JP2024168113A - 滑り検出装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送ベルトなど搬送路によって搬送される印刷媒体に印刷される印刷画像の縮みを防止することができる滑り検出装置および方法を提供する。
【解決手段】搬送ベルト１３の移動によって搬送される印刷媒体Ｐの移動距離を検出する測距センサ４０と、印刷媒体Ｐの移動距離と搬送ベルト１３の移動距離とに基づいて、搬送ベルト１３上における印刷媒体Ｐの滑りの情報を取得する滑り検出部７１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、搬送路の移動によって搬送される印刷媒体の搬送路上における滑りを検出する滑り検出装置および方法に関するものである。

従来、産業用のインクジェット印刷装置は、単色やスポットカラーによる多色印刷が主流となっている。その理由は、速度変動の大きいベルトコンベアで印刷媒体を搬送することにある。ベルトコンベアで印刷媒体を搬送した場合、プロセスカラーによる重色印刷では、速度変動によって位置ずれを生じる場合があるため不向きである。

ただし、ある程度の速度変動であれば、たとえばベルト速度を測定し、その測定されたベルト速度に合わせてインクを吐出することで、速度変動による印刷画像への悪影響を最小限にすることができる。

特開２００７－１０４８号公報

しかしながら、印刷画像への悪影響は速度変動だけでなく、印刷媒体と搬送ベルトとの間で起こる突発的な滑りでも発生する。たとえば搬送ベルトにより搬送される印刷媒体が、段ボールのような梱包材である場合、搬送ベルトと印刷媒体との間で滑りが発生しやすい。

印刷媒体とベルトとの間で滑りが発生した場合、印刷媒体が想定よりも遅く移動しているため、印刷画像は、原稿画像よりも縮むことになる。また、滑りによる印刷画像への影響は印刷区間内で起きたものは累計されるため、起こる頻度によっては影響度が計り知れない。

特許文献１では、印刷媒体を搬送するローラに設けられたロータリーエンコーダによって検出される送り量と、予め設定された標準送り量を５ラインごとに比較し、この送り誤差によって印画周期を調節することが提案されている。特許文献１では、ロータリーエンコーダによって検出される送り量のずれについては補正をおこなっているが、印刷媒体の滑りについては何も触れられていない。

本発明は、上記事情に鑑み、搬送ベルトなどによって搬送される印刷媒体に印刷される印刷画像の縮みを防止することができる滑り検出装置および方法を提供することを目的とするものである。

本発明の滑り検出装置は、搬送路の移動によって搬送される印刷媒体の移動距離を検出する印刷媒体移動距離検出部と、印刷媒体の移動距離と搬送路の移動距離とに基づいて、搬送路上における印刷媒体の滑りを検出する滑り検出部とを備える。

本発明の滑り検出装置によれば、搬送路の移動によって搬送される印刷媒体の移動距離を検出し、印刷媒体の移動距離と搬送路の移動距離とに基づいて、搬送路上における印刷媒体の滑りを検出するようにしたので、たとえばその滑りの情報に基づいて、インクの吐出タイミングを制御したり、警告を行うことによって、印刷画像の縮みを防止することができる。

本発明の滑り検出装置の一実施形態を用いた印刷装置の外観斜視図 図１に示す印刷装置を上方から見た図 ローラエンコーダユニットの概略構成を示す図 図１に示す印刷装置の制御系を示すブロック図 滑り情報に基づいてインクの吐出タイミングの制御および警告を行う方法を説明するためのフローチャート

以下、図面を参照して本発明の滑り検出装置の一実施形態を用いた印刷装置１について詳細に説明する。本実施形態の印刷装置１は、搬送ベルト上における印刷媒体の滑り検出に特徴を有するものであるが、まずは、印刷装置１全体の構成について、図１および図２を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の印刷装置１の概略構成を示す外観斜視図である。図１に示す上下左右前後が、本実施形態の印刷装置１の上下左右前後方向であり、図２は、図１に示す印刷装置１を上方から見た図である。

