JP4888635B2 - 画像形成装置の位置検出 - Google Patents

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Description

本発明は、画像記録媒体の印字品位を低下させずに斜行を検出し補正を行う画像形成装置に係わり、特に斜行の検出により位置決めをする技術に関する。
従来、インクジェット方式の画像形成装置は、記録ヘッドの多数のノズルから記録媒体に液滴を吐出させ画像を形成する。特に複数の色のインクを順次記録媒体に吐出しカラー画像を得る場合においては、各色のずれが大きいと印字品質が低下してしまう。
例えば、固定のラインヘッドを用いた画像形成装置の場合において、記録媒体の搬送方向とラインヘッドに配置されたノズル列が傾く斜行が発生した場合には、複数の色が記録媒体の同一ヶ所に着弾せず色ずれが発生してしまう。
特許文献1によれば、この斜行による色ずれを補正する方法が提案されている。図30に示すように画像形成装置は、上流側に配置された二つの記録ヘッド231及び232と、下流側に配置された一つの記録ヘッド234により構成されている。上流側記録ヘッド群231と232は、支持部材233に固定されている。また、下流側記録ヘッド群234は支持部材235に固定されている。支持部材235は、支持部材233に対して移動可能に設けられている。
支持部材233は、軸2310の周りに揺動可能に設けられた揺動部材239に対して移動可能に設けられている。そして、記録ヘッド231と232の上流には、記録部材2311の両側に印字されたレジストマーク236を検出する検出部237が設けられている。各色のヘッドによって画像と共にレジストマークを印字する。
演算部238はレジストマークを検出した検出部237からの情報に基づいて記録部材2311の斜行を検出し、その結果に基づいて支持部材233の位置と支持部材235の位置、揺動部材239の向きを制御することで各色のずれ防止している。
特開平10−35021公報
しかしながら、特許文献1に示した方法による斜行の検出では、配線媒体の両端にレジストマークを印字している。このため、本来不要なレジストマークを印刷する必要があり、全体を印刷した後に両端をカットするなどしなければ不要な印刷が残ってしまい、印字品位を低下させてしまうという問題があった。本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、印字品位を低下させない斜行の検出機構を有する画像形成装置の補正部を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、複数の色別の各インク液を前記記録媒体の記録面に対して垂直な第1の方向にそれぞれ吐出する複数のノズル列を有する記録ヘッドを保持するキャリッジと、前記記録ヘッドの下面に対向して配置され、且つ、前記キャリッジと一体的に構成されるレジストローラ部の軸方向と前記第1の方向の両方に垂直な第2の方向が搬送方向として設定された、前記記録媒体を搬送するベルトプラテンと、前記キャリッジと一体的に構成される前記レジストローラ部の前記軸方向と前記ベルトプラテンの前記搬送方向とが垂直な状態から前記記録面に垂直な軸回りに生じた、前記キャリッジに対する前記ベルトプラテンの相対的な傾きを示す情報を生成する傾き情報生成部と、前記傾き情報生成部からの前記情報に基づいて、前記情報が所定値となるように前記キャリッジに対して前記ベルトプラテンを前記記録面に垂直な前記軸回りに傾けて、前記相対的な傾きを補正する傾き補正部と、を含む画像形成装置を提供する。
本発明の第2の態様は、第1の態様に記載の画像形成装置において、前記傾き情報生成部は、前記キャリッジ又は前記ベルトプラテンに固定された光源と、前記キャリッジ又は前記ベルトプラテンに固定された、前記光源からの光を受光する複数の受光面を有する受光部と、を含み、前記複数の受光面の各々に対応する前記受光部からの出力信号を演算処理して前記相対的な傾きを示す前記情報を生成する画像形成装置を提供する。
本発明の第3の態様は、第2の態様に記載の画像形成装置において、前記傾き情報生成部は、前記第1の方向及び前記第2の方向に垂直な方向に離間して配置された2つの前記受光部を含む画像形成装置を提供する。
本発明の第4の態様は、第3の態様に記載の画像形成装置において、前記傾き情報生成部は、さらに、前記光源からの光を反射して前記受光部に入射させる反射ターゲットを含み、前記光源は、前記キャリッジ又は前記ベルトプラテンの一方に固定され、前記反射ターゲットは、前記キャリッジ又は前記ベルトプラテンの他方に固定され、前記受光部は、前記キャリッジ又は前記ベルトプラテンの前記一方に固定される画像形成装置を提供する。
本発明の第5の態様は、第3の態様に記載の画像形成装置において、前記傾き情報生成部は、前記第2の方向に離間して配置された2つの前記受光部を含む画像形成装置を提供する。
本発明の第6の態様は、第2の態様に記載の画像形成装置において、前記光源は、前記キャリッジ又は前記ベルトプラテンの一方に固定され、前記受光部は、前記キャリッジ又は前記ベルトプラテンの他方に固定される画像形成装置を提供する。
本発明の第7の態様は、第6の態様に記載の画像形成装置において、前記傾き情報生成部は、前記第1の方向及び前記第2の方向に垂直な方向に離間して配置された2つの前記受光部を含む画像形成装置を提供する。
本発明の第8の態様は、第1の態様に記載の画像形成装置において、前記傾き補正部は、前記ベルトプラテンに嵌合し且つ前記キャリッジに固定された、前記キャリッジと前記ベルトプラテンの位置関係を規制するキャリッジピンと、前記キャリッジピンの中心に対して前記ベルトプラテンを前記記録面に垂直な前記軸回りに傾ける機構と、を含む画像形成装置を提供する。
本発明の第態様は、第1の態様に記載の画像形成装置において、前記ベルトプラテンは、記録媒体を移動させる無端の帯状のベルトと、前記ベルトに張力を与えて、前記ベルトを支持する複数のローラと、を含む画像形成装置を提供する。
本発明の第10の態様は、第1の態様に記載の画像形成装置において、前記傾き情報生成部は、前記記録媒体及び/または前記記録媒体を搬送するベルトの速度を検出する速度センサーを含む画像形成装置を提供する。
本発明の第11の態様は、第10の態様に記載の画像形成装置において、前記速度センサーは、光学式の速度センサーである画像形成装置を提供する。
本発明の第12の態様は、第11の態様に記載の画像形成装置において、前記光学式の速度センサーは、前記光学式の速度センサーの投射光の光路を切替え制御する手段を含み、2方向からの速度を時分割で検出する画像形成装置を提供する。
本発明は、記録媒体への画像形成中における記録媒体の搬送方向とのずれによる斜行の検出において、所望の画像以外のマーク印刷等を不要とし、さらには印字品位を低下させない。
(実施例1)
以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。図1−図9以下、本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
図1及び図2は画像形成装置の位置決め構造の構成図である。図1は本実施例で用いる画像形成装置の側面図である。図2はキャリッジとフレーム周りを示す平面図である。
この画像形成装置は、インクジェット方式を採用している。かかるインクジェット方式の画像形成装置では、記録媒体7の搬送方向をX軸方向(副走査方向)、X軸方向に対して直交する記録媒体7の幅方向である方向をY軸方向(主走査方向)、X軸方向及びY軸方向に直行する方向であり記録ヘッドからのインクの吐出方向及び記録媒体7の記録面に垂直方向である方向をZ方向(上下方向)としている。
画像形成装置の両側面には、それぞれ各第1のフレーム1、2が設けられている。これら第1のフレーム1、2の間には、各連結フレーム5、6がねじ締めにより連結されている。第1のフレーム1、2の各内側には、それぞれ各第2のフレーム3、4が設けられている。
各第1のフレーム1、2は、記録媒体7を排出する媒体排出部(記録用紙であれば排紙部)Nと、図示しないブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロ(Y)の各色のインク液をそれぞれ補給するインク補給機構と、制御回路等を要する電装系などを支持する。
