JPH10297046A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録手段を搭載したキャリッジを走査させて
記録を行うシリアル方式の画像記録装置に於いて、従来
からキャリッジをタイミングベルトに取り付けたピンに
よって駆動させる提案がなされていたが、ピンの倒れ又
は傾きによって生じるキャリッジの駆動不良が問題とな
っていた。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本出願に係
る画像形成装置は、被記録媒体を搬送する搬送手段と、
画像形成手段とから構成される画像記録装置であって、
前記画像形成手段を搭載して記録方向に移動可能なキャ
リッジと、前記キャリッジに設けられ上下に開口し且つ
移動方向と直交方向に長い長穴と、前記キャリッジの上
下且つ移動方向に沿って平行に張設された一対のタイミ
ングベルトと、前記一対のタイミングベルトを一方向に
回転駆動させる駆動手段と、前記一対のタイミングベル
トに架橋する如く固定した駆動ピンとを有し、前記キャ
リッジの長穴に前記駆動ピンを貫入して構成したことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成手段を搭
載してプラテンに対し往復運動を行うキャリッジを有す
るいわゆるシリアル画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ワイヤードット方式、サーマ
ル方式、インクジェット方式などのシリアルプリンター
では、いかに品質の良い記録を行うかが第一の課題であ
り、またそれをいかに効率の良い安定した機構で実現す
るかが第二の課題であった。

【０００３】上記の如きシリアルプリンターは、画像形
成手段を搭載したキャリッジをプラテンに対して平行に
移送させながら記録を行い、文字や画像をドットとして
表現するものである。従ってキャリッジの移動方向の乱
れは形成される画像の品質に直接影響するという問題が
ある。またキャリッジは往復運動する必要があるが、速
く且つ単純な機構で往復運動をさせることが望ましい。

【０００４】上記課題を解決するための従来の構成とし
ては、環状に形成したタイミングベルトを一対のプーリ
ーに張設してこれにキャリッジを固定し、プーリーの一
つにステップモーター等の可逆回転の駆動手段を接続し
て往復運動させるものがある。しかしこの構成に於いて
はキャリッジをプーリーに接触しない範囲で往復移動さ
せる必要があり、パルス駆動方式の複雑さに加えてキャ
リッジ折り返し部における加減速制御、位置検出処理な
どが必須となっていた。

【０００５】そこで更に上記課題を解決するために改良
された従来例としては、実開昭63-201747 、実開昭63-2
01748 に開示されているように、タイミングベルトのピ
ッチ線上に厚さ方向の片側又は両側に突出する駆動ピン
を設け、またキャリッジに移動方向と直交方向に長い長
穴を設けて前記駆動ピンを貫入して構成したものがあ
る。このような構成に於いてはキャリッジとタイミング
ベルトとの位置をずらすことができ、キャリッジがプー
リーに接触することがない。従ってタイミングベルトを
一方向に回転することによってキャリッジを往復運動さ
せることが可能となった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記改良され
た従来例に於いては、タイミングベルトから突出された
駆動ピンの倒れ防止のために特別な配慮が必要となっ
た。

【０００７】例えば実開昭63-201747 においてはタイミ
ングベルトの上下両側に駆動ピンを突出させると共に、
キャリッジをタイミングベルトの上下を挟む形状に形成
している。そして駆動ピンの上下両端に於いてキャリッ
ジに貫入することにより、駆動ピンの傾きを防止するよ
う構成されている。

【０００８】しかしキャリッジから受ける反力は上下の
駆動ピンで必ずしも均等でなく、またキャリッジとキャ
リッジの移動をガイドするガイドシャフトとの間にはが
たつきがあるために、駆動ピン及びキャリッジに傾きが
生じてしまう。これによりキャリッジとガイドシャフト
との摩擦抵抗は増大し、円滑な移動の障害となってしま
う。また、駆動ピンの上下両端部にキャリッジの長穴を
貫入する組立作業は複雑なものとなる。

