JP2009202556A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インク液滴吐出特性に悪影響が及ぶのを防ぎつつ、磁力によりキャリッジの加速或いは減速を補助してその加速時間或いは減速時間を短縮させることを目的とする。
【解決手段】 タイミングベルト１４における、キャリッジ８の固定位置に対して対称となる位置に、永久磁石２２を固定し、フレーム２の両端に、電磁石２４，２６を固定する。キャリッジ８が、その往復移動範囲におけるＤＣモータ１６側の一端に停止しているときは、その反対の他端側において、永久磁石２２と第２電磁石２６とが対向する。一方、キャリッジ８が他端側に停止しているときは、その反対の一端側において、永久磁石２２と第１電磁石２４とが対向する。そして、キャリッジ８の加速期間及び減速期間に、永久磁石２２に近い側のいずれかの電磁石へ通電して、永久磁石２２との間で磁力による反発力或いは吸引力を発生させることで、キャリッジ８の加速・減速を補助する。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録ヘッドが搭載されたキャリッジをモータの駆動力によって往復移動させつつ、該記録ヘッドから被記録媒体へインク液滴を吐出することにより被記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。

従来より、この種の画像形成装置においては、画像形成の速度向上や装置の小型化のために、画像形成（モータによるキャリッジ駆動）の際、停止状態のキャリッジを短時間で一定速度まで加速させたり、移動中のキャリッジをその減速開始時から短時間で停止させることが要求されている。

これを実現するために、例えば特許文献１には、キャリッジの駆動源として、モータによる駆動力に加えて、磁力による駆動力を併用する技術が開示されている。具体的には、キャリッジの加速時或いは減速時に、モータ電流による加減速制御に加え、キャリッジ自体に永久磁石を装着すると共に、装置フレームにおけるキャリッジの往復移動時の停止位置に電磁石を取り付けて、この電磁石への通電を調整して磁力による駆動力をキャリッジに与えることにより、キャリッジの加減速を補助するものである。
特開２００７−２９６８０２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、磁力によってキャリッジの加減速を補助することは可能であるものの、それを実現するためにキャリッジに永久磁石が搭載されるため、被記録媒体へ形成される画像の画質が劣化するおそれがある。

即ち、記録ヘッドからインク液滴を吐出することで画像形成を行うタイプの画像形成装置においては、一般に、ピエゾ方式或いはサーマル方式の記録ヘッドがキャリッジに搭載される。そして、ピエゾ方式の場合はピエゾへの通電が制御されることによりインク液滴が吐出され、サーマル方式の場合はヒータへの通電が制御されることによりインク液滴が吐出される。

このような構成において、キャリッジに永久磁石が搭載されると、その永久磁石による磁界の影響が記録ヘッドにも常時及ぶことになり、インク液滴の吐出特性が乱れてしまうおそれがある。

特に近年、高精細な画像を形成できるようにインク液滴をより小さくする傾向があるが、インク液滴が小さくなるほど、記録ヘッドから被記録媒体に向けて吐出されたインク液滴が永久磁石による磁界の影響を受けて、例えば被記録媒体に到達するまでの過程で弾道が曲がってしまうといった悪影響を受けるおそれが高くなる。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、記録ヘッドからのインク液滴吐出特性に悪影響が及ぶのを防ぎつつ、磁力によりキャリッジの加速或いは減速を補助してその加速時間或いは減速時間を短縮させることを目的とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、記録ヘッドが搭載されたキャリッジをモータの駆動力によって往復移動させつつ、該記録ヘッドから被記録媒体へインク液滴を吐出することにより該被記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、キャリッジとは別に、該キャリッジに機械的に連結され該キャリッジの移動に伴って移動するように設けられた磁石若しくは磁性体からなる第１の磁力作用手段と、磁石又は磁性体からなり、キャリッジの往復移動に伴う第１の磁力作用手段の移動経路に沿う位置に固定して設置された第２の磁力作用手段と、を備えている。各磁力作用手段のうち少なくとも一方は電磁石である。

そして、補助駆動手段が、モータによるキャリッジの移動開始後の加速期間中、及びモータによるキャリッジの減速開始から停止するまでの減速期間中の少なくとも一方の期間に電磁石への通電を行うことにより、キャリッジの加速及び減速の少なくとも一方を補助する。

キャリッジと共に移動する第１の磁力作用手段、及び固定設置される第２の磁力作用手段は、磁石又は磁性体のいずれでもよい。但し、各磁力作用手段のうち少なくとも一方は電磁石とする必要がある。

このように構成された請求項１記載の画像形成装置によれば、キャリッジの減速期間中又は加速期間中に、補助駆動手段が電磁石への通電を行うことで、各磁力作用手段の間で磁力（反発力或いは吸引力）を発生させてキャリッジの加速或いは減速を補助することができるため、キャリッジの加速時間或いは減速時間を短縮させることができる。

