JP2004202939A - Recording device - Google Patents

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JP2004202939A
JP2004202939A JP2002376366A JP2002376366A JP2004202939A JP 2004202939 A JP2004202939 A JP 2004202939A JP 2002376366 A JP2002376366 A JP 2002376366A JP 2002376366 A JP2002376366 A JP 2002376366A JP 2004202939 A JP2004202939 A JP 2004202939A
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JP
Japan
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carriage
recording
motor
pulley
driving
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002376366A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Kato
宏昭 加藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a recording device, in which the rotation-vibration of a carriage is suppressed, the nonuniformity of scanning speeds at bidirectional recording is reduced, the transmission rigidity is strengthened and low cost and low output motors can be used. <P>SOLUTION: This recording device has a carriage 1, on which a recording head is installed and which reciprocates in a main scanning direction, two motors 5a and 5b for reciprocatingly moving the carriage 1 in the main scanning direction and two timing belts 3a and 3b spanned over pulleys so as to transmit a driving action from the respective motors 5a and 5b to the carriage. The two motors 5a and 5b are arranged at both the ends in the scanning direction of the carriage. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録手段を搭載し往復移動する走査手段を備えた記録装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
エレクトロニクス技術の著しい発展に伴い、計算機の処理能力は格段な進歩を遂げている。特に、カラー画像処理を行うためには大量のデータを短時間で処理しなくてはならない。従来では処理速度の面で困難があったが、近年の計算機の能力向上は、このようなカラー画像処理をごく一般的なものとするまでになった。
【0003】
また、カラー画像を出力するための記録装置も、利用範囲が急速に拡大している。従来の写真印刷にとってかわり、インクジェットプリンタに代表される記録装置を用いてカラー画像を出力する場面が増えている。小は名刺サイズから、大はB0以上のポスターサイズに至るまで、インクジェットプリンタの活用範囲は拡大している。記録装置の普及につれて、装置に対して、印紙サイズの拡大、画質向上、そしてスループット向上の要求は高まる一方である。このため、記録装置は大型化、高画質化の方向に向かっている。
【0004】
図3は、従来技術にみられるような記録装置のキャリッジ駆動機構を示すものである。記録ヘッドなどの記録手段を搭載するキャリッジ1はガイドシャフト2に案内されて往復運動をする。タイミングベルト3はベルトホルダ4を介してキャリッジ1に固定されている。タイミングベルト3はプーリ6とアイドルプーリ7に弛みなく懸架されている。プーリ6には駆動源であるモータ5が連結されている。モータ5の回転運動は、プーリ6、アイドルプーリ7、タイミングベルト3を介してキャリッジ1の並進運動へと変換される。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−270180号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術による記録装置のキャリッジ駆動機構では、キャリッジ1の回転振動を誘発することは明らかである。図4は従来技術によるキャリッジ駆動機構を上面からみた場合の図面である。通常、タイミングベルト3はキャリッジ1の端面に固定される。モータ5から力の伝達する箇所がキャリッジ1の重心Gと離れているため、キャリッジ1には同図の矢印の方向にヨーイング振動が誘発される。キャリッジ1は2本のガイドシャフト2によって案内されているが、キャリッジ1とガイドシャフト2との間には若干ながらも機構的なガタが存在するので、ヨーイング振動は避けられない。