【０００９】また実開昭63-201748 に於いては、倒れ防
止のためにベルトの片側から十分な長さの駆動ピンを突
出させ、キャリッジの長穴との係合長さを長くすること
により倒れを防止し得るよう構成している。しかし係合
長さを長くするためにキャリッジを厚くする必要が生じ
る。また倒れを防ぐことはできても駆動ピン及びキャリ
ッジの傾きを防ぐことはできず、キャリッジとガイドシ
ャフトとの摩擦抵抗が増大し、駆動ピンとキャリッジと
の係合部に過剰な負荷が生じてしまう場合があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本出願に係る画像形成装置は、被記録媒体を搬送す
る搬送手段と、画像形成手段とから構成される画像記録
装置であって、前記画像形成手段を搭載して記録方向に
移動可能なキャリッジと、前記キャリッジに設けられ上
下に開口し且つ移動方向と直交方向に長い長穴と、前記
キャリッジの上下且つ移動方向に沿って平行に張設され
た一対のタイミングベルトと、前記一対のタイミングベ
ルトを一方向に回転駆動させる駆動手段と、前記一対の
タイミングベルトに架橋する如く固定した駆動ピンとを
有し、前記キャリッジの長穴に前記駆動ピンを貫入して
構成したことを特徴とする。

【００１１】また上記画像形成装置の一対のタイミング
ベルトは夫々一つの駆動プーリーを含む複数のプーリー
によって張設されるものであって、且つ前記夫々の駆動
プーリーは一つの駆動手段によって駆動力が伝達される
よう構成することが好ましい。

【００１２】また上記画像形成装置の一対のタイミング
ベルトのピッチ線上であって互いに対応する位置に穴を
穿設し、該穴に前記駆動ピンを貫入固定して構成すると
共に、駆動ピンは両端を前記タイミングベルトの穴に貫
入しうる径に形成すると共に、中央の前記タイミングベ
ルトの間隔と略等しい長さを前記両端よりも太い径に形
成することが望ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る画像形成装置
の一実施形態を図１乃至図３を参照して説明する。図１
はインクジェット記録装置の概略構成図、図２は画像形
成手段及びキャリッジ周辺の斜視図、図３タイミングベ
ルト及び駆動ピンの部分拡大図である。

【００１４】図に示す画像形成装置は、給送トレイ１に
セットした記録媒体Ｐをピックアップローラ２にて給送
すると共に、駆動回転する搬送ローラ３ａ及び該搬送ロ
ーラ３ａに記録媒体Ｐを押圧させて従動回転する駆動ピ
ンチローラ３ｂによってプラテン４上に搬送し、画像形
成手段によって所定記録を行った後、駆動回転する排出
ローラ５ａ及びこれに記録媒体Ｐを押圧して従動回転す
る拍車５ｂによって排出するよう構成している。なお、
前記拍車５ｂは撥水性の高い材料にて形成され、記録媒
体Ｐの記録面と歯状の円周部のみで接触するものであ
り、記録直後の記録媒体上の未定着画像に接触しても画
像に影響を与えずに従動回転するものである。

【００１５】前記プラテン４上を搬送される記録媒体Ｐ
は画像形成手段によって画像を記録されるが、本実施形
態に係る画像形成手段はシリアル型のインクジェット記
録方式を用いており、プラテン４と対向する位置にイン
クカートリッジ11を支持するキャリッジ６が設けられて
いる。インクカートリッジ11は軸８ａを中心に回転する
レバー８によってキャリッジ６に着脱可能に装着されて
いる。このレバー８を回動させることによって、インク
カートリッジ11をキャリッジ６に対し使用可能にセット
する位置と、交換時に着脱する位置に動かすことができ
る。

【００１６】インクカートリッジ11は液状インクを収納
したインクタンク11ａと記録ヘッド11ｂとを一体に構成
したものであり、記録ヘッド11ｂは先端の図示しないイ
ンク吐出口をプラテン４に対向させ、キャリッジ６の移
動に対応して伝達される記録信号によって前記吐出口か
ら液状インクを吐出して記録媒体Ｐに画像を記録する。

【００１７】なお、本実施形態ではインクの吐出構成と
して、記録信号に応じて電気熱変換体に通電し、その熱
エネルギーによってインクに生ずる膜沸騰を利用してイ
ンクに生ずる気泡の成長、収縮により、インクを吐出口
から吐出して記録を行うように構成している。

【００１８】キャリッジ６には移動方向を案内させるた
めの互いに平行な一対の貫通穴６ａ、６ａが穿設され、
記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向に往復移動可能に
二本のガイドシャフト７、７によって摺動自在に保持さ
れている。またキャリッジ６には、上下に開口し、且つ
移動方向と直交方向に長い長穴６ｂが設けられている。

【００１９】キャリッジ６の上方には両端を駆動プーリ
ー17ａ、従動プーリー17ｂにタイミングベルト９が張設
され、また下方には両端を駆動プーリー18ａ、従動18ｂ
にタイミングベルト10が張設されている。該タイミング
ベルト９、10はキャリッジ６を挟んで垂直方向に同位置
に配置され、駆動プーリー17ａ、18ａと、従動プーリー
17ｂ、18ｂの軸心はそれぞれ同一直線上に配置されてい
る。このようにガイドシャフト７によるキャリッジ６の
移動範囲と各プーリーとをずらして配置しているため、
キャリッジ６は駆動プーリー17ａ、18ａの間、タイミン
グベルト９、10の間、及び従動プーリー17ｂ、18ｂの間
を移動することができる。

