JP2005271531A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録保持部８を記録媒体３の搬送面５に対して傾けることなく移動させ、記録保持部８と記録媒体３との距離を適正にすること。
【解決手段】記録手段７を走査して記録を行う記録装置１において、記録部９を保持するための記録保持部８と、記録保持部８を載置するための一部が偏心した同形状の複数の軸10Ａ、10Ｂと、複数の軸10Ａ、10Ｂの間に架け渡され駆動力を伝達するための動力伝達部材20と、偏心した軸10Ａ、10Ｂの少なくとも一つに、軸10Ａ、10Ｂを回動させる回動手段12と、を有し、複数の軸10Ａ、10Ｂは互いに平行に配置され、回動手段12を回動すると複数の軸10Ａ、10Ｂが互いに同じ角度回動することにより記録保持部８を上下に移動させることを特徴とする記録装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクを記録媒体に吐出することで記録を行う記録装置に関する。

従来、インクジェット方式の記録装置は、記録部としての記録ヘッドを搭載したキャリッジを記録媒体の搬送方向に対して直交する方向（主走査方向）に往復運動させつつ、記録ヘッドから吐出されるインクにより記録媒体に記録を行っている。

インクジェット方式の記録装置においては具体的に以下の手順で記録を行う。即ち、まず、記録媒体を１バンド分の幅だけ搬送方向に搬送させて止める。すると、記録媒体上において、記録ヘッドを搭載したキャリッジを、記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向に１往復させつつ、該記録ヘッドから記録信号に応じたインクを記録媒体に対して吐出する。これにより記録媒体上に１バンド分の記録が行われる。その後さらに、１バンド分の幅だけ記録媒体を搬送させて止め、再びキャリッジを主走査方向に１往復させつつ、前記記録ヘッドから記録信号に応じたインクを記録媒体に対して吐出する。この動作を繰り返すことによって、所定の画像等の記録を記録媒体上に行うことができる。

ところで、記録ヘッドは記録媒体に対して非接触である。このため、記録ヘッドから噴射されたインクは、記録ヘッドと記録媒体の間を飛んで、前記記録媒体に着弾する。従って、記録ヘッドと記録媒体との間隔（以下、「ギャップ」と言う）は、常に適正に保つ必要がある。

その理由は、ギャップが広くなると、記録ヘッドから噴射されたインクが記録媒体に着弾するまでに時間がかかってしまい、インクが記録媒体に着弾する精度を高く保つことが困難になる。この場合、画像の品質を高く保つことは難しい。また、逆に前記ギャップが狭くなると、記録媒体がわずかに湾曲している場合、記録ヘッドと記録媒体が接触するおそれがある。

また、記録媒体の種類は多様であるため、厚みもまた多様である。このため、多様な記録媒体に対してギャップを常に適正に保つために、記録媒体に対してギャップを可変にする必要がある。そこで、従来、前記ギャップを記録媒体に対して可変にする方法として、偏心した軸に嵌合するヘッドホルダが偏心軸の回転により、偏心量に応じた距離分だけ高さが変わる構成がある（例えば、特許文献１乃至４参照）。

特開平１１−１０６０９０ 特開平１１−７８１５４ 特開平７−２０５５２２ 特開平６−３４４６２５

しかしながら上記の技術によると、偏心軸が１本であるため、記録ヘッドの高さを変えようとすると、記録ヘッド自身が回転する。このため、記録ヘッドのインク吐出部分と記録媒体との角度が変化してしまい、精度のよいインク吐出を安定して行うことが困難となる場合も考えられる。

そこで本発明は、記録装置において、記録保持部を記録媒体の搬送面に対して傾けることなく移動させ、記録保持部と記録媒体との距離を適正にすることを目的とする。

前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、記録手段を走査して記録を行う記録装置において、記録部を保持するための記録保持部と、前記記録保持部を載置するための一部が偏心した同形状の複数の軸と、前記複数の軸の間に架け渡され駆動力を伝達するための動力伝達部材と、前記偏心した軸の少なくとも一つに、該軸を回動させる回動手段と、を有し、前記複数の軸は互いに平行に配置され、前記回動手段を回動すると前記複数の軸が互いに同じ角度回動することにより前記記録保持部を上下に移動させることを特徴とする。

このように構成したため、回動手段の回動により、偏心した同形状の軸が全て同じ角度だけ回動をし、その偏心している量に応じて記録保持部を載置している前記複数の軸の最上端の高さが同じだけ変化し、該記録保持部の高さを水平を保ちつつ変化させる。

