JP3573993B2

JP3573993B2 - Inkjet printer carriage drive mechanism

Info

Publication number: JP3573993B2
Application number: JP3684899A
Authority: JP
Inventors: 賢治田中; 圭市村; 紘一入原; 裕之石倉; 拓司本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-02-16
Filing date: 1999-02-16
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2019-02-16
Also published as: JP2000233541A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、インクヘッドから吐出したインクによって用紙上に対する画像形成を行うインクジェットプリンタに関し、特に、インクカートリッジ及びインクヘッドを搭載したキャリッジを用紙表面に対向して主走査方向に移動させるキャリッジ駆動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、インクジェットプリンタでは、インクカートリッジ及びインクヘッドを搭載したキャリッジを用紙の表面に対して主走査方向に往復移動させ、この間にインクカートリッジ内のインクをインクヘッドから用紙の表面に吐出させることにより印刷処理を行う。このようなインクジェットプリンタにおいて、キャリッジを主走査方向に往復移動させるための駆動機構として、従来より、キャリッジの主走査方向に直交する副走査方向の片側に、スクリューシャフト、又は、タイミングベルトを介して駆動力を伝達するようにした所謂片側駆動方式の駆動機構が用いられている。
【０００３】
スクリューシャフトを用いた片側駆動方式の駆動機構は、例えば、特開平６−２４００１号公報に開示されている。即ち、図８に示すように、主走査方向に平行に軸支したスクリューシャフト８１をキャリッジ８２の主走査方向に直交する方向の一方の側面近傍に配置した貫通部材８３に貫通させるとともに、主走査方向に平行に固定されたガイドシャフト８４をキャリッジ８２の主走査方向に直交する方向の他方の側面近傍に貫通させ、画像データに基づくインクヘッドの駆動開始後に、用紙の副走査方向への搬送タイミングに同期してスクリューシャフト８１を回転せさることにより、キャリッジ８２を主走査方向に移動させるようにしている。
【０００４】
また、タイミングベルトを用いた片側駆動方式の駆動機構は、図９に示すように、プーリ９１ａ，９１ｂを介して主走査方向に平行に張架したタイミングベルト９２の一部をキャリッジ９３の一端に係止するとともに、主走査方向に平行に固定された２本のガイドシャフト９４，９５の一方をキャリッジ９３の一端側に貫通させ、他方をキャリッジ９３の他端側に当接させ、タイミングベルト９２を張架している少なくとも一方のプーリ９１ａをモータ９６によって駆動することにより、キャリッジ９３を主走査方向に移動させるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の片側駆動方式の駆動機構では、キャリッジにおける副走査方向の片側にのみ供給される駆動力が、主走査方向を含む平面における回転力としてキャリッジに作用し、キャリッジに対する駆動力の作用方向が移動方向である主走査方向から偏向する結果、キャリッジの移動時においてガイドシャフト等の主走査方向に平行に配置された部材との摩擦抵抗が大きくなり、キャリッジを円滑に移動させることができなくなり、駆動機構が早期に磨耗するだけでなく、記録用紙における印刷位置の重複や欠落によって画質の低下を生じる問題があった。
【０００６】
また、インクヘッドに配置されたノズル数が１００〜３００列程度の比較的少数である場合には、インクカートリッジ及びインクヘッドを含むキャリッジの重量はさほど大きくならず、新品のインクカートリッジの重量と交換直前のインクカートリッジの重量との差はあまり大きくならないため、キャリッジの移動時に作用する摩擦抵抗はインクカートリッジの使用期間の全期間わたって大きく変化することはないが、印刷処理の高速化及び画質の高解像度化にともなってインクヘッドに配置されるノズル数が１０００〜２０００列程度に増加すると、インクヘッドの構成が複雑化するだけでなく、単位印刷時間当りのインク消費量も増加するためにキャリッジに搭載すべきインクカートリッジの容量も相対的に増量する必要が生じ、新品のインクカートリッジの重量と交換直前のインクカートリッジの重量との差が大きくなり、インクカートリッジの使用開始直後と交換直前とでキャリッジに作用する摩擦抵抗が大きく変化し、インクカートリッジの使用期間の全期間にわたってキャリッジを安定した状態で円滑に移動させることができなくなり、上記の駆動機構の磨耗や画質の低下の問題は大きな問題となる。
【０００７】
この発明の目的は、キャリッジにおける副走査方向の両端部に方向及び大きさが同一の駆動力を同時に作用させることにより、主走査方向を含む平面における回転方向の力がキャリッジに作用することがないようにし、キャリッジに搭載すべきインクカートリッジの容量が増加した場合にも、インクカートリッジの使用期間の全期間にわたって安定した状態で円滑にキャリッジを移動させることができ、早期に磨耗を生じたり、印刷画質の劣化を生じることのないインクジェットプリンタのキャリッジ駆動機構を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
(1) インクカートリッジ及びインクヘッドを搭載したキャリッジにおける副走査方向の一方の端部近傍に主走査方向に平行なガイド軸を貫通させるとともに他方の端部近傍に主走査方向に平行なガイド軸を当接させ、該キャリッジにおける副走査方向の両端部のそれぞれに方向及び大きさが同一の主走査方向の駆動力を同一のタイミングで伝達する伝達部材を設けたインクジェットプリンタのキャリッジ駆動機構であって、
