JP2004195821A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フレームの周期的な変形によって生じる画像ムラや色ズレを抑えた高精細画像を記録することが出来る記録装置を提供すること。
【解決手段】記録シートＰに画像を記録する記録ヘッド１００を搭載し主走査方向に往復するキャリッジ１０１と、前記キャリッジ１０１をガイドするガイド軸１０３及びガイドレール１０４と、前記キャリッジ１０１を駆動するＣＲモータ１０２及びアイドルプーリ１０６と、前記ＣＲモータ及びアイドルプーリ１０６から前記キャリッジ１０１に駆動を伝達するタイミングベルト１０５と、前記ＣＲモータ１０２及びアイドルプーリ１０６、および前記ガイド軸及びガイドレール１０４を支持する第一フレーム１１０と、前記第一フレーム１１０を支持する第二フレーム１１２と、を有し、前記第一フレーム１１０と前記第二フレーム１１２の間に粘弾性体１１３を介して支持したフレーム構成であることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録シート上に記録を行う記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、記録シートの搬送方向（副走査方向）と交差する方向に記録ヘッドを往復移動（その移動方向を主走査方向という）することにより、記録シートに画像を記録するシリアルタイプの記録装置においては、キャリッジに搭載した記録ヘッドによって画像を記録し、その１走査分（１行分）の記録を終了する度ごとに所定量だけ記録シートを搬送し、その後に搬送を停止した記録シートに対して、次の走査分の画像を記録するという動作を繰り返すことにより、記録シート全体に対して記録が行われる。
【０００３】
一般にキャリッジは、板金を折り曲げて形成した左右の本体フレームに支持されたガイド部材に沿って移動され、その駆動源としてモータが用いられる。モータも同様に本体フレームに固定され、モータの回転運動はベルトあるいはワイヤ等の伝達手段を介して、記録ヘッドを搭載したキャリッジを定常速度で往復運動をさせ、記録ヘッドからインクを吐出させることで画像を形成している。一般的にキャリッジは、等加速度あるいは、徐々に加速度を減少して所定の定常速度で移動するよう制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、停止しているキャリッジが移動し始めると進行方向に対する周期的な振動が発生し、その振動を伴って定常速度まで加速していくので、振動は徐々に減衰するが、駆動モータが定常速度になってもキャリッジの振動は完全には減衰しきれない。
【０００５】
したがって、記録走査の度に同様のキャリッジ駆動を繰り返し行って記録するため、走査の度にほぼ同様な振動が生じてしまうことになる。その結果、記録位置のズレは走査毎に同程度の位置ズレとなるため、記録された画像にムラを生じさせることになる。特に記録画像に周期性のある場合には、画像のムラは顕著になり目視でも識別できるような周期的なうねり状の濃度ムラとなって現れるため、画像の品位を低下させる大きな要因となっている。
【０００６】
この周期的に生じる画像ムラや色ズレの要因は、例えば、キャリッジのガイド部材が記録シートに対して相対的に変動する場合がある。
【０００７】
この要因にする対策として、従来は、（ａ）特開平９−２３４９２７号公報のように本体フレームおよびガイド部材の剛性をアップし、振動エネルギーに対する各部材の絶対的変化量を小さくする、または、（ｂ）キャリッジの加速度を下げて、振動源のエネルギーを減少させる、等が考えだされている。しかし、これらは、総重量のアップ、装置の大型化、記録速度の低下を招いてしまう問題がある。
【０００８】
またこれらとは別に、（ｃ）特開平７−２７３４７８号公報のようにシャーシを防振部材を介して筐体にビス固定することで、振動を減衰させることが考えだされている。しかし、防振部材のビスを介在した支持は、ビスからの振動エネルギーの伝達があるため、必ずしも最適な構成であるとはいえない。
【０００９】
そこで、本発明は、これらの課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フレームの周期的な変形によって生じる画像ムラや色ズレを抑えた高精細画像を記録することが出来る記録装置を提供することである。
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−２３４９２７号公報
【特許文献２】
特開平７−２７３４７８号公報
