JP2006213416A - 記録装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 被記録媒体の種類を検知判別手段を備えた記録装置において、幅検知のためだけに生じる動作や時間を必要とせずに、記録媒体の幅を判別することを可能とした記録装置を提供する。
【解決手段】 給紙部に被記録媒体の種類を検出する検出手段を備え、紙手段から給紙された被記録媒体を侠持搬送する搬送手段において、被記録媒体を搬送する際の駆動電圧または駆動電流を検地する手段を備え、前期駆動電圧または駆動電流を、記録媒体ごとに予め設定された値と比較することで、記録媒体の幅を判別するように構成する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、画像記録装置に関し、詳しくは外部から入力した印刷データに基づいて記録媒体に上に画像等を記録する記録装置に関するものである。
近年、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及によって画像情報を手軽に扱えるようになり、その出力用に手軽な記録装置の需要が高まっている。記録装置で用いられる記録方式の中に、比較的小型、安価かつ高精細な記録を可能とする方式として知られるインクジェット記録方式がある。
インクジェット記録方式を用いた記録装置において、数十個から数百個のインク吐出口を有するインクジェットヘッドを装着したキャリッジ(CR)は、キャリッジ駆動モータの駆動力を伝達する駆動ベルトの一部と連結されて移動可能に構成されている。
これにより、インクジェットカートリッジは、吐出面に対向するよう配置されたプラテンに沿って移動でき、この移動の間にこのプラテン上に給送される被記録媒体の全幅にわたって往復運動(走査)し記録を行うことができる。被記録媒体は、キャリッジの上記走査毎に用紙搬送手段により、吐出口のピッチに応じて定められる距離を搬送される。以上の走査および被記録媒体の搬送を繰り返すことにより、被記録媒体全面に記録がなされる。
以上のような構成の記録装置において、記録動作に伴うインク吐出は、キャリッジの走査範囲内において行なわれる。しかし、プラテンにセットされた被記録媒体がキャリッジの走査範囲よりも小さい場合において、記録データが被記録媒体の大きさを越えて設定されてしまった場合には、被記録媒体の全幅を越えてインク吐出が行なわれてしまう。この為、プラテンがインクで汚れ、次にセットされた被記録媒体や操作するユーザーの手を汚してしまうといった問題を生じ、また、記録動作に不必要なキャリッジの移動分だけ余計に記録時間を費やし記録速度を低下させるという問題を生じることがある。
このような問題を防止するため、従来より、セットされた被記録媒体の幅を検知し被記録媒体の幅以上にはキャリッジの走査およびインク吐出を行わないようにする手段を備えたインクジェット記録装置が知られている。
特開平7‐179248号公報
上記従来の構成では、被記録媒体の幅を検出する方法として種々のものがあり、例えば想定される被記録媒体の大きさ毎に接触型のセンサを設けるものや、キャリッジ上に反射を利用した光学的センサを搭載しキャリッジの予備的な走査によってキャリッジの移動方向に対する被記録媒体の幅を検知する方式のものがある。
前者の場合には検出したい被記録媒体の幅に応じて、複数のセンサを設ける必要があり、センサが無い被記録媒体幅では検出できないといった問題がある。また、後者の場合には、紙幅を検知するために予備的なキャリッジ移動をするといった余計な時間を費やす必要があった。また、近年はユーザビリティを向上させる目的で、紙幅検知以外にも、自動レジ調整、自動紙種検知等のために各種センサが搭載されている。したがて、これら全てのセンサを設けると装置全体が高価になってしますとともに、装置も大きくなってしまう。
