(57)【要約】【課題】  搬送手段の切り替わりで生じるメディアの搬送誤差を極力小さくして、結果として良好な画像をプリントすることができるプリンタの提供。【解決手段】  プリント位置よりも上流側においてメディアに接触してメディアを搬送する搬送ローラ（１０２）と、プリント位置よりも下流側においてメディアに接触してメディアを搬送する排出ローラ（１０３）と、メディアの表面を撮像してメディアの移動情報を検出するセンサ（１０５）と備える。制御部（９０）は、少なくとも、搬送ローラ（１０２）と排出ローラ（１０３）により同一のメディアを搬送する第１状態から、排出ローラ（１０３）のみで搬送する第２状態へと切り換わる際に、蹴飛ばし現象の影響を排除するために、センサ（１０５）での検出結果をフィードバックしてメディアの搬送を制御する。【選択図】  図１
2010099920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント位置においてメディアにプリントを行なうプリント部と、
前記プリント位置よりも上流側においてメディアを搬送する第１の回転体と、
前記プリント位置よりも下流側においてメディアを搬送する第２の回転体と、
メディアの表面を撮像してメディアの移動情報を検出するセンサと、
少なくとも、前記第１の回転体と前記第２の回転体により同一のメディアを搬送する第１状態から、前記第１の回転体から離れたメディアを前記第２の回転体で搬送する第２状態へと切り換わる際に、前記センサでの検出した移動情報をフィードバックしてメディアの搬送を制御する制御部と
を有することを特徴とするプリンタ。
【請求項２】
前記センサは、搬送路において前記プリント位置と前記第２の回転体の間の位置でメディアの表面を撮像することを特徴とする請求項１記載のプリンタ。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１状態に較べて前記第２状態のほうが、間欠的な搬送のステップが小さくなるようにメディアを搬送すると共に、前記第１状態から前記第２状態に切り替わる瞬間及び前記第２状態において、センサで検出した移動情報をフィードバックしながらメディアの搬送を制御することを特徴とする請求項１又は２記載のプリンタ。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１状態から前記第２状態へと切り替わった瞬間の前後で、前記センサでメディアの移動量を検出し、目標搬送量に達する量だけステップ搬送を行なうことを特徴とする請求項１又は２記載のプリンタ。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１状態に較べて前記第２状態のほうが、搬送速度が小さくなるようにメディアの搬送を制御すると共に、前記第１状態から前記第２状態に切り替わる瞬間及び前記第２状態において、センサで検出した移動情報をフィードバックしながらメディアの搬送を制御することを特徴とする請求項１又は２記載のプリンタ。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１状態において、前記第１状態から前記第２状態に切り替わる瞬間の直前までは前記センサによるフィードバック制御は行なわないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のプリンタ。
【請求項７】
前記センサを用いて異なるタイミングで取得した複数の画像データを比較して、前記メディアの移動情報を検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載のプリンタ。
【請求項８】
インクジェット方式によりプリントを行なうことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載のプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はメディアを搬送してプリントを行なうプリンタの技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
カットシート等のプリントメディア（以下、メディアと称する）を搬送しながらプリントを行なう際、搬送精度が低いと、中間調画像の濃度ムラが生じたり、倍率誤差が生じたりして、得られるプリント画像の品質が劣化する。そのため、高精度な部品を採用し精密な搬送機構を搭載しているが、プリント品質に対する要求は厳しくさらなる精度向上が望まれている。一方ではコストに対する要求も厳しく、高精度化と低コスト化の両立が求められている。
【０００３】
