(57)【要約】【課題】ガイドレールに倣いながらキャリッジが移動するときに生じる振動が、被記録材に記録される画像に及ぼす影響を抑える。【解決手段】ガイドレール６のガイド面６ａに、ガイドレール６の長手方向に沿って所定のピッチで形成された複数の微小な凹凸Ｐを備える。所定のピッチは、ガイドレール６に沿ってキャリッジが移動したときにコロがガイド面６ａの複数の微小な凹凸Ｐに接して生じる振動によって、シャフトに係る固有振動を励起するときのピッチの半分である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録材に画像を記録する記録手段と、
前記記録手段を保持して被記録材に対して移動するキャリッジと、
前記キャリッジの移動をガイドするガイド面を有するガイドレールと、
前記キャリッジに設けられ、前記ガイドレールの前記ガイド面に接する接触部材と、を備える画像記録装置において、
前記ガイドレールの前記ガイド面に、前記ガイドレールの長手方向に沿って所定のピッチで形成された複数の凹凸を備え、
前記所定のピッチは、前記ガイドレールに沿って前記キャリッジが移動したときに前記接触部材が前記ガイド面の前記複数の凹凸に接して生じる振動によって、前記画像記録装置全体に係る固有振動とは異なる振動を励起するときのピッチである、ことを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
被記録材に画像を記録する記録手段と、
前記記録手段を保持して被記録材に対して移動するキャリッジと、
前記キャリッジの移動をガイドするガイド面を有するガイドレールと、
前記キャリッジに設けられ、前記ガイドレールの前記ガイド面に接する接触部材と、を備える画像記録装置において、
前記ガイドレールの前記ガイド面に、前記ガイドレールの長手方向に沿って所定のピッチで形成された複数の凹凸を備え、
前記所定のピッチは、前記ガイドレールに沿って前記キャリッジが移動したときに前記接触部材が前記ガイド面の前記複数の凹凸に接して生じる振動によって、前記画像記録装置の構成部材に係る固有振動とは異なる振動を励起するときのピッチである、ことを特徴とする画像記録装置。
【請求項３】
前記キャリッジを軸方向に沿って移動可能に支持するシャフトを更に備え、
前記構成部材は、前記シャフトである、請求項２に記載の画像記録装置。
【請求項４】
前記所定のピッチは、前記固有振動を励起するときのピッチの半分である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像記録装置。
【請求項５】
前記複数の凹凸は、前記ガイドレールの長手方向の位置に応じて、第１の所定のピッチで形成された第１の凹凸と、前記第１の所定のピッチと異なる第２の所定のピッチで形成された第２の凹凸とを含んでいる、請求項３に記載の画像記録装置。
【請求項６】
前記画像記録装置全体が、複数種類の固有振動を有し、
前記所定のピッチは、前記複数種類の固有振動をそれぞれ励起するときの複数種類のピッチの最小公倍数である、請求項１に記載の画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被記録材に対して画像等を記録する記録手段が搭載されたキャリッジを走査する画像記録装置に関する。本発明は、特に、ガイドレールに沿って走査するキャリッジを備える画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像記録装置において、図３に示すように、インクを吐出する吐出口が配置されたインク吐出面を有する記録ヘッドが搭載されたキャリッジは、インク吐出面が水平方向と平行になるように調整するために、シャフトの軸回りに回転自在な状態で支持されている。また、画像記録装置は、シャフトの軸方向と平行に延ばされて配置されたガイドレールを備えている。キャリッジは、キャリッジに取り付けられたコロを介してガイドレールによって姿勢を保持された状態でシャフトに沿って摺動し、記録動作を行っている。
【０００３】
