JP2000085196A - ヘッドの駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歯付ベルトの歯のピッチに相当する感光ヘッ
ドの速度むらによる露光画像の濃淡の色ムラを改善す
る。 【解決手段】 感光ヘッド１４上のドットブロック１４
ａは偶数番目の発光ドットからなる偶数ドットのＡ列と
奇数番目の発光ドットからなる奇数ドットのＢ列が間隔
Ｄｓをおいて各発光ドットが千鳥状に配置されている。
モータ６の出力軸６ａで駆動される駆動側の歯付プーリ
７と、従動側の歯付プーリ９、及び、歯付ベルト８で、
最終伝達系を構成する。歯付ベルト８は１ケ所を基台１
３に固定され、基台１３に取り付けられた感光ヘッド１
４上のドットブロック１４ａは、歯付ベルト８と同じ速
度の運動をし、歯付ベルト８の歯のピッチＰと同じ周期
の速度むらが発生する。 露光された画像の速度むらに
応じた濃淡の色ムラを防ぐために、歯付ベルト８の歯の
ピッチＰを２Ｄｓ／（２ｎ＋１）・・・ただし、ｎは０
又は正の整数となるように選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、プリンタ
等に用いられる書き込みヘッドの駆動機構に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、蛍光体ヘッドやＬＥＤヘッド
などを用いる光学式プリンタはプリントヘッドを直線運
動させて感光紙に光書き込みを行っている。また、イン
クジェットプリンタや感熱式プリンタにおいても、プリ
ンタヘッドを記録紙に対して直線運動させて記録するこ
とが行われている。

【０００３】図７はこのようなプリンタのヘッド駆動機
構を構成する概要の一例を示す斜視図、図８はワイヤロ
ープでヘッドを移動させる伝達系の部分を示した略図で
ある。図７で、プリンタの筐体５１は前部を一部破断し
て示し、内部に２本のガイドシャフト５３が架台５２を
介して両端を筐体５１に固定されている。基台６３は両
端に形成された２個の軸受５４でガイドシャフト５３に
スライド可能に支持されている。なお、図示していない
が、筐体５１の上面に感光紙がその感光面を下にしてセ
ットできるようになっている。

【０００４】感光ヘッド６４が基台６３の上に取り付け
られており、この感光ヘッド６４は光書き込みモジュー
ルとして構成されている。前記感光紙の感光面に対して
光書き込みを行うドットブロック６４ａが形成され、こ
のドットブロック６４ａは、記録ドットを形成する複数
の発光ドットが千鳥状に配列されている。そして、各発
光ドットは、図示されていない駆動信号生成部から供給
される駆動信号に応じた輝度で発光するようになされて
いる。

【０００５】この感光ヘッド６４は、後述する伝達系に
よりガイドシャフト５３に沿って所定の速度で移動する
が、この移動速度が、動力駆動系の機械的な精度によっ
て例えば、周期的な変動が発生した場合、感光ヘッド６
４によって露光された画像に色ムラが発生することがあ
る。そこで、本出願人は先に感光ヘッド６４の移動速度
の変動による色ムラ発生を、千鳥状に配列された発光ド
ット列の間隔（Ｄｓ）と、感光ヘッド６４を移動する駆
動系の減速比の関係を適当に選ぶことによって、抑圧す
る方法を特願平８−６７５２３号として提案した。

【０００６】図８は上記出願の駆動系を示すもので、図
７の筐体５１に固定されたモータ取り付け板５５に、モ
ータ５６が取り付けられ、その出力軸５６ａに駆動プー
リ５７が固定されている。さらに、筐体５１に固定され
た、プーリ取り付け台６０に張力調節レバー６１が、取
り付けてある。駆動プーリ５７と従動側のプーリ５９に
ワイヤロープ５８が掛けられ、両端をまとめて金具５８
ａでかしめてエンドレスにされている。ワイヤロープ５
８は金具５８ａのところで基台６３に固定され、基台６
３の上に取り付けられた感光ヘッド６４は、ワイヤロー
プ５８と連動して運動をするように固定されている。な
お、実際には駆動プーリ５７にはワイヤロープ５８が複
数回巻つけられ、プーリとワイヤロープ間の滑りを防止
している。