特許文献１は、搬送方向に沿って搬送ローラと排出ローラを備えたプリンタにおいて、メディアを両ローラで搬送する状態から排出ローラのみで搬送する状態に切り替わる際に搬送誤差が生じる課題に着目している。これを解決するために、切り替わりの前後で、メディア上に調整パターンをプリントし、この調整パターンを読み取って補正値として装置に入力することで送り量を補正するものである。
【特許文献１】特開２００５−７８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の装置は、調整パターンを一旦プリントして、これを読み取って装置に入力するため、調整のための手間と時間を要し、実用的とは言えない。また調整パターンを未使用のメディア上にプリントするため、調整のために無駄なメディアを消費してしまう課題がある。
【０００５】
本発明は上述の課題の認識に基づいてなされたものである。
【０００６】
本発明の目的は、複数の回転体を有する搬送手段の切り替わりで生じるメディアの搬送誤差を極力小さくして、結果として良好な画像をプリントすることができるプリンタの提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明のプリンタは、プリント位置においてメディアにプリントを行なうプリント部と、前記プリント位置よりも上流側においてメディアを搬送する第１の回転体と、前記プリント位置よりも下流側においてメディアを搬送する第２の回転体と、メディアの表面を撮像してメディアの移動情報を検出するセンサと、少なくとも、前記第１の回転体と前記第２の回転体により同一のメディアを搬送する第１状態から、前記第１の回転体から離れたメディアを前記第２の回転体で搬送する第２状態へと切り換わる際に、前記センサでの検出した移動情報をフィードバックしてメディアの搬送を制御する制御部とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の回転体を有する搬送手段の切り替わりで生じるメディアの搬送誤差を極力小さくして結果として良好な画像をプリントすることができるプリンタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示する。ただしこの実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する主旨のものではない。
【００１０】
本発明を適用した画像形成装置の一例として、インクジェットプリンタの実施の形態を説明する。なお、本発明の適用範囲はインクジェット方式に限らない。例えば、電子写真方式、サーマル方式、ドットインパクト方式などの様々な方式のプリンタ、あるいは複写機、ファクシミリ、複合機などのプリンタを備えた機器にも適用可能である。
【００１１】
〔第１実施形態〕
図１はプリンタの全体構成を示す斜視図である。プリント部１０１は、インクジェット方式のプリントヘッドとこれを搭載するキャリッジを備える。キャリッジはモータ等の駆動機構により主走査方向に往復移動して、プリント位置にてプリントヘッドに対向するメディアＭにプリントを行なう。メディアＭの搬送方向において、このプリント位置の上流側に搬送ローラ１０２が、下流側に排出ローラ１０３が位置する。
【００１２】
搬送ローラ１０２（第１の回転体）と、これに従動する複数に分割されたピンチローラ１０９はメディアＭを搬送する搬送機構の一部である。搬送ローラ１０２は、表面に微細な凹凸を形成して大きな摩擦力を発生できるように加工した金属製のローラからなる。また、搬送ローラ１０２は回転量を検知するロータリエンコーダ１０４を備えている。搬送ローラ１０２の回転によって主走査方向と直交する副走査方向（図中矢印Ｆ方向）にメディアＭを搬送する。
【００１３】
排出ローラ１０３（第２の回転体）とこれに従動する拍車１１０もメディアを搬送する搬送機構の一部である。排出ローラ１０３は大きな摩擦係数を有するゴムローラからなる。搬送ローラ１０２および排出ローラ１０３の回転は、共通の駆動源であるモータ１０６の回転を伝達機構１０７および伝達機構１０８にて伝達して、これらローラを同期駆動する。プリント部１０１でプリントを行なったメディアＭは、排出ローラ１０３によって、矢印Ｆ方向に排出する。
【００１４】
また、搬送路において、プリント部１０１のプリント位置と排出ローラ１０３の間の位置で、メディアＭの表面（裏面側）を撮像してメディアＭの移動情報（移動量、移動速度、移動方向など）を得るためのメディアセンサ１０５を備える。制御部９０は装置全体の各種制御を司るものである。
【００１５】
