JP2007090875A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 キャリッジを主走査方向に移動させて被記録媒体に画像を形成する装置において、画像形成時のキャリッジの姿勢変化をバネの付勢力を用いることなく抑制する。
【解決手段】 キャリッジ５は、主走査方向に沿って略水平に配置された２つのガイド部材に跨るように配置されている。一方のガイド部材のキャリッジ５側端縁には、略垂直に折り曲げられたガイド片５３が形成されており、キャリッジ５には、このガイド片５３を挟むように、第２摺動凸部５９、６０と挟持片６２、６３が設けられている。またキャリッジ５には、記録ヘッド４のヘッド面の法線軸（Ｚ軸）周りの角速度を検出するジャイロセンサ９４が設けられており、ジャイロセンサ９４によりキャリッジ５のＺ軸周りの回転が検出されると、駆動回路１００が圧電アクチュエータ９２を駆動して、第３摺動凸部８２をガイド片５３に当接させることにより、キャリッジ５の姿勢変化を抑制する。
【選択図】 図９

Description

本発明は、記録ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に移動させることにより被記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関し、詳しくは、画像形成時のキャリッジの姿勢を制御可能な画像形成装置に関する。

従来より、被記録媒体を副走査方向に移動させつつ、記録ヘッドを搭載したキャリッジをガイド部に沿って主走査方向に移動させることにより、被記録媒体に画像を形成する画像形成装置が知られている。

この種の画像形成装置では、画像形成時に、被記録媒体が斜めに搬送されると、キャリッジの一走査毎に形成される一ライン分の画像が被記録媒体上で傾いてしまうことから、被記録媒体全体に形成される画像は歪んだ画像になってしまう。

そこで、従来より、こうした問題を解決するために、搬送経路上での被記録媒体の傾きを検出し、その検出した傾きに応じて、キャリッジを主走査方向に移動させるためのガイド部の中心軸を、基準となる主走査方向に対して傾けることが提案されている（例えば、特許文献１等参照。）
特開２００１−１３８５９４号公報

上記提案の画像形成装置は、キャリッジの移動方向を決定するガイド部の中心軸の傾きを調整することで、被記録媒体に対するキャリッジの姿勢を制御するものである。
このため、上記提案の画像形成装置によれば、被記録媒体が斜めに搬送された際に、それに応じてキャリッジの移動方向を変化させて、被記録媒体に所望の画像を形成させることはできるものの、キャリッジがガイド部に沿って移動する際に生じるキャリッジの姿勢変化は抑制することはできない。

つまり、キャリッジにはガイド部に沿って移動するための摺動部が設けられており、この摺動部とガイド部とには隙間が形成されることから、キャリッジの移動時には、この隙間によってキャリッジの姿勢が変化することがあるが、上記提案の画像形成装置では、こうしたキャリッジの姿勢変化は防止できない。

このため、上記提案の画像形成装置では、被記録媒体の搬送方向に対してキャリッジの移動方向を適性に調整することはできるものの、キャリッジの移動時に生じる姿勢変化に伴う記録ヘッドの被記録媒体に対する位置ずれは防止できず、被記録媒体に形成される画像が不鮮明になってしまうことがあった。

一方、キャリッジの移動時に生じる姿勢変化は、キャリッジの摺動部にバネなどの付勢部材を設け、バネの付勢力によりキャリッジ移動時のがたつきを抑えることにより、防止することができる。

しかし、この方法でキャリッジの姿勢変化を防止するには、付勢部材の付勢力を、キャリッジの加速時や減速時に生じるがたつきによる最大荷重に耐え得るように設定する必要がある。

そして、このように付勢部材の付勢力を設定すると、キャリッジが定速走行しているときには、キャリッジのがたつきが少なくなるので、付勢部材の付勢力が不必要に大きくなり、キャリッジの駆動モータには、摺動負荷として大きな負荷が加わることになる。

このため、キャリッジの移動時に生じる姿勢変化を防止するためにバネなどの付勢部材を用いると、キャリッジ駆動モータの必要トルクが大きくなり、キャリッジ駆動モータの大型化を招くといった問題がある。

また、こうした対策では、想定外の外乱に対しては、対応することができないという問題もある。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、記録ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に移動させることにより被記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、画像形成時に生じるキャリッジの姿勢変化を、バネなどの付勢部材を用いることなく抑制できるようにすることを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の画像形成装置は、被記録媒体を副走査方向に移動させつつ、記録ヘッドを搭載したキャリッジをガイド部に沿って主走査方向に移動させることにより、被記録媒体に画像を形成する画像形成部と、キャリッジの姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段と、キャリッジのガイド部に対する傾きを補正するためのアクチュエータと、姿勢変化検出手段にて検出されたキャリッジの姿勢変化に応じてアクチュエータを駆動することにより、キャリッジの姿勢変化を抑制する制御手段とを備えたことを特徴とする。

この画像形成装置によれば、例えば、キャリッジを主走査方向に移動させて被記録媒体に画像を形成しているときに、キャリッジの摺動部とガイド部との間にある隙間によりキャリッジの姿勢が変化し始めると、その姿勢変化が姿勢変化検出手段にて検出され、制御手段が、その検出された姿勢変化を抑制するようにアクチュエータを駆動することになる。

このため、本発明の画像形成装置によれば、被記録媒体に対するキャリッジ（延いては記録ヘッド）の姿勢を安定化させて、被記録媒体に形成される画像の品質を向上することができる。

