JP5365779B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置における画像形成位置制御技術に関するものであり、特に記録媒体を搬送する搬送ローラの制御に関するものである。

インクジェット方式の画像形成装置（インクジェット記録装置、記録装置ともいう）においては、主走査方向の往復運動時に記録ヘッドからインクを吐出し記録媒体に対し記録を行う。そして、搬送ローラを用いて記録媒体を副走査方向に搬送し、主走査方向の記録を繰り返すことにより画像を形成する。

一般的に、搬送ローラなどにより用紙などの記録媒体を搬送する際、搬送ローラの取り付けの状態や、記録媒体の種別などにより搬送量が変動する。そこで、例えば特許文献１には、異なる補正値を用いて複数のテストパターンを記録し、その印刷結果に基づいて搬送量の補正値を決定する技術が開示されている。つまり、印刷されたテストパターンの中から最適な印刷結果であるパターンを選択し、搬送ローラを駆動するためのパラメータを決定するものである。

しかしながら、上述の特許文献１に開示されている技術において、ローラ１回転（１周期）内での搬送量の変動が有る場合には、次のような問題が生じる。
まず１つ目の問題として、調整動作を行う際の搬送ローラの位相に依存した補正値が設定されるため、調整動作を行うたびに異なる補正値が決定されてしまう結果、安定した画像品位を実現できない点がある。
また、２つ目の問題として、ローラ１回転内の変動による白すじ、黒すじと呼ばれる画像形成ムラを補正することは出来ない点がある。

この問題に対して、特許文献２では、記録装置において、ローラを回転させて記録媒体を搬送させる搬送手段と、１回転以下のローラの回転により搬送された記録媒体の搬送量を検出する検出手段と、複数回の搬送量の検出により、ローラの予め定められた回転量に対する記録媒体の搬送量を取得する取得手段と、取得したローラの予め定められた回転量に対する記録媒体の搬送量に基いて、記録媒体に画像を形成するときのローラの回転量を設定することで、記録媒体搬送方向の記録の位置ずれを低減することを提案している。

しかしながら、上述の特許文献２に開示されている技術において、主走査方向に記録ヘッドを移動させながら、搬送位置ずれ検出用の基準パターンを記録し、検出手段も記録ヘッドと同様に主走査方向に移動させながら、基準パターンの濃度を読み取っているため、設定する搬送量には、記録ヘッド、検出手段の移動誤差が含まれてしまい、正確な搬送量を取得できず、高精度で記録の位置ずれを低減することができなかった。

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、記録媒体搬送方向の記録の位置ずれを高精度で低減するインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕 インクを記録媒体（シートＰ）上に吐出するノズル列（ノズル列３４Ｌ）を有する記録ヘッド（記録ヘッド３４）と、該記録ヘッドを搭載し、記録媒体上を前記ノズル列に直交する方向に走査するキャリッジ（キャリッジ３３）と、ローラ（搬送ローラＲ４）を回転させて前記記録媒体を搬送する搬送手段（モータ駆動部１２８）と、前記キャリッジにおいて前記記録ヘッドにおけるノズル列の所定ノズル（所定ノズル３４ｎ）から記録媒体搬送方向下流側の所定距離だけ離れた位置に配置され、記録媒体に記録された画像を検出するエリアイメージセンサ（パターン位置検出センサ２０）と、前記所定ノズルを少なくとも使って、前記キャリッジの走査及び記録媒体の搬送が停止した状態で記録媒体上にテスト画像（ドットＡ）を記録した後（ステップＳ１３）、搬送手段により所定距離に相当する回転角度だけ前記ローラを回転させて記録媒体を搬送し（ステップＳ１４）、ついで前記エリアイメージセンサにて検出される記録媒体上のテスト画像の搬送位置（ステップＳ１５）と該記録媒体における理論上の搬送位置とから搬送距離の差分を該ローラの回転位置に対応させて求め（ステップＳ１６）、該ローラ回転位置と搬送距離の差分との関係を基に、前記記録媒体に画像を記録するときの前記ローラの回転量を補正して設定する（ステップＳ１７，Ｓ１８）搬送位置ずれ補正処理を行う搬送位置ずれ補正手段（ＣＰＵ１２０）と、該搬送位置ずれ補正手段により設定された前記ローラの回転量を該ローラの回転位置に対応させて記憶する記憶手段（ＲＡＭ１２３）と、を備えるインクジェット記録装置（図１〜図４，図８，図１２）。
〔２〕 前記搬送位置ずれ補正手段による搬送位置ずれ補正処理を所定回数繰り返して実行する（ステップＳ１９）前記〔１〕に記載のインクジェット記録装置。
〔３〕 前記テスト画像は、前記搬送ローラの主走査方向中央部または端部で記録される前記〔１〕に記載のインクジェット記録装置（図１５（ａ），（ｂ））。
〔４〕 前記搬送位置ずれ補正手段は、第１のテスト画像（ドットＡ）を前記エリアイメージセンサにより検出することと、第２のテスト画像（ドットＢ）を前記記録ヘッドにより記録することを同じ搬送タイミングで行う前記〔１〕に記載のインクジェット記録装置（ステップＳ１５，図１３）。

