JP2004130620A

JP2004130620A - 記録装置

Info

Publication number: JP2004130620A
Application number: JP2002296259A
Authority: JP
Inventors: Akira Kida; 木田　朗
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】キャリッジの移動範囲内の軸受けとガイドシャフト間のがたを検出することで、軸受けとガイドシャフト間のがた量に応じて、ガイドシャフトへの軸受け部の付勢力を制御し、軸受け摩耗を減らしながら、軸受けとガイドシャフト間のがたによって生ずる画像むらを抑える。
【解決手段】記録媒体にインクを吐出して記録を行なう記録ヘッドを搭載し、ガイドシャフトに支持されながら、前記記録媒体の面に沿って往復移動可能に構成され、少なくともガイドシャフトを受ける軸受け部と、軸受け部振動を出力するセンサと、ガイドシャフトに軸受け部を押し付ける付勢手段と、押し付け力を調整する制御手段とを有するキャリッジと、キャリッジの位置ポジションを検出する手段とで構成されている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録手段によって記録媒体に記録を行う記録装置に関し、詳細には、例えばインクジェット方式のプリンタ等の記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、本発明のインクジェット記録装置の一実施例を示す斜視図である。図４において、キャリッジ２は、記録ヘッド１を搭載するものであり、フレーム４に両端部が固定され互いに平行に配置されたガイドシャフト５およびガイドレール１２に、記録媒体Ｐの搬送方向と直交し、かつ、記録媒体Ｐの面に平行な方向に摺動自在に支持される。
【０００３】
また、キャリッジ２は、キャリッジ駆動モータ１０の出力軸に固着された駆動プーリ１３と、回転自在に軸支された従動プーリ（不図示）との間に掛け回されたキャリッジ駆動ベルト１１の一部位に結合されており、キャリッジ駆動モータ１０を駆動することでキャリッジ駆動ベルト１１が回転し、キャリッジ２が上記方向に往復移動する構成となっている。
【０００４】
フレーム４には、キャリッジ２の停止位置を制御するためにホームポジションセンサ１９が設けられており、キャリッジの移動位置の検出は、ホームポジションセンサから相対位置をモータパルス等で算出することによって行われている。
【０００５】
記録ヘッド１は、インク吐出用の電気信号である記録信号に基づいてインクを図示下方に向かって吐出される。記録信号は、キャリッジ２に設けられたフレキシブルケーブル３を介して、このインクジェット記録装置の動作を制御する制御基板（不図示）から伝送される。フレキシブルケーブル３は、キャリッジ２の移動方向に沿って配され、キャリッジ２の移動に伴ってループを形成する。
【０００６】
一方、記録媒体Ｐは、両端部がフレーム４に回転自在に支持された圧板８上に積載される。圧板８は、付勢手段（不図示）によりピックアップローラ９に向けて付勢されており、圧板８上に積載された記録媒体Ｐは、ピックアップローラ９に押し付けられている。
【０００７】
給紙命令によってピックアップローラ９を回転させると、ピックアップローラ９と記録媒体Ｐとの摩擦力により記録媒体Ｐが送り出されるが、圧板８は従来の自動給紙装置で用いられているような分離爪等の分離手段（不図示）を有しており、この分離手段の作用により、最上位置の記録媒体Ｐのみが１枚だけ送り出される。
【０００８】
ピックアップローラ９によって送り出された記録媒体Ｐは、フレーム４に両端部が支持された搬送ローラ６、およびベース１４に設けられたピンチローラ７により挟持されながらキャリッジ２の下方に搬送される。記録媒体Ｐへは、この位置で記録が行われる。
【０００９】
さらに、記録媒体Ｐの搬送方向に対してキャリッジ２よりも下流側には、排紙ローラ１５および拍車１６が対向配置され、キャリッジ２の下方を通過した記録媒体Ｐは、これら排紙ローラ１５と拍車１６とに挟持され、排紙される。上述したピックアップローラ９、搬送ローラ６および排紙ローラ１５の駆動は、紙送りモータ（不図示）を駆動源として行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、キャリッジ２の軸受けは、ガイドシャフト５よりわずかに大きい円形断面の円筒穴を形状を有した構成が一般的である。
