JPH07156492A

JPH07156492A - 記録装置

Info

Publication number: JPH07156492A
Application number: JP30826393A
Authority: JP
Inventors: Toru Fukushima; 透福島
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1993-12-08
Publication date: 1995-06-20

Abstract

(57)【要約】【目的】動力伝達手段を構成する動力伝達部品に偏心
等の部品ばらつきがあっても、画像を構成する画素のピ
ッチむらのない高印字品質の画像を記録する。【構成】動力伝達手段を構成する動力伝達部である駆
動歯車１０を、同一の歯車１０ａを４枚で、かつそれぞ
れの位相を９０度ずつずらして重ねることで構成し、駆
動ローラ１１に対し見かけ状偏心のない歯車を得ること
と、さらに駆動ローラ１１の回転基準を該駆動ローラ１
１の外径基準としたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録装置に関し、詳し
くは動力伝達手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりシリアルプリンタ等の記録装置
としては、インクジェットプリンタやワイヤドットプリ
ンタのように、記録媒体上に入力情報に応じたドット像
を形成する為に、印字ヘッドの横方向への主走査により
一行分のドット像を形成し、記録媒体の縦方向への搬送
による副走査により、横方向に帯状に記録されたドット
像を縦方向につないでいくものが知られている。

【０００３】最近、このような記録装置では高い記録精
度が要求され、特に絵のような画像を記録する記録装置
ではその要求が強い。そのため、従来より記録精度を向
上するために、動力伝達手段を構成する歯車やベルトプ
ーリなどの部品精度の向上、あるいは精度測定によって
部品の選別などが行われてきた。また、特開平５−１５
５０９２号公報のように駆動プーリの振れ精度がそれほ
ど良くなくてもプーリの１回転または整数回転の駆動に
よって、プーリの振れ要因の誤差を軽減するよう構成し
た記録装置などがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
プーリの整数回転で動力伝達手段を構成する場合、特開
平５−１５５０９２号公報の場合では各記録ヘッド（ノ
ズル列）の間隔に制限が生じ、各記録ヘッド（ノズル
列）の間隔を狭められず、このことは他の要因で記録精
度を低下させてしまう原因となっている。例をあげれ
ば、キャリッジ走査の速度変動による誤差、キャリッジ
とガイド軸のがたによるヘッドの傾きによる誤差、温度
変化に伴う部品寸法変化による誤差などを軽減すること
ができない。

【０００５】また、図１２に示すように動力伝達手段が
駆動モータ７、モータピニオン８、駆動歯車２０、駆動
ローラ２１、スチールベルト４で構成されている場合も
同様であり、駆動ローラ２１を整数回転で駆動すれば、
各動力伝達部品の振れによる記録精度の低下は生じない
ものの、上述の課題は同様である。

【０００６】そこで本発明は、このような問題に鑑みて
なされたもので、その目的とするところは、主走査の移
動機構、あるいは副走査の移動機構として動力を伝える
動力伝達手段を構成する各動力伝達部品の部品精度（振
れ、偏心等）が、それほど良くなくても、走査の移動量
にかかわらず精度のよい動力伝達ができ、記録誤差を軽
減し、濃度むら、色ずれのない記録画像が出力できる高
精度な記録装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の記録装置は、記録媒体上に入力情報に応
じたドット像を形成する記録装置に於いて、主走査の移
動機構、あるいは副走査の移動機構に動力を伝える動力
伝達手段を構成する歯車、あるいはベルトプーリなど
の、少なくとも１つの動力伝達部が、重ねられたＮ個
（Ｎ≧４）以上の同一部品からなり、かつそれぞれ位相
を３６０／Ｎ度ずつずらして重ねられて構成されたこと
また、動力伝達手段は、さらに主ローラを含み構成さ
れ、該主ローラの回転基準を該主ローラの外径基準とし
たことさらに、前記動力伝達部と前記主ローラとの結合
が前記主ローラの回転基準である外径に於いて結合され
たことを特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。

