JP2007245352A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成における信頼性を高めつつスループット向上することを目的とする。
【解決手段】 紙状態検知動作をキャリッジに搭載される検知手段にて、キャリッジの待機位置（ホームポジション）に近い側の記録紙の端部（基準）位置、端部斜行、先頭斜行、先頭状態（波打ち）等の状態を検知し、その検知データに基づいて紙セット時の先端揃え（プレカット）の実施／否を自動制御する。また、先頭状態検知（波打ち検知）位置は先端余白以下である。
【選択図】 図４

Description

本発明は、用紙上に画像を形成する例えば大型の複写機やプロッタなどの画像形成装置に関する。

一般に、記録紙に印字する手段としては、サーマル式、インクジェット式等の記録方式のものがあるが、インクジェット記録装置は、安価で、かつ、普通紙に高品質な画像を出力することができるので広く普及している。

インクジェット記録装置のうち、特に、写真画像を出力するための高画質印字を必要とされる記録装置や図面の出力等の用途に使用される記録装置においては、高精度の印字品質が求められる。この種の記録装置においては、印字・印刷が行われる前段階の一連の初期動作において、記録紙のセットされている位置（紙端部位置）の検出や記録紙の幅の検出が行われ、記録紙に対する画像の位置ずれを補正している。

記録紙の位置検出には、記録紙に非接触で検出が行える反射型光学式センサが一般に利用されており、通常、このようなセンサはキャリッジと呼ばれる記録ヘッドを保持するためのユニットの側面に搭載され、記録紙上を走査することによって記録紙端部の位置を検出し、検出された端部位置から記録紙の幅を知ることもできる。（参考文献１）
また、上記記録装置において、ロール紙を記録紙として使用した場合、先ずセット時記録紙の先端揃えのために所定長さの裁断する必要がある。これをトリミングカット或いはプレカットと呼ばれる動作であるが本例ではプレカットとする。

この動作は記録開始位置が前記検知手段により記録紙先頭一側端位置データにより決定されるため、記録紙先端が斜め或いは凹凸状態（波打ち）であった場合の紙外印字（プラテン印字）を防止するためである。このプラテン印字は画像欠損となるばかりでなく、次頁以降裏面へのインク転写等著しく品質を低下させてしまう。

なお、記録紙の裁断には、前記キャリッジ上に裁断手段を持ち、キャリッジの走査により裁断を行うものや、裁断装置として、切断部位（カッター刃）が独立駆動することで裁断を行うものもある。この裁断位置はロール紙の特性（基材の材質や剛度）によりズレが生じるため、裁断後前記センサーを記録紙上に移動し、記録紙のバックフィード時に次頁となる紙先頭位置を検知している。（参考文献２）
また、前記裁断動作、画像データを記録した被記録媒体をページ毎に切断し切り分けることも行う。
特開2000-109243号公報 特開平10-15886号公報 特開2002-225363号公報

上記装置の場合、次に述べるような問題が発生する。

ロール状記録紙をセットするたびに所定長さをカット（プレカット）するため、例えば紙種変更やロール幅変更のたびにプレカットを行うこととなり記録紙の無駄となる。装置を複数台所有している場合は、極力装置と紙種とサイズを固定で使用すれば前記無駄の削減となるが、大方１台で種々の記録紙への印刷が行われるため、ロール紙交換が頻繁に行われることで無駄量が増大してしまう。

また、これを改善するために特開2002-225363号公報に搬送経路上に２つのセンサーにより先端状態を検出してカット／否を制御する件が提案されているが、この方式ではセンサーを複数することでコストアップとなるばかりでなく、センサー間の紙の状態が不明であり特に凹部がある場合は、前述のプラテン印字となってしまう。

本発明は以上の点を鑑み、装置の複雑化やコストアップ、あるいは信頼性の低下を防ぎつつ、高画質化を維持しつつ生産性（スループット）向上が可能な画像記録装置の提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、
ロール状記録紙に画像を記録するための記録ヘッドを搭載するキャリッジと、前記記録媒体の切断手段と、前記キャリッジ上に記録紙の各端部位置を検知する検知手段とを備えた画像記録装置において、
ロール状記録媒紙の装置セット時に該記録紙の幅方向（搬送方向と直交方向）端部位置Ｘ₁と所定量搬送後の同端部位置Ｘ₂及び、左右先頭位置Ｙ₁,Ｙ₂、紙先端近傍内側の紙有無（先頭状態）の各検出を行い前記各検出データに基づいて、前記切断手段による先端揃えのためのカット動作（プレカット或いはトリミングカット）の実施／否を自動制御することを特徴とする。

