(57)【要約】【課題】インクを吐出して画像を記録する記録ヘッドを搭載したキャリッジの高速移動に伴う振動を抑止して、高印字品位の記録を行うために画像形成装置に装備されるキャリッジ防振装置を提供する。【解決手段】従動プーリ１０を回転可能に保持するプーリホルダ１２の振動を減衰させるプーリホルダ振動減衰部として、シャーシ１６においてこのハウジングとプーリホルダ１２との接触領域Ｅの少なくとも一方側の接触面に摩擦抵抗を大きくする摩擦部材を設ける。それによって、バランスウエイトを設けたことで発生する過大な周波数による振動現象がキャリッジに伝播するのを、プーリホルダ１２の振動を減衰して減殺することで抑止する。そのようにしてキャリッジの振動を防振して高印字品位の画像を得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出して被記録材のシート上に画像を記録する記録ヘッドを担持して走査方向へ往復動するキャリッジと、前記キャリッジを牽引して移動させるベルトと、前記ベルトに取り付けられて前記キャリッジの移動による反動力を減殺する逆方向へ移動するバランスウエイトと、前記ベルトを張架して駆動プーリと対をなす従動プーリと、前記従動プーリを回転可能に保持した状態でベルト張架方向に移動可能なプーリホルダと、前記プーリホルダを移動可能に支持するシャーシと、前記シャーシに装着されて前記ベルトに張力を付与する方向へ前記プーリホルダを付勢する弾性部材と、有する画像形成装置のキャリッジ防振装置において、
前記プーリホルダの振動を減衰させるプーリホルダ振動減衰部が前記シャーシに設けられたことを特徴とするキャリッジ防振装置。
【請求項２】
前記プーリホルダ振動減衰部は、前記プーリホルダが前記シャーシに接触した状態で移動する接触領域において、その接触領域の少なくとも前記プーリホルダおよび前記シャーシのいずれか一方の接触面に摩擦抵抗を大きくする摩擦部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載のキャリッジ防振装置。
【請求項３】
前記プーリホルダ振動減衰部が、前記プーリホルダおよび前記シャーシに両端が係止されたダッシュポット式振動減衰ダンパを有することを特徴とする請求項１に記載のキャリッジ防振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタおよび複合機などの画像形成装置に装備され、被記録材のシート上に画像を記録する記録ヘッドを担持して走査方向へ移動するキャリッジの防振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録ヘッドからインクを吐出させてシートに画像を記録するインクジェット記録方式の画像形成装置は、低騒音、低ランニングコスト、そして装置の小型化やカラー化が容易であることから上記各種機器に応用されている。記録ヘッドを担持して走査方向へ往復動するキャリッジは記録ヘッドの他にも、インクタンク、インク供給チューブ、キャリッジ位置センサ、制御用回路基板など多くの部品や装置を搭載している。
【０００３】
近年、画像形成装置本体は小型化の傾向にあるが、にもかかわらずキャリッジだけは上記多数の部品や装置を担持した構造のために小型化が困難であり、インクタンクなどが増設されるとむしろ逆に大型化する場合すらある。また、画像形成装置の稼動の高速化に伴い、記録動作中に往復動するキャリッジの移動速度も高速化する。キャリッジが高速化するとその移動による反動力や慣性力が増大し、画像形成装置本体に振動を発生させる原因となる。画像形成装置本体に生じた振動は設置場所の床に伝わるなどの不都合がある。そうした不都合にも増して、振動が記録ヘッド自体や記録中のシートに伝播すると、インク滴がシート上の所望位置に着弾されなくなってしまい、罫線ずれや印字の色むらなど印字品位の低下を引き起こす。
【０００４】
このような高速化に伴う振動問題に関して、本出願人は先にキャリッジの移動中の反動力や慣性力で発生する振動を緩和することで、騒音抑止や画質劣化を抑制するための機構を装備した画像形成装置を提案している（例えば、特許文献１参照）。これは、キャリッジが移動する方向とは逆向きの方向にバランスウエイトを移動させることで、キャリッジの移動反力や慣性力を相殺して減衰させ、振動を抑制するというものである。