前記伝達部材は、キャリッジの副走査方向の両端部のそれぞれに回転自在に配置された駆動プーリ及び従動プーリ、駆動プーリと従動プーリとの間に張架されたタイミングベルト、一方の駆動プーリと他方の駆動プーリとを同軸上に連結する第１の連結シャフト、一方の従動プーリと他方の従動プーリとを同軸上に連結する第２の連結シャフト、並びに、一方の駆動プーリを回転軸に固定して正逆両方向に回転する走査用モータからなり、
前記第１の連結シャフトを介して一方の駆動プーリの回転を他方の駆動プーリに伝達し、前記第２の連結シャフトを介して一方の従動プーリの回転を他方の従動プーリに伝達することを特徴とする。
この発明においては、主走査方向に移動するキャリッジの副走査方向の両端部のそれぞれに方向及び大きさが同一の駆動力が同一のタイミングで供給される。したがって、キャリッジに供給される駆動力が主走査方向を含む平面における回転力としてキャリッジに作用することがなく、キャリッジの移動方向が主走査方向に対して偏向することがない。また、第２の連結シャフトによって一方の従動プーリと他方の従動プーリとが同軸上に連結されている。したがって、２本のタイミングベルトの回転動作が確実に同期し、キャリッジの副走査方向の両端部のそれぞれに供給する駆動力の大きさの同一性がより確実に維持される。
【００１０】
インクジェットプリンタの駆動機構１は、キャリッジ２を主走査方向である矢印Ａ及びＢ方向に往復移動させる。カラーインクジェットプリンタでは、キャリッジ２には、互いに異なる色のインクを収納した複数のインクカートリッジが同時に搭載される。駆動機構１には、２本のガイドシャフト１１，１２が、主走査方向に平行に固定されている。一方のガイドシャフト１１はキャリッジ１の前面２ａの近傍に貫通しており、他方のガイドシャフト１２はキャリッジ１の底面における背面２ｂの近傍に当接している。
【００１１】
また、駆動機構１には、２本のタイミングベルト３，４が、主走査方向に平行に配置されている。一方のタイミングベルト３は駆動プーリ５ａ及び従動プーリ５ｂに張架されており、上側の水平部分の一部においてキャリッジ２の前面２ａから突出した係止部２ｃに係止されている。他方のタイミングベルト４は駆動プーリ６ａ及び従動プーリ６ｂに張架されており、上側の水平部分の一部においてキャリッジ２の背面２ｂから突出した係止部２ｄに係止されている。
【００１２】
一方のタイミングベルト３を張架する駆動プーリ５ａと他方のタイミングベルト４を張架する駆動プーリ６ａとは、連結シャフト８ａ（第１の連結シャフト）を介して同軸上に連結されている。また、他方のタイミングベルト３を張架する従動プーリ５ｂと他方のタイミングベルト４を張架する従動プーリ６ｂとは、連結シャフト８ｂ（第２の連結シャフト）を介して同軸上に連結されている。これらプーリ５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂは、同一の径にされている。駆動プーリ５ａは、走査用モータ９の回転軸に固定されている。走査用モータ９の回転軸は、正逆両方向に回転する。
【００１３】
以上の構成により、走査用モータ９が回転軸を正転させる方向に駆動されると、駆動プーリ５ａが矢印Ｃ方向に正転し、一方のタイミングベルト３が上側の水平部分において矢印Ａ方向に移動するように回転するとともに、従動プーリ５ｂも矢印Ｃ方向に回転する。駆動プーリ５ａ及び従動プーリ５ｂのそれぞれの矢印Ｃ方向の回転は連結シャフト８ａ及び８ｂを介して駆動プーリ６ａ及び従動プーリ６ｂのそれぞれに伝達されるため、他方のタイミングベルト４は一方のタイミングベルト３に同期して上側の水平部分において矢印Ａ方向に移動するように回転する。
【００１４】
これとは逆に、走査用モータ９が回転軸を逆転させる方向に駆動されると、駆動プーリ５ａが矢印Ｄ方向に正転し、一方のタイミングベルト３が上側の水平部分において矢印Ｂ方向に移動するように回転するとともに、従動プーリ５ｂも矢印Ｄ方向に回転する。駆動プーリ５ａ及び従動プーリ５ｂのそれぞれの矢印Ｄ方向の回転は連結シャフト８ａ及び８ｂを介して駆動プーリ６ａ及び従動プーリ６ｂのそれぞれに伝達されるため、他方のタイミングベルト４は一方のタイミングベルト３に同期して上側の水平部分において矢印Ｂ方向に移動するように回転する。
【００１５】
したがって、走査用モータ９の回転軸を正転又は逆転させることにより、２本のタイミングベルト３及び４が、上側の水平部分において矢印Ａ方向又はＢ方向に移動するように同期して回転する。上述のように、２本のタイミングベルト３，４のそれぞれは、上側の水平部分の一部においてキャリッジ２の前面２ａから突出した係止部２ｃ、及び、背面２ｂから突出した係止部２ｄのそれぞれに係止している。このため、２本のタイミングベルト３及び４が同期して回転すると、キャリッジ２には主走査方向に直交する方向の両側において走査方向について同一方向及び同一の大きさの駆動力が供給され、キャリッジ２は主走査方向に往動又は復動する。
【００１６】
このように、主走査方向に往動又は復動する際に、キャリッジ２には、２本のタイミングベルト３，４を介して移動方向（主走査方向）に直交する方向の両端部に方向及び大きさが同一の駆動力が供給されるため、この駆動力がキャリッジ２に対して移動方向を含む平面における回転力として作用することがない。したがって、キャリッジ２の移動方向が主走査方向から偏向することがなく、キャリッジ２とガイドシャフト１１との摩擦抵抗が増加することもなく、キャリッジ２を円滑に移動させることができ、駆動機構１において早期に磨耗を生じたり、印刷画像の劣化を生じることがない。
【００１７】
図２は、上記駆動機構を含むインクジェットプリンタにおける印刷処理時の動作手順を示すフローチャートである。インクジェットプリンタに対してコンピュータ等の外部装置から印刷要求が入力されると（ｓ１）、図外の搬送部材を駆動して記録用紙を主走査方向に直交する副走方向に搬送する（ｓ２）。この記録用紙の搬送により、記録用紙の表面における印刷開始位置が、キャリッジ２に搭載されたインクヘッドに対向する。この後、外部装置から入力された画像データを複数ライン毎にインクヘッドに送信し（ｓ３，ｓ４）、複数ライン分の画像データの送信が終了すると、走査用モータ９を正転方向に駆動する（ｓ５）。これによってキャリッジ２は、図１に示す矢印Ａ方向に往動する。これと同時に、インクヘッドを画像データに基づいて駆動し、記録用紙の表面に複数ライン分の画像を印刷する。