本発明によれば、記録ヘッドのノズル列の記録媒体搬送方向下流に搬送位置ずれ検出用のテスト画像を検出するセンサを設けたので、記録媒体の搬送の位置ずれを搬送ローラの回転位置と対応させて精度よく検出でき、記録媒体搬送方向の記録の位置ずれを低減することができる。

本発明に係るインクジェット記録装置を前方側から見た斜視説明図である。 同装置の同機構部の要部平面説明図である。 同装置の搬送機構の構成を示す概略図である。 図１のインクジェット記録装置の制御ブロック図である。 搬送ローラ１周期における搬送量の変動を模式的に示す図である。 搬送ローラの形状によるシート搬送量の違いを表す模式図である。 搬送ローラの位置（位相）による搬送量の変化を模式的に示す図である。 本発明のインクジェット記録装置における記録ヘッド、パターン位置検出センサ、シートとの関係（１）を示す斜視図である。 パターン位置検出センサの構造を概略的に示す図である。 パターン位置検出センサのプリズムへの照明光の入射の様子を示す図である。 パターン位置検出センサによりシート上のドットが検出された状態を示す図である。 本発明のインクジェット記録装置において搬送ローラの１回転を周期とするシートの搬送位置ずれの補正の処理手順を示すフローチャートである。 本発明のインクジェット記録装置における記録ヘッド、パターン位置検出センサ、シートとの関係（２）を示す斜視図である。 パターン位置検出センサにより検出されたドットと理論値のドットとの関係を示す図である。 本発明のインクジェット記録装置における搬送ローラの１回転を周期とするシートの搬送位置ずれの補正の処理を行う際のキャリッジの配置位置を示す図である。

以下に、本発明に係るインクジェット記録装置の構成について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係るインクジェット記録装置を前方側から見た斜視説明図である。
このインクジェット記録装置は、装置本体１と、装置本体１に装着された記録媒体である用紙（以下、シートともいう）を装填するための給紙トレイ２と、装置本体１に着脱自在に装着されて画像が記録（形成）された用紙をストックするための排紙トレイ３とを備えている。さらに、装置本体１の前面の一端部側（給排紙トレイ部の側方）には、前面から装置本体１の前方側に突き出し、上面よりも低くなったインクカートリッジを装填するためのカートリッジ装填部４を有し、このカートリッジ装填部４の上面は操作ボタンや表示器などを設ける操作／表示部５としている。

このカートリッジ装填部４には、色の異なる色材である記録液（インク）、例えば黒（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した複数の記録液収容手段としての記録液カートリッジであるインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ（色を区別しないときは「インクカートリッジ１０」という。）を、装置本体１の前面側から後方側に向って挿入して装填可能とし、このカートリッジ装填部４の前面側には、インクカートリッジ１０を着脱するときに開く前カバー（カートリッジカバー）６を開閉可能に設けている。また、インクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙは縦置き状態で横方向に並べて装填する構成としている。

また、操作／表示部５には、各色のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙの装着位置（配置位置）に対応する配置位置で、各色のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙのインク残量がニアエンド及びエンドになったことを表示するための各色の残量表示部１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ（色を区別しないときは「残量表示部１１」という。）を配置している。さらに、この操作／表示部５には、電源ボタン１２、用紙送り／印刷再開ボタン１３、キャンセルボタン１４も配置している。

次に、このインクジェット記録装置の機構部について図２を参照して説明する。図２は同機構部の概要を示す要部平面説明図である。
フレーム４１を構成する左右の側板４１Ａ、４１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド３１とステー３２とでキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図３で左右の矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ３３には、前述したようにイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向にノズル列として配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド３４を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。

この記録ヘッド３４にはドライバＩＣを搭載し、図示しない制御部との間でハーネス（フレキシブルプリントケーブル）４２を介して接続している。

また、キャリッジ３３には、画像形成手段として、記録ヘッド３４と、記録ヘッド３４に各色のインクを供給するための各色のサブタンク３５を搭載している。この各色のサブタンク３５には各色のインク供給チューブ３６を介して、前述したように、カートリッジ装填部４に装着された各色のインクカートリッジ１０から１対１に対応する関係で各色のインクが補充供給される。なお、このカートリッジ装填部４にはインクカートリッジ１０内のインクを送液するための供給ポンプ４４が設けられ、また、インク供給チューブ３６は這い回しの途中でフレーム４１を構成する後板４１Ｃに係止部材４５にて保持されている。

さらに、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向（主走査方向）一方側（図中右側）の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構８１を配置している。

この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ〜８２ｄ（区別しないときは「キャップ８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４などを備えている。ここでは、キャップ８２ａを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ８２ｂ〜８２ｄは保湿用キャップとしている。

また、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向他方側（図中左側）の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口８９などを備えている。

