(57)【要約】【課題】  シートの浮き量の計測結果に基づいてカールの曲率を精度良く検出することができるカール検出装置を提供する。【解決手段】  搬送経路でシート４を吸引する吸着手段３と、搬送経路でシートの浮き量を検知する検知手段１とを備える。シートの検出位置における吸着手段の吸引力を変化させたときのシートの形状変化を検出することによりカールを検出する。【選択図】  図１
2010100391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送経路でシートを吸引する吸着手段と、搬送経路でシートの浮き量を検知する検知手段とを備え、シートの検出位置における前記吸着手段の吸引力を変化させたときのシートの形状変化を検出することによりカールを検出することを特徴とするカール検出装置。
【請求項２】
シートの複数位置における前記吸引力を変化させたときの前記シートの浮き量の変化によってカールの方向を検出することを特徴とする請求項１に記載のカール検出装置。
【請求項３】
シートの複数の検出位置における前記吸引力を変化させたときの前記シートの浮き量の変化の差分によってカールの曲率を検出することを特徴とする請求項１に記載のカール検出装置。
【請求項４】
シートの先端における前記吸引力を変化させたときの、シートの先端が移動した時点の前記吸引力の差分によってカールの曲率を検出することを特徴とする請求項１に記載のカール検出装置。
【請求項５】
記録ヘッドによりシートに画像記録を行う記録装置であって、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のカール検出装置を有することを特徴とする記録装置。
【請求項６】
記録ヘッドからインクを吐出して記録を行うことを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
【請求項７】
前記検知手段は前記記録ヘッドに隣接して配されることを特徴とする請求項５または６に記載の記録装置。
【請求項８】
前記吸着手段は前記記録ヘッドと対向して配されたプラテンに設けられることを特徴とする請求項５または６に記載の記録装置。
【請求項９】
前記検知手段は前記プラテン上のシートと前記記録ヘッドとの距離を計測することによりシートの浮き量を検知することを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録装置等において搬送されるシートのカールの状態を検出するためのカール検出装置および該検出装置を有する記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置においては、シートにカール癖がついていると、記録画像の品質を下げるだけでなく、装置内部の構成部材にシートの端部が引っ掛かって紙詰まりを生じるなどの不具合の原因となる。かかる不具合は、特に、ロール状に巻回されたロールシートを使用する場合に発生しやすい。シートのカール癖の程度や曲率はシートの種類や環境や記録量などによって異なり、また、ロールシートの場合は残量によっても異なる。
【０００３】
そこで、カールを検出したり、カールを矯正するために、シートを搬送しつつカールと逆向きの曲率を与えて塑性変形させるなど、様々な方法が提案されている。例えば、特許文献１には、トータルトナー比と湿度情報と記録材の搬送方向情報とを加味したカール判別テーブルを用いて、カール量およびカール方向を予想する方法が開示されている。また、特許文献２には、インクヘッドとロールシートの接離方向の距離を検出し、検出値に応じてインクヘッドを昇降することにより接離方向の距離を最適値にする方法が開示されている。かかる方法によれば、巻きつけ曲率の差によってカール状態が異なる場合でも、プラテンを必要とせずに、最適な飛翔距離でインクを着弾させることができる。
【０００４】
さらに、特許文献３には、シート搬送路の途中に設けたシート検出センサを用いて、シートの先端部の位置Ｖ０と先端部から一定距離過ぎた位置Ｖ１の位置における記録ヘッドからシートまでの距離を検出する方法が開示されている。この方法によれば、Ｖ０およびＶ１の位置における検出値の出力差によってカールの方向と度合いを判別することができる。
【特許文献１】特開２００１−２１３５６３号公報
【特許文献２】特開２００４−１８８７８８号公報
