JP2006327721A - プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 単一の給紙機構に、大きい用紙（例 Ａ４普通紙）と小さい用紙（例 Ｌ判写真紙）を同時に積載しておき、積載カセットを移動させて自動的に被給紙口を切り替える機構を有するプリンタにおいて、下方の記録用紙をきちんと整列した状態に維持しておく必要があり、整列状態が乱れるとスムーズな進退動作が正常に機能しない惧れがある。
【解決手段】 小カセットの先端部に大カセットの用紙を掻き戻す爪部材を設けて、その爪部材にて下方に位置する大カセットの記録用紙の先端部を整列位置に戻す機能を持たせる様にした。より具体的にはその小カセットを所定の給紙位置に移動させるのに先駆けて、所定位置で往復動作を行うようにすることで、たとえ下方の記録用紙が整列していない場合でもこれを爪部材で掻き戻して整列させるようにするものである。
【選択図】 図１４

Description

本発明は、同一の給紙機構に複数種類の記録媒体（以下、記録用紙）を同時に積載しておいて選択的に給紙できる、いわゆる複数ビンの給紙機構を有するプリンタに関するものである。

近年、カラーインクジェットプリンタ画質に銀塩写真並の美しさ・品位が求められてきている。これを表現するためには、吐出インク粒子を小さくかつ正確に噴射させることは必須であるが、これのみならず記録用紙側の工夫も必要であり、銀塩写真調を表現するために、表面状態が光沢調・半光沢調・マット調（つや消し）等の記録用紙を開発して、ユーザの好みに合うものが選択できるようになってきている。同時に記録用紙サイズも多岐にわたり、写真特有のサイズも付加されてますます増えてきている。その中でも銀塩写真でおなじみのＬ判サイズは人気が高く非常によく使われるようになっている。また、これら写真調記録用紙以外にｗｅｂのプリントとして普通紙・コート紙のＡ４サイズなどにプリントする機会も従来同様にある。

このように写真とｗｅｂ情報はともに違う記録用紙にプリントすることが多く、その両方の頻度もともに高いという使用状況想定において、複数の用紙を同時に積載しておきたいという要望が高まっている。

これらのニーズに対して下記の特許文献１に記載のように、大きい用紙と小さい用紙を同時に積載しておき、同一の給紙機構を使ってプリント時に切り替えて使用する先行技術が開示されている。これにより給紙機構を増やさずに複数の給紙ができるのでコストが安く、大きさも小さいものが実現できている。

しかしながらこれは、切り替え操作を行う時はユーザが手動で行う必要があり、これをさらに利便性を高めるべく自動的に動作する構成に改善する要望がある。
特開２００４−３１５１９６号公報

上記のような機構において小カセットをスムーズに進退動作させるには下方の記録用紙をきちんと整列した状態に維持しておく必要があり、整列状態が乱れるとスムーズな進退動作を妨げることになる。小カセットの進退動作を自動化した場合にはその信頼性をさらに向上させることが必要である。

本発明は上述の問題点に着目して成されたものであって、信頼性の高い複数ビン給紙機構を有するプリンタを低コストで供給することを目的とする。

本発明は上記の課題を解決すべく、その第１の発明を以下（１）のように構成した。

（１）記録用紙を収納積載した第１のカセットと、記録手段に１枚ずつ送り出す給紙装置とを有し、第１の給紙カセットの上部に第２のカセットを移動可能に配し、第２のカセットの先端部に第１のカセットに収納した用紙に作用する掻き戻し手段を有することを特徴とするプリンタ。

すなわち、小カセットの先端部に大カセットの用紙を掻き戻す爪部材を設けて、その爪部材にて下方に位置する大カセットの記録用紙の先端部を整列位置に戻す機能を持たせる様にした。より具体的にはその小カセットを所定の給紙位置に移動させるのに先駆けて、所定位置で往復動作を行うようにするものである。

