JP2006123456A - インクジェット方式画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】キャリッジの縦横比率に拘らず記録媒体上の正確な位置にインクを着弾させることができるインクジェット方式画像形成装置を提供する。
【解決手段】プリンタ50には、キャリッジ本体52を走査方向に案内する2本のガイドレール18,20が備えられている。キャリッジ本体52とガイドレール18は、動き防止ユニット80を介して接触している。動き防止ユニット80は、ガイドレール18を3方向から挟み込むベアリング82,84,86を有している。ベアリング82は、ガイドレール18に上方から接している。ベアリング84は、ガイドレール18に水平方向から接している。ベアリング86は、ガイドレール18に対して傾斜した保持軸86aに回転自在に固定されており、ガイドレール18に対して斜め下方向から接するように配置されている。
【選択図】図5

Description

本発明は、印字ヘッドから記録紙などの記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置に関する。
従来のインクジェット方式画像形成装置について図8と図9を参照して説明する。
図8は、従来のインクジェット方式画像形成装置を模式的に示す側面図である。図9は、図8のインクジェット方式画像形成装置のキャリッジユニットを示す上面図である。ここでは、インクジェット方式画像形成装置の一例としてプリンタを挙げる。
プリンタ10は、このプリンタ10に画像情報を送るホストPC(パソコン)(図示せず)に接続されている。プリンタ10には、4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Y(印字ヘッド22)が搭載されたキャリッジ本体12が備えられており、このキャリッジ12は、図8の紙面に直交する方向(矢印A方向に直交する方向であり、図9の矢印B方向(走査方向)である)に走査(往復動)する。4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Yは、記録媒体(ここではロ−ル紙)Pの搬送方向(矢印A方向)に並んでキャリッジ12に搭載されている。4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Yからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出される。これら4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Yは、キャリッジ12と共に走査方向に走査(往復動)する。
ロ−ル紙Pはロール紙供給ユニット14から供給され、プリンタ10に組み込まれた搬送機構16(詳細は省略)によって矢印A方向に搬送される。ロ−ル紙Pに画像を形成する際には、搬送中のロ−ル紙Pを一旦停止させて、記録データ(画像情報)に基づいて各印字ヘッド22からインクを選択的に吐出してカラー画像をロ−ル紙Pに形成する。プリンタ10には、上記の部品・部材の他、各印字ヘッド22K、22C、22M、22Yに供給されるインクを貯めておくメインタンク24K、24C、24M、24Y、これら各メインタンク24K、24C、24M、24Yから各印字ヘッド22K、22C、22M、22Yまでをつなぐインク供給チューブ26K、26C、26M、26Yなどが備えられている。
プリンタ10には、キャリッジ12を走査方向(矢印B方向)に案内する2本のガイドレール18,20も備えられている。キャリッジ12とガイドレール18は軸受18aを介して接続されている。また、キャリッジ12のうち矢印A方向一端部には、無端の駆動ベルト30の一部が固定されている。駆動ベルト30の長手方向両端部はプーリ32,34に掛け渡されて所定の張力で駆動ベルト30が張られている。プーリ34は駆動モータ36に連結されており、この駆動モータ36が駆動することによって駆動ベルト30が回転してキャリッジ12と共に印字ヘッド22を走査方向に走査させる。
駆動モータ36を駆動させてキャリッジ12を走査方向に走査させる場合、キャリッジ12のうち駆動ベルト30に固定されている固定部分と、この部分とは矢印A方向の反対側の部分(非固定部分)とでは、走査の際の挙動が相違することがある。具体的には、キャリッジ12の固定部分には駆動ベルト30が固定されているので、駆動ベルト30に正確に追従して走査するが、非固定部分は駆動ベルト30(すなわち固定部分)に正確には追従できないことがある。キャリッジ12の非固定部分が固定部分に正確には追従できないときは、キャリッジ12に搭載されている印字ヘッド22のうちキャリッジ12の非固定部分側に対応する部分は、固定部分側に対応する部分の動きに正確には追従できないこととなる。このように、印字ヘッド22の一部が他の部分の動きに正確には追従できない場合、搬送中のロ−ル紙Pに対して印字ヘッド22は不安定に走査することとなり、この結果、印字ヘッド22から吐出されるインクをロ−ル紙P上の正確な位置に着弾させることができないおそれがあるという問題がある。