【０００９】図１、図２は本発明の一実施例を示したも
のである。図１は本実施例の記録装置における記録書き
込み方法を説明する略図であり、図２は動力伝達手段を
示す図である。構成を説明する。記録ヘッド１はインク
ジェットヘッドであり、印字信号によって各ノズルから
選択的にインク適を吐出させ、ドラム５の回転と同期し
て像の記録書き込みを行う。このドラム５の回転方向Ｂ
を主走査という。ドラム５の周長は３３８ｍｍであり、
図示してない駆動手段によって、１秒間に３回転の速度
で回転をする。また、ドラム５には記録のタイミング
と、下記に説明する副走査のタイミングを作り出すロー
タリーエンコーダが取付けられている（図示してな
い）。ドラム５は記録紙を巻き付け固定し記録するタイ
プのものでも、ドラム５に直接記録書き込みを行い、後
に記録紙に転写するタイプのものでもよい。

【００１０】記録ヘッド１のノズル配置の詳細は省略す
るが、ノズル数は３２０ノズル、記録幅Ｈは３２０／６
００インチ（１３．５４７ｍｍ）である。記録ヘッド１
はキャリッジ２に搭載され、スチールベルト４によって
動力を伝達され、ガイド軸３に沿って移動するように構
成されている。この記録ヘッド１の移動が副走査であ
る。

【００１１】書き込み方法を説明する。記録ヘッド１を
搭載したキャリッジ２とドラム５は連動しながら、それ
ぞれ移動・回転を行う。ドラム５は周速毎秒１０１５ｍ
ｍで矢印Ｂ方向に回転し、記録ヘッド１を搭載したキャ
リッジ２は毎秒４０．７ｍｍで矢印Ａ方向に移動する。
このように動作しながら、記録ヘッド１は印字信号に応
じた記録を連続的に、ドラム５に対し螺旋状に記録書き
込みを行っていくものである。本実施例ではドラム５の
回転方向と記録書き込み方向は約２．３度傾けられてい
る。また、キャリッジ２の移動量の補正は非印字領域Ｉ
において行っている。

【００１２】上述の構成において、本実施例の特徴であ
るキャリッジ２への動力伝達手段を図２を基に説明す
る。駆動モータ７にはモータピニオン８が取付られてい
る。モータピニオン８はモジュール０．５、歯数２０の
平歯車である。駆動歯車１０は４枚の同一歯車１０ａを
位相を９０度ずつずらしながら重ねて構成され、駆動ロ
ーラ（主ローラ）１１の外径基準で固定されている。歯
車１０ａはモジュール０．５、歯数８０の平歯車であ
る。駆動ローラ１１は、外径がφ１７．２ｍｍであり、
その外径を４つのベアリング１４によって支持され、回
転可能に構成されている。また、上述の駆動ローラ１１
の同一外径にスチールベルト４が取り回されており、駆
動力をキャリッジ２へ伝えるよう構成されている。スチ
ールベルト４の厚さは０．０４８ｍｍであり、駆動ロー
ラ１１の有効駆動径はφ１７．２４８ｍｍである。すな
わち、記録ヘッド１の記録幅Ｈが１３．５４７ｍｍであ
ることから、駆動ローラ１１の１／４回転ごとに記録幅
Ｈの記録帯が副走査方向Ａへ重ねられていく。

【００１３】さらに、詳細を図３、図４、図５を基に説
明する。図３、図４は駆動歯車１０の組立方法、及び駆
動ローラ１１への固定方法を示す図である。歯車１０ａ
はプラスチィック成形で加工されており、駆動ローラ１
１の外径と最大６０μｍのクリアランスを持った内径φ
１７．２ｍｍの穴１０ｂと、位相を示すマーク１０ｃ
と、位相決め用の穴１０ｅ，固定用の穴１０ｄが設けら
れている。駆動ローラ１１は位相決め用のピン１２ａを
設けた駆動歯車固定板１２が固定され、一方を工作機械
等に用いられる割出台２０に固定されて、正確な角度を
もって回転されるように設定されている。基準歯車１７
は回転を固定されたまま上下方向に移動可能な状態に設
定されている。

