(57)【要約】      （修正有）【課題】駆動伝達初期においても、互いの回転運動による吐出口の変位を打ち消すメカニズムが成立し、局所的な記録品位の低下を抑制できるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】キャリッジ２とキャリア軸５とを押圧する当接部材１８、弾性体１を有し、Ｋは無次元定数で０．８〜１．２、Ｄｓはベルト７をキャリッジ２と締結する位置とキャリッジ２の重心までのシート搬送方向の距離、Ｄｖはベルト７とキャリッジ２を締結する位置とキャリッジ２の重心までの鉛直方向の距離、Ｍはキャリッジ２の質量、ｇは重力加速度とすると、当接部材１８、弾性体１による押圧力が、Ｋ×Ｄｓ／Ｄｖ×Ｍ×ｇとなる。【選択図】図４
2007045100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドを搭載したキャリッジと、このキャリッジを記録媒体の記録面に対して平行に走査するように取り付けられたガイド部材を有し、キャリッジモータによる駆動力をベルトを介して前記キャリッジへ伝達することで前記キャリッジを走査し、インクを吐出することにより記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、
前記キャリッジと前記ガイド部材とを押圧する押圧部材を有し、
Ｋは無次元定数で０．８〜１．２、Ｄｓは前記ベルトを前記キャリッジと締結する位置と前記キャリッジの重心までのシート搬送方向の距離、Ｄｖは前記ベルトと前記キャリッジを締結する位置と前記キャリッジの重心までの鉛直方向の距離、Ｍは前記キャリッジの質量、ｇは重力加速度とすると、
前記押圧部材による押圧力が、Ｋ×Ｄｓ／Ｄｖ×Ｍ×ｇとなることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記押圧部材を複数個有し、その複数の押圧部材の押圧による総じた押圧力は、Ｋ×Ｄｓ／Ｄｖ×Ｍ×ｇとなることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記押圧部材と前記キャリッジを固定せずに、前記キャリッジの走査に追従することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記押圧部材は、前記キャリッジに属する部材であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記押圧部材は、前記ガイド部材に当接する当接部材と、押圧力を生成する弾性体とが一体となって構成されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録ヘッドを搭載したキャリッジを走査しつつインクを吐出することにより記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェット記録装置は、紙、ＯＨＰ用シートなどの記録媒体の搬送方向に対し、垂直に往復運動する記録ヘッドを搭載したキャリッジが走査することにより記録を行う装置であり、記録媒体に直接インクを噴射する記録方式である。
【０００３】
このインクジェット記録装置は、低騒音、低ランニングコスト、装置の小型化が容易であり、カラー化も容易であることから、プリンタ、複写機、ファクシミリ等へ応用されている。また、近年では記録媒体の材質に対する要求が多様化し、通常の記録媒体である紙や樹脂薄板（ＯＨＰシート等）などの他に、布、皮、さらには金属などを記録媒体として用いる記録装置へも使用されるようになっている。
【０００４】
このようなインクジェット記録装置では、記録ヘッドは記録媒体に対して一定の間隔があるものであり、記録ヘッドから吐出されたインクは記録ヘッドと記録媒体の間の空間を飛び、記録媒体へ到達することで記録をおこなう。記録ヘッドにはインクを吐出するための吐出口（通常は複数個）が形成されており、この吐出口の大きさは最近では高画質化とともに吐出口はさらに小さくなりつつある。
【０００５】
インクジェット記録装置は、簡単な構成から成る極めて優れた記録装置であるが、一方では十分に配慮されるべき技術上の問題も存在する。従来のインクジェット記録装置は、キャリッジとキャリッジを記録媒体の面に対して平行に走査するように取り付けられたキャリッジ軸の間には製造をする上で必ず軸受けがた（以下、がたとも呼ぶ）が存在する。
【０００６】
ところでキャリッジは、キャリッジに取り付けられたベルトによりモータの駆動力が伝達され動力を得る。キャリッジに取り付けられたベルトの位置がキャリッジの重心上に存在しない限り、ベルトを介して動力が伝達されると、キャリッジはがたの存在により回転運動をする。
【０００７】