【０００５】
ところで、バランスウエイトを搭載したことにより、キャリッジに過大な振動現象が発生するといった新たな問題がある。図５および図６は、いずれもバランスウエイト搭載時の振動発生の形態を模式的に示す構造例であり、駆動プーリ９と従動プーリ１０との間に無端状のベルト６が捲回され、ベルト６にキャリッジ１とバランスウエイト１７が互いに干渉しない位置に繋がれている。従動プーリ１０はプーリホルダ１２に回転可能に軸支されている。このプーリホルダ１２は張力ばね１３によってベルト６の張力を高める方向に押圧付勢されている。図５の場合、キャリッジ１が矢印Ｆ方向に振動したとき、その振動方向とは逆の矢印Ｇ方向に不図示の駆動源モータからの回転動力によって回転する駆動プーリ９が振動する形態である。図６の場合、キャリッジ１が矢印Ｈ方向へ振動したとき、駆動プーリ９が矢印Ｉ方向に回転し、これとは逆方向にバランスウエイト１７が矢印Ｊ方向に振動する。同時に、バランスウエイトの振動方向と同方向にプーリホルダ１２が矢印Ｋ方向へ振動する形態である。
【０００６】
また、図７は、バランスウエイト１７を搭載したウエイト有りの場合と、搭載しないウエイト無しの場合において、外乱に対してキャリッジ１が主走査方向に移動するとき発生する振動の周波数特性を示すグラフである。グラフ中の実線はウエイト有り、点線はウエイト無しの場合を示し、また横軸は周波数を表し、グラフ上段部の縦軸はゲインを、グラフ下段部の縦軸は位相で示す。
【０００７】
ウエイト無しの場合、キャリッジ１の振動が最大の周波数ｆ１になるが、ウエイト有りの場合でも周波数ｆ２による過剰な振動を発生させる。このようにウエイト有・無に関係なく過大な周波数ｆ１，ｆ２による振動が発生する原因は、図５のように、キャリッジ１のＦ方向への振動と、駆動プーリ９のＧ方向への振動に起因する固有振動である。また、ウエイト有りの場合に生じる周波数ｆ２の過大な振動現象は、図６のように、各部材の振動に起因する固有振動である。すなわち、キャリッジ１のＨ方向への振動と、プーリホルダ９のＩ方向への振動と、バランスウエイト１７のＪ方向への振動と、プーリホルダ１２のＫ方向への振動と、それに駆動源モータ（図示略）の回転振動である。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３４６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上から、バランスウエイト１７によってキャリッジ１、駆動プーリ９およびプーリホルダ１２など各部材に過大な周波数ｆ２による振動現象が発生するのは、ベルト６にテンションを付与すべくプーリホルダ１２が移動することに一因があると着目できる。したがって、バランスウエイト１７の装着が逆効果とならないように、記録動作中、キャリッジ１に過大な周波数ｆ２の振動現象が発生してシート上に記録される印字品位が低下しないよう、有効な防振構造を採用する必要がある。
【００１０】
以上から、本発明の目的は、インクを吐出して画像を記録する記録ヘッドを搭載したキャリッジの高速移動に伴う振動を抑止して、高印字品位の記録を行うために画像形成装置に装備されるキャリッジ防振装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明による画像形成装置のキャリッジ防振装置は、インクを吐出して被記録材のシート上に画像を記録する記録ヘッドを担持して走査方向へ往復動するキャリッジと、前記キャリッジを牽引して移動させるベルトと、前記ベルトに取り付けられて前記キャリッジの移動による反動力を減殺する逆方向へ移動するバランスウエイトと、前記ベルトを張架して駆動プーリと対をなす従動プーリと、前記従動プーリを回転可能に保持した状態でベルト張架方向に移動可能なプーリホルダと、前記プーリホルダを移動可能に支持するシャーシと、前記シャーシに装着されて前記ベルトに張力を付与する方向へ前記プーリホルダを押圧付勢する弾性部材と有し、前記プーリホルダの振動を減衰させるプーリホルダ振動減衰部が前記シャーシに設けられたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像形成装置のキャリッジ防振装置によれば、バランスウエイトを設けたことで発生する過大な周波数による振動現象がキャリッジに伝播するのを、キャリッジ牽引ベルトを捲回する一方の従動プーリの振動をプーリホルダ振動減衰部で減殺して抑止する。