JP2004237693A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙を搬送ベルトで搬送することで用紙先端から記録を開始できるようにした場合には、用紙先端検出にずれが生じると、搬送ベルト上に液滴が着弾して搬送ベルトが汚れるなどの誤記録が発生する。
【解決手段】記録ヘッド７を搭載したキャリッジ３に搬送ベルト２１で搬送される用紙１２を検知する用紙センサ４１を設け、この用紙センサ４１は記録ヘッド７による記録開始位置よりも用紙搬送方向上流側で用紙１２の先端を検知できるとともに、キャリッジ３がホーム位置にあるときに記録領域側に位置するように設けた。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００１−１０１５１号公報
【特許文献２】特開平５−１３１７２９号公報
【特許文献３】特公平６−３０９３３号公報
【特許文献４】特開平６−２７８９１２号公報
【０００３】
プリンタ等の画像形成装置（或いは画像記録装置ともいう。）として、例えばインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、インク記録ヘッドから用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み。液滴が付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙などとも称される。）にインク滴を吐出して記録（画像形成）を行うものであり、高精細な画像を高速で記録することができ、ランニングコストが安く、騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
【０００４】
このようなインクジェット記録装置として、従来、
【特許文献１】に記載されているように、記録ヘッドに用紙を送り込むフィードローラの用紙搬送方向上流側に用紙の先端を検知するためのセンサを設けるとともに、記録ヘッドを搭載したキャリッジに用紙の後端を検知するためのセンサを設けたものがある。
【０００５】
また、
【特許文献２】に記載されているように、キャリッジに用紙の有無を検出する用紙センサを設け、この用紙センサは用紙搬送方向で記録ヘッドと同じ位置を検出するように設け、用紙の幅方向及び用紙後端を検出するようにしたものがある。
【０００６】
また、
【特許文献３】に記載されているように、キャリッジに用紙の有無を検出する用紙センサを設け、この用紙センサは用紙搬送方向で記録ヘッドと同じ位置を検出するように設け、用紙の幅方向及び用紙先端を検出するようにしたものがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記
【特許文献１】に記載のものにあっては、用紙先端を検知するセンサと用紙幅を検知するセンサとを別個に設けるために部品点数が多くなるという課題がある。
【０００８】
これに対して、
【特許文献２】又は
【特許文献３】に記載のものにあっては、キャリッジに用紙を検出するセンサを設けてキャリッジを走査することで用紙幅も検出できるようにしているために、用紙の有無を検出するセンサが１個で済むという利点がある。
【０００９】
ところが、これらの
【特許文献２】又は
【特許文献３】に記載のものにあっては、用紙センサによる用紙の検知位置が記録ヘッドの記録位置と同じにしている。これらは、用紙をプラテンローラで搬送するために用紙先端余白を十分に確保する場合には適用できるが、搬送ベルトで搬送することで、用紙先端から記録を開始できるようにした場合には、用紙先端検出にずれが生じると、用紙外に液滴が吐出され、画像品質が低下したり、搬送ベルト上に液滴が着弾して搬送ベルトが汚れることになるなど、誤記録が生じるという課題がある。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で用紙の先端及び用紙幅を検知でき、誤記録を防止可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、記録ヘッドを搭載する部材に用紙を検知する検知手段を備え、この検知手段は記録ヘッドによる記録開始位置よりも用紙搬送方向上流側で用紙を検知する構成とした。
【００１２】
ここで、記録ヘッドを搭載する部材が記録ヘッドを主走査方向に移動させるためのキャリッジであることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る画像形成装置は、キャリッジに用紙を検知する検知手段を備え、この検知手段は記録ヘッドによる記録開始位置よりも用紙搬送方向上流側で用紙を検知可能で、かつキャリッジのホーム位置で記録領域側に位置する構成とした。
【００１４】
これらの本発明に係る画像形成装置においては、検知手段が用紙の先端を検知した時からの用紙送り量に基づいて記録を開始することが好ましい。また、検知手段の検知結果に基づいて用紙がない部分に対しては記録動作を行わないことが好ましい。また、用紙を搬送ベルトによって搬送することが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の一例を示すインクジェット記録装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同記録装置の要部平面説明図、図３は同記録装置の要部斜視説明図である。
【００１６】
このインクジェット記録装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１とガイドレール２とでキャリッジ３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ４でタイミングベルト５を介して図２で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。