【特許文献３】特開平０８−１９８４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、シートのカール状態を検出したり、記録ヘッドとシートの接離方向の距離を測定する従来の方法では、カールの曲率の度合いを十分な精度で検出することができないという課題があった。例えば、環境変化に応じた予測パラメータを用いてカールを検出する特許文献１の方法では、カールに対応して適正に画像が形成されているかを確認することができず、必要かつ十分なカール矯正を実現するのが困難である。また、カール状況に応じて記録ヘッドを昇降させることにより、シートの各位置における記録ヘッドとの接離方向の距離を適正に保つ特許文献２の方法では、カール癖の程度が一定量を越えると有効に作用しなくなるという課題がある。この特許文献２の方法では、昇降駆動モータを新たに設ける必要があり、また、センサによる高さ計測を継続する必要があり、さらに、カール量が変化した場合の昇降動作の制御に手間を要することもあった。
【０００６】
シート搬送方向におけるシート高さの変化の差分でカールを検出する特許文献３の方法では、カールの向きは判別できるが、カールの曲率に関してはシートの位置によって検出精度が大きく影響を受けるため、曲率を適正に判別できないという課題がある。従って、搬送されるシートに画像を記録する記録装置などにおいては、シートのカール方向を判別するとともに、カール矯正の制御の作動条件となるデカールパラメータをより高精度な実測値で検出することが要請されていた。
【０００７】
本発明はこのような従来技術に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、シートの浮き量の計測結果に基づいてカールの曲率を精度良く検出することができるカール検出装置や、かかるカール検出装置を有する記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るカール検出装置は、搬送経路でシートを吸引する吸着手段と、搬送経路でシートの浮き量を検知する検知手段とを備え、シートの検出位置における前記吸着手段の吸引力を変化させたときのシートの形状変化を検出することによりカールを検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シートの浮き量の計測結果に基づいてカールの曲率を精度良く検出することができるカール検出装置や、かかるカール検出装置を有する記録装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。なお、各図面を通して同一符号は同一または対応部分を示すものである。
〔第１の実施形態〕
図１は本発明を適用したカール検出装置を有する記録装置の構成図である。図２はカール検出部の縦断面図である。記録装置に装着されたスプール１１に巻かれたロールシートから解き出されたシート４は、第１の搬送手段６により画像形成部１０へ向けて給送される。このシートは、搬送ガイドを通して、画像形成部１０の搬送上流側に配された第２の搬送手段９であるＬＦ（紙送り）ローラ１２とピンチローラ１３のニップへ給送される。画像形成部１０には記録ヘッド５およびプラテン２が配され、その間にシート４を通すための隙間が設けられている。
【００１１】
記録装置は画像情報に基づいて記録ヘッドにより画像を記録する装置であり、ここでは、記録ヘッドからシートへインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置を例示する。給送されたシート４は、停止しているＬＦローラ１２とピンチローラ１３のニップに突き当たってレジ取り（前端揃え）された後、ＬＦローラ１２の回転によりプラテン２上の記録開始位置へ搬送される。そこで、記録ヘッド５による１ライン分の画像形成と所定ピッチの紙送りを交互に繰り返すことにより、全体の画像が記録される。記録を終了したシート４は、外部へ向けて搬送された後不図示のカッタにより切断される。切り離された画像記録部分はスタッカ等に収容され、残余のシートは記録開始位置まで巻き戻される。
【００１２】
第１の搬送手段６は、搬送機能に加え、シート４のカール癖を矯正するためのデカール手段の機能を有する。第１の搬送手段６は、駆動ローラである搬送ローラ１６と、搬送ローラ１６に圧接されて従動回転するデカールローラ１７と、デカールローラ１７の搬送上流側に配された支持ローラ７とを備えている。デカールローラ１７は、カールの凸面側が巻き付けられることでカールを矯正する。支持ローラ７は、デカールローラ１７に対して両矢印方向に位置調節可能であり、カール癖の状態に応じてデカールローラ１７に対するシートの巻き付け角度を調節可能に配されている。
【００１３】
