JP5267152B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に画像形成手段をキャリッジに搭載して往復移動させる画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。このインクジェット記録装置としては、記録ヘッドからインク滴を、搬送される記録シート材等の記録材に対して吐出して、画像形成を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置が知られている。
このようなシリアル型画像形成装置においては、記録ヘッドを搭載したキャリッジの往復移動に伴って装置本体に振動が誘発される。特に、印刷速度向上のため、キャリッジ速度が高速化し、これに伴ってキャリッジ主走査時の加減速が急となり、装置本体の振動が大きなものとなっている。また、画像読取り装置（スキャナ）を搭載した複合機においては、画像形成部側で生じる装置本体の上記振動のため、スキャナの読取り走査に振動を与えてしまい、読取り画像の劣化を引き起こすことになる。
そのため、従来からキャリッジの振動を抑制することが行われている。例えば、特許文献１に記載されているように、キャリッジを移動させるタイミングベルトにキャリッジと略同じ質量の制振部材を取付け、キャリッジと制振部材を反対方向に移動させることでキャリッジの振動を抑制することが知られている。
また、特許文献２に記載されているように、キャリッジが発生させる回転モーメントとカウンターウェイトが発生させる回転モーメントとが互いに相殺するように、キャリッジとカウンターウェイトの重心位置やベルト引張位置設定することで全体の回転モーメントを低減させて振動を低減させることが提案されている。

しかしながら、これらの特許文献１及び２記載のものでは、カウンターウェイトが、常時キャリッジを移動させるタイミングベルトに連結され、キャリッジの移動と共に常時移動されるようになっている。そのため、カウンターウェイトを移動させるタイミングベルトを移送させる駆動モータにかかる負荷が増大し、駆動モータの寿命の低下を招くという問題がある。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、カウンターウェイトの移動を低減させて、タイミングベルトを移送させる駆動モータにかかる負荷を軽減して駆動モータの寿命を延命することの可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
記録液の液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを搭載するキャリッジと、
モータによって移送されて前記キャリッジを移動させるタイミングベルトと、
前記キャリッジと逆方向に移動するカウンターウェイトと
を備える画像形成装置において、
前記タイミングベルトに前記カウンターウェイトを着脱可能に取り付ける着脱手段を設け、前記着脱手段によって前記カウンターウェイトを前記タイミングベルトに結着させたときに、前記カウンターウェイトが前記タイミングベルトの移送と共に移動し、前記着脱手段によって前記カウンターウェイトを前記タイミングベルトから離脱させたときに、前記カウンターウェイトは前記タイミングベルトの移送から遊離して停止する
構成とした。

本発明によれば、カウンターウェイトの移動を低減させて、タイミングベルトを移送させる駆動モータにかかる負荷を軽減して駆動モータの寿命を延命することの可能な画像形成装置を提供することができる。

本発明による一実施形態に係る画像形成装置の外観斜視図である。 図１に示す画像形成装置の画像形成部の平面図である。 図２に示す画像形成装置の画像形成部の正面図である。 図２に示す画像形成装置の画像形成部の要部側面図である。 本発明による第１実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の説明に供する模式図である。 本発明による第１実施形態に係るキャリッジの移動開始位置Ｐ１におけるカウンターウェイトと磁性材料部の配置関係を示す図である。 本発明による第１実施形態に係るキャリッジのＰ２におけるカウンターウェイトと磁性材料部の配置関係を示す図である。 本発明による第１実施形態に係るキャリッジが印字終了終端位置Ｐ３に到達した場合におけるカウンターウェイトと磁性材料部の配置関係を示す図である。 本発明による第１実施形態に係るキャリッジがＰ３から回送されて減速が開始された位置におけるカウンターウェイトと磁性材料部の配置関係を示す図である。 本発明による第１実施形態に係るキャリッジが印字終了端位置Ｐ３から回送されて減速、停止された位置Ｐ５におけるカウンターウェイトと磁性材料部の配置関係を示す図である。 本発明による第２実施形態にかかる画像形成装置の画像形成部の説明に供する模式図である。 図１１に示す着脱手段の拡大図である。 図１２における着脱手段のカウンターウェイトがタイミングベルトに結着された状態を示す図である。 図１２における着脱手段のカウンターウェイトがタイミングベルトから離脱した状態を示す図である。 カウンターウェイトを使用しない場合における急加速（減速）の速度プロファイル（目標速度）と実速度との関係をグラフで示す図である。 カウンターウェイトを使用しない場合の低速移動における速度プロファイル（目標速度）と実速度との関係をグラフで示す図である。 本発明による第３実施形態に係る制振機構の使用可否判断に関するフローチャートである。 図１７で示すフローチャートを実現するための機能ブロック図である。 本発明による第４実施形態に係る制振駆動機構部の概略構成を示す図である。

