(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に基づいてノズル部からインクを記録紙に吐出し画像を記録する記録ヘッドを保持するキャリッジと、前記キャリッジを前記記録紙の搬送方向に対して直交する方向へ移動可能に支持するシャフトと、前記シャフトが固定された本体フレームと、前記キャリッジに固定されたベルトと、前記ベルトが巻き掛けられ前記ベルトを介して前記キャリッジを移動可能にするプーリと、前記プーリに駆動力を伝達する駆動源と、を備えたインクジェット記録装置であって、
前記プーリが回転可能に軸支され、プーリの軸部の上下に一対のガイド部が形成された支持部材と、
前記本体フレームに前記ベルトの伸張方向に沿って形成され、前記ガイド部をガイドする切欠き部と、
前記支持部材を前記ベルトが伸張する方向へ付勢して前記プーリを中心に回転させて傾斜させ、前記本体フレームに当接させる付勢手段と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記付勢手段が、付勢力の中心線が前記プーリの回転中心を通過しないように配置された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】
対向する前記ベルト間の中心線と前記付勢力の中心線とのズレ量δは下記の式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
δ＞１／２μｄ（１＋ｍａ／ｇＮ）
但し、μは前記プーリの軸支部分に発生する摩擦係数、ｄは前記プーリの軸径、ｍは前記キャリッジの重量、ａは前記キャリッジの最大加速度、Ｎは前記付勢手段による付勢力及びｇは重力加速度である。
【請求項４】
前記ズレ量δが下記の式を満足することを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
δ＞μｄ（１＋ｍａ／ｇＮ）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報に基づいてノズル部からインクを記録紙に吐出し、画像を記録するインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、インクジェット記録装置１００は、図６に示すように、キャリッジ１０２に記録ヘッド１０４を搭載し、このキャリッジ１０２をシリアルスキャンして記録媒体Ｐに文字や画像の記録を行うものである。
【０００３】
キャリッジ１０２をシリアルスキャンさせる構成として、一般的には、モータ１０６と連結した駆動プーリ１０８と従動プーリ１１０との間にエンドレスのタイミングベルト１１２を巻き掛け、このタイミングベルト１１２にキャリッジ１０２を接続してモータ１０６が正転及び逆転駆動することにより、キャリッジ１０２を本体フレーム１１４に固定されたガイドレール１１６、１１８に沿って往復移動させる方法が用いられる。
【０００４】
ここで、タイミングベルト１１２にある程度のテンションを付与するために、本体フレーム１１４には切欠き部１２０が設けられ、この切欠き部１２０内に従動プーリ１１０が取り付けられた支持部材１２２がスライド可能に配置されている。
【０００５】
一方、図７に示すように、支持部材１２２の上下面１２２Ｃからは、一対のレール１２２Ａ、１２２Ｂが立設しており、このレール１２２Ａ、１２２Ｂ間で本体フレーム１１４が挟まれ、支持部材１２２が本体フレーム１１４に対してスライドする。
【０００６】
支持部材１２２はスプリング１２４で付勢されており、従動プーリ１１０が対向するタイミングベルト１１２間の中心線Ｌに沿って移動可能となっている。このとき、スプリング１２４は、付勢力の中心線Ｌ上に従動プーリ１１０の回転中心Ｏがくるように配置されている。
【０００７】
このような構成において、キャリッジ１０２の重量が増加したり（例えば、搭載する記録ヘッド１０４の数が増加したり、インクタンクの容積が増大したり、キャリッジ１０２がインク供給用のチューブを牽引するとき等）、スキャン速度を速くするとき等にあっては、モータ１０６の出力トルクを大きくし、かつタイミングベルト１１２のテンションを上げる方法が取られている。
【０００８】
しかし、一般的にモータ１０６の出力トルクを大きくすると、それに伴ってタイミングベルト１１２等の振動が大きくなり、この振動に起因する騒音が発生する。これはモータとしてステッピングモータを使用した場合にその傾向が大きい。