【００１１】
しかし、このような軸受けでは、ガイドシャフトと軸受けの隙間があるため、外部からの振動などでキャリッジの軸受けがガイドシャフトに対してがたを持ちながらインクを吐出することがある。
【００１２】
そして、この軸受けとガイドシャフト間の不安定な挙動は、記録ヘッドから記録媒体に吐出したインクの着弾のバラツキを発生させてしまい、結果として画像ムラを生じてしまう。
【００１３】
このような現象は、キャリッジの加減速時に特に顕著である。
【００１４】
そこで、特開平０７−１９２４６においては、梨形の貫通穴をした軸受け形状とし、ガイドシャフトを二つの面でくわえる構成とすることで、外部からの振動による軸受けとガイドシャフト間のがたを抑える構成としている。
【００１５】
しかし、このような構成においては、軸受けを構成する二つの面がなす角度を鋭角にするほど、くさびの効果でガイドシャフトと軸受け間のがたを抑えることができるが、摺動負荷は増加することとなり、軸受け部の摩耗により軸受けとガイドシャフト間にがたが生じてしまう場合がある。
【００１６】
また、キャリッジ重量が軽いものでは、二面の角度を鋭角にしてもがたを抑えきれない場合がある。
【００１７】
そこで、特開平０９−６６６４２においては、軸受け部に磁石を設け、ガイドシャフトを磁性を有する材質とすることで、軸受け部とガイドシャフト間のがたを取除く構成としている。
【００１８】
しかしこの構成においは、磁力が強いと軸受けが摩耗することにより、記録ヘッドと記録媒体の間隔（紙間と呼ぶ）が縮まってしまい、紙が記録ヘッドに接触することで記録媒体の印字面汚れが発生する場合がある。
【００１９】
ここで、これらの構成では、最もがたが発生する領域、例えば、加減速領域でがたが発生しないように条件が設定されている。
【００２０】
しかし、加減速距離を２０〜３０ｍｍ程度に設定し、Ａ４サイズ（２１０ｍｍ）の記録媒体を印字した場合、定速距離はおよそ２１０ｍｍであることから、実質的にがたを抑える条件を必要とする領域は全スキャン幅の１／５（１６％〜２２％）程度で、残りの領域は過剰な設定条件となっており、その条件が軸受けを摩耗させる要因ともなっている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
そこでこの発明は、記録媒体にインクを吐出して記録を行なう記録ヘッドを搭載し、ガイドシャフトに支持されながら、前記記録媒体の面に沿って往復移動可能に構成され、少なくともガイドシャフトを受ける軸受け部と、ガイドシャフトに軸受け部を押し付ける付勢手段と、押し付け力を調整する制御手段とを有するキャリッジと、キャリッジの位置ポジションを検出する手段とで構成されている。
【００２２】
更には、キャリッジ軸受け部に軸受け部振動を出力するセンサを設けた構成である。
【００２３】
また、前記付勢手段は、少なくともガイドシャフトの中心線に対して水平方向および垂直方向に付勢力が働くように設けられる。
【００２４】
更には、前記センサは、少なくともガイドシャフトの中心線に対して水平方向および垂直方向に吸着力が働くように設けられる。
【００２５】
この構成によれば、キャリッジの移動範囲内の位置情報に対応した外力の影響による軸受けとガイドシャフト間のがたを検出することで、軸受けとガイドシャフト間のがた量に応じて、ガイドシャフトへの軸受け部の付勢力を制御し、軸受け摩耗を減らしながら、軸受けとガイドシャフト間のがたによって生ずる画像むらを抑えることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２７】
図１に本発明に係るキャリッジの平面図と側面図を示す。
【００２８】
キャリッジ２の軸受け部２Ａ１，２Ａ２には、ガイドシャフトの中心線に対して、水平方向および垂直方向に電磁石１７Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが配置されている。
【００２９】
更に軸受け部２Ａ１には、ガイドシャフトの中心線に対して、水平方向に加速度センサ１８Ａが、垂直方向に１８Ｂが設けられ、同様に軸受け２Ａ２には、水平／垂直方向に加速度センサ１８Ｃ，１８Ｄが設けられている。
【００３０】
キャリッジ２は、ガイドシャフト５とガイドレール１２に摺動自在に支持され、Ｘ方向に往復移動したときに記録媒体Ｐに向かって記録ヘッド１からインクが吐出され画像が形成される。また、図４に示すようにキャリッジ１の位置検出はホームポジションセンサ１９から相対位置をモータパルスで算出することによって行なわれる。