図３に、本発明に係るインクジェット記録装置におけるシート（用紙）の搬送機構を示す。図３では、給紙トレイ２の用紙積載部出側からキャリッジ３３までのシートＰの搬送経路を示している。
給紙トレイ２の用紙積載部に積載されたシートＰは、第１ロール対Ｒ１により１枚ずつ送り出され、第２ローラ対Ｒ２でクラッチされる。ついで、第２ローラ対Ｒ２の回転によりクラッチされたシートＰが送り出され、同時に給紙エンコーダ５１により給紙されるシートＰの先端、後端を検知する。そして、ガイドローラである第３ローラ対Ｒ３を経由したシートＰは、給紙出口センサ５３、レジスト前センサ５４でその通過を検知されながらキャリッジ３３が走査される領域の手前に位置するシートＰの搬送手段である搬送ローラＲ４まで送られる。

この搬送ローラＲ４は、１対のローラが当接してなるものであり、図示しない副走査モータによってタイミングを介してシートＰの搬送方向（副走査方向）に回転駆動されるように構成されている。また、搬送ローラＲ４のいずれかのローラの回転軸には、該ローラの断面円周上の特定点が特定の回転角度位置に来た時を初期位置（ホームポジション（ＨＰ））として検知するＨＰセンサ５５と、搬送ローラＲ４のローラ当接部におけるシートＰの先端、後端を検知しローラの回転角度から理論上の搬送距離を検出する副走査エンコーダ５６と、が設けられている。

シートＰは、搬送ローラＲ４のローラ当接部で先端が検知された後、搬送ローラＲ４の回転駆動によりキャリッジ３３下のステージ５７まで搬送される。

ステージ５７は、シートＰを吸引して固定するフロント吸引ファンとリア吸引ファンを有している。
さらに、記録ヘッド３４で記録されたシートＰは、所定の排紙ローラを経て排紙トレイ３に排出される。

このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙トレイ２からシートＰが１枚ずつ分離給紙され、給紙されたシートＰはローラＲ１，Ｒ２，Ｒ３で略鉛直上方に案内され、搬送ローラＲ４のローラ対の間に挟まれてステージ５７まで搬送される。ここで、シートＰが所定位置までくると搬送ローラＲ４の回転駆動が停止され、吸引ファンの吸引によりステージ５７上にシートＰが固定される。

そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止しているシートＰにインク滴を吐出して１行分を記録し、シートＰを所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又はシートＰの後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、シートＰを排紙トレイ３に排紙する。

また、印字（記録）待機中にはキャリッジ３３は維持回復機構８１側に移動されて、キャップ８２で記録ヘッド３４がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ８２で記録ヘッド３４をキャッピングした状態で図示しない吸引ポンプによってノズルから記録液を吸引し（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。）し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行う。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド３４の安定した吐出性能を維持する。

図４に、図１〜図３に示したインクジェット記録装置の制御ブロック図を示す。
制御部１００は、装置全体の制御を司る手段、用紙の搬送動作及びキャリッジ３３の移動動作に関する制御を司る手段、演算処理を兼ねたＣＰＵ１２０と、ＣＰＵ１２０が実行するプログラム、その他フォントなどの固定データを格納するＲＯＭ１２１と、演算に使用する作業領域や画像データ等を一時格納するバッファ等で使用するＲＡＭ１２３と、を備え、また各種信号処理、並び替えなどを行う画像処理やその他装置全体を制御（メカ制御、メモリ制御、ＣＰＵ１２０とのＩ／Ｆ制御）するための入出力信号を処理する機能も有している。

また、制御部１００は、プリンタドライバを搭載したパーソナルコンピュータ等のデータ処理装置であるホストＰＣから印刷ジョブを受け付けるホストＩ／Ｆ１２４と、記録ヘッド３４を駆動するための駆動波形などを生成し、画像出力を制御する画像出力制御部１２５と、キャリッジ３３搭載されたデジタルセンサ１１２や装置本体に搭載されたデジタルセンサ１３４からの出力信号を受け、各種アクチュエータ１３５に制御信号を出力するデジタルＩ／Ｏ１２６と、キャリッジ３３に配置されたパターン位置検出センサ２０（詳細は後述）や、主走査方向のキャリッジ３３の移動速度や位置情報を取得するためのエンコーダセンサなどのアナログセンサ１３６の出力信号をデジタル値に変換するＡＤＣ１２７と、キャリッジ３３を走査させるための主走査モータやシートＰを搬送する搬送ローラＲ４を回転させるための副走査モータなど各種モータ１３７を駆動するモータ駆動部１２８と、を備えている。なお、制御部１００は、インクジェット記録装置の機構を制御するに当たっては、デジタルセンサ１１２，１３４、パターン位置検出センサ２０、アナログセンサ１３６の出力を適宜監視し、各機構の動作状態を把握して制御を行っている。