【０００９】
また、図８に示すように、キャリッジ１０２を停止状態から定速域まで急加速をする加速域や、定速域から急停止させるような急減速する減速域では、キャリッジ１０２の重量が増加するにつれて衝撃的な振動が生じ、騒音が発生し易くなる。
【００１０】
一方、図７に示すように、タイミングベルト１１２のテンションを上げると、従動プーリ１１０が回転するときに支持部材１２２へ生じる回転モーメントが大きくなり、キャリッジ１０２の往復移動に伴い支持部材１２２が従動プーリ１１０に連れ回って矢印方向へ搖動し、支持部材１２２の上下面１２２Ｃが切欠き部１２０に当接して騒音が生じる。
【００１１】
この課題の対応策として、従動プーリ１１０の軸部１２６にボールベアリングを用いて、従動プーリ１１０が回転するときに支持部材１２２が連れ回らないようにして支持部材１２２が搖動しないようにすることが考えられるが、ボールベアリングを用いるとコストアップとなる。
【００１２】
また、従動プーリ１１０の支持部材１２２と本体フレーム１１４の隙間tを小さくし、支持部材１２２が搖動しないようにする方法も考えられるが、部品精度を向上させなければならないので、コストアップとなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、キャリッジの往復移動に際して、従動プーリの支持部材の搖動を防止すると共に、騒音を低減するようにしたインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、記録ヘッドによって画像情報に基づいてノズル部からインクが記録紙に吐出され、画像が記録される。この記録ヘッドはキャリッジに保持されており、キャリッジは本体フレームに固定されたシャフトに支持され、記録紙の搬送方向に対して直交する方向へ移動可能となっている。
【００１５】
また、キャリッジにはベルトが固定されており、このベルトにはプーリが巻き掛けられ、駆動源によってプーリに駆動力が伝達されると、ベルトを介してキャリッジが移動する。
【００１６】
プーリは支持部材によって回転可能に軸支されており、支持部材には、プーリの軸部の上下に一対のガイド部を形成している。一方、本体フレームには、ガイド部をガイドする切欠き部をベルトの伸張方向に沿って形成しており、ベルトが伸張する方向に沿って支持部材を移動可能としている。この支持部材を付勢手段によってベルトが伸張する方向へ付勢してプーリを中心に回転させて傾斜させ、支持部材のガイド部を本体フレームの切欠き部に当接させる。
【００１７】
このように、付勢手段によって、支持部材を傾斜させて本体フレームに当接させることで、プーリが回転するときに支持部材へ生じる回転モーメントが大きくなっても、支持部材が搖動することがない。このため、支持部材の搖動による振動及び騒音の防止を図ることができる。
【００１８】
従って、スキャン速度を速くすることができ、スループット（画像記録効率）が向上する。また、キャリッジに搭載するインクタンクの容積の増大させることができ、インク交換頻度の低減により操作性の向上が図れる。
【００１９】
請求項２に記載の発明では、付勢手段が、付勢力の中心線がプーリの回転中心を通過しないように配置されている。
【００２０】
このため、支持部材には予め回転力が付与され、支持部材を傾斜させて本体フレームに当接させ、支持部材の搖動を防止させることができる。このように、付勢手段の配置を変えるだけで、プーリの搖動を防止するため、コストアップとなることもない。
【００２１】
請求項３に記載の発明では、対向するベルト間の中心線と付勢力の中心線とのズレ量δは下記の式を満足している。
【００２２】
δ＞１／２μｄ（１＋ｍａ／ｇＮ）
但し、μはプーリの軸支部分に発生する摩擦係数、ｄはプーリの軸径、ｍはキャリッジの重量、ａはキャリッジの最大加速度、Ｎは付勢手段による付勢力及びｇは重力加速度である。
【００２３】
請求項４に記載の発明では、ズレ量δが下記の式を満足している。
【００２４】
δ＞μｄ（１＋ｍａ／ｇＮ）
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１には、本形態に係るインクジェット記録装置１０が示されている。
【００２６】
このインクジェット記録装置１０には、記録媒体Ｐの搬送方向に沿って一対のＬ字状の本体フレーム１２、１４が設けられている。この本体フレーム１２、１４には記録媒体Ｐの搬送方向に直交して２本のガイドレール１６、１８が平行に固定されている。
