JP4819456B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は画像形成装置に関し、特に被記録媒体を搬送ベルトで搬送する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus that conveys a recording medium by a conveying belt.
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、記録用紙、記録紙、転写材などとも称される。)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、あるいは、ライン型記録ヘッドを備えて用紙を送りながら画像を形成するライン型画像形成装置がある。 As various image forming apparatuses such as printers, facsimiles, copying machines, plotters, printer / fax / copier multifunction machines, etc., recording heads (printing heads) constituted by droplet discharging heads that discharge recording liquid (for example, ink) droplets are used. ) Is mounted on a carriage, and the carriage is referred to as a recording medium (hereinafter referred to as “paper”, but the material is not limited to paper, and is also referred to as recording medium, recording paper, recording paper, transfer material, etc.) )) Is serially scanned in a direction orthogonal to the conveyance direction, and the recording medium is intermittently conveyed according to the recording width, and an image is formed (recorded) by alternately repeating conveyance and recording. Printing, printing, and printing are also used interchangeably.) A serial type image forming apparatus or a line type recording head equipped with a line type recording head to form an image while feeding paper. There is emission type image forming apparatus.
このようなインクジェット記録方式の画像形成装置においては、高画質化のためにはインク滴の用紙に対する着弾位置精度を高める必要があることから、例えば、用紙を搬送する搬送ベルトを正に帯電させ、用紙を静電力による吸着力で吸着して、記録ヘッドと用紙との距離を一定に保ちかつ、用紙の送りを正確に制御して用紙の位置ずれを防止し、かつ用紙の浮きを防止して、用紙と記録ヘッドとの当たりによるジャムや汚れを防止するようにしたものが知られている。
このように、搬送ベルトを一様に正に帯電させて用紙を静電力で吸着させて用紙を搬送する場合、記録ヘッドから吐出された液滴は発生した電界の影響を受けてその飛翔方向が曲げられるなどして、画像形成位置のずれが生じるとともに、吐出された液滴のミストが逆流して記録ヘッドの吐出部付近に付着してしまい、吐出不良を生じ、形成画像の品質の低下を招くという問題がある。 As described above, when the paper is transported by uniformly and positively charging the transport belt and attracting the paper with an electrostatic force, the droplets ejected from the recording head are affected by the generated electric field and the flight direction thereof is affected. The image formation position shifts due to bending, etc., and the mist of the ejected droplets flows backward and adheres to the vicinity of the ejection part of the recording head, resulting in ejection failure and reducing the quality of the formed image. There is a problem of inviting.
そこで、特許文献3には、印刷ヘッド上に記録紙と同極性となるような電極を装備して飛散したミストがヘッド表面を汚さないようすることが記載されている。
また、特許文献4には、印刷ヘッドに対する電場の影響を最小限とするために,記録紙の表面電位を計測し、ベルト上に印加する電圧の制御を行なうことが記載されている。
なお、搬送ベルトに対する帯電方法としては、特許文献5に記載されているように、搬送ベルト上に正負極の交流の電荷を印加することによって被記録媒体と搬送ベルト間に吸着力を発生させるものが知られている。
また、搬送ベルトに対する帯電方法としては、特許文献4に記載されているように、搬送ベルト上に正負極の交流の電荷を印加することによって被記録媒体と搬送ベルト間に吸着力を発生させるものが知られている。
なお、電子写真方式で搬送ベルトを用いるものとしては特許文献5に記載のものが、本件に関係するキャリッジの高さ位置調整に関しては特許文献6に記載のものがある。
しかしながら、特許文献3に記載のように印刷ヘッド上に記録紙と同極性となるような電極を装備する構成は、印刷ヘッドがサーマルヘッドなどの熱的なエネルギーを使用する場合には使用可能であるが、圧電型アクチュエータや静電型アクチュエータを圧力発生手段として用いる圧電型ヘッドや静電型ヘッドなどのように静電容量が関係する記録ヘッドの場合には、アクチュエータの挙動が不安定となるため、使用できないという課題がある。また、ヘッド面に対して微細精密加工を施す必要があり、コスト的にも問題が残っている。
However, as described in
また、特許文献4に記載のように記録紙の表面電位を計測して搬送ベルト上に印加する電圧の制御を行なうためには、搬送ベルトに対する帯電電圧を変化させなければならず、静電気を発生させるための高圧電源の構造が複雑となるという課題がある。 Further, as described in Patent Document 4, in order to control the voltage applied to the conveying belt by measuring the surface potential of the recording paper, the charging voltage to the conveying belt must be changed, and static electricity is generated. There is a problem that the structure of the high-voltage power supply for making the power supply complicated.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でミストの逆流によるヘッド汚れを低下した画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus in which head contamination due to mist backflow is reduced with a simple configuration.
