JP2004276425A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】搬送ローラ27のホーム位置と偏心量及び角度に基づいて搬送ローラ27の送り量誤差を算出し、算出した送り量誤差に基づいて搬送ローラ27の回転量を補正することで、送り量変動を低減する。
【選択図】 図4
Description
【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】特許第2897960号公報
【特許文献2】特開平7−53081号公報
【0003】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置(或いは画像形成装置ともいう。)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などを含むインク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。)にインクを吐出して記録を行うものであり、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】
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が知られている。
【0005】
インクジェット記録装置において、高画質化を追求すると、インク液滴の用紙への着弾位置精度が求められ、用紙の平面度を向上させる必要があるが、普通紙に印字した場合には、インクに含まれる水分によって、紙の繊維が膨潤し波状に変形してしまい、ドットの着弾位置にずれが生じてしまうことになる。
【0006】
そこで、
【特許文献1】や
【特許文献2】に記載されているように、用紙の平面性を維持するために、無端状の帯電ベルト(搬送ベルト)を備え、帯電ベルト表面を帯電して用紙を静電吸着させ、この状態で帯電ベルトを周回させることで用紙を搬送することにより、用紙の帯電ベルトからの浮き上がりを防止して、高い平面性を維持できるようにしたインクジェット記録装置が提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、搬送ベルトによって高い平面性で用紙を搬送するようした画像形成装置において、特に、搬送ベルトを駆動する駆動ローラの構成材料としてゴムローラなどの偏心量が大きい材料を用いた場合、駆動ローラのローラ径が変動してその回転量が一定でも、搬送ベルトの移動量(送り量)が変化したり、また、装置間での駆動ローラの径にバラツキが生じて、インク滴の着弾位置精度が低下し、画像品質が低下し、あるいはばらつくという課題がある。
【0008】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、駆動ローラの偏心による搬送性能の変化を低減する画像形成装置を提供することを目的とする。
【0009】
【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、搬送手段を駆動する駆動ローラのホーム位置の検出結果に基づいて駆動ローラの回転量を補正する手段を備えている構成とした。
【0010】
ここで、被記録媒体に記録することで前記駆動ローラの偏心量及び角度を認識可能な画像を形成するデータを格納した手段と、前記記録された画像の認識結果に基づいて指定される駆動ローラの偏心量及び角度に関する情報を記憶する手段とを備えていることが好ましい。この場合、駆動ローラのホーム位置の検出結果及び記憶されている駆動ローラの偏心量及び角度に関する情報に基づいて駆動ローラの回転量を補正する手段を備えていることが好ましい。
【0011】
また、駆動ローラのホーム位置に関する情報を記憶する手段を備えていることが好ましい。
【0012】
【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である。
【0013】
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。
【0014】
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画像形成手段である記録ヘッド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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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を介して駆動ローラである搬送ローラ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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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、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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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54に排紙する。
【0031】
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3を参照して説明する。なお、同図は同制御部の要部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、帯電ローラ26に帯電用高圧電圧を印加する高圧回路82を駆動するためのドライバ82と、図示しないが給紙ローラ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を駆動するためのドライバと、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と、各種指示及び表示を行うための操作パネル85等を備えている。
【0032】
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と、モータ駆動データをモータドライバ81に送信し、また、高圧回路82からの高圧出力のオン/オフ及び極性を制御するための制御データを高圧回路82に送信するためのI/F79と、操作パネル85との情報の送受、駆動ローラである搬送ローラ27の温度又は搬送ローラ27の温度に相関する温度を検出する温度センサ86等及び図示しないセンサを含む各種センサからの検知信号の入力を行うためのI/F80等とを備えている。
【0033】
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するとともに、予め測定(検出)した駆動ローラである搬送ローラ27の偏心量(振れ量)aとホーム位置θ0のデータ、及び搬送ローラ27の偏心量及び角度を認識可能な画像のデータを記憶している。
【0034】
