JP2005219339A

JP2005219339A - 画像形成装置

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Publication number: JP2005219339A
Application number: JP2004029440A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Koike; 良和小池
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2005-08-18

Abstract

【課題】搬送ベルトの伸縮に応じて記録手段の画像記録タイミングを正確に制御する。
【解決手段】所定間隔を保って平行に配設された駆動ローラ及び従動ローラ間に張設した搬送ベルトを走行させて記録媒体を搬送し、該記録媒体にその搬送方向に離間した複数の記録手段で重畳記録するようにした画像形成装置において、前記搬送ベルトの駆動ローラ側の搬送速度を検出する駆動ローラ側搬送速度検出手段と、前記搬送ベルトの従動ローラ側の搬送速度を検出する従動ローラ側搬送速度検出手段と、前記駆動ローラ側搬送速度検出手段で検出した駆動ローラ側の搬送速度及び前記従動ローラ側搬送速度検出手段で検出した従動ローラ側の搬送速度に基づいて前記記録媒体の搬送位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、該位置ずれ検出手段で検出した搬送位置ずれに基づいて前記記録手段の画像記録タイミングを制御する記録タイミング制御手段とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、搬送ベルトで記録媒体を搬送し、搬送される記録媒体に複数の記録手段で画像を形成するようにした画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置としては、搬送ベルトの表面に一定間隔で基準マークを刻み、この基準マークを光学読取り器で読取ることにより、搬送ベルトの表面移動速度を測定し、測定した表面移動速度を基準値と比較して表面移動速度が基準値と等しいときに記録ヘッドのインク吐出タイミングを保持し、表面移動速度が基準値より速いときにインク吐出タイミングを早め、表面移動速度が基準値より遅いときにインク吐出タイミングを遅らせるように制御する画像記録装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２４１８６号公報（第４頁及び第５頁、図８）

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、搬送ベルトの表面移動速度を、搬送ベルトの表面に刻んだ基準マークを光学読取器で読取ることにより測定し、測定した表面移動速度を基準値と比較することにより、搬送速度の変化を検出してインク吐出タイミングを制御するようにしており、搬送ベルトの厚さのバラツキに起因する搬送速度の変化に対しては有効であるが、通常搬送ベルトはその素材として樹脂やゴム等の可撓性材料を使用することにより、搬送中に伸縮を伴い、この搬送ベルトの伸縮によるインク吐出タイミングのずれについては対処することができない。このため、カラー印刷のように搬送ベルトの搬送方向に異なる色相のインクを吐出する複数の記録ヘッドを配置して、同一位置にインク液滴を重畳させる場合に、色相の異なるインク液滴の着弾位置が微妙にずれることにより、画像品質が低下してしまうという未解決の課題がある。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、搬送ベルトの伸縮に応じて記録手段の画像記録タイミングを正確に制御することができる画像形成装置を提供することを目的としている。

第１の発明は、所定間隔を保って平行に配設された駆動ローラ及び従動ローラ間に張設した搬送ベルトを走行させて記録媒体を搬送し、該記録媒体にその搬送方向に離間した複数の記録手段で重畳記録するようにした画像形成装置において、前記搬送ベルトの駆動ローラ側の搬送速度を検出する駆動ローラ側搬送速度検出手段と、前記搬送ベルトの従動ローラ側の搬送速度を検出する従動ローラ側搬送速度検出手段と、前記駆動ローラ側搬送速度検出手段で検出した駆動ローラ側の搬送速度及び前記従動ローラ側搬送速度検出手段で検出した従動ローラ側の搬送速度に基づいて前記記録媒体の搬送位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、該位置ずれ検出手段で検出した搬送位置ずれ量に基づいて前記記録手段の画像記録タイミングを制御する記録タイミング制御手段とを有する。

この第１の発明では、搬送ベルトの駆動ローラ側及び従動ローラ側の搬送速度に基づいて記録搬送ベルトで搬送される記録媒体の搬送位置ずれを検出し、検出した記録媒体の搬送位置ずれ量に基づいて記録手段の画像記録タイミングを制御することにより、搬送ベルトの伸縮に伴う影響を排除して画像品質を向上させることができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記駆動ローラ側搬送速度検出手段は、前記駆動ローラの回転速度を検出する駆動ローラ回転速度検出手段を有する。
この第２の発明では、駆動ローラの回転速度を駆動ローラ回転速度検出手段で検出し、これに基づいて搬送ベルトの駆動ローラ側の搬送速度を検出するので、駆動ローラ側の搬送ベルトの伸縮に伴う速度変化を容易に検出することができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記従動ローラ側搬送速度検出手段は、前記従動ローラの回転速度を検出する従動ローラ回転速度検出手段を有する。

この第３の発明では、駆動ローラとは反対側で駆動力が与えられない従動ローラの回転速度に基づいて搬送ベルト速度を検出するので、搬送ベルトの伸縮による従動ローラ側の速度変化を容易且つ正確に検出することができる。

第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記従動ローラ側搬送速度検出手段は、前記搬送ベルトの搬送方向に所定間隔で形成した検出パターンと、該検出パターンを前記従動ローラ側で検出するパターン検出手段とを有する。