【０００７】張力調節レバー６１の一端に軸６１ａが固
定され、軸６１ａはプーリ取り付け台６０に揺動可能に
支えられている。張力調節レバー６１の中央部に支軸６
１ｃがかしめられ、プーリ５９を回転可能に支持してい
る。張力調節レバー６１の他端に形成された穴にばね６
１ｂが掛けられ、ばね６１ｂの他端は張力調節ねじ６２
の先端に掛けられて、張力調節ねじ６２を回転してワイ
ヤロープ５８の張力を加減できる。

【０００８】モータ５６が回転すれば、その回転力が図
示されていない減速ギアを介して、駆動プーリ５７を回
転し、その回転力が駆動プーリ５７、ワイヤロープ５８
を介して基台６３をガイドシャフト５３に沿って図７の
矢印方向にスライドさせると共に、基台６３の上の感光
ヘッド６４も矢印方向、すなわち、ヘッドの走査方向に
スライドする。この駆動系はヘッドを走査方向に移動さ
せるための動力伝達系の最終段に駆動プーリ５７、ワイ
ヤロープ５８によるワイヤ駆動方式を使っているので、
減速歯車と、プーリ５７の回転むらをなくすことによ
り、均一な速度でヘッドを移動させることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円滑な
動力伝達をするワイヤ駆動にも、以下のような問題点が
ある。ワイヤロープをエンドレスにするための、ワイヤ
ロープ端のかしめ作業が必要であり、前記したようにス
リップに対抗するため、組立の際にワイヤロープを駆動
プーリに巻つけねばならず、作業性が悪い。又、プリン
タ小型化のために駆動プーリの直径が小さくなると、ワ
イヤの許容曲げ半径の制約から細いワイヤを使わざるを
得ず、物に引っ掛けて折りくせが付きやすく、一層作業
性が低下する。さらに、プーリの寿命を確保するため、
ワイヤロープにはナイロンコーティングが必要である
が、組立時にコーティングに傷を付けないように、細心
の注意を払うので、作業性低下の一因にもなっている。

【００１０】さらに、対象とされるプリンタが携帯用と
されると、感光ヘッドが垂直に上下する姿勢でも使用さ
れるので、水平動に比べ負荷が増加し、駆動プーリとワ
イヤロープ間のスリップを生じ易い。この対策としては
大型のモータに変えて出力を増加し、ワイヤロープの張
力アップや、駆動プーリにワイヤロープを巻付ける回数
を増やしてスリップトルクを増やす必要があるが、コス
トアップ、組立工数増となり、共に製造原価増を招き好
ましくない。

【００１１】そこで、一般的に精密小型機械に使用され
ている歯付ベルト（通称タイミングベルト）を使用する
ことが考えられるが、このようなプリンタに使用可能な
極小型の歯付ベルトには、別な問題が発生する。すなわ
ち、歯付ベルトが移動すると、隣合う歯の間隔（ピッ
チ）に相当する距離を移動するのに要する時間を周期と
する歯付ベルトの遅速（速度むら）が発生することがあ
る。この現象は特に歯付ベルトの柔軟性により発生する
ものと考えられる。

【００１２】図９は、駆動側の歯付プーリ７１とこれに
掛けられ、駆動される歯付ベルト７０の略図である。歯
付ベルト７０は平ベルトに一定間隔のピッチＰで歯７０
ａを形成したもので、平ベルトと歯は一体に作られ、引
張り強度を保つためと、ベルトの延びを規格内にするな
どのために、平ベルト部分にグラスファイバー等の心体
が練り込まれている。又、歯付プーリに巻きつけて使用
されるため、適度の可撓性がある。歯付プーリ７１が歯
付ベルト７０に回転を伝達するとき、通常、歯７０ａと
歯付プーリ７１の歯７１ａの側面同士が接触して、歯に
よって回転が伝達されるが、歯付プーリ７１の歯先の円
弧部分に歯付ベルト７０の平ベルト部の内側７０ｂが当
って、この部分の摩擦でも、回転が伝達される。又、ベ
ルトとプーリの歯の厚さは比較的薄く作られ、ベルトを
プーリに掛けたとき歯と歯の間の隙間も比較的大きいも
のとなっている。