このキャリッジの回転運動によりキャリッジに搭載されている記録ヘッドの吐出口が所望の記録位置から変位を持つことで記録品位が低下する。このがたの存在を、キャリッジとガイド部材と備え、押圧保持することで改善し、キャリッジのがたつき防止をする構成がある（特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−８５００４号公報（第７項、図10）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図８は従来のインクジェット記録装置における座標系（Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸）をしめす斜視図である。図８に示すように、モータの動力がベルトを介してキャリッジ２へ伝達されてキャリッジ２が走査する場合、キャリッジ２はがたの存在により、キャリッジ走査方向軸（Ａ軸）回り、シート搬送方向軸（Ｂ軸）回り、記録媒体に垂直な軸（Ｃ軸）回りの回転運動をすることになる。ここで通常、重力はＣ軸上に記録ヘッドから記録媒体の向きへ働いている。
【００１０】
そして、キャリッジ２の回転運動により記録ヘッドの吐出口が所望の記録位置から変位を持つことで記録品位が低下する。特にキャリッジ２の走査方向への記録品位の低下は、キャリッジ２のＢ軸回りの回転運動による吐出口の変位、キャリッジ２のＣ軸回りの回転運動による吐出口の変位とが主な原因となっている。
【００１１】
しかしながら、ベルトを介して動力がキャリッジ２に伝わる場合、Ｃ軸回りの回転運動による吐出口の変位と、Ｂ軸回りの回転運動による吐出口の変位の極性は逆であり、互いの回転運動による吐出口の変位を打ち消すメカニズムがある。その概略を簡易的に図９に示す。
【００１２】
図９に示した通り、総じた吐出口の変位は、Ｂ軸回りの回転運動とＣ軸回りの回転運動による吐出口の変位量の差分となる。しかしながら、２つの回転運動の発生する時間に差異が生じている時には、総じた吐出口の変位は局所的に大きくなり、記録品位を低下させる。ところで、Ｂ軸回りの回転運動は重力の影響により、Ｃ軸回りの回転運動に比べて、回転するのが困難なために発生する時間に差異が生じてしまう。
【００１３】
この時間の差異により、駆動伝達初期に、互いの回転運動による吐出口の変位を打ち消すメカニズムがＢ軸回りの回転運動が発生するまで成り立たない。このため、局所的に記録品位の低下を招くことがあり、従来の押圧保持には、このような記録品位の低下を抑制する押圧保持はないという問題があった。
【００１４】
そこで本発明は、駆動伝達初期においても、互いの回転運動による吐出口の変位を打ち消すメカニズムが成立し、局所的な記録品位の低下を抑制できるインクジェット記録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】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明に係るインクジェット記録装置の代表的な構成は、記録ヘッドを搭載したキャリッジと、このキャリッジを記録媒体の記録面に対して平行に走査するように取り付けられたガイド部材を有し、キャリッジモータによる駆動力をベルトを介して前記キャリッジへ伝達することで前記キャリッジを走査し、インクを吐出することにより記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、前記キャリッジと前記ガイド部材とを押圧する押圧部材を有し、Ｋは無次元定数で０．８〜１．２、Ｄｓは前記ベルトを前記キャリッジと締結する位置と前記キャリッジの重心までのシート搬送方向の距離、Ｄｖは前記ベルトと前記キャリッジを締結する位置と前記キャリッジの重心までの鉛直方向の距離、Ｍは前記キャリッジの質量、ｇは重力加速度とすると、前記押圧部材による押圧力が、Ｋ×Ｄｓ／Ｄｖ×Ｍ×ｇとなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のインクジェット記録装置は、キャリッジに押圧力を与えることにより、記録媒体に垂直な軸回りの回転運動とシート搬送方向軸回りの回転運動の時間に差異がなくなり、駆動伝達初期においても、互いの回転運動による吐出口の変位を打ち消すメカニズムが成立し、画質劣化の低減を図ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
[第一実施形態]
本発明に係るインクジェット記録装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。図２は本実施形態にかかるインクジェット記録装置の斜視図である。図２に示すように、インクジェット記録装置Ａは、カートリッジ１、キャリッジ２、支持板３、フレキシブル基板４、キャリッジ軸５、ガイド軸６、ベルト７、プーリ９、プーリ１０、１１、１２、排出ローラ１３、筐体１４を有している。
【００１８】
カートリッジ１は、インクジェット記録ヘッドを搭載可能である。キャリッジ２は、カートリッジ１を搭載してキャリッジ軸５、ガイド軸６に沿って走査する。支持板３は、カートリッジ１を支持し、カートリッジ１の電気接続部（不図示）へ記録信号を伝達するための電気接続部（不図示）を有する。