本発明は上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被記録媒体の種類を検知判別する手段を備えた記録装置であれば、被記録媒体幅の検出のためだけに生じる動作や時間を必要とせずに、被記録媒体幅を判別することを可能とした記録装置を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するため、被記録媒体が異なる幅であっても積載可能な積載部と、前記積載部には被記録媒体の種類を検知判別する手段を備え、前記積載部に積載された被記録媒体を給紙する給紙手段と、前記給紙部から給紙された被記録媒体を侠持搬送する搬送手段と、前記搬送手段において被記録媒体を搬送する際の駆動電圧または駆動電流を検知する手段を備え、前記被記録媒体を搬送する際に検知された駆動電圧または駆動電流を、被記録媒体ごとに予め設定された値と比較することで、記録媒体の幅を判別することを特徴とする。
本発明によれば、被記録媒体の種類を検知判別する手段を備えた記録装置であれば、被記録媒体の搬送時において、被記録媒体の幅を判別することができ、記録媒体の存在しない部分に記録が行われて記録装置内部が汚れたり、あるいは部品に付着したインクによって記録媒体を汚しまうことを防止することができる。またさらには、装置内部にインクが進入して電気部費に到達して、高温高湿環境下において発煙・発火してしまう恐れの無い記録装置を提供することが可能である。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、各図面を通して同一符号は同一又は対応した部分を示すものである。
図1は本発明の実施の形態に係るシート搬送装置を備えた記録装置の構成を示す模式的斜視図であり、また図2は図1中の矢印A方向から見た記録装置における給紙搬送構成を示す模式的側断面図である。また図3は図1中の矢印B方向から見た記録装置におけるシート搬送部の駆動構成を示す模式的部分斜視図である。
なお、図1〜図3は、記録装置がインクを吐出して被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置である場合を示す。また、被記録媒体としては、紙、プラスチックシート、布、金属シート、あるいは板状部材など、種々の材質のものを使用することができる。ただし、以下の説明では、被記録媒体の代表例が記録用紙等の記録シートであることから、広義の被記録媒体を用いるべきところを記録シート又は記録用紙と称することがあるが、これは、被記録媒体の範囲を記録シート又は記録用紙に限定するものではない。
本実施例に係る記録装置は、大きく分けて、給紙部37、被記録媒体搬送部(用紙搬送部)20、記録部ヘッド11、記録ヘッド(記録手段)メインテナンス部36から構成されている。ホスト装置(不図示)から記録データが送られ、制御基板301上の記録装置制御部(不図示)にてデータを格納し、同制御部から記録動作開始指令が出されて記録動作が開始する。
ここで、本実施例における各部の動作について、記録動作の順を追いながら説明する。記録動作開始指令が出されて記録動作が開始すると、先ず記載部に設けられた光学式検知手段による紙種検知部80(メディアセンサ)によって被記録媒体(記録シート)の検知判別動作が行われ、その後引き続いて給紙動作が行われる。給紙部はメインASF(Automatic Sheet Feeder)であり、この給紙部は、圧板41上に複数枚積載された記録シート(記録用紙)から記録動作ごとに1枚ずつの記録シートを引き出して被記録媒体搬送部(シート搬送部)に送る自動給紙部で構成されている。
なお本実施例における記録シートの検知判別に用いられている光学的検知手段は、発光ダイオードおよび受光素子を有した光学センサであり、発光ダイオードから発せられた光が光学レンズにより集光されたのち、圧板41に積載された記録シートに反射して受光素子に入光するよう構成されている。受光素子への入力光は記録シートによって反射到達し、また受光素子はその入光量によって通導状態が変化する。したがって記録シートの材質等によって反射率が異なり、受光素子への入光量も変化するため、記録シートの種類が判別することが出来る。
なお、給紙動作開始でASFモータ46が正方向に回転し、その動力はギア列を経て圧板41を保持しているカムを回転させる。ASFモータ46の回転によってカムが外れると、圧板41は不図示の圧板ばねの作用により給紙ローラ39に向けて付勢される。同時に、給紙ローラ39が記録シート(記録用紙)を搬送する方向に回転するため、積載された記録シートの一番上の一枚の搬送が開始される。その際、給紙ローラ39と記録シート4との間の摩擦力、並びに記録シート同士の摩擦力の条件により、複数枚の記録シートが同時に送り出されてしまうことがある。