上記手段を設けることで、たとえ下方の記録用紙が整列していない場合でも爪部材によってこれを掻き戻して整列させることができるようになる。

これにより、特別な駆動源を付加することなく、信頼性の高い複数ビン給紙機構を有するプリンタを低コストで供給することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

本発明を適用したインクジェットプリンタ１の全体斜視図を図１、図２、図３に示す。

給紙カセット２に積載された記録用紙３は内部の給紙装置によって１枚ずつ分離されて内部の記録部に送られて所望のプリントがなされて排紙トレー４の上に排紙されていく。給紙カセット２を引き出した状態が図２であり、プリントされた用紙が排紙された状態を表しているのが図３である。

次に内部詳細機構を説明していく。

図４は本インクジェットプリンタの内部機構を表す基本断面図である。矢印５、６、７の順にその矢印の方向に記録用紙３が送られていく。

給紙カセット２に積載された記録用紙３は給紙装置８によって１枚ずつ分離されて矢印５の方向に給紙されて、矢印６の方向にＵターンして記録部９に搬送されていく。通紙パスの途中には不図示の紙種センサが配されていて送り出した後の用紙印刷面側の表面状態を光学的に検出・識別するようになっている。判別した用紙種類に応じて最適なインク吐出条件で記録用紙は記録部９においてプリントされてその後に矢印７の方向に排出されるようになっている。記録部９には紙面垂直方向に往復走査を行うキャリア１０が具備されており、キャリア１０には記録ヘッド１１が装填してあり走査しながら不図示のノズルによってインク滴を記録用紙に吐出して画像を形成していく様になっている。

プリンタ内部機構の斜視図を図５に示す。キャリア１０には反射型光学センサであるサイズ検知センサ１２が搭載されており、記録用紙３に対向して光を投光して反射光のレベルによって記録用紙の端面を検知するようになっている。

この検知部位を拡大した図を図６に示す。

給紙装置から送られてきて頭だしした記録用紙３の先端部に対して、サイズ検知センサ１２にて反射光レベルをモニタしながらキャリア１０を走査して、プラテン１４と記録用紙３の反射光量レベルの差から記録用紙３のエッジ１３の位置を検知するようになっている。反対側のエッジ位置も同様に検知して記録用紙の幅を測定するようになっている。但し、反対側のエッジは通常のプリンタにおいてはどのような大きさの用紙であっても一辺は固定の壁に突き当てて挿入する、いわゆる基準位置とするものが多いのでその場合は基準側の位置は一定なので検知する必要が無く、先に述べた基準側の対向する辺であるエッジ１３の位置を検知するだけで十分である。

ここの説明においては用紙の幅（横寸法）を測定してサイズを特定する例を用いているが、用紙の長さ（縦寸法）を測定して同じようにサイズを特定することも可能で、もしくは幅と長さの両方を測定して特定する様に構成することももちろん可能である。

次に用紙カセット２の内部機構の説明を図７、図８、図９を用いて行う。用紙カセット内には大きい用紙１５と小さい用紙１６を同時に積載できるようになっている。例えばカセット本体部１７にはＡ４サイズ普通紙を、小カセット１８内部にはＬ判サイズ写真紙を積載しておき、印刷する内容に応じて、インターネットのｗｅｂ印刷指示時にはＡ４サイズの普通紙を、スナップ写真の印刷指示時にはＬ判サイズの写真紙を自動で切り替えて給紙できるようになっている。カセット内部には進退駆動ギア１９が小カセット１８に一体的に形成されているラックギア２０と噛み合っていて、不図示の駆動ギア列から入力される駆動力を進退駆動ギア１９で受けて、矢印２１のように直線の往復運動に変換されて移動を行うようになっている。この機構により小カセット１８の位置を制御して、小カセット１８が図７の状態においては給紙装置８によって記録用紙１５が１枚ずつ繰り出され、図８の状態においては同じく給紙装置８によって記録用紙１６が１枚ずつ繰り出されるようになっている。収納する記録用紙の種類は、前記の組み合わせ以外にも収納可能で、小カセットの中には名詞サイズ・Ｌ判・はがき・４インチ×６インチサイズが、そして大カセットの中には２Ｌ〜Ａ４の大きさの用紙が収納されるようになっている。