【００１９】
フレキシブル基板４は、支持板３の電気接続部（不図示）と本体制御部（不図示）とを接続する。本体からの電気指令値（インクを吐出する信号）はフレキシブル基板４を通して支持基板３へ伝達され、画像記録が行われる。
【００２０】
キャリア軸５、ガイド軸６は、キャリッジ２を記録媒体の記録面に対して平行に走査するように取り付けられたガイド部材である。
【００２１】
ベルト７は、装置の両端に配置されたプーリ９、１０に架張されている。ベルト７はにキャリッジ２が固定されている。キャリッジモータ１１から駆動力がギア等の機構を介してプーリ９に伝達され、ベルト７を回転することで、キャリッジ２が記録媒体上を走査する。
【００２２】
搬送ローラ１２は、搬送モータ（不図示）によって駆動され、記録媒体を搬送する。排出ローラ１３は、画像記録された記録媒体を装置外へ排出する。筐体１４には、キャリッジ軸５、ガイド軸６等が固定され、上記の機構が構成されている。
【００２３】
図３は記録ヘッドを搭載したキャリッジの斜視図である。図３において、矢印Ａ、Ｂ、Ｃは、キャリッジ走査方向軸（Ａ軸）、シート搬送方向軸（Ｂ軸）、記録媒体に垂直な軸（Ｃ軸）とする。
【００２４】
図３に示すように、キャリッジ２は、キャリッジモータ１１からベルト７により動力が伝達され、キャリッジ２が走査される。キャリッジ２に取り付けられた光学素子１６により、キャリッジ軸５に並行に設けられたリニアスケール１５を読み取り、キャリッジ２の走査方向の位置検出を行う。
【００２５】
この位置検出により、所望の記録位置へキャリッジ２を走査し、インク吐出の指令信号が生成される。そして、カートリッジ１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吐出し、所望の画像記録を行う。
【００２６】
図４はキャリッジとキャリッジ軸の押圧を説明する図である。図４に示すように、キャリッジ２（軸受２ａ）とキャリッジ軸５の間には、ガタＳが存在する。キャリッジ２には、弾性体１９（Ｌ字型の板バネ）に一端が固定されている。弾性体１９の他端には、キャリア軸５に当接する当接部材１８が設けられている。当接部材１８、弾性体１９は、キャリッジ２とキャリア軸５とを押圧する押圧部材を構成している。
【００２７】
弾性体１９はキャリッジ２とキャリッジ軸５を押圧するための押圧力を生成する。この押圧力により、当接部材１８がＢ軸方向にキャリッジ２をキャリッジ軸５に押圧する。キャリッジ２と弾性体１９は固定されているため、キャリッジ２のＡ軸方向の走査により弾性体１９もキャリッジ２に追従し、キャリッジ２の走査によらず常に押圧力をキャリッジ２とキャリッジ軸５の間で生成することが出来る。
【００２８】
当接部材１８は、プラスチックや金属等である。また、弾性体１９は、コイルバネ等であってもよい。尚、当接部材１８と弾性体１９は一体としても良い。また、弾性体１９はキャリッジ２に固定されていなくても良く、キャリッジ２の走査に追従できる構成であれば良い。
【００２９】
キャリッジモータ１１からプーリ９、ベルト７を介してキャリッジ２に動力が伝達されると、ガタＳの存在により、キャリッジ２が回転運動をする。このキャリッジ２の回転運動により、記録ヘッドの吐出口が所望の記録位置から変位して記録品位が低下する。ここで、Ｃ軸回りの回転運動による吐出口の変位と、Ｂ軸回りの回転運動による吐出口の変位の極性は逆であり、互いの回転運動による吐出口の変位を打ち消すメカニズムがある。
【００３０】
従来のインクジェット記録装置では、Ｂ軸回りの回転運動は重力の影響により、Ｃ軸回りの回転運動に比べて回転するのが困難であった。このため、Ｃ軸回りの回転運動とＢ軸回りの回転運動は、発生する時間に差異が生じていた。
【００３１】
これに対し、本実施形態のインクジェット記録装置Ａは、Ｋ×Ｄｓ／Ｄｖ×Ｍ×ｇの押圧力をキャリッジ２へ印加している。Ｋは０．８〜１．２、Ｄｓはベルト７をキャリッジ２と締結する位置とキャリッジ２の重心までのシート搬送方向の距離、Ｄｖはベルト７とキャリッジ２を締結する位置とキャリッジ２の重心までの鉛直方向の距離、Ｍはキャリッジ２の質量、ｇは重力加速度である。これにより、Ｂ軸回りの回転運動とＣ軸回りの回転運動は同等に発生が困難になり、互いの回転運動の発生する時間の差異をなくすことが可能となる。
【００３２】
このことにより、駆動伝達初期においても、互いの回転運動による吐出口の変位を打ち消すメカニズムが成立し、局所的な記録品位の低下を抑制できる。その概略を簡易的に図５に示す。図５は本実施形態にかかるインクジェット記録装置における吐出口の変位を示す図である。図５に示すように、総じた吐出口の変位は、Ｂ軸回りの回転運動とＣ軸回りの回転運動による吐出口の変位量の差分となり、それぞれの回転運動の発生が同時間に起こることで、総じた吐出口の変位は小さくなり、記録品位の低下を抑制することが出来る。
【００３３】
ここで、押圧力と画質劣化の関係について説明する。図１は押圧力と画質劣化の関係を示す図である。Ｄｓを距離Ｌ、Ｄｖを距離Ｌとし、押圧力を変化させたときの画質劣化を調べる。
