JP6409570B2 - 給送装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シート状の媒体を給送する給送装置に関する。
特許文献1には、用紙(シート状の媒体)の残量に応じて上下動する用紙積載台に取り付けられた検出フィラーと、可変抵抗器を有する用紙残量センサとを含む、プリンタについて記載されている。このプリンタの検出フィラーは、可変抵抗器のスライド部に接続されている。検出フィラーは用紙の残量に応じて用紙積載台とともに上下し、検出フィラーが上下することによって可変抵抗器の抵抗値が変化する。可変抵抗器の抵抗値が変化すると、用紙残量センサの検出信号のレベルが変化する。プリンタの制御部は、この検出信号のレベルの変化に基づいて用紙残量を検出することができる。
特許文献2には、給紙トレイと、給紙トレイ内のシート状の媒体を給送する給送部とを含む給送装置が記載されている。この給送装置の給送部は、給送ローラと、給送ローラを回転可能に支持し、筐体に軸部を介して揺動可能に支持されたアームとを有する。媒体の残量が減少するのに伴ってアームが回動することによって、給送ローラは常に媒体に接触している。そして、給送ローラが回転することでシート状の媒体が給紙トレイから給送される。
特開2011−207584号公報 特開2014−118248号公報
本願の発明者は、上記特許文献1に記載の用紙残量センサの技術を上記特許文献2に記載の給送装置に採用した場合、以下のような問題があることを知見した。このときの給送装置の構成としては、媒体の残量に応じて給送ローラの位置が変化するため、可変抵抗器のスライド部を給送ローラの媒体の表面に直交する方向の位置に応じてスライドする構成とした。可変抵抗器のスライド部は繰り返し使用すると、可変抵抗器の接点などが摩耗する。このため、給送ローラが同じ位置にあるにもかかわらず可変抵抗器の抵抗値が変化する。また、可変抵抗器の抵抗値は、使用環境温度が大きく変化することによっても変化する。このように可変抵抗器の抵抗値が経時的要因及び/又は環境的要因によって変化すると、抵抗値の変化に応じて出力される用紙残量センサの検出信号も同様に変化する。この結果、給送ローラの媒体の表面に直交する方向の位置を正確に検出することができず、用紙の残量検出精度が低下するという問題が生じる。
そこで、本発明の目的は、給送ローラの位置を正確に算出することが可能な給送装置を提供することである。
本発明の給送装置は、シート状の複数の媒体を積層状態で積載することが可能な積載部と、前記積載部に積載された媒体に当接しつつ回転することによって媒体を給送するための給送ローラと、前記積載部における媒体の残量が減少するに連れて、前記積載部に積載された媒体と前記給送ローラとの当接位置が、前記積載部に積載された媒体の表面と直交する直交方向成分を有する方向に移動可能に前記給送ローラを支持する支持機構と、前記給送ローラが移動することによって抵抗値が変化するように、前記支持機構に連結された可変抵抗器と、前記直交方向の位置が互いに異なる第1所定位置及び第2所定位置に前記給送ローラが位置するように、前記支持機構を介して前記給送ローラを移動させる移動機構と、前記第1所定位置及び前記第2所定位置の前記直交方向の位置を示す値を第1所定値及び第2所定値としてそれぞれ記憶する記憶部と、制御部とを備えている。そして、前記制御部は、前記移動機構が前記支持機構を介して前記給送ローラを移動させて前記給送ローラが前記第1所定位置及び第2所定位置にあるときに、前記可変抵抗器の抵抗値に対応した電気的特性値を取得する第1取得処理と、前記給送ローラが前記第1所定位置にあるときに取得した前記電気的特性値を前記第1所定値に関連付け、前記給送ローラが前記第2所定位置にあるときに取得した前記電気的特性値を前記第2所定値に関連付けて前記記憶部に記憶させる記憶処理と、前記積載部における媒体の残量が減少するに連れて前記給送ローラが前記直交方向成分を有する方向に移動可能な状態において、前記可変抵抗器の抵抗値に対応した電気的特性値を取得する第2取得処理と、前記記憶部に記憶された前記第1所定値、前記第2所定値及び前記2つの電気的特性値と、前記第2取得処理で取得した電気的特性値とに基づいて、前記第2取得処理を行った時点での前記給送ローラの前記直交方向の位置を示す値を算出する位置算出処理とを実行する。
本発明の給送装置によると、第1取得処理を行うことで、位置算出処理において用いられる2つの電気的特性値を更新することができる。そのため、可変抵抗器の抵抗値が経時的要因及び/又は環境的要因によって変動しても、積載部における媒体の残量が減少するに連れて移動する給送ローラの直交方向の位置を正確に算出することができる。
本発明に係る一実施形態のプリンタ部が採用された複合機の斜視図である。 図1に示すプリンタ部の内部構造を示す概略側面図である。 給紙トレイを示す斜視図である。 (a)は給紙部を斜め上方から見たときの斜視図であり、(b)は給紙部を斜め下方から見たときの斜視図である。 (a)は用紙が満載のときの当接部と案内面との位置関係を示す説明図であり、(b)は用紙積載量が用紙小積載のときの当接部と案内面との位置関係を示す説明図であり、(c)は用紙がないときの当接部と案内面との位置関係を示す説明図である。 給紙トレイを筐体から脱抜する際の給紙ローラの高さ位置の変化を示す状況図である。 制御部のブロック図である。 給紙ローラの高さ位置と用紙残量との対応関係を示す説明図である。 給紙ローラの高さと可変抵抗器からの出力電圧との関係を示す図である。 図2に示すプリンタ部の制御部が実行する第1の制御内容を示すフロー図である。 第1取得処理において取得される出力電圧と時間との関係を示す図である。 図2に示すプリンタ部の制御部が実行する第2の制御内容を示すフロー図である。