【0007】
また、タイミングベルト3の剛性が、モータ5からキャリッジ1までの駆動力伝達を制限してしまい、さらに、キャリッジ1の振動の要因になるという問題がある。図5はキャリッジ駆動機構の動特性をモデル化した図面である。モータ5とプーリ6は一体化した回転系の剛体要素、キャリッジ1は並進系の剛体要素とみなせる。そして、動特性に注目するならば、タイミングベルト3は剛性要素としてモデル化される。同図は典型的なばね−質量系を示している。
【0008】
タイミングベルト3の剛性が無限大であればモータ5およびプーリ6の運動とキャリッジ1の運動は完全に同期する。反対に、剛性が十分に確保されていないと、モータ5およびプーリ6が一方的に運動するだけでキャリッジ1の駆動はなされない。よって、キャリッジ1の応答性はタイミングベルト3の剛性で制限されてしまう。モータ5からキャリッジ1までの伝達剛性はタイミングベルト3の剛性で決定される。応答性を上げるためには、伝達剛性は高いほど望ましい。加えて、キャリッジ1にはタイミングベルト3の剛性に起因した固有振動が存在する。固有振動数で卓越した振動が誘発されることも明らかである。固有振動数が低周波であるほど振動の変位も増大するので、タイミングベルト3の剛性は高いほど望ましい。
【0009】
また、スループット向上を果たすため、キャリッジ1の大型化と駆動機構の高速化が進んでいるが、これらはキャリッジ1を駆動するモータ5の大出力化が前提となる。モータ5の大出力化はコストアップとスペースファクタの劣化につながる。モータ5のコストは出力に対して指数関数的に増大する傾向がある。よって、安価で低出力なモータの使いこなしが期待されている。
【0010】
そして、従来技術によるキャリッジ駆動機構では、往復の運動時で駆動伝達が非対称となることも明らかである。これは、タイミングベルト3が閉ループを形成しており、プーリ6がキャリッジ1を直接に牽引するか、アイドルプーリ7を介して牽引するかの違いで説明できる。
【0011】
タイミングベルト3の力伝達は張力の変化によって行われる。図6はキャリッジ駆動機構の各部位に作用するタイミングベルト3の張力を示すものである。記号Taはプーリ6とキャリッジ1に作用する張力、Tbはアイドルプーリ7とキャリッジ1に作用する張力、そしてTcはプーリ6とアイドルプーリ7に作用する張力である。平衡状態にある場合、それぞれの張力は均衡している。すなわちTa=Tb=Tcである。駆動源であるモータ5を励磁してプーリ6が回転すると、このような均衡状態が崩れてキャリッジ1に駆動力が伝達する。駆動力の大きさはTaとTbの差に等しい。
【0012】
プーリ6がキャリッジ1を直接に牽引してキャリッジ1がプーリ6へ近づく場合は、Taが高まることでキャリッジ1を牽引する。ところが、反対にキャリッジ1をプーリ6から遠ざける方向へ駆動する場合、張力の挙動は複雑となる。まず、プーリ6が反時計回りの向きに回転して、キャリッジ1とプーリ6との間のタイミングベルト3に弛みが生じ、Taが下がる。そしてTaとTbの均衡が崩れて、キャリッジ1がプーリ6から遠ざかる方向へ駆動される。一方で、プーリ6の回転に伴いTc、Tbの順に張力が高まりキャリッジ1はアドイルプーリ7の方向に牽引されるが、この動作には遅れが伴っている。つまり、キャリッジ1をプーリ6から遠ざける方向に駆動する場合は、まずプーリ6とキャリッジ1との間でタイミングベルト3に弛みが生ずることによって駆動力が伝達され、さらに遅れを伴う形でアイドルプーリ7に牽引されるのである。
【0013】
このように往復時で駆動伝達は非対称となり、双方向記録をするときに、キャリッジの走査速度の差異が記録ムラとなって現れるという問題があった。
【0014】
特開2001−270180号公報は、ステッピングモータと直流モータを組み合わせたキャリッジ駆動機構を開示している。同公報によると、通常はステッピングモータのみを駆動して、キャリッジの加速中のみ直流モータを作動させている。この方式によれば加速に必要なトルクを直流モータに分担させてステッピングモータのトルク不足を補うという効果はあるものの、ステッピングモータと直流モータの動作が全く異なっており、往復時での駆動伝達が非対称であることに変わりはない。
【0015】
そこで、本発明は上述の事情を鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、記録装置において記録幅の拡大、画質の向上、スループットの向上を達成するために、キャリッジの回転振動抑制、双方向記録時における走査速度のムラの低減、伝達剛性の強化、そして安価で低出力なモータの使用を可能にするような、キャリッジ駆動機構を備えた記録装置を提供することである。
【0016】
【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、前記走査手段を主走査方向に往復動するための2つの駆動手段と、前記各駆動手段から前記走査手段に駆動を伝達する2つの駆動伝達手段と、を有し、前記2つの駆動手段は、前記走査手段の走査方向の両端にそれぞれ配置されていることを特徴とする。
【0017】
【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。
