JP2006224400A

JP2006224400A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006224400A
Application number: JP2005039618A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Tsujiguchi; 祐一郎辻口
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】両面印刷時に表面に形成する画像がないときでも両面ユニットへの用紙の送り込み動作が行なわれてジャムが発生し、両面ユニットが損傷することがある。
【解決手段】両面印刷が指定されると、用紙２２の表面に形成する画像があるときには、キャリッジ４を主走査させて記録ヘッド１１によって用紙２２に対して所要の画像を形成するとともに、画像形成時に用紙センサ７５の検知信号に基づいて当該用紙２２の範囲を検出する動作を行い、表面に形成する画像がないときには、当該用紙２２の範囲を検出するためにだけキャリッジ４を主走査させて用紙センサ７５の検知信号に基づいて当該用紙２２の範囲を検出する動作を行なって、両面ユニット５１に搬送できない用紙２２については印刷動作を終了する。
【選択図】図４

Description

本発明は画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、プリンタ／ファックス／複写機複合機等の各種画像形成装置としては、記録液（例えばインク）の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドで構成した記録ヘッドをキャリッジに搭載して、このキャリッジを被記録媒体（以下「用紙」というが、材質を紙に限定するものではなく、また、記録媒体、記録紙、転写材などとも称される。）の搬送方向に対して直交する方向にシリアルスキャンさせるとともに、被記録媒体を記録幅に応じて間歇的に搬送し、搬送と記録を交互に繰り返すことによって被記録媒体に画像を形成（記録、印刷、印字、印写も同義で使用する。）するシリアル型画像形成装置がある。

従来のシリアル型画像形成装置として、例えば特許文献１、２、３に記載されているように、キャリッジに用紙を検知する検知手段を備えて、この検知手段の検知結果に基づいて、用紙の先端、幅などを検出するようにしている。
特開２００４−０７４７０６号公報特許第３４０６９４７号公報特開２００４−２０９８６５号公報

ところで、上述したような画像形成装置において用紙の両面に印刷を行う両面印刷を可能にした場合、用紙の印刷面を反転させる手段（以下「両面ユニット」と称する。）に搬送することができない用紙が使用されると、ジャムの発生や両面ユニットの損傷などを生じることになる。

ここで、上述したように用紙の有無を検知する検知手段を備えた画像形成装置にあっては、両面印刷を行うときに、用紙に対してキャリッジを初期走査して用紙の範囲を検出することで、両面ユニットへの用紙の搬送の可否を判断することができる。

ところが、例えば用紙の最初に画像形成を行なう面（表面とする。）に対して実際に形成する画像がない場合には、キャリッジの初期走査は行なわれないために、両面ユニットへの搬送前に用紙の範囲の検出が行なわれず、どのような用紙でも両面ユニットが許容する用紙の範囲であるか否かにかかわらず、両面ユニットへの搬送が行なわれて、両面ユニットの許容範囲を超える用紙の搬送（送り込み又は引き込み）が発生し、用紙にも大きなダメージが発生しているという課題が生じている。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、両面印刷時の両面ユニットに対する誤搬送を防止できるようにした画像形成装置を提供することを目的とする。

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、キャリッジに被記録媒体の有無を検知する検知手段を備え、両面印刷を行うときに、被記録媒体の最初に印刷する面に形成する画像があるときには、キャリッジを主走査して画像を形成するとともに検知手段の検知結果に基づいて被記録媒体の範囲を検出し、形成する画像がないときには、被記録媒体の範囲を検出するためにキャリッジを主走査させる手段を備えている構成としたものである。

ここで、被記録媒体の範囲の検出結果に基づいて、印刷面を反転させることができない被記録媒体であるときには、被記録媒体の印刷面を反転させる手段に対して被記録媒体を搬送しない構成とすることが好ましい。