また、前記カット動作制御は、記録紙端部位置Ｘ₁とＸ₂の差分△Xa（斜行量）が閾値（A₀）以内であり、予め装置に設定されている基準位置Ｘ₀との差分△Xb（位置ズレ量）が閾値(B₀)以下であり、先頭位置Ｙ₁とＹ₂の差分△Ｙc（先頭位斜行量）が閾値(C₀)以下であり、先頭状態に凹部がない場合カット動作をせず、△Ｙc（先頭位斜行量）が閾値(C₀)以上或いは先頭状態に凹部がある場合はカット動作を行うよう制御しても好適である。

また、前記検出動作として、前記キャリッジの待機位置（ホームポジション）に近い側の記録紙先頭位置Ｙ₁検出→紙端位置検出Ｘ₁→所定量搬送後の紙端位置検出Ｘ₂→紙幅検出→対向側の先頭位置Ｙ₂検出→紙先端より所定量Ｓ内側の紙有無検知（先頭状態検知）の順序で行っても好適である。

また、前記先頭状態検知時の所定量Ｓは装置設定されている先端余白より小さく設定しても良い。

本発明によれば、
キャリッジ上の検知手段にて、記録紙の先端状態（真直性）や斜行状態を検知し、このデータをもとにプレカットする／しないを自動で判定して行っているため、記録紙外印字（プラテン印字）を防止しつつ、記録紙の無駄を必要最小限にすることができる。また、前記記録紙状態を検知動作は一つの検知手段にて行い、検知順序も記録紙フィード動作やキャリッジ走査動作が最小限になるよう行っているためより安価な構成としながらも最短時間で検知可能である。

また、記録紙の裁断動作にはカット動作とその排出動作及びカット後次頁先頭の検知動作も必要であり、これらの動作も省略できるため信頼性を維持しつつスループットを向上できる。

以下、図1の記録装置全体の概略構成を示す斜視図を参照して本発明の記録材搬送装置を備えた記録装置の実施形態を説明する。

なお、本例は記録材としてロール状記録紙の搬送装置であるが、カット状記録紙用の搬送装置であってもよく、実施の形態に記載されている部品の寸法、材質、形状や相対配置など発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨のものではない。

装置１は大きく分けてロール状の記録紙Prを回転可能に保持するためのロール紙ホルダー部10、そこから送り出された記録紙を保持しながら画像形成を行う画像形成部20、画像形成後の記録紙を切断し機外に排出するための排紙部30より構成される。

ロール紙ホルダー部10は、ロール紙Prをスプール軸11及び一対のスプールフランジ12L,12Rにより回転自在に保持され、スプール軸11の両端はスプール軸受部13L、13Rで受ける構成なっている。なお、ロール紙Prの交換作業を容易に行うため、前記軸受部13L,13Rの手前には、スライド用のスロープ13'L,13'Rがあり、作業者はこのスロープに沿ってロール紙Prの脱着を行う。ロール紙Prの下部には、作業者が後述する画像形成部20まで用紙を送り込む際それをサポートする給紙ガイド対が設けられている。

画像形成部20には、画像形成時に記録紙を所定量搬送するためのLFローラ21とこれに所定加圧力Ｆにて付勢しつつ従動回転する複数個のピンチローラ22、吸引孔23aにより紙を吸引しつつ平面状に保持するためのプラテン23、記録ヘッド41を保持し紙搬送方向Ｙ（これを副走査と呼ぶ）と直角方向Ｘに往復走査する（これを主走査と呼ぶ）キャリッジ40から構成される。

記録ヘッド41は周知のインクジェット方式であり、これを保持するキャリッジ40の主走査方向の往復移動動作に周期して生成された画像データに基づいたヘッド駆動信号によりインク滴を記録紙Prに向かって吐出し、画像を記録していく。記録紙への画像形成は前記LFローラ21による所定量搬送（これをバンド搬送という）とキャリッジ40による記録とを交互に繰り返しながら記録材上に画像を記録していく。

