JP4566882B2

JP4566882B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4566882B2
Application number: JP2005312213A
Authority: JP
Inventors: 晋司井本; 成一小暮
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-10-27
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2025-10-27
Also published as: JP2007118328A

Description

本発明は画像形成装置に関し、特にキャリッジに記録ヘッドを搭載する画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、プリンタ／ファックス／複写機複合機等の各種画像形成装置としては、記録液（例えばインク）の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドで構成した記録ヘッド（印字ヘッド）をキャリッジに搭載して、このキャリッジを被記録媒体（以下「用紙」ともいうが、材質を紙に限定するものではなく、また、記録媒体、記録紙、転写材、印刷材、印刷媒体などとも称される。）の搬送方向に対して直交する方向にシリアルスキャンさせるとともに、被記録媒体を記録幅に応じて間歇的に搬送し、搬送と記録を交互に繰り返すことによって被記録媒体に画像を形成（記録、印刷、印字、印写も同義で使用する。）するシリアル型画像形成装置がある。

このような画像形成装置においては、用紙端部検知にズレが生じると、用紙外に液滴が吐出されることによって、画像品質が低下したり、搬送ベルトなどの搬送手段上に液滴が着弾して汚れたりするという不都合がある。そこで、特許文献１などに記載されているように、用紙幅方向に走査するキャリッジ上に用紙を検知する用紙検知手段を設け、画像形成部に近い平面部にて、用紙端部検知を正確に行うようにしている。
特開２００４−２３７６９３号公報

ところで、このような液滴を吐出する記録ヘッドを備える画像形成装置においては、記録ヘッドのノズルと用紙先端を検知する用紙検知手段とが所定の位置関係にあることが必要であるが、用紙検知手段の取り付けバラツキなどによって記録ヘッドのノズルと用紙検知手段との距離にバラツキが生じることから、記録ヘッドのノズルと用紙検知手段との位置合わせ（以下「レジスト調整」ともいう。）が必要になる。

一方、画像形成装置においては印刷速度の向上が求められており、そのためには、連続印刷時には、先行する用紙と後行する用紙との間の距離（以下「紙間」という。）をできるだけ狭く（小さく）することが必要になるが、上述したようにキャリッジに用紙の先端を検知する検知手段を設ける構成にあっては、連続印刷で複数頁の印刷を行うとき、先行する用紙の最終スキャンを行った後、後行する用紙の先端検知を行うための予め決められた所定の位置にキャリッジが移動し、後行する用紙の先端検知動作を開始することになるため、後行する用紙の先端検知を行うまでに時間的ロスが生じることになり、紙間を一定以下にすることができない。その結果、印刷速度の向上にも用紙先端検知との関係での限界が生じるという課題が生じる。

そこで、上述したキャリッジに搭載した用紙検知手段とは別に、この用紙検知手段よりも用紙搬送方向上流側に別途用紙検知手段を配置して、複数の用紙検知手段によって用紙先端を検知するようにすることが考えられる。

ところが、このように用紙先端を検知する複数の用紙検知手段を設けた場合、上述したレジスト調整も各用紙検知手段毎に行わなければならないとすると、レジスト調整が面倒になるという課題が生じることになる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、複数の被記録媒体検知手段を設けた場合のレジスト調整作業を容易にした画像形成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、本発明に係る画像形成装置は、キャリッジに搭載した被記録媒体の先端を検知する第１検知手段と、第１検知手段よりも被記録媒体搬送方向上流側に配置されて被記録媒体の先端を検知する第２検知手段と、第１検知手段と第２検知手段との距離を記憶する手段と、第１検知手段及び第２検知手段のいずれか一方と記録ヘッドのノズル位置との関係の位置合わせ結果と記憶している距離とに基づいて他方と記録ヘッドのノズル位置との関係の補正する手段と、を備えている構成とした。

この場合、第１検知手段と記録ヘッドのノズル位置との関係の位置合わせ結果と記憶している距離とに基づいて第２検知手段と記録ヘッドのノズル位置との関係の補正することが好ましい。

また、画像形成時に第１検知手段と第２検知手段との距離を記憶することが好ましい。さらに、第１検知手段と第２検知手段との距離は、第１検知手段と第２検知手段のキャリッジの走査方向の位置を略同じにした状態で検出して記憶することが好ましい。また、複数の第１検知手段と第２検知手段との距離を記憶する構成とできる。この場合、被記録媒体の種別に応じて複数の第１検知手段と第２検知手段との距離を記憶する構成とできる。

さらに、第２検知手段は、被記録媒体を記録ヘッドによる記録領域に向けて搬送するための搬送ローラに対向する位置に配置されていることが好ましい。この場合、搬送ローラは被記録媒体を静電力で吸着して搬送する搬送ベルトを駆動するローラである構成とできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、キャリッジに搭載した被記録媒体の先端を検知する第１検知手段と、第１検知手段よりも被記録媒体搬送方向上流側に配置されて被記録媒体の先端を検知する第２検知手段と、第１検知手段と第２検知手段との距離を記憶する手段と、第１検知手段及び第２検知手段のいずれか一方と記録ヘッドのノズル位置との関係の位置合わせ結果と記憶している距離とに基づいて他方と記録ヘッドのノズル位置との関係の補正する手段と、を備えている構成としたので、第１、第２検知手段の少なくともいずれかで先端検知を行うことで印刷速度を向上できるようになるとともに、第１、第２検知手段と記録ヘッドのノズルとの位置合わせ作業も容易に行うことができるようになる。