以下、適宜図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。以下の説明においては、本発明に係る一実施形態であるプリンタ部11が採用された複合機10が使用可能に設置された状態(図1の状態)を基準として上下方向D1が定義され、開口13が設けられている側を手前側(正面)として前後方向D2が定義され、複合機10を手前側(正面)から見て左右方向D3が定義される。
[複合機10の全体構造]
図1に示すように、複合機10は、略直方体形状を有し、下部にプリンタ部11が設けられている。複合機10は、ファクシミリ機能及びプリント機能などの各種の機能を有している。複合機10は、プリント機能として、インクジェット方式で用紙P(シート状の媒体:図2参照)の片面に画像を記録する機能を有している。なお、複合機10は、用紙Pの両面に画像を記録するものであってもよい。また、複合機10の上面前方には、表示部150が設けられている。表示150は、複合機10の状態(例えば、用紙残量など)を表示する。
プリンタ部11(給送装置)は、図2に示すように、筐体11a、用紙Pを複合機10の内部において搬送する搬送装置1、記録部40、装着センサ48、及び、制御部180などを有する。筐体11aは、プリンタ部11の本体フレームであって、図2に示すように、搬送装置1、記録部40、装着センサ48及び制御部180を収容する。搬送装置1は、後述する、用紙Pを積載可能な給紙トレイ21、給紙部70、プラテン42、搬送ローラ対50及び排出ローラ対60を含む。給紙部70は、給紙トレイ21から用紙Pをピックアップして搬送路35に送る。本実施形態における給紙部70は、用紙Pを後方に向けて送る。
搬送ローラ対50は、給紙部70によって搬送路35に送られた用紙Pを搬送向き15の下流側、すなわち、前方に搬送する。プラテン42は、搬送ローラ対50によって搬送される用紙Pを下側から支持する。記録部40は、プラテン42によって支持された用紙Pにインク滴を吐出することによって画像を記録する。排出ローラ対60は、記録部40によって画像が記録された用紙Pを前方に搬送し、排出トレイ22に排出する。
[給紙トレイ21]
図1に示すように、プリンタ部11の正面には、開口13が形成されている。給紙トレイ(積載部)21は、開口13を通じて前後方向D2に着脱可能に筐体11aに支持されている。給紙トレイ21は、図3に示すように、矩形平面形状を有する底部21aと、底部21aの4辺から上方に立設された4つの側壁23〜26とを有し、略箱形状を有する。給紙トレイ21は、底部21a上であって4つの側壁23〜26に囲まれた領域に複数の用紙Pが積層状態で積載されることで、複数の用紙12を収容する。
給紙トレイ21の上側には、図3に示すように、排出トレイ22が設けられている。排出トレイ22は、給紙トレイ21の前後方向D2の中央よりやや前方に配置されている。排出トレイ22は、給紙トレイ21と一体的に移動する。給紙トレイ21の左右の側壁23,24には、排出トレイ22の後端に左右方向D3に突出して設けられた支軸22aを回転可能に支持する支持部23e,24aが形成されている。これにより、排出トレイ22は、図2に示すように、給紙トレイ21に対して、支軸22aを中心として矢印Fの方向に揺動可能となる。このため、排出トレイ22は、給紙トレイ21の前方部分において開閉可能な蓋の機能を果たす。また、排出トレイ22は、記録部40によって画像が記録され、且つ排出ローラ対60によって排出された用紙Pを支持する。このように排出トレイ22は、排出された用紙Pの支持と、給紙トレイ21の蓋という2つの機能を果たす。
給紙トレイ21の後方の側壁25は、左右方向D3に3つの切り欠き部25a,25b,25cが形成されることで構成された2組の案内部25d,25eからなる。各組の案内部25d,25eは、その上端が下端よりもやや後方に配置され、傾斜している。各組の案内部25d,25eは、給紙トレイ21の左右方向D3の中心を通る前後方向D2に延びる直線に対して線対称に形成されている。案内部25dは、対応する側壁23,24とその一端が接続されている。案内部25eは、左右方向D3に関して、案内部25d間に互いに離隔して配置されている。
給紙トレイ23の側壁23には、図3に示すように、その一部が切り欠かれることで構成された2つのテーパ面23a,23bが設けられている。テーパ面23aは、側壁23の前後方向D2の中央よりやや後方に形成されている。テーパ面23aは、後方に向かうに連れて上方に傾いている(図5(a)参照)。テーパ面23bは、側壁23の後方端に形成されている。テーパ面23bは、後方に向かうに連れて下方に傾いている(図5(a)参照)。これら2つのテーパ面23a,23bと、テーパ面23a,23b間の側壁23の水平な上面部分23cとで、後述のアーム72と係合する案内面23d(係合部)が構成されている。案内面23dは、給紙トレイ23の着脱操作に応じて、アーム72を介して給紙ローラ71の位置を移動させる移動機構を構成する。
[給紙部70]
給紙部70は、図2に示すように、搬送路35より搬送向き15の上流側であって、給紙トレイ21の上方で且つ記録部40の下方に設けられている。給紙部70は、給紙ローラ71と、アーム72と、伝達機構73(図4参照)と、可変抵抗器74(図4参照)とを有する。