【００２７】
このガイドレール１６、１８には記録ヘッド２２が搭載されたキャリッジ２０が取り付けられており、ガイドレール１６、１８に沿ってスライド可能となっている。
【００２８】
本体フレーム１２には、折曲げ壁１２Ａが直角に折り曲げられており、折曲げ壁１２Ａには駆動源であるキャリッジモータ２４が固定されている。このキャリッジモータ２４は正転及び逆転駆動可能となっている。
【００２９】
また、キャリッジモータ２４には主動プーリ２６が直結されており、キャリッジモータ２４の正転及び逆転駆動に合わせて主動プーリ２６が正転及び逆転する。
【００３０】
一方、本体フレーム１４には、折曲げ壁１４Ａが直角に折り曲げられており、後述する従動プーリ２８が設けられている。この従動プーリ２８及び主動プーリ２６には、タイミングベルト３０がガイドレール１６、１８と平行に巻き掛けられており、キャリッジモータ２４から伝達された駆動力がタイミングベルト３０を介して従動プーリ２８に伝達される。
【００３１】
タイミングベルト３０は固定部３２でキャリッジ２０と接続されている。このため、キャリッジモータ２４の正転及び逆転駆動に合わせてタイミングベルト３０の固定部３２が記録媒体Ｐの搬送方向に直交する方向へ往復移動する。
【００３２】
これに伴って、キャリッジ２０がガイドレール１６、１８に沿って往復移動し、キャリッジ２０がシリアルスキャンして記録媒体Ｐに文字や画像の記録が行われる。
【００３３】
ここで、図２に示すように、本体フレーム１４の折曲げ壁１４Ａには、タイミングベルト３０の伸張方向に沿って切欠き部３４が形成されている。この切欠き部３４には後述する支持部材３６が配置されており、切欠き部３４に沿って移動可能となっている。
【００３４】
支持部材３６の上下面３６Ａからは、一対のガイド３７、３９が立設されており、ガイド３７とガイド３９の間には間隙ｗが設けられている。この間隙ｗは折曲げ壁１４Ａの肉厚よりも若干広くなっている。
【００３５】
このため、ガイド３７とガイド３９の間に折曲げ壁１４Ａを挟み、支持部材３６を折曲げ壁１４Ａに対して移動させる。なお、支持部材３６の下面３６Ａから立設されたガイドについては、同一構造であり、また、他の要部が分かり難くなるため、省略した。
【００３６】
また、支持部材３６の中心部には、長手方向に沿って切り込み４１が設けられており、従動プーリ２８が挿通可能な幅となっている。切り込み４１には、切り込み４１の奥方へ向かって幅の狭い長溝４１Ａが形成されている。この長溝４１Ａには従動プーリ２８に固定された軸部２８Ａが装着され、長溝４１Ａの奥方で回転可能に軸支される。
【００３７】
さらに、支持部材３６には後述する装着部３５が突出しており、この装着部３５には圧縮スプリング３８の一端側が装着可能となっている。一方、折曲げ壁１４Ａの先端部には、台座１４Ｂが立設しており、圧縮スプリング３８の他端側が支持される。
【００３８】
この圧縮スプリング３８によって支持部材３６が切欠き部３４に沿って矢印Ａ方向へ付勢される。これによって、支持部材３６に軸支された軸部２８Ａを介して従動プーリ２８が、主動プーリ２６（図１参照）から離間する方向へ移動する。
【００３９】
このため、従動プーリ２８と主動プーリ２６との距離が離れ、タイミングベルト３０にはテンションが付与される。このように、タイミングベルト３０にテンションが付与されるため、スキャン速度を上げてもガタつかない。
【００４０】
また、従動プーリ２８が、支持部材３６を介して折曲げ壁１４Ａに対して移動可能となっているため、タイミングベルト３０の経時変化による伸びにも対応できる。
【００４１】
ここで、図３に示すように、装着部３５の軸芯は、従動プーリ２８の中心線Ｒからズレており（ズレ量δ）、圧縮スプリング３８の一端部を装着部３５に装着し、他端部を台座１４Ｂに支持させると、圧縮スプリング３８の軸芯線Ｑが従動プーリ２８の中心線Ｒからズレる。
【００４２】
このように、圧縮スプリング３８の軸芯線Ｑが従動プーリ２８の中心線Ｒからズレた状態で圧縮スプリング３８を支持部材３６に配置させることで、支持部材３６には予め回転力が付与され、図４に示すように、支持部材３６が傾き、支持部材３６の上下面３６Ａが切欠き部３４に当接する。
【００４３】
