JP2001270181A - プリンタのキャリッジガイドシャフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面の摩擦特性を低摩擦化することができ、
製作費を低減できるプリンタのキャリッジガイドシャフ
トを提供する。 【解決手段】 キャリッジガイドシャフト４の周面のう
ちのキャリッジ３を案内する範囲の周面部分に低摩擦固
体潤滑剤を主成分とする低摩擦皮膜１１を形成した。メ
ッキ皮膜１２の表面に低摩擦皮膜１１が形成されてい
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、プリンタのキャ
リッジを案内するキャリッジガイドシャフトに関し、特
に周面に低摩擦固体潤滑剤を含む低摩擦被膜を形成した
ものに関する。

【従来の技術】 インクジェットプリンタなどのプリン
トヘッドを有するキャリッジを備えたプリンタにおいて
は、キャリッジを案内し支持するキャリッジガイドシャ
フトが設けられており、キャリッジガイドシャフトはキ
ャリッジの金属部材に形成したガイド穴に摺動自在に挿
通し、キャリッジはガイド穴とガイドシャフトとの摺動
を介してガイドシャフトに沿って往復移動する。このガ
イドシャフトの周面の粗さや摩擦特性は、プリンタの性
能に大きな影響を及ぼす。

【０００２】従来のキャリッジガイドシャフトは、鋼製
のシャフト部材の表面にニッケルメッキを施した構造の
ものである。このキャリッジガイドシャフトを製作する
場合、図７に示すように、鋼製のシャフト部材を機械加
工により製作して直線矯正を施し、このシャフト部材を
センタレス加工により研摩し、その後バニシング加工ま
たはバフ加工により鏡面状に研摩し、次に防錆と耐摩耗
性向上の為のニッケルメッキを施し、次にメッキ被膜か
ら水素を除去し硬度を高める為のベーキング処理を施
す。また、従来、プリンタの組み立て段階において、キ
ャリッジガイドシャフトに潤滑油やグリースを塗布した
状態でプリンタを出荷していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 従来のプリンタのガ
イド穴は金属部材で構成されていた関係上、キャリッジ
ガイドシャフトの周面を高硬度に形成する必要があり、
そのためキャリッジガイドシャフトの表面に防錆と耐摩
耗性向上の為にニッケルメッキ被膜を形成していた。し
かし、このニッケルメッキ被膜では、摩擦係数を小さく
するには限度があり、高速プリントに対応すべくキャリ
ッジの摺動抵抗を十分に下げることが難しい。

【０００４】しかも、キャリッジガイドシャフトを製作
する際に、センタレス加工後にバニシング加工またはバ
フ加工により鏡面状に研摩しなければならないため、そ
の研摩加工の加工費もかかる。防錆と耐摩耗性確保の為
にニッケルメッキ被膜は必須であり、それを省略する訳
にはいかない。特に、従来のプリンタでは、工場におけ
る組み立て段階においてキャリッジガイドシャフトに潤
滑油やグリースを塗布する際に、プリンタのケースやカ
バーなどが潤滑油やグリースで汚れることがあり、合成
樹脂製のケースやカバーが潤滑油やグリースで汚れた場
合には変色し不良品となってしまうという問題もある。

【０００５】ここで、最近、キャリッジの軽量化を図る
為にガイド穴の周面を合成樹脂部材で構成することが提
案されつつあり、この場合キャリッジガイドシャフトの
表面硬度に対する要求仕様は従来より緩和される可能性
がある。本発明の目的は、表面の摩擦特性を低摩擦化す
ることができ、製作費を低減できるキャリッジガイドシ
ャフトを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 請求項１のキャリッジ
ガイドシャフトは、プリンタのキャリッジを案内するガ
イドシャフトにおいて、前記キャリッジガイドシャフト
の周面のうちの少なくともキャリッジを案内する範囲の
周面部分に、低摩擦固体潤滑剤を含む低摩擦被膜を形成
したことを特徴とするものである。ここで、前記低摩擦
固体潤滑剤としては、フッ素樹脂を主成分とするもの、
或いは、フッ素樹脂と二硫化モリブデンを主成分とする
もの、或いはその他の低摩擦合成樹脂を主成分とするも
のなどを適用できる。これらの低摩擦固体潤滑剤を主成
分とする塗料を塗装することにより低摩擦被膜を形成で
き、或いは、それらの低摩擦固体潤滑剤主成分とする粉
体を静電塗装することにより低摩擦被膜を形成すること
ができる。尚、キャリッジガイドシャフトの全長に亙っ
て低摩擦被膜を形成してもよい。