また、キャリッジ40の左端には、主走査方向―Ｘ(左→右)に走行しながらロール紙Prを切断するカッターユニット50が着脱自在に設けられている。

図２のカッターユニット構成図を用いながら、カッターユニット50について説明する。

カッターユニット50には、ロール紙Prに直接に接触してこのロール紙Prを切断するカッター刃51が固定されている。前記プラテン23のうちカッター刃51が走行する部分には、カッター刃51の先端部が入り込むカッター溝23bが形成されている。

カッターホルダ52内部には、上下動可能なカッタースライダ53を配されており、このカッタースライダ53に前記カッター刃と回転可能に保持されるガイドコロ54が取り付けられており、連動して上下動する。カッター刃51が収納位置51'に移動する時には、プラテン23上に形成されたガイドリブ23cに沿ってガイドコロ54が上方に押されて収納される。

また、カッタースライダ53の上部には圧縮コイルバネのカッターバネ55が設けられ、このカッターバネ55によってカッター刃51は下方に付勢されることとなり、この付勢力Fが切断時の記録紙へのテンションとなる。

カッタースライダ53の上端部に爪部53aが設けられ、この爪部53aがカッターホルダ52のリブ52b、52cと選択的に係止されて上下位置が固定される。記録紙切断時は、本体１の最左部までキャリッジ40がオーバーランをすると壁に設けられた突起部２により、前記爪部53aが押されてリリースされ、この爪部53aがリブ52cに係止される位置（切断位置）までカッターバネ55により下方に移動して、前述の切断動作を行う。

また、キャリッジ40の左端には、記録紙検出部60が設けられている。図３の記録紙検出部模式図を用いながらこの記録紙検出部60について説明する。

記録紙検出部60は、光学式センサであり、発光部61である発光ダイオード（ＬＥＤ）より記録紙Prの表面に対して光を照射し、記録紙Prからの反射光を受光部62であるフォトトランジスタ（またはフォトダイオード）で検出して記録紙Prの検出を行う反射型光学式センサである。なお記録紙検出部60は、記録紙の有無を検出できるセンサであれば任意のセンサを用いうる。

次に、用紙セット動作について図４の用紙セットフローチャート及び図５の記録紙検知位置を示す図を用いながら説明する。

先ず作業者は、ピンチローラ22を解除レバー（不図示）によりニップを解除し、ロール紙Prを画像形成部20まで送り込む。ロール紙Prの右端をロール紙カバー31のセットマーク31aに合わせて解除レバーによりピンチローラ22をONする。この動作を起点として以下の紙端検知動作が開始される。以下をプレフィード動作と呼ぶ。

また検知動作時間短縮のため、本例のキャリッジ40の待機位置（これをホームポジションと呼ぶ）に近い側を右、遠い側を左とし記録紙Prの右→左への検知動作としているが、このホームポジションが左右逆の場合は左→右の検知動作とすることが望ましい。

＜検知動作（１）＞
キャリッジ40が＋X方向に移動し記録紙検出部60が紙右端上（本体正面側より見て）となる位置で停止する。記録紙検出部60で検知しつつLFローラ21で記録紙Prの−Y方向にバックフィードすることで紙右先頭位置Y1を検知する。

＜検知動作（２）＞
再び、記録紙Prを所定位置まで＋Y方向にフィードし停止し、記録紙検出部60で検知しつつキャリッジ40が−X方向に走査することで紙右端位置（基準位置）Ｘ₁を検知する。

＜検知動作（３）＞
次に、記録紙Prが所定量Ｌ (本例では300mm)を＋Ｙ方向にフィードされ停止すると、記録紙検出部60で検知しつつキャリッジ40が記録紙Pr上に往復動することで前記同様に紙右端位置Ｘ₂を検知する。

＜検知動作（４）＞
次に、記録紙Pr上を記録紙検出部60で検知しつつキャリッジ40が＋X方向に走査することで紙幅検知を検知する。

＜検知動作（５）＞
キャリッジ40が−X方向に移動し記録紙検出部60が紙左端上（本体正面側より見て）となる位置で停止する。次に記録紙検出部60で検知しつつ記録紙Prを−Y方向にバックフィードすることで紙左先頭位置Ｙ₂を検知する。

＜検知動作（６）＞
紙右先頭位置Y₁と紙左先頭位置Ｙ₂のうち、より上流側（ＬＦローラに近い側）の位置から記録紙検出部60位置が紙内側所定量Ｓとなる位置まで紙を＋Ｙ方向にフィードする。

