(57)【要約】【課題】記録ヘッドを移動させる複数の経路のうち、記録ヘッドが存在する経路を不揮発性メモリやセンサを利用せずに判定することが可能な安価な構成の画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置において、記録ヘッドを異なる移動負荷が生じる複数の経路に沿って移動させる際に、記録ヘッドの移動負荷に基づいて記録ヘッドが移動している経路を判定する（Ｓ８０６〜Ｓ８０８）。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を記録させる記録媒体に対して記録ヘッドを異なる移動負荷が生じる複数の経路に沿って移動させるヘッド移動手段と、
前記ヘッド移動手段により前記記録ヘッドを移動させているときの移動負荷を判定し、該判定した移動負荷に基づいて前記記録ヘッドが移動している経路を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記録ヘッドの移動速度を検出する速度検出手段を備え、
前記判定手段は、前記速度検出手段により検出される前記記録ヘッドの移動速度に基づいて前記記録ヘッドが移動している経路を判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記速度検出手段により検出される移動速度が所定の速度よりも速い場合は、前記移動負荷が相対的に低い第１の経路を前記記録ヘッドが移動していると判定し、前記速度検出手段により検出される移動速度が所定の速度よりも遅い場合は、前記移動負荷が相対的に高い第２の経路を前記記録ヘッドが移動していると判定
することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の経路に沿って前記記録ヘッドを移動させて画像を記録させた後、前記第２の経路に沿って前記記録ヘッドを移動させて残りの画像を記録させることにより記録すべき画像を形成する制御手段を更に有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記記録ヘッドによる画像の記録が停止した場合、  前記制御手段は、前記判定手段により判定される前記記録ヘッドが移動している経路に応じて前記記録ヘッドによる画像の記録を再開させるための処理を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
画像を記録させる記録媒体に対して記録ヘッドを異なる移動負荷が生じる複数の経路に沿って移動させることにより画像を記録する画像形成装置の判定方法であって、
前記記録ヘッドを移動させているときの移動負荷を判定し、該判定した移動負荷に基づいて前記記録ヘッドが移動している経路を判定することを特徴とする判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に対して記録ヘッドを移動させつつ画像形成動作を行うことにより、画像を形成する画像形成装置および記録ヘッドの位置の判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録ヘッドを移動させつつ画像形成動作を行う画像形成装置としては、記録ヘッドの移動経路を変更することにより、記録ヘッドの記録幅より広い幅の画像を形成することを可能としたものがある。特許文献１には、主走査方向に沿って往復移動するキャリッジに搭載される記録ヘッドを、主走査方向と直交する方向へ移動させることにより、記録ヘッドの往動と復動とで経路を切り替えながら画像を形成する画像形成装置が開示されている。これによれば、画像形成動作において記録媒体を移動させずに記録ヘッドの記録幅より広い領域に画像を形成することが可能になり、安価かつ小型に構成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１６３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示すように記録ヘッドの移動経路を切り替えつつ記録動作を行う画像形成装置では、中断された記録動作を再開させるに際し、記録ヘッドがいずれの経路で停止したかを示す情報が必要になる。そのため、従来の装置では、記録ヘッドが移動している経路の情報を揮発性メモリに記憶させることが行われている。しかしながら、電源が遮断されてキャリッジの動作が停止するという不測の事態が生じた場合、揮発性メモリに記憶されていた情報が消失し、記録ヘッドの再開に支障を来たすことがある。