【００１８】
ｓ５における走査用モータ９の駆動は、キャリッジ２に搭載されたインクヘッドが画像データにおける主走査方向の終端に達するか、又は、キャリッジ２が予め固定的に定められた移動範囲の終端に達するまで、継続して行われる。記録用紙の表面に対する複数ライン分の画像の印刷が終了すると、走査用モータ９を逆転方向に駆動する（ｓ６，ｓ７）。これによってキャリッジ２は、図１に示す矢印Ｂ方向に復動する。これとともに、次の複数ラインの画像データが存在するか否かの判別を行い（ｓ８）、次の複数ラインの画像データが存在する場合には、搬送部材を駆動して記録用紙を複数ライン分だけ搬送する（ｓ９）。次の複数ラインの画像データが存在しない場合には、搬送部材を駆動して記録用紙を排紙トレイに排出して印刷処理を終了する（ｓ１０）。
【００１９】
以上の処理によって、インクジェットプリンタの印刷処理時には、走査用モータ９の駆動によってキャリッジ２が主走査方向を往動する間に画像データに基づいてインクヘッドが駆動され、記録用紙の表面に画像が複数ライン毎に印刷される。この間において、キャリッジ２は、副走査方向の両端部に方向及び大きさが同一の駆動力の供給を受けることから、キャリッジ２に対して駆動力が主走査方向を含む平面における回転力として作用することがなく、ガイドシャフト１１との間に生じる摩擦力が増加したり、ガイドシャフト１１との間にがたつきを生じることがない。このため、インクヘッドによる印刷動作中においてキャリッジ２は常に円滑に走査方向に往動し、画像の部分的な欠落や色調の変化を生じることがなく、印刷された画質の劣化を生じることがない。
【００２０】
また、走査用モータ９に作用する負荷はキャリッジ２に搭載されたインクカートリッジにおけるインク残量の変化にともなうキャリッジ２全体の重量の変化に応じて変化するが、この走査用モータ９の負荷の変化量はインクカートリッジの容量の増加にともなって増加する。即ち、インクカートリッジの容量が増加すると、新品のインクカートリッジとキャリッジ２における交換直前のインクカートリッジとの重量差が大きくなる。
【００２１】
このように、インクカートリッジの重量差が増加した場合、従来のように、キャリッジの副走査方向の一端側にのみ駆動力を供給する構成では、図３に示すように、走査用モータに作用する負荷（図３では、走査用モータに作用する負荷を走査用モータに供給される電流値で表している。）の差はさらに大きくなる。これは、キャリッジの重量が増加するにともなって、キャリッジの移動方向の誤差によるガイドシャフト等との摩擦抵抗が増加するためであると考えられる。このため、従来のキャリッジの駆動機構では、キャリッジに搭載されたインクカートリッジの使用期間の全期間にわたって安定した状態で円滑にキャリッジを移動させることが困難になる。
【００２２】
これに対して、上記の実施形態に係る駆動機構では、キャリッジ２の副走査方向の両端部に駆動力を供給するようにしているため、キャリッジ２の移動方向に誤差を生じることがなく、インクカートリッジの重量が増加しても、走査用モータ９に作用する負荷の増加量は僅かである。このため、上記の実施形態に係る駆動機構によれば、インクカートリッジの容量が増加した場合にも、キャリッジ２に搭載されたインクカートリッジの使用期間の全期間にわたって安定した状態で円滑にキャリッジを移動させることができ、インクカートリッジの容量の増加をともなう印刷速度の高速化、及び、印刷品質の高解像度化に対応することができる。
【００２３】
なお、上記第１の実施形態に係る駆動機構１において、連結シャフト８ｂによって従動プーリ５ｂと従動プーリ６ｂとを連結することにより、２本のタイミングベルト３，４の回転動作を確実に同期させることができ、キャリッジ２の副走査方向の両端部のそれぞれに供給する駆動力の大きさの同一性をより確実に維持することができることから、キャリッジ２の移動方向の誤差の発生を完全に防止して、キャリッジ２をより安定した状態で円滑に移動させることができる。
【００２４】
図４は、インクジェットプリンタのキャリッジ駆動機構の構成を示す図である。この実施形態に係る駆動機構２０は、キャリッジ２の副走査方向の両端のそれぞれに駆動力を供給する２本のタイミングベルト３，４を張架する駆動プーリ５ａ及び駆動プーリ６ａのそれぞれを個別の走査用モータ２１，２２のそれぞれの回転軸に固定したものである。走査用モータ２１，２２としては、構成及び性能が同一のものを使用する。
【００２５】
この構成において、走査用モータ２１，２２を完全に同期したタイミングで駆動することにより、２本のタイミングベルト３，４のそれぞれからキャリッジ２の副走査方向の両端部のそれぞれに方向及び大きさが同一の駆動力を同時に供給することができ、キャリッジ２の移動方向についての誤差を発生を防止してキャリッジ２を安定した状態で円滑に移動させることができる。
【００２６】
また、この構成は、２本のタイミングベルト３，４のそれぞれを張架するプーリを連結する連結シャフトを備える必要がないため、２本のタイミングベルト３，４のそれぞれを張架するプーリ間に他の部品を配置したプリンタにも適用することができる。
【００２７】
図５は、インクジェットプリンタのキャリッジの駆動機構の構成を示す図である。この実施形態に係る駆動機構３０は、鉛直方向に回転軸を配置した４個のプーリ３３ａ〜３３ｄを設け、走査用モータ３４の回転軸に固定された駆動プーリ３３ａと従動プーリ３３ｂとによってタイミングベルト３１を張架するとともに、４個のプーリ３３ａ〜３３ｄによってタイミングベルト３２を張架し、タイミングベルト３１の水平部分の一部をキャリッジ２の前面２ａから突出した係止部２ｃに係止させ、さらに、タイミングベルト３２の主走査方向に平行な水平部分の一部をキャリッジ２の背面２ｂから突出した係止部２ｄに係止している。
【００２８】
この構成により、第１の実施形態に係る駆動機構１における連結シャフト８ａ，８ｂを用いることなく、単一の走査用モータ３４からキャリッジ２の副走査方向の両端部のそれぞれに方向及び大きさが同一の駆動力を同時に供給することができる。
【００２９】