本発明によれば、回動手段の回動により、偏心した同形状の軸が全て同じ角度だけ回動をする。すると、前記複数の偏心軸の最上端の高さが同じだけ変化する。このため、偏心軸上に載置される記録保持部も、偏心軸の最上端の高さに応じて高さが水平を保ったまま変化する。こうして、記録保持部を記録媒体の搬送面に対して傾けることなく移動させ、記録保持部と記録媒体との距離を適正にすることができる。

以下に、本発明の実施形態を、図に基づいて詳細に説明する。図１はキャリッジユニットの全体斜視図であり、図２は記録装置本体の全体概略図であり、図３はヘッドホルダの昇降機構の斜視図であり、図４はキャリッジの側断面図であり、図５はギャップ調整レバーの状態とギャップとの関係を示す図であり、図６はキャリッジ７の位置と偏心軸の姿勢との関係を示す図であり、図７はセンサによる各ポジションの検知方法の説明図であり、図８は他の実施例におけるバックラッシを抑制する構成の説明図であり、図９は他の実施例における駆動伝達構成の説明図である。

（記録装置の概略構成）
まず、装置全体の概略構成について説明する。図２に示すように、記録装置本体１はスタンド４に搭載されており、記録装置本体１には主要ユニットが収められている。本体１の中には、記録媒体３を搬送するための不図示の搬送ユニット（搬送手段）、記録媒体３に所定の記録を行うためのキャリッジユニット（記録手段）２、キャリッジユニット２を回復するための不図示の回復ユニットを有する。本体１は、不図示のパソコン等の制御手段と接続されており、パソコンからの記録信号に従って記録媒体３に所定の画像を形成する。

〔実施例〕
本発明の実施例について詳細に説明する。説明において、記録手段の構成を説明した後、記録手段における動作を説明する。

（キャリッジユニットの構成）
まず、キャリッジユニット２の構成について説明する。キャリッジユニット２は、図示しない駆動手段の駆動を受けて記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向に往復移動するキャリッジ（記録手段）７と、キャリッジ７に搭載される後述の記録ヘッドやヘッドホルダ等から構成される。

図１に示すように、キャリッジ７は、前後を２本のレール14、15にて主走査方向に走査されるように構成されている。キャリッジ７には、ヘッドホルダ（記録保持部）８が搭載され、ヘッドホルダ８には、記録ヘッド（記録部）９が、ヘッドレバー16及びヘッドレバー17を開閉することにより着脱可能に構成されている。尚、本実施例においては、キャリッジ７には２つの記録ヘッド９を搭載する構成となっているが、これに限るものではなく、１つでも３つ以上でもよい。

ここで、本実施例の記録ヘッド９は、インクの吐出構成として、記録信号に応じて電気熱変換体に通電し、その熱エネルギーによってインクに生ずる膜沸騰を利用してインクに生ずる気泡の成長、収縮により、インクを吐出口から吐出して記録を行うように構成される。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュアス型の何れにも適用可能であるが、特にオンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体内の気泡を形成することができる。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に優れた液体の吐出が達成でき、より好ましい。

図１、図３及び図４を用いてヘッドホルダ８の昇降機構について説明する。ヘッドホルダ８は、下部を偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂの２本の軸上に載置されている。ここで偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂは、それぞれの中心から外周までの偏心量が同じであり同形状の軸である。また、これらの軸は、平行且つ同姿勢で配置されている。偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂは、それぞれ、片方がキャリッジ７と嵌合して軸支され、もう片方が偏心軸軸受11により軸支されることで、回転可能に固定されている。

また、偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂのキャリッジ７に嵌合する方の軸端部には、それぞれピニオンギア（歯車）19Ａ及び19Ｂが配設され、当該歯車は、共にラック（動力伝達部材）20に配設される歯に噛み合って連結される。この構成により、一方の軸が回転すると他方の軸も同方向に同角度で回転するように構成されている。

図３（Ａ）に示すように、偏心後軸10Ｂの偏心軸軸受11に嵌合する方の軸端には、ギャップ調整レバー（回動手段）12が配設されている。ギャップ調整レバー12は不図示のビス等で偏心後軸10Ｂに固定されているため、レバー12を起こしたり倒したりすることで、この動作が偏心後軸10Ｂに伝わり、偏心後軸10Ｂを回動させることができる。

