JP2006232429A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 搬送ベルトを用いて用紙を搬送する場合、手差し給紙を可能にすると、挿入精度が十分でなく用紙が斜めに給紙されるなど、正確な給紙を行って高精度に用紙を搬送することが難しくなる。
【解決手段】 手差し台センサ５５がＯＮ状態になり、手差しセンサ５３がON状態でなければ、手差し給紙が行なわれるものとして、搬送ベルト３１の回転を開始するとともに、帯電ローラ３４に対してＡＣバイアス供給部１１２からＡＣバイアスを供給して搬送ベルト３１の帯電を開始し、搬送ベルト３１の帯電領域が手差し給紙部５２による給紙位置を過ぎたところで搬送ベルト３１を停止し、帯電された搬送ベルト３１に対して用紙を給紙できるようにする。
【選択図】 図３

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に手差し給紙が可能な画像形成装置に関する

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置として、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、液体吐出ヘッドを記録ヘッドに用いて、記録紙等の用紙（材質を紙に限定するものではなく、被記録媒体、記録媒体、転写紙、転写材、被記録材などとも称されるものを含む意味である。）に記録液としてのインク滴を吐出して画像を記録（画像形成、印写、印字、印刷なども同義語である。記録は、文字、図形などの意味のある画像に限らず、パターンなどの意味のない画像を形成する場合を含む。）を行なうものである。

従来のこのような画像形成装置において、手差し給紙を可能にしたものとして、特許文献１に記載されているように、カセット内の複写材が給送ローラ等の給送手段により順次一枚ずつ自動給送されるカセットのカセット蓋と手差し台を兼用し、手差し台を押し込みセットした状態では手差し給紙ができ、手差し台を解除した場合は自動給送ができるようにしたものがある。
特開昭６２−０５４７３０号公報

また、手差し給紙と両面印刷機能を持たせた画像形成装置として、特許文献２に記載されているように、装置本体内に作像部と、用紙を搬送する用紙搬送経路とを備え、作像部の付近の用紙搬送経路を構成する対をなす用紙搬送系を用紙搬送経路を境にして２分し、その一方を装置本体側に設け、他方を装置本体に対して取外し可能にした搬送ユニットに設けると共に、対をなす用紙搬送系の他方と、作像部を通過した後の用紙を受け入れて再び作像部に表裏が反転された状態で搬送する再給紙経路とを備え、装置本体に対して搬送ユニットに代えて取付け可能な両面ユニットを設けるとともに、この両面ユニットに手差し給紙装置を設けたものがある。
特開２００２−１１６５９１号公報

ところで、上述したような記録液を使用する画像形成装置においては、記録液が用紙に付着した場合でも用紙の平坦性を維持するために、用紙を静電力で搬送ベルトに吸着して搬送することが行なわれている。ところが、手差し給紙を可能にすると、ユーザーが手差しで用紙を挿入するために、挿入精度が十分でなく、用紙が斜めに給紙されるなど、正確な給紙を行って高精度に用紙を搬送することが難しくなるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、手差し給紙時の用紙の搬送精度を向上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、被記録媒体を手差し給紙部にセットするための手差し台を備え、この手差し台が被記録媒体を手差し給紙する状態にされたときに帯電手段による搬送ベルトの帯電を開始する構成とした。

ここで、手差し台がセットされて手差し給紙が指示されたときにその旨を表示するための手段を備えていることが好ましい。また、搬送ベルトは正転時及び逆転時のいずれでも帯電を行なうことができることが好ましい。

本発明に係る画像形成装置によれば、被記録媒体を手差し給紙部にセットするための手差し台を備え、この手差し台が被記録媒体を手差し給紙する状態にされたときに帯電手段による搬送ベルトの帯電を開始するので、手差し給紙時に既に帯電された搬送ベルトに手差し用紙を送り込むことができて、手差し給紙時に用紙を正確に搬送することができる。

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、両面印刷を行なうときに用紙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。

この両面ユニット５１の上面は手差し給紙部５２とし、この手差し給紙部５２上に手差し給紙される用紙を検知するための手差し検知手段である手差しセンサ５３を配置している。また、両面ユニット５１の背部には手差し給紙部５２に用紙をセットするための手差し台５４を収納部５１ａに収納可能で矢示方向に引出し及び回動可能に設けている。この手差し台５４は収納部５１ａから矢示Ａ方向に引き上げた後矢示Ｂ方向に回動させることで、図１の状態にセットすることができる。

そして、この手差し台５４がセットされたことを検知するための手差し台センサ５５を設けている。

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な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な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（ホーム位置に対する位置）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の有無を検知する反射型フォトセンサで構成した用紙先端検知センサ７５を設けている。この用紙先端検知センサ（用紙センサ）７５は記録ヘッド１１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２２を検知できる位置に設けている。また、この用紙センサ７５はキャリッジ３がホーム位置（図２で右端に移動した位置）にあるときに記録領域側（搬送ベルト３１側）に位置する側に設けている。

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、次の行の記録を行なう。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、並び替え等を行な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、信号の送受を行なうための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、給紙コロ２３に副走査モータ３６の回転を伝達するための給紙クラッチ１１６をＯＮ／ＯＦＦするためのドライバ１１５、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、手差しセンサ５３、手差し台センサ５５からの各検知信号、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な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。