また、軸受18aとガイドレール18の間にガタが生じることがあるので、上記と同様に、印字ヘッド22から吐出されるインクをロ−ル紙P上の正確な位置に着弾させることができないおそれがあるという問題がある。
上記のような問題は、印字ヘッド22の印字ノズル領域長(図9のL2で示す長さ)と、キャリッジ12の寸法(図9のL1で示す長さ)に大きく影響される。L1は、キャリッジ12の矢印B方向長さであり、L2は、印字ヘッド22のうちインクを吐出するノズルが配置されている領域の矢印A方向長さである。L2/L1で表される比率(縦横比率)が大きくなる程、上記の問題は顕著に現れる。
本発明は、上記事情に鑑み、上記の縦横比率に拘らず記録媒体上の正確な位置にインクを着弾させることができるインクジェット方式画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の第1のインクジェット方式画像形成装置は、インクを吐出する印字ヘッドを所定の走査方向に走査させるキャリッジユニットを備え、走査中の前記印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置において、
(1)前記キャリッジユニットは、
(1―1)前記印字ヘッドが搭載されるキャリッジ本体と、
(1―2)該キャリッジ本体のうち前記走査方向に直交する方向の両端部分にそれぞれ連結された、該キャリッジ本体を前記走査方向に走査させる一対の駆動ベルトとを備えたものであることを特徴とするものである。
上記目的を達成するための本発明の第2のインクジェット方式画像形成装置は、インクを吐出する印字ヘッドを所定の走査方向に走査させるキャリッジユニットを備え、走査中の前記印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置において、
(2)前記キャリッジユニットは、
(2―1)前記印字ヘッドが搭載されるキャリッジ本体と、
(2―2)該キャリッジ本体を前記走査方向に案内するガイドレールと、
(2―3)該ガイドレールを挟み込むことにより前記キャリッジ本体が前記走査方向以外の方向に動くことを防止する、前記キャリッジ本体に取付けられた動き防止手段とを備えたものであることを特徴とするものである。
上記目的を達成するための本発明の第3のインクジェット方式画像形成装置は、インクを吐出する印字ヘッドを所定の走査方向に走査させるキャリッジユニットを備え、走査中の前記印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置において、
(3)前記キャリッジユニットは、
(3―1)前記印字ヘッドが搭載されるキャリッジ本体と、
(3―2)該キャリッジ本体を前記走査方向に案内するガイドレールと、
(3―3)該ガイドレールを挟み込むことにより前記キャリッジ本体が前記走査方向及び鉛直方向以外の方向に動くことを防止する、前記キャリッジ本体に取付けられた動き防止手段とを備えたものであることを特徴とするものである。
ここで、
(4)前記動き防止手段は、前記ガイドレールを少なくとも2方向から挟み込むものであってもよい。
また、
(5)前記ガイドレールは円柱状のものであり、
(6)前記動き防止手段は、前記ガイドレールの横断面の半径方向から該ガイドレールを挟み込むものであってもよい。
さらに、
(7)前記動き防止手段は、所定の中心角だけ離れた3方向から前記ガイドレールを挟み込むものであってもよい。
さらにまた、
(8)前記動き防止手段は、キャリッジ本体の前記走査方向以外の方向の動きを規制する規制部材を有するものであってもよい。
さらにまた、
(9)前記動き防止手段は、キャリッジ本体の走査に伴って前記ガイドレール上を回転しながら該ガイドレールを挟み込む複数の回転体を有するものであってもよい。
さらにまた、
(10)前記複数の回転体は、前記ガイドレールを挟み込む一つの方向に少なくとも2つの回転体が配置されたものであってもよい。
さらにまた、
(11)前記複数の回転体は、転がり軸受又は滑り軸受からなるものであってもよい。
本発明の第1のインクジェット方式画像形成装置によれば、キャリッジ本体のうち走査方向に直交する方向の両端部分にそれぞれ駆動ベルトが連結されているので、キャリッジ本体と共に印字ヘッドは、キャリッジ本体の縦横比率に拘らず、一対の駆動ベルトの動きに正確に追従して安定して走査する。この結果、印字ヘッドから吐出されるインクを正確な位置に着弾させることができ、高品位の画像が形成されることとなる。
また、本発明の第2のインクジェット方式画像形成装置によれば、走査方向以外の方向にキャリッジ本体が動くことを動き防止手段が防止するので、キャリッジ本体と共に印字ヘッドは、キャリッジ本体の縦横比率に拘らず、走査方向に安定して走査する。この結果、印字ヘッドから吐出されるインクを正確な位置に着弾させることができ、高品位の画像が形成されることとなる。
