JP2011000879A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリッジ間のズレ量を簡易かつ高精度に検知する。
【解決手段】主走査方向に単独または結合して移動および走査可能な主キャリッジ１と、該主キャリッジと結合して移動および走査可能な副キャリッジ２とを備える画像形成装置において、主キャリッジ１および副キャリッジ２のうち、いずれか一方は位置確認基準部１５を、他方は位置確認用センサ１６を備え、主キャリッジ１と副キャリッジ２との結合状態において位置確認用センサ１６により位置確認基準部１５を読取ることにより、キャリッジ位置を検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。さらに詳述すると、記録ヘッドを搭載したキャリッジを複数備えた画像形成装置におけるキャリッジの位置制御に好適なものである。

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、記録液（液体）の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを含む装置を用いて、媒体（以下用紙ともいうが材質を限定するものではなく、また、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する）を搬送しながら、液体としての記録液（以下、インクともいう）を用紙に付着させて画像形成（以下、記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる）を行なう、いわゆるインクジェット方式の画像形成装置がある。

例えば、カラー印字可能なインクジェット方式のプリンタでは、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の４色以上の液体吐出ヘッド（以下、記録ヘッド、ヘッドともいう）、またはノズル列がある記録ヘッドを搭載したキャリッジを走査させて印字している。しかしながら、このようなカラープリンタにおいて、モノクロ印字を主として使用していると、カラーヘッドは乾燥によりノズル状態が悪化する。これに対し、乾燥によるノズルつまりを防ぐために、カラーインク空吐出やカラーヘッドの回復処理が行われるが、これらはカラーインクを無駄に消費させてしまうという問題がある。このため、モノクロ印字を行おうとしても、カラーインクが無いために印字不可になってしまうケースも生じる。

このような問題に対し、例えば、特許文献１には、カラーヘッド群を搭載する第１キャリア（キャリッジ）と黒ヘッドを搭載する第２キャリアとを備え、カラー印字においては２つのキャリッジを結合し走査印字させ、一方、モノクロ印字では第２キャリアのみ走査させ、第１キャリアはヘッドが乾燥しないように保湿させる技術が開示されている。

ここで、特許文献１に記載のように、複数のキャリッジを分割（分離）、結合する構成においては、それぞれのキャリッジの位置精度が印字精度に影響する。すなわち、キャリッジの結合が正常に行われないことや、分割や結合を繰り返すうちに結合状態においてキャリッジ間にズレが生じでしまうと、記録ヘッドの印字位置がずれてしまい、その結果、色ムラなどの印字不良が生じうる。

複数のキャリッジを結合して走査する際のキャリッジ位置制御に関する技術として、例えば、特許文献２には、ガイド軸に沿って走査可能な走査子に、グリッパを介して、黒インク用キャリッジとカラーインク用キャリッジを選択的に結合可能とし、走査子側のロック部がキャリッジ側のグリップ部と係合することにより、走査子とキャリッジとの結合状態をロックする技術が開示されている。また、特許文献３には、走査子に対して、グリッパを介してブラックインク用キャリッジとカラーインク用キャリッジを選択的に結合可能とし、それらの走査子およびキャリッジのそれぞれに設けたセンサ遮蔽板が装置本体の定位置に備えたホームポジションセンサの光路を遮蔽するタイミングに基づいて、走査子に対するキャリッジ結合がた分の位置制御の補正量を求める技術が開示されている。

また、印字位置を補正する技術として、例えば、特許文献４には、撥水性部材上に、記録ヘッドから吐出される複数の独立した液滴で構成される調整パターンを形成するパターン形成手段と、調整パターンに対して発光する発光素子及び調整パターンからの正反射光を受光する受光素子で構成されるパターン読取りセンサと、パターン読取りセンサの検出結果に基づいて液滴の着弾位置ずれ量を算出する液滴着弾位置ずれ量算出手段と、液滴着弾位置ずれ量から液滴吐出タイミングの補正量を算出する手段とを備え、高精度な着弾位置検出と着弾ずれ補正を行う画像形成装置が開示されている。

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、キャリッジの位置精度の向上については特に開示がされていない。また、特許文献２〜３に記載の技術では、グリッパという中間部材を介してキャリッジを結合しているが、中間部材を用いているためキャリッジの位置制御の高精度化には検討の余地がある。さらに、特許文献３に記載の技術では、キャリッジそれぞれに設けた遮蔽板を配置して位置の確認を行っているため、キャリッジ間のズレ量を高精度に検出するのは困難である。

また、特許文献４に記載の発明によれば、高精度の着弾位置ずれ補正を行うことができるが、単一のキャリッジを備える画像形成装置についての発明であり、複数のキャリッジが分割、結合を繰り返すことにより生じうるキャリッジ間のズレ量の補正を目的としたものではない。

そこで本発明は、複数のキャリッジを備えた画像形成装置において、位置制御を行うための位置基準をキャリッジ自体が備えることにより、キャリッジの分割、結合の繰り返しにより生じうるキャリッジ間のズレ量を簡易かつ高精度に検知することができる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、請求項１に記載の画像形成装置は、主走査方向に単独または結合して移動および走査可能な主キャリッジと、該主キャリッジと結合して移動および走査可能な副キャリッジとを備える画像形成装置において、主キャリッジおよび副キャリッジのうち、いずれか一方は位置確認基準部を、他方は位置確認用センサを備え、主キャリッジと副キャリッジとの結合状態において位置確認用センサにより位置確認基準部を読取ることにより、キャリッジ位置を検出するものである。