各第2のフレーム3、4は、当該画像形成装置内に記録媒体7を供給する媒体供給部(記録用紙であれば給紙部)Mと、レジストローラ部10における回転軸(レジストローラ軸)17の両端部をベアリング23a、23bを介して支持している。さらに、ベアリング23a、23bの内側に一方を嵌合させるキャリッジアーム16が他方をキャリッジ8の両側にネジにより締結されている。
さらに、図2(b)に示すキャリッジガイド機構24、25によって、キャリッジ8の他方を各連結フレーム5、6の各当接部5a、6aに当接させることで、当該キャリッジ8の高さ方向(Z方向)の移動を規制して載置している。
キャリッジ8は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及び、イエロ(Y)の各色のインク液をそれぞれ吹出する記録ヘッド11を構成する各インクヘッド群11k、11k’、11c、11c’、11m、11m’、11y、11y’(以下、インクヘッド群11k、11k’、…、11y’と記す)を保持している。これらインクヘッド群11k、11k’、…、11y’は、それぞれ複数のインクヘッドを記録媒体7の搬送方向Aに対して直交方向(Y方向)に3個づつ2列で、画像形成時に隙間ができないようにヘッドノズル列が重なるように互いに配列して構成される。
インクヘッド群11k、11k’、…、11y’は記録媒体7のY方向の全印字幅を印字でき、搬送される記録媒体7に対して固定される固定のラインヘッドを構成している。
ベルトプラテン9は、キャリッジ8の記録ヘッド11下面に上下可能に対向配置されている。ベルトプラテン9は、例えば無端の帯状のベルト12を、例えば3つのプラテンローラ13a、13b、13cにより張力を与えて支持し、下流側のローラ13bを回転駆動してベルト12を移動させる。ベルト12は、複数の孔(不図示)が設けられ、これら孔から吸引機構(不図示)によりエアーを吸引することで、ベルト12上に記録媒体7が吸着保持される。以上により、ベルト12の移動によって記録媒体7は、搬送方向Aに一定の搬送速度で搬送される。ベルト12、3つのプラテンローラ13a、13b、13c、及び、吸引機構を有するベルトプラテン9は、記録媒体7を搬送方向Aに搬送する搬送機構を構成する。
このベルトプラテン9は、当該ベルトプラテン9の両側に形成される各下端縁9a、9bにおいて、ベルトプラテンの上下機構である2本のプラテン上下機構アーム14、15における各端部のローラ部14b、15bにより載置されている。
これらプラテン上下機構アーム14、15は、それぞれ軸14a、15aにより矢印H方向、矢印I方向に同期して回転可能に支持されている。これらプラテン上下機構アーム14、15が同期して回転すると、図4に示すように各プラテン上下機構アーム14、15の各端部に設けられたローラ部14b、15bがそれぞれベルトプラテン9の各下端繰9a、9bを転動する。これにより、ベルトプラテン9は、矢印J方向(Z方向)に昇降する。また、ローラ部14b、15bは、プラテン上下機構アーム14、15に設けられたローラ軸14c、15cに回転自在に軸支されている。なお、ベルトプラテン9の各下端縁9a、9bは、記録媒体7の搬送方向A(X方向)における上流側と下流側とに形成されている。
このベルトプラテン9は、記録媒体7の記録面への画像形成時に、図1に示すようにベルトプラテン9とキャリッジ8における各インクヘッド群11k、11k’、…、11y’のインク噴射口との間隔を予め設定された画像形成用の間隔に狭めた高さ位置に配置する。又、記録媒体7の詰りや各インクヘッド群11k、11k’、…、11y’のメンテナンス時(例えばジャム処理等)に、ベルトプラテン9は、図3に示すようにベルトプラテン9とキャリッジ8における各インクヘッド群11k、11k’、…、11y’のインク噴射ロとの間隔を予め設定されたメンテナンス用の間隔に広げた高さ位置に配置する。
図4に示すように各キャリッジアーム16がキャリッジ8の両側面から下方に延出されて形成されている。これらキャリッジアーム16は、キャリッジ8における記録媒体7の供給部Mの直後に形成されている。
これらキャリッジアーム16の下端部は、レジストローラ部10をレジストローラ軸17の両端で、第2のフレーム3、4の内側に回転可能に軸支するベアリング23a、23bに嵌合されている。このレジストローラ部10を軸支する高さ位置は、当該レジストローラ部10の各ローラ18の上端面をベルトプラテン9におけるベルト12の高さ位置に略一致させると共に、レジストローラ部10のローラ18に対となるローラが設けられている。このレジストローラ部10は、記録媒体7の搬送方向Aに対して略直交方向であるY方向に設けられている。すなわち、レジストローラ部10は、各インクヘッド群11k、11k’、…、11y’に対して平行に設けられる。
このレジストローラ部10は、軸17と、この軸17に所定間隔毎に設けられた各ローラ18とから構成される。このレジストローラ部10の軸(レジストローラ軸)17の両端部は、図2に示すようにそれぞれ各第2のフレーム3、4にベアリング23a、23bを介して回転可能に軸支され、かつベアリング23a、23bがキャリッジアーム16に嵌合されることで、キャリッジ8と一体的に構成されている。
キャリッジ8には、各キャリッジピン19、20がZ方向に向けて垂下して固定されている。すなわち、これらキャリッジピン19、20はキャリッジ8に保持されている記録ヘッド11に一体的に構成されている。これらキャリッジピン19、20は、キャリッジ8における記録媒体7の搬送方向Aの上流側で記録媒体の幅方向であるY方向の両端に位置している。
これらキャリッジピン19、20は、それぞれ剛性の高い材料により円柱状に形成され、各下端部にそれぞれ円錐状部が形成されている。これらキャリッジピン19、20は、ベルトプラテン9に嵌合してキャリッジ8とベルトプラテン9との位置関係を規制し、レジストローラ部10により導入される記録媒体7の搬送姿勢とベルトプラテン9による記録媒体7の搬送姿勢とを略一致させる。
一方、これらキャリッジピン19、20と対向するベルトプラテン9上の各位置には、図5に示すように位置決め部にそれぞれ位置規制用の各位置決め孔21、22が設けられている。これら位置決め孔21、22は、それぞれベルトプラテン9の上流側のY方向両縁部に形成されている。
一方の位置決め孔21は、キャリッジピン19が嵌合するもので、略Y方向に長い長穴状に形成されている。この位置決め孔21のX方向の寸法は、キャリッジピン19の径と略同一径に嵌合可能に形成されている。
他方の位置決め孔22は、キャリッジピン20が嵌合するもので、円形に形成されている。この位置決め孔21の径は、キャリッジピン20の径と略同一径に嵌合可能に形成されている。
以上のような構成における画像形成動作にあっては、記録媒体7が搬入されると、この記録媒体7は、レジストローラ部10の静止により搬送姿勢を規制された後、搬送力によりベルトプラテン9へ搬入される。このベルトプラテン9は、記録媒体7の搬入と共に当該記録媒体7をベルト12上に吸着保持しながらベルト12の移動と共に各インクヘッド群11k、11k’、…、11y’の下方に搬送する。
この搬送中の記録媒体7上には、各インクヘッド群11k、11k’、…、11y’から順次ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロ(Y)の各インク液がZ(−)方向に噴出されて画像形成される。
このとき、前述してきた作用により、レジストローラ部10の軸方向とベルトプラテン9による搬送方向Aとが互いに垂直な関係に保たれているので、結果、前述した記録媒体7上における各色の位置ずれは生じにくい。
また、メンテナンス時、プラテン上下機構アーム14、15は、それぞれ軸14a、15aを中心に同期して回転し、ベルトプラテン9を図3に示すように下降し、ベルトプラテン9とキャリッジ8における各インクヘッド群11k、11k’、…、11y’のインク噴射口との間隔を予め設定されたメンテナンス用の間隔に広げ。この状態で、記録媒体7の詰りの除去やジャム処理、各インクヘッド群11k、11k’、‥・、11y’等のメンテナンスが行なわれる。メンテナンス終了後、再び、ベルトプラテン9は持ち上げられ、このベルトプラテン9とキャリッジ8における各インクヘッド群11k、11k’、…、11y’のインク噴射口との間隔は、予め設定された画像形成用の間隔に狭めた高さ位置に配置される。
