(57)【要約】      （修正有）【課題】印字ヘッドの広幅化（大型化）や多色化の要請に応えつつ、装置が複雑化・大型化するのを回避するとともに、生産性を向上させることができる印刷装置を提供する。【解決手段】無端状の駆動ベルト３１と、印刷媒体１５に対する主走査方向成分を含む範囲で駆動ベルト３１を周回運動させる周回駆動モーター３３と、ヘッドユニット４１と駆動ベルト３１とを連結し、駆動ベルト３１の周回運動の主走査方向成分を、主走査方向に沿った往復運動に変換する主走査リンク機構２３とを備える。主走査リンク機構２３は、駆動ベルト３１の周回運動とともに、駆動ベルト３１の外周面で周回されるリンク軸２３ｃと、主走査移動スライダー２４に水平に固定されて前後方向に掛け渡されるリンク板２３ａを備えている。【選択図】図４
2018171762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷媒体に対して相対移動される印字ヘッドにより前記印刷媒体に画像を形成する印刷装置であって、
無端状の環状部材と、
前記印字媒体に対する主走査方向成分を含む範囲で前記環状部材を周回運動させる周回駆動部と、
前記印字ヘッドと前記環状部材とを連結し、前記環状部材の周回運動の主走査方向成分を、主走査方向に沿った往復運動に変換する主走査リンク機構と
を備えることを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
前記環状部材の周回運動を、前記主走査方向と直交する副走査方向への前記印字ヘッドの相対移動に、間欠的に変換する副走査リンク機構をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記副走査リンク機構は、
前記環状部材とともに前記周回運動をするリンク部材と、
前記印刷装置の本体側に配置され、前記副走査方向に沿って延設された軌道部と、
前記リンク部材の周回運動により間欠的に接触され、前記リンク部材と接触することにより前記軌道部からの反力を前記環状部材に伝達し、前記環状部材に連結された前記印字ヘッドを前記副走査方向への相対移動に間欠的に変換する変速機構と
を含むことを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
【請求項４】
前記副走査リンク機構は、前記環状部材の周回運動によって、前記印刷媒体を前記副走査方向へ移動させることを特徴とする請求項２又は３に記載の印刷装置。
【請求項５】
前記周回駆動部は、動力源からの回転駆動力を、回転軸を介して前記環状部材に伝達し、
前記回転軸には、前記回転軸とともに回転することによって前記回転軸に慣性モーメントを付加するフライホイールが設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、インクを吐出するインクジェットヘッドなど、印刷媒体に対して相対移動される印字ヘッドにより印刷媒体に画像を形成する印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷媒体に対して相対移動される印字ヘッドにより印刷媒体に画像を形成する印刷装置として、インクジェットヘッドが備えられたシャトルを、印刷媒体に対して相対移動させつつ、インクジェットヘッドに備えられたノズルから印刷媒体へインクを吐出して印刷するシャトル型のインクジェットプリンターが知られている。この従来のシャトル型インクジェットプリンターは、主走査方向に沿って往復駆動することから、反転時にヘッド（キャリッジ）の動きに対して加減速制御が必要となる。特に、近年、ヘッドの広幅化（大型化）や多色化が進むに伴いヘッド（キャリッジ）の重量が増加し、このヘッドの重量増加に応じて駆動モーターの負荷増大や加速区間の長距離化が求められるようになり、装置全体の大型化が懸念される。
【０００３】
これについて、シャトルの往復動作において急速な加速・減速をなくして、プリンター駆動機構に対する応力を増加させない技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示された技術では、周回される無端駆動ベルトにプリントヘッド及びキャリッジを接続したプリントヘッド・アセンブリを設け、無端ループ駆動経路の周囲でプリントヘッドを一方向に周回させ、このプリントヘッド・アセンブリは、無端駆動ベルト・ループの片側の線形範囲を通過する際に印字を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９３６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術では、無端駆動ベルトに接続されたプリントヘッドが一方向へ周回し続け、往路・復路にある２つの線形範囲のうち片側の線形範囲のみで印字を行う構成であり、復路を移動している間は印字が行えないため生産性が低下するという問題がある。