【００１３】また、歯付ベルトは運転時のベルトの振動
を防ぎ、ベルトをプーリになじませるために、ベルト停
止時にあらかじめ、ベルトに初張力を掛けることが好ま
しいが、伝達時に発生する損失を少なくするために、極
小型の歯付ベルトでは充分な初張力を与えずに使用され
ることが多い。したがって、図９のＡの部分のように平
ベルト部分と歯の部分が完全に円弧状に曲がって歯付プ
ーリ７１になじむのではなく、厚さの薄い平ベルトの部
分がＢのようにくの字状に折曲り、歯部分はＣのように
平のままとなり易い。前者は相当する歯付プーリ７１の
円弧より歯付ベルト７０の方が長く、後者は歯付ベルト
７０の方が短くなる。したがって、歯付プーリ７１が等
速回転をしても、歯付ベルト７０は平均速度に対して速
さに遅速を生じ、この速度むらは１歯毎に繰り返し発生
し、プリント画像の色むらを誘引する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
問題点を解決するために、それぞれ、所定の間隔で配置
された複数個の記録ドットを有し、かつ、各記録ドット
が記録媒体の走査方向において相互に重なり合わないよ
うに配置されている複数の記録ドット列が、間隔Ｄｓを
もって配置されている書き込みブロックを有するヘッド
と、前記ヘッドを記録媒体に対して相対的に駆動するた
めの駆動部と、前記駆動部から前記ヘッドに動力を伝達
する伝達系を持ち、前記伝達系の最終伝達系を歯付プー
リーと歯付ベルトで構成したヘッドの駆動機構におい
て、前記ヘッドの相対移動距離に換算した前記歯付ベル
トの歯のピッチが、 ２Ｄｓ／（２ｎ＋１）・・・ただし、ｎは０又は正の整
数 となるように構成したものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１及び図２で本発明のプリンタ
ヘッドの駆動機構を使用した実施の形態を説明する。図
１はプリンタの斜視図、図２は駆動機構の中で、特に歯
付ベルト部分を拡大して示した斜視図である。図１で、
プリンタの筐体１は前部を一部破断して示し、内部に２
本のガイドシャフト３が架台２を介して両端を筐体１に
固定されている。基台１３は両端に形成された２個の軸
受４でガイドシャフト３にスライド可能に支持されてい
る。図示していないが、図１の筐体１の上部に感光面を
下にした感光紙が設置され、後述する感光ヘッド１４に
より画像を露光してプリントできるようになされてい
る。

【００１６】光書き込みモジュールとして構成されてい
る感光ヘッド１４が基台１３の上に取り付けられてい
る。この感光ヘッド１４は、前記感光紙の感光面に対し
て光書き込みを行うドットブロック１４ａが形成されて
いる。このドットブロック１４ａは、後で説明するよう
に、記録ドットを形成する複数の発光ドットが千鳥状に
配列されている。そして各発光ドットは、図示されてい
ない駆動信号生成部から供給される駆動信号に応じた輝
度で１ラインづつ発光するようになされている。

【００１７】駆動系の詳細を図２を参照して説明する
と、筐体１に固定されたモータ取り付け板５に、減速機
構を内蔵したモータ６が取り付けられ、その出力軸６ａ
に駆動用の歯付プーリ７が固定されている。同じく筐体
１に固定された、歯付プーリ取り付け台１０に張力調節
レバー１１が、取り付けてある。駆動側の歯付プーリ７
と従動側の歯付プーリ９に歯付ベルト８が掛けられてい
る。この歯付ベルト８は、１ケ所を固定板１３ａとねじ
１３ｂで基台１３に固定されているので、基台１３の上
に取り付けられた感光ヘッド１４は、歯付ベルト８と全
く同じ速さの運動をする。モータ６には、通常減速用の
歯車機構を内蔵しているので、本例では歯付ベルトと歯
付プーリが最後の伝達段を構成することになる。

【００１８】張力調節レバー１１は、例えば、その一端
に軸１１ａが固定され、軸１１ａは歯付プーリ取り付け
台１０に揺動可能に支えられるようにしている。そし
て、張力調節レバー１１の中央部に支軸１１ｃがかしめ
られ、プーリ９を回転可能に支持する。又、張力調節レ
バー１１の他端に形成された穴にばね１１ｂが掛けら
れ、このばね１１ｂの他端は張力調節ねじ１２の先端に
掛けられて、張力調節ねじ１２を回転して歯付ベルト８
の張力を加減できるようにすればよい。モータ６が回転
すれば、駆動側の歯付プーリ７、歯付プーリ８を介して
基台１３がガイドシャフト３に沿って図の矢印方向にス
ライドする。基台１３の上の感光ヘッド１４も矢印方
向、すなわち、ヘッドの走査方向にスライドする。

