JPH058486A - キヤリツジ移動装置及びシリアル記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャリッジ移動の際に発生する騒音を低減す
る。 【構成】 キャリッジ６に駆動力を伝達するタイミング
ベルト13に張力を付与するテンショナー板16ｂに粘弾性
体17に介して重量体18を取り付ける。 【効果】 キャリッジ移動に際しての振動が減衰して騒
音が低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はキャリッジへの駆動力伝
達をプーリとベルト、或いはロープ等を用いて伝達して
キャリッジを移動させるキャリッジ移動装置及び前記キ
ャリッジ移動装置を用いたシリアル記録装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来からキャリッジを往復移動させて動
作を行うものとして、シリアル型の記録装置或いは原稿
読取装置が広く知られている。例えば、シリアル記録装
置としては、図７に示すようにキャリッジ50に記録ヘッ
ド51を搭載し、このキャリッジ50をシリアルスキャンし
て記録媒体52に文字や画像の記録を行う。またシリアル
読取装置ではキャリッジ50に前記記録ヘッド51に代わり
にイメージセンサを搭載し、キャリッジ50をシリアルス
キャンすることで画像の読み取りを行うものである。

【０００３】前記キャリッジ50をシリアルスキャンさせ
る構成として、従来からモータ53と連結した駆動プーリ
54と従動プーリ55間にエンドレスのタイミングベルト56
を縣架し、このベルト56にキャリッジ50を接続してモー
タ53を正逆駆動することにより、キャリッジ50をガイド
レール57に沿って往復移動するようにしているのが一般
的である。

【０００４】尚、前記タイミングベルト56にある程度の
テンションを付与するために、従動プーリ55の支持板58
を軸59によって回動可能に取り付け、該支持板58を引張
スプリング60で付勢してベルト56にテンションを付与す
るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記キャリッジのシリ
アルスキャン構成では、キャリッジ50の重量が増加し
たり（例えば搭載する記録ヘッド51の数が増加したり、
容積が大きくなったとき）、キャリッジ50の移動距離
が長くなったとき（例えば記録紙サイズ或いは読取原稿
サイズが大きいとき）、スキャン速度を速くすると
き、等にあってはモータ53の出力トルクを大きくし、且
つベルト56のテンションをアップして対処する方法が採
られる。

【０００６】しかし、一般的にモータ53の出力トルクを
大きくすると、それに伴ってベルト56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。これは駆動
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。またキャリッジ50の重量が増加するに
つれ、キャリッジ50を停止状態から定常速度までの急加
速をする場合や、定常速度状態から急停止するような、
急加減速状態では衝撃的な振動が生じ、騒音が発生し易
くなる。このため、キャリッジ50への搭載重量のアップ
及びスキャン速度の高速化が妨げられてしまう等の課題
があった。

【０００７】本発明は従来の前記課題を解決するもので
あり、その目的とするところは、キャリッジのスキャン
に際して振動の発生を減衰すると共に、騒音を低減する
ようにしたキャリッジ移動装置及びシリアル記録装置を
提供せんとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明に係る代表的な手段は、駆動源と、前記駆動源
の駆動力を伝達するために縣架された縣架部材と、前記
縣架部材に接続され、前記駆動源の駆動により往復移動
可能なキャリッジと、前記縣架部材に張力を付与するた
めの張力付与手段とを有し、前記張力付与手段に粘弾性
体を介して重量体を取り付けたことを特徴としてなる。

【０００９】

【作用】前記手段にあっては、キャリッジを移動した際
に、粘弾性体と重量体によってキャリッジの移動に伴う
振動及び騒音が低減される。このためキャリッジのスキ
ャン速度を上げることが出来、キャリッジへの搭載重量
もアップすることが可能となる。

【００１０】

【実施例】次に前記手段をインクジェット記録方式のシ
リアル記録装置に適用した本発明の一実施例について具
体的に説明する。 〔第一実施例〕図１は記録装置の構成説明図であり、図
２は前記記録装置に係るキャリッジの移動装置の斜視説
明図である。この記録装置は図１に示すように、カセッ
ト１内に積層された記録媒体２をピックアップローラ３
で一枚ずつ給送し、これをシート搬送手段４で搬送する
と共に、裏面をプラテン５で支持された記録媒体２に対
してキャリッジ６をスキャン（図１の表裏面方向）する
と共に、このキャリッジ６に搭載した記録手段となる記
録ヘッド７を駆動して記録し、記録後の記録媒体２を排
出トレイ８へ排出する如く構成している。次に前記各部
の構成について具体的に説明する。

