JP2882678B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被記録材への後端印字の制御を行う画像記
録装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、シリアル印字を行なう画像記録装置は第２図の
ように構成されている。１は画像記録装置本体でその底
部にはシート材２を複数枚積層したカセット３が配置さ
れている。また第２図左側には、記録ヘッド４を搭載し
たキャリッジ５が配置され、記録ヘッド４の下方にはプ
ラテン６が配置されている。

ここで、記録ヘッド４は、シート材２に記録を行うイ
ンクジェット方式のヘッドであって、図示しないが、内
部にインク室を有し、複数ノズルから画信号に応じてイ
ンクを吐出する。また、キャリッジ５には、図示しない
が、タイミングベルトを介してキャリッジ駆動モータが
連結されており、該キャリッジ駆動モータによりガイド
シャフト5aに沿って往復移動する。

前記記憶装置では、給送信号によって前記給紙ローラ
11が回転すると、シート材２のうち最上部の一枚だけ分
離されて、給紙ガイド9,10間に送り出される。

次いで、シート材２は、給紙ガイド9,10に案内され
て、図示しない駆動モータにより回転する搬送下ローラ
７と、この搬送下ローラ７により従動的に回転する搬送
上ローラ８との間に送られて挾まれる。

次いで、シート材２は、更に搬送下ローラ７、搬送上
ローラ８による搬送力でプラテン６を通って引張り上下
ローラ12,13に導かれ、シート材２先端が該引張り上下
ローラ12,13間に挟み込まれると一旦停止する。

ここで、引張り下ローラ12は搬送下ローラ７に対して
連動して回転し若干周速が速く設定され駆動し、かつシ
ート材２の狭持力を搬送上下ローラー7,8より弱くして
いるため、シート材２には適度なテンションが作用して
弛まないようになる。

この状態において、記録ヘッド４がキャリッジ５によ
り第２図の手前側から奥側に移動しながら画像信号に応
じてインクを吐出してシート材２上に一定幅（記録幅）
記録を行う。

一行の記録が終了する毎に搬送下ローラ７、搬送上ロ
ーラ８によりシート材２が記録幅と同量が搬送下ローラ
７により送り出され、次の行の記録を行う。

以上の動作を繰り返すことによりシート材２上に記録
が行われ、シート材２一枚分の記録が終了すると、シー
ト材２は引張り上下ローラ12,13から排紙トレイ14上に
排出される。

また、各行の記録を正常につなぎ合わせるためには、
搬送下ローラ７によるシート材２の送り精度は高精度
（具体的には、数＋ミクロンの高精度）が要求される。

このため、搬送下ローラー７は外径が精度良く仕上げ
られ、また駆動装置としては停止精度の高いパルスモー
ターを使用し、回転角度（搬送下ローラー７の回転角
度）をパルス数により制御している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、シート材２が搬送上下ローラー7,8を
抜けた後は、引張り上下ローラー12,13により搬送され
るが、前述した様にプラテン６でのたるみ防止のため、
引張り上下ローラー12,13の搬送速度が速く設定されて
いるため、同量のパルスモーター回転角では搬送量が大
きくなってしまい、数＋ミクロンの高精度の搬送量を満
足する事は不可能で有った。すなわち、同一のパルスモ
ーターで搬送ローラーと引張りローラーを駆動させる場
合、シート材が搬送ローラーを抜けたことを検知せずパ
ルスモーターが同量回転するとシート材は引張りローラ
ーの増速量だけ多く搬送してしまう。

例えば、8mm搬送を100パルスで行い、引張りローラー
の増速比が１％だとすると、引張りローラーではモータ
ー100パルスだと８×1.01＝8.08mm送り、80ミクロンオ
ーバーしてしまう。