また、本発明では、キャリッジに姿勢変化があったときにだけ、アクチュエータからその姿勢変化を抑制するための力を発生させることから、バネによる付勢力を利用してキャリッジの姿勢変化を抑制するようにした場合に比べて、キャリッジを移動させる駆動手段（駆動モータ等）に加わる負荷を小さくすることができ、その駆動手段（駆動モータ等）を小型化することができる。

ところで、一般的に、キャリッジは、加速時や減速時に、被記録媒体記録面の法線軸周りの回転モーメントが大きくなる。そして、その回転モーメントにより、キャリッジが主走査方向に対して傾くと、その後被記録媒体に形成される画像も傾いてしまう。

そこで、本発明の画像形成装置においては、請求項２に記載のように、姿勢変化検出手段が、キャリッジの姿勢変化として被記録媒体記録面の法線軸周りの回転を検出し、制御手段は、その検出された法線軸周りの回転を打ち消すようにアクチュエータを駆動するよう構成するとよい。

つまり、画像形成装置をこのように構成すれば、キャリッジの加・減速時に生じる法線軸周りの回転モーメントによる画像品質の低下を防止することができる。
一方、キャリッジには、記録ヘッドを駆動制御するための信号線（フラットケーブル等）や、記録ヘッドへ画像形成用のインクを供給するためのインク供給チューブが接続されることから、キャリッジの移動時には、これらの部材から加わる力によっても姿勢が変化する。

そして、この姿勢変化によって、キャリッジの主走査方向への移動時に、キャリッジが主走査方向に平行な軸周りに回動すると、記録ヘッドと被記録媒体の記録面との間隔が変化することから、画像録媒体記録面に形成される画像に色むらなどが発生する。

そこで、本発明の画像形成装置においては、請求項３に記載のように、姿勢変化検出手段が、キャリッジの姿勢変化として主走査方向に平行な軸周りの回転を検出し、制御手段は、その検出された軸周りの回転を打ち消すようにアクチュエータを駆動するよう構成しても良い。

そして、画像形成装置をこのように構成すれば、キャリッジの移動時に生じる主走査方向の軸周りの回転モーメントによる画像品質の低下を防止することができる。
また次に、本発明の画像形成装置は、請求項４に記載のように、姿勢変化検出手段が、キャリッジの姿勢変化として、被記録媒体記録面の法線軸周りの回転と、主走査方向に平行な軸周りの回転とを各々検出し、制御手段は、その検出された各軸周りの回転を打ち消すようにアクチュエータを駆動するように構成してもよい。

そして、画像形成装置をこのように構成すれば、キャリッジの加・減速時に生じる法線軸周りの回転モーメントによる画像品質の低下、及び、キャリッジの移動時に生じる主走査方向の軸周りの回転モーメントによる画像品質の低下を共に防止し、被記録媒体に鮮明な画像を形成することができるようになる。

また次に、上述した請求項２〜請求項４に記載の画像形成装置のように、姿勢変化検出手段にてキャリッジの所定軸周りの回転を検出するように構成する場合、この姿勢変化検出手段としては、周知のジャイロセンサを用いることができるが、ジャイロセンサは、通常、半導体製造技術を用いて製造される。一方、画像形成装置において、記録ヘッドも、半導体製造法を用いて製造されることが多い。

このため、請求項２〜請求項４に記載の画像形成装置を実現する際には、請求項５に記載のように、姿勢変化検出手段を、ジャイロセンサにて構成して、このジャイロセンサを、半導体製造技術を利用して記録ヘッドと一体化するとよい。

つまり、画像形成装置をこのように構成すれば、画像形成装置の製造コストを低減し、また、記録ヘッドを含むキャリッジ全体の小型化を図ることができる。
また、ピエゾなどの圧電素子からなる圧電アクチュエータは、駆動開始後の反応速度が早く、しかも、単位面積当たりの発生荷重が大きい。

このため、本発明の画像形成装置において、キャリッジの姿勢制御に用いるアクチュエータには、請求項６に記載のように、印加電圧に応じて伸縮する圧電素子からなる圧電アクチュエータを用いるようにするとよい。

そして、このように、圧電アクチュエータを本発明の姿勢制御用のアクチュエータとして利用すれば、画像形成中（換言すれば主走査方向への移動中）にキャリッジに姿勢変化があっても、その姿勢変化を速やかに抑制して、画像品質を向上することができると共に、姿勢制御可能なキャリッジの小型化を図ることもできる。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
なお、以下の説明において、図１は本実施形態の画像形成装置の側断面図、図２は画像読取装置を除いた状態の画像形成装置の平面図、図３はキャリッジの支持手段を示す平面図、図４はキャリッジの支持手段を示す斜視図、図５はキャリッジの下面方向からの斜視図、図６は蓋体を外した状態のキャリッジの斜視図、図７はキャリッジの姿勢調節手段の構成を表す説明図、図８は図６に示すＢ−Ｂ線矢視断面図、図９はキャリッジに組み込まれたジャイロセンサ及び圧電アクチュエータと圧電アクチュエータの駆動回路を表す説明図である。また、図７において、（ａ）は姿勢調節手段の正面図、（ｂ）は姿勢調節手段の裏面図である。

