JP4344772B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明はインクジェット記録装置に関し、特に両面印写（両面記録）が可能なインクジェット記録装置に関する。

プリンタ、複写装置等の画像記録装置として用いるインクジェット記録装置において、両面印写を可能にしたものとして、特許文献１に記載されているように、記録装置内に、記録紙に画像情報を記録する第１の記録部と、この第１の記録部の上方に配置した第２の記録部とを設け、第１の記録部には第１の記録手段を、第２の記録部には第２の記録手段を備え、第１の記録部に記録紙を送給する第１の給紙手段と、第１の記録部に送給されて記録が終了した記録紙を第２の記録部に搬送する記録紙搬送手段と、第２の記録部に記録紙を送給する第２の給紙手段と、第２の記録部に搬送された記録紙を排出する記録紙排出手段とを備えたものがある。
特開平８−３３７０１１号公報

この記録装置にあっては、記録紙の両面に印写を行う場合、第１の給紙手段から第１の記録部に記録紙を給紙して第１の記録手段で記録紙の片面に記録し、この片面への記録が終了した記録紙をガイド部材によって案内しながら記録紙搬送手段によって上方の第２の記録部に給紙して第２の記録手段で記録紙の他面に記録した後、記録紙排出手段によって記録紙を装置本体外に排紙する。

しかしながら、上述したように記録紙を記録装置本体内で第１の記録部から第２の記録部へ搬送して両面印写を行うインクジェット記録装置にあっては、複数の記録部を装置内に配置しなければならないために構造が複雑になり、装置が大型化し、コストが高くなる。また、第１、第２の記録部を上下に配置して、下方の第１の記録部から上方の第２の記録部に印写後の記録紙を搬送するときにガイド部材によって印写面が擦られることになるが、インクジェット記録の場合にはインクの乾燥に時間を要するために印写直後の画像が擦られると画像品質が低下する。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、画像品質が安定し、小型化を図れる両面印写が可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係るインクジェット記録装置は、
装置本体の下方部に設けられ、用紙を積載する給紙トレイと、
インク滴吐出方向を下方に向けて装着されたインクジェットヘッドと、
前記給紙トレイに積載された用紙を給紙する給紙手段と、
前記用紙を反転し、該用紙の片面を前記インクジェットヘッドに対向して搬送する搬送手段と、を備え、
前記搬送手段により、前記給紙トレイから給紙された前記用紙を前記インクジェットヘッドに対向して搬送しながら、前記インクジェットヘッドから下方にインク滴を吐出することにより、前記用紙の片面に印写し、
前記インクジェットヘッドにより片面に印写された前記用紙の一部を、一旦、印写された面を上にして排出させ、印写された面を上にして前記用紙を挟持した状態を所定時間維持し、前記所定時間が経過したとき、他面への印写のために前記用紙を、前記搬送手段に再給紙し、
前記搬送手段により、前記再給紙された前記用紙を反転して前記インクジェットヘッドに対向して搬送しながら、前記インクジェットヘッドから下方にインク滴を吐出することにより、前記用紙の他面に印写した後、排紙し、
前記搬送手段による前記給紙手段から給紙された前記用紙を反転して前記インクジェットヘッドに対向して搬送する反転経路と、前記搬送手段による前記再給紙された前記用紙を反転して前記インクジェットヘッドに対向して搬送する反転経路との一部が、前記インクジェットヘッドの用紙搬送方向上流側で重複している
構成した。

本発明に係るインクジェット記録装置によれば、インクジェットヘッドにより片面に印写された用紙の一部を、一旦、印写された面を上にして排出させ、用紙を挟持した状態を所定時間維持し、所定時間が経過したとき、他面への印写のために用紙を、搬送手段に再給紙し、また、搬送手段による給紙手段から給紙された用紙を反転してインクジェットヘッドに対向して搬送する反転経路と、搬送手段による再給紙された用紙をインクジェットヘッドに対向して搬送する反転経路との一部が、インクジェットヘッドの用紙搬送方向上流側で重複している構成としたので、印写面が擦られる状態を抑えて両面印刷を行うことができて印写品質が向上するとともに、装置の小型化を図れる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す斜視図、図２は同記録装置を背面側から見た斜視図、図３は同記録装置の構成図、図４は同記録装置の説明図である。

