JP2014168885A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトを掛け回す２つのプーリの相対位置を認識可能にして、ベルトにかかるテンションを一定とする。
【解決手段】主走査方向に延在するステーの一側に位置固定される駆動プーリと、他側に配置された従動プーリと、両プーリ間に掛け回され、キャリッジに繋がれたベルトとを備えたキャリッジ走査移動機構において、従動プーリを保持する第１ホルダが、ステーに対して主走査方向に変位可能に連結され、第１ホルダを主走査方向における駆動プーリと反対側へ押圧するスプリングを、第１ホルダとの間に介在させる第２ホルダがステーに固定され、スプリングの第１ホルダに対する押圧力が可変であり、第１ホルダ、第２ホルダには、主走査方向における相対位置確認用の部位が夫々備えられ、スプリングの押圧力を調整する際に、両者の相対位置を前記部位の相対位置関係から認識する。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの機能を併せ持った複合機等の画像形成装置に関し、特にインク滴を吐出する記録ヘッドを主走査方向に移動するベルト駆動方式の主走査移動機構を備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置として、インクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置には、ライン型記録装置とシリアル型記録装置とがある。そのうち、シリアル型記録装置は、記録ヘッドをキャリッジに搭載し、このキャリッジを主走査移動機構によって主走査方向に移動させ、用紙を副走査方向に間欠的に移動させながら記録ヘッドよりインク滴を用紙に吐出して画像形成する。

ここで、キャリッジ／記録ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構として、主走査モータで駆動される駆動プーリと従動プーリ間に架け渡されたタイミングベルト（歯付きベルト）を介してキャリッジを主走査方向に往復移動させる方式が採用されている。

このようなベルト駆動方式のキャリッジ主走査方向駆動機構においては、キャリッジを安定して移動走査するために、タイミングベルトに対して一定のテンションをかける必要があり、様々な構成が提案され、実用に供されている。

そして、広幅のＩＪプリンタでは駆動伝達用のベルト長が長くなり、これを無端ベルトで対応しようとすると、その型が大きくなりコスト高の傾向があり、コストを抑えるために有端ベルトで長さ管理を行うことが多い。しかしながら、有端ベルトでは、歯数又は全長でのベルト管理が困難である。

ところで、近年、インクジェット記録装置においてはカラー画質の向上を目的に記録液の色数が増える傾向にあり、キャリッジに搭載する記録液のカートリッジの重量が重くなるとともにキャリッジ自体の重量も重くなっている。その結果、記録ヘッドを含めたキャリッジの総重量が増大しており、タイミングベルトにかかる負荷が大きくなっている。

そのため、特にタイミングベルトでキャリッジを押す方向にキャリッジを走査するとき、従動プーリが駆動プーリ側に移動してタイミングベルトが撓み、タイミングベルトと駆動プーリとの歯の噛み合いが外れる所謂歯飛び現象が発生することがある。これをジャンピング現象ともいうが、このような現象のために安定したキャリッジ走査を行うことができないという不都合が生じている。

この場合、タイミングベルトにかけるテンションを大きくすれば歯飛びを抑制することができるが、タイミングベルトのテンションを大きくすることは、ただでさえキャリッジの総重量の増加によって増大している主走査モータの負荷を一層増大させることになる。それによって、主走査モータのトルク不足や耐久性の悪化を生じることにもなる。もちろん、主走査モータとして高トルク出力のものを使用すれば対応することができるが、これではコストの増大になる。

そこで、タイミングベルトの歯飛び現象を防止するため、例えば、特許文献１に開示された提案がある。特許文献１に開示されたベルトテンション機構は、ベルトを付勢するテンションプーリを回転自在に保持する第１プーリホルダと、第１プーリホルダを介してテンションプーリに所定の付勢力を付与する第１のテンションバネとを備えている。更に、同機構は、第１のテンションバネの反力を受け位置調節可能に支持された第２のプーリホルダと、第２のプーリホルダを第１のテンションバネに所定の付勢力を発生させる位置において固定する固定手段も備える。そして、第１のテンションバネのバネ定数は第２のテンションバネのバネ定数よりも大きくなっている。

しかし、特許文献１に開示される構成は、キャリッジの移動走査時での歯飛びを防ぐことを目的に、押圧力の異なる２個のバネを用いてベルトの張力を大幅に低減するものである。そのため、キャリッジ走査機構を装置本体に組み付ける過程においては細かいテンションの管理が困難であるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ベルト駆動方式のキャリッジ主走査方向駆動機構においてベルトを掛け回す駆動プーリと従動プーリの相対位置を認識可能にして、ベルトにかかるテンションを一定にすることを課題とする。