このときも、前記同様に、キャリッジ8の各キャリッジピン19、20がそれぞれベルトプラテン9における各位置決め孔21、22に嵌め込められるので、レジストローラ部10とキャリッジ8とベルトプラテン9との位置関係は保たれ、レジストローラ部10の軸方向とベルトプラテン9による搬送方向Aとは、互いに垂直な関係が保たれる。
従って、メンテナンス等によりキャリッジ8とベルトプラテン9との上下方向の相対移動を何回繰り返しても、レジストローラ部10とキャリッジ8とベルトプラテン9との位置関係は保たれる。
次に、要部について説明する。キャリッジピン19、20と対向するベルトプラテン9上の各位置には、図5に示すようにそれぞれ位置規制用の各位置決め孔21、22が設けられている。これら位置決め孔21、22は、それぞれベルトプラテン9の上流側のY方向両縁部に形成されている。一方の位置決め孔22は、キャリッジピン20が嵌合するもので、円形に形成されている。この位置決め孔22の径は、キャリッジピン20の径と略同一径に嵌合可能に形成されている。
他方の位置決め孔21は、キャリッジピン19が嵌合するもので、略Y方向に長い長穴状に形成されている。
位置決め孔21は図6に示すように移動機構50に構成されている。位置決め孔21の中心は回転部材51の中心Gに対してY方向にdだけオフセットして配置されている。回転部材51のY方向の1端面にはウォームホイール51aが形成されている。
回転部材51の軸部51bはベアリング52を介して固定部材53に対して回転可能に固定されている。そして、固定部材53はベルトプラテン9に固定されている。またウォームホイール51aに係合するウォームギア55を有するステツピングモータであるモータ54も固定部材53に固定されている。
図7を元に動作を説明する。キャリッジピン19の中心とキャリッジピン20の中心との距離をL、回転部材51の中心Gとキャリッジピン19の中心との距離d、回転部材51の中心Gに対する回転角をθ、ベルトプラテン9のキャリッジピン20に対する回転角をφとする。モータ54を回転させて、ウォームギア55を回転させると、回転部材51が回転中心G周りに角度θだけBの方向に回転する。すると位置決め孔21及び、位置決め孔21に嵌合する位置決めピン19はベルトプラテン9に対してX(+)方向にm=d×sinθ移動する。するとベルトプラテン9は、キャリッジ8すなわちこれに固定されている各インクヘッド群11k、11k’、…、11y’に対して位置決めピン20の中心周りにφだけC方向に回転する。ここでφはsin-1(m/L)である。
一方ベルトプラテン9は、ベルトプラテン9の平面状の下端縁9a、9bがプラテン上下機構アームの外形が円筒状のローラ部14b、15b上に置載されている。この為ベルトプラテン9がローラ部14b、15b上で滑る事によりXY平面に平行な方向に移動、傾き可能に支持されている。また各インクヘッド群11k、11k’、…、11y’が固定されているキャリッジ8は第1のフレーム1、2及び各第2のフレーム3、4に対して固定されている。
上記の様に構成されているため、位置決め孔21を角度θ回転させることで、第1のフレーム1、2及び各第2のフレーム3、4に対して固定されているキャリッジ8に固定されたキャリッジピン20の中心に対してベルトプラテン9を角度φだけZ軸周りに傾けることができる。ベルトプラテン9を図7に示すC方向とは逆に傾ける時には、ウォームギア55を上記とは逆に回転させれば良い。
例えば、インクヘッド11kと11yの記録媒体の搬送方向の距搬が300mmとしインクヘッド11kと11yのY方向の位置を、を300dpiの半分のピッチつまり0.042mm(=25.4/300/2)だけキャリッジ8に対してベルトプラテン9を傾けて補正する場合には次の様に行う。
キャリッジ8に対してベルトプラテン9はφ=0.0081度(=sin-1(0.042/300))傾ければ良い。
例えば、L=400mm、d=10mmとすると前式よりθを0.32度とすれば良い。モータ54を回転部材51が0.32度回転するまで回転させる。この様にして、ベルトプラテン9をキャリッジ8つまりインクヘッド群11k、11k’、…、11y’およびこれに一体構成になっているレジストローラ部10に対してZ軸の周りに傾ける事ができる。これにより、ベルト12の搬送方向または、記録媒体7の搬送方向がインクヘッド群11k、11k’、…、11y’に対して斜行している場合、ベルトプラテン9をキャリッジ8に対して傾けることにより斜行を補正することができる。
センサーについて説明する。
本実施例では、ベルトプラテン9のキャリッジ8すなわちこれに固定されているインクヘッド群11k、11k’、…、11y’に対するZ軸周りの傾きを検出する。Z軸は記録媒体7の搬送方向Xに対して垂直方向であり、ベルトプラテン9上の記録媒体7の記録面に対して垂直であり、インクヘッド11k等から吐出されるインク滴の飛翔方向に平行方向である。
図8に示すように、ベルトプラテン9の上流側の両端に配置された位置決め孔21、22に隣接してターゲットとして反射ターゲット63が配置されている。
反射ターゲット63は四角いガラス平板で構成され、その表面はY方向に平行な境界線で3分割されている。中央の反射面63aは波長900nmの光に対して、例えば95%以上と高い反射率を有し、その両側の反射面63bは波長900nmの光に対して例えば5%以下と低い反射率を有する様にコーティングがされている。
その反射ターゲット63に対向する様に、キャリッジ8にはLED61と受光素子62が配置されている。LED61と受光素子62と反射ターゲット63でセンサー60A、60Bを構成している。
センサー60A、60Bの受光素子61の受光面はY方向に平行な境界線で上流側からそれぞれa1、a2及びb1、b2と2分割されている。LED61からは波長900nmの近赤外線を放射する。LED61から放射された発散光または平行な光は反射ターゲット63に投射される。その時の光の外形は、同図に示すように中央の反射面63aのX方向の幅よりもやや大きめである。その光の内反射率の高い中央の反射面63aで反射された小判状の光は受光素子62の中央に入射する様に、LED61、反射ターゲット63、受光素子62を配置している。それぞれ2つずつのLED61、受光素子62、反射ターゲット63はZ方向から見てその中心がY方向に平行な直線上にある様に配置されている。
LED61から放射された光を反射ターゲット63を介して受光した受光素子62は、分割された受光面a1、a2及びb1、b2から電気信号を出力し、図9に示すように(a1+b2)−(a2+b1)の様に演算処理され傾き情報を得る。この傾き情報は、図10のように見た場合に分割された受光面a1、a2及びb1、b2の対角の和信号をとりその差信号を得ることになる。なお、傾き情報は4つの受光面のすべての和信号で正規化して、((a1+b2)−(a2+b1))/(a1+a2+b1+b1)の様にすると、光量変化による傾き情報の誤差が少なくなりさらに良い。
図10に示すようにキャリッジ8に対してベルトプラテン9が斜めになっていない二点差線で示す9の状態から、Z軸周りに同図の矢印方向に回転しベルトプラテン9’の状態
になった場合を想定する。
この時には反射ターゲット63の中心がLED61からの光の中心に対してずれるため、そこからの反射光も図10に示すように分割された受光面a2、b1側に移動した様になる。その結果受光面a2、b1からの信号が増加し、受光面a1、b2からの信号が減少し傾き情報は0から(−)側に変化する。従って、ベルトプラテン9とキャリッジ8とのZ軸周りの傾き状態が検出できる。
なお、ベルトプラテン9がY方向に平行移動した場合には、その移動方向は、反射ターゲット63の境界線と平行であるため傾き情報は変化しない。また、ベルトプラテン9がX方向に平行移動した場合には、受光素子62に入射する光もX方向に移動し、例えば受光面a1、b1からの信号が増加し、受光面a2、b2からの信号が減少するが、傾き情報は、(a1+b2)−(a2+b1)の様に演算されるためX方向の移動による傾き情報変化はキャンセルされ変化しない。