【0018】
〔第1実施形態〕
以下、図面を用いて本発明の実施形態に係る記録装置について詳細に説明する。図1及び図2は本発明の好適な実施形態を示す図面である。
【0019】
図1において、記録手段としての記録ヘッドを搭載する走査手段としてのキャリッジ1は、ガイドシャフト2に案内されて主走査方向(図1の矢印方向)に往復運動をする。本実施形態では、信号に応じてインクを吐出して記録する、いわゆるインクジェット記録方式の記録ヘッドを用いている。この記録手段としての記録ヘッドは、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。
【0020】
駆動伝達手段としての2本のタイミングベルト3a,3bは、それぞれベルトホルダ4a,4bを介してキャリッジ1に固定されている。なお、ベルトホルダ4bは同図において不図示であるが、2本のガイドシャフト2を挟んで対向する位置で、それぞれのタイミングベルト3a,3bはキャリッジ1に固定されている。
【0021】
タイミングベルト3aはプーリ6aとアイドルプーリ7aに弛みなく懸架されている。プーリ6aとアイドルプーリ7aはキャリッジ1の駆動方向(図1中の矢印方向)の両端にそれぞれ配置されている。また、タイミングベルト3bはプーリ6bとアイドルプーリ7bに弛みなく懸架されている。プーリ6bとアイドルプーリ7bは、キャリッジ1の駆動方向の両端で、かつ、プーリ6aとアイドルプーリ7aの配置とはキャリッジ1を挟んで対称となるように配置されている。プーリ6aには駆動手段であるモータ5aが連結されている。同様にして、プーリ6bには駆動手段であるモータ5bが連結されている。
【0022】
本実施形態に係る記録装置は、図1で示したように、キャリッジ1を中心としてモータ5aとモータ5bを対称に配置している。更に、モータ5aとモータ5bは、キャリッジ1の移動方向である主走査方向の両端にそれぞれ配置されている。
【0023】
ここで、図1に基づいて、キャリッジ1の往復運動時の駆動伝達について説明する。まず、キャリッジ1がモータ5aへ近づく方向へ運動する場合である。モータ5aはキャリッジ1を自身へ近づくように牽引する。これと同時に、モータ5bはアイドルプーリ7bを介してキャリッジ1を牽引する。このように二組のモータ5a、5bが同時にキャリッジ1を牽引する。次に、キャリッジ1がモータ5bに近づく方向へ運動する場合は、モータ5aとモータ5bの役割が入れ替わるだけで、駆動伝達は全く対称となる。すなわち、モータ5bはキャリッジ1を自身へ近づくように牽引する。これと同時に、モータ5aはアイドルプーリ7aを介してキャリッジ1を牽引する。
【0024】
以上で説明したように、モータ5a,5bからキャリッジ1への駆動伝達は、キャリッジ1の往復運動時において全く対称であり、往復運動時でキャリッジ1の運動に差異は発生しないので、双方向記録を行った場合でも、キャリッジ1の駆動精度に起因した記録ムラは発生しない。
【0025】
また、タイミングベルト3a,3bとキャリッジ1の固定は、ガイドシャフト2を挟んだキャリッジ1の両端でそれぞれ行っている。このような構成では、キャリッジ1のヨーイング振動は極めて誘発されづらくなる。図2は本実施形態を上面からみた場合の図面である。図2から明らかなように、タイミングベルト3a,3bは、キャリッジ1に対して、キャリッジ1の重心Gを挟んで対向する位置に固定される。モータ5aとモータ5bからの力の伝達は重心Gを挟んでいるので、図2中の矢印方向にモーメントはほとんど発生しない。よって、キャリッジ1からヨーイング振動は排除され、このキャリッジの振動低減が記録装置の高画質化を実現する。
【0026】
さらに、2本のタイミングベルト3a,3bを用いることで伝達剛性が強化される。これは、キャリッジの応答性向上と、キャリッジの振動抑制の効果がある。モータからキャリッジまでの伝達剛性はタイミングベルトの剛性で決まる。同じタイミングベルトを使用するならば、本実施形態は、タイミングベルトを1本のみ使用する従来例と比べて、伝達剛性が2倍に強化される。
【0027】
そして、二組のモータ5a,5bでキャリッジ1を駆動することで、それぞれのモータに必要とされる出力は半減される。モータを1つのみ使用する従来例と比較して、本実施形態のモータに要求される出力は半減される。よって、安価で低出力なモータを用いることができ、キャリッジの高速化が容易に実現される。これはスループット向上への寄与が大きい。
【0028】
〔他の実施形態〕
なお、前述した実施形態では、装置を上面からみて、モータ5a,5bの回転軸が図面と垂直な方向になるような形態を例示したが、本発明の実施形態がこのような場合に限定されるものでもない。回転軸の方向は垂直方向、水平方向の区別を問わない。また、モータ5aとモータ5bとで回転軸の方向が一致していなくともよい。本発明の本質は、双方向で対称な駆動となるように二組のモータおよび二組のベルトを構成することであり、本発明は様々な形態でもって実施可能である。
【0029】
また前述した実施形態では、記録ヘッドの種類や数を具体的に例示して説明しなかったが、本発明は、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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
〔実施態様1〕