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、記録シートに画像を記録する記録手段を搭載し主走査方向に往復する走査手段と、前記走査手段をガイドするガイド手段と、前記走査手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段から前記走査手段に駆動を伝達する駆動伝達手段と、前記駆動手段および前記ガイド手段を支持する少なくとも１つ以上の第一フレーム群と、前記第一フレーム群を支持する少なくと１つ以上の第二フレーム群と、を有し、前記第一フレーム群と前記第二フレーム群の間に粘弾性体を介して支持したフレーム構成であることを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、ガイド手段を支持するフレームの変動が減少し、高精細な画像を記録可能な記録装置を提供できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本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、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
〔第１実施形態〕
図１及び図２を用いて、本発明の第１実施形態に係る記録装置について詳しく説明する。図１は、本発明の実施形態に係る記録装置を示す斜視図である。
【００１５】
本実施形態の記録装置は、いわゆるインクジェット記録方式の記録ヘッド１００をキャリッジ１０１に搭載しこれを往復走査することによって記録シートへ記録を行う、インクジェット記録装置である。
【００１６】
この記録手段としての記録ヘッド１００は、インクジェット記録方式の中でも、特に、熱エネルギーを用いて液滴を吐出エレメントから吐出させることにより高精細の文字、画像の形成を達成しているものである。記録ヘッド１００はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｂｋ）の４色の吐出エレメントを有し、各々の吐出エレメントが記録シートＰの搬送方向（副走査方向）と直交する方向に沿って配列された状態、即ち走査手段としてのキャリッジ１０１の移動方向（主走査方向）に沿った状態でキャリッジ１０１に搭載されている。
【００１７】
図１において、記録ヘッド１は図示下向きにインクを吐出する姿勢でキャリッジ１０１に搭載されている。キャリッジ１０１は記録シートＰの搬送方向（副走査方向）に対して直角方向（主走査方向）に往復運動させるため、ガイド手段としてのガイド軸１０３およびガイドレール１０４にて支持されている。そして、キャリッジ１０１は、駆動手段としてのＣＲモータ１０２の駆動力が駆動伝達手段としてのタイミングベルト１０５を介して伝達される。
【００１８】
なお、ＣＲモータ１０２にはＤＣモータが用いられ、タイミングベルト１０５はアイドルプーリ１０６によって支持されている。キャリッジ１０１の往復運動は前記駆動伝達手段によりガイド軸１０３およびガイドレール１０４に沿って行われる。
【００１９】
記録シートＰに画像を形成するときはＬＦモータ１０９が駆動されて搬送ローラ１１５が回転し、記録シートＰがキャリッジ１０１の移動方向に対して直交する方向（副走査方向）に所定量だけ搬送されるとともに、ＣＲモータ１０２によりキャリッジ１０１を主走査方向に移動させる。
【００２０】
また、キャリッジ１０１はエンコーダスケール１０７およびエンコーダセンサ（不図示）を備えており、エンコーダスケール１０７の位置情報をエンコーダセンサにより読み取ることでキャリッジ１０１の位置が検出されて、画像形成位置に到達すると、ヘッドドライバからの信号により記録ヘッド１００の吐出エレメントよりインク液滴を吐出することによって記録シートＰ上に１走査分の画像を形成していく。
【００２１】
記録ヘッド１００による１走査分の記録が終了すると、記録ヘッド１００は記録動作を中断し、再びＬＦモータ１０９が駆動されて、記録シートＰが副走査方向へ所定量だけ搬送される。次いで、キャリッジ１０１をガイド軸１０３に沿って移動させながら次の１走査分の画像形成を行う。これらの動作を繰り返すことにより、記録シートＰの全体に画像が記録される。
【００２２】
記録装置のフレーム１１０には、キャリッジ１０１をガイドするガイド軸１０３がばね１１１によって支持され、またガイドレール１０４がビス固定されており、ＣＲモータ１０２およびアイドルプーリ１０６もビス固定されている。
【００２３】
上記各部材は、装置本体のフレームである本体フレームに支持されている。本実施形態では、前記本体フレームは、前述のＣＲモータ１０２やガイド軸１０３及びガイドレール１０４などを支持する第一フレームとしてのフレーム１１０と、第一フレーム１１０を支持する第二フレーム１１２とにより構成されている。
【００２４】
更に、前記フレーム１１０は第二フレーム１１２に支持されているが、フレーム１１０と第二フレーム１１２の間には、図２に示すように、粘弾性体１１３が介在した構成となっている（実施態様１対応）。
【００２５】
図２はフレーム１１０と第二フレーム１１２へのフレーム１１０の支持構成を示した簡略図である。フレーム１１０と第二フレーム１１２の間には粘弾性体１１３が介在しており、粘弾性体１１３とフレーム１１０および第二フレーム間は接着部材である接着層１１４よって固定された構成となっている（実施態様４対応）。