図６は、インクジェットプリンタのキャリッジの駆動機構の構成を示す図である。この実施形態に係る駆動機構４０は、回転軸を主走査方向に配置した駆動プーリ４２，従動プーリ４２ｂ，４２ｅ〜４２ｇ，４２ｊ、及び、回転軸を副走査方向に配置した従動プーリ４２ｃ，４２ｄ，４２ｄ，４２ｈの計１０個のプーリと、これら１０個のプーリに順に張架された１本のタイミングベルト４１と、を備えている。駆動プーリ４２ａは、走査用モータ４３の回転軸に固定されている。
【００３０】
タイミングベルト４１は、キャリッジ２の移動範囲の上方において２回屈曲された状態で張架されており、タイミングベルト４１の主走査方向に平行な一方の水平部分の一部をキャリッジ２の前面２ａから突出した係止部２ｃに係止するとともに、タイミングベルト４１の主走査方向に平行な他方の水平部分の一部をキャリッジ２の背面２ｂから突出した係止部２ｄに係止している。なお、タイミングベルト４１において係止部２ｃ及び２ｄに係止された部分は、タイミングベルト４１の回転時に同一方向に移動する。
【００３１】
この構成により、単一のタイミングベルト４１及び単一の走査用モータ４３によってキャリッジ２の副走査方向の両端部のそれぞれに方向及び大きさが同一の駆動力を同時に供給することができる。
【００３２】
図７は、インクジェットプリンタのキャリッジの駆動機構の構成を示す図である。この実施形態に係る駆動機構５０は、回転軸を鉛直方向に配置したプーリ５２ａ〜５２ｅと、これらのプーリ５２ａ〜５２ｅに張架された１本のワイヤ５１と、巻取プーリ５２ａ，５２ｅのそれぞれを回転軸に固定した走査用モータ５３，５４と、を備えている。ワイヤ５１は、一端部において巻取プーリ５２ａの周面に複数回巻回されており、他端部において巻取プーリ５２ｅの周面に複数回巻回されている。巻取プーリ５２ａと巻取プーリ５２ｅとにおけるワイヤ５１の巻回方向は互いに逆方向にされている。
【００３３】
また、ワイヤ５１は、巻取プーリ５２ａとプーリ５２ｂとの間において主走査方向に平行な部分の一部がキャリッジ２の前面２ａから突出した係止部２ｃに係止されており、プーリ５２ｄと巻取プーリ５２ｅとの間において主走査方向に平行な部分の一部がキャリッジ２の背面２ｂから突出した係止部２ｄに係止されている。また、走査用モータ５３と走査用モータ５４としては、構成及び性能が同一のものを使用する。
【００３４】
この構成において、キャリッジ２の移動時には、走査用モータ５３，５４を同時に同方向に駆動することにより、ワイヤ５１は巻取プーリ５２ａ，５２ｅの一方の周面に巻き取られるとともに他方の周面から引き出される。即ち、キャリッジ２を矢印Ａ方向に往動させる場合には、走査用モータ５３，５４を矢印Ｅ方向に同時に駆動することにより、巻取プーリ５２ａの周面にワイヤ５１が巻き取られるとともに、巻取プーリ５２ｅの周面からワイヤ５１が同量だけ引き出される。また、キャリッジ２を矢印Ｂ方向に復動させる場合には、走査用モータ５３，５４を矢印Ｆ方向に同時に駆動することにより、巻取プーリ５２ａの周面からワイヤ５１が引き出されるとともに、巻取プーリ５２ｅの周面に同量のワイヤ５１が巻き取られる。
【００３５】
この構成により、１本のワイヤ５１を用いてキャリッジ２の副走査方向の両端部に方向及び大きさが同一の駆動力を同時に供給することができ、駆動機構５０を小型化することができる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、主走査方向に移動するキャリッジの副走査方向の両端部のそれぞれに方向及び大きさが同一の駆動力を同一のタイミングで供給することにより、キャリッジに供給される駆動力が主走査方向を含む平面における回転力としてキャリッジに作用しないようにすることができ、キャリッジの移動方向が主走査方向に対して偏向することを防止して、常に安定した状態でキャリッジを円滑に移動させることができ、駆動機構の磨耗や画像の劣化を防止することができる。また、第２の連結シャフトによって一方の従動プーリと他方の従動プーリとを同軸上に連結することにより、２本のタイミングベルトの回転動作を確実に同期させることができ、キャリッジの副走査方向の両端部のそれぞれに供給する駆動力の大きさの同一性をより確実に維持してキャリッジの移動方向の誤差の発生を完全に防止することができ、キャリッジをより安定した状態で円滑に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るインクジェットプリンタのキャリッジ駆動機構の構成を示す図である。
【図２】上記駆動機構を含むインクジェットプリンタにおける印刷処理時の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】上記駆動機構における走査用モータの負荷状態を従来の構成に係る駆動機構と比較して示す図である。
【図４】インクジェットプリンタのキャリッジ駆動機構の構成を示す図である。
【図５】インクジェットプリンタのキャリッジ駆動機構の構成を示す図である。
【図６】インクジェットプリンタのキャリッジ駆動機構の構成を示す図である。
【図７】インクジェットプリンタのキャリッジ駆動機構の構成を示す図である。
【図８】従来のインクジェットプリンタのキャリッジ駆動機構の構成の一例を示す図である。
【図９】従来のインクジェットプリンタのキャリッジ駆動機構の構成の別の例を示す図である。
【符号の説明】
１，２０，３０，４０，５０−駆動機構
２−キャリッジ
３，４，３１，３２，４１−タイミングベルト
５ａ，６ａ，３３ａ，４２ａ−駆動プーリ
５ｂ，６ｂ，３３ｂ〜３３ｃ，４２ｂ〜４２ｊ，５２ｂ〜５２ｄ−従動プーリ
５２ａ，５２ｅ−巻取プーリ
９，２１，２２，３４，４３，５３，５４−走査用モータ[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an ink jet printer that forms an image on paper using ink ejected from an ink head, and more particularly to a carriage driving mechanism that moves a carriage equipped with an ink cartridge and an ink head in the main scanning direction so as to face the paper surface. .
