JP2001158145A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャリッジの往復移動に際して、従動プーリ
の支持部材の搖動を防止すると共に、騒音を低減するよ
うにしたインクジェット記録装置を得る。 【解決手段】 装着部３５の軸芯は、従動プーリ２８の
中心線Ｒからズレているため、圧縮スプリング３８の一
端部を装着部３５に装着し、他端部を台座１４Ｂに支持
させると、圧縮スプリング３８の軸芯線は従動プーリ２
８の中心線からズレる。このため、支持部材３６には予
め回転力が付与され、支持部材３６が傾き、支持部材３
６の上下面３６Ａが切欠き部３４に当接する。このた
め、タイミングベルト３０にテンションを掛けること
で、従動プーリ２８が回転するときに軸部２８Ａと支持
部材３６との間で生じる回転モーメントが大きくなった
としても、支持部材３６が搖動することはない。従っ
て、支持部材３６の搖動による振動及び騒音の防止を図
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報に基づい
てノズル部からインクを記録紙に吐出し、画像を記録す
るインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、インクジェット記録装置１０
０は、図６に示すように、キャリッジ１０２に記録ヘッ
ド１０４を搭載し、このキャリッジ１０２をシリアルス
キャンして記録媒体Ｐに文字や画像の記録を行うもので
ある。

【０００３】キャリッジ１０２をシリアルスキャンさせ
る構成として、一般的には、モータ１０６と連結した駆
動プーリ１０８と従動プーリ１１０との間にエンドレス
のタイミングベルト１１２を巻き掛け、このタイミング
ベルト１１２にキャリッジ１０２を接続してモータ１０
６が正転及び逆転駆動することにより、キャリッジ１０
２を本体フレーム１１４に固定されたガイドレール１１
６、１１８に沿って往復移動させる方法が用いられる。

【０００４】ここで、タイミングベルト１１２にある程
度のテンションを付与するために、本体フレーム１１４
には切欠き部１２０が設けられ、この切欠き部１２０内
に従動プーリ１１０が取り付けられた支持部材１２２が
スライド可能に配置されている。

【０００５】一方、図７に示すように、支持部材１２２
の上下面１２２Ｃからは、一対のレール１２２Ａ、１２
２Ｂが立設しており、このレール１２２Ａ、１２２Ｂ間
で本体フレーム１１４が挟まれ、支持部材１２２が本体
フレーム１１４に対してスライドする。

【０００６】支持部材１２２はスプリング１２４で付勢
されており、従動プーリ１１０が対向するタイミングベ
ルト１１２間の中心線Ｌに沿って移動可能となってい
る。このとき、スプリング１２４は、付勢力の中心線Ｌ
上に従動プーリ１１０の回転中心Ｏがくるように配置さ
れている。

【０００７】このような構成において、キャリッジ１０
２の重量が増加したり（例えば、搭載する記録ヘッド１
０４の数が増加したり、インクタンクの容積が増大した
り、キャリッジ１０２がインク供給用のチューブを牽引
するとき等）、スキャン速度を速くするとき等にあって
は、モータ１０６の出力トルクを大きくし、かつタイミ
ングベルト１１２のテンションを上げる方法が取られて
いる。

【０００８】しかし、一般的にモータ１０６の出力トル
クを大きくすると、それに伴ってタイミングベルト１１
２等の振動が大きくなり、この振動に起因する騒音が発
生する。これはモータとしてステッピングモータを使用
した場合にその傾向が大きい。

【０００９】また、図８に示すように、キャリッジ１０
２を停止状態から定速域まで急加速をする加速域や、定
速域から急停止させるような急減速する減速域では、キ
ャリッジ１０２の重量が増加するにつれて衝撃的な振動
が生じ、騒音が発生し易くなる。

【００１０】一方、図７に示すように、タイミングベル
ト１１２のテンションを上げると、従動プーリ１１０が
回転するときに支持部材１２２へ生じる回転モーメント
が大きくなり、キャリッジ１０２の往復移動に伴い支持
部材１２２が従動プーリ１１０に連れ回って矢印方向へ
搖動し、支持部材１２２の上下面１２２Ｃが切欠き部１
２０に当接して騒音が生じる。

【００１１】この課題の対応策として、従動プーリ１１
０の軸部１２６にボールベアリングを用いて、従動プー
リ１１０が回転するときに支持部材１２２が連れ回らな
いようにして支持部材１２２が搖動しないようにするこ
とが考えられるが、ボールベアリングを用いるとコスト
アップとなる。