本実施形態の画像形成装置１は、プリンタ機能、コピー機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能を備えた多機能装置（ＭＦＤ：Multi Function Device ）に本発明を適用したものであり、図１に示すように、装置における合成樹脂製の装置本体２の底部には、装置本体２の前側（図１において左側）の開口部２ａから挿抜可能な給紙カセット３が配置されている。

この給紙カセット３は、被記録媒体として例えばＡ４サイズ、レターサイズ、リーガルサイズ、はがきサイズ等にカットされた用紙Ｐを、その短辺が用紙搬送方向（副走査方向、Ｘ軸方向）と直交する主走査方向（図１において紙面と直交する方向であり、図２〜図４に示すＹ軸方向）となるように、複数枚積層（堆積）して収納できるように構成されている。

また、給紙カセット３の前端には、リーガルサイズ等の長い用紙Ｐの後端部を支持するための補助支持部材３ａが、Ｘ軸方向に移動可能に装着されている。なお、図１では、補助支持部材３ａが装置本体２から外部に突出する位置に配置されている状態を示しているが、Ａ４サイズ等の給紙カセット３内に納まってしまう（開口部２ａから装置本体２の外部へ突出しない）用紙Ｐを用いる場合、補助支持部材３ａは、その用紙Ｐの給紙の妨げとならないように、収納部３ｂに収納することができる。

次に、給紙カセット３の奥側（図１において右側）には、用紙分離用の土手部８が配置されている。また、装置本体２側には、上端部が上下方向に回動可能なアーム６ａが装着され、このアーム６ａの下端に設けられた給紙ローラ６と土手部８とにより、給紙カセット３に積層（堆積）された用紙Ｐを一枚ずつ分離して搬送できるようにされている。

そして、分離された用紙Ｐは、上横向きのＵターンパス（給送路）９を介して、給紙カセット３より後方の上側（高い位置）に設けられた記録部７に給送される。なお、記録部７は、後述するように、画像形成装置１本来のプリンタ機能を実現するためのインクジェット式の記録ヘッド４や、記録ヘッド４が搭載されて主走査方向（Ｙ軸方向）に往復移動されるキャリッジ５等からなる。

記録部７にて記録された用紙Ｐがその記録面を上向きにして排出される排紙部１０は、給紙カセット３の上側に形成されており、排紙部１０に連通する排紙口１０ａが装置本体２の前面に向かって開口されている。

装置本体２の上部には、コピー機能やファクシミリ機能における原稿読取などのための画像読取装置１２が配置されている。そして、この画像読取装置１２の底壁１１は、後述する上カバー体３０の上方に、ほぼ隙間なく重畳されている。また、この画像読取装置１２は、図示しない枢軸部を介して装置本体２の一側端に対して上下開閉回動可能に構成され、さらに、画像読取装置１２の上面を覆う原稿カバー体１３の後端は、画像読取装置１２の後端に対して枢軸１２ａを中心に上下回動可能に装着されている。

また、装置本体２の上側で、画像読取装置１２の前方には、各種操作ボタンや液晶表示部等を備えた操作パネル部１４が設けられており、画像読取装置１２と操作パネル部１４との平面視投影面積内には、記録部７及び排紙部１０と、この排紙部１０の一側に設けられたインク貯蔵部１５（図２参照）とが配置されている。そして、補助支持部材３ａを収納部３ｂに収納した状態では、給紙カセット３のＸ軸方向の長さと、画像読取装置１２及び操作パネル部１４のＸ軸方向の長さとがほぼ等しくなっている。従って、本実施形態の画像形成装置１は、平面視略正方形状の略直方体となり、製品として出荷する梱包時に梱包が容易となり、梱包用の箱も小型化できる。

また、画像読取装置１２の上面には、原稿カバー体１３を上側に開けて原稿を載置することができる載置用ガラス板１６が設けられ、その下側に原稿読取り用のイメージスキャナ装置（ＣＩＳ：Contact Image Sensor) １７が図１の紙面と直交する主走査方向（Ｙ軸方向）に往復移動可能に設けられている。

次に、インク貯蔵部１５は、図２に示すように、装置本体２の上方に向かって開放されており、このインク貯蔵部１５には、フルカラー記録のための４色のインクを各々収容した平面視の面積が小さく、且つ高さ寸法の高いほぼ矩形箱状のインクカートリッジ１９（個別の色、即ち、ブラック（ＢＫ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）用インクのカートリッジに対しては符号１９ａ〜１９ｄを付する）を、Ｘ軸線方向に沿って一列に収納でき、しかも、上方から着脱できるようにされている。

そして、各インクカートリッジ１９（１９ａ〜１９ｄ）から記録ヘッド４には、複数本（実施形態では４本）のインク供給チューブ２０を介してインクが供給される。なお、４色よりも多数のインク色を使用する場合（６色〜８色等）には、そのインク色の数に応じたインクカートリッジをインク貯蔵部１５に収納可能に構成すれば良いし、インク供給チューブ２０もインクカートリッジの数に合わせて増やせばよい。

