JP4222605B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に被記録媒体に対する余白なし記録を行うことができる画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機等の画像形成装置として、インクジェット記録装置に代表されるようにインク液滴を吐出する液滴吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを用いて、記録紙等の被記録媒体（記録媒体、用紙などとも称される。）を搬送しながら、インク滴を被記録媒体に付着させて画像形成（記録）を行なうものがある。液滴吐出ヘッドとしては、圧電素子などの電気機械変換素子を用いるピエゾ型のもの、吐出内に配設した発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いてインクの膜沸騰でバブルを発生させてインク滴を吐出させるサーマル型のもの、吐出室の壁面を形成する振動板を静電力で変形させることでインク滴を吐出させる静電型のものなどがある。

また、液滴吐出ヘッドを備える画像形成装置としては、被記録媒体を搬送方向に対して直交する方向に液滴吐出ヘッドをスキャンさせて記録するシャトル（シリアル）型のものと、液滴吐出ヘッドが被記録媒体を搬送する方向に対して直交する方向へライン状に固定配置されて記録されるフルライン型のものとがある。

このような画像形成装置における被記録媒体の搬送は、一般には、搬送ローラと排紙側ローラによって被記録媒体を搬送し、記録ヘッドに対向する位置に被記録媒体を案内するリブを備えたガイド部材（プラテン）を配置する構成が採用されている。また、搬送ベルトを用いて被記録媒体を搬送するものもある。
特開２０００−２９６６６５号公報

ところで、液滴吐出ヘッドを用いた画像形成装置を使用する場合、カード、年賀状、写真画像等の画像に対し、被記録媒体に全面記録（余白なし記録、縁なし記録）を行なって元画像と全く同じサイズで画像を記録させることがある。しかしながら、全面記録を行なおうとすると、被記録媒体と液滴吐出ヘッド間で高精度な位置精度が求められるが、給紙時の位置ズレ、搬送バラツキがあるため、被記録媒体と液滴吐出ヘッドの位置ズレが生じ、被記録媒体外に液滴吐出ヘッドから吐出されたインクがプラテンや搬送ベルトに付着し汚れてしまう。また、プラテンや搬送ベルトに付着したインクが付着したまま、次の被記録媒体が搬送されると、被記録媒体の裏面や側面を汚すことになる。

そこで、被記録媒体の両端の余白を無にして記録が行えるものとして、キャリッジに搭載された記録ヘッドの走査範囲を、被記録媒体の幅よりも広く外側に移動させて記録を行うように構成し、被記録媒体の両端からはみ出すインク滴によりプラテン上が汚染されないようにプラテンの一部にメッシュスクリーンを設け、インクがプラテンを通過させるように構成したものがある。また、メッシュスクリーンの変わりにプラテン上に貫通穴を設け被記録媒体の縁からはみ出すインクと完全に干渉しない構成を採用したものもある。
特開平８−１６９１５５号公報

また、回転可能なプラテンとそのプラテンを回動させる回動部とを有し、搬送される被記録媒体の先端部近傍への記録は、被記録媒体の背後に回動プラテンが位置し余白無し記録において被記録媒体の縁からはみ出すインクによってプラテンが汚染されないようにし、被記録媒体の端部以外の記録時にはプラテンを被記録媒体の背面を支持する位置に配し、被記録媒体の後端部近傍への記録にはプラテンを被記録媒体の搬送方向に回動させ再び被記録媒体の背面に位置するように記録を行い、余白無し記録をプラテンの汚染無に実行するようにしたものがある。
特開２００１−８０１４５号公報

同様の構成のものとして、次のものもある。
特開２００１−３１２６１公報 特開２００２−２１１０５７号公報 特開２００２−２２５３５７号公報 特開２００１−２６１６５号公報 特開２００２−３６１８５１号公報

しかしながら、例えば上記特許文献３に開示の画像形成装置にあっては、回動可能なプラテンを記録ヘッドの下側に設け、さらにこのプラテンは円弧状の被記録媒体支持体を有し、被記録媒体の縁近傍に余白なし記録を行う時にはプラテン上に縁からはみ出したインクが付着しないようにプラテンを回動させて被記録媒体の背面に位置するようにして記録を行い、被記録媒体に記録が終了すると、プラテンは再度回転を始め、次の被記録媒体に対する初期位置に移動する用に構成される。