そこで、記録ヘッドが位置する経路を示す情報を不揮発性メモリに格納する、あるいはセンサを用いて記録ヘッドが存在する経路を検出する、などの対策を講じることも考えられているが、この場合には装置コストが増大するという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、記録ヘッドを移動させる複数の経路のうち、記録ヘッドが存在する経路を安価な構成で判定することが可能な画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、画像を記録させる記録媒体に対して記録ヘッドを異なる移動負荷が生じる複数の経路に沿って移動させるヘッド移動手段と、前記ヘッド移動手段により前記記録ヘッドを移動させているときの移動負荷を判定し、該判定した移動負荷に基づいて前記記録ヘッドが移動している経路を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、記録ヘッドを移動させる複数の経路のうち、記録ヘッドが存在する経路を安価な構成で判定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態における画像形成装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すキャリッジユニットの分解斜視図である。
【図３】図１に示すヘッドキャリッジユニットおよびガイド部を下側から見た底面図であり、ヘッドキャリッジユニットの往動時の状態を示す。
【図４】図３に示すヘッドキャリッジユニットの右側面図である。
【図５】図１に示すヘッドキャリッジユニットおよびガイド部を下側から見た底面図であり、ヘッドキャリッジユニットの復動時の状態を示す。
【図６】図５に示すヘッドキャリッジユニットの右側面図である。
【図７】本実施形態における制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図８】実施形態の制御部において実行される記録ヘッドの移動経路検出処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を詳細に説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１０】
図１は本発明の一実施形態における画像形成装置の全体構成を示す斜視図である。なお、図１は、画像形成装置の外殻をなすカバー部材などを除去した状態を示している。図２は図１に示すキャリッジユニットの分解斜視図である。
【００１１】
画像形成装置１００は、記録に際して記録媒体を媒体セット位置ＰＳにセットするリフタ部９、ヘッドキャリッジユニット１８、およびヘッド移動機構５０を備える。これらの部分は、画像形成装置１００の骨格をなすフレーム部材１００ａに直接的または間接的に支持されている。
【００１２】
ヘッドキャリッジユニット１８は、図２に示すように、ヘッドユニット１４とこれを搭載するキャリッジ１５により構成される。ヘッドユニット１４は、記録カートリッジ１０と、カートリッジホルダ（支持部材）１３とをユニット化したものである。ヘッドユニット１４は、キャリッジ１５が移動する主走査方向（Ｘ方向）と直交するＹ方向へと移動可能に搭載されている。カートリッジホルダ１３には、記録カートリッジ１０に備えられた導通部と電気的な接点を有する不図示のカートリッジ制御基板が設けられている。このカートリッジ制御基板は導通部材を介して後述の制御部２００（図７）と電気的に接続されており、記録カートリッジの取付け状況などを表す信号が制御部２００に送信される。
【００１３】
また、記録カートリッジ１０は、記録ヘッド１２と、記録ヘッド１２に供給するインクを収容したインクタンク１１とで構成される。記録ヘッド１２には、インクを吐出する複数の吐出口を配列した複数の吐出口列が形成されている。本実施形態では、インクタンク１１に収容された複数種のインクが複数の吐出口列にそれぞれ供給され、各吐出口列から異なる種類のインクが吐出される。各吐出口列を構成する複数の吐出口は、ヘッドキャリッジユニット１８の移動方向である主走査方向（Ｘ方向）と交差する方向（図２では直交する方向）に沿って配列されている。
【００１４】
ヘッド移動機構５０は、キャリッジ駆動部３０およびガイド部４０などを備える。キャリッジ駆動部３０は、キャリッジ１５を主走査方向へと移動させる駆動力を発生させるモータ７１と、その駆動力をキャリッジ１５に伝達する駆動ベルト７２とを備える。本実施形態のモータ７１にはＤＣモータを使用している。駆動ベルト７２は、キャリッジ１５に連結されており、駆動ベルト７２と共にキャリッジ１５が主走査方向（Ｘ方向）に沿って往復移動する。
【００１５】
キャリッジ１５に保持されている記録ヘッド１２は、記録媒体上を通過する所定のタイミングでインクを吐出して画像を形成する。この際、主走査方向におけるキャリッジ１５の位置を検出する検出手段が必要となる。このため、キャリッジ１５の動作領域上にはリニアエンコーダ７３が設けられている。リニアエンコーダ７３は、フレーム部材１００ａに主走査方向に沿って配置されたスケールと、このスケールを読み取るリニアエンコーダ読取手段とを備え、エンコーダ読取手段で読み取った信号に基づいてキャリッジ１５の主走査方向における位置を検出する。キャリッジ１５のＸ方向における位置を検出する検出手段としては、リニアエンコーダ以外に、モータの回転を検出するロータリーエンコーダを用いることも可能である。
