JP2013056482A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】搬送ローラ対10,12と第1および第2の排紙ローラ対20,21とで用紙Pを挟持搬送する第1の搬送状態と、用紙Pの後端部への画像形成のために、第1および第2の排紙ローラ対20,21のみで用紙Pを挟持搬送する第2の搬送状態とを取り得るインクジェットプリンタ100において、第2の搬送状態における補正検出ローラ7の滑り・スリップに関する補正値は、第1の搬送状態での搬送ローラ10の回転量および補正検出ローラ7の回転量と、第2の搬送状態での補正検出ローラ7の回転量とを比較して算出する。
【選択図】図2
Description
シート搬送方向のシートの後端領域にまで画像を記録するためには、シート搬送方向の上流側に位置する搬送手段(以下、「第1の搬送手段」ともいう)とは別に、シート搬送方向の下流側に位置する搬送手段(以下、「第2の搬送手段」ともいう)を備える必要がある。シート搬送方向の上流側および下流側の第1および第2の搬送手段は、例えば、シートを挟持しつつ回転する挟持回転部材としてのローラを含む構成とされる。
この際、特にオフィス用途のインクジェットプリンタなどの場合では、画像形成面に画像を形成した際の定着方法として熱や風などの強制的な定着方式の採用では電力消費等の問題があり、さらに溶剤系・UV(紫外線)系インクなどでは臭気などオフィスには向かないために自然乾燥を用いた構成を採用している。
一方、第1の搬送手段がシートを挟持しつつ回転する一対の挟持ローラ構成の場合、第1の挟持ローラは画像形成前のため充分なニップ(挟持)力を確保できるので、シートの種類や環境に対する搬送量の変動が相対的に小さくなる。
すなわち、シートの後端が第1の搬送手段から抜けた後、第2の搬送手段のみによって搬送される第2の搬送状態では、第1および第2の両方の搬送手段によって搬送される第1の搬送状態よりも搬送精度が低くなり、結果的に画像の記録位置がずれやすく、画像の劣化を招く不具合発生の虞がある。
特許文献1の図9および図10等には、上述した不具合に至る原因が異なるものの、被記録媒体の後端部の画像形成のために、下流側の挟持ローラ(排紙ローラ)のみで被記録媒体を搬送する場合に搬送量のズレを補正する(特に上流側の挟持ローラ(搬送ローラ)のニップ部を抜けるときの変動の画像への影響を低減する)目的で、上流側および下流側の挟持ローラ(搬送ローラおよび排紙ローラ)にて被記録媒体を挟持しつつ搬送する時のテストパターンの印字結果と、下流側の挟持ローラ(排紙ローラ)のみで被記録媒体を搬送する時のテストパターンの印字結果とから搬送量を補正する方法・技術が開示されている。
また、上流側の搬送ローラに従動回転するピンチローラの変位を検出し補正する構成や、上流側の搬送ローラまたは下流側の排紙ローラの回転状態の変化(回転量、回転速度)を検出し補正する構成では、そもそも用紙のスリップによる変動には対応できないという問題点がある。
すなわち、本発明は、搬送されてくる被記録媒体にインクを吐出し画像を形成する記録ヘッドと、前記記録ヘッドの上流側から被記録媒体を回転搬送する第1の搬送手段と、前記記録ヘッドの下流側に配置され、第1の搬送手段により搬送されてくる被記録媒体を挟持しつつ回転搬送する第2の搬送手段と、第1の搬送手段と第2の搬送手段とを駆動する単一の駆動源と、前記記録ヘッドの下流側に配置され、第2の搬送手段での被記録媒体の滑りを検出するための、被記録媒体の移動によって連れ回る検出手段と、を有し、第1の搬送手段と第2の搬送手段とで被記録媒体を搬送する第1の搬送状態と、被記録媒体の後端部への画像形成のために、第2の搬送手段のみで被記録媒体を搬送する第2の搬送状態とを取り得る画像形成装置であって、第2の搬送状態における前記検出手段の前記滑りに関する補正値は、第1の搬送状態での第1の搬送手段の回転量および前記検出手段の回転量と、第2の搬送状態での前記検出手段の回転量とを比較して算出することを特徴とする。