これに加え、第１の磁力作用手段はキャリッジとは別に設けられているため、同じ磁力を発する磁石を用いる場合、キャリッジに直接磁石が搭載される構成に比べて、第１の磁力作用手段による記録ヘッドに対する磁界を小さくできる。そのため、キャリッジに直接磁石が搭載される構成に比べて、第１の磁力作用手段による磁界が記録ヘッドによるインク液滴吐出特性に及ぼす影響を低減することができる。即ち、磁力の影響による画質の低下を抑制しつつ、キャリッジの加速時間或いは減速時間を短縮させることができるのである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置であって、各磁力作用手段の配置、及び補助駆動手段による電磁石への通電は、インク液滴吐出中の記録ヘッドに対する磁界が所定レベル以上とならないようにされている。

このように構成された請求項２記載の画像形成装置によれば、インク液滴吐出中の記録ヘッドに対する磁界を、記録ヘッドの正常な動作を妨げないレベルに保つことができるため、記録ヘッドからのインク液滴吐出特性に、各磁力作用手段による磁界の響が及ぶのを防ぐことができる。

なお、「所定レベル」は、各磁力作用手段から発生する磁界が記録ヘッドの動作特性（インク液滴の吐出特性）に悪影響を及ぼすことがないよう、適宜設定することができる。つまり、記録ヘッドに対する磁界がその所定レベル未満であれば記録ヘッドの動作特性に悪影響が及ばないような範囲内で適宜設定可能である。但し、必ずしも、記録ヘッドの動作中に常に磁界のレベルが所定レベル未満であることが要求されるわけではなく（もちろんそれが好ましいが）、記録ヘッド動作期間において全体として（例えば平均が）所定レベル未満であればよい。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置であって、第２の磁力作用手段は、記録ヘッドが往復移動される移動方向において、該記録ヘッドから被記録媒体へインク液滴が吐出されるインク液滴吐出範囲の外側に配置されている。

このように構成された請求項３記載の画像形成装置によれば、第２の磁力手段がインク液滴吐出範囲の外側に配置されているため、記録ヘッドからのインク液滴吐出特性に、第２の磁力作用手段による磁界の影響が及ぶのを確実に防ぐことができる。

この場合さらに、請求項４記載のように、補助駆動手段が、記録ヘッドがその往復移動範囲におけるインク液滴吐出範囲の外側に位置しているときに電磁石への通電を行うようにすれば、記録ヘッドのインク液滴吐出特性に対する磁界の影響（特に電磁石による影響）をより確実に防ぐことができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４いずれかに記載の画像形成装置であって、第２の磁力作用手段は、当該画像形成装置内における、第１の磁力作用手段がその移動経路の端部で停止したときの該第１の磁力作用手段の位置近傍に、固定して設置されている。

このように構成された請求項５記載の画像形成装置によれば、第１の磁力作用手段の停止位置近傍、即ちキャリッジの加速或いは減速に伴って第１の磁力作用手段が加速或いは減速する位置近傍に、第２の磁力作用手段が設置されるため、磁力によるキャリッジの加速或いは減速の補助をより確実且つ効率的に行うことができる。

第２の磁力作用手段は、例えば請求項６記載のように、第１の磁力作用手段の移動経路における両端のうち、少なくとも一端側に設置するようにしてもよいが、例えば請求項７記載のように、第１の磁力作用手段の移動経路における両端に設置するようにすれば、キャリッジの往復移動の双方向で加速及び減速の補助を行うことができるようになる。

請求項８記載の発明は、請求項１〜７いずれかに記載の画像形成装置であって、モータにより駆動される駆動プーリと、自由回転可能な従動プーリと、各プーリの間に張架された無端状のベルトと、を備え、キャリッジは、ベルトの一部に固定されることにより、モータの回転に応じて各プーリ間で往復移動できるよう構成されている。そして、第１の磁力作用手段は、ベルトにおける、各プーリを挟んで対向する位置関係にある一方及び他方のうち、キャリッジが固定された方とは反対側に固定されている。

このように構成された請求項８記載の画像形成装置によれば、キャリッジに伴って移動する第１の磁力作用手段が記録ヘッドよりも離れた位置に存在するようになるため、記録ヘッドの動作特性に悪影響が及ぶのを防ぐことができる。

この場合、第１の磁力作用手段は、より好ましくは、請求項９記載のように、ベルトにおける、キャリッジが固定された位置と対称となる位置に固定されるとよい。
このように構成すれば、ベルトにおけるキャリッジと第１の磁力作用手段とのバランスが良くなり、キャリッジ移動時の安定性がより向上する。

なお、ここでいう「対称」とは、無端状のベルトを、キャリッジが固定された位置と第１の磁力作用手段が固定された位置の双方で切断して２本に分けたときに、その２本の長さがほぼ一致（完全一致含む）するような位置関係にあることを意味する。

請求項１０記載の発明は、請求項１〜９いずれかに記載の画像形成装置であって、第１の磁力作用手段は永久磁石からなり、第２の磁力作用手段は電磁石からなることを特徴とする。

キャリッジの移動に伴って移動する第１の磁力作用手段として、例えば電磁石を用いるようにすると、キャリッジの移動に伴ってこの電磁石も移動することから、この移動を考慮して電磁石への通電のための配線等を行う必要があるため、それに必要な構成が複雑化したり装置を大型化する必要が生じたりするおそれがある。

