JP2007144675A - Carriage vibration-proofing apparatus for image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタおよび複合機などの画像形成装置に装備され、被記録材のシート上に画像を記録する記録ヘッドを担持して走査方向へ移動するキャリッジの防振装置に関する。 The present invention is provided in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, and a multi-function machine, and has a recording head for recording an image on a sheet of recording material and moves in a scanning direction. About.
記録ヘッドからインクを吐出させてシートに画像を記録するインクジェット記録方式の画像形成装置は、低騒音、低ランニングコスト、そして装置の小型化やカラー化が容易であることから上記各種機器に応用されている。記録ヘッドを担持して走査方向へ往復動するキャリッジは記録ヘッドの他にも、インクタンク、インク供給チューブ、キャリッジ位置センサ、制御用回路基板など多くの部品や装置を搭載している。 An ink jet recording type image forming apparatus that records ink on a sheet by ejecting ink from a recording head is applied to the above various devices because of low noise, low running cost, and easy miniaturization and colorization of the apparatus. ing. In addition to the recording head, the carriage that carries the recording head and reciprocates in the scanning direction has many components and devices such as an ink tank, an ink supply tube, a carriage position sensor, and a control circuit board.
近年、画像形成装置本体は小型化の傾向にあるが、にもかかわらずキャリッジだけは上記多数の部品や装置を担持した構造のために小型化が困難であり、インクタンクなどが増設されるとむしろ逆に大型化する場合すらある。また、画像形成装置の稼動の高速化に伴い、記録動作中に往復動するキャリッジの移動速度も高速化する。キャリッジが高速化するとその移動による反動力や慣性力が増大し、画像形成装置本体に振動を発生させる原因となる。画像形成装置本体に生じた振動は設置場所の床に伝わるなどの不都合がある。そうした不都合にも増して、振動が記録ヘッド自体や記録中のシートに伝播すると、インク滴がシート上の所望位置に着弾されなくなってしまい、罫線ずれや印字の色むらなど印字品位の低下を引き起こす。 In recent years, the main body of an image forming apparatus tends to be miniaturized. However, the carriage alone is difficult to miniaturize because of the structure carrying the above-mentioned many parts and devices, and an ink tank or the like is added. On the contrary, there are even cases where the size is increased. Further, as the operation of the image forming apparatus increases, the moving speed of the carriage that reciprocates during the recording operation also increases. When the speed of the carriage is increased, reaction force and inertial force due to the movement increase, which causes vibration in the image forming apparatus main body. There is an inconvenience that the vibration generated in the main body of the image forming apparatus is transmitted to the floor of the installation place. In addition to such inconvenience, if the vibration propagates to the recording head itself or the sheet being recorded, the ink droplets will not land on the desired position on the sheet, causing deterioration in printing quality such as ruled line deviation and printing color unevenness. .
このような高速化に伴う振動問題に関して、本出願人は先にキャリッジの移動中の反動力や慣性力で発生する振動を緩和することで、騒音抑止や画質劣化を抑制するための機構を装備した画像形成装置を提案している(例えば、特許文献1参照)。これは、キャリッジが移動する方向とは逆向きの方向にバランスウエイトを移動させることで、キャリッジの移動反力や慣性力を相殺して減衰させ、振動を抑制するというものである。 Regarding the vibration problem associated with such high speed, the applicant is equipped with a mechanism to suppress noise and image quality deterioration by mitigating vibration generated by reaction force and inertial force during carriage movement. An image forming apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this method, the balance weight is moved in the direction opposite to the direction in which the carriage moves, so that the movement reaction force and inertial force of the carriage are offset and attenuated to suppress vibration.