また、厚さの異なる記録媒体に対応させる為等でキャリッジ8に対してベルトプラテン9をZ方向に移動した場合には、LED61から反射ターゲット63を介して受光素子62に至る光の光軸はYZ平面上にあり、反射ターゲット63もYZ平面に平行な境界を有し、さらに、受光素子62の表面もYZ平面に平行な分割線によって分割されている。この為、ベルトプラテン9が上下動して反射ターゲット63が上下動しても、反射ターゲット63及び受光素子62上の光は、YZ平面に平行な方向に移動するだけであるので、傾き情報は変化しない。
従って、ベルトプラテン9とキャリッジ8とのZ軸周りの傾き状態のみが検出できる。
上記検出した傾き情報を画像形成装置の制御部49に入力し、制御部49からモータ54の回転を制御し、傾き情報を0になるように制御することで、キャリッジ8に対してベルトプラテン9のZ軸周りの傾きを制御でき、その結果各インクヘッド群11k、11k’、…、11y’に対するベルト12の搬送方向及び記録媒体7の搬送の斜行が補正でき、色ずれを低減できる。
なお、初期の色ずれ検査等により、傾き情報が0ではない所定の値の時に画像が最適であると分かっている場合には、その所定の値になるように制御する。
また、所定の角度例えば0.005度ずつベルトプラテン9を傾けて記録媒体7に画像を形成し、その角度と画像の色ずれの関係より色ずれが最小となる最適なベルトプラテン9の傾きを設定する事もできる。
キャリッジ8とベルトプラテン9がZ軸周りに傾いてしまう場合としては、例えば、外的な衝撃または振動等により第1のフレーム1、2に対して第2のフレーム3、4が変形する場合がある。また、外的な衝撃または振動等によりキャリッジ8とベルトプラテン9の相対位置を規制するキャリッジピン19、20が撓み変形する場合もある。
これらの場合においても、上述した様にキャリッジ8とベルトプラテン9のZ軸周りの相対傾きを検出し、補正することができる。
本実例ではレジストローラ10がキャリッジ8側に一体構成され、ベルトプラテン9がレジストローラ10及びキャリッジ8に対して傾き補正されるので、ベルトプラテン9をキャリッジ8に対して傾けてもレジストローラ10とキャリッジ8の相対位置はずれない。
また、インクヘッドが配置されたキャリッジ8に対抗したベルトプラテン9上の記録媒体7に垂直な軸の周りにベルトプラテン9を傾き補正したので、ベルトプラテン9を傾けても記録媒体7とインクヘッドとの間隔は変わらない。この為記録媒体7とインクヘッドが近接しジャムがより発生しやすくなる事が無い。
また、各色のインクヘッドすべてが配置されたキャリッジ8が一体であり、これに対してベルトプラテン9との傾き位置が補正されるので、ベルトプラテン9を傾き補正しても、各色のY方向の相対位置がずれない。また、傾き補正部は1セットで良い。
これに対して、例えば各色毎のインクヘッドをベルトプラテン9に対して傾き補正した場合には、各色のY方向の位置がずれてしまい色ずれが生じてしまう。また傾き補正部は各色毎に複数必要となり装置が大型化してしまう。
また、光源として可視光ではなく赤外線を使用しているので、反射ターゲット等のインクの汚れに対して影響を受けにくい。
なお、センサーの一部をキャリッジ8に固定したが、インクヘッドに一体構成になっている部材であればどこでも良く例えばインクヘッドに固定しても良い。また、キャリッジ8とキャリッジ8を固定する画像形成装置のフレームとの間の位置ずれが小さい場合には、キャリッジ8に代えてフレーム等にセンサーの一部を配置しても良い。
また、反射ターゲット63をキャリッジ8に配置し、LED61と受光素子62をベルトプラテン9に配置しても同様の効果を得ることができる。
また、2つのセンサー60A、60Bをベルトプラテン9の上流側で、Y方向の両側に配置したが、下流側でも良い。
またY方向の一端でX方向に離間させて2つのセンサー60A、60Bを配置することもできるし、ベルトプラテン9の対角に配置することもできる。
また、LEDを光源に用いたが、LDや他の光源を用いても良い。また、受光素子として受光面が2分割されたPDなどの受光素子を用いたが、表面が分割されておらず、受光面に投射された光の強度の重心位置に関連した信号を出力する位置検出素子(例えば浜松ホトニクス社の S4583−04等)やCCDセンサーなどを用いても良い。
上記の構成では搬送機構であるベルトプラテン9の一部を構成する移動するベルト12やベルト12で搬送される記録媒体7では無く、ベルトプラテン9の搬送方向Aに移動しない固定された部分のキャリッジ8に対する傾きを検出した。しかし、ベルトプラテン9を傾けるとベルトプラテン9の一部を構成するプラテンローラ13a、13b、13cにより駆動されるベルト12も同じ角度傾く。
さらには、ベルトプラテン9を傾けるとベルト12によって搬送される記録媒体7の搬送方向も同じ角度傾く。従って、本実施の形態においては、キャリッジ8すなわちこれに固定配置されるインクヘッド11k等に対する記録媒体7の搬送方向の傾きに対して誤差はあるがこれに関連したベルトプラテン9の固定部の傾きを検出することにより代用している。搬送方向Aに移動するベルト12や記録媒体7では移動によって反射率が変動し易い。また、記録媒体7は種々の表面の反射率や、大きさ、表面の撓み等があるのに対して、ベルトプラテン9の固定部に固定されLED61と受光素子62に対して搬送方向Aに移動しない反射ターゲット63を検出するので検出が安定する利点を有する。また、記録媒体7には特定の反射ターゲットを印字する必要が無いので印字品質を劣化させない。
上述した構成によって、キャリッジ8つまりこれらに一体構成されたインクヘッド11k等と、搬送機構であるベルトプラテン9つまりこれに配置されているベルト12の移動方向つまりベルト12によって搬送される記録媒体7の搬送方向との記録媒体の記録面に公差し垂直であるZ軸周りの相対的な傾きを検出する事ができる。さらにはベルトプラテン9の記録媒体の記録面に公差し垂直であるZ軸周りの傾きを補正する事により、このZ軸周りの相対的な傾きを補正し、記録媒体7上に着弾するインクヘッド群からのインクの着弾ずれを補正し、色ずれを低減させることが可能になり、記録媒体7上に形成される画像の品質を向上させることができる。
(実施例2)
本発明の第2の実施形態について以下に説明する。実施例1と同じ構成の部分に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ、以下に説明する。
本実施の形態では図11に示すようにセンサー70A、70Bを用いる。反射ターゲットは用いないで、ベルトプラテン9にLED71を配置し、キャリッジ8側には、図12に示すように受光面がX、Y軸に平行に4分割された受光素子72が配置されている。各受光面は、センサー70Aの受光素子72としてc1、c2、c3、c4が分割配置され、センサー70Bの受光素子72としてd1、d2、d3、d4が分割配置されている。
LED71から光を受光することにより、各受光面c1〜c4、d1〜d4から各電気信号c1e、c2e、c3e、c4e、d1e、d2e、d3e、d4eを出力する。この電気信号に基づき下記に示す計算式に沿って、Z軸周りの傾き、X方向の位置、Y方向の位置を演算(演算方法は限定しない、例えばオペアンプ、CPUなどを利用しても良い)することによりキャリッジ8に対するベルトプラテン9の3方向の相対位置、角度が検出できる。下記の3つの傾きまたは位置情報は、実施例1の様に受光面の出力の総和(c1e+c2e+c3e+c4e+d1e+d2e+d3e+d4e)で除算して正規化しても良い。
Z軸周りの傾き = (c1e+c2e+d3e+d4e)−(c3e+c4e+d1e+d2e)
X方向の位置 = (c1e+c2e+d1e+d2e)−(c3e+c4e+d3e+d4e)
Y方向の位置 = (c1e+c3e+d1e+d3e)−(c2e+c4e+d2e+d4e)
Z軸周りの傾きの検出により実施例1の様に色ずれを補正できる。
例えば、外部の振動等でベルトプラテン9がX方向に移動すると各色の搬送方向の色がX方向にずれるが、これをベルトプラテン9のX方向の位置ずれを検出し、この位置ずれ量を元に各インクヘッドのインクの吐出タイミングを制御することにより色ずれを低減できる。