このため、シート材２の高精度記録可能範囲（数＋ミ
クロンの搬送が可能な範囲）はシート材２が搬送下ロー
ラー７で高精度搬送可能な範囲までとなっている。

ここで、第３図に示す例で高精度記録可能範囲につい
て考えてみる。

まず、記録開始時の搬送量を20mm、各ステップごとの
搬送量を8mmとすると、最終ステップでの搬送上下ロー
ラーで搬送可能な量とシート材長さの関係は第３図
（Ｂ）に示す値となり、シート材の長さによって異な
る。このため、最終ステップでの搬送量を変えるために
は、搬送可能量を検知する手段が必要となって来る。こ
こで、第４図に示すセンサーアーム19と透過型センサー
20によりシート材の搬送中に後端を検知する検知手段が
考えられるが、シート材２を１ステップ搬送する際の搬
送速度は第５図に示すとおりモーターの回転が加速一等
速一減速のパターンで有るため、センサーアーム19が1
9′の位置に回転するにはある一定の時間が必要で有
り、第５図Ａ点でシート材２の後端がセンサーアーム19
を抜けてもセンサーアーム19が回転により、19′の位置
になった時にはＢの時間となり、第５図の斜線の量だけ
誤差となり、シート材の後端検知出力に基づいて算出さ
れる後端残り量は実際の後端残り量に対して大きく異な
ってしまう。この関係を第６図に示す。このように、検
知手段による誤差が大きいため第３図（Ｂ）に示す最終
ステップ搬送可能量を用いて搬送できず、シート材の後
端に大きな空白を発生してしまう欠点があった。

よって、本発明の目的は、上述の点に鑑み、シート材
後端の余白量を減少させて記録を行う画像記録装置を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明は、シート材の
搬送手段と、該シート材の後端を検知する検知手段と、
該シート材への記録手段を有し、該記録手段により、該
シート材へ一定幅を記録し、前記搬送手段による一定幅
のシート材のステップ搬送を順次繰り返すことにより記
録を行なう画像記録装置において、シート材への記録開
始後、前記検知手段により前記シート材の後端を検知し
た時までのシート材のステップ搬送の回数により、シー
ト材のサイズを判断し、当該シート材のサイズに応じて
前記シート材の後端検知後のシート材の搬送量とシート
材への記録領域の両者もしくは一方を前記後端検知前と
は変えて記録を行う制御手段を具備したものである。

［作用］ 上記の構成を有する本発明は、シート材の後端検知ま
でのシート材のステップ搬送の回数に基づきシート材の
サイズを判断し、後端検知後のシート材の搬送量とシー
ト材への記録領域の両者もしくは一方を変えて記録を続
けることで、シート材後端の余白量を減少させることが
できる。より具体的には、センサーがシート材２の後端
を検知するまでのステップ回数から、シート材２の長さ
を判断し、最終ステップでの搬送量と印字領域を制御す
る様にしたもので有る。

すなわち、カセットからの紙サイズが不明で有るが、
紙後端がセンサーアームを抜けるまでのステップ回数
（例えば8mm送りを何回行ったか）を数えることで、定
形サイズ（A4,B5等）の大きさが判断でき、そのサイズ
に適した搬送・印字を行うことができる。

［実施例］ 第１図に本発明の第１の実施例を示す。基本的な構成
は従来例と同じで有る。ａは１ステップでのシート材の
基本搬送量で有り、センサーアーム19の検知ポイント
は、シート材２の搬送方向上流に基本搬送量ａよりｂの
距離だけ離れた所に設定されている。

ここで、シート材２を基本搬送量ａで順次搬送した場
合、センサーアーム19によりシート材後端を検知（すな
わち、紙後端がセンサーアーム19を抜けたか否かの判
断）した状態で最低ｂの量だけは、まだ搬送上下ローラ
ー7,8よりシート材搬送方向上流にシート材２が残って
いる。記録開始時の搬送量を20mm、１ステップの基本搬
送量を8mm（ａ）、センサーアーム位置を4mm（ｂ）とす
ると、透過型フォトセンサー20がシート材の後端を検知
するまでのステップ回数及びその時のシート材２の搬送
上下ローラー7,8に対する残り量は第１図（Ｂ）に示す
値となる。ここで、センサーの検知は、各ステップによ
るシート材２の搬送終了後、シート材２が停止している
状態でセンサーが、シート材後端を検知しているかを判
断すれば良く、従来例に示す、搬送中での検知ではない
ため、搬送速度による誤差は発生しない。本実施例にお
ける第１図（Ｂ）のセンサーのシート材後端検知までの
ステップ回数に注目すると、各シート材の大きさにより
異なる値となっている。また、この値は記録開始時の搬
送量、１ステップでの基本搬送量、センサーアームの位
置が固定で有れば各シート材に対して固有の値となる。
すなわち、このセンサーのシート材後端検知までのステ
ップ回数を数えていれば、シート材の種類が判断でき
る。センサーのシート材後端検知時の残り量も、同様に
各シート材に対して固有の値で有るので、シート材の種
類が判明すれば、センサー検知後の搬送上下ローラー7,
8での搬送可能量すなわち、センサーのシート材後端検
知時の残り量も必然的に判明するため、センサーのシー
ト材後端検知後のシート材２の搬送は各シート材に対し
て適した搬送量を搬送する事が可能となる。