ところで、バランスウエイトを搭載したことにより、キャリッジに過大な振動現象が発生するといった新たな問題がある。図5および図6は、いずれもバランスウエイト搭載時の振動発生の形態を模式的に示す構造例であり、駆動プーリ9と従動プーリ10との間に無端状のベルト6が捲回され、ベルト6にキャリッジ1とバランスウエイト17が互いに干渉しない位置に繋がれている。従動プーリ10はプーリホルダ12に回転可能に軸支されている。このプーリホルダ12は張力ばね13によってベルト6の張力を高める方向に押圧付勢されている。図5の場合、キャリッジ1が矢印F方向に振動したとき、その振動方向とは逆の矢印G方向に不図示の駆動源モータからの回転動力によって回転する駆動プーリ9が振動する形態である。図6の場合、キャリッジ1が矢印H方向へ振動したとき、駆動プーリ9が矢印I方向に回転し、これとは逆方向にバランスウエイト17が矢印J方向に振動する。同時に、バランスウエイトの振動方向と同方向にプーリホルダ12が矢印K方向へ振動する形態である。
By the way, since the balance weight is mounted, there is a new problem that an excessive vibration phenomenon occurs in the carriage. 5 and 6 are structural examples schematically showing the form of vibration generation when a balance weight is mounted. An
また、図7は、バランスウエイト17を搭載したウエイト有りの場合と、搭載しないウエイト無しの場合において、外乱に対してキャリッジ1が主走査方向に移動するとき発生する振動の周波数特性を示すグラフである。グラフ中の実線はウエイト有り、点線はウエイト無しの場合を示し、また横軸は周波数を表し、グラフ上段部の縦軸はゲインを、グラフ下段部の縦軸は位相で示す。
FIG. 7 is a graph showing the frequency characteristics of vibrations generated when the carriage 1 moves in the main scanning direction with respect to disturbance in the case where the
ウエイト無しの場合、キャリッジ1の振動が最大の周波数f1になるが、ウエイト有りの場合でも周波数f2による過剰な振動を発生させる。このようにウエイト有・無に関係なく過大な周波数f1,f2による振動が発生する原因は、図5のように、キャリッジ1のF方向への振動と、駆動プーリ9のG方向への振動に起因する固有振動である。また、ウエイト有りの場合に生じる周波数f2の過大な振動現象は、図6のように、各部材の振動に起因する固有振動である。すなわち、キャリッジ1のH方向への振動と、プーリホルダ9のI方向への振動と、バランスウエイト17のJ方向への振動と、プーリホルダ12のK方向への振動と、それに駆動源モータ(図示略)の回転振動である。
When there is no weight, the vibration of the carriage 1 has the maximum frequency f1, but even when there is a weight, excessive vibration with the frequency f2 is generated. The cause of the vibration with the excessive frequencies f1 and f2 regardless of whether the weight is present or not is caused by the vibration of the carriage 1 in the F direction and the vibration of the drive pulley 9 in the G direction as shown in FIG. This is the natural vibration that results. In addition, the excessive vibration phenomenon of the frequency f2 that occurs when there is a weight is a natural vibration caused by the vibration of each member as shown in FIG. That is, the vibration of the carriage 1 in the H direction, the vibration of the pulley holder 9 in the I direction, the vibration of the
以上から、バランスウエイト17によってキャリッジ1、駆動プーリ9およびプーリホルダ12など各部材に過大な周波数f2による振動現象が発生するのは、ベルト6にテンションを付与すべくプーリホルダ12が移動することに一因があると着目できる。したがって、バランスウエイト17の装着が逆効果とならないように、記録動作中、キャリッジ1に過大な周波数f2の振動現象が発生してシート上に記録される印字品位が低下しないよう、有効な防振構造を採用する必要がある。
From the above, the vibration phenomenon due to the excessive frequency f2 occurs in each member such as the carriage 1, the drive pulley 9 and the
以上から、本発明の目的は、インクを吐出して画像を記録する記録ヘッドを搭載したキャリッジの高速移動に伴う振動を抑止して、高印字品位の記録を行うために画像形成装置に装備されるキャリッジ防振装置を提供することにある。 As described above, an object of the present invention is provided in an image forming apparatus for performing high-print quality recording by suppressing vibration associated with high-speed movement of a carriage equipped with a recording head for recording an image by discharging ink. Another object of the present invention is to provide a carriage vibration isolator.