また、この特許文献１に開示された構成で、復路側でも印字を行う方法も考えられるが、復路ではプリントヘッドの向きが逆になり、また往路における印字と復路における印字とで、プリントヘッドの副走査方向への移動制御も複雑なものとなり、画像形成の精度が低下するおそれがある。また動作が複雑になることによってプリントヘッドへインクを供給するインクチューブが絡まるか、それを防止するための機構がさらに必要となり、装置の複雑化・大型化の原因ともなる。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、印刷媒体に対して相対移動される印字ヘッドにより印刷媒体に画像を形成する印刷装置において、印字ヘッドの広幅化（大型化）や多色化の要請に応えつつ、装置が複雑化・大型化するのを回避するとともに、生産性を向上させることのできる印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係るインクジェット印刷装置の第１の特徴は、印刷媒体に対して相対移動される印字ヘッドにより前記印刷媒体に画像を形成する印刷装置であって、無端状の環状部材と、前記印字媒体に対する主走査方向成分を含む範囲で前記環状部材を周回運動させる周回駆動部と、前記印字ヘッドと前記環状部材とを連結し、前記環状部材の周回運動の主走査方向成分を、主走査方向に沿った往復運動に変換する主走査リンク機構とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る印刷装置の第２の特徴は、前記環状部材の周回運動を前記主走査方向に直交する副走査方向への前記印字ヘッドの相対移動に、間欠的に変換する副走査リンク機構をさらに備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る印刷装置の第３の特徴は、前記副走査リンク機構は、前記環状部材とともに前記周回運動をするリンク部材と、前記印刷装置の本体側に配置され、前記副走査方向に沿って延設された軌道部と、前記リンク部材の周回運動により間欠的に接触され、前記リンク部材と接触することにより前記軌道部からの反力を前記環状部材に伝達し、前記環状部材に連結された前記印字ヘッドを前記副走査方向への相対移動に間欠的に変換する変速機構とを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る印刷装置の第４の特徴は、前記副走査リンク機構は、前記環状部材の周回運動によって、前記印刷媒体を前記副走査方向へ移動させることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る印刷装置の第５の特徴は、前記周回駆動部は、動力源からの回転駆動力を、回転軸を介して前記環状部材に伝達し、前記回転軸には、前記回転軸とともに回転することによって前記回転軸に慣性モーメントを付加するフライホイールが設けられている
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る印刷装置の第１の特徴によれば、主走査リンク機構によって、環状部材の周回運動の主走査方向成分を、印字ヘッドの主走査方向に沿った往復運動に変換し、往路・復路の両方における線形範囲で印字を行うことができるため、従来通りの往復直線運動を行う印字ヘッドと同様の動作を、簡単な移動制御及び画像形成処理を行うことができる。この結果、本発明によれば、動作制御が複雑になることによって画像形成精度が低下するのを回避することができ、動作制御が簡素化されることにより、印字ヘッドへインクを供給するインクチューブが絡まるなどの問題が生じず、装置の複雑化・大型化するのを防ぐことができる。
【００１３】
本発明に係る印刷装置の第２の特徴によれば、環状部材の周回運動を、副走査方向への相対移動に変換するため、環状部材を周回運動させる周回駆動部の動力を、主走査方向への相対移動と、副走査方向への相対移動との両方で利用でき、動力源を簡素化することができ、装置の小型化を図ることができる。
【００１４】
本発明に係る印刷装置の第３の特徴によれば、環状部材とともに周回運動をするリンク軸と、変速機構とが間欠的に接触することにより、軌道部からの反力を得て、印字ヘッドを副走査方向へ相対移動させる。リンク軸は印字ヘッドを往復運動させる環状部材によって周回されるため、別途の駆動機構や制御処理を要することなく、印字ヘッドの往復運動と同期して間欠的に変速機構を動作させて、副走査方向へ相対移動させることができる。
