(57)【要約】【課題】  キャリッジの回転運動による画像劣化を防止する。【解決手段】  記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録媒体の被記録面にノズル開口からインク滴を吐出して画像情報を印字する記録ヘッドを搭載したキャリッジと、前記キャリッジをガイド軸に沿って主走査方向に往復移動させる駆動手段と、前記ガイド軸を受けるために前記キャリッジに設けた軸受け部と、前記キャリッジを駆動する可撓性を有し無端状のベルト部材と、前記ベルト部材が張着するように前記キャリッジに設けた固定部と、前記キャリッジの主走査方向の往復移動範囲に、定速領域とその前後の加速減速領域が含まれており、加速減速領域においてもインク吐出を行うことのできる制御手段と、を備えたインクジェット記録装置であって、前記記録ヘッドのノズル形成面に対する前記固定部と前記キャリッジの重心とを結ぶ直線群を含む平面の傾きが４０〜５０°とする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録媒体の被記録面にノズル開口からインク滴を吐出して画像情報を印字する記録ヘッドを搭載したキャリッジと、前記キャリッジをガイド軸に沿って主走査方向に往復移動させる駆動手段と、前記ガイド軸を受けるために前記キャリッジに設けた軸受け部と、前記キャリッジを駆動する可撓性を有し無端状のベルト部材と、前記ベルト部材が張着するように前記キャリッジに設けた固定部と、前記キャリッジの主走査方向の往復移動範囲に、定速領域とその前後の加速減速領域が含まれており、加速減速領域においてもインク吐出を行うことのできる制御手段と、を備えたインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドのノズル形成面に対する前記固定部と前記キャリッジの重心とを結ぶ直線群を含む平面の傾きが４０°以上且つ５０°以下であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録装置において記録ヘッドを搭載したキャリッジの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置では、記録ヘッドの前面に複数のインク吐出口を具え、それぞれの吐出口に対応した吐出エネルギー発生素子を記録情報に基づいて駆動し、インク吐出口から記録紙などの被記録材に向けて記録材（インク）を吐出することにより情報を記録（画像形成）するように構成されている。この種のインクジェット記録装置では、キャリッジの主走査方向の移動範囲の両端において、キャリッジが一旦停止してから逆方向に移動するため、移動範囲の両端側が加速減速領域、その間が定速領域（一定速度領域）となる。また、キャリッジが移動しながら記録ヘッドからインクを吐出するので、記録用紙へのインク着弾位置がインク吐出位置より移動方向前方にずれる。このため、往路と復路とで、画像上の主走査方向同一位置に対するインク吐出を同じキャリッジ位置で行ったのでは、インク着弾位置にずれが生じる。このようなずれを防止するには、往路と復路の少なくとも一方において、画像上の同一位置に対するインク吐出位置を補正する必要がある。インク吐出位置に対するインク着弾位置のずれの大きさはキャリッジの速度によって変わるので、上記のようなインク吐出位置の補正は、定速領域では比較的容易であるが、加速減速領域では困難である。このため、従来のインクジェット記録装置では、印字領域を定速領域の内側に設定して、定速領域の内側でのみ印字を行うようになっている。従来のインクジェット記録装置では、上記のように、定速領域の内側だけが印字領域となっているので、定速領域の両側の加速減速領域の分だけ、印字時間が長くなるとともに、装置が大型化するという問題がある。
【０００３】
そこで、従来の技術では、キャリッジの加速減速領域でも印字ができるように、例えばリニアエンコーダを用いたキャリッジの位置検出手段と、エンコーダの出力パルス周期を検出したキャリッジの速度検出手段を用いて、任意のキャリッジ速度時の速度変調から位置補正量を算出しているものがある（例えば特許文献１参照。）。また記録ヘッドのフライト時間（印字指令が与えられてからインクがヘッドから被記録材に到達してドットを形成するまでの時間）分だけ以前に印字指令信号を発生して着弾位置を補正しているものがある（例えば特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００４−３４６５０号公報