【００３１】
キャリッジの位置検出は、エンコーダを用いることも可能である。
【００３２】
次に図２に、本キャリッジ構成において、キャリッジを駆動させた時に、軸受け２Ａ１に設けた加速度センサ１８Ａの出力値の例と、その値に対応して電磁石１７Ａに与える電流値の設定例を示す。
【００３３】
図２Ａは、記録ヘッドが印字を行なう範囲とその領域に対するキャリッジの駆動速度の一例を示したものである。
【００３４】
図２Ｂは、キャリッジ駆動時に軸受け２Ａ１の加速度センサ１８Ａが出力する値の一例示したものである。
【００３５】
キャリッジ２は印字速度に達するまでの立ち上がり距離が設けられる。
【００３６】
この時、急激な立ち上げ（Ａ区間）を行なうと、軸受けとガイドシャフト間にがたが生じ、加速度センサ１８Ａにはそれに応じた値が出力される。
【００３７】
その後、キャリッジ２の速度は一定に保たれるように制御されるが（Ｂ区間）、一般にキャリッジの振動が大きいと、キャリッジが一定速度になっても振動がなかなか減衰しない場合がある。そのため印字領域で許容範囲以上にキャリッジが振動すると、記録ヘッド１から記録媒体へ目標着弾位置にインクを吐出しても目標位置に対する着弾位置のバラツキが大きくなってしまい印字むらが発生してしまう（Ｂ１区間）。
【００３８】
その後、キャリッジ振動が減衰し安定していくが（Ｂ２区間）、例えば、キャリッジに設けられたフレキシブルケーブル３の湾曲による反力が大きくなり、より以上の外力がキャリッジに加わると、キャリッジの軸受けとガイドシャフト間に再びがたが発生する（Ｂ３区間）。印字領域を過ぎた後、キャリッジは停止駆動を行なう（Ｃ区間）が、その時、キャリッジ２には減速によるキャリッジの振動が発生する。
【００３９】
図２Ｃは、図２Ｂに示す振動が発生した時に、その振動を抑える力を発生させるために電磁石１７Ａに与える電流値を示したものである。同図に示すように、区間ごとに軸受けとガイドシャフト間のがたを抑える不足分の接触圧が生じるような電流値に設定されている。
【００４０】
ここで、立ち下がり区間Ｃにおいて電流値をＯＦＦにしているが、これは、立ち下がり区間が印字範囲内に含まれていない設定としているためである。
【００４１】
よって、立ち下がり区間においても印字を行なう仕様であれば振動を抑える電流値を設定する必要がある。本説明においては、キャリッジ軸受け２Ａ１の垂直方向のがたを抑える例を示しているが、各々軸受け部に水平／垂直方向の振動を検知するセンサの出力値に応じて、各電磁石の電流値設定が行なわれる。
【００４２】
ここで、電流値の制御は、キャリッジ移動範囲をｎ分割しそれぞれの区間で最適設定される。そして電流値の設定は、キャリッジの位置とキャリッジの駆動状態によって決められる。本実施例では、キャリッジ位置によって電流値を決める範囲は、外力の影響が位置によって決まっている区間Ｂ３となる。また、キャリッジの駆動状態によって電流値を決める条件は、位置には関係ない立ち上がり条件（区間Ｂ１，Ｂ２），立ち下がり条件（区間Ｃ）がそれにあたる。したがって、電磁石に与える電流値の値は、キャリッジの位置およびその時の駆動条件を考慮した設定を行なう。そのため本構成においては、キャリッジ軸受けの振動の値を予め実測する必要がある。そのタイミングは印字前に行なってもいし、毎スキャンごとに振動を検出し、その結果を次のスキャン時に反映させてもよい。ここで、キャリッジの移動可能範囲でキャリッジの振動区間が特定され、駆動条件も決められていて各条件での軸受け部への振動の影響度が明確になっていれば、キャリッジに振動検出センサを設ける必要はない。
【００４３】
また、キャリッジの軸受け部の振動を検出するセンサは加速度センサに限らず、速度センサ，変位センサ，荷重センサでもよい。
【００４４】
（第二実施例）
以下、本発明の第二実施形態を図面を参照して説明する。
【００４５】
図３に本発明に係るキャリッジの平面図と、平面図に示すＷ−Ｗの断面図を示す。
【００４６】
図３（Ａ）に示すようにキャリッジ２の軸受け部２Ａ１，２Ａ２には、ガイドシャフトの中心線に対して、加速度センサが水平方向に１８Ａが、垂直方向に１８Ｂが設けられ、同様に軸受け２Ａ２には、水平／垂直方向に加速度センサ１８Ｃ，１８Ｄが設けられている。
【００４７】