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、
液滴を吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジと、
前記記録ヘッドに対向して被記録媒体を搬送する、周回移動可能に配設された搬送ベルトと、
前記搬送ベルト上に移動方向に沿って正負極の電荷を交互に帯状に印加させる手段と、
前記記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離を変化させるギャップ調整手段と、
前記キャリッジの前記記録ヘッドの近傍に搭載され、前記搬送ベルト上の静電気力を測定する表面電位センサと、
前記表面電位センサの測定結果を予め定めた設定値とを比較し、前記記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離の調整が必要か否かを判別する手段と、
前記判別する手段が相対距離の調整が必要であると判別したときに、前記ギャップ調整手段を駆動して、前記記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離を調整する制御を行う手段と、を備え、
前記相対距離を調整する制御を行う手段は、前記記録ヘッドを前記搬送ベルトから離間する方向に移動させて前記相対距離を広くし、前記相対距離を、前記静電気力による電場の影響が前記記録ヘッドに及ばない距離に調整する制御を行う
構成とした。
In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention provides:
A carriage equipped with a recording head for discharging droplets;
A conveying belt arranged to be capable of circular movement for conveying a recording medium facing the recording head;
Means for alternately applying positive and negative charges along the moving direction on the conveyor belt in a strip shape;
Gap adjusting means for changing a relative distance between the recording head and the conveying belt;
A surface potential sensor that is mounted in the vicinity of the recording head of the carriage and measures electrostatic force on the conveyor belt;
Means for comparing the measurement result of the surface potential sensor with a predetermined set value and determining whether or not adjustment of the relative distance between the recording head and the transport belt is necessary;
Means for controlling the relative distance between the recording head and the transport belt by driving the gap adjusting means when the determining means determines that adjustment of the relative distance is necessary. ,
The means for controlling the relative distance is configured to move the recording head in a direction away from the conveying belt to widen the relative distance, and the relative distance is affected by an electric field due to the electrostatic force. It was set as the structure which performs the control which adjusts to the distance which is not reached.
ここで、前記記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離を調整したときには、前記記録ヘッドの高さ情報から液滴の着弾位置を予測して、前記着弾位置が調整前と同じ位置になる吐出制御を行う構成とできる。また、前記記録ヘッドが搭載されたキャリッジを上下動させることで前記搬送ベルトとの相対距離を変化させる構成とできる。 Here, when the relative distance between the recording head and the conveying belt is adjusted, the droplet landing position is predicted from the height information of the recording head, and the ejection control is performed so that the landing position is the same as before the adjustment. Can be configured. Further, the relative distance from the conveying belt can be changed by moving the carriage on which the recording head is mounted up and down .
本発明に係る画像形成装置によれば、搬送ベルト上の静電気力を測定し、測定結果を予め定めた設定値とを比較し、記録ヘッドと搬送ベルトとの相対距離の調整が必要であると判別したときに、記録ヘッドを搬送ベルトから離間する方向に移動させて相対距離を広くし、相対距離を、静電気力による電場の影響が記録ヘッドに及ばない距離に調整する構成としたので、静電気力が強い場合に記録ヘッドを静電気力が弱い範囲に逃がすことができ、ミストの付着によるヘッドの汚れを低減して画像品質を向上することができる。
According to the image forming apparatus of the present invention, it is necessary to measure the electrostatic force on the conveyance belt, compare the measurement result with a predetermined set value, and adjust the relative distance between the recording head and the conveyance belt. When discriminated, the recording head is moved away from the conveyor belt to increase the relative distance, and the relative distance is adjusted to a distance that does not affect the recording head due to the electrostatic field. When the force is strong, the recording head can escape to a range where the electrostatic force is weak, and it is possible to reduce the contamination of the head due to mist adhesion and improve the image quality.