この第４の発明では、搬送ベルトに形成した検出パターンを従動ローラ側に設けたパターン検出手段で検出するので、搬送ベルトの従動ローラ側における伸縮による速度変化を正確に検出することができる。

第５の発明は、第４の発明において、前記検出パターンが搬送ベルトに形成した光学的に検出可能なパターンであり、前記パターン検出手段が前記検出パターンの透過光及び反射光の何れかを検出する光学センサを有する。

この第５の発明では、搬送ベルトの伸縮に伴う速度変化を非接触で正確に検出することができる。

第６の発明は、第４の発明において、前記検出パターンが搬送ベルトに形成した磁気パターンであり、前記パターン検出手段が前記磁気パターンの磁気を検出する磁気センサで構成されている。

この第６の発明でも、搬送ベルトの伸縮に伴う速度変化を非接触で正確に検出することができる。

第７の発明は、第１乃至第６の何れか１つの発明において、前記複数の記録手段は、異なる色相の液滴を吐出する記録ヘッドで構成されている。

この第７の発明では、複数の記録手段が異なる液滴を吐出する記録ヘッドで構成されているので、異なる色相液滴を重畳することによりカラー記録を行うことができる。

第８の発明は、第１乃至第７の何れか１つの発明において、前記記録手段は、前記記録媒体の幅方向の記録領域が当該記録媒体の幅より広く設定されている。

この第８の発明では、記録手段の記録媒体の幅方向の記録領域が記録媒体の幅より広く設定されているので、記録媒体に対して縁無し記録を行うことができる。

第９の発明は、第１乃至第７の何れか１つの発明において、前記記録手段は、前記記録媒体の幅方向の記録領域が当該記録媒体の幅より狭い複数の記録手段を前記記録媒体の搬送方向に位置をずらして当該記録媒体に連続した記録領域を形成するように配置した。

この第９の発明では、複数の記録手段の１つに異常が発生した場合に、異常が発生した記録手段のみを交換すればよく、全体の記録手段を交換する必要がなく、交換が容易であると共に、製造が容易となり、且つ製造コストを低減することができる。

第１０の発明は、第１乃至第９の何れか１つの発明において、前記位置ずれ検出手段は、前記駆動ローラ側搬送速度検出手段で検出した搬送速度に基づいて前記搬送ベルトの駆動ローラ側における搬送方向の位置ずれ量を検出する駆動ローラ側位置ずれ検出手段と、前記従動ローラ側搬送速度検出手段で検出した搬送速度に基づいて搬送ベルトの従動ローラ側における搬送方向の位置ずれ量を検出する従動ローラ側位置ずれ検出手段と、前記記録媒体を受取る側のローラ中心から前記記録媒体の搬送方向先端位置までの搬送距離を検出する先端距離検出手段と、搬送ベルトの駆動ローラ側位置ずれ量、従動ローラ側の位置ずれ量及び記録媒体の搬送距離に基づいて記録媒体の位置ずれ量を演算する記録媒体位置ずれ量演算手段とを備えている。

この第１０の発明では、記録媒体の搬送位置に応じて搬送ベルトの駆動ローラ側位置ずれ量及び従動ローラ側位置ずれ量の配分比を変化させて正確な記録媒体位置ずれ量を演算することができる。

第１１の発明は、第１０の発明において、前記記録媒体位置ずれ量演算手段は、先端距離検出手段で検出した搬送距離に基づいて前記記録媒体の搬送方向の中心位置を算出し、算出した中心位置に基づいて前記駆動ローラ側の位置ずれ量及び従動ローラ側の位置ずれ量の配分比を変更するように構成されている。

この第１１の発明では、搬送ベルト上の記録媒体位置に応じて記録媒体の搬送方向の中心位置を算出し、この中心位置に基づいて駆動ローラ側の位置ずれ量及び従動ローラ側の位置ずれ量の配分比を変更するので、記録媒体の位置ずれをより正確に演算することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は本発明の第１の実施形態におけるシステム構成の概略を示す概略構成図であって、図中、１は記録媒体としての記録用紙２を収納する給紙トレイである。この給紙トレイ１から記録用紙２がピックアップローラ３によって記録機構４に移送され、この記録機構４で記録用紙２にデータを記録してから排紙トレイ５に収納される。

記録機構４は、記録用紙２を搬送する搬送ベルト機構６と、この搬送ベルト機構６によって搬送される記録用紙２にその上面側からインク液滴を吐出してデータを記録する記録手段としてのデータ記録部７とを備えている。

搬送ベルト機構６は、排紙トレイ５側に記録用紙２の搬送方向と直交して配設された駆動ローラ６１と、給紙トレイ１側に同様に記録用紙２の搬送方向と直交して配設された従動ローラ６２と、駆動ローラ６１及び従動ローラ６２間に張設された合成樹脂材、ゴム材等で形成された無端状の搬送ベルト６３と、駆動ローラ６１を回転駆動する電動モータ６４ａを含む回転駆動機構６４と、従動ローラ６２側で搬送ベルト６３に近接して配設された吸着用帯電器６５とで構成されている。そして、吸着用帯電器６５で搬送ベルト６３の表面を帯電させることにより、給紙トレイ１からピックアップローラ３によって移送された記録用紙２を搬送ベルト６３で静電吸着して排紙トレイ５側に搬送する。