この後、記録紙検出部60で検知しつつキャリッジ40が-X方向に走査することで紙幅全域の紙有無検知を行う。

なお、この所定量Ｓは記録紙検出部60の検出範囲＝スプット径に依存し、本例ではスポット径Φ３mmのため所定量Ｓはマージンを加味して２mmに設定している。

また、前記所定量Sは本装置の先端余白(本例では５mm)以下に設定している。こうすることで印字開始位置では記録紙が確実に有り、プラテン印字になることはない。

この先頭検知位置はスポット径と先端余白設定応じて決定するのが望ましい。

以上の一連の検知動作が終了すると、記録紙Prは−Ｙ方向に待機位置までバックフィードし停止し、キャリッジも−Ｘ方向に待機位置まで移動して停止し待機状態となる。

ここで前記検知データに基づいてＣＰＵの演算により種々の判定を行う。

＜斜行判定＞
先ず斜行量△Ｘaを次式に基づいて判定する。

斜行量△Ｘa＝｜Ｘ₁−Ｘ₂｜＞閾値Ａ₀（本例では1mm）
の場合は、作業者に再セットを促す。これが閾値Ａ₀以内であれば、
＜基準位置ズレ判定＞
基準位置とのズレ量△Ｘb＝｜Ｘ₀−Ｘ₁｜＞閾値Ｂ₀（本例では5mm）
※Ｘ₀は予め設定されている基準位置
であれば、前記同様作業者に再セットを促す。

＜先頭斜行判定＞
次に、先頭斜行量△Ｙc＝｜Ｙ₁−Ｙ₂｜＞閾値Ｃ₀（本例では20mm）
の場合は、後述するプレカット動作（カット動作＋排出動作＋次頁先頭検知動作）を行う。

ここで閾値Ｃ₀の値は、下流の搬送（排出）経路上ＪＡＭ等支障のない値(上限)に設定している。なお、この設定値は上限以下であればユーザー変更可能している。

＜紙先端状態判定＞
更に、前記検知動作（６）で凹部（紙なし部）を検知した場合は、前記同様プレカット動作を行う。

凹部がない場合は、プレカット動作を行わず、記録紙が待機位置まで−Ｙ方向にバックフィードして待機状態となる。

印字信号が入力されると、印字開始位置は前記紙右端位置Ｘ₁と先頭位置Ｙ₁，Ｙ₂のうちより上流側（ＬＦローラに近い側）の位置により決定され印刷動作となる。

以上の動作を『自動プレカットモード』と呼び、図６の記録紙状態とプレカット相関図を用いながら説明する。

上段側の図のように記録紙先頭斜行量が閾値Ｃ₀以上で著しく斜めの状態や凹部がある状態の場合は、プレカット動作＋排出動作＋次頁先頭検知動作を行う。

下段側の図のように上記以外の状態即ち記録紙先頭斜行量が閾値Ｃ₀以下であり、凸部がある状態の場合は、プレカットをしない。

ロール紙の殆どは先端がそれなりに揃っており、ロール紙の再セット時は前回カット動作が入っているため先端は必ず揃った状態となっているためプレカット動作となるケースは非常に少ない。

ただ、先頭頁から先頭状態の真直性の場合は『強制プレカットモード』も設けて強制的にオプレカットを行ってもよい。

次にプレカット動作について説明する。

プレカット動作にはカット動作、排出動作、次頁先頭検知動作がある。

先ずプレカット動作は先頭位置Ｙ₁，Ｙ₂から所定量（これをプレカット量と呼び本例では100mm）となる位置までフィードされる。カット位置をＹ₃とすると｜Ｙ₁,Ｙ₂−Ｙ₃｜=100mm
次に前述のカット動作(キャリッジのオーバーラン〜カット〜カッター収納)を行う。

次に、排紙動作は先頭の記録紙（切断下流側）の後端部を後続の記録紙（切断上流側）の先端部で押し出すことで行う。なお排紙動作として
押出し量 ：本例では390mm
フィードL1:20mm → Wait:0.5s →フィードL2:20mm →Wait:0.5s →フィードL3:350mm
→待機位置までバックフィード →次のジョブまで待機
ここで、3回に分けてフィードを行っているのは、後続記録紙の先端部が先頭記録紙の後端部が接触する機会、即ち排紙のきっかけをつくり、より少ない押出し量（排紙量）でもより確実に排紙動作を行うようにしている。

