐに画像が形成されると、記録紙Ｐは排紙トレイ１２上に排出されて、画像形成動作が終了する。

ここで、上述したように、キャリア２はインクカートリッジ２ａを挿脱自在に支持する構造であり、ユーザによって装着されたインクカートリッジ２ａとキャリア２との位置関係が、その装着の度毎に微妙に変動することがある。インクカートリッジ２ａとキャリア２との位置関係が変動した場合には、記録紙Ｐに対する記録ヘッドの相対的な位置が変動することにより、印字ずれが生ずることがある。印字ずれ検出センサ３は、この印字ずれを補正するためにキャリア２の側面に設けられており、このインクジェットプリンタ１の制御回路８は、後述のように、インクカートリッジ２ａが交換された後等必要に応じて印字ずれを検出し、この印字ずれを自動的に補正する印字ずれ補正制御手段を備えている。

図２及び図３は、印字ずれ検出センサ３を示す。印字ずれ検出センサ３は、例えばＬＥＤ等の発光素子３ａと、例えばフォトトランジスタ等の、受光した光の強度に応じて信号を発生する受光素子３ｂと、例えばアクリル樹脂等の成型部材である導光ガイド３ｃとを備えている。図２の矢印は、発光素子３ａから出力された光の光路を示す。図に示すように、発光素子３ａは、発光素子３ａの光が印字ずれ検出センサ３の下方に配される記録紙Ｐ上に向けて記録紙Ｐの鉛直方向に対し主走査方向に傾いた方向に出射されるように配されている。受光素子３ｂは、記録紙Ｐ上で反射した発光素子３ａの光が入射される向きに配されている。また、導光ガイド３ｃは、発光素子３ａから出射される光の光路に配されている。なお、本実施形態においては、発光素子３ａから出力された光が、後述のように導光ガイド３ｃによって絞られて、指向性が高くなっているので、受光素子３ｂ側には、必ずしも集光レンズは必要ではない。そのため、図では集光レンズが省略されている。また、印字ずれ検出センサ３の形状は、外光が受光素子３ｂに入射しにくく、受光素子３ｂに入射する光が主に記録紙Ｐ上で反射した発光素子３ａの光となるように、受光素子３ｂを覆うような形状とされているが、これに限られるものではない。

この導光ガイド３ｃは、副走査方向に沿って略単一の幅寸法の断面を有しているものであり、図２に示すように、上部から下部に行くに従って、副走査方向から見た側断面の幅寸法が、変化する程度を増しながら次第に小さくなる形状に成型されている。すなわち、導光ガイド３ｃは、集光レンズ等の光学的な精密さが要求される形状とは異なり、安価な金型により成型可能な形状であり、製造コストが低いものである。なお、この導光ガイド３ｃの副走査方向の寸法は、その上面に発光素子３ａから出射される光がほとんど放射されるように設定されるが、これに限られるものではない。また、導光ガイド３ｃの上面の形状は略平面形状に限らず、上方に凸曲面を有する形状であってもよい。

図２に示すように、発光素子３ａから出射される光は、導光ガイド３ｃに上部から入射され、導光ガイド３ｃの内部を導光ガイド３ｃの側表面で反射されながら通過し、その導光ガイド３ｃの下部から記録紙Ｐに向けて出射される。このとき、導光ガイド３ｃから出射される光は次第に側断面の幅寸法が小さくなる部位を導光されることで、指向性が高いものとなっている。そして、図３に示すように、導光ガイド３ｃの下部は幅寸法が狭く細長い形状となっているため、導光ガイド３ｃから出射された光は、記録紙Ｐ上にスリット形状の検知光Ｌとして投射される。

以下に、この印字ずれ検出センサ３による印字ずれの検出動作及び印字ずれ補正制御手段による補正動作について説明する。まず、キャリア２を主走査方向に移動させながら、記録ヘッドによって記録紙Ｐに所定の印字ずれ検出パターンＰａｔを形成する。本実施形態において、印字ずれ検出パターンＰａｔは、図３に示すように、例えば複数の線状に形成される。そして、上述のように発光素子３ａから出射された光を導光ガイド３ｃを介して記録紙Ｐ上に検知光Ｌとして放射させた状態で、キャリア２が主走査方向（図の矢印Ａで示す方向）に移動される。キャリア２が移動されると、スリット形状の検知光Ｌが印字ずれ検出パターンＰａｔを走査することにより、受光素子３ｂに入射される光の強度の強弱が変化する。受光素子３ｂがこの光の強弱に応じた信号を発生することにより、印字ずれ検出パターンＰａｔが読み取られる。そして、印字ずれの補正動作は、印字ずれ検出センサ３により読み取られた印字ずれ検出パターンＰａｔに基いて、制御回路８の印字ずれ補正制御手段により、インクカートリッジ２ａに設けられている記録ヘッドからのインク吐出タイミングを制御することによりなされる。

