JP2013208770A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリッジの姿勢変化を早期に抑制することが可能な画像記録装置を提供する。
【解決手段】左右方向へ移動するキャリッジ２８と、キャリッジ２８に搭載され、記録用紙に画像を記録する記録ヘッド２９と、ＣＲモータを有しており、キャリッジ２８が移動する駆動力を与える駆動部と、キャリッジ２８を左右方向へ案内する第１キャリッジガイド５１及び第２キャリッジガイド５２と、キャリッジ２８に設けられ、第１キャリッジガイド５１と当接する第１当接部５８と、キャリッジ２８の重心を挟んで上記第１当接部５８と反対側に設けられ、第２キャリッジガイド５２と当接する第２当接部５９及び第３当接部６０と、キャリッジ２８の加速度に応じて、第１キャリッジガイド５１と第１当接部５８との間に作用する動摩擦力を調整する電磁石６１及び電磁石制御部と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、キャリッジが移動する過程において、キャリッジに搭載された記録ヘッドがシートに画像を記録する画像記録装置に関する。

記録ヘッドがシートに沿って移動しながらシートに画像を記録する画像記録装置が知られている。記録ヘッドはキャリッジに搭載されており、キャリッジは、シートが搬送される向きと直行する主走査方向へ移動する。キャリッジが移動する過程において、記録ヘッドがシートに画像を記録する。このような方式の画像記録装置として、たとえばインクジェットプリンタが挙げられる。

キャリッジはモータから駆動伝達されて移動する。モータからの駆動力を受けるタイミングベルトがキャリッジには取り付けられており、その取り付け位置は、設計上キャリッジの重心と異なる位置に取り付けられる。キャリッジはガイド部材と当接しており、ガイド部材によって主走査方向に案内される。キャリッジが移動する際、キャリッジがガイド部材に当接することで摩擦力が生じる。キャリッジに対する駆動力が大きい場合、すなわちキャリッジの加速度が大きい場合、上述された摩擦力と駆動力とによって、キャリッジを回転させる回転モーメントが作用する。この回転モーメントによって、キャリッジが姿勢変化してしまうことがある。記録ヘッドにはノズル列が主走査方向および副走査方向に沿って配置されており、キャリッジが姿勢変化した状態で画像が記録されると、画像記録の精度が低下してしまう。

上述された問題に対して、特許文献１には、キャリッジ５の回転を検出するジャイロセンサ９４と、ジャイロセンサ９４が回転を検出した際にガイド片５３に当接されてキャリッジ５の姿勢変化を抑制する第３摺動凸部８２とを備えた画像形成装置が開示されている。

特開２００７−９０８７５号公報

特許文献１に開示された発明では、ジャイロセンサ９４が回転を検出することで、第３摺動凸部８２がガイド片５３に当接される。つまり、キャリッジ５が姿勢変化した後にしか、それを抑制する効果が発揮されない。高精度の画像記録を行うため、キャリッジの姿勢変化を抑制する必要がある。

本発明は、上述された問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、キャリッジの姿勢変化を抑制することが可能な画像記録装置を提供することにある。

(1) 本発明に係る画像記録装置は、主走査方向へ移動するキャリッジと、上記キャリッジに搭載され、シートに画像を記録する記録ヘッドと、モータを有しており、上記キャリッジが移動する駆動力を与える駆動部と、上記キャリッジを上記主走査方向へ案内するガイド部材と、上記キャリッジに設けられ、上記ガイド部材と当接する第１当接部と、記録ヘッドを搭載した上記キャリッジの重心を挟んで上記第１当接部と反対側に設けられ、上記ガイド部材と当接する第２当接部と、上記キャリッジの加速度に応じて、上記ガイド部材と上記第１当接部との間に作用する動摩擦力を調整する摩擦力調整部と、を備える。

本構成によると、キャリッジの加速度に応じて、ガイド部材と第１当接部との間に作用する動摩擦力が調整されるため、キャリッジを姿勢変化させる回転モーメントの発生を抑制することができる。

(2) 上記摩擦力調整部は、上記ガイド部材に対する上記第１当接部の押圧力を調整してもよい。

本構成のように、ガイド部材に対する第１当接部の押圧力によって、動摩擦力が調整されてもよい。

(3) 上記摩擦力調整部は、上記キャリッジの上記主走査方向への移動における加速度の目標値を示す情報に基づき、上記ガイド部材と上記第１当接部との間に作用してもよい。

本構成では、キャリッジを姿勢変化させる回転モーメントの発生をさらに早期に抑制することができる。

(4) 上記摩擦力調整部は、上記ガイド部材と上記第１当接部とを引き合わせる磁力を生じさせる電磁石を有し、上記磁力を変化させて、上記ガイド部材に対する上記第１当接部の押圧力を調整してもよい。

本構成では、電磁石によってガイド部材に対する第１当接部の押圧力を容易に調整することができる。

(5) 上記摩擦力調整部は、上記キャリッジの上記主走査方向への移動において上記電磁石に供給する電流の値を示す電流プロファイルを記憶しており、上記電流プロファイルは、上記キャリッジの移動における加速度の目標値を示す情報と対応付けられていてもよい。

電流プロファイルが記憶されていることにより、ガイド部材に対する第１当接部の押圧力を調整するための演算のステップ数が削減され、キャリッジを姿勢変化させる回転モーメントの発生をさらに早期に抑制することができる。

(6) 上記キャリッジは、上記駆動部と連結された連結部を有し、上記摩擦力調整部は、少なくとも、上記主走査方向と直交する副走査方向における、上記キャリッジの重心から上記第１当接部までの上記副走査方向の距離である第１距離と、上記重心から上記第２当接部までの上記副走査方向の距離である第２距離と、上記重心から上記連結部までの上記副走査方向の距離である第３距離と、上記第２当接部と上記ガイド部材との間に作用する摩擦力と、上記記録ヘッドを搭載した上記キャリッジの質量と、上記キャリッジの加速度と、に基づいて、上記ガイド部材と上記第１当接部との間に作用する動摩擦力を調整してもよい。