データ記録部７は、搬送ベルト６３の上方に所定の間隔を保って対向し、記録用紙２の搬送方向に所定間隔を保って配設された複数例えば４つの記録ヘッドとしてのイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのインク液滴を吐出するラインヘッド７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ及び７１Ｂが配設された構成を有する。各ラインヘッド７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ及び７１Ｂは、記録用紙２の搬送方向と直交する幅方向に延長しており、そのインク液滴を吐出可能な記録領域が記録用紙２の搬送方向と直交する幅より広い幅に形成されている。
一方、搬送ベルト機構６の駆動ローラ６１に駆動ローラ回転速度検出手段としてのロータリエンコーダ８が配設されていると共に、従動ローラ６２に従動ローラ回転速度検出手段としてのロータリエンコーダ９が配設され、さらにピックアップローラ３と従動ローラ６２との間に移送される記録用紙２を検出する光学式の紙送りセンサ１０が配設されている。

そして、ピックアップローラ３、搬送ベルト機構６の電動モータ６４ａ及びデータ記録部のラインヘッド７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ及び７１Ｂが図３に示すように制御装置２０によって駆動制御される。

制御装置２０には、駆動ローラ６１の回転速度を検出するロータリエンコーダ８及び従動ローラ６２の回転速度を検出するロータリエンコーダ９の各検出信号が入力されると共に、紙送りセンサ１０で検出される紙送り検出信号が入力されると共に、外部のコンピュータ、デジタルカメラ等の画像データを形成する画像データ形成装置２１から記録用紙２に記録する画像データが入力される。

この制御装置２０は、図３に示すように、ロータリエンコーダ８及び９の検出信号が入力され、これらの検出信号に基づいて搬送ベルト６３の搬送速度に変換して、変換した搬送速度Ｖｍ及びＶｓをデジタル信号として出力する搬送速度変換回路２２及び２３と、これら搬送速度変換回路２２及び２３から出力されるデジタル搬送速度と紙送りセンサ１０の紙送り検出信号と、画像データ形成装置２１からの画像データとが入力される。例えばマイクロコンピュータで構成されるコントローラ２４と、このコントローラ２４から出力されるピックアップロール駆動指令が入力され、このピックアップロール駆動指令に基づいてピックアップロール３を回転駆動する電動モータ３ａを回転駆動するモータ駆動回路２５と、コントローラ２４から出力されるモータ駆動指令が入力され、このモータ駆動指令に基づいて搬送ベルト機構６の電動モータ６４ａを記録用紙２の搬送速度がピックアップロール３による記録用紙２の搬送速度と一致するように駆動制御するモータ駆動回路２６と、コントローラ２４から出力されるラインヘッド制御指令ＣＹ、ＣＭ、ＣＣ及びＣＢが入力され、これらラインヘッド制御指令ＣＹ、ＣＭ、ＣＣ及びＣＢに基づいて各ラインヘッド７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ及び７１Ｂにおけるインク液滴の吐出制御を行うヘッド駆動回路２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ及び２７Ｂとを備えている。ここで、ロータリエンコーダ８及び搬送速度変換回路２２で駆動ローラ側搬送速度検出手段を構成し、ロータリエンコーダ９及び搬送速度変換回路２３で従動ローラ側搬送速度検出手段を構成している。

そして、コントローラ２４では、図４に示す画像形成処理を実行することにより、記録用紙の搬送及び画像データの記録を制御する。

この画像形成処理は、先ず、ステップＳ１で、外部の画像形成装置２１から画像データが入力されたか否かを判定し、画像データが入力されていないときにはこれが入力されるまで待機し、画像データが入力されたときにはステップＳ２に移行する。

このステップＳ２では、搬送ベルト機構７の駆動ローラ６１を回転させる電動モータ６４ａに対する駆動指令をモータ駆動回路２６に出力し、次いでステップＳ３に移行して、ピックアップロール３を回転させる電動モータ３ａに対する駆動指令をモータ駆動回路２５に出力してからステップＳ４に移行する。

このステップＳ４では、紙送りセンサ１０の紙送り検出信号が入力されたか否かを判定し、紙送り検出信号が入力されていないときにはステップＳ５に移行して、給紙トレイ１の用紙切れを検出するに充分な所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないときには前記ステップＳ４に戻り、所定時間が経過したときにはステップＳ６に移行して、用紙切れメッセージを所定の表示部に表示してからステップＳ４に戻る。

ステップＳ４の判定結果が紙送り検出信号が入力されたときには、ステップＳ７に移行して、紙送り開始から経過時間を計測するタイマを起動し、次いでステップＳ８に移行して、搬送速度変換回路２２及び２３から入力されるデジタル搬送速度Ｖｍ及びＶｓを読込んでからステップＳ９に移行する。

このステップＳ９では、読込んだデジタル搬送速度Ｖｍ及びＶｓから基準搬送速度Ｖｂを減算して算出した速度変化量ΔＶｍ及びΔＶｓを算出し、次いでステップＳ１０に移行して、算出した速度変化量ΔＶｍ及びΔＶｓを時間積分して搬送ベルト６３の駆動ローラ６１位置での位置ずれ量Δｘｍ及び従動ローラ６２位置での位置ずれ量Δｘｓを算出してからステップＳ１１に移行する。

