JP2004351837A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2004351837A
JP2004351837A JP2003154259A JP2003154259A JP2004351837A JP 2004351837 A JP2004351837 A JP 2004351837A JP 2003154259 A JP2003154259 A JP 2003154259A JP 2003154259 A JP2003154259 A JP 2003154259A JP 2004351837 A JP2004351837 A JP 2004351837A
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JP
Japan
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paper
image forming
recording
carriage
forming apparatus
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Pending
Application number
JP2003154259A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Kobayashi
勝己 小林
Takashi Ogamichi
隆司 小河路
Tetsumi Nakada
哲美 中田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that when recording can be started from the tip of a paper by transferring the paper by a conveyor belt, and a deviation for detecting the tip of the paper is generated, liquid droplets fall down on the conveyor belt to contaminate the conveyor belt. <P>SOLUTION: A paper sensor 41 for detecting the paper 12 transferred by the conveyor belt 21 is provided on a carriage 3 on which a recording head 7 is mounted, and the tip of the paper 12 is detected by the paper sensor 41. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

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2000−94782号公報
【0003】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置(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において、画像を形成する手段である記録ヘッドをキャリッジに搭載して、キャリッジを走査させ、記録媒体を搬送することで画像を形成する装置では、記録媒体の位置情報、サイズ情報が重要になってくる。記録媒体の位置情報を正確に取得することによって記録開始(画像形成開始)を正確な位置から行うことができ、品質を向上することができる。
【0005】
特に、記録媒体を搬送ベルトを用いて搬送する装置においては、記録媒体を外れた位置で記録ヘッドからインク滴を吐出させると、搬送ベルト上にインク滴が着弾して記録媒体の裏面が汚れるなどの不具合が生じる。
【0006】
ここで、従来、例えば
【特許文献1】に記載されているように、用紙長を測定するセンサを備えて、このセンサによって用紙長(用紙搬送方向の長さ)を検出するようにしたものがある。
【0007】
また、従来、記録媒体が画像形成部(記録部)に到達すること(先端検知)は、記録媒体の送り量や、ある位置に固定したセンサ等で行っている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記録媒体の先端検知を記録媒体の送り量で行うと、記録媒体のセットのバラツキ、搬送機構で発生するズレなど物理的な誤差が影響して正確な位置を制御するのは難しい。また、センサを固定した位置に取り付けて記録媒体の検知をおこなう方式もセンサを配置する位置を記録媒体のサイズに対する配慮が必要になり、機構的なレイアウトに悪影響を与える場合がある。
【0009】
また、記録媒体の幅検知についても同様の課題がある。すなわち、パソコンなどから送られてくる印刷命令に従って記録動作をおこなう場合、従来はパソコンより送られてきた印刷命令のみにしたがって記録動作を行っているため、記録媒体の端が一部切れていたり、折れ曲がっていた場合も記録媒体のない場所に対して記録動作を行ってしまっている。また、記録媒体が進行方向に対し、斜めに搬送されてきた場合や、記録媒体の端が途中で一部切れていた場合なども同様の課題があるため、記録媒体の幅の検知はダイナミックに行えることが好ましい。
【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、キャリッジに記録媒体の先端を検知するための検知手段を備えた構成とした。
【0012】
ここで、検知手段の出力信号の伝達にアナログ方式を用いて処理すること、あるいは、検知手段の出力信号の伝達にデジタル方式を用いて処理することができる。
【0013】
本発明に係る画像形成装置は、キャリッジに記録媒体のキャリッジの走査方向の幅を検知するための検知手段を備えた構成とした。
【0014】
ここで、検知手段の出力信号の伝達にアナログ方式を用いて処理すること、あるいは、検知手段の出力信号の伝達にデジタル方式を用いて処理することができる。また、キャリッジの最初の走査時にのみ記録媒体の幅を検知する動作を行うことが好ましい。
【0015】
これらの本発明に係る画像形成装置においては、検知手段は画像を形成する手段による画像形成開始位置よりも記録媒体搬送方向上流側で記録媒体を検知可能で、かつキャリッジのホーム位置で画像形成領域側に位置することが好ましい。
【0016】
【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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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(用紙)搬送方向)に周回するように構成している。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。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(画像形成領域)側(搬送ベルト21側)に位置する側に設けている。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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ないし図7をも参照して説明する。
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、図6に示すように非記録位置にあるキャリッジ3を図7に示すように白抜き矢印方向に移動せて、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)に位置させた後、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。
