JP4387645B2 - 記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録ヘッドによって被記録媒体に記録を行う記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を有する記録装置、あるいはコンピュータやワードプロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステーションの出力機器として用いられる記録装置は、画像情報に基づいて用紙やプラスチック薄板等の被記録材（記録媒体）に画像を記録していくような構成を有する。このような記録装置は、記録方式によってインクジェット式、ワイヤドット式、サーマル式、レーザービーム式等に分けることができる。
【０００３】
被記録材の搬送方向（副走査方向）と交差する方向に主走査するシリアルスキャン方式を採るシリアルタイプの記録装置においては、被記録材に沿って移動するキャリッジ上に搭載した記録手段によって画像が記録（主走査）され、１行分の記録を終了した後に所定の送り量で被記録材の搬送（ピッチ搬送）が行なわれるという動作を繰り返されて、被記録材全体の記録が行なわれる。一方、被記録材の搬送方向の副走査のみで記録するラインタイプの記録装置においては、被記録材を所定の記録位置にセットし、一括して１行分の記録を行った後、所定の送り量で被記録材の搬送（ピッチ送り）を行ない、さらに、次の行の記録を一括して行なうという動作を繰り返すことによって、被記録材全体の記録が行なわれる。
【０００４】
上記の記録装置のうち、シリアルスキャン方式を用いたインクジェット式の記録装置（インクジェット記録装置）は、記録手段（記録ヘッド）から被記録材にインクを吐出して記録を行なうものであり、記録手段のコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で記録することができ、特別の処理を施さない普通紙に記録することができ、ランニングコストが低く、ノンインパクト方式であるため騒音が少なく、しかも多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
【０００５】
特に、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット式の記録手段（記録ヘッド）は、エッチング、蒸着、スパッタリング等の半導体製造プロセスを経て基板上に成膜された電気熱変換体、電極、液路壁、天板等を形成することにより、高密度の液路配置（吐出口配置）を有するものを容易に製造することができ、一層のコンパクト化を図ることができる。
【０００６】
近年、被記録材の材質に対する要求も多様となり、通常の被記録材である紙や樹脂薄板（ＯＨＰ等）等の他に、薄紙や加工紙（ファイリング用のパンチ孔付紙ミシン目付き紙、任意な形状の紙等）等への記録が要求されるようになってきた。
【０００７】
上記のインクジェット記録装置において、鮮明で高品位な記録結果を得るためには、シリアルスキャンの際にキャリッジの挙動を安定させることが非常に重要である。
【０００８】
シリアルスキャン方式の一般的なキャリッジ走査機構としては、キャリッジをガイドレールによって摺動自在に取り付けるとともに、一対の歯付きタイミングプーリに掛け回された歯付きベルトに係合し、歯付きタイミングプーリをモータで駆動することでキャリッジを往復走査させている。このようなベルトによる駆動方式では、キャリッジの駆動源であるモーターの振動によりベルトが震えたり、あるいは歯付きタイミングプーリーとベルトが噛み合うときに発生する振動によりベルトが震えたりする。この震えは、キャリッジが堅固に固定されていると、キャリッジに搭載されている記録ヘッドにまで伝達されることがある。また、キャリッジを走査する際の往復反転時や起動時に急激な速度変化によってキャリッジが振動することがある。これらは、キャリッジの挙動を不安定にするため、印字不良の原因となったり、またキャリッジに組み込まれている部品が共振するなどの騒音発生の原因となる。
【０００９】
このため、従来の構成においては、ベルトまたはこのベルトを保持する部材と、キャリッジとの間に、キャリッジの走査方向についての自由度が高くなるように弾性部材を配置して、キャリッジ反転時の振動、ベルトの噛み合い振動を減衰する構成が用いられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、キャリッジの走査方向についての自由度を高くしたために、駆動源であるモータとキャリッジとの位相ずれが大きくなり、その結果、以下のような問題が発生してしまう。
（１）キャリッジ走査のためにモータを起動した時のレスポンス低下
（２）キャリッジを駆動した際のキャリッジの振動
（３）キャリッジの停止位置ずれ
上記（１）〜（３）の問題は、キャリッジ動作の安定性を低下させるだけではなく、キャリッジ動作を安定させるためにキャリッジの走査速度を落とす必要が生じるので全記録時間（スループット）の低下も引き起こしてしまう。特に、近年のプリンタの高速化には不向きであり、画質と速度の両立が困難な構成となってしまう。
【００１１】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、モータとキャリッジとの位相ずれが少なく、且つ減衰したい振動を効果的に抑制することができる、シリアルスキャン式記録装置におけるキャリッジと駆動ベルトの連結構造を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の記録装置は、被記録媒体に記録するための記録ヘッドを搭載して往復走査するためのキャリッジと、該キャリッジに配され該キャリッジの走査方向と交差する方向に突出する突起部分と、穴が形成された略筒形状を有し前記突起部分に前記穴をはめ込んで保持されたダンパと、キャリッジモータの駆動力を前記キャリッジに伝達するためのタイミングベルトと、該タイミングベルトの一部を両面側から挟み込んで保持するベルトホルダと、該ベルトホルダと係合する取付部材と、を備え、