アーム72(支持機構)は、図2及び図4に示すように、アーム本体72aと、このアーム本体72aと一体化された誘導部72b(被係合部)と、支軸75とを有する。支軸75は、アーム本体72aの前後方向D2の前方寄りの基端部に設けられている。支軸75は、筐体11aに固定されており、アーム本体72aは、支軸75(支点)を中心として、左右方向D3における左から右に向かってみたときに、図2中矢印E1向き(反時計回り)及び矢印E2向き(時計回り)に揺動可能に支軸75に支持されている。これにより、アーム72も筐体11aに対して矢印E1向き及び矢印E2向きに揺動可能に構成される。アーム本体72aは、前後方向D2の後方寄りに位置する先端部に給紙ローラ71を回転可能に支持し、その自重により、矢印E1の下側の向き(図2において反時計回りの向き)に付勢されている。これにより、給紙ローラ71は、給紙トレイ21が筐体11aに装着されている状態において、給紙トレイ21の底部21a又は給紙トレイ21に積載された用紙Pに対して、当接可能である。このようにアーム72は、給紙ローラ21と用紙Pとの当接位置が給紙トレイ21に積載された用紙Pが減少するに連れて、下方(用紙Pの表面と直交する直交方向成分(上下方向D1の成分)を有する方向)に移動可能に構成されている。
伝達機構73は、図4(a)及び図4(b)に示すように、アーム本体72a内において、左右方向D3に沿う回転軸(不図示)を中心として回転可能に支持された複数のギア73aを有する。これらギア73aは互いに噛合されて配置されている。そして、アーム本体72aの基端に配置されたギア73aに、給紙モータ71M(図7参照)の駆動力が伝達されることで、これら複数のギア73aが回転する。
給紙ローラ71は、一対のローラ71aを有する。一対のローラ71aは、アーム本体72aの先端部内を左右方向D3に挟んで配置されている。また、一対のローラ71aは、アーム本体72aの先端部内に設けられたギア73aの軸部材に固定されている。これにより、伝達機構73の複数のギア73aが給紙モータ20Mの駆動力によって回転することで、給紙ローラ71も回転する。給紙ローラ71が給紙トレイ21の用紙Pと当接しつつ回転することで、当該用紙Pが給紙トレイ21から搬送路35に向けて給紙される。
誘導部72bは、図4(a)及び図4(b)に示すように、アーム本体72aの左側壁の前方寄りの位置から左方に向かって延出する延出部72b1と、延出部72b1の先端(左端)から後方に向かって突出する突出部72b2とを有する。突出部72b2の先端部(後方端部)には、案内面23dと当接可能な当接部72b3が設けられている。突出部72b2の基端部(前方端部)には、支軸75の軸線上に軸線を有する支軸72b4が設けられている。支軸72b4は、突出部72b2から左方に突出しており、筐体11aに回転可能に支持されている。
当接部72b3は、図5(a)に示すように、給紙トレイ21が筐体11aに装着された状態であって給紙トレイ21の用紙積載量が満載(最大積載枚数であって用紙大積載)において、左側壁23の案内面23d(テーパ面23a)と上下方向D1に対向するものの互いに接触しない(係合しない)ように構成されている。また、当接部72b3は、図5(b)及び図5(c)に示すように、給紙トレイ21の用紙積載量が満載よりも少ない用紙小積載の場合、及び、給紙トレイ21に用紙Pがない場合においても、案内面23dと上下方向D1に対向するものの互いに接触しないように構成されている。これにより、アーム72の揺動が、給紙トレイ21が筐体11aに装着された状態において、当接部72b3と案内面23dとの当接によって規制されないので、給紙トレイ71の用紙積載量に応じてアーム72が自由に揺動可能となる。このため、給紙ローラ71が給紙トレイ21に積載された用紙Pや底部21aと接触可能となる。
一方、当接部72b3は、給紙トレイ21を筐体11aから脱抜する過程において、側壁23の案内面23dと当接するように構成されている。より詳細には、当接部72b3は、図6(a)に示すように、筐体11aに装着された給紙トレイ21を抜脱する際、まずは、テーパ面23aに当接する。この当接部72b3とテーパ面23aとの当接によって、アーム72が支軸72b4(支軸75)を中心として、図中時計回りに揺動する。さらに給紙トレイ21の抜脱が進行すると、図6(b)に示すように、当接部72b3は、上面部分23cと当接し、給紙ローラ71及びアーム72が支軸72b4とほぼ同じ高さレベルにまで揺動する。このときの給紙ローラ71の高さ位置が、給紙ローラ71が最も上方に配置される上死点(第1所定位置)である。
本実施形態においては、給紙ローラ71が上死点にあるとき、給紙ローラ71は、給紙トレイ21に満載状態で積載された用紙Pから離隔する。このため、給紙ローラ71が、給紙トレイ21の着脱過程において、用紙Pと干渉するのを防ぐことができる。なお、給紙ローラ71は、その全体が左右方向D3に関して切り欠き部25bと重なる位置に配置されている。このため、給紙ローラ71は、給紙トレイ21の着脱過程において、給紙トレイ21と干渉しない。
さらに給紙トレイ21の抜脱が進行すると、図6(c)に示すように、当接部72b3は、アーム72の自重による図中反時計回りの揺動により、テーパ面23bと当接する。この当接部72b3とテーパ面23bとの当接によって、アーム72が規制されつつ支軸72b4(支軸75)を中心として図中反時計回りに揺動する。こうして、給紙ローラ71の高さ位置が、上死点から下方へと移動する。そして、給紙トレイ21が筐体11aから完全に抜脱されるときには、図6(d)に示すように、当接部72b3と案内面23dとの係合がなくなり、給紙ローラ71は、筐体11aに装着された給紙トレイ21の底部21aと当接する位置(用紙Pが0枚のときの給紙ローラ71の高さ位置)よりも下方の位置に配置される。このときの給紙ローラ71の高さ位置が、給紙ローラ71が最も下方に配置される下死点(第2所定位置)である。