【0045】
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。なお、この場合、図8に示すように、用紙センサ41を記録ヘッド7による印字領域(画像形成領域)よりも用紙搬送方向上流側で用紙12の先端を検知する位置に設けておけば、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。
【0046】
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。
【0047】
次に、用紙センサ41として反射型フォトセンサを用いた場合の処理について説明する。
反射型フォトセンサは、光の反射量を電圧に変換して出力する素子であり、反射型フォトセンサを用いる場合、センサを用紙に向けた方向で搭載し、搬送ベルト21と用紙12との光の反射率の違いからくる、反射量の違いを利用して用紙12の有無を検知する。
【0048】
この反射型フォトセンサを用いた場合の回路構成の一例を図9に示している。この回路構成は、発光素子41Aaと受光素子41Abとを有する反射型フォトセンサ41Aにて搬送ベルト21上の用紙12を検知し、反射型フォトセンサ41から出力される電気信号(出力信号)をボルテージフォロア回路101を介して制御部70を構成する記録動作等の制御を行う記録制御IC103に入力している。
【0049】
すなわち、センサ41Aから出力される電気信号は非常に微弱なため入力インピーダンスの高いオペアンプでボルテージフォロア回路101を構成して、センサの出力レベルを安定させる。また、センサの位置から記録制御IC103までの物理的位置関係は離れていることが多いため、ノイズ対策としてもボルテージフォロア回路は有効となる。この場合、記録制御IC103の入力はアナログ信号対応のものとし、内部にA/Dコンバータを搭載してA/D変換を行って処理する。
【0050】
この場合、センサの出力信号をアナログ信号で伝達するメリットについて簡単に説明する。図10に反射型フォトセンサからの出力信号を示している。同図に示すように、実際に用紙12がセンサ41Aに到達した時点t1から、記録制御IC103内で用紙検知とみなす閾値電圧Vrefになる時点t2までにはある一定の時間がかかることになる。したがって、閾値電圧Vrefを何ボルトに設定するかで位置検出の精度は変化することになる。
【0051】
また、用紙の種類によって反射係数が異なるため、図11に示すようにフォトセンサ41Aから出力される信号の電圧の振幅もそれに伴なって変化する。したがって、アナログ方式でセンサの出力信号を伝達して処理することにより、閾値電圧を低めに設定することで検出の精度を向上することができ、また用紙によって最適な閾値の設定を行うことができるようになる。
【0052】
次に、反射型フォトセンサを用いた場合の回路構成の他の例を図12に示している。この回路構成は、反射型フォトセンサ41Aにて搬送ベルト21上の用紙12を検知し、反射型フォトセンサ41から出力される電気信号(出力信号)をシュミットトリガ入力のバッファ素子104を介して制御部70を構成する記録動作等の制御を行う記録制御IC103に入力している。
【0053】
すなわち、この回路構成はフォトセンサの出力信号をデジタル方式で伝達し処理するものである。センサ41Aの出力を直接記録制御IC103に入力してもよいが、センサの出力レベルの安定、ノイズ対策としてバッファ素子104をセンサ41Aに近い位置に配置する。バッファ素子104は入力インピーダンスの高いC−MOSタイプのものを使用し、また入力がアナログ信号なのでヒステリシス特性をもっているシュミットトリガ入力タイプのものを使用する。
【0054】
このようにデジタル方式で伝達して処理することにより、回路を安価で構成できるとともに、「0」,「1」の情報で伝達するのでノイズの影響を受け難くなる。そのためには、前述したようにバッファ素子はセンサの近く、例えばキャリッ3上に配置することが好ましい。
【0055】
次に、用紙の幅(キャリッジ走査方向の長さ)の検知について図13を参照して説明する。
ここでは、前述したように、用紙12の先端を検知した後、用紙12上をセンサ41がスキャン可能な位置まで用紙12を搬送させ、図13(a)に示すように、キャリッジ3をx軸方向(主走査方向)に移動させて、センサ41にて用紙12が存在する範囲を検知する。このとき、センサ41からの出力は同図(b)に示す出力信号遷移特性のように変化するので、この出力信号を処理することで用紙12の幅を検知することができる。
【0056】
この場合、センサ41として反射型フォトセンサを用いた場合の回路構成については前述した図9又は図12と同様である。また、この用紙の幅の検知は、用紙搬送後、1スキャン目のみ行うことで、処理を軽減できる。
【0057】
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、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。
【0058】
【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、キャリッジに記録媒体の先端あるいは幅を検知するための手段を備えたので、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
【図6】同制御の説明に供する模式的平面説明図
【図7】同じく同制御の説明に供する模式的平面説明図
【図8】用紙センサの取り付け位置の他の例を説明する模式的平面説明図
【図9】用紙センサから出力信号の伝達回路構成の一例を説明するブロック説明図
【図10】用紙センサの出力信号の変化の説明に供する説明図
【図11】用紙センサの出力信号の用紙の反射率による変化の説明に供する説明図
【図12】用紙センサから出力信号の伝達回路構成の他の例を説明するブロック説明図
【図13】用紙幅検知の説明に供する説明図
【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)。
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-94782
As an image forming apparatus (or also referred to as an image recording apparatus) such as a printer, a facsimile, and a copying apparatus, for example, an ink jet recording apparatus is known. The ink jet recording apparatus includes a sheet (including OHP, etc., which is not limited to paper from an ink recording head. The ink droplet can be attached to a droplet, and is also referred to as a recording medium, a recording medium, a recording paper, or the like. The recording (image formation) is performed by ejecting ink droplets to the high-speed recording of a high-definition image, the running cost is low, the noise is low, and the multicolor ink is used. This makes it easy to record a color image.