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。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図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機構部の全体構成を説明する側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。

この画像形成装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１とガイドレール２とでキャリッジ３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ４で駆動プーリ６ａと従動プーリ６ｂ間に架け渡したタイミングベルト５を介して図２で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。なお、キャリッジ３とガイドロッド１との間にはガイドブッシュ（軸受け）３ａ、３ａをそれぞれ介在させている。

このキャリッジ３には、例えば、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドからなる４個の記録ヘッド７を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド７を構成する液滴吐出ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどのインク（記録液）を吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。なお、異なる色を吐出する複数のノズル列を備えた１又は複数の液滴吐出ヘッドで記録ヘッドを構成することもできる。

キャリッジ３には、記録ヘッド７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク８を搭載している。このサブタンク８にはインク供給チューブ９を介して図示しないメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。なお、インク滴を吐出する記録ヘッド７以外に、記録液（インク）と反応することでインクの定着性を高める定着用処理液（定着用インク）を吐出する記録ヘッドを備えることもできる。

一方、給紙カセット１０などの用紙積載部（圧板）１１上に積載した用紙１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１から用紙１２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１３及び給紙ローラ１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４を備え、この分離パッド１４は給紙ローラ１３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された被記録媒体（用紙）１２を記録ヘッド７の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１２を静電力で吸着して搬送するための搬送ベルト２１と、給紙部からガイド１５を介して送られる用紙１２を搬送ベルト２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ２２と、略鉛直上方に送られる用紙１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト２１上に倣わせるための搬送ガイド２３と、押さえ部材２４で搬送ベルト２１側に付勢された先端加圧コロ２５とを備えている。また、搬送ベルト２１表面を帯電させるための帯電手段を構成する帯電ローラ２６を備えている。

ここで、搬送ベルト２１は、無端状ベルト（成型上において無端状ベルトでも、両端をつなぐことで無端状としたベルトでも良い。）であり、駆動ローラとなる搬送ローラ２７と従動ローラとなるテンションローラ２８との間に掛け渡されて、副走査モータ３１からタイミングベルト３２及びタイミングローラ３３を介して搬送ローラ２７が回転されることで、図２のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト２１の裏面側には記録ヘッド７による画像形成領域に対応してガイド部材２９を配置している。

この搬送ベルト２１としては、図３に示すように１層構造のベルトでも良く、又は図４に示すように複層（２層以上の）構造のベルトでもよい。１層構造の搬送ベルト２１の場合には、用紙１２や帯電ローラ２８に接触するので、層全体を絶縁材料で形成している。また、複層構造の搬送ベルト２１の場合には、用紙１２や帯電ローラ２６に接触する側は絶縁層２１Ａで形成し、用紙１２や帯電ローラ２６と接触しない側は導電層２１Ｂで形成することが好ましい。

１層構造の搬送ベルト２１を形成する絶縁材料や複層構造の搬送ベルト２１の絶縁層２１Ａを形成する絶縁材料としては、例えばＰＥＴ、ＰＥＩ、ＰＶＤＦ、ＰＣ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥなどの樹脂又はエラストマーで導電制御材を含まない材料であることが好ましく、体積抵抗率は１０^１２Ωｃｍ以上、好ましくは１０^１５Ωｃｍなるように形成する。また、複層構造の搬送ベルト２１の導電層導電層２１Ｂを形成する材料としては、上記樹脂やエラストマーにカーボンを含有させて体積抵抗率が１０^５〜１０^７Ωｃｍとなるように形成することが好ましい。

帯電ローラ２６は、搬送ベルト２１の表層をなす絶縁層２１Ａ（複層構造のベルトの場合）に接触し、搬送ベルト２１の回動に従動して回転するように配置され、軸の両端に加圧力をかけている。この帯電ローラ２６は、体積抵抗率が１０^６〜１０^９Ω／□の導電性部材で形成している。この帯電ローラ２６には、後述するように、ＡＣバイアス供給部１１４から例えば２ｋＶの正負極のＡＣバイアスが印加される。このＡＣバイアスは、正弦波や三角波でもよいが、方形波の方がより好ましい。

また、図２に示すように、搬送ローラ２７の軸には、エンコーダホイール３４を取り付け、このエンコーダホイール３４のスリットを検知する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ３５を設けて、これらのエンコーダホイール３４及びエンコーダセンサ３５によってロータリエンコーダ３６を構成している。

また、キャリッジ３の前方側には、図１に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール４２を設け、キャリッジ３の前面側にはエンコーダスケール４２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４３を設け、これらによって、キャリッジ３の主走査方向位置を検知するためのリニアエンコーダ４４を構成している。

さらに、キャリッジ３には、搬送される用紙１２の先端を検知するための反射型フォトセンサからなる第1検知手段である第１用紙センサ（第１シートセンサ）８１を設けている。更に、この第１用紙センサ８１よりも用紙搬送方向上流側である押えコロ（押さえローラ）２５の上流側で搬送ローラ２７に対向する位置に用紙１２の先端を検知するための反射型フォトセンサからなる第２検知手段である第２用紙センサ（第２シートセンサ）８２を配置している。なお、第１、第２用紙センサ８１、８２は、反射型センサに限るものではなく、透過型センサ、物理的スイッチなどを用いることもできる。