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、この画像形成装置における制御部による手差し給紙制御の概要について図４を参照して説明する。
先ず、手差し台センサ５５が手差し台５４を検知してＯＮ状態になると、手差しセンサ５３がＯＮ状態（用紙を検知した状態）になっているか否かを判別し、手差しセンサ５３がＯＮ状態になっていれば、ホスト２００側のプリンタドライバ２０１を通じてホスト２００側にエラーを表示させ、あるいは、操作パネル１１４の表示器にエラーを表示させる。

これにより、手差し給紙を行う場合、すでに手差し給紙部５２に別の用紙がセットされているときに、そのセット済みの用紙へ記録するような不具合を防止することができる。

そして、手差しセンサ５３がON状態でなければ、搬送ベルト３１の回転を開始するとともに、帯電ローラ３４に対してＡＣバイアス供給部１１２からＡＣバイアスを供給して搬送ベルト３１の帯電を開始し、搬送ベルト３１の帯電領域が手差し給紙部５２による給紙位置を過ぎたところで搬送ベルト３１を停止する。

このように、手差し給紙が指示されたとき、予め搬送ベルト３１の帯電を開始することによって、手差し給紙される用紙を搬送ベルト３１に確実に吸着することができ、手差し給紙される用紙を高精度に搬送することができるようになる。

ここで、帯電ローラ３４は搬送ベルト３１に連れ回りする構成とすることで、搬送ベルト３１の正転時及び逆転時にいずれでも帯電を行なうことができ、帯電手段（ここでは帯電ローラ）のレイアウトによって搬送ベルトの回転方向は自由に決定することができる。

つまり、レイアウト上、帯電手段が給紙位置から離れているような場合、搬送ベルト３１を正転させて帯電させるときと、逆転させて帯電させるときとでは、帯電領域が手差し給紙位置に到達するまでの時間に差が生じてくるので、より近い方向に搬送ベルト３１を回転させることで、手差し給紙が可能になるまでの時間を相対的に短くすることができる。

そして、手差しセンサ５３がＯＮ状態になるまで待機し、ユーザーが用紙を手差し給紙部５２に挿入して手差しセンサ５３がＯＮ状態になると、例えば１〜３秒の範囲内で予め設定した時間（所定時間）が経過したか否かを判別し、所定時間が経過したときに、搬送ベルト３１の回転を再開し、手差し給紙された用紙を搬送ベルト３１に吸着して搬送する。なお、このとき、帯電ローラ３４による搬送ベルト３１の帯電も行なう。

その後、手差し給紙された用紙の先端を用紙センサ７５で検知したときに搬送ベルト３１を停止する。そして、手差しセンサ５３がＯＮ状態か否かを判別し、手差しセンサ５３がＯＮ状態であれば、ホスト２００側のプリンタドライバ２０１を通じて或いは操作パネル１１４からの印刷開始指示を待ち、印字開始が指示されるまで待機する。この待機中に手差しセンサ５３がＯＦＦ状態になったか否かのチェックを行い、手差しセンサ５３がＯＦＦ状態になったときには、用紙が手差し給紙部５２から引き出されたことになるので、再度手差しセンサ５３がＯＮ状態か否かの判別処理に戻る。

これによって、ユーザーは手差しした用紙の曲がりや不給紙があった場合には、印刷開始を指示しない限り、その用紙を引き出して、再度手差し給紙をやり直す（リトライ）することができるので、より正確に手差し給紙を行うことができるようになる。なお、リトライが可能な回数は予め設定しておくことが好ましい。

このように、操作パネルなどにて印刷開始が指示されたか否かを判別する構成としたので、印刷指示が出されるまで、手差し印刷が待機中であることをホスト側や操作パネルに表示し、手差し指示がなされたときにはその旨をホスト側や操作パネルに表示することによって、ユーザーが印刷状態を分かり易くなる。

そして、印字開始が指示されたときには、印刷処理を行って用紙を排紙する。

なお、上記実施形態では両面ユニットに手差し給紙部を設けた構成としているが、両面ユニットとは別に手差し給紙部を設けて搬送ベルトで用紙を搬送する構成とすることもでき、このような画像形成装置であっても本件発明を同様に適用することができる。

本発明に係る画像形成装置の一例を概略構成図である。 同装置の要部平面説明図である。 同装置の制御部の概要を示すブロック図である。 同制御部による手差し給紙制御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
１１…記録ヘッド
２２…用紙
３１…搬送ベルト
３４…帯電ローラ
５１…両面ユニット
５２…手差し給紙部
５３…手差しセンサ
５４…手差し給紙台
５５…手差し給紙台センサ

Claims (3)

1. 被記録媒体を搬送する搬送ベルトと、この搬送ベルトを帯電させるための帯電手段と、前記被記録媒体を手差し給紙するための手差し給紙部とを備える画像形成装置において、前記被記録媒体を前記手差し給紙部にセットするための手差し台を備え、この手差し台が前記被記録媒体を手差し給紙する状態にされたときに前記帯電手段による前記搬送ベルトの帯電を開始することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記手差し台がセットされて手差し給紙が指示されたときにその旨を表示するための手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記搬送ベルトは正転時及び逆転時のいずれでも帯電を行なうことができることを特徴とする画像形成装置。
   

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