本発明は、記録紙などの記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式のプリンタに実現された。
図1と図2を参照して、本発明のインクジェット方式画像形成装置の一例の全体構成を説明する。
図1は、本発明のインクジェット方式画像形成装置の一例であるプリンタを模式的に示す側面図である。図2は、図1のプリンタのキャリッジユニットとその周辺を示す上面図である。
プリンタ50は、このプリンタ50に画像情報を送るホストPC(パソコン)(図示せず)に接続されている。プリンタ50には、4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Y(印字ヘッド22)が搭載されたキャリッジ本体52が備えられており、このキャリッジ本体52は、図1の紙面に直交する方向(矢印A方向に直交する方向であり、図2の矢印B方向(走査方向)である)に走査(往復動)する。4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Yは、記録媒体(ここではロ−ル紙)Pの搬送方向(矢印A方向)に並んでキャリッジ本体52に搭載されている。4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Yからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出される。これら4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Yは、キャリッジ本体52と共に走査方向に走査(往復動)する。なお、キャリッジ本体52の走査領域の近傍には、キャリッジ本体52の位置を検出する検出センサ53が配置されている。
ロ−ル紙Pはロール紙供給ユニット14から供給され、プリンタ10に組み込まれた搬送機構60によって矢印A方向に搬送される。搬送機構60は、ロ−ル紙Pを印字ヘッド22の下方(画像形成領域)に搬送するピンチローラ54と搬送ローラ56を有する。ピンチローラ54と搬送ローラ56でロ−ル紙Pを挟持して矢印A方向に搬送する。画像形成領域よりも搬送方向下流側には、ロ−ル紙Pを挟持しながら排出する拍車58と搬送ローラ59が配置されている。なお、ピンチローラ54と画像形成領域の間にはロ−ル紙Pを検知する検知センサ61が配置されており、拍車58と画像形成領域の間にはロ−ル紙Pを検知する検知センサ62が配置されている。
ロ−ル紙Pに画像を形成する際には、搬送ローラ56などによって搬送中のロ−ル紙Pを一旦(一時的に)停止させて、記録データ(画像情報)に基づいて各印字ヘッド22からインクを選択的に吐出してカラー画像をロ−ル紙Pに形成する。プリンタ50には、上記の部品・部材の他、各印字ヘッド22K、22C、22M、22Yに供給されるインクを貯めておくメインタンク24K、24C、24M、24Y、これら各メインタンク24K、24C、24M、24Yから各印字ヘッド22K、22C、22M、22Yまでをつなぐインク供給チューブ26K、26C、26M、26Yなどが備えられている。
プリンタ50には、キャリッジ本体52を走査方向(矢印B方向)に案内する2本のガイドレール18,20も備えられている。キャリッジ本体52とガイドレール18は、動き防止ユニット80(本発明にいう動き防止手段の一例である)を介して接触している。一方、キャリッジ本体52とガイドレール20は転がり軸受100を介して接触している。動き防止ユニット80については後述する。
キャリッジ本体52のうち矢印A方向一端部(固定部52a)には、無端の駆動ベルト30の一部が固定されている。一方、キャリッジ本体52のうち矢印A方向他端部(固定部52b)には、無端の駆動ベルト40の一部が固定されている。2つの駆動ベルト30,40は走査方向に延びている。駆動ベルト30と駆動ベルト40とによって、本発明にいう一対の駆動ベルトが構成されている。上記した固定部52bは、2本の駆動ベルト30,40の位相ずれに起因してキャリッジ本体52が走査方向に不安定に移動することを防止するために、その位置を走査方向に自在に調整して固定できるように構成されている。
上記のように、キャリッジ本体52のうち走査方向に直交する方向の両端部分にそれぞれ駆動ベルト30,40が連結されているので、キャリッジ本体52と共に印字ヘッド22は、キャリッジ本体52の縦横比率に拘らず、一対の駆動ベルト30,40の動きに正確に追従して安定して走査する。この結果、印字ヘッド22から吐出されるインクをロ−ル紙P上の正確な位置に着弾させることができ、高品位の画像が形成されることとなる。