このステップＳ１１では、前記ステップＳ７で起動したタイマの経過時間を読込み、次いでステップＳ１２に移行して、読込んだ経過時間に搬送ベルト６３の基準搬送速度Ｖｂを乗算することにより、記録用紙２の先端が紙送りセンサ１０位置からの移動距離Ｌｔを算出し、この移動距離Ｌｔから紙送りセンサ１０の中心位置と従動ローラ６２の中心軸位置との距離Ｌｓを減算して、従動ローラ６２の中心位置を基準とする記録用紙２の先端までの移動距離Ｌｘを算出し、次いで、ステップＳ１３に移行して、ステップＳ１２で算出した移動距離Ｌｘが正又は零であるか否か判定し、Ｌｘ＜０であるときには記録用紙２の先端が搬送ベルト６３に達していないものと判断してＬｘ≧０となるまで待機し、Ｌｘ≧０であるときには記録用紙２の先端が搬送ベルト６３上に達しているものと判断してステップＳ１４に移行する。

このステップＳ１４では、ステップＳ１２で算出した移動距離Ｌｘが記録用紙２の長さＬｐ未満であるか否かを判定し、Ｌｘ＜Ｌｐであるときには記録用紙２の長手方向の全てが搬送ベルト６３には載置されていないものと判断して、ステップＳ１５に移行して、搬送ベルト６３上の記録用紙２の重心位置ｃをｃ＝Ｌｘ／２で算出してからステップＳ１９に移行する。

また、ステップＳ１４の判定結果が、Ｌｘ≧Ｌｐであるときには、ステップＳ１６に移行して、ステップＳ１２で算出した移動距離Ｌｘが駆動ロール６１の中心軸と従動ロール６２の中心軸との間のローラ間距離Ｌｒを超えているか否かを判定し、Ｌｐ≦Ｌｘ≦Ｌｒであるときには、記録用紙２の全てが搬送ベルト６３上に載置されているものと判断してステップＳ１７に移行し、記録用紙２の重心位置ｃをｃ＝Ｌｘ−Ｌｐ／２で算出してからステップＳ１９に移行し、Ｌｘ＞Ｌｒであるときには記録用紙の先端側が搬送ベルト６３より排紙トレイ２側に突出しているものと判断してステップＳ１８に移行し、記録用紙２の重心位置ｃをｃ＝（Ｌｘ＋Ｌｒ−Ｌｐ）／２で算出してからステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１９では、搬送ベルト６３の駆動ロール６１位置での位置ずれ量Δｘｍ、従動ロール６２位置での位置ずれ量Δｘｓ、ローラ間距離Ｌｒ及び重心位置ｃに基づいて下記（１）式の演算を行って記録用紙２の位置ずれ量Δｘを算出してからステップＳ２０に移行する。

Δｘ＝（ｃ／Ｌｒ）Δｘｍ＋｛（Ｌｒ−ｃ）／Ｌｒ｝Δｘｓ …………（１）
ステップＳ２０では、上記ステップＳ１９で算出した記録用紙２の位置ずれ量Δｘに基づいて各ラインヘッド７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ及び７１Ｂでの画像データに基づくインク液滴吐出タイミングを補正し、次いでステップＳ２１に移行して、補正されたインク液滴吐出タイミングで各ラインヘッド７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ及び７１Ｂに対してインク液滴吐出指令を出力してステップＳ２２に移行する。

このステップＳ２２では、該当用紙位置での画像データの記録が終了したか否かを判定し、画像データの記録が終了していないときには前記ステップＳ２１に戻り、該当用紙位置での画像データの記録が終了したときにはステップＳ２３に移行して、記録用紙２に対する記録が全て終了したか否かを判定し、記録用紙２に対する記録が全て終了したときには前記ステップＳ１に戻り、記録用紙２に対する記録が全て終了していないときには前記ステップＳ８に戻る。

この図４の処理において、ステップＳ８〜ステップＳ１９の処理が位置ずれ検出手段に対応し、ステップＳ２０〜Ｓ２２の処理が記録タイミング制御手段に対応し、このうちステップＳ８〜Ｓ１０の処理が駆動ローラ側位置ずれ検出手段及び従動ローラ側位置ずれ検出手段に対応し、ステップＳ１１〜Ｓ１９の処理が記録媒体位置ずれ量演算手段に対応し、ステップＳ１２の処理が先端距離検出手段に対応している。

次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。

今、画像データ形成装置２１から画像データが制御装置２０に入力されていない状態では、記録用紙２に記録する画像データがないので、コントローラ２４で図４の処理を実行したときに、画像データが入力されるまで待機する。

この待機状態で、画像データ形成装置２１から画像データが制御装置２０のコントローラ２４に入力されると、先ず、モータ駆動回路２６に対してモータ駆動指令が出力されて、電動モータ６４ａが所定回転速度で回転駆動され、これによって駆動ローラ６１が図１でみて反時計方向に回転駆動されることにより、搬送ベルト６３が反時計方向に駆動され、これに応じて従動ローラ６２も反時計方向に回転される。