次にカセット装着検知の仕組みについて図１０を用いて説明する。

カセットの手前には凸部２３（図２）が形成されていて、一方プリンタ本体１における、カセット装着時に前記の凸部２３に対応する部位にはカセット検知センサ２２が具備されている。カセット２を本体に装着するとカセットの凸部２３がカセット検知センサ２２に作用して装着状態を検知するようになっている。このカセット検知センサ２２の信号によりカセットを取り外したことも検知できるようになっている。

次に記録用紙がカセットから送り出され、さらに残った用紙が整列される仕組みを図１１、図１２を用いて説明する。カセット２に積載された記録用紙２５から給紙ローラ２７と不図示の分離手段によって１枚ずつ繰り出していくが、きちんと繰り出された用紙の下方に積載用紙の上部に用紙２６に示すような形で、先端部が途中まで出て残ってしまうことがある。このようになると次の用紙を送り出すときに１枚ずつ分離する性能が悪化する可能性があるので、これを防ぐために戻し爪２４を設けて、給紙動作時に毎回図中ＣＷ方向に回動する様にして、残ってしまった用紙２６を押し戻して、図１２に示すようにカセット２の枠体中の正規積載場所に整列させる様に動作するシーケンスが組んである。

積載用紙の上部の用紙２６がきちんと戻っていない状態を斜視図で表したものが図１３である。

先述したように、戻し爪２４の回動動作にて図１３の状態に留まってしまうことを防いでいるが、戻し爪２４動作後においてもある確率で整列できずにカセットの外に用紙が残ってしまうことがある。このような状態になったとしても一般の給紙カセットの場合、先述したように分離性能が悪化する可能性があるものの悪化の度合いはきわめて低く、実用上は問題なく、給紙・プリントがなされる場合が多い。よって特別な対策は通常必要ない。

しかしながら、本実施形にあるように小カセット１８が移動可能に具備してあるような場合深刻な不都合が生じてしまい、この事象について以下、図１４を用いて説明する。

残った用紙２６が存在する状態で、小カセット１８が矢印２８の方向に移動してきた場合用紙２６はカセット壁２９と小カセット１８に挟まれてしまい、用紙はくしゃくしゃになり、小カセットも正規の位置に到達することができない状態で停止する、という事態になる。

この事態に陥らない様にする機構について、引き続き図１４および図１７を用いて説明していく。小カセット１８の先端部には掻き戻し爪３０が軸３１に回転自由に軸支されていて、バネ３２によってＣＣＷ方向に微小な力で付勢されて図に示す位置で固定されている。掻き戻し爪３０の先端部には、ラチェット形状のギザギザ部３３が形成してあり、用紙２６の先端部に係合できる様になっている。

次にこの構成において図１５、図１６を用いて動作を説明する。図１４のように一旦矢印２８の方向に移動させて、その後に図１５のように矢印３４方向に小カセット１８を所定距離（Ｘ）戻す動作を入れる。図１４に示した所定の位置としては、用紙２６が存在していたとしても小カセット１８とカセット壁２９に挟まってしわにならない位置に設定しておく。また、この時用紙があった場合においても掻き戻し爪３０が用紙に過大な力が作用しないようにバネ３２の付勢力に抗してＣＷ方向に回動して逃げる様になっている。逃げた状態においてもギザギザ部３３はバネ３２の力によって適正に用紙２６の先端面に係合する様になっている。

その後の図１５に示した工程にてギザギザ部３３に係合した用紙２６は、小カセット１８といっしょに矢印３４方向に移動してカセット２の枠体の中に落とし込まれるようになる。その後、図１６のごとく、再度小カセット１８を矢印３５方向に所定距離分移動して所定の給紙位置に位置させるようになっている。この図において、用紙２６はカセットの中に先述した効果によって整列収納されている様子が示されている。