したがって、複数のキャリッジを備えた画像形成装置において、位置制御を行うための位置基準をキャリッジ自体が備えることにより、キャリッジの分割、結合の繰り返し等により生じうるキャリッジ間のズレ量を簡易かつ高精度に検知することができ、ひいては、検出されるズレ量に基づく印字補正を可能とすることで、キャリッジの分割、結合を繰り返しても印字精度が低下することがない。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、位置確認基準部は、該位置確認基準部を備えた側のキャリッジの位置確認用センサを備えた側のキャリッジとの結合側の面に対して垂直方向に突出するように設けられ、主キャリッジと副キャリッジとの結合状態において位置確認用センサを備えた側のキャリッジに設けられた案内部からキャリッジ内部に案内されるものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の画像形成装置において、位置確認基準部および位置確認用センサは、主キャリッジを摺動可能に保持するガイド部材の上部に相当する位置に設けられるものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３までのいずれかに記載の画像形成装置において、位置確認基準部は、主キャリッジを摺動可能に保持するガイド部材の長手方向に対して平行に設けられるものである。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１から４までのいずれかに記載の画像形成装置において、位置確認基準部は、位置確認用センサにより読取可能な複数のスリットを有する第１センサ読取部と、位置確認用センサにより読取可能なスリットを有しない、またはセンサ読取部のスリットとは異なるピッチのスリットを有する第２センサ読取部からなるものである。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、主キャリッジは、主走査方向における位置を検出するエンコーダセンサを備えており、該エンコーダセンサの検出結果および位置確認用センサによる位置確認基準部の読取結果に基づいて、位置確認用センサが第１センサ読取部または第２センサ読取部のいずれの読取位置にあるかを判断するものである。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１から６までのいずれかに記載の画像形成装置において、位置確認基準部は、取付部材を介してキャリッジに取り付けられ、取付部材の一面は、位置確認基準部の少なくとも一部と接合されているものである。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像形成装置において、主キャリッジと副キャリッジとの結合状態において、取付部材の上端と位置確認用センサを備えた側のキャリッジの底面との間には、所定の間隔が形成されるものである。

また、請求項９に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、案内部は、開口部および該開口部から位置確認基準部の挿入方向下流側に向けて開口幅が狭められるように傾斜した傾斜面を有するものである。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の画像形成装置において、案内部は、位置確認基準部を開口部から傾斜面により狭められた挿入ガイドに案内するものであり、次式（１）
Ｗ４≦Ｗ３＜Ｗ２＜Ｗ１ …（１）
但し、Ｗ１：開口部の幅
Ｗ２：位置確認用センサの発光部と受光部との間の幅
Ｗ３：挿入ガイドの幅
Ｗ４：位置確認基準部の厚さ
を満たすものである。

また、請求項１１に記載の発明は、請求項１から１０までのいずれかに記載の画像形成装置において、位置確認基準部を備えた側のキャリッジは、位置確認基準部を記録ヘッドのノズル面より上部に備え、副走査方向におけるノズル面と位置確認基準部との間に壁面を備えるものである。

また、請求項１２に記載の発明は、請求項１から１１までのいずれかに記載の画像形成装置において、主キャリッジは、黒インク吐出用の記録ヘッドを搭載し、副キャリッジはカラーインク吐出用の記録ヘッドを搭載するものである。

本発明によれば、複数のキャリッジを備えた画像形成装置において、キャリッジの分割、結合の繰り返し等により生じうるキャリッジ間のズレ量を簡易かつ高精度に検知することができる。

本発明に係る画像形成装置の全体構成の一例を示す斜視説明図である。 画像形成装置の主走査ユニットの概略構成図の一例である。 位置確認基準部の配置例を示す模式図であって、（ａ）結合部および位置確認基準部をガイドロッド上に設けた例、（ｂ）位置確認基準部をガイドロッド上からずらして設けた例を示す。 位置確認基準部の模式図の一例である。 パルス検出開始位置での位置確認基準部と位置確認用センサとの位置関係を示す模式図である。 キャリッジ結合状態での位置確認基準部と位置確認用センサとの位置関係を示す模式図である。 取付部材の上端と、副キャリッジの底面との位置関係を示す模式図である。 位置確認基準部の取付部への取り付けを説明する模式図である。 位置確認基準部と案内部との関係を示す平面図である。 図９に示す案内孔周辺を拡大した斜視図である。 案内孔周辺を拡大した斜視図の他の例である。 壁面を備える主キャリッジの側面図の一例である。 画像形成装置の主走査ユニットの概略構成図の他の例である。 図１３に示す主キャリッジの側面図の一例である。

以下、本発明に係る構成を図１から図１４に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

１．画像形成装置の構成
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態に係る画像形成装置（シリアル型インクジェット記録装置）の全体構成の一例を示す斜視説明図である。本実施形態に係る画像形成装置は、画像形成装置本体（以下、装置本体）５と、装置本体５を支持する支持台６とから構成される。