本構成では、第１距離、第２距離、第３距離、及びキャリッジの質量に基づいて、ガイド部材と第１当接部との間に作用する動摩擦力がより適正な値に調整される。

(7) 上記ガイド部材周辺の温度に基づく温度信号を出力するセンサ部をさらに備え、
上記摩擦力調整部は、上記温度信号から算出される上記ガイド部材と上記第１当接部との間の動摩擦係数の補正値を、上記ガイド部材と上記第１当接部との間に作用する動摩擦力の調整に反映させてもよい。

温度による動摩擦係数の変動が考慮されているため、本構成では、ガイド部材と第１当接部との間に作用する動摩擦力がより適正な値に調整される。

(8) 上記摩擦力調整部は、上記温度信号から算出される上記ガイド部材と上記第２当接部との間に作用する動摩擦力の補正値を、上記ガイド部材と上記第１当接部との間に作用する動摩擦力の調整に反映させてもよい。

温度による動摩擦係数の変動が考慮されているため、本構成では、ガイド部材と第１当接部との間に作用する動摩擦力がより適正な値に調整される。

(9) 上記主走査方向が鉛直方向であり、上記摩擦力調整部は、上記キャリッジに作用する重力を、上記ガイド部材と上記第１当接部との間に作用する動摩擦力の調整に反映させ
てもよい。

本構成では、キャリッジが鉛直方向へ往復動する構成においても、キャリッジを姿勢変化させる回転モーメントの発生を抑制することができる。

(10) 本発明に係る画像記録装置は、搬送方向に沿ってシートを搬送する搬送部と、上記搬送向きと交差する主走査方向へ移動するキャリッジと、上記キャリッジに搭載され、シートに画像を記録する記録ヘッドと、モータを有し、上記キャリッジが移動するための駆動力を与える駆動部と、上記キャリッジを上記主走査方向へ案内するガイド部材と、上記キャリッジと上記当接部との間の動摩擦力を調整する摩擦力調整部と、を備えている。上記キャリッジは、上記駆動部に連結される連結部と、上記キャリッジの重心を挟んで、上記搬送方向における上記連結部と反対側に設けられており、上記キャリッジが移動する際、上記ガイド部材と当接する第１当接部と、上記重心よりも上記搬送方向における上記連結部側に設けられており、上記キャリッジが移動する際、上記ガイド部材と当接する第２当接部と、を有し、上記摩擦力調整部は、上記ガイド部材と上記第１当接部とを引き合わせる磁力を生じさせる電磁石を有し、上記キャリッジの加速度に応じて、上記電磁石に供給する電流値を調整する。

本構成では、加速度が大きいときほど、回転モーメントの発生を抑制するために電磁石に供給される電流値は少なくなる。そのため、消費電力の削減が可能である。

本発明に係る画像記録装置によると、キャリッジの姿勢変化を早期に抑制することが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る複合機１０の斜視図である。 図２は、プリンタ部１１の構成を示す模式図である。 図３は、記録部２４の周辺を示す斜視図である。 図４は、キャリッジ２８の構成を模式的に示した断面図である。 図５は、制御部５４の機能的な構成を示すブロック図である。 図６（Ａ）は、キャリッジ２８を下側から観察した図である。図６（Ｂ）は、キャリッジ２８の加速時にキャリッジ２８に作用する力を示す図である。 図７は、キャリッジ２８の加速度αが経時的に変化したときの、電磁石６１に流される電流Ｉを示している。 図６（Ａ）は、変形例１に係るキャリッジ２８を下側から観察した図である。図６（Ｂ）は、キャリッジ２８が上方へ移動し、加速している時にキャリッジ２８に作用する力を示す図である。 図９は、変形例１に係るキャリッジ２８に作用する力を示す図である。（Ａ）は、キャリッジ２８が上方へ移動し、減速している状態、（Ｂ）は、キャリッジ２８が下方へ移動し、加速している状態、（Ｃ）は、キャリッジ２８が下方へ移動し、減速している状態をそれぞれ示している。 図１０（Ａ）は、変形例２に係るキャリッジ２８を下側から観察した図である。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図１０（Ｃ）は、キャリッジ２８が上方へ移動し、加速している時にキャリッジ２８に作用する力を示す図である。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。複合機１０は、図１に示す状態で設定されて使用される。本実施形態において、図１に矢印を付して示す３つの方向が、上下方向７、前後方向８、および左右方向９である。また、以下の説明においては、複合機１０が使用可能に設置された状態（図１の状態）を基準として上下方向７が定義され、開口１３が設けられている側を手前側（正面）として前後方向８が定義され、複合機１０を手前側（正面）から見て左右方向９が定義される。

図１に示されるように、複合機１０（本発明の画像記録装置の一例）は、薄型の直方体に概ね形成されており、下部にインクジェット記録方式のプリンタ部１１が設けられている。複合機１０は、記録用紙２１（図２、本発明のシートの一例）に画像を記録するプリント機能を有している。プリンタ部１１は、正面に開口１３が形成された筐体１４を有し、各種サイズの記録用紙２１を載置可能なトレイ２０（図２）が、開口１３から前後方向８に挿抜可能である。

［プリンタ部１１の構成］
図２に示されるように、プリンタ部１１は、給紙部１５と、記録部２４などを備えている。給紙部１５は、トレイ２０から記録用紙２１をピックアップして給紙する。記録部２４は、給紙部１５によって給紙された記録用紙２１にインク滴を吐出して、記録用紙２１に画像を記録する。

［給紙部１５］
図２に示されるように、給紙部１５は、給紙ローラ２５、給紙アーム２６及び駆動伝達機構２７を備えている。給紙ローラ２５は、複数のギヤが噛合されてなる駆動伝達機構２７によって、給送用モータ６５（図５）の駆動力が伝達されて回転する。なお、駆動伝達機構２７は、給紙アーム２６内に配置されている。給紙ローラ２５は、記録用紙２１を以下で説明する湾曲路４２Ａに供給する。