そこで、請求項１０記載のように構成すれば、補助駆動手段は、固定設置された第２の磁力作用手段に対して通電を行えばよいため、第１の磁力作用手段の構成を簡素化できると共に、補助駆動手段による第２の磁力作用手段に対する通電のための構成を簡素化することができる。

請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の画像形成装置であって、第２の磁力作用手段を構成する電磁石は、キャリッジがその往復移動の端部で停止することにより第１の磁力作用手段がその移動経路の端部で停止したときに、第１の磁力作用手段と対向するように設置されている。

そしてこの場合、より具体的には、請求項１２記載のように構成するとよい。即ち、補助駆動手段が、キャリッジの加速期間においては、各磁力作用手段の相互間で反発力が生じるように電磁石への通電を行い、キャリッジの減速期間においては、各磁力作用手段の相互間で吸引力が生じるように電磁石への通電を行う。

このように構成された請求項１２記載の画像形成装置によれば、キャリッジの加速及び減速の双方を、より効果的に補助することが可能となる。また、キャリッジの停止時に第１の磁力作用手段と第２の磁力作用手段とが対向する位置関係となることから、特に減速時において、キャリッジが停止するまで吸引力を生じさせることで、減速時間の短縮に加え、停止位置で確実に停止させることを補助することも可能となる。即ち、仮にモータによる駆動力が無くなっても、各磁力作用手段による吸引力によって、キャリッジはちょうどその停止位置での停止状態が維持される。

以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
（１）インクジェットプリンタの構成
図１は、本発明の画像形成装置としてのインクジェットプリンタ１における、キャリッジ駆動機構を表す斜視図である。本実施形態のインクジェットプリンタ１は、被記録媒体としての用紙Ｐを搬送させながらインク液滴を吐出することにより用紙Ｐにカラー画像を形成する、いわゆるシリアル型のものであり、図１に示すように、当該インクジェットプリンタ１を構成する各部材を支持するフレーム２と、用紙Ｐへインク液滴を吐出する記録ヘッド１０と、この記録ヘッド１０を搭載して主走査方向（用紙Ｐの搬送方向と直交する方向）へ往復移動するキャリッジ８と、このキャリッジ８の駆動源であるＤＣモータ１６とを備えている。

フレーム２は、一枚の金属板を所定形状に打ち抜きした後、上向き開放の箱状に折曲して形成されたものであり、その上側には、キャリッジ８を支持するための第１ガイド部材３及び第２ガイド部材４が、キャリッジ８と共に往復移動する記録ヘッド１０の入り込むスペースを確保しつつ取り付けられている。これら各ガイド部材３，４は、フレーム２を構成する部材の一部である。

また、フレーム２における上記各ガイド部材３，４には、それぞれガイドレール５、６が配置されている。これらガイドレール５、６は、用紙Ｐの搬送方向に所定距離隔てられて対向しており、且つ主走査方向に延設されている。キャリッジ８は、全体としては各ガイド部材３，４に支持されつつ、これらガイド部材３、４上でガイドレール５、６を跨ぐように載置されている。これにより、キャリッジ８は、各ガイドレール５、６に沿って主走査方向に摺動可能となっている。

キャリッジ８は、記録ヘッド１０を搭載し、記録ヘッド１０による用紙Ｐへの画像形成の際に、ＤＣモータ１６によって主走査方向へ往復移動されるものである。このキャリッジ８の往復移動は、既述の通り、各ガイドレール５，６に沿って、その長手方向に摺動されるようにして行われる。

記録ヘッド１０は、ピエゾ素子への電圧印加を制御することによりインク流路に圧力を加えてノズルからインク液滴を吐出させる、いわゆるピエゾ方式のものである。本実施形態のインクジェットプリンタ１では、記録ヘッド１０とは別に配置されたインクカートリッジ（図示略）から、チューブを通じてシアン（Ｃ）・マゼンタ（Ｍ）・イエロー（Ｙ）・ブラック（Ｂｋ）の各色インクが供給される。これら各色インクが、キャリッジ８が往復移動される間に記録ヘッド１０から微小なインク液滴として選択的に吐出されることにより、用紙Ｐへの画像形成が行われる。

キャリッジ８の往復移動範囲は、その両端の一部を除く所定の範囲が画像形成領域として設定されており、記録ヘッド１０による用紙Ｐへの画像形成（インク液滴吐出）は、この画像形成領域で行われる。キャリッジ８は、往復移動の際、停止状態→加速→定速移動→減速→停止、という一連の動作が繰り返されるが、上記の画像形成領域は、このうち定速移動する領域に相当するものである。

即ち、往復移動範囲における一端側で停止しているキャリッジ８がその移動を開始すると、所定速度まで加速される。この加速は、所定速度に達したときに上記画像形成領域に入るように制御される。その後、キャリッジ８は、画像形成領域から外れる所定の位置（減速開始位置）に達すると、減速を開始し、やがて所定の停止位置にて停止する。このような動作が、往復移動における片方向の動作として、画像形成中に繰り返されるのである。