【００１７】
このキャリッジ３には、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個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド７を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００１８】
記録ヘッド７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インクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。
【００１９】
また、キャリッジ３には、記録ヘッド７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク８を搭載している。このサブタンク８には図示しないインク供給チューブを介してメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。
【００２０】
一方、給紙カセット１０などの用紙積載部（圧板）１１上に積載した用紙１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１から用紙１２を１枚づつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１３及び給紙ローラ１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４を備え、この分離パッド１４は給紙ローラ１３側に付勢されている。
【００２１】
そして、この給紙部から給紙された用紙１２を記録ヘッド７の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト２１と、給紙部からガイド１５を介して送られる用紙１２を搬送ベルト２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ２２と、略鉛直上方に送られる用紙１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト２１上に倣わせるための搬送ガイド２３と、押さえ部材２４で搬送ベルト２１側に付勢された先端加圧コロ２５とを備えている。また、搬送ベルト２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２６を備えている。
【００２２】
ここで、搬送ベルト２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２７とテンションローラ２８との間に掛け渡されて、副走査モータ３１からタイミングベルト３２及びタイミングローラ３３を介して搬送ローラ２７が回転されることで、図２の矢示方向（ベルト搬送方向）に周回するように構成している。
【００２３】
この搬送ベルト２１は、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。
【００２４】
また、搬送ローラ２７とカウンタローラ２２とで搬送ローラニップ部１８を形成し、この搬送ローラニップ部１８よりも用紙搬送方向上流側の所定の位置に用紙１２を検出する用紙検出センサ１６を配置している。この用紙検出センサ１６は用紙１２が検知レバー１７を変位させることで用紙１２を検出する（図１の破線図示の位置がオン位置である）。なお、用紙検出センサ１６は用紙給紙を検出するためのものである。
【００２５】
帯電ローラ２６は、搬送ベルト２１の表層に接触し、搬送ベルト２１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。また、搬送ローラ２７はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト２１の中抵抗層（裏層）と接触配置され接地している。
【００２６】
また、搬送ベルト２１の裏側には、記録ヘッド４による印写領域に対応してガイド部材３６を配置している。このガイド部材３６は、上面が搬送ベルト２１を支持する２つのローラ（搬送ローラ２７とテンションローラ２８）の接線よりも記録ヘッド７側に突出している。これにより、搬送ベルト２１は印写領域ではガイド部材３６の上面にて押し上げられてガイドされる。
【００２７】
そして、搬送ベルト２１で搬送される用紙１２の先端を検知するために、図３にも示すように、キャリッジ３には検知手段である反射型フォトセンサからなる用紙センサ４１を設けている。この用紙センサ４１は記録ヘッド７による記録位置（印字領域）よりも用紙搬送方向上流側で用紙１２を検知できる位置に設けている。また、この用紙センサ４１はキャリッジ３がホーム位置（図３の実線図示の位置）にあるときに記録領域側（搬送ベルト２１側）に位置する側に設けている。
【００２８】
また、キャリッジ３の前方側には、図１及び図３に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール４２を設け、キャリッジ３の前面側にはエンコーダスケール４２のスリットを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ４３を設け、これらによって、キャリッジ３の主走査方向位置（ホーム位置に対する位置）を検知するためのエンコーダ４４を構成している。
【００２９】