ところが、上述したような構成の場合、連続して余白なし記録を行うときには、被記録媒体毎に回転プラテンの初期位置回復動作を行わなくてはならず、連続処理に対して、記録時間（印刷時間）が増大すると言う課題がある。特に、シリアル型装置であれば、記録ヘッドのホーム位置への復帰動作が必要になるため、この課題はさほど顕在化しないが、被記録媒体の搬送によってのみ記録を行うライン型画像形成装置の場合はこの課題が顕在化することになる。

通常、被記録媒体の搬送方向と直交する方向の縁に余白なし記録を行うためには、縁が記録領域（画像形成領域）に達する直前からインクを吐出し始め、縁なし記録を行っている。また、被記録媒体の後端においては縁が記録領域から外れた後もしばらくインクを吐出しつづけて余白なし記録を行っている。

そのため、上述した特許文献３に記載のような機構で被記録媒体が連続して記録ヘッド直下に搬送されてくる場合は、プラテンは再度初期位置までもどる必要がある。初期位置に戻る方法としては、被記録媒体の搬送方向に回転し元の位置に戻るか、被記録媒体の搬送方向とは逆方向に回転し初期位置に戻るかであるが、何れにしても１つの余白なし記録が終了する毎に、プラテンを初期位置に復帰させる動作を行い、次の被記録媒体の余白なし記録を行うための位置に移動する動作を行う必要がある。このような動作が１被記録媒体毎に繰り返されることで結果的に記録（印刷）に要する時間が多大となるという課題が生じる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、回転式プラテンによる余白なし記録を行う際に生じる記録品質の劣化を解決した画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドによる画像形成領域に被記録媒体を搬送し、被記録媒体を支持する複数の支持部を有する回転可能なプラテンを備え、少なくとも被記録媒体の搬送方向端部に余白なし記録を行うときに、プラテンの回転軸が記録ヘッドから吐出される液滴の吐出方向延長線上に位置しない構成とした。

ここで、少なくとも被記録媒体の搬送方向端部に余白なし記録を行うときに、プラテンの回転軸が被記録媒体の搬送とともに移動して記録ヘッドから吐出される液滴と干渉しない位置に位置する構成とできる。この場合、プラテンの回転軸が移動する方向と被記録媒体の搬送方向が同じであることが好ましい。

また、プラテンを複数個備えている構成とすることが好ましい。さらに、記録ヘッドがライン型ヘッドであることが好ましい。

本発明に係る画像形成装置によれば、プラテンの回転軸が記録ヘッドから吐出される液滴の吐出方向延長線上に位置しない構成としたので、プラテンの回転軸に液滴が付着することが防止されて、記録品質の劣化を防止できる。

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。本発明に係る画像形成装置の第１実施形態について図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示す概略構成図、図２は同装置の要部を示す斜視説明図である。

この画像形成装置は、記録装置本体１の内部に画像形成部２、画像形成部２に対向する位置で被記録媒体を搬送するための副走査搬送部３等を有し、装置本体１の下方部の給紙部４から被記録媒体（以下「用紙」というが、材質を紙に限定するものではない。）５を給紙し、副走査搬送部３で用紙５を副走査搬送しながら画像形成部２を駆動して用紙５に所要の画像を形成（記録）した後、排紙搬送部７を経て排紙トレイ８に用紙５を排紙する。

画像形成部２は、用紙搬送方向と直交する方向で記録領域の全幅にわたって複数の吐出口であるノズル孔を配列したノズル列を複数列有するフルライン型ヘッドで構成した記録ヘッド１１をヘッドホルダ１２に取り付けている。ここでは、記録ヘッド１１は所要の色のインク、例えばブラックインクの液滴を吐出させるためヘッドとしている。ただし、図示の都合上ヘッドユニットをブラック用の１つとしたが、イエロー、マゼンダ、シアン等のフルカラーに対応したユニットを複数構成したものであっても良く、これに限るものではない。

