JP2006192624A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッドを搭載するキャリッジに作用する加速慣性力を抑え、キャリッジの振動を防止し、キャリッジ駆動伝達手段の歯飛びを防止する。
【解決手段】記録ヘッドから液滴を噴射して記録媒体８に画像を形成するインクジェット記録装置等の画像形成装置は、記録ヘッドを搭載するキャリッジ１と、記録ヘッドが液滴の吐出を開始するまでに、キャリッジ１を所定の速度に加速するキャリッジ加速制御手段とを備え、複数種の印刷媒体８に対しそれぞれ定められた印字モードを有する。キャリッジ加速制御手段は、印字モード毎に、キャリッジ加速開始位置ＰＱ０を「長い」「通常」「短い」に変更し、また加速終了位置ＰＱ１を「長い」「通常」「短い」に変更する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、複数のノズルを有する記録ヘッドを搭載するキャリッジの加速制御を行うことによって、キャリッジの振動を防止し、キャリッジ駆動伝達手段の歯飛び等を防止する画像形成装置に関する。

インクジェット記録装置等の画像形成装置に搭載するキャリッジの駆動手段に関連する従来例として、次のような技術が知られている。
特許文献１に記載された「インクジェット記録装置」は、複数のヘッドを搭載するキャリッジで、右から加速する時は右側のヘッドを、左から加速する時は左側のヘッドを使用し、キャリッジ加速距離が十分であるならば、両方のヘッドを使用するものである。特許文献２に記載された「記録装置」は、キャリッジが装置の中央部から加速すると振動が大きくなるので、キャリッジ停止位置が中央に来る場合には、それを回避するために、停止位置をずらし、結果的に加速距離を変えるものである。また、特許文献３に記載された「ジェット式プリンタ」は、キャリッジの駆動負荷付近にタイミングベルトを配置させ、高速印字時に振動が発生しないようにしたものである。
特開２０００−３４３６８９号公報 特開２００４−２３０８４８号公報 特開２０００−１７７１９３号公報

インクジェット記録装置等の画像形成装置において、記録ヘッドが有する複数のノズルから液滴を噴射して記録媒体に画像形成を行う時には、キャリッジを所定の速度まで加速させる。しかし、キャリッジを加速する際には、キャリッジの慣性モーメントによりキャリッジに振動が発生し、それに伴い液滴の噴射がぶれるので、液滴の記録媒体への着弾にばらつきが発生して、画質の劣化を招く。

図６は、インクジェット記録装置におけるキャリッジに作用する慣性モーメントを説明するための図である。
インクジェット記録装置の要部を示す図６において、１はキャリッジであり、複数のノズルを有する記録ヘッドを搭載し、印字手段によって各ノズルからインクを噴射する。２はキャリッジを駆動するタイミングベルト、４はキャリッジ支持部材としてのガイドロッドで左右側板１０，１１間に設置されている。慣性モーメントは、モータの駆動力をキャリッジ１に駆動伝達するタイミングベルト２によりキャリッジ１を加速する時に、タイミングベルト２とキャリッジ１との接点を中心とした慣性モーメントＭ１が作用する。慣性モーメントＭ１は、キャリッジ１の重心に働く慣性モーメントＭ２と、ガイドロッド４に発生する摺動抵抗による慣性モーメントＭ３が合成されて発生する。

近年、インクジェット記録装置の印字速度が上がってきているため、キャリッジの移動速度が速くなったり、加速距離が短くなる傾向が強くなっている。したがって、これら仕様の向上により、キャリッジの加速度が大きくなる傾向にあり、それに伴いキャリッジ加速時の慣性モーメントＭ１が大きくなるため、キャリッジの振動も大きくなる傾向にある。また、印刷媒体の大きさが大きくなり機器の大きさも大きくなると、キャリッジ支持部材の長さが長くなることにより振動が発生し易くなる。そのため、キャリッジの振動も大きくなる傾向がある。