上記課題は、インク滴を吐出する少なくとも１つの記録ヘッドを保持するキャリッジを主走査方向に移動可能なキャリッジ走査移動機構であって、主走査方向に延在するガイドステーの一方の側に位置固定され付設の駆動源により駆動される駆動プーリと、前記ガイドステーの他方の側に配置された従動プーリと、駆動プーリと従動プーリの間に掛け回され、前記キャリッジに繋がれたベルトとを備え、前記従動プーリを保持する第１ホルダが、前記ガイドステーに対して主走査方向に変位可能に連結されていて、前記第１ホルダを主走査方向における前記駆動プーリと反対側へ押圧するテンションスプリングを前記第１ホルダとの間に介在させる第２ホルダが、前記ガイドステーに固定されていて、前記テンションスプリングの前記第１ホルダに対する押圧力が可変に構成されていて、前記第１ホルダと前記第２ホルダには、主走査方向における相対位置確認のための部位が夫々備えられており、前記テンションスプリングの押圧力を調整することで前記ベルトに所望のテンションをかける際に、主走査方向に変位する前記第１ホルダと前記第２ホルダの相対位置を前記部位の相対位置関係から認識することによって、解決される。

本発明によれば、ベルトにテンションをかけるテンションスプリングの潰れ状態を、２つのホルダの相対位置から視覚的に確認でき、それによってベルトに製品ばらつきがあってもベルトに一定のテンションをかけることが保証される。

インクジェット記録装置の全体構成を示す概略斜視図である。 インクジェット記録装置のキャリッジ走査移動機構部の概略斜視図である。 ガイドステーの従動プーリ側の平面図である。 加圧バネの介在位置を示す第１ホルダと第２ホルダの側面図である。 引き寄せ機構が第２ホルダと装置本体とに橋渡される状態を示す図である。 第２ホルダの斜視図である。 第２ホルダの斜視図である。 変形例に係る第１ホルダの斜視図である。 図８の第１ホルダを採用する場合の図３に対応する平面図である。

先ず、本発明に係る画像形成装置としてインクジェット記録装置の一例を、図１及び図２を参照して説明する。なお、図１はインクジェット記録装置の全体構成を示す概念斜視図、図２は本発明に係るキャリッジ走査移動機構の概念斜視図である。

このインクジェット記録装置は、シリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体１と、装置本体１を支持する支持台２とを備えている。装置本体１の内部には、不図示の両側板にガイド部材たるガイドロッド３及びガイドステー４が掛け渡され、これらガイドロッド３及びガイドステー４にキャリッジ５が矢示Ａ方向に移動可能に保持されている。

キャリッジ５には、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドから成る記録ヘッド６が搭載されている。各記録ヘッド６には図示しないが、各記録ヘッドにインクを供給するヘッドタンクが一体的に備えられている。

そして、キャリッジ５を移動走査する主走査移動機構１０は、駆動モータ１１と、駆動モータ１１によって回転駆動される駆動プーリ１２と、主走査方向他方側に配置された従動プーリ１３と、両プーリ間に掛け回されたタイミングベルト１４とを備えている。付設の駆動源である駆動モータ１１は、本体ステーであるガイドステー４における主走査方向の一方側に位置固定されており、タイミングベルト１４は有端の牽引部材である。従動プーリ１３は、ここでは不図示のテンションスプリングによって外方（駆動プーリ１２に対して離れる方向）にテンションがかけられており、その結果、テンションスプリングによってベルトにテンションがかけられることになる。ここで、タイミングベルト１４は内周面に歯状の凹凸を形成された歯付きベルト、駆動プーリ１２と従動プーリ１３はタイミングベルト１４の歯に噛み合う歯状の凹凸を形成された歯付きプーリとすることができる。

キャリッジ５における主走査領域のうち、記録領域では、ロール紙（以下、用紙という）２０が吸引搬送部７によってキャリッジ５の主走査方向と直交する方向（副走査方向、用紙搬送方向：矢示Ｂ方向）に間欠的に搬送される。

また、主走査領域のうち一方の端部側領域には、記録ヘッド６の維持回復を行う維持回復機構８が配置されている。更に、主走査領域のうち他方の端部側領域には、記録ヘッド６のヘッドタンクに不図示のインクチューブを介して供給する各色のインクを収容したメインタンクたるメインカートリッジ９が装置本体１に対して着脱自在に装着されている。

また、給紙手段２１には、用紙２０がセットされているが、幅方向のサイズが異なるロール紙がセット可能である。給紙手段２１から搬送された用紙２０は、装置後方から前方に向けて、不図示の搬送手段により記録領域へ搬送される。そして、キャリッジ５を主走査方向に移動し、用紙２０を間欠的に送りながら、記録ヘッド６を画像情報に応じて駆動してインク滴を吐出させることで、用紙２０上に所要の画像を形成する。更に、画像形成後の用紙２０は、所定の長さにカットされ、装置正面側に配置された不図示の排紙トレイへ排出される。