装置本体５の内部には、図示しない両側板にガイドロッド３及びガイドレール４が掛け渡され、これらのガイドロッド３及びガイドレール４にキャリッジ１（以下、主キャリッジ１）およびキャリッジ２（以下、副キャリッジ２）が矢示Ａ方向（主走査方向を指す、以下同様）に摺動可能に保持されている。また、主キャリッジ１および副キャリッジ２は結合部１７（図２に示す１７ａ,１７ｂ）により結合可能であり、結合部１７による結合が解除された状態であれば主キャリッジ１は副キャリッジ２と分離して単独で移動可能である。なお、副キャリッジ２は、主キャリッジ１と一体としてのみ走査可能な構成であり、ガイドロッド３に保持されないものでもよい。ここで、結合部１７としては、公知または新規の結合手段を用いればよく特に限られるものではないが、例えば、連結レバー、係合ピン等を用いることができる。

主キャリッジ１には黒（Ｋ）のインク滴を吐出する記録ヘッド７ｋ_１，７ｋ_２が搭載され、副キャリッジ２にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のインク滴を吐出する記録ヘッド７ｙ，７ｍ，７ｃが搭載されている。

画像形成装置は、モノクロ印刷時には主キャリッジ１のみが単独で走査印字行う。そのとき、副キャリッジ２は、ホーム位置（例えば維持回復機構８の上方）で待機している。一方、カラー印刷時には、ホーム位置で待機している副キャリッジ２に向けて主キャリッジ１が移動し、主キャリッジ１と副キャリッジ２が結合部１７により結合された状態により一体で走査印字する。また、各記録ヘッドには各記録ヘッドにインクを供給するサブタンク（図示せず）が一体的に備えられている。

そして、主キャリッジ１および副キャリッジ２を移動走査する主走査機構は、主走査方向の一方側に配置される駆動モータ１１と、駆動モータ１１によって回転駆動される駆動プーリ１２と、主走査方向他方側に配置された従動プーリ１３と、駆動プーリ１２と従動プーリ１３との間に掛け回されたベルト部材（駆動伝達部材）１４とを備えている。なお、従動プーリ１３は、図示しないテンションスプリングによって外方（駆動プーリ１２に対して離れる方向）にテンションが架けられている。また、ベルト部材１４は、キャリッジの背面側に設けたベルト固定部（図１３に示す駆動源連結部１８）に一部分が固定保持されていることで、主走査方向に主キャリッジ１および副キャリッジ２を牽引する。

この主キャリッジ１および副キャリッジ２に主走査領域のうち、記録領域では、用紙１０が図示しない紙送り機構によって主キャリッジ１および副キャリッジ２の主走査方向と直交する矢示Ｂ方向（副走査方向、用紙搬送方向を指す、以下同様）に間欠的に搬送される。

また、主走査領域のうちの一方の端部側領域には記録ヘッドの維持回復を行う維持回復機構８が配置されている。さらに、主走査方向のキャリッジ移動領域外又はキャリッジ移動領域の他方の端部側の下方には記録ヘッドのサブタンクに供給する各色のインクを収容したメインカートリッジ９が装置本体５に対して着脱自在に装着される。

以上説明した、本実施形態に係る画像形成装置では、図示しない制御部が、駆動モータ１１や搬送モータ（図示せず）を駆動制御し、主キャリッジ１および副キャリッジ２を主走査方向に移動させ、用紙１０を間欠的に送りながら、各キャリッジに搭載される記録ヘッドを画像情報に応じて駆動して液滴を吐出させることによって用紙１０上に所要の画像を形成することができる。

２．キャリッジ位置制御
図２に主走査ユニットの概略構成図を示す。本実施形態に係る画像形成装置における主走査ユニットは、ガイドロッド３上に主キャリッジ１および副キャリッジ２が主走査方向に摺動可能に保持されている。また、主キャリッジ１および副キャリッジ２は結合部１７ａ,１７ｂにより結合、分離が可能である。なお、本実施形態では、ガイド部材としてガイドロッド３を用いた例について説明するが、主キャリッジ１および副キャリッジ２を摺動可能に保持するものであれば特に限られるものではなく、例えば、スライドガイド等を用いても良い。また、上述のように副キャリッジ２はガイドロッド３に保持されず、図示しない他の保持手段によって保持され、主キャリッジ１と結合した状態でのみガイドロッド３上を摺動するものであっても良い。

本実施形態では、主キャリッジ１は、位置確認基準部１５を、副キャリッジ２は位置確認用センサ１６を備えており、主キャリッジ１と副キャリッジ２との結合状態において位置確認用センサ１６により位置確認基準部１５を読取ることにより、キャリッジ位置を検出する例について説明する。しかしながら、逆に、主キャリッジ１が位置確認用センサ１６、副キャリッジ２が位置確認基準部１５を備え、主キャリッジ１と副キャリッジ２との結合状態において位置確認用センサ１６により位置確認基準部１５を読取ることにより、キャリッジ位置を検出するものであっても良い。なお、「結合状態」とは、位置確認用センサ１６が位置確認基準部１５を読取可能な範囲に主キャリッジ１と副キャリッジ２が近接している状態をいい、必ずしも結合部１７により結合されている状態だけを指すものではない。

ここで検出されるキャリッジ位置とは、一方のキャリッジからの他方のキャリッジの相対的な位置をいい、例えば、主キャリッジ１の位置を基準とした場合は、副キャリッジ２の位置ズレを検出することができ、副キャリッジ２の位置を基準とした場合は、主キャリッジ１の位置ズレを検出することができる。

位置確認基準部１５は、位置確認用センサ１６の電気的な出力が変動する形状であれば特に限られるものではない。本実施形態においてはリニアスケールにより構成しているが、例えば、反射板、スリット形状、穴形状等により構成しても良い。また、リニアスケールの構成は特に限られるものではないが、例えば、印刷、エッジング、ガラス製、磁気等により構成される。