本発明者らは、キャリッジの移動に伴う振動について検討の結果、キャリッジが移動開始され、印字が開始される等速移動時までの加速時及び、印字が終了してキャリッジが印字始端に回送されてキャリッジの移動が減速、停止される際に、キャリッジに大きな衝撃が生じ、この衝撃力が振動を発生する大きな要因であることを究明した。
この究明に基づき、キャリッジの移動に伴う振動対策と、カウンターウェイトの移動に伴うタイミングベルトの移送用駆動モータの負荷軽減について検討を行った。その結果、上記大きな衝撃力を発生するキャリッジの加速移動時及びキャリッジの減速、停止時にのみカウンターウェイトをキャリッジの移動に合せて移動させれば、キャリッジの移動に伴う振動を抑制することが可能となり、しかもキャリッジを移動させるタイミングベルトを移送する駆動モータの負荷を軽減できることに気がついた。
そこで、これを効果的に実現するため、タイミングベルトにカウンターウェイトを着脱可能に取り付ける着脱手段を設け、この着脱手段によって前記カウンターウェイトを前記タイミングベルトに結着させたときに、前記カウンターウェイトが前記タイミングベルトの移送と共に移動し、前記着脱手段によって前記カウンターウェイトを前記タイミングベルトから離脱させたときに、前記カウンターウェイトは前記タイミングベルトの移送から遊離して停止することによって、上記本発明の目的を有効に達成できることを知り、本発明を完成させるに至った。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明を適用する画像形成装置の一例について図１乃至図３を参照して説明する。なお、図１は、本発明による一実施形態に係る画像形成装置の外観斜視図、図２は、図１に示す画像形成装置の画像形成部の平面図、図３は、図２に示す画像形成装置の画像形成部の正面図、図４は図２に示す画像形成装置の画像形成部の要部側面図である。
この画像形成装置は、図１に示すように、画像形成を行う装置本体１の上部に画像を光学的に読取って電気信号に変換して画像情報を作成する画像読取り手段（スキャナ手段）２を備えている。装置本体１には、画像読取り手段２によって読取られた画像情報に応じて画像形成を行う画像形成部１０（図２参照）に給紙する記録シート材等の記録シート材をストックする給紙カセット３が着脱自在に装着されている。さらに、給紙カセット３の上方には画像が形成されて排出される記録シート材をストックする排紙トレイ４が装着されている。また、装置本体１の前面側には、印字用インクを収容するインクカートリッジ２８（図２参照）を装着するカートリッジ装着部５を有し、更に各種操作信号の入力や表示情報を表示する操作／表示部（操作パネル）６が配置されている。

そして、装置本体１内の画像形成部１０は、図２ないし図４に示すように、装置本体フレーム部材１１上に立設された側板１２Ａ、１２Ｂに横架された主ガイド部材であるガイドロッド１３と従ガイド部材であるガイドロッド１４とで、キャリッジ１５を主走査方向（矢印Ｂ方向）（ガイドロッド長手方向）に摺動自在に保持している。
このキャリッジ１５は、駆動プーリ１７、従動プーリ１８に張架された無端状のタイミングベルト１９とに連結されている。そのため、駆動モータ１６の回転によって駆動プーリ１７が回転駆動されてタイミングベルト１９が矢印Ａ方向に移送されることによってキャリッジ１５は、矢印Ｂで示す主走査方向に移動走査されるようになっている。そして、キャリッジ１５の主走査方向に沿ってエンコーダスケール２２を配置し、キャリッジ１５の背面側にはエンコーダスケール２２の目盛り（スケール：位置識別部）を読み取る透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ２１を取り付け、これらのエンコーダスケール２２とエンコーダセンサ２１とでキャリッジ１５の位置検出手段としてのリニアエンコーダ２０を構成している。

このキャリッジ１５には、例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色の記録液の液滴であるインク滴を吐出する画像形成手段としての液体吐出ヘッドからなる４個の記録ヘッド２５及びこの記録ヘッド２５にフィルタ部材２６を介してインクを供給するサブタンク２７が搭載され、記録ヘッド２５は複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、滴吐出方向を下方に向けて装着している。サブタンク２７にはカートリッジ装着部５に着脱自在に装着される各色のインクを収容したメインタンク（インクカートリッジ）２８からインクチューブ２９を介してインクが補充供給される。
一方、キャリッジ１５の下側には、給紙カセット３から給紙される記録シート材３０を副走査方向に搬送する搬送手段としての搬送ベルト３１が配置されている。この搬送ベルト３１は、無端状ベルトであり、図示しない搬送ローラとテンションローラとの間に掛け渡されて、図示しない副走査モータによって搬送ローラが回転駆動されることによって矢示Ｃ方向（副走査方向）に周回移動される。また、搬送ベルト３１の下流側には画像が形成された記録シート材３０を排出する排紙コロ３２が配置されている。