ここで本実施例の第１図（Ｂ）のA4で考えると、セン
サーのシート材後端検知後の搬送上下ローラー7,8での
搬送可能量は5mmであり、印字領域8mmに対して小さい値
を取っている。この場合、シート材２を5mm搬送させ、
印字領域を5mmとするため記録ヘッド４でのインク吐出
域を小さくする事で、印字の重なりは防止でき、搬送上
下ローラー7,8で搬送可能な領域まで印字する事ができ
る。

また、本実施例でのセンサーアームの検知位置は、搬
送上下ローラー7,8に対して12mm（8mm＋4mm）の所に有
るが、第１図（Ｂ）のB6の場合、センサーのシート材後
端検知時の残り量が10mmと近い値となっている。たとえ
ば、部品精度等により、センサーアーム検知位置が10mm
以下となった場合、B6でのセンサーのシート材後端検知
までのステップ回数が20回となり、残り量が2mmとなる
事が考えられる。しかし、第１図（Ｂ）より、スキャン
数20回は他のシート材にも対応していず、かつ、B6の19
回に一番近い事がわかる。これより、たとえセンサーの
シート材後端検知までのステップ数が20回あっても、シ
ート材サイズはB6と判断する事は可能で有り、B6として
8mmを20回搬送し、最後2mm搬送する事ができる。この様
に他のサイズを見てもセンサーのシート材後端検知まで
のステップ回数±１回のバラツキでは、ステップ回数が
干渉する（同じになる）事はなく、シート材のサイズを
判断する事は可能で有る。すなわち、B4,A4,B5,A5等の
各サイズのステップ数±１回では同じ数には出てこな
い。

またB6の場合は、センサー検知時の残り量が10mmで有
る事より、8mmの基本搬送を１回行なった後残りの2mmを
搬送する事になり、１回目は、搬送量のみを制御し、次
に搬送量と印字領域を制御する事になる。すなわち、後
端検知後、搬送量・印字領域を小さくしなくても良い場
合が有る。

他の実施例 シート材２の後端が搬送上下ローラー7,8を通過した
後、引張りローラー12,13での搬送量及び記録ヘッド４
による印字領域を制御しシート材後端の印字領域を拡大
する方法も考えられる。この場合、搬送上下ローラー7,
8を通過した後も、シート材２の搬送は可能で有るが、
搬送量によりシート材２の後端が記録ヘッド４の印字領
域の途中に来てしまい、そのまま印字を行なうと、プラ
テン６上をインクで汚してしまう場合が有る。これを防
止するためには、記録ヘッド４の印字領域を少なくする
制御が必要となる。

これを、第７図の（Ａ），（Ｃ）を参照して以下に説
明する。上記の制御を行なった場合、搬送上下ローラー
7,8をシート材２の後端が通過した後は、シート材の搬
送量及びシート材への印字領域を変える事になるが、こ
の説明では、わかりやすくするため（実際はシート材２
のサイズにより固有の値を補正すれば良い）、印字領域
を＝8mm,印字後端位置をｌ＝10mmとすると、センサー
アーム19がシート材２の後端を検知するまでのステップ
数は第１の実施例と同様、シート材２のサイズにより異
なり、このステップ数によりシート材２のサイズを判断
することが可能で有る。これにより、8mm印字が可能な
残りステップ数と8mm印字不可能量が判明する。センサ
ーでシート材２の後端を検知した後、8mm印字可能残ス
テップ数を搬送し、最後に再度シート材２を8mm搬送し
て、記録ヘッド４の印字領域を第７図（Ｂ）の8mm印字
不可能量にする事で、シート材２の最後端まで印字する
事が可能となる。

また、シート材後端に余白を設ける場合は第７図
（Ｃ）に示す例になる。後端余白を5mmとすると、8mm印
字可能残ステップと、8mm印字不可能量は変わるが前述
と同様に制御すれば良い事は明確で有る。

（その他） なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中で
も、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギと
して熱エネルギを発生する手段（例えば電気熱変換体や
レーザ光等）を備え、前記熱エネルギによりインクの状
態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録装置におい
て優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれ
ば記録の高密度化，高精細化が達成できるからである。