記録ヘッド５に隣接して、例えば一体もしくは近傍位置に、搬送経路の一部を構成するプラテン２の上面（通紙面）からのシートの浮き量を検知するための検知手段１が配されている。検知手段１としては、光学式距離センサなど、搬送経路内のシート４の表面までの距離を検知するセンサが使用される。プラテン２には、搬送経路でシートを吸引する吸着手段３が設けられている。吸着手段３は、記録ヘッド５と対向して配されたプラテン２に設けられており、プラテン２の通紙面に形成された複数の吸引孔にファン等の負圧発生源で発生させた負圧吸引力を作用させることにより、シート２の裏面をプラテン２に吸着させるように構成されている。
【００１４】
吸着手段３は、シート２に作用する吸引力を変化させることにより、シートのプラテン２からの浮き量を変化させることができる。この浮き量の変化は、検知手段１によって検知される。本実施形態では、搬送経路でシート４を吸引する吸着手段３と、搬送経路でシート４の浮き量を検知する検知手段１とを備え、シート４の検出位置における吸着手段３の吸引力を変化させたときのシート４の形状変化を検出することによりカールを検出する。かかる検出方法によれば、搬送手段９でシート４を搬送するとともに、検知手段１および吸着手段３を使用することにより、シート４のカールの向きおよび曲率を検出することができる。そして、検出されたカールの曲率は、第１の搬送手段６で構成されるデカール手段の動作パラメータとして使用される。また、検知手段１および吸着手段３により検出されたカールの状態に基づいて、支持ローラ７およびデカールローラ１７によるデカール矯正動作を制御する。
【００１５】
第２の搬送手段９、検知手段１および吸着手段３により、搬送経路の一部であるプラテン２においてシート４のカール状態を検出するカール検出部２０が構成されている。そして、ＬＦローラ１２によるシート４の搬送量、検知手段１による浮き量の計測、吸着手段３の吸引力の変化（調整）を、制御手段８によって制御するように構成されている。ここで、シートの浮き量は、シートのプラテン２からの浮き上がり量であり、検知手段１によりシートの高さ、すなわち、プラテン上のシート４と記録ヘッド５との距離を計測することにより検知される。そこで、本実施形態では、シートの複数位置で吸着手段３の吸引力を変化させたときのシートの浮き量の変化によってカールの方向を検出する。また、シート４の複数位置における吸着手段３の吸引力を変化させたときのシートの浮き量の変化の差分によってシートのカールの曲率（カールの度合い）を検出する。すなわち、各位置における浮き量の差分によって、各位置におけるカールの度合い（カールの量）を判断することができ、シートの搬送方向距離に対する浮き量の変化割合などの形状変化によりカールの曲率を含むカールの状態を判別することができる。
【００１６】
図３はカール検出部２０を制御する動作のフローチャートである。図４はシート４のカール検出位置を示す縦断面図である。図５はシートの各検出位置において吸着手段の吸引力を徐々に変化させたときのシートの浮き量の計測値の具体例を示す表である。シート４には、浮き量を検知するための検出位置として、先端位置Ａを始めとして、所定距離ごとに位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄおよび位置Ｅの順に設定されている。シート４の搬送量に応じて吸着手段３の吸引力を動的に変化させることで、各検出位置ごとにシート４の浮き量を計測し、それらの計測値を制御手段８で記憶する。なお、本実施形態では、検知手段１に対してシート４を移動させながら各位置Ａ〜Ｅで検出しているが、これは、シートに対して検知手段１を搬送方向に移動させながら各位置Ａ〜Ｅで検出する構成でも良い。
【００１７】
検出動作を開始すると、まず、吸着手段３を吸引力１００％で動作させ、ＬＦローラ１２の回転によりシート４の先端位置Ａが検知手段の読取位置に到達するまで搬送して浮き量（シートの高さ）の計測を行う。この浮き量は、シート４の表面までの距離を検知し、その検知距離をプラテン２までの距離から差し引くにより求められる。次いで、ＬＦローラ１２の回転により、シート４上の読取位置を位置Ａから位置Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの順に移動させ、吸引力１００％のままで浮き量検出手段１によって各位置のシート高さから浮き量を計測する（ステップＳ１）。これまでの計測により、吸着手段３の吸引力１００％のときのシート４上の位置Ａ〜位置Ｅにおける浮き量が制御手段８に記憶される。図５中の１００％（吸引力１００％）の行が各位置の実際の浮き量である。
【００１８】