駆動ベルト30の長手方向両端部はプーリ32,34に掛け渡されて所定の張力で駆動ベルト30が張られている。駆動ベルト40の長手方向両端部はプーリ42,44に掛け渡されて所定の張力で駆動ベルト40が張られている。プーリ34,44は駆動モータ36の駆動軸36aに固定されており、この駆動モータ36が駆動することによって駆動ベルト30,40が回転してキャリッジ本体52と共に印字ヘッド22が走査方向に走査する。なお、駆動軸36aは矢印A方向に延びており、駆動ベルト30,40の回転を同期させている。また、プーリ32,42は、駆動ベルト30,40の張りを適正に保つために走査方向(矢印B方向)に自在に移動して固定できるように構成されている。上記したキャリッジ本体52、ガイドレール18,20、駆動ベルト30,40、動き防止ユニット80等によって、本発明にいうキャリッジユニットが構成されている。
図3から図7までを参照して、キャリッジユニットや動き防止ユニット80について説明する。
図3は、キャリッジユニットを示す側面図である。図4は、図3のキャリッジユニットを示す上面図である。図5は、動き防止ユニットを拡大して示す側面図である。図6は、動き防止ユニットの一部を示す斜視図である。図7は、ベアリングの配置の他の例を示す模式図である。
これらの図では、図1と図2に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
動き防止ユニット80は、ガイドレール18を挟み込むことによりキャリッジ本体52が走査方向(矢印B方向)以外の方向に動くことを防止するものであり、キャリッジ本体52に取付けられている。すなわち、キャリッジ本体52は動き防止ユニット80によって走査方向以外の方向に動くことを防止されているので、キャリッジ本体52と共に印字ヘッド22は、キャリッジ本体52の縦横比率に拘らず、走査方向に安定して走査する。この結果、印字ヘッド22から吐出されるインクをロ−ル紙P上の正確な位置に着弾させることができ、高品位の画像が形成されることとなる。
動き防止ユニット80は、ガイドレール18を3方向から挟み込むベアリング82,84,86(本発明にいう回転体の一例である)を有している。なお、ここでいう「挟み込む」とは、各ベアリング82,84,86がガイドレール18を強く押し付けて動かそうとしている力が発生していることではない。
ベアリング82は、図5に示すように、キャリッジ本体52から水平方向に突出した保持軸82aに回転自在に固定されており、ガイドレール18に上方から接している。ベアリング84は、キャリッジ本体52から下方に向けて突出した保持軸84aに回転自在に固定されており、ガイドレール18に水平方向から接している。ベアリング86は、ガイドレール18に対して傾斜した保持軸86aに回転自在に固定されており、ガイドレール18に対して斜め下方向から接するように配置されている。保持軸86aは軸86bを中心としてばね(本発明にいう規制部材の一例であり、図示せず)によって矢印D方向に付勢されており、このため、ベアリング86は矢印D方向からガイドレール18に押し付けられていることとなる。上記のばねは、キャリッジ本体52が走査方向以外の方向に動こうとしたときにこの動きを規制して、キャリッジ本体52が走査方向以外の方向に動かないようにする。
ベアリング82は、図6に示すように、ガイドレール18の長手方向(軸方向)に並んで2つ配置されている。すなわち、ガイドレール18を挟み込む3方向のうち1方向(上からの方向)には、2つのベアリング82が配置されている。同様に、ベアリング84は、図6に示すように、ガイドレール18の長手方向(軸方向)に並んで2つ配置されている。すなわち、ガイドレール18を挟み込む3方向のうち1方向(水平方向)には、2つのベアリング84が配置されている。一つのベアリング82と一つのベアリング84は、ガイドレール18の同一の円周上に位置している。また、ベアリング86は、2つのベアリング82(2つのベアリング84)の間の円周上に位置している。
各ベアリング82,84,86は、キャリッジ本体52の走査に伴ってガイドレール18上を回転しながらこのガイドレール18を挟み込む。また、ベアリング82,84,86は、円柱状のガイドレール18の横断面の異なる半径方向からこのガイドレール18を挟み込んでいる。すなわち、ベアリング82,84,86は、ガイドレール18の横断面(円状)の所定の中心角だけ離れた3方向からガイドレール18を挟み込んでいる。換言すれば、ガイドレール18の横断面の中心から放射状に延びる直線上に配置されている。なお、ベアリング82,84,86は、自在に回転する転がり軸受からなるものであるが、これに代えて滑り軸受を用いてもよい。
上記のベアリング82,84,86の配置に代えて、図7(a)に示すように、ガイドレール18の鉛直方向真上にベアリング82を配置して、水平方向よりも約45度傾斜した位置にアリング84,86を配置してもよい。また、図7(b)に示すように、ガイドレール18の鉛直方向真上にベアリング82を配置して、水平方向の位置にアリング84,86を配置してもよい。
キャリッジ本体52が走査方向に走査するときの動作を説明する。