【００１６】
ガイド部４０は、ヘッドキャリッジユニット１８が主走査方向（Ｘ方向）に沿って正確に移動するよう案内する部分であり、フレーム部材１００ａに固定されている。ヘッドキャリッジユニット１８のキャリッジ１５は、ガイド部４０に摺動可能に係合しており、ヘッドキャリッジユニット１８の姿勢を保持する。
【００１７】
ガイド部４０の構成を図３に示す。なお、図３は図１に示すヘッドキャリッジユニット１８およびガイド部４０を下側から見た底面図である。図示のように、ガイド部４０は、Ｘ方向に延在する板状のキャリッジガイド部材４１と、キャリッジガイド部材４１の下面に突設されたヘッドガイド部材９０とで構成される。キャリッジガイド部材４１は、キャリッジ１５をＸ方向に沿って往復移動可能に支持する。また、ヘッドガイド部材９０は、キャリッジ１５に搭載されるヘッドユニット１４の移動方向を案内する部材である。ヘッドガイド部材９０には、第１、第２のレール９１、９２が形成され、レール９１、９２の端部には、一方のレールから他方のレールへと記録ヘッドを移動させる際の案内となる傾斜部９３、９４がそれぞれ形成されている。
【００１８】
また、本実施形態における画像形成装置１００には、記録動作中に主走査方向に対して直交する方向（Ｙ方向）に記録ヘッド１２の経路を切替える手段が構成されている。この手段は、キャリッジ１５をＹ方向に移動可能に保持するカートリッジホルダ１３と、カートリッジホルダ１３をＹ方向へと付勢する付勢手段としての圧縮ばね１７と、カートリッジホルダ１３のＹ方向における位置を規制するヘッドガイド部材９０とで構成される。すなわち、キャリッジ１５内にＹ方向に移動可能に保持されている支持部材としてのカートリッジホルダ１３には、突出部１３ａ（図２）が形成され、突出部１３ａの一部（端部）には当接部材１６が設けられている。この当接部材１６は、カートリッジホルダ１３を付勢する圧縮ばね１７の付勢力によって、図３または図５に示すように、ヘッドガイド部材９０の第１のレール９１または第２のレール９２に当接するよう構成されている。なお、本実施例では、ヘッドガイド部材９０とキャリッジガイド部材４１は別体で構成されているが、これら２つの部材は一体化された部材によって構成することも可能である。
【００１９】
ここで、本実施形態における画像形成装置による記録動作および記録動作中の記録ヘッド１２の移動経路の切り替えなどについて説明する。記録動作が開始されると、モータ７１の駆動力によって、キャリッジ１５は第１のレール９１に沿ってＸ１方向に移動（往動）する。このキャリッジ１５の移動によって記録ヘッド１２も第１のレール９１と平行する第１の経路に沿って移動（往動）する。そして、第１の経路内の所定の範囲に定められた画像形成領域において記録ヘッド１２からはインクが吐出され、そのインクが記録媒体に着弾し、形成すべき画像の中の往動分の画像が形成される。この間、カートリッジホルダ１３に設けられた、当接部材１６は、圧縮ばね１７の付勢力によって図３および図４に示すように、第１のレール９１に圧接しつつＸ１方向へと摺動する。キャリッジ１５がキャリッジガイド部材４１に支持され、かつカートリッジホルダ１３が当接部１６を介してヘッドガイド部材９０に沿って摺動することにより、ヘッドキャリッジユニット１８は常に一定の姿勢を保ちながら移動する。従って、記録ヘッド１２の移動は安定し、適正な画像を形成することができる。
【００２０】
その後、キャリッジ１５の往動によって、記録ヘッド１２が画像形成領域より下流側へと移動すると、当接部材１６はヘッドガイド部材９０の傾斜部９３に達する。この時点でもキャリッジ１５は引き続き主走査方向に沿って往動（Ｘ１方向への移動）を行っている。このため、当接部材１６は傾斜部９３に沿って主走査方向と直交する方向（Ｙ１方向）へも移動し、第２のレール９２に形成されている溝９４を通過して第２のレール９２に接する。これにより、記録ヘッド１２の移動経路は、第１の経路から第２の経路へと切り替えられる。
【００２１】
この後、モータ７１の逆転により、キャリッジ１５は主走査方向に沿って復動（Ｘ２方向への移動）を行い、記録ヘッド１２は第２の経路における画像形成領域においてインクを吐出し、記録媒体に対して復動分の画像を記録する。この間、当接部材１６は、図５の底面図および図６の右側面図に示すように、第２のレール９２に沿って移動する。
【００２２】