また、キャリッジ１５の主走査方向の一方の非画像形成領域には、記録ヘッド２５の維持回復を行う維持回復機構４１が配置されている。そして、この維持回復機構４１は、記録ヘッド２５からインクを吸引すると共にノズル面を保湿する吸引キャップ４２、ノズル面を保湿する保湿キャップ４３、ノズル面を払拭するワイパブレード４４、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出によって生じる液滴を受ける空吐出受け４５などを備えている。そして、この維持回復動作で生じるインクの廃液は下側の廃液タンク５０に排出される。廃液タンク５０は、装置本体１のカートリッジ装着部５内のメインタンク２８の下側で着脱自在に装着されている。
また、キャリッジ１５の主走査方向の他方の非画像形成領域にも画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出によって生じる液滴を受ける空吐出受け４６を備えている。
この画像形成装置においては、給紙カセット３から図示しない給紙機構によって搬送ベルト３１上に給紙された記録シート材３０を搬送ベルト３１で間歇的に搬送し、キャリッジ１５を主走査方向に移動させながら画像情報である画像信号に応じて記録ヘッド２５を駆動することにより、停止している記録シート材に液滴を吐出して１行分を記録し、記録シート材３０を所定量搬送後、次の行の記録を行なう動作を繰り返して記録シート材３０上に画像を形成し、画像形成後、記録シート材３０を排紙トレイ４に排紙する。

次に、本発明の第１実施形態について図５を参照して説明する。図５は、本発明による第１実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の説明に供する模式図である。なお、図５においては、タイミングベルトと、キャリッジとカウンターウェイトの配置関係を明確にするため、意図的に、前述の図２で示すこれらの配置関係と変えた状態で示している。以下に示す図６〜図１１で示す図も同様である。
本実施形態に係る画像形成部１０においては、図２で示したように、キャリッジ１５は、連結部１５ａでタイミングベルト１９に連結され、駆動モータ１６により駆動プーリ１７、従動プーリ１８及びタイミングベルト１９による主走査移動機構を介して主ガイドロッド１３に案内されて主走査方向（Ｂ方向）に往復移動されるようになっている。
また、タイミングベルト１９のキャリッジ１５と反対側には、ガイドロッド３５が配設されており、このガイドロッド３５には、タイミングベルト１９の移送方向Ａと平行に摺動可能にキャリッジ１５とほぼ等質量のカウンターウェイト３６が取り付けられている。そして、カウンターウェイト３６のタイミングベルト１９に対向する側に、カウンターウェイト３６をタイミングベルト１９に着脱する着脱手段として電磁石３７が取り付けられている。

また、タイミングベルト１９の所定位置には、電磁石３７で磁気的に吸着される鉄片等の軟磁性の磁性材料部３８が取り付けられている。この場合に、磁性材料部３８は、キャリッジ１５が移動開始位置Ｐ１に位置しているときに、カウンターウェイト３６がガイドロッド３５の終端となる位置Ｓ１に位置した場合における電磁石３７と対向する位置となるように取り付けられている。従って、電磁石３７に励磁電流が供給されて励磁されると電磁石３７は、磁性材料部３８を磁気的に吸引してタイミングベルト１９に対してカウンターウェイト３６を結着して連結する。
その結果、タイミングベルト１９が駆動モータ１６の回転に伴いＡ１方向に移送されると、キャリッジ１５がＢ１方向に移動すると共に、カウンターウェイト３６もＡ１方向に移動される。このようにして移動されたカウンターウェイト３６は、キャリッジ１５が加速移動から等速移動して印字が開始される位置Ｐ２まで移動したとき、キャリッジ１５が位置Ｐ２に達したことを検知して電磁石３７の励磁電流が切断されて、磁性材料部３８を吸引する磁力が消滅する。その結果、カウンターウェイト３６とタイミングベルト１９の連結が解除されて遊離し、カウンターウェイト３６は、ガイドロッド３５の始端Ｓ２で停止する。一方、タイミングベルト１９は、Ａ１方向にそのまま移送されてキャリッジ１５をＢ１の方向に移動して印字動作を行う。