このインクジェット記録装置は、記録装置本体１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへのインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部２等を収納し、装置本体１の下方部には前方側から多数枚の用紙３を積載可能な給紙手段である給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい。）４を抜き差し自在に装着することができ、また、前面側には手差しトレイ５を開閉自在に装着し、給紙カセット４から給送される用紙或いは手差しトレイ５にセットされる用紙３を取り込み、印字機構部２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ６に排紙する。なお、上部には上カバー７を開閉可能に装着している。

印字機構部２は、図示しない左右の側板に横架した主ガイドロッド１１と従ガイドロッド１２とでキャリッジ１３を主走査方向（図３で紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ１３の下面側にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出するノズルを有するインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１４をインク滴吐出方向を下方に向けて装着し、キャリッジ５の上側には記録ヘッド１４に各色のインクを供給するための各インクタンク（インクカートリッジ）１５を交換可能に装着している。

なお、記録ヘッド１４としては、各色のインク滴を吐出する複数個のヘッドを主走査方向に並べて配置したものでも、或いは、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドを用いたものでもよい。また、インクカートリッジ１５はカートリッジ押えレバー１６でキャリッジ１３に保持される。

一方、記録ヘッド１４による印写位置に対して用紙３を副走査方向に搬送するために、搬送ローラ２１と搬送従動ローラ２２との間に用紙３を静電吸着して搬送する搬送ベルト２３を張装して配設し、この搬送ベルト２３を挟んで記録ヘッド１４と対向する位置に印写受け部材２４を設けている。搬送ローラ２１としては両面印写時の用紙密着性を確保し、曲率分離をしない直径のもの、例えば３０φ以上のものが好ましく、また、搬送ベルト２３としては体積抵抗が１０^９Ωｃｍ〜１０^１２Ωｃｍの中抵抗体を用いることが好ましい。そして、搬送ローラ２１には搬送ベルト２３を介して用紙３の送り角を規定する先端コロ２５を押し付けて配設している。

一方、給紙カセット４から用紙３を搬送ベルト２３上に給紙するため、用紙３を１枚ずつ分離して給送する給紙コロ２６及びフリクションパッド２７と、給送される用紙３を搬送ローラ２１に当接させて配設した中間コロ２８まで案内するガイド部材２９を設けている。給紙カセット４は、カセット本体３１に底板３２とこの底板３２と共に用紙載置面を形成する延長底部３３とを有し、図４に示すように延長底部３３の装着位置を変えることで用紙載置面の長さを選択できるようにして、カセット本体３１を越える大サイズの用紙も使用可能としている。また、延長底部３３には用紙後端を規制するエンドフェンス３４を無段階で長さ方向に移動可能に装着している。

また、手差しトレイ５から用紙３を搬送ベルト２３に給紙するため、手差しトレイ５の用紙３をピックアップするピックアップコロ３５と、用紙３を給送するフィードコロ３６と、フィードコロ３７と、用紙３を中間コロ２８まで案内するガイド部材３８とを設けている。

そして、印写が終了した用紙３を排紙トレイ６に排出するため、用紙３を案内するガイド部材４１と、用紙３を排紙トレイ６に送り出す排紙ローラ４２と、排紙従動コロ４３とを設けている。なお、排紙トレイ６は図４に仮想線で示すように延長することができる。

さらに、印写が終了した用紙３を一旦装置本体１外に排出した後再度搬送ベルト２３に給紙して両面印写を行うために、記録ヘッド４による印写位置を通過した用紙２を排紙トレイ６と給紙カセット４との間に向かって斜め下方に案内するガイド部材４５を設け、このガイド部材４５と排紙側のガイド部材４１との入口付近には、用紙３の排出経路を分岐するための第１分岐爪４６を揺動可能に設けている。