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。本発明に係る画像形成装置の一例について図1を参照して説明する。なお、図1は同画像形成装置の全体構成を説明する模式的側面説明図、図2は同機構部のエンジン部分の拡大説明図である。
この画像形成装置は、図示しないがガイドロッドとガイドレールとでキャリッジ1を主走査方向(図1の紙面垂直方向)に摺動自在に保持し、このキャリッジ1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(K)のインク滴を吐出する4個の記録ヘッド3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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. An example of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 is a schematic side view for explaining the overall configuration of the image forming apparatus, and FIG. 2 is an enlarged explanatory view of an engine portion of the mechanism portion.
In this image forming apparatus, although not shown, a
記録ヘッド2を構成する液体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記録液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をインク(液体)を吐出するためのエネルギー発生手段(圧力発生手段)として備えたものなどを使用できる。
As a liquid discharge head constituting the
このキャリッジ1の下方側には、用紙3を静電吸着して搬送するために、無端状の搬送ベルト11を駆動ローラ12と従動ローラ13との間に掛け回して配置している。この搬送ベルト11は副走査モータ14によって駆動ローラ12が回転駆動されることによって周回移動する。また、搬送ベルト11表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ16を接触して配置し、更に、画像形成領域に対応して搬送ベルト31の平面性を出すためのガイド部材17を搬送ベルト11の裏面側に配置している。
Below the
また、従動ローラ13に対向して入口加圧コロ18を、ガイド部材17の入口側に対向して先端加圧コロ19をそれぞれ押圧付勢される押え部材20に取り付けて配置している。さらに、搬送ベルト31表面を除電する除電ブラシ21、搬送ベルト31表面に紙粉などを除去する除去部材22を配置している。
Further, an
また、従動ローラ13にはエンコーダホイール25を取り付け、このエンコーダホイール25のスリットを検知するエンコーダセンサ26を配置して、これらによって、搬送ベルト11の移動量及び移動速度を検出するためのロータリエンコーダを構成している。
Further, an
一方、給紙カセット30などの用紙収容部に積載収容された用紙3を給紙コロ31と摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド32によって1枚ずつ分離して給紙し、レジストローラ33でレジストした後、搬送ベルト31と入口加圧コロ18との間(ニップ部)に用紙3を送り込む。
On the other hand, the
さらに、画像が形成された用紙を排紙するため、搬送ベルト11から用紙を分離するための分離爪41と、排紙搬送ローラ対42と、排紙される用紙を搬送する搬送ローラ対(一方はコロ又はローラ、他方は拍車)44、45と、搬送ローラ対(いずれもコロ又はローラ)46〜48と、排紙ローラ対49とを備え、排紙ローラ49から排紙トレイ50上に排紙する。
Further, in order to discharge the paper on which the image is formed, a separation claw 41 for separating the paper from the
そして、この画像形成装置においては、キャリッジ1の記録ヘッド2の近傍に、搬送ベルト11上の静電気力を計測する表面電位センサ61を配置している。また、キャリッジ1を搬送ベルト11に対して上下動させる高さ調整機構を配置することで、搬送ベルト11との間の相対距離を可変としている。なお、キャリッジの高さ調整機構は、例えば特開平09−099603号公報、特開平08−118761号公報などに記載されている機構を用いることができる。
In this image forming apparatus, a surface
この画像形成装置においては、給紙カセット30から用紙3が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙3はレジストローラ対33から搬送ベルト11と入口加圧コロ18との間に送り込まれる。なお、レジストローラ33はレジストセンサ71の検知信号に基づいて画像形成と同期をとって用紙3を送り出す。
In this image forming apparatus, the
このとき、帯電ローラ16に対して交番電圧が印加されることで搬送ベルト11上には周回方向である副走査方向に正負極の電荷が所定の幅で帯状に交互に印加されて、搬送ベルト11が帯電される。この正負極交互に帯電した搬送ベルト11上に用紙3が給送されることで、用紙3が搬送ベルト11に静電力で吸着され、搬送ベルト11の周回移動によって用紙3が副走査方向に搬送される。
At this time, by applying an alternating voltage to the charging
そこで、キャリッジ1を往路及び復路方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド2を駆動することにより、停止している用紙3にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙3を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙3の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙3を排紙搬送して排紙トレイ50に排紙する。
Therefore, by driving the
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図3のブロック図を参照して説明する。
この制御部における主制御部101は、この装置全体の制御を司るCPUと、プログラム、その他の固定データを格納するROMと、画像データ等を一時格納するRAM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と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行な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ASICなどとを備えている。
Next, an outline of the control unit of the image forming apparatus will be described with reference to the block diagram of FIG.