このように、本実施形態においては、キャリッジ１５の加速移動によって大きな振動を発生し易い衝撃力を、キャリッジ１５の移動方向と反対方向にキャリッジ１５とほぼ等質量のカウンターウェイト３６を移動させるようにしているので、カウンターウェイト３６がキャリッジ１５の加速移動に伴う大きな衝撃力を吸収して、振動の発生を抑制することが可能となる。しかも、カウンターウェイト３６は、キャリッジ１５の加速移動時のみタイミングベルト１９と結着し、その後は、離脱するようにしているので、タイミングベルト１９を移送させる駆動モータ１６に対する負荷が軽減されて駆動モータの寿命の延命を図ることが可能となる。
さらに、カウンターウェイト３６の移動量Ｌは、上述のように、キャリッジ１５の移動開始位置Ｐ１から加速移動から等速移動して印字が開始される位置Ｐ２までの短い長さとすることが可能となり、装置の小型化を図ることが可能となる。 なお、電磁石３７への励磁電流の切断のタイミングは、キャリッジ１５に搭載される記録ヘッド２５に対する印字開始信号によって行うことも可能であるが、カウンターウェイト３６がガイドロッド３５において前述の移動量Ｌを検知して行うようにしても良い。

一方、キャリッジの減速、停止時における振動の吸収については、図６から図１０に基づいて、キャリッジ１５の加速移動時と共に説明する。図６は、本発明による第１実施形態に係るキャリッジ１５の移動開始位置Ｐ１におけるカウンターウェイト３６と磁性材料部３８の配置関係を示す図である。図７は、本発明による第１実施形態に係るキャリッジ１５の前述のＰ２におけるカウンターウェイト３６と磁性材料部３８の配置関係を示す図である。図８は、本発明による第１実施形態に係るキャリッジ１５が印字終了終端位置Ｐ３に到達した場合におけるカウンターウェイト３６と磁性材料部３８の配置関係を示す図である。図９は、本発明による第１実施形態に係るキャリッジ１５が印字終了端位置Ｐ３から回送されて減速が開始された位置Ｐ４におけるカウンターウェイト３６と磁性材料部３８の配置関係を示す図である。図１０は、本発明による第１実施形態に係るキャリッジ１５が印字終了端位置Ｐ３から回送されて減速、停止された位置Ｐ５におけるカウンターウェイト３６と磁性材料部３８の配置関係を示す図である。

この第１実施形態に係る着脱手段である電磁石３７と磁性材料部３８の配置関係は、前述のように、図６及び図７に示すように、キャリッジ１５がＰ１の位置に位置してＢ１方向に移動開始すると、カウンターウェイト３６は、電磁石３６が作動してタイミングベルト１９上の磁性材料部３８を磁気的に吸引して結着、連結する。そして、タイミングベルト１９の移送と共に、キャリッジ１５はＢ１方向に移動し、カウンターウェイト３６は、Ｄ１方向に移動する。キャリッジ１５がＰ２の位置に到達したとき、これを検知して、電磁石３６の励磁電流が切断されて、電磁石３７と磁性材料部３８との磁気的吸引が解除され、カウンターウェイト３６は、タイミングベルト１９の移送から遊離してＳ２の位置で停止する。一方、キャリッジ１５は、タイミングベルト１９の移送と共にＢ１方向に等速移動されて印字動作を行う。
キャリッジ１５がガイドロッド１３の右端まで移動したときに、図８に示すように、印字動作が終了して停止する（位置Ｐ３）。この場合、カウンターウェイト３６の電磁石３７の励磁電流は切断された状態で始端Ｓ２の位置に停止している。

一方、タイミングベルト１９の磁性材料部３８は、電磁石３７とキャリッジ１５の中間位置に位置している。続いて、駆動モータ１６を逆転させてタイミングベルト１９をＡ２方向に移送させる。タイミングベルト１９の逆送と共に、図９に示すように、キャリッジ１５もＢ２方向に移動する。そして、キャリッジ１５の減速を開始する位置（Ｐ４）にキャリッジ１５が到達したときに、電磁石３７の励磁電流が供給される。
その結果、電磁石３７に近接しているタイミングベルト１９上の磁性材料部３８が電磁石３７によって磁気的に吸引連結され、タイミングベルト１９のＡ２方向への移送と共に、カウンターウェイト３６がＤ２方向に移動される。なお、ここで、キャリッジ１５の位置Ｐ４は、図７に示す位置Ｐ２と実質的に同じ位置となるが、僅かにずれていても電磁石３７によって磁性材料部３８を磁気的に吸引、連結可能であれば問題ない。
そして、キャリッジ１５は、図１０に示すように、タイミングベルト１９の移送停止とともに、停止して初期の位置Ｐ１に復帰する。そして、再び、印字動作が開始されると前述の図６の状態から始まって図１０の状態までの状態が繰り返されて印字動作が行われる。