上記目的を達成するために、本発明による画像形成装置のキャリッジ防振装置は、インクを吐出して被記録材のシート上に画像を記録する記録ヘッドを担持して走査方向へ往復動するキャリッジと、前記キャリッジを牽引して移動させるベルトと、前記ベルトに取り付けられて前記キャリッジの移動による反動力を減殺する逆方向へ移動するバランスウエイトと、前記ベルトを張架して駆動プーリと対をなす従動プーリと、前記従動プーリを回転可能に保持した状態でベルト張架方向に移動可能なプーリホルダと、前記プーリホルダを移動可能に支持するシャーシと、前記シャーシに装着されて前記ベルトに張力を付与する方向へ前記プーリホルダを押圧付勢する弾性部材と有し、前記プーリホルダの振動を減衰させるプーリホルダ振動減衰部が前記シャーシに設けられたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a carriage vibration isolator for an image forming apparatus according to the present invention carries a recording head that ejects ink and records an image on a sheet of recording material, and reciprocates in the scanning direction. A belt that pulls and moves the carriage, a balance weight that is attached to the belt and moves in a reverse direction that reduces reaction force due to movement of the carriage, and a pair of drive pulleys that stretch the belt. A driven pulley, a pulley holder that is movable in a belt stretching direction while the driven pulley is rotatably held, a chassis that movably supports the pulley holder, and a tension that is attached to the chassis and applies tension to the belt. Pulley holder vibration damping that has an elastic member that presses and urges the pulley holder in a direction to dampen the vibration of the pulley holder There is characterized in that provided in the chassis.
本発明の画像形成装置のキャリッジ防振装置によれば、バランスウエイトを設けたことで発生する過大な周波数による振動現象がキャリッジに伝播するのを、キャリッジ牽引ベルトを捲回する一方の従動プーリの振動をプーリホルダ振動減衰部で減殺して抑止する。そのようにしてキャリッジの振動を防振することで、高印字品位の画像を得ることができる。 According to the carriage vibration isolator of the image forming apparatus of the present invention, the vibration phenomenon due to the excessive frequency generated by providing the balance weight is propagated to the carriage. Vibration is reduced and suppressed by the pulley holder vibration attenuator. By thus preventing vibration of the carriage, a high-quality image can be obtained.
以下、本発明による画像形成装置のキャリッジ防振装置の好適な実施形態について、インクジェット記録装置の場合を図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a carriage vibration isolator for an image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings for an inkjet recording apparatus.
(キャリッジ防振装置)
−第1の実施形態−
図1に示すように、キャリッジ1は、記録ヘッドを備えたヘッドカートリッジを搭載してガイドシャフト4,5に案内されて摺動して走査方向へ往復動可能である。インク供給部3は貯留しているインクを記録ヘッドに供給する。また、このキャリッジ機構全体はフレキシブル基板2を介して画像形成装置本体側の制御部に接続され、作動指示信号を受け取り、また反対に本体側制御部にむけてインク吐出信号を送信するなどして、本体側制御部との間で送受信しながらシート上に印字して記録を行う。
(Carriage vibration isolator)
-First embodiment-
As shown in FIG. 1, the carriage 1 is mounted with a head cartridge equipped with a recording head, is guided by the
キャリッジ1は、駆動プーリ9と従動プーリ10の間に捲回された無端状のキャリッジ牽引用のベルト6に繋ぎ止められ、このベルト6の走行移動と一体に移動する。駆動プーリ9は駆動源モータ11からの回転動力を適度にギア減速した状態で受けて回転する。従動プーリ10はプーリホルダ12に回転可能に軸支されている。そのプーリホルダ12はベルト走行方向つまりキャリッジ走査方向へ移動可能であり、張力ばね(弾性部材)13でプーリホルダ12を従動プーリ10ごと押し出すことで上記キャリッジ牽引ベルト6に一定の張力を付与する。搬送ローラ14は不図示のモータによって回転してシートを搬送する。排紙ローラ15は記録済みのシートを排紙する。以上の部材や機構がシャーシ16に組み込まれて構成される。
The carriage 1 is fastened to an endless
図2は、上記従動プーリ10と、これを軸支するプーリホルダ12、そして張力ばね13などによって構成されるベルト張力機構を示している。すなわち、張力ばね13がプーリホルダ12を押圧することでベルト6に一定のテンションを付与している。プーリホルダ12はシャーシ16内においてキャリッジ走査方向へのみ移動が可能にガイド18にその動きを案内される。
FIG. 2 shows a belt tension mechanism constituted by the driven
そこで、上記ベルト張力機構においては、本実施形態のキャリッジ防振装置の要部であるプーリホルダ振動減衰部が以下のように設けられている。 Therefore, in the belt tension mechanism, a pulley holder vibration damping part, which is a main part of the carriage vibration isolator of the present embodiment, is provided as follows.