[0004]
In such an ink jet recording apparatus, a recording head, which is a means for forming an image, is mounted on a carriage, the carriage is scanned, and a recording medium is conveyed to form an image. Information becomes important. By accurately acquiring the position information of the recording medium, the recording can be started (the start of image formation) from an accurate position, and the quality can be improved.
[0005]
In particular, in an apparatus that conveys a recording medium using a conveyance belt, if ink droplets are ejected from the recording head at a position off the recording medium, the ink droplets land on the conveyance belt and the back surface of the recording medium becomes dirty. Will occur.
[0006]
Here, conventionally, for example, as described in Patent Document 1, a sensor for measuring the paper length is provided, and the sensor detects the paper length (the length in the paper transport direction). is there.
[0007]
Conventionally, the arrival of the recording medium at the image forming unit (recording unit) (detection of the leading end) is performed by a feed amount of the recording medium, a sensor fixed at a certain position, or the like.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the detection of the leading edge of the recording medium is performed based on the feed amount of the recording medium, it is difficult to control the accurate position due to physical errors such as variations in the set of recording media and deviations generated in the transport mechanism. Also, in the method of detecting a recording medium by attaching the sensor to a fixed position, it is necessary to consider the position of the sensor with respect to the size of the recording medium, which may adversely affect the mechanical layout.
[0009]
There is a similar problem in detecting the width of a recording medium. In other words, when performing a recording operation according to a print command sent from a personal computer or the like, since the recording operation is conventionally performed only according to the print instruction sent from the personal computer, the end of the recording medium may be partially cut, Even when the recording medium is bent, the recording operation has been performed on a place where there is no recording medium. In addition, when the recording medium is conveyed at an angle to the traveling direction, or when the end of the recording medium is partially cut off, there is a similar problem. Preferably it can be done.
[0010]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an image forming apparatus capable of detecting the leading edge and the sheet width of a sheet with a simple configuration and preventing erroneous recording.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, an image forming apparatus according to the present invention has a configuration in which a carriage is provided with a detecting unit for detecting a leading end of a recording medium.
[0012]
Here, the transmission of the output signal of the detection means can be performed using an analog method, or the transmission of the output signal of the detection means can be performed using a digital method.
[0013]
The image forming apparatus according to the present invention has a configuration in which the carriage is provided with a detecting unit for detecting the width of the recording medium in the scanning direction of the carriage.