筐体11aから抜脱した給紙トレイ21を筐体11aに装着する際は、アーム72及び給紙ローラ71が脱抜過程とは逆に動作する。つまり、給紙トレイ21を筐体11aに装着し始めると、図6(c)に示すように、まずは当接部72b3とテーパ面23bとが当接し、アーム72が図中時計回りに揺動する。そして、給紙トレイ21の装着が進むに連れて、図6(b)に示すように、当接部72b3と上面部分23cとが当接し、給紙ローラ71が上死点に位置付けられる。さらに給紙トレイ21の装着が進むと、図6(a)に示すように、当接部72b3とテーパ面23aとが当接しつつアーム72が図中反時計回りに揺動する。そして、給紙トレイ21の筐体11aに対する装着が完了すると、当接部72b3と案内面23dとの係合が解除される。これにより、アーム72が自由に揺動可能となり、給紙トレイ21に用紙Pが積載されているときは用紙Pと、給紙トレイ21に用紙Pが積載されていないときは底部21aと接触する。
なお、給紙トレイ21の装着時における当接部72b3とテーパ面23aとの離隔タイミングは、給紙トレイ21が筐体11aに装着が完了したとき、すなわち、装着センサ48が後述の装着信号を出力するタイミングである。例えば、用紙Pが満載の給紙トレイ21を装着する場合は、当接部72b3とテーパ面23aとの係合が解除されたときに、アーム72の揺動が自由になり、給紙ローラ71と最も上方にある用紙Pとが当接する。
可変抵抗器74は、内側及び外側に配置された2つの円筒部材を有しており、支軸75を中心として2つの円筒部材が互いに相対回動可能に構成されている。内側の円筒部材は支軸75に固定され、外側の円筒部材はアーム本体72aに固定されている。可変抵抗器74は、アーム本体72aの支軸75に対する角度位置に応じて抵抗値が変化する公知のものである。可変抵抗器74は、制御部180に接続されており、アーム72の揺動、すなわち、給紙ローラ71の上下方向D1の位置に応じて制御部180への出力電圧(電気的特性値)が変化する。本実施形態における可変抵抗器74は、給紙ローラ71が下方にあるほど、出力電圧が小さくなる。変形例として、可変抵抗器74は、給紙ローラ71が下方にあるほど、制御部180へ出力電圧が大きくなってもよい。本実施形態においては、可変抵抗器74からの電圧が制御部180に出力されているが、電流が出力されてもよい。この場合、出力電流が電気的特性値となる。
[装着センサ48]
装着センサ48は、図2に示すように、筐体11aの後方下端部に配置されている。装着センサ48は、給紙トレイ21が筐体11aに装着された状態において、給紙トレイ21の後方側の側壁25と当接する当接部48aを有する。装着センサ48は、当接部48aに給紙トレイ21が当接することで、制御部180に給紙トレイ21が筐体11aに装着されていることを示す装着信号を出力する。一方、装着センサ48は、当接部48aに給紙トレイ21が当接していないと、制御部180に給紙トレイ21が筐体11aから抜脱されたことを示す抜脱信号を出力する。なお、装着センサ48の装着信号の出力タイミングは、筐体11aに給紙トレイ21の装着が完了したときであり、当接部72b3とテーパ面23aとがちょうど離隔するタイミングである。換言すると、装着センサ48の抜脱信号の出力タイミングは、筐体11aから給紙トレイ21が抜脱され始めたときであり、当接部72b3とテーパ面23aとがちょうど当接するタイミングである。
[搬送路35]
図2に示すように、給紙トレイ21の後端部から搬送路35が延出されている。搬送路35は、湾曲搬送路33と直線搬送路34とを含む。湾曲搬送路33は、プリンタ部11の後方側を湾曲外側とし且つ前方側を湾曲内側として湾曲しつつ延びている。直線搬送路34は、前後方向D2に延びている。給紙トレイ21に支持された用紙Pは、湾曲搬送路33を下方から上方へUターンするように搬送された後、直線搬送路34を前方に搬送されて記録部40に導かれる。記録部40により画像記録が行われた用紙Pは、直線搬送路34をさらに前方に搬送されて排出トレイ22に排出される。
湾曲搬送路33は、所定間隔を隔てて互いに対向する外側ガイド部材18と内側ガイド部材19とによって形成されている。外側ガイド部材18は、湾曲搬送路33の湾曲外側を形成するガイド面18aを有する。内側ガイド部材19は、湾曲搬送路33の湾曲内側を形成するガイド面19aを有する。直線搬送路34は、所定間隔を隔てて互いに対向する記録部40とプラテン42とによって形成されている。
[搬送ローラ対50]
搬送ローラ対50は、図2に示すように、一対のローラ52,53により構成されており、記録部40よりも搬送向き15の上流側に配置されている。ローラ52は、ローラ53よりも下側に配置されており、湾曲搬送路33から直線搬送路34に導かれた用紙Pの下面に当接する。ローラ52は、搬送モータ50M(図7参照)からの駆動力が付与されて回転する駆動ローラである。ローラ53は、ローラ52に対向して配置されており、用紙Pの上面に当接する。ローラ53は、ローラ52の回転に伴って連れ回る。ローラ52とローラ53とは、協働して用紙Pを上下方向D1から挟持し、搬送向き15に搬送する。
[排出ローラ対60]
排出ローラ対60は、図2に示すように、一対のローラ62,63により構成されており、記録部40よりも搬送向き15の下流側に配置されている。ローラ62は、ローラ63よりも下側に配置されており、直線搬送路34を搬送される用紙Pの下面に当接する。ローラ62は、搬送モータ50Mから駆動力が付与されて回転する駆動ローラである。ローラ63は、ローラ62に対向して配置されており、用紙Pの上面に当接する。ローラ63は、ローラ62の回転に伴って連れ回る拍車ローラである。ローラ62とローラ63とは、協働して用紙Pを上下方向D1から挟持し、搬送向き15に搬送する。その結果、用紙Pは、排出ローラ対60より搬送向き15の下流側に位置する開口13に向けて搬送され、排出トレイ22に排出される。
[プラテン42]
プラテン42は、図2に示すように、直線搬送路34の下側で且つ搬送ローラ対50及び排出ローラ対60の間に設けられている。プラテン42は、上下方向D1において記録部40に対向して配置され、直線搬送路34を搬送される用紙Pを下側から支持する板状部材である。