次に、メディアセンサ１０５の詳細を説明する。図２は物理的な構成、図３は電気的な構成を示す。図２において、メディアセンサ１０５は、発光素子７１、レンズ７２、光電変換素子７３を含む一体化された読取ユニットである。発光素子７１は、ＬＥＤ、ＬＤ、ＯＬＥＤ等が用いられる。光電変換素子７３は、ＣＣＤやＣＭＯＳ構造の撮像素子からなる二次元イメージセンサである。例えば、１０μｍ×１０μｍのセルが、搬送方向に４００画素×主走査方向に２００画素配列されたものである。
【００１６】
図３において、光電変換素子７３の出力は、Ａ／Ｄ変換回路７４でデジタルに変換して、インターフェース７５を経て、制御部９０にデジタル信号として出力する。また、インターフェース７５を経て、発光素子７１の発光が制御される。この構成において、発光素子７１から発する光でメディアＭの表面をスポット照明する。照明されたメディアＭからの散乱反射光は、レンズ７２で集光して、光電変換素子７３で受ける。メディアＭの照明されたエリアと光電変換素子７３の受光面とはレンズ７２によって結像関係となっており、光電変換素子７３はメディアＭ表面の精密な画像情報を取得する。
【００１７】
次に、メディアＭの搬送制御の手順について説明する。本実施形態では、メディア全面を３つの領域に分け、領域ごとに搬送・プリント動作を変えることで、高スループットで且つ安定的に良好な画像を得ることを可能としている。
【００１８】
図４はメディアＭを搬送方向に沿って３つの領域に分割したことを示す図であり、メディアは領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃの３つに分割する。また、図５は搬送されるメディアの各過程での状態を横から見た断面図である。図５（ａ）はメディアが搬送ローラ１０２のみで搬送されている状態である。図５（ｂ）はメディアが搬送ローラ１０２と排出ローラ１０３によって搬送されている状態である。この状態を「第１状態」と称する。図５（ｃ）はメディアが搬送ローラ１０２と排出ローラ１０３によって搬送される状態から、排出ローラ１０３のみによって搬送される状態に切り換わる直前の状態である。図５（ｄ）はメディアが排出ローラ１０３のみによって搬送される状態に切り換わった直後の状態である。図５（ｅ）はメディアが排出ローラ１０３のみで搬送される状態である。以後図５（ｄ）および図５（ｅ）の状態を「第２状態」と称する。
【００１９】
図４において、領域Ａは、この領域のプリント時に、メディアＭが搬送ローラ１０２のみで搬送される（図５（ａ）参照）または搬送ローラ１０２と排出ローラ１０３の２つのローラで搬送される（図５（ｂ）参照）領域である。搬送ローラ１０２とピンチローラ１０９の挟持力は、排出ローラ１０３と拍車１１０の挟持力よりも十分大きい。従って、図５（ａ）から図５（ｂ）の状態に切り替わっても搬送の変動は生じない。
【００２０】
図６は、領域Ａにおける搬送ローラ１０２と排出ローラ１０３の駆動プロファイルを示す図である。グラフＧ１０はメディアを搬送する駆動指令値であり、パルス状に間欠的に駆動する。搬送の最高速度はＶ０である。時間ｔ＝ｔ１０から時間ｔ＝ｔ１１の間の１ステップの搬送量（Ｇ１０の１つのパルスの台形の面積）をＨとする。間欠の合間ｔ＝ｔ１０、ｔ１１でメディア速度がゼロになった時に、１ラインのプリントを行なう。
【００２１】
図４において、メディアの領域Ｂはこの領域のプリント時に、メディアが搬送ローラ１０２と排出ローラ１０３の２つのローラで搬送される第１状態（図５（ｃ）参照）から、排出ローラ１０３のみで搬送される第２状態（図５（ｄ）参照）に切り替わる瞬間を含む領域である。この領域ではいわゆる蹴飛ばし現象が起こる。蹴飛ばし現象とは、搬送されるメディアの後端部が搬送ローラ１０２とピンチローラ１０９から抜け出す瞬間に、ローラによって搬送方向に蹴飛ばされ、瞬間的に付勢力が作用して搬送量が変動してしまう現象である。
【００２２】
また、メディアの領域Ｃは、この領域のプリント時に、排出ローラ１０３のみでメディアを搬送する領域である（図５（ｄ）、図５（ｅ）参照）。
【００２３】
排出ローラ１０３はゴムローラであるため、ローラ直径の偏心誤差が乗り易い。加えて、排出ローラ１０３と拍車１１０との挟持力が小さくスリップが生じやすい。そこで、排出ローラ１０３のみで搬送する領域Ｂおよび領域Ｃでは、間欠的な搬送のステップを小さくする（４分の１）と共に、メディアセンサ１０５を用いてメディアの移動情報（搬送量、搬送速度など）を検出して、これをフィードバックしながらメディア搬送を行なう。これにより、領域Ｂ、領域Ｃにおいても、領域Ａと同等の高精度な搬送を維持することができる。なお、領域Ａでは、搬送ローラ１０２及び排出ローラ１０３によって、ロータリエンコーダ１０４によるフィードバック制御のみで、十分に安定したメディア搬送が行なえる。そのため、メディアセンサ１０５によるフィードバック制御は行なわない。すなわち、第１状態から第２状態に切り替わる瞬間の直前（領域Ａから領域Ｂへの切り替わり）まではメディアセンサ１０５によるフィードバック制御は行なわない