第２用紙センサ８２は、できる限り第１用紙センサ８１に近いことが検知精度上好ましいが、キャリッジ３の移動を阻害しないようにしなければならないことと、設置スペースを考慮して、この画像形成装置では押えコロ２５の上流側近傍に配置しているが、これに限るものではない。ただし、用紙１２が安定して搬送されている状態で検知を行うためには搬送ローラ２７に対向した位置であることが好ましい。なお、搬送ベルトを使用しない搬送手段（例えば搬送ローラによる搬送手段）を用いることもできる。

さらに、記録ヘッド７で記録された用紙１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２１から用紙１２を分離するための分離爪５１と、排紙ローラ５２及び排紙コロ５３と、排紙される用紙１２をストックする排紙トレイ５４とを備えている。

また、背部には両面給紙ユニット６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット６１は搬送ベルト２１の逆方向回転で戻される用紙１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙する。

さらに、この画像形成装置の底部には増設トレイ７０を装着することができる。この増設トレイ７０は、給紙トレイ１０と同様に用紙１２を載置する圧板（用紙載置板）７１と、給紙コロ７３と、分離パッド７４を備え、給紙する場合には、給紙コロ７３と分離パッド７４で１枚ずつ用紙を分離して給紙し、搬送ローラ７５、７６によって、装置本体の下方からカウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に用紙を送り込むようになっている。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図５のブロック図を参照して説明する。
この制御部１００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ１０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ１０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ１０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ１０５とを備えている。

また、この制御部１００は、パーソナルコンピュータ等のデータ処理装置であるホスト９０側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ１０６と、記録ヘッド７を駆動制御するための印刷制御部１０７及びヘッドドライバ１０８と、主走査モータ４を駆動するための主走査モータ駆動部１１１と、副走査モータ３１を駆動するための副走査モータ駆動部１１３と、第１用紙センサ８１、第２用紙センサ８１、リニアエンコーダ４４、ロータリエンコーダ３４などからの各検知、検出信号を入力するためにＩ／Ｏ１１６などを備えている。

また、この制御部１００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル１１７が接続されている。さらに、制御部１００は、帯電ローラ２６に対するＡＣバイアスを印加するＡＣバイアス供給部（高圧電源）１１４の出力のオン／オフなどを制御する。

ここで、制御部１００は、パーソナルコンピュータ等のデータ処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト９０側からの画像データを含む印刷データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ１０６で受信する。なお、この制御部１００に対する印刷データの生成出力は、ホスト９０側のプリンタドライバ９１によって行うようにしている。

そして、ＣＰＵ１０１は、Ｉ／Ｆ１０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ１０５にてデータの並び替え処理等を行ってヘッド駆動制御部１０７に画像データを転送する。なお、画像出力するための印刷データのビットマップデータへの変換は、前述したようにホスト９０側のプリンタドライバ９１で画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしているが、例えばＲＯＭ１０２にフォントデータを格納して行っても良い。

印刷制御部１０７は、記録ヘッド７の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）を受け取ると、この１行分のドットパターンデータを、クロック信号に同期して、ヘッドドライバ１０８にシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバ１０８に送出する。

また、この印刷制御部１０７は、駆動波形（駆動信号）のパターンデータを格納したＲＯＭ（ＲＯＭ１０２で構成することもできる。）と、このＲＯＭから読出される駆動波形のデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器を含む波形生成回路及びアンプ等で構成される駆動波形発生回路を含む。

また、ヘッドドライバ１０８は、印刷制御部１０７からのクロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値を印刷制御部１０７からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、このレベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）等を含み、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的に記録ヘッド７のアクチュエータ手段に印加してヘッドを駆動する。

主走査モータ駆動部１１１は、ＣＰＵ１０１側から与えられる目標値とエンコーダ４４からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値に基づいて制御値を算出して内部のモータドライバを介して主走査モータ４を駆動する。

同様に、副走査モータ駆動制御部１１３は、ＣＰＵ１０１側から与えられる目標値とエンコーダ３６からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値に基づいて制御値を算出して内部のモータドライバを介して副走査モータ３１を駆動する。

そこで、この画像形成装置における印刷時の動作について図６ないし図８をも参照して説明する。
まず、搬送ベルト２１に対する帯電制御に係わる部分について図６を参照して説明する。前述したように搬送ベルト２１を駆動する搬送ローラ２７の端部に設けたエンコーダ３６によって回転量を検出して、この検出した回転量に応じて制御部１００の副走査モータ駆動部１１３によって副走査モータ３１を駆動制御するとともに、帯電ローラ２６に高圧（ＡＣバイアス）を印加するＡＣバイアス供給部（高圧電源）１１４の出力を制御する。

このＡＣバイアス供給部１１４によって、帯電ローラ２６に印加する正負極の印加電圧の周期（印加時間）を制御し、同時に制御部１００によって、搬送ベルト２１の駆動を制御することで、搬送ベルト２１上に所定の帯電周期長で正負極の電荷を印加することができる。ここで、「帯電周期長」とは、図６にも示すように正負極の印加電圧の１周期当りの搬送方向の幅（距離）である。

そして、印刷を開始するとき、搬送ローラ２７を副走査モータ３１で回転駆動して搬送ベルト２１を図１で時計周りに回転させ、同時にＡＣバイアス供給部１１４から帯電ローラ２６に対して正負極の方形波を印加する。これによって、帯電ローラ２６は搬送ベルト２１の絶縁層２１Ａに当接しているので、搬送ベルト２１の絶縁層２１Ａに、図６に示すように、正極性の電荷と負極性の電荷が搬送ベルト２１の搬送方向に対して交互に印加され（帯状の正極性の帯電領域２０１と負極性の帯電領域２０２が交互に形成され）、図７に示すように搬送ベルト２１上に不平等電界が生成される。