【００３４】
図１において、横軸は押圧力／（キャリッジ質量と重力加速度の積）であり、縦軸は画質劣化である。押圧力／（キャリッジ質量と重力加速度の積）＝Ｋが、０．８以下である場合、回転運動による吐出口の変位を打ち消すメカニズムが常に成立しなくなり、記録品位は低下する。また、押圧力／（キャリッジ質量と重力加速度の積）＝Ｋが、１．２以上である場合、Ｃ軸回りの回転運動の発生が困難になり、記録品位が低下する。
【００３５】
尚、図１には示さないが、さらに押圧力が大きくすると（Ｋの値が非常に大きい場合）、記録品位は低下しなくなるが、摺動負荷の増加や耐久性などのその他の問題を考慮する必要性が出てくる。
【００３６】
従って、Ｋ＝０．８〜１．２とすることで、最適な押圧力を決めることが可能となり、無駄に押圧力を大きくすることなく画質劣化を低減することができる。
【００３７】
[第二実施形態]
次に本発明に係るインクジェット記録装置の第二実施形態について図を用いて説明する。図６は本実施形態にかかるキャリッジとキャリッジ軸の押圧を説明する図である。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
図６に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置は、上記第一実施形態のインクジェット記録装置Ａの当接部材１８、弾性体１９をキャリッジ走査方向（Ａ軸方向）に２つづつ設けたものである。
【００３９】
弾性体１９ａ、１９ｂと当接部材１８ａ、１８ｂの押圧による総じた押圧力は、Ｋ×Ｄｓ／Ｄｖ×Ｍ×ｇとする。尚、当接部材１８、弾性体１９は、２個に限定されるものではなく、複数個、例えば、ｎ個（ここでｎ＞０の整数である）設けてもよい。この場合、Ｋ×Ｄｓ／Ｄｖ×Ｍ×ｇ／ｎが弾性体１９ひとつ当たりの押圧力となる。
【００４０】
このように、当接部材１８、弾性体１９を複数個設けることで、キャリッジ２とキャリッジ軸５を安定して押圧することができる。
【００４１】
[第三実施形態]
次に本発明に係るインクジェット記録装置の第三実施形態について図を用いて説明する。図７は本実施形態にかかるキャリッジとキャリッジ軸の押圧を説明する図である。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
図７に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置は、上記第一実施形態のインクジェット記録装置Ａの押圧部材（当接部材１８、弾性体１９）に変えて、キャリッジ２に属する部材（フレキシブル基板４）としたものである。
【００４３】
かかる構成において、フレキシブル基板４が湾曲するにより、シート搬送方向軸（Ｂ軸）の向きの押圧力が生じ、上記第一実施形態で示した押圧力（Ｋ×Ｄｓ／Ｄｖ×Ｍ×ｇ）となることで、画質劣化を低減できる。また、このような構成により、当接部材１８、弾性体１９等の特別な部材を設ける必要がなく、製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第一実施形態にかかる押圧力と画質劣化の関係を示す図である。
【図２】インクジェット記録装置の斜視図である。
【図３】記録ヘッドを搭載したキャリッジの斜視図である。
【図４】キャリッジとキャリッジ軸の押圧を説明する図である。
【図５】インクジェット記録装置における吐出口の変位を示す図である。
【図６】第二実施形態にかかるキャリッジとキャリッジ軸の押圧を説明する図である。
【図７】第三実施形態にかかるキャリッジとキャリッジ軸の押圧を説明する図である。
【図８】従来のインクジェット記録装置における座標系をしめす斜視図である。
【図９】従来のインクジェット記録装置における吐出口の変位を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ａ    …インクジェット記録装置
Ｓ    …ガタ
１    …カートリッジ
２    …キャリッジ
２ａ  …軸受
３    …支持板
４    …フレキシブル基板
５    …キャリア軸
６    …ガイド軸
７    …ベルト
９    …プーリ
１０  …プーリ
１１  …キャリアモータ
１３  …排出ローラ
１４  …筐体
１５  …リニアスケール
１６  …光学素子
１８  …当接部材
１９  …弾性体
【図１】
2007045100.tif 000003
【図２】
2007045100.tif 000004
【図３】
2007045100.tif 000005
【図４】
2007045100.tif 000006
【図５】
2007045100.tif 000007
【図６】
2007045100.tif 000008
【図７】
2007045100.tif 000009
【図８】
2007045100.tif 000010
【図９】
2007045100.tif 000011