[0002]
[Prior art]
Generally, in an ink jet printer, a carriage on which an ink cartridge and an ink head are mounted reciprocates in the main scanning direction with respect to the surface of the paper, and during this time, ink in the ink cartridge is ejected from the ink head to the surface of the paper to perform printing. Perform processing. In such an ink-jet printer, as a drive mechanism for reciprocating the carriage in the main scanning direction, conventionally, a screw shaft or a timing belt is provided on one side in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction of the carriage. A drive mechanism of a so-called one-side drive system that transmits a drive force is used.
[0003]
A one-sided drive mechanism using a screw shaft is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-24001. That is, as shown in FIG. 8, a screw shaft 81 pivotally supported in parallel with the main scanning direction is passed through a penetrating member 83 arranged near one side surface of the carriage 82 in a direction orthogonal to the main scanning direction, and the main scanning is performed. A guide shaft 84 fixed parallel to the direction is made to penetrate near the other side surface of the carriage 82 in a direction orthogonal to the main scanning direction, and after the ink head starts driving based on image data, the transport timing of the paper in the sub-scanning direction The carriage 82 is moved in the main scanning direction by rotating the screw shaft 81 in synchronization with the above.
[0004]
Further, as shown in FIG. 9, the one-side drive type driving mechanism using the timing belt includes a part of the timing belt 92 stretched in parallel with the main scanning direction via pulleys 91a and 91b at one end of the carriage 93. The two guide shafts 94 and 95 fixed in parallel with the main scanning direction are passed through one end of the carriage 93 and the other is brought into contact with the other end of the carriage 93. The carriage 93 is moved in the main scanning direction by driving at least one of the pulleys 91a which stretches the carriage 93 by a motor 96.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional one-side drive type driving mechanism, the driving force supplied to only one side of the carriage in the sub-scanning direction acts on the carriage as a rotational force in a plane including the main scanning direction, and the direction in which the driving force acts on the carriage. Is deflected from the main scanning direction, which is the moving direction.As a result, when the carriage moves, the frictional resistance with a member such as a guide shaft arranged in parallel with the main scanning direction increases, and the carriage cannot be moved smoothly. In addition, there is a problem that not only the driving mechanism is worn out at an early stage, but also the image quality is deteriorated due to overlapping or missing printing positions on the recording paper.
[0006]
Further, when the number of nozzles arranged in the ink head is relatively small, such as about 100 to 300 rows, the weight of the carriage including the ink cartridge and the ink head does not increase so much. Since the difference from the weight of the ink cartridge immediately before is not so large, the frictional resistance acting during the movement of the carriage does not greatly change over the entire usage period of the ink cartridge, but the speed of the printing process and the image quality can be improved. When the number of nozzles arranged in the ink head increases to about 1000 to 2000 rows with the increase in resolution, not only the structure of the ink head becomes complicated, but also the amount of ink consumed per unit printing time increases. It is necessary to relatively increase the capacity of the ink cartridge to be mounted on the The difference between the weight of the ink cartridge and the weight of the ink cartridge immediately before replacement increases, and the frictional resistance acting on the carriage immediately after the start of use of the ink cartridge and immediately before replacement greatly changes. The carriage cannot be moved smoothly in a stable state, and the above-mentioned problems of wear of the driving mechanism and deterioration of image quality become serious problems.
[0007]
An object of the present invention is to simultaneously apply driving forces having the same direction and magnitude to both ends of the carriage in the sub-scanning direction, so that a rotational force in a plane including the main scanning direction does not act on the carriage. As a result, even when the capacity of the ink cartridge to be mounted on the carriage is increased, the carriage can be smoothly moved in a stable state over the entire period of use of the ink cartridge, resulting in early wear or printing. An object of the present invention is to provide a carriage driving mechanism of an ink jet printer which does not cause deterioration in image quality.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following arrangement as means for solving the above-mentioned problems.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following arrangement as means for solving the above-mentioned problems.
(1) A guide shaft parallel to the main scanning direction is penetrated near one end in the sub-scanning direction of the carriage equipped with the ink cartridge and the ink head, and a guide shaft parallel to the main scanning direction is formed near the other end. A carriage driving mechanism for an ink jet printer, comprising: a transmission member that is in contact with each other and transmits driving forces in the main scanning direction having the same direction and magnitude at the same timing at both ends of the carriage in the sub-scanning direction. ,
The transmission member includes a driving pulley and a driven pulley rotatably disposed at both ends of the carriage in the sub-scanning direction, a timing belt stretched between the driving pulley and the driven pulley, one driving pulley and the other. And a second connecting shaft coaxially connecting one driven pulley and the other driven pulley, and one driving pulley fixed to a rotating shaft. Do a scanning motor for rotating in forward and reverse directions Te Ri,
It transmits the rotation of one of the driving pulley via the first connecting shaft to the other drive pulley, that you transmit the rotation of one of the driven pulley via the second connecting shaft to the other of the driven pulley Features.
In the present invention, driving forces having the same direction and magnitude are supplied at the same timing to both ends of the carriage moving in the main scanning direction in the sub-scanning direction. Therefore, the driving force supplied to the carriage does not act on the carriage as a rotational force in a plane including the main scanning direction, and the moving direction of the carriage does not deflect with respect to the main scanning direction. One driven pulley and the other driven pulley are coaxially connected by the second connection shaft. Therefore, the rotation operations of the two timing belts are reliably synchronized, and the magnitude of the driving force supplied to each of both ends of the carriage in the sub-scanning direction is more reliably maintained.
[0010]
The drive mechanism 1 of the inkjet printer reciprocates the carriage 2 in the directions of arrows A and B, which are main scanning directions. In the color inkjet printer, a plurality of ink cartridges containing inks of different colors are simultaneously mounted on the carriage 2. Two guide shafts 11 and 12 are fixed to the drive mechanism 1 in parallel with the main scanning direction. One guide shaft 11 penetrates near the front surface 2a of the carriage 1, and the other guide shaft 12 abuts near the rear surface 2b on the bottom surface of the carriage 1.