さらに、記録ヘッド７で記録された用紙１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２１から用紙１２を分離するための分離部と、排紙ローラ５２及び排紙コロ５３と、排紙される用紙１２をストックする排紙トレイ５４とを備えている。
【００３０】
また、背部には両面給紙ユニット６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット６１は搬送ベルト２１の逆方向回転で戻される用紙１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙する。
【００３１】
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、給紙部から用紙１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１２はガイド１５で案内され、搬送ベルト２１とカウンタローラ２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３で案内されて先端加圧コロ２５で搬送ベルト２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００３２】
このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ２６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト２１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２１上に用紙１２が給送されると、用紙１２内で帯電パターンと反対の電荷に分極するので、平行接続されたコンデンサが形成されたこととなり、用紙１２が搬送ベルト２１に吸着され、搬送ベルト２１の周回移動によって用紙１２が副走査方向に搬送される。
【００３３】
そこで、キャリッジ３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド７を駆動することにより、停止している用紙１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１２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、用紙１２を排紙トレイ４４に排紙する。
【００３４】
また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１２を両面給紙ユニット６１内に送り込み、用紙１２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ４４に排紙する。
【００３５】
次に、このインクジェット記録装置の制御部の概要について図４を参照して説明する。なお、図４は同制御部の全体ブロック説明図である。
この制御部は、プリンタコントローラ７０と、主走査モータ４及び副走査モータ３１を駆動するためのモータドライバ８１と、給紙ローラ１３に副走査モータ３１の回転を伝達するための給紙クラッチ８３を駆動するためのドライバ８２と、記録ヘッド７（インクジェットヘッド）を駆動するためのヘッドドライバ（ヘッド駆動回路、ドライバＩＣで構成）８４等を備えている。
【００３６】
プリンタコントローラ７０は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの印刷データ等をケーブル或いはネットを介して受信するインターフェース（以下「Ｉ／Ｆ」という）７２と、ＣＰＵ等からなる主制御部７３と、各種データの記憶等を行うＲＡＭ７４と、各種データ処理のためのルーチン等を記憶したＲＯＭ７５と、記録ヘッド７への駆動波形を発生させる駆動信号発生回路７７と、ドットパターンデータ（ビットマップデータ）に展開された印字データ及び駆動波形等をヘッドドライバ８４に送信するためのＩ／Ｆ７８、モータ駆動データをモータドライバ８１に送信し、クラッチオン信号をドライバ８２に送信するためのＩ／Ｆ７９等とを備えている。
【００３７】
ＲＡＭ７４は各種バッファ及びワークメモリ等として用いる。ＲＯＭ７５は主制御部７３によって実行する各種制御ルーチンとフォントデータ及びグラフィック関数、各種手続き等を記憶している。
【００３８】
主制御部７３は用紙検出センサ１６からの検出信号に基づいて給紙制御を行う。また、主制御部７３はエンコーダ４４の出力信号に基づいてキャリッジ３の主走査方向の位置を検出してキャリッジ３の停止位置制御を行い、用紙センサ４２の検知信号に基づいて用紙１２の先端位置検知及び搬送ベルト２１上での用紙１２の有無の検出を行う。
【００３９】
この主制御部７３は、Ｉ／Ｆ７２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、この解析結果（中間コードデータ）をＲＡＭ７４の所定のエリアに記憶し、記憶した解析結果からＲＯＭ７５に格納したフォントデータを用いて画像出力するためのドットパターンデータを生成し、ＲＡＭ７４の異なる所定のエリアに再び記憶する。なお、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの記録装置に転送する場合には、単にＲＡＭ７４に受信したビットマップの画像データを格納する。
【００４０】
そして、主制御部７３は、記録ヘッド７の１行分に相当するドットパターンデータが得られると、この１行分のドットパターンデータを、発振回路７６からのクロック信号ＣＬＫに同期して、Ｉ／Ｆ７８を介してヘッドドライバ８２にシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバ８２に送出する。