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特
許第4723129号明細書、同第4740796号明細書に開示され
ている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この
方式は所謂オンデマンド型，コンティニュアス型のいず
れにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合
には、液体（インク）が保持されているシートや液路に
対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対
応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少な
くとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱
変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用
面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対
一で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので
有効である。この気泡の成長，収縮により吐出用開口を
介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの
滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即
時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に
優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好まし
い。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第44
63359号明細書，同第4345262号明細書に記載されている
ようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上
昇率に関する発明の米国特許第4313124号明細書に記載
されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行う
ことができる。

記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示さ
れているような吐出口，液路，電気熱変換体の組合せ構
成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が
屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許
第4558333号明細書，米国特許第4459600号明細書を用い
た構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の
電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換
体の吐出部とする構成を開示する特開昭59−123670号公
報や熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応
させる構成を開示する特開昭59−138461号公報に基いた
構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記
録ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明に
よれば記録を確実に効率よく行うことができるようにな
るからである。

さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対
応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対
しても本発明は有効に適用できる。そのような記録ヘッ
ドとしては、複数記録ヘッドの組合せによってその長さ
を満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッド
としての構成のいずれでもよい。

加えて、上例のようなシリアルタイプのものでも、装
置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装
着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体か
らのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプ
の記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にイン
クタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッド
を用いた場合にも本発明は有効である。

また、本発明に記録装置の構成として設けられる、記
録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付
加することは本発明の効果を一層安定できるので、好ま
しいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッ
ドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加
圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素
子或はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録と
は別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定
した記録を行なうために有効である。

また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数につい
ても、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けら
れたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに
対応して複数個数設けられるものであってもよい。すな
わち、例えば記録装置の記録モードとしては黒色等の主
流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体
的に構成するか複数個の組み合わせによるかいずれでも
よいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフル
カラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極め
て有効である。

さらに加えて、以上説明した本発明実施例において
は、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以
下で固化するインクであって、室温で軟化もしくは液化
するもの、あるいはインクジェット方式ではインク自体
を30℃以上70℃以下の範囲内で温度調整を行ってインク
の粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが
一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状
をなすものであればよい。加えて、積極的に熱エネルギ
による昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変
化のエネルギとして使用せしめることで防止するか、ま
たはインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化する
インクを用いるかして、いずれにしても熱エネルギの記
録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イン
クが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点ではす
でに固化し始めるもの等のような、熱エネルギによって
初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は
適用可能である。このような場合のインクは、特開昭54
−56847号公報あるいは特開昭60−71260号公報に記載さ
れるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状又は
固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して
対向するような形態としてもよい。本発明においては、
上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した
膜沸騰方式を実行するものである。

さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態
としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端
末として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写
装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の
形態を採るもの等であってもよい。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明によれば、シート材の後端
検知までのシート材のステップ搬送の回数に基づきシー
ト材のサイズを判断し、後端検知後のシート材の搬送量
とシート材への記録領域の両者もしくは一方を変えて記
録を続けることで、シート材後端の余白量を減少させる
ことができる。

すなわち、シート材の後端を検知するセンサーを設
け、センサーがシート材の後端を検知する（例えば、第
４図に示した19′の状態にセンサーアームがなった状
態）までのシート材の搬送ステップ数を数える事で、シ
ート材のサイズを判断でき、これにより、シート材の搬
送量及び記録ヘッドの印字領域を制御する事で、シート
材２の後端の余白量を減少させる事が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す図、 第２図は本発明および従来例の画像記録装置の略図、 第３図は従来例を示す図、 第４図は従来例を示す図、 第５図はシート材の搬送速度を示す図、 第６図はセンサーの理論値と測定値を示す図、 第７図は本発明の第２の実施例を示す図である。 １……画像記録装置本体、２……シート材、４……記録
ヘッド、7,8……搬送上，下ローラー、12,13……引張り
上，下ローラー、19……センサーアーム、20……透過型
センサー。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 29/48 B41J 21/00 B41J 13/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シート材の搬送手段と、該シート材の後端
   を検知する検知手段と、該シート材への記録手段を有
   し、該記録手段により、該シート材へ一定幅を記録し、
   前記搬送手段による一定幅のシート材のステップ搬送を
   順次繰り返すことにより記録を行なう画像記録装置にお
   いて、 シート材への記録開始後、前記検知手段により前記シー
   ト材の後端を検知した時までのシート材のステップ搬送
   の回数により、シート材のサイズを判断し、当該シート
   材のサイズに応じて前記シート材の後端検知後のシート
   材の搬送量とシート材への記録領域の両者もしくは一方
   を前記後端検知前とは変えて記録を行う制御手段を具備
   したことを特徴とする画像記録装置。