記録手段を搭載し主走査方向に往復する走査手段と、前記走査手段を主走査方向に往復動するための2つの駆動手段と、前記各駆動手段から前記走査手段に駆動を伝達する2つの駆動伝達手段と、を有し、前記2つの駆動手段は、前記走査手段の走査方向の両端にそれぞれ配置されていることを特徴とする記録装置。
【0037】
〔実施態様2〕
前記2つの駆動伝達手段は、前記走査手段の重心を挟んで対向する位置で、前記走査手段に固定されていることを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
【0038】
〔実施態様3〕
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又は2に記載の記録装置。
【0039】
〔実施態様4〕
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実施態様3に記載の記録装置。
【0040】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明によれば、走査手段の往復運動時で、駆動手段から走査手段までの駆動伝達が完全に対称となり、往復運動時で走査手段の運動の差異は発生しないので、双方向記録においても、走査手段の駆動精度に起因するような記録ムラは発生しない。
【0041】
また、2つの駆動伝達手段は、走査手段に対して、走査手段の重心を挟んで対向する位置に固定されるので、2つの駆動手段からの力の伝達は重心を挟んでいるので、重心回りのモーメントはほとんど発生しない。よって、走査手段の回転方向の振動は低減され、この走査手段の振動低減が記録装置の高画質化を実現する。
【0042】
さらに、2つの駆動伝達手段を用いることで伝達剛性が強化される。これは、走査手段の応答性向上と、走査手段の振動抑制の効果がある。
【0043】
そして、2つの駆動手段を用いているため、それぞれの駆動手段に必要とされる出力は半減される。よって、安価で低出力な駆動手段を使用することが可能となり、走査手段の高速化が容易に実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施形態を示す図面である。
【図2】本発明による実施形態を上面からみた場合の図面である。
【図3】従来技術の代表例を示す図面である。
【図4】従来技術によるキャリッジのヨーイング振動を説明する図面である。
【図5】キャリッジ駆動機構の動特性をモデル化した図面である。
【図6】タイミングベルトの張力を説明する図面である。
【符号の説明】
1 …キャリッジ
2 …ガイドシャフト
3a,3b …タイミングベルト
4a,4b …ベルトホルダ
5a,5b …モータ
6a,6b …プーリ
7a,7b …アイドルプーリ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording apparatus having a recording unit and a reciprocating scanning unit.
[0002]
[Prior art]
With the remarkable development of electronics technology, the processing power of computers has made remarkable progress. In particular, in order to perform color image processing, a large amount of data must be processed in a short time. Conventionally, there has been a difficulty in terms of processing speed, but in recent years, the improvement in computer performance has made such color image processing very common.
[0003]
In addition, the use range of a recording device for outputting a color image is rapidly expanding. In place of conventional photographic printing, the number of scenes in which a color image is output using a recording device typified by an ink jet printer is increasing. The range of use of ink jet printers is expanding from small business card sizes to large B0 or larger poster sizes. 2. Description of the Related Art As recording apparatuses have become widespread, demands for increasing the stamp size, improving image quality, and improving throughput have been increasing. For this reason, recording apparatuses are moving toward larger sizes and higher image quality.