次に、記録部７は、図２〜図４に示すように、メインフレーム２１（図１参照）における左右一対の側板２１ａにて支持され、Ｙ軸方向（主走査方向）に延びる横長の板状の第１及び第２ガイド部材２２、２３と、これら両ガイド部材２２、２３に跨がって摺動自在に支持（搭載）されて往復移動可能に構成されたキャリッジ５と、記録ヘッド４が搭載されたキャリッジ５を往復移動させるために、用紙搬送方向（矢印Ａ方向）の下流側に配置された第２ガイド部材２３の上面にそれと平行に配置されたタイミングベルト２４と、そのタイミングベルト２４を駆動するＣＲ（キャリッジ）モータ２５（図４参照）と、記録ヘッド４の下面側にて搬送される用紙Ｐを支持する板状のプラテン２６と、主走査方向に沿って延びるように配置されてキャリッジ５のＹ軸方向（主走査方向）位置を検知するためのエンコーダストリップ４７等を備える。この帯状のエンコーダストリップ４７は検査面（Ｙ軸方向に一定間隔で配置されたスリットの形成面）が垂直方向に沿うように配置されている。

また次に、図１に示すように、プラテン２６の搬送上流側には、レジストローラ対２７が配置されており、用紙Ｐはこのレジストローラ対２７によりプラテン２６の上面と記録ヘッド４の下面との間の空間に送られる。また、プラテン２６の下流側には、用紙Ｐの上面に接する拍車（図示せず）と下面側の排紙ローラ２８とが配置されており、プラテン２６を通過した記録済みの用紙Ｐは、この排紙ローラ２８により排紙部１０に搬送される。

また、搬送される用紙Ｐの幅（用紙Ｐの短辺）より外側には、その一端側（実施形態では図２で左側の側板２１ａに近い部位）にインク受け部（図示せず）が、また、他端側（図２及び図３で右側の側板２１ａに近い部位）にメンテナンスユニット５０（図３参照）がそれぞれ配置されている。

キャリッジ５は、定期的に、インク受け部に設けられたフラッシング位置に移動され、記録ヘッド４は、フラッシング位置にてノズルの目詰まり防止のためのインク吐出を行い、インク受け部にてインクを受ける。また、キャリッジ５は、待機状態では、メンテナンスユニット５０部分に移動される。メンテナンスユニット５０部分では、記録ヘッド４のノズル面のクリーニングを行い、また、色毎にインクを選択的に吸引したり、記録ヘッド４上の図示しないバッファタンク内の気泡を除去するための回復処理等を行う。

また、装置本体２には、第２ガイド部材２３から排紙口１０ａまでの間で、排紙部１０の上方を覆うように、仕切板（下カバー体）２９が設けられている。また、この仕切板（下カバー体）２９の上方には、キャリッジ５及びその往復移動経路を覆うようにした上カバー体３０が配置されている。

次に、図３、図４に示すように、第１及び第２ガイド部材２２、２３は、ほぼ水平、且つ互いに平行に配置された板状体からなり、これら両ガイド部材２２、２３の上面における、キャリッジ５の配置に近い側には、キャリッジ５における記録ヘッド４の下面（ノズルが形成されたヘッド面）と平行な第１摺動面５１、５２が形成されている。

また、下流側の第２ガイド部材２３には、用紙搬送方向の上流側を上向きに屈曲させることにより、ほぼ垂直（鉛直）なガイド片５３が形成されており、このガイド片５３には、用紙搬送の下流側に向く第２摺動面５４が形成されている。

一方、図３、図５に示すように、キャリッジ５には、その下面側から突出して両ガイド部材２２、２３のそれぞれの第１摺動面５１、５２に当接する第１摺動凸部５５ａ、５５ｂと、第１及び第２ガイド部材２２、２３を第１摺動凸部５５ａ、５５ｂとそれぞれ協働して挟み込むように配置された複数の抜け防止爪５６ａ、５６ｂとが備えられている。

そして、第１ガイド部材２２の第１摺動面５１に当接する１つの第１摺動凸部５５ａは、キャリッジ５の左右（主走査方向）のほぼ中央部に配置されている。また、第２ガイド部材２３の第１摺動面５２に当接するように左右（主走査方向）に適宜隔てて配置された２つの第１摺動凸部５５ｂと、第１及び第２ガイド部材２２、２３のそれぞれ下面側に臨む左右２つずつの抜け防止爪５６ａ、５６ｂとは、それぞれ、キャリッジ５の平面視において左右両側片に近い側に設けられている。

３つの第１摺動凸部５５ａ、５５ｂ、５５ｂは、キャリッジ５の平面視において、三角形（２等辺三角形が好ましい）の各頂点に配置されている。このため、キャリッジ５は、第１及び第２ガイド部材２２、２３に対して安定して支持される。また、第１摺動凸部５５ａ、５５ｂの下面（支持面、摺動面）には、両ガイド部材２２、２３にかかるキャリッジ５の自重でキャリッジ５が軽快に摺動できるようにするために、Ｘ軸方向に長い潤滑用のグリース保持用の凹溝５８が間隔を空けて複数本形成されている（図５参照）。

また、図３、図４に示すように、第１ガイド部材２２及び第２ガイド部材２３には、メンテナンスユニット５０付近の所定位置に複数（左右２つずつ）の切欠き部５７ａ、５７ｂが形成されている。左側の切欠き部５７ａ、５７ｂは、距離Ｙ３だけメンテナンスユニット５０から偏倚している。

第１ガイド部材２２における切欠き部５７ａは、第１ガイド部材２２の下流側縁の２個所を平面視ほぼ矩形状に切り欠いて形成されている。また、第２ガイド部材２３における切欠き部５７ｂは、ガイド片５３へつながる角部の２個所を側断面Ｌ字状になるように切り欠いて形成されている。