ここで、シャフトは、キャリッジを回転可能に支持するために円形断面に形成するのが一般的である。また、ガイドレールは、キャリッジの姿勢を保持する際に、キャリッジに取り付けられたコロが接触し易いように、接触部分である平坦なガイド面が形成されている。このため、ガイドレールは、金属板をプレス加工したものや、押出し成形したものを用いるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８５８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガイドレールを成形する際には、金属板をプレス加工などで所望の形状に成形を行った後に、ガイドレールのガイド面の表面精度を向上させるために、ガイドレールに微修正を行っている。この微修正を行うことによって、ガイドレールのガイド面に所定の表面精度を確保している。しかし、この微修正を行ったときに、ガイドレールのガイド面の表面に微小な凹凸が生じてしまう。この微小な凹凸跡が、ガイドレールな長手方向に沿って発生する周期であるピッチが、シャフトの固有振動数を生じさせるピッチと重なった場合、キャリッジがガイド面に沿って走査したときに共振振動が起こる。この共振振動が、記録された画像に画像ムラが生じる原因となっている。具体的にはキャリッジの走査中にインクの吐出口の位置が走査方向と直交する方向に振動するので、各吐出口からのインクの着弾位置が細かくばらつく。この現象が各色の各吐出口群で起こるため、画像全体として色ムラや濃淡のムラが生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記関連する技術の課題を解決するものであって、キャリッジに生じる振動を抑制し、部品数を増やすことなく、被記録材に記録される画像の画像ムラを低減することができる画像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】
【０００７】
上述した目的を達成するため、本発明に係る画像記録装置は、被記録材に画像を記録する記録手段と、記録手段を保持して被記録材に対して移動するキャリッジと、キャリッジの移動をガイドするガイド面を有するガイドレールと、キャリッジに設けられ、ガイドレールのガイド面に接する接触部材と、を備える画像記録装置において、ガイドレールのガイド面に、ガイドレールの長手方向に沿って所定のピッチで形成された複数の凹凸を備える。所定のピッチは、ガイドレールに沿ってキャリッジが移動したときに接触部材がガイド面の複数の凹凸に接して生じる振動によって、画像記録装置全体に係る固有振動とは異なる振動を励起するときのピッチである。
【０００８】
また、本発明に係る他の画像記録装置は、被記録材に画像を記録する記録手段と、記録手段を保持して被記録材に対して移動するキャリッジと、キャリッジの移動をガイドするガイド面を有するガイドレールと、キャリッジに設けられ、ガイドレールのガイド面に接する接触部材と、を備える画像記録装置において、ガイドレールのガイド面に、ガイドレールの長手方向に沿って所定のピッチで形成された複数の凹凸を備える。所定のピッチは、ガイドレールに沿ってキャリッジが移動したときに接触部材がガイド面の複数の凹凸に接して生じる振動によって、画像記録装置の構成部材に係る固有振動とは異なる振動を励起するときのピッチである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ガイドレールに形成される複数の凹凸のピッチが、画像記録装置に関連する固有振動とは異なる振動を励起させるピッチであるように設定することで、キャリッジに生じる振動を抑制することが可能になる。これによって、部品数を増やすことなく、記録動作時に被記録材に記録される画像の画像ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の画像記録装置の全体を示す斜視図である。
【図２】実施形態の画像記録装置におけるキャリッジ近傍を示す斜視図である。
【図３】実施形態の画像記録装置におけるキャリッジ近傍を示す断面図である。
【図４】キャリッジの走査を起因として発生するシャフトの共振を説明するための図である。
【図５】第１の実施形態において、シャフトの振動が減衰される作用を説明するための図である。
【図６】第２の実施形態において、微小な凹凸のピッチについて説明するための図である。
【図７】第３の実施形態において、シャフトの固有振動数の変化を説明するための図である。
【図８】第５の実施形態において、修正ピッチを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
まず、実施形態の画像記録装置全体の概略構成について説明する。図１に示すように、画像記録装置１の内部には主要なユニットが収容されている。画像記録装置１は、被記録材としての記録用紙を搬送するための図示しない搬送ユニットと、記録用紙に所望の記録を行うための記録手段としての記録ヘッド８を含む記録部８が保持されたキャリッジ３と、を備えている。また、画像記録装置１は、キャリッジ３を軸方向に沿って移動可能に支持するシャフト４と、キャリッジ３の移動をガイドするガイド面６ａを有するガイドレール６と、を備える。また、画像記録装置１は、キャリッジ３に積載された記録ヘッド８の吐出特性を回復させるための図示しない回復ユニットと、記録するためのインクを供給する図示しないインクタンクユニットと、を備えている。