図1〜図6を参照して、本発明の実施形態1を説明する(請求項1、4)。図1は、本発明の実施形態1を示すインクジェットプリンタ全体の簡略的な一部破断・断面正面図、図2は、本実施形態の駆動系、搬送部および画像形成部の簡略的な一部断面正面図、図3は、本実施形態の駆動系、搬送部および画像形成部の簡略的な一部断面平面図である。
まず、図1〜図3を参照して、本発明の実施形態1を示す画像形成装置の一例としてのインクジェット記録装置(以下、「インクジェットプリンタ」という)の全体構成と全体動作を説明した後に、本発明の特徴的な構成および動作を詳述する。
また、上記各機構部・装置の他、後述する各機構部・装置の動作を制御し、記録データや収集した各種データに関する処理を行う図4に示す制御部60が制御基板として設けられている。記録ヘッド31のインク吐出方式としては、ピエゾ方式等の公知の全ての方式を含むものである。
給送部1と搬送部2との間の搬送経路上には、用紙Pの後端位置を検知する被記録媒体後端検知手段としての後端センサ22が配置されている。後端センサ22は、反射型のフォトセンサからなる。
搬送ガイド13の上面には、搬送されてくる用紙Pをシート搬送方向Xに案内するために、シート搬送方向Xに沿って主走査方向に複数のリブ(図示せず)が一体的に形成されている。
先端加圧コロ12は、装置本体50側に回転可能に支持された軸(図示せず、搬送ローラ10の軸10aと略平行に設けられている)と一体的に形成され、上記主走査方向に渡り断続的に複数に分割して形成されたローラである。先端加圧コロ12は、図示しないバネ等の付勢手段により搬送ローラ10に当接する向きに付勢されている。これにより、先端加圧コロ12が用紙Pを介して搬送ローラ10に圧接して従動回転し、搬送ローラ10との間に挟持部としてのニップ部を形成するとともに、用紙Pに対する搬送力を生じさせている。
搬送ローラ10の軸10aの一端部には、搬送ローラ10の回転量を検出するための、外周部に多数のスリットを備えた円盤状のエンコーダ11が固設されている。エンコーダ11の外周部近傍の装置本体50側には、エンコーダ11の外周部を挟む態様でエンコーダセンサ11Aが設けられている。エンコーダセンサ11Aは、透過型のフォトセンサからなり、搬送ローラ10の回転量を検出する搬送手段回転量検出手段として機能する。エンコーダ11およびエンコーダセンサ11Aは、いわゆるパルスエンコーダを構成している。
各拍車16は、拍車ユニット15における主走査方向の両端部に配設されたユニット側板15aに回転可能に支持された軸(図示せず、軸20a,21aと略平行に設けられている)と一体的に形成され、第1、第2排紙ローラ20,21に対応して上記主走査方向に渡り断続的に複数に分割して形成されている。各拍車16は、金属製で断面星形をなす。各拍車16は、図示しないバネ等の付勢手段により第1、第2排紙ローラ20,21に当接する向きに付勢されている。これにより、各拍車16が用紙Pを介して第1、第2排紙ローラ20,21に圧接して従動回転し、各第1、第2排紙ローラ20,21との間に挟持部としてのニップ部を形成するとともに、用紙Pに対する搬送力を生じさせている。
上述した背景技術で説明したように、本実施形態においても画像形成後の用紙Pの乾燥は自然乾燥を採用しており、これに伴い拍車16を用いて画像形成後(インク吐出後)の画像面を強く押さえることができないようにしている。各拍車16の第1、第2排紙ローラ20,21に対する付勢力を増加させて圧接力(押圧力)を強くした場合には、印字画像の劣化(拍車16へのインクの転写による白抜けや用紙への拍車跡など)や、用紙Pに穴を開けてしまうなどの用紙損傷の問題が新たに発生してしまう。また断面星型のように接触面積を小さくしないで表面摩擦の大きいローラ(例えばゴムなど)にするとこれも同様にローラへのインクの転写による印字画像劣化などの問題が新たに発生してしまう。