この正負極の電荷を印加される搬送ベルト２１の絶縁層２１ａは前述したように体積抵抗が１Ｅ１２Ωｃｍ以上、望ましくは１Ｅ１５Ωｃｍなるように形成しているから、絶縁層２１ａに帯電した正と負の電荷が、その境界で移動することを防ぐことができ、絶縁層２１ａに印加された正負極の電荷を保持することができる。

一方、用紙１２は給紙ローラ１３と分離パッド１４によって分離されて給紙され、その絶縁層２１ａに正負極の電荷が形成されることによって不平等電界が発生している搬送ベルト２１へと送り込まれる。そして、図８に示すように、搬送ベルト２１上の不平等電界の上に送られた用紙１２は電界の向きに沿って瞬時に分極する。不平等電界により用紙１２の搬送ベルト面側の搬送ベルト２１と引力をなす電荷は密となり、その反対側の用紙表面に現れる搬送ベルト２１と斥力をなす電荷は疎となる。この電荷の差により用紙１２は搬送ベルト２１に瞬時に吸着する。また、用紙１２は有限な抵抗を持っているのでこれと同時に用紙１２の吸着面およびその反対側には真電荷が誘起される。

吸着面側に誘起された正負の真電荷は搬送ベルト２１上に印加された電荷と引き合うことで安定して吸着力をなしているが、その反対側に誘起された正負の真電荷は不安定である。吸着面と反対側の用紙表面に誘起された真電荷は、用紙の抵抗が１Ｅ７Ω/□から１Ｅ１３Ω/□と有限な抵抗値を持っているため電荷が移動でき、時間の経過とともに隣り合う正負極の電荷が引き合い移動することで中和されながら減少していく。この結果、搬送ベルト上の電荷は用紙の吸着面側に誘起された真電荷とつり合いがとれ電界が閉じられ、用紙の吸着面と反対側に誘起された真電荷は前述したとおり中和されて電界が閉じられる。すなわち、記録ヘッドへ向かう電界が減少していくこととなる。また、搬送ベルト２１面に印加された電荷と搬送ベルト２１の電荷と疎力をなす電荷が用紙１２表面上から減少するため用紙１２の搬送ベルト２１への吸着力は時間とともに増加していく。

このようにして搬送ベルト２１に吸着された用紙１２は、第２用紙センサ８２によって用紙先端を検知される。このとき、主制御部１００は、第２用紙センサ８２が先端検知をしたタイミング（パルス数）、あるいは、パルス数と搬送速度から求めた距離をＲＡＭ１０３の所定の領域に記憶する。

先端を検知された用紙１２は、押圧ローラ２５によって搬送ベルト２１に押し付けられながら、キャリッジ３に備えられた記録ヘッド７下まで搬送される。そして、所定の先端検知位置に移動しているキャリッジ３に設けられた第１用紙センサ８１により用紙先端を検知される。主制御部１００は、第１用紙センサ８１が先端検知をしたときの、パルス数、あるいは、パルス数と搬送速度から求められた距離をＲＡＭ１０３の所定の領域に記憶する。

一方、ＣＰＵ１０１によってＩ／Ｆ１０６に含まれる受信バッファ内の印刷データが読み出されて解析され、ＡＳＩＣ１０５にてデータの並び替え処理等を行って印刷制御部１０７に送られる。そして、印刷制御部１０７に送られた画像データの書き始め位置（ファーストスキャン位置）まで用紙１２が搬送されたタイミングで用紙１２の搬送を停止して、キャリッジ３を主走査方向に往復運動し、同時に記録ヘッド７より印刷制御部１０７によって送られたデータに応じてインク液滴が吐出されることによって、用紙１２上に記録ヘッドの１往復分（または２往復以上および往復いずれか１方向以上、以下、１往復分で説明する。）の画像が形成される。

このようにして、１往復分の画像が形成されると、用紙１２は搬送ベルト２１によって次の印字位置まで送られ、再び１往復分の画像形成が行われる。そして、画像の形成が終了した用紙は、そのまま搬送され、分離爪５１によって搬送ベルト２１から分離し、排紙トレイ５４上へと積載される。以上が用紙１頁の印字動作である。

ここで、この画像形成装置においては、印刷データが複数頁にまたがる場合、つまり、複数の頁に連続的に印刷する場合、先行する頁に対して画像形成をしている間に次の頁に対する画像形成が必要か否かを判別し、次頁への画像形成が必要なときには、先行する頁（現在の頁）の画像形成が行われている最中に、次頁の画像形成動作が開始することになる。すなわち、先行する頁と次頁の紙間が所定の距離（紙間）となるタイミングで給紙ローラ１３によって用紙１２の給紙動作が開始され、以下前述の動作を経て次頁の用紙１２に対する画像が形成されることになる。

そこで、この画像形成装置における印刷処理の第１例について図９及び図１０を参照して説明する。
先ず、連続印刷時の動作について図９を参照して説明する。図９は印刷データが複数頁であり、先行する頁の画像形成が終了し、次頁の用紙端部検知（先端検知）動作を行うときの様子を模式的に説明する説明図である。
図９（ａ）に示すように、先行する頁（先行用紙）１２ａの最終スキャンの画像形成が終了したタイミングでは、上述したように所定の紙間を置いて次の頁（後行用紙）１２ｂが搬送されている。