また、被記録媒体の範囲を検出できないときには、指定された被記録媒体の範囲に関する情報に基づいて、印刷面を反転させることができない被記録媒体であるときには、被記録媒体の印刷面を反転させる手段に対して被記録媒体を搬送しない構成とすることができる。

さらに、指定された被記録媒体の範囲に関する情報がないときには、この装置自体が保持している被記録媒体の範囲に関する情報に基づいて、印刷面を反転させることができない被記録媒体であるときには、被記録媒体の印刷面を反転させる手段に対して被記録媒体を搬送しない構成とすることができる。

本発明に係る画像形成装置によれば、両面印刷を行うときに、被記録媒体の最初に印刷する面に形成する画像があるときには、キャリッジを主走査して画像を形成するとともに検知手段の検知結果に基づいて被記録媒体の範囲を検出し、形成する画像がないときには、被記録媒体の範囲を検出するためにキャリッジを主走査させる手段を備えているので、被記録媒体の最初に印刷する面に形成する画像がない場合でも被記録媒体の範囲を検出することができて、両面ユニットに対する誤搬送を防止できるようにすることができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同じく概略平面説明図である。

この画像形成装置は、フレーム１を構成する左右の側板１Ａ、１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド２とステー３とでキャリッジ４を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ５によって駆動プーリ６Ａと従動プーリ６Ｂ間に架け渡したタイミングベルト７を介して図２で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ４には、例えばイエロー（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個の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド１１を複数のインク吐出口（ノズル）を形成したノズル面１１ａのノズル列を主走査方向と直交する方向（副走査方向）に配列し、インク吐出方向を下方に向けて装着している。なお、ここでは独立した液滴吐出ヘッドを用いているが、各色の記録液の液滴を吐出する複数のノズル列を有する１又は複数のヘッドを用いる構成とすることもできる。また、色の数及び配列順序はこれに限るものではない。

記録ヘッド１１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、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。

この記録ヘッド１１にはドライバＩＣを搭載し、図示しない制御部との間でハーネス（フレキシブルプリントケーブル）１２を介して接続している。

また、キャリッジ４には、記録ヘッド１１に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１５を搭載している。この各色のサブタンク１５には各色のインク供給チューブ１６を介して、カートリッジ装填部９に装着された各色のインクカートリッジ１０から各色のインクが補充供給される。なお、このカートリッジ装填部９にはインクカートリッジ１０内のインクを送液するための供給ポンプユニット１７が設けられ、また、インク供給チューブ１６は這い回しの途中でフレーム１を構成する後板１Ｃに係止部材１８にて保持されている。

一方、給紙トレイ２０の用紙積載部（圧板）２１上に積載した用紙２２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２１から用紙２２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２３及び給紙コロ２３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４を備え、この分離パッド２４は給紙コロ２３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙２２を記録ヘッド１１の下方側に送り込むために、用紙２２を案内するガイド部材２５と、カウンタローラ２６と、搬送ガイド部材２７と、先端加圧コロ２９を有する押さえ部材２８とを備えるとともに、給送された用紙２２を静電吸着して記録ヘッド１１に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト３１を備えている。

この搬送ベルト３１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ３２とテンションローラ３３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成し、周回移動しながら帯電ローラ３４によって帯電（電荷付与）される。

この搬送ベルト３１としては、１層構造のベルトでも良く、又は複層（２層以上の）構造のベルトでもよい。１層構造の搬送ベルト３１の場合には、用紙３２や帯電ロー３４に接触するので、層全体を絶縁材料で形成している。また、複層構造の搬送ベルト３１の場合には、用紙２２や帯電ローラ３４に接触する側は絶縁層で形成し、用紙２２や帯電ローラ３４と接触しない側は導電層で形成することが好ましい。