[0004]
FIG. 3 shows a carriage driving mechanism of a printing apparatus as seen in the prior art. A carriage 1 on which recording means such as a recording head is mounted reciprocates while being guided by a guide shaft 2. The timing belt 3 is fixed to the carriage 1 via a belt holder 4. The timing belt 3 is suspended around the pulley 6 and the idle pulley 7 without slack. The motor 5 as a driving source is connected to the pulley 6. The rotational movement of the motor 5 is converted into a translation movement of the carriage 1 via the pulley 6, the idle pulley 7, and the timing belt 3.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-270180 A
[Problems to be solved by the invention]
It is apparent that such a carriage driving mechanism of the recording apparatus according to the related art induces rotational vibration of the carriage 1. FIG. 4 is a drawing of a conventional carriage driving mechanism when viewed from above. Usually, the timing belt 3 is fixed to the end face of the carriage 1. Since the point where the force is transmitted from the motor 5 is separated from the center of gravity G of the carriage 1, yaw vibration is induced in the carriage 1 in the direction of the arrow in FIG. The carriage 1 is guided by the two guide shafts 2. However, since there is a slight mechanical play between the carriage 1 and the guide shaft 2, yawing vibration is inevitable.
[0007]
Further, there is a problem that the rigidity of the timing belt 3 limits the transmission of the driving force from the motor 5 to the carriage 1 and further causes the carriage 1 to vibrate. FIG. 5 is a drawing modeling the dynamic characteristics of the carriage drive mechanism. The motor 5 and the pulley 6 can be regarded as integral rotary rigid elements, and the carriage 1 can be regarded as a translational rigid element. If attention is paid to the dynamic characteristics, the timing belt 3 is modeled as a rigid element. The figure shows a typical spring-mass system.
[0008]
If the rigidity of the timing belt 3 is infinite, the movement of the motor 5 and the pulley 6 and the movement of the carriage 1 are completely synchronized. Conversely, if the rigidity is not sufficiently secured, the motor 1 and the pulley 6 only move unilaterally, and the carriage 1 is not driven. Therefore, the responsiveness of the carriage 1 is limited by the rigidity of the timing belt 3. The transmission rigidity from the motor 5 to the carriage 1 is determined by the rigidity of the timing belt 3. In order to increase responsiveness, the higher the transmission stiffness, the better. In addition, the carriage 1 has a natural vibration caused by the rigidity of the timing belt 3. It is also evident that the natural frequencies induce excellent vibrations. Since the displacement of the vibration increases as the natural frequency becomes lower, the rigidity of the timing belt 3 is preferably higher.
[0009]
In order to improve the throughput, the size of the carriage 1 and the speed of the driving mechanism have been increased, but these are premised on increasing the output of the motor 5 for driving the carriage 1. Increasing the output of the motor 5 leads to an increase in cost and a deterioration in space factor. The cost of the motor 5 tends to increase exponentially with the output. Therefore, it is expected that a low-power and low-output motor can be used.
[0010]
It is also apparent that the carriage drive mechanism of the related art has asymmetric drive transmission during reciprocating movement. This can be explained by the difference between whether the timing belt 3 forms a closed loop and the pulley 6 pulls the carriage 1 directly or via the idle pulley 7.
[0011]
The power transmission of the timing belt 3 is performed by a change in tension. FIG. 6 shows the tension of the timing belt 3 acting on each part of the carriage drive mechanism. Symbol Ta is the tension acting on the pulley 6 and the carriage 1, Tb is the tension acting on the idle pulley 7 and the carriage 1, and Tc is the tension acting on the pulley 6 and the idle pulley 7. When in equilibrium, the respective tensions are in equilibrium. That is, Ta = Tb = Tc. When the motor 5 serving as a driving source is excited and the pulley 6 rotates, such a balanced state is broken and a driving force is transmitted to the carriage 1. The magnitude of the driving force is equal to the difference between Ta and Tb.