記録ヘッド１２の復動による画像の記録が終了した後も、キャリッジ１５に設けられた当接部材１６は引き続き第２のレール９２に沿って移動を続ける。そして、当接部材１６は傾斜部９４に達すると、傾斜部９４に沿って移動し、傾斜部９４を通過した時点で、ばね１７の付勢力によって、主走査方向と直交するＹ１方向へと移動し、第１の経路９１に接触する。これにより、記録ヘッド１２は、第１の経路へと復帰し、一連の画像形成動作は完了する。画像が形成された記録媒体はユーザによってプリンタ手前方向に取り出される。なお、画像形成動作完了後、キャリッジ１５は、画像形成領域外に設けられているホームポジションへと移動し、記録ヘッド１２に対するクリーニング動作や回復動作を行う。この後、次の画像形成指令が入力されると、ヘッドキャリッジユニット１８を往動させ、画像の記録動作を開始する。
【００２３】
なお、本実施形態においては、記録ヘッド１２の画像形成部の幅、すなわち記録ヘッドの吐出口列の長さは０．５インチであり、この記録ヘッドを第１、第２の経路に沿って往復動させることにより、１インチ幅の画像を形成する。このような画像形成動作によって形成し得る画像としては、例えば、バーコードとこれに関連する文字などからなる画像がある。
【００２４】
図７は画像形成装置１００を制御する制御部の概略構成を示すブロック図である。制御部２００は、例えば画像形成装置１００の内部に構成される。制御部２００に設けられたマザーボードのバス線７００には、演算部としてのＣＰＵ７０１、揮発性メモリにより構成されたメモリ部としてのＲＡＭ７０２、ＲＯＭ７０３が接続されている。さらに、バス線７００には、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）７０４、パネル操作部７０５、エンコーダ駆動回路７０６、モータ７１を駆動するモータ駆動回路７０７、記録ヘッド１２を駆動するヘッド駆動回路７０８が接続されている。図７に示す各ブロックは、バス線７００を介して相互に通信可能である。
【００２５】
ＣＰＵ７０１は、種々の演算、比較、および判断などの処理を実行すると共に、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する。ＲＡＭ７０２は、ＣＰＵ７０１の作業領域およびデータの一時記憶領域として用いられる。また、ＣＰＵ７０１は、リニアエンコーダ７３から入力された信号に基づき、キャリッジ１５が移動する時の負荷（移動負荷）を検出するための検出手段としての機能も備える。ＲＯＭ７０３は、画像形成装置１００の各部の駆動を制御するためのファームウェアプログラムや、ファームウェアプログラムを制御するためのブートプログラムを記憶しており、これらのプログラムはＣＰＵ７０１により読み出されて実行される。パネル操作部７０５は、種々の指令やデータの入力を行なう入力部と、画像形成装置１００の画像形成状態や動作状態などの表示を行なう表示部とを備える。
【００２６】
図８は、本実施形態の制御部において実行される記録ヘッド１２の移動経路検出処理を示すフローチャートである。以下で説明する各ステップの処理は、制御プログラムとしてＲＯＭ７０３に記憶され、ＣＰＵ７０１により実行される。
【００２７】
停電などによって電源が遮断された場合、画像形成動作は停止し、記録ヘッド１２は移動経路中に停止した状態となる。この後、停電解消などにより電源が再投入されると（Ｓ８０１）、ＣＰＵ７０１はエンコーダ駆動回路７０６を介してリニアエンコーダ７３を作動させると共に、モータ駆動回路７０７を制御してキャリッジ１５をホームポジションへ移動させるようにモータ７１を駆動する（Ｓ８０２）。また、ＣＰＵ７０１は、ホームポジションへ戻る際のキャリッジ１５の移動速度を検出する（Ｓ８０３）。このキャリッジ１５の移動速度の検出は、リニアエンコーダ７３から出力された信号に基づいてＣＰＵ７０１が行う。すなわち、ＣＰＵ７０１は本発明の速度検出手段としての機能を果す。速度キャリッジ１５がホームポジションへと戻ると、ＣＰＵ７０１はモータ７１の駆動を停止させ（Ｓ８０４）、リニアエンコーダ７３から出力された信号に基づいて記録ヘッド１２のＸ方向の移動距離、つまり電源再投入時に記録ヘッドが停止していた位置を判定する（Ｓ８０５）。そして、記録ヘッド１２の回復動作を実行した後、記録ヘッドの吐出口を不図示のキャッピング手段によってキャッピングする。
【００２８】