【００１５】
本発明に係る印刷装置の第４の特徴によれば、印字ヘッド側を副走査方向へ移動させずに、印刷媒体側を副走査方向へ移動させるため、印刷媒体を搬送させる形式の印刷装置にも本発明を適用させることができる。
【００１６】
本発明に係る印刷装置の第５の特徴によれば、モーター等の動力源からの回転駆動力を、回転軸を介して環状部材に伝達して周回させる際、フライホイールによって回転軸に慣性モーメントを付加することにより、環状部材の周回運動及び印字ヘッドの往復運動を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェット印刷装置におけるシャトルユニットの要部上面図である。
【図３】図１に示すインクジェット印刷装置の制御ブロック図である。
【図４】図１に示すインクジェットヘッドのシャトルユニット内部の構成及び動作を示す斜視図である。
【図５】従来及び第１実施形態に係るインクジェットヘッドのモーターの動きを対比する説明図である。
【図６】第２実施形態に係るインクジェット印刷装置におけるシャトルユニットの要部上面図である。
【図７】図６に示すインクジェットのシャトルユニット内部の構成及び動作を示す斜視図である。
【図８】図６に示すインクジェット印刷装置の制御ブロック図である。
【図９】従来及び第２実施形態に係るインクジェットヘッドのモーターの動きを対比する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付している。なお、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１９】
[第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１に示すインクジェット印刷装置におけるシャトルユニットの要部上面図である。図３は、図１に示すインクジェット印刷装置の制御ブロック図である。図４は、図１に示すインクジェットヘッドのシャトルユニット内部の構成及び動作を示す斜視図である。なお、以下の説明において、図１及び図４中の矢印で示す上下左右前後を上下左右前後方向とする。
【００２０】
（インクジェット印刷装置の構成）
図１〜図３に示すように、本実施の形態に係るインクジェット印刷装置１は、印刷媒体に対して相対移動されるヘッドユニット４１のインクヘッドにより印刷媒体１５に画像を形成する装置であって、具体的には、シャトルベースユニット２と、フラットベッドユニット１０と、シャトルユニット４と、周回駆動機構３と、主走査リンク機構２３と、記憶部５と、制御部６とを備える。
【００２１】
シャトルベースユニット２は、シャトルユニット４を支持するとともに、本実施形態では前後方向（副走査方向）にシャトルユニット４を移動させる機構を備えている。具体的にこのシャトルベースユニット２は、架台部１１と、副走査駆動モーター１２とを備える。
【００２２】
架台部１１は、矩形枠状に形成されている。架台部１１の左右の枠上には、前後方向に延びる副走査駆動ガイド１３Ａ，１３Ｂがそれぞれ形成されている。架台部１１は、副走査駆動ガイド１３Ａ，１３Ｂを介しシャトルユニット４を支持する。副走査駆動ガイド１３Ａ，１３Ｂは、前後方向に移動するシャトルユニット４をガイドする。
【００２３】
副走査駆動モーター１２は、インクジェットヘッドと印刷媒体１５とを副走査方向に相対移動させる副走査駆動部であって、具体的にはシャトルユニット４を前後方向に移動させる。フラットベッドユニット１０は、板等の印刷媒体１５を保持する。フラットベッドユニット１０は、シャトルベースユニット２の架台部１１の内側に配置されている。フラットベッドユニット１０は、印刷媒体１５が載置される水平面である媒体載置面１０ａを有する。フラットベッドユニット１０は、油圧駆動機構等からなる昇降機構により、媒体載置面１０ａの高さを調整できる。
【００２４】
シャトルユニット４は、印刷媒体１５に画像を印刷する。図１〜図３に示すように、シャトルユニット４は、筐体２１と、周回駆動機構３と、主走査移動スライダー２４と、ヘッドユニット４１とを備える。シャトルユニット４は副走査駆動モーター１２により副走査方向へ移動されるようになっている。
【００２５】
筐体２１は、ヘッドユニット４１等の各部を保持する。筐体２１は、フラットベッドユニット１０を左右方向に跨ぐ門型に形成されている。筐体２１は、その左右の脚部２６Ａ，２６Ｂが、シャトルベースユニット２の架台部１１に支持され、副走査駆動ガイド１３Ａ，１３Ｂに沿って移動可能になっている。筐体２１の脚部２６Ａ，２６Ｂ間の水平部２７は、ヘッドユニット４１から印刷媒体１５へインクを吐出するため、下側が開口されている。
【００２６】