The
そして、主制御部101は、図示しないホスト側から受信した画像データを処理して印刷制御部102に転送し、印刷制御部102は受領した画像データに基づいて記録ヘッド2の各アクチュエータを駆動制御して、記録ヘッド2から液滴を吐出させる。
The
また、主制御部101は、モータ駆動回路103を介して主走査モータ104を駆動制御してキャリッジ1を主走査方向に移動させ、エンコーダセンサ26からの検知信号に基づいてモータ駆動回路103を介して副走査モータ14を駆動制御して駆動ローラ12を回転駆動して搬送ベルト11を前述したように間歇駆動する。
Further, the
また、主制御部101は、ACバイアス供給部105を制御して帯電ローラ16に対してACバイアスを印加させることで、搬送ベルト11に対する帯電制御を行なう。
Further, the
さらに、主制御部101は、表面電位センサ61からの検知信号を入力して搬送ベルト11上の静電気力を測定し、この測定結果に基づいて駆動回路106を介してキャリッジ高さ(ヘッド高さ)調整機構107の駆動手段を駆動して、搬送ベルト11に対するキャリッジ1の高さ(記録ヘッド2の高さ)を調整する。なお、キャリッジ高さ調整機構107の駆動手段としては、モータ、ソレノイド、電磁クラッチなどを用いることができる。
Further, the
ここで、図4を参照して搬送ベルト11の駆動に関して説明する。
図4(a)に示すように副走査モータ14を駆動することで搬送ベルト11が周回動する。このとき図4(b)に示すACバイアスを帯電ローラ16に印加することによって、搬送ベルト11が前述したように正負極で所定の幅で帯電されることになる。また、搬送ベルト11が周回移動している間は、図4(c)、(d)に示す検知信号がエンコーダセンサ26から出力される。そして、表面電位センサ61から搬送ベルト11上の静電気力が検知されて図4(d)に示すような検知信号が出力され、この検知信号が主制御部101に入力される。
Here, the driving of the
As shown in FIG. 4A, the
そこで、主制御部101が行なうヘッド高さ調整処理について図5を参照して説明する。
主制御部101は、表面電位センサ61からの検知信号(センサ情報の1つ)を取得して、搬送ベルト11上の静電気力を測定し、この測定結果と予め定めた設定値に基づいてヘッド高さの変更が必要であるか否かを判別する。なお、表面電位センサ61による測定はキャリッジ1の主走査に同期して行なう。
The head height adjustment process performed by the
The
このとき、センサ情報としては、表面電位センサ61の検知信号のほか、搬送ベルト11の吸着力と温湿度環境や経時的な通紙枚数などの情報、用紙の厚さ、インク飛散によるヘッドの汚れに対する閾値などの各種情報を取得して、これらの各情報に基づいて、ヘッド高さ変更の必要性を判別することが好ましい。
At this time, as sensor information, in addition to the detection signal of the surface
そして、ヘッド高さの調整が必要であれば、キャリッジ高さ調整機構107の駆動手段(例えばモータ)を駆動制御して、記録ヘッド2の高さを変化させて搬送ベルト11との相対距離を変化させる。
If the head height needs to be adjusted, the drive means (for example, a motor) of the carriage
その後、再度表面電位センサ61からの検知信号(センサ情報)を取得して、搬送ベルト11上の静電気力を測定し、この測定結果と予め定めた設定値に基づいてヘッド高さの調整が必要か否かを判別し、ヘッド高さの調整が必要であれば、キャリッジ高さ調整機構107の駆動手段を駆動制御して記録ヘッド2の高さ調整する処理を繰り返し、再調整が不要になれば、この処理を終了する。
Thereafter, a detection signal (sensor information) from the surface
実際の動作としては、図6に示すように、定常状態で用紙3上に発生した電気力線により、キャリッジ3が電場の影響下に入ってしまっている状態で印刷動作を行うと、ミストが電場により帯電し、電気力線の向きにしたがって吸着されることとなる。そこで、図7に示すように、記録ヘッド2と搬送ベルト11との間の距離(ギャップ)を調整する(この場合は矢示方向:上方向に変位させている。)を行ない、電場の影響が及ぼさないように、キャリッジ1を高さ方向に移動させる。
As an actual operation, as shown in FIG. 6, when a printing operation is performed in a state where the
この場合、記録ヘッド2と用紙3との間のギャップ(距離)が変動することから、記録ヘッド2の設定高さ情報に基づいて着弾位置を予測し、吐出制御を行うことで高さ調整による着弾位置ずれを防止することが好ましい。
In this case, since the gap (distance) between the
このように、搬送ベルト上の静電気力の強さに基づいて記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離を変化させる構成としたので、簡単な構成で、記録液飛散によるヘッド汚れを抑えることができる。 As described above, since the relative distance between the recording head and the conveying belt is changed based on the strength of the electrostatic force on the conveying belt, it is possible to suppress head contamination due to scattering of the recording liquid with a simple structure. .