また、ガイド部材４５の終端部付近には、用紙３を装置本体１外の給紙カセット４の上面（これを、再給紙のために用紙が待機する位置、すなわち、両面印写用紙待機位置とする。）に向けて排出すると共に、用紙３を再度装置本体１内に送り込むためのスイッチバックローラ４７及びスイッチバック従動コロ４８を設けている。このスイッチバックローラ４７は片面への印写が終了した用紙３を排出方向に搬送するときには正転され、用紙３を再給紙するときには逆転されるとともに、用紙３の排出時に用紙３の排出方向後端部を挟持するために所定のタイミングで停止される。

さらに、スイッチバックローラ４７及びスイッチバック従動コロ４８の用紙排出方向上流側には、用紙３の搬送経路を装置本体１外への排出経路と再度用紙３を装置本体１内に再給紙する経路とに切り替える第２分岐爪４９を揺動自在に配設し、スイッチバックローラ４７の逆方向回転で装置本体１内に送り込まれる用紙３を搬送ベルト２３に給送するために、用紙３を案内するガイド部材５１と、用紙３を搬送する両面中継ローラ５２及び両面中継ローラ従動コロ５３と、搬送ローラ２１に従動して用紙３を中間コロ２８まで送り込む搬送ローラ従動コロ５４とを設けている。

次に、このインクジェット記録装置の制御部の概要について図４を参照して説明する。
この制御部は、この記録装置全体の制御を司るマイクロコンピュータ（以下、「ＣＰＵ」と称する。）８０と、必要な固定情報を格納したＲＯＭ８１と、ワーキングメモリ等として使用するＲＡＭ８２と、画像情報を処理したデータを格納する画像メモリ８３と、パラレル入出力（ＰＩＯ）ポート８４と、入力バッファ８５と、ゲートアレー（ＧＡ）或いはパラレル入出力（ＰＩＯ）ポート８６と、ヘッド駆動回路８８及びドライバ８９、９０等を備えている。

ここで、ＰＩＯポート８４にはホスト側からの画像情報の他、両面印刷を行うか否かを示す情報、用紙の種別を示す情報、図示しない操作パネルからの各種指示情報、キャリッジ１３のホームポジション（基準位置）を検知するホームポジションセンサ等の各種センサからの信号等が入力され、またこのＰＩＯポート８４を介してホスト側や操作パネル側に対して所要の情報が送出される。

また、ヘッド駆動回路８８は、ＰＩＯポート８６を介して与えられる各種データ及び信号に基づいて、記録ヘッド（インクジェットヘッド）６の各ノズルに対応するエネルギー発生素子（圧電素子等の電気機械変換素子或いは発熱抵抗体等の電気熱変換素子など）の内の画像情報に応じた駆動ノズル（インク滴を吐出させるノズル）のエネルギー発生素子に対して駆動波形を印加する。なお、駆動波形としては、矩形パルス、三角波形、その他ｓｉｎ（サイン）波形等の形状を用いることができる。

さらに、ドライバ８９は、ＰＩＯポート８６を介して与えられる駆動データに応じてキャリッジ１３を主走査方向に走査させるモータ９１、搬送ローラ２１を用紙搬送方向（副走査方向）に回転させるモータ９２、スイッチバックローラ４７を回転させるモータ９３を各々駆動制御する。また、ドライバ９０は、第１分岐爪４６及び第２分岐爪４９を揺動させるソレノイド９４，９５を各々駆動制御する。