このとき、キャリッジ３は次頁１２ｂの先端を検知するために図９（ｂ）に示すように矢印方向に所定の用紙先端検知位置（用紙３の先端を検知する予め定めた位置）に移動するが、生産性を高める（印刷速度を向上する）ため、キャリッジ３が所定の用紙先端検知位置まで移動している間も、搬送ベルト２１による用紙１２ｂの搬送が行われる。このため、搬送速度によっては、同図（ｂ）に示すように、キャリッジ３が用紙先端検知位置に到着する前に、次頁１２ｂの先端がキャリッジ３下を通過してしまい、キャリッジ３の第１用紙センサ８１によっては次頁１２ｂの先端を検知できなくなることがある。

ここで、この画像形成装置では、第１用紙センサ８１による用紙端（先端）検知位置は、使用可能な最小用紙の左端（用紙搬送方向に向かって左端）から５ｍｍの位置としている。この場合、紙間を６０ｍｍとすると、キャリッジ３の走査速度から、用紙の搬送速度が２４０ｍｍ／ｓｅｃ以下である場合は、先行用紙１２ｂの最終スキャンを行った後、後行用紙１２ｂの先端が第１用紙センサ８１による先端検知位置に到達する前に、キャリッジ３が用紙先端検知位置に移動することが可能となる。

そこで、図１０に示す印刷処理では、用紙１２の給紙を行った後、用紙の搬送速度が２４０ｍｍ／ｓｅｃ以下であるか否かを判別する。このとき、用紙の搬送速度が２４０ｍｍ／ｓｅｃ以下であれば、キャリッジ３の第１用紙センサ８１を使用して用紙先端検知を行うように設定し、用紙の搬送速度が２４０ｍｍ／ｓｅｃを越えていれば、第１用紙センサ８１よりも上流側の第２用紙センサ８２を使用して用紙先端検知を行うように設定する。

そして、搬送ベルト２１による用紙の搬送を行い、設定した第１用紙センサ８１又は第２用紙センサ８２を用いて搬送される用紙１２の先端を検知し、更に画像データの書き始め位置（ファーストスキャン位置）まで用紙１２を搬送し、次頁の用紙１２の給紙タイミングになったか否かを判別し、次の用紙１２の給紙タイミングになったときには次頁の用紙１２の給紙を開始し、次の用紙１２の給紙タイミングでなければ現頁の用紙１２に画像を形成する印字処理を行い、現頁の用紙１２に対する印字終了まで用紙１２の搬送と印字を繰り返す。

そして、最終頁か否かをチェックしてすべての頁に対する印字終了か否かを判別し、最終頁になるまで各頁に対する印字を繰り返し、最終頁になれば、最終頁の排出を行ってこの印刷処理を終了する。

このように、用紙の搬送速度に応じて第１用紙センサ又は第２用紙センサによって用紙の先端を検出（検知）することによって、複数頁を連続して印刷するときに紙間が狭くて第１用紙センサによる先端検知が間に合わないときでも、第２用紙センサによって先端検知を行うことができるので、正確な用紙先端検知を行いつつ、印刷速度を向上して、安定した画像形成を行うことができる。

次に、印刷処理の第２例について図１１及び図１２を参照して説明する。
ここでは、第１用紙センサ８１による用紙端（先端）検知を行うか、第２用紙センサ８２による用紙端（先端）検知を行うかを印刷モードに応じて選択するようにしている。つまり、この第２例においては、印刷モード（ここでは用紙種別）に応じて、紙間を図１２に示すように変えている。これは、より高速印刷が求められる普通紙の紙間は小さくしている（ここでは４０ｍｍとする。）が、他方、紙間を小さくすることで重送や連送といったリスクが高くなる光沢紙、ＯＨＰなどの他紙種は紙間に余裕を持たせている（ここでは６０ｍｍとする。）からである。

搬送速度が一定の場合、紙間が短くなる（小さくなる）と、先行する用紙の最終スキャンを終えてから、次頁の先端が第１用紙センサ８１による用紙先端検知位置を通過するまでの時間が短くなる。このため、紙間が所定の値以下になると、キャリッジ３が用紙先端検知位置に到着する前に、次頁の用紙先端がキャリッジ３下を通過してしまうことがある。

そこで、図１１に示す印刷処理では、用紙１２に給紙を行った後、紙間が５０ｍｍより大きい用紙に印刷する印刷モードであるか否かを判別する。このとき、紙間が５０ｍｍより大きければ、キャリッジ３の第１用紙センサ８１を使用して用紙先端検知を行うように設定し、紙間が５０ｍｍ以下であれば、第１用紙センサ８１よりも上流側の第２用紙センサ８２を使用して用紙先端検知を行うように設定する。

このように、紙間に応じて（印刷する用紙の種別に応じて）第１用紙センサ又は第２用紙センサによって用紙の先端を検出（検知）することによって、複数頁を連続して印刷するときに紙間が狭くて第１用紙センサによる先端検知が間に合わないときでも、第２用紙センサによって先端検知を行うことができるので、正確な用紙先端検知を行いつつ、印刷速度を向上して、安定した画像形成を行うことができる。