そして、このとき搬送ベルトが帯電していることで生じる用紙上に発生する静電気力を検出することで、記録紙の厚み等の影響も考慮することができる。また、静電気力を測定する手段を記録ヘッドの近傍に配置することで記録ヘッドにより近い静電気力を測定することができる。 At this time, by detecting the electrostatic force generated on the sheet caused by charging of the conveyance belt, the influence of the thickness of the recording sheet can be taken into consideration. Further, the electrostatic force closer to the recording head can be measured by arranging the means for measuring the electrostatic force in the vicinity of the recording head.
なお、搬送ベルト側を変位させることで記録ヘッドとの相対距離を調整することもできる。また、本発明をプリンタ構成のシリアル型画像形成装置で説明したがこれに限るものではなく、プリンタ/ファクシミリ/コピアの複合機(MFP)構成のシリアル型画像形成装置、その他のライン型画像形成装置にも適用することができる。 Note that the relative distance from the recording head can be adjusted by displacing the conveying belt side. Although the present invention has been described with a serial image forming apparatus having a printer configuration, the present invention is not limited to this, but a serial image forming apparatus having a printer / facsimile / copier multifunction peripheral (MFP) configuration, and other line type image forming apparatuses. It can also be applied to.
1…キャリッジ
2…記録ヘッド
11…副走査モータ(駆動モータ)
16…帯電ローラ
61…表面電位センサ
101…主制御部
107…キャリッジ高さ調整機構
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記記録ヘッドに対向して被記録媒体を搬送する、周回移動可能に配設された搬送ベルトと、
前記搬送ベルト上に移動方向に沿って正負極の電荷を交互に帯状に印加させる手段と、
前記記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離を変化させるギャップ調整手段と、
前記キャリッジの前記記録ヘッドの近傍に搭載され、前記搬送ベルト上の静電気力を測定する表面電位センサと、
前記表面電位センサの測定結果を予め定めた設定値とを比較し、前記記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離の調整が必要か否かを判別する手段と、
前記判別する手段が相対距離の調整が必要であると判別したときに、前記ギャップ調整手段を駆動して、前記記録ヘッドと前記搬送ベルトとの相対距離を調整する制御を行う手段と、を備え、
前記相対距離を調整する制御を行う手段は、前記記録ヘッドを前記搬送ベルトから離間する方向に移動させて前記相対距離を広くし、前記相対距離を、前記静電気力による電場の影響が前記記録ヘッドに及ばない距離に調整する制御を行う
ことを特徴とする画像形成装置。 A carriage equipped with a recording head for discharging droplets;
A conveying belt arranged to be capable of circular movement for conveying a recording medium facing the recording head;
Means for alternately applying positive and negative charges along the moving direction on the conveyor belt in a strip shape;
Gap adjusting means for changing a relative distance between the recording head and the conveying belt;
A surface potential sensor that is mounted in the vicinity of the recording head of the carriage and measures electrostatic force on the conveyor belt;
Means for comparing the measurement result of the surface potential sensor with a predetermined set value and determining whether or not adjustment of the relative distance between the recording head and the transport belt is necessary;
Means for controlling the relative distance between the recording head and the transport belt by driving the gap adjusting means when the determining means determines that adjustment of the relative distance is necessary. ,
The means for controlling the relative distance is configured to move the recording head in a direction away from the conveying belt to widen the relative distance, and the relative distance is affected by an electric field due to the electrostatic force. An image forming apparatus characterized by performing control to adjust the distance to less than .
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