[0012]
When the pulley 6 pulls the carriage 1 directly and the carriage 1 approaches the pulley 6, the carriage 1 is pulled by increasing Ta. However, when the carriage 1 is driven in a direction away from the pulley 6, the behavior of the tension becomes complicated. First, the pulley 6 rotates in the counterclockwise direction, the timing belt 3 between the carriage 1 and the pulley 6 becomes slack, and Ta decreases. Then, the balance between Ta and Tb is broken, and the carriage 1 is driven in a direction away from the pulley 6. On the other hand, with the rotation of the pulley 6, the tension increases in the order of Tc and Tb, and the carriage 1 is pulled in the direction of the axle pulley 7, but this operation is accompanied by a delay. That is, when the carriage 1 is driven in a direction away from the pulley 6, first, the timing belt 3 is slackened between the pulley 6 and the carriage 1 to transmit the driving force, and the idle pulley 7 is further delayed. It is towed by.
[0013]
As described above, there is a problem that the drive transmission becomes asymmetric during the reciprocation, and a difference in the scanning speed of the carriage appears as printing unevenness when performing bidirectional printing.
[0014]
JP 2001-270180 A discloses a carriage drive mechanism combining a stepping motor and a DC motor. According to the publication, normally, only the stepping motor is driven, and the DC motor is operated only during acceleration of the carriage. According to this method, although the torque required for acceleration is shared by the DC motor to compensate for the torque shortage of the stepping motor, the operation of the stepping motor and the DC motor are completely different, and the drive transmission during reciprocation is reduced. It is still asymmetric.
[0015]
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances. That is, an object of the present invention is to suppress the rotational vibration of the carriage, reduce the unevenness in the scanning speed during bidirectional printing, and reduce the transmission stiffness in order to achieve an increase in printing width, improvement in image quality, and improvement in throughput in the printing apparatus. It is an object of the present invention to provide a recording apparatus having a carriage driving mechanism which enables use of an inexpensive and low-power motor.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
A typical configuration of the present invention for achieving the above object includes a scanning unit mounted with a recording unit and reciprocating in a main scanning direction, two driving units for reciprocating the scanning unit in a main scanning direction, And two drive transmitting means for transmitting the drive from each of the driving means to the scanning means, wherein the two driving means are arranged at both ends of the scanning means in the scanning direction. .
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the following embodiments are to be appropriately changed depending on the configuration and various conditions of the apparatus to which the present invention is applied, and It is not intended to limit the scope of the invention to them only, unless specifically stated.
[0018]
[First Embodiment]
Hereinafter, a recording apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 and 2 are drawings showing a preferred embodiment of the present invention.
[0019]
In FIG. 1, a carriage 1 as a scanning unit on which a recording head as a recording unit is mounted is guided by a guide shaft 2 and reciprocates in a main scanning direction (the direction of the arrow in FIG. 1). In the present embodiment, a recording head of a so-called ink jet recording system that discharges ink according to a signal and performs recording is used. The recording head as the recording means achieves the formation of high-definition characters and images by ejecting liquid droplets from ejection elements using thermal energy, among the ink jet recording methods.
[0020]
Two timing belts 3a and 3b as drive transmission means are fixed to the carriage 1 via belt holders 4a and 4b, respectively. Although the belt holder 4b is not shown in the figure, the timing belts 3a and 3b are fixed to the carriage 1 at positions facing each other with the two guide shafts 2 therebetween.
[0021]
The timing belt 3a is suspended on the pulley 6a and the idle pulley 7a without slack. The pulley 6a and the idle pulley 7a are arranged at both ends of the carriage 1 in the driving direction (the direction of the arrow in FIG. 1). Further, the timing belt 3b is suspended around the pulley 6b and the idle pulley 7b without slack. The pulley 6b and the idle pulley 7b are arranged at both ends in the driving direction of the carriage 1 and symmetrically with the arrangement of the pulley 6a and the idle pulley 7a with the carriage 1 interposed therebetween. The pulley 6a is connected to a motor 5a as a driving means. Similarly, a motor 5b as a driving means is connected to the pulley 6b.
[0022]
In the recording apparatus according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the motor 5a and the motor 5b are symmetrically arranged about the carriage 1. Further, the motors 5a and 5b are arranged at both ends in the main scanning direction, which is the moving direction of the carriage 1.