更に、図３（Ｂ）に示すように軸受け２Ａ１および２Ａ２には、軸受けをガイドシャフト５に押し付けて、ガイドシャフトとも摺動可能とする付勢部材２２と、付勢部材をガイドシャフト方向に付勢するばね２１と、付勢部材の押し付け力を制御するソレノイド２０が設けられている。本実施例では、各軸受けは、ある角度を成す二つの平面によって構成されている。よって、付勢部材２２によって、軸受けがガイドシャフト５へ押し付けられると、軸受けには、水平／垂直方向の押し付け力が発生する。また、付勢部材の付勢力は、ばね２１によって与えられるが、ソレノイド２０によって付勢力を制御することが可能であり、ソレノイドへ流す電流値によって制御されている。
【００４８】
本実施例においても、キャリッジ移動範囲をｎ分割し、印字前にキャリッジを駆動させて加速度センサで検出した水平／垂直方向の振動量に応じて軸受けとガイドシャフト間のがたを抑える不足分の接触圧が生じるような電流値を区間ごとに設定する。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、記録媒体にインクを吐出して記録を行なう記録ヘッドを搭載し、円筒軸に支持されながら、前記記録媒体の面に沿って往復移動可能に構成され、少なくとも円筒軸を受ける軸受け部と、円筒軸に軸受け部を押し付ける付勢手段と、押し付け力を調整する制御手段とを有するキャリッジと、キャリッジの位置ポジションを検出する手段とを有しする構成とすることで、キャリッジの位置および駆動条件によって、キャリジの軸受けをガイドシャフトに付勢する力を制御し、キャリッジの振動を安定化させて高品質な印字を得ると動じに、過剰な軸受け部への接触力を抑えることで軸受け部の摩耗を防ぎ、長期間にわたってキャリッジの動きを安定化させるインクジェット記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例におけるキャリッジの構成を示す図である。
【図２】キャリッジ駆動時の振動検出値に対する電磁石へ流す電流値の制御を示す図である。
【図３】本発明の第二実施例におけるキャリッジの構成を示す図である。
【図４】インクジェット記録装置の一般構成例を示す図である。
【符号の説明】
１　記録ヘッド
２　キャリッジ
２Ａ　キャリッジ軸受け
３　フレキシブルケーブル
４　フレーム
５　ガイドシャフト
６　搬送ローラ
７　ピンチローラ
８　圧板
９　ピックアップローラ
１０　駆動モータ
１１　駆動ベルト
１２　ガイドレール
１３　駆動プーリ
１４　ベース
１５　排紙ローラ
１６　拍車
１７　電磁石
１８　加速度センサ
１９　ホームポジションセンサ
２０　ソレノイド
２１　ばね
２２　付勢部材

Claims

記録媒体にインクを吐出して記録を行なう記録ヘッドを搭載し、
円筒軸に支持されながら、前記記録媒体の面に沿って往復移動可能に構成され、
少なくとも円筒軸を受ける軸受け部と、
円筒軸に軸受け部を押し付ける付勢手段と、
押し付け力を調整する制御手段とを有するキャリッジと、
キャリッジの位置ポジションを検出する手段とを有しする
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
前記軸受け部に振動を検出するセンサを設け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。
前記軸受け部に円筒軸と隙間を保って電磁石を有するキャリッジと、
前記円筒軸が磁性体でることを特徴とする請求項１，２に記載のインクジェット記録装置。
前記キャリッジにおいて、軸受け部に円筒軸を押し付ける付勢部材と、
付勢部材を円筒軸に押し付ける弾性部材と、
付勢部材の付勢力を制御するソレノイドとを有することを特徴とする請求項１，２に記載のインクジェット記録装置。
前記付勢手段は、少なくとも円筒軸の中心線に対して水平方向または垂直方向に付勢力が働く位置に設けることを特徴とする請求項１，２に記載のインクジェット記録装置。
前記センサは、少なくとも円筒軸の中心線に対して水平方向または垂直方向の振動を検知するように設けたことを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
前記センサは、少なくとも円筒軸の中心線に対して水平方向または垂直方向の振動を検知する加速度センサ，速度センサ，変位センサないしは荷重センサであることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。