ここで、制御部１００において、パーソナルコンピュータ等のデータ処理装置、イメージスキャナなどの画像読取装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホストＰＣ側からの画像データを含む印刷ジョブ等をケーブル或いはネットを介してホストＩ／Ｆ１２４で受信する。そして、ＲＯＭ１２１に格納されたプログラムに従ってＣＰＵ１２０及びＲＡＭ１２３は、ホストＩ／Ｆ１２４に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、データの並び替え処理等を行って、必要な機構の制御信号や画像データを画像出力制御部１２５に転送し、画像出力制御部１２５から所要のタイミングでヘッドドライバ３４ａに画像データや駆動波形を出力する。

ヘッドドライバ３４ａは、シリアルに入力される記録ヘッド３４の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）に基づいて画像出力制御部１２５から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド３４の圧力発生手段に対して印加することで記録ヘッド３４を駆動する。

ここで、搬送ローラＲ４によるシートＰの搬送量の変動を考える。
前述のように、シートＰのキャリッジ３３下への搬送は、搬送ローラＲ４を回転させることにより実現する。例えば、搬送ローラＲ４の外周が１２９ｍｍの場合、ローラを１回転させることにより、記録媒体を１２９ｍｍ搬送される。ただし、一般に、搬送ローラによるシートＰの搬送においては僅かながら搬送量のずれが生じている。すなわち、シートＰを所定量搬送しても、シートＰ上の記録予定部分がキャリッジ３３下の目標位置からずれてしまうシート搬送の位置ずれが発生する。

この原因には、大きく分けて、搬送されるシートＰの条件（用紙条件）に起因するものと、シートＰを搬送する搬送ローラＲ４に起因するものがある。
まず、シートＰ側の要因としては、搬送ローラＲ４との接触状態や摩擦状態が変動する条件であり、例えばシートＰの幅（Ａ０〜Ａ５サイズなど）、厚み、摩擦係数などが挙げられる。後述するシートＰの搬送位置ずれ補正は、インクジェット記録装置における搬送ローラＲ４の条件は固定であるため、使用するシートＰのサイズ、厚さ、種類、紙質などの用紙条件ごとに行うとよい。

つぎに、搬送ローラＲ４側の要因について説明する。
図５は、ローラ１周期における搬送量の変動を模式的に示す図である。図５において、縦軸は送り変動量であり、横軸はシート搬送量である。図から分かるように、シートＰの搬送量は、大きく以下の２つの成分により表現できる。

１つ目は、シート種類、機体及び環境に依存するローラ一回転内における固定成分（図５におけるＡ）である。２つ目は、ローラ精度、ローラのたわみ、ローラ支持部材の取り付けに依存するローラ一回転の周期を持つ変動成分（図５におけるＢ）である。つまり、シート搬送量はこれら２つの成分の足し合わせで近似が可能である。

ところで、固定成分（図５におけるＡ）は、使用環境に依存するため、レジスト調整は実際に記録動作を行う環境下で行う必要がある。一方、変動成分（図５におけるＢ）は、個体に依存するため、調整は出荷時などに一度行えばよい。

図６は、搬送ローラＲ４の断面形状によるシート搬送量の違いを表す模式図である。

シート搬送のためのローラ回転角度が一様であると仮定すると、ローラ断面形状が真円である場合、角度“Ｒ”だけローラを回転させたときの搬送量は、図６（Ａ）に示すようにどの位置においても同一のＬ０である。ところが、ローラ断面が異形状である場合、角度“Ｒ”だけローラを回転させたときの搬送量は、ローラの回転位置により異なる。例えば図６（Ｂ）に示すようにローラ断面形状が楕円である場合、ある位置においては回転においてはＬ１だけ用紙が搬送される。また、異なる位置においてはＬ２だけシートＰが搬送される。この場合、Ｌ１＞Ｌ０＞Ｌ２の関係を持ち、ローラ周期に依存したシート搬送変動が生じる。なお、この搬送量Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２は、角度“Ｒ”のときの円弧の長さとほぼ一致している。

このようなローラ周期に依存したシート搬送量の変動がある場合、実画像に影響を与える。ローラ周期に依存したシート搬送量の変動がある場合、搬送ローラＲ４の回転位置により液滴の着弾位置に偏りを生じることを意味する。

図６では、ローラ断面形状が、真円であるか、楕円であるかの違いを用いて、ローラ一回転内の搬送量変動成分の発生について説明した。変動成分の発生要因としてはローラの断面形状だけでなく、例えば搬送ローラＲ４の回転軸のずれ（偏芯）、搬送ローラＲ４のたわみ、あるいは周辺の温度または湿度の影響による搬送ローラＲ４の膨張など他の発生要因も考えられる。

つぎに、ローラ周期に依存したシート搬送量の変動による記録への影響を考える。
まず搬送ローラＲ４の位置が図６（Ｂ）のＬ１にある場合、シート搬送が通常より大きくなるため、実際に記録したい位置よりも下部（搬送方向後方）に記録されることになる。一方で、搬送ローラ位置が図６（Ｂ）のＬ２にある場合、シート搬送が通常より小さくなるため、記録したい画像は、理想位置よりも上部（搬送方向前方）に記録されることになる。そのため、均一な濃度の画像を記録した場合などにおいて、濃淡差が発生することになる。このムラは、風景画の背景など、単一な画像では顕著に確認されてしまい、高画質プリントの弊害となる。