その場合には、給紙ローラ39に圧接されかつ記録シート搬送方向と逆方向に所定の戻り回転トルクを有する分離ローラ40が作用し、この分離ローラ40は最も給紙ローラ39側にある記録シート以外の記録シートを元の圧板上へ押し戻す働きをする。また、ASF給紙動作終了時には、カムの動作により分離ローラ40は給紙ローラ39との圧接状態から解除され、所定の距離離間されるが、その際に確実に圧板上の所定位置まで記録シートを押し戻すために、戻し爪43が回転してその役割を果たす。以上のような動作により、記録シートを1枚だけ用紙搬送部へ搬送する。
給紙部から搬送された記録シートとしての記録シート4は被記録媒体搬送部(シート搬送部)たる搬送ローラ(紙送りローラ)21とピンチローラ22のニップ部に向けて搬送される。ピンチローラ22は主走査方向に複数配設されている。また、ピンチローラ22の中心は、搬送ローラ21の中心に対して、第1排紙ローラ30に近づく方向の若干のオフセットを持って取り付けられているので、記録シートが挿入される接線方向角度は水平より若干傾いている。よって、用紙先端が的確にニップ部にガイドされるように、ピンチローラホルダ23とガイド部材(通紙ガイド)70により形成される通紙経路で角度を付けて用紙を搬送するようにしている。
またシート搬送部は、LFモータ26と搬送ローラ21と同軸上のプーリとの間に張架されたLFベルト27を介してLFモータ26の駆動力を伝達することにより、回転駆動される。さらに排紙ローラへはギア列を介して駆動が伝達される。したがって、LFモータ26の駆動電流を読み取ることで、搬送部に必要なモータトルクの検知が可能である。なお、搬送部は、搬送ローラ21およびプーリと同軸に貼付されたコードホイール28を、シャーシ設けた保持部材によって保持されたLFエンコーダ35によって読み取ることで、適切なタイミングで搬送部を回転駆動して、適時用紙を搬送することができる。
この用紙搬送部20を、ニップ部に記録シート4が突入して、侠持搬送されるより前に、搬送ローラ21をアイドリングして回転駆動させることで、記録シートが無い現状の搬送部状態のモータ駆動電流を読み込む。その後、アイドリングのための搬送ローラ21の回転は、次に述べるレストレーションのために一旦停止する。
ここで、先に述べたようにASF37によって搬送(送給、給紙)される記録シート(記録用紙)は、停止状態の搬送ローラ21のニップ部に突き当てられる。この時、所定の通紙経路長よりもやや長い距離分をメインASF37で搬送することにより、給紙ローラ39と搬送ローラ21の間で用紙のループが形成される。このループが真っ直ぐに戻ろうとする力で用紙先端が搬送ローラ21のニップ部に押圧されることにより、用紙先端が搬送ローラ21に倣って平行になり、いわゆるレジストレーション取り動作が完了する。
レジストレーション取り動作が完了した後、記録シートが正方向(第1排紙ローラ30に向けて進行していく方向)に移動する方向に、LFモータ(搬送モータ)26の回転(正方向の回転)を開始する。なお、給紙ローラ39は駆動力を切断され、記録シートと連れ回りするようになる。この時点で、記録シートは搬送ローラ21とピンチローラ22のみで搬送されるようになる。記録シートは所定改行量毎に正方向に前進し、プラテン29に設けられたリブに沿って進行する。
記録部によるインク吐出による記録を行うためには、まず記録シートを記録部の記録手段である記録ヘッド11に対する記録開始位置まで搬送する必要がある。この書き出し位置までの用紙搬送時において、搬送ローラ21を回転させるLFモータ26の駆動電流を読み込む。そして先に読み込んであるアイドリング時の駆動電流との差を、現在侠持している記録シートの搬送に必要なモータトルク値とし、予め制御部に記憶させている記録シートごとのサイズ幅とトルク値との関係と比較することで、記録シートのサイズ幅の判定が行われる。
ここで、上記用紙搬送時における記録シートのサイズ幅の判定について図4〜図7を用いて詳細に説明する。