前記ベルトホルダには前記ダンパをはめ込むための凹部が前記タイミングベルトの一部に対応した部位に形成され、前記ベルトホルダと前記取付部材とにより前記ダンパを包むように挟んだ状態で前記タイミングベルトの一部、前記ベルトホルダ、前記取付部材、前記ダンパ及び前記突起部分が一体的に固定され、且つ、前記タイミングベルトの一部、前記ベルトホルダ、前記ダンパ及び前記突起部分は前記突起部分が突出する方向に関してオーバーラップを有していることを特徴とする。このような構成によれば、ダンパの圧縮力のみで振動を抑制できるので、キャリッジモータからの振動のうち、減衰したい周波数の振動を減衰することが容易である。また、ダンパの圧縮しろのみで自由度を確保しているのでキャリッジ走査方向に関しては位相ずれがおきにくい。このため、キャリッジを起動した時のレスポンスも良く、キャリッジの停止位置ずれもおきにくい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
まず、本発明の記録装置の概略的構造を図１，２に示す。
【００２１】
図１は本発明に好適な実施形態の記録装置の全体構成を示す斜視図、図２はその記録装置の側断面図である。
【００２２】
図１で示す形態の記録装置１はシリアルスキャン方式のインクジェット記録装置であり、自動給送装置を有した給紙部２と、送紙部３と、排紙部４と、キャリッジ部５と、クリーニング部６とからなっている。そこで、これらを項目に分けて概略を順次述べる。また、本例ではインクジェット記録装置を例にとって説明するが、本発明はインクジェット記録方式に限らず、シリアルスキャン方式の記録装置であれば、どれにも適用できる。また、説明の便宜上、被記録材として紙を例にとるが、本発明はこれに限定されない。
【００２３】
（Ａ）給紙部
図１，２において、給紙部２は、記録紙Ｐを積載する圧板２１と記録紙Ｐを給紙する給送回転体２２がベース２０に取り付けられた構成を有する。圧板２１には、可動サイドガイド２３が移動可能に設けられて、記録紙Ｐの積載位置を規制している。圧板２１はベース２０に結合された軸を中心に回転可能で、圧板バネ２４により給送回転体２２に付勢される。
【００２４】
（Ｂ）送紙部
送紙部３は記録紙Ｐを搬送する搬送ローラー３６とＰＥセンサー３２を有している。搬送ローラー３６には従動するピンチローラー３７が当接して設けられている。ピンチローラー３７はピンチローラーガイド３０に保持され、ピンチローラーバネ３１で付勢されることで搬送ローラー３６に圧接され、それによって記録紙Ｐの搬送力を生み出している。さらに、記録紙Ｐが搬送されてくる送紙部３の入り口には、記録紙Ｐをガイドするプラテン３４が配設されている。また、ピンチローラガイド３０には記録紙Ｐの先端および後端の検出をＰＥセンサー（紙端検出部）３２に伝えるＰＥセンサーレバー３５が設けられている。さらに、搬送ローラー３６の記録紙搬送方向における下流側には、画像情報に基づいて画像を形成するヘッドカートリッジ７が設けられている。
【００２５】
上記の構成において、送紙部３に送られた記録紙Ｐはプラテン３４、ピンチローラーガイド３０および上ガイド３３に案内されて、搬送ローラー３６とピンチローラー３７とのローラー対に送られる。この時、ＰＥセンサーレバー３５が搬送されてきた記録紙Ｐの先端を検知して、これにより記録紙Ｐの印字位置を求めている。また、記録紙Ｐは不図示のＬＦモーターによりローラー対の搬送ローラー３６及びピンチローラー３７が回転することで、プラテン３４上を搬送される。
【００２６】
なお、この場合、ヘッドカートリッジ７としてはインクタンクが交換可能なインクジェット記録ヘッドが用いられている。このヘッドカートリッジ７は、ヒータ等によりインクに熱を与えることが可能となっている。そして、その熱によりインクは膜沸騰し、この膜沸騰による気泡の成長または収縮によって生じる圧力変化によってヘッドのノズルからインクが吐出されて記録紙Ｐ上に画像が形成される。本例のヘッドカートリッジ７は熱エネルギーによりインクを吐出する方式をとったが、本発明はこれに限定されず、振動エネルギーや磁界エネルギー等を利用してインクを吐出する方式でもかまわない。
【００２７】
（Ｃ）キャリッジ部
キャリッジ部５は、キャリッジレバー５１の回動によりヘッドカートリッジ７を着脱交換自在に取り付けるキャリッジ５０を有している。そしてキャリッジ５０は、記録紙Ｐの搬送方向に対して交差する方向、好ましくは直角方向に往復走査させるためのガイド軸８１、およびキャリッジ５０の上部後端を保持してキャリッジ５０のガイド軸８１に対する回転動作を規制するとともに、記録ヘッド７と記録紙Ｐとの隙間を維持するガイドレール８２によって支持されている。なお、これらガイド軸８１およびガイドレール８２等のガイド手段は、シャーシ８に取り付けられている。また、シャーシ８には、キャリッジ５０が記録装置１の正面に対して左に移動する範囲の規制となる、規制部８(ａ)が曲げ起こされている。
【００２８】
キャリッジ５０はシャーシ８に取り付けられたキャリッジモータ８０によってタイミングベルト８３を介して駆動される。このタイミングベルト８３は、アイドルプーリ８４によって張設、支持されている。さらに、キャリッジ５０には、電気基板９からヘッドカートリッジ７へヘッド信号を伝えるためのフレキシブルケーブル５６が備えられている。また、キャリッジ５０にはキャリッジの位置を検出するリニアエンコーダ１０１が搭載されており、シャーシ８に取り付けられたリニアスケール１０２のライン数を読みとることにより、キャリッジの位置を検出することができる。このリニアエンコーダ１０１の信号は、フレキシブルケーブル５６を介して、電気基板９に伝えられ処理される。
【００２９】
上記構成において、記録紙Ｐに画像形成する時は、画像形成する行位置（記録紙Ｐの搬送方向の位置）にローラー対の搬送ローラー３６及びピンチローラー３７が記録紙Ｐを搬送するとともに、キャリッジモータ８０と、リニアエンコーダ１０１を使用したフィードバック制御により、キャリッジ５０を画像形成する列位置（記録紙Ｐの搬送方向と垂直な位置）に移動させて、ヘッドカートリッジ７を画像形成位置に対向させる。その後、電気基板９からの信号により、ヘッドカートリッジ７が記録紙Ｐに向けてインク滴を吐出して画像が形成される。