補正検出ローラ7は、装置本体50および本体側板対50a,50bに回転可能に支持された軸7aと一体的に形成され、上記主走査方向に渡り断続的に複数に分割して形成された串刺し状のローラであり、その外周面を含む外周部は用紙Pに対して摩擦係数の大きな材質(例えばゴム等)および表面形状を備えて形成されている。拍車16は、上述したと同様の構成であり、ユニット側板15aに回転可能に支持された軸(図示せず、軸7aと略平行に設けられている)と一体的に形成され、補正検出ローラ7に対応して上記主走査方向に渡り断続的に複数に分割して形成されている。拍車16は、図示しないバネ等の付勢手段により補正検出ローラ7に当接する向きに付勢されている。これにより、拍車16が用紙Pを介して補正検出ローラ7に圧接して従動回転し、挟持部としてのニップ部を形成するとともに、用紙Pの移動に従動して連れ回りすることとなる。
また、キャリッジ30の上方側には、スリットを形成した図示しないエンコーダスケールを設け、さらにエンコーダスケール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(図示せず)を設けることによって、キャリッジ30の主走査方向位置を検知するためのエンコーダを構成している。
記録ヘッド31は、例えば、4つのノズル列を有し、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のインク液滴をそれぞれ吐出する。
排出部4における第1排紙ローラ20および第2排紙ローラ21への駆動は、図2および図3を参照して後述するように搬送ローラ10のための駆動力が伝達されることにより可能となる。
このため、単一かつ同一駆動源である搬送モータ9によって、駆動力伝達手段としての搬送ローラ駆動プーリ10A、搬送ローラプーリ10B、タイミングベルト17を介して、搬送ローラ10と第1排紙ローラ20とは常に同一方向に回転されるとともに、駆動力伝達手段としての第1排紙ローラギヤ20B、中間ギヤ18、第2排紙ローラギヤ21Aを介して、搬送ローラ10と第1排紙ローラ20と第2排紙ローラ21とは常に同一方向に回転される
図示しない電源スイッチがオン・投入され、使用者による操作部(図示せず)の各種キー操作(印刷枚数や拡大・縮小等のキー操作)が終了すると、インクジェットプリンタ100の動作を制御する図4の制御部60からの制御指令により、図1に示す給送部1が搬送部2および画像形成部3と同期して起動可能状態になる。すなわち、給紙コロ28および分離パッド27の協働作用により、給紙トレイ5の底板29上の用紙Pが1枚に分離されて給送され、給紙搬送路95を通って搬送部2の先端加圧コロ12と搬送ローラ10との間に送り込まれる。
そして、再び搬送ローラ対10,12の回転駆動によって用紙Pが搬送され、この際、印刷済みの用紙P(以下、単に「用紙P」ともいう)は排出部4における第1排紙ローラ対20および第2排紙ローラ対の回転駆動によりシート搬送方向Xの下流側に送り込まれる。
図4において、制御部60は、内部にそれぞれ図示しない、CPU、ROM、RAMおよびタイマ等を備え、それらが図示しない信号バスによって接続された構成を有するマイクロコンピュータを具備している。制御部60は、上記したように、本体装置50内の図示しない制御基板配置部に設けられている。制御部60は、広義の制御手段として機能する。
上記CPUは、図示しない操作部からの各種信号、および装置本体50に設けられたエンコーダセンサ11A,8Aからの回転量に関するデータ信号や、各種センサ22,23からのオン/オフ検知信号および上記ROMから呼び出された動作プログラムや関係データ(データテーブル等を含む)に基づいて、駆動系61の搬送モータ9、記録ヘッド31、メモリ62、タイミングTa算出部63の作動等を制御し、インクジェットプリンタ100全体の動作を制御する。この意味で、上記CPUは、狭義の制御手段として機能する。
上記ROMには、インクジェットプリンタ100全体の動作プログラム等が記憶されており、この動作プログラムは上記CPUによって適宜呼び出される。上記RAMは、上記CPUの計算結果を一時的に記憶する機能、図示しない操作部上の各種キーおよび各種センサから設定および入力されたデータ信号およびオン/オフ信号を随時記憶する機能等を有している。