なお、上記のように画像形成領域とキャリッジ８の定速移動領域を同じとするのはあくまでも一例であり、例えば、キャリッジ８が加速中でまだ所定速度に達していなくても、ある程度の速度まで加速されているならば画像形成を開始する（つまり加速中から画像形成を開始する）ようにしてもよいし、キャリッジ８が定速移動に入った後に所定距離移動してから画像形成を開始するようにしてもよい。減速の場合についても同様であり、キャリッジ８が減速を開始してもある程度の速度まで減速されるまでは画像形成を継続する（つまり減速開始後所定期間も画像形成を行う）ようにしてもよいし、キャリッジ８が減速開始するよりも所定距離前の位置で画像形成を停止するようにしてもよい。

また、記録ヘッド１０のインク液滴吐出方式がピエゾ方式であることも、あくまでも一例であって、例えばサーマル方式のものであってもよく、記録ヘッド１０におけるインク液滴の吐出方式は特に限定されるものではない。

フレーム２における一方の第２ガイド部材４の下面には、ＤＣモータ１６が取り付けられている。図３には、第２ガイド部材４におけるＤＣモータ１６や第１電磁石２４（詳細は後述）の取り付け状態が示されている。

また、このＤＣモータ１６が取り付けられた第２ガイド部材４の上面には、ＤＣモータ１６の駆動力をキャリッジに伝達するための機構が配設されている。この機構は、主として、用紙Ｐの幅方向両端付近にそれぞれ設けられた駆動プーリ１２及び従動プーリ１３と、これら各プーリ１２，１３の間に張架された無端環状のタイミングベルト１４とからなるものである。駆動プーリ１２はＤＣモータ１６に同軸で接続されており、従動プーリ１３は自由回転可能に設けられている。このような構成により、ＤＣモータ１６の駆動力は駆動プーリ１２の軸に伝達され、駆動プーリ１２の回転によってタイミングベルト１４が駆動される。

キャリッジ８は、その底面側においてタイミングベルト１４に固定されている。そのため、ＤＣモータ１６が回転すると、その駆動力は、タイミングベルト１４を介してキャリッジ８に伝達される。これにより、キャリッジ８は、その搭載している記録ヘッド１０と共に、各ガイドレール５，６に沿って移動する。

なお、タイミングベルト１４としては、必ずしもベルト自体が完全に無端状に形成されているものを用いる必要はなく、例えば、有端のベルトの両端部をキャリッジ８に固定することによって結果として本実施形態（図１）と同じ状態・機能を有するようにしてもよい。ベルトがこのような形態でキャリッジ８に固定されている場合も、キャリッジ８を含めると全体として無端状のベルトと見なすことができるため、このような形態で用いられるベルトも、「無端状のベルト」に含まれるものとする。

タイミングベルト１４には、上述のようにキャリッジ８が固定されている他、永久磁石２２も固定されている。この永久磁石２２は、図１に示すように、タイミングベルト１４における、キャリッジ８が固定された位置に対して対称となる位置に固定されている。ここでいう「対称」とは、タイミングベルト１４を、キャリッジ８が固定された位置と永久磁石２２が固定された位置の双方で切断して２本に分けたときに、その２本の長さがほぼ一致（完全一致含む）するような位置関係にあることを意味する。

ＤＣモータ１６の駆動力は、タイミングベルト１４を介してキャリッジ８及び永久磁石２２に伝達される。そのため、キャリッジ８が往復移動するとそれに伴って永久磁石２２も往復移動することになる。但しその移動方向は、キャリッジ８と永久磁石２２とは互いに反対方向となる。そのため、キャリッジ８がその往復移動の経路の両端のうち一端側で停止すると、永久磁石２２はその反対の他端側で停止することになり、キャリッジ８が他端側で停止すると、永久磁石２２はその反対の一端側で停止することになる。

ここで、記録ヘッド１０は、外部から磁界の影響を受けると、その大きさによっては、インク液滴の吐出特性が乱れて、用紙Ｐに形成される画像が乱れるおそれがある。本実施形態では、記録ヘッド１０に対する磁界が所定レベル以上になるとその影響が生じる可能性があり、画像への悪影響を抑えるためには、記録ヘッド１０がその動作中（インク液滴吐出中）に上記所定レベル以上の磁界の中に入らないようにする必要がある。

これに対し、本実施形態では、永久磁石２２がタイミングベルト１４に固定され、しかもそのタイミングベルト１４における、キャリッジ８と対称となる位置に固定されている。そのため、記録ヘッド１０と永久磁石２２とは、十分に離れた位置関係にある。なお、キャリッジ８の往復移動の中で、キャリッジ８がその往復移動経路の中間に位置しているときに、キャリッジ８と永久磁石２２とが最も接近（つまり記録ヘッド１０と永久磁石２２が最接近）する。しかしこの最接近した状態でも、永久磁石２２による記録ヘッド１０に対する磁力（磁界）が所定レベル以上にならないよう、両者の位置関係が調整され、或いは永久磁石２２として用いるべき磁石の磁力が設定されている。