【００２６】
次に前記の如く構成した記録装置を使用して記録を行った場合の、振動減衰作用について説明する。記録を開始する場合、キャリッジ１０１を図１の右端にあるホームポジションから矢印Ａ方向に移動させて記録を行うが、停止しているキャリッジ１０１が移動し始める瞬間、キャリッジ１０１の慣性力およびキャリッジ１０１とガイド手段（ガイド軸１０３およびガイドレール１０４）との摩擦力が働き、ＣＲモータ１０２を回転させてもキャリッジ１０１が動かない状態が発生する。
【００２７】
そしてＣＲモータ１０２およびアイドルプーリ１０６がフレーム１１０にビス固定されているため、ＣＲモータ１０２の回転と共にフレーム１１０が矢印Ａ方向とは逆方向へと変形する。
【００２８】
そして更にＣＲモータ１０２が回転するとキャリッジ１０１は記録領域へと動きだすが、キャリッジ１０１は定常域まで加速していくため、速度変動に伴うキャリッジの慣性力の作用により、タイミングベルト１０５を介してフレーム１００は矢印Ａ方向および逆方向の周期的な変形が生じる。フレーム１１０の周期的な変形は、キャリッジ１０１の加速度を定速域に達するまでに徐々に下げていくことで減衰していくが、減衰しきれずに定速域の記録領域まで達すると記録画像のムラとして発生する場合がある。この記録画像のムラの発生は、まずフレーム１１０にキャリッジ１０１のガイド手段であるガイド軸１０３およびガイドレール１０４が支持されているために、フレーム１１０の変形に伴ってガイド手段も変動する。そして、そのガイド手段にガイドされているキャリッジ１０１が結果として周期的に記録シートに対して相対的に変動する。このためにキャリッジ１０１に搭載された記録ヘッド１００から記録シートに吐出されるインクの着弾位置が周期的にずれる。このインク着弾位置の周期的なズレによって画像の乱れが発生することのである。
【００２９】
ここで、フレーム１１０の変形は、上述したエネルギー伝達とは別にガイド手段からの伝達でも生じる。すなわち、キャリッジ１０１をガイドするガイド軸１０３およびガイドレール１０４は、キャリッジ１０１が動き出す瞬間に静摩擦力により矢印Ａ方向に動く力が働く。このガイド軸１０３とガイドレール１０４はフレーム１１０に支持されているため、そのエネルギーはフレーム１１０に伝達され変形を生じることとなる。
【００３０】
本構成においては、キャリッジ１０１の主走査方向（矢印Ａおよびその逆方向）と平行な位置にあり、かつフレーム１１０を支持する第二フレーム１１２との間に粘弾性体１１３を設け（実施態様１及び７対応）、フレーム１１０と第二フレーム１１２間をビス等の固定手段を使わずに接着層１１４を用いて固定したので、フレーム１１０の変形エネルギーが最も粘弾性体に作用する位置、方向および支持方法により、粘弾性体１１３が効果的に変形エネルギーを吸収でき、これによって周期的なフレーム１１０の変形を小さくかつ早く減衰することが可能となり、記録画像のムラや色ズレを抑えることができる。また、記録装置総重量の増加、装置の大型化、記録速度の低下等のユーザによって不利益となる作用をもたらすことはない。
【００３１】
なお、本実施形態においては、走査手段であるキャリッジ１０１を駆動する駆動手段であるＣＲモータ１０２およびアイドルプーリ１０６と、キャリッジ１０１のガイド手段であるガイド軸１０３とガイドレール１０４は同一フレーム１０４に支持された構成となっているが、複数のフレームによって支持されている場合もあり、その構成においては、駆動手段およびガイド手段を支持する複数の第一フレーム群と、第一フレーム群を支持する複数の第二フレーム群との間に粘弾性体を配置すればよい（実施態様１対応）。
【００３２】
また、粘弾性体１１３は、制振シート、防振ゴムや一般のゴム類、或いは粘弾性を有する高分子材料等の粘弾性および防振材料として分類できるものであれば使用可能である。
【００３３】
更に、フレームと粘弾性体とを固定する接着層１１４には、両面テープに代表される粘着剤を有するテープ類の他、粘弾性体とフレームを固定できる接着部材であれば使用可能である。または、接着層を設けずに粘弾性体とフレームを直接溶着させてもよい（実施態様５対応）。あるいはフレーム間接続をインサート成形によって形成した粘弾性体で保持した構成にしてもよい（実施態様６対応）。
【００３４】
〔第２実施形態〕
図３を用いて本発明の第２実施形態を説明する。図３は、図１に示す記録装置における、ＣＲモータ１０２およびアイドルプーリ１０６のフレーム１１０への支持形態を示したものである。
【００３５】
前述した実施形態では、フレーム１１０と第二フレーム１１２の間に粘弾性体１１３を設けた構成を例示したが、本実施形態では、駆動手段としてのＣＲモータ１０２およびアイドルプーリ１０６とフレーム１１０の間であって、キャリッジ１０１の走査方向と平行した位置に、それぞれ粘弾性体１１３が接着層（不図示）を介して設けられている（実施態様２対応）。
【００３６】