この印字動作の最中に、印字動作の開始時のキャリッジ１５が加速される際と、印字動作が終了してキャリッジ１５が回送されて初期位置Ｐ１に復帰するときにキャリッジ１５が減速、停止する際に、大きな衝撃が発生して振動を発生する。この振動を抑制するために、この第１実施形態においては、カウンターウェイト３６に取り付けた電磁石３７とタイミングベルト１９に取り付けた磁性材料部３８とからなる着脱手段を使用して、大きな衝撃が生じるキャリッジ１５の加速時及び減速、停止時のみカウンターウェイト３６をキャリッジ１５の移動方向と反対方向に移動させることによって振動の発生を抑制するようにしている。
この第１実施形態においては、上述のように、着脱手段として電磁石３７と磁性材料部３８との磁気的な連結を行うので、連結時にタイミングベルト１９に無理な力が作用することなく円滑に連結が可能となり、印字動作における影響を抑制することが可能となる。

次に、本発明による第２実施形態について、図１１〜図１４に基づいて説明する。図１１は、本発明による第２実施形態にかかる画像形成装置の画像形成部の説明に供する模式図である。図１２は、図１１に示す着脱手段の拡大図である。図１３は、図１２における着脱手段のカウンターウェイトがタイミングベルトに結着された状態を示す図、図１４は図１２における着脱手段のカウンターウェイトがタイミングベルトから離脱した状態を示す図である。
この第２実施形態にかかる着脱手段としては、図１１に示すように、カウンターウェイト３６に回転可能に取り付けられたピニオン歯車４７とタイミングベルト１９に形成されたラック歯部４８を使用している。ピニオン歯車４７は、カウンターウェイト３６をガイドするガイドロッド３５に形成された図示しないラック歯と噛合して、ピニオン歯車４７の回転によって、Ｄ方向に移動可能となっている。従って、移送されるタイミングベルト１９のラック歯部４８とピニオン歯車４７が噛合して、ピニオン歯車４７が回転されることによって、カウンターウェイト３６は、スムーズにＤ方向に移動可能となっている。

そして、タイミングベルト１９のラック歯部４８は、例えば、キャリッジ１５の移動開始位置Ｐ１から等速移動を開始して印字動作が開始する位置Ｐ２に対応する長さで、ピニオン歯車４７と対向するタイミングベルト１９の対向面に形成されており、それ以外の対向面には、ラック歯が形成されておらず、ピニオン歯車４７と噛合しない非歯部４９が形成されている。従って、カウンターウェイト３６は、ピニオン歯車４７とラック歯部４８とが噛合している間だけピニオン歯車４７が回転してＤ方向に移動されるようになっている。
それ故、キャリッジ１５がタイミングベルト１９のＡ方向への移送に伴いＢ方向に移動して等速運動を開始する位置Ｐ２またはキャリッジ１５が回送されて減速が開始された位置Ｐ４に達した際にのみ、タイミングベルト１９とカウンターウェイト３６が結着されて、タイミングベルト１９の移送と共にカウンターウェイト３６が矢印Ｄ方向に移動されてキャリッジ１５のこの移動の際に生じ易い振動を抑制することが可能となる。

この場合、ピニオン歯車４７とラック歯部４８の噛合歯数を適宜選定することによって、カウンターウェイト３６の移動速度をキャリッジ１５の移動速度よりも高速とすることが可能となる。従って、このようにカウンターウェイト３６の移動速度を高速とすることによって、カウンターウェイト３６の質量をキャリッジ１５の質量よりも軽量としてもキャリッジ１５の振動を適切に吸収することが可能となる。その結果、画像形成装置の軽量化及び小型化を図ることが可能となる利点を有する。
さらに、タイミングベルト１９のラック歯部４８が形成されていない非歯部４９では、ピニオン歯車４７は回転されないので、タイミングベルト１９の移送から遊離し、タイミングベルト１９を移送する駆動モータ１６の負荷を軽減することが可能となる。