[記録部40]
図2に示すように、記録部40は、直線搬送路34の上側で且つ上下方向D1においてプラテン42と対向する位置に配置されている。記録部40は、キャリッジ41と記録ヘッド38と、駆動機構40a(図7参照)とを有している。キャリッジ41は、2つのガイドレール45,46によって支持されている。2つのガイドレール45,46は、前後方向D2に互いに離隔して配置され、各々が左右方向D3に延設されている。キャリッジ41は、2つのガイドレール45,46を跨ぐようにして配置されている。また、駆動機構40aは、キャリッジ駆動モータ40Mを有し、制御部180の制御により、キャリッジ41を2つのガイドレール45,46に沿って主走査方向である左右方向D3に往復移動させる。記録ヘッド38は、キャリッジ41に搭載されている。記録ヘッド38は、インクカートリッジ(不図示)から供給されたインクを、下面に設けられたノズル39から吐出する。すなわち、キャリッジ41が左右方向D3に移動している過程において、記録ヘッド38のノズル39からインク滴がプラテン42に向けて吐出されることにより、プラテン42に支持された用紙Pの上面に画像が記録される。
[制御部180]
制御部180は、図7に示すように、CPU(Central Processing Unit)181、ROM(Read Only Memory)182、RAM(Random Access Memory)183、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)184、記憶装置185などを含み、これらが協働して、キャリッジ駆動モータ40M、記録ヘッド38、給紙モータ71M、搬送モータ50M、表示部150等の動作を制御する。例えば、制御部180は、PC等の外部装置から送信された記録指令に基づいて、記録ヘッド38、キャリッジ駆動モータ40M、給紙モータ71M、搬送モータ50M等を制御して、用紙Pに画像等を記録させる。
記憶装置185は、図8に示す5つの高さ位置を示す高さX1〜X5を記憶している。高さX1(第1所定値)は、給紙ローラ71が上死点にあるときの高さ位置を示す値である。高さX2(第2所定値)は、給紙ローラ71が下死点にあるときの高さ位置を示す値である。高さX3は、給紙トレイ21の用紙積載量が所定量(例えば、A4サイズの普通紙が100枚のときの用紙量)であるときに最も上方の用紙Pに給紙ローラ71が接触するときの給紙ローラ71の高さ位置を示す値である。高さX4は、給紙トレイ21に用紙Pがない(ゼロ枚)ときに給紙ローラ71が給紙トレイ21の底部21aに接触するときの高さ位置を示す値である。高さX5は、高さX4と高さX2との中間であって、給紙ローラ71が用紙積載量ゼロのときにある位置と下死点にあるときの位置との中間位置(第3位置)にあるときの高さ位置を示す値である。また、記憶装置185は、図9に示すように、高さX5に対応する電圧値Y5を記憶している。この電圧値Y5は、給紙ローラ71が下死点に到達するか否かを判定するための閾値である。なお、電圧値Y5は、給紙ローラ71が用紙積載量ゼロのときにある位置と下死点にあるときの位置との間にあるときの位置であれば、中間位置以外の高さを示す値でもよい。また、本実施形態においては、高さX5を記憶しているが特に記憶していなくてもよい。
給紙ローラ71の高さを示す値が、高さX3よりも大きい場合、用紙大積載に対応し、高さX3以下高さX4よりも大きい場合、用紙小積載に対応し、高さX4以下の場合、用紙0枚、すなわち、エンプティに対応する。そして、制御部180は、算出された給紙ローラ71の高さXX、及び、記憶装置185に記憶された高さX3,X4と積載量との対応関係に基づいて用紙残量を表示部150に表示させる。
なお、図7では、CPU181及びASIC184を1つずつ図示しているが、制御部180は、CPU181を1つだけ含み、この1つのCPU181が必要な処理を一括して行うものであってもよいし、CPU181を複数含み、これら複数のCPU181が必要な処理を分担して行うものであってもよい。また、制御部180は、ASIC184を1つだけ含み、この1つのASIC184が必要な処理を一括して行うものであってもよいし、ASIC184を複数含み、これら複数のASIC184が必要な処理を分担して行うものであってもよい。
続いて、図10〜図12を参照し、制御部180が実行する第1の制御及び第2の制御について説明する。制御部180は、複合機10の電源がONの間、図10に示す第1の制御、及び、図12に示す第2の制御のルーチンを繰り返し実行する。第1の制御は、給紙トレイ21の残量検知を行うために必要な電圧値を取得するための制御である。第2の制御は、給紙トレイ21の残量検知を行う際の制御である。
[第1の制御フロー]
プリンタ部11で初めて用紙Pに画像を記録する場合や給紙トレイ21に用紙Pがない場合は、ユーザは給紙トレイ21に用紙Pを補充する。つまり、給紙トレイ21を筐体11aから抜脱し、給紙トレイ21に用紙Pを積載した後、当該給紙トレイ21を筐体11aに装着する。制御部180は、図10に示すように、先ず、装着センサ48からの抜脱信号に基づいて給紙トレイ21が抜脱されたか否かを判定する(S101)。制御部180は、装着センサ48から抜脱信号が出力されない場合、給紙トレイ21が抜脱されていないと判定し(S101:NO)、S101の処理を繰り返す。一方、装着センサ48から抜脱信号が出力されると、制御部180は、給紙トレイ21が抜脱されたと判定し(S101:YES)、第1取得処理を実行する。