[0014]
Here, the transmission of the output signal of the detection means can be performed using an analog method, or the transmission of the output signal of the detection means can be performed using a digital method. Further, it is preferable to perform the operation of detecting the width of the recording medium only at the time of the first scanning of the carriage.
[0015]
In the image forming apparatus according to the present invention, the detecting unit can detect the recording medium on the upstream side in the recording medium transport direction from the image forming start position by the image forming unit, and detect the image forming area at the home position of the carriage. Is preferably located on the side.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a side view for explaining an overall configuration of an ink jet recording apparatus showing an example of an image forming apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing main parts of the recording apparatus, and FIG. FIG.
[0017]
In this ink jet recording apparatus, a carriage 3 is slidably held in a main scanning direction by a guide rod 1 and a guide rail 2 which are guide members which are laterally mounted on left and right side plates (not shown). 2 is moved and scanned in the direction indicated by the arrow in FIG. 2 (main scanning direction).
[0018]
The carriage 3 is provided with a plurality of ink ejection orifices through a recording head 7 composed of four inkjet heads for ejecting ink droplets of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk). They are arranged in a direction crossing the main scanning direction, and are mounted with the ink droplet ejection direction facing downward.
[0019]
As the ink-jet head constituting the recording head 7, a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element, a thermal actuator utilizing an electrothermal conversion element such as a heating resistor and utilizing a phase change due to a film boiling of a liquid, and a metal phase change due to a temperature change are used. An actuator having a shape memory alloy actuator to be used, an electrostatic actuator using electrostatic force, or the like as an energy generating means for discharging ink can be used.
[0020]
Further, the carriage 3 is mounted with sub-tanks 8 of each color for supplying each color ink to the recording head 7. The sub tank 8 is supplied with ink from a main tank (ink cartridge) via an ink supply tube (not shown).
[0021]
On the other hand, as a paper feed unit for feeding paper 12 loaded on a paper loading unit (pressure plate) 11 such as a paper feed cassette 10, a half-moon roller that separates and feeds the papers 12 one by one from the paper loading unit 11 ( The paper feed roller 13 and the paper feed roller 13 are provided with a separation pad 14 made of a material having a large coefficient of friction. The separation pad 14 is urged toward the paper feed roller 13.
[0022]
As a transport unit for transporting the paper 12 fed from the paper feed unit below the recording head 7, a transport belt 21 for electrostatically attracting and transporting the paper 12 and a feed belt 21 A counter roller 22 for transporting the paper 12 sent through the guide 15 between the transport belt 21 and the paper 12 transported substantially vertically upward is turned by approximately 90 ° to copy the paper 12 onto the transport belt 21. A transport guide 23 for adjusting the pressure and a pressing roller 25 urged toward the transport belt 21 by a pressing member 24 are provided. Further, a charging roller 26 serving as a charging unit for charging the surface of the transport belt 21 is provided.
[0023]
Here, the transport belt 21 is an endless belt, is stretched between a transport roller 27 and a tension roller 28, and rotates the transport roller 27 from a sub-scanning motor 31 via a timing belt 32 and a timing roller 33. By doing so, it is configured to circulate in the direction indicated by the arrow in FIG. 2 (belt (paper) transport direction).
[0024]
The transport belt 21 has a surface layer serving as a paper adsorption surface formed of a pure resin material having a thickness of about 40 μm, for example, of which resistance is not controlled, for example, an ETFE pure material, and resistance control is performed with carbon using the same material as the surface layer. And a back layer (medium resistance layer, earth layer).
[0025]
A transport roller nip 18 is formed by the transport roller 27 and the counter roller 22, and a paper detection sensor 16 that detects the paper 12 is disposed at a predetermined position upstream of the transport roller nip 18 in the paper transport direction. . The paper detection sensor 16 detects the paper 12 by displacing the detection lever 17 of the paper 12 (the position indicated by the broken line in FIG. 1 is the ON position). The paper detection sensor 16 is for detecting paper feeding.
[0026]
The charging roller 26 is arranged so as to be in contact with the surface layer of the transport belt 21 and rotate following the rotation of the transport belt 21, and apply 2.5 N to both ends of the shaft as a pressing force. The transport roller 27 also functions as an earth roller, and is arranged in contact with the middle resistance layer (back layer) of the transport belt 21 and is grounded.