また、偏心前軸10Ａの偏心軸軸受11に嵌合する方の軸端（図１、図３（Ａ）参照）には、バネ掛け18が配設されており、ギャップ調整レバー12とバネ掛け18との間にバネ（歯車付勢手段）13が掛け渡されている。バネ13の作用により、偏心前軸10Ａと偏心後軸10Ｂとは互いに引き寄せる回転方向に付勢される。この作用により、図３（Ｂ）に示すように、偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂのギア19Ａ及び19Ｂの歯面と、これに連結されるラック20の歯面とが常に当接することとなり、バックラッシを抑制し、偏心前軸10Ａと偏心後軸10Ｂとの間の円滑な駆動力の伝達が可能となる。円滑な駆動力の伝達を行うことで、偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂはより同姿勢で同時に回動することが可能になり、キャリッジ７をより水平に昇降させることができる。

図４に示すように、偏心前軸10Ａにはピニオンギア19Ａに隣接してフラグ21が配設される。また、キャリッジ７には、フラグ21の先端部21ａにより遮光されることで、その位置を検知するセンサ22Ａ、22Ｂが配設される。このセンサ22Ａ、22Ｂの検知信号により、フラグ21が配設された偏心後軸10Ｂの回動角度がわかり、かつ軸10Ｂに連動するギャップ調整レバー12の回動角度を把握することができる。これは最終的に、キャリッジ７と、記録媒体３が搬送される搬送面５との距離を検知して把握することに繋がる。これについては後述する。

（キャリッジユニットの動作）
以上の構成により、図５及び図６を用いてキャリッジユニット２の記録時の動作を説明する。本発明のキャリッジユニット２においては、図５に示すようにキャリッジ７のギャップ調整レバー12を動かすことにより、キャリッジ７と搬送面５との距離を調整する。本実施例においては、ギャップ調整レバー12をユーザーが動かすことができる。

搬送面５に搬送される記録媒体３が普通紙の場合等、通常の記録を行う場合には、通常記録をする位置にキャリッジ７を設定して記録を行う。この状態をノーマルポジションという。キャリッジ７をノーマルポジションに設定する場合、ギャップ調整レバー12を、図５（Ａ）のように水平面と角度θｎ（鈍角）をなす位置に設定する。すると、キャリッジ７と搬送面５との距離が通常の距離であるＧｎとなる。

キャリッジ７をノーマルポジションに設定する場合の、偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂの姿勢について説明する。尚、偏心前軸10Ａと偏心後軸10Ｂとは、前述のように平行かつ同姿勢で配設される。ノーマルポジションの場合、ユーザーがギャップ調整レバー12を水平面とθｎをなすように設定すると、偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂの姿勢は、図６（Ａ）に示すように、中心Ｏと最上端との距離がＬｎであるように決定される。

薄い記録媒体に記録を行う場合やより高画質を求めるような場合は、キャリッジ７をノーマルポジションよりも低い位置であるローポジションに設定することが好ましい。このときは、ギャップ調整レバー12を、図５（Ｂ）のように水平面との角度がθｌ（鈍角）になるように設定する。すると、キャリッジ７と搬送面５との距離はＧｌ（＜Ｇｎ）となる。

キャリッジ７をノーマルポジションから移動させる場合の、偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂの姿勢変化について図３（Ａ）を用いて説明する。例えば、ローポジションにするためにギャップ調整レバー12を起こす（即ち矢印ｌ方向に回動させる）と、偏心後軸10Ｂは図中、反時計回りに回動する。するとこの駆動力は、偏心後軸10Ｂに付帯されているピニオンギア19Ｂからラック20の歯面を通じて、ピニオンギア19Ａ及び偏心前軸10Ａを反時計回りに回動させる。このように、ギャップ調整レバー12を回動させると、偏心後軸10Ｂ及び偏心前軸10Ａが同方向に同角度だけ回動させることができる。このため、キャリッジ７の前後を支える同形状の偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂを同姿勢のまま回動させることができ、載置されるキャリッジ７を水平に昇降させることができる。

キャリッジ７をローポジションに設定する場合の、偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂの姿勢について説明する。ローポジションに設定する場合、ユーザーがギャップ調整レバー12を水平面とθｌをなすように設定すると、偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂの姿勢が変化し、図６（Ｂ）に示すように、中心Ｏと最上端との距離がＬｌとなる。ＬｌはＬｎよりも小さいため、この小さい分（Ｌｎ−Ｌｌ）だけ軸上に載置するキャリッジ７を下降させることができる。このため、Ｇｌ＝Ｇｎ−（Ｌｎ−Ｌｌ）となる。