すなわち、図2中の符号Eで示す斜線部は、プーリホルダ12がシャーシ16に接触する面の領域を示している。その接触領域Eにてプーリホルダ12がシャーシ16に対して動作できる範囲とすれば、その接触領域Eにおけるプーリホルダ12とシャーシ16のいずれか一方、または双方の接触面に摩擦部材(または摩擦手段)が設けられている。この摩擦部材は特に図示されていないが、プーリホルダ12およびシャーシ16間の摩擦力を増大させることができる材質や形状による特質を有しておれば、特別なものに限定されない。例えば、プーリホルダ12とシャーシ16との接触領域Eにおいて、両部材の接触面の少なくとも一方に摩擦抵抗を大きくする粗い凹凸による表面加工を施すことでも所期の目的を達することができる。また、摩擦抵抗の大きなシート材を両部材の接触面の少なくとも一方に貼着して設けてもよい。
That is, the hatched portion indicated by the symbol E in FIG. 2 indicates the area of the surface where the
したがって、このようなベルト張力機構にプーリホルダ振動減衰部を設けることで、適度なテンションをベルト6に付与するとともに、バランスウエイト17が装着されることで、バランスウエイト17を含めた本実施形態のキャリッジ防振装置が構成される。
Therefore, by providing a pulley holder vibration damping portion in such a belt tension mechanism, an appropriate tension is applied to the
バランスウエイト17は、ベルト6に繋止されて走査方向へ往復動するキャリッジ1の反動や慣性による力を相殺して減衰できる構造でキャリッジ移動に干渉しない位置にてベルト6に連結されている。図2において、キャリッジ1が矢印A方向へ走査移動する際、そのA方向のキャリッジ移動方向とは逆方向にバランスウエイト17は矢印B方向へ相対移動する。キャリッジ1のA方向への移動で発生する移動反力や慣性力はバランスウエイト17が逆方向へ移動することで相殺作用され、装置全体に発生する振動を減衰して低減させる。
The
このような作用中、本実施形態においては、バランスウエイト17を装着したことで発生する周波数f2による過大な振動に対して以下のように対応する。キャリッジ1、駆動プーリ9、プーリホルダ12、そしてバランスウエイト17のそれぞれが振動すると、接触領域E(図2参照)にてプーリホルダ12とシャーシ16とが互いに摩擦部材を介して接触する。この摩擦部材との接触でプーリホルダ12およびシャーシ16間には大きな摩擦力が生じて振動が減衰される。すなわち、特にキャリッジ1に振動現象が伝播されることなく、またバランスウエイト17にも振動現象が伝播されることなく抑制される。
During such an action, in the present embodiment, excessive vibration due to the frequency f2 generated by attaching the
図3の特性グラフにおいて、発生振動に対する減衰効果を示す。外乱によってキャリッジ1に発生した周波数f1,f2による振動の大きさについて、グラフ横軸を周波数、グラフ縦軸をゲインとして示す。前述のとおり、周波数f1はウエイト無し時にキャリッジ振動が最大になるときの周波数であり、周波数f2はウエイト有り時のキャリッジ振動が過剰になるときの周波数である。グラフ中、プーリホルダ12の振動の減衰量が少ない場合を実線で表し、減衰量が多い場合を点線で表している。
The characteristic graph of FIG. 3 shows the damping effect on the generated vibration. With respect to the magnitude of vibrations generated by the disturbances in the carriage 1 due to the frequencies f1 and f2, the horizontal axis of the graph represents frequency and the vertical axis of graph represents gain. As described above, the frequency f1 is a frequency when the carriage vibration becomes maximum when there is no weight, and the frequency f2 is a frequency when the carriage vibration becomes excessive when there is a weight. In the graph, a case where the amount of vibration attenuation of the
この図3から明らかなように、プーリホルダ12の振動減衰量が少量の場合はキャリッジ1において周波数f1,f2による過大な振動が発生する。また、プーリホルダ12の振動減衰量が多量の場合はキャリッジ1に周波数f1のみによる過大な振動が生じる。すなわち、プーリホルダ12の振動の減衰量を大きくすることにより、バランスウエイト17を装着した場合でもキャリッジ1にて周波数f2による過大な振動を抑制できる。言い換えれば、接触領域E(図2参照)にて摩擦部材を介して摩擦の抵抗を大きくするほど、バランスウエイト17の振動に起因したキャリッジ1のf2による過大な振動現象を抑制できる。この作用に相乗してバランスウエイト17が有効に振動減衰を機能し、キャリッジ1の振動を抑えて高印字品位の記録を可能にする。