なお、タイミングTa算出部63の機能は、本実施形態のように外部に設けたものに限らず、制御部60の上記CPUが有する演算・制御機能に割り当ててもよい。同様に、メモリ62の機能は、本実施形態のように例えばEEPROM(フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ)として外部に設けたものに限らず、制御部60の内部に設けたメモリでもよい。
図5において、縦の欄には、第1の搬送状態および第2の搬送状態での用紙搬送状態を簡略図的に示し、符号Pbは、用紙Pの後端を表わしている。横の欄には、エンコーダセンサ11Aにより検出される搬送ローラ10の回転量をエンコーダ11で、エンコーダセンサ8Aにより検出される補正検出ローラ7の回転量をエンコーダ8で、それぞれ代表して示す。第1の搬送状態での用紙搬送量「1000」は、目標・基準搬送量として説明の便宜上設定した数値である。カッコ内の数値は、環境条件(温湿度等)を変えた場合の回転量、用紙搬送量を表わしている。なお、第1の搬送状態および第2の搬送状態でのエンコーダ11、エンコーダ8の各回転量(もしくはスベリ量の比率でもよい)、用紙搬送量は、ある環境・試験条件において、温湿度、紙種(シート種類)、用紙の摩擦係数、各ローラおよび各拍車仕様を一定に設定して行った試験結果をある程度反映している数値であることを付記しておく。
具体例で説明すると、用紙Pが安定して搬送されているとき、すなわち搬送ローラ対10,12と第1および第2の排紙ローラ対20,21とで用紙Pを挟持搬送する第1の搬送状態において、図5の上欄に示すように、回転量で比較すると、搬送ローラ10の回転量の方が第1および第2排紙ローラ20,21と比較して大きい。換言すれば、第1および第2排紙ローラ20,21での空回りが搬送ローラ10のそれよりも大きい。用紙Pのスベリ量で比較すると、搬送ローラ対10,12でのスベリ量は、第1および第2排紙ローラ対20,21のスベリ量と比較して小さいことが試験結果から裏付けられている。
この際、エンコーダセンサ11Aによってエンコーダ11の回転量が検出されることで、搬送ローラ10の回転搬送による用紙搬送量がフィードバック制御され、用紙Pが一定量ずつ正確に搬送される(ステップS3)。
次いで、ステップS5に進み、給紙された用紙Pの後端Pbが後端センサ22がオンとなる位置まで送られたか否かをチェックする。ステップS5において、用紙Pの後端Pbが後端センサ22がオンとなる位置まで送られたときには、ステップS6に進み、用紙Pの後端Pbが後端センサ22がオンとなる位置まで送られていないときには、ステップS3に戻り同ステップS3〜ステップS5までの上記動作および上記チェックを行う。
次いで、ステップS8に進んで、タイミングTaになったか否かをチェックする。タイミングTaになったときには、ステップS9へ進み、タイミングTaになっていないときには、ステップS7に戻り、同ステップS7〜ステップS8までの上記動作および上記チェックを行う。
複数枚の印字動作時には印字動作が終了すると、給紙コロ28が回転し給紙を開始する。印字動作終了後に給紙動作を行うのは、給紙動作の印字への影響をなくすためである。
その後、第1、第2の排紙ローラ対20,21によって印刷済みの用紙Pが排紙トレイ6に排出積載される排出動作が行われ、一連の用紙搬送補正動作が終了する(ステップS11)。
本実施形態によれば、用紙Pの後端部への画像形成のために、第1および第2の排紙ローラ対20,21のみで用紙Pを挟持搬送するときの搬送量のズレを、生産性の悪化を最小限に抑え、かつ、リアルタイムで自動的に搬送誤差を補正することで、画像劣化を未然に防止することができる。
図7を参照して、実施形態1の変形例1を説明する。図7は、搬送ローラ10の角速度(以下、単に「速度」という)と補正検出ローラ7の角速度(以下、単に「速度」という)について説明する図である。
図1〜図6の実施形態1においては、補正検出ローラ7を記録ヘッド31の下流側に配置して、用紙Pが安定して搬送されているとき(第1の搬送状態)の補正検出ローラ7の検出値(回転量)と、用紙Pが安定して送られない第1および第2排紙ローラ対20,21のみで搬送されているとき(第2の搬送状態)の補正検出ローラ7の検出値(回転量)を比較することで、上記したように搬送ローラ10の回転量に関する補正値を算出した。