［搬送路４２］
図２に示されるように、プリンタ部１１の内部には、トレイ２０の先端（後方側の端部）から記録部２４を経て排紙保持部４３に至る搬送路４２が形成されている。搬送路４２は、湾曲路４２Ａと、排紙路４２Ｂとに区分される。湾曲路４２Ａは、トレイ２０の先端から記録部２４に至る間に形成される。排紙路４２Ｂは、記録部２４から排紙保持部４３に至る間に形成される。

湾曲路４２Ａは、トレイ２０に設けられた傾斜部２２の上端付近から記録部２４に亘って延設された湾曲状の通路である。トレイ２０から給紙される記録用紙２１は、湾曲路４２Ａを搬送向き（図２において一点鎖線に付された矢印の向き）に沿って湾曲されて、前方へとＵターンされる。Ｕターンされた記録用紙２１は、記録部２４の直下へ案内される。湾曲路４２Ａは、所定間隔を隔てて互いに対向する外側シートガイド１８と内側シートガイド１９とによって形成されている。なお、外側シートガイド１８及び内側シートガイド１９、更に後述する各シートガイド４０，４１は、いずれも、左右方向９（図２の紙面垂直方向）へ延出されている。

排紙路４２Ｂは、記録部２４の直下から排紙保持部４３に亘って延設された直線状の通路である。記録用紙２１は、排紙路４２Ｂを搬送向きに案内される。排紙路４２Ｂは、記録部２４が設けられている箇所においては、それぞれが所定間隔を隔てて互いに対向する記録部２４及びプラテン３０によって形成されている。一方で、排紙路４２Ｂは、記録部２４が設けられていない箇所においては、所定間隔を隔てて互いに対向する上側シートガイド４０と下側シートガイド４１とによって形成されている。

［搬送ローラ３１、３４、３７］
図２に示されるように、記録部２４の搬送向きの上流側には、第１搬送ローラ３１及びピンチローラ３２を備える第１ローラ対３３が設けられている。ピンチローラ３２は、図示しないバネなどの弾性部材によって第１搬送ローラ３１のローラ面に圧接されている。第１ローラ対３３は、湾曲路４２Ａを給紙されてきた記録用紙２１を挟持して記録部２４へ送る。

プラテン３０よりも搬送向きの下流側には、第２搬送ローラ３４及び拍車３５を備える第２ローラ対３６が設けられている。拍車３５は、図示しないバネなどの弾性部材によって第２搬送ローラ３４のローラ面に圧接されている。第２ローラ対３６は、記録部２４で画像を記録された記録用紙２１を挟持して搬送向きの下流側へ搬送する。

第２ローラ対３６よりも搬送向きの下流側に、第３搬送ローラ３７と拍車３８を備える第３ローラ対３９が設けられている。拍車３８は、図示しないバネなどの弾性部材によって第３搬送ローラ３７のローラ面に圧接されている。第３ローラ対３９は、第２ローラ対３６によって搬送された記録用紙２１を挟持して、排紙保持部４３に向けて搬送する。

第１搬送ローラ３１の周辺には、光学式のロータリエンコーダ５３（図５）が設けられている。ロータリエンコーダ５３は、第１搬送ローラ３１の回転を検出し、第１搬送ローラ３１の回転量に基づく信号を制御部５４へ送る。

［記録部２４］
図２に示されるように、記録部２４は、キャリッジ２８、及びキャリッジ２８に搭載された記録ヘッド２９を有している。また、図３に示されるように、キャリッジ２８は、第１キャリッジガイド５１と第２キャリッジガイド５２とに支持されている。第１キャリッジガイド５１及び第２キャリッジガイド５２は、左右方向９を長手方向とする上下に薄平な略平板形状であり、それぞれが前後方向８に離間されて設けられている。ここで、第１キャリッジガイド５１及び第２キャリッジガイド５２を合わせたものが本発明のガイド部材の一例である。

図３には示されていないが、第２キャリッジガイド５２の上面には、左右方向９に亘ってタイミングベルト５５（図４，６）が延出している。タイミングベルト５５は左右方向９に離間されて設けられた不図示のプーリの間に掛け渡されている。左右方向９におけるタイミングベルト５５の一部がキャリッジ２８の連結部５６（図４，６）に取り付けられている。この連結部５６は、キャリッジ２８の記録ヘッド２９よりも前側に配置されている。ＣＲモータ５７（図５、本発明のモータの一例）がプーリを回転させることにより、タイミングベルト５５が駆動され、タイミングベルト５５に引っ張られることでキャリッジ２８に駆動力が伝達される。

図４に示されるように、キャリッジ２８は、第１キャリッジガイド５１と当接する第1当接部５８と、第２キャリッジガイド５２と当接する第２当接部５９と第３当接部６０とを備えている。第１当接部５８は、キャリッジ２８の記録ヘッド２９よりも後端側に設けられている。キャリッジ２８は、第１当接部５８の周辺に電磁石６１を搭載している。電磁石６１は、キャリッジ２８の下側へ露出されているか、あるいは樹脂などで覆われている。第１当接部５８は電磁石６１周辺部に形成されており、第１キャリッジガイド５１の上面と上下方向７に当接するものである。電磁石駆動回路６２（図５）によって電圧が印可され、電磁石６１は磁界を発生させる。第１キャリッジガイド５１は、たとえば鉄などの強磁性体によって製造されているため、電磁石６１が発生する磁界によって第１当接部５８が第１キャリッジガイド５１側へ吸引される。

記録ヘッド２９が搭載された位置よりも前方側において、左右方向９に沿って下方が開口した溝６３が形成されている。第２キャリッジガイド５２の後端は、上方へ立設された立設部８０が左右方向９に沿って形成されており、立設部８０が溝６３内へ挿入されている。溝６３内には、第２キャリッジガイド５２と当接する当接片８１と、当接片８１を第２キャリッジガイド５２に付勢するよう溝６３を形成する前側壁８２との間に配置されたバネ部材８３と、が設けられている。溝６３を形成する後側壁８４と当接片８１とによって、立設部８０を挟み込んでいる。溝６３の後側壁８４と当接片８１とが第２当接部５９である。第３当接部６０は、第２当接部５９よりもキャリッジ２８の前端に設けられている。第３当接部６０は、第２キャリッジガイド５２の上面と当接している。第２当接部５９と第３当接部６０との間に、上述された連結部５６が設けられている。