第1取得処理において、制御部180は、可変抵抗器74からの出力電圧の取得を開始する(S102)。このとき、制御部180は、可変抵抗器74からの出力電圧を連続的に記憶装置185に記憶させる。S102の後、制御部180は、装着センサ48からの装着信号に基づいて給紙トレイ21が装着されたか否かを判定する(S103)。制御部180は、装着センサ48から装着信号が出力されない場合、給紙トレイ21が装着されていないと判定し(S103:NO)、S103の処理を繰り返す。一方、装着センサ48から装着信号が出力されると、制御部180は、給紙トレイ21が装着されたと判定し(S103:YES)、可変抵抗器74からの出力電圧の取得を終了する(S104)。
通常、給紙トレイ21に用紙Pを積載する場合、ユーザは給紙トレイ21を筐体11aから完全に抜脱する。このとき、図6(a)〜図6(d)に示すように、給紙ローラ71は一旦上死点に位置付けられてから下死点に配置される。そして、ユーザが給紙トレイ21に用紙Pを積載した後、給紙トレイ21を筐体11aに装着する。このとき、給紙ローラ71は下死点から一旦上死点に位置付けられる。このような給紙トレイ21の着脱操作が実行されると、給紙ローラ71は上死点から下死点、下死点から上死点へと移動する。可変抵抗器74からの出力電圧は、給紙ローラ71が上死点にあるときが最も大きな値となり、給紙ローラ71が下死点にあるときが最も小さな値となる。これより、第1取得処理においては、図11に示すように、上死点に対応する出力電圧が2回取得され、下死点に対応する出力電圧が1回取得される。こうして、第1取得処理が終了する。
S104の後、制御部180は、出力電圧の最小値が電圧値Y5よりも小さいか否かを判定する(S105)。つまり、第1取得処理で取得される出力電圧が電圧値Y5を跨いで変化したか否かを判定する。出力電圧の最小値が電圧値Y5よりも小さい場合(S105:YES)、制御部180は、出力電圧が最小値となったときに給紙ローラ71が下死点にあると判定し、下死点に対応する出力電圧Y2を高さX2に関連付けて記憶装置185に記憶させる(S106:記憶処理)。このとき、制御部180は、2つの上死点のいずれかに対応する出力電圧Y1を高さX1に関連付けて、記憶装置185に記憶させる。本実施形態では、制御部180は、出力電圧Y2の後に取得された出力電圧(1の着脱操作における2回目の上死点に対応する出力電圧)Y1を高さX1に関連付けて、記憶装置185に記憶させる。また、このとき、既に高さX1,X2に関連付けられた出力電圧が記憶装置185に記憶されている場合は、新たな出力電圧Y1,Y2に更新する。また、このとき、制御部180は、第1取得処理で取得された出力電圧のうち、出力電圧Y1,Y2以外を消去する。
ユーザは、給紙トレイ21に用紙Pを補充する場合、上述の着脱操作のように給紙トレイ21を筐体11aから完全に抜脱する。しかしながら、給紙トレイ21に用紙Pを事前に補充しており、今回、プリンタ部11を使用する際に給紙トレイ21に用紙Pが有るか否かを目視で確認するときなどがある。このような場合、ユーザが給紙トレイ21を完全に抜脱する前に、給紙トレイ21を再度装着する場合がある。給紙トレイ21の脱抜操作が開始されると、直ぐに給紙ローラ71は上死点に位置付けられる。しかしながら、給紙ローラ71が下死点に到達するには、ある程度、給紙トレイ21が抜脱されないと到達しない。したがって、上述のような給紙トレイ21の着脱操作が行われた場合、給紙ローラ71は上死点に到達するものの下死点に到達しないことがある。
このような給紙トレイ21の着脱操作の場合、S102〜S103間において取得される出力電圧の最小値が電圧値Y5以上となる。この場合、S105において、制御部180は、出力電圧の最小値が電圧値Y5以上であると判定(S105:NO)、すなわち、給紙ローラ71が下死点に達しないと判定し、上死点に対応する出力電圧Y1だけを高さX1に関連付けて記憶装置185に記憶させる(S107:記憶処理)。つまり、このときに取得された出力電圧のうちの最小値を下死点に対応する出力電圧として記憶装置185に記憶させず、後述の位置算出処理においては、既に記憶された下死点に対応する出力電圧Y2が用いられる。このように給紙ローラ71が下死点に達しない可能性が高い場合には、下死点に対応する出力電圧Y2が更新されないようにすることで、後述の位置算出処理での給紙ローラ71の位置として間違った値が算出されるのを防止することができる。このとき、高さX1に関連付けられた出力電圧が記憶装置185に記憶されている場合は、新たな出力電圧Y1に更新する。こうして、図10に示す一連の第1の制御が終了する。
[第2の制御フロー]
本実施形態において、給紙トレイ21の用紙Pの残量検知は画像記録動作後に実行される。制御部180は、図12に示すように、先ず、外部装置から送信された画像データを含む記録指令を受信したか否かを判定する(S201)。記録指令を受信していない場合(S201:NO)、制御部180は、S201の処理を繰り返す。記録指令を受信した場合(S201:YES)、制御部180は、記録動作を実行する(S202)。
S202において、制御部180は、記録指令に基づいて用紙に対する記録動作を実行するように、各部を制御する。つまり、制御部180は、給紙モータ71M及び搬送モータ50Mを制御して、給紙トレイ21にある用紙Pを搬送する。さらに、制御部180は、画像データに基づいて記録ヘッド38及びキャリッジ駆動モータ40Mを制御して、用紙Pにインクを吐出し、所望の画像を用紙Pに記録する。この後、画像が記録された用紙Pが、排出ローラ対60によって排出トレイ22に排出され、記録動作が終了する。
S202の後、制御部180は、第2取得処理を実行する。つまり、制御部180は、可変抵抗器74から出力された出力電圧YYを記憶装置185に記憶させる(S203)。これにより、記録動作後の給紙ローラ71の高さ位置に対応した出力電圧YYを取得することができる。