振動を減衰させる方法として、特許文献１に記載された「インクジェット記録装置」のように、加速距離を十分に取る方法が知られている。これによると加速距離を十分に取ることで、キャリッジの振動の減衰が進み、振動が少なくなった状態から印字を開始できるので、キャリッジ振動によるインクの着弾ばらつきを抑えることが可能となっている。また、特許文献２に記載された「記録装置」では、キャリッジ支持部材の中央部付近で振動が大きくなるために、キャリッジの停止位置がキャリッジ支持部材の中央付近になる場合には停止位置をずらすようにしている。そして、この場合、印字モードにより加速位置を変更することについても言及されている。これらのいずれの場合も、加速距離の変更、即ち加速開始位置の変更が特徴であるが、実際には加速度の変更でも振動が減衰可能である。

また、特許文献３に記載された「ジェット式プリンタ」のように慣性モーメントを少なくするために、キャリッジ駆動負荷付近にタイミングベルトを締結する方法も提案されているが、実際にはキャリッジの駆動負荷付近にタイミングベルトを配置させるには、キャリッジに搭載される記録ヘッド等と干渉することが多く、設計が困難なことが多い。

特許文献３の図３には、加速度１Ｇと加速度２Ｇでは、加速度２Ｇの着弾ばらつきが加速度１Ｇの着弾ばらつきよりも２倍以上大きいことが記載されている。実際にはキャリッジの加速度は１Ｇ〜２Ｇ程度にすることが多いので、加速度の変更によりキャリッジ振動を少なくすることが可能となる。

請求項１の発明は、記録ヘッドから液滴を吐出して記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、前記記録ヘッドを搭載するキャリッジと、前記記録ヘッドが液滴の吐出を開始するまでに、前記キャリッジを所定の速度に加速するキャリッジ加速制御手段とを備え、前記キャリッジ加速制御手段は、複数種の前記記録媒体に対してそれぞれ定められた印字モード毎にキャリッジ加速開始位置及びキャリッジ加速終了位置を変更することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記キャリッジ加速制御手段は、印字開始位置に連動して前記キャリッジ加速開始位置及びキャリッジ加速終了位置を変更することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、温度を検出する温度センサを備え、前記キャリッジ加速制御手段は、前記温度センサが検出した温度に基づき前記キャリッジ加速開始位置及びキャリッジ加速終了位置を変更することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記キャリッジ加速制御手段は、キャリッジ移動速度を制御するためのモータ制御量の値に基づき、前記キャリッジ加速開始位置及びキャリッジ加速終了位置を変更することを特徴とする。

複数種の記録媒体に対して定められたそれぞれの印字モードにおいて、キャリッジ加速開始位置及びキャリッジ加速終了位置が変更できるため、それぞれの印字モードに適した加速開始位置及び加速終了位置を定められるので、印字処理速度と画質のバランスが取れた印字が可能となる。

本発明は、記録ヘッドを搭載するキャリッジの加速制御を行うことにより、キャリッジに作用する加速慣性力を抑え、キャリッジの振動を防止し、またキャリッジ駆動伝達手段の歯飛び等を防止することを目的とし、そのための構成は、記録ヘッドから液滴を吐出して記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、前記記録ヘッドを搭載するキャリッジと、前記記録ヘッドが液滴の吐出を開始するまでに、前記キャリッジを所定の速度に加速するキャリッジ加速制御手段とを備え、前記キャリッジ加速制御手段は、複数種の前記記録媒体に対してそれぞれ定められた印字モード毎にキャリッジ加速開始位置及びキャリッジ加速終了位置を変更するものである。

以下、本発明の画像形成装置について、図１〜５に示す実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例１によるインクジェット記録装置の要部を示す斜視図である。
図１に示すインクジェット記録装置において、１は複数のノズルを有する記録ヘッドを搭載したキャリッジ、２はキャリッジを駆動するタイミングベルトである。３はタイミングベルトを駆動するモータで、モータ３とタイミングベルト２と、アイドラプーリ６で構成される部分がキャリッジ駆動装置である。４はキャリッジ支持部材であるガイドロッド、５は同じくスライドレールであり、右側板１０、左側板１１間に横架されている。キャリッジ１にはインクタンクにインクを供給する軟質樹脂からなるチューブ９やノズルを制御する制御信号を供給するフレキシブルケーブルが接続され、キャリッジ駆動装置によりキャリッジ支持部材上を矢印Ａの主走査方向に移動する。７は印刷媒体８を矢印Ｂの副走査方向に搬送する印刷媒体搬送装置である。