図３に、装置本体のガイドステー４と、従動プーリ１３を回転自在に保持する第１ホルダ３１と、第１ホルダ３１に保持された従動プーリ１３を駆動プーリ１２から離れる方向に加圧するための第２ホルダ３２の位置関係を示す。また図４に、第１ホルダ３１と第２ホルダ３２の位置関係を側面から示す。なお、図１に関連して説明したように、ガイドステー４の一方の端部には、駆動プーリ１２が保持されている。第１ホルダ３１はガイドステー４に、主走査方向に変位可能に連結される。変位可能にするために第１ホルダ３１には、図３の例の場合、３つの長穴３５が形成され、これら長穴３５を通してガイドステー４に対応して形成された固定ネジ穴４０（図５）に夫々ネジ３６を締めることで第１ホルダ３１がガイドステー４に固定される。

第２ホルダ３２にも、主走査方向に延びる長穴４１が形成され、この長穴４１を介してガイドステー４に形成された固定ネジ穴４０（図５）にネジ４２を締めることで第２ホルダ３２がガイドステー４に固定される。第２ホルダ３２は、図４に示すように、テンションスプリングである加圧バネ３８を、その先端を第１ホルダ３１の止め爪３１’に当接させるように、第１ホルダ３１との間に介在させて保持している。それによって、従動プーリ１３にテンションをかけている。加圧バネ３８を保持し第２ホルダ３２の側面のネジ穴に装着された調整ネジ３９を用いることで、加圧バネ３８の圧縮状態（潰れ量）を変えて、その押圧力を可変とすることができる。加圧バネ３８の潰れ量が変わることで、従動プーリ１３、したがってタイミングベルト１４のテンションを調整することができる。

また、第２ホルダ３２の、調整ネジ３９が嵌合した側面と逆側の側面（駆動プーリ１２が保持されるガイドステー４の端部とは逆側）には、図６に示すように、装置本体へ引き寄せるためのネジ穴４４が２つ形成されている。このネジ穴４４には、図７に示すように、装置本体の側板１５に取り付けられた引き寄せ機構４３の先端がネジ込まれて、引き寄せ機構４３が第２ホルダ３２と装置本体とに橋渡されている。引き寄せ機構４３のネジを回すことで、第２ホルダ３２を駆動プーリと反対側の装置本体の側板に引き寄せることができる。装置本体の側板に代えて、ガイドステー４の側片（図１左側におけるガイドステー端部の折れ曲がり部；図示せず）を利用することもできる。また、引き寄せネジに代えて、第２ホルダ３２と装置本体の側板あるいはガイドステー４の間にワイヤを延在させ、そのワイヤを引っ張って固定することで第２ホルダ３２を引き寄せるようにしてもよい。なお、ガイドステー４には、従動プーリ１３の軸部が嵌合するガイド溝（ガイド部）４５が形成されている。即ち、ガイドステーのガイド部が従動プーリを保持する第１ホルダと係合可能である。

そして、第１ホルダ３１、第２ホルダ３２、ガイドステー４には夫々、相互の位置関係を認識するために、相対位置確認部が設けられている。第１ホルダ３１の相対位置確認部４６は、主走査方向に対して垂直方向に２つ、例えば、ホルダ面板に形成された複数のスリット、あるいは面板上に貼付された等間隔の印であり、主走査方向に沿った辺に平行に、従動プーリ１３をまたいで存在する。一方、第２ホルダ３２やガイドステー４の相対位置確認部４７，４８は、例えば、第１ホルダ３１のスリット群若しくは等間隔印に対向する三角形マークである。図４，６から分かるように、第２ホルダ３２の相対位置確認部４７’は、第１ホルダ３１に向いた三角部片のようなものであってもよい。このような三角部片によれば、上面からだけでなく、側方斜め上からの第１ホルダ３１と第２ホルダ３２の相対位置確認が容易である。いずれにせよ、第１ホルダ３１の一つの同じ相対位置確認部を用いて、第２ホルダ３２、ガイドステー４夫々の相対位置確認部とで位置確認を行うので、第２ホルダ３２やガイドステー４との相対位置関係を同時に確認することができる。