S203の後、制御部108は、位置算出処理を実行する(S204)。S204において、制御部180は、記憶装置185に記憶された出力電圧Y1,Y2、及び、高さX1,X2に基づいて、図9に示すような直線Aの1次関数式を導出する。この後、制御部180は、導出された直線Aの式に、出力電圧YYを代入し、高さXXを算出する。こうして、第2取得処理を行った時点での給紙ローラ71の高さXXを算出することができる。
S204の後、制御部180は、積載量導出処理を実行する(S205)。S205において、制御部180は、高さXXが用紙大積載、用紙小積載、エンプティのいずれの範囲にあるかを判定する。例えば、高さXXが、図9に示すように、高さX3と高さX4との間にあると、用紙小積載の範囲にあると判定される。また、高さXXが、高さX3以上であると用紙大積載の範囲になると判定され、、高さX4であると用紙エンプティであると判定される。これにより、第2取得処理を行った時点での給紙トレイ21における用紙Pの残量(積載量)に関する情報を導出することが可能となる。
S205の後、制御部180は、S204で判定された用紙残量に関する情報(例えば、用紙小積載)を表示部150に表示させる。本実施形態においては、表示部150に用紙Pの残量を表示させているが、外部装置(例えば、PC)に用紙Pの残量を表示させてもよい。こうして、図12に示す一連の第2の制御が終了する。なお、用紙Pの残量検知は、記録指令を受信してから記録動作を行う前や上述のS106又はS107が実行された後などの他の契機で行われてもよい。
以上に述べたように、本実施形態によるプリンタ部11は、第1の制御が実行されることで、位置算出処理において用いられる2つの出力電圧Y1,Y2を更新することができる。そのため、可変抵抗器74の抵抗値が経時的要因及び/又は環境的要因によって変動しても、給紙トレイ21における用紙Pの残量が減少するに連れて移動する給紙ローラ71の高さ位置を正確に算出することができる。この結果、給紙トレイ21における用紙Pの残量情報を正確に導出することができる。
位置算出処理において、上死点に対応する出力電圧Y1と、下死点に対応する出力電圧Y2とを用いて、第2取得処理が行われた時点の給紙ローラ71の高さが算出される。このように最も広い範囲の出力電圧Y1,Y2を取得し、これら出力電圧Y1,Y2を用いて給紙ローラ71の高さを算出するため、給紙ローラの高さ位置を小さな誤差で算出することができる。
給紙トレイ21の着脱操作が行われることで、第1取得処理を行うことが可能となる。このため、第1取得処理を行うための専用の操作が必要なくなり、ユーザの手間を削減することができる。
制御部180は、第1取得処理で取得された出力電圧の最小値が電圧値Y5よりも小さい場合、給紙ローラ71が下死点にあると判定する。このため、給紙ローラ71が下死点にあることを高い精度で判定することができる。
制御部180は、積載量導出処理を実行するため、給紙トレイ21における用紙Pの積載量に関する情報を表示部150に出力することができる。このため、ユーザにとって利便性が高くなる。
記憶装置185は、給紙トレイ21に用紙Pがない(ゼロ枚)ときに給紙ローラ71の高さX4を記憶している。これにより、給紙トレイ21の用紙残量がエンプティであることを精度良く検知することができる。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、給紙ローラ71は、アーム72に替えて、上下方向D1(給紙トレイ21に積載された用紙Pの表面と直交する方向)にスライド可能なスライダ(支持機構)に支持されていてもよい。この場合、スライダの上下動(すなわち、給紙ローラ71の上下動)に応じて可変抵抗器の抵抗値が変化すればよい。これにおいても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
上述の実施形態においては、給紙トレイ21の着脱操作時に、給紙トレイ21の側壁23に設けられた案内面23dで、アーム72を揺動させて給紙ローラ71を移動させていたが、案内面23dに替えて、給紙トレイ21の着脱操作時に連動してアーム72を揺動させるリンク機構が設けられていてもよい。また、制御部180の制御の下、互いに異なる第1及び第2所定位置に給紙ローラ71が位置するように、支持機構を介して給紙ローラ71を移動させる移動機構を有していてもよい。こうすれば、給紙トレイ21の着脱操作以外のときでも、第1及び第2所定位置に対応する給紙ローラの高さを取得することが可能となる。これにより、給紙ローラ71の高さ位置を正確に算出することができる。この変形例においては、給紙トレイ21が筐体11aに着脱不可能に固定されていてもよい。
上述の実施形態においては、上死点に対応する出力電圧Y1及び下死点に対応する出力電圧Y2を用いて、位置算出処理が実行されていたが、このときに用いられる2つの出力電圧が上死点と下死点との間にある2つの特定位置(第1及び第2所定位置)での電圧であってもよい。このときの2つの特定位置が、上死点と、給紙トレイ21の底部21aと給紙ローラ71とが当接する位置との間にある場合は、給紙トレイ21が筐体11aに装着されている間に、用紙Pの残量検知を実行することが可能となる。また、制御部180は、積載量導出処理を実行しなくてもよい。
また、記憶装置185を設けずに、ROM182及びRAM183又はRAM183に記憶装置185に記憶される情報を記憶させてもよい。また、記憶装置185は、高さX5を記憶していなくてもよい。さらに記憶装置185は、高さX3も記憶していなくてもよい。また、記憶装置185は、用紙Pが満載のときの給紙ローラ71の高さと高さX4との間において、高さX3以外の高さを記憶していてもよい。こうすることで、用紙残量状態を細かく検知することができる。
本発明は、複合機のみならず、ライン式・シリアル式のインクジェットプリンタや、レーザー式やサーマル式などの記録装置の給紙装置にも適用可能である。シートであれば、用紙P以外のものであってもよい。