厚い記録媒体に記録を行う場合やコックリングの大きい記録媒体に記録を行う場合には、キャリッジ７をノーマルポジションよりも高い位置であるハイポジションに設定することが好ましい。このときは、ギャップ調整レバー12を、図５（Ｃ）のように水平面との角度がθｈ（鈍角）になるように設定する。すると、キャリッジ７と搬送面５との距離はＧｈ（＞Ｇｎ）となる。

キャリッジ７をハイポジションに設定する場合の、偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂの姿勢について説明する。ハイポジションに設定する場合、ユーザーがギャップ調整レバー12を図３（Ａ）の矢印ｈ方向に回動させて、水平面とθｈをなすように設定すると（図５（Ｃ）参照）、偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂの姿勢が変化し、図６（Ｃ）に示すように、中心Ｏと最上端との距離がＬｈとなる。ＬｈはＬｎよりも大きいため、この大きい分（Ｌｈ−Ｌｎ）だけ軸上に載置するキャリッジ７を上昇させることができる。このため、Ｇｈ＝Ｇｎ＋（Ｌｈ−Ｌｎ）となる。

以上のように、ユーザーがギャップ調整レバー12を操作することで、キャリッジ７の位置を水平に昇降させることができる。ここで、キャリッジ７がどのポジションにあるかという情報は、センサ22Ａ、22Ｂによる検知情報を得ることで確認できる。これについて図４及び図７を用いて説明する。

即ち、キャリッジ７がノーマルポジションにある場合には、図４に示すように、偏心前軸10Ａの端部に付帯されるフラグ21の先端部21ａは、センサ22Ｂには到達しているが、センサ22Ａには到達していない。このため、図７に示すようにセンサ22Ａにおける検知光は透過させるが、センサ22Ｂにおける検知光はフラグ21の存在により遮光される。このため、キャリッジ７がノーマルポジションであるとの検知信号を得ることができる。

同様に、ローポジションの場合には、図４においてフラグ21が反時計回りに回動するため、フラグ21の先端部21ａがセンサ22Ａまで到達する。このため、センサ22Ａ、22Ｂの検知光は双方が遮光されるため、ローポジションであるとの検知信号が得られる（図７参照）。また、キャリッジ７がハイポジションの場合には、図４においてフラグ21が時計回りに回動するため、フラグ21の先端部21ａはセンサ22Ｂにも到達しない。このため、センサ22Ａ、22Ｂの検知光は双方が透過するため、ハイポジションであるとの検知信号が得られる（図７参照）。

以上の構成により、キャリッジ７の角度を水平に保ちながら昇降させ、キャリッジ７と搬送面５との距離を変化させることができる。

尚、本実施例においてはギャップ調整レバー12をユーザーにより手動で変更させたが、これに限るものではなく、センサ22Ａ及びセンサ22Ｂの検知信号を利用して、不図示の駆動手段により、ギャップ調整レバー12を自動で制御し、ギャップ調整レバー12の角度を自動的に変更させることも可能である。

〔他の実施例〕
前述の実施例においては、バックラッシを抑制するために、バネ13を偏心前軸10Ａに付帯して行ったが、これに限るものではない。ここで、ラックバネを付帯してバックラッシを抑制する構成を説明する。図８に示すように、ラック20にはラックバネ（歯面付勢手段）23が取り付き、ラック20を介して偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂをキャリッジユニット２の左側面から見て時計回りに回転させるように作用している。また、バネ掛け18には、バネ（歯車付勢手段）24が取り付き、偏心前軸10Ａを反時計回りに回転させるように作用している。この作用により、偏心前軸10Ａ及び偏心後軸10Ｂのそれぞれに取り付くピニオンギア19Ａ、19Ｂは、歯面がラック20の歯面に対して常に付勢されるように構成することができる。このためバックラッシを抑制し、偏心前軸10Ａと偏心後軸10Ｂとの間の円滑な駆動力の伝達が可能となる。

また、前述の実施例においては、偏心前軸10Ａと偏心後軸10Ｂとの駆動力の伝達を、ギアと歯面を有するラック20とを利用して行ったが、これに限るものではない。ここで、プーリーとタイミングベルトとを使用して駆動力を伝達する構成について説明する。図９に示すように、偏心前軸10Ａの片端部にはプーリー25Ａが付帯され、偏心後軸10Ｂの片端部にはプーリー25Ｂが付帯されている。尚、プーリーの取付け方は、不図示のスプリングピンを用いた圧入方式であり、別の方法としてはＤカットによる圧入方法を用いてガタをとる方法としてもよい。