本実施形態の印刷装置１は、段ボールなどの立体的な印刷媒体Ｐの側面Ｐｓに印刷処理を施すものである。印刷装置１は、搬送ユニット１０と、ヘッドユニット２０と、ローラエンコーダユニット３０と、測距センサ４０と、給紙センサ５０と、排紙センサ６０とを備えている。

搬送ユニット１０は、印刷媒体Ｐを図１および図２に示す搬送方向（矢印方向）に搬送する。搬送ユニット１０は、印刷媒体Ｐの搬送方向に直交する方向に延設された２本のプラテンローラ１１，１２と搬送ベルト１３などを備える。

２本のプラテンローラ１１，１２は、印刷媒体Ｐの搬送方向について離間して平行に配置される。そして、平行に配列された２本のプラテンローラ１１，１２間に環状の搬送ベルト１３が掛け渡され、プラテンローラ１１，１２が回転することによって、環状の搬送ベルト１３が移動し、これにより印刷媒体Ｐが搬送される。

ヘッドユニット２０は、搬送ユニット１０によって搬送された印刷媒体Ｐの側面Ｐｓに対してインクを吐出することによって印刷処理を施す。

ヘッドユニット２０は、図１に示すように、４本のラインヘッド２１，２２，２３，２４を有する。４本のラインヘッド２１～２４は、それぞれＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）およびＫ（ブラック）のインクを吐出するものである。

各ラインヘッド２１～２４は、複数のインクジェットヘッド２５が鉛直方向に配列されたものであり、印刷媒体Ｐの搬送方向について平行に配列される。

各ラインヘッド２１～２４は、それぞれ６個のインクジェットヘッド２５を備える。各ラインヘッド２１～２４において、６個のインクジェットヘッド２５は、鉛直方向について千鳥配置されている。そして、印刷媒体Ｐの搬送に伴って、千鳥配置された６個のインクジェットヘッド２５から予め設定された吐出タイミングにてインクが吐出されることによって、印刷媒体Ｐの側面Ｐｓに対して印刷処理が施される。

なお、本実施形態では、インクジェット方式によって印刷処理を施すようにしたが、感熱方式によって印刷処理を施すようにしてもよい。

ローラエンコーダユニット３０は、搬送ユニット１０の搬送ベルト１３の移動距離を検出するものである。図３は、ローラエンコーダユニット３０の概略構成を示す図である。本実施形態においては、ローラエンコーダユニット３０が、本発明の搬送路移動距離検出部に相当する。

図３に示すように、ローラエンコーダユニット３０は、ローラ３１と、ロータリーエンコーダ３２とを備える。ローラ３１は、搬送ベルト１３に接するように設置され、ローラ３１と搬送ベルト１３との接地面で発生する摩擦力によって、搬送ベルト１３の移動に伴ってローラ３１が回転するように構成されている。すなわち、ローラ３１は、プラテンローラ１１，１２の回転に伴う搬送ベルト１３の移動によって回転する。

ローラ３１の中心には回転軸３３の一端が接続され、回転軸３３の他端にはロータリーエンコーダ３２が接続されている。ローラ３１の回転によってロータリーエンコーダ３２が回転し、これにより、ロータリーエンコーダ３２から後述する制御部７０に向けてパルス信号が出力される。制御部７０は、ロータリーエンコーダ３２から出力されたパルス信号をカウントすることによって、搬送ベルト１３の移動距離を算出する。

ただし、ローラエンコーダユニット３０のパルス信号に基づいて算出される搬送ベルト１３の移動距離は、搬送ベルト１３上においてローラ３１の滑りが無い場合には、実際の搬送ベルト１３の移動距離と一致するが、ローラ３１の滑りが有る場合には、パルス信号のカウント数が少なくなるので、実際の搬送ベルト１３の移動距離よりも短い距離となる。

測距センサ４０は、レーザ変位計であって、搬送ベルト１３によって搬送される印刷媒体Ｐに対してレーザ光を照射し、その反射光を検出することによって、測距センサ４０と印刷媒体Ｐとの間の距離を検出する。本実施形態においては、測距センサ４０が、印刷媒体移動距離検出部に相当する。