この状態で、ピックアップローラ３を駆動する電動モータ３ａを駆動するモータ駆動回路２５にピックアップローラ駆動指令が出力され、これに応じてピックアップローラ３が時計方向に回転駆動されて、給紙トレイ１の最上部に位置する記録用紙２が搬送ベルト６３側に移送開始される。

そして、移送開始された記録用紙２の先端が紙送りセンサ１０位置に達して、この紙送りセンサ１０から紙送り検出信号が出力されると、記録用紙２の位置を算出するための経過時間を計測するタイマが起動され、経過時間の計測を開始する。

その後、記録用紙２の先端が従動ローラ６２の中心軸位置に達して、搬送ベルト２上に載置される状態となると、駆動ローラ６１の回転速度を検出するエンコーダ８の検出信号が入力される搬送速度変換回路２２及び従動ローラ６２の回転速度を検出するエンコーダ９の検出信号が入力される搬送速度変換回路２３から出力される搬送ベルト６３の搬送速度Ｖｍ及びＶｓを読込み、これらと基準速度Ｖｂとの偏差でなる速度変化量ΔＶｍ及びΔＶｓを算出し、これら速度変化量ΔＶｍ及びΔＶｓを時間積分することにより、搬送ベルト６３の駆動ローラ６１近傍の位置ずれ量Δｘｍ及び従動ローラ６２近傍の位置ずれ量Δｘｓを算出する。

このとき、記録用紙２の先端の移動距離Ｌｔを、タイマで計測する経過時間と搬送ベルト６３の基準搬送速度Ｖｂとを乗算することにより算出し、この移動距離Ｌｔから紙送りセンサ１０と従動ローラ６２の中心軸との間の距離Ｌｓを減算した従動ローラ６２の中心軸位置から記録用紙２の先端までの移動距離Ｌｘを算出する。

そして、算出した移動距離Ｌｘが、図５（ａ）に示すように、記録用紙２の長さＬｐ未満であるときには、記録用紙２の全体が搬送ベルト６３上に載置されておらず、記録用紙２の先端側の一部が搬送ベルト３に上に載置されているものと判断して、搬送ベルト６３上に載置されている記録用紙２の重心位置ｃをｃ＝Ｌｘ／２として算出する。

そして、算出した記録用紙の重心位置ｃと、駆動ローラ６１及び従動ローラ６２の中心軸間距離Ｌｒと、位置ずれ量Δｘｍ及びΔｘｓとに基づいて前記（１）式の演算を行って記録用紙２の位置ずれ量Δｘを算出する。

算出した記録用紙２の位置ずれ量Δｘに基づいて各ラインヘッド７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ及び７１Ｂのインク液滴吐出タイミングを補正する。
しかしながら、記録用紙２の先端が搬送ベルト６３に載置されたばかりであり、記録用紙の記録位置が最先のラインヘッド７１Ｙに対向していないので、実際の記録処理は実行されない。

その後、上記処理が繰り返されながらラインヘッド７１Ｙに記録領域が達すると、その時点で算出される記録用紙２の位置ずれ量Δｘを時間に換算した値に基づいて補正されたインク液滴吐出タイミングでインク液滴吐出指示が行われるノズルからインク液滴の吐出が行われる。その後、さらに記録用紙２が搬送された記録領域が次のラインヘッド７１Ｍに対向する状態となると、その時点で算出される記録用紙２の位置ずれ量Δｘを時間に換算した値に基づいて補正されたインク液滴吐出タイミングでラインヘッド７１Ｍ及び７１Ｙのインク液滴吐出指示が行われるノズルからインク液滴が吐出され、以後、記録領域がラインヘッド７１Ｃ及び７１Ｂに達する毎に、同様にそのときの記録用紙２の位置ずれ量Δｘを時間に換算した値に基づいて補正されたインク液滴吐出タイミングでラインヘッド７１Ｃ、７１Ｍ及び７１Ｙのインク液滴吐出指示されたノズルからインク液滴が吐出される。

このため、各ラインヘッド７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ及び７１Ｂで記録用紙２の位置ずれ量Δｘを時間に換算した値に応じてインク液滴吐出タイミングが補正されるので、各ラインヘッド７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ及び７１Ｂで吐出されたインク液滴を、図６に示すように、基準位置に正確に着弾させることができる。

その後、記録用紙２が搬送されて、図５（ｂ）に示すように、用紙先端の移動距離Ｌｘが用紙長さＬｐを越えてローラ間距離Ｌｒ以下であるときには、重心位置ｃがｃ＝Ｌｘ−Ｌｐ／２で算出され、この重心位置ｃと駆動ローラ側位置ずれ量Δｘｍ及び従動ローラ側位置ずれ量Δｘｓとに基づいて前記（１）式の演算を行って記録用紙２の位置ずれ量Δｘを算出し、算出した位置ずれ量Δｘを時間に換算した値に基づいてインク液滴吐出タイミングを補正して、補正したインク吐出タイミングで該当するノズルからインク液滴の吐出が行われる。