次にＣＰＵ７０１は、電源が遮断されたときに記録ヘッド１２が第１の経路と第２の経路のいずれの経路に位置していたかの判断を行う。この判断は、移動を再開し始めたときの記録ヘッド１２の移動速度に基づいて行うことができる。すなわち、記録ヘッド１２が第１の経路を移動する場合には、カートリッジホルダ１３に設けられた当接部材１６は圧縮ばね１７の付勢力によって第１のレール９１に圧接し、記録ヘッド１２が復動する場合には第２のレール９２に圧接する。本実施形態では、圧縮ばね１２を、第１のレール９１よりも第２のレール９２に近い位置に配置されているため、当接部材１６と第２のレール９２との圧接力は、当接部材１６と第１のレール９１との圧接力より大きくなる。従って、記録ヘッド１２が第２の経路に沿って移動する際に生じる移動負荷は、記録ヘッド１２が第１の経路に沿って移動する際の移動負荷より相対的に大きくなる。よって、電源が再投入されて記録ヘッド１２がホームポジションへの移動を開始したときの記録ヘッドの移動速度は、記録ヘッド１２が第２の経路に沿って移動を開始したときの速度より遅くなる。なお、記録ヘッド１２の移動速度は、第１、第２の経路のいずれにおいても、画像形成領域内では同一の速度となるように第２の経路に沿って移動する際のモータの駆動電圧を第１の経路に沿って移動する際よりも大きくしておく。つまり、画像の形成は、予め定めた一定の速度で行われる。電源再投入時は、記録ヘッド１２が存在する経路にかかわらず同一の駆動電圧で移動させるので、移動負荷の違いに応じて速度差が発生する。
【００２９】
そこで、本実施形態では、電源遮断時に記録ヘッド１２がいずれの経路に位置していたかを、記録ヘッド１２の移動が再開されたときの速度に基づいて判断する。この判断は、Ｓ８０６において行う。すなわち、Ｓ８０６では、記録ヘッド１２が停止位置からホームポジションへと移動を開始したときの移動速度が、予め設定した閾値（ここでは１８０ｍｍ／ｓ）を下回ることがあったか否かを判断する。そして、記録ヘッド１２の移動速度が１８０ｍｍ／ｓｅｃ未満となることがあった場合には、電源遮断時に、記録ヘッド１２は第２の経路に存在していたと判断する（Ｓ８０７）。また、検出された速度が閾値（１８０ｍｍ／ｓｅｃ）を下回ったことがない（常に１８０ｍｍ／ｓｅｃ以上であった）場合には、キャリッジ１５は電源断時に往動を案内する第１の経路に存在していたと判断する（Ｓ８０８）。
【００３０】
画像形成を再開させる場合は、記録ヘッド１２が第１の経路にあったと判断された場合は、Ｓ８０８で判定した距離Ｘだけホームポジションから記録ヘッド１２を移動させてから画像形成を再開させる。記録ヘッド１２が第２の経路にあったと判断された場合は、ホームポジションから距離Ｘ手前の位置まで記録ヘッド１２を移動させてから画像形成を再開させる。
【００３１】
以上のように、本実施形態によれば、電源が遮断されたとしても、電源が再投入されたときに記録ヘッドが存在する経路を判断することが可能になる。このため、確実に記録ヘッドを画像形成が中断された経路へと移動させることが可能となり、中断した位置から画像の形成を再開することが可能になる。また、不揮発性メモリやセンサなどを用いることなく、画像形成動作中断時に記録ヘッドが存在していた経路を判断することができるため、画像形成装置を安価に構成することが可能になる。
【００３２】
（他の実施形態）
上記実施形態では、記録ヘッド１２の移動速度を検出することによって記録ヘッド１２が存在していた経路を判断するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、一定のトルクでモータを駆動させる際の電圧の変動を検出し、その変動に基づいて記録ヘッドがいずれの経路に存在するかを判断するようにしても良い。すなわち、複数の経路それぞれにおける記録ヘッドの移動負荷が異なる場合、記録ヘッドの移動開始時のモータの電圧変動が異なるため、これを検出することによって記録ヘッドの移動負荷を検出するようにすることも可能である。
【００３３】
また、上記実施形態では、キャリッジユニットの姿勢を維持するための付勢手段（圧縮ばね）の付勢力が経路毎に変化することを利用して、記録ヘッドの移動経路の検出を行うものとしたが、本発明は、これに限定されない。例えば、複数の移動経路のそれぞれの画像形成領域外に、記録ヘッドが通過する際に異なる移動負荷を生じさせる部分（例えば突部）を形成し、その移動負荷の差によって、記録ヘッドが存在していた経路を判断するようにしてもよい。
【００３４】
さらに、本発明は、３つ以上の経路を移動して画像を形成するよう構成することも可能である。また、上記実施形態では、記録ヘッドを往復移動させて画像を形成する画像形成装置を示したが、異なる経路を同方向に移動させながら画像を形成することも可能であり、画像を形成する際の記録ヘッドの移動方向、数などは、特に上記実施形態に限定されない。
【符号の説明】
【００３５】
１２  記録ヘッド
１５  キャリッジ
５０  ヘッド移動機構（ヘッド移動手段）
９１  第１のレール（第１の経路）
９２  第２のレール（第２の経路）
１００  画像形成装置
２００  制御部
７０１  ＣＰＵ（判断手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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