これらの関係を図１２〜図１４に基づいて説明する。図１２及び図１３に示すように、矢印Ａ１方向に移送されたタイミングベルト１９は、ラック歯部４８がカウンターウェイト３６に取り付けられたピニオン歯車４７と噛合すると、タイミングベルト１９の移送に伴ってピニオン歯車４８が回転され、ピニオン歯車４８の回転とともに、カウンターウェイト３６がＤ１方向に移動される。
そして、図１４に示すように、ピニオン歯車４７がラック歯部４８の終端から外れて非歯部４９に達するとピニオン歯車４７は回転されず、その結果、カウンターウェイト３６は、ガイドロッド３５の始端で停止する。
この場合に、図１２に示すように、ピニオン歯車４７は回転せず、ピニオン歯車４７の歯を突起４７ａとし、ラック歯部４８の凹部４８ａに突起４７ａが凹部４８ａに係合し、凹凸係合によって着脱可能な着脱手段とすることも可能である。この凹凸係合の場合には、カウンターウェイト３６は、ガイドロッド３５上をスライドして案内されることになる。そして、タイミングベルト１９の移送力をそのまま使用してカウンターウェイト３６を移動させるようにすることもできる。
しかしながら、このような凹凸係合によるカウンターウェイト３６の移動は、タイミングベルト１９に係合時に大きな衝撃を与えてタイミングベルト１９を振動させて記録ヘッドによる印字動作に不具合を発生する可能性がある。これに対して、この第２実施形態においては、ピニオン歯車４７をラック歯部４８と噛合させて回転させ、ピニオン歯車４７の回転によって、カウンターウェイト３６をガイドロッド３５上で移動させるようにしているので、タイミングベルト１９に対する負荷を凹凸係合の場合に比して軽減することが可能となり好適である。

次に、本発明者らは、キャリッジ１５による振動の検討中に、振動を抑制するためのカウンターウェイト３６の使用を控えた方が良い場合があることに気がついた。即ち、高画質モードでは、印字の高精度が要求されるため、キャリッジ１５自体の微細な振動が画質問題となる。そのため加減速も急激には行わないために、制振装置自体の必要性が低い。
具体的には、図１５に示すように、カウンターウェイトを使用しない場合には、急加速（減速）の速度プロファイル（目標速度）（曲線２）にてキャリッジ制御を行うとキャリッジ１５自体に図１５の曲線１で示す実速度のような振動が残り、この振動により画像劣化が発生する。一方、キャリッジ１５を低速で移動させる場合には、図１６に示すように、急加速（減速）の速度プロファイル（目標速度）（曲線４）にてキャリッジ制御を行っても曲線３で示す実速度のように殆んど振動が発生していない。そのために、高画質モード時には、図１６に示すような速度プロファイルにてキャリッジ制御を行うことになる。

しかも、画像形成装置（マシン）に比べてはるかに質量の小さいキャリッジ１５に振動を残さないような速度プロファイルでは、そもそもマシンに与える力も非常に緩やかになりマシンの振動自体が非常に小さくなる。その上、高精度が要求される高画質モードでは、そもそもキャリッジ自体の振動が小さい（前述）。従って、そのような状態に制振を行うと、制振対象の振動自体が小さいため、ちょっとした検出誤差（例えば微細なキャリッジ速度変動や、キャリッジの負荷、温度などの環境、インク残量（キャリッジ重量）などの検出／算出誤差）のために制振力がキャリッジの加減速時の力と釣り合わずに、振動を打ち消すよりも微細な振動をキャリッジに与えてしまう。
この微細な振動は高精度な制御が必要な場合には画質に影響を与えてしまう問題がある。さらに、高画質モードの制振制御はシビアな精度が要求されるため、キャリッジの重量や速度などの高精度な検出と、高度なフィードバック制御を行う必要がある。そのために制御機構（ソフトも含む）が複雑になる問題もある。
このような状況を踏まえて、本発明においては、高画質モード等の印字条件や使用される記録材に応じて、カウンターウェイトの使用の可否を選択する必要があることを知った。そのため、前述のカウンターウェイト３６のタイミングベルト１９に対する着脱を前述の着脱手段を制御して行うことで上記課題を達成できることが判明した。

次に、本発明による第３実施形態として、前述の第１実施形態の着脱手段を使用してカウンターウェイトの使用の可否を選択可能としている。
前述の第１実施形態の着脱手段においては、カウンターウェイト３６に取り付けられた電磁石３７とタイミングベルト１９に取り付けられた磁性材料部３８とを使用して、電磁石３７の励磁電流の断続で容易にタイミングベルトに対するカウンターウェイト３６の着脱を制御することが可能である。即ち、カウンターウェイト３６を使用しない高画質モードにおいては、電磁石３７の励磁電流を切断して、磁性材料部３８との磁気的吸引による連結を解除することが可能となる。一方、高速印字モードにおいては、前述の第１実施態様のように、電磁石３７の励磁電流の断続を行って、カウンターウェイト３６による制振動作を行わせるようにすることが可能である。
具体的な着脱手段の制御方法について、図１７及び図１８に基づいて説明する。図１７は本発明による第３実施形態に係るカウンターウェイト（以下制振機構という）の使用可否判断に関するフローチャート図である。図１８は、図１７で示すフローチャートを実現するための機能ブロック図である。