また、第１ガイド部材２２における２つの切欠き部５７ａ間の距離Ｙ４及び第２ガイド部材２３における２つの切欠き部５７ｂ間の距離Ｙ４は、それぞれ前記左右２つずつの抜け防止爪５６ａ、５６ｂの配置間隔に等しく設定されている。

このため、キャリッジ５は、左右２つの抜け防止爪５６ａを第１ガイド部材２２における２つの切欠き部５７ａに通し、左右２つの抜け防止爪５６ｂを第２ガイド部材２３における２つの切欠き部５７ｂに通すことで、両ガイド部材２２、２３に対して着脱することができる。そして、この着脱の作業位置は、キャリッジ５の待機位置に近いことから、着脱時に、キャリッジ５の移動距離を少なくできる。

次に、キャリッジ５には、第２ガイド部材２３における第２摺動面５４に当接させる２箇所の第２摺動凸部５９、６０が設けられている。一方の第２摺動凸部５９は、キャリッジ５のホルダケース６１と一体的に形成されており、垂直なガイド片５３を挟持片６２との間で挟み込むように配置され、挟持片６２と第２摺動凸部５９との間は、主走査方向及び下方が開放されている（図５参照）。

第２摺動凸部６０及び挟持片６３は、第２ガイド部材２３の垂直なガイド片５３に対するキャリッジ５の装着姿勢を調整する姿勢調整手段６４に設けられており、第２摺動凸部６０は、キャリッジ５の他方の側面に近い位置（前記一方の第２摺動凸部５９から大きく離れた位置）に設けられている。

姿勢調整手段６４は、図６〜図８に示すように、第２摺動凸部６０及び挟持片６３が一体的に備えられた調節体ブロック６５を備える。この調節体ブロック６５は、ホルダケース６１の一側面６１ａに摺接し、且つホルダケース６１の一側面６１ａの上下部位に突設された上下ガイドブロック６６ａ、６６ｂに支持されてＸ軸方向に沿って摺動可能に配置されている（図８参照）。また、調節体ブロック６５の内径部の空所には、相対向する一対の当接面６７ａ、６７ｂが形成されている（図７参照）。

また、調節体ブロック６５には、表面に調節摘み６８を有するダイヤル板６９が形成されており、その裏面には、調節体ブロック６５の内径部の空所に挿通される偏心丸軸７０が一体的に形成されている。そして、この偏心丸軸７０には、ホルダケース６１の一側面６１ａから突設した丸支軸７１が嵌まる軸孔７２が形成されている。

ダイヤル板６９における偏心丸軸７０を丸支軸７１に被嵌すると、この偏心丸軸７０の外周面（直径部）が一対の当接面６７ａ、６７ｂに常時当接状態となる。ダイヤル板６９の表面の外周寄り部位には、円周方向に適宜間隔で目盛兼用の凹溝（ノッチ溝）７３が形成されている。このダイヤル板６９の表面側は、断面コ字型の板バネ体７４にて覆われている。そして、板バネ体７４の中央部は切り欠かれて、調節摘み６８及び凹溝（ノッチ溝）７３が露出可能である。

板バネ体７４の一対の弾性片７４ａの上下中途部には、凹溝（ノッチ溝）７３に係脱でき且つ押圧する断面横向きＶ字状の押圧部７５がそれぞれ屈曲形成されている（図６、図８参照）。板バネ体７４の上下の取り付け片７４ｂには、ホルダケース６１の上下ガイドブロック６６ａ、６６ｂの外面に突設した係合爪７６に係合する取付け孔７７が貫通形成されている。

このため、調節体ブロック６５は、調節摘み６８（延いてはダイヤル板６９）の回動位置に応じてＸ軸方向に移動し、ガイド片５３に対する第２摺動凸部６０の突出量が調整できる。従って、一方の第２摺動凸部５９の摺動面がガイド片５３に当接している箇所を中心として、平面視でのキャリッジ５の姿勢を調節できる。

なお、調節摘み６８の表面に穿設されている孔７８（図６参照）は、ダイヤル板６９の回動位置ひいては調節体ブロック６５のＸ軸方向の位置が基準位置にあるとき（記録ヘッド４のノズル列が第２ガイド部材２３の垂直なガイド片５３と直交するように配置されるときを基準位置という）をセットするための治具セット孔である。

また次に、キャリッジ５には、図５に示すように、その位置を検知するための光透過式センサ（ホトカプラ）８５が設けられている。キャリッジ５のホルダケース６１とインク供給チューブ２０への連結片３４との付け根部近傍には、エンコーダストリップ４７がＹ軸方向に通過し得る下方開放状のガイド溝８６が形成されており、そのガイド溝８６に隣接した位置には、ホトカプラ８５の１つの発光素子（図示せず）と２つの受光素子（図示せず）とがエンコーダストリップ４７を挟んで配置されている（図５参照）。つまり、ホトカプラ８５もＹ軸方向と下方とに開放されている。

また、キャリッジ５におけるホルダケース６１と連結片３４との付け根部近傍には、タイミングベルト２４の一部を連結固定するための取付け部８７が設けられている。そして、この取付け部８７は、タイミングベルト２４の両端の巻回部（プーリ部２４ａ、２４ｂ：図２〜図４参照）の高さ位置より若干高いに設けられているため、タイミングベルト２４の張力により、キャリッジ５は常時下流側の第２ガイド部材２３の上面に対して押圧するような力が作用する。