さらに、外部の振動等でベルトプラテン9がY方向に移動すると各色の搬送方向の色がY方向にずれるが、この場合もベルトプラテン9のY方向の位置ずれを検出することで、この位置ずれ量を元に各インクヘッドの所定画像に対するノズル列方向の吐出位置を所定ノズル分ずらした吐出情報として各インクヘッドに入力して制御することができ、色ずれを低減できる。
上記構成によれば、反射ターゲットが不要で構成が簡略化することができる。また、キャリッジ8とベルトプラテン9のZ軸周りの回転ずれだけでなく、X軸、Y軸方向の位置ずれも検出でき色ずれ補正等に用いる事ができる。
なお、ベルトプラテン9には受光素子72を配置し、キャリッジ8側にはLED71を配置しても良い。
(実施例3)
図13−15に本発明である第3の実施形態について説明する。実施例1と同じ構成の部分に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ、以下に説明する。
磁性部材であるマグネット81と各ホール素子(磁気センサー)の位置関係を図13、14に示す。センサー80A、80Bはそれぞれベルトプラテン9に配置された1つのマグネット81とキャリッジ8に配置されたX方向に配列された2つのホール素子82a、82bまたは83a、83bから構成される。そして、マグネット81の磁界分布と各ホール素子の位置による磁界強度の違いを利用して傾きを検出する。
詳細には、図15に示すマグネット81によるZ方向に同一の所定距離離れたホール素子82a、82b、83a、83bのZ方向位置におけるX方向の磁界分布のx1、x2の位置に、各ホール素子82a(x1の位置)、82b(x2の位置)及び83a(x1の位置)、83b(x2の位置)が配置されている。
従って、傾き情報は各ホール素子の出力(磁界強度に対応した電気信号)82ae、83be、82be、83aeに基づき、(82ae + 83be)−(82be + 83ae)の演算をすることにより算出することができる。
なお、ベルトプラテン9には各ホール素子を配置し、キャリッジ8側にはマグネット81を配置しても良い。
なお、磁界検出センサーとしてホール素子を持ちいたが、それ以外の磁界検出センサーを用いる事もできる。
本実施例の場合には、光を用いないのでインクの汚れや、紙粉があっても傾き情報に影響を受けない効果がある。
(実施例4)
図16、17本発明の第4の実施形態について以下に説明する。実施例1と同じ構成の部分に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ、以下に説明する。本実施例ではベルト12のキャリッジ8に対する斜行を検出する。
センサー90A、90Bはベルト12のY方向の一端でX方向に離間して配置されている。
ベルト12の全週にはY方向の一端にターゲットとして反射ターゲット93が形成されている。中央には反射率の高い反射部93aが形成されその両側には反射率の低い低反射部93bが形成されている。
キャリッジ8にはX方向に配列する様にLED91と受光面がX方向に2分割された受光素子92が配置されている。受光素子92は90A側ではe1とe2のように分割され、90B側ではf1、f2のように分割される。各受光素子は受光量により電気信号e1e、e2e、f1e、f2eを出力する。
図17に示すように、LED91から出射した光は反射ターゲット93に投射され反射部93aからの強い反射光は受光素子92に入射する。受光素子92の分割された受光面の出力を(e1e+f2e)−(e2e+f1e)のように演算することによりキャリッジ8に対するベルトプラテン9のZ軸周りの傾きがわかる。これによって実施例1と同様にして色ずれを補正できる。
本実施形態の場合にはベルトプラテン9の固定部では無く記録媒体7を直接搬送するベルト12の傾きを検出しているので、ベルトプラテン9の固定部とベルト12の傾きずれが生じても検出誤差にならず、よりキャリッジ8に対する記録媒体7の斜行の検出精度が高く、補正の精度が高いものにできる。
LED91と受光素子92に代えてセンサがY方向に延在するライン型CCDを2個、
センサー90A、90BのLED91の位置に配置し、ベルト12の反射ターゲット93のY方向のエッジを検出し、2個のライン型CCDの像を比較する事でもベルトの斜行を検出する事ができる。
光学センサーでは無く、ベルト12にストライプ状に磁性部材を印刷すれば磁気センサーにて斜行を検出することもできる。この場合には、光を用いないのでインクの汚れや、紙粉があっても傾き情報に影響を受けない効果がある。
図18に示すように、ベルトプラテン9の固定部にLED91を配置し、ベルト12の全週にX方向に直線状に連続して配列した複数の孔94を開けて、孔94を介して受光素子92に光を投射するようにしても、ベルト12のY方向の位置に応じて孔94を透過した光は受光素子92上でY方向の移動するので同様に検出できる。
なお、孔94に代えて用いる光源からの光に対して透過率の高いベルト12の材質であれば、開口ではなく、透過率の異なる直線状に配列した複数の円形の光透過部や、連続したストライプ状の光透過部でも同様の機能を有する。
(実施例5)
図19本発明の第5の実施形態について以下に説明する。
実施例1と同じ構成の部分に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ、以下に説明する。本実施の形態では、記録媒体の搬送方向を直接センサーで検出する。
キャリッジ8には2台のレーザドップラー測定器(光学式の速度センサー)100A、100Bが図20の様にそれぞれの出射光軸がベルト12のY方向中央で45度の角度をもって記録媒体7の搬送速度を略直線状に測定する様に配置されている。
この様に構成することで、記録媒体7の搬送方向がY軸に平行方向の場合には、図21に示すD矢印の様になり、レーザドップラー測定器100A、100Bは記録媒体7の搬送速度のそれぞれの出射光軸に平行な成分が検出され、それぞれg1、h1の同じ速度情報を出力する。
しかし、記録媒体7の搬送方向がY軸からθ傾きD’矢印のようになった場合には、レーザドップラー測定器100A、100Bの出力は、g2、h2と増減する。
従ってレーザドップラー測定器100A、100Bの出力の差動を演算することで記録媒体の搬送方向を直接検出することができる。
本実施例の場合には、記録媒体の搬送方向を直接検出できるのでベルトプラテン9とベルト12の間の傾きずれや、ベルト12と記録媒体7との間の滑りがあった場合にも検出誤差にならず検出精度が高い。
本実施例では、レーザドップラー測定器は2台使用したが、図22に示すように1台を切替て使用しても良い。レーザドップラー測定器100から出射した光は液晶シャッター101に入射する。そして、液晶シャッター101が光を反射する場合には、光はミラー102を介して記録媒体7に投射される。また液晶シャッター101が光を透過する場合には、光はミラー103、104を介して記録媒体7に投射される。
液晶シャッター101を短時間で切替ることにより1台のレーザドップラー測定器でも2方向からの速度を時分割で検出することができ、安価に構成できる。
なお、本実施例の場合には記録媒体の速度を検出したが、ベルトの速度を検出しても良い。この場合には、記録媒体の種類によって反射率などが変わっても安定した傾き情報を得ることができる。当然のことながら搬送される記録媒体のあいだの隙間や、記録媒体の幅よりもY方向の端のベルトに光を投射して検出する。
(実施例6)
図23、24を用い本発明の第6の実施形態について以下に説明する。説明部以外は第1の実施形態と同様。同機能には同番号を付与。
本実施の形態では、ベルトプラテン9の傾き駆動機構として2本のキャリッジピン19、20の撓みと2個の電動シリンダ110、111を用いる。ベルトプラテン9上にはステンレス製のキャリッジピン19、20と対向する各位置に位置決め穴21、22が設けられている。位置決め穴21はベルトプラテン9上に略Y方向に長穴に固定的に形成されており、第1の実施形態の様な移動機構50は構成されていない。位置決め穴22は、第1の実施の形態と同様にキャリッジピン20が嵌合するもので、円形に形成されている。