また、フレーム２における、ＤＣモータ１６が固定されている第２ガイド部材４の下側には、永久磁石２２が往復移動する範囲における両端の直下に相当する位置に、２つの電磁石（第１電磁石２４，第２電磁石２６）が固定されている。即ち、キャリッジ８が往復移動すると、それに伴って永久磁石２２も往復移動し、キャリッジ８がその往復移動経路の端部で停止したときは、永久磁石２２もそれに伴って自身の往復移動経路の端部で停止することになる。各電磁石２４，２６は、永久磁石２２がその往復移動経路の端部で停止する位置の直下において、第２ガイド部材４に固定されている。

図３は、永久磁石２２がＤＣモータ１６側の端部で停止した状態のときの、永久磁石２２に対する第１電磁石２４の相対的位置関係を示している。永久磁石２２は、キャリッジ８と共に往復移動する際、その往復移動経路におけるＤＣモータ１６側の端部では、Ｐｏの位置で停止する。これに対し、第１電磁石２４も、停止状態の永久磁石２２と互いに対向する位置関係になるよう、同じくＰｏの位置に固定されている。

なお、永久磁石２２は、Ｎ，Ｓの極性配置が上下方向（図３の上下方向）となるようにタイミングベルト１４に固定されており、第１電磁石２４も、上・下に各磁極が発生するよう、第２ガイド部材４に固定されている。ＤＣモータ１６側とは反対側の端部に設けられた第２電磁石２６と永久磁石２２の相対的位置関係についても、図３に示した第１電磁石２４の場合と全く同様であり、永久磁石２２の停止位置の直下に固定される。

また、各電磁石２４，２６が固定された位置は、キャリッジ８の往復移動に伴って記録ヘッド１０が往復移動する移動方向における、画像形成領域よりも外側である。後述するように、各電磁石２４，２６への通電は記録ヘッド１０による画像形成（インク液滴吐出）が行われない期間に行われるため、各電磁石２４，２６を仮に記録ヘッド１０の往復移動方向における画像形成領域内に固定したとしても、記録ヘッド１０に電磁石による磁界の影響が及ぶことはない。しかし、各電磁石２４，２６への通電をオフにしても、残留磁気の影響など、電磁石が存在していることに起因して何らかの影響が生じる可能性がある。

そのため、本実施形態では、各電磁石２４，２６を画像形成領域の外側に配置すると共に、各電磁石２４，２６への通電を、記録ヘッド１０がその移動経路方向における画像形成領域の外側に位置しているときに行うことで、記録ヘッド１０に対する磁界の影響の抑制をより確実なものとしているのである。

また、フレーム２における、タイミングベルト１４が張架されている第２ガイド部材４の上側には、キャリッジ８の位置や速度等を検知するためのリニアエンコーダ２０を構成するエンコーダストリップ１８が、ガイドレール６に沿って配設されている。エンコーダストリップ１８は、一定間隔ごとに一定幅のスリットが形成されたものである。

一方、キャリッジ８の上面における、エンコーダストリップ１８に対応する位置には、エンコーダストリップ１８を挟んで発光素子と受光素子とが対面するように配置されたフォトインタラプタからなる光学センサ１９が設けられている。この光学センサ１９は、キャリッジ８と共にエンコーダストリップ１８の長手方向に沿って往復移動し、その往復移動の際に、エンコーダストリップ１８のスリットを検知し、スリットを検知する毎にパルス信号を出力する。このパルス信号は、後述するようにインクジェットプリンタ１に設けられたＡＳＩＣ３０に入力され、キャリッジ８の位置・速度の検出に用いられる。この光学センサ１９と、上述したエンコーダストリップ１８とにより、リニアエンコーダ２０が構成されている。

（２）電磁石の制御
上記のように構成された本実施形態のインクジェットプリンタ１では、用紙Ｐへの画像形成の際、ＤＣモータ１６によってキャリッジ８が往復移動されるわけだが、その往復移動における、キャリッジ８の移動開始後の加速期間中、及び減速開始から停止するまでの減速期間中（換言すれば、記録ヘッド１０による画像形成が行われていない期間）に、各電磁石２４，２６のうちその加速期間或いは減速期間における永久磁石２２に近い方の電磁石へ通電して、永久磁石２２とその通電した電磁石との間に相互に磁気作用（反発力或いは吸引力）を発生させることにより、ＤＣモータ１６によるキャリッジ８の加速・減速を補助するよう構成されている。

ここでは、各電磁石２４，２６への通電によるキャリッジ８の加・減速の補助について、図２及び図３を用いて説明する。図３は、インクジェットプリンタ１の電気的構成を表すブロック図である。

図２に示すように、インクジェットプリンタ１は、当該インクジェットプリンタ１における各種機能を実現するための回路等が構成されたＡＳＩＣ３０を備えている。このＡＳＩＣ３０には、ＤＣモータ１６を制御（延いてはキャリッジ８の往復移動を制御）するためのキャリッジ制御器３２と、各電磁石２４，２６への通電を制御する電磁石制御器３４とが設けられている。

キャリッジ制御器３２は、リニアエンコーダ２０からのパルス信号に基づいてキャリッジ８の位置・速度を検出し、これら検出結果に基づいて、ＤＣモータ１６を制御するための操作量（ＤＣモータへ通電すべき電圧値或いは電流値）を演算する。そして、その演算結果に応じた制御指令をモータドライバ３６へ出力する。モータドライバ３６は、キャリッジ制御器３２から入力された制御指令に従ってＤＣモータ１６への通電を行う。このキャリッジ制御器３２により、キャリッジ８の一連の動作（停止状態→加速→定速移動→減速→停止）が制御される。