なお、ヘッドホルダ１２は、一端が軸１３によって回動可能に支持され、他端に形成された突出部１２ａとレール１４とが係合し、記録ヘッド１１のノズル形成面と用紙５との距離（紙間距離）が規定されるようになっている。

副走査搬送部３は、記録ヘッド１１の下方で、記録ヘッド１１による印写位置に対して用紙５を副走査方向に搬送するために、記録ヘッド１１の用紙搬送方向上流側に搬送ローラ２１と挟持用ローラ２２とを配置するとともに、記録ヘッド１１の用紙搬送方向下流側に搬送ローラ２３と挟持用ローラ２４とを配置し、さらに用紙５の搬送をガイドするガイド部材２５を配置している。

さらに、ガイド部材２５の開口部に対応して記録ヘッド１１よる印写位置で用紙５を搬送するためのプラテン２７をガイドレール２８に沿って移動可能に配置している。このプラテン２７及びガイドレール２８の詳細については後述する。また、記録ヘッド１１の直下には記録ヘッド１１から吐出される液滴を受けるためのインク吸収体を含むインク受け２９を配置している。

給紙部４は、用紙５を多数枚積載可能な給紙カセット３１と、給紙カセット３１から用紙５を１枚ずる分離して給送する半月コロ（給紙ローラ）３２及び分離パッド３３と、給送される用紙５を副走査搬送部２まで搬送して送り込むためのガイド部材３６などを備えている。

排紙部７は、副走査搬送部３から送られてくる用紙５を搬送するための搬送ローラ４１の対、記録が終了した用紙５を排紙トレイ８に送り出すための排紙ローラ４２及びこれに対向する拍車ローラ４３などを有している。

そこで、プラテン２７及びガイドレール２８の詳細について図２をも参照して説明する。
プラテン２７は、用紙５の裏面を支持する円弧状の被記録媒体支持部５１を、用紙搬送方向と直交する方向に、所要の間隔で回転軸５２にアーム部５３を介して取り付けたものである。この複数の被記録媒体支持部５１は、例えば、Ａ４サイズの用紙５Ａ、葉書サイズの用紙５Ｂなどを支持できる間隔で配置している。

一方、ガイドレール２８は、プラテン２７の回転軸５２の両端側の例えば装置本体に設けた図示しない支持部材にて支持され、プラテン２７の回転軸５２を支持して案内することで、プラテン２７を周回移動させることができるようにトラック状に形成されている。

そして、図示しないプラテン移動手段によってプラテン２７はガイドレール２８に沿って所定のタイミングで移動されるように構成している。

次に、この画像形成装置において余白なし（縁なし）記録を行うときの動作について図３（ａ）ないし図３（ｃ）を参照して説明する。
まず、給紙部４から用紙５が給紙されて、図３（ａ）に示すように、記録ヘッド１１による記録領域（画像形成領域、印写位置）直前まで搬送される。このとき、図示のプラテン２７は初期位置で待機しており、プラテン２７の支持部５１及び回転軸５２は用紙５の先端部の背面に位置している。

そこで、用紙５の先端がノズル列の直前まで来た時点で記録ヘッド１１のノズルからインク滴１１ａを吐出し始めることで用紙５の先端から余白なし記録を開始する。

このとき、用紙５から外れたインク滴１１ａはプラテン２７の下側に設けられるインク受け２９のインク吸収体に着弾して吸収される。プラテン２７は用紙５の背面に位置し、インク滴１１ａと干渉することがないので、用紙５を外れたインク滴１１ａがプラテン２７の回転軸５２に付着して汚すことはない。プラテン２７の回転軸５２が一時的に記録ヘッド１１直下を通過する際、記録ヘッド１１からインク滴１１ａの吐出を停止し回転軸５２に対するインク滴１１ａの付着を防止する。