【特許文献２】特開平６−１９８９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、印字指令信号を補正して記録印字可能な構成においても、加速印字区間及び減速印字区間では過大なインク滴の着弾の位置ずれは生じる。これはキャリッジを支持するガイド軸とキャリッジの軸受けの間に製造上必ずがたが存在し、加速領域及び減速領域にキャリッジの大きな姿勢変動が起こることによる。キャリッジに大きな姿勢変動が起こることで、搭載された記録ヘッドのインク吐出口が変動して、大きな着弾位置ずれを生じてしまう。したがって加速領域及び減速領域及でインク吐出した場合、キャリッジの回転運動による着弾位置ずれが生じ画像劣化を招くという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで本発明のインクジェット記録装置は、記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録媒体の被記録面にノズル開口からインク滴を吐出して画像情報を印字する記録ヘッドを搭載したキャリッジと、前記キャリッジをガイド軸に沿って主走査方向に往復移動させる駆動手段と、前記ガイド軸を受けるために前記キャリッジに設けた軸受け部と、前記キャリッジを駆動する可撓性を有し無端状のベルト部材と、前記ベルト部材が張着するように前記キャリッジに設けた固定部と、前記キャリッジの主走査方向の往復移動範囲に、定速領域とその前後の加速減速領域が含まれており、加速減速領域においてもインク吐出を行うことのできる制御手段と、を備えたインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドのノズル形成面に対する前記固定部と前記キャリッジの重心とを結ぶ直線群を含む平面の傾きが４０〜５０°であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、キャリッジの加速領域及び減速領域で印字をする際に、着弾位置ずれを大きく発生することを抑制し、印字品位を損なうことなく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】
【０００７】
（実施例１）
以下に、本発明の実施形態を説明する。図２は本発明を実施したインクジェット記録装置の一実施例を示す模式的な斜視図である。図２において、１はインクジェット記録ヘッドを有するヘッドカートリッジであり、２はヘッドカートリッジを搭載してキャリッジガイド軸に沿って走査するためのキャリッジである。３はヘッドカートリッジ１を電気接続部へ記録信号を伝達するための電気接続部を有するとともに、ヘッドカートリッジを支持する支持板である。４は支持板の電気接続部と本体制御部とを接続するためのフレキシブル基板であり、本体からの電気指令値はフレキシブル基板を通して、インクを吐出する信号を支持基板３へ伝達し印字記録を行う。５はキャリッジ２を案内するためのキャリッジ軸であり、キャリッジ軸受け１８と接触している。また６は、キャリッジ２をキャリッジ軸５と同方向へ案内するためのキャリッジ軸５とは異なるガイド軸である。７はキャリッジ２が固定され、キャリッジを移動させるための動力を伝達するためのベルトであり、さらに装置の両端に配置されたプーリ９、１０に架張されている。この９のプーリには、ギア等の機構を用いることでモータ１１から駆動力が伝達され、キャリッジ２が被記録媒体上を走査するように構成されている。１２は紙等の被記録媒体を記録などの際に搬送するための搬送ローラであり、搬送モータによって駆動される。１３は記録媒体を排紙するための排紙ローラである。また１４はこれらの機構を構成するための筐体である。
【０００８】
図３にはキャリッジの詳細な斜視図を示す。キャリッジ２はモータからベルトにより動力が伝達され印字記録を行う。１５はインクを飛ばして所望の位置へ画像を形成するためにキャリッジ２の位置情報を与えるリニアスケールであり、１６の光学素子によりリニアスケール１５を読み取り位置検出を行う。この位置検出により、所望の印字位置へキャリッジ２がモータ１１により走査すると、印字の指令信号が生成され、前記ヘッドカートリッジにおいて、記録ヘッドはインクに接した基板に電流が流れることにより熱エネルギが生じ、発泡現象が生じる。この現象により吐出口で液滴が形成されインクを記録媒体へ飛ばし、所望の印字記録を行う。また、１７はベルト７を固定する固定部である。
【０００９】
キャリッジ２がモータの駆動力をベルト７を介して伝達された場合、加速及び減速でキャリッジは回転運動をする。この回転運動とは、キャリッジ軸受けとガイド軸の間に存在するがたにより、キャリッジ走査方向軸（以下、Ａ軸と呼ぶ）回り、紙搬送方向軸（以下、Ｂ軸と呼ぶ）回り、記録用紙に垂直な軸（以下、Ｃ軸と呼ぶ）回りの回転運動である。図５には上記のＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸を示す。このキャリッジの回転運動により、インク吐出口が変位することで所望の位置へインク滴を着弾させることが出来ないため、画像劣化が生じていた。とりわけキャリッジ走査方向の画像劣化の要因は、キャリッジのＢ軸回りの回転運動による吐出口の変位とキャリッジのＣ軸回りの回転運動による吐出口の変位の和によるものである。しかしながら、ベルトとキャリッジを締結する固定部がキャリッジの重心位置に対して図５に示すＢ軸とＣ軸が共に負の位置にある場合、ベルトを介して駆動力がキャリッジに伝わると、Ｂ軸回りの回転運動による吐出口の変位と、Ｃ軸回りの回転運動による吐出口の変位の極性は逆になる。