[0027]
A guide member 36 is arranged on the back side of the transport belt 21 so as to correspond to the printing area of the recording head 4. The guide member 36 has an upper surface protruding toward the recording head 7 from a tangent line of two rollers (the transport roller 27 and the tension roller 28) supporting the transport belt 21. As a result, the transport belt 21 is pushed up and guided by the upper surface of the guide member 36 in the printing area.
[0028]
In order to detect the leading edge of the sheet 12 conveyed by the conveyor belt 21, the carriage 3 is provided with a sheet sensor 41 composed of a reflection type photo sensor as a detecting means, as shown in FIG. The paper sensor 41 is provided on the side located on the recording area (image forming area) side (conveying belt 21 side) when the carriage 3 is at the home position (the position shown by the solid line in FIG. 3).
[0029]
As shown in FIGS. 1 and 3, an encoder scale 42 having a slit is provided on the front side of the carriage 3, and a transmission type photosensor for detecting the slit of the encoder scale 42 is provided on the front side of the carriage 3. And an encoder sensor 43 for detecting the position of the carriage 3 in the main scanning direction (the position with respect to the home position).
[0030]
Further, as a paper discharge unit for discharging the paper 12 recorded by the recording head 7, a separation unit for separating the paper 12 from the transport belt 21, a paper discharge roller 52 and a paper discharge roller 53, and a paper discharge And a discharge tray 54 for storing the sheets 12 to be printed.
[0031]
A double-sided paper feeding unit 61 is detachably mounted on the back. The double-sided paper feeding unit 61 takes in the paper 12 returned by the rotation of the transport belt 21 in the reverse direction, reverses the paper, and feeds the paper 12 again between the counter roller 22 and the transport belt 21.
[0032]
In the ink jet recording apparatus configured as described above, the paper 12 is separated and fed one by one from the paper feeding unit, and the paper 12 fed substantially vertically upward is guided by the guide 15, and the transport belt 21 and the counter roller 22 And the leading end thereof is guided by a carrying guide 23 and pressed against the carrying belt 21 by a leading end pressing roller 25 to change the carrying direction by approximately 90 °.
[0033]
At this time, a positive output and a negative output are alternately repeated from the high voltage power supply to the charging roller 26 by a control circuit (not shown), that is, an alternating voltage is applied, and a charging voltage pattern in which the transport belt 21 alternates, that is, In the sub-scanning direction, which is the circling direction, plus and minus are alternately charged in a belt shape with a predetermined width. When the paper 12 is fed onto the positively and negatively charged conveyor belt 21, the paper 12 is polarized in the paper 12 to a charge opposite to the charged pattern, so that a capacitor connected in parallel is formed. The paper 12 is attracted to the transport belt 21, and the paper 12 is transported in the sub-scanning direction by the orbital movement of the transport belt 21.
[0034]
Then, by driving the recording head 7 in accordance with the image signal while moving the carriage 3, ink droplets are ejected onto the stopped paper 12 to record one line, and after the paper 12 is conveyed by a predetermined amount, Record the next line. Upon receiving a recording end signal or a signal indicating that the rear end of the sheet 12 has reached the recording area, the recording operation is terminated, and the sheet 12 is discharged to the discharge tray 44.
[0035]
In the case of double-sided printing, when the recording of the front side (the side to be printed first) is completed, the transported belt 21 is rotated in the reverse direction, so that the recorded paper 12 is fed into the double-sided paper feeding unit 61, The sheet 12 is turned over (with the back side being the printing surface) and fed again between the counter roller 22 and the conveyor belt 21, and the timing is controlled, and the sheet is conveyed onto the conveyor bell 21 in the same manner as described above. After recording on the back surface, the paper is discharged to the paper discharge tray 44.
[0036]
Next, an outline of a control unit of the inkjet recording apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an overall block diagram of the control unit.
The control unit includes a printer controller 70, a motor driver 81 for driving the main scanning motor 4 and the sub-scanning motor 31, and a paper feeding clutch 83 for transmitting the rotation of the sub-scanning motor 31 to the paper feeding roller 13. A driver 82 for driving, a head driver (constituted by a head drive circuit and a driver IC) 84 for driving the recording head 7 (ink jet head), and the like are provided.