図4は搬送部の記録シート等の存在しない場合の模式的断面図であり、図5は記録シート4を狭持搬送した状態を示す模式的断面図である。本実施例においては、搬送部20は、搬送ローラ21と搬送ローラ21を押圧する複数のピンチローラ22からなる。またピンチローラ22は捩りコイルバネからなるピンチローラバネ24が複数配設され、ピンチローラ22の2個に対して、ピンチローラバネ24を1個を掛けることで付勢力を働かせて、押圧力を発生させている。
したがって、図5のように、記録シート4が侠持されると、ピンチローラ22およびピンチローラ22を付勢しているピンチローラばね24は記録シート4の厚み分hだけ押し上げられる。したがって、ピンチローラバネ24は押し上げられた分、バネの変位量が多くなるため、ピンチローラ22の押圧力が高くなる。したがって、記録シートの厚みが多いほど、ピンチローラ22によって押圧されている搬送ローラ21の駆動トルクは大きくなる。
次に図6を用いて記録シート4の幅と搬送部20の駆動トルクの関係を説明する。本実施例において、ピンチローラは8個配設されている。また、ピンチローラ2個ごとに一つのピンチローラバネ24が掛けられることで、ピンチローラ22の搬送ローラ21に対する押圧が均一となるように構成されている。したがって、上記図4のように記録シート4等が無い場合は全てのピンチローラ22は設定された押圧で均一に付勢されている。
ここで、記録シート4が給紙された後、搬送部20にて侠持搬送がおこなわれると、図5のように記録シート4が存在する位置のピンチローラ22のみが、先に説明した記録シート4の厚み分hだけ押し上げられることになる。ここで、図6は記録シートの幅が異なる場合の搬送部20におけるピンチローラ22の狭持範囲を示した模式的上面図である。本実施例では使用頻度の多い定型サイズのA4,A5,A6サイズ幅を記している。
図6のように、異なる幅の記録シート4を侠持搬送する場合は、狭持搬送のために押し上げられるピンチローラ22の数が記録シート幅で異なっている。記録シート4の幅が大きいほど、図5のように記録シート4の厚み分hだけ押し上げられるピンチローラ22の数が多くなるため、上記搬送部20を回転駆動させるLFモータ26の駆動電流も大きくなる。
ところで、インクジェット記録方式においては、近年、ますます高画質化が図られており、それに伴って、記録に用いるインクや記録媒体(記録シート)なども改良が行われている。とくに記録シートにおいては、写真画質等を実現するものとして、表面には写真調の光沢感をもたせた光沢紙や、価格を抑えつつもインクジェットに適した記録媒体としたコート紙などの、いわゆる特殊紙の需要が大きくなっている。
このような特殊紙等は、基材(母材)の上面にインクの受容層を設けたり、さらには写真画質を実現させるものでは、裏面においても、記録後に生じてしまうインク抜け等防止するためのコーティングを施したり等の、ハイブリッドな構造となっている。したがって、このようなハイブリッドな構造をした記録シートは、普通紙と比較して厚みがあり、また、類似したコート層(すなわち類似した構造)の媒体であれば用紙の厚みもほぼ同じ程度になっている。
したがって、積載部に設けられた紙種判別手段によって、記録シートの種類が判別されれば、すなわち、記録シートのおおよその厚みも限定されることになる。以上により紙種がある程度特定された場合、または予め限定されている場合は、記録シートのおおよその厚みも限定されることから、前記搬送部における狭持搬送時の駆動トルクとしてのLFモータ26の駆動電流を検知することで、記録シートの幅を検出することが可能となる。
図7は、搬送部を回転駆動した際のLFモータ26の回転量と駆動電流値の関係の一例を模式的に示した図である。図7のように搬送部のアイドリング時の駆動電流値が最も低い。また記録シートの幅(サイズ)が大きくなるにしたがって、駆動負荷が大きくなり、LFモータの駆動電流も大きくなる。また、いわゆるコート紙に比べて、写真光沢紙では裏面のコーティング層等が施されて厚みが多い記録媒体であることから、記録シート幅が同じであっても、駆動負荷が大きくなる。
このようにして、搬送部における狭持搬送時の駆動トルクとしてのLFモータ26の駆動電流値と、用紙搬送部20が記録シート4が侠持搬送される前に搬送ローラ21をアイドリングして検知したモータ駆動電流値との差分を読み込むことで、モータ等を含む駆動部の劣化や他の要因による負荷変動が生じていても正確に紙幅を検知判別することが出来る。