【００１１】（シート搬送手段）シート搬送手段４は図
１に示すように、記録領域へ記録媒体２を搬送する搬送
ローラ４ａ及びピンチローラ４ｂと、記録後の記録媒体
２を排出トレイ８へ排出する排出ローラ４ｃ及びピンチ
ローラ４ｄとで構成されている。搬送ローラ４ａ及び排
出ローラ４ｃは図示しない搬送モータと連結して駆動回
転可能であり、ピンチローラ４ｂ，４ｄはそれぞれ軸４
ｅを中心に回動可能なアーム４ｆの一方端部に取り付け
られ、該アーム４ｆの他方側端部に係止された引張スプ
リング４ｇによって搬送ローラ４ａ，排出ローラ４ｃに
圧接する如く構成されている。これにより、前記搬送モ
ータを駆動すると記録媒体２が図１の矢印ａ方向へ搬送
されるものである。

【００１２】尚、前記排出ローラ４ｃには搬送ローラ４
ａの回転周速度よりも数％速い回転周速度で回転するよ
うに駆動力が伝達され、搬送される記録媒体２に対して
適度なテンションが付与されるように構成されている。

【００１３】（キャリッジ移動装置）キャリッジ６は図
２に示すガイドレール９にスライド可能且つ回動可能に
取り付けられている。ここで前記キャリッジ６をガイド
レール９に沿って往復移動させるための構成について説
明する。

【００１４】ガイドレール９の両端を支持しているシャ
ーシ10には駆動プーリ11及び従動プーリ12が取り付けら
れ、両プーリ11，12間に縣架部材であるエンドレスのタ
イミングベルト13が縣架されている。そしてタイミング
ベルト13とキャリッジ６とが固定部材14によって接続さ
れ、前記駆動プーリ11にはキャリッジ６を移動するため
の駆動源であるキャリッジモータ15が連結している。ま
た前記キャリッジ６の下端には図３に示すように位置出
しローラ６ａが取り付けられており、このローラ６ａが
プラテン５上の記録媒体２に当接して記録ヘッド７のイ
ンク吐出面と記録媒体２との距離を一定に維持してい
る。

【００１５】また前記タイミングベルト13には張力付与
手段16により一定の張力が付与されるようになってい
る。その構成は、図２及び図４に示すようにシャーシ10
に軸16ａを中心にテンショナー板16ｂが回動可能に軸支
され、このテンショナー板16ｂの上端に前記従動プーリ
12が回動自在に取り付けられ、下端とシャーシ10の係止
フック10ａ間に引張スプリング16ｃが係止されている。
これにより、従動プーリ12は矢印ｂ方向へ付勢され、タ
イミングベルト13に張力が付与されるものである。

【００１６】更に前記テンショナー板16ｂには図４に示
すように粘弾性体17を取り付け、この粘弾性体17上に重
量体18を取り付けている。尚、本実施例では前記粘弾性
体17として厚さ約２mmで約３ｇの制振シート（日本特殊
塗料株式会社製：商品名イーディーケルＭ5000）をテン
ショナー板16ｂに貼着し、この上に重量体18として約60
ｇの鉛ブロックを両面テープによって貼着して構成して
いる。

【００１７】（記録手段）記録手段は搬送手段４で搬送
された記録媒体２にインク像を記録するものであり、こ
の装置では記録手段としてインクジェット記録方式を用
いている。本実施例では図２に示すようにインクタンク
と一体的な記録ヘッド７を４個キャリッジ６に搭載し、
キャリッジ６の走査と同期してそれぞれイエロー、マゼ
ンタ、シアン、ブラックの４色インクを画信号に応じて
吐出することにより、記録媒体２にカラー記録を行うよ
うにしている。