ここで、位置確認基準部１５および位置確認用センサ１６は、それぞれ主キャリッジ１と副キャリッジ２に取り付け可能な範囲であって、位置確認用センサ１６が位置確認基準部１５を読取可能な位置であれば、その取り付け位置は特に限られるものではないが、位置確認基準部１５は、主キャリッジ１側面であって、副キャリッジ２との結合側の面３４から垂直方向に突出するように配置されていることが好ましい。また、副キャリッジ２には、位置確認基準部１５を案内する案内部（案内孔２２）が設けられ、位置確認基準部１５は、結合状態で副キャリッジ２内部まで入り込む形状である。

このようにすることにより、結合部１７による結合動作を駆動させるタイミングと同時に、位置確認用センサ１６の制御を行うことによりキャリッジ位置の確認をすることができ、キャリッジ位置制御に要する時間の短縮を図ることができる。また、結合状態における主キャリッジ１と副キャリッジ２との主走査方向における幅を、位置確認基準部１５および位置確認用センサ１６を備えない従来構成と同様に小さく構成できるため、画像形成装置の小型化が可能となる。

また、複数のキャリッジを備える画像形成装置では、１つのキャリッジに黒及びカラーインク吐出用の記録ヘッドの双方を備えた構成に比べ、各キャリッジはスケールが小さく、主走査方向の幅が狭くなる。このため、走査時に首振りや上下振動などの影響を受けやすくなるという問題がある。

そのため、位置確認基準部１５および位置確認用センサ１６は、ガイドロッド３の重力方向における上部に相当する位置（以下、ガイドロッド３上ともいう）に配置することが好ましい。このようにすることにより、首振りや上下振動の影響を少なくして測定の高精度化を図ることができる。

また、位置確認基準部１５は、ガイドロッド３の長手方向に対して平行に設けることが好ましい。同様に、首振りや上下振動の影響を少なくして測定の高精度化を図ることができるからである。

ここで、結合の安定性の観点からは、結合部１７についてもガイドロッド３上に設けることが好ましい。したがって、図３（ａ）に示すように、結合部１７ａを、位置確認基準部１５の上部に設けることも好ましい。また、スペース上の問題がある場合等は、例えば、図３（ｂ）に示すように、結合部１７ａをガイドロッド３上に設けて位置確認基準部１５をガイドロッド３上からずらした位置に設けるようにしても良い。なお、図３（ｂ）に示す例では、位置確認基準部１５をキャリッジ手前側（記録ヘッド７の搭載側）に設けた例を示しているが、これに限られるものではなく、キャリッジ奥側等に設けても良い。なお、結合部１７ａおよび位置確認基準部１５の配設位置に併せて、結合部１７ｂおよび位置確認用センサ１６の配設位置を変更することは勿論である。

図４に、位置確認基準部１５を示す。位置確認基準部１５は、位置確認用センサ１６により読取可能（パルス数のカウントが可能）な等間隔の複数のスリットを有する第１センサ読取部１５ａと、位置確認用センサ１６により読取可能なスリットを有しない、またはセンサ読取部のスリット１５ａとは異なるピッチのスリットを有する第２センサ読取部１５ｂから構成される。

図４（ａ）は第１センサ読取部１５ａと、位置確認用センサ１６により読取可能なスリット（黒色部分）を有しない第２センサ読取部１５ｂから構成され、図４（ｂ）は第１センサ読取部１５ａと、センサ読取部１５ａのスリット（黒色部分）とは異なるピッチのスリット（黒色部分）を有する第２センサ読取部１５ｂから構成された位置確認基準部１５である。

第２センサ読取部１５ｂの幅は、第１センサ読取部１５ａの白色部分、黒色部分の幅よりも幅広に形成されている。例えば、第１センサ読取部１５ａのみ（第２センサ読取部１５ｂがない）の場合、長尺のセンサの端をカットして加工するときに白色部分（黒色部分）のエッジで精度よくカットできればよいが、一部黒色部分（白色部分）が残ってしまうと、その部分のパルスを位置確認用センサ１６が検出してしまうことになってしまう。そこで、第２センサ読取部１５ｂを幅広に設けることで、加工時の精度に影響が生じさせることがなくなる。また、位置確認用センサ１６が位置確認基準部１５の第２センサ読取部１５ｂから第１センサ読取部１５ａへの変更点に位置するときに読取開始基準位置を検出することができる。

次に、図５および図６を用いて、位置確認用センサ１６による位置確認基準部１５の読取りについて説明する。ここでは、図４（ｂ）に示す位置確認基準部１５を用いて説明する。図５および図６は位置確認基準部１５と位置確認用センサ１６との位置関係を示す図であって、図５はパルス検出開始位置、図６はキャリッジ結合状態での位置関係を示す図である。

図５は、連結動作のために主キャリッジ１が待機中の副キャリッジ２向けて移動（図５の左から右方向）し、副キャリッジ２と主キャリッジ１との結合途中の状態であって、位置確認用センサ１６の受光部１６ｂが第１センサ読取部１５ａにおける最初のパルスを検出するときを示している。ここで、第１センサ読取部１５ａにおける最初のパルスとしたのは、位置確認基準部１５が位置確認用センサ１６を通過していない場合であっても、検出をおこなっているからである。