周回駆動機構３は、駆動ベルト３１を、印刷媒体１５に対する主走査方向成分を含む範囲で周回運動させることにより、ヘッドユニット４１を左右方向（主走査方向）に移動させて、主走査移動スライダー２４を左右方向に移動させる機構である。具体的に主走査駆動部は、駆動ベルト３１と、一対のプーリー３２Ａ，３２Ｂと、周回駆動モーター３３と、主走査駆動ガイド３４と、主エンコーダー３８とを備える。
【００２７】
駆動ベルト３１は、無端状の環状部材であり、周回移動することにより、主走査移動スライダー２４を主走査方向に沿って移動させる。駆動ベルト３１は、プーリー３２Ａ，３２Ｂ間に掛け渡されており、これらプーリー３２Ａ，３２Ｂは、駆動ベルト３１を支持し、駆動ベルト３１を周回移動させる。また、プーリー３２Ａ，３２Ｂは、左右方向に互いに離間して、同じ高さに配置され、一方のプーリー３２Ｂには、周回駆動モーター３３の出力軸３６に接続されており、周回駆動モーター３３の回転駆動力を駆動ベルト３１に伝達する。このプーリー３２Ｂが周回駆動モーター３３で回転されることにより、他方のプーリー３２Ａが従動回転される。なお、主エンコーダー３８をセンサー等で検出することによりヘッドユニット４１の主走査位置が制御部６で把握される。
【００２８】
周回駆動モーター３３は、出力軸３６を介してプーリー３２Ｂを回転させることで、駆動ベルト３１を周回移動させる。出力軸３６は、動力源である周回駆動モーター３３からの回転駆動力を駆動ベルト３１のプーリー３２Ｂに伝達する回転軸である。この出力軸３６の下端はプーリー３２Ｂの下方に垂下されており、垂下された下端には、この出力軸３６とともに回転することによって出力軸３６に慣性モーメントを付加するフライホイール３７が設けられている。このフライホイール３７によって出力軸３６に慣性モーメントを付加することにより、駆動ベルト３１の周回運動及びヘッドユニット４１の往復運動を安定させている。
【００２９】
主走査駆動ガイド３４は、主走査方向（図中左右方向）に沿って延設された直線状に形成された長尺状の部材であり、上下に一対として配置されて主走査移動スライダー２４が挿通されるように構成されている。この主走査駆動ガイド３４は周回ベルト３１とともに副走査方向へ移動され、周回ベルト３１に対する相対位置が変化されないように構成されている。この主走査駆動ガイド３４に沿って主走査移動スライダー２４が左右方向に移動するようにガイドされる。
【００３０】
主走査移動スライダー２４は、ヘッドユニット４１を保持する係合部材であり、上下に配置された主走査駆動ガイド３４，３４が挿通されて、主走査駆動ガイド３４に対して摺動可能に係合されている。主走査移動スライダー２４は、リンク板２３ａを介して、駆動ベルト３１外周面に固定されたリンク軸２３ｃに係合され、駆動ベルト３１の周回移動により主走査駆動ガイド３４に沿って左右方向に移動する。
【００３１】
ヘッドユニット４１は、複数のインクジェットヘッドを備え、左右方向に移動しつつ、印刷媒体１５へインクを吐出して画像を印刷する。ヘッドユニット４１は、主走査移動スライダー２４に保持され、主走査移動スライダー２４の左右方向の移動に伴って左右方向に移動する。
【００３２】
インクジェットヘッドは、左右方向に並列して配置されている。ヘッドユニット４１は、図４に示すように、その下面であるノズル面４１ａに開口する、副走査方向に沿って配置された複数のノズルを有し、ノズルからインクを印刷媒体１５へ吐出する。４つのヘッドユニット４１は、それぞれ異なる色（例えば、シアン、ブラック、マゼンタ、イエロー）のインクを吐出する。
【００３３】
また、ヘッドユニット４１は、図４に示すように、周回駆動モーター３３によって主走査方向に移動しつつ、ノズルから印刷媒体１５へインクを吐出させて１パス分の印刷を行う動作と、副走査駆動モーター１２によってヘッドユニット４１を副走査方向に相対移動させる動作とを交互に繰り返して印刷媒体１５に画像を印刷する。
【００３４】
主走査リンク機構２３は、ヘッドユニット４１と駆動ベルト３１とを連結し、駆動ベルト３１の周回運動の主走査方向成分を、主走査方向に沿った往復運動に変換する機構である。具体的に、主走査リンク機構２３は、駆動ベルト３１の周回運動とともに、駆動ベルト３１の外周面で周回されるリンク軸２３ｃと、主走査移動スライダー２４に水平に固定されて前後方向に掛け渡されるリンク板２３ａを備えている。本実施形態では、この主走査リンク機構２３によって、駆動ベルト３１の往路・復路両方における線形範囲で、従来通りの往復直線運動を行う印字ヘッドと同様の動作を、簡単な移動制御及び画像形成処理で行う。
【００３５】