一方、電磁石制御器３４は、リニアエンコーダ２０からのパルス信号に基づいてキャリッジ８の位置を検出する。そして、検出した位置に基づき、キャリッジ８が加速期間或いは減速期間に相当する位置にあるときに、永久磁石２２に近い側の電磁石へ通電を行うことにより、その加・減速を補助する。

（２−１）キャリッジ加速時の電磁石への通電
キャリッジ８が加速する際の電磁石への通電について、図３に基づき、キャリッジ８がその往復移動経路の両端のうちＤＣモータ１６とは反対側の他端から加速する場合を例に挙げて説明する。キャリッジ８がその他端側で停止しているときは、永久磁石２２はその反対の一端側（図３のＰｏ）で停止している。そのため、キャリッジ８が他端側から加速する際（換言すれば永久磁石２２が一端側から加速する際）は、一端側に配置されている第１電磁石２４に対して、永久磁石２２との間で反発力が発生するように通電を行う。つまり、永久磁石２２の下側と対向している第１電磁石２４の上側の磁極が、永久磁石２２の下側の極性と同極性となるよう、第１電磁石２４への通電を行う。

キャリッジ８が一端側（ＤＣモータ１６側）に向かって移動開始すると、一端側で停止していた永久磁石２２は、第１電磁石２４からは離間していく。そこで、永久磁石２２との間で反発力が発生するように第１電磁石２４への通電を行うことによってその離間を補助し、延いてはキャリッジ８の一端側への加速を補助するのである。

このように、加速の際に磁力による反発力を発生させることで、キャリッジ８には、ＤＣモータ１６による加速力よりもさらに大きな駆動力が与えられ、停止状態のキャリッジ８がより迅速に動き出つと共により高加速度で加速されることになる。その結果、キャリッジ８は短い加速距離且つ短時間で一定速度にまで到達できるようになる。

なお、電磁石への通電量は、例えば一定の通電量にするようにしてもよいし、永久磁石２２と電磁石との相対的距離に応じてその通電量を変化させるようにしてもよい。また、加速期間中（但し画像形成領域に達する前まで）に常時通電するか、或いは特定の期間だけ通電するかも適宜決めることができ、例えば、停止状態のキャリッジ８が少しでも動いたことが検出されたらすぐに通電を停止してもよいし、ある程度の速度に達するまで通電を継続するようにしてもよい。

（２−２）キャリッジ減速時の電磁石への通電
キャリッジ８が減速する際の電磁石への通電について、図３に基づき、キャリッジ８がその往復移動経路の両端のうちＤＣモータ１６とは反対側の他端で停止する場合を例に挙げて説明する。キャリッジ８が他端側に向かって減速を開始したときは、永久磁石２２はその反対の一端側に向かって（Ｐｏに向かって）減速を開始している。そのため、キャリッジ８が他端側に向かって減速する際（換言すれば永久磁石２２が一端側に向かって減速する際）は、一端側に配置されている第１電磁石２４に対して、永久磁石２２との間で吸引力が発生するように通電を行う。つまり、第１電磁石２４の上側の磁極が永久磁石２２の下側の極性と異極性となるよう、第１電磁石２４への通電を行う。

キャリッジ８が他端側の停止位置に向かって減速する間、永久磁石２２は、一端側に向かって減速し、その一端側の第１電磁石２４に接近していく。そこで、永久磁石２２との間で吸引力が発生するように第１電磁石２４への通電を行うことによってその接近を補助し、延いてはキャリッジ８の他端側への減速を補助するのである。

このように、減速の際に磁力による吸引力を発生させることで、キャリッジ８には、ＤＣモータ１６による減速力に加えて、磁力により停止位置へ引きつけられる力も与えられ、ることになる。その結果、キャリッジ８は短い減速距離且つ短時間で停止位置まで到達・停止できるようになる。

なお、減速期間における電磁石への通電量についても、例えば一定の通電量にするようにしてもよいし、永久磁石２２と電磁石との相対的距離に応じてその通電量を変化させるようにしてもよい。また、減速期間中（但し画像形成領域を過ぎてから）に常時通電するか、或いは特定の期間だけ通電するかも適宜決めることができる。

（３）実施形態の効果等
以上説明した本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、キャリッジ８の減速期間中及び加速期間中に、第２ガイド部材４に固定された各電磁石２４，２６への通電を制御して、タイミングベルト１４に固定された永久磁石２２との間で相互に磁力作用を発生させることにより、その加速・減速を補助している。そのため、キャリッジ８の加速距離や加速時間、減速距離や減速時間を短縮させることができ、装置全体の小型化・コストダウンも可能となる。

これに加え、永久磁石２２はタイミングベルト１４に固定されていることにより、画像形成中の記録ヘッド１０と永久磁石２２との距離を十分に離すことができ、両者が最接近するときであっても永久磁石２２による磁力が記録ヘッド１０に影響を与えることはないため、記録ヘッド１０からのインク液滴吐出特性が永久磁石２２によって乱れることはない。