位置確認用センサ１６は、位置確認基準部１５の通路を挟んで一方に発光部１６ａを、他方に受光部１６ｂを備えている（図７参照）。ここで、発光部１６ａと受光部１６ｂとの間にセンサ読取部１５ａの光を透過する部分（図５における白色部分）がある場合および位置確認基準部１５がない場合（位置確認用センサ１６を位置確認基準部１５が通過する前）、発光部１６ａから射出された光は位置確認基準部１５を透過して、受光部１６ｂは光を検知することができる。

これに対し、発光部１６ａと受光部１６ｂとの間に図４（ｂ）の第２センサ読取部１５ｂおよび第１センサ読取部１５ａの光を遮蔽する部分（黒色部分）がある場合は、発光部１６ａから射出された光は位置確認基準部１５の第２センサ読取部に遮蔽され受光部１６ｂに到達せず反射され、受光部１６ｂは光を検知しないこととなる。

このように、図４（ａ）の場合、位置確認基準部１５が位置確認用センサ１６を通過する前から第２センサ読取部１５ｂを通過するまでは、受光部１６ｂにて発光部１６ａの光を検知することになる。一方、図４（ｂ）の場合、位置確認基準部１５が位置確認用センサ１６を通過する前までは、受光部１６ｂにて発光部１６ａの光を検知し、第２センサ読取部１５ｂが位置確認用センサ１６を通過するときは、受光部１６ｂにて発光部１６ａの光を検知しないことになる。

その後、位置確認用センサ１６は、第１センサ読取部１５ａの白黒を交互に通過するので、そのときの受光部１６ｂの検知／非検知を繰り返し、図６に示す副キャリッジ２と主キャリッジ１とが結合した状態まで検知し続ける。ここで、図４（ｂ）において、第２センサ読取部１５ｂが位置確認用センサ１６の通過前後で、パルスが発生するが、このパルス幅を検出する検出手段（図示しない）を設けることで、第１センサ読取部１５ａにおけるパルスとの区別を可能としている。

そして、キャリッジが結合する度に第１センサ読取部１５ａにおけるパルス数をカウントし、これを基準パルス（正常な結合状態でのパルス数）と比較することで、図６における副キャリッジ２と主キャリッジ１との結合位置が矢印Ａ方向にずれたとしても、パルス数の違いに基づいて主キャリッジ１に対する副キャリッジ２との位置が正常であるか否かがわかるようになる。

一方、図４（ａ）に示すように第２センサ読取部１５ｂ全体が光を透過する構成（図５における白色部分）の場合は、第２センサ読取部１５ｂが通過する間も、受光部１６ｂは検知可能な状態（オン状態）であるが、第１センサ読取部１５ａにおける最初（図４（ａ）中の右端）の黒色部分を通過、すなわち受光部１６ｂが最初にオフ状態となったときから、パルス数のカウントを開始するので、上記の場合と同様に、主キャリッジ１と副キャリッジ２との結合位置ずれの検出が可能となる。

上述のように正常な結合状態でのカウントされるパルス数を基準パルスとして、カウントされるパルス数が多い場合は、結合方向に結合ズレが生じていることが分かり、カウントされるパルス数が少ない場合は、分離方向に結合ズレが生じていることを検出することができる。したがって、各画像形成装置間で位置確認基準部１５の取り付け位置が主走査方向に多少のずれがあるような場合でも、各装置ごとの基準パルスとのズレを検出するものであるので、位置確認基準部１５の取り付け位置精度が問題とならない。

次に、位置確認基準部１５のキャリッジへの設置について説明する。位置確認基準部１５は、主キャリッジ１に設けられた取付部３０上に設けられ、取付部材３１を介して取り付けられている。取付部３０は、ガイドロッド３の重力方向における上部に相当する位置に設けられている。図８に位置確認基準部１５の取付部３０への取り付けを説明する模式図を示す。

図８（ａ）に示すように、取付部３０上にＬ字状の板金からなる取付部材３１が設けられている。なお、取付部材３１の取付部３０への取付形態、および取付部材３１の形状等は、特に限られるものではない。図８に示す例では、取付部材３１に設けられたネジ穴３１ａと位置確認基準部１５のネジ穴１５ｃをネジ３５により止めることにより固定される（図８（ｂ））。

このように、位置確認基準部１５は、取付部材３１の一面と位置確認基準部１５の面の一部を接合させることにより、取付部材３１に固定される。位置確認基準部１５は、例えば、リニアスケールであり、薄い部材であるので、上記のように、取付部材３１および取付部３０により主キャリッジ１のガイドロッド３上に固定し、主キャリッジ１の走査に伴って、副走査方向に撓みが生じないように固定するものである。

なお、位置確認基準部１５の取り付け方法は、図８に示す例に限られるものではなく、例えば、取付部材３１に接着剤等により貼付されるものであっても良い。また、取付部３０に位置確認基準部１５を差し込んで固定するための挿入孔を設けておき、該挿入孔に位置確認基準部１５を差し込んで嵌合するものであっても良い。この場合、取り付け部材３１は不要である。また、取付部３０と取付部材３１とは、一体成形されるものであっても良い。さらに、位置確認基準部１５の剛性があれば、図８の構成または取付部３０を第２センサ読取部１５ｂのみに固定する方法でもよい。または、位置確認基準部１５の主走査方向全域に取付部３０を固定する方法でもよい。全域に設けると一部に設ける場合に比べて、より位置確認基準部１５が案内孔２２に案内しやすくなる。