キャリッジ２８は、タイミングベルト５５によって引っ張られることで、駆動される。このとき、第２キャリッジガイド５２の立設部８０と第２当接部５９との当接によって、前後方向８への移動を規制される。また、第１キャリッジガイド５１と第１当接部５８との当接と、第３当接部６０と第２キャリッジガイド５２との当接によって、上下方向７への移動を規制される。これらの規制によって、左右方向９に案内される。ここで、ＣＲモータ５７、プーリ、及びタイミングベルト５５などを合わせたものが本発明の駆動部の一例である。また、左右方向９が本発明の主走査方向の一例である。また、前後方向８が本発明の副走査方向の一例である。

図２に示されるように、記録部２４の下方であって搬送路４２を挟んで記録部２４と対向する位置には、記録用紙２１を水平に保持、つまり支持するためのプラテン３０が設けられている。記録ヘッド２９は、左右方向９および前後方向８に沿った方向にインクを吐出するノズルが並べられている。記録ヘッド２９は、左右方向９への往復動過程において、インクカートリッジ（不図示）から供給されたインクを、ノズルからプラテン３０上を搬送される記録用紙２１に吐出する。これにより、搬送路４２を搬送される記録用紙２１に画像が記録される。

また、キャリッジ２８及び第２キャリッジガイド５２に光学式のリニアエンコーダ６４（図５）が設けられている。リニアエンコーダ６４は、移動量の基準となるスケールとスケールを読み取る光学式のリードヘッドとを有している。リードヘッドがキャリッジ２８に搭載され、スケールが左右方向９に沿って第２キャリッジガイド５２に設けられている。リニアエンコーダ６４は、キャリッジ２８の移動に基づく信号を発する。

［制御部５４］
制御部５４は、複合機１０の動作に必要な各種のプログラムやデータが記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、一時的なデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＯＭからＲＡＭへプログラムをロードして実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などを備えたマイクロコンピュータである。制御部５４は、給送用モータ制御部７６、搬送用モータ制御部７７、ＣＲモータ制御部７８、及び電磁石制御部７９に機能的に分割される。

給送用モータ制御部７６は、給送用モータ駆動回路７３を介して、給送用モータ６５を制御するものである。ユーザにより画像記録の指示が行われた場合、給送用モータ制御部７６は、給送用モータ６５を所定量だけ回転させる。給送用モータ６５の回転は給紙ローラ２５へ駆動伝達され、トレイ２０から記録用紙２１が搬送路４２へ供給される。ロータリエンコーダ８５は、給送用モータ６５の回転に基づく信号を発する。制御部５４は、ロータリエンコーダ８５が発した信号をフィードバックし、給送用モータ制御部７６の制御に使用する。

搬送用モータ制御部７７は、搬送用モータ駆動回路７４を介して、搬送用モータ６６を制御するものである。搬送用モータ６６の回転は、第１搬送ローラ３１、第２搬送ローラ３４、及び第３搬送ローラ３７へ駆動伝達される。ロータリエンコーダ５３は、搬送用モータ６６、の回転に基づく信号を発する。制御部５４は、ロータリエンコーダ５３が発した信号をフィードバックし、搬送用モータ制御部７７及びＣＲモータ制御部７８の制御に使用する。ここで、搬送用モータ制御部７７、搬送用モータ駆動回路７４、搬送用モータ６６、および各搬送ローラが本発明の搬送部の一例である。

ＣＲモータ制御部７８は、ＣＲモータ駆動回路７５を介して、ＣＲモータ５７を制御するものである。ＣＲモータ制御部７８は、キャリッジ２８の速度、加速度の目標値を決定する目標指令部６７を有している。目標指令部６７は、キャリッジ２８の速度を決定する速度指令部６８と、加速度を決定する加速度指令部６９と、を有している。

速度指令部６８は、画像記録の各時点におけるキャリッジ２８の目標速度を決定する。たとえば、記録ヘッド２９が画像記録のためのインクの吐出を行う時に必要なキャリッジ２８の速度を基準として、キャリッジ２８の移動を開始してから停止するまでの各時点における目標速度を規定する目標速度軌跡を速度指令部６８は記憶している。そして、速度指令部６８は、目標速度軌跡に基づいて各時点における目標速度を算出する。同様に、キャリッジ２８の移動を開始してから停止するまでの各時点における目標加速度を規定する目標加速度軌跡を加速度指令部６９は記憶している。そして、加速度指令部６９は、目標加速度軌跡に基づき、各時点におけるキャリッジ２８の目標加速度を算出する。キャリッジ２８の実際の移動量と速度と加速度とは、リニアエンコーダ６４が発する信号に基づいて、制御部５４によって検出される。ＣＲモータ制御部７８は、検出される速度と目標速度の偏差、および、検出される加速度と目標加速度との偏差、をゼロとするよう、各時点におけるＣＲモータ５７への操作量を演算する、フィードバック制御を行う。そして、ＣＲモータ制御部７８は、ＣＲモータ駆動回路７５を介して、決定した操作量に応じた電流をＣＲモータ５７に供給することで、ＣＲモータ５７を制御する。

電磁石制御部７９は、電磁石駆動回路６２を介して、電磁石６１に流れる電流を制御するものである。電磁石６１に流れる電流値によって、第１当接部５８の第１キャリッジガイド５１に対する吸引力が変化する。吸引力が変化することで、キャリッジ２８の移動時における両者の間の動摩擦力が変化する。動摩擦力を適正な値に制御することで、移動時におけるキャリッジ２８の傾きが防止される。詳細については後述される。電磁石制御部７９、電磁石駆動回路６２、及び電磁石６１を合わせたものが、本発明の摩擦力調整部の一例である。