また、本実施形態では、永久磁石２２を特許文献１のようにキャリッジ８に搭載するのではなく、タイミングベルト１４において、キャリッジ８と対称となる位置に固定している。そのため、キャリッジ８の重量増が抑制されると共に、キャリッジ移動時のバランスも良くなり、キャリッジ移動の安定性がより向上する。

更に、キャリッジ８に伴って移動する磁石として永久磁石２２を用い、フレーム２側に固定される磁石として電磁石２４，２６を用いているため、磁力発生のための通電は、固定されている各電磁石２４，２６だけで済み、移動する磁石に対する通電を行う必要はない。そのため、磁力発生のための通電に必要な配線や回路構成等を簡素化できる。

更にまた、キャリッジ８の往復移動に伴って往復移動する永久磁石２２の往復移動経路における両端それぞれに電磁石２４，２６を設けているため、キャリッジ８が往復移動する経路両端の双方で、キャリッジ８の加速・減速の双方を補助することが可能となる。

また、各電磁石２４，２６は、キャリッジ８が停止したときに永久磁石２２と対向するように固定されているため、キャリッジ８の加速・減速の補助をより効果的に行うことができる。特に減速期間においては、キャリッジ８が停止するまで吸引力を生じさせることで、減速時間・減速距離の短縮に加え、停止位置での確実な停止をも補助することが可能となる。

なお、本実施形態において、永久磁石２２は本発明の第１の磁力作用手段に相当し、２つの電磁石２４，２６はいずれも本発明の第２の磁力作用手段に相当し、電磁石制御器３４は本発明の補助駆動手段に相当する。

［変形例］
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態では、図３で説明したように、各電磁石２４，２６はそれぞれ、永久磁石２２が端部で停止したときにその永久磁石２２と対向する位置（図３のＰｏ）に固定されるようにしたが、これに限らず、例えば、永久磁石２２の停止位置に対してより画像形成領域側の位置（図３のＰａ）に固定しても良いし、逆に、より端部側（図３のＰｂ）に固定しても良い。つまり、永久磁石２２の移動経路に沿う位置であって、キャリッジの加速・減速の補助が可能な位置であれば、各電磁石２４，２６の固定位置は特に限定されない。

なお、Ｐａに固定した場合の第１電磁石２４への通電は、例えば次のように行うことができる。減速時においては、例えば、永久磁石２２がＰａに到達するまでは吸引力が発生するように通電し、Ｐａを通過した後は通電を停止する。加速時においては、例えば、永久磁石２２が動き出すまでは吸引力が発生するように通電し、動き出したら通電を停止する。

Ｐｂに固定した場合の第１電磁石２４への通電は、例えば次のように行うことができる。減速時においては、例えば、永久磁石２２がその停止位置であるＰｏに到達するまでは吸引力が発生するように通電し、Ｐｏに到達したら（或いはその直前で）通電を停止する。加速時においては、例えば、Ｐａに固定した場合と同様に通電する。

もちろんこれらはあくまでも一例であり、キャリッジ８の加速・減速を補助できる限り、永久磁石２２の停止位置に対して各電磁石２４，２６をどの位置に固定するか、また、各電磁石２４，２６に対する通電をどのように行うかは、適宜決めることができる。

また、上記実施形態では、キャリッジ８の移動に伴って移動する磁石（以下「移動側磁石」ともいう）として永久磁石２２を、フレーム２側に固定する磁石（以下「固定側磁石」ともいう）として電磁石２４，２６を用いたが、これも一例であって、移動側磁石と固定側磁石のうち少なくとも一方が電磁石であれば、他方は永久磁石でも電磁石でもよく、更には単なる磁性体でもよい。また、一方のみを電磁石とする場合にどちらを電磁石とするかも、特に限定されない。

具体的には、例えば、移動側磁石として電磁石を用いても良く、その場合、固定側磁石は永久磁石、電磁石のどちらでもよいし、磁石ではなく磁性体としてもよい。また、移動側磁石として、磁石の代わりに単なる磁性体を用いても良く、その場合、固定側磁石は電磁石を用いればよい。

つまり、画像形成中の記録ヘッド１０に所定レベル以上の磁力が付与されないよう、且つ、キャリッジ８の加速・減速を磁力によって補助できる限り、移動側磁石及び固定側磁石としてそれぞれ何を採用するか（磁性体も含めて）については、特に限定されない。

なお、移動側磁石として電磁石を用いることも可能ではあるが、そのような構成にすると、キャリッジ８の移動に伴って電磁石も移動することから、この電磁石の移動を考慮して電磁石への通電のための配線等を行う必要があり、装置構成の複雑化を招くおそれがある。そのため、移動側磁石としては、上記実施形態のように永久磁石を用いるか或いは磁性体を用いるのが好ましい。

また、移動側磁石又は固定側磁石のいずれか一方に、磁石の代わりに磁性体を用いた場合は、磁力作用としては吸引力しか発生させることができず、吸引力を利用して加速或いは減速の補助ができるように磁性体を配置したり、他方の電磁石側の通電制御を行う必要がある。そのため、加速・減速ともにより効果的に補助したい場合や、より大きな磁力を必要とする場合などは、磁性体よりも磁石を用いるのが好ましい。