【００１３】
次に、記録を行うためのキャリッジ３の周辺構成について詳細に説明する。図２に示すように、キャリッジ３は、シャフト４の軸回りに回転自在な状態でシャフト４上に支持されている。シャフト４は、その両端がシャーシ２によって支持されている。さらに、キャリッジ３には、ガイドレール６のガイド面６ａと接する接触部材としてのコロ５が設けられている。キャリッジ３は、コロ５がガイドレール６のガイド面６ａと接触することで、ガイドレール６に合わせて姿勢が保持されており、ガイドレール６に案内された状態でシャフト４上に沿って走査方向に摺動する。
【００１４】
キャリッジ３の移動の際には、図示しない駆動モーターが発生する駆動力が、図示しないベルトを介してキャリッジ３が引っ張られることで、キャリッジ３がシャフト４上に沿って摺動する。記録動作を行うときには、搬送ユニットによって搬送された被記録材に対して、キャリッジ３に保持された記録部８が、インク吐出面８ａからインクを吐出することで、被記録材に記録を行う。また、画像記録装置１の内部には、被記録材を挟んで記録部８のインク吐出面８ａと対向する側にプラテン７が設置されている。プラテン７は、被記録材を一定の平面で支持するように設置されている。
【００１５】
ここで、高品位な記録を行うためには、キャリッジ３が走査方向におけるいずれの位置に移動した場合であっても、被記録材を支持するプラテン７の平面と、キャリッジ３に保持された記録部８のインク吐出面８ａとが常に水平になっている必要がある。キャリッジ３は、図３に示すように、シャフト４を中心に矢印ａ方向で示すように軸回りに回転可能にされている。このため、ガイドレール６は、ガイドレール６とキャリッジ３のコロ５とが接触するガイド面６ａを修正することによって、プラテン７の平面と記録部８のインク吐出面８ａとが常に平行になるように、一定の修正ピッチで微修正が施されている。
【００１６】
しかし、ガイドレール６のガイド面６ａに微修正を行ったときに、ガイド面６ａの表面に１０μｍ程度の微小な凹凸が生じてしまう。このため、ガイド面６ａの長手方向に対して、微小な凹凸を構成する修正ピッチがシャフト４の固有振動を励起するときのピッチ(以下、固有振動の波長λ（ｓ）と称する)と重なった場合、シャフト４上をキャリッジ３が走査したときに共振振動が発生する。そして、この共振振動が原因となって、キャリッジ３の走査中にインクの吐出口の位置が走査方向と直交する方向に振動するので、各インクの着弾位置が細かくばらつき、これに起因した色や濃淡の画像ムラが発生してしまう。
【００１７】
図４は、シャフト４がガイドレール６に起因して共振する状態を説明するための図である。図４（ａ）、図４（ｃ）、図４（ｅ）に、シャフト４の振動状態を線で示し、図４（ｂ）、図４（ｄ）、図４（ｆ）に、ガイドレール６の走査方向に沿った断面図を示す。図４中の矢印ｂ方向にキャリッジ３が等速で移動しているとした場合について説明するための図である。
【００１８】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、ガイドレール６のガイド面６ａに凹凸が何ら存在せずに、理想的な状態である場合、シャフト４にはガイドレール６に起因した振動が起きない。ここで、ガイドレール６のガイド面６ａ上に、修正ピッチがλ（ｓ）で微小な凹凸Ｐが生じている場合、まず、最初の微小な凹凸Ｐでキャリッジ３を介してシャフト４へ振動が伝えられる。ここで、１つの微小な凹凸Ｐが発生しているだけである場合、図４（ｃ）で示すように、シャフト４の振動は一定の周期で振動を繰り返すだけである。しかし、修正ピッチがλ（ｓ）で複数の微小な凹凸が生じている場合は、図４（ｅ）に示すように、凹凸Ｐを通る度にキャリッジ３を介してシャフト４へ振動が伝えられ、その都度、シャフト４は励起されることで共振する。
【００１９】
このため、シャフト４の共振を抑えて画像ムラの発生を抑制するために、シャフト４の固有振動数ｆ（ｓ）を予め求めておき、シャフト４の固有振動ｆ（ｓ）を励起させるピッチの半ピッチ(以下、｛λ（ｓ）／２｝と称す)に修正ピッチを設定する。このように設定することで、微修正を行うことに伴って微小な凹凸が生じた場合であっても、シャフト４への共振を抑制することができる。
【００２０】