さらに、図７に示すように、取付部材３１の上端と、副キャリッジ２の底面３３とは、キャリッジが結合した状態において、所定の間隔ｈを有するものである。これにより、取付部材３１と副キャリッジ２とは互いに干渉することなく結合が可能となる。

また、位置確認用センサ１６は、位置確認基準部１５を読み取り可能なセンサであれば特に限られるものではないが、例えば、エンコーダセンサ、反射型センサ、透過型センサなどを用いることができる。なお、位置確認用センサ１６は、ＣＰＵ等で構成される制御部に接続され、センサからの出力に基づいて制御部は、キャリッジ位置制御を行う。

また、結合部１７は、主走査方向のそれぞれのキャリッジの間であって、副走査方向における主キャリッジ１と副キャリッジ２に取り付け可能な範囲に配置されれば良い。

次に、案内部について説明する。図９は位置確認基準部１５と案内孔（開口部）２２との関係を示す平面図であって、図１０のＸ−Ｘ断面を示している。また、図１０は図９の案内孔２２周辺を拡大した斜視図である。

案内部は、位置確認基準部１５挿入方向上流側から下流側に向かって案内孔２２、傾斜面２２ａ，２２ｂ、挿入ガイド２２ｃを有している。

案内孔２２は、幅Ｗ１を有し、副キャリッジ２の底面３３と副キャリッジ２の側壁３２の内壁部３２ａとで構成されている。また、傾斜面２２ａ、２２ｂは、底面３３に形成されており、位置確認基準部１５挿入方向上流側から下流側に向かって内側に傾斜している。このように構成することにより、傾斜面２２ａ、２２ｂは、位置確認基準部１５がＢ方向にずれて挿入されたときに、中心（挿入ガイド２２ｃ）に向けて案内する機能を有するものである。このとき、位置確認基準部１５における傾斜面２２ａ、２２ｂと接する部分は、位置確認用センサ１６（または発光部１６ａおよび受光部１６ｂ）の取り付け高さよりも低い位置であるため、仮に傾斜面で擦れたとしても位置確認用センサ１６による検知精度に影響を及ぼさない。

また、挿入ガイド２２ｃは、傾斜面２２ａ、２２ｂにおける位置確認基準部１５挿入方向下流端から連続して底面３３に形成されている。挿入ガイド２２ｃは、発光部１６ａおよび受光部１６ｂの面に沿って形成されているので、挿入された位置確認基準部１５は常に発光部１６ａおよび受光部１６ｂと対向するように案内される。ここで、挿入ガイド２２ｃの幅Ｗ３を位置確認基準部１５の厚さＷ４とすれば、発光部１６ａおよび受光部１６ｂと位置確認基準部１５との間隔が常に一定となり安定した検出が可能となる。しかし、位置確認用センサ１６の検知精度に影響を及ぼさない程度にＷ３をＷ４より大きく形成してもよい。このようにすることで、副キャリッジ２と主キャリッジ１との結合時における負荷を低減することができるとともに、位置確認基準部１５へのストレスを軽減できる。

以上説明したように、案内部と位置確認基準部１５とは、次式（２）の関係を有している。
Ｗ４≦Ｗ３＜Ｗ２＜Ｗ１ …（２）
但し、Ｗ１：案内孔２２の幅
Ｗ２：発光部１６ａと受光部１６ｂとの間の幅
Ｗ３：挿入ガイド２２ｃの幅
Ｗ４：位置確認基準部１５の厚さ

案内部を以上のような構成とすることにより、単に位置確認基準部１５が挿入可能な案内部を設けた場合に比べて、位置確認基準部１５が副走査方向に撓んだ場合でも確実に案内部を通じて、位置確認用センサ１６に案内されるようにしている。

また、図１０では、底面３３と内壁部３２ａとを同じ幅Ｗ１により構成した例について説明したが、図１１に示すように、内壁部３２ａの幅を底面３３の幅Ｗ１より大きい幅Ｗ５とすることも好ましい。このように構成することにより、傾斜面２２ａ、２２ｂにおける位置確認基準部１５挿入方向上流端で、底面３３の上面より上側の位置確認基準部１５がＢ方向にＷ１よりも大きく撓んだとしても、内壁部３２ａと干渉することを防止できるので、位置確認基準部１５の挿入をよりスムーズなものとすることができる。

また、主キャリッジ１に壁面１９を設けることも好ましい。図１２に遮蔽材からなる壁面１９を設けた主キャリッジ１の側面図を示す。

図１２は、位置確認基準部１５と記録ヘッドのノズル面２１、被記録媒体１０の印字部との位置関係を示している。ここで、位置確認基準部１５は、記録ヘッドのノズル面２１よりも装置上部（重力方向）に位置させることにより、インク飛散やミストによる汚れを防止することができるため好ましい。

さらに、位置確認基準部１５のセンサ読み取り高さ位置（図１２中ａで示す）と同等、またはそれ以上の高さの壁面１９を、副走査方向における、記録ヘッドのノズル面２１、被記録媒体１０の印字部と位置確認基準部１５との間に設けることにより、位置確認基準部１５の汚れを防止することができる。ここで、位置確認基準部１５のうち第２センサ読取部１５ｂにおける汚れの付着は位置検出精度に影響を与えないため、壁面１９は、少なくとも位置確認基準部１５の第１センサ読取部１５ａに相当する幅方向の位置に設けられるものであれば良い。なお、壁面１９の構成は、特に限られるものではないが、例えば、リブ形状、板金、マイラーなどの遮蔽材で構成することができる。この場合において、位置確認基準部１５が副キャリッジ２の内部に入り込む構成では、副キャリッジ２に、壁面１９も位置基準部１５と同様に内部に案内可能な案内孔を設ければよい。