１層構造の搬送ベルト３１を形成する絶縁材料や複層構造の搬送ベルト３１の絶縁層を形成する絶縁材料としては、例えばＰＥＴ、ＰＥＩ、ＰＶＤＦ、ＰＣ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥなどの樹脂又はエラストマーで導電制御材を含まない材料であることが好ましく、体積抵抗率は１０^１２Ωｃｍ以上、好ましくは１０^１５Ωｃｍなるように形成する。また、複層構造の搬送ベルト３１の導電層を形成する材料としては、上記樹脂やエラストマーにカーボンを含有させて体積抵抗率が１０^５〜１０^７Ωｃｍとなるように形成することが好ましい。

帯電ローラ３４は、搬送ベルト３１の表層をなす絶縁層（複層構造のベルトの場合）に接触し、搬送ベルト３１の回動に従動して回転するように配置され、軸の両端に加圧力をかけている。この帯電ローラ３４は、体積抵抗率が１０^６〜１０^９Ω／□の導電性部材で形成している。この帯電ローラ３４には、後述するように、ＡＣバイアス供給部（高圧電源）から例えば２ｋＶの正負極のＡＣバイアス（高電圧）が印加される。このＡＣバイアスは、正弦波や三角波でもよいが、方形波の方がより好ましい。

また、搬送ベルト３１の裏側には、記録ヘッド１１による印写領域に対応してガイド部材３５を配置している。このガイド部材３５は、上面が搬送ベルト３１を支持する２つのローラ（搬送ローラ３２とテンションローラ３３）の接線よりも記録ヘッド１１側に突出させることで搬送ベルト３１の高精度な平面性を維持するようにしている。

この搬送ベルト３１は、副走査モータ３６によって駆動ベルト３７及びタイミングローラ３８を介して搬送ローラ３２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。なお、図示しないが、搬送ローラ３２の軸には、スリットを形成したエンコーダホイールを取り付け、このエンコーダホイールのスリットを検知する透過型フォトセンサを設けて、これらのエンコーダホイール及びフォトセンサによってホイールエンコーダを構成している。

さらに、記録ヘッド１１で記録された用紙２２を排紙トレイ４０に排紙するための排紙部として、搬送ベルト３１から用紙２２を分離するための分離爪４１と、排紙ローラ４２及び排紙コロ４３とを備えている。

また、装置本体１の背面部には、両面印刷を行うときに用紙２２を反転させる手段である両面ユニット５１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット５１は搬送ベルト３１の逆方向回転で戻される用紙２２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２６と搬送ベルト３１との間に給紙する。また、この両面ユニット５１の上面は手差しトレイ５２としている。

さらに、キャリッジ４の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド１１のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構６１を配置している。この維持回復機構６１には、記録ヘッド１１の各ノズル面１１ａをキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）６２ａ〜６２ｄ（区別しないときは「キャップ６２」という。）と、ノズル面１１ａをワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード６３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け６４などを備えている。ここでは、キャップ６２ａを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ６２ｂ〜６２ｄは保湿用キャップとしている。

また、キャリッジ４の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け６８を配置し、この空吐出受け６８には記録ヘッド１１のノズル列方向に沿った開口６９などを備えている。

また、図１に示すように、キャリッジ４の前方側には、スリットを形成したエンコーダスケール７２を主走査方向に沿って設け、キャリッジ４の前面側にはエンコーダスケール７２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７３を設け、これらによって、キャリッジ４の主走査方向位置を検知するためのリニアエンコーダ７４を構成している。

さらに、キャリッジ４の印字領域側側面部に搬送ベルト３１で搬送される用紙２２の有無を検知する検知手段である用紙センサ７５を設けている。

このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙２２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２２はガイド２５で案内され、搬送ベルト３１とカウンタローラ２６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２７で案内されて先端加圧コロ２９で搬送ベルト３１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、後述するＡＣバイアス供給部から帯電ローラ３４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３１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３１上に用紙３２が給送されると、用紙２２が搬送ベルト３１に静電力で吸着され、搬送ベルト３１の周回移動によって用紙２２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ４を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１１を駆動することにより、停止している用紙２２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２２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２２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２２を排紙トレイ４０に排紙する。