また、キャリッジ５の上面には、ホルダケース６１の上面を塞ぐための蓋カバー体４１が着脱可能に装着されている。この蓋カバー体４１の下面側には、図２に示すフレキシブルフラットケーブル４０からの信号を受けて、記録ヘッド４に所定の駆動信号を出力するための制御基板（図示せず）が配置されている。

蓋カバー体４１を着脱するのは制御基板の交換などのメンテナンスのために必要である。蓋カバー体４１には、第１ガイド部材２２の下面に臨ませるようにする阻止爪３９が一体的に下向きに形成されている（図３、図５参照）。この阻止爪３９は抜け防止爪５６ａとほぼ同じ高さに配置され、且つ一方の抜け防止爪５６ａに対して主走査方向にＹ５（＜Ｙ４、図３参照）だけ偏倚した位置にある。

以上のように、本実施形態では、キャリッジ５には、第２ガイド部材２３に形成されたほほ垂直（鉛直）なガイド片５３をキャリッジ５のＹ軸方向両端側で挟み込むために、第２摺動凸部５９と挟持片６２、及び、第２摺動凸部６０と挟持片６３、が設けられている。しかも、第２摺動凸部６０と挟持片６３とのキャリッジ５からの突出量が、姿勢調整手段６４によって調整される。つまり、キャリッジ５は、第２摺動凸部５９とガイド片５３との当接箇所を中心としてキャリッジ５の姿勢を調節できるようにされている。

しかしながら、この姿勢調整手段６４による姿勢調整は、キャリッジ５が停止しているときに行われるものであり、用紙Ｐへの画像形成時にキャリッジ５が主走査方向（Ｙ軸方向）に移動しているときに生じるキャリッジ５の姿勢変化は調整することができない。

そこで、本実施形態のキャリッジ５は、主走査方向（Ｙ軸方向）への移動中にキャリッジ５に姿勢変化が生じたときに、第２ガイド部材２３の垂直なガイド片５３を一対の第２摺動凸部５９、６０の摺動面に押圧させて、自身の姿勢変化を自動補正できるようにされている。

つまり、キャリッジ５において、第２摺動凸部５９、６０と対向し、抜け防止爪５６ｂが形成された壁面には、第２ガイド部材２３のガイド片５３に当接可能な第３摺動凸部８２が突設されている（図３、図５参照）。

この第３摺動凸部８２は、図９（ａ）の説明図に示すように、キャリッジ５内に組み込まれた圧電アクチュエータ９２に固定されており、図に点線で示すように、圧電アクチュエータ９２への電圧印加によって圧電アクチュエータ９２を伸長させると、ガイド片５３に当接されて、ガイド片５３を第２摺動凸部５９、６０の摺動面に押圧する。

また、キャリッジ５には、記録ヘッド４の製造時に記録ヘッド４と同じ半導体製造プロセスで同時に形成された角速度検出用のジャイロセンサ９４も組み込まれている（図３、図９（ａ）参照）。このジャイロセンサ９４は、記録ヘッド４のヘッド面（換言すれば被記録媒体である用紙Ｐの記録面）の法線軸（図４に示すＺ軸）周りの角速度を検出するものである。

そして、図９（ｂ）に示すように、このジャイロセンサ９４からの検出信号（角速度）は、その検出信号を積分処理することによりキャリッジ５のＺ軸周りの回転角度を検出する角度検出回路１０２に入力され、この角度検出回路１０２からの検出信号は、その検出信号の大きさ（つまりキャリッジ５のＺ軸周りの回転角度）に応じた駆動電圧を生成して、圧電アクチュエータ９２に印加する電圧発生回路１０４に入力される。

従って、本実施形態の画像形成装置１によれば、キャリッジ５を主走査方向（Ｙ軸方向）へ移動させて用紙Ｐに画像を形成しているとき、特に、キャリッジ５の加速時や減速時に、キャリッジ５にＺ軸周りの回転モーメントが加わり、キャリッジ５の姿勢が主走査方向に対して傾き始めると、ジャイロセンサ９４にてその旨が速やかに検出されて、その姿勢変化を抑制するように、第３摺動凸部８２がガイド片５３に当接される。

この結果、キャリッジ５の姿勢が変化し始めると、ガイド片５３が第２摺動凸部５９、６０と第３摺動凸部８２との間に挟まれ、その姿勢変化が抑制されることになり、用紙Ｐに形成される画像の品質低下を防止することが可能となる。

また、圧電アクチュエータ９２は、キャリッジ５の移動中にジャイロセンサ９４によってキャリッジ５の姿勢変化が検出されたときにだけ駆動され、姿勢変化が検出されなければ、第３摺動凸部８２をガイド片５３に押圧することはないので、バネによる付勢力を利用してキャリッジ５の姿勢変化を抑制するようにした場合に比べて、ＣＲモータ２５に加わる付加を小さくして、ＣＲモータ２５の小型化を図ることもできる。

また、圧電アクチュエータ９２は、駆動開始後の反応速度が早く、しかも、単位面積当たりの発生荷重が大きい。このため、画像形成中（キャリッジ５の主走査方向の移動中）にキャリッジ５に姿勢変化があっても、その姿勢変化を速やかに抑制して、画像品質を向上できる。また、圧電アクチュエータ９２の使用は、キャリッジ５の小型化に貢献する。