[0037]
The printer controller 70 receives, via a cable or a network, an interface (hereinafter referred to as “I”) that receives print data and the like from a host side such as an information processing device such as a personal computer, an image reading device such as an image scanner, and an imaging device such as a digital camera. / F ”72), a main control unit 73 including a CPU, etc., a RAM 74 for storing various data, a ROM 75 for storing routines for various data processing, and a drive waveform to the recording head 7. A drive signal generation circuit 77 to be generated, an I / F 78 for transmitting print data and drive waveforms developed into dot pattern data (bitmap data) to the head driver 84, and motor drive data to the motor driver 81. I / F 7 for transmitting clutch-on signal to driver 82 And an equal.
[0038]
The RAM 74 is used as various buffers and a work memory. The ROM 75 stores various control routines executed by the main control unit 73, font data, graphic functions, various procedures, and the like.
[0039]
The main control unit 73 performs paper feed control based on a detection signal from the paper detection sensor 16. The main control unit 73 detects the position of the carriage 3 in the main scanning direction based on the output signal of the encoder 44 to control the stop position of the carriage 3, and based on the detection signal of the paper sensor 42, controls the leading end position of the paper 12. The detection and the presence or absence of the sheet 12 on the transport belt 21 are performed.
[0040]
The main control unit 73 reads and analyzes the print data in the reception buffer included in the I / F 72, stores the analysis result (intermediate code data) in a predetermined area of the RAM 74, and stores the analysis result in the ROM 75 from the stored analysis result. The dot pattern data for outputting an image is generated using the stored font data, and is stored again in a different predetermined area of the RAM 74. When the printer driver on the host side develops the image data into bitmap data and transfers it to this printing apparatus, the received bitmap image data is simply stored in the RAM 74.
[0041]
When the dot pattern data corresponding to one row of the recording head 7 is obtained, the main control unit 73 synchronizes the dot pattern data for one row with the clock signal CLK from the oscillation circuit 76, and The data is transmitted as serial data to the head driver 82 via / F78, and a latch signal is transmitted to the head driver 82 at a predetermined timing.
[0042]
The drive signal generation circuit 77 stores a drive waveform (drive signal) pattern data in a ROM (which can also be constituted by a ROM 75), and a D / A that performs D / A conversion on the drive waveform data read from the ROM. It is composed of a waveform generation circuit including a converter, an amplifier, and the like.
[0043]
The head driver 82 includes a shift register that inputs a clock signal from the main control unit 73 and serial data that is a print signal, a latch circuit that latches a register value of the shift register with a latch signal from the main control unit 73, and a latch circuit. A level conversion circuit (level shifter) for changing the level of the output value and an analog switch array (switch means) whose on / off is controlled by the level shifter. The drive waveform is obtained by controlling on / off of the analog switch array. Are selectively applied to the head 7.
[0044]
Next, an outline of print control (recording control) by the main control unit 73 will be described with reference to FIGS.
Prior to sheet feeding, the main control unit 73 drives the main scanning motor 4 to rotate the main scanning motor 4 to move the carriage 3 at the non-recording position as shown in FIG. Then, after being positioned at a substantially central portion of the transport belt 21 (or a substantially central portion of a sheet of a sheet size to be fed), the sheet feeding clutch 83 is turned on to apply the rotation of the sub-scanning motor 31 to the sheet feeding roller 13. As a result, the paper feed roller 13 makes one rotation clockwise, and the paper 12 is separated from the paper feed tray 10 by the friction pad 14 and sent out.
[0045]
Then, the detection signal of the paper sensor 41 is checked to determine whether or not the leading edge of the paper 12 has been detected, and the paper 12 is conveyed (fed) to a predetermined printing start position from the time when the leading edge of the paper 12 is detected. Stop. In this case, as shown in FIG. 8, if the paper sensor 41 is provided at a position where the leading end of the paper 12 is detected upstream of the printing area (image forming area) by the recording head 7 in the paper transport direction, Even if the detection position shift of the leading end of the paper 12 occurs, the paper 12 can be reliably sent to the printing start position. Absent.