なお、ここでは、用紙先端を検知する検知手段として第１用紙センサと第２用紙センサを切り換える印刷モードの条件として紙間を用いたが、使用する用紙の種類や紙厚や抵抗値、片面印刷／両面印刷の有無、用紙サイズなどの条件を用いて、先端検知を行う用紙センサとして第１用紙センサ８１と第２用紙８２を切り換えて使用することもできる。

また、上記の例では、最初の頁の用紙の先端検知から第１用紙センサ又は第２用紙センサを用いるようにしているが、最初の頁だけは第１用紙センサを用いるようにすることもできる。

次に、印刷処理の第３例について図１３ないし図１５を参照して説明する。
ここでは、第１用紙センサ８１と第２用紙センサ８２とを共同して用いている。つまり、図１３に示す印刷処理では、まず、給紙ローラ１３によって給紙し、搬送ベルト２１によって搬送する用紙１２の先端を第２用紙センサ８２で検知する。そして、第２用紙センサ８２が用紙１２の先端を検知したタイミング（パルス数）、あるいは、パルス数と搬送速度から求めた距離をＲＡＭ１０３の所定の領域に記憶する、

次に、この段階で全体の制御を司るＣＰＵ１０１にて、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３、不揮発性メモリ１０４内の諸データと、ＲＡＭ１０３に記憶した用紙検知タイミングの比較を行い、検知した用紙１２の先端をキャリッジ３に備えられた第１用紙センサ８１で検知が行えるか否かを判別する。なお、ここでいう諸データとは、搬送速度、画像データ、キャリッジ３の走査速度、紙間、用紙種類、片面印刷／両面印刷の有無、空吐出タイミング等のことである。

このとき、第１用紙センサ８１による先端検知が可能でない場合、つまり、キャリッジ３の用紙先端検知位置への移動が間に合わない場合は、間に合うようになるまで用紙１２の搬送速度の減速を行う。

そして、第１用紙センサ８１によって先端検知を行うように設定した後、用紙１２を搬送し、第１用紙センサ８１によって先端を検知したときには、更に画像データの書き始め位置（ファーストスキャン位置）まで用紙１２を搬送し、次頁の用紙１２の給紙タイミングになったか否かを判別し、次の用紙１２の給紙タイミングになったときには次頁の用紙１２の給紙を開始し、次の用紙１２の給紙タイミングでなければ用紙１２に画像を形成する印字処理を行い、その後、第２用紙センサ８２で次頁の用紙先端を検知する。

その後、現頁の用紙１２に対する印字終了まで用紙１２の搬送と印字を繰り返す。次いで、最終頁か否かをチェックしてすべての頁に対する印字終了か否かを判別し、最終頁になるまで各頁に対する印字を繰り返し、最終頁になれば、最終頁の排出を行ってこの印刷処理を終了する。

この処理について図１４及び図１５を参照して説明する。図１４及び図１５はキャリッジ３及び搬送部を上方から見た模式図である。
先ず、図１４（ａ）は現頁の用紙の最後端部まで画像形成を行ったところであり、図１５（ａ）は現頁の用紙の最後端部までは画像形成を行わず、その１スキャン手前まで画像形成を行ったところである。ここから、次頁の先端を検知するためにキャリッジ３が用紙先端検知位置まで移動、併せて次頁の用紙の搬送を行った状態がそれぞれ図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）に示す状態である。

この場合、用紙後端部まで画像形成を行わなかった図１５（ｂ）ではキャリッジ３に搭載された第１用紙センサ８１で次頁の用紙先端検知が行えるのに対し、用紙後端部まで画像形成を行ｔｔａ図１４（ｂ）では既に次頁の用紙が通過してしまっているため、第１用紙センサ８１で用紙先端を検知することができない。このため、本実施形態では、図１４（ａ）のように用紙後端部まで画像形成を行った場合には、次頁の搬送のとき、キャリッジ３の用紙先端検知位置までの移動が間に合うように、用紙３の搬送速度の減速を行うようにしている。これによって、キャリッジ３を用紙先端検知位置まで移動した後次頁の用紙の先端検知を行うことができるようになる。

次に、印刷処理の第４例について図１６を参照して説明する。
ここでも、第１用紙センサ８１と第２用紙センサ８２とを共同して用いている。つまり、前記第３例と同様に、給紙ローラ１３によって給紙し、搬送ベルト２１で搬送する用紙１２の先端を第２用紙センサ８２で検知する。そして、第２用紙センサ８２が用紙１２を検知したタイミング（パルス数）、あるいは、パルス数と搬送速度から求めた距離をＲＡＭ１０３の所定の領域に記憶する。

次に、この段階で全体の制御を司るＣＰＵ１０１にて、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３、不揮発性メモリ１０４内の諸データと、ＲＡＭ１０３に記憶した用紙検知タイミングの比較を行い、第２用紙センサ８２で検知した用紙１２の先端をキャリッジ３に備えられた第１用紙センサ８１で検知が行えるか否かを判別する。

このとき、第１用紙センサ８１で用紙先端検知が可能であれば、第１用紙センサ８１を用紙先端検知に使用するように設定し、第１用紙センサ８１で用紙先端検知が可能でなければ、第２用紙センサ８２の検知結果（データ）を用紙先端として処理を行う。なお、その後の処理は第３例と同様であるので説明を省略する。

次に、この画像形成装置におけるスキュー補正処理について図１７及び図１８を参照して説明する。
前述したように、第１用紙センサ８１による用紙先端検知位置と第２用紙センサ８２による用紙先端検知位置とを、主走査方向（用紙の幅方向）で異ならせていることから、両用紙センサ８１、８２の検知結果に基づいて用紙のスキュー量を検出し、この検出したスキュー量に応じて、画像形成時にＡＳＩＣ１０５にて画像データの回転処理等を行うことでスキューの補正を行うことが可能となる。