【００２０】各プーリー17ａ、17ｂ、18ａ、18ｂの外周
には歯が設けられて、タイミングベルト９、10の内面に
形成された歯にかみ合わされており、スリップなどの空
転を妨げるのに供している。また駆動プーリー17ａ、18
ａにはそれぞれ同一のモジュール、歯数のギヤ14、15が
一体に取り付けられており、共通のギヤ13に接続されて
いる。ギヤ13は該ギヤ13に一体に取り付けられた中間ギ
ヤ13ａ、モーターギヤ12ａを介して駆動手段である直流
モーター12に接続されている。

【００２１】ここでモーターギヤ12ａよりも中間ギヤ13
ａの歯数が多く設定されて第一の減速が行われ、さらに
ギヤ13の歯数よりもギヤ14、15の歯数を多くすることに
より第二の減速を行っている。これにより高速な直流モ
ーターの回転速度を適切に減速すると共に、トルクを高
めることができる。

【００２２】このようにしてギヤ14、15を介して駆動プ
ーリー17ａ、18ａは等しい力及び回転速度にて駆動力を
伝達され、これに従ってタイミングベルト９、10も等し
く動作し、その相対位置が変化することなく回転動作を
する。ここで従動プーリー17ｂ、18ｂは駆動プーリー17
ａ、18ａと等しいモジュール及び歯数に設定している
が、従動側であることから必ずしも歯付きである必要は
ない。

【００２３】図３に示すように、タイミングベルト９、
10の互いに対向する位置には、駆動ピン20を取り付ける
ための取付穴９ａ、10ａが設けられている。これら取付
穴９ａ、10ａはタイミングベルト９、10のピッチ線上に
あり、且つそれぞれの中心軸が同一直線上にあるよう配
置されている。

【００２４】駆動ピン20は両端の貫入部20ｂの外径を取
付穴９ａ、10ａの内径と同じか又はわずかに太い径に形
成し、圧入により固定するよう構成されている。また駆
動ピン中央部20ａは貫入部20ｂよりも段差を有して更に
太い径に形成している。この駆動ピン中央部20ａの長さ
ｌはタイミングベルト９、10の取付間隔Ｌと等しく形成
されており、容易に正確に取り付けることができる。

【００２５】駆動ピン20をタイミングベルト９，10に取
り付ける際には、上述した如くタイミングベルト９、10
の間に配置されたキャリッジ６の長穴６ｂに駆動ピン中
央部20ａを挿入した状態で、貫入部20ｂを取付穴９ａ、
10ａに貫入して架橋状に固定する。この状態でタイミン
グベルト９，10が駆動することにより長穴６ｂの内壁が
駆動ピン中央部20ａに押され、キャリッジ６に駆動力が
伝達される。

【００２６】ここでタイミングベルト９，10が直流モー
ター12によって一方向に回転されることから、これに固
定された駆動ピン20の移動軌跡は長円形を描くこととな
る。従って長穴６ｂはこの駆動ピン20の軌跡の長円の幅
にあわせた長さに形成され、駆動ピン20がその移動方向
を反転する際に長穴６ｂ内を移動することが可能なよう
構成されている。

【００２７】またキャリッジ６がガイドシャフト７によ
って移動方向が主走査方向に規制されていることから、
キャリッジは駆動ピン20の長円運動によって主走査方向
に往復移動する。この往復運動時に、キャリッジ６に搭
載されたインクカートリッジ11に移動距離と同期してイ
ンク吐出信号を送出し、ドットマトリクスで構成された
文字を記録媒体Ｐ上に形成する。

【００２８】

【発明の効果】上記説明した如く、本発明に係る画像形
成装置はキャリッジの上下に平行に設けた２本のタイミ
ングベルト架橋上に取り付けた駆動ピンによってキャリ
ッジに駆動力を伝達するよう構成したため、駆動ピンの
両端部にてキャリッジ駆動の負荷を受けることができ、
駆動ピンが倒れる乃至傾くという場合がなく、安定した
キャリッジを動作させることができる。また、キャリッ
ジの付加を２本のタイミングベルトに分散することによ
り、駆動ピン取付部の信頼性及び耐久性を向上させるこ
とができる。