【００３０】
（Ｄ）排紙部
排紙部４では、排紙ローラー４１に従動して回転可能な回転体である拍車４２が排紙ローラー４１に当接されている。以上の構成によって、キャリッジ部５で画像形成された記録紙Ｐは、排紙ローラー４１と拍車４２とのニップに挟まれて搬送され、不図示の排紙トレー等に排出される。
【００３１】
（Ｅ）クリーニング部
クリーニング部６は、ヘッドカートリッジ７のノズル部の乾燥を抑えるためのキャップ６１と、ヘッドカートリッジ７のノズル部を形成した面（フェイス面）をキャップ６１で密閉した状態で前記ノズル部のインク等を吸い出してクリーニングを行うためのポンプ６０と、ヘッドカートリッジ７のフェイス面を清掃するためのワイパー６２と、駆動源であるPGモータ（パルスモータ）６９から構成されている。クリーニング部６は被記録材が記録される領域の外側に設置され、この領域にキャリッジ５０が移動してヘッドカートリッジ７が到達したときに、フェイス面に対してキャップ６１が移動し、また、このようなキャリッジの移動に連動してワイパー６２もフェイス面に当接されてワイピングされる構成となっている。
【００３２】
次に、本発明に係わるキャリッジ部の詳細について述べる。
【００３３】
図３は上記の記録装置１のキャリッジ部５を背面から見た斜視図である。図３を参照すると、キャリッジ５０の背面側において、ベルトホルダ５９がタイミングベルト８３と位相ズレが無いように、タイミングベルト８３を挟み込んで固定されている。キャリッジ５０の背面には、駆動系からの振動を減衰し、キャリッジ５０に伝達しにくくする弾性部材であるダンパ７１が直接固定され、かつ、このダンパ７１を介してベルトホルダ５９が取付部材７２によって取り付けられている。
【００３４】
図４はキャリッジ部５の駆動伝達に関する部分を表すために、キャリッジ５０から各部品を外した状態の図である。前に説明したように、キャリッジモータ８０からの駆動力は、その伝達手段であるタイミングベルト８３を介してキャリッジ部５に伝達されるが、タイミングベルト８３を挟んで強固に保持した保持手段であるベルトホルダ５９とキャリッジ部５との間には、ダンパ７１が介在しており、これらの材料自体が駆動源からの振動のうち、減衰したい周波数の振動を減衰する効果（以下、「振動減衰効果」と称す。）を持っている。これらダンパ７１等の構成について説明する。
【００３５】
図４において、略筒形状のダンパ７１はキャリッジ５０の突起部分５０ａにはめ込まれる。このとき、突起部分５０ａの先端はキャリッジ５０の上下方向に爪部５０ｂが出っ張っているため、突起部分５０ａにはめ込んだダンパ７１が脱落しないように保持される。また、突起部分５０ａに嵌合するダンパ７１の穴は楕円形状であり、キャリッジ５０の突起部分５０ａも横断面が略楕円形となる外周形状を持ち、ダンパ７１の楕円穴の内寸と、キャリッジ５０の突起部分５０ａの外寸はほぼ同一寸法になっている。
【００３６】
次に、ダンパ７１の外側下部からベルトホルダ５９を挿入する。ベルトホルダ５９とキャリッジ５０の突起部分５０ａは、キャリッジ５０の走査方向および突起部分５０ａの突出方向に関してオーバーラップし（重なっており）、ベルトホルダ５９には、ダンパ７１を嵌め込む凹部が形成されている。ダンパ７１のキャリッジ走査方向に対応する外形幅（但し、ダンパ７１のフランジ部７１ａを除く。）が、ベルトホルダ５９の凹部内側におけるキャリッジ走査方向の幅と同じ寸法になっており、キャリッジ走査方向のベルトホルダ５９とキャリッジ５０との間の自由度は、ダンパ７１の肉厚をキャリッジ走査方向に関して圧縮する分で確保される。
【００３７】
最後に、取付部材７２をベルトホルダ５９に取り付ける。このとき、ベルトホルダ５９の両側面にはそれぞれ爪部５９ａが取付部材７２の両側面にそれぞれ形成された穴７２ａに対応して設けられているため、互いに爪部５９ａと穴７２ａが係合する。この状態では、取付部材７２とベルトホルダ５９でダンパ７１を隙間無く包むように挟んだ構成になるとともに、取付部材７２とキャリッジ５０は接触せず、ベルトホルダ５９と一体で動作する。このため、キャリッジモータ８０及びタイミングベルト８３から発生する振動は、必ずダンパ７１を介してキャリッジ部５に伝達されることになり、振動減衰効果を十分に得ることができる。
【００３８】
また、ダンパ７１とキャリッジ５０の突起部分５０ａ、ダンパ７１とベルトホルダ５９は図４の奥行き方向（用紙搬送方向）に関しても寸法が同じになっているため、この方向に関してもダンパ７１の圧縮可能な量（圧縮しろ）のみにより自由度を確保している。
【００３９】
以上説明したように、駆動源からの駆動力を、ダンパ７１を介してキャリッジ５０に伝達する構成において、キャリッジ５０の突起部分５０ａに振動減衰部材であるダンパ７１を差し込み、ダンパ７１をベルトホルダ５９と取付部材７２で包む様に隙間なく取り付けたことにより、ダンパ７１の圧縮力のみで振動減衰効果が得られるとともに、ダンパ７１の圧縮しろのみで自由度を確保しているのでキャリッジ走査方向に関しては位相ずれがおきにくい。このため、キャリッジ５０を起動した時のレスポンスも良く、キャリッジ５０の停止位置ずれもおきにくい。
【００４０】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について、第１の実施形態と異なる点を説明する。
【００４１】
図５は本発明の第２の実施形態におけるキャリッジ部の駆動伝達に関する部分を示している。但し、この図には図３及び図４に示したキャリッジ５０の突起部分５０ａとベルトホルダ５９のみを表しており、ダンパ７１およびタイミングベルト８３は省略してある。
【００４２】