[0046]
Thereafter, the carriage 3 is temporarily returned to the home position, and movement of the carriage 3 to the recording area side is started based on the output of the encoder 44 with reference to the home position. It is determined whether or not the sheet 12 is present. When the sheet 12 is present, a required printing (recording operation) is performed, and when the sheet 12 is not detected, the recording operation is not performed. Accordingly, printing (ink droplet ejection) is not performed in a portion where the paper 12 is not present, so that ink droplets are not ejected onto the transport belt 21 and contamination of the transport belt 21 and the paper 12 can be prevented.
[0047]
Next, processing when a reflection type photosensor is used as the paper sensor 41 will be described.
The reflection type photo sensor is an element that converts the amount of light reflection into a voltage and outputs the voltage. When a reflection type photo sensor is used, the sensor is mounted in the direction facing the paper, and the light between the transport belt 21 and the paper 12 is The presence or absence of the paper 12 is detected using the difference in the amount of reflection caused by the difference in the reflectance.
[0048]
FIG. 9 shows an example of a circuit configuration in the case where this reflection type photosensor is used. In this circuit configuration, the reflection type photo sensor 41A having the light emitting element 41Aa and the light receiving element 41Ab detects the paper 12 on the transport belt 21 and converts an electric signal (output signal) output from the reflection type photo sensor 41 into a voltage. The data is input to a recording control IC 103 that controls a recording operation and the like configuring the control unit 70 via a follower circuit 101.
[0049]
That is, since the electric signal output from the sensor 41A is very weak, the voltage follower circuit 101 is configured by an operational amplifier having a high input impedance, and the output level of the sensor is stabilized. In addition, since the physical positional relationship between the sensor position and the recording control IC 103 is often distant, the voltage follower circuit is effective as a measure against noise. In this case, the input of the recording control IC 103 is made to correspond to an analog signal, and an A / D converter is mounted inside to perform A / D conversion for processing.
[0050]
In this case, the advantage of transmitting the output signal of the sensor as an analog signal will be briefly described. FIG. 10 shows an output signal from the reflection type photo sensor. As shown in the drawing, it takes a certain time from the time t1 when the paper 12 actually reaches the sensor 41A to the time t2 when the threshold voltage Vref is regarded as paper detection in the recording control IC 103. Therefore, the accuracy of position detection changes depending on how many volts the threshold voltage Vref is set.
[0051]
Further, since the reflection coefficient differs depending on the type of paper, the amplitude of the voltage of the signal output from the photosensor 41A also changes as shown in FIG. Therefore, by transmitting and processing the output signal of the sensor in an analog manner, the detection accuracy can be improved by setting the threshold voltage to be lower, and the optimum threshold can be set for each paper. Become like
[0052]
Next, another example of a circuit configuration in the case of using a reflection type photosensor is shown in FIG. In this circuit configuration, the reflection type photo sensor 41A detects the paper 12 on the transport belt 21 and controls an electric signal (output signal) output from the reflection type photo sensor 41 via the Schmitt trigger input buffer element 104. The data is input to a recording control IC 103 that controls the recording operation and the like constituting the unit 70.
[0053]
That is, this circuit configuration transmits and processes the output signal of the photosensor in a digital manner. Although the output of the sensor 41A may be directly input to the recording control IC 103, the buffer element 104 is arranged at a position close to the sensor 41A for the purpose of stabilizing the output level of the sensor and taking measures against noise. As the buffer element 104, a C-MOS type having a high input impedance is used, and a Schmitt trigger input type having a hysteresis characteristic is used because the input is an analog signal.
[0054]
By transmitting and processing in a digital manner in this manner, the circuit can be configured at low cost, and is transmitted with information of "0" and "1", so that it is less affected by noise. To this end, as described above, it is preferable that the buffer element be disposed near the sensor, for example, on the carriage 3.
[0055]
Next, detection of the sheet width (length in the carriage scanning direction) will be described with reference to FIG.
Here, as described above, after detecting the leading end of the paper 12, the paper 12 is transported to a position where the sensor 41 can scan the paper 12, and the carriage 3 is moved along the x-axis as shown in FIG. In the direction (main scanning direction), the sensor 41 detects the area where the sheet 12 exists. At this time, since the output from the sensor 41 changes like the output signal transition characteristic shown in FIG. 3B, the width of the sheet 12 can be detected by processing this output signal.