【００１８】記録ヘッド７は微細な液体吐出口（オリフ
ィス）、液路及びこの液路の一部に設けられるエネルギ
ー作用部と、該作用部にある液体に作用させる液滴形成
エネルギーを発生するエネルギー発生手段を備えてい
る。このようなエネルギーを発生するエネルギー発生手
段としてはピエゾ素子等の電気機械変換体を用いた記録
方法、レーザー等の電磁波を照射して発熱させ、該発熱
による作用で液滴を吐出させるエネルギー発生手段を用
いた記録方法、あるいは発熱抵抗体を有する発熱素子等
の電気熱変換体によって液体を加熱して液体を吐出させ
るエネルギー発生手段を用いた記録方法等がある。その
中でも熱エネルギーによって液体を吐出させるインクジ
ェット記録方法に用いられる記録ヘッドは、記録用の液
滴を吐出して吐出用液滴を形成するための液体吐出口
（オリフィス）を高密度に配列することができるために
高解像度の記録をすることが可能である。その中でも電
気熱変換体をエネルギー発生手段として用いた記録ヘッ
ドは、コンパクト化も容易であり、且つ最近の半導体分
野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術
やマイクロ加工技術の長所を十二分に活用出来、高密度
実装化が容易で、製造コストも安価なことから有利であ
る。

【００１９】（騒音低減作用）次に前記の如く構成した
記録装置を使用して記録を行った場合の、振動減衰及び
騒音低減作用について説明する。記録を行う場合、キャ
リッジ６を図２の左端にあるホームポジションから矢印
ｃ方向へ移動させて記録を行い（正走査）、図２の右端
まで移動させて停止し、キャリッジモータ15を逆転させ
て矢印ｄ方向に移動させて（逆走査）、ホームポジショ
ン位置に戻る。

【００２０】ここでキャリッジ６の移動速度は、概略図
５に示す速度曲線で駆動される。一般に正走査時のみ記
録を行う場合には、逆走査時のキャリッジ戻り速度を正
走査時の数倍にして全体の記録速度を短縮する方法が採
られているが、本実施例に於いても逆走査速度を正走査
速度の約３倍程度に設定している。

【００２１】この場合、キャリッジ６の立ち上がり速度
はなるべく緩やかになるように駆動するが、キャリッジ
６の位置によってはタイミングベルト13が弦の引張衝撃
のようになって振動を発生し易くなる。

【００２２】前記振動はキャリッジ６の正走査及び逆走
査の移動加速時に発生し易く、特に逆走査開始時は急激
な加速となり、且つキャリッジ６が図２の右端にあって
タイミングベルト13の自由長（ベルト13への当接物がな
い長さ）が最も長い状態であるため、まさに弦の引張衝
撃となって振動及び騒音を発生し易くなる。

【００２３】しかし、本実施例のようにテンショナー板
16ｂに粘弾性体17及び重量体18を取り付けてあると、図
６の実験結果に示すように粘弾性体17及び重量体18を取
り付けない場合に比較して前記振動を減衰し、騒音が約
２dB程度低減する。これは前記粘弾性体17及び重量体18
を取り付けることにより、テンショナー板16ｂに「バネ
と質量」からなる吸振器を付設したのと同様の作用を果
たし、テンショナー板16ｂに伝達された振動を減衰して
騒音の発生を低減させるためと考えられる。

【００２４】図６は従来例と比較してキャリッジ６の逆
走査開始時の騒音低減量を、重量体18の重量を変化させ
て騒音低減量を求めた実験結果を示すものである。この
結果から明らかなように、重量体18の重量増加に伴って
騒音が減少していき、重量が150ｇ以上になると騒音低
減効果が略一定となった。このことから、重量体18の重
量としては30ｇ〜 300ｇ程度に設定すると効果的であ
る。特に、重量体18の重量を50ｇ以上にした場合には、
聴感的に効果が認識出来る２dB以上の騒音レベル低下が
得られ、従来の耳障りな騒音を明らかに緩和させること
が出来る。

【００２５】この実験結果によれば、テンショナー板16
ｂに粘弾性体17及び重量体18を取り付けることにより、
大略２dB程度の騒音低減効果が得られ、更なる設計自由
度がある場合には約３dBまでの低減効果が期待出来る。

【００２６】尚、実験に於いて粘弾性体17を介すること
なく重量体18を直接テンショナー板16ｂに固定した場合
には騒音低減効果は得られず、重量体18を両面テープに
よってテンショナー板16ｂに貼着した場合には若干の騒
音低減効果が得られた。更に重量体18の重量が粘弾性体
17の数倍〜数百倍のときに騒音低減効果が得られた。

【００２７】このことから前記騒音を低減させる理由は
現段階では明確ではないが、粘弾性体17を介して重量体
18をテンショナー板16ｂに取り付けると騒音が低減する
理由としては、所謂制振シートのように粘弾性体17の粘
性抵抗によって振動が減衰するというよりは、前述した
ようにテンショナー板16ｂに吸振器を付設したのと同様
の効果により、テンショナー板16ｂの振動が減衰して騒
音を低減するものと推定されるものである。