さらに、記録用紙２が搬送されて、図５（ｃ）に示すように、用紙先端の移動距離Ｌｘがローラ間距離Ｌｒを越える状態となると、重心位置ｃがｃ＝（Ｌｘ＋Ｌｒ−Ｌｐ）／２で算出され、この重心位置ｃ駆動ローラ側位置ずれ量Δｘｍ及び従動ローラ側位置ずれ量Δｘｓとに基づいて前記（１）式の演算を行って記録用紙２の位置ずれ量Δｘを算出し、算出した位置ずれ量Δｘを時間に換算した値に基づいてインク液滴吐出タイミングを補正して、補正したインク吐出タイミングで該当するノズルからインク液滴の吐出が行われる。

そして、エンコーダ８及び９で検出した駆動ローラ６１及び従動ローラ６２の回転速度から駆動ローラ６１及び従動ローラ６２位置における搬送ベルト６３の位置ずれ量Δｘｍ及びΔｘｓは、図７の曲線Ａ及びＢで示すように、搬送ベルト６３に記録用紙２の先端が載置された時点すなわち移動距離Ｌｘが“０”である状態から記録用紙２の後端が搬送ベルト６３上から排出される直前の移動距離Ｌｘがローラ間距離Ｌｒに用紙長さＬｐを加算した値Ｌｒ＋Ｌｐとなるまでの間で、搬送ベルト６３の伸縮に伴って個別に変化する。

これら搬送ベルト６３の駆動ローラ６１及び従動ローラ６２側の位置ずれ量Δｘｍ及びΔｘｓをもとに前記（１）の演算を行って記録用紙２の位置ずれ量Δｘを算出すると、図７の曲線Ｃで示すように、記録用紙２の先端が搬送ベルト６３に載置された給紙後まもない間では主として従動ローラ近傍の位置ずれ量Δｘｓが反映され、その後徐々に駆動ローラ近傍の位置ずれ量Δｘｍの配分比率が増加し、搬送ベルト６３の駆動ローラ６１及び従動ローラ６２の中間位置では位置ずれ量Δｘｓ及びΔｘｍの配分比率が５０％ずつとなり、その後従動ローラ近傍の位置ずれ量Δｘｓの配分比率が徐々に減少して、記録用紙２の後端が駆動ローラ６１の中心軸位置となる排紙トレイ５への排紙直前では駆動ローラ近傍の位置ずれ量Δｘｍが主として反映されるようになる。

したがって、前記（１）式で求めた記録用紙２の位置ずれ量Δｘを時間に変換してインク液滴吐出タイミングを補正することにより、各ラインヘッド７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ及び７１Ｂで正確なインク液滴の吐出制御を行うことができ、カラー記録する場合の各インク液滴の重畳を正確に行って記録品質を格段に向上させることができる。

また、各ラインヘッド７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ及び７１Ｂのインク液滴を吐出するノズルが形成された記録領域が記録用紙２の幅より広くなるように設定されているので、記録用紙２の幅方向に縁を設けない縁無し記録を確実に行うことができる。

さらに、搬送ベルト６３の従動ローラ近傍の位置ずれ量Δｘｓを従動ローラ６２に設けたロータリエンコーダ９で検出した従動ローラ６２の回転速度に基づいて検出するようにしたので、従動ローラ近傍の搬送ベルト位置ずれ量Δｘｓを容易且つ正確に検出することができる。

なお、上記第１の実施形態においては、記録ヘッドとして記録用紙２の幅方向に延長し、インク液滴を吐出するノズルを配置した記録領域が記録用紙２の幅より広い幅に設定された１つのラインヘッド７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ及び７１Ｂで形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図８及び図９に示すように、ラインヘッド７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ及び７１Ｂに代えて、記録領域を５分割した５つの記録ヘッド７１ａ〜７１ｅで構成し、例えば記録ヘッド７１ａ、７１ｃ及び７１ｄを１つ置きに配設し、残りの２つの記録ヘッド７１ｂ及び７１ｄを記録ヘッド７１ａ、７１ｃ及び７１ｄと幅方向に齟齬するように搬送方向の後方側に配設することにより、各記録ヘッド７１ａ〜７１ｅの記録領域を搬送方向で連接してラインヘッド７１Ｙ〜７１Ｂに対応する記録領域を形成するようにしてもよく、この場合には、隣接する記録領域を形成する記録ヘッド間で位置ずれが生じた場合に、図１０に示すようにインク液滴の着弾位置がずれてしまい、印刷用紙２の幅方向の罫線を記録する場合に、罫線にずれが生じてしまうことになるが、上述した第１の実施形態によれば、記録用紙２の各搬送位置に応じて位置ずれ量Δｘを算出し、これを時間に変換した値に基づいてインク液滴吐出タイミングを補正するようにしているので、搬送方向に位置が異なる複数の記録ヘッドをする場合でも、各記録ヘッドでの相対位置ずれを確実に防止して前述した図６に示すように正確な記録位置にインク液滴を着弾させることができる。