図５に、ガイドレール６の修正ピッチを｛λ（ｓ）／２｝に設定した場合に、ガイドレール６に起因してシャフト４に生じる振動の状態を説明するための図を示す。
【００２１】
シャフト４に多数の微小な凹凸をピッチ｛λ（ｓ）／２｝の等間隔で設けた場合について、図５（ａ）に、シャフト４の振動状態を線で示し、図５（ｂ）に、ガイドレール６の走査方向に沿った断面図を示す。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、修正ピッチが｛λ（ｓ）／２｝の等間隔で多数の微小な凹凸が設けられた場合、ガイドレール６に起因したシャフト４の振動が等間隔で発生するものの、共振は起こらない。
【００２２】
この現象について、シャフト４に微小な凹凸が、ピッチ｛λ（ｓ）／２｝で２回発生している状態を説明する。微小な凹凸が、ピッチ｛λ（ｓ）／２｝で２回発生している場合について、図５（ｃ）、図５（ｅ）、図５（ｇ）に、シャフト４の振動状態を線で示し、図５（ｄ）、図５（ｆ）、図５（ｈ）に、ガイドレール６の走査方向に沿った断面図を示す。
【００２３】
まず、１つ目の微小な凹凸Ｐ１をキャリッジ３が通過したとき、シャフト４には、キャリッジ３を介して図５（ｃ）、図５（ｄ）に示すような一定の周期の振動が伝わる。しかし、キャリッジ３が、２つ目の微小な凹凸Ｐ２を通過したとき、シャフト４には、キャリッジ３を介して図５（ｅ）中に破線で示すような新たな振動も伝わり、この２つの振動が、互いの振動を減衰させる方向に作用する。このため、シャフト４に伝わる振動は、減衰して、図５（ｇ）に示すような振動が抑制された状態となる。多数の微小な凹凸が、修正ピッチ｛λ（ｓ）／２｝で等間隔で設けられている場合は、２つ目の微小な凹凸Ｐ２で打ち消された振動が、奇数個目の微小な凹凸によって再びシャフト４へ振動が伝わり、偶数個目の微小な凹凸によって減衰することを繰り返すことになる。したがって、シャフト４の振動は、図５（ａ）に示すような状態になる。
【００２４】
このようにガイドレール６のガイド面６ａ上に、微修正を行って形成される複数の微小な凹凸の修正ピッチは、｛λ（ｓ）／２｝の長さに設定される。これによって、ガイドレール６のガイド面６ａの微小な凹凸が、画像ムラに及ぼす影響を抑制することができる画像記録装置を提供できる。
【００２５】
上述したように、実施形態によれば、シャフト４の固有振動数ｆ（ｓ）を予め求めておき、キャリッジ３の走査速度に基づいて、シャフト４の固有振動を生じさせるピッチを算出する。そして、ガイドレール６のガイド面６ａに形成される複数の微小な凹凸のピッチが、シャフト４にその固有振動とは異なる振動を励起させるピッチであるように形成する。すなわち、シャフト４に固有振動を励起させるピッチと一致しないように微小な凹凸（高さは数ミクロンメートル）を形成する。これによって、キャリッジ３に生じる振動を抑制することが可能になる。その結果、従来の構成と同じ構成で、部品数を増やすことなく、記録された被記録材に画像ムラが生じるのを抑えることができる。
【００２６】
（第２の実施形態）
図６を参照して第２の実施形態について説明する。図６（ａ）に、シャフト４の振動状態を線で示し、図６（ｂ）に、ガイドレール６の走査方向に沿った断面図を示す。
【００２７】
第１の実施形態では、ガイドレール６のガイド面６ａに微修正を行って形成される複数の微小な凹凸のピッチが、｛λ（ｓ）／２｝に設定されたが、この構成に限定されるものではない。図６（ａ）に示すように、ガイド面６ａの長手方向に隣接する１組の微小な凹凸の修正ピッチが｛λ（ｓ）／２｝であれば、図６（ａ）に示すように、振動は打ち消されるので、ガイド面６ａに微修正を行う範囲の間隔を自由に設定できる。これにより、ガイド面６ａの微修正を施したい所定の範囲にだけ、部分的に微修正を行うことが可能になる。加えて、ガイド面６ａに微修正を行う範囲（回数）を少なくすることが可能になり、修正時間を短縮することができる。
【００２８】
（第３の実施形態）
図７を参照して第３の実施形態について説明する。図７（ａ）に、キャリッジ３がシャフト４の端部に位置する状態の斜視図を示し、図７（ｂ）に、キャリッジ３がシャフト４の軸方向の中央部に位置する状態の斜視図を示す。
【００２９】
第１の実施形態では、キャリッジ３が、シャフト４の軸方向における任意の位置に位置している場合の固有振動数ｆ（ｓ）が、シャフト４の軸方向の全域にわたって適用された。しかし、実際には、キャリッジ３がシャフト４の軸方向に対して何処の位置にあるかに応じて、シャフト４の固有振動数ｆ（ｓ）が変化する。図７（ａ）に示すように、キャリッジ３がシャフト４の端部に位置するときに比べて、図７（ｂ）に示すように、キャリッジ３がシャフト４の軸方向の中央部に位置するときの方が、キャリッジ３によってシャフト４が大きく撓むことになる。その結果、キャリッジ３がシャフト４の軸方向の中央部に位置するときには、キャリッジ３の重心位置が下方に移動するため、シャフト４の固有振動数ｆ（ｓ）が変化する。