次に、このように構成したインクジェット記録装置の作用について図６乃至図９をも参照して説明する。
図６を参照して、両面印写が指示されたときには、図７に示すように第１分岐爪４６を両面印写側に切り替え、第２分岐爪４９を排出側に切り替え、スイッチバックローラ４７を正転（用紙を装置外に排出する方向に回転）させる。また、給紙コロ２６を回転駆動して給紙カセット４から用紙３を給送させることで、用紙３は搬送ローラ２１の搬送ベルト２３に送り込まれ、搬送ベルト２３に静電吸着されて副走査方向に搬送され、ここで、キャリッジ１３を主走査方向に移動させながら記録ヘッド１４のエネルギー発生素子を記録画像に応じて駆動することによって、用紙３の片面に所要の画像を印写する。

ここで、記録ヘッド１４による印写が終了した用紙３は、第１分岐爪４６が両面印写側に切り替わっているので、ガイド部材４５に案内されてスイッチバックローラ４７及びスイッチバック従動コロ４８間に送り込まれ、これらのスイッチバックローラ４７及びスイッチバック従動コロ４８で搬送されて図８に示すように装置本体１外に排出される。このとき、スイッチバックローラ４７及びスイッチバック従動コロ４８間に用紙３の後端部が位置したタイミングでスイッチバックローラ４７を停止し、同図に示すように用紙３の端部を挟持した状態を維持する。

ここで、用紙３への片面印写終了後所定時間が経過したか否かを判別する。この所定時間は、用紙３に着弾したインク滴が乾燥するに要する時間を設定している。したがって、インク滴の乾燥に時間を要しないときには所定時間の経過を待つ必要がなく、また所定時間を設定したときにはその間に他の処理を行わせることもでき、さらに、片面印写時に用紙に打ち込んだインク滴量に応じて所定時間を変化させることもできる。なお、インク滴量は、画像データに占める黒（カラーを含む）ドット数を計数することで判別できる。

そして、用紙３への片面印写終了後所定時間が経過したときに、図９に示すように第１分岐爪４６を排紙側に切替え、第２分岐爪４９を再給紙側に切替えた後、スイッチバックローラ４７を逆転し、中間ローラ５１を駆動することで、スイッチバックローラ４７及びスイッチバック従動コロ４８間で端部を挟持していた用紙３をガイド部材５１で案内しながら、中間ローラ５１で搬送ベルト２３に再給紙する。この場合、用紙３を再給紙するときの紙送り線速は搬送ベルト２３の線速と略同速になるように設定している。これによって、用紙３が搬送ベルト２３に印写面を擦られない状態で搬送ベルト２３に密着させながら給紙することができる。

このようにして再給紙された用紙２３は搬送ベルト２３で搬送されながら、記録ヘッド１４によって他の片面に画像が記録され、記録ヘッド１４による印写が終了した用紙３は第１分岐爪４６を経て排紙側のガイド部材４１に案内されて、排紙ローラ４２及び排紙コロ４３間で搬送されて排紙トレイ６に排紙される。

このように用紙の片面に印写した後、用紙の少なくとも一部を一旦装置本体外に排出する開放系とすることによって、記録ヘッド（記録手段）が１個で済むとともに、装置本体内の構成が簡単になり、また両面印写のためのインク滴の乾燥時間を稼ぐことができて、印写品質を向上させることができる。この場合、用紙の印写面を装置本体外に排出することで、インク滴が付着した印写面を装置本体外で乾燥させることができ、印写品質を向上することができる。

また、両面印写のために用紙をスイッチバック方式で反転して再給紙することで、両面印写を行なうための構成が簡単になると共に、インク乾燥時間を確保しつつ、他の処理を行なうことも可能になる。さらに、両面印写のために用紙をインクジェットヘッドによる印写位置よりも下方に排出することによって、インク滴が付着して重くなっている用紙を安定して両面印写待機位置に排出することができる。この場合、両面印写待機位置は用紙をセットする給紙トレイや給紙カセットなどの給紙手段の上面とすることで、両面印写のために別途専用のトレイを設ける必要がなくなって、構成が簡単になる。