次に、本発明の第２の実施形態を図１１及び図１２について説明する。

この第２の実施形態では、従動ローラ６２の回転速度を検出する場合に代えて、搬送ベルト６３の従動ローラ６２近傍の搬送速度を直接検出するようにしたものである。

すなわち、第２の実施形態では、図１１及び図１２に示すように、前述した第１の実施形態における図１及び図２の構成において、従動ローラ６２に設けたロータリエンコーダ９が省略され、これに代えて搬送ベルト６３の従動ローラ６２側の搬送速度を直接検出する搬送速度検出部３０が形成されていることを除いては図１及び図２と同様の構成を有し、図１及び図２との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。

ここで、搬送速度検出部３０は、図１２に示すように搬送ベルト６３の搬送方向左側の側縁に一定間隔で検出パターンとしての細長いスリット状の透孔３２が形成されていると共に、従動ローラ６２の近傍で上側の搬送ベルト６３の透孔３２を挟んで対向する位置に投光部３３ａ及び受光部３３ｂを有するフォトインタラプタで構成される光学式センサ３３を配設した構成を有する。

そして、光学式センサ３３から出力される透孔３２を検出する毎に出力されるパルス信号が、図１３に示すように、このパルス信号を搬送ベルト６３の搬送速度Ｖｓに変換する搬送速度変換回路３４に入力され、この搬送速度変換回路３４から出力されるデジタル搬送速度Ｖｓがコントローラ２４に入力され、このコントローラ２４で第１の実施形態における搬送速度変換回路２３からのデジタル搬送速度Ｖｓの読込みに代えて搬送速度変換回路３４からのデジタル搬送速度Ｖｓを読込むことを除いては図４と同様の画像形成処理を行う。

この第２の実施形態においては、光学式センサ３３で搬送ベルト６３に等間隔で形成した検出パターンとしての透孔３２を検出したときに、パルス信号が搬送速度変換回路３４に出力されて、この搬送速度変換回路３４で搬送ベルト６３の従動ローラ６２側での伸縮に応じた搬送速度Ｖｓを正確に検出することができる。

そして、この搬送速度変換回路３４から出力される搬送ベルト６３の従動ローラ６２側でのデジタル搬送速度Ｖｓがコントローラ２４に入力されるので、前述した第１の実施形態と同様に、外部の画像データ形成装置２１から記録用紙２に記録する画像データがコントローラ２４に入力されたときに、搬送ベルト機構６の電動モータ６４ａを回転駆動してからピックアップロール３を回転駆動することにより、給紙トレイ１から記録用紙２を搬送ベルト６３上に給紙する。

そして、記録用紙２の先端が搬送ベルト６３上に載置されてから記録用紙２の搬送位置に応じて記録用紙２の位置ずれ量Δｘを算出し、算出された位置ずれ量Δｘに基づいて各ラインヘッド７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ及び７１Ｂのインク液滴吐出タイミングを補正することにより、各ラインヘッド７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ及び７１Ｂから吐出されるインク液滴の着弾位置を正確に制御し、異なる色相のインク液滴を正確に重畳することにより、高品質の記録画像を形成することができる。

なお、上記第２の実施形態においては、搬送ベルト６３に検出パターンとして透孔３２を形成し、この透孔３２を光学式センサ３３で検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、透孔３２に代えて磁気パターンを等間隔で形成し、この磁気パターンをホール素子等の磁気センサで検出することにより、搬送ベルト６３の搬送速度に応じたパルス信号を得るようにしてもよく、さらには図１４に示すように、搬送ベルト３の側縁にリニアスケール４１を形成し、このリニアスケール４１をエンコーダ４２で検出するようにしてもよく、この場合リニアスケールとしては光を透過しないライン部とライン部間の光を透過する透過部とで構成する光学式又は磁性材でライン部を形成した磁気式の何れでも適用することができ、これに応じてエンコーダ４２も光学式又は磁気式を適用することができる。

また、上記第１及び第２の実施形態においては、給紙トレイ１側に従動ローラ６２を、排紙トレイ５側に駆動ローラ６１を夫々配設した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、給紙トレイ１側に駆動ローラ６１を、排紙トレイ５側に従動ローラ６２を配設するようにしてもよい。

さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、給紙トレイ１、搬送ベルト機構６及び排紙トレイ５が同一平面上に配置されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、搬送ベルト機構６に対して給紙トレイ１及び排紙トレイ５を傾斜させて配置するようにしてもよい。

さらにまた、上記第１及び第２の実施形態においては、記録手段を４つの記録ヘッドで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、イエロー、マゼンタ及びシアンの３つの記録ヘッドで構成したり、５つ以上の記録ヘッドで構成するようにしたりしてもよい。

なおさらに、上記第１及び第２の実施形態においては、搬送ベルト６３が１本である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、搬送ベルトを複数本の分割ベルトで構成するようにしてもよく、この場合には分割ベルト毎に搬送速度を検出して、その平均値を従動ローラ側搬送速度Ｖｓとすることが好ましい。

また、上記第１及び第２の実施形態においては、駆動ローラ側搬送速度Ｖｍを駆動ローラ６１に設けたロータリエンコーダ８の出力信号に基づいて検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、従動ローラ側搬送速度Ｖｓと同様に、搬送ベルト６３に形成した光学的又は磁気的な検出パターンを駆動ローラ６１側で光学式センサ又は磁気式センサで検出したり、リニアスケールを駆動ローラ６１側でエンコーダで検出したりするようにしてもよい。