ベルトプラテン9のX(+)側のY方向両側には電動シリンダ110、111が配置されている。電動シリンダ110、111は同じ構成を有する。電動シリンダ110、111はそれぞれシリンダ110a、111aを有し、シリンダ110a、111aがその延在方向に直進移動する。
キャリッジ9のX(+)側のY方向両側には、Z(−)方向に突出した突起8a、8aが形成されている。
ベルトプラテン9が画像形成位置にある時には、シリンダ110a、111aの先端はそれぞれ突起8a、8aに当接している。
第1の形態と同様にキャリッジ8に対するベルトプラテン9のZ軸回りの傾きを検出する図示しないセンサー60A、60Bが配置されている。
図24(a)は、キャリッジ8に対するベルトプラテン9のZ軸回りの傾きが無い場合を示す。この状態では、電動シリンダ110、111からそれぞれのシリンダ110a、111aの先端は同じ長さだけ突出し、それぞれ突起8aに当接している。
キャリッジ8に対してベルトプラテン9をZ軸回りに傾ける場合には、例えば図(b)に示すように、電動シリンダ110のシリンダ110aの突出長さを短くし、電動シリンダ111からのシリンダ111aの突出長さを長くする。ベルトプラテン9は突起8a、8aに対してZ軸回りの回転トルクを受けて、キャリッジピン19、20の先端が図23の19a、20aに示すようにX方向の逆方向に撓む事により、キャリッジ8に対してベルトプラテン9がZ軸回りに傾く。
キャリッジピン19、20が電動シリンダ110、111の発生するZ軸回りのトルクによりX方向に容易に撓む事ができる様に、その材質、直径、長さが適宜選定される。
キャリッジ8に対するベルトプラテン9のZ軸回りの傾きを検出する図示しないセンサー60A、60B等の信号により、キャリッジ8に対するベルトプラテン9のZ軸回りの傾きを補正し色ずれを低減させる事ができる。
本実施の形態では電動シリンダ110、111はキャリッジ8に当接させて押したが、キャリッジ8に対して固定されている例えば第1のフレーム1、2でも良い。
またシリンダが直動する電動シリンダでは無く、ラックアンドピニオンの様なギアを組み合わせても良い。
本実施の形態によれば、ベルトプラテン9の傾きの支持機構をキャリッジ8とベルトプラテン9の相対位置決め部材であるキャリッジピン19、20の弾性変形を利用した。この為第1の実施形態の様な移動機構50が不要で構成が簡略化される。
本実施の形態ではステンレス製の断面円形の2本の弾性変形するピンを用いた。しかし、これに限らず例えば材質はステンレス以外の鋼鉄やリン青銅等の他の金属、樹脂、硬質ゴム等他でも良い。またピンの形状も四角断面や、円錐形状等弾性変形する形状であれば何でも良い。
(実施例7)
図25、26を用い本発明の第7の実施形態について以下に説明する。説明部以外は第1の実施形態と同様。同機能には同番号を付与。
本実施形態においては、ベルトプラテン9は上下(Z方向)に移動せず、固定で、キャリッジ8に上下の移動機構112が配置されて、メンテナンス動作時等の場合にキャリッジ8が第1のフレーム1、2に対して上下動する。移動機構はスライドレールと駆動モータ、ギア等の既知の手段によって構成する事ができる。
第1のフレーム1、2にはベースプレート113が固定されている。このX(−)側の中央にはピン114が固定されている。X(+)側の中央には回転するリードスクリュー117aを有するモータ117が固定されている。
ベルトプラテン9はZ(−)側に底板116、リブ115が固定されている。ベルトプラテン9は底板116の下面がベースプレート113の上面に摺動可能に乗せられている。底板116のX(−)方向中央にはピン114に対応する位置に位置決め穴116aが形成され、ピン114が位置決め穴116aに回転可能に挿入されている。また、ベルトプラテン9のX(+)側に配置されたリブ115の中央にはリードスクリュー117aに螺合する様に半分にカットされた雌ねじ118が固定されている。
この様に構成する事によりベルトプラテン9はベースプレート113に対して、ピン114を中心としてZ軸回りに回転可能に構成されている。
また、モータ117のリードスクリュー117aを回転する事により、モータ117に対して雌ねじ118をY方向に移動させる事により、ベルトプラテン9をベースプレート113に対して、ピン114を中心としてZ軸回りに回転駆動する。
上記の様に構成する事により、ベルトプラテン9とキャリッジ8を直接位置決めしなくても、キャリッジ8に対するベルトプラテン9のZ軸回りの傾きを補正し色ずれを低減させる事ができる。
(実施例8)
図27、28は、実施例8について示す図である。本発明の第8の実施形態について以下に説明する。説明部以外は第1の実施形態及び、第7の実施形態と同様。同機能には同番号を付与する。
本実施形態においては、ベルトプラテン9は第1の実施の形態と同様に上下(Z方向)に移動可能に構成されている。また、第1のフレーム1、2に対してベルトプラテン9はZ軸周りに傾き可能には構成されておらず、キャリッジ8がZ軸周りに傾き可能に構成されている。
連結フレーム5、6をY方向に連結する様に連結フレーム120、121が固定されている。
連結フレーム120のY方向の中央にはピン114が固定されている。連結フレーム121のY方向の中央には回転するリードスクリュー117aを有するモータ117が固定されている。
キャリッジ8のX(−)側の下面には当接面8bが形成され、そのY方向中央部にはピン114に対応する位置に位置決め穴8aが形成されている。また、キャリッジ8のX(+)側の下面には固定面8cが形成され、リードスクリュー117aに螺合する様に半分にカットされた雌ねじ118が固定されている。ピン114が位置決め穴8aが挿入し、当接面8bが連結フレーム120の上面に摺動可能に乗せられている。
レジストローラ部10は連結フレーム5、6にその両端を保持されている。
この様に構成する事によりキャリッジ8は連結フレーム120、121つまり、第1のフレーム1、2及びベルトプラテン9に対して、ピン114を中心としてZ軸回りに回転可能に構成されている。
モータ117のリードスクリュー117aを回転する事により、モータ117に対して雌ねじ118をY方向に移動させる事により、キャリッジ8をベルトプラテン9に対して、ピン114を中心としてZ軸回りに回転駆動する。レジストローラ部10は連結フレーム5、6に保持され、キャリッジ8とは一体となってZ軸周りに回転しないので、キャリッジ8をZ軸周りに回転してもレジストローラ部10とベルトプラテン9の傾きは変化せず記録媒体7の搬送が正しく行われる。
上記の様に構成する事により、ベルトプラテン9に対するキャリッジ8に固定された記録ヘッド11のZ軸回りの傾きを補正し色ずれを低減させる事ができる。
本実施形態では、搬送機構は傾け無いので、記録ヘッドに対向した搬送機構を傾けるのが困難な例えば、記録ヘッドに対して大型の搬送機構を有する画像形成装置や、ロールで搬送する連続紙の画像形成装置にも好適である。
本実施の形態では、記録ヘッドが固定されたキャリッジを傾けたが、例えば、4色のインクヘッド群が一体の記録ヘッドとなっている場合には、記録ヘッドを傾けても良い。
また、本実施形態ではキャリッジと連結フレームの間にZ軸周りの傾き機構の駆動部を配置したが、実施例6と同様なキャリッジとベルトプラテンの間にZ軸周りの傾き機構の駆動部を配置する事もできる。
また、本実施形態ではキャリッジを1本のピンの周りに摺動させて傾けたが、実施例6の様にキャリッジとベルトプラテンの間等に配置した弾性変形するピン等で構成する事もできる。
(実施例9)
図29は、実施例9について示す図である。本発明の第9の実施形態について以下に説明する。説明部以外は第1の実施形態と同様。同機能には同番号を付与する。
本実施形態においては、第1の形態に対して移動機構50が無く、記録ヘッド11に対してベルトプラテン9はZ軸周りに傾き可能には構成されていない。本実施形態では、機械的に傾きを補正するのでは無く、吐出情報を補正する事により傾きによる色ずれを補正する。