本形態では、図５に示すように、キャリッジ５０の突起部分５０ａとベルトホルダ５９とのキャリッジ走査方向における設計上の隙間ｄがそれぞれダンパ７１の肉厚ｔよりも小さければ、ダンパ７１を予め圧縮するような寸法関係になり、キャリッジ走査方向についてのキャリッジの発振をさらに効果的に抑えることができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態について、第１の実施形態と異なる点を説明する。
【００４４】
図６は本発明の第３の実施形態におけるキャリッジ部の駆動伝達に関する部分を示している。図中の斜線は断面を表している。
【００４５】
上記第１の実施形態で説明したようなキャリッジ部とタイミングベルトの連結構造では、駆動源であるキャリッジモータ８０からの駆動力は、タイミングベルト８３を介してベルトホルダ５９にキャリッジ走査方向に駆動力を与え、さらにベルトホルダ５９がダンパ７１、キャリッジ５０に駆動力を伝達するが、起動時にはベルトホルダ５９を回転させる力がかかってしまう。
【００４６】
この対策として、図６に示すように、キャリッジ５０の突起部分５０ａの、ダンパ７１の内側面が被さる上下の側面にそれぞれ、凸部５０ｃがキャリッジ走査方向に沿って２箇所設けられている。
【００４７】
ダンパ７１が介在する、ベルトホルダ５９とキャリッジ５０の突起部分５０ａとの全体の隙間ｄ内において、凸部５０ｃの位置での最小間隔をｄ２とし、ダンパ７１の肉厚ｔとの関係を、ｄ２＜ｔ≦ｄとする。この寸法関係によれば、ヘッドホルダ５９とキャリッジ５０の突起部分５０ａとの間におけるダンパ７１は、キャリッジ５０の突起部分５０ａにおけるキャリッジ５０の走査方向の側面に設けられた凸部５０ｃと噛み合っているので、突起部分５０ａを中心とした回転方向の自由度を規制することができる。また、全体の隙間ｄを小さくしたわけではないので、組立時に発生する圧縮力も少なく、組み立て性も悪くならない。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果が得られる。
【００４９】
本発明の記録装置によれば、被記録媒体に記録するための記録ヘッドを搭載して往復走査するためのキャリッジと、該キャリッジに配され該キャリッジの走査方向と交差する方向に突出する突起部分と、穴が形成された略筒形状を有し前記突起部分に前記穴をはめ込んで保持されたダンパと、キャリッジモータの駆動力を前記キャリッジに伝達するためのタイミングベルトと、該タイミングベルトの一部を両面側から挟み込んで保持するベルトホルダと、該ベルトホルダと係合する取付部材と、を備え、前記ベルトホルダには前記ダンパをはめ込むための凹部が前記タイミングベルトの一部に対応した部位に形成され、前記ベルトホルダと前記取付部材とにより前記ダンパを包むように挟んだ状態で前記タイミングベルトの一部、前記ベルトホルダ、前記取付部材、前記ダンパ及び前記突起部分が一体的に固定され、且つ、前記タイミングベルトの一部、前記ベルトホルダ、前記ダンパ及び前記突起部分は前記突起部分が突出する方向に関してオーバーラップを有している構成としたことにより、ダンパの圧縮力のみで振動を抑制できるので、キャリッジモータからの振動のうち、減衰したい周波数の振動を減衰することが容易である。また、ダンパの圧縮しろのみで自由度を確保しているのでキャリッジ走査方向に関しては位相ずれがおきにくい。このため、キャリッジを起動した時のレスポンスも良く、キャリッジの停止位置ずれもおきにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に好適な実施形態の記録装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示した記録装置の側断面図である。
【図３】図１に示した記録装置のキャリッジ部を背面から見た斜視図である。
【図４】図３に示したキャリッジ部の駆動伝達に関する部分を表すために、キャリッジ背面から各部品を外した状態の図である。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるキャリッジ部の駆動伝達に関する部分を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態におけるキャリッジ部の駆動伝達に関する部分を示す図である。
【符号の説明】
１ 記録装置
２ 給紙部
３ 送紙部
４ 排紙部
５ キャリッジ部
６ クリーニング部
７ ヘッドカートリッジ
８ シャーシ
８（ａ） 規制部
９ 電気基板
２０ ベース
２１ 圧板
２２ 給送回転体
２３ 可動サイドガイド
２４ 圧板バネ
３０ ピンチローラーガイド
３１ ピンチローラーバネ
３２ ＰＥセンサー
３４ プラテン
３５ ＰＥセンサーレバー
３６ 搬送ローラー
３７ ピンチローラー
４１ 排紙ローラー
４２ 拍車
５０ キャリッジ
５１ キャリッジレバー
５６ フレキシブルケーブル
５９ ベルトホルダ
５９ａ 爪部
６０ ポンプ
６１ キャップ
６２ ワイパー
７１ ダンパ
７１ａ フランジ部
７２ 取付部材
７２ａ 穴
８０ キャリッジモータ
８１ ガイド軸
８２ ガイドレール
８３ タイミングベルト
８４ アイドルプーリ
１０２ リニアスケール
【発明の属する技術分野】
本発明は記録ヘッドによって被記録媒体に記録を行う記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を有する記録装置、あるいはコンピュータやワードプロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステーションの出力機器として用いられる記録装置は、画像情報に基づいて用紙やプラスチック薄板等の被記録材（記録媒体）に画像を記録していくような構成を有する。このような記録装置は、記録方式によってインクジェット式、ワイヤドット式、サーマル式、レーザービーム式等に分けることができる。
【０００３】