測距センサ４０は、図２に示すように、搬送方向に直交する方向について、搬送ベルト１３を挟んでヘッドユニット２０とは反対側に設置される。また、測距センサ４０は、印刷媒体Ｐが搬送される範囲の外側に設置され、これにより搬送ベルト１３によって搬送される印刷媒体Ｐに衝突しない位置に配置される。

そして、測距センサ４０は、図２に示すように、レーザ光Ｌｓの光軸と搬送方向とが、角度θをなすような方向に向けてレーザ光Ｌｓを出射する。角度θは、給紙センサ５０と排紙センサ６０との間を搬送される印刷媒体Ｐに対してレーザ光Ｌｓが照射されるように設定されている。

給紙センサ５０および排紙センサ６０は、光学センサであり、給紙センサ５０は、ヘッドユニット２０に対して搬送方向上流側の近傍に設けられ、排紙センサ６０は、ヘッドユニット２０に対して搬送方向下流側の近傍に設けられる。

給紙センサ５０および排紙センサ６０は、印刷媒体Ｐが通過したことを検出するセンサである。給紙センサ５０によって印刷媒体Ｐの通過が検出されることによって、ヘッドユニット２０への印刷媒体Ｐの供給タイミングが検出される。また、排紙センサ６０によって印刷媒体Ｐの通過が検出されることによって、ヘッドユニット２０からの印刷媒体Ｐの排出タイミングが検出される。後述する制御部７０は、上述した供給タイミングに基づいて、ヘッドユニット２０からのインク吐出の開始タイミングを制御し、上述した排出タイミングに基づいて、印刷媒体Ｐに対する印刷処理の終了を検出する。

図４は、本実施形態の印刷装置１の制御系を示すブロック図である。印刷装置１は、装置全体を制御する制御部７０を備えている。

制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリおよびハードディスクなどを備えている。制御部７０は、半導体メモリまたはハードディスクなどの記憶媒体に予め記憶されたプログラムを実行し、かつ電気回路を動作させることによって図４に示す各部を制御するものである。

特に、本実施形態の制御部７０は、滑り検出部７１を備える。滑り検出部７１は、測距センサ４０によって検出された印刷媒体Ｐとの距離に基づいて、印刷媒体Ｐの移動距離を算出するとともに、ローラエンコーダユニット３０から出力されたパルス信号に基づいて、搬送ベルト１３の移動距離を算出する。なお、上述したように、ローラエンコーダユニット３０のローラ３１に滑りが生じた場合、実際の搬送ベルト１３の移動距離とローラエンコーダユニット３０のパルス信号に基づく搬送ベルト１３の移動距離とが異なるので、以下、ローラエンコーダユニット３０のパルス信号に基づく搬送ベルト１３の移動距離のことを、エンコーダ移動距離という。

そして、滑り検出部７１は、単位時間当たりの印刷媒体Ｐの移動距離とエンコーダ移動距離とに基づいて、搬送ベルト１３上における印刷媒体Ｐの滑り量および搬送ベルト１３上におけるローラエンコーダユニット３０のローラ３１の滑り量の両方を含む滑り情報を取得する。

具体的には、滑り検出部７１は、下式（１）に基づいて、時間ｔ１から時間ｔ２までの搬送エンコーダ移動距離Ｌｅｎｃを算出する。ただし、Ｄは、ローラ３１の直径［ｍｍ］であり、Ｐは、ロータリーエンコーダ３２の１回転当たりのパルス数［ｐｕｌｓｅ］であり、Ｐ_{ｔ２－ｔ１}は、時間ｔ１から時間ｔ２までに検出されたパルス数［ｐｕｌｓｅ］である。
Ｄ／Ｐ×Ｐ_{ｔ２－ｔ１}＝Ｌｅｎｃ ・・・（１）