詳述すると、リンク軸２３ｃは、駆動ベルト３１の外周面に固着され、垂直に立てられたピン部材であり、その上端が駆動ベルト３１の高さよりも上方に突出するように配置されている。リンク板２３ａは、駆動ベルト３１の周回運動の前後方向範囲をカバーするように、主走査移動スライダー２４上面から駆動ベルト３１の上方に渡って水平に配置される。リンク板２３ａは、主走査駆動ガイド３４によって主走査方向にのみ直線状に移動するように規制されている。また、リンク板２３ａには、上面から下面に貫通された開口部２３ｂが形成されており、この開口部２３ｂは駆動ベルト３１の周回運動の前後方向範囲をカバーする大きさとなっている。
【００３６】
そして、リンク軸２３ｃは、その上端部がリンク板２３ａの開口部２３ｂに挿通されており、駆動ベルト３１とともに周回運動することによって、駆動ベルト３１の周回運動の主走査方向成分のみをリンク板２３ａに伝達する。すなわち、プーリー３２Ａ，３２Ｂ間における駆動ベルト３１の周回運動は、主走査方向に沿った線形範囲で、直線状で且つ等速となり、リンク軸２３ｃの全速度成分がそのままリンク板２３ａの主走査方向の移動速度となる。このようなプーリー３２Ａ，３２Ｂ間における直線状且つ等速の運動は、リンク軸２３ｃが駆動ベルト３１の前面側及び背面側の両方の線形範囲で行われる。
【００３７】
他方、駆動ベルト３１がプーリー３２Ａ及び３２Ｂに掛け回される駆動ベルト３１の左右両端の範囲では、駆動ベルト３１とともにリンク軸２３ｃはプーリー３２Ａ，３２Ｂの周面に沿って円運動をすることとなる。この円運動を行う範囲でリンク軸２３ｃは開口部２３ｂ内を前後方向にスライドし、駆動ベルト３１の前面側から背面側へ、或いは背面側から前面側へ遷移し、その間、円運動の主走査方向成分のみがリンク板２３ａに伝達される。この結果、駆動ベルト３１の左右両端の範囲で、リンク板２３ａは減速した後に反転し、直線且つ等速の範囲に至るまで加速されることとなる。
【００３８】
図３に示した前記記憶部５は、各種の画像処理に関するデータを記憶している。一方、制御部６は、インクジェット印刷装置１の各部の動作を制御する演算処理装置であり、インクジェット印刷装置１に内蔵されたり、或いは外部に接続されたパーソナルコンピュータやプログラマブルロジックコントローラ（PLC: programmable logic controller）等の専用制御装置で実現することができ、具体的にはＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の他、必要に応じて通信機能を備えて構成される。また、本実施形態に係る制御部６は、ヘッドユニット４１を周回駆動モーター３３により主走査方向に移動させつつノズルから印刷媒体１５へインクを吐出させて１パス分の印刷を行う動作と、副走査駆動モーター１２によりヘッドユニット４１と印刷媒体１５とを副走査方向に相対移動させる動作とを交互に繰り返して印刷媒体１５に画像を印刷するよう制御する。
【００３９】
（インクジェット印刷装置の動作）
次いで、以上説明した構成を有するインクジェット印刷装置１の動作について説明する。図４は、ヘッドユニット４１のシャトルユニット４内部の動作を示す斜視図である。なお、図４では、ヘッドユニット４１が主走査方向の右側に位置している状態を実線で示し、ヘッドユニット４１が主走査方向の右側に位置している状態を点線で示している。
【００４０】
インクジェット印刷装置１による印刷処理は、例えば、ユーザー操作により印刷開始を指示するコマンドが入力されたり、外部のパーソナルコンピュータからインクジェット印刷装置１に印刷ジョブが入力されたりすることによって開始される。なお、この印刷処理の開始に先立って、印刷媒体１５がフラットベッドユニット１０の媒体載置面１０ａ上に載置されているものとする。
【００４１】
制御部６は、印刷開始前に、副走査駆動モーター１２を制御してヘッドユニット４１を副走査方向へ移動させて印刷開始位置に配置させ、１パス目の印刷処理を実行する。このとき、駆動ベルト３１の前面側の線形範囲において、ヘッドユニット４１が主走査方向における左側から右側へと進む往路を移動し、ノズルからインクを吐出させて印刷を行う。
【００４２】
次いで、次の２パス目に対して印刷を行う場合に、制御部６は、副走査駆動モーター１２を制御して、ヘッドユニット４１と印刷媒体１５とを副走査方向に相対移動させるとともに、引き続き駆動ベルト３１を周回運動させることにより、インクジェットヘッドを方向転換させる。詳述すると、駆動ベルト３１の端では、リンク軸２３ｃが駆動ベルト３１とともに３２Ｂの周面に沿って円運動をすることから、開口部２３ｂ内を前後方向にスライドし、駆動ベルト３１の前面側から背面側へ遷移するとともに、その間、円運動の主走査方向成分のみをリンク板２３ａに伝達する。この結果、駆動ベルト３１の右端の範囲で、リンク板２３ａは減速した後に反転し、復路における直線且つ等速の範囲に至るまで加速されることとなる。