【００１２】また、従動プーリ１１０の支持部材１２２
と本体フレーム１１４の隙間tを小さくし、支持部材１
２２が搖動しないようにする方法も考えられるが、部品
精度を向上させなければならないので、コストアップと
なる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、キャリッジの往復移動に際して、従動プーリの支
持部材の搖動を防止すると共に、騒音を低減するように
したインクジェット記録装置を提供することを課題とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、記録ヘッドによって画像情報に基づいてノズル部か
らインクが記録紙に吐出され、画像が記録される。この
記録ヘッドはキャリッジに保持されており、キャリッジ
は本体フレームに固定されたシャフトに支持され、記録
紙の搬送方向に対して直交する方向へ移動可能となって
いる。

【００１５】また、キャリッジにはベルトが固定されて
おり、このベルトにはプーリが巻き掛けられ、駆動源に
よってプーリに駆動力が伝達されると、ベルトを介して
キャリッジが移動する。

【００１６】一方、プーリは本体フレームに設けられた
支持部材によって回転可能に軸支されており、この支持
部材はベルトが伸張する方向に対して移動可能となって
いる。また、支持部材は付勢手段によってベルトが伸張
する方向へ付勢され、傾斜して本体フレームに当接す
る。

【００１７】このように、付勢手段によって、支持部材
を傾斜させて本体フレームに当接させることで、プーリ
が回転するときに支持部材へ生じる回転モーメントが大
きくなっても、支持部材が搖動することがない。このた
め、支持部材の搖動による振動及び騒音の防止を図るこ
とができる。

【００１８】従って、スキャン速度を速くすることがで
き、スループット（画像記録効率）が向上する。また、
キャリッジに搭載するインクタンクの容積の増大させる
ことができ、インク交換頻度の低減により操作性の向上
が図れる。

【００１９】請求項２に記載の発明では、付勢手段が、
付勢力の中心線がプーリの回転中心を通過しないように
配置されている。

【００２０】このため、支持部材には予め回転力が付与
され、支持部材を傾斜させて本体フレームに当接させ、
支持部材の搖動を防止させることができる。このよう
に、付勢手段の配置を変えるだけで、プーリの搖動を防
止するため、コストアップとなることもない。

【００２１】請求項３に記載の発明では、対向するベル
ト間の中心線と付勢力の中心線とのズレ量δは下記の式
を満足している。

【００２２】δ＞１／２μｄ（１＋ｍａ／ｇＮ） 但し、μはプーリの軸支部分に発生する摩擦係数、ｄは
プーリの軸径、ｍはキャリッジの重量、ａはキャリッジ
の最大加速度、Ｎは付勢手段による付勢力及びｇは重力
加速度である。

【００２３】請求項４に記載の発明では、ズレ量δが下
記の式を満足している。

【００２４】δ＞μｄ（１＋ｍａ／ｇＮ）

【００２５】

【発明の実施の形態】図１には、本形態に係るインクジ
ェット記録装置１０が示されている。

【００２６】このインクジェット記録装置１０には、記
録媒体Ｐの搬送方向に沿って一対のＬ字状の本体フレー
ム１２、１４が設けられている。この本体フレーム１
２、１４には記録媒体Ｐの搬送方向に直交して２本のガ
イドレール１６、１８が平行に固定されている。

【００２７】このガイドレール１６、１８には記録ヘッ
ド２２が搭載されたキャリッジ２０が取り付けられてお
り、ガイドレール１６、１８に沿ってスライド可能とな
っている。

【００２８】本体フレーム１２には、折曲げ壁１２Ａが
直角に折り曲げられており、折曲げ壁１２Ａには駆動源
であるキャリッジモータ２４が固定されている。このキ
ャリッジモータ２４は正転及び逆転駆動可能となってい
る。

【００２９】また、キャリッジモータ２４には主動プー
リ２６が直結されており、キャリッジモータ２４の正転
及び逆転駆動に合わせて主動プーリ２６が正転及び逆転
する。

【００３０】一方、本体フレーム１４には、折曲げ壁１
４Ａが直角に折り曲げられており、後述する従動プーリ
２８が設けられている。この従動プーリ２８及び主動プ
ーリ２６には、タイミングベルト３０がガイドレール１
６、１８と平行に巻き掛けられており、キャリッジモー
タ２４から伝達された駆動力がタイミングベルト３０を
介して従動プーリ２８に伝達される。

【００３１】タイミングベルト３０は固定部３２でキャ
リッジ２０と接続されている。このため、キャリッジモ
ータ２４の正転及び逆転駆動に合わせてタイミングベル
ト３０の固定部３２が記録媒体Ｐの搬送方向に直交する
方向へ往復移動する。

【００３２】これに伴って、キャリッジ２０がガイドレ
ール１６、１８に沿って往復移動し、キャリッジ２０が
シリアルスキャンして記録媒体Ｐに文字や画像の記録が
行われる。