以上により、搬送部において用紙4が記録部の記録手段である記録ヘッド11に対する記録(インク吐出)開始位置まで搬送されつつ、記録シートのサイズが判別された後、判別された記録シートの幅と、ホスト装置(不図示)から送られた記録データとの記録範囲が一致した場合は逐次記録がなされる。
そして逐次記録動作が進んでいくと、用紙先端は漸次第1排紙ローラ30及び第1拍車列32のニップ部と、第2排紙ローラ31及び第1拍車列33のニップ部に掛かるが、第1排紙ローラ30と第2排紙ローラ31の周速は搬送ローラ21の周速とほぼ等しく設定され、かつ搬送ローラ21から第1排紙ローラ30及び第2排紙ローラ31はギア列で接続されているので、第1排紙ローラ30及び第2排紙ローラ31は搬送ローラ21と同期して回転することになり、そのため、記録シート4は弛んだり引っ張られたりすることなく搬送される。
記録部は、主に記録手段としての記録ヘッド11と、記録ヘッド11を搭載して記録シート搬送方向と交叉(通常直交)する方向に走査(移動)するキャリッジ13とから成る。キャリッジ13は、シャーシ10に固定されたガイドシャフト14とシャーシ10の一部であるガイドレール15とによって案内支持され、キャリッジモータ17とアイドラプーリ20との間に張架されたキャリッジベルト16を介してキャリッジモータ17の駆動力を伝達することにより、往復移動(走査)される。
記録ヘッド11にはインクタンク12に接続される複数のインク流路が形成されており、インク流路はプラテン29と対向する面(吐出口面)に配された吐出口まで連通している。吐出口列を形成する複数の吐出口のそれぞれの内部にはインク吐出用のアクチュエータ(エネルギー発生手段)が配されている。このアクチュエータとしては、例えば、電気熱変換体(発熱素子)による液体の膜沸騰圧力を利用したものや、ピエゾ素子等の電気機械変換体(電気−圧力変換素子)などが用いられる。
記録装置として上記のような記録ヘッド11を用いるインクジェット記録装置においては、記録ヘッド11に、フレキシブルフラットケーブル73を介してヘッドドライバ(不図示)の信号を伝達することで、記録データに応じてインク滴を吐出することが可能である。また、シャーシ10に張架されたコードストリップ18をキャリッジ13に搭載されたCR(キャリッジ)エンコーダ19によって読み取ることで、適切なタイミングで被記録シートに向けてインク滴を吐出することができる。このようにして、1ライン分の記録が終了すると、前記用紙搬送部(記録シート搬送部)により必要量だけ記録シートを搬送(紙送り)する。この動作を繰り返して実施することにより、記録シート全面にわたる記録動作が可能となる。
なお、用紙先端を記録ヘッド11に対する記録(インク吐出)開始位置まで搬送するなかで、前記判別された記録シートの幅と、ホスト装置(不図示)から送られた記録データとの記録範囲が不一致であった場合には、上記記録ヘッド11の駆動を開始する前に一連の記録動作を中断終了することで、記録シートの存在しない位置へのインクの吐出(すなわちプラテンへのインク吐出)を回避することができ、また、給紙、搬送された記録シートにおいても、インクの付着がなく、改めて使用することが可能となる。
また、別の例では、ホスト装置(不図示)から送られた記録データとの記録範囲が不一致であった場合には、検知された記録シート幅に応じて、記録データの大きさを縮小、または拡大変更して、変更後のデータに応じて記録することも可能である。
なお、本実施例においては、搬送部の駆動に必要なモータトルク値として、LFモータ26の駆動電流を読み取ることで検知を行ったが、必要に応じて、駆動電圧で検知することや、さらには駆動電流と駆動電圧の両方を読み取ることでも同様の効果を得ることが可能である。
また、本実施例においては、搬送部を為すピンチローラを8個として、かつ、2個一対となるように配設して、その略中央を捩りコイルバネによって押圧する構成であるが、ピンチローラ22の長手方向の大きさを小さくして、ピンチローラの数を多く配置することで、より詳細な記録シート(記録媒体)の幅の判別が可能となる。