印刷媒体搬送装置７により搬送された印刷媒体８が所定の位置まで来ると、キャリッジ１が移動しながら、記録ヘッドを印字手段により駆動して、インクを印刷媒体８上に噴射して、印刷媒体８上に画像を形成する。キャリッジ１の一方向の印刷が終了すると、印刷媒体搬送装置７により印刷媒体８が所定の位置まで搬送され、印刷媒体８が所定の位置に来ると、キャリッジ１が主走査方向に移動しながらヘッドを印字手段により駆動して、インクを印刷媒体８上に噴射して、印刷媒体８上に画像を形成する。以上の動作を繰り返して、印刷媒体８上の所定の領域内に画像を形成する。印刷媒体内の所定の領域内での画像の形成が終了すると、印刷媒体８は排出される。

図２は、キャリッジを駆動する際の加速制御を説明するための図で、図２（Ａ）は、キャリッジの加速開始位置、加速終了位置、印刷媒体の印字開始位置の位置関係を示し、図２（Ｂ）は、印刷媒体に対するキャリッジ移動速度を示す。
本実施例において、キャリッジ加速開始位置と加速終了位置は印字開始位置Ｐからの距離と定義するので、キャリッジ加速制御手段は、印字開始位置Ｐに連動してキャリッジ加速開始位置ＰＱ０及びキャリッジ加速終了位置ＰＱ１を変更する。ここで、加速開始位置と加速終了位置は、右側の側板１０を基準にすることもできる。加速開始位置や加速終了位置は、キャリッジ１の振動の計測結果や印刷媒体８への着弾のばらつきを測定した結果の値を用いる。

図２においては、キャリッジ１は加速開始位置ＰＱ０に停止している。加速開始位置ＰＱ０から加速が始まり、加速終了位置ＰＱ１で加速が終了する。加速が終了した後は、所定の一定速度でキャリッジ１を移動し、印字開始位置Ｐにキャリッジ１が到達すると、インクを噴射して印字を開始する。印字が終了すると、所定の所から減速し、次の印字開始位置で停止する。

図３は、各印字モード毎の加速制御の例を示すフローチャートである。
印字を指定しスタートすると印刷媒体の選択になる（ステップ１）。ここで、印刷媒体種が普通紙、専用紙（１）、専用紙（２）のいずれかを選択すると、それぞれの印刷媒体毎に印字モードを選択する（ステップ２，３，４）。
ステップ２，３，４において、印字モード毎の画質が選択されると所定のキャリッジ加速開始位置と加速終了位置間でキャリッジが加速される。

例えば、ステップ１で印刷媒体種を専用紙（２）を選択すると、ステップ４に移行し、印字モード選択で普通画質と高画質が選択可能である。ここで、高画質は画質を求めるモードであり、普通画質は画質と速さをバランス良く両立したモードである。
ステップ４で高画質が選択されると、ステップ１０で加速開始位置が「通常」、加速終了位置が「短い」となり、加速度が緩くなっていることが分かる。これにより、キャリッジ１の振動の発生を抑えている。一方、ステップ４で普通画質が選択されると、ステップ９で加速開始位置が「長い」、加速終了位置が「通常」となり、加速度は高画質より大きくなるが、加速終了位置が通常なので、加速終了後キャリッジの振動を減衰させてから印字を開始している。ここでは、普通画質が高画質に比べキャリッジの振動が大きい状態で印字している。