制御部５４は、加速度指令部６９が決定する加速度の目標値、及び後述される温度センサ７０から判断される温度と、電磁石６１に流す電流値と、を対応付けた電流軌跡（本発明の電流プロファイルの一例）を記憶している。電磁石制御部７９は、電流軌跡に基づいて、電磁石６１に流す電流値を演算する。なお、ＣＲモータ制御部７８の操作量の演算と、電磁石制御部７９の電流値の演算と、は、一連の制御として所定周期ごとに行われるものである。そのため、ＣＲモータ５７へ供給される電流値の決定と、電磁石６１に供給される電流値の決定とは、ほぼ同時に連続して行われる。

［温度センサ７０］
キャリッジ２８の周辺には温度センサ７０（本発明のセンサ部の一例）が設けられている。温度センサ７０は、プリンタ部１１の環境温度に基づく信号を出力するものである。温度センサ７０は、電磁石制御部７９と電気的に接続されている。各当接部とキャリッジ２８との動摩擦力は温度によって変動する。電磁石制御部７９は、温度による動摩擦力の変動を考慮して、電磁石６１に流す電流値を補正する。なお、温度センサ７０は、第１キャリッジガイド５１又は第２キャリッジガイド５２と接触するように設けられていてもよいし、キャリッジ２８に搭載されていてもよい。また、第１キャリッジガイド５１、第２キャリッジガイド５２、及びキャリッジ２８から離間された位置に設けられていてもよい。

［キャリッジ２８の移動制御］
以下、キャリッジ２８の移動時に電磁石制御部７９が行う制御が説明される。図６（Ａ）は、キャリッジ２８を下側から観察した状態を示している。Ｇは、記録ヘッド２９を搭載した状態におけるキャリッジ２８の重心である。重心Ｇは、記録ヘッド２９がインクを吐出するノズルが形成されたノズル面４４に位置している。図６（Ｂ）は、キャリッジ２８が右向きへ加速度αで等加速度運動をしている状態を示している。記録ヘッド２９に作用する力が矢印によって示されている。

ここで、Ｆｂは、連結部５６がタイミングベルト５５から受ける駆動力である。Ｆ１は、第１当接部５８が第１キャリッジガイド５１から受ける動摩擦力である。Ｆ２は、第２当接部５９が第２キャリッジガイド５２から受ける動摩擦力である。Ｆ３は、第３当接部６０が第２キャリッジガイド５２から受ける動摩擦力である。また、ｘｂ，ｘ１，ｘ２，ｘ３は、それぞれ、重心Ｇから各々の力の作用点までの前後方向８の距離である。なお、図５（Ｂ）に示される力及び加速度は、矢印が向かう向きに対して正の値である。ここで、距離ｘ１が本発明の第１距離、距離ｘ２が本発明の第２距離、距離ｘｂが本発明の第３距離の一例である。

ここで、左右方向９における力の関係式は以下の式によって表わされる。

［図６における力の関係式］
ｍ×α＝Ｆｂ−（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３）

また、前後方向８及び左右方向９に沿った平面上でキャリッジ２８が回転しないためには、重心Ｇを回転中心とした力のモーメントの大きさが０になる必要がある。当該条件に基づく関係式（以下、力のモーメントの関係式とする。）は以下の通りである。

［図６における力のモーメントの関係式］
０＝（Ｆｂ×ｘｂ+Ｆ１×ｘ１）−（Ｆ２×ｘ２＋Ｆ３×ｘ３）

以上の２式をＦ１，Ｆｂについて解くと以下の通りとなる。

［図６におけるＦ１］
Ｆ１＝（Ｆ２×ｘ２＋Ｆ３×ｘ３−ｍ×α×ｘｂ−Ｆ２×ｘｂ−Ｆ３×ｘｂ）／（ｘｂ＋ｘ１）

［図６におけるＦｂ］
Ｆｂ＝（Ｆ２×ｘ２＋Ｆ３×ｘ３＋ｍ×α×ｘ１＋Ｆ２×ｘ１＋Ｆ３×ｘ１）／（ｘｂ＋ｘ１）

また、キャリッジ２８の減速時（加速度αの矢印の向きが図６と反対の場合）及び定速時において、重心Ｇを回転中心とした力のモーメントの大きさが０となるための動摩擦力Ｆ１の値は以下の通りとなる。

［キャリッジ２８が減速している時の動摩擦力Ｆ１］
Ｆ１＝（Ｆ２×ｘ２＋Ｆ３×ｘ３−ｍ×α×ｘｂ−Ｆ２×ｘｂ−Ｆ３×ｘｂ）／（ｘｂ＋ｘ１）

［キャリッジ２８が定速時の動摩擦力Ｆ１］
Ｆ１＝（Ｆ２×ｘ２＋Ｆ３×ｘ３−ｍ×α×ｘｂ−Ｆ２×ｘｂ−Ｆ３×ｘｂ）／（ｘｂ＋ｘ１）

以上より、減速時の動摩擦力Ｆ１は、加速時の動摩擦力Ｆ１について加速度αの項の正負を逆にしたものである。また、定速時の動摩擦力Ｆ１は、加速時の動摩擦力Ｆ１から加速度αの項を消去したものである。

以下、動摩擦力Ｆ１と電磁石６１に流される電流Ｉとの関係が説明される。摩擦力の公式より、Ｆ１＝μｃ×Ｎとなる。μｃは、第１当接部５８と第１キャリッジガイド５１との間の動摩擦係数である。Ｎは、第１当接部と第１キャリッジガイド５１とが当接する力であり、Ｎ＝Ｎｂ＋Ｎｍとなる。Ｎｂは、電磁石６１による吸引力、Ｎｍは、キャリッジ２８の自重によって作用する力である。

また、磁石の吸引力の公式よりＮｂ＝Ｂ^２×Ｓ／（２×μｆ）となる。ただし、Ｂは、電磁石６１による磁束密度、μｆは、第１キャリッジガイド５１の透磁率である。また、Ｂ＝μｆ×ｎ×Ｉであり、ｎは、電磁石６１におけるコイルの巻き数、電流Ｉは、電磁石６１に流される電流である。以上より、動摩擦力Ｆ１の値は以下の通りとなる。