【００１９】前記したように、歯付プーリ７が等速円運
動をしても、歯付ベルト８に周期的な速度むらが生じ、
この速度むらは歯付ベルト８の歯のピッチに相当する周
期で繰り返し発生する。前記したように歯付ベルト８と
感光ヘッド１４は全く同じ運動をするので、感光ヘッド
１４も歯のピッチに相当する周期の速度むらが発生し、
プリントされた画像には歯のピッチに相当する周期の色
ムラが生じる恐れがある。

【００２０】以下、速度むらで生じる色むらの説明をす
る。感光ヘッド１４に形成されて、感光紙に対して露光
を行うドットブロック１４ａについて、その一部を模式
的に描いた図３（ａ）で示す。ドットブロック１４ａは
偶数ドットとして構成されている発光ドットＤｔ０、Ｄ
ｔ２、Ｄｔ４・・・からなるＡ列のラインと、奇数ドッ
トとして構成されている発光ドットＤｔ１、Ｄｔ３、Ｄ
ｔ５・・・からなるＢ列のラインで構成された発光ドッ
ト群を形成している。さらに、Ａ列とＢ列は間隔Ｄｓを
おいて各発光ドットが千鳥状に配置されるようになされ
ている。そして図１に示したような駆動系によって感光
ヘッド１４がスライド移動することにより、矢印の方向
に感光面を走査して、Ａ列及びＢ列によって１列分の画
像を印画紙の主走査方向に逐次露光する。

【００２１】図３（ｂ）は露光された感光紙面を示し、
例えばＸ列については、始めＡ列の発光ドットにより
０、２、４、６、８の桝目が露光され、間隔Ｄｓを感光
ヘッド１４がスライド移動する時間を経て、Ｂ列の発光
ドットにより１、３、５、７の桝目が露光される。これ
でＸ列の露光が完成する。各発光ドットは図示されてい
ない発光ドット駆動部から供給される駆動信号に応じて
発光するので、例えば発光ドットＤｔ０はＸ列の０、Ｘ
＋１列の０、Ｘ＋２列の０、Ｘ＋３列の０・・・と露光
し、発光ドットＤｔ１は間隔Ｄｓに相当する時間だけ遅
れてＸ列の１、Ｘ＋１列の１、Ｘ＋２列の１、Ｘ＋３列
の１・・・と露光する。

【００２２】感光ヘッド１４のスライド移動する速度に
むらがあって周期的な遅速を生ずると、感光ヘッド１４
の移動速度がその平均速度より遅い場所では露光された
画像が濃くなり、速い場所では露光された画像は薄くな
る。ずなわち、図４のように、上記速度むらのヘッドの
移動距離に換算した周期が、Ａ列とＢ列の間隔Ｄｓと近
似している場合には、例えばＸ列にＡ列の発光ドットで
露光するときにヘッド移動速度が遅ければ、０、２、
４、６、８の桝目は濃くなり、次にＸ列にＢ列の発光ド
ットで露光するときも移動速度が遅ければ１、３、５、
７の桝目も濃くなることによりＸ列は全て濃く露光され
る。この例では、Ｘ列が濃く、Ｘ＋１列が薄く、Ｘ＋２
列が濃くと１列置きに濃淡が現れ、色ムラ又は輝度むら
が顕著に現れる。

【００２３】そこで、本発明はこの速度むらを適当な周
期となるように設定して色むらを低減するもので、その
１例を図５で説明する。この図に示すように速度むらの
周期をＡ列とＢ列の間隔Ｄｓに対して半周期となるよう
に設定する。すると図４と同じようにＡ列とＢ列の濃淡
を記入してみると、同図（ｂ）に示すようにＸ列、Ｘ＋
１列、Ｘ＋２列とも濃淡が交互に現れ、全体として画面
全体が同じ濃さに揃ってくる。このように、露光された
画像に色むらが生じない速度むらの周期と、Ａ列とＢ列
の間隔Ｄｓとの関係を図６で示す。この図６でＡ列とＢ
列のドットの間隔をＤｓとすると、この間隔Ｄｓの２倍
の中に１周期（２π）（Ｑで表す）の奇数倍となるよう
な速度むらであれば良いことが分かる。１周期の速度む
らは、図１のように感光ヘッドと歯付ベルトの移動速度
が全く同じであれば、図６の周期Ｑは図９の歯付ベルト
の間隔Ｐ、すなわち、歯付プーリの歯のピッチに相当す
る。したがって、伝達系の歯車の１歯のピッチを感光ヘ
ッドの移動量に換算した相対移動距離が、 ２Ｄｓ／（２ｎ＋１）・・・ただし、ｎは０又は正の整
数 となるように伝達系を作れば良い。