【００４３】
このリンク板２３ａが線形範囲に進入した後（図４中における点線位置）、制御部６は、２パス目の印刷処理を実行する。これによりヘッドユニット４１が、主走査方向における右側から左側へと進む復路を移動し、ノズルからインクを吐出させて印刷を行う。さらに、次のパス目に対して印刷を行う場合には、制御部６は、副走査駆動モーター１２を制御して、ヘッドユニット４１と印刷媒体１５とを副走査方向に相対移動させるとともに、引き続き駆動ベルト３１を周回運動させることにより、インクジェットヘッドを往路へと方向転換させる。そして、印刷が終了するまで、周回駆動モーター３３を継続して駆動し続けて、主走査方向の往復移動を継続させつつ、線形範囲において印刷媒体１５へインクを吐出する動作と、所定の周期でヘッドユニット４１を副走査方向に印刷ピッチ分だけ移動させる動作とを交互に繰り返す。
【００４４】
（作用・効果）
以上説明したように、インクジェット印刷装置１では、主走査リンク機構２３によって、駆動ベルト３１の周回運動の主走査方向成分を、ヘッドユニット４１の主走査方向に沿った往復運動に変換し、往路・復路の両方における線形範囲で印字を行うことができるため、従来通りの往復直線運動を行うヘッドユニット４１と同様の動きを、簡単な移動制御及び画像形成処理で実現することができる。
【００４５】
すなわち、図５（ａ）に示すように、従来の主走査方向モーターは、ヘッドユニットを往復させるために正転・逆転及び停止を周期的に行っており、その移動制御が複雑であるとともに、この移動制御では加速・減速、等速移動及び停止を制御し、それに基づいた画像形成処理を行わなければならず、その制御に要する処理負担も大きかった。これに対して本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、主走査方向への駆動力である周回駆動モーター３３は、一旦正転を開始すると印刷終了まで一定の速度で同一方向に継続して回転し続けることとなる。
【００４６】
この結果、本実施形態によれば、動作制御が複雑になることによる画像形成精度の低下を回避することができるとともに、動作制御が簡素化されることにより、ヘッドユニット４１へインクを供給するインクチューブが絡まるなどの問題が生じず、装置の複雑化・大型化するのを防ぐことができる。
【００４７】
また、周回駆動モーター３３からの回転駆動力を、出力軸３６を介して駆動ベルト３１に伝達して周回させる際、フライホイール３７によって出力軸３６に慣性モーメントを付加することにより、駆動ベルト３１の周回運動及びヘッドユニット４１の往復運動を安定させることができる。
【００４８】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、上記第１実施形態における駆動ベルト３１の周回運動を副走査方向へのシャトルユニット４の相対移動に間欠的に変換する副走査リンク機構３５Ａ及び３５Ｂをさらに備えることを要旨とする。
【００４９】
図６は、本実施形態に係るインクジェット印刷装置におけるシャトルユニットの要部上面図であり、図７は、図６に示すインクジェットヘッドのシャトルユニット内部の構成及び動作を示す斜視図である。図８は、図６に示すインクジェット印刷装置の制御ブロック図である。なお、本実施形態の説明において、図７中の矢印で示す上下左右前後を上下左右前後方向とする。また、本実施形態において、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その機能等は特に言及しない限り同一であり、その説明は省略する。
【００５０】
（インクジェット印刷装置の構成）
駆動ベルト３１の周回運動を副走査方向へのヘッドユニット４１の相対移動に間欠的に変換するための構成について詳述する。なお、図７では、装置右側に設けられた変速機構のみを図示しているが、同様の構成が装置左側にも設けられている。ここでは、装置右側に設けられた変速機構を主として説明する。
【００５１】
副走査リンク機構３５Ａ及び３５Ｂは、駆動ベルト３１の周回運動を、副走査方向へのヘッドユニット４１の相対移動に、間欠的に変換するリンク機構であり、周回駆動機構３の両端に一対として設けられている。具体的に副走査リンク機構３５Ａ，３５Ｂは、リンク軸２３ｃに取付けられたピン３５１と、ラック部３５３と、ギア３５２とを備える。ピン３５１は、駆動ベルト３１の外周面に固着されて垂直に立てられた角柱状の部材であり、駆動ベルト３１とともに周回運動をする。このピン３５１の上端にリンク軸２３ｃが突出されており、リンク軸２３ｃはこのピン３５１に支持されて駆動ベルト３１とともに周回運動をする。
【００５２】