図７は、領域Ｂおよび領域Ｃにおける排出ローラ１０３および搬送ローラ１０２の駆動プロファイルを示す図である。グラフＧ２０に示すように、領域Ｂ、領域Ｃでは、先の領域Ａの時の４分の１の短いステップで間欠的に制御して、４つのステップで１ライン分の搬送を行なう。また、同時にメディアセンサ１０５によって搬送量を検出してフィードバック制御を行なう。
【００２４】
図８はその制御手順を示すフローチャート図である。また、図９はメディアセンサ１０５によるメディア上の読み取り領域を説明する図である。
【００２５】
時間ｔ＝ｔ２０にて、メディアセンサ１０５でメディア上のエリア７０１の画像データを読み取る（ステップＳ１００）。この画像データからテンプレートパターン７１０を抽出する（ステップＳ１０１）。時間ｔ＝ｔ２０から時間ｔ＝ｔ２１の間に搬送モータを駆動し、メディアをＨ／４だけ１ステップ搬送したら（ステップＳ１０２）、搬送モータを停止する（ステップＳ１０３）。次に、異なるタイミングで、時間ｔ＝ｔ２１にて、メディアセンサ１０５で移動後のメディア上のエリア７０１の画像データを再度読み取る（ステップＳ１０４）。取得した画像データの中のエリア７０３内でテンプレートマッチング処理を行ない比較する（ステップＳ１０５）。その結果からメディアの実際の搬送量を算出する（ステップＳ１０６）。そして、１ライン分の目標搬送量に達したか判断する（ステップＳ１０７）。達していない時は再びＳ１０２に戻ってメディアをＨ／４ずつステップ搬送する。時間ｔ＝ｔ２４で１ライン分の目標搬送量に達したら、１ラインのプリントを行なう（ステップＳ１０８）。
【００２６】
時間ｔ＝ｔ２０から時間ｔ＝ｔ２４のどこかで、第１状態から第２状態に移行して蹴飛ばし現象が起きても、１ステップを小さくしてメディアセンサを用いたフィードバック制御によって、その影響を軽微なものに抑えるようにしている。
【００２７】
このように、第１状態に較べて第２状態のほうが、間欠的な搬送のステップが小さくなるようにメディアの搬送を制御する。これと共に、第１状態から第２状態に切り替わる瞬間及び第２状態において、メディアセンサで検出した移動情報をフィードバックしながらメディアの搬送を制御する。このように、領域に分けて搬送制御を切り替えることで、スループットを低下させることなく、安定的に良好な画像を得ることができる。
【００２８】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、先の実施形態と装置構成や制御は多くが共通するので重複の説明は省略する。領域Ａでは図６での説明と同様であり、領域Ｂ、領域Ｃでの制御について説明する。
【００２９】
図１０は、領域Ｂおよび領域Ｃにおける排出ローラ１０３および搬送ローラ１０２の駆動プロファイルを示す図である。図１１はその制御手順を示すフローチャート図である。
【００３０】
グラフＧ３０に示すように、排出ローラ１０３のみで搬送される第２状態に切り替わった瞬間の後、搬送ローラ１０２を一旦停止する。これと共に、メディアセンサ１０５によって実際の搬送量を検出し、残りの目標搬送量まで差分を求めて、差分量だけステップ搬送を行なう。つまり、蹴飛ばしが発生した後に補正に必要な量だけステップ搬送を行なって、トータルで目標搬送量となるよう搬送を制御する。
【００３１】
具体的には、時間ｔ＝ｔ３０にて、メディアセンサ１０５でメディア上のエリア７０１の画像データを読み取り（ステップＳ２００）、この画像データからテンプレートパターン７１０を抽出する（ステップＳ２０１）。時間ｔ＝ｔ３０から時間ｔ＝ｔ３１の間に搬送モータを駆動し、メディアをＨ１だけステップ搬送したら（ステップＳ２０２）、搬送モータを一旦停止する（ステップＳ２０３）。ここで、Ｈ１はＨ１＜Ｈであり、時間ｔ＝ｔ３１で、第１状態から第２状態に確実に切り替わるような値である。時間ｔ＝ｔ３１にて、メディアセンサ１０５で移動後の異なるタイミングでメディア上のエリア７０１の画像データを再度読み取る（ステップＳ２０４）。取得した画像データの中のエリア７０３内でテンプレートマッチング処理を行なう（ステップＳ２０５）。その結果からメディアの実際の搬送量を算出する（ステップＳ２０６）。時間ｔ＝ｔ３１から時間ｔ＝ｔ３２の間に、搬送モータを駆動し、（目標搬送量）−（メディア搬送量）だけ最初とは異なる搬送量でメディアＭを搬送する（ステップＳ２０７）。そして、時間ｔ＝ｔ３２で搬送モータを停止する（ステップＳ２０８）。その後、１ラインのプリントを行なう（ステップＳ２０９）。
【００３２】
このように、第１状態から第２状態へと切り替わった瞬間の前後で、メディアセンサでメディア１０５の移動量を検出し、目標搬送量に達する量だけステップ搬送を行なう。領域に分けて搬送制御を切り替えることで、スループットを低下させることなく、安定的に良好な画像を得ることができる。