【００２４】以上実施の形態として説明したプリンタの
場合、感光ヘッド１４の発光ドットＡ列とＢ列の間隔Ｄ
ｓは０．５ミリメートルであり、歯付ベルト８の歯のピ
ッチは１ミリメートルとなされている。この例では前記
した相対移動距離は感光ヘッドと歯付ベルトの移動速度
が全く同じなので、歯のピッチの１ミリメートルをその
まま使えば良く、前式の（２ｎ＋１）のｎが０の場合に
相当し、露光された画像の色ムラの発生を殆どなくすこ
とができた。本例ではモータ内蔵の減速機構の減速比を
ほぼ３４とし、歯付プーリの歯数は３４枚として、歯付
プーリ自体の偏心によって発生する速度むらの周期は長
いので殆ど影響されない。

【００２５】なお、モータ６に内蔵の減速機構に歯車を
使用しているときの減速機構の速度むらの影響が無視で
きない場合は、この減速機構の歯数を適宜定め、歯付プ
ーリ自体の速度むらの周期も上記歯付ベルト８のピッチ
Ｐに対して、 １／（２ｎ＋１）・・・（ただし、ｎ＝０、１、２、３
・・・） となるように設計すればよい。

【００２６】以上、感光ヘッドが走査方向に移動して画
像を露光するプリンタとして説明したが、感光ヘッドが
停止し感光紙が移動するプリンタの感光紙移動の伝達系
にも適用される。また、画像を読み込む受光素子が感光
ヘッドと同様に千鳥配列されているスキャナの、スキャ
ナヘッド移動機構、または、ヘッドを固定して印画紙を
移動する形式の印画紙駆動のための伝達系にも適用でき
ることは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の歯付ベル
トを伝達系に用いるヘッドの駆動機構は、歯付ベルトが
原因の走行速度の同期むらに起因する、画像の色ムラを
防ぐことができるという利点がある。

【００２８】また、ヘッド移動の伝達系の最終段に使わ
れていたプーリとワイヤロープの代わりに、歯付プーリ
と歯付ベルトを使用することにより、ワイヤロープを使
うことで起きる作業性の悪さがなくなり、プリンタの小
型化による作業性の低下も防ぐことができる。また、ヘ
ッドモジュールの垂直方向の移動も楽になり、製品のコ
ストダウンを図ることができるという実用的な効果を発
揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヘッドの駆動機構を搭載したプリンタ
の斜視図である。

【図２】図１のプリンタの伝達系の概要を示した斜視図
である。

【図３】感光ヘッドの構造を示した模式図である。

【図４】感光ヘッドの移動速度むらによる色ムラの発生
を説明する図である。

【図５】色ムラの発生を防止した例を示す説明図であ
る。

【図６】色ムラの発生を相殺する条件を示す説明図であ
る。

【図７】従来のプリンタの斜視図である。

【図８】図７の伝達系の概要を示した斜視図である。

【図９】歯付きベルトの速度むらの発生原因を説明する
模式図である。

【符号の説明】

１ 筐体、２ 架台、３ ガイドシャフト、４ 軸受、
６ モータ、７ 歯付プーリ（駆動側）、８ 歯付ベル
ト、９ 歯付プーリ（従動側）、１１ 張力調節レバ
ー、１１ｂ ばね、１３ 基台、１３ａ 固定板、１４
感光ヘッド、１４ａ ドットブロック、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の間隔で配置された複数個の記録ド
   ットを備え、かつ、記録ドットのラインが記録媒体の走
   査方向において、所定の間隔Ｄｓをもって配置されてな
   る書き込みブロックを有するヘッドと、 前記ヘッドを記録媒体に対して相対的に駆動するための
   駆動部と、 前記駆動部から前記ヘッドに動力を伝達する伝達系を備
   えたヘッドの駆動装置において、 前記伝達系の最終伝達系を歯付プーリーと歯付ベルトで
   構成すると共に、 前記ヘッドの相対移動距離に換算した前記歯付ベルトの
   歯のピッチが、 ２Ｄｓ／（２ｎ＋１）・・・ただし、ｎは０又は正の整
   数 となるように構成されていることを特徴とするヘッドの
   駆動機構。