このため、タイミングベルト３０にテンションを掛けることで、従動プーリ２８が回転するときに軸部２８Ａと支持部材３６との間で生じる回転モーメントが大きくなったとしても、支持部材３６が搖動することはない。従って、支持部材３６の搖動による振動及び騒音の防止を図ることができる。
【００４４】
また、支持部材３６が搖動しないため、スキャン速度を上げてもガタつかず、また、スループットが向上する。さらに、キャリッジ２０に搭載するインクタンクの容積を増大させることができ、インク交換頻度の低減により操作性の向上が図れる。
【００４５】
一方、理論値によるズレ量δ1は実験によって、
δ1＞１／２μｄ（１＋ｍａ／ｇＮ）
であることが確認されている。ここで、μは従動プーリ２８の軸部２８Ａに発生する摩擦係数であり、今回の実験では、μ＝０．２５である。ｄは軸部２８Ａの軸径でｄ＝４mmである。
【００４６】
また、ｍはキャリッジ２０の重量であり、ｍ＝０．９Ｋｇ、ａはキャリッジ２０の最大加速度でａ＝９．８ｍ／ｓ2とした。さらに、Ｎは圧縮スプリング３８による付勢力であり、Ｎ＝３Ｋｇ、ｇは重力加速度で９．８ｍ／ｓ2である。
【００４７】
この結果、δ1＝０．６５ｍｍが求められる。δは大きいほど支持部材３６の搖動防止に効果的であるが、μの安全率、各部品の寸法のバラツキ等及びインクジェット記録装置１０の小型化を考慮するとδは２δ1程度が望ましい。
【００４８】
このため、δ＝２μｄ（１＋ｍａ／ｇＮ）となり、実際にδ＝１．３ｍｍとして実験を行ったところ、支持部材３６の搖動は完全に防止され、インクジェット記録装置１０の騒音が低減された。
【００４９】
なお、ここでは、圧縮スプリング３８の軸芯線Ｑを従動プーリ２８の中心線Ｒからズラすことで支持部材３６に予め回転力を付与し、支持部材３６を傾斜させ、折曲げ壁１４Ａに形成された切欠き部３４に当接させて支持部材３６の搖動を防止したが、これに限るものではない。
【００５０】
例えば、スプリングは引張タイプのものでも良く、支持部材３６に予め与える回転モーメントは逆向きでも良く、スペース、コスト、使用条件等に応じて適宜選択すれば良い。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、請求項１に記載の発明では、付勢手段によって、支持部材を傾斜させて本体フレームに当接させることで、プーリが回転するときに支持部材へ生じる回転モーメントが大きくなっても、支持部材が搖動することがない。このため、支持部材の搖動による振動及び騒音の防止を図ることができる。従って、スキャン速度を速くすることができ、スループットが向上する。また、キャリッジに搭載するインクタンクの容積の増大させることができ、インク交換頻度の低減により操作性の向上が図れる。請求項２に記載の発明では、支持部材には予め回転力が付与され、支持部材を傾斜させて本体フレームに当接させ、支持部材の搖動を防止させることができる。このように、付勢手段の配置を変えるだけで、プーリの搖動を防止するため、コストアップとなることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本形態に係るインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図２】本形態に係るインクジェット記録装置に用いられる支持部材及び従動プーリを示す分解斜視図である。
【図３】本形態に係るインクジェット記録装置に用いられる支持部材及び付勢手段の配置を示す正面図である。
【図４】本形態に係るインクジェット記録装置に用いられる支持部材に回転力が付与された状態を示す正面図である。
【図５】本形態に係るインクジェット記録装置に用いられる支持部材及び付勢手段を示す水平断面図。
【図６】従来に係るインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図７】従来に係るインクジェット記録装置に用いられる支持部材及び付勢手段の配置を示す正面図である。
【図８】キャリッジの加速減速状態を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ インクジェット記録装置
１４Ｂ 台座（付勢手段）
３４ 切欠き部
３５ 装着部（付勢手段）
３６ 支持部材
３７ ガイド（ガイド部）
３８ 圧縮スプリング（付勢手段）
３９ ガイド（ガイド部）
【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】
0003948178.tif 000009