ところで、通常はシート搬送量を調整する場合、シート種類、機体及び環境に依存する固定成分（図５におけるＡ）を調整することを意味する。そして、従来の技術においては、調整パターンを用いて搬送量のずれ量を導出し、搬送の調整値として用いていた。しかしながら、上述した変動成分の存在による影響で、固定成分の調整値を取得する位置が、レジスト調整動作を行うタイミングによって変化してしまうことになる。

図７は、搬送ローラＲ４の位置（位相）による搬送量の変化を模式的に示す図である。図７の（１）の位置でレジスト調整を行った場合、固定成分より大きな調整値を取得し、（３）の位置では固定成分より小さな調整値を取得してしまう。図７の（２）の位置で搬送量調整値を導出することにより固定成分に相当する量をほぼ正しく導出可能である。しかしながら、変動成分は前述の通り搬送ローラＲ４におけるローラ精度、ローラのたわみ、ローラ支持部材の取り付けに依存するものであるためこの位置を特定することは一般に困難である。

しかしながら、上述したように搬送量の変動は搬送ローラ１回転に対応する周期を持って変動している。特に図５に示されるように、その変動周期がｓｉｎ関数１周期分で近似可能な場合には、搬送ローラ１／２回転に対応する２点の位置における変動量は、絶対値が同一で正負が逆の変動量となることが理解できる。

本発明では、このような搬送ローラＲ４の搬送量の変動を検出し、この検出結果を基に適正な搬送となるように搬送ローラＲ４の駆動を制御するものである。以下、本発明の要部について説明する。

図８は、本発明のインクジェット記録装置におけるインク吐出部である記録ヘッド３４、キャリッジ３３に設けられたパターン位置検出センサ２０、記録媒体であるシートＰとの関係を示す斜視図である。

本発明に係るインクジェット記録装置では、キャリッジ３３において記録ヘッド３４におけるノズル列３４Ｌの所定ノズル３４ｎからシートＰ（記録媒体）搬送方向下流側の所定距離Ｌだけ離れた位置に配置され、真下のシートＰに記録された画像を検出するパターン位置検出センサ２０を有する。なお、図８では１つのノズル列３４Ｌに対応するようにパターン位置検出センサ２０が設けてあるが、キャリッジ３３に設けた１つのパターン位置検出センサ２０で複数の記録ヘッド（すなわち、複数のノズル列）に対応することが可能である。

ここでは、まず記録ヘッド３４の真下に搬送ローラＲ４の回転によりシートＰが搬送され、少なくとも所定ノズル３４ｎを使ったインク吐出によって、位置検出用パターンであるテスト画像（ドットＡ）が形成される。ついで、シートＰは所定距離Ｌだけ搬送されるが、この搬送量（所定距離Ｌ）は図示しない搬送ローラＲ４の回転軸上に取り付けられた副走査エンコーダ５６の位置情報により制御される。そして、パターン位置検出センサ２０により、シートＰ上のテスト画像（ドットＡ）が検出され、該テスト画像の搬送位置と該シートＰにおける理論上の搬送位置とから搬送距離の差分を搬送ローラＲ４の回転位置に対応させて求める搬送位置ずれ検出が行われる（詳細は後述する）。

なお、所定距離Ｌは、搬送ローラＲ４の１周分の外周長さを複数に等分割した長さとするとよい。例えば、搬送ローラＲ４の直径が４１ｍｍφのとき、外周長さを１２分割した長さ（すなわち、搬送ローラＲ４が３０°回転したときの搬送距離、約１０ｍｍ）を所定距離Ｌとする。

図９は、シートＰ上に形成された位置検出用パターンであるテスト画像を検出するパターン位置検出センサ２０の概略構成を示す図、図１０はプリズムへの照明光の入射の様子を示す図である。このパターン位置検出センサ２０は２次元のイメージセンサ２１を使用し、光源であるＬＥＤで構成された照明光源２３からの光束が遮光部材２２によってイメージセンサ２１に直接入らないようにされている。照明光源２３からの光束は、三角プリズム２４の全反射面２４ａから三角プリズム２４の内部に侵入し、三角プリズム２４の屈折率の影響で図９のように屈折し、シートＰの位置検出パターンＡが形成される主面２５まで導かれる。主面２５からの反射光は三角プリズム２４の全反射面２４ａによって全反射し、結像レンズ２６、三角プリズム２７の反射面２７ａを介して照明光源２３と同一部材に形成されたイメージセンサ２１に導かれる。２８は基板である。なお、イメージセンサ２１としては、例えば固体撮像素子であるＣＣＤイメージセンサ(Charge Coupled Device Image Sensor)をエリアイメージセンサとして用いるとよい。