また、滑り検出部７１は、下式（２）に基づいて、時間ｔ１から時間ｔ２までの印刷媒体Ｐの移動距離Ｌｓｎｒを算出する。ただし、Ｘｔ１は、時間ｔ１において測距センサ４０によって検出された測定距離［ｍｍ］であり、Ｘｔ２は、時間ｔ２において測距センサ４０によって検出された測定距離［ｍｍ］であり、θは、測距センサ４０から出射されたレーザ光Ｌｓの光軸と搬送方向とが成す角度（図２に示すθ）である。
（Ｘｔ１－Ｘｔ２）×ｃｏｓθ＝Ｌｓｎｒ ・・・（２）

そして、滑り検出部７１は、上式（１）で求められたＬｅｎｃと上式（２）で求められたＬｓｎｒに基づいて、下式（３）により滑り情報Ｌを算出する。
Ｌ＝Ｌｅｎｃ－Ｌｓｎｒ ・・・（３）

なお、滑り情報Ｌは、時間ｔ１から時間ｔ２までの時間毎に取得されるが、時間ｔ１から時間ｔ２までの時間が短すぎると、たとえば測距センサ４０がセンシティブになり過ぎて発振する可能性があり、また、高性能なセンサを用意する必要がある。

そこで、本実施形態においては、汎用的な性能の測距センサ４０を用いて、時間ｔ１から時間ｔ２までの時間をたとえば０．５０ｍｓとする。すなわち、滑り検出部７１は、給紙センサ５０によって印刷媒体Ｐが検出された時点から排紙センサ６０によって印刷媒体Ｐが検出されなくなる時点までの間において、０．５０ｍｓ毎に滑り情報Ｌを取得する。

さらに、制御部７０は、上述したようにして取得された滑り情報Ｌに基づいて、下式（４）により補正値Ｔ［ｓ］を求める。Ｓは、搬送ベルト１３の搬送速度［ｍｍ／ｓ］で、予め設定された値であり、補正値Ｔは、印刷媒体Ｐの移動距離とエンコーダ移動距離の差分だけ進むための時間［ｓ］である。
Ｔ＝Ｌ／Ｓ ・・・（４）

そして、制御部７０は、ローラエンコーダユニット３０のパルス信号のカウント数が予め設定された数に到達する毎に、ヘッドユニット２０の各インクジェットヘッド２５からのインクの吐出タイミングを制御するが、この際、滑り情報Ｌの大きさに応じて、補正値Ｔを用いてインクの吐出タイミングを補正する。また、制御部７０は、滑り情報Ｌの絶対値が、予め設定された閾値を超える場合には、操作パネル８０にメッセージを表示させるなどして警告を行う。

図５は、上述したように滑り情報Ｌおよび補正値Ｔに基づいて、インクの吐出タイミングの制御および警告を行う方法を説明するためのフローチャートである。

図５に示すように、制御部７０は、まず、滑り情報Ｌが正の値か否かを判定する（Ｓ１０）。なお、滑り情報Ｌが正である場合には、Ｌｅｎｃ＞Ｌｓｎｒであるので、エンコーダ移動距離よりも印刷媒体Ｐの移動距離の方が小さいので、搬送ベルト１３上において印刷媒体Ｐの滑りが生じていることになる。

そして、制御部７０は、滑り情報Ｌが正の値である場合には（Ｓ１０，ＹＥＳ）、滑り情報Ｌが、０．１０以上かつ０．５０以下であるか否かを判定する（Ｓ１２）。そして、制御部７０は、滑り情報Ｌが、０．１０以上かつ０．５０以下である場合には（Ｓ１２，ＹＥＳ）、印刷媒体Ｐの滑りを検出し（Ｓ１４）、予め設定されたインクの吐出タイミングに対して補正値Ｔを加算する（Ｓ１８）。この場合、補正値Ｔは正の値であるので、補正値Ｔを加算することによって、予め設定されたインクの吐出タイミングを遅らせることができ、印刷画像の縮みを防止することができる。