【００３３】ここで、図２に示すように、本体フレーム
１４の折曲げ壁１４Ａには、タイミングベルト３０の伸
張方向に沿って切欠き部３４が形成されている。この切
欠き部３４には後述する支持部材３６が配置されてお
り、切欠き部３４に沿って移動可能となっている。

【００３４】支持部材３６の上下面３６Ａからは、一対
のガイド３７、３９が立設されており、ガイド３７とガ
イド３９の間には間隙ｗが設けられている。この間隙ｗ
は折曲げ壁１４Ａの肉厚よりも若干広くなっている。

【００３５】このため、ガイド３７とガイド３９の間に
折曲げ壁１４Ａを挟み、支持部材３６を折曲げ壁１４Ａ
に対して移動させる。なお、支持部材３６の下面３６Ａ
から立設されたガイドについては、同一構造であり、ま
た、他の要部が分かり難くなるため、省略した。

【００３６】また、支持部材３６の中心部には、長手方
向に沿って切り込み４１が設けられており、従動プーリ
２８が挿通可能な幅となっている。切り込み４１には、
切り込み４１の奥方へ向かって幅の狭い長溝４１Ａが形
成されている。この長溝４１Ａには従動プーリ２８に固
定された軸部２８Ａが装着され、長溝４１Ａの奥方で回
転可能に軸支される。

【００３７】さらに、支持部材３６には後述する装着部
３５が突出しており、この装着部３５には圧縮スプリン
グ３８の一端側が装着可能となっている。一方、折曲げ
壁１４Ａの先端部には、台座１４Ｂが立設しており、圧
縮スプリング３８の他端側が支持される。

【００３８】この圧縮スプリング３８によって支持部材
３６が切欠き部３４に沿って矢印Ａ方向へ付勢される。
これによって、支持部材３６に軸支された軸部２８Ａを
介して従動プーリ２８が、主動プーリ２６（図１参照）
から離間する方向へ移動する。

【００３９】このため、従動プーリ２８と主動プーリ２
６との距離が離れ、タイミングベルト３０にはテンショ
ンが付与される。このように、タイミングベルト３０に
テンションが付与されるため、スキャン速度を上げても
ガタつかない。

【００４０】また、従動プーリ２８が、支持部材３６を
介して折曲げ壁１４Ａに対して移動可能となっているた
め、タイミングベルト３０の経時変化による伸びにも対
応できる。

【００４１】ここで、図３に示すように、装着部３５の
軸芯は、従動プーリ２８の中心線Ｒからズレており（ズ
レ量δ）、圧縮スプリング３８の一端部を装着部３５に
装着し、他端部を台座１４Ｂに支持させると、圧縮スプ
リング３８の軸芯線Ｑが従動プーリ２８の中心線Ｒから
ズレる。

【００４２】このように、圧縮スプリング３８の軸芯線
Ｑが従動プーリ２８の中心線Ｒからズレた状態で圧縮ス
プリング３８を支持部材３６に配置させることで、支持
部材３６には予め回転力が付与され、図４に示すよう
に、支持部材３６が傾き、支持部材３６の上下面３６Ａ
が切欠き部３４に当接する。

【００４３】このため、タイミングベルト３０にテンシ
ョンを掛けることで、従動プーリ２８が回転するときに
軸部２８Ａと支持部材３６との間で生じる回転モーメン
トが大きくなったとしても、支持部材３６が搖動するこ
とはない。従って、支持部材３６の搖動による振動及び
騒音の防止を図ることができる。

【００４４】また、支持部材３６が搖動しないため、ス
キャン速度を上げてもガタつかず、また、スループット
が向上する。さらに、キャリッジ２０に搭載するインク
タンクの容積を増大させることができ、インク交換頻度
の低減により操作性の向上が図れる。

【００４５】一方、理論値によるズレ量δ₁は実験によ
って、 δ₁＞１／２μｄ（１＋ｍａ／ｇＮ） であることが確認されている。ここで、μは従動プーリ
２８の軸部２８Ａに発生する摩擦係数であり、今回の実
験では、μ＝０．２５である。ｄは軸部２８Ａの軸径で
ｄ＝４mmである。

【００４６】また、ｍはキャリッジ２０の重量であり、
ｍ＝０．９Ｋｇ、ａはキャリッジ２０の最大加速度でａ
＝９．８ｍ／ｓ²とした。さらに、Ｎは圧縮スプリング
３８による付勢力であり、Ｎ＝３Ｋｇ、ｇは重力加速度
で９．８ｍ／ｓ²である。

【００４７】この結果、δ₁＝０．６５ｍｍが求められ
る。δは大きいほど支持部材３６の搖動防止に効果的で
あるが、μの安全率、各部品の寸法のバラツキ等及びイ
ンクジェット記録装置１０の小型化を考慮するとδは２
δ₁程度が望ましい。