キャリッジ本体52には、上述した一対の駆動ベルト30,40が連結されているので、キャリッジ本体52と共に印字ヘッド22は、キャリッジ本体52の縦横比率に拘らず、一対の駆動ベルト30,40の動きに正確に追従して安定して走査する。この走査中に、何らかの原因によってキャリッジ本体52が走査方向以外の方向に動こうとした場合、この動きは、ベアリング86を矢印D方向に付勢するばねによって吸収されると共に、ベアリング82,84,88によって防止される。従って、走査中のキャリッジ本体52は走査方向以外の方向に動くことを防止されるので、キャリッジ本体52と共に印字ヘッド22は、キャリッジ本体52の縦横比率に拘らず、走査方向に安定して走査する。この結果、印字ヘッド22から吐出されるインクをロ−ル紙P上の正確な位置に着弾させることができ、高品位の画像が形成されることとなる。
本発明のインクジェット方式画像形成装置の一例であるプリンタを模式的に示す側面図である。 図1のプリンタのキャリッジユニットとその周辺を示す上面図である。 キャリッジユニットを示す側面図である。 図3のキャリッジユニットを示す上面図である。 動き防止ユニットを拡大して示す側面図である。 動き防止ユニットの一部を示す斜視図である。 ベアリングの配置の他の例を示す模式図である。 従来のインクジェット方式画像形成装置を模式的に示す側面図である。 図8のインクジェット方式画像形成装置のキャリッジユニットを示す上面図である。
符号の説明
18,20 ガイドレール
22K、22C、22M、22Y 印字ヘッド
30,40 駆動ベルト
50 プリンタ
52 キャリッジ本体
80 動き防止ユニット
82,84,86 ベアリング

Claims (10)

  1. インクを吐出する印字ヘッドを所定の走査方向に走査させるキャリッジユニットを備え、走査中の前記印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置において、
    前記キャリッジユニットは、
    前記印字ヘッドが搭載されるキャリッジ本体と、
    該キャリッジ本体のうち前記走査方向に直交する方向の両端部分にそれぞれ連結された、該キャリッジ本体を前記走査方向に走査させる一対の駆動ベルトとを備えたものであることを特徴とするインクジェット方式画像形成装置。
  2. インクを吐出する印字ヘッドを所定の走査方向に走査させるキャリッジユニットを備え、走査中の前記印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置において、
    前記キャリッジユニットは、
    前記印字ヘッドが搭載されるキャリッジ本体と、
    該キャリッジ本体を前記走査方向に案内するガイドレールと、
    該ガイドレールを挟み込むことにより前記キャリッジ本体が前記走査方向以外の方向に動くことを防止する、前記キャリッジ本体に取付けられた動き防止手段とを備えたものであることを特徴とするインクジェット方式画像形成装置。
  3. インクを吐出する印字ヘッドを所定の走査方向に走査させるキャリッジユニットを備え、走査中の前記印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置において、
    前記キャリッジユニットは、
    前記印字ヘッドが搭載されるキャリッジ本体と、
    該キャリッジ本体を前記走査方向に案内するガイドレールと、
    該ガイドレールを挟み込むことにより前記キャリッジ本体が前記走査方向及び鉛直方向以外の方向に動くことを防止する、前記キャリッジ本体に取付けられた動き防止手段とを備えたものであることを特徴とするインクジェット方式画像形成装置。
  4. 前記動き防止手段は、
    前記ガイドレールを少なくとも2方向から挟み込むものであることを特徴とする請求項2又は3に記載のインクジェット方式画像形成装置。
  5. 前記ガイドレールは円柱状のものであり、
    前記動き防止手段は、前記ガイドレールの横断面の半径方向から該ガイドレールを挟み込むものであることを特徴とする請求項2,3,又は4に記載のインクジェット方式画像形成装置。
  6. 前記動き防止手段は、所定の中心角だけ離れた3方向から前記ガイドレールを挟み込むものであることを特徴とする請求項5に記載のインクジェット方式画像形成装置。
  7. 前記動き防止手段は、
    キャリッジ本体の前記走査方向以外の方向の動きを規制する規制部材を有するものであることを特徴とする請求項2から6までのうちのいずれか一項に記載のインクジェット方式画像形成装置。
  8. 前記動き防止手段は、
    キャリッジ本体の走査に伴って前記ガイドレール上を回転しながら該ガイドレールを挟み込む複数の回転体を有するものであることを特徴とする請求項2から7までのうちのいずれか一項に記載のインクジェット方式画像形成装置。
  9. 前記複数の回転体は、
    前記ガイドレールを挟み込む一つの方向に少なくとも2つの回転体が配置されたものであることを特徴とする請求項8に記載のインクジェット方式画像形成装置。
  10. 前記複数の回転体は、転がり軸受又は滑り軸受からなるものであることを特徴とする請求項8又は9に記載のインクジェット方式画像形成装置。
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