被記録材の搬送方向（副走査方向）と交差する方向に主走査するシリアルスキャン方式を採るシリアルタイプの記録装置においては、被記録材に沿って移動するキャリッジ上に搭載した記録手段によって画像が記録（主走査）され、１行分の記録を終了した後に所定の送り量で被記録材の搬送（ピッチ搬送）が行なわれるという動作を繰り返されて、被記録材全体の記録が行なわれる。一方、被記録材の搬送方向の副走査のみで記録するラインタイプの記録装置においては、被記録材を所定の記録位置にセットし、一括して１行分の記録を行った後、所定の送り量で被記録材の搬送（ピッチ送り）を行ない、さらに、次の行の記録を一括して行なうという動作を繰り返すことによって、被記録材全体の記録が行なわれる。
【０００４】
上記の記録装置のうち、シリアルスキャン方式を用いたインクジェット式の記録装置（インクジェット記録装置）は、記録手段（記録ヘッド）から被記録材にインクを吐出して記録を行なうものであり、記録手段のコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で記録することができ、特別の処理を施さない普通紙に記録することができ、ランニングコストが低く、ノンインパクト方式であるため騒音が少なく、しかも多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
【０００５】
特に、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット式の記録手段（記録ヘッド）は、エッチング、蒸着、スパッタリング等の半導体製造プロセスを経て基板上に成膜された電気熱変換体、電極、液路壁、天板等を形成することにより、高密度の液路配置（吐出口配置）を有するものを容易に製造することができ、一層のコンパクト化を図ることができる。
【０００６】
近年、被記録材の材質に対する要求も多様となり、通常の被記録材である紙や樹脂薄板（ＯＨＰ等）等の他に、薄紙や加工紙（ファイリング用のパンチ孔付紙ミシン目付き紙、任意な形状の紙等）等への記録が要求されるようになってきた。
【０００７】
上記のインクジェット記録装置において、鮮明で高品位な記録結果を得るためには、シリアルスキャンの際にキャリッジの挙動を安定させることが非常に重要である。
【０００８】
シリアルスキャン方式の一般的なキャリッジ走査機構としては、キャリッジをガイドレールによって摺動自在に取り付けるとともに、一対の歯付きタイミングプーリに掛け回された歯付きベルトに係合し、歯付きタイミングプーリをモータで駆動することでキャリッジを往復走査させている。このようなベルトによる駆動方式では、キャリッジの駆動源であるモーターの振動によりベルトが震えたり、あるいは歯付きタイミングプーリーとベルトが噛み合うときに発生する振動によりベルトが震えたりする。この震えは、キャリッジが堅固に固定されていると、キャリッジに搭載されている記録ヘッドにまで伝達されることがある。また、キャリッジを走査する際の往復反転時や起動時に急激な速度変化によってキャリッジが振動することがある。これらは、キャリッジの挙動を不安定にするため、印字不良の原因となったり、またキャリッジに組み込まれている部品が共振するなどの騒音発生の原因となる。
【０００９】
このため、従来の構成においては、ベルトまたはこのベルトを保持する部材と、キャリッジとの間に、キャリッジの走査方向についての自由度が高くなるように弾性部材を配置して、キャリッジ反転時の振動、ベルトの噛み合い振動を減衰する構成が用いられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、キャリッジの走査方向についての自由度を高くしたために、駆動源であるモータとキャリッジとの位相ずれが大きくなり、その結果、以下のような問題が発生してしまう。
（１）キャリッジ走査のためにモータを起動した時のレスポンス低下
（２）キャリッジを駆動した際のキャリッジの振動
（３）キャリッジの停止位置ずれ
上記（１）〜（３）の問題は、キャリッジ動作の安定性を低下させるだけではなく、キャリッジ動作を安定させるためにキャリッジの走査速度を落とす必要が生じるので全記録時間（スループット）の低下も引き起こしてしまう。特に、近年のプリンタの高速化には不向きであり、画質と速度の両立が困難な構成となってしまう。
【００１１】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、モータとキャリッジとの位相ずれが少なく、且つ減衰したい振動を効果的に抑制することができる、シリアルスキャン式記録装置におけるキャリッジと駆動ベルトの連結構造を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の記録装置は、被記録媒体に記録するための記録ヘッドを搭載して往復走査するためのキャリッジと、該キャリッジに配され該キャリッジの走査方向と交差する方向に突出する突起部分と、穴が形成された略筒形状を有し前記突起部分に前記穴をはめ込んで保持されたダンパと、キャリッジモータの駆動力を前記キャリッジに伝達するためのタイミングベルトと、該タイミングベルトの一部を両面側から挟み込んで保持するベルトホルダと、該ベルトホルダと係合する取付部材と、を備え、
前記ベルトホルダには前記ダンパをはめ込むための凹部が前記タイミングベルトの一部に対応した部位に形成され、前記ベルトホルダと前記取付部材とにより前記ダンパを包むように挟んだ状態で前記タイミングベルトの一部、前記ベルトホルダ、前記取付部材、前記ダンパ及び前記突起部分が一体的に固定され、且つ、前記タイミングベルトの一部、前記ベルトホルダ、前記ダンパ及び前記突起部分は前記突起部分が突出する方向に関してオーバーラップを有していることを特徴とする。このような構成によれば、ダンパの圧縮力のみで振動を抑制できるので、キャリッジモータからの振動のうち、減衰したい周波数の振動を減衰することが容易である。また、ダンパの圧縮しろのみで自由度を確保しているのでキャリッジ走査方向に関しては位相ずれがおきにくい。このため、キャリッジを起動した時のレスポンスも良く、キャリッジの停止位置ずれもおきにくい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