主制御部73はROM75に格納されている搬送ローラ27の偏心量(振れ量)aとホーム位置θ0のデータに基づいて搬送ローラ27の回転量を補正(変調)制御する。また、主制御部73は操作パネル85あるいは図示しないディップスイッチなどによってテストプリントが指示されたときにROM75に記憶された搬送ローラ27の偏心量及び角度を認識可能な画像データをプリントアウトさせ、操作パネル85あるいは図示しないディップスイッチなどによって与えられる偏心量及び角度の指定情報を記憶する。
【0035】
また、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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
次に、主制御部73による搬送ローラによる送り量の補正制御の概要について図4をも参照して説明する。
まず、搬送ローラ27の偏心の送り量に与える影響について説明する。例えば、ここで、
搬送ローラ27の直径:32.04±0.03 〔mm〕
搬送ベルト21の厚み: 0.15±0.02 〔mm〕
とする。なお、ベルト厚み誤差±0.02はここでの計算には入れないものとする。
【0040】
この場合、搬送ローラ27の直径が偏心しているとすると、搬送ローラ27の直径は、32.04+2×a×Sinθとなる。したがって、送り量を決定する半径は(32.04+a×Sinθ)/2+0.15で求まる。
【0041】
そこで、ベルト厚み誤差の計算と同様に、搬送ローラ27の偏心がn回の送りで印字面に与える誤差ΔEhは、送りパルスをP、搬送ローラ27のホームポジション(ホーム位置)をθ0とすると、次の(1)式で求めることができる。
【0042】
【数1】
【0043】
そこで、この誤差ΔEhに基づいて搬送ローラ27を回転駆動する副走査モータ31の回転量を制御する(回転を変調する。)ことによって、搬送ベルト21による用紙の送り誤差を低減することができる。
【0044】
この場合、装置毎に搬送ローラ27の振れ量aとホーム位置θ0を予め測定(検出)してROMに記憶しておき、この記憶した(検出した)振れ量aとホーム位置θ0に基づいて副走査モータ31のい回転を変調制御する。
【0045】
すなわち、図4に示すように、主制御部73はプリント開始するときに、偏心量及び角度のデータと、ホーム位置のデータを読み込んで、搬送量の誤差を算出し、この算出した搬送量誤差に基づいて副走査モータ31の回転量を補正する。
【0046】
このように搬送ローラ27の偏心量及び角度と、搬送ローラ27のホーム位置に基づいて、送り毎に搬送ローラ27の回転量を補正することによって、搬送ローラ27をゴムローラなどの偏心が生じ易い材料で構成した場合でも、偏心による用紙の送り量変動を低減することができて、安定した画像品質を得ることができる。
【0047】
次に、他の実施形態について図5を参照して説明する。
この例では、用紙に記録することによって搬送ローラ27のバラツキ(偏心量、角度)を認識可能な画像(所定画像)のデータを予め記憶しておき、図5に示すように、ユーザー、検査者、サービスマンなど(ユーザー等)が操作パネル85あるいは図示しないディップスイッチなどによってテストプリントを指示したとき、記憶している所定画像を読み出して、例えば複数種類のパターンを用紙に記録する。
【0048】
ここで、ユーザー等が記録されたパターンの内の最も画像品質が良いと認識されるパターンの番号を指定することで、指定されたパターンに対応する搬送ローラ27の固有送り誤差(偏心量、角度)に関する情報を記憶保持する。
【0049】
そして、前述したようにこの記憶保持した固有送り誤差を新たな振れ量aとして、ホーム位置情報に基づいて回転量を補正する。これによって、装置間での搬送ローラの偏心量、角度のバラツキによる送り量バラツキを低減して、より高い精度で用紙を搬送することができて、画像品質が向上する。また、この場合、搬送ローラの偏心量、角度の調整も容易になる。
【0050】
なお、上記実施形態においては、搬送ローラのホーム位置を予め記憶保持した例で説明したが、搬送ローラのホーム位置を検出する手段を設けて、この検出したホーム位置と偏心量及び角度に基づいて補正するようにすることもできる。
【0051】
この場合、ホーム位置の検出結果を記憶するようにすれば、被記録媒体に対して記録を行うたびに検出する必要がなくなり、記録速度の低下を招かない。あるいは、電源投入時の予備動作中にホーム位置を検出するようにし、このときには搬送ローラの回転速度を遅くして検出精度を高めることもできる。
【0052】
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、電子写真方式を用いる画像形成装置などにも適用することができる。
【0053】
【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、搬送手段を駆動する駆動ローラのホーム位置に基づいて駆動ローラの回転量を補正するので、搬送ローラの固有誤差に基づく搬送性能の変動を抑制することができ、画像品質の向上を図ることができる。
【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】同装置の制御部の概要を説明するブロック説明図
【図4】同制御部による補正制御処理の一例の説明に供するフロー図
【図5】他の実施形態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、21…搬送ベルト、22…カウンタローラ、26…帯電ローラ(帯電手段)、27…搬送ローラ、28…テンションローラ。
Claims (4)
- 被記録媒体を搬送する搬送手段と、被記録媒体に画像を形成する記録手段とを備えた画像形成装置において、前記搬送手段を駆動する駆動ローラのホーム位置に基づいて前記駆動ローラの回転量を補正する手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1に記載の画像形成装置において、前記被記録媒体に記録することで前記駆動ローラの偏心量及び角度を認識可能な画像を形成するデータを格納した手段と、前記記録された画像の認識結果に基づいて指定される駆動ローラの偏心量及び角度に関する情報を記憶する手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項2に記載の画像形成装置において、前記駆動ローラのホーム位置の検出結果及び記憶されている駆動ローラの偏心量及び角度に関する情報に基づいて前記駆動ローラの回転量を補正する手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
- 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、前記駆動ローラのホーム位置に関する情報を記憶する手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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