[0011]
Further, two timing belts 3 and 4 are arranged in the drive mechanism 1 in parallel with the main scanning direction. One of the timing belts 3 is stretched around a driving pulley 5a and a driven pulley 5b, and is locked by a locking portion 2c protruding from the front surface 2a of the carriage 2 at a part of the upper horizontal portion. The other timing belt 4 is stretched around a driving pulley 6a and a driven pulley 6b, and is locked by a locking portion 2d protruding from the rear surface 2b of the carriage 2 at a part of the upper horizontal portion.
[0012]
A drive pulley 5a that stretches one timing belt 3 and a drive pulley 6a that stretches the other timing belt 4 are coaxially connected via a connection shaft 8a (first connection shaft) . The driven pulley 5b that stretches the other timing belt 3 and the driven pulley 6b that stretches the other timing belt 4 are coaxially connected via a connecting shaft 8b (second connecting shaft) . . These pulleys 5a, 5b, 6a, 6b have the same diameter. The drive pulley 5a is fixed to a rotation shaft of the scanning motor 9. The rotating shaft of the scanning motor 9 rotates in both forward and reverse directions.
[0013]
With the above configuration, when the scanning motor 9 is driven in the direction for rotating the rotating shaft forward, the driving pulley 5a rotates forward in the direction of arrow C, and one of the timing belts 3 moves in the direction of arrow A in the upper horizontal portion. While rotating so as to move, the driven pulley 5b also rotates in the direction of arrow C. The rotation of each of the driving pulley 5a and the driven pulley 5b in the direction of arrow C is transmitted to each of the driving pulley 6a and the driven pulley 6b via the connecting shafts 8a and 8b. , So as to move in the direction of the arrow A in the upper horizontal portion in synchronism with.
[0014]
Conversely, when the scanning motor 9 is driven in the direction to reverse the rotation axis, the driving pulley 5a rotates forward in the direction of arrow D, and one timing belt 3 moves in the direction of arrow B in the upper horizontal portion. While rotating so as to move, the driven pulley 5b also rotates in the direction of arrow D. The rotation of each of the driving pulley 5a and the driven pulley 5b in the direction of arrow D is transmitted to each of the driving pulley 6a and the driven pulley 6b via the connecting shafts 8a and 8b. In the upper horizontal portion so as to move in the direction of arrow B in synchronization with.
[0015]
Therefore, by rotating the rotating shaft of the scanning motor 9 forward or backward, the two timing belts 3 and 4 rotate synchronously so as to move in the direction of arrow A or B in the upper horizontal portion. As described above, each of the two timing belts 3 and 4 has a locking portion 2c protruding from the front surface 2a of the carriage 2 and a locking portion 2d protruding from the rear surface 2b in a part of the upper horizontal portion. Each is locked. Therefore, when the two timing belts 3 and 4 rotate synchronously, the carriage 2 is supplied with a driving force in the same direction and the same magnitude in the scanning direction on both sides of the direction orthogonal to the main scanning direction, and 2 moves forward or backward in the main scanning direction.
[0016]
As described above, when the carriage 2 moves forward or backward in the main scanning direction, the carriage 2 is moved to the opposite ends in the direction orthogonal to the moving direction (main scanning direction) via the two timing belts 3 and 4. Since a driving force having the same magnitude is supplied, the driving force does not act on the carriage 2 as a rotational force on a plane including the moving direction. Therefore, the moving direction of the carriage 2 does not deviate from the main scanning direction, the frictional resistance between the carriage 2 and the guide shaft 11 does not increase, and the carriage 2 can be moved smoothly. There is no abrasion or deterioration of the printed image at an early stage.
[0017]
FIG. 2 is a flowchart showing an operation procedure at the time of a printing process in the ink jet printer including the driving mechanism. When a print request is input from an external device such as a computer to the ink jet printer (s1), a conveying member (not shown) is driven to convey a recording sheet in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction (s2). Due to the conveyance of the recording paper, the printing start position on the surface of the recording paper faces the ink head mounted on the carriage 2. Thereafter, the image data input from the external device is transmitted to the ink head for every plural lines (s3, s4), and when the transmission of the image data for plural lines is completed, the scanning motor 9 is driven in the normal rotation direction. (S5). As a result, the carriage 2 moves forward in the direction of arrow A shown in FIG. At the same time, the ink head is driven based on the image data, and an image for a plurality of lines is printed on the surface of the recording paper.
[0018]
The driving of the scanning motor 9 in s5 is performed until the ink head mounted on the carriage 2 reaches the end of the image data in the main scanning direction, or until the carriage 2 reaches the end of a predetermined fixed moving range. It will be done continuously. When printing of a plurality of lines of images on the surface of the recording paper is completed, the scanning motor 9 is driven in the reverse direction (s6, s7). As a result, the carriage 2 moves back in the direction of arrow B shown in FIG. At the same time, it is determined whether or not the image data of the next plurality of lines exists (s8). If the image data of the next plurality of lines exists, the conveying member is driven to divide the recording paper for the plurality of lines. (S9). If the image data of the next plurality of lines does not exist, the conveying member is driven to discharge the recording paper to the paper discharge tray, and the printing process ends (s10).
[0019]
By the above process, during the printing process of the ink jet printer, the ink head is driven based on the image data while the carriage 2 moves forward in the main scanning direction by the driving of the scanning motor 9, and a plurality of images are formed on the surface of the recording paper. Printed line by line. During this time, since the carriage 2 receives the supply of the same driving force in the same direction and magnitude to both ends in the sub-scanning direction, the driving force acts on the carriage 2 as a rotational force in a plane including the main scanning direction. Therefore, the frictional force generated between the guide shaft 11 and the guide shaft 11 does not increase, and the rattle between the guide shaft 11 and the guide shaft 11 does not occur. For this reason, during the printing operation by the ink head, the carriage 2 always moves smoothly in the scanning direction, there is no occurrence of partial omission of the image or change of the color tone, and no deterioration of the printed image quality occurs. .