本構成においては、ＣＲモータ１０２およびアイドルプーリ１０６から伝達されるフレーム１１０の変形エネルギーを粘弾性体１１３によって遮断することが可能である。これによって、前述した実施形態と同様に、フレームの周期的な変形によって生じる画像ムラや色ズレを抑えた高精細画像を記録することが出来る。また、記録装置総重量の増加、装置の大型化、記録速度の低下等のユーザによって不利益となる作用をもたらすこともない。
【００３７】
〔第３実施形態〕
図４を用いて本発明の第３実施形態を説明する。図４は、図１に示す記録装置における、ガイド軸１０３およびガイドレール１０４のフレーム１１０への支持形態を示したものである。
【００３８】
前述した実施形態では、フレーム１１０と第二フレーム１１２の間、或いは、ＣＲモータ１０２およびアイドルプーリ１０６とフレーム１１０の間に、粘弾性体１１３を設けた構成を例示したが、本実施形態では、ガイド手段としてのガイド軸１０３およびガイドレール１０４とフレーム１１０の間であって、キャリッジ１０１の走査方向と平行した位置に、それぞれ粘弾性体１１３が接着層１１４を介して設けられている（実施態様２対応）。
【００３９】
本構成においては、ガイド軸１０３およびガイドレール１０４から伝達されるフレーム１１０の変形エネルギーを粘弾性体１１３によって遮断することが可能である。これによって、前述した実施形態と同様に、フレームの周期的な変形によって生じる画像ムラや色ズレを抑えた高精細画像を記録することが出来る。また、記録装置総重量の増加、装置の大型化、記録速度の低下等のユーザによって不利益となる作用をもたらすこともない。
【００４０】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、第一フレーム１１０と第二フレーム１１２の間、或いは、駆動手段としてのＣＲモータ１０２およびアイドルプーリ１０６とフレーム１１０の間に、或いは、ガイド手段としてのガイド軸１０３およびガイドレール１０４とフレーム１１０の間に、粘弾性体１１３を設けた構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの実施形態を適宜組み合わせた構成としても良い（実施態様２及び３対応）。
【００４１】
また前述した実施形態では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｂｋ）の４色の記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置の場合を例示して説明したが、記録ヘッドの種類や数はこれに限定されるものではなく、例えば１個の記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置、異なる色のインクで記録する複数個の記録ヘッドを用いるカラー記録用のインクジェット記録装置、或いは同一色彩で濃度の異なるインクで記録する複数の記録ヘッドを用いる階調記録用のインクジェット記録装置など、記録ヘッドの種類や数に関係なく適用ができ、前述した作用効果を達成し得る。
【００４２】
更に記録手段（記録ヘッド）としては、記録ヘッドとインクタンクを一体化したカートリッジタイプのもの、或いは記録ヘッドとインクタンクを別体としこれらをインク供給チューブで接続する構成のものなど、記録手段及びインクタンクの構成がどのようなものであっても、同様に適用することができ、同様の効果を達成し得る。
【００４３】
尚、本発明をインクジェット記録装置に適用する場合には、例えば、ピエゾ素子等の電気機械変換体等を用いる記録手段を使用するものに適用できるが、中でも、熱エネルギーを利用してインクを吐出する方式の記録手段を使用するインクジェット記録装置において優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば、記録の高密度化、高精細化が達成できるからである。
【００４４】
更に、シート搬送方向と直交する方向に走査しつつ記録を行うシリアルタイプの記録ヘッドでも、キャリッジに固定された記録ヘッド、或いはキャリッジに装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、或いは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
【００４５】
また、前述したインクジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末装置として用いられるものの他、キャリッジに記録ヘッド以外のスキャナ等を装着することが可能なインクジェット入出力装置、リーダ等と組み合わせた複写装置、更には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態をとるもの等であっても良い。
【００４６】
また前述した実施形態では、記録方式としてインクジェット記録方式を例示したが、これに限定する必要はなく、他にも熱転写記録方式や感熱記録方式、更にはワイヤードット記録方式等のインパクト記録方式、或いはそれ以外の電子写真方式等の記録方式であっても適用し得る。