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３１を逆回転させることで、記録済みの用紙３２を両面給紙ユニット５１内に送り込み、用紙２２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２６と搬送ベルト３１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３１で搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ４０に排紙する。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図３のブロック図を参照して説明する。
この制御部１００は、この装置全体の制御を司る、本発明に係る両面印刷ユニット５１への用紙２２の搬送を制御する手段を兼ねたＣＰＵ１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ１０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ１０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ１０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ１０５とを備えている。

また、この制御部１００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ１０６と、記録ヘッド１１を駆動するための駆動波形を生成するとともに、記録ヘッド１１の圧力発生手段を選択駆動させる画像データ及びそれに伴う各種データをヘッドドライバ１０８に出力するヘッド制御部１０７と、主走査モータ５を駆動するための主走査モータ駆動部１１０と、副走査モータ３６を駆動するための副走査モータ駆動部１１１と、帯電ローラ３４にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部１１２と、リニアエンコーダ７４、ホイールエンコーダ１３６からの検出パルス、用紙センサ７５からの検知信号、及びその他の各種センサからの検知信号を入力するためのＩ／Ｏ１１３などを備えている。また、この制御部１００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル１１４が接続されている。

ここで、制御部１００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２００のプリンタドライバ２０１が生成した印刷データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ１０６で受信する。

そして、制御部１００のＣＰＵ１０１は、Ｉ／Ｆ１０６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、ＡＳＩＣ１０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッド制御部１０７に転送し、ヘッド制御部１０７から所要のタイミングでヘッドドライバ１０８に画像データや駆動波形を出力する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成は、例えばＲＯＭ１０２にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト２００側のプリンタドライバ２０１で画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしても良い。ここでは、プリンタドライバ２０１で行うようにしている。

ヘッド制御部１０７の駆動波形生成部は、ＲＯＭ１０２に格納されてＣＰＵ１０１で読み出される駆動パルスのパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び増幅器等で構成され、１の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動波形をヘッドドライバ１０８に対して出力する。

ヘッドドライバ１０８は、シリアルに入力される記録ヘッド１１の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）に基づいてヘッド制御部１０７の駆動波形生成部から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド１１の圧力発生手段に対して印加することで記録ヘッド１１を駆動する。なお、このヘッドドライバ１０８は、例えば、クロック信号及び画像データ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）等を含み、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パルスを選択的に記録ヘッド１１の圧力発生手段に印加する。

主走査モータ駆動部１１０は、ＣＰＵ１０１側から与えられる目標値とリニアエンコーダ７４からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値に基づいて制御値を算出して内部のモータドライバを介して主走査モータ５を駆動する。

同様に、副走査モータ駆動制御部１１１は、ＣＰＵ１０１側から与えられる目標値とホイールエンコーダ１３６からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値に基づいて制御値を算出して内部のモータドライバを介して副走査モータ３６を駆動する。

そこで、この制御部による両面印刷時の用紙搬送制御について図４をも参照して説明する。
先ず、両面印刷が指定されると、用紙２２の最初に印刷する面（表面）に形成する画像があるか否かを判別し、表面に形成する画像があるときには、用紙２２を給紙した後、キャリッジ４を主走査させて記録ヘッド１１によって用紙２２に対して所要の画像を形成するとともに、この画像形成時に用紙センサ７５の検知信号に基づいて当該用紙２２の範囲（サイズ）を検出する動作を行う。

これに対して、表面に形成する画像がないときには、用紙２２を給紙した後、当該用紙２２の範囲を検出するためにだけキャリッジ４を主走査させて用紙センサ７５の検知信号に基づいて当該用紙２２の範囲を検出する動作を行なう。