そこで、図１７の処理について説明すると、まず、用紙１２の給紙、搬送を行い、第２用紙センサ８２によって用紙先端を検知し、更に第１用紙センサ８１で用紙先端を検知する。そして、これらの第２、第１用紙センサ８２、８１の検知結果に基づいてスキュー量を算出し、算出したスキュー量に基づいて画像回転処理などの補正を行った後、印字処理、排出処理を行う。

例えば、図１８に示すように、第１用紙センサ８１及び第２用紙センサ８２による用紙検知位置を規定すると、第１用紙センサ８１と第２用紙センサ８２の用紙搬送方向の位置（若しくはパルス数）は距離Ｘｃとして既知の値であるため、第１用紙センサ８１は、用紙が右に傾いているときは、正規のタイミング（スキューがないとしたときのタイミング）より早く、用紙が左に傾いているときは、正規のタイミング通常より遅く用紙を検知することになる。

すなわち、用紙の単位距離当たりのスキュー量は、第１、第２用紙センサ８１、８２の用紙搬送方向の距離をＹｃとすれば、
スキュー量＝｛第１用紙センサ８１で検知した用紙先端位置−（第２用紙センサ８２で検知した用紙先端位置＋Ｙｃ）｝／Ｘｃ
で求められる。これにより、第１用紙センサ８１で検知した用紙位置と第２用紙センサ８２で検知した用紙位置から用紙のスキュー量を算出することができる。

なお、ここでは、距離を用いてスキュー量の検出、算出を行ったが、両センサの位置及び用紙検知の距離をタイミング（エンコーダのパルス数）を用いても同様の結果を得ることができる。

また、第１用紙センサ８１による用紙検知位置と第２用紙センサ８２による用紙検知位置との幅方向の距離が開いているほど、より正確に用紙のスキュー量を得ることができる。このため、プリンタドライバで指定された用紙サイズごとに第１用紙センサ８１による幅方向の用紙検知位置を変更し、例えば用紙端から５ｍｍの位置で用紙の検出を行うようにすれば、さらに正確に用紙のスキュー量を測定することができる。

さらに、スキュー量が所定値以上であるときには、画像回転処理とともに、あるいは画像回転処理に代えて、単に警告を表示（操作パネルの表示手段やホスト側のプリンタドライバを通じて）するようにしても良いし、あるいは、当該スキューが大きな用紙は強制的に一端排出して、次の用紙を再給紙して印刷するようにすることもできる。

次に、この画像形成装置におけるレジスト調整処理について図１９ないし図２１を参照して説明する。
図１９に示すレジスト調整処理は、出荷時やユーザーの指示によって開始され、先ず、図２０に示すように、キャリッジ３を移動させて第１用紙センサ８１を第２用紙センサ８２の搬送方向と直交する方向で同じ位置になるように位置合わせをする。このように、第１用紙センサ８１と第２用紙センサ８２との位置合わせを行うことで、用紙にスキューが生じていても、スキューを無視することができるようになり、より正確なレジスト調整を行うことができる。

次いで、用紙１２を給紙し、搬送ベルト２１で用紙１２を搬送する。そして、第２用紙センサ８２が用紙１２の先端検知したときから第１用紙センサ８１が用紙１２の先端検知をしたときまでのロータリエンコーダ３６からパルス数をカウントしておき、パルス数（あるいはパルス数と搬送速度から得られる距離）などで、図２１に示す第２用紙センサ８２と第１用紙センサ８１との間の距離ＸをＲＡＭ１０３の所定の領域に記憶する。

その後、第１用紙センサ８１の先端検知結果に基づいて用紙１２を搬送して、図２１に示すように記録ヘッド７の第１ノズル７ｎ１（搬送方向最下流側のノズルとする。）を使用して調整用チャートを印字し、排紙する。

そして、ユーザーが印字された調整チャートを目視して操作パネル１１７などから入力する調整値を取り込み、第１用紙センサ８１と第１ノズル７ｎ１との間の距離Ｎ１を補正する。さらに、補正した距離Ｎ１を用いて、第２用紙センサ８２と第１ノズル７ｎ１との間の距離Ｎ２を補正する。

例えば、図２２に示すように、所定サイズの用紙１２に対して、第１用紙センサ８１で先端検知した後所定距離（距離Ｎ１の理論値Ｎ１ａ＋ａ１）だけ用紙１２を搬送した位置でパターンＰ１を印字し、更に用紙１２の後端から距離ａ２が距離ａ１になるだけの所定送り量だけ用紙１２を搬送してパターンＰ２の印字を行った場合、理論的には、パターンＰ１、Ｐ２は当該用紙を半分に折ったときに重なることになる。

ところが、第１用紙センサ８１の取り付け位置のバラツキなどによって距離ａ１と距離ａ２とが同じにならず、第１用紙センサ８１が用紙搬送方向上流側にずれていれば距離ａ１が短くなり、用紙搬送方向下流側にずれていれば距離ａ１が長くなる。そこで、このズレ量をユーザーなどが目視で確認して、調整値（正負付き）を操作パネル１１７から入力することによって、上述したように、第１用紙センサ８１と第１ノズル７ｎ１との間の距離が補正され、この補正後の距離Ｎ１と計測した第１用紙センサ８１と第２用紙センサ８２との間の距離Ｘとを用いて、第２用紙センサ８２から第１ノズル７ｎ１までの距離Ｎ２を補正する。