【００１４】駆動歯車１０の組み立てを説明する。歯車
１０ａの位相を示すマーク１０ｃを見ながら駆動歯車固
定板１２へ重ね合わせる。このとき、歯車１０ａの位相
決め用の穴１０ｅを駆動歯車固定板１２の位相決め用の
ピン１２ａに挿入する。この位相決め用の穴１０ｅと位
相決め用のピン１２ａの関係は、歯車１０ａを位相が９
０度ごとずらしながら挿入でき、また１歯以上ずれない
程度に位置決めができるようにガタが設けられている。
次に、この歯車１０ａを基準歯車１７方向、矢印Ｃへ押
し付けるようにして、歯車１０ａの内径である穴１０ｂ
と駆動ローラ１１の外径のガタを詰めるようにする。そ
して、基準歯車１７の歯部（図４、Ｆ）と接するように
矢印Ｅ方向へ軽く押し付けながら、この歯車１０ａを駆
動歯車固定板１２に固定する。これで１枚目の歯車１０
ａが固定された。次に２枚目の組み込みであるが、まず
基準歯車１７を矢印Ｄ方向に歯幅分移動させる。割出台
を矢印Ｅ方向に正確に９０度回転させ、同一の型、同一
条件で成形された２枚目の歯車１０ａを重ねる。以降１
枚目の歯車１０ａと同様に駆動歯車固定板１２へ固定を
する。３枚目、４枚目の歯車も同様に、９０度ずつ位相
をずらせながら固定をすることで、４枚重ねの駆動歯車
１０が駆動ローラ１１へ固定され出来上がる。例えば、
成形された歯車１０ａの歯外径が内径１０ｄに対し０．
０５ｍｍ偏心している場合、上記のように重ね合わせる
と、図５に示すように見かけ状０．１５ｍｍプラス転位
した、偏心のない駆動歯車１０が出来上がる。

【００１５】上述のように、駆動ローラ１１の１／４回
転ごとに記録幅Ｈの記録帯が副走査方向Ａへ重ねられて
いく装置の場合、従来の装置では、その重ね合わせの部
分に於いて、キャリッジ２の移動量に誤差が生じ、印字
の濃淡が現れていた。その従来の装置を図１２を基に説
明する。駆動モータ７、モータピニオン８、スチールベ
ルト４は本実施例と同様である。駆動歯車２０は１枚で
構成され、減速比は本実施例と同様に１：４である。駆
動ローラ２１は回転基準が内径にあり、その内径と外径
の偏心が誤差要因と成り得る。以上の構成での従来の装
置と、本実施例との誤差の比較を行い、シミュレーショ
ン結果と実験結果を表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１には、動力伝達手段の各動力伝達部の
なかで、キャリッジ２の移動誤差と成り得る要素を取り
上げた。誤差要因として、駆動モータ７の極位置精度、
モータピニオン８の偏心、駆動歯車１０、２０の偏心、
駆動ローラ１１、２１の偏心を取り上げた。また、誤差
はキャリッジ２が１３．５４７ｍｍ移動すべきときのズ
レ量である。シミュレーションでは、従来の装置と本実
施例と共通して、駆動モータ７とモータピニオン８は１
回転で駆動されることより、誤差は±０μｍである。し
かし、駆動歯車１０、２０および駆動ローラ１１、２１
は１／４回転で駆動されるため、従来の装置ではそれぞ
れ±４２．７μｍ、±４２．４μｍの誤差が生じ、記録
幅Ｈの記録帯のつなぎ目に８５．１μｍの重なりすぎ、
もしくは開きすぎが生じてしまう。本実施例の場合、駆
動歯車１０を歯車１０ａ４枚で、位相をずらしながら構
成したことにより、また、駆動ローラ１１をベアリング
１４により外径基準で支持したことにより誤差をなくす
ことができた。実際に、実験結果では本実施例において
も駆動歯車１０の偏心要因によって±１２．２μｍの誤
差を確認したものの、駆動ローラ１１の偏心要因による
誤差はなく、十分に精度のよい動力伝達手段を実現でき
た。また、上記実験後、駆動歯車１０の偏心量を測定す
ると、０．０２ｍｍの偏心が確認され、実験結果の誤差
量との相関があり、さらに駆動歯車１０を正確に組み立
てることでシミュレーション結果に近い精度が得られる
ものと確信できた。