本実施形態においては、上述のように、導光ガイド３ｃを用いて発光素子３ａの光が記録紙Ｐ上にスリット形状の検知光Ｌとして放射されるので、従来のように一点のスポット光として集光させる場合と同様に、印字ずれ検出パターンＰａｔを高精度に検出可能となる。また、導光ガイド３ｃは、上述のように安価な金型を用いて成形可能な形状であり、安価なものである。従って、このインクジェットプリンタ１の製造コストを低くすることが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、導光ガイドは、上述の形状に限られるものではなく、副走査方向に沿って略単一の幅寸法の断面を有している形状であり、主走査方向に集光性を有するものであればよい。図４は、導光ガイドの一変形例を示す。また、図５は、図４に示す導光ガイドを用いた印字ずれ検出センサを示す。図４に示すように、この導光ガイド２３ｃは、副走査方向（図の矢印Ｂで示す方向）に沿って単一の、略半円形状の断面を有している、いわゆるシリンドリカルレンズである。すなわち、この導光ガイド２３ｃも、上述と同様に、安価な金型により成型可能な形状であり、製造コストが低いものである。図５に示されるように、この導光ガイド２３ｃは、上述と同様に、印字ずれ検出センサ２３の発光素子３ａから出射される光の光路（図に矢印で示す）に設けられる。図５に矢印で示すように、発光素子３ａから出射された光は、導光ガイド２３ｃに上部から入射され、下部から記録紙Ｐに向けて出射される。このとき、発光素子３ａから出射された光は導光ガイド２３ｃにより屈折して主走査方向に集光され、記録紙Ｐ上に、副走査方向に長いスリット形状に投射される。記録紙Ｐ上で反射された光は、上述と同様に、受光素子３ｂに入射される。

このように、導光ガイド２３ｃがいわゆるシリンドリカルレンズであるときにも、発光素子３ａから出射される光が集光されて記録紙Ｐ上にスリット形状に放射されるので、従来のように一点のスポット光として集光させる場合と同様に、印字ずれ検出パターンＰａｔを高精度に検出可能となる。また、導光ガイド２３ｃは、安価なものであるので、このインクジェットプリンタ１の製造コストを低くすることが可能となる。

また、印字ずれ検出センサ３を構成する部品は、発光素子３ａ、受光素子３ｂ、導光ガイド３ｃに限られることなく、他の部品を適宜追加したり省略してもよい。例えば、印字ずれ検出センサ３は、記録紙Ｐ上で反射した光が入射され、入射された光を受光素子３ｂに向け集光させて入射させるような第２の導光ガイドを設けたものであってもよい。また、印字ずれ検出センサ３が設けられる部位は、上述のようにキャリア２の側面に限られるものではなく、キャリア３の往復移動に伴い、印字ずれ検出センサ３が記録紙Ｐ上を走査可能となるように設けられていればよい。

本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタを示す斜視図。 同上プリンタの印字ずれ検出センサを副走査方向から見た図。 同上プリンタの印字ずれ検出センサの動作を説明する斜視図。 本発明の一変形例に係る導光ガイドを示す斜視図。 同上導光ガイドを備えた印字ずれ検出センサを副走査方向から見た図。 従来のインクジェットプリンタの印字ずれ検出センサを示す正面図。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ
２ キャリア（カートリッジ支持部材）
２ａ インクカートリッジ
３ 印字ずれ検出センサ
３ａ 発光素子
３ｂ 受光素子
３ｃ 導光ガイド
６ 駆動手段
８ 制御回路（印字ずれ補正制御手段）
Ａ 主走査方向（記録紙の搬送方向に略直交する方向）
Ｂ 副走査方向（記録紙の搬送方向）
Ｐ 記録紙
Ｐａｔ 印字ずれ検出パターン

Claims (1)

1. インクを貯蔵するインクタンク及びこのインクタンクに貯蔵されたインクを吐出して記録紙に画像を形成する記録ヘッドを有するインクカートリッジと、
   このインクカートリッジを支持するカートリッジ支持部材と、
   このカートリッジ支持部材を記録紙の搬送方向に略直交する方向に往復移動させる駆動手段と、
   前記記録紙に向け光を出射する発光素子と、この発光素子から出射され記録紙によって反射された光を受光する受光素子とを有しており、前記記録ヘッドによって記録紙に形成された所定の印字ずれ検出パターンを読み取る印字ずれ検出センサと、
   この印字ずれ検出センサにより読み取られた印字ずれ検出パターンに基いて前記記録ヘッドの吐出タイミングを制御して印字ずれを補正する印字ずれ補正制御手段とを備えたインクジェットプリンタであって、
   前記印字ずれ検出センサは、前記発光素子から出射される光の光路に配され、記録紙の搬送方向に沿って略単一の幅寸法の断面を有し、上部から下部に行くに従って記録紙の搬送方向から見た側断面の幅寸法が変化する程度を増しながら次第に小さくなる形状である導光ガイドをさらに有しており、
   前記導光ガイドの上面は上方に凸曲面を有する形状であり、
   前記発光素子から出射された光が、前記導光ガイドに上部から入射され、その導光ガイドの内部を導光ガイドの側表面で反射されながら通過し、その導光ガイドの下部から記録紙に向けて出射され、前記記録紙上に略スリット形状に投射されることを特徴とするインクジェットプリンタ。

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