そのようにしてキャリッジの振動を防振することで、高印字品位の画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明による画像形成装置のキャリッジ防振装置の好適な実施形態について、インクジェット記録装置の場合を図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（キャリッジ防振装置）
−第１の実施形態−
図１に示すように、キャリッジ１は、記録ヘッドを備えたヘッドカートリッジを搭載してガイドシャフト４，５に案内されて摺動して走査方向へ往復動可能である。インク供給部３は貯留しているインクを記録ヘッドに供給する。また、このキャリッジ機構全体はフレキシブル基板２を介して画像形成装置本体側の制御部に接続され、作動指示信号を受け取り、また反対に本体側制御部にむけてインク吐出信号を送信するなどして、本体側制御部との間で送受信しながらシート上に印字して記録を行う。
【００１５】
キャリッジ１は、駆動プーリ９と従動プーリ１０の間に捲回された無端状のキャリッジ牽引用のベルト６に繋ぎ止められ、このベルト６の走行移動と一体に移動する。駆動プーリ９は駆動源モータ１１からの回転動力を適度にギア減速した状態で受けて回転する。従動プーリ１０はプーリホルダ１２に回転可能に軸支されている。そのプーリホルダ１２はベルト走行方向つまりキャリッジ走査方向へ移動可能であり、張力ばね（弾性部材）１３でプーリホルダ１２を従動プーリ１０ごと押し出すことで上記キャリッジ牽引ベルト６に一定の張力を付与する。搬送ローラ１４は不図示のモータによって回転してシートを搬送する。排紙ローラ１５は記録済みのシートを排紙する。以上の部材や機構がシャーシ１６に組み込まれて構成される。
【００１６】
図２は、上記従動プーリ１０と、これを軸支するプーリホルダ１２、そして張力ばね１３などによって構成されるベルト張力機構を示している。すなわち、張力ばね１３がプーリホルダ１２を押圧することでベルト６に一定のテンションを付与している。プーリホルダ１２はシャーシ１６内においてキャリッジ走査方向へのみ移動が可能にガイド１８にその動きを案内される。
【００１７】
そこで、上記ベルト張力機構においては、本実施形態のキャリッジ防振装置の要部であるプーリホルダ振動減衰部が以下のように設けられている。
【００１８】
すなわち、図２中の符号Ｅで示す斜線部は、プーリホルダ１２がシャーシ１６に接触する面の領域を示している。その接触領域Ｅにてプーリホルダ１２がシャーシ１６に対して動作できる範囲とすれば、その接触領域Ｅにおけるプーリホルダ１２とシャーシ１６のいずれか一方、または双方の接触面に摩擦部材（または摩擦手段）が設けられている。この摩擦部材は特に図示されていないが、プーリホルダ１２およびシャーシ１６間の摩擦力を増大させることができる材質や形状による特質を有しておれば、特別なものに限定されない。例えば、プーリホルダ１２とシャーシ１６との接触領域Ｅにおいて、両部材の接触面の少なくとも一方に摩擦抵抗を大きくする粗い凹凸による表面加工を施すことでも所期の目的を達することができる。また、摩擦抵抗の大きなシート材を両部材の接触面の少なくとも一方に貼着して設けてもよい。
【００１９】
したがって、このようなベルト張力機構にプーリホルダ振動減衰部を設けることで、適度なテンションをベルト６に付与するとともに、バランスウエイト１７が装着されることで、バランスウエイト１７を含めた本実施形態のキャリッジ防振装置が構成される。
【００２０】
バランスウエイト１７は、ベルト６に繋止されて走査方向へ往復動するキャリッジ１の反動や慣性による力を相殺して減衰できる構造でキャリッジ移動に干渉しない位置にてベルト６に連結されている。図２において、キャリッジ１が矢印Ａ方向へ走査移動する際、そのＡ方向のキャリッジ移動方向とは逆方向にバランスウエイト１７は矢印Ｂ方向へ相対移動する。キャリッジ１のＡ方向への移動で発生する移動反力や慣性力はバランスウエイト１７が逆方向へ移動することで相殺作用され、装置全体に発生する振動を減衰して低減させる。