上記第1の搬送状態状での印字動作中に、用紙Pの移動量として補正検出ローラ7の回転量をエンコーダ8で検出して、搬送ローラ10の2つの速度プロファイル(図7(a)と図7(b))と比較することで補正量を決定する。このように補正量を決定することで、用紙Pの種類や環境によって変化する補正ローラ7の検出値(回転量)を補正することができる。
図7(a)では搬送ローラ10および補正検出ローラ7の速度が相対的に大きく、図8(b)では速度が相対的に小さいが、用紙Pの速度が違うと、第1の搬送状態で搬送ローラ10の搬送速度(図7(a)、図7(b)では「搬送ローラ速度」と記載している)を変えた2つの搬送パターンにおいて、両図には直接的には表わされていないが、補正検出ローラ7と用紙Pのスベリ量も変化する。この誤差を補正するために、第1の搬送状態で挟持搬送している状態で補正ローラ7の補正値を算出する際には、意図的にいくつかの改行(搬送)時の搬送ローラ10の速度を変化させて搬送し、そのときの補正ローラ7の検出値(回転量)から補正するというものである。なお、図7(a)、図7(b)は、加速度が同じでも用紙Pの到達速度、すなわち速度の絶対値が異なることを表わしている。
搬送ローラ10の速度を変えた2つの搬送パターンに関する図7(a)、図7(b)は、データテーブルとして、あるいは数式化して例えばメモリ62に保存しておく。搬送ローラ10の速度を変化させた2つの搬送パターンの実行タイミングは、生産性を著しく悪化しない範囲、すなわち本変形例では記録ヘッド31からの吐出インク滴ドットが隣接しない改行時に設定している。
図8を参照して、変形例1とは別の変形例2を説明する。図8は、搬送ローラ10の速度と補正検出ローラ7の加速度について説明する図である。
変形例2は、図7に示した変形例1と比較して、搬送ローラ10の速度を変えた2つの搬送パターンに関する図7(a)、図7(b)に代えて、搬送ローラ10の加速度を変えた2つの搬送パターンに関する図8(a)、図8(b)を用いて補正する点が主に相違する。
すなわち、本変形例では、上記第1の搬送状態状での印字動作中に、用紙Pの移動量として補正検出ローラ7の回転量をエンコーダ8で検出して、搬送ローラ10の2つの加速度プロファイル(図8(a)と図8(b))と比較することで補正量を決定する。このように補正量を決定することで、用紙Pの種類や環境によって変化する補正ローラ7の検出値(回転量)を補正することができる。
図8(a)では搬送ローラ10および補正検出ローラ7の加速度が相対的に大きく、図8(b)では加速度が相対的に小さいが、用紙Pの加速度が違うと、第1の搬送状態で搬送ローラ10の搬送加速度(図8(a)、図8(b)では「搬送ローラ加速度」と記載している)を変えた2つの搬送パターンにおいて、両図には直接的には表わされていないが、補正検出ローラ7と用紙Pのスベリ量も変化する。この誤差を補正するために、第1の搬送状態で挟持搬送している状態で補正ローラ7の補正値を算出する際には、意図的にいくつかの改行(搬送)時の搬送ローラ10の加速度を変化させて搬送し、そのときの補正ローラ7の検出値(回転量)から補正するというものである。
例えば、図9の図表に示すように、搬送ローラ10の狙いの加速度を「100」とした場合、搬送ローラ10の加速度プロファイルとして、ゆっくり送るために「90」、「80」に変化させたとき、補正ローラ7の補正したい検出値(回転量)として、搬送ローラ10の加速度90のとき、補正ローラ7の補正したい検出値(回転量)として「92」に、搬送ローラ10の加速度80のとき、補正ローラ7の補正したい検出値(回転量)として「94」に補正するというものである。
また、本発明に係る画像形成装置における第1の搬送手段は、上記実施形態および変形例における搬送ローラ10および先端加圧コロ12に限らず、例えば、少なくとも2つの回転部材間に巻き掛けられて回転・走行し、静電吸引力または空気吸引力により被記録媒体を吸着・保持搬送する搬送ベルトであってもよく、このような第1の搬送手段としての搬送ベルトを備えた画像形成装置にも適用可能ないし準用可能である。