一方、制御部７０は、滑り情報Ｌが負の値である場合には（Ｓ１０，ＮＯ）、滑り情報Ｌが、－０．１０以下かつ－０．５０以上であるか否かを判定する（Ｓ２０）。なお、滑り情報Ｌが負である場合には、Ｌｅｎｃ＜Ｌｓｎｒであるので、印刷媒体Ｐの移動距離よりもエンコーダ移動距離の方が小さいので、搬送ベルト１３上においてローラ３１の滑りが生じていることになる。

したがって、制御部７０は、滑り情報Ｌが、－０．１０以下かつ－０．５０以上である場合には（Ｓ２０，ＹＥＳ）、ローラ３１の滑りを検出し（Ｓ２２）、予め設定されたインクの吐出タイミングに対して補正値Ｔを加算する（Ｓ１８）。この場合、補正値Ｔは負の値であるので、補正値Ｔを加算することによって、予め設定されたインクの吐出タイミングを早めることができ、印刷画像の伸びを防止することができる。

また、制御部７０は、Ｓ１２において、滑り情報Ｌが０．１０以上かつ０．５０以下の範囲ではないと判定され（Ｓ１２，ＮＯ）、かつ滑り情報Ｌが０．５０を超える場合には（Ｓ２４，ＹＥＳ）、補正の許容範囲を超えるものとして、インクの吐出タイミングの補正を行うことなく、警告を行う（Ｓ２８）。

また、制御部７０は、Ｓ２０において、滑り情報Ｌが０．－１０以下かつ－０．５０以上の範囲ではないと判定され（Ｓ１２，ＮＯ）、かつ滑り情報Ｌが－０．５０よりも小さい場合にも（Ｓ２６，ＹＥＳ）、補正の許容範囲を超えるものとして、インクの吐出タイミングの補正を行うことなく、警告を行う（Ｓ２８）。

一方、制御部７０は、Ｓ２４において、滑り情報Ｌが０．１０を超えていない、すなわち０．１０よりも小さい場合には、許容範囲内である（滑りによる印刷画像への影響が特に問題のないレベルである）として、インクの吐出タイミングの補正および警告を行わない。また、制御部７０は、Ｓ２６において、滑り情報Ｌが－０．１０よりも小さくない、すなわち－０．１０よりも大きい場合には、許容範囲内であるとして、インクの吐出タイミングの補正および警告を行わない。

そして、制御部７０は、Ｓ１０～Ｓ２８までの処理を印刷処理が終了するまで繰り返して行い（Ｓ３０，ＮＯ）、印刷処理が終了した時点で処理を終了する（Ｓ３０，ＹＥＳ）。

上記実施形態の印刷装置１によれば、印刷媒体Ｐの移動距離を検出し、印刷媒体Ｐの移動距離と搬送ベルト１３の移動距離（エンコーダ移動距離）とに基づいて、搬送ベルト１３上における印刷媒体Ｐの滑り情報Ｌを取得し、その滑り情報Ｌに基づいて、インクの吐出タイミングを補正値Ｔによって補正したり、警告を行うようにしたので、印刷画像の縮みを防止することができる。

また、上記実施形態の印刷装置１においては、搬送ベルト１３の移動距離を検出するローラエンコーダユニット３０を設けるようにしたので、ローラエンコーダユニット３０によって検出されたエンコーダ移動距離と印刷媒体Ｐとの移動距離とを比較することによって、ローラエンコーダユニット３０のローラ３１の搬送ベルト１３上における滑りも検出することができる。

また、上記実施形態の印刷装置１においては、印刷媒体Ｐの滑り情報Ｌに基づいて、ヘッドユニット２０のインクジェットヘッド２５からのインクの吐出タイミングを補正するようにしたので、簡易な制御によって印刷画像の伸縮を防止することができる。

また、上記実施形態の印刷装置１においては、印刷媒体Ｐの滑り情報Ｌが、予め設定された閾値以上である場合には、警告を出力するようにしたので、滑り情報Ｌが印刷画像の補正の許容範囲を超える場合には、印刷処理を停止させることができる。