図29(a)に示すように、第1の実施形態と同様のキャリッジ8に対するベルトプラテン9のZ軸周りの傾きを検出するセンサー60A、60Bの出力信号により得られた傾き情報を制御部49に入力させる。またホストコンピュータ123からの画像情報が制御部49に送られ、吐出情報を生成し、その吐出情報を各インクヘッド群11k、11c、11m、11yに入力し、各インクヘッド群11k、11c、11m、11yの各ノズル124k、124c、124m、124yからインクが記録媒体7に吐出される。図29では各インクヘッド群11k、11k’、11c、11c’、11m、11m’、11y、11y’は簡略化して各々1本のノズル列を有するインクヘッド群11k、11c、11m、11yとしている。図29では、各ノズル124k、124c、124m、124yからの吐出の一例を、吐出するノズルは黒丸、吐出しないノズルは白丸で表している。
図29(b)はベルトプラテン9がZ軸傾きにφ傾いた場合を示す。この場合には、記録媒体7が傾いたベルトプラテン9により搬送されるので、最上流のインクヘッド列11kから吐出されるブラックのインクが記録媒体7に着弾する位置に対して、最下流のインクヘッド列11yから吐出されるイエロのインクが記録媒体7に着弾する位置が記録媒体7上の記録媒体7の幅方向の最大の色ずれ量Sとなる。
ノズル124kとノズル124cのX方向の距離をqc、ノズル124kとノズル124mのX方向の距離をqm、ノズル124kとノズル124yのX方向の距離をqyとし、各ノズルのY方向の配列ピッチをpとする。下記のずらし量rc、rm、ryの値を制御部49にて計算する。ずらし量rc、rm、ryの各値は小数点以下を四捨五入した整数である。
rc=(qc・tanφ)/p
rm=(qm・tanφ)/p
ry=(qy・tanφ)/p
制御部49では、ずらし量rcの値だけノズル列方向に吐出ノズル位置をずらした吐出情報を生成し、インクヘッド群11cに吐出情報を入力する。同様にして、ずらし量rmの値だけノズル列方向に吐出ノズル位置をずらした吐出情報を生成し、インクヘッド群11mに吐出情報を入力し、ずらし量ryの値だけノズル列方向に吐出ノズル位置をずらした吐出情報を生成し、インクヘッド群11yに吐出情報を入力する。図29(c)の補正後の状態は、ずらし量rc=1、rm=1、ry=2の場合に、各インクヘッド群11c、11m、11yにずらして補正した吐出情報を入力した状態を示す。
上記の様に構成したので、キャリッジ8つまり記録ヘッド11に対して、ベルトプラテン9がZ軸周りに傾いても、記録ヘッド11に入力させる吐出情報を傾きに応じてノズル列方向に所定量ずらす事により、記録媒体7に着弾させる各色のインクのY方向の色ずれ量Sをノズルピッチの半分以下にする事ができる。
各インクヘッド群11k、11c、11m、11yの各ノズル124k、124c、124m、124yのY方向の最大幅は、予測される最大の吐出ノズルのずらし量に応じて、最大印字幅よりもノズル列の幅を広くすることが好ましい。
本実施形態では、キャリッジ8とベルトプラテン9のZ軸周りの相対傾きを補正する機械的な機構が無くてもY方向の色ずれを補正できるので、安価で、小型な画像形成装置とする事ができる。
なお、本実施形態では、ブラックのノズル124kを基準位置にして各ノズル124c、124m、124yの吐出ノズルのずらし量を定めた。しかし、例えばノズル124c、124mの中心や、124yなど他のノズル位置または、それからずれた位置を基準にしても良い。
上述した実施形態に限らず例えば下記の様な構成であっても良い。傾き補正部は特に限定するものではない。
また、キャリッジやベルトプラテンの傾き機構は特に限定するものでは無く、ピエゾアクチュエータ、エアシリンダー、ボイスコイルモータ、ギア、カム、ベルト等種々の駆動機構を有する傾き機構であっても良い。また、傾き機構の支持機構も特に限定するものでは無く、種々の転がり軸受けやスライド軸受けや、リンク機構、弾性部材等を利用した支持機構が使用できる。
また、記録媒体の搬送機構は得に限定する物では無く、ベルトプラテン以外にも、ローラ搬送、移動テーブル等でも良い。
また、複数の記録ヘッドをキャリッジに固定した構成ではなく、複数のノズル列を有する一体の記録ヘッドであっても良い。また、1色に対して複数のインクヘッドを記録媒体の幅方向に組み合わせたが、1個の長いインクヘッドでも良い。
また、4色の記録ヘッドを配置したが、2列以上の記録ヘッドが配列している画像形成装置であれば好適に適用できる。
傾き補正部の傾き補正機構を記録ヘッドが固定されたキャリッジに配置したが、記録ヘッドと一体構成された他の部材や記録ヘッドそれ自体に構成されていても良い。また、傾き補正部の傾き補正機構を記録媒体の搬送機構に配置したが、搬送機構と一体構成された他の部材でも良い。
また、この発明は、前記実施例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、さらには、異なる実施例に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
本発明で用いる画像形成装置の側面図である。 本実施例を示す図である。(a)はキャリッジとフレーム周りを示す平面図である。(b)はキャリッジガイド機構を示す図である。 本実施例で用いる画像形成装置の側面図である。 各キャリッジアーム16とキャリッジ8の関係を示す側面図である。 位置規制用の各位置決め孔を示す平面図である。 移動機構50に構成されている位置決め孔21の中心が回転部材51の中心Gに対してY方向にdだけオフセットして配置され、回転部材51のY方向の1端面にはウォームホイール51aが形成されていることを示す図である。 キャリッジピン20の中心とキャリッジピン19の中心との距離をL、回転部材51の中心Gに対する回転角をθ、ベルトプラテン9のキャリッジピン20に対する回転角をφであることを示す図である。 ベルトプラテン9の上流側の両端に配置された位置決め孔21、22に隣接して反射夕一ゲット63の配置を示す図である。 演算処理され傾き情報の演算を示す図である。(図8の場合に分割された受光面a1、a2及びb1、b2の対角の和信号をとりその差信号を得る)。 キャリッジ8に対してベルトプラテン9が斜めになっていない二点差線で示す9の状態から、Z軸周りに同図の矢印方向に回転しベルトプラテン9の状態になった場合を想定した図である。 実施例2を示す図である。 受光面がX、Y軸に平行に4分割された受光素子の配置を示した図である。 ホール素子の位置関係を示した図である。 ホール素子の位置関係を示した図である。 マグネットによる磁界分布のx1、x2の位置を示した図である。 実施例4を示す図である。 光源から出射した光が反射ターゲットに投射され反射部からの強い反射光を受光素子に入射することを示した図である。 光源から照射した光が孔を通過して受光素子で受光する位置を示す図である。 実施例5を示す図である。 実施例5のセンサー位置の例を示す図である。 実施例5により傾きを算出するときのグラフを示す図である。 光路を切替えて測定する場合の光学系を示す図である。 実施例6を示す図である。 実施例6を示す図である。(a)はキャリッジに対するベルトプラテンのZ軸回りの傾きが無い場合である。(b)は一方の電動シリンダの突出長さを短くし、他方のシリンダからのシリンダの突出を長くした図である。 実施例7を示す図である。 実施例7を示す図である。 実施例8を示す図である。 実施例8を示す図である。 実施例9を示す図である。(a)はキャリッジに対するベルトプラテンのZ軸回りの傾きが無い場合である。(b)はキャリッジに対するベルトプラテンのZ軸回りの傾きが有る場合で、記録ヘッドへ入力される吐出情報を補正していない色ずれが未補正の場合である。(c)はキャリッジに対するベルトプラテンのZ軸回りの傾きが有る場合で、記録ヘッドへ入力される吐出情報を補正して色ずれが補正された場合である。 従来例を示す図である。
符号の説明
1 ・・・ 第1のフレーム
2 ・・・ 第1のフレーム
3 ・・・ 第2のフレーム
4 ・・・ 第2のフレーム
5 ・・・ 連結フレーム
6 ・・・ 連結フレーム
7 ・・・ 記録媒体
8 ・・・ キャリッジ
8a ・・・ 突起
8b ・・・ 当接面
8c ・・・ 固定面
9 ・・・ ベルトプラテン
9a ・・・ 下端縁
9b ・・・ 下端縁
10 ・・・ レジストローラ部
11k ・・・ インクヘッド
11k’ ・・・ インクヘッド
11c ・・・ インクヘッド
11c’ ・・・ インクヘッド