[0056]
In this case, the circuit configuration when a reflective photosensor is used as the sensor 41 is the same as that in FIG. 9 or FIG. Further, the detection of the width of the sheet is performed only for the first scan after the sheet is conveyed, so that the processing can be reduced.
[0057]
In the above embodiment, the present invention is applied to a shuttle type ink jet recording apparatus using a carriage. And the like.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, since the carriage is provided with the means for detecting the leading end or the width of the recording medium, the leading end and the sheet width can be detected with a simple configuration. As a result, erroneous recording can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view illustrating an example of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a plan view illustrating a main part of the apparatus. FIG. 3 is a perspective view illustrating a main part of the apparatus. FIG. FIG. 5 is a block diagram for explaining the outline of the unit. FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of control by the control unit. FIG. 6 is a schematic plan explanatory diagram for explaining the control. FIG. FIG. 8 is a schematic plan view for explaining another example of the mounting position of the paper sensor. FIG. 9 is a block diagram for explaining an example of a circuit configuration for transmitting an output signal from the paper sensor. FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a change in the output signal of the paper sensor. FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a change in the output signal of the paper sensor due to the reflectance of the paper. FIG. 12 is a circuit for transmitting an output signal from the paper sensor. Block explanatory diagram for explaining another example of the configuration 3 is an explanatory diagram for explaining the paper width detection DESCRIPTION OF SYMBOLS
3 carriage, 7 recording head, 10 paper feed tray, 12 paper, 13 paper feed roller, 15 guide, 16 paper detection sensor, 21 transport belt, 22 counter roller, 26 charging roller, 27: transport roller, 28: tension roller, 41: paper sensor (detection means).

Claims (8)

記録を行う手段を搭載したキャリッジを走査して記録媒体に対して画像を形成する画像形成装置において、前記キャリッジには前記記録媒体の先端を検知するための検知手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。In an image forming apparatus for forming an image on a recording medium by scanning a carriage equipped with a unit for performing recording, the carriage includes a detecting unit for detecting a leading end of the recording medium. Image forming device. 請求項1に記載の画像形成装置において、前記検知手段の出力信号の伝達にアナログ方式を用いて処理することを特徴とする画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the output signal of the detection unit is processed by using an analog method. 請求項1に記載の画像形成装置において、前記検知手段の出力信号の伝達にデジタル方式を用いて処理することを特徴とする画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the output signal of the detection unit is processed using a digital method. 記録を行う手段を搭載したキャリッジを走査して記録媒体に対して画像を形成する画像形成装置において、前記キャリッジに前記記録媒体の前記キャリッジの走査方向の幅を検知するための検知手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus for forming an image on a recording medium by scanning a carriage equipped with a unit for performing recording is provided with a detecting unit for detecting a width of the recording medium in the scanning direction of the carriage. An image forming apparatus comprising: 請求項4に記載の画像形成装置において、前記検知手段の出力信号の伝達にアナログ方式を用いて処理することを特徴とする画像形成装置。5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the output signal of the detection unit is processed by using an analog method. 請求項5に記載の画像形成装置において、前記検知手段の出力信号の伝達にデジタル方式を用いて処理することを特徴とする画像形成装置。6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the output signal of the detection unit is processed using a digital method. 請求項4ないし6のいずれかに記載の画像形成装置において、前記キャリッジの最初の走査時にのみ前記記録媒体の幅を検知する動作を行うことを特徴とする画像形成装置。7. The image forming apparatus according to claim 4, wherein an operation of detecting a width of the recording medium is performed only at a first scanning of the carriage. 請求項1ないし7のいずれかに記載の画像形成装置において、前記検知手段は前記画像を形成する手段による画像形成開始位置よりも記録媒体搬送方向上流側で前記記録媒体を検知可能で、かつ前記キャリッジのホーム位置で画像形成領域側に位置することを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the detection unit is capable of detecting the recording medium at a position upstream of an image formation start position by the unit that forms the image in a recording medium conveyance direction, and An image forming apparatus, which is located on an image forming area side at a home position of a carriage.
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