この状態について図１０を参照して説明する。光源（ＬＥＤ）２３の光束は、三角プリズム２４の斜面からプリズム２４の内部に侵入する。光源（ＬＥＤ）２３からプリズム２４の斜面への入射角をθ０、プリズム２３の内部への侵入角をθ１、プリズム２４の屈折率をｎ１とすると、スネルの法則より侵入角θ１は、
θ１＝Ｓｉｎ−１（１／ｎ１）ｓｉｎθ０）
と表され、例えば、入射角θ０＝６０度の場合、θ１＝３５．３度となる。

プリズム２４の底面２４ｂは主面２５にほぼ平行に配置されており、斜面２４ａは底面２５ｂに対して４５度の角度を持っているため、照明光は主面２５に対して概ね垂直に当たることになる。

次に、図９おいて、照明されたパターンの拡散光は、再度プリズム２４内にほぼ垂直に入射し、三角プリズム２４の斜面２４ａの内面で全反射によって直角に反射される。このことにより、光軸は主面２５と平行になるために高さ方向にむやむに大きくなることがない。直角に反射された光束は、結像レンズ２６を通り、三角プリズム２７の斜面２７ａで反射され、イメ−ジセンサ２１上に結像される。

図１１に、パターン位置検出センサ２０におけるイメージセンサ２１に結像されて、シートＰ上のテスト画像（ドットＡ）が検出された状態を示す。なお、点線で囲まれた矩形領域はイメージセンサ２１が検出する領域（検出エリア２５ａ）であり、図中、下から上方向がシートＰの搬送方向としている。また、ここではシートＰは理論値通り搬送されており、ドットＡは検出エリア２５ａの中央（縦横の中心線の交点）で検出されている。

なお、三角プリズム２７は、斜面２７ａにアルミ蒸着などの処理が施され、反射面となっている。また、三角プリズム２７は反射面であれば良く、特に三角プリズムである必要はない。光軸を折り返さない場合、焦点距離が８ｍｍ程度のレンズ２６を使用した場合、高さＨは４０ｍｍ以上必要となる、本方式では、半分以下の２０ｍｍの高さＨまでサイズをコンパクトにすることができる。

つぎに、本発明のインクジェット記録装置におけるシートＰの搬送位置ずれの補正方法と処理手順について説明する。
図１２は、本発明のインクジェット記録装置において搬送ローラＲ４の１回転を周期とするシートＰの搬送位置ずれの補正の処理手順を示すフローチャートである。以下、この手順に従って搬送位置ずれの補正方法を説明する。

（Ｓ１１） シートＰを搬送しつつ、ＨＰセンサ５５を使って搬送ローラＲ４を初期位置（ＨＰ）に移動する。
（Ｓ１２） つぎにキャリッジ３３を主走査方向に移動し、搬送ローラＲ４の１回転を周期とする搬送量変動の影響（搬送位置ずれ）を測定したい位置に配置する。
（Ｓ１３） 走査停止状態の記録ヘッド３４の所定ノズル３４ｎを少なくとも使用して、シートＰ上にテスト画像であるドットＡを記録する（図８）。このとき、所定ノズル３４ｎから連続して複数回吐出させて記録してもよいし、所定ノズル３４ｎを含む複数ノズルから１回吐出させて記録してもよい。また、ドットＡの形状は、パターン位置検出センサ２０で搬送位置として検出できる形状であればよく、例えば丸い点状のパターンでよい。

（Ｓ１４） つぎに、搬送ローラＲ４をその外周距離として所定距離Ｌだけ回転させてシートＰを搬送して停止させる。このとき、所定距離Ｌに相当する搬送ローラＲ４における回転角度（例えば、３０°）が分かっているので、副走査エンコーダ５６を使ってその回転角度（３０°）分の搬送ローラＲ４の回転駆動を行う。
（Ｓ１５） パターン位置検出センサ２０によりシートＰ上のドットＡの中心位置を検出する。すなわち、パターン位置検出センサ２０は検出エリア２５ａにおけるドットＡの中心位置のＸ−Ｙ座標位置を検出し、図４に示す制御部１００のＲＡＭ１２３にそのＸ−Ｙ座標位置情報を記憶する。また、このとき走査停止状態の記録ヘッド３４の所定ノズル３４ｎを少なくとも使用して、シートＰ上につぎのテスト画像であるドットＢを記録する（図１３）。ドットＢを記録する方法や形状はドットＡの場合と同じでよい。
（Ｓ１６） ステップＳ１５で検出されたドットＡのＸ−Ｙ座標位置情報と理論値との比較を行う。すなわち、パターン位置検出センサ２０の検出エリア２５ａにおけるＸ軸、Ｙ軸における中心点（Ｘ−Ｙ座標の原点）が搬送ローラＲ４に偏芯がなかった場合に検出される位置の理論値としてＲＡＭ１２３に記憶しておき、この理論値に対するステップＳ１５で検出したドットＡの位置の搬送位置の差分を求めることで、搬送ローラＲ４の偏芯によるシートＰの搬送位置ずれを検出することができる。この演算処理は、例えば図４の制御部１００におけるＣＰＵ１２０で行うとよい。