まず、本発明の記録装置の概略的構造を図１，２に示す。
【００２１】
図１は本発明に好適な実施形態の記録装置の全体構成を示す斜視図、図２はその記録装置の側断面図である。
【００２２】
図１で示す形態の記録装置１はシリアルスキャン方式のインクジェット記録装置であり、自動給送装置を有した給紙部２と、送紙部３と、排紙部４と、キャリッジ部５と、クリーニング部６とからなっている。そこで、これらを項目に分けて概略を順次述べる。また、本例ではインクジェット記録装置を例にとって説明するが、本発明はインクジェット記録方式に限らず、シリアルスキャン方式の記録装置であれば、どれにも適用できる。また、説明の便宜上、被記録材として紙を例にとるが、本発明はこれに限定されない。
【００２３】
（Ａ）給紙部
図１，２において、給紙部２は、記録紙Ｐを積載する圧板２１と記録紙Ｐを給紙する給送回転体２２がベース２０に取り付けられた構成を有する。圧板２１には、可動サイドガイド２３が移動可能に設けられて、記録紙Ｐの積載位置を規制している。圧板２１はベース２０に結合された軸を中心に回転可能で、圧板バネ２４により給送回転体２２に付勢される。
【００２４】
（Ｂ）送紙部
送紙部３は記録紙Ｐを搬送する搬送ローラー３６とＰＥセンサー３２を有している。搬送ローラー３６には従動するピンチローラー３７が当接して設けられている。ピンチローラー３７はピンチローラーガイド３０に保持され、ピンチローラーバネ３１で付勢されることで搬送ローラー３６に圧接され、それによって記録紙Ｐの搬送力を生み出している。さらに、記録紙Ｐが搬送されてくる送紙部３の入り口には、記録紙Ｐをガイドするプラテン３４が配設されている。また、ピンチローラガイド３０には記録紙Ｐの先端および後端の検出をＰＥセンサー（紙端検出部）３２に伝えるＰＥセンサーレバー３５が設けられている。さらに、搬送ローラー３６の記録紙搬送方向における下流側には、画像情報に基づいて画像を形成するヘッドカートリッジ７が設けられている。
【００２５】
上記の構成において、送紙部３に送られた記録紙Ｐはプラテン３４、ピンチローラーガイド３０および上ガイド３３に案内されて、搬送ローラー３６とピンチローラー３７とのローラー対に送られる。この時、ＰＥセンサーレバー３５が搬送されてきた記録紙Ｐの先端を検知して、これにより記録紙Ｐの印字位置を求めている。また、記録紙Ｐは不図示のＬＦモーターによりローラー対の搬送ローラー３６及びピンチローラー３７が回転することで、プラテン３４上を搬送される。
【００２６】
なお、この場合、ヘッドカートリッジ７としてはインクタンクが交換可能なインクジェット記録ヘッドが用いられている。このヘッドカートリッジ７は、ヒータ等によりインクに熱を与えることが可能となっている。そして、その熱によりインクは膜沸騰し、この膜沸騰による気泡の成長または収縮によって生じる圧力変化によってヘッドのノズルからインクが吐出されて記録紙Ｐ上に画像が形成される。本例のヘッドカートリッジ７は熱エネルギーによりインクを吐出する方式をとったが、本発明はこれに限定されず、振動エネルギーや磁界エネルギー等を利用してインクを吐出する方式でもかまわない。
【００２７】
（Ｃ）キャリッジ部
キャリッジ部５は、キャリッジレバー５１の回動によりヘッドカートリッジ７を着脱交換自在に取り付けるキャリッジ５０を有している。そしてキャリッジ５０は、記録紙Ｐの搬送方向に対して交差する方向、好ましくは直角方向に往復走査させるためのガイド軸８１、およびキャリッジ５０の上部後端を保持してキャリッジ５０のガイド軸８１に対する回転動作を規制するとともに、記録ヘッド７と記録紙Ｐとの隙間を維持するガイドレール８２によって支持されている。なお、これらガイド軸８１およびガイドレール８２等のガイド手段は、シャーシ８に取り付けられている。また、シャーシ８には、キャリッジ５０が記録装置１の正面に対して左に移動する範囲の規制となる、規制部８(ａ)が曲げ起こされている。
【００２８】
キャリッジ５０はシャーシ８に取り付けられたキャリッジモータ８０によってタイミングベルト８３を介して駆動される。このタイミングベルト８３は、アイドルプーリ８４によって張設、支持されている。さらに、キャリッジ５０には、電気基板９からヘッドカートリッジ７へヘッド信号を伝えるためのフレキシブルケーブル５６が備えられている。また、キャリッジ５０にはキャリッジの位置を検出するリニアエンコーダ１０１が搭載されており、シャーシ８に取り付けられたリニアスケール１０２のライン数を読みとることにより、キャリッジの位置を検出することができる。このリニアエンコーダ１０１の信号は、フレキシブルケーブル５６を介して、電気基板９に伝えられ処理される。
【００２９】
上記構成において、記録紙Ｐに画像形成する時は、画像形成する行位置（記録紙Ｐの搬送方向の位置）にローラー対の搬送ローラー３６及びピンチローラー３７が記録紙Ｐを搬送するとともに、キャリッジモータ８０と、リニアエンコーダ１０１を使用したフィードバック制御により、キャリッジ５０を画像形成する列位置（記録紙Ｐの搬送方向と垂直な位置）に移動させて、ヘッドカートリッジ７を画像形成位置に対向させる。その後、電気基板９からの信号により、ヘッドカートリッジ７が記録紙Ｐに向けてインク滴を吐出して画像が形成される。
【００３０】
（Ｄ）排紙部
排紙部４では、排紙ローラー４１に従動して回転可能な回転体である拍車４２が排紙ローラー４１に当接されている。以上の構成によって、キャリッジ部５で画像形成された記録紙Ｐは、排紙ローラー４１と拍車４２とのニップに挟まれて搬送され、不図示の排紙トレー等に排出される。
【００３１】
（Ｅ）クリーニング部
クリーニング部６は、ヘッドカートリッジ７のノズル部の乾燥を抑えるためのキャップ６１と、ヘッドカートリッジ７のノズル部を形成した面（フェイス面）をキャップ６１で密閉した状態で前記ノズル部のインク等を吸い出してクリーニングを行うためのポンプ６０と、ヘッドカートリッジ７のフェイス面を清掃するためのワイパー６２と、駆動源であるPGモータ（パルスモータ）６９から構成されている。クリーニング部６は被記録材が記録される領域の外側に設置され、この領域にキャリッジ５０が移動してヘッドカートリッジ７が到達したときに、フェイス面に対してキャップ６１が移動し、また、このようなキャリッジの移動に連動してワイパー６２もフェイス面に当接されてワイピングされる構成となっている。