【００２８】〔他の実施例〕尚、前述した実施例では粘
弾性体17として市販されている制振シートを使用した例
を示したが、粘弾性体17はこれに限定する必要はなく、
他にも例えば防振ゴムや一般のゴム類、両面テープに代
表される粘着剤を有するテープ類、或いは粘弾性を有す
る高分子材料等、所謂粘弾性或いは防振材料として分類
され、且つ重量体18を安定して保持出来るものであれば
使用可能である。

【００２９】また前述した実施例では重量体18として鉛
ブロックを使用した例を示したが、これはスペース的配
慮から比重の高い実用的金属として鉛を用いたものであ
り、重量体18はこれに限らず他にも例えば鉄鋼、銅、黄
銅、アルミ等の他の金属類、更には樹脂等の非金属でも
良く、スペース的、コスト的等、使用条件によって適宜
選択すれば良い。

【００３０】更に前述した実施例ではキャリッジ６の移
動装置として記録ヘッド６を搭載したシリアル記録装置
を例示したが、このキャリッジ移動装置は他にも例えば
原稿の画像情報を読み取るための読取手段をキャリッジ
に搭載した原稿読取装置であっても同様な作用及び効果
を得ることが出来るのは当然である。

【００３１】また前述した実施例では記録手段としてイ
ンクジェット記録方式を用いたが、記録信号に応じて電
気熱変換体に通電し、前記電気熱変換体による膜沸騰を
越える加熱によって生ずる気泡の成長により、インクを
吐出口より吐出して記録を行うように構成すると更に好
ましい。

【００３２】その代表的な構成や原理については、例え
ば米国特許第 4723129号明細書、同第 4740796号明細書
に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ま
しい。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュア
ス型の何れにも適用可能であるが、特にオンデマンド型
の場合には、液体（インク）が保持されているシートや
液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情
報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与え
る少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、
電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッド
の熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信
号に一対一で対応した液体内の気泡を形成出来るので有
効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介
して液体を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成す
る。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気
泡の成長収縮が行われるので、特に優れた液体の吐出が
達成出来、より好ましい。

【００３３】前記パルス形状の駆動信号としては、米国
特許第 4463359号明細書、同第 4345262号明細書に記載
されているようなものが適している。尚、前記熱作用面
の温度上昇率に関する発明の米国特許第 4313124号明細
書に記載されている条件を採用すると、更に優れた記録
を行うことが出来る。

【００３４】記録ヘッドの構成としては、前述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他に熱
作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する
米国特許第 4558333号明細書、同第 4459600号明細書を
用いた構成も本発明に含まれるものである。

【００３５】また複数の電気熱変換体に対して、共通す
るスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示す
る特開昭59−123670号公報や熱エネルギーの圧力波を吸
収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭
59−138461号公報に基づいた構成としても本発明の効果
は有効である。即ち、記録ヘッドの形態がどのようなも
のであっても、本発明によれば記録を確実に効率良く行
うことが出来るようになるからである。

【００３６】加えて、前述したシリアルタイプのもので
も、キャリッジに固定された記録ヘッド、或いはキャリ
ッジに装着されることで装置本体との電気的な接続や装
置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチッ
プタイプの記録ヘッド、或いは前述した実施例のように
記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカ
ートリッジタイプの記録ヘッドの何れを用いても良い。

【００３７】また本発明の記録装置の構成として設けら
れる、記録ヘッドの回復手段、予備的な補助手段等を付
加することは本発明をの効果を一層安定出来るので好ま
しいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッ
ドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加
圧或いは吸引手段、電気熱変換タイプ或いはこれとは別
の加熱素子或いはこれらの組合せによる予備加熱手段、
記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安
定した記録を行うために有効である。

【００３８】またキャリッジに搭載される記録ヘッドの
種類ないし個数についても、例えば単色のインクに対応
して１個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異
にする複数のインクに対応して複数個数設けられるもの
であって良い。即ち、例えば記録装置の記録モードとし
ては黒色等の主流色のみの記録モードでなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成する複数個の組合せによるかいずれで
も良い。

【００３９】更に加えて、前述した実施例に於いてはイ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化若しくは液化するも
の、或いはインクジェット記録方式ではインク自体を30
℃以上70℃以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘
性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般
的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をな
すものであれば良い。加えて、積極的に熱エネルギーに
よる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化
のエネルギーとして使用せしめることで防止するか、ま
たはインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化する
インクを用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録シートに到達する時点で
はすでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギーに
よって初めて液化する性質のインクを使用する場合も適
用可能である。