このように位置確認基準部１５を記録ヘッドのノズル面２１よりも装置上側に設けることにより、印字によるミストの影響を受けにくくすることで、位置確認用センサ１６の読取不良を防ぎ、位置確認基準部１５の耐久性を向上させることができる。さらに、壁面１９を設けることによりインクやミストの飛散から位置確認基準部１５、位置確認用センサ１６の汚れを防止し、耐久性を向上させることができる。

図１３に示す主走査ユニットの概略構成図の他の例により、主キャリッジ１の駆動源連結部１８およびエンコーダセンサ２０の位置関係を示す。また、図１４は図１３における位置確認基準部１５と記録ヘッドのノズル面２１、被記録媒体１０の印字部との位置関係を示している。主キャリッジ１は、タイミングベルトやワイヤーなどの駆動伝達部材（ベルト部材１４）が駆動源連結部１８に連結され、駆動モータ１１により移動制御される。また、ベルト部材１４は、主キャリッジ１に設けられたベルト保持部２３により保持されている。また、副キャリッジ２は、主キャリッジと同様に、駆動源連結部１８を備えて移動制御される構成であっても、結合部１７を介して主キャリッジ１から伝達される駆動により制御される構成であっても良い。

また、画像形成装置には、主キャリッジ１の主走査方向に沿うように図示しない両側板に取り付けられたエンコーダシート２４と、エンコーダシート２４を挟むようにして設けられたエンコーダセンサ２０により、主キャリッジ１または主キャリッジ１と副キャリッジ２とが結合した状態でのキャリッジの主走査方向走査位置を検出している。また、検出されたパルスと図示しない制御部のクロック周波数とを比較して主キャリッジ１または主キャリッジ１と副キャリッジ２とが結合した状態での速度を算出している。

主キャリッジ１に設けたエンコーダセンサ２０によってエンコーダシート２４を読取ることで、主キャリッジ１の主走査位置の検知およびインク吐出タイミングを制御することができる。したがって、図４（ｂ）において、第２センサ読取部１５ｂが位置確認用センサ１６の通過前後で発生する広幅のパルスの幅は、エンコーダシート２４の検出により導かれる主キャリッジ１の移動距離と広幅のパルスのＯＮ／ＯＦＦの時間から算出される。なお、副キャリッジ２にもエンコーダセンサ２０を備え、副キャリッジ２の主走査位置の検知およびインク吐出タイミングを制御するようにしても良い。

このように、主キャリッジ１に走査用の駆動源連結部１８と、位置確認およびインク吐出タイミング管理用のエンコーダセンサ２０を配置することにより主キャリッジ１の動作を安定させることができ画質への影響を低減することができる。併せて、副キャリッジ２の安定性も向上する。なお、主キャリッジ１および／または副キャリッジ２の主走査方向における絶対位置の検出は、他の公知または新規手法によっても良く、特に限られるものではない。

以上説明した構成の画像形成装置によれば、キャリッジ位置のズレは、先ず、正常な結合状態において位置確認用センサ１６が読み取った０位置確認基準部１５の読取結果（パルス数）を、ＲＡＭ等で構成される記憶手段に基準パルスとして記憶させておき、さらに、キャリッジの分割、結合の繰り返し動作毎に、位置確認用センサ１６により位置基準基準部１５を読み取って、その結果（パルス数）を基準パルスと比較し、比較結果が異なる場合に、キャリッジ間にズレが生じていることを検出することができる。

ここで、画像形成装置が基準位置からのズレ（ズレ量）を検出した場合は、当該ズレ量をヘッドからのインク吐出タイミングで補正することができる。例えば、結合時において、基準位置よりも２つのキャリッジが離れた位置にあることが検出された場合には、副キャリッジ２の記録ヘッドからのインク吐出タイミングを遅らせる等の補正を行うことが可能となる。このようにすることにより、印字不良の発生を回避することができるようになる。

また、ズレを検出した場合は、画像形成装置が備える操作パネル（図示せず）等の出力手段にその旨を出力するようにしても良い。なお、出力手段は、操作パネルに限らず、警告音やエラーメッセージを発生させる音声発生手段等でも良い。また、操作パネルへの表示および警告音の発生等を併せて行うことも好ましい。このようにすることにより、異常を認識したユーザは、調整手段等によりキャリッジ位置の調整を行うことができる。また、目視によりキャリッジ間に異物が挟まっていることを確認すれば、これを取り除くことができる。

また、主キャリッジ１および副キャリッジ２に搭載するインクヘッドの色および数は特に限られるものではないが、主キャリッジ１に黒インク、副キャリッジ２にカラーインク、すなわち、マゼンタ、シアン、イエローの各色を少なくとも１ヘッドずつ搭載することにより、単色を基準とするので位置基準が明確になり、各色のズレを測定し易いので印字精度を向上することができる。