【００３０】
固有振動数ｆ（ｓ）は、キャリッジ３がシャフト４の端部に位置する場合が、最も高いｆ（ｓ）−ｍａｘになり、シャフト４の中央部に位置する場合が、最も低いｆ（ｓ）−ｍｉｎとなる。このことに基づいて、ガイドレール６のガイド面６ａに微修正を行う位置に対応する、シャフト４の軸方向の位置に応じて、微小な凹凸を形成する修正ピッチを適宜変えることで、更なる振動抑制の効果が得られる。この構成の場合、複数の微小な凹凸は、ガイドレール６の長手方向の位置に応じて、第１の所定のピッチで形成された第１の凹凸と、第１の所定のピッチと異なる第２の所定のピッチで形成された第２の凹凸とを含んでいる。
【００３１】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について説明する。上述の実施形態では、ガイドレール６のガイド面６ａに微修正を行って複数の微小な凹凸が形成される修正ピッチが、シャフト４が固有振動を励起するときのピッチλ（ｓ）の半分である半ピッチ｛λ（ｓ）／２｝に設定されていた。これとは逆に、本実施形態では、ガイドレール６の微修正を行うときの修正ピッチを｛Λ（ｇ）／２｝として設定し、修正ピッチΛ（ｇ）で固有振動を励起するようにシャフト４の重量や形状などを調整して、シャフト４を形成する。これによっても、上述と同様の効果が得られる。
【００３２】
（第５の実施形態）
第５の実施形態について説明する。上述の実施形態では、シャフト４の固有振動数ｆ（ｓ）に基づいて、シャフト４に固有振動を励起するときのピッチλ（ｓ）を算出していたが、シャフト４に限定されるものではない。本発明が適用される画像記録装置に関わり、特にキャリッジ３の走査に起因して振動を発生する構成部材のいずれに適用されても良い。ガイドレール６の微修正を行うことで複数の微小な凹凸を形成する修正ピッチは、例えば、シャフト４周辺に配置されたシャーシの固有振動を励起するときのピッチλ（ｃ）と一致しないように設定されても良い。また、ガイドレール６の微修正を行う修正ピッチは、画像記録装置の構成部材全体（画像記録装置全体）を1つの振動体と見なして画像記録装置全体の固有振動を励起するときのピッチλ（ｍ）と一致しないように設定されても良い。また、複数種類の固有振動を励起する複数種類のピッチが存在する場合には、各々のピッチの最小公倍数を修正ピッチとして設定するのが効果的である。
【００３３】
以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいては様々な変更が可能なものである。
【００３４】
例えば、上述の実施形態では、１組の微小な凹凸の修正ピッチをピッチ｛λ（ｓ）／２｝としたが、必ずしもこのピッチに限定されるものではない。１つ目の微小な凹凸Ｐ１によって生じた振動が、２つ目の微小な凹凸Ｐ２によって生じた振動を用いて打ち消せれば良い。このため、修正ピッチは、｛（ｎ−１）＋λ（ｓ）／２｝（ｎは整数）であれば良い。図８に、一例として、修正ピッチが｛１＋λ（ｓ）／２｝である場合を示す。図８（ａ）に、シャフト４の振動状態を線で示し、図８（ｂ）に、ガイドレール６の走査方向に沿った断面図を示す。
【００３５】
さらに、修正ピッチは、ガイドレール６に起因したシャフト４の共振が起きない範囲で変えることが可能である。これにより、キャリッジ３の走査速度が複数存在する場合などには、それぞれの走査速度におけるシャフト４が固有振動を励起するときのピッチλ（ｓ）の半ピッチ｛λ（ｓ）／２｝の各々の最小公倍数を修正ピッチとして設定するのが効果的である。
【符号の説明】
【００３６】
１  画像記録装置
２  シャーシ
３  キャリッジ
４  シャフト
５  コロ
６  ガイドレール
６ａ  ガイド面
８  記録部
Ｐ  微小な凹凸
Ｐ１  １つ目の微小な凹凸
Ｐ２  ２つ目の微小な凹凸
【図１】
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【図２】
2012171229.tif 000004
【図３】
2012171229.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2012171229.tif 000008
【図７】
2012171229.tif 000009
【図８】
2012171229.tif 000010