また、上記実施形態では、固定側磁石として、フレーム２の両端にそれぞれ電磁石２４，２６を固定したが、どちらか一方のみにしてもよい。また、磁力によるキャリッジ８の加速・減速の補助は、加速・減速の双方でなはなく例えば加速時のみ、或いは減速時のみとしてもよい。

実施形態のインクジェットプリンタにおけるキャリッジ駆動機構を表す斜視図である。 実施形態のインクジェットプリンタの電気的構成を表すブロック図である。 電磁石の配置を説明するための説明図である。

符号の説明

１…インクジェットプリンタ、２…フレーム、３…第１ガイド部材、４…第２ガイド部材、５，６…ガイドレール、８…キャリッジ、１０…記録ヘッド、１２…駆動プーリ、１３…従動プーリ、１４…タイミングベルト、１６…ＤＣモータ、１８…エンコーダストリップ、１９…光学センサ、２０…リニアエンコーダ、２２…永久磁石、２４…第１電磁石、２６…第２電磁石、３０…ＡＳＩＣ、３２…キャリッジ制御器、３４…電磁石制御器、３６…モータドライバ、Ｐ…用紙

Claims (12)

1. 記録ヘッドが搭載されたキャリッジをモータの駆動力によって往復移動させつつ、該記録ヘッドから被記録媒体へインク液滴を吐出することにより該被記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記キャリッジとは別に、該キャリッジに機械的に連結され該キャリッジの移動に伴って移動するように設けられた磁石若しくは磁性体からなる第１の磁力作用手段と、
   磁石又は磁性体からなり、前記キャリッジの前記往復移動に伴う前記第１の磁力作用手段の移動経路に沿う位置に固定して設置された第２の磁力作用手段と、
   を備え、
   前記各磁力作用手段のうち少なくとも一方は電磁石であり、
   前記モータによる前記キャリッジの移動開始後の加速期間中、及び前記モータによる前記キャリッジの減速開始から停止するまでの減速期間中の少なくとも一方の期間に前記電磁石への通電を行うことにより、前記キャリッジの加速及び減速の少なくとも一方を補助する、補助駆動手段を備えている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置であって、
   前記各磁力作用手段の配置、及び前記補助駆動手段による前記電磁石への通電は、インク液滴吐出中の前記記録ヘッドに対する磁界が所定レベル以上とならないようにされている
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２記載の画像形成装置であって、
   前記第２の磁力作用手段は、前記記録ヘッドが往復移動される移動方向において、該記録ヘッドから被記録媒体へインク液滴が吐出されるインク液滴吐出範囲の外側に配置されている
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３記載の画像形成装置であって、
   前記補助駆動手段は、前記記録ヘッドが、該記録ヘッドの往復移動範囲における前記インク液滴吐出範囲の外側に位置しているときに、前記電磁石への通電を行う
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１〜４いずれかに記載の画像形成装置であって、
   前記第２の磁力作用手段は、当該画像形成装置内における、前記第１の磁力作用手段がその移動経路の端部で停止したときの該第１の磁力作用手段の位置近傍に、固定して設置されている
   ことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５記載の画像形成装置であって、
   前記第２の磁力作用手段は、前記第１の磁力作用手段の移動経路における両端のうち、少なくとも一端側に設置されている
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６記載の画像形成装置であって、
   前記第２の磁力作用手段は、前記第１の磁力作用手段の移動経路における両端に設置されている
   ことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１〜７いずれかに記載の画像形成装置であって、
   前記モータにより駆動される駆動プーリと、
   自由回転可能な従動プーリと、
   前記各プーリの間に張架された無端状のベルトと、
   を備え、
   前記キャリッジは、前記ベルトの一部に固定されることにより、前記モータの回転に応じて前記各プーリ間で往復移動できるよう構成されており、
   前記第１の磁力作用手段は、前記ベルトにおける、前記各プーリを挟んで対向する位置関係にある一方及び他方のうち、前記キャリッジが固定された方とは反対側に固定されている
   ことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８記載の画像形成装置であって、
   前記第１の磁力作用手段は、前記ベルトにおける、前記キャリッジが固定された位置と対称となる位置に固定されている
   ことを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１〜９いずれかに記載の画像形成装置であって、
    前記第１の磁力作用手段は永久磁石からなり、前記第２の磁力作用手段は電磁石からなる
    ことを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１０記載の画像形成装置であって、
    前記第２の磁力作用手段を構成する電磁石は、前記キャリッジがその往復移動の端部で停止することにより前記第１の磁力作用手段がその移動経路の端部で停止したときに、該第１の磁力作用手段と対向するように設置されている
    ことを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１１記載の画像形成装置であって、
    前記補助駆動手段は、前記キャリッジの前記加速期間においては、前記各磁力作用手段の相互間で反発力が生じるように前記電磁石への通電を行い、前記キャリッジの前記減速期間においては、前記各磁力作用手段の相互間で吸引力が生じるように前記電磁石への通電を行う
    ことを特徴とする画像形成装置。

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