なお、本実施形態では、主キャリッジ１に対し、１つの副キャリッジ２が配置されている例について説明したが、副キャリッジ２は１つに限られるものではなく、複数配置するようにしても良い。例えば、副キャリッジ２が主キャリッジ１を挟むように２つ存在する場合は、それぞれが主キャリッジから基準を取る、すなわち、主キャリッジ１の両側面に位置確認基準部１５を設けることとすれば良い。また、主キャリッジ１の一方に複数の副キャリッジ２を備える場合は、キャリッジ間に挟まれる副キャリッジ２に主キャリッジ１と同様に位置確認基準部１５を設けるようにすれば良い。例えば、図２の例において、副キャリッジ２の右側にさらに副キャリッジ２を備える場合は、キャリッジ間に挟まれる副キャリッジ２の右側面に位置確認基準部１５を設けるようにすれば良い。また、３以上の副キャリッジ２を備える場合も同様に構成すれば良い。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本発明は、画像形成装置に限らず、同一軸上で直線運動を行う物体に対して、動作する物体を精度良く位置決めする産業装置にも適用することが可能である。

１ 主キャリッジ
２ 副キャリッジ
３ ガイドロッド
４ ガイドレール
５ 装置本体
６ 支持台
７（ｃ，ｍ，ｙ，ｋ_１，ｋ_２） 記録ヘッド
８ 維持回復機構
９ メインカートリッジ
１０ 用紙（被記録媒体）
１１ 駆動モータ
１２ 駆動プーリ
１３ 従動プーリ
１４ 駆動伝達部材（ベルト部材）
１５ 位置確認基準部
１５ａ 第１センサ読取部
１５ｂ 第２センサ読取部
１６ 位置確認用センサ
１７ａ,１７ｂ 結合部
１８ 駆動源連結部（ベルト固定部）
１９ 壁面
２０ エンコーダセンサ
２１ 記録ヘッドのノズル面
２２ 案内孔（開口部）
２２ａ，２２ｂ 傾斜面
２２ｃ 挿入ガイド
２３ ベルト保持部
２４ エンコーダシート
３０ 取付部
３１ 取付部材
３２ 側壁
３２ａ 内壁部
３３ 底面
３４ 結合側の面
３５ ネジ

特開平２−１３２７号公報 特開平９−１０９４２３号公報 特開平９−２４００９７号公報 特開２００８−２２９９１７号公報

Claims (12)

1. 主走査方向に単独または結合して移動および走査可能な主キャリッジと、該主キャリッジと結合して移動および走査可能な副キャリッジとを備える画像形成装置において、
   前記主キャリッジおよび前記副キャリッジのうち、いずれか一方は位置確認基準部を、他方は位置確認用センサを備え、
   前記主キャリッジと前記副キャリッジとの結合状態において前記位置確認用センサにより前記位置確認基準部を読取ることにより、キャリッジ位置を検出することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記位置確認基準部は、該位置確認基準部を備えた側のキャリッジの前記位置確認用センサを備えた側のキャリッジとの結合側の面に対して垂直方向に突出するように設けられ、前記主キャリッジと前記副キャリッジとの結合状態において前記位置確認用センサを備えた側のキャリッジに設けられた案内部からキャリッジ内部に案内されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記位置確認基準部および前記位置確認用センサは、前記主キャリッジを摺動可能に保持するガイド部材の上部に相当する位置に設けられることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 前記位置確認基準部は、前記主キャリッジを摺動可能に保持するガイド部材の長手方向に対して平行に設けられることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記位置確認基準部は、前記位置確認用センサにより読取可能な複数のスリットを有する第１センサ読取部と、前記位置確認用センサにより読取可能なスリットを有しない、または前記センサ読取部のスリットとは異なるピッチのスリットを有する第２センサ読取部からなることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記主キャリッジは、主走査方向における位置を検出するエンコーダセンサを備えており、
   該エンコーダセンサの検出結果および前記位置確認用センサによる前記位置確認基準部の読取結果に基づいて、
   前記位置確認用センサが前記第１センサ読取部または前記第２センサ読取部のいずれの読取位置にあるかを判断することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記位置確認基準部は、取付部材を介してキャリッジに取り付けられ、
   前記取付部材の一面は、前記位置確認基準部の少なくとも一部と接合されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記主キャリッジと前記副キャリッジとの結合状態において、前記取付部材の上端と前記位置確認用センサを備えた側のキャリッジの底面との間には、所定の間隔が形成されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記案内部は、開口部および該開口部から前記位置確認基準部の挿入方向下流側に向けて開口幅が狭められるように傾斜した傾斜面を有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
10. 前記案内部は、前記位置確認基準部を前記開口部から前記傾斜面により狭められた挿入ガイドに案内するものであり、次式（１）
    Ｗ４≦Ｗ３＜Ｗ２＜Ｗ１ …（１）
    但し、Ｗ１：開口部の幅
    Ｗ２：位置確認用センサの発光部と受光部との間の幅
    Ｗ３：挿入ガイドの幅
    Ｗ４：位置確認基準部の厚さ
    を満たすものであることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記位置確認基準部を備えた側のキャリッジは、前記位置確認基準部を記録ヘッドのノズル面より上部に備え、
    副走査方向における前記ノズル面と前記位置確認基準部との間に壁面を備えることを特徴とする請求項１から１０までのいずれかに記載の画像形成装置。
12. 前記主キャリッジは、黒インク吐出用の記録ヘッドを搭載し、前記副キャリッジはカラーインク吐出用の記録ヘッドを搭載することを特徴とする請求項１から１１までのいずれかに記載の画像形成装置。