また、ジャイロセンサ９４は、半導体製造プロセスを利用して記録ヘッド４と一体化されているため、画像形成装置１の製造コストを低減でき、また、記録ヘッド４を含むキャリッジ５全体の小型化を図ることができる。

なお、この角度検出回路１０２と電圧発生回路１０４とからなる圧電アクチュエータ９２の駆動回路１００は、キャリッジ５の蓋カバー体４１の裏面に設けられた制御基板（図示せず）に形成されており、図２に示すフレキシブルフラットケーブル４０からの信号を受けて、記録ヘッド４による画像形成時に動作する。

また、圧電アクチュエータ９２の駆動時にガイド片５３に当接される第３摺動凸部８２の摺動面は、第１摺動凸部５５ａ、５５ｂや第２摺動凸部５９、６０の摺動面と共に、主走査方向（Ｙ軸方向）に対して凸湾曲状に形成されている。つまり、これらの摺動面は、第１摺動面５１、５２、第２摺動面５４に対してそれぞれ、Ｘ軸方向に線接触するようにされている。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記実施形態では、キャリッジ５の主走査方向（Ｙ軸方向）への移動時に生じるキャリッジ５のＺ軸周りの回動を抑制するために、圧電アクチュエータ９２から押圧力を受けてガイド片５３に当接される第３摺動凸部８２を設けるものとして説明したが、図１０（ａ）に示すように、第３摺動凸部８２は、ＣＲモータ２５に加わる負荷を著しく増加させないように設定されたバネ９５の付勢力によりガイド片５３に常時当接させておき、第２摺動凸部５９、６０のガイド片５３とは反対側に圧電アクチュエータ９６、９７を設けて、キャリッジ５の主走査方向への移動時に、バネ９５の付勢力に抗してキャリッジ５の姿勢が変化した際には、圧電アクチュエータ９６、９７により第２摺動凸部５９、６０をガイド片５３に押圧するようにしてもよい。

なお、キャリッジ５の左右端部に配置される第２摺動凸部５９、６０を圧電アクチュエータ９６、９７にて押圧する場合には、キャリッジ５のＺ軸周りの回転方向に応じて伸長させる圧電アクチュエータ９６、９７を切り換える必要があることから、図１０（ｂ）に示すように、これら各圧電アクチュエータ９６、９７の駆動回路には、各圧電アクチュエータ９６、９７を駆動するための電圧発生回路１０６、１０７と、角度検出回路１０２にて検出されたキャリッジ５の回転角度の符号を反転した検出信号を生成し、電圧発生回路１０７に入力する符号反転回路１０８とを設け、各電圧発生回路１０６、１０７を、角度検出回路１０２側から正の回転角度を示す検出信号を受けたときに、その検出信号の大きさに応じた電圧を発生するように構成するとよい。

つまり、このようにすれば、図１０（ａ）において、キャリッジ５がＺ軸周りに右方向に回転したときには、その回転を抑えるために、圧電アクチュエータ９７を駆動して、第２摺動凸部６０をガイド片５３に押圧させ、逆に、キャリッジ５がＺ軸周りに左方向に回転したときには、その回転を抑えるために、圧電アクチュエータ９６を駆動して、第２摺動凸部５９をガイド片５３に押圧させる、といったことができるようになる。

また次に、キャリッジ５の主走査方向への移動時には、Ｚ軸周りの回転モーメントが加わるだけでなく、記録ヘッド４を駆動制御するために接続されるフレキシブルフラットケーブル４０や、記録ヘッド４にインクを供給するためのインク供給チューブ２０から加わる力によって、主走査方向に沿ったＹ軸周りの回転モーメントが加わることがある。そして、キャリッジ５にＹ軸周りの回転モーメントが加わると、記録ヘッド４が用紙Ｐの搬送方向に対して前後に傾斜し、画像に色むらなどが発生する。

そこで、図１１（ａ）に示すように、キャリッジ５には、更に、キャリッジ５に加わったＹ軸周りの角速度を検出するジャイロセンサ９８を設けると共に、第１ガイド部材２２の第１摺動面５１に当接する第１摺動凸部５５ａと、第２ガイド部材２３の第１摺動面５２に当接する一対の第１摺動凸部５５ｂとを、それぞれ、各第１摺動面５１、５２側に押圧する圧電アクチュエータ９９ａ及び９９ｂ（９９ｂは２つ）を設け、ジャイロセンサ９８からの検出信号（Ｙ軸周りの角速度）に応じて、各圧電アクチュエータ９９ａ、９９ｂを駆動するようにしてもよい。

なお、この場合、これら各圧電アクチュエータ９９ａ、９９ｂの駆動回路２００は、図１１（ｂ）に示すように、ジャイロセンサ９８からの検出信号（Ｙ軸周りの角速度）を積分処理することによりキャリッジ５のＹ軸周りの回転角度を検出する角度検出回路２０２と、この角度検出回路２０２からの検出信号が正の回転角度を示しているとき（具体的にはキャリッジ５が図１１（ａ）においてＹ軸周りの左方向に回転しているとき）にその検出信号の大きさに応じた駆動電圧を発生して圧電アクチュエータ９９ａを駆動する電圧発生回路２０４ａと、角度検出回路２０２にて得られた回転角度の符号を反転した検出信号を生成する符号反転回路２０６と、この符号反転回路２０６からの検出信号が正の回転角度を示すとき（具体的にはキャリッジ５が図１１（ａ）においてＹ軸周りの右方向に回転しているとき）にその検出信号の大きさに応じた駆動電圧を発生して各圧電アクチュエータ９９ｂを駆動する一対の電圧発生回路２０４ｂとから構成すればよい。