【００４８】このため、δ＝２μｄ（１＋ｍａ／ｇＮ）
となり、実際にδ＝１．３ｍｍとして実験を行ったとこ
ろ、支持部材３６の搖動は完全に防止され、インクジェ
ット記録装置１０の騒音が低減された。

【００４９】なお、ここでは、圧縮スプリング３８の軸
芯線Ｑを従動プーリ２８の中心線Ｒからズラすことで支
持部材３６に予め回転力を付与し、支持部材３６を傾斜
させ、折曲げ壁１４Ａに形成された切欠き部３４に当接
させて支持部材３６の搖動を防止したが、これに限るも
のではない。

【００５０】例えば、スプリングは引張タイプのもので
も良く、支持部材３６に予め与える回転モーメントは逆
向きでも良く、スペース、コスト、使用条件等に応じて
適宜選択すれば良い。

【００５１】

【発明の効果】本発明は上記構成としたので、請求項１
に記載の発明では、付勢手段によって、支持部材を傾斜
させて本体フレームに当接させることで、プーリが回転
するときに支持部材へ生じる回転モーメントが大きくな
っても、支持部材が搖動することがない。このため、支
持部材の搖動による振動及び騒音の防止を図ることがで
きる。従って、スキャン速度を速くすることができ、ス
ループットが向上する。また、キャリッジに搭載するイ
ンクタンクの容積の増大させることができ、インク交換
頻度の低減により操作性の向上が図れる。請求項２に記
載の発明では、支持部材には予め回転力が付与され、支
持部材を傾斜させて本体フレームに当接させ、支持部材
の搖動を防止させることができる。このように、付勢手
段の配置を変えるだけで、プーリの搖動を防止するた
め、コストアップとなることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本形態に係るインクジェット記録装置を示す斜
視図である。

【図２】本形態に係るインクジェット記録装置に用いら
れる支持部材及び従動プーリを示す分解斜視図である。

【図３】本形態に係るインクジェット記録装置に用いら
れる支持部材及び付勢手段の配置を示す正面図である。

【図４】本形態に係るインクジェット記録装置に用いら
れる支持部材に回転力が付与された状態を示す正面図で
ある。

【図５】本形態に係るインクジェット記録装置に用いら
れる支持部材及び付勢手段を示す水平断面図。

【図６】従来に係るインクジェット記録装置を示す斜視
図である。

【図７】従来に係るインクジェット記録装置に用いられ
る支持部材及び付勢手段の配置を示す正面図である。

【図８】キャリッジの加速減速状態を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１０ インクジェット記録装置 １４Ｂ 台座（付勢手段） ３５ 装着部（付勢手段） ３６ 支持部材 ３８ 圧縮スプリング（付勢手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 圭一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 Ｆターム(参考） 2C056 EA18 EC11 HA38 2C480 CA01 CA48 CA49 CB27 DA04 DA13 DA16 DA17 DA23 DB13 DB14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像情報に基づいてノズル部からインク
   を記録紙に吐出し画像を記録する記録ヘッドを保持する
   キャリッジと、前記キャリッジを前記記録紙の搬送方向
   に対して直交する方向へ移動可能に支持するシャフト
   と、前記シャフトが固定された本体フレームと、前記キ
   ャリッジに固定されたベルトと、前記ベルトが巻き掛け
   られ前記ベルトを介して前記キャリッジを移動可能にす
   るプーリと、前記プーリに駆動力を伝達する駆動源と、
   を備えたインクジェット記録装置であって、 前記本体フレームに設けられ、前記プーリが回転可能に
   軸支されて、ベルトが伸張する方向に対して移動可能な
   支持部材と、 前記支持部材を前記ベルトが伸張する方向へ付勢し、傾
   斜させ前記本体フレームに当接させる付勢手段と、 を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記付勢手段が、付勢力の中心線が前記
   プーリの回転中心を通過しないように配置されたことを
   特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 対向する前記ベルト間の中心線と前記付
   勢力の中心線とのズレ量δは下記の式を満足することを
   特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録
   装置。 δ＞１／２μｄ（１＋ｍａ／ｇＮ） 但し、μは前記プーリの軸支部分に発生する摩擦係数、
   ｄは前記プーリの軸径、ｍは前記キャリッジの重量、ａ
   は前記キャリッジの最大加速度、Ｎは前記付勢手段によ
   る付勢力及びｇは重力加速度である。
4. 【請求項４】 前記ズレ量δが下記の式を満足すること
   を特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装
   置。 δ＞μｄ（１＋ｍａ／ｇＮ）