【００３２】
次に、本発明に係わるキャリッジ部の詳細について述べる。
【００３３】
図３は上記の記録装置１のキャリッジ部５を背面から見た斜視図である。図３を参照すると、キャリッジ５０の背面側において、ベルトホルダ５９がタイミングベルト８３と位相ズレが無いように、タイミングベルト８３を挟み込んで固定されている。キャリッジ５０の背面には、駆動系からの振動を減衰し、キャリッジ５０に伝達しにくくする弾性部材であるダンパ７１が直接固定され、かつ、このダンパ７１を介してベルトホルダ５９が取付部材７２によって取り付けられている。
【００３４】
図４はキャリッジ部５の駆動伝達に関する部分を表すために、キャリッジ５０から各部品を外した状態の図である。前に説明したように、キャリッジモータ８０からの駆動力は、その伝達手段であるタイミングベルト８３を介してキャリッジ部５に伝達されるが、タイミングベルト８３を挟んで強固に保持した保持手段であるベルトホルダ５９とキャリッジ部５との間には、ダンパ７１が介在しており、これらの材料自体が駆動源からの振動のうち、減衰したい周波数の振動を減衰する効果（以下、「振動減衰効果」と称す。）を持っている。これらダンパ７１等の構成について説明する。
【００３５】
図４において、略筒形状のダンパ７１はキャリッジ５０の突起部分５０ａにはめ込まれる。このとき、突起部分５０ａの先端はキャリッジ５０の上下方向に爪部５０ｂが出っ張っているため、突起部分５０ａにはめ込んだダンパ７１が脱落しないように保持される。また、突起部分５０ａに嵌合するダンパ７１の穴は楕円形状であり、キャリッジ５０の突起部分５０ａも横断面が略楕円形となる外周形状を持ち、ダンパ７１の楕円穴の内寸と、キャリッジ５０の突起部分５０ａの外寸はほぼ同一寸法になっている。
【００３６】
次に、ダンパ７１の外側下部からベルトホルダ５９を挿入する。ベルトホルダ５９とキャリッジ５０の突起部分５０ａは、キャリッジ５０の走査方向および突起部分５０ａの突出方向に関してオーバーラップし（重なっており）、ベルトホルダ５９には、ダンパ７１を嵌め込む凹部が形成されている。ダンパ７１のキャリッジ走査方向に対応する外形幅（但し、ダンパ７１のフランジ部７１ａを除く。）が、ベルトホルダ５９の凹部内側におけるキャリッジ走査方向の幅と同じ寸法になっており、キャリッジ走査方向のベルトホルダ５９とキャリッジ５０との間の自由度は、ダンパ７１の肉厚をキャリッジ走査方向に関して圧縮する分で確保される。
【００３７】
最後に、取付部材７２をベルトホルダ５９に取り付ける。このとき、ベルトホルダ５９の両側面にはそれぞれ爪部５９ａが取付部材７２の両側面にそれぞれ形成された穴７２ａに対応して設けられているため、互いに爪部５９ａと穴７２ａが係合する。この状態では、取付部材７２とベルトホルダ５９でダンパ７１を隙間無く包むように挟んだ構成になるとともに、取付部材７２とキャリッジ５０は接触せず、ベルトホルダ５９と一体で動作する。このため、キャリッジモータ８０及びタイミングベルト８３から発生する振動は、必ずダンパ７１を介してキャリッジ部５に伝達されることになり、振動減衰効果を十分に得ることができる。
【００３８】
また、ダンパ７１とキャリッジ５０の突起部分５０ａ、ダンパ７１とベルトホルダ５９は図４の奥行き方向（用紙搬送方向）に関しても寸法が同じになっているため、この方向に関してもダンパ７１の圧縮可能な量（圧縮しろ）のみにより自由度を確保している。
【００３９】
以上説明したように、駆動源からの駆動力を、ダンパ７１を介してキャリッジ５０に伝達する構成において、キャリッジ５０の突起部分５０ａに振動減衰部材であるダンパ７１を差し込み、ダンパ７１をベルトホルダ５９と取付部材７２で包む様に隙間なく取り付けたことにより、ダンパ７１の圧縮力のみで振動減衰効果が得られるとともに、ダンパ７１の圧縮しろのみで自由度を確保しているのでキャリッジ走査方向に関しては位相ずれがおきにくい。このため、キャリッジ５０を起動した時のレスポンスも良く、キャリッジ５０の停止位置ずれもおきにくい。
【００４０】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について、第１の実施形態と異なる点を説明する。
【００４１】
図５は本発明の第２の実施形態におけるキャリッジ部の駆動伝達に関する部分を示している。但し、この図には図３及び図４に示したキャリッジ５０の突起部分５０ａとベルトホルダ５９のみを表しており、ダンパ７１およびタイミングベルト８３は省略してある。
【００４２】
本形態では、図５に示すように、キャリッジ５０の突起部分５０ａとベルトホルダ５９とのキャリッジ走査方向における設計上の隙間ｄがそれぞれダンパ７１の肉厚ｔよりも小さければ、ダンパ７１を予め圧縮するような寸法関係になり、キャリッジ走査方向についてのキャリッジの発振をさらに効果的に抑えることができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態について、第１の実施形態と異なる点を説明する。
【００４４】
図６は本発明の第３の実施形態におけるキャリッジ部の駆動伝達に関する部分を示している。図中の斜線は断面を表している。
【００４５】
上記第１の実施形態で説明したようなキャリッジ部とタイミングベルトの連結構造では、駆動源であるキャリッジモータ８０からの駆動力は、タイミングベルト８３を介してベルトホルダ５９にキャリッジ走査方向に駆動力を与え、さらにベルトホルダ５９がダンパ７１、キャリッジ５０に駆動力を伝達するが、起動時にはベルトホルダ５９を回転させる力がかかってしまう。
【００４６】
この対策として、図６に示すように、キャリッジ５０の突起部分５０ａの、ダンパ７１の内側面が被さる上下の側面にそれぞれ、凸部５０ｃがキャリッジ走査方向に沿って２箇所設けられている。