この第３実施形態においては、図１７に示すように、まず、高画質モードや高速モード等に設定された印字モードの選定６１と、普通紙、光沢紙等の用紙種類の選定６０からキャリッジの速度プロファイルの決定６２が行われる。この場合、印字モードの選定６１と用紙種類の選定６０は、画像形成装置の操作パネル６上に予め設定されたスイッチ群６ａからユーザーが選定して決定される。
そして、スキャナ手段２が駆動されているか否かの駆動状態６３とユーザーの所望の要求事項による設定６４から制御機構の使用の可否の判断６５が行われる。従って、例えば、高画質モード、光沢紙使用、の選定によって、前述の図１６に示されるような低速での印字要求が制振機構に入力され、スキャナ手段が駆動されていない状態を確認し、ユーザー要求がないことを確認して、制御機構の使用の可否の判断６５で制振機構を使用しないことが判断され、この判断に基づいて、第１実施形態における電磁石３７への励磁電流を切断して、カウンターウェイト３６が使用されないようになっている。
具体的には、選定された速度プロファイル６２から加減速時の加速度が決定しているので、キャリッジの慣性力によるマシンの揺れの予測できる。その予測値から印字モードへの影響が無視できないと判断した場合は制振機構を駆動させ制振動作を行う。このとき、スキャナを搭載した画像形成装置の場合、同時にキャリッジの慣性力がスキャナ手段２の読み取り精度に影響を与えるかも判断し、制振機構の使用の可否を決める。

また、ユーザー設定にてどのようなケースで制振機構を動作させるかユーザーが判断可能としている。まず、図１８に示すように、選定された速度プロファイル６２からキャリッジの加速度が決まると、この入力信号がコントローラ６６内の制振機構制御部６６ａに入力される。一方、コントローラ６６からキャリッジ駆動機構である駆動モータ１６の駆動条件を設定して駆動モータ１６を回転させてキャリッジ１５を移動させる。この場合に、エンコーダセンサ２１によるキャリッジの実際の移動状態（加速度）とモータの入力値（ＰＷＭ値）を検出して制振機構制御部６６ａにフィードバックして補正することができる。図示していない制御機構部の駆動状態を検出し補正することで、より精度の高い制振制御を行うことが出来る。
また、制振機構制御部６６ａの演算部６６ｂは、どのタイミングで制御機構を動作させるかも算出して、その出力信号を制振機構駆動部６７を入力して制振機構駆動部６７の動作を制御する。具体的には、キャリッジの加減速時のみの動作や、加減速時の（もっとも慣性力が大きくなる）一部部分での動作などの判断を行って制振機構駆動部６７の動作を制御する。
このように、制振機構制御部６６で選定された速度プロファイルに応じて、制振機構の駆動を制御するようにしているので、高画質モード等の制振機構を作動させない場合であっても制振機構駆動部６７を制御することによって、適切に制振機構の使用の可否を行うことが可能となる。

次に、本発明による第４実施形態に係る制振機構駆動部として、前述の第２実施形態の制振機構駆動部の変形例を図１９に示す。図１９は、本発明による第４実施形態に係る制振駆動機構部の概略構成を示す図である。
この第４実施形態における制振機構駆動部６７は、基本的には、前述の第２実施形態の制振機構駆動部におけるカウンターウェイト３６、ピニオン歯車４７、タイミングベルト１９、ラック歯部４８、非歯部４９と同一であるので説明を省略する。この第４実施形態においては、前述の第２実施形態とは、ピニオン歯車４７を上下動させる電磁ソレノイド６８が使用されている。そして、電磁ソレノイド６８の励磁電流の断続によって、ピニオン歯車４７をタイミングベルト１９のラック歯部４８に対して突没可能に取り付けている。従って、カウンターウェイト３６の使用が非の場合には、電磁ソレノイド６８の励磁電流を通電してピニオン歯車４８を上方に引き上げてピニオン歯車４７とラック歯部４８の噛合が行われないようになっている。
反対に、電磁ソレノイド６８の励磁電流を切断することによってピニオン歯車４７が下降してラック歯部４８と噛合し、ラック歯部４８の移送に伴いピニオン歯車４７が回転してカウンターウェイト３６をＤ方向に移動可能となっている。
このように、第４実施形態に係る制振機構駆動部６７は、電磁ソレノイド６８の励磁電流の断続を制御することによって、適切に、制振機構の使用可否を制御することが可能となる。