さらに、用紙を搬送ベルトを用いた搬送手段で印写位置に搬送することによって、片面印写が終了した用紙の印写面を擦らないように搬送することができ、用紙を再給紙するときの紙送り線速が搬送ベルトの線速と略同速にすることで、インク滴が付着した印写面を擦ることなく再給紙することができる。

なお、上記実施形態においては、用紙を排紙トレイと給紙手段との間に排出すようにしたが、例えば、上記実施形態における記録装置において、片面印写終了後の用紙を排紙トレイに排出して、排紙ローラをスイッチバックローラに用いて排紙トレイから用紙を再給紙する構成とすることもできる。

また、このインクジェット記録装置においては、用紙の印写面を装置本体外に排出する構成としているので、装置本体外でインク滴を自然乾燥させることができる。さらに、片面への印写が終了した用紙をスイッチバック方式で反転して再給紙する構成としたので、簡単な構成で用紙の再給紙を行うことができる。さらにまた、用紙の排出位置はインクジェットヘッドによる印写位置よりも下方である構成としたので、インク滴が付着した用紙を自然な状態で安定して両面印写待機位置に排出することができる。

さらに、用紙を給紙手段の上面に排出する構成としたので、片面印写が終了して再給紙を行うために用紙を待機させる専用のトレイ等が不要になって構成が簡単になる。さらに、用紙を搬送ベルトを用いた搬送手段で印写位置に搬送する構成としたので、両面印写時に印写終了後の印写面が擦られることを防止することができるようになる。

また、用紙を再給紙するときの紙送り線速が搬送ベルトの線速と略同速である構成としたので、両面印写時に印写終了後の印写面が擦られることを防止することができる。さらに、インクジェットヘッドによる１つの記録手段を備えた構成としたので、簡単な構成で両面印写を行うことができる。

本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す斜視図 同記録装置を背面側から見た斜視図 同記録装置の構成図 同記録装置の説明図 同記録装置の制御部の概略ブロック図 同記録装置の作用説明に供する概略フロー図 同作用説明に供する説明図 同作用説明に供する説明図 同作用説明に供する説明図

符号の説明

１…装置本体
２…印写機構部
３…用紙
４…給紙カセット
５…手差しトレイ
６…排紙トレイ
１３…キャリッジ
１４…記録ヘッド
２１…搬送ローラ
２３…搬送ベルト
４２…排紙ローラ
４６…第１分岐爪
４７…スイッチバックローラ
４９…第２分岐爪
５３…中間駆動ローラ。

Claims (1)

1. 装置本体の下方部に設けられ、用紙を積載する給紙トレイと、
   インク滴吐出方向を下方に向けて装着されたインクジェットヘッドと、
   前記給紙トレイに積載された用紙を給紙する給紙手段と、
   前記用紙を反転し、該用紙の片面を前記インクジェットヘッドに対向して搬送する搬送手段と、を備え、
   前記搬送手段により、前記給紙トレイから給紙された前記用紙を前記インクジェットヘッドに対向して搬送しながら、前記インクジェットヘッドから下方にインク滴を吐出することにより、前記用紙の片面に印写し、
   前記インクジェットヘッドにより片面に印写された前記用紙の一部を、一旦、印写された面を上にして排出させ、印写された面を上にして前記用紙を挟持した状態を所定時間維持し、前記所定時間が経過したとき、他面への印写のために前記用紙を、前記搬送手段に再給紙し、
   前記搬送手段により、前記再給紙された前記用紙を反転して前記インクジェットヘッドに対向して搬送しながら、前記インクジェットヘッドから下方にインク滴を吐出することにより、前記用紙の他面に印写した後、排紙し、
   前記搬送手段による前記給紙手段から給紙された前記用紙を反転して前記インクジェットヘッドに対向して搬送する反転経路と、前記搬送手段による前記再給紙された前記用紙を反転して前記インクジェットヘッドに対向して搬送する反転経路との一部が、前記インクジェットヘッドの用紙搬送方向上流側で重複している
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。

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