また次に、上記実施形態では、キャリッジ５の姿勢変化を、ジャイロセンサを用いて検出するものとして説明したが、ジャイロセンサなどの角速度センサがキャリッジ５の姿勢変化を検出する唯一の手段ではない。例えば、キャリッジ５の中心から離れた位置に加速度センサを設けることによっても検出することができる。

また、上記実施形態では、キャリッジ５の姿勢変化を速やかに抑制できるようにするために、圧電素子からなる圧電アクチュエータを用いるものとして説明したが、例えば、電磁ソレノイド等の電磁式アクチュエータを用いることができる。また、例えば、記録ヘッド４内のインク吐出用のアクチュエータを利用して、液圧によりキャリッジ５の姿勢変化を抑制するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ホトカプラ８５は、１つの発光素子と２つの受光素子とを備えていたが、これが唯一の構成ではない。例えば、１つの発光素子と、３つ以上の受光素子とを備えていてもよい。

本発明の実施形態の画像形成装置の側断面図である。 上カバー体を除去した状態の装置本体の平面図である。 キャリッジと一対のガイド部材とを表す平面図である。 キャリッジと一対のガイド部材とを表す斜視図である。 キャリッジの下面側を示す斜視図である。 蓋カバー体を外した状態のキャリッジの斜視図である。 キャリッジの姿勢調節手段の構成を表す説明図である。 図６に示すＢ−Ｂ線矢視断面図である。 ジャイロセンサ及び圧電アクチュエータと圧電アクチュエータの駆動回路を表す説明図である。 圧電アクチュエータにて第２摺動凸部を押圧するようにしたキャリッジの構成例を説明する説明図である。 圧電アクチュエータにて第１摺動凸部を押圧するようにしたキャリッジの構成例を説明する説明図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２…装置本体、３…給紙カセット、４…記録ヘッド、５…キャリッジ、６…給紙ローラ、７…記録部、１０…排紙部、１２…画像読取装置、２０…インク供給チューブ、２１…メインフレーム、２２…第１ガイド部材、２３…第２ガイド部材、２４…タイミングベルト、２５…ＣＲモータ、２６…プラテン、２７…レジストローラ対、２８…排紙ローラ、３４…連結片、４０…フレキシブルフラットケーブル、５１，５２…第１摺動面、５３…ガイド片、５４…第２摺動面、５５ａ，５５ｂ…第１摺動凸部、５６ａ，５６ｂ…抜け防止爪、５７ａ，５７ｂ…切欠き部、５８…凹溝、５９，６０…第２摺動凸部、６１…ホルダケース、６２，６３…挟持片、６４…姿勢調整手段、６５…調節体ブロック、６８…調節摘み、６９…ダイヤル板、７０…偏心丸軸、８２…第３摺動凸部、８５…ホトカプラ、８６…ガイド溝、８７…取付け部、９２，９６，９７，９９ａ，９９ｂ…圧電アクチュエータ、９４，９８…ジャイロセンサ、９５…バネ、１００，２００…駆動回路、１０２，２０２…角度検出回路、１０４，１０６，１０７，２０４ａ，２０４ｂ…電圧発生回路、１０８，２０６…符号反転回路、Ｐ…用紙。

Claims (6)

1. 被記録媒体を副走査方向に移動させつつ、記録ヘッドを搭載したキャリッジをガイド部に沿って主走査方向に移動させることにより、被記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   前記キャリッジの姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段と、
   前記キャリッジの前記ガイド部に対する傾きを補正するためのアクチュエータと、
   前記姿勢変化検出手段にて検出された前記キャリッジの姿勢変化に応じて前記アクチュエータを駆動することにより、前記キャリッジの姿勢変化を抑制する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記姿勢変化検出手段は、前記キャリッジの姿勢変化として、前記被記録媒体記録面の法線軸周りの回転を検出し、
   前記アクチュエータは、該姿勢変化検出手段にて検出されたキャリッジの回転を打ち消す力を発生するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記姿勢変化検出手段は、前記キャリッジの姿勢変化として、前記主走査方向に平行な軸周りの回転を検出し、
   前記アクチュエータは、該姿勢変化検出手段にて検出されたキャリッジの回転を打ち消す力を発生するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記姿勢変化検出手段は、前記キャリッジの姿勢変化として、前記被記録媒体記録面の法線軸周りの回転と、前記主走査方向に平行な軸周りの回転とを各々検出し、
   前記アクチュエータは、該姿勢変化検出手段にて検出された前記キャリッジの各回転を各々打ち消す力を発生するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記姿勢変化検出手段は、前記キャリッジに搭載される記録ヘッドと一体形成され、前記軸周りの角速度を検出するジャイロセンサからなることを特徴とする請求項２〜請求項４の何れかに記載の画像形成装置。
6. 前記アクチュエータは、印加電圧に応じて伸縮する圧電素子からなることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の画像形成装置。

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