次に位置Ｅを読取位置にして、吸引力を１００％から９０％、８０％・・・と徐々に弱め、各吸引力における浮き量を計測する。このときは、浮き量が記録ヘッド５とプラテン２との距離よりも小さい限り、つまりシートが記録ヘッド５に接触しない限り、吸引力が０％になるまで計測する。次いで位置Ａの計測を行う。すなわち、位置Ｅの計測を行った後、ＬＦローラ１２を回転させることにより、吸引力１００％で、計測位置が位置Ｅから位置Ａになるまでシートを移動させる。そして、位置Ｅにおける計測と同様に吸引力を１００％から９０％、８０％・・と徐々に弱め、浮き量が記録ヘッド５とプラテン２との距離よりも小さい限り（シートが記録ヘッドに接触しない限り）計測を行う。以上の計測結果が全てゼロの場合は、シート４の浮きが発生していないと判断して計測を終了する。そうでない場合は、最大吸引力（％）がゼロより大きいが否かを判定するステップＳ２へ移る。この最大吸引力は、吸引を行ってシートの浮き量が変化する時点まで吸引力を弱めたときの吸引力（％）とする。
【００１９】
最大吸引力が０％より大きい場合は次のステップＳ３へ進み、最大吸引力が０％以下である場合は計測を終了する。ステップＳ３では、吸引力が大きい方から順に最大吸引力の判定を行っていき、位置Ａもしくは位置Ｅで浮き量（シート高さ）に変化が生じた直後の吸引力を最大吸引力とする。次いで、ステップＳ４では、吸引力を大きい方から順に変化させていく。吸引力を生じさせないとシート４が記録ヘッド５に接触してしまうと判断される場合は、その直前の吸引力（％）を最小吸引力とし、シートの浮き量がゼロの場合は最小吸引力が０％であるとする。このような計測結果に基づいて、シート４に対する吸着手段３の最大吸引力（％）および最小吸引力（％）が決定される。図５の計測結果から、最大吸引力は７０％となり、最小吸引力は０％となる。
【００２０】
そして、吸着手段３を最大吸引力に設定し、ＬＦローラ１２でシート４を移動させながら、位置Ａ〜位置Ｂの各位置におけるシートの浮き量（シートの高さ）を計測し、これを制御手段８で記憶する（ステップＳ５）。次に、吸着手段３を最小吸引力に設定し、ＬＦローラ１２でシート４を逆方向に移動させながら、位置Ｅ〜位置Ａの各位置におけるシートの浮き量を計測し、これを制御手段８で記憶する（ステップＳ６）。図６は最大吸引力（７０％）で吸引するときの各位置の浮き量と最小吸引力（０％）で吸引するときの各位置の浮き量の検出結果（測定値）の具体例、およびその差分を示す表である。図４における位置Ａ〜位置Ｅの各位置における最大吸引力のときの形状変化および最小吸引力の形状変化の検出結果は、図６の各位置におけるシートの浮き量として表される。
【００２１】
図６の表から、位置Ａの浮き量は位置Ｅの浮き量よりも大きいことが判る。かかる位置Ａ〜位置Ｅにおける浮き量の変化によって、シートが高くなる方向にカールしていること、すなわちカールの方向を判別することができる。さらに、最小吸引力のときの浮き量と最大吸引力のときの浮き量との差分を求めることにより、カール方向およびカール量（カールの曲率または度合い）を決定（判断）することができる（ステップＳ７）。図６中の差分の欄の各数値は、各位置における最小吸引力と最大吸引力における浮き量の差分を示す。以上によって、搬送経路におけるシート４のカールの方向および曲率（カール量）を検出することができる。
【００２２】
以上のようにカール検出装置は、搬送経路でシート４を吸引する吸着手段３と、搬送経路でシート４の浮き量を検知する検知手段２とを備える。そして、シートの検出位置Ａ〜Ｅにおける吸着手段３の吸引力を変化させたときのシート４の形状変化を検出することによりカールを検出するものである。これにより、シートの浮き量の計測結果に基づいてカールの曲率を精度良く検出することができる。かかるカール検出を実施する時期は、記録ヘッド５によりシートに画像を記録する前でも良く、後でも良い。検出したカールの曲率は、デカール手段６のデカールパラメータとして組込んで使用したり、デカール手段６によるデカール効果の判定に利用することができる。さらに、カール量を検出した後にカール矯正を行い、再度のカール量の検出結果が目標値から設定値以上外れている場合は、補正を加えて再度のデカール動作（カール矯正動作）を実行することも可能である。
【００２３】
〔第２の実施形態〕
以上説明した第１の実施形態では、シートの搬送方向の複数位置Ａ〜Ｅに設定した検出位置における吸引力を変化させたときの浮き量の差分を計測することによりカールの曲率を求める場合を説明した。これに対し、本実施形態では、シートの先端位置に検出位置を設定し、シートの先端における吸引力を変化させたときの、最大吸引力と先端が移動した時点の吸引力との差分によってカールの曲率を検出する。本実施形態のその他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００２４】