［電磁石６１の吸引力及びキャリッジ２８の自重に基づく動摩擦力Ｆ１］
Ｆ１＝μｃ×μｆ×（ｎ×Ｉ）^２×Ｓ／２＋μｃ×Ｎｍ

この式と、前述した加速度αを含むＦ１の式と、に基づいて、動摩擦力Ｆ１を得るために必要な電磁石６１に供給する電流Ｉの値が決定される。キャリッジの加速度αの目標値である加速度軌跡は、あらかじめ決定されているため、その加速度軌跡に基づいて、電流軌跡も各時点における電流値を規定する軌跡として、記憶される。また、温度によって動摩擦係数が変化するため、動摩擦力Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の値も変化する。従って、電磁石制御部７９は、温度センサ７０からの信号に基づいて、動摩擦力Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の値を変更して電流軌跡を補正する。この、記憶および補正された電流軌跡に基づいて、電磁石制御部７９は、各時点での電磁石６１へ供給する電流値を決定し、電磁石駆動回路６２を通じて電磁石６１に動摩擦力Ｆ１に対応する電流を調整して供給する。

図７は、各時間におけるキャリッジ２８の加速度、及び電磁石制御部７９が電磁石６１に供給する電流Ｉを示している。時間Ｔ＝Ｔ０からＴ１の間、キャリッジ２８は右側へ等加速度運動をしている。すなわち、Ｔ０からＴ１の間、キャリッジ２８は主走査方向に加速した状態である。この時の電流Ｉは基準電流Ｉ０よりも小さい。時間Ｔ＝Ｔ１からＴ２の間、キャリッジ２８は主走査方向に等速運動をしている。この時の電流Ｉは基準電流Ｉ０となる。時間Ｔ＝Ｔ２からＴ３の間、キャリッジ２８は主走査方向に移動しながら減速した状態である。すなわち、タイミングベルト５５による力Ｆｂが左向きへ作用している。この時の電流Ｉは基準電流Ｉ０よりも大きい。つまり、キャリッジ２８が定速状態にあるときの基準電流Ｉ０を基準として、キャリッジ２８の加速度が大きくなるほど電流Ｉは大きくなり、キャリッジ２８の加速度が小さくなるほど（減速方向へ大きくなるほど）電流Ｉは小さくなる。ただし、キャリッジ２８が停止しているときは、電磁石６１に電流が供給されていなくてもよい。

［実施形態の作用効果］
本実施形態によると、タイミングベルト５５によるキャリッジ２８の駆動力が変更されるのとほぼ同時に、第１キャリッジガイド５１と第１当接部５８との間に作用する動摩擦力が調整されるため、キャリッジ２８を姿勢変化させる回転モーメントの発生を抑制することができる。

また、キャリッジ２８の加速度の目標値及び温度からテーブルが参照されて、電磁石６１に流される電流値が決定されるため、電磁石制御部７９による演算のステップ数を削減され、キャリッジ２８を姿勢変化させる回転モーメントの発生をさらに早期に抑制することができる。

また、温度センサ７０が検出した温度によって、各当接部における動摩擦係数及び摩擦力が補正されるため、電磁石６１による吸引力をより適正な値に制御することができる。

また、電磁石６１によって摩擦力が変更される構成は、安価に実現され、動摩擦力の制御も容易である。

また、電磁石６１に流される適正な電流値は、各種のパラメタに基づいて容易に算出されるため、キャリッジ２８周辺の仕様変更に伴う制御部５４のプログラムの変更が容易である。

また、本実施形態においては、副走査方向においてキャリッジ２８の重心Ｇを挟んだ両側にキャリッジガイドと当接する当接部を配置し、タイミングベルト５５がキャリッジ２８と連結する連結部５６と重心Ｇを挟んだ反対側の当接部の動摩擦力を変更する構成とした。これにより、キャリッジ２８の加速状態においては、定速状態よりも電磁石６１に供給する電流値が小さくなり、キャリッジ２８の減速状態においては、定速状態よりも電磁石６１に供給する電流値が大きくなる。キャリッジ２８の加速時には、ＣＲモータ５７に供給する電流値が大きくなるため、本構成のように電磁石６１に供給する電流値が小さいほうが、電源容量が小さくて済む。

［変形例１］
上述された実施形態の変形例が以下に説明される。図８（Ａ）に示されるように、キャリッジ２８は、上下方向７、即ち鉛直方向に往復動しながら記録用紙２１に画像を記録するものであってもよい。このような構成では、記録ヘッド２９のノズルは左右方向９のいずれか（図８の例では左側）を向けられている。記録用紙２１は、表裏面が上下方向７及び前後方向８に沿った状態で前方に向けて搬送される。

図８（Ｂ）は、キャリッジ２８が上向きへ加速度αで等加速度運動をしている状態を示している。動摩擦力Ｆｂ，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３、及び距離ｘｂ，ｘ１，ｘ２，ｘ３は、上述された実施形態と同様に定義される。ただし、本変形例では、キャリッジ２８の自重によって重心Ｇから下向きに作用する力ｍ×ｇが追加されている。ｍはキャリッジ２８の質量、ｇは重力加速度である。