このように、第１検知手段と第２検知手段との距離（上記Ｘ）を記憶する手段を備えることによって、一方の検知手段と記録ヘッドのノズルとの位置合わせを補正し、この補正結果を用いて他方の検知手段と記録ヘッドのノズルとの位置合わせを補正することができるので、それぞれの検知手段について調整作業を行わないでも各検知手段についてレジスト調整を行なうことができて、調整作業が容易になる。

なお、この画像形成装置のように搬送ローラに対応する周面を用紙が搬送される搬送手段を用いる場合、用紙の厚みによって搬送ローラの回転中心と用紙表面までの距離（直径）が変化することになるので、同じ搬送ローラの回転量に対して用紙表面の移動量は微妙に変化することになる。

そこで、第１検知手段と第２検知手段との距離を複数記憶できる手段を備え（不揮発性メモリ１０４のアドレスに複数割り当てるなどして）、用紙の種別、例えば、普通紙か厚紙かなどの種別に応じて、第１検知手段と第２検知手段との距離をそれぞれ別個に記憶しておき、レジスト調整も用紙種別に応じて行い、使用される用紙種別（例えば操作パネル１１７から入力され、あるいは、ホスト側のプリンタドライバで指定される。）に応じた補正値（レジスト値）を用いて画像形成を行うことによって、より高精度のレジストを行うことができるようになる。

また、図２３に示すように、通常の印刷処理時（画像形成時）に、上述したようにして第１用紙センサ８１と第２用紙センサ８２との間の距離を計測（検出）し、使用する用紙１２の種別と関連付けて記憶手段（例えば不揮発性メモリ１０４の所定の領域）に格納しておくこともできる。このようにすれば、レジスト調整時に用紙種別の判別や第１用紙センサ８１と第２用紙センサ８２との間の距離の算出を省略して調整パターンの印字を行うことができ、手間が掛からなくなる。

本発明に係る画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面説明図である。同機構部の平面説明図である。同装置の搬送ベルトの一例を説明する模式的説明図である。同装置の搬送ベルトの他の例を説明する模式的説明図である。同装置における制御部の概要を説明するブロック説明図である。同装置における印刷動作の説明に供する帯電制御に係わる部分の説明図である。搬送ベルトを帯電させたときの説明に供する説明図である。同搬送ベルトに用紙が接触したときの説明に供する説明図である。本発明に係る第１実施形態における用紙先端検知動作の説明に供する説明図である。同実施形態の印刷処理の説明に供するフロー図である。本発明に係る第２実施形態の印刷処理の説明に供するフロー図である。同実施形態の説明に供する紙間設定の一例を説明する説明図である。本発明に係る第３実施形態の印刷処理の説明に供するフロー図である。同実施形態の説明に供する説明図である。同じく最終画像形成位置が図１４とは異なる例の説明に供する説明図である。本発明に係る第４実施形態の印刷処理の説明に供するフロー図である。同画像形成装置におけるスキュー補正処理の説明に供するフロー図である。同じくスキュー補正処理の説明に供する説明図である。同画像形成装置におけるレジスト調整の説明に供するフロー図である。同じくレジスト調整の説明に供する説明図である。同じくレジスト調整の説明に供する距離に関する説明図である。同じく調整用チャートの説明に供する説明図である。画像形成時に第１、第２用紙センサ間の距離を検出するようにした例の説明に供するフロー図である。

符号の説明

３…キャリッジ
７…記録ヘッド
２１…搬送ベルト
８１…第１用紙センサ
８２…第２用紙センサ

Claims

記録ヘッドをキャリッジに搭載し、被記録媒体をキャリッジの走査方向と直交する方向に搬送して、前記被記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
前記キャリッジに搭載した前記被記録媒体の先端を検知する第１検知手段と、
前記第１検知手段よりも被記録媒体搬送方向上流側に配置されて前記被記録媒体の先端を検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段と第２検知手段との距離を記憶する手段と、
前記第１検知手段及び第２検知手段のいずれか一方と前記記録ヘッドのノズル位置との関係の位置合わせ結果と前記記憶している距離とに基づいて他方と前記記録ヘッドのノズル位置との関係の補正する手段と、を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記第１検知手段と前記記録ヘッドのノズル位置との関係の位置合わせ結果と前記記憶している距離とに基づいて前記第２検知手段と前記記録ヘッドのノズル位置との関係の補正することを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、画像形成時に第１検知手段と第２検知手段との距離を記憶することを特徴とする画像形成装置。
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、前記第１検知手段と第２検知手段との距離は、前記第１検知手段と第２検知手段の前記キャリッジの走査方向の位置を略同じにした状態で検出して記憶することを特徴とする画像形成装置。
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、複数の第１検知手段と第２検知手段との距離を記憶することを特徴とする画像形成装置。
請求項５に記載の画像形成装置において、前記被記録媒体の種別に応じて複数の第１検知手段と第２検知手段との距離を記憶することを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第２検知手段は、前記被記録媒体を前記記録ヘッドによる記録領域に向けて搬送するための搬送ローラに対向する位置に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
請求項７に記載の画像形成装置において、前記搬送ローラは前記被記録媒体を静電力で吸着して搬送する搬送ベルトを駆動するローラであることを特徴とする画像形成装置。