１ 装置本体、２ スキャナ手段、３ 給紙カセット、４ 排紙トレイ、５ カートリッジ装着部、６ 操作パネル、６ａ スイッチ群、１０ 画像形成部、１３ 主ガイドロッド、１４ 従ガイドロッド、１５ キャリッジ、１６ 駆動モータ、１７ 駆動プーリ、１８ 従動プーリ、１９ タイミングベルト、２０ リニアエンコーダ、２５ 記録ヘッド、２６ フィルタ部材、２７ サブタンク、２８ インクカートリッジ、３０ 記録シート材、３５ ガイドロッド、３６ カウンターウェイト、３７ 電磁石、３８ 磁性材料部、４０ 維持回復機構、４７ ピニオン歯車、４８ ラック歯部、４９ 非歯部、６０ 用紙種類選定、６１ 印字モード選定、６３ スキャナ手段の駆動状態、６４ ユーザー設定、６５ 制振機構の使用可否判断、６６ コントローラ、６６ａ 制振機構制御部、６６ｂ 演算部、６７ 制振機構駆動部、６８ ソレノイド

特開２００１−１３８４９９公報 特開２００７−１５２９００公報

Claims (9)

1. 記録液の液滴を吐出する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドを搭載するキャリッジと、
   モータによって移送されて前記キャリッジを移動させるタイミングベルトと、
   前記キャリッジと逆方向に移動するカウンターウェイトと
   を備える画像形成装置において、
   前記タイミングベルトに前記カウンターウェイトを着脱可能に取り付ける着脱手段を設け、前記着脱手段によって前記カウンターウェイトを前記タイミングベルトに結着させたときに、前記カウンターウェイトが前記タイミングベルトの移送と共に移動し、前記着脱手段によって前記カウンターウェイトを前記タイミングベルトから離脱させたときに、前記カウンターウェイトは前記タイミングベルトの移送から遊離して停止することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記着脱手段は、前記カウンターウェイトに取り付けられた電磁石と、前記タイミングベルトに形成された磁性材料部と、前記電磁石に印加する励磁電流を制御する励磁電流制御部とから構成され、当該着脱手段によって、前記カウンターウェイトを前記タイミングベルトに対して磁気的に着脱させることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記着脱手段は、前記カウンターウェイトに取り付けられ、前記タイミングベルトの対向面に対して突没可能に取り付けられた係合部と、前記タイミングベルトに形成された前記係合部と係合する被係合部と、前記係合部を前記タイミングベルトの対向面に対して突没または没入させる電磁ソレノイドへの励磁電流を制御する励磁電流制御部とから構成され、当該着脱手段によって、前記係合部を前記タイミングベルトの対向面に対して突出させたときに、前記タイミングベルトの被係合部と係合して前記カウンターウェイトが前記タイミングベルトの移送と共に移動可能とし、前記係合部を前記タイミングベルトの対向面に対して没入させたときに、前記カウンターウェイトと前記タイミングベルトとの係合が解除されることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記着脱手段は、前記カウンターウェイトに取り付けられたピニオン歯車と、前記タイミングベルトの前記ピニオン歯車との対向面の一部に形成されて前記ピニオン歯車と噛合するラック歯部と前記ピニオン歯車と噛合しない非歯部であり、前記ピニオン歯車と前記ラック歯部とを噛合させたときに、前記カウンターウェイトが前記タイミングベルトの移送と共に移動し、前記ピニオン歯車を前記タイミングベルトの非歯部に対向させたときに、前記カウンターウェイトと前記タイミングベルトとの噛合が解除されることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置において、
   前記着脱手段は、前記キャリッジが加速時及び減速時にのみ前記カウンターウェイトを前記タイミングベルトに結着させることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置において、
   前記着脱手段は、印字条件又は記録材の種類に応じて、前記電磁石又は電磁ソレノイドに対する通電を制御して前記タイミングベルトに対する前記カウンターウェイトの着脱動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６記載の画像形成装置において、
   前記着脱手段は、高画質モード条件のとき、前記電磁石又は電磁ソレノイドに対する通電を制御して前記カウンターウェイトを前記タイミングベルトから離脱させることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項６又は７記載の画像形成装置において、
   前記印字条件又は記録材の種類を選択する選択スイッチを備えたことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項記載の画像形成装置において、
   画像を光学的に読取って電気信号に変換した画像情報を作成するスキャナ機能と当該スキャナ機能で読取った画像情報に基づいて画像形成するコピー機能を有することを特徴とする画像形成装置。

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