次に、本実施形態におけるカールの検出動作を説明する。まず、制御手段８によって吸着手段３の吸引力を１００％とする。次に、ＬＦローラ１２によりシート４を搬送する。検知手段１により記録ヘッド５からプラテン２までの距離と記録ヘッド５からシート４までの距離を計測することで、シート４の先端（位置Ａ）が検知手段１による計測位置に到達したことを判別する。シート４の先端が計測位置に到達した後、吸引力を１００％から徐々に弱めていく。その間、先端位置と計測位置が一致していることを、継続して確認し続ける。シートにカールがある場合は、吸引力を弱めていくと、吸引力によってカール量を低減されていたシートに形状変化が起こる。すなわち、吸引力によって平らになっていたシートは、元々存在していたカール癖によって、先端が位置Ａから位置Ｂ側へ丸まってくる。
【００２５】
シートが丸くなり、先端を検知手段１で検知できなくなった時点での吸引力を計測して記憶する。記憶した吸引力の値から、吸引力を１００％から何％まで弱めることで先端位置の変化が検出されるほどカールしているかを判断することができる。そして、その間の吸引力の差分をカール量パラメータとして利用することにより、カールの曲率の度合いを検出することができる。カールの方向は、第１の実施形態に準じて吸引力を変化させたときの浮き量の変化を計測することで検出することができる。また、第１の実施形態におけるカール検出と本実施形態を組み合わせることにより、一層高い精度でカールの曲率の程度を判断することができる。
【００２６】
第２の実施形態に係るカール検出装置においても、シートの検出位置Ａ〜Ｅにおける吸着手段３の吸引力を変化させたときのシート４の形状変化を検出することによりカールを検出することができる。従って、第２の実施形態によっても、シートの浮き量の計測結果に基づいてカールの曲率を精度良く検出することができる。
【００２７】
また、第２の実施形態でも、カールの検出時期は、記録ヘッド５によりシートに画像を記録する前でも良く、後でも良い。検出したカールの曲率は、デカール手段６のデカールパラメータとして組込んで使用したり、デカール手段６によるデカール効果の判定に利用することができる。さらに、カール量を検出した後にカール矯正を行い、再度のカール量の検出結果が目標値から設定値以上外れている場合は、補正を加えて再度のデカール動作（カール矯正動作）を実行することも可能である。
【００２８】
なお、以上の実施形態では、ロールシートから巻き解いたシートのカールを検出する場合を説明したが、本発明は、一定寸法に裁断されたカットシートなど他の形態のシートのカールを検出する場合にも同様に適用可能である。また、シートの材質も、紙、プラスチックシート、写真調印画紙、布など、種々のものを使用することができる。また、本発明に係るカール検出装置は、１ライン分の画像形成と所定ピッチの紙送りとを交互に繰り返すシリアル記録装置、あるいは、紙送りのみで１ラインずつ一括して画像を形成するラインタイプの記録装置のいずれにおいても同様に実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を適用したカール検出装置を有する記録装置の構成図である。
【図２】カール検出部の縦断面図である。
【図３】カール検出部を制御する動作のフローチャートである。
【図４】シートのカール検出位置を示す縦断面図である。
【図５】シートの各検出位置において吸着手段の吸引力を徐々に変化させたときのシートの浮き量の計測値の具体例を示す表である。
【図６】最大吸引力で吸引するときの各位置の浮き量と最小吸引力で吸引するときの各位置の浮き量の検出結果（測定値）の具体例、およびその差分を示す表である。
【符号の説明】
【００３０】
１        検知手段
２        プラテン
３        吸着手段
４        シート
５        記録ヘッド
６        第１の搬送手段（デカール手段）
８        制御手段
９        第２の搬送手段
１０      画像形成部
１２      ＬＦローラ
１７      デカールローラ
２０      カール検出部
【図１】
2010100391.tif 000003
【図２】
2010100391.tif 000004
【図３】
2010100391.tif 000005
【図４】
2010100391.tif 000006
【図５】
2010100391.tif 000007
【図６】
2010100391.tif 000008