本発明の第１の実施形態の概略構成を示す正面図である。図１の平面図である。第１の実施形態に適用し得る制御装置を示すブロック図である。制御装置のコントローラで実行する画像形成処理手順の一例を示すフローチャートである。記録用紙の搬送状態を示す説明図である。インク液滴の着弾状態を示す説明図である。記録用紙の搬送位置に対する駆動ローラ及び従動ローラの位置ずれ量との関係を示す特性線図である。第１の実施形態の変形例を示す正面図である。図８の平面図である。インク液の着弾ずれ状態を示す説明図である。本発明の第２の実施形態の概略構成を示す正面図である。図１１の平面図である。制御装置を示すブロック図である。第２の実施形態の変形例を示す平面図である。

符号の説明

１…給紙トレイ、２…記録用紙、３…ピックアップローラ、４…記録機構、５…排紙トレイ、６…搬送ベルト機構、７…データ記録部、８，９…ロータリエンコーダ、１０…紙送りセンサ、２０…制御装置、２１…画像データ形成装置、２２，２３…搬送速度変換回路、２４…コントローラ、２５，２６…モータ駆動回路、２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｂ…ヘッド駆動回路、３０…搬送速度検出部、３２…透孔、３３…光学式センサ、３４…搬送速度変換回路、４１…リニアスケール、４２…エンコーダ、６１…駆動ローラ、６２…従動ローラ、６３…搬送ベルト、６４…回転駆動機構、６４ａ…電動モータ、７１Ｙ，７１Ｍ，７１Ｃ，７１Ｂ…ラインヘッド

Claims

所定間隔を保って平行に配設された駆動ローラ及び従動ローラ間に張設した搬送ベルトを走行させて記録媒体を搬送し、該記録媒体にその搬送方向に離間した複数の記録手段で重畳記録するようにした画像形成装置において、
前記搬送ベルトの駆動ローラ側の搬送速度を検出する駆動ローラ側搬送速度検出手段と、前記搬送ベルトの従動ローラ側の搬送速度を検出する従動ローラ側搬送速度検出手段と、前記駆動ローラ側搬送速度検出手段で検出した駆動ローラ側の搬送速度及び前記従動ローラ側搬送速度検出手段で検出した従動ローラ側の搬送速度に基づいて前記記録媒体の搬送位置ずれ量を検出する位置ずれ検出手段と、該位置ずれ検出手段で検出した搬送位置ずれ量に基づいて前記記録手段の画像記録タイミングを制御する記録タイミング制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
前記駆動ローラ側搬送速度検出手段は、前記駆動ローラの回転速度を検出する駆動ローラ回転速度検出手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記従動ローラ側搬送速度検出手段は、前記従動ローラの回転速度を検出する従動ローラ回転速度検出手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記従動ローラ側搬送速度検出手段は、前記搬送ベルトの搬送方向に所定間隔で形成した検出パターンと、該検出パターンを前記従動ローラ側で検出するパターン検出手段とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記検出パターンが搬送ベルトに形成した光学的に検出可能なパターンであり、前記パターン検出手段が前記検出パターンの透過光及び反射光の何れかを検出する光学センサで構成されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記検出パターンが搬送ベルトに形成した磁気パターンであり、前記パターン検出手段が前記磁気パターンの磁気を検出する磁気センサで構成されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記複数の記録手段は、異なる色相の液滴を吐出する記録ヘッドで構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１つに記載の画像形成装置。
前記記録手段は、前記記録媒体の幅方向の記録領域が当該記録媒体の幅より広く設定されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１つに記載の画像形成装置。
前記記録手段は、前記記録媒体の幅方向の記録領域が当該記録媒体の幅より狭い複数の記録手段を前記記録媒体の搬送方向に位置をずらして当該記録媒体に連続した記録領域を形成するように配置したことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１つに記載の画像形成装置。
前記位置ずれ検出手段は、前記駆動ローラ側搬送速度検出手段で検出した搬送ベルトの搬送速度に基づいて搬送ベルトの駆動ローラ側における搬送方向の位置ずれ量を検出する駆動ローラ側位置ずれ検出手段と、前記従動ローラ側搬送速度検出手段で検出した搬送ベルトの搬送速度に基づいて搬送ベルトの従動ローラ側における搬送方向の位置ずれ量を検出する従動ローラ側位置ずれ検出手段と、前記記録媒体を受取る側のローラ中心から前記記録媒体の搬送方向先端位置までの搬送距離を検出する先端距離検出手段と、前記搬送ベルトの駆動ローラ側の位置ずれ量、従動ローラ側の位置ずれ量及び記録媒体の搬送距離に基づいて記録媒体の位置ずれ量を演算する記録媒体位置ずれ量演算手段とを備えていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１つに記載の画像形成装置。
前記記録媒体位置ずれ量演算手段は、先端距離検出手段で検出した搬送距離に基づいて前記記録媒体の搬送方向の中心位置を算出し、算出した中心位置に基づいて前記駆動ローラ側の位置ずれ量及び従動ローラ側の位置ずれ量との配分比を変更するように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。