これら矢印３４と矢印３５の往復動作は必要に応じて、回数・ストローク量を変えて設定することは可能であり、さらには戻っていない用紙２６の存在を検知するセンサを設けて、そのセンサによる検知結果を元にして回数やストローク量を変える制御にすることも可能である（実施例２で後述する）。

ここで掻き戻し爪３０は小カセット内の用紙３６の送り出し時に妨げにならないように、小カセットの外側に配されている。

次に、本発明のインクジェットプリンタ制御系の構成について、図１８のブロック図を用いて説明する。このインクジェットプリンタは、ホストコンピュータ４００と接続して用いることができ、ホストコンピュータ４００から指令信号や、記録すべき文字や画像などのデータ（以下、画像データと称する。）を受信して、この画像データに応じた画像の記録を行うことができる。また、インクジェットプリンタからは、正しくデータが転送されているか否かを確認するデータ、インクジェットプリンタの動作状態を知らせるデータなどがホストコンピュータ４００に返される。

また、画像データはホストコンピュータ４００から以外に、直接プリンタに接続しているデジタルカメラ４１２や、メモリーカード４１３からも取り込める構成になっている。もちろん全部同時に接続することも可能であり、またこれらの内、１つのみ接続して使用することも可能であり、またワイヤレス手段による接続も可能である。

ホストコンピュータ４００・デジタルカメラ４１２・メモリーカード４１３等から受信した記録データは、インクジェットプリンタの受信バッファ４０１に入力される。インクジェットプリンタは、この受信バッファ４０１に入力されたデータに基づいて記録動作を統括制御する、ＣＰＵ４０２ａを有する制御部４０２を有している。制御部４０２は、受信バッファ４０１に入力された画像データの処理を行い、圧縮された画像データの解凍や、各色間の境界や空白を検知して、記録のためのデータを生成する画像処理部４０２ｂを含んでいる。この制御部４０２には、受信した画像データなどを一時的に記憶するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）から構成されるメモリ部４０３や、各部のコントロール部が接続されている。

次に、各コントロール部について説明する。メカコントロール部４０４は、キャリアモータ、ＬＦモータ、給紙モータ、小カセット駆動モータなどのメカ部４０５を駆動制御する。センサ／ＳＷコントロール部４０６は、サイズ検知センサ、紙種センサ、等を含む、各種センサおよびＳＷ（スイッチ）部４０７からの信号を処理する。表示素子コントロール部４０８は、表示パネル群のＬＥＤや液晶表示素子などを含む表示素子部４０９を制御する。記録ヘッドコントロール部４１０は記録ヘッド４１１を制御する。これら各コントロール部は、制御部４０２からの指令に基づいて動作し、必要に応じて制御部４０２にフィードバック信号などを送る。例えば、記録ヘッドコントロール部４１０は、記録ヘッド４１１の状態を示す温度情報などを制御部４０２に送る。

サイズ検知センサ１２や紙種センサなどからの出力情報は、プリンタ本体内で処理して記録用紙の大きさ・表面状態を判断し、その結果に基づいて最適な記録方式を選択実行することも可能であるが、その記録用紙の大きさ・表面状態の情報をホストコンピュータに送信してホストコンピュータ内のドライバーソフトウェア内部で処理判断して最適な画像データを送信する構成も可能である。

次に動作について図１９のフローチャート図を用いて説明する。

Ｓ１にて小カセットからの給紙指令を受けて、Ｓ２にて小カセットの前進動作を行う。所定位置に到達後にＳ３にて所定距離Ｘの後退動作を行う。この動作により、きちんと戻っていない用紙２６をカセット内に掻き戻す作用を行っているもので、距離Ｘは概ね１０ｍｍ程度の微小量でよい。次にＳ４にて所定距離Ｘの前進動作を行い、その後Ｓ３に戻ってこの往復動作をｎ回繰り返す。このｎ回動作は用紙を戻す信頼性確保の観点で設定してあり、繰り返しを行わないように構成することも可能である。次にＳ５にて小カセットを給紙される正規位置まで前進させて、Ｓ６にて給紙動作を開始して一連のフローを終了する。