図４は、各印字モード毎の加速制御を温度により変更する例を示すフローチャートである。
図４に示す例では、印刷媒体を専用紙（２）に設定した場合に限定している（ステップ１１）。ステップ１２の印字モード選択にて普通画質または高画質を選択すると、ステップ１３及びステップ１４で温度パターン選択が行われる。ここでは、インクジェット記録装置本体内あるいは本体外に設けられた温度センサの出力値に基づき、低温と常温／高温の２つの温度パターンが選択される。

ステップ１２で印字モードを普通画質を選択し、次にステップ１３で温度パターンが温度センサの温度出力値に基づき低温が選択されるとステップ１６に移行し、加速開始位置は「長い」、加速終了位置は「通常」となり、加速度は緩くもなく急でもない通常状態で、加速終了位置は「通常」なので、キャリッジの振動が減衰されてから印字している。一方ステップ１３で、温度出力値に基づき常温／高温が選択されると、ステップ１５で加速開始位置が「通常」、加速終了位置が「短い」となり、加速度は通常で、キャリッジの振動減衰区間がほとんどない状態で、直ぐに印字している。

図５は、各印字モード毎の加速制御をモータ制御量に基づいて変更する例を示すフローチャートである。
図５に示す例では、印刷媒体を専用紙（２）に設定した場合に限定している（ステップ２１）。ステップ２２の印字モード選択にて、普通画質または高画質を選択すると、ステップ２３またはステップ２４に移行し、制御量パターン選択が行われる。ステップ２３，２４では、キャリッジを駆動するモータの制御量により、大と小〜中の２つの制御量パターンが選択される。

ステップ２２で印字モードを高画質に選択し、次にステップ２４でモータの制御量パターン選択において、制御量に基づき「大」が選択されると、ステップ２７で加速開始位置は「長い」、加速終了位置は「通常」となり、加速度は緩くもなく急でもない通常状態で、加速終了位置が「通常」なので、キャリッジの振動が減衰されてから印字している。一方、ステップ２４で制御量に基づき「小〜中」が選択されると、ステップ２８で加速開始位置が「長い」、加速終了位置が「短い」となり、加速度は緩く、キャリッジの振動減衰区間がほとんどない状態で直ぐに印字している。

なお、以上の記載においては、本発明の画像形成装置をインクジェット記録装置に基づいて説明したが、これに限られるものではなく、例えばスキャナを付加することにより複写装置とすることもできる。

本発明の実施例１によるインクジェット記録装置の要部を示す斜視図である。 キャリッジを駆動する際の加速制御を説明するための図である。 各印字モード毎の加速制御の例を示すフローチャートである。 各印字モード毎の加速制御を温度により変更する例を示すフローチャートである。 各印字モード毎の加速制御をモータ制御量に基づいて変更する例を示すフローチャートである。 キャリッジに作用する慣性モーメントを説明するための図である。

符号の説明

１…キャリッジ、２…タイミングベルト、３…モータ、４…ガイドロッド、５…スライドレール、６…アイドラプーリ、７…搬送装置、８…印刷媒体、９…チューブ、１０…右側板、１１…左側板。

Claims (4)

1. 記録ヘッドから液滴を吐出して記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
   前記記録ヘッドを搭載するキャリッジと、
   前記記録ヘッドが液滴の吐出を開始するまでに、前記キャリッジを所定の速度に加速するキャリッジ加速制御手段とを備え、
   前記キャリッジ加速制御手段は、複数種の前記記録媒体に対してそれぞれ定められた印字モード毎にキャリッジ加速開始位置及びキャリッジ加速終了位置を変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記キャリッジ加速制御手段は、印字開始位置に連動して前記キャリッジ加速開始位置及びキャリッジ加速終了位置を変更することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、温度を検出する温度センサを備え、前記キャリッジ加速制御手段は、前記温度センサが検出した温度に基づき前記キャリッジ加速開始位置及びキャリッジ加速終了位置を変更することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記キャリッジ加速制御手段は、キャリッジ移動速度を制御するためのモータ制御量の値に基づき、前記キャリッジ加速開始位置及びキャリッジ加速終了位置を変更することを特徴とする画像形成装置。