続いて、搬送される用紙５の中央部に記録を行うときには、図３（ｂ）に示すように、プラテン２７は用紙５の背面に位置し、そのまま待機する。この場合、用紙５の搬送方向と平行な辺（用紙搬送方向と直交する方向の端部）への余白なし記録を行うときに、図２に示すように、用紙５から外れたインク滴１１ａがプラテン２７の被記録媒体支持部５１に付着しない位置に配置している。

次いで、用紙５の後端への余白なし記録を行うときには、図３（ｃ）に示すように、用紙５の後端が用紙センサ５５によって検出されると、プラテン２７は用紙５の搬送方向と同じ方向へ移動して待機する。この状態で用紙５の後端部への余白なし記録が行われる場合、用紙５が記録ヘッド１１のノズル列直下から搬送が進んだ後もしばらくインク滴１１ａが吐出され続けるが、用紙５の後端から外れたインク滴１１ａはプラテン２７の下に配置されたインク受け２９の吸収体に吸収されるので、用紙５から外れたインクがプラテン２７の支持部５１や回転軸５２などに付着して汚すことがない。

そして、連続して余白なし記録を行う場合は、プラテン２７は図３（ａ）に示す初期位置に移動して次の被記録媒体に対する準備を行い、次の余白なし記録が行われる。

このように、被記録媒体を裏面から支持するプラテンの回転軸が記録ヘッドの直下（略対向する位置）から外れた位置、すなわち、記録ヘッドから吐出される液滴と干渉しない（液滴が付着しない位置）に位置するので、余白なし記録を行った場合でも被記録媒体から外れた液滴が、プラテンの回転軸に付着して汚すことがなくなり、付着液体による動作不良などが防げ、記録品質を向上することができる。

この場合、被記録媒体を裏面から支持するプラテンの回転軸がガイドレールに沿って被記録媒体と共に移動することによって、プラテンの回転軸が記録ヘッドの直下で動作することがなくなり、被記録媒体から外れた液滴が、プラテンの回転軸に付着することが無くなり、付着液体による動作不良などが防げ、記録品質を向上することができる。

次に、本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して説明する。
この実施形態では、プラテン２７の移動を案内するガイドレール２８を直線状に構成し、プラテン２７はこのガイドレール２８に沿って用紙５とともに直線的に往復移動するようにしている。

この場合、用紙５の先端に余白なし記録を行う場合には、プラテン２７は図４（ａ）に示すように用紙５の先端部背面に位置し、用紙５の先端に余白なし記録を行う場合には、プラテン２７は図４（ｂ）に示すように用紙５の後端部背面に位置し、いずれの場合も、記録ヘッド１１からのインク滴１１ａと干渉しない（インク滴１１ａが付着しない）位置に位置するので、第１実施形態と同様に、用紙５から外れたインクがプラテン２７の支持部５１や回転軸５２などに付着して汚すことがなく、記録品質の向上を図れる。

次に、本発明に係る画像形成装置の第３実施形態について図５（ａ）ないし図５（ｃ）を参照して説明する。
この実施形態では、第１実施形態の構成のガイドレール２８を用いて、このガイドレール２８に沿って移動するプラテン２７を複数（ここでは、２個とし、それぞれ、プラテン２７Ａ、２７Ｂと表記する。）配置し、連続して余白なし記録を行う場合の記録時間の短縮を図っている。

つまり、１枚目の用紙５ａに対する余白なし記録を行う場合、初期位置では図５（ａ）に示すように、プラテン２７Ａは前述した第１実施形態と同様に用紙５ａの先端部の背面に位置しており用紙５ａから外れたインク滴１１ａが付着して汚れることがない。また、プラテン２７Ｂは、ガイド板２５の背面などの記録ヘッド１１から吐出されるインク滴１１ａが付着しない位置に位置しているので、汚れることがない。

次いで、用紙５ａに対する記録が開始されると、プラテン２７Ａは回転をはじめ図５（ｂ）の位置でしばらく待機する。この場合、用紙５ａの後端が記録領域にくるまでこの位置で用紙５ａをプラテン２７に支持部５１で支持しながら、記録ヘッド１１からはインク滴１１ａが吐出されて用紙５ａに対する記録が行われる。