次に他の実施例について図２０のフローチャート図を用いて説明する。

Ｓ１１にて小カセットからの給紙指令を受けて、Ｓ１２にて戻り不完全用紙が存在するかの判断を行う。これは、カセットから用紙が飛び出ている状態を検知するセンサ（不図示）を設けて、このセンサにより、戻り不完全用紙の有無を検知するものである。ここで戻り不完全用紙が存在する場合はＳ１３に行き、所定位置まで小カセットを前進させて、Ｓ１４にて所定距離（Ｘ）の後退動作をさせる。この動作により、きちんと戻っていない用紙２６をカセット内に掻き戻す作用を行っているもので、距離Ｘは概ね１０ｍｍ程度の微小量でよい。その後、Ｓ１２に戻り、再度戻り不完全用紙の存在を確認し、存在する場合は、同じ動作を繰り返すことになる。繰り返し上限回数はもちろん設定することが可能である。Ｓ１２にて存在しない場合は、Ｓ１５に行き、小カセットを給紙正規位置に移動させて、Ｓ１６にて給紙動作を開始して一連のフローを終了する。

本発明を適用したインクジェットプリンタの全体斜視図である。 給紙カセットを引き出した状態図である。 プリントされた用紙が排紙された状態を表した状態図である。 プリンタ内部機構を表す基本断面図である。 プリンタ内部機構を表す斜視図である。 用紙サイズ検知部位を拡大した拡大図である。 大きい紙の給紙状態を表したカセット状態図である。 小さい紙の給紙状態を表したカセット状態図である。 用紙カセットの内部機構の説明図である。 カセット装着検知手段の説明図である。 給紙機構の断面で戻し爪動作説明図である。 給紙機構の断面で戻し爪動作説明図である。 カセット内の用紙戻り不完全状態を示す説明図である。 小カセットの動作を説明する状態図である。 小カセットの動作を説明する状態図である。 小カセットの動作を説明する状態図である。 掻き戻し爪の拡大図である。 制御系のブロック図である。 実施例１を説明する動作フローチャート図である。 実施例２を説明する動作フローチャート図である。

符号の説明

１ プリンタ
２ 給紙カセット
３ 記録用紙
４ 排紙トレー
８ 給紙装置
９ 記録部
１０ キャリア
１１ 記録ヘッド
１２ サイズ検知センサ
１３ 記録用紙エッジ
１４ プラテン
１５ 大きい用紙
１６ 小さい用紙
１７ カセット本体部
１８ 小カセット
１９ 進退駆動ギア
２０ ラックギア
２２ カセット検知センサ
２４ 戻し爪
２３ 凸部
２５ 記録用紙
２６ 残存用紙
３０ 掻き戻し爪
３３ ギザギザ部

Claims (5)

1. 記録用紙を収納積載した第１のカセットと、記録手段に１枚ずつ送り出す給紙装置とを有し、第１の給紙カセットの上部に第２のカセットを移動可能に配し、第２のカセットの先端部に第１のカセットに収納した用紙に作用する掻き戻し手段を有することを特徴とするプリンタ。
2. 第２のカセットの前進動作時に所定ストロークの後退運動を少なくとも１回させて、第１のカセットの用紙を整列させるプロセスを有することを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
3. 用紙の戻り検知センサを有して、戻り不良と判断した場合のみ所定ストロークの往復動作を第２のカセットの前進動作前に行うことを特徴とする請求項１または２記載のプリンタ。
4. 用紙の掻き戻し手段は弾性部材により下方に付勢されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載のプリンタ。
5. 用紙の掻き戻し手段は第２のカセットに収納可能な用紙の通過範囲外に設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載のプリンタ。

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