【００４０】このような場合のインクは、特開昭54− 5
6847号公報或いは特開昭60− 71260号公報に記載される
ような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状又は固形
物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向
するような形態としても良い。上述した各インクに対し
て最も有効なものは、前述した膜沸騰方式を実行するも
のである。

【００４１】更に、前述したインクジェット記録装置の
形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出
力端末のして用いられるものの他、リーダ等と組み合わ
せた複写装置、更には送受信機能を有するファクシミリ
装置の形態をとるもの等であっても良い。

【００４２】尚、前述した記録手段としてインクジェッ
ト記録方式を用いた例を説明したが、本発明は記録方式
はインクジェット記録方式に限定する必要はなく、他に
も熱転写記録方式や感熱記録方式、更にはワイヤードッ
ト記録方式等のインパクト記録方式以外の記録方式であ
っても適用し得る。

【００４３】

【発明の効果】本発明は前述した如く、キャリッジ移動
装置に於けるテンション付与手段に粘弾性体を介して重
量体を付加するようにしたために、キャリッジの移動に
伴う振動を減衰して騒音を低減することが出来る。特
に、急激な速度変化のある加減速状態での使用や、キャ
リッジ駆動源としてステッピングモータを用いる場合
に、その騒音低減効果が大きい。これにより、振動及び
騒音の観点から阻まれていた装置の高速化及びキャリッ
ジの搭載負荷容量のアップについて大幅な改善が可能と
なる。更に装置を複雑にすることなく、且つ大きなスペ
ースも不要なことから、自由度の高い装置設計が可能で
あり、また特に既存の装置の振動及び騒音対策として適
用した場合に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るシリアル記録装置の構
成説明図である。

【図２】キャリッジ移動装置の構成説明図である。

【図３】キャリッジを側面からみた断面説明図である。

【図４】張力付与手段に粘弾性体及び重量体を取り付け
た状態説明図である。

【図５】キャリッジの正走査及び逆走査の加減速状態を
示すグラフである。

【図６】騒音低減効果を示す実験結果のグラフである。

【図７】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１…カセット ２…記録媒体 ３…ピックアップローラ ４…搬送手段 ５…プラテン ６…キャリッジ ６ａ…位置出しローラ ７…記録ヘッド ８…排出トレイ ９…ガイドレール 10…シャーシ 10ａ…係止フック 11…駆動プーリ 12…従動プーリ 13…タイミングベルト 14…固定部材 15…キャリッジモータ 16…張力付与手段 16ａ…軸 16ｂ…テンショナー板 16ｃ…スプリング 17…粘弾性体 18…重量体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源と、 前記駆動源の駆動力を伝達するために縣架された縣架部
   材と、 前記縣架部材に接続され、前記駆動源の駆動により往復
   移動可能なキャリッジと、 前記縣架部材に張力を付与するための張力付与手段とを
   有し、 前記張力付与手段に粘弾性体を介して重量体を取り付け
   たことを特徴とするキャリッジ移動装置。
2. 【請求項２】 駆動源と、前記駆動源の駆動力を伝達す
   るために縣架された縣架部材と、前記縣架部材に接続さ
   れ、前記駆動源の駆動により往復移動可能なキャリッジ
   と、前記縣架部材に張力を付与するための張力付与手段
   とを有し、前記張力付与手段に粘弾性体を介して重量体
   を取り付けたキャリッジ移動装置と、 前記キャリッジに搭載され、記録媒体に記録を行うため
   の記録手段と、 を有することを特徴とするシリアル記録装置。
3. 【請求項３】 前記記録手段は、信号に応じてインクを
   吐出して記録を行うインクジェット記録方式である請求
   項２記載のシリアル記録装置。
4. 【請求項４】 前記記録手段は、信号に応じて電気熱変
   換体に通電し、前記電気熱変換体による熱エネルギーを
   利用してインクを吐出して記録を行うインクジェット記
   録方式である請求項３記載のシリアル記録装置。
5. 【請求項５】 前記記録手段は、信号に応じて電気熱変
   換体に通電し、前記電気熱変換体による膜沸騰を越える
   加熱によって生ずる気泡の成長により、インクを吐出口
   より吐出して記録を行うインクジェット記録方式である
   請求項４記載のシリアル記録装置。