以上のような構成において、第１ホルダ３１や第２ホルダ３２をガイドステー４へ組み付ける際の作業を説明する。先ず、ネジ３６を第１ホルダ３１の長穴３５を介してガイドステー４の固定ネジ穴４０にねじ込んで、従動プーリ１３を保持する第１ホルダ３１をガイドステー４に仮止めする。次いで、従動プーリ１３にタイミングベルト１４を巻回した上で、加圧バネ３８が第１ホルダ３１の止め爪３１’に加圧当接するようにして、ネジ４２によって第２ホルダ３２をガイドステー４に仮止めする。しかる後、第２ホルダ３２を装置本体の側板、あるいはガイドステー４の側片に引き寄せた上で第２ホルダ３２をガイドステー４にしっかり固定する。この時点で、加圧バネ３８が第１ホルダ３１、したがって従動プーリ１３を駆動プーリ１２と反対側へ押圧して、タイミングベルト１４に予備的なテンションをかけている。しかる後に、タイミングベルト１４に所望のテンションがかかるように、第２ホルダ３２の調整ネジ３９を調節して加圧バネ３８によって第１ホルダ３１を主走査方向に変位させて微妙なテンション調整を行う。タイミングベルト１４にテンションを与えるのは専ら加圧バネ３８であり、その潰れ量は、加圧バネ３８が接触する第１ホルダ３１と第２ホルダ３２の相対位置から認識することができ、それを相対位置確認部４６，４７によって知ることができる。その状態でネジ３６を固定ネジ穴４０に締め込むことで、第１ホルダ３１をガイドステー４にしっかり固定する。第１ホルダ３１の相対位置確認部４６と第２ホルダ３２の相対位置確認部４７、ガイドステー４の相対位置確認部４８とから、３者の相対位置も同時に確認することができる。

次に、相対位置確認部に関する発展型の変形例を説明する。図８に示す第１ホルダ３１は、図３の第１ホルダと異なり、主走査方向に沿った辺に平行に存在する相対位置確認部４６のほかに、主走査方向に直交する辺に平行に存在する第２の相対位置確認部４６’を有している。そして図９に示すように、四辺に相対位置確認部４６，４６’を有する第１ホルダ３１に対して、第２ホルダ３２やガイドステー４にも、主走査方向に直交する辺に平行に存在する第２の相対位置確認部４７’，４８’が備えられている。このように主走査方向に直交する向きでも相対位置を確認できるようにすることで、長穴３５，４１とネジ３６，４２の間の遊びによってガイドステー４に対して第１ホルダ３１や第２ホルダ３２が回転方向に僅かにずれる場合に、その修正が容易である。

４ ガイドステー
５ キャリッジ
１０ 走査移動機構
１２ 駆動プーリ
１３ 従動プーリ
１４ タイミングベルト
３１ 第１ホルダ
３２ 第２ホルダ
３８ テンションスプリング
４６，４７，４８ 相対位置確認部位

特開２００２−３４０１１６号公報

Claims (5)

1. インク滴を吐出する少なくとも１つの記録ヘッドを保持するキャリッジを主走査方向に移動可能なキャリッジ走査移動機構であって、
   主走査方向に延在するガイドステーの一方の側に位置固定され付設の駆動源により駆動される駆動プーリと、前記ガイドステーの他方の側に配置された従動プーリと、駆動プーリと従動プーリの間に掛け回され、前記キャリッジに繋がれたベルトとを備え、
   前記従動プーリを保持する第１ホルダが、前記ガイドステーに対して主走査方向に変位可能に連結されていること、
   前記第１ホルダを主走査方向における前記駆動プーリと反対側へ押圧するテンションスプリングを前記第１ホルダとの間に介在させる第２ホルダが、前記ガイドステーに固定されていること、
   前記テンションスプリングの前記第１ホルダに対する押圧力が可変に構成されていること、
   前記第１ホルダと前記第２ホルダには、主走査方向における相対位置確認のための部位が夫々備えられており、前記テンションスプリングの押圧力を調整することで前記ベルトに所望のテンションをかける際に、主走査方向に変位する前記第１ホルダと前記第２ホルダの相対位置を前記部位の相対位置関係から認識することを特徴とするキャリッジ走査移動機構。
2. 前記第１ホルダの相対位置確認のための部位が、主走査方向に対して垂直方向にて、保持した従動プーリをまたぐ位置と、これらと直交する位置に配置され、前記第２ホルダと前記ガイドステーの夫々の相対位置確認のための部位が、前記第１ホルダの相対位置確認のための部位に対応する領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のキャリッジ走査移動機構。
3. 前記第２ホルダも主走査方向に変位可能に構成され、前記駆動プーリと反対側へ引き寄せられて前記ガイドステーに固定されるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のキャリッジ走査移動機構。
4. 前記第１ホルダは前記本体ステーに配置されたガイド部と係合可能な構成を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のキャリッジ走査移動機構。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のキャリッジ走査移動機構を有する画像形成装置。

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