【００４７】
ダンパ７１が介在する、ベルトホルダ５９とキャリッジ５０の突起部分５０ａとの全体の隙間ｄ内において、凸部５０ｃの位置での最小間隔をｄ２とし、ダンパ７１の肉厚ｔとの関係を、ｄ２＜ｔ≦ｄとする。この寸法関係によれば、ヘッドホルダ５９とキャリッジ５０の突起部分５０ａとの間におけるダンパ７１は、キャリッジ５０の突起部分５０ａにおけるキャリッジ５０の走査方向の側面に設けられた凸部５０ｃと噛み合っているので、突起部分５０ａを中心とした回転方向の自由度を規制することができる。また、全体の隙間ｄを小さくしたわけではないので、組立時に発生する圧縮力も少なく、組み立て性も悪くならない。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果が得られる。
【００４９】
本発明の記録装置によれば、被記録媒体に記録するための記録ヘッドを搭載して往復走査するためのキャリッジと、該キャリッジに配され該キャリッジの走査方向と交差する方向に突出する突起部分と、穴が形成された略筒形状を有し前記突起部分に前記穴をはめ込んで保持されたダンパと、キャリッジモータの駆動力を前記キャリッジに伝達するためのタイミングベルトと、該タイミングベルトの一部を両面側から挟み込んで保持するベルトホルダと、該ベルトホルダと係合する取付部材と、を備え、前記ベルトホルダには前記ダンパをはめ込むための凹部が前記タイミングベルトの一部に対応した部位に形成され、前記ベルトホルダと前記取付部材とにより前記ダンパを包むように挟んだ状態で前記タイミングベルトの一部、前記ベルトホルダ、前記取付部材、前記ダンパ及び前記突起部分が一体的に固定され、且つ、前記タイミングベルトの一部、前記ベルトホルダ、前記ダンパ及び前記突起部分は前記突起部分が突出する方向に関してオーバーラップを有している構成としたことにより、ダンパの圧縮力のみで振動を抑制できるので、キャリッジモータからの振動のうち、減衰したい周波数の振動を減衰することが容易である。また、ダンパの圧縮しろのみで自由度を確保しているのでキャリッジ走査方向に関しては位相ずれがおきにくい。このため、キャリッジを起動した時のレスポンスも良く、キャリッジの停止位置ずれもおきにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に好適な実施形態の記録装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示した記録装置の側断面図である。
【図３】図１に示した記録装置のキャリッジ部を背面から見た斜視図である。
【図４】図３に示したキャリッジ部の駆動伝達に関する部分を表すために、キャリッジ背面から各部品を外した状態の図である。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるキャリッジ部の駆動伝達に関する部分を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態におけるキャリッジ部の駆動伝達に関する部分を示す図である。
【符号の説明】
１ 記録装置
２ 給紙部
３ 送紙部
４ 排紙部
５ キャリッジ部
６ クリーニング部
７ ヘッドカートリッジ
８ シャーシ
８（ａ） 規制部
９ 電気基板
２０ ベース
２１ 圧板
２２ 給送回転体
２３ 可動サイドガイド
２４ 圧板バネ
３０ ピンチローラーガイド
３１ ピンチローラーバネ
３２ ＰＥセンサー
３４ プラテン
３５ ＰＥセンサーレバー
３６ 搬送ローラー
３７ ピンチローラー
４１ 排紙ローラー
４２ 拍車
５０ キャリッジ
５１ キャリッジレバー
５６ フレキシブルケーブル
５９ ベルトホルダ
５９ａ 爪部
６０ ポンプ
６１ キャップ
６２ ワイパー
７１ ダンパ
７１ａ フランジ部
７２ 取付部材
７２ａ 穴
８０ キャリッジモータ
８１ ガイド軸
８２ ガイドレール
８３ タイミングベルト
８４ アイドルプーリ
１０２ リニアスケール
Claims (5)
- 被記録媒体に記録するための記録ヘッドを搭載して往復走査するためのキャリッジと、該キャリッジに配され該キャリッジの走査方向と交差する方向に突出する突起部分と、穴が形成された略筒形状を有し前記突起部分に前記穴をはめ込んで保持されたダンパと、キャリッジモータの駆動力を前記キャリッジに伝達するためのタイミングベルトと、該タイミングベルトの一部を両面側から挟み込んで保持するベルトホルダと、該ベルトホルダと係合する取付部材と、を備え、
前記ベルトホルダには前記ダンパをはめ込むための凹部が前記タイミングベルトの一部に対応した部位に形成され、前記ベルトホルダと前記取付部材とにより前記ダンパを包むように挟んだ状態で前記タイミングベルトの一部、前記ベルトホルダ、前記取付部材、前記ダンパ及び前記突起部分が一体的に固定され、且つ、前記タイミングベルトの一部、前記ベルトホルダ、前記ダンパ及び前記突起部分は前記突起部分が突出する方向に関してオーバーラップを有していることを特徴とする記録装置。 - 前記突起部分は外周形状が楕円形であることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
- 前記ベルトホルダに配された爪部が前記取付部材に配された穴部に係合することを特徴とする請求項１または２に記載の記録装置。
- 前記ダンパと前記突起部分は前記突起部分が突出する方向に関して同じ寸法を有しており、且つ前記ベルトホルダと前記取付部材とに挟まれることにより前記ダンパは予め圧縮されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の記録装置。
- 前記突起部分の外周に凸部を備え、前記突起部分を中心とした前記ダンパの回転方向の自由度を規制することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の記録装置。
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