【００３３】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、先の実施形態と装置構成や制御の多くが共通するので重複の説明は省略する。
【００３４】
図１２は、領域Ｂおよび領域Ｃにおける排出ローラ１０３および搬送ローラ１０２の駆動制御を説明する図である。また、図１３はその制御手順を示すフローチャート図である。
【００３５】
グラフＧ４０に示すように、領域Ａの最高速度Ｖ０よりも低速である速度Ｖ１でメディアを搬送する。上述の例のような１ラインごとの間欠的なステップ送りではなく、各領域において連続的にメディアを搬送することを特徴とする。また、Ｇ４１はメディアセンサ１０５でメディア表面を撮像して搬送量を算出するサンプリング周期ｆを示し、この間隔で実際の搬送量を算出してフィードバック制御する。
【００３６】
具体的には、時間ｔ＝ｔ４０にて、メディアセンサ１０５でメディア上のエリア７０１の画像データを読み取り（ステップＳ３００）、この画像データからテンプレートパターン７１０を抽出する（ステップＳ３０１）。時間ｔ＝ｔ４０から時間ｔ＝ｔ４１の間に搬送モータを一定の速度Ｖ１で駆動してメディアを搬送する（ステップＳ３０２）。この間、サンプリング周期ｆ毎にメディアセンサ１０５でメディア上のエリア７０１の画像データを読み取り（ステップＳ３０３）、エリア７０３内でテンプレートマッチング処理を行なう（ステップＳ３０４）。テンプレートパターンと同一パターンがあるか判断し（ステップＳ３０５）、ない場合はステップＳ３０２に戻る。同一パターンがあれば、メディア搬送量を算出し（ステップＳ３０６）、目標搬送量に達しているか判断する（ステップＳ３０７）。達していない場合は再びステップＳ３０２に戻る。この間のどこかで、排出ローラ１０３のみで搬送される第２状態に切り替わる。時間ｔ＝ｔ４１で目標搬送量に達したら、搬送モータを停止する（ステップＳ３０８）。そして１ラインのプリントを行なう（ステップＳ３０９）。
【００３７】
このように、第１状態に較べて第２状態のほうが、搬送速度が小さくなるようにメディアの搬送を制御する。これと共に、第１状態から第２状態に切り替わる瞬間及び第２状態において、メディアセンサ１０５で検出した移動情報をフィードバックしながらメディアの搬送を制御する。領域に分けて搬送制御を切り替えることで、スループットを低下させることなく、安定的に良好な画像を得ることができる。
【００３８】
なお、以上の各実施形態において、回転体である搬送ローラ１０２、排出ローラ１０３は必ずしもローラの形でなくてもよい。例えば、複数のローラにベルトを掛けてベルトが回転するようにして、ベルトの一部がメディアに接してメディアを搬送するベルト搬送であってもよい。すなわち、この場合はベルトが回転体である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】プリンタの全体構成を示す斜視図
【図２】メディアセンサの概略図
【図３】メディアセンサのブロック図
【図４】メディア上の３つの領域を示す図
【図５】メディアが搬送される各過程を示す断面図
【図６】領域Ａでの駆動プロファイルを示す図
【図７】領域Ｂ、領域Ｃでの駆動プロファイルを示す図
【図８】制御手順を示すのフローチャート図
【図９】メディア上の読み取り領域を説明する図
【図１０】第２実施形態での駆動プロファイルを説明する図
【図１１】制御手順を示すフローチャート図
【図１２】第３実施形態での駆動プロファイルを説明する図
【図１３】制御手順を示すフローチャート図
【符号の説明】
【００４０】
１０１  プリントヘッド
１０２  搬送ローラ（第１の回転体に対応）
１０３  排出ローラ（第２の回転体に対応）
１０５  メディアセンサ
１０６  搬送モータ
Ｍ  メディア
【図１】
2010099920.tif 000003
【図２】
2010099920.tif 000004
【図３】
2010099920.tif 000005
【図４】
2010099920.tif 000006
【図５】
2010099920.tif 000007
【図６】
2010099920.tif 000008
【図７】
2010099920.tif 000009
【図８】
2010099920.tif 000010
【図９】
2010099920.tif 000011
【図１０】
2010099920.tif 000012
【図１１】
2010099920.tif 000013
【図１２】
2010099920.tif 000014
【図１３】
2010099920.tif 000015