As is apparent from FIG. 3, when the vibration attenuation amount of the
(キャリッジ防振装置)
−第2の実施形態−
図4は、第2の実施形態として、ベルト張力機構における上記プーリホルダ振動減衰部の応用例を示す。すなわち、この場合プーリホルダ12に振動減衰用ダンパ19を装着した構造である。ダンパ19としては、例えばシリンダとピストンによる空気圧を利用したダッシュポット式の緩衝・防振機構を採用することができる。本実施形態においても、上記第1の実施形態の場合と同様にバランスウエイト17によって発生する周波数f2による振動に対しても有効に抑制する。
(Carriage vibration isolator)
-Second Embodiment-
FIG. 4 shows an application example of the pulley holder vibration damping unit in the belt tension mechanism as the second embodiment. That is, in this case, the vibration damping damper 19 is attached to the
1 キャリッジ
4,5 ガイドシャフト
6 キャリッジ牽引ベルト
9 駆動プーリ
10 従動プーリ
11 駆動源モータ
12 プーリホルダ
13 張力ばね(弾性部材)
16 シャーシ
17 バランスウエイト
18 プーリホルダガイド
19 振動減衰用のダッシュポット式ダンパ(プーリホルダ振動減衰部)
E 摩擦部材を設けた接触領域(プーリホルダ振動減衰部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
16
E Contact area with friction member (pulley holder vibration damping part)
Claims (3)
前記プーリホルダの振動を減衰させるプーリホルダ振動減衰部が前記シャーシに設けられたことを特徴とするキャリッジ防振装置。 A carriage that carries a recording head that ejects ink and records an image on a sheet of a recording material and reciprocates in a scanning direction, a belt that pulls and moves the carriage, and a carriage that is attached to the belt and that is attached to the carriage A balance weight that moves in the opposite direction to reduce the reaction force due to the movement of the belt, a driven pulley that stretches the belt and forms a pair with the drive pulley, and in a state where the driven pulley is rotatably held in the belt stretching direction. A movable pulley holder, a chassis that movably supports the pulley holder, and an elastic member that is attached to the chassis and biases the pulley holder in a direction that applies tension to the belt. In the device
A carriage vibration isolator comprising a pulley holder vibration attenuating portion for attenuating vibration of the pulley holder provided in the chassis.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005339689A JP2007144675A (en) | 2005-11-25 | 2005-11-25 | Carriage vibration-proofing apparatus for image forming apparatus |
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Cited By (2)
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JP2010003679A (en) * | 2008-05-23 | 2010-01-07 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Anode mixture, anode mixture mixed liquid, anode, lithium battery and device |
US9126443B2 (en) | 2012-04-19 | 2015-09-08 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid jetting apparatus |
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2005
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