これと並行して、給紙部４からは次の余白なし記録を行うための２枚目の用紙５ｂが給紙される。そして、用紙センサ５５で１枚目の用紙５ａの後端が検知されると、プラテン２７Ａは用紙５ａの搬送方向へ回転し始め、図５（ｃ）の位置に移動する。その後、用紙５ａの後端への余白なし記録が行われる。このとき、第１実施形態と同様に、プラテン２７Ａは用紙５ａの背面へ移動しているので、用紙５ａの縁からはみ出すインク滴１１ａが付着して汚れることがない。また、プラテン２７Ｂは用紙５ａからはみ出すインク滴１１ａとは干渉しない位置にある。

この時、次の用紙５ｂはすでに記録領域の直前まで移送されてきているが、プラテン２７Ｂが次の用紙５ｂの先端部を下方から支持するように待機位置で待機しており、連続して用紙５ｂの先端へ余白なし記録を行うことができる。用紙５ａの支持を終えたプラテン２７Ａはガイドレール２８に沿って同じ方向へ移動し、次の用紙５が搬送されてくるまで待機位置（図５（ｃ）のプラテン２７Ｂの位置）で待機する。これにより、紙間を十分に狭くした連続印刷が可能となり、連続した余白なし記録を行うことができる。

このように、プラテンをガイドレールに沿って複数配置しているので、連続した被記録媒体の搬送に対してその先端及び後端を支持することができ、１つのプラテンを待機位置に戻すための時間を省略することができて、記録に要する時間が短縮でき、余白なし記録の高速化を図れる。また、それぞれのプラテンが被記録媒体からはみ出すインク滴と干渉しない位置に位置するように移動制御することで、余白なし記録を行う場合にプラテンを汚染することなく記録でき、高速で高品質の余白なし記録を行うことができるようになる。

また、これらの各実施形態において、記録ヘッドとしてライン型ヘッドを用いて、ガイドレール付回転プラテンと併用することによって、さらに高速で安定した高品質記録が可能となる。

なお、上記各実施形態においては、プリンタ構成の画像形成装置を例としたが、本発明の画像形成装置は、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機などにも適用可能である。また、インク以外の液体、例えばレジスト、医療分野におけるＤＮＡ試料を吐出記録する装置にも応用可能である。

本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の全体構成を示す概略構成図である。 同装置の要部を示す斜視説明図である。 同装置による被記録媒体先端への余白なし記録を行うときの状態を説明する要部説明図である。 同装置による被記録媒体中央部への記録を行うときの状態を説明する要部説明図である。 同装置による被記録媒体後端への余白なし記録を行うときの状態を説明する要部説明図である。 本発明に係る画像形成装置の第２実施形態における被記録媒体先端への余白なし記録を行うときの状態を説明する要部説明図である。 同装置による被記録媒体後端への余白なし記録を行うときの状態を説明する要部説明図である。 本発明に係る画像形成装置の第３実施形態における被記録媒体先端への余白なし記録を行うときの状態を説明する要部説明図である。 同装置による被記録媒体中央部への記録を行うときの状態を説明する要部説明図である。 同装置による被記録媒体後端への余白なし記録を行うときの状態を説明する要部説明図である。

符号の説明

２…画像形成部
３…副走査搬送部
５…用紙（被記録媒体）
１１…記録ヘッド
２１…搬送ローラ
２７…プラテン
２８…ガイドレール

Claims (5)

1. 液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドによる画像形成領域に被記録媒体を搬送し、前記被記録媒体を支持する複数の支持部を有する回転可能なプラテンを備え、少なくとも前記被記録媒体の搬送方向端部に余白なし記録を行うときに、前記プラテンの回転軸が前記記録ヘッドから吐出される液滴の吐出方向延長線上に位置しない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、少なくとも前記被記録媒体の搬送方向端部に余白なし記録を行うときに、前記プラテンの回転軸が前記被記録媒体の搬送とともに移動して前記記録ヘッドから吐出される液滴と干渉しない位置に位置することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、前記プラテンの回転軸が移動する方向と前記被記録媒体の搬送方向が同じであることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記プラテンを複数個備えていることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記記録ヘッドがライン型ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。

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