ここで、上下方向９における力の関係式は以下の式によって表わされる。

［図８における力の関係式］
ｍ×α＝Ｆｂ−（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋ｍ×ｇ）

また、上下方向７及び前後方向８に沿った平面上での回転を考慮した力のモーメントの関係式は以下の通りである。

［図８における力のモーメントの関係式］
０＝（Ｆｂ×ｘｂ+Ｆ１×ｘ１）−（Ｆ２×ｘ２＋Ｆ３×ｘ３）

以上の２式をＦ１，Ｆｂについて解くと以下の通りとなる。

［図８における動摩擦力］
Ｆ１＝（Ｆ２×ｘ２＋Ｆ３×ｘ３−ｍ×α×ｘｂ−ｍ×ｇ×ｘｂ−Ｆ２×ｘｂ−Ｆ３×ｘｂ）／（ｘｂ＋ｘ１）

［図８におけるＦｂ］
Ｆｂ＝（Ｆ２×ｘ２＋Ｆ３×ｘ３＋ｍ×α×ｘ１＋ｍ×ｇ×ｘ１＋Ｆ２×ｘ１＋Ｆ３×ｘ１）／（ｘｂ＋ｘ１）

図９（Ａ）は、キャリッジ２８が上向きに移動し、Ｆｂが下向きに作用している（減速している）時に各部に作用する力を示している。図９（Ｂ）は、キャリッジ２８が下向きに移動し、Ｆｂが下向きに作用している（加速している）時に各部に作用する力を示している。図９（Ｃ）は、キャリッジ２８が下向きに移動し、Ｆｂが上向きに作用している（減速している）時に各部に作用する力を示している。図中の符号Ｄは、キャリッジ２８の移動の向きを示している。各状況下での上下方向９における力の関係式、及び力のモーメントの関係式は以下の通りである。

［図９（Ａ）における力の関係式］
−ｍ×α＝−Ｆｂ−Ｆ１−Ｆ２−Ｆ３−ｍ×ｇ

［図９（Ａ）における力のモーメントの関係式］
０＝Ｆ１×ｘ１−（Ｆｂ×ｘｂ＋Ｆ２×ｘ２＋Ｆ３×ｘ３）

［図９（Ｂ）における力の関係式］
ｍ×α＝Ｆｂ＋ｍ×ｇ−（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３）

［図９（Ｂ）における力のモーメントの関係式］
０＝（Ｆｂ×ｘｂ＋Ｆ１×ｘ１）−（Ｆ２×ｘ２＋Ｆ３×ｘ３）

［図９（Ｃ）における力の関係式］
−ｍ×α＝−Ｆｂ−Ｆ１−Ｆ２−Ｆ３＋ｍ×ｇ

［図９（Ｃ）における力のモーメントの関係式］
０＝Ｆ１×ｘ１−（Ｆｂ×ｘｂ＋Ｆ２×ｘ２＋Ｆ３×ｘ３）

各状況における力の関係式及び力のモーメントの関係式から、動摩擦力Ｆ１，Ｆｂをそれぞれ算出することができる。電磁石制御部７９が、上式および加速度αの目標値に基づき、動摩擦力に対応する電流値を電磁石６１へ供給する点、及びＣＲモータ制御部７８が、加速度αの目標値に基づき、Ｆｂに対応する電流値をＣＲモータ５７へ供給する点は、上述された実施形態と同様である。

［変形例２］
図１０（Ａ），（Ｂ）に示されるように、キャリッジ２８を支持する部材として、第２キャリッジガイド５２の代わりにシャフト７１が使用されてもよい。シャフト７１は、上下方向７に沿って延びる棒状であり、キャリッジ２８の支持部７２（本発明の第２当接部の一例）によって周囲を囲饒されている。キャリッジ２８は、上述された変形例１と同様にして上下方向９に往復動する。その際、支持部７２がシャフト７１の外周面に対して摺動する。

図１０（Ｃ）は、キャリッジ２８が上向きに移動し、Ｆｂが上向きに作用している（加速している）時に各部に作用する力を示している。動摩擦力Ｆ２は支持部７２がシャフト７１から受ける動摩擦力である。上下方向９における力の関係式、及び力のモーメントの関係式は以下の通りである。

［図１０における力の関係式］
ｍ×α＝−Ｆｂ−Ｆ１−Ｆ２−ｍ×ｇ

［図１０における力のモーメントの関係式］
０＝Ｆ１×ｘ１−（Ｆｂ×ｘｂ＋Ｆ２×ｘ２）

力の関係式及び力のモーメントの関係式から、動摩擦力Ｆ１，Ｆｂをそれぞれ算出することができる。本変形例では、本変形例では、キャリッジ２８が動摩擦力を受ける部位が第１当接部５８及び支持部７２の２か所だけである。このような構成においても上述された実施形態及び変形例１と同様の効果を奏することができる。

［その他の変形例］
上述された実施形態において、第１当接部５８が受ける動摩擦力を変更するために電磁石６１が使用されたが、動摩擦力の変更にはこれとは異なる方法が用いられてもよい。例えば、第１当接部５８は、モータなどによって駆動されて、第１キャリッジガイド５１を押圧する側へ移動自在な当接部材を有していてもよい。キャリッジ２８の加速度に応じて当接部材が第１キャリッジガイド５１を押圧する力が制御されてもよい。

あるいは、第１当接部５８は、モータなどと接続されて回転抵抗を変更可能な摺動ローラを有していてもよい。摺動ローラは、キャリッジ２８の移動に伴って第１キャリッジガイド５１に対して摺動しながら回転する。キャリッジ２８の加速度に応じて摺動ローラの回転抵抗が制御されてもよい。

あるいは、将来的に電圧の印加によって摩擦係数を変更可能な材料が開発された場合、そのような材料が第１当接部５８と第１キャリッジガイド５１との間に用いられてもよい。

また、上述された実施形態及び変形例では、キャリッジ２８が計３箇所において第１キャリッジガイド５１及び第２キャリッジガイド５２と当接していた。しかし、キャリッジ２８は、キャリッジをガイドする部材と当接する４つ以上の当接部を有していてもよい。また、変形例２で示されたように、当接部は、キャリッジ２８の重心を挟んで２つあればよい。また、キャリッジ２８の重心Ｇを挟んだ２つの当接部にそれぞれ独立して制御可能な電磁石６１が設けられていてもよい。また、キャリッジ２８をガイドする部材は、必ずしも第１キャリッジガイド５１及び第２キャリッジガイド５２のように複数の部材である必要はない。