ラック部３５３は、インクジェット印刷装置１の架台部１１側に固定配置され、副走査方向に沿って延設された軌道部であり、本実施形態では、副走査駆動ガイド１３Ａ及び１３Ｂそれぞれのフラットベッドユニット１０内方に向けられた側面に刻設された直線歯車で構成される。ギア３５２は、駆動ベルト３１の周回運動を、ヘッドユニット４１の副走査方向への間欠的な相対移動に変換する変速機構を構成する部材である。具体的にはギア３５２は、周回駆動機構３とともに副走査方向へ移動されつつ、水平面上で回転する歯車であり、その歯車がラック部３５３の直線歯車に噛合されるとともに、ピン３５１に間欠的に当接されるように配置されている。すなわち、駆動ベルト３１の周回運動によりピン３５１がギア３５２の設置位置に周期的に到来する毎に、ピン３５１がギア３５２の歯に間欠的に接触され、この接触によりギア３５２を介してラック部３５３からの反力が駆動ベルト３１側に伝達され、駆動ベルト３１の周回運動が、ヘッドユニット４１の副走査方向への間欠的な相対移動に変換される。
【００５３】
この変速機構により、駆動ベルト３１を周回運動させる周回駆動モーター３３の動力が、主走査方向への相対移動と、副走査方向への相対移動との両方に分配される。このとき、駆動ベルト３１の周回運動は、主エンコーダー３８をセンサー等で検出され、副走査方向への移動は副エンコーダー３９をセンサー等で検出することにより制御部６で把握される。
【００５４】
このように本実施形態では、駆動ベルト３１を周回運動させる周回駆動モーター３３の動力が、主走査方向への相対移動と、副走査方向への相対移動との両方に分配されることから、図８に示すように、第１実施形態で言及したシャトルベースユニット２の副走査駆動モーター１２は省略することができ、制御部６は周回駆動モーター３３の周回駆動モーター３３のみを制御することとなる。
【００５５】
（インクジェット印刷装置の動作）
次いで、以上説明した構成を有する第２実施形態に係るインクジェット印刷装置１の動作について説明する。図７では、ヘッドユニット４１が主走査方向の右側に位置している状態を実線で示し、ヘッドユニット４１が主走査方向の左側に位置している状態を点線で示している。
【００５６】
インクジェット印刷装置１による印刷処理は、例えば、ユーザー操作により印刷開始を指示するコマンドが入力されたり、外部のパーソナルコンピュータからインクジェット印刷装置１に印刷ジョブが入力されたりすることによって開始される。なお、この印刷処理の開始に先立って、印刷媒体１５がフラットベッドユニット１０の媒体載置面１０ａ上に載置されているものとする。
【００５７】
制御部６は、印刷開始前に、周回駆動モーター３３を制御してヘッドユニット４１を副走査方向へ移動させて印刷開始位置に配置させ、１パス目の印刷処理を実行する。このとき、駆動ベルト３１の前面側の線形範囲において、ヘッドユニット４１が主走査方向における右側から左側へと進む往路を移動し、ノズルからインクを吐出させて印刷を行う。
【００５８】
次いで、次の２パス目に対して印刷を行う場合、周回駆動モーター３３の周回駆動モーター３３による駆動力がギア３５２に伝達され、ヘッドユニット４１と印刷媒体１５とが副走査方向に相対移動されるとともに、引き続き駆動ベルト３１が周回運動されることにより、インクジェットヘッドが方向転換される。
【００５９】
詳述すると、駆動ベルト３１の端では、リンク軸２３ｃが駆動ベルト３１とともに３２Ｂの周面に沿って円運動をすることから、開口部２３ｂ内を前後方向にスライドし、駆動ベルト３１の前面側から背面側へ遷移する。このとき、駆動ベルト３１の周回運動によりピン３５１がギア３５２の歯に接触され、この接触によりギア３５２を介してラック部３５３からの反力が駆動ベルト３１側に伝達され、駆動ベルト３１の周回運動が、ヘッドユニット４１の副走査方向への相対移動に変換される。また、この間、円運動の主走査方向成分のみがリンク板２３ａに伝達され、駆動ベルト３１の右端の範囲で、リンク板２３ａは減速した後に反転し、復路における直線且つ等速の範囲に至るまで加速されることとなる。
【００６０】
このリンク板２３ａが線形範囲に進入した後、制御部６は、２パス目の印刷処理を実行する。これによりヘッドユニット４１が、主走査方向における左側から右側へと進む復路を移動し、ノズルからインクを吐出させて印刷を行う。さらに、次のパス目に対して印刷を行う場合には、駆動ベルト３１の周回運動によりピン３５１がギア３５２の歯に接触されることによって、周回駆動モーター３３による駆動力がギア３５２に伝達され、ヘッドユニット４１と印刷媒体１５とが副走査方向に相対移動されるとともに、引き続き駆動ベルト３１が周回運動されることにより、インクジェットヘッドが方向転換される。