【００１８】本実施例のキャリッジ２への動力伝達手段
は、ドラム５に対し螺旋状に記録するものばかりでな
く、記録幅Ｈをドラム５の回転方向と平行に記録し、間
欠的にキャリッジ２を移動させるような副走査において
も使うことができる。

【００１９】また、本実施例では組み立てられた駆動歯
車１０は、見かけ状０．１５ｍｍプラス転位した歯車が
できたが、歯車１０ａを若干マイナス転位することで、
出来上がった駆動歯車１０の転位量を調整することがで
きる。

【００２０】図６は本発明による記録装置の第２の実施
例を示す略図である。また図７は第２実施例の記録装置
に用いられる記録ヘッドのノズル配置図である。第２の
実施例は、記録ヘッド６１を搭載したキャリッジ６２が
ガイド軸６３に沿って左右に往復動（主走査）しなが
ら、記録ヘッド６１のノズルから選択的にインク滴を吐
出させ記録を行い、副走査（図示していない）として記
録紙を順次間欠的に搬送するシリアルプリンタである。
第２実施例のキャリッジ６２への動力伝達手段は駆動モ
ータ７、モータピニオン８、駆動歯車１０（以上、第１
実施例と同様）と、有効駆動径φ１０．３４９ｍｍの駆
動ローラ（主ローラ）６５、駆動ローラ６５の外径に取
り回されキャリッジ６２へ動力を伝達するワイヤ６４、
さらに第１実施例と同様に駆動ローラ６５の外径を支持
するベアリング１４からなる。記録ヘッド６１のノズル
配置は図７に示すように、各ノズル列１６ノズルの４列
構成である。第１ノズル列と第２ノズル列の間隔は６４
／３００インチ（５．４１９ｍｍ）、第１ノズル列と第
３ノズル列の間隔は１２８／３００インチ（１０．８３
７ｍｍ）、第１ノズル列と第４ノズル列の間隔は１９２
／３００インチ（１６．２５６ｍｍ）である。また各ノ
ズル列は第１ノズル列を基準に１／３００インチ（０．
０８４ｍｍ）ずつ下方にさげて位置しており、１回の主
走査で５．４２ｍｍの記録帯が印字信号に伴って記録さ
れていく。第１実施例と同様に、従来の記録装置と、本
実施例の記録装置との誤差の生じかたの比較をする。記
録ヘッド６１で全ノズル（６４ノズル）吐出の縦一直線
の記録をしたときの、各ノズル列の記録位置のばらつき
をシミュレーションにより計算し表２に示す。従来の記
録装置としては、図１２において駆動ローラ２１の有効
駆動径をφ１０．３４９ｍｍとしたものについて考え
る。

【００２１】

【表２】

【００２２】表２と図８を基に、従来の記録装置との比
較を説明する。図８は従来の記録装置によって記録され
た記録像である。第１ノズル列を基準に、第２ノズル列
の記録誤差をＪ、第３ノズル列の記録誤差をＫ、第４ノ
ズル列の記録誤差をＬとする。駆動モータ７とモータピ
ニオン８の偏心要因の誤差については、本実施例の記録
装置においても、特に対策を設けずに、従来の記録装置
と同様な誤差量を示している。

【００２３】従来の記録装置では、駆動歯車２０、及び
駆動ローラ２１の偏心による記録誤差が、第１ノズル列
を基準に、駆動歯車２０及び駆動ローラ２１が何度位相
がずれたか（回転したか）によって、誤差量が大きく変
動する。第１ノズル列を基準に各ノズル列は、駆動歯車
２０及び駆動ローラ２１の位相がそれぞれ２８．８度、
５７．６度、８６．４度ずれている。この位相のずれに
よる記録誤差は位相ずれ１８０度のとき最大値をとる可
能性があり、また３６０度で誤差が０μｍとなる。例え
ば、従来の記録装置、第４ノズル列の誤差Ｌの場合、表
２に示すように、記録誤差の合計では±６１．７μｍと
なってしまい、高画質を要求される記録装置には使用で
きないものである。