さらに、第1の搬送手段から第2の搬送手段を通る搬送経路は、上記実施形態および変形例における水平搬送経路に限らず、例えば、鉛直搬送経路や斜め搬送経路等であってもよい。
また、被記録媒体・シートとしては、用紙Pに限らず、上記したように使用可能な薄紙から厚紙、はがき、封筒、あるいはOHPシート等まで、画像形成可能な全ての記録媒体・シートを含むものである。
2 搬送部
3 画像形成部
4 排出部
5 給紙トレイ
6 排紙トレイ
7 補正検出ローラ(検出手段)
8 エンコーダ
8A エンコーダセンサ(検出手段回転量検出手段)
9 搬送モータ(単一の駆動源)
10 搬送ローラ(第1の搬送手段)
11 エンコーダ
11A エンコーダセンサ(搬送手段回転量検出手段)
12 先端加圧コロ
16 拍車
20 第1排紙ローラ(第2の搬送手段)
21 第2排紙ローラ(第2の搬送手段)
22 後端センサ(被記録媒体後端検知手段)
23 レジストセンサ(被記録媒体先端検知手段)
30 キャリッジ(移動体)
31 記録ヘッド(画像形成手段、画像形成部)
35 維持回復機構
50 装置本体
60 制御部(制御手段)
61 駆動系
62 メモリ
P 用紙(被記録媒体、シート)
X シート搬送方向
Y 主走査方向
Claims (5)
- 搬送されてくる被記録媒体にインクを吐出し画像を形成する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドの上流側から被記録媒体を回転搬送する第1の搬送手段と、
前記記録ヘッドの下流側に配置され、第1の搬送手段により搬送されてくる被記録媒体を挟持しつつ回転搬送する第2の搬送手段と、
第1の搬送手段と第2の搬送手段とを駆動する単一の駆動源と、
前記記録ヘッドの下流側に配置され、第2の搬送手段での被記録媒体の滑りを検出するための、被記録媒体の移動によって連れ回る検出手段と、
を有し、
第1の搬送手段と第2の搬送手段とで被記録媒体を搬送する第1の搬送状態と、被記録媒体の後端部への画像形成のために、第2の搬送手段のみで被記録媒体を搬送する第2の搬送状態とを取り得る画像形成装置であって、
第2の搬送状態における前記検出手段の前記滑りに関する補正値は、第1の搬送状態での第1の搬送手段の回転量および前記検出手段の回転量と、第2の搬送状態での前記検出手段の回転量とを比較して算出することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記検出手段の前記滑りに関する補正値は、第1の搬送状態での第1の搬送手段の搬送速度を変えた複数の搬送パターンを実行することにより算出することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2記載の画像形成装置において、
前記検出手段の前記滑りに関する補正値は、第1の搬送状態での第1の搬送手段の搬送加速度を変えた複数の搬送パターンを実行することにより算出することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2または3記載の画像形成装置において、
前記複数の搬送パターンの実行タイミングは、前記記録ヘッドからの吐出インク滴ドットが隣接しない改行時であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
第1の搬送手段の前記回転量を検出する搬送手段回転量検出手段と、
前記検出手段の前記回転量を検出する検出手段回転量検出手段と、
第1および2の搬送状態における前記搬送手段回転量検出手段および前記検出手段回転量検出手段からの各信号に基づいて、第2の搬送状態における前記滑りにより減少した前記検出手段の回転量が、第1の搬送状態における前記検出手段の回転量となるように前記駆動源を介して第1の搬送手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
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