図１４は、パターン位置検出センサ２０によるドットＡの検出の様子を示す図である。
例えば、搬送ローラＲ４の回転駆動に伴い、シートＰが理想的な状態（例えば、搬送ローラＲ４の回転軸に偏芯がない状態）で搬送されるとすると、所定距離Ｌだけ搬送されることになる（図１３における搬送量Ｌ’＝Ｌ）。そのため、所定ノズル３４ｎの真下にあったドットＡは所定距離Ｌだけ移動して、理論上の搬送位置であるパターン位置検出センサ２０の真下に来ることになる。その結果、検出されるドットＡは、理論値のドット位置と重なり、ドットＡの中心位置はパターン位置検出センサ２０の検出エリア２５ａの中心とほぼ同じとなって、理論値に対して位置ずれは発生していない、搬送位置の差分＝０となる（図１４（ａ））。一方、搬送ローラＲ４に偏芯があった場合、偏芯はそのまま回転ムラ、つまり搬送量変動へとつながるので、パターン位置検出センサ２０に映し出されるドットＡは、理論値のドット位置からはずれ、ドットＡの中心位置は検出エリア２５ａの中心からずれることになる（図１４（ｂ））。図１４（ｂ）では、ドットＡの位置（黒丸の位置）は理論値のドット位置（点線の丸の位置）より距離ｙだけ先に搬送された結果を示している。

（Ｓ１７） ステップＳ１６で求めた搬送位置ずれ量（理論値に対する検出したドットＡの搬送位置の差分）に基づいて補正値を算出する。例えば、前記搬送位置ずれ量（理論値に対する検出したドットＡの搬送位置の差分）を打ち消す値である。例えば、図１４（ｂ）の場合、ステップＳ１４における搬送ローラＲ４の回転角度を前提として、搬送位置ずれ量ｙを打ち消すように補正値−ｙとする。
（Ｓ１８） ドットＡの搬送に関与した搬送ローラＲ４の回転位置（ステップＳ１１からであれば搬送ローラＲ４の初期位置から所定の回転角度までの回転区間）において、前回までの印字動作条件として設定されているシートＰの搬送量（すなわち搬送ローラＲ４の回転角度（回転量））の設定値に、ステップＳ１７で算出した補正値を反映させて偏芯補正を行った搬送量（回転量）とし、制御部１００のＲＡＭ１２３に記憶する。
ここまでが、１回の印字・搬送動作における搬送位置ずれの補正処理である。

（Ｓ１９） つぎに、ここまでの搬送ローラＲ４の回転が初期位置（ＨＰ）から一回転以上したかを確認する。
搬送ローラＲ４が一回転していない場合（Ｓ１９におけるＮ）、ステップＳ１４〜ステップＳ１８までの処理を行う。すなわち、キャリッジ３３は動かさずに、ステップＳ１４と同じように、搬送ローラＲ４をその外周距離として所定距離Ｌだけ回転させてシートＰを搬送し、今度はパターン位置検出センサ２０の下にはドットＢが来るので、その位置情報の検出を行い、ドットＢの搬送に関与した搬送ローラＲ４の回転位置における印字動作条件として設定されているシートＰの搬送量（すなわち搬送ローラＲ４の回転量）の設定値の補正を行って、ＲＡＭ１２３に記憶させる。また同時に所定ノズル３４ｎを少なくとも使用してシートＰ上につぎのテスト画像であるドットＣを記録する。このような１回の印字・搬送動作における搬送位置ずれの補正処理を搬送ローラＲ４の一回転分以上となるまで複数回行う。例えば、１回の搬送が搬送ローラＲ４の回転角度３０°である場合には、以上の補正処理を１２回行う。
そして、搬送ローラＲ４の回転が初期位置（ＨＰ）から一回転以上となると（Ｓ１９におけるＹ）、処理を終了する。

なお、以上の説明では、１つの記録ヘッド３４によりテスト画像を記録する場合を示したが、パターン位置検出センサ２０の検出エリア２５ａ内に入る限り、複数の記録ヘッド３４を使用してテスト画像を記録してもよい。

また以上の処理は、使用するシートＰのサイズ、厚さ、種類、紙質などの用紙条件ごと、また温湿度センサを設けている場合には、搬送ローラＲ４の周辺温度や湿度が変化するごとに行うとよい。

また、このときのキャリッジ３３の配置は、搬送ローラＲ４の主走査方向中央部または端部するとよい。すなわち、搬送ローラＲ４の中央部がシートＰにタッチするときは、キャリッジ３３をシートＰの幅方向中央部に配置することが好適であり（図１５（ａ））、シートＰの端部を搬送の基準とするときは、キャリッジ３３をシートＰの幅方向端部に配置することが好適である（図１５（ｂ））。