[0023]
Here, the drive transmission during the reciprocating movement of the carriage 1 will be described with reference to FIG. First, there is a case where the carriage 1 moves in a direction approaching the motor 5a. The motor 5a pulls the carriage 1 so as to approach itself. At the same time, the motor 5b pulls the carriage 1 via the idle pulley 7b. Thus, the two sets of motors 5a and 5b pull the carriage 1 at the same time. Next, when the carriage 1 moves in the direction approaching the motor 5b, only the roles of the motors 5a and 5b are interchanged, and the drive transmission is completely symmetric. That is, the motor 5b pulls the carriage 1 so as to approach itself. At the same time, the motor 5a pulls the carriage 1 via the idle pulley 7a.
[0024]
As described above, the drive transmission from the motors 5a and 5b to the carriage 1 is completely symmetric during the reciprocating movement of the carriage 1, and there is no difference in the movement of the carriage 1 during the reciprocating movement. Is performed, recording unevenness due to the driving accuracy of the carriage 1 does not occur.
[0025]
The timing belts 3a and 3b are fixed to the carriage 1 at both ends of the carriage 1 with the guide shaft 2 interposed therebetween. In such a configuration, yawing vibration of the carriage 1 is extremely unlikely to be induced. FIG. 2 is a diagram when the present embodiment is viewed from above. As is apparent from FIG. 2, the timing belts 3a and 3b are fixed at positions facing the carriage 1 with the center of gravity G of the carriage 1 interposed therebetween. Since the transmission of the forces from the motors 5a and 5b sandwiches the center of gravity G, almost no moment is generated in the direction of the arrow in FIG. Therefore, the yawing vibration is eliminated from the carriage 1, and the reduction in the vibration of the carriage realizes a high image quality of the recording apparatus.
[0026]
Further, the transmission rigidity is enhanced by using the two timing belts 3a and 3b. This has the effect of improving the responsiveness of the carriage and suppressing the vibration of the carriage. The transmission rigidity from the motor to the carriage is determined by the rigidity of the timing belt. If the same timing belt is used, in the present embodiment, the transmission rigidity is doubled as compared with the conventional example using only one timing belt.
[0027]
When the carriage 1 is driven by the two sets of motors 5a and 5b, the output required for each motor is reduced by half. The output required for the motor of the present embodiment is halved compared to the conventional example using only one motor. Therefore, an inexpensive and low-output motor can be used, and a high-speed carriage can be easily realized. This greatly contributes to improving the throughput.
[0028]
[Other embodiments]
Note that, in the above-described embodiment, an example in which the rotation axes of the motors 5a and 5b are in a direction perpendicular to the drawing when the device is viewed from above is illustrated, but the embodiment of the present invention is limited to such a case. Not something. The direction of the rotation axis may be either vertical or horizontal. Further, the directions of the rotating shafts of the motor 5a and the motor 5b do not have to match. The essence of the present invention is to configure two sets of motors and two sets of belts so as to provide a bidirectional symmetric drive, and the present invention can be implemented in various forms.
[0029]
In the above-described embodiment, the type and number of print heads were not specifically illustrated and described. However, the present invention is directed to an inkjet printing apparatus using one print head, a plurality of print heads using different color inks. Applicable regardless of the type and number of recording heads, such as an inkjet recording device for color recording using a recording head of different colors, or an inkjet recording device for gradation recording using a plurality of recording heads for recording with the same color and different density inks And the above-mentioned effects can be achieved.
[0030]
Further, as the recording means (recording head), a recording type such as a cartridge type in which a recording head and an ink tank are integrated, or a constitution in which a recording head and an ink tank are separately provided and these are connected by an ink supply tube, and the like. Regardless of the configuration of the ink tank, the same can be applied and the same effect can be achieved.
[0031]
When the present invention is applied to an ink jet recording apparatus, for example, the present invention can be applied to an apparatus using a recording unit using an electromechanical transducer such as a piezo element. This provides an excellent effect in an ink jet recording apparatus using a recording means of the following method. According to such a method, it is possible to achieve higher density and higher definition of recording.
[0032]
Further, even with a serial type recording head that performs recording while scanning in a direction perpendicular to the sheet conveyance direction, a recording head fixed to a carriage or mounted on the carriage to establish an electrical connection with the apparatus main body or an apparatus main body. The present invention is also effective when a replaceable chip-type recording head capable of supplying ink from the printer or a cartridge-type recording head having an ink tank provided integrally with the recording head itself is used.