11m ・・・ インクヘッド
11m’ ・・・ インクヘッド
11y ・・・ インクヘッド
11y’ ・・・ インクヘッド
12 ・・・ ベルト
13a ・・・ プラテンローラ
13b ・・・ プラテンローラ
13c ・・・ プラテンローラ
14 ・・・ 上下機構アーム
14a ・・・ 軸
14b ・・・ ローラ部
14c ・・・ ローラ軸
15 ・・・ 上下機構アーム
15a ・・・ 軸
15b ・・・ ローラ部
15c ・・・ ローラ軸
16 ・・・ キャリッジアーム
17 ・・・ レジストローラ軸
18 ・・・ ローラ
19 ・・・ キャリッジピン
19a ・・・ 円錐状部
20 ・・・ キャリッジピン
20a ・・・ 円錐状部
21 ・・・ 位置決め孔
22 ・・・ 位置決め孔
23a ・・・ ベアリング
23b ・・・ ベアリング
24 ・・・ キャリッジガイド機構
25 ・・・ キャリッジガイド機構

49 ・・・ 制御部

51 ・・・ 回転部材
51a ・・・ ウォームホイール
51b ・・・ 回転部材51の軸部
52 ・・・ ベアリング
53 ・・・ 固定部材
54 ・・・ モータ
55 ・・・ ウォームギア

60A ・・・ センサー
60B ・・・ センサー
61 ・・・ LED
62 ・・・ 受光素子
63 ・・・ 反射夕一ゲット
63a ・・・ 中央の反射面
63b ・・・ 両側の反射面

70A ・・・ センサー
70B ・・・ センサー
71 ・・・ LED
72 ・・・ 受光素子

81 ・・・ マグネット
82a ・・・ ホール素子
82b ・・・ ホール素子
83a ・・・ ホール素子
83b ・・・ ホール素子

90A ・・・ センサー
90B ・・・ センサー
91 ・・・ LED
92 ・・・ 受光素子
93a ・・・ 反射率の高い反射部
93b ・・・ 反射率の低い低反射部
94 ・・・ 孔

100a ・・・ レーザドップラー測定器
100b ・・・ レーザドップラー測定器
101 ・・・ 液晶シャッター
102 ・・・ ミラー
103 ・・・ ミラー
104 ・・・ ミラー

110 ・・・ 電動シリンダ
110a ・・・ シリンダ
111 ・・・ 電動シリンダ
111a ・・・ シリンダ
112 ・・・ 移動機構
113 ・・・ ベースプレート
114 ・・・ ピン
115 ・・・ リブ
116 ・・・ 底板
116a ・・・ 位置決め穴
117 ・・・ モータ
117a ・・・ リードスクリュー
118 ・・・ 雌ねじ
120 ・・・ 連結フレーム
121 ・・・ 連結フレーム

123 ・・・ ホストコンピュータ
124k ・・・ ノズル
124c ・・・ ノズル
124m ・・・ ノズル
124y ・・・ ノズル

231 ・・・ 記録ヘッド
232 ・・・ 記録ヘッド
233 ・・・ 支持部材
234 ・・・ 下流側記録ヘッド群
235 ・・・ 支持部材
236 ・・・ レジストマーク
237 ・・・ 検出部
238 ・・・ 演算部
239 ・・・ 揺動部材
2310 ・・・ 軸
2311 ・・・ 記録部材

Claims (12)

  1. 搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
    複数の色別の各インク液を前記記録媒体の記録面に対して垂直な第1の方向にそれぞれ吐出する複数のノズル列を有する記録ヘッドを保持するキャリッジと、
    前記記録ヘッドの下面に対向して配置され、且つ、前記キャリッジと一体的に構成されるレジストローラ部の軸方向と前記第1の方向の両方に垂直な第2の方向が搬送方向として設定された、前記記録媒体を搬送するベルトプラテンと、
    前記キャリッジと一体的に構成される前記レジストローラ部の前記軸方向と前記ベルトプラテンの前記搬送方向とが垂直な状態から前記記録面に垂直な軸回りに生じた、前記キャリッジに対する前記ベルトプラテンの相対的な傾きを示す情報を生成する傾き情報生成部と、
    前記傾き情報生成部からの前記情報に基づいて、前記情報が所定値となるように前記キャリッジに対して前記ベルトプラテンを前記記録面に垂直な前記軸回りに傾けて、前記相対的な傾きを補正する傾き補正部と、を含む
    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、
    前記傾き情報生成部は、
    前記キャリッジ又は前記ベルトプラテンに固定された光源と、
    前記キャリッジ又は前記ベルトプラテンに固定された、前記光源からの光を受光する複数の受光面を有する受光部と、を含み、
    前記複数の受光面の各々に対応する前記受光部からの出力信号を演算処理して前記相対的な傾きを示す前記情報を生成する
    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、
    前記傾き情報生成部は、前記第1の方向及び前記第2の方向に垂直な方向に離間して配置された2つの前記受光部を含む
    ことを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項3に記載の画像形成装置において、
    前記傾き情報生成部は、さらに、前記光源からの光を反射して前記受光部に入射させる反射ターゲットを含み、
    前記光源は、前記キャリッジ又は前記ベルトプラテンの一方に固定され、
    前記反射ターゲットは、前記キャリッジ又は前記ベルトプラテンの他方に固定され、
    前記受光部は、前記キャリッジ又は前記ベルトプラテンの前記一方に固定される
    ことを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項3に記載の画像形成装置において、
    前記傾き情報生成部は、前記第2の方向に離間して配置された2つの前記受光部を含む
    ことを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項2に記載の画像形成装置において、
    前記光源は、前記キャリッジ又は前記ベルトプラテンの一方に固定され、
    前記受光部は、前記キャリッジ又は前記ベルトプラテンの他方に固定される
    ことを特徴とする画像形成装置。
  7. 請求項6に記載の画像形成装置において、
    前記傾き情報生成部は、前記第1の方向及び前記第2の方向に垂直な方向に離間して配置された2つの前記受光部を含む
    ことを特徴とする画像形成装置。
  8. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    前記傾き補正部は、
    前記ベルトプラテンに嵌合し且つ前記キャリッジに固定された、前記キャリッジと前記ベルトプラテンの位置関係を規制するキャリッジピンと、
    前記キャリッジピンの中心に対して前記ベルトプラテンを前記記録面に垂直な前記軸回りに傾ける機構と、を含む
    ことを特徴とする画像形成装置。
  9. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    前記ベルトプラテンは、
    記録媒体を移動させる無端の帯状のベルトと、
    前記ベルトに張力を与えて、前記ベルトを支持する複数のローラと、を含む
    ことを特徴とする画像形成装置。
  10. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    前記傾き情報生成部は、前記記録媒体及び/または前記記録媒体を搬送するベルトの速度を検出する速度センサーを含む
    ことを特徴とする画像形成装置。
  11. 請求項10に記載の画像形成装置において、
    前記速度センサーは、光学式の速度センサーである
    ことを特徴とする画像形成装置。
  12. 請求項11に記載の画像形成装置において、
    前記光学式の速度センサーは、
    前記光学式の速度センサーの投射光の光路を切替え制御する手段を含み、
    2方向からの速度を時分割で検出する
    ことを特徴とする画像形成装置。
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