また、本例のTotalフィード量は390mmとしているがこの長さが長なるほど、フィード(+Y方向)＋バックフィード（-Y方向）の所要時間が必要となりスループットの低下となる。従って、各フィード量や回数、Totalフィード量は、排紙機構の条件等により最適値とすることが望ましい。

この後、後続(次頁)の先頭位置を前述の動作にて検知しつつ、待機位置Ｙ₀までバックフィードし待機状態となる。

以上の動作がプレカット動作であるが、この一連動作に所要する時間は本例では約50ｓであり、これを省略することで大幅なスループット向上となる。

印字終了後のカット動作も前記同様である。

以上のように、紙状態検知動作を一つの検知手段にて行い、検知順序も記録紙フィード動作やキャリッジ走査動作が最小限になるよう行っているためより安価な構成としながらも最短時間で検知可能である。

また、記録紙の裁断動作にはカット動作とその排出動作及びカット後次頁先頭の検知動作も必要であり、これらの動作も省略できるため信頼性を高めつつ、記録紙の無駄を削減し、大幅にスループットを向上することができる。なお、本内容は装置の大小や記録紙の種類やサイズに関らず適用できる。

実施例説明図（装置全体の概略構成を示す斜視図）。 実施例説明図（カッターユニット構成図）。 実施例説明図（記録紙検出部模式図）。 実施例説明図（用紙セットフローチャート）。 実施例説明図（記録紙検知位置）。 実施例説明図（記録紙状態とプレカット動作の相関図）。

符号の説明

Pr 記録紙
Ａ₀ 斜行量閾値
Ｂ₀ 右端位置ズレ量閾値
Ｃ₀ 先頭斜行量閾値
Ｘ 主走査方向
Ｘ₁，Ｘ₂ 紙右端位置
△Ｘa 斜行量
△Ｘb 右端位置ズレ量
Ｙ 搬送方向（副走査方向）
Ｙ₀ 待機初期位置
Ｙ₁、Ｙ₂ 記録紙先頭位置
△Ｙｃ 先頭斜行量
S 先頭状態検知位置（紙先頭位置からの量）
1 本体
10 ロールホルダー部
11 スプール軸
20 画像形成部
21 ＬＦローラ
23 吸引プラテン
40 キャリッジ
41 記録ヘッド
50 カッターユニット
60 記録紙検出部

Claims (4)

1. ロール状記録紙に画像を記録するための記録ヘッドを搭載するキャリッジと、前記記録媒体の切断手段と、前記キャリッジ上に記録紙の各端部位置を検知する検知手段とを備えた画像記録装置において、
   ロール状記録媒紙の装置セット時に該記録紙の幅方向（搬送方向と直交方向）端部位置Ｘ₁と所定量搬送後の同端部位置Ｘ₂及び、左右先頭位置Ｙ₁,Ｙ₂、紙先端近傍内側の紙有無（先頭状態）の各検出を行い前記各検出データに基づいて、前記切断手段による先端揃えのためのカット動作（プレカット或いはトリミングカット）の実施／否を自動制御することを特徴とする画像記録装置。
2. 前記カット動作制御は、記録紙端部位置Ｘ₁とＸ₂の差分△Xa（斜行量）が閾値（A₀）以内であり、予め装置に設定されている基準位置Ｘ₀との差分△Xb（位置ズレ量）が閾値(B₀)以下であり、先頭位置Ｙ₁とＹ₂の差分△Ｙc（先頭位斜行量）が閾値(C₀)以下であり、先頭状態に凹部がない場合カット動作をせず、△Ｙc（先頭位斜行量）が閾値(C₀)以上或いは先頭状態に凹部がある場合はカット動作を行うよう制御することを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記検出動作として、前記キャリッジの待機位置（ホームポジション）に近い側の記録紙先頭位置Ｙ₁検出→紙端位置検出Ｘ₁→所定量搬送後の紙端位置検出Ｘ₂→紙幅検出→対向側の先頭位置Ｙ₂検出→紙先端より所定量Ｓ内側の紙有無検知（先頭状態検知）の順序で行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
4. 前記先頭状態検知時の所定量Ｓは装置設定されている先端余白より小さいことをことを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。

Images