[0020]
The load acting on the scanning motor 9 changes in accordance with a change in the weight of the entire carriage 2 due to a change in the remaining amount of ink in the ink cartridge mounted on the carriage 2. The amount increases as the capacity of the ink cartridge increases. That is, as the capacity of the ink cartridge increases, the weight difference between the new ink cartridge and the ink cartridge immediately before replacement in the carriage 2 increases.
[0021]
As described above, when the weight difference between the ink cartridges is increased, in a conventional configuration in which the driving force is supplied only to one end of the carriage in the sub-scanning direction, the driving force acts on the scanning motor as shown in FIG. The difference between the loads (in FIG. 3, the load acting on the scanning motor is represented by the current value supplied to the scanning motor) is further increased. This is considered to be because the frictional resistance with the guide shaft or the like due to the error in the moving direction of the carriage increases as the weight of the carriage increases. For this reason, in the conventional carriage driving mechanism, it is difficult to smoothly move the carriage in a stable state over the entire use period of the ink cartridge mounted on the carriage.
[0022]
On the other hand, in the driving mechanism according to the above-described embodiment, the driving force is supplied to both ends of the carriage 2 in the sub-scanning direction. Even if the weight of the cartridge increases, the amount of increase in the load acting on the scanning motor 9 is small. For this reason, according to the drive mechanism according to the above-described embodiment, even when the capacity of the ink cartridge is increased, the carriage is smoothly moved in a stable state over the entire use period of the ink cartridge mounted on the carriage 2. Therefore, it is possible to cope with an increase in the printing speed accompanied by an increase in the capacity of the ink cartridge and an increase in the resolution of the printing quality.
[0023]
Incidentally, in the drive mechanism 1 according to the first embodiment, by connecting the driven pulley 5b and the driven pulley 6b by consolidation shaft 8b, to reliably synchronize the rotation of the two timing belts 3,4 As a result, it is possible to more reliably maintain the magnitude of the driving force supplied to each of the two ends of the carriage 2 in the sub-scanning direction, thereby completely preventing an error in the moving direction of the carriage 2. Thus, the carriage 2 can be smoothly moved in a more stable state.
[0024]
Figure 4 is a diagram showing the configuration of a carriage driving mechanism of the inkjet cartridges. The drive mechanism 20 according to this embodiment separates each of the drive pulley 5a and the drive pulley 6a that stretches two timing belts 3 and 4 that supply a driving force to both ends of the carriage 2 in the sub-scanning direction. These are fixed to the respective rotating shafts of the scanning motors 21 and 22. Scan motors 21 and 22 having the same configuration and performance are used.
[0025]
In this configuration, by driving the scanning motors 21 and 22 at perfectly synchronized timing, the direction and size of each of the two timing belts 3 and 4 are shifted to both ends of the carriage 2 in the sub-scanning direction. The same driving force can be supplied at the same time, and errors in the moving direction of the carriage 2 can be prevented from occurring, and the carriage 2 can be moved smoothly in a stable state.
[0026]
Further, in this configuration, it is not necessary to provide a connecting shaft for connecting the pulleys that respectively stretch the two timing belts 3 and 4, and therefore, the pulley that stretches each of the two timing belts 3 and 4 is not provided. The present invention can be applied to a printer in which other components are arranged.
[0027]
Figure 5 is a diagram showing a configuration of a drive mechanism of the carriage of inkjet cartridges. The drive mechanism 30 according to this embodiment is provided with four pulleys 33a to 33d having rotation shafts arranged in a vertical direction, and a timing belt is driven by a drive pulley 33a fixed to a rotation shaft of a scanning motor 34 and a driven pulley 33b. At the same time, the timing belt 32 is stretched by the four pulleys 33a to 33d, and a part of the horizontal portion of the timing belt 31 is locked by the locking portion 2c protruding from the front surface 2a of the carriage 2. Further, a part of the horizontal portion of the timing belt 32 parallel to the main scanning direction is locked by a locking portion 2d protruding from the rear surface 2b of the carriage 2.
[0028]
With this configuration, the direction and size of each of the carriages 2 in the sub-scanning direction are changed from the single scanning motor 34 without using the connecting shafts 8a and 8b in the driving mechanism 1 according to the first embodiment. The same driving force can be supplied simultaneously.
[0029]
Figure 6 is a diagram showing a configuration of a drive mechanism of the carriage of inkjet cartridges. The driving mechanism 40 according to the present embodiment includes a driving pulley 42 having a rotating shaft arranged in the main scanning direction, driven pulleys 42b, 42e to 42g, 42j, and driven pulleys 42c, 42d having a rotating shaft arranged in the sub-scanning direction. There are a total of ten pulleys 42d and 42h, and one timing belt 41 stretched over these ten pulleys in order. The drive pulley 42a is fixed to a rotation shaft of the scanning motor 43.
[0030]
The timing belt 41 is stretched in a state where it is bent twice above the moving range of the carriage 2, and a part of one horizontal portion of the timing belt 41 parallel to the main scanning direction is partially moved from the front surface 2 a of the carriage 2. In addition to being locked to the protruding locking portion 2c, a part of the other horizontal portion of the timing belt 41 parallel to the main scanning direction is locked to a locking portion 2d protruding from the back surface 2b of the carriage 2. The portions of the timing belt 41 locked by the locking portions 2c and 2d move in the same direction when the timing belt 41 rotates.
[0031]
With this configuration, the direction and magnitude in each of the sub-scanning direction both end portions of the carriage 2 I by the single timing belt 41 and a single scanning motor 43 can be supplied with the same driving force at the same time .
[0032]
Figure 7 is a diagram showing a configuration of a drive mechanism of the carriage of inkjet cartridges. The drive mechanism 50 according to this embodiment includes a pulley 52a to 52e having a rotation axis arranged in a vertical direction, a single wire 51 stretched over these pulleys 52a to 52e, and winding pulleys 52a and 52e. And scanning motors 53 and 54 which are fixed to a rotation shaft. The wire 51 is wound around the winding pulley 52a a plurality of times at one end, and is wound around the winding pulley 52e a plurality of times at the other end. The winding directions of the wire 51 in the winding pulley 52a and the winding pulley 52e are opposite to each other.