また、上記一連の記録動作の際には、給紙部の紙種検知手段によって検知された、記録シート(記録媒体)の種類に応じて、各記録動作(詳しくは、給紙速度、紙送り速度や紙送り量、およびキャリッジ速度ならびにインクドットの配置やインク打ち込みの量等)を最適にすることが可能であることは言うまでもない。
また、給紙部に配設された紙種検知手段の検知方法は、光学センサ手段による検知方法であるが、本発明の趣旨はこのような構成に拘束されるものではなく、必要に応じて他の記録シート(記録媒体)の種類を検知判別する手段を採用しても良い。
本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す模式的斜視図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す模式的側断面図である。 本発明の一実施形態に係るシート搬送部の駆動部を示す模式的斜視図である。 本発明の一実施形態に係るシート搬送部のピンチローラ押圧状態を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態に係るシート搬送部の記録シート狭持搬送状態を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態に係るシート搬送部のピンチローラ配置を示す模式的上面図である。 本発明の一実施形態に係るシート搬送部を駆動した場合のLFモータ回転量と駆動電流との関係を示すグラフの模式図である。
符号の説明
1 記録装置本体(記録ユニット本体)
4 被記録媒体(記録シート、記録用紙)
10 シャーシ
11 記録部(記録手段、記録ヘッド)
12 インクタンク
13 キャリッジ
14 ガイドシャフト
15 ガイドレール
16 キャリッジベルト
17 キャリッジモータ
20 用紙搬送部(紙送り部)
21 搬送ローラ(LFローラ、紙送りローラ)
22 ピンチローラ
23 ピンチローラホルダ
24 ピンチローラばね
25 ピンチローラ軸
26 LFモータ(紙送りモータ、搬送モータ)
27 LFベルト
28 コードホイール
29 プラテン
30 第1排紙ローラ
31 第2排紙ローラ
32 第1拍車列(回転体)
33 第2拍車列(回転体)
35 LFエンコーダ
36 メインテナンスユニット(吐出回復装置)
37 メインASF(自動給紙部)
39 給紙ローラ
40 分離ローラ
41 圧板
44 ASFフラップ
46 ASFモータ
55 ガイドシャフトばね
58 リフトカム軸
66 PEセンサレバー(用紙検知レバー)
67 PEセンサ
68 PEセンサレバーばね
70 通紙ガイド(ガイド部材)
301 制御基板

Claims (4)

  1. 被記録媒体に対して記録を行う記録装置において、被記録媒体が異なる幅であっても積載可能な積載部と、前記積載部には被記録媒体の種類を検知判別する手段を備え、前記積載部に積載された被記録媒体を給紙する給紙手段と、前記給紙部から給紙された被記録媒体を侠持搬送する搬送手段と、前記搬送手段において被記録媒体を搬送する際の駆動電圧または駆動電流を検知する手段を備え、前記被記録媒体を搬送する際に検知された駆動電圧または駆動電流を、被記録媒体ごとに予め設定された値と比較して記録媒体の幅を判別する手段を備えたことを特徴とする記録装置。
  2. 搬送手段の被記録媒体が侠持されていない状態の駆動電圧または駆動電流を検知する手段を備え、被記録媒体を侠持搬送した時の駆動電圧または駆動電流との差を、予め設定された値と比較することで、被記録媒体の幅を判別することを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
  3. 被記録媒体が前記搬送手段によって侠持搬送されるよりも前に、被記録媒体の種類の検知判別が行われることを特徴とする請求項1または2に記載の記録装置。
  4. 被記録媒体が記録手段で記録されるより前に、被記録媒体の幅の判別が行われることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の記録装置。
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