【００２９】更に、二つのタイミングベルトを駆動する
ための各駆動プーリーを単一の駆動手段によって駆動力
が伝達されるよう構成したことにより、一つの駆動手段
を制御するのみによって二つのタイミングベルトの回転
開始、停止、速度等の制御を容易に一致させることがで
きる。また駆動手段の制御が直流電源のＯＮ−ＯＦＦの
みとなるため装置構成が単純となり、部品点数が減少し
て製造工程が簡略化し、同時に製造コストの低廉化を図
ることができる。

【００３０】また、タイミングベルトの厚さ方向におい
て、駆動ピンをタイミングベルトのピッチ線と一致して
取り付けたことにより、駆動ピンが長円状の軌跡の長円
の直線部から円弧部に移行するとき、及び円弧部から直
線部へ移行するときも円滑に運動し、これにより駆動ピ
ンに駆動されるキャリッジも円滑に動作させることがで
きる。

【００３１】また、キャリッジの駆動ピンは、両端のタ
イミングベルト嵌合部の径を細く、中央の太径部をタイ
ミングベルト取付間隔と等しく設定してあるため、駆動
ピンをタイミングベルトに挿入した際に駆動ピンの軸心
方向の位置決めを容易に行うことができる。これにより
駆動ピンがプーリー部に係ったときにも上下のタイミン
グベルトがプーリー間隔と等しい間隔に固定され、タイ
ミングベルトがプーリーからはずれたり、タイミングベ
ルトの歯とプーリーの歯が喰い違ったりする虞がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録装置の概略構成図である。

【図２】画像形成手段及びキャリッジ周辺の斜視図であ
る。

【図３】タイミングベルト及び駆動ピンの部分拡大図で
ある。

【符号の説明】

Ｌ …取付間隔 Ｐ …記録媒体 １ …給送トレイ ２ …ピックアップローラ ３ａ …搬送ローラ ３ｂ …駆動ピンチローラ ４ …プラテン ５ａ …排出ローラ ５ｂ …拍車 ６ …キャリッジ ６ａ …貫通穴 ６ｂ …長穴 ７ …ガイドシャフト ８ …レバー ８ａ …軸 ９、10 …タイミングベルト ９ａ、10ａ …取付穴 11 …インクカートリッジ 11ａ …インクタンク 11ｂ …記録ヘッド 12 …直流モーター 12ａ …モーターギヤ 13、14、15 …ギヤ 13ａ …中間ギヤ 17ａ、18ａ …駆動プーリー 17ｂ、18ｂ …従動プーリー 20 …駆動ピン 20ａ …中央部 20ｂ …貫入部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被記録媒体を搬送する搬送手段と、画像
   形成手段とから構成される画像記録装置であって、 前記画像形成手段を搭載して記録方向に移動可能なキャ
   リッジと、 前記キャリッジに設けられ上下に開口し且つ移動方向と
   直交方向に長い長穴と、 前記キャリッジの上下且つ移動方向に沿って平行に張設
   された一対のタイミングベルトと、 前記一対のタイミングベルトを一方向に回転駆動させる
   駆動手段と、 前記一対のタイミングベルトに架橋する如く固定した駆
   動ピンとを有し、 前記キャリッジの長穴に前記駆動ピンを貫入して構成し
   たことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記一対のタイミングベルトは夫々一つ
   の駆動プーリーを含む複数のプーリーによって張設され
   るものであって、且つ前記夫々の駆動プーリーは一つの
   駆動手段によって駆動力が伝達されるよう構成したこと
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記一対のタイミングベルトのピッチ線
   上であって互いに対応する位置に穴を穿設し、該穴に前
   記駆動ピンを貫入固定して構成したことを特徴とする請
   求項１または請求項２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記駆動ピンは両端を前記タイミングベ
   ルトの穴に貫入しうる径に形成すると共に、中央の前記
   タイミングベルトの間隔と略等しい長さを前記両端より
   も太い径に形成したことを特徴とする請求項３記載の画
   像形成装置。
5. 【請求項５】 前記画像形成装置は、画像形成手段が信
   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
   記録方式を用いたものであることを特徴とする請求項１
   乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記画像形成装置は、画像形成手段がイ
   ンク吐出用の熱エネルギーを発生するための電気熱変換
   体を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項５
   のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記画像形成装置は、画像形成手段が前
   記電気熱変換体によって印加される熱エネルギーによ
   り、インクに生ずる膜沸騰を利用して吐出口よりインク
   を吐出させることを特徴とする請求項１乃至請求項６の
   いずれか１項に記載の画像形成装置。