この理由としては、駆動力がベルトを介して伝達されることで回転モーメントが発生することにより、ベルトの固定部とキャリッジの重心位置が上記に示す場合、Ｂ軸回りの回転モーメントにより吐出口がキャリッジ走査方向へ変位を持つ極性と、Ｃ軸回りの回転モーメントにより吐出口がキャリッジ走査方向へ変位を持つ極性とが逆になることから成立する。これらのメカニズムを図７と図８に示す。図７と図８は、同じキャリッジ２を異なる視角より図示した概念図である。図７では、Ｃ軸回りの回転運動に関して図示しており、キャリッジ２はベルト固定部１７よりＦ方向の駆動力を得る。キャリッジは重心とベルト固定部１７の位置関係によりΘｃ方向へ回転運動をし、吐出口１９はＰ方向へ変位を持つことになる。図８はＢ軸回りの回転運動に関して示しており、吐出口１９は図７で示すものと同じである。キャリッジ２はベルト固定部１７よりＦ方向の駆動力を得る。キャリッジは、重心位置とベルト固定部の関係よりΘｂ方向へ回転運動をし、吐出口１９はＱ方向へ変位を持つことになる。従って、キャリッジの回転運動がない状態の吐出口１９の位置に対して、Ｐ方向は吐出口を負の方向へ変位させ、Ｑ方向は吐出口を正の方向へ変位させ、その総和が実際の吐出口の位置になる。このようにキャリッジの走査方向へのインクの着弾位置ずれ量には、互いの回転運動による吐出口の変位が相殺するというメカニズムがある。このメカニズムが最も効果的に働いた場合の、Ｂ軸回りの回転運動による吐出口の位置ずれとＣ軸回りの回転運動による吐出口の位置ずれと、これらを総じた吐出口の変位を概略的に図６に示す。しかしながらＢ軸回りとＣ軸回りの回転運動に大きな差異が生じる場合、前記メカニズムの効果が小さくなる。従って、キャリッジのＢ軸回りの回転運動による吐出口の変位とキャリッジのＣ軸回りの回転運動による吐出口の変位の和で決まる総じた吐出口の変位が大きくなり画像劣化が発生する。
【００１０】
図４には本発明によるキャリッジ２の概念図を示す。ベルト７とキャリッジ２を締結する部分とキャリッジ２の重心を結ぶ直線とＢ軸との傾き角度θが４５°にある場合を示す。前記傾き角度が図４に示す４５°から増減していくと、Ｂ軸回りとＣ軸回りの回転運動の片方が過大に、もう一方が過小となり、回転運動の発生する過程に差が生じる。この回転運動の発生する過程に差が生じることで、互いの回転運動による吐出口の変位を相殺するというメカニズムが効果的に成立しなくなる。しかしながら、重心位置がベルト７とキャリッジ２を締結する部分とキャリッジ２の重心を結ぶ直線とＢ軸との傾き角度θが４５°にある場合、モータの駆動力がベルトを介してキャリッジに伝達されると、キャリッジが加速または減速をする時のＢ軸回りの回転運動とＣ軸回りの回転運動の発生量が同じとなる。従って、Ｂ軸回りの回転運動とＣ軸回りの回転運動の発生する過程は同様となり、回転運動は同等とすることが出来る。従って、極性の異なるＢ軸とＣ軸回りの回転運動による吐出口の変位量が同等となることで、総じた吐出口の変位を低減することが出来る。図１にはキャリッジを締結する部分とキャリッジの重心を結ぶ直線とＢ軸との傾き角度による着弾の誤差量への効果を示す。横軸にはベルトとキャリッジを締結する部分とキャリッジの重心を結ぶ直線とＢ軸との傾き角度であり、縦軸は着弾の誤差量である。実線で示しているものが、加速時の着弾の最大誤差量であり、点線で示すものが減速時の発生する着弾の最大誤差量である。図１より、加速時と減速時の着弾の最大誤差量が共に最も低くなるのは、キャリッジの重心の位置が４０°から５０°の間である。この理由は先に述べたベルトとキャリッジを締結する部分とキャリッジの重心を結ぶ直線とＢ軸との傾き４５°付近にすることで前記メカニズムが効果的に着弾誤差量を相殺するためであり、画像劣化を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例による効果をグラフにしたものである。
【図２】本発明の実施例に係るインクジェット記録装置の斜視図である。
【図３】本発明が適用された、記録ヘッドを搭載したキャリッジの斜視図である。
【図４】本発明が適用されたキャリッジの概念図を示す。
【図５】課題における座標系を示す斜視図である。
【図６】本発明の原理となる現象を示したグラフである。
【図７】Ｃ軸回りの回転運動による吐出口の変位の概念図を示す。
【図８】Ｂ軸回りの回転運動による吐出口の変位の概念図を示す。
【符号の説明】
【００１２】
１  ヘッドカートリッジ
２  キャリッジ
３  支持基板
４  フレキシブル基板
５  キャリッジ軸
６  ガイド軸
７  ベルト
１１  キャリッジモータ
１５  リニアスケール
１６  光学素子
１７  ベルト固定部
１８  キャリッジ軸受け
１９  吐出口
【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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