[0033]
A part of the wire 51 parallel to the main scanning direction between the take-up pulley 52a and the pulley 52b is locked by a locking portion 2c protruding from the front surface 2a of the carriage 2. A part of a portion parallel to the main scanning direction with the take-up pulley 52e is locked by a locking portion 2d protruding from the rear surface 2b of the carriage 2. The scanning motor 53 and the scanning motor 54 have the same configuration and performance.
[0034]
In this configuration, when the carriage 2 moves, the scanning motors 53 and 54 are simultaneously driven in the same direction, so that the wire 51 is wound around one of the winding pulleys 52a and 52e and from the other circumferential surface. Pulled out. That is, when the carriage 2 is moved in the direction of arrow A, the scanning motors 53 and 54 are simultaneously driven in the direction of arrow E, so that the wire 51 is wound on the peripheral surface of the winding pulley 52a. The wire 51 is pulled out from the peripheral surface of the pulley 52e by the same amount. When the carriage 2 is moved backward in the direction of arrow B, the scanning motors 53 and 54 are simultaneously driven in the direction of arrow F, so that the wire 51 is pulled out from the peripheral surface of the winding pulley 52a, and the winding is performed. The same amount of wire 51 is wound around the peripheral surface of the pulley 52e.
[0035]
With this configuration, the driving force having the same direction and the same magnitude can be simultaneously supplied to both ends of the carriage 2 in the sub-scanning direction using one wire 51, and the driving mechanism 50 can be downsized.
[0036]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the driving force having the same direction and the same magnitude is supplied at the same timing to both ends in the sub-scanning direction of the carriage moving in the main scanning direction, so that the carriage is supplied to the carriage. The driving force applied to the carriage can be prevented from acting on the carriage as a rotational force in a plane including the main scanning direction. The carriage can be moved smoothly, and wear of the drive mechanism and image deterioration can be prevented. Further, by connecting one driven pulley and the other driven pulley coaxially by the second connecting shaft, the rotation operations of the two timing belts can be reliably synchronized, and the carriage in the sub-scanning direction in the sub-scanning direction can be surely synchronized. It is possible to more reliably maintain the same magnitude of the driving force to be supplied to each of the both ends and completely prevent the occurrence of an error in the moving direction of the carriage, and to move the carriage smoothly in a more stable state. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a carriage drive mechanism of an inkjet printer according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation procedure at the time of printing processing in an ink jet printer including the driving mechanism.
FIG. 3 is a diagram showing a load state of a scanning motor in the drive mechanism in comparison with a drive mechanism according to a conventional configuration.
4 is a diagram showing a configuration of inkjet cartridges of the carriage driving mechanism.
5 is a diagram showing the configuration of a carriage driving mechanism of the inkjet cartridges.
6 is a diagram showing the configuration of a carriage driving mechanism of the inkjet cartridges.
7 is a diagram showing the configuration of a carriage driving mechanism of the inkjet cartridges.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a configuration of a carriage driving mechanism of a conventional inkjet printer.
FIG. 9 is a diagram illustrating another example of a configuration of a carriage driving mechanism of a conventional inkjet printer.
[Explanation of symbols]
1, 20, 30, 40, 50-drive mechanism 2-carriage 3, 4, 31, 32, 41-timing belt 5a, 6a, 33a, 42a-drive pulley 5b, 6b, 33b-33c, 42b-42j, 52b -52d-driven pulley 52a, 52e-winding pulley 9, 21, 22, 34, 43, 53, 54-scanning motor

Claims

インクカートリッジ及びインクヘッドを搭載したキャリッジにおける副走査方向の一方の端部近傍に主走査方向に平行なガイド軸を貫通させるとともに他方の端部近傍に主走査方向に平行なガイド軸を当接させ、該キャリッジにおける副走査方向の両端部のそれぞれに方向及び大きさが同一の主走査方向の駆動力を同一のタイミングで伝達する伝達部材を設けたインクジェットプリンタのキャリッジ駆動機構であって、
前記伝達部材は、キャリッジの副走査方向の両端部のそれぞれに回転自在に配置された駆動プーリ及び従動プーリ、駆動プーリと従動プーリとの間に張架されたタイミングベルト、一方の駆動プーリと他方の駆動プーリとを同軸上に連結する第１の連結シャフト、一方の従動プーリと他方の従動プーリとを同軸上に連結する第２の連結シャフト、並びに、一方の駆動プーリを回転軸に固定して正逆両方向に回転する走査用モータからなり、
前記第１の連結シャフトを介して一方の駆動プーリの回転を他方の駆動プーリに伝達し、前記第２の連結シャフトを介して一方の従動プーリの回転を他方の従動プーリに伝達することを特徴とするインクジェットプリンタのキャリッジ駆動機構。A guide shaft parallel to the main scanning direction is penetrated near one end in the sub-scanning direction of the carriage on which the ink cartridge and the ink head are mounted, and a guide shaft parallel to the main scanning direction is contacted near the other end. A carriage driving mechanism of an ink jet printer having a transmission member for transmitting a driving force in the same main scanning direction at the same timing in the same direction and magnitude at both ends of the carriage in the sub scanning direction,
The transmission member includes a driving pulley and a driven pulley rotatably disposed at both ends in the sub-scanning direction of the carriage, a timing belt stretched between the driving pulley and the driven pulley, one driving pulley and the other. A first connecting shaft coaxially connecting the driven pulley and the second connecting shaft coaxially connecting one driven pulley and the other driven pulley, and one driving pulley fixed to a rotating shaft. Do a scanning motor for rotating in forward and reverse directions Te Ri,
It transmits the rotation of one of the driving pulley via the first connecting shaft to the other drive pulley, that you transmit the rotation of one of the driven pulley via the second connecting shaft to the other of the driven pulley Characteristic carriage drive mechanism of inkjet printer.