【００２４】本実施例の記録装置によれば、駆動歯車１
０を歯車１０ａ４枚で、位相を９０度ずつずらしながら
構成したことによって、見かけ状偏心のない歯車が得ら
れ、駆動する位相に係わりなく、誤差のない伝達ができ
る。また、駆動ローラ６５は、その外径をベアリング１
４で支持し回転することで、駆動ローラ６５の偏心要因
の誤差を生じなくさせている。したがって、本実施例に
おける記録装置の場合、第４ノズル列の誤差Ｌは、表２
に示すように、記録誤差の合計で±２．０μｍであり、
高画質な記録を成し得るものである。

【００２５】この実施例の場合、記録ヘッド６１は４列
とも黒インクでもよいし、各列それぞれマゼンタ、シア
ン、イエロー等のカラーインクを使用しても良い。

【００２６】従来では、駆動歯車１０、駆動ローラ６５
の偏心のために、各動力伝達部品の整数回転の駆動で各
ノズル列が重なるように配置し、記録誤差の低減を行う
ことで、記録ヘッドの大きさを犠牲にしていた。あるい
は、各動力伝達部品の偏心による記録誤差が生じても、
仕方なく各ノズル列を狭めて配置することで記録ヘッド
を小さく設計するものであった。しかし、本実施例によ
り、各ノズル列の間隔を各動力伝達部品の偏心に影響さ
れることなく自由に配置でき、各ノズル列の間隔を狭め
られることができる。このことは、記録位置精度に影響
を及ぼす他の要因をも軽減することができる。例えば、
記録ヘッド６１をキャリッジ６２へ搭載するときの傾き
による誤差、キャリッジ６２とガイド軸６３とのクリア
ランスにより生じる傾きによる誤差、キャリッジ走査の
速度変動による誤差、温度・湿度変化によるノズル列間
隔の距離の変動による誤差、等を軽減することが可能と
なる。

【００２７】また、実施例では、記録ヘッド６１のノズ
ル配置が４列構成であったが、斜めに１列で配置された
ノズルを持つ記録ヘッドにおいても、その効果は大き
い。

【００２８】また、本実施例に用いた記録装置の動力伝
達手段は駆動モータ７の動力を１段の減速歯車によって
減速したのもであるが、図９に示す第３の実施例のよう
にダイレクト駆動にも使用できる。駆動モータ３７は駆
動トルクに余裕がある場合、直接駆動プーリ３０を取り
付けて、タイミングベルト３２によりキャリッジ２へ動
力を伝達するものである。前述した駆動歯車の組み立て
において、割出台の変わりに駆動モータ３７を回転駆動
させながら、駆動モータ３７に直接駆動プーリ３０ａを
前述と同様に組み込んでいくこともできる。

【００２９】さらに、図には示さないが、減速機構を多
段で構成した動力伝達手段においても同様に構成でき、
同じように効果も得られる。

【００３０】図１０は本発明の第４の実施例を示す斜視
図である。第４の実施例では、本発明の特徴を、シリア
ルプリンタの記録紙の搬送、あるいは、ドラム等の駆動
に用いることができる。図１０において、搬送ローラ
（主ローラ）７４は図示しない押さえローラとともに記
録紙７６を間欠的に搬送するものである。搬送ローラ７
４はその両端をベアリング７５によってその外径を支持
され、回転可能に構成されている。また、搬送ローラ７
４の片端には、駆動プーリ７０が取り付けられている。
駆動プーリ７０には駆動モータ７７の動力が１：３に減
速され伝えられている。駆動プーリ７０は同一成形のプ
ーリ７０ａを位相を９０度ずつずらせながら４枚重ね合
わせて組み上げられている。この駆動プーリ７０の組み
立ては、第１実施例と同様でもよいが、図１１に示すよ
うに、プーリ７０ａを位相合わせの治具７８に位相を９
０度ずつずらしながら重ね合わせ、位置決め治具７９を
四方、もしくは三方から同時に押し当てることで組み立
てることもできる。