[0033]
In addition, as the form of the above-mentioned ink jet recording apparatus, in addition to those used as image output terminal devices of information processing equipment such as computers, an ink jet input / output apparatus capable of mounting a scanner or the like other than a recording head on a carriage, a reader And a facsimile apparatus having a transmission / reception function.
[0034]
In the above-described embodiment, the ink jet recording method is exemplified as the recording method. However, the recording method is not limited to the ink jet recording method.In addition, a thermal transfer recording method, a thermal recording method, and an impact recording method such as a wire dot recording method, or Other recording methods such as an electrophotographic method can be applied.
[0035]
Although various embodiments of the present invention have been shown and described, the spirit and scope of the present invention are not limited to the specific description and drawings in this specification. Hereinafter, examples of embodiments of the present invention will be listed.
[0036]
[Embodiment 1]
Scanning means mounted with a recording means and reciprocating in the main scanning direction, two driving means for reciprocating the scanning means in the main scanning direction, and two driving means for transmitting driving from each of the driving means to the scanning means And a transmitting unit, wherein the two driving units are respectively disposed at both ends of the scanning unit in the scanning direction.
[0037]
[Embodiment 2]
2. The recording apparatus according to claim 1, wherein the two drive transmission units are fixed to the scanning unit at positions facing each other across the center of gravity of the scanning unit. 3.
[0038]
[Embodiment 3]
3. The recording apparatus according to claim 1, wherein the recording unit performs recording by ejecting ink in response to a signal.
[0039]
[Embodiment 4]
The recording apparatus according to claim 3, wherein in the recording apparatus, a recording unit supplies a current to the electrothermal transducer in response to a signal, and discharges ink by thermal energy generated by the electrothermal transducer.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, during the reciprocating movement of the scanning means, the drive transmission from the driving means to the scanning means is completely symmetrical, and no difference in the movement of the scanning means occurs during the reciprocating movement. Also, even in bidirectional printing, printing unevenness due to the driving accuracy of the scanning unit does not occur.
[0041]
Further, since the two drive transmission means are fixed at positions opposite to the scanning means with the center of gravity of the scanning means therebetween, the transmission of the force from the two driving means sandwiches the center of gravity. Almost no moment is generated. Therefore, the vibration of the scanning unit in the rotation direction is reduced, and the reduction of the vibration of the scanning unit realizes high quality of the recording apparatus.
[0042]
Further, the transmission rigidity is enhanced by using two drive transmission means. This has the effect of improving the responsiveness of the scanning unit and suppressing vibration of the scanning unit.
[0043]
Since two driving units are used, the output required for each driving unit is reduced by half. Therefore, it is possible to use an inexpensive and low-output driving unit, and the speeding up of the scanning unit can be easily realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram when an embodiment according to the present invention is viewed from above.
FIG. 3 is a drawing showing a typical example of the prior art.
FIG. 4 is a view for explaining yawing vibration of a carriage according to the related art.
FIG. 5 is a drawing modeling the dynamic characteristics of the carriage drive mechanism.
FIG. 6 is a diagram illustrating tension of a timing belt.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Carriage 2 ... Guide shaft 3a, 3b ... Timing belt 4a, 4b ... Belt holder 5a, 5b ... Motor 6a, 6b ... Pulley 7a, 7b ... Idle pulley

Claims (1)

記録手段を搭載し主走査方向に往復する走査手段と、
前記走査手段を主走査方向に往復動するための2つの駆動手段と、
前記各駆動手段から前記走査手段に駆動を伝達する2つの駆動伝達手段と、
を有し、
前記2つの駆動手段は、前記走査手段の走査方向の両端にそれぞれ配置されていることを特徴とする記録装置。
Scanning means mounted with recording means and reciprocated in the main scanning direction;
Two driving means for reciprocating the scanning means in the main scanning direction;
Two drive transmitting means for transmitting drive from each of the driving means to the scanning means;
Has,
The recording apparatus according to claim 1, wherein the two driving units are arranged at both ends of the scanning unit in a scanning direction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013136157A (en) * 2011-12-28 2013-07-11 Seiko Epson Corp Inkjet recording device

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