各プーリー25Ａ、25Ｂにはタイミングベルト（動力伝達部材：ベルト部材）26が架け渡されており、タイミングベルト26に当接して張力を与えるためのテンショナー（ベルト付勢手段）27が当接している。テンショナー27により適切な張力がタイミングベルト26に与えられることにより、各プーリー25Ａ、25Ｂとタイミングベルト26とが確実に当接しバックラッシを抑制するため、偏心前軸10Ａと偏心後軸10Ｂとの間の円滑な駆動力の伝達が可能となる。

本発明は、記録ヘッドからインクを吐出することにより記録を行う手段を有する装置全般に利用することができる。

キャリッジユニットの全体斜視図。 記録装置本体の全体概略図。 ヘッドホルダの昇降機構の斜視図。 キャリッジの側断面図。 ギャップ調整レバーの状態とギャップとの関係を示す図。 キャリッジ７の位置と偏心軸の姿勢との関係を示す図。 センサによる各ポジションの検知方法の説明図。 他の実施例におけるバックラッシを抑制する構成の説明図。 他の実施例における駆動伝達構成の説明図。

符号の説明

１ …記録装置本体
２ …キャリッジユニット
３ …記録媒体
５ …搬送面
７ …キャリッジ（記録手段）
８ …ヘッドホルダ（記録保持部）
９ …記録ヘッド（記録部）
10Ａ …偏心前軸（複数の軸の一つ）
10Ｂ …偏心後軸（複数の軸の一つ）
12 …ギャップ調整レバー（回動手段）
13 …バネ（歯車付勢手段）
19Ａ …ピニオンギア（歯車）
19Ｂ …ピニオンギア（歯車）
20 …ラック（動力伝達部材）
23 …ラックバネ（歯面付勢手段）
24 …バネ（歯車付勢手段）
25Ａ …プーリー
25Ｂ …プーリー
26 …タイミングベルト（動力伝達部材：ベルト部材）
27 …テンショナー（ベルト付勢手段）

Claims (10)

1. 記録手段を走査して記録を行う記録装置において、
   記録部を保持するための記録保持部と、
   前記記録保持部を載置するための一部が偏心した同形状の複数の軸と、
   前記複数の軸の間に架け渡され駆動力を伝達するための動力伝達部材と、
   前記偏心した軸の少なくとも一つに、該軸を回動させる回動手段と、を有し、
   前記複数の軸は互いに平行に配置され、前記回動手段を回動すると前記複数の軸が互いに同じ角度回動することにより前記記録保持部を上下に移動させることを特徴とする記録装置。
2. 請求項１に記載の記録装置において、
   前記複数の軸には、それぞれ歯車が付帯され、
   前記動力伝達部材は前記歯車と噛み合う歯面を有することを特徴とする記録装置。
3. 請求項２に記載の記録装置において、
   前記複数の軸のうち少なくとも一つには、前記歯車と前記歯面とが当接するように付勢するための歯車付勢手段を有することを特徴とする記録装置。
4. 請求項２又は３に記載の記録装置において、
   前記動力伝達部材には、前記歯車と前記歯面とが当接するように付勢するための歯面付勢手段を有することを特徴とする記録装置。
5. 請求項１に記載の記録装置において、
   前記複数の軸には、それぞれプーリーが付帯され
   前記動力伝達部材は前記プーリーと噛み合うベルト部材であることを特徴とする記録装置。
6. 請求項５に記載の記録装置において、
   前記ベルト部材に張力を発生させるように、該ベルト部材には、ベルト付勢手段が当接して配置されることを特徴とする記録装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の記録装置において、
   前記記録手段を所定の主走査方向に往復移動させる駆動手段と、
   記録媒体を前記主走査方向と直交する副走査方向に搬送する搬送手段と、を有し、
   前記記録手段は主走査方向に移動しながら前記搬送手段によって搬送された記録媒体前記に記録を行うことを特徴とする記録装置。
8. 前記複数の軸は主走査方向にほぼ平行に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の記録装置において、
   前記記録部は、記録信号に応じインクを噴射して記録を行うインクジェット記録方式であることを特徴とする記録装置。
10. 請求項９に記載の記録装置において、
    前記記録部は、インク吐出用の熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることを特徴とする記録装置。

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