【００４１】
駆動信号発生回路７７は、駆動波形（駆動信号）のパターンデータを格納したＲＯＭ（ＲＯＭ７５で構成することもできる。）と、このＲＯＭから読み出される駆動波形のデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器を含む波形生成回路及びアンプ等で構成している。
【００４２】
ヘッドドライバ８２は、主制御部７３からのクロック信号及び印字信号であるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値を主制御部７３からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、このレベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）とからなり、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的にヘッド７に印加する。
【００４３】
次に、主制御部７３による印字制御（記録制御）の概要について図５を参照して説明する。
主制御部７３は、給紙に先立って主走査モータ４を回転駆動してキャリッジ３を搬送ベルト２１の略中央部（あるいは給紙する用紙サイズの用紙の略中央部）に移動させた後、給紙クラッチ８３をオンして副走査モータ３１の回転を給紙ローラ１３に与える。これにより、給紙ローラ１３が時計方向に１回転し、給紙トレイ１０から用紙１２がフリクションパッド１４で１枚に分離されて送り出される。
【００４４】
そして、用紙センサ４１の検知信号をチェックして用紙１２の先端が検知されたか否かを判別し、用紙１２の先端を検知した時から用紙１２を所定の印字開始位置まで搬送（フィード）して停止させる。このとき、用紙センサ４１は記録ヘッド７による印字領域よりも用紙搬送方向上流側で用紙１２の先端を検知するので、用紙１２の先端の検知位置ずれが生じても、用紙１２を印字開始位置に確実に送ることができ、用紙１２の先端から印字を開始する場合でも搬送ベルト２１上に誤印字されるようなことはない。
【００４５】
その後、キャリッジ３を一旦ホーム位置に戻し、ホーム位置を基準にしてエンコーダ４４の出力に基づいてキャリッジ３の記録領域側への移動を開始し、このとき用紙センサ４１の検知信号をチェックして用紙１２があるか否かを判別し、用紙１２があるときに所要の印字（記録動作）を行い、用紙１２が検出されないときには記録動作を行わない。これにより、用紙１２がない箇所での印字（インク滴吐出）が行われないので、搬送ベルト２１上にインク滴を打ち込むことがなくなり、搬送ベルト２１や用紙１２の汚れを防止することができる。
【００４６】
なお、上記実施形態においては本発明をキャリッジを用いるシャトル型インクジェット記録装置に適用した例で説明したが、ライン型ヘッドを用いるライン型インクジェット記録装置にも適用することができ、また、インクジェット記録装置に限らず、複写装置、ファクシミリ装置、複写装置／プリンタ／ファクシミリ装置の複合機などの画像形成装置にも適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドを搭載する部材に用紙を検知する検知手段を備え、この検知手段は記録ヘッドによる記録開始位置よりも用紙搬送方向上流側で用紙を検知することで用紙先端を検知するので、簡単な構成で用紙先端、用紙幅の検知が可能になるとともに誤記録を防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す側面説明図
【図２】同装置の要部平面説明図
【図３】同装置の要部斜視説明図
【図４】同装置の制御部の概要を説明するブロック説明図
【図５】同制御部による制御の一例の説明に供するフロー図
【符号の説明】
３…キャリッジ、７…記録ヘッド、１０…給紙トレイ、１２…用紙、１３…給紙ローラ、１５…ガイド、１６…用紙検出センサ、２１…搬送ベルト、２２…カウンタローラ、２６…帯電ローラ、２７…搬送ローラ、２８…テンションローラ、４１…用紙センサ（検知手段）、４４…エンコーダ。

Claims (6)

1. 液滴を吐出する吐出口を有する記録ヘッドを備えた画像形成装置において、前記記録ヘッドを搭載する部材に用紙を検知する検知手段を備え、この検知手段は前記記録ヘッドによる記録開始位置よりも用紙搬送方向上流側で前記用紙を検知することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記記録ヘッドを搭載する部材が前記記録ヘッドを主走査方向に移動させるためのキャリッジであることを特徴とする画像形成装置。
3. 液滴を吐出する吐出口を有する記録ヘッドをキャリッジに搭載した画像形成装置において、前記キャリッジに用紙を検知する検知手段を備え、この検知手段は前記記録ヘッドによる記録開始位置よりも用紙搬送方向上流側で前記用紙を検知可能で、かつ前記キャリッジのホーム位置で記録領域側に位置することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記検知手段が前記用紙の先端を検知した時からの用紙送り量に基づいて記録を開始することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記検知手段の検知結果に基づいて前記用紙がない部分に対しては記録動作を行わないことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記用紙を搬送ベルトによって搬送することを特徴とする画像形成装置。

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