【００４７】
なお、本発明の様々な実施形態を示し説明したが、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるものではない。以下、本発明の実施態様の例を列挙する。
【００４８】
〔実施態様１〕
記録シートに画像を記録する記録手段を搭載し主走査方向に往復する走査手段と、前記走査手段をガイドするガイド手段と、前記走査手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段から前記走査手段に駆動を伝達する駆動伝達手段と、前記駆動手段および前記ガイド手段を支持する少なくとも１つ以上の第一フレーム群と、前記第一フレーム群を支持する少なくと１つ以上の第二フレーム群と、を有し、前記第一フレーム群と前記第二フレーム群の間に粘弾性体を介して支持したフレーム構成であることを特徴とする記録装置。
【００４９】
〔実施態様２〕
記録シートに画像を記録する記録手段を搭載し主走査方向に往復する走査手段と、前記走査手段をガイドするガイド手段と、前記走査手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段から前記走査手段に駆動を伝達する駆動伝達手段と、前記駆動手段および前記ガイド手段を支持する少なくとも１つ以上のフレーム群と、を有し、前記駆動手段、前記ガイド手段の何れか一方又は両方と前記フレーム群の間に粘弾性体を介して支持したフレーム構成であることを特徴とする記録装置。
【００５０】
〔実施態様３〕
前記フレーム群は、前記駆動手段および前記ガイド手段を支持する少なくとも１つ以上の第一フレーム群と、前記第一フレーム群を支持する少なくと１つ以上の第二フレーム群と、を有し、更に、前記第一フレーム群と前記第二フレーム群の間に粘弾性体を介して支持したフレーム構成であることを特徴とする実施態様２に記載の記録装置。
【００５１】
〔実施態様４〕
前記各部材間に介在する粘弾性体と各部材とを接着部材によって固定したことを特徴とする実施態様１から３の何れか１項に記載の記録装置。
【００５２】
〔実施態様５〕
前記各部材間に介在する粘弾性体と各部材とを溶着によって固定したことを特徴とする実施態様１から３の何れか１項に記載の記録装置。
【００５３】
〔実施態様６〕
インサート成形によって形成された粘弾性体によって該粘弾性体が介在する各部材を固定したことを特徴とする実施態様１から３の何れか１項に記載の記録装置。
【００５４】
〔実施態様７〕
粘弾性体を走査手段の主走査方向と略平行位置に配置したことを特徴とする実施態様１から６の何れか１項に記載の記録装置。
【００５５】
〔実施態様８〕
前記記録装置は、記録手段が信号に応じてインクを吐出して記録することを特徴とする実施態様１から７の何れか１項に記載の記録装置。
【００５６】
〔実施態様９〕
前記記録装置は、記録手段が信号に応じて電気熱変換体に通電し、該電気熱変換体の発する熱エネルギーによってインクを吐出することを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、記録ヘッド搭載されたキャリッジを移動させる際にフレームの変形エネルギーを粘弾性体によって効率的に吸収可能となり、フレームの周期的な変形によって生じる画像ムラや色ズレを抑えた高精細画像を記録することが出来る。また本発明は、記録装置総重量の増加、装置の大型化、記録速度の低下等のユーザによって不利益となる作用をもたらすことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録装置の実施形態を示す斜視図である。
【図２】フレーム間に設けられた粘弾性体の支持構成を示す簡略図である。
【図３】本発明の記録装置の第２の実施形態を示す簡略図である。
【図４】本発明の記録装置の第３の実施形態を示す簡略図である。
【符号の説明】
Ｐ …記録シート
１００ …記録ヘッド
１０１ …キャリッジ
１０２ …ＣＲモータ
１０３ …ガイド軸
１０４ …ガイドレール
１０５ …タイミングベルト
１０６ …アイドルプーリ
１０７ …エンコーダスケール
１０９ …ＬＦモータ
１１０ …フレーム
１１１ …ばね
１１２ …第二フレーム
１１３ …粘弾性体
１１４ …接着層
１１５ …搬送ローラ

Claims (1)

1. 記録シートに画像を記録する記録手段を搭載し主走査方向に往復する走査手段と、
   前記走査手段をガイドするガイド手段と、
   前記走査手段を駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段から前記走査手段に駆動を伝達する駆動伝達手段と、
   前記駆動手段および前記ガイド手段を支持する少なくとも１つ以上の第一フレーム群と、
   前記第一フレーム群を支持する少なくと１つ以上の第二フレーム群と、
   を有し、
   前記第一フレーム群と前記第二フレーム群の間に粘弾性体を介して支持したフレーム構成であることを特徴とする記録装置。

Images