11 プリンタ部(給送装置)
21 給紙トレイ(積載部)
23 側壁(移動機構)
23d 案内面(係合部)
71 給紙ローラ(給送ローラ)
72 アーム(支持機構)
72b3 当接部(被係合部)
74 可変抵抗器
75 支軸(支点)
185 記憶装置(記憶部)

Claims (9)

  1. シート状の複数の媒体を積層状態で積載することが可能な積載部と、
    前記積載部に積載された媒体に当接しつつ回転することによって媒体を給送するための給送ローラと、
    前記積載部における媒体の残量が減少するに連れて、前記積載部に積載された媒体と前記給送ローラとの当接位置が、前記積載部に積載された媒体の表面と直交する直交方向成分を有する方向に移動可能に前記給送ローラを支持する支持機構と、
    前記給送ローラが移動することによって抵抗値が変化するように、前記支持機構に連結された可変抵抗器と、
    前記直交方向の位置が互いに異なる第1所定位置及び第2所定位置に前記給送ローラが位置するように、前記支持機構を介して前記給送ローラを移動させる移動機構と、
    前記第1所定位置及び前記第2所定位置の前記直交方向の位置を示す値を第1所定値及び第2所定値としてそれぞれ記憶する記憶部と、
    制御部とを備えており、
    前記制御部は、
    前記移動機構が前記支持機構を介して前記給送ローラを移動させて前記給送ローラが前記第1所定位置及び第2所定位置にあるときに、前記可変抵抗器の抵抗値に対応した電気的特性値を取得する第1取得処理と、
    前記給送ローラが前記第1所定位置にあるときに取得した前記電気的特性値を前記第1所定値に関連付け、前記給送ローラが前記第2所定位置にあるときに取得した前記電気的特性値を前記第2所定値に関連付けて前記記憶部に記憶させる記憶処理と、
    前記積載部における媒体の残量が減少するに連れて前記給送ローラが前記直交方向成分を有する方向に移動可能な状態において、前記可変抵抗器の抵抗値に対応した電気的特性値を取得する第2取得処理と、
    前記記憶部に記憶された前記第1所定値、前記第2所定値及び前記2つの電気的特性値と、前記第2取得処理で取得した電気的特性値とに基づいて、前記第2取得処理を行った時点での前記給送ローラの前記直交方向の位置を示す値を算出する位置算出処理とを実行することを特徴とする給送装置。
  2. 前記第1所定位置が前記給送ローラの上死点であり、前記第2所定位置が前記給送ローラの下死点であることを特徴とする請求項1に記載の給送装置。
  3. 前記積載部が着脱式であり、
    前記積載部を着脱する過程において前記給送ローラが到達する最も上方の位置が前記上死点であり、
    前記積載部を脱抜した後に前記給送ローラが到達する位置が前記下死点であることを特徴とする請求項2に記載の給送装置。
  4. 前記積載部が着脱式であり、
    前記支持機構は、支点を中心として揺動可能なアームであって、前記給送ローラを回動可能に支持する前記アームを含み、
    前記移動機構は、前記積載部に設けられ、前記積載部を着脱する途中で前記アームの被係合部に係合することで前記アームを揺動させる係合部を含み、
    前記第2所定位置は、前記積載部が脱抜されたときに前記給送ローラが位置づけられる下死点であり、
    前記第1所定位置は、前記積載部を着脱する途中において、前記係合部と前記被係合部との係合により前記アームが揺動することで、前記給送ローラが前記第2所定位置から最も離されたときの上死点であることを特徴とする請求項1に記載の給送装置。
  5. 前記アームは、前記積載部を装着する途中において、前記係合部と前記被係合部が係合したときに、前記給送ローラが前記積載部に満載状態で積載された媒体から離間する位置まで揺動し、前記積載部の装着が完了し、前記係合部と前記被係合部の係合が解除されたときに、前記給送ローラが前記積載部に満載状態で積載された媒体に接触する位置まで揺動されるように構成されることを特徴とする請求項4に記載の給送装置。
  6. 前記制御部は、前記第1取得処理において、少なくとも前記積載部が脱抜されている間は、前記可変抵抗器の抵抗値に対応した電気的特性値を取得し続け、取得された電気的特性値が、前記給送ローラが積載量ゼロのときの位置と下死点との間の第3所定位置にあるときの電気的特性値に相当する所定閾値を跨いで変化した場合において、最大値又は最小値を取る時に前記給送ローラが下死点にあると判断することを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の給送装置。
  7. 前記制御部は、前記第1取得処理において、取得された電気的特性値が前記所定閾値を跨いで変化しない場合、前記第2所定位置について前記記憶処理を行わないことを特徴とする請求項6に記載の給送装置。
  8. 前記記憶部は、前記積載部における媒体の積載量と、前記給送ローラの前記直交方向の位置との対応関係をさらに記憶しており、
    前記制御部は、前記位置算出処理で算出された前記第2取得処理を行った時点での前記給送ローラの前記直交方向の位置を示す値と、前記記憶部に記憶された前記対応関係とに基づいて、前記第2取得処理を行った時点での前記積載部における媒体の積載量に関する情報を導出する積載量導出処理をさらに実行することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の給送装置。
  9. 前記記憶部は、前記対応関係として、前記積載部における媒体の積載量がゼロのときにおける、前記給送ローラの前記直交方向の位置を示す値を記憶していることを特徴とする請求項8に記載の給送装置。
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