また、電磁石制御部７９は、キャリッジ２８の駆動中の各時点における電流軌跡をあらかじめ記憶しており、その電流軌跡は、あらかじめ定められた目標加速度軌跡に基づいて決定されたものを用いていた。しかしながら、電磁石制御部７９は、目標加速度ではなく、実際のキャリッジ２８の加速度を用いて電流値を決定してもよい。すなわち、リニアエンコーダ６４からの信号に基づいて検出されるキャリッジ２８の実際の加速度を変数とした電流軌跡を電磁石制御部７９は記憶しており、その電流軌跡に検出される加速度を入力することで、電磁石６１に供給する電流値を決定するよう構成してもよい。ただし、目標加速度軌跡に基づいて電磁石制御部７９への電流値を決定するほうが、よりキャリッジ２８の傾きの抑制に効果的である。

８・・・前後方向（副走査方向）
９・・・左右方向（主走査方向）
２１・・・記録用紙（シート）
２９・・・記録ヘッド
３３・・・第１ローラ対（搬送部）
３６・・・第２ローラ対（搬送部）
３９・・・第３ローラ対（搬送部）
５１・・・第１キャリッジガイド（ガイド部材）
５２・・・第２キャリッジガイド（ガイド部材）
５４・・・電磁石制御部（摩擦力調整部）
５５・・・タイミングベルト（駆動部）
５６・・・連結部
５７・・・ＣＲモータ（モータ、駆動部）
５８・・・第１当接部
５９・・・第２当接部
６１・・・電磁石（摩擦力調整部）
６２・・・電磁石駆動回路（摩擦力調整部）
７０・・・温度センサ（センサ）
７１・・・シャフト（ガイド部材）
７２・・・支持部（第２当接部）

Claims (10)

1. 主走査方向へ移動するキャリッジと、
   上記キャリッジに搭載され、シートに画像を記録する記録ヘッドと、
   モータを有しており、上記キャリッジが移動する駆動力を与える駆動部と、
   上記キャリッジを上記主走査方向へ案内するガイド部材と、
   上記キャリッジに設けられ、上記ガイド部材と当接する第１当接部と、
   上記キャリッジの重心を挟んで上記第１当接部と反対側に設けられ、上記ガイド部材と当接する第２当接部と、
   上記キャリッジの加速度に応じて、上記ガイド部材と上記第１当接部との間に作用する動摩擦力を調整する摩擦力調整部と、を備える画像記録装置。
2. 上記摩擦力調整部は、上記ガイド部材に対する上記第１当接部の押圧力を調整する請求項１に記載の画像記録装置。
3. 上記摩擦力調整部は、上記キャリッジの上記主走査方向への移動における加速度の目標値を示す情報に基づき、上記ガイド部材と上記第１当接部との間に作用する動摩擦力を調整する請求項１又は２に記載の画像記録装置。
4. 上記摩擦力調整部は、上記ガイド部材と上記第１当接部とを引き合わせる磁力を生じさせる電磁石を有し、上記磁力を変化させて、上記ガイド部材に対する上記第１当接部の押圧力を調整する請求項１から３のいずれかに記載の画像記録装置。
5. 上記摩擦力調整部は、上記キャリッジの上記主走査方向への移動において上記電磁石に供給する電流の値を示す電流プロファイルを記憶しており、
   上記電流プロファイルは、上記キャリッジの移動における加速度の目標値を示す情報と対応付けられている請求項４に記載の画像記録装置。
6. 上記キャリッジは、上記駆動部と連結された連結部を有し、
   上記摩擦力調整部は、少なくとも、
   上記主走査方向と直交する副走査方向における、上記キャリッジの重心から上記第１当接部までの上記副走査方向の距離である第１距離と、
   上記重心から上記第２当接部までの上記副走査方向の距離である第２距離と、
   上記重心から上記連結部までの上記副走査方向の距離である第３距離と、
   上記第２当接部と上記ガイド部材との間に作用する摩擦力と、
   上記記録ヘッドを搭載した上記キャリッジの質量と、上記キャリッジの加速度と、に基づいて、上記ガイド部材と上記第１当接部との間に作用する動摩擦力を調整する請求項１から５のいずれかに記載の画像記録装置。
7. 上記ガイド部材周辺の温度に基づく温度信号を出力するセンサ部をさらに備え、
   上記摩擦力調整部は、上記温度信号から算出される上記ガイド部材と上記第１当接部との間の動摩擦係数の補正値を、上記ガイド部材と上記第１当接部との間に作用する動摩擦力の調整に反映させる請求項１から６のいずれかに記載の画像記録装置。
8. 上記摩擦力調整部は、上記温度信号から算出される上記ガイド部材と上記第２当接部との間に作用する動摩擦力の補正値を、上記ガイド部材と上記第１当接部との間に作用する動摩擦力の調整に反映させる請求項１から７のいずれかに記載の画像記録装置。
9. 上記主走査方向が鉛直方向であり、
   上記摩擦力調整部は、上記キャリッジに作用する重力を、上記ガイド部材と上記第１当接部との間に作用する動摩擦力の調整に反映させる請求項１から８のいずれかに記載の画像記録装置。
10. 搬送方向に沿ってシートを搬送する搬送部と、
    上記搬送向きと交差する主走査方向へ移動するキャリッジと、
    上記キャリッジに搭載され、シートに画像を記録する記録ヘッドと、
    モータを有し、上記キャリッジが移動するための駆動力を与える駆動部と、
    上記キャリッジを上記主走査方向へ案内するガイド部材と、
    上記キャリッジと上記当接部との間の動摩擦力を調整する摩擦力調整部と、
    を備え、
    上記キャリッジは、
    上記駆動部に連結される連結部と、
    上記キャリッジの重心を挟んで、上記搬送方向における上記連結部と反対側に設けられており、上記キャリッジが移動する際、上記ガイド部材と当接する第１当接部と、
    上記重心よりも上記搬送方向における上記連結部側に設けられており、上記キャリッジが移動する際、上記ガイド部材と当接する第２当接部と、を有し、
    上記摩擦力調整部は、上記ガイド部材と上記第１当接部とを引き合わせる磁力を生じさせる電磁石を有し、上記キャリッジの加速度に応じて、上記電磁石に供給する電流値を調整する画像記録装置。

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