また、上記実施形態の印刷装置１においては、印刷媒体Ｐの移動距離を検出する測距センサ４０を有し、その測距センサ４０を、印刷媒体Ｐが搬送される範囲外に設置するようにしたので、印刷媒体Ｐが測距センサ４０に衝突することなく、印刷媒体Ｐの移動距離を適切に計測することができる。

また、上記実施形態の印刷装置１においては、搬送ベルト１３上における印刷媒体Ｐの滑りとローラエンコーダユニット３０のローラ３１の滑りとの両方を検出するようにしたが、これらのうち搬送ベルト１３上における印刷媒体Ｐの滑りのみを検出するようにしてもよい。この場合、滑り情報Ｌを算出する際には、エンコーダ移動距離ではなく、たとえば予め設定された搬送速度と時間ｔ１～時間ｔ２までの時間を乗算することによって、搬送ベルト１３の移動距離を算出するようにしてもよい。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階でその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。たとえば実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良い。このような、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることはもちろんである。

本発明に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
本発明の滑り検出装置は、搬送路の移動によって搬送される印刷媒体の移動距離を検出する印刷媒体移動距離検出部と、印刷媒体の移動距離と搬送路の移動距離とに基づいて、搬送路上における印刷媒体の滑りを検出する滑り検出部とを備える。

（付記２）
付記１記載の滑り検出装置においては、搬送路の移動距離を検出する搬送路移動距離検出部を備えることができる。

（付記３）
付記１または付記２記載の滑り検出装置においては、印刷媒体の滑りの情報に基づいて、印刷媒体に対して印刷処理を施す印刷処理部を制御する制御部を備えることができる。

（付記４）
付記３記載の滑り検出装置において、制御部は、印刷媒体の滑りの情報が、予め設定された閾値以上である場合には、警告を出力することができる。

（付記５）
付記１から付記４記載の滑り検出装置においては、印刷媒体移動距離検出部が、印刷媒体の移動距離を検出する測距センサを有し、その測距センサを、印刷媒体が搬送される範囲外に設置することができる。

（付記６）
本発明の滑り検出方法は、搬送路の移動によって搬送される印刷媒体の移動距離を検出し、印刷媒体の移動距離と搬送路の移動距離とに基づいて、搬送路上における印刷媒体の滑りを検出する。

１ 印刷装置
１０ 搬送ユニット
１１，１２ プラテンローラ
１３ 搬送ベルト
２０ ヘッドユニット
２１～２４ ラインヘッド
２５ インクジェットヘッド
３０ ローラエンコーダユニット
３１ ローラ
３２ ロータリーエンコーダ
３３ 回転軸
４０ 測距センサ
５０ 給紙センサ
６０ 排紙センサ
７０ 制御部
７１ 滑り検出部
Ｌｓ レーザ光
Ｐ 印刷媒体
Ｐｓ 側面

Claims (6)

1. 搬送路の移動によって搬送される印刷媒体の移動距離を検出する印刷媒体移動距離検出部と、
   前記印刷媒体の移動距離と前記搬送路の移動距離とに基づいて、前記搬送路上における前記印刷媒体の滑りを検出する滑り検出部とを備えた滑り検出装置。
2. 前記搬送路の移動距離を検出する搬送路移動距離検出部を備える請求項１記載の滑り検出装置。
3. 前記印刷媒体の滑りの情報に基づいて、前記印刷媒体に対して印刷処理を施す印刷処理部を制御する制御部を備えた請求項１記載の滑り検出装置。
4. 前記制御部が、前記印刷媒体の滑りの情報が、予め設定された閾値以上である場合には、警告を出力する請求項３記載の滑り検出装置。
5. 前記印刷媒体移動距離検出部が、前記印刷媒体の移動距離を検出する測距センサを有し、
   前記測距センサが、前記印刷媒体が搬送される範囲外に設置されている請求項１記載の滑り検出装置。
6. 搬送路の移動によって搬送される印刷媒体の移動距離を検出し、
   前記印刷媒体の移動距離と前記搬送路の移動距離とに基づいて、前記搬送路上における前記印刷媒体の滑りを検出する滑り検出方法。