そして、印刷が終了するまで、周回駆動モーター３３を継続して駆動し続けて、主走査方向の往復移動を継続させつつ、線形範囲において印刷媒体１５へインクを吐出する動作と、所定の周期でヘッドユニット４１を副走査方向に印刷ピッチ分だけ移動させる動作とを交互に繰り返す。
【００６１】
（変更例）
なお、以上説明した実施形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
例えば、上述した第２実施形態では、印刷媒体１５がフラットベッドユニット１０の媒体載置面１０ａ上に載置固定され、シャトルユニット４側が副走査方向へ移動する構成としたが、例えば、副走査リンク機構３５Ａ，３５Ｂ側が、シャトルベースユニット２側に固定されて、駆動ベルト３１の周回運動による駆動力が、印刷媒体１５を副走査方向へ移動させる搬送手段に伝えられる構成としてもよい。このような変更例に係る構成によれば、ヘッドユニット４１側を副走査方向へ移動させずに、印刷媒体１５側を副走査方向へ移動させるため、印刷媒体１５を搬送させる形式の印刷装置にも本発明を適用できる。
【００６２】
（作用・効果）
以上説明したように、インクジェット印刷装置１では、主走査リンク機構２３によって、駆動ベルト３１の周回運動の主走査方向成分を、ヘッドユニット４１の主走査方向に沿った往復運動に変換し、往路・復路の両方における線形範囲で印字を行うことができるため、従来通りの往復直線運動を行うヘッドユニット４１と同様の動作を、簡単な移動制御及び画像形成処理で実現することができる。
【００６３】
すなわち、図９（ａ）に示すように、従来の主走査方向モーターは、ヘッドユニットを往復させるために正転・逆転及び停止を周期的に行っており、その移動制御が複雑となっており、さらに、同図（ｂ）に示すように、この主走査方向におけるヘッドユニットの往復運動に合わせて、副走査方向への移動も間欠的に制御する必要がある。そして、これらの移動制御では加速・減速、等速移動及び停止を制御し、そのタイミングに基づいた画像形成処理を行わなければならず、その制御に要する処理負担も大きかった。これに対して本実施形態では、図９（ｃ）に示すように、主走査方向への駆動力である周回駆動モーター３３は、一旦正転を開始すると印刷終了まで一定の速度で同一方向に継続して回転し続けることとなる。また、副走査方向へ移動させるための制御も不要である。
【００６４】
この結果、本実施形態によれば、動作制御が複雑になることによる画像形成精度の低下を回避することができるとともに、動作制御が簡素化されることにより、ヘッドユニット４１へインクを供給するインクチューブが絡まるなどの問題が生じず、装置の複雑化・大型化するのを防ぐことができる。
【００６５】
特に、本実施形態では環状部材の周回運動を、副走査方向への相対移動に変換するため、環状部材を周回運動させる周回駆動部の動力を、主走査方向への相対移動と、副走査方向への相対移動との両方で利用でき、動力源を簡素化することができ、装置の小型化を図ることができる。リンク軸２３ｃはヘッドユニット４１を往復運動させる駆動ベルト３１によって周回されるため、副走査方向へ相対移動させるための駆動機構や制御処理を要することなく、ヘッドユニット４１の往復運動と同期させて、副走査方向へ相対移動させることができる。
【００６６】
また、本実施形態においても、フライホイール３７によって出力軸３６に慣性モーメントを付加するため、駆動ベルト３１の周回運動及びヘッドユニット４１の往復運動を安定させることができる。
【００６７】
なお、本発明は、上記した各実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１…インクジェット印刷装置
２…シャトルベースユニット
３…周回駆動機構
４…シャトルユニット
５…記憶部
６…制御部
１０…フラットベッドユニット
１０ａ…媒体載置面
１１…架台部
１２…副走査駆動モーター
１３Ａ，１３Ｂ…副走査駆動ガイド
１５…印刷媒体
２１…筐体
２３…主走査リンク機構
２３ａ…リンク板
２３ｂ…開口部
２３ｃ…リンク軸
２４…主走査移動スライダー
２６Ａ，２６Ｂ…脚部
２７…水平部
３１…駆動ベルト
３２Ａ，３２Ｂ…プーリー
３３…周回駆動モーター
３４…主走査駆動ガイド
３５Ａ，３５Ｂ…副走査リンク機構
３６…出力軸
３７…フライホイール
３８…主エンコーダー
３９…副エンコーダー
４１…ヘッドユニット
４１ａ…ノズル面
３５１…ピン
３５２…ギア
３５３…ラック部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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