【００３１】従来、搬送精度を確保するために、搬送ロ
ーラ７４の１回転、もしくは整数回転で記録紙を搬送し
ていたが、上述の様な構成で、記録紙を搬送すること
で、搬送量を気にすることなく、搬送ローラ７４の整数
回転で搬送できない場合でも、高精度な記録紙の搬送が
実現できる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の上記の構成によれば、動力伝達
手段を構成する動力伝達部である歯車、あるいはベルト
プーリを４個以上で構成し、駆動ローラに対し見かけ状
偏心のない歯車を得ることと、さらに駆動ローラの回転
基準を該駆動ローラの外径基準としたことによって、成
形時には偏心している歯車であっても、また歯車と駆動
ローラの結合部にガタがあっても、伝達移動量に関係な
く、誤差の生じない動力の伝達ができる。さらにこのこ
とは、記録ヘッドのノズル配置に制限を与えず、記録ヘ
ッドの小型化ができ、記録位置精度に影響を及ぼす他の
要因であるキャリッジ走査の速度変動による誤差、記録
ヘッドの傾きに起因する誤差、または温度・湿度に起因
する誤差をも軽減することができる。

【００３３】このように、動力伝達部品の偏心による記
録誤差を低減することで、記録画素の位置精度のよい繊
細な画質の出力ができる記録装置が得られ、さらには、
記録装置を設計する上での自由度が広がる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の記録装置における記録
書き込み方法を説明する略図。

【図２】本発明の第１の実施例の記録装置における動力
伝達手段を示す図。

【図３】本発明の駆動歯車の組立方法、及び駆動ローラ
への固定方法を示す図。

【図４】本発明の駆動歯車の組立方法、及び駆動ローラ
への固定方法を示す詳細図。

【図５】本発明の駆動歯車１０と、これを構成する歯車
１０ａの歯形形状を示す図。

【図６】本発明の第２の実施例を示す記録装置の部分略
図。

【図７】第２実施例の記録装置に用いられる記録ヘッド
のノズル配置図。

【図８】従来の記録装置によって記録された記録像を示
す図。

【図９】本発明の第３の実施例を示す記録装置の部分略
図。

【図１０】本発明の第４の実施例を示す記録装置の斜視
図。

【図１１】本発明の駆動歯車の第２の組立方法を示す
図。

【図１２】従来の記録装置に用いらた動力伝達手段を示
す図。

【符号の説明】

１、６１記録ヘッド２、６２キャリッジ３、６３ガイド軸５ドラム７、３７、７７駆動モータ８モータピニオン１０駆動歯車１０ａ歯車１１、６５駆動ローラ１２駆動歯車固定板１４、７５ベアリング１７基準歯車２０割出台３０、７０駆動プーリ３２タイミングベルト６４ワイヤ７４搬送ローラ７６記録紙７８位相合わせの治具７９位置決め治具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体上に入力情報に応じたドット
像を形成する記録装置に於いて、主走査の移動機構、あ
るいは副走査の移動機構に動力を伝える動力伝達手段を
構成する少なくとも１つの動力伝達部が、重ねられたＮ
個（Ｎ≧４）の同一部品からなり、かつそれぞれ位相を
３６０／Ｎ度ずつずらして重ねられて構成されたことを
特徴とする記録装置。
【請求項２】動力伝達手段を構成する動力伝達部が
歯車、あるいはベルトプーリであることを特徴とする請
求項１記載の記録装置。
【請求項３】動力伝達手段は、さらに主ローラを含
み構成され、該主ローラの回転基準を該主ローラの外径
基準としたことを特徴とする請求項１記載の記録装置。
【請求項４】前記動力伝達部と前記主ローラとの結
合が前記主ローラの回転基準である外径に於いて結合さ
れたことを特徴とする請求項３記載の記録装置。