このように、両面印刷時に表面に形成する画像がないときでも、キャリッジを主走査させて用紙センサの検知信号に基づいて用紙の範囲を検出することによって、両面ユニット５１に送り込めない（両面ユニット５１が引き込めない）用紙を、両面ユニット５１に搬送しないようにすることができて、両面ユニットが損傷したり、ジャムが発生したりするなどの事態を防止できるようになる。

その後、上記用紙センサ７５の検知信号に基づく用紙２２の範囲検出を正常に行なうことができた（用紙の範囲検出ＯＫ）か否かを判別する。そして、用紙の範囲検出ＯＫであれば、検出した用紙の範囲（検出範囲）を保持し、これに対して、用紙の範囲検出ＯＫでなければ、ホスト２００側のプリンタドライバ２０１によって指定された用紙の範囲があるか否かを判別し、指定された用紙の範囲があれば、指定された用紙の範囲（指定範囲）を保持し、指定された用紙の範囲がなければ、この画像形成装置自体が初期値として保持している用紙の範囲を保持する。

そして、保持した用紙の範囲が、両面ユニット５１が引き込むことのできる用紙の範囲（両面ユニットの許容範囲）か否かを判別する。このとき、保持した用紙の範囲が両面ユニットの許容範囲であれば、両面ユニット５１に当該用紙２２を引き込み（送り）、裏面への印刷動作を行なった後排出する。これに対し、保持した用紙の範囲が両面ユニットの許容範囲でなければ、ホスト２００側に対して、用紙の範囲異常を通知し、当該用紙２２を排出して印刷動作を終了する。

このように、両面印刷を行う場合において、用紙の表面に画像形成しない場合（表面が空白の場合）にあっても、用紙の範囲検出を行なうことによって、両面ユニットが許容する範囲内であるもののみ両面ユニットへの引き込みを行なって両面印刷を行い、両面ユニットへの引き込みができない用紙については両面ユニットへの引き込みを行なわないので、両面ユニットの損傷やジャムなどによる用紙の損傷などを防止することができる。

本発明に係る画像形成装置の一例の全体構成を説明する側面説明図である。同じく模式的平面説明図である。同画像形成装置における制御部の概要を説明するブロック説明図である。同画像形成装置における両面印刷制御の一例の説明に供するフロー図である。

符号の説明

４…キャリッジ
５…主走査モータ
１１…記録ヘッド
２０…給紙トレイ
２２…被記録媒体（用紙）
３１…搬送ベルト
３２…搬送ローラ
３６…副走査モータ
５１…両面ユニット
７５…用紙センサ（検知手段）

Claims

記録ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に走査させ、被記録媒体を副走査方向に間歇的に搬送して前記被記録媒体に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被記録媒体の有無を検知する検知手段を備え、両面印刷を行うときに、前記被記録媒体の最初に印刷する面に形成する画像があるときには、前記キャリッジを主走査して画像を形成するとともに前記検知手段の検知結果に基づいて前記被記録媒体の範囲を検出し、形成する画像がないときには、前記被記録媒体の範囲を検出するために前記キャリッジを主走査させ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、前記被記録媒体の範囲の検出結果に基づいて、印刷面を反転させることができない前記被記録媒体であるときには、前記被記録媒体の印刷面を反転させる手段に対して前記被記録媒体を搬送しない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、前記被記録媒体の範囲を検出できないときには、指定された前記被記録媒体の範囲に関する情報に基づいて、印刷面を反転させることができない前記被記録媒体であるときには、前記被記録媒体の印刷面を反転させる手段に対して前記被記録媒体を搬送しないことを特徴とする画像形成装置。
請求項３に記載の画像形成装置において、指定された前記被記録媒体の範囲に関する情報がないときには、この装置自体が保持している前記被記録媒体の範囲に関する情報に基づいて、印刷面を反転させることができない前記被記録媒体であるときには、前記被記録媒体の印刷面を反転させる手段に対して前記被記録媒体を搬送しないことを特徴とする画像形成装置。