【００２１】
このような作用中、本実施形態においては、バランスウエイト１７を装着したことで発生する周波数ｆ２による過大な振動に対して以下のように対応する。キャリッジ１、駆動プーリ９、プーリホルダ１２、そしてバランスウエイト１７のそれぞれが振動すると、接触領域Ｅ（図２参照）にてプーリホルダ１２とシャーシ１６とが互いに摩擦部材を介して接触する。この摩擦部材との接触でプーリホルダ１２およびシャーシ１６間には大きな摩擦力が生じて振動が減衰される。すなわち、特にキャリッジ１に振動現象が伝播されることなく、またバランスウエイト１７にも振動現象が伝播されることなく抑制される。
【００２２】
図３の特性グラフにおいて、発生振動に対する減衰効果を示す。外乱によってキャリッジ１に発生した周波数ｆ１，ｆ２による振動の大きさについて、グラフ横軸を周波数、グラフ縦軸をゲインとして示す。前述のとおり、周波数ｆ１はウエイト無し時にキャリッジ振動が最大になるときの周波数であり、周波数ｆ２はウエイト有り時のキャリッジ振動が過剰になるときの周波数である。グラフ中、プーリホルダ１２の振動の減衰量が少ない場合を実線で表し、減衰量が多い場合を点線で表している。
【００２３】
この図３から明らかなように、プーリホルダ１２の振動減衰量が少量の場合はキャリッジ１において周波数ｆ１，ｆ２による過大な振動が発生する。また、プーリホルダ１２の振動減衰量が多量の場合はキャリッジ１に周波数ｆ１のみによる過大な振動が生じる。すなわち、プーリホルダ１２の振動の減衰量を大きくすることにより、バランスウエイト１７を装着した場合でもキャリッジ１にて周波数ｆ２による過大な振動を抑制できる。言い換えれば、接触領域Ｅ（図２参照）にて摩擦部材を介して摩擦の抵抗を大きくするほど、バランスウエイト１７の振動に起因したキャリッジ１のｆ２による過大な振動現象を抑制できる。この作用に相乗してバランスウエイト１７が有効に振動減衰を機能し、キャリッジ１の振動を抑えて高印字品位の記録を可能にする。
【００２４】
（キャリッジ防振装置）
−第２の実施形態−
図４は、第２の実施形態として、ベルト張力機構における上記プーリホルダ振動減衰部の応用例を示す。すなわち、この場合プーリホルダ１２に振動減衰用ダンパ１９を装着した構造である。ダンパ１９としては、例えばシリンダとピストンによる空気圧を利用したダッシュポット式の緩衝・防振機構を採用することができる。本実施形態においても、上記第１の実施形態の場合と同様にバランスウエイト１７によって発生する周波数ｆ２による振動に対しても有効に抑制する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】キャリッジ防振装置の第１の実施形態を示す斜視図。
【図２】同第１の実施形態としてベルト張力機構に装着されたプーリホルダ振動減衰部を示す斜視図。
【図３】本実施形態の振動減衰特性を示すグラフ。
【図４】第２の実施形態によるプーリホルダ振動減衰部を示す斜視図。
【図５】従来のキャリッジ機構における振動形態を模式的に示す図。
【図６】同じく従来のキャリッジ機構における振動形態を模式的に示す図。
【図７】従来のキャリッジ振動特性を示すグラフ。
【符号の説明】
【００２６】
１      キャリッジ
４，５  ガイドシャフト
６      キャリッジ牽引ベルト
９      駆動プーリ
１０    従動プーリ
１１    駆動源モータ
１２    プーリホルダ
１３    張力ばね（弾性部材）
１６    シャーシ
１７    バランスウエイト
１８    プーリホルダガイド
１９    振動減衰用のダッシュポット式ダンパ（プーリホルダ振動減衰部）
Ｅ      摩擦部材を設けた接触領域（プーリホルダ振動減衰部）
【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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