また、ここまで、搬送ローラＲ４の主走査方向の１箇所で、搬送位置ずれの補正処理（搬送ローラＲ４の１回転を周期とする搬送量変動を補正する処理）を説明したが、搬送ローラＲ４がＡ０サイズに対応するような長いローラの場合には、搬送ローラＲ４の１回転を周期とする搬送量変動は、該搬送ローラＲ４の主走査方向の異なる位置で、異なっている可能性がある。そこで、図１５（ｃ）のように主走査方向の複数箇所で、それぞれ図１２に示した搬送位置ずれの補正処理（搬送ローラＲ４の１回転を周期とする搬送量変動を補正する処理）を行い、使用するシートＰのサイズに合わせた補正量を設定し、搬送ローラＲ４の偏芯補正を行うとよい。このような搬送ローラＲ４の主走査方向の複数箇所で、搬送位置ずれの補正処理（搬送ローラＲ４の１回転を周期とする搬送量変動を補正する処理）を行う場合には、シートＰを無駄にしないように、１回の搬送位置ずれの補正処理（搬送ローラＲ４の１回転を周期とする搬送量変動を補正する処理）の後に該シートＰを逆送し、その処理を行った位置の隣（主走査方向）で行うとよい。また、搬送ローラＲ４の主走査方向の複数箇所で、搬送位置ずれの補正処理（搬送ローラＲ４の１回転を周期とする搬送量変動を補正する処理）を行った場合は、状況に応じて、すべての前記処理で得られた補正値の平均値（主走査方向での平均値）、または最大、最小となる代表値を補正値として使用するとよい。

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１ 装置本体
２ 給紙トレイ
３ 排紙トレイ
４ カートリッジ装填部
５ 操作／表示部
１０，１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ インクカートリッジ
１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ 残量表示部
１２ 電源ボタン
１３ 用紙送り／印刷再開ボタン
１４ キャンセルボタン
２０ パターン位置検出センサ
２１ イメージセンサ
２２ 遮光部材
２３ 照明光源
２４，２７ 三角プリズム
２５ 主面
２５ａ 検出エリア
２６ 結像レンズ
２８ 基板
３１ ガイドロッド
３３ キャリッジ
３４ 記録ヘッド
３４ａ ヘッドドライバ
３４Ｌ ノズル列
３４ｎ 所定ノズル
３５ サブタンク
３６ インク供給チューブ
４１ フレーム
４４ 供給ポンプ
５１ 給紙エンコーダ
５３ 給紙出口センサ
５４ レジスト前センサ
５５ ＨＰセンサ
５６ 副走査エンコーダ
５７ ステージ
８１ 維持回復機構
８２，８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ キャップ
８３ ワイパーブレード
８４，８８ 空吐出受け
８９ 開口
１００ 制御部
１１２ デジタルセンサ
１２０ ＣＰＵ
１２１ ＲＯＭ
１２３ ＲＡＭ
１２４ ホストＩ／Ｆ
１２５ 画像出力制御部
１２６ デジタルＩ／Ｏ
１２７ ＡＤＣ
１２８ モータ駆動部
１３５ 各種アクチュエータ
１３６ アナログセンサ
１３７ 各種モータ
Ａ，Ｂ ドット（テスト画像）
ＰＣ プリンタドライバ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ ローラ
Ｒ４ 搬送ローラ

特開２００３−０１１３４４号公報 特開２００７−２６１２６２号公報

Claims (4)

1. インクを記録媒体上に吐出するノズル列を有する記録ヘッドと、
   該記録ヘッドを搭載し、記録媒体上を前記ノズル列に直交する方向に走査するキャリッジと、
   ローラを回転させて前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
   前記キャリッジにおいて前記記録ヘッドにおけるノズル列の所定ノズルから記録媒体搬送方向下流側の所定距離だけ離れた位置に配置され、記録媒体に記録された画像を検出するエリアイメージセンサと、
   前記所定ノズルを少なくとも使って、前記キャリッジの走査及び記録媒体の搬送が停止した状態で記録媒体上にテスト画像を記録した後、搬送手段により所定距離に相当する回転角度だけ前記ローラを回転させて記録媒体を搬送し、ついで前記エリアイメージセンサにて検出される記録媒体上のテスト画像の搬送位置と該記録媒体における理論上の搬送位置とから搬送距離の差分を該ローラの回転位置に対応させて求め、該ローラ回転位置と搬送距離の差分との関係を基に、前記記録媒体に画像を記録するときの前記ローラの回転量を補正して設定する搬送位置ずれ補正処理を行う搬送位置ずれ補正手段と、
   該搬送位置ずれ補正手段により設定された前記ローラの回転量を該ローラの回転位置に対応させて記憶する記憶手段と、
   を備えるインクジェット記録装置。
2. 前記搬送位置ずれ補正手段による搬送位置ずれ補正処理を所定回数繰り返して実行する請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記テスト画像は、前記搬送ローラの主走査方向中央部または端部で記録される請求項１に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記搬送位置ずれ補正手段は、第１のテスト画像を前記エリアイメージセンサにより検出することと、第２のテスト画像を前記記録ヘッドにより記録することを同じ搬送タイミングで行う請求項１に記載のインクジェット記録装置。
   

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