【０００７】プリンタによりプリントする際、キャリッ
ジがキャリッジガイドシャフトに対して摺動しつつ、キ
ャリッジガイドシャフトで案内されて往復移動すると
き、低摩擦固体潤滑剤を含む低摩擦被膜の潤滑作用でキ
ャリッジとキャリッジガイドシャフト間の摺動摩擦抵抗
が小さくなるから、高速プリントが可能になる。特に、
キャリッジのガイド穴を合成樹脂部材に形成する場合に
は、低摩擦被膜が摩耗しにくくなるため、その低摩擦被
膜の耐久性も確保できる。

【０００８】このキャリッジガイドシャフトでは、低摩
擦被膜でもって周面を鏡面に近い平滑面に形成できるた
め、低摩擦被膜形成前の研摩加工において鏡面状態まで
研摩する必要がなくなるから、研摩加工の時間と費用を
低減できる。尚、キャリッジの移動範囲外の部分の防錆
を図る為にキャリッジガイドシャフトにメッキ被膜を形
成してから低摩擦被膜を形成してもよい。但し、キャリ
ッジガイドシャフトの周面の全部に低摩擦被膜を形成す
る場合には、メッキ被膜を省略することができる。

【０００９】ここで、前記低摩擦被膜がフッ素樹脂を主
成分とする被膜である場合（請求項２）には、フッ素樹
脂（例えば、商品名テフロン）を主成分とする市販の塗
料などを塗装することで、簡単に低摩擦被膜を形成でき
る。前記低摩擦被膜がフッ素樹脂と二硫化モリブデンを
主成分とする被膜である場合（請求項３）には、フッ素
樹脂（例えば、商品名テフロン）と二硫化モリブデンを
主成分とする市販の塗料などを塗装することで、簡単に
低摩擦被膜を形成できる。

【００１０】前記低摩擦被膜が、この低摩擦被膜形成前
の表面粗さ以上の膜厚を有する場合（請求項４）には、
キャリッジガイドシャフトの周面のうちの、少なくとも
キャリッジの移動範囲の周面部分の全面を低摩擦被膜で
覆うことができるから、キャリッジ側のガイド穴を構成
する部材が摩耗しにくくなり、耐久性を確保できる。

【００１１】前記低摩擦被膜が５〜１２０μｍの厚さを
有する場合（請求項５）には、低摩擦被膜形成前の表面
粗さ以上の膜厚となり、キャリッジガイドシャフトの周
面のうちの低摩擦被膜を形成する部分の全面を低摩擦被
膜で覆うことができるから、キャリッジ側のガイド穴を
構成する部材が摩耗しにくく、耐久性を確保できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】 次に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。図１，図２に示すよ
うに、プリンタ１は、インクジェットプリンタであり、
本体ケース２の上面側部分に、キャリッジ３の移動スペ
ースが設けられ、キャリッジ３はキャリッジガイドシャ
フト４で案内支持されて左右に往復移動可能であり、キ
ャリッジ３はそのキャリッジ３に両端が連結されたタイ
ミングベルトと１対のプーリを介してステッピングモー
タで移動駆動される。キャリッジガイドシャフト４が挿
通するキャリッジ３のガイド穴５は耐摩耗性に優れる低
摩擦の合成樹脂（例えば、商品名テフロン）の筒体６で
形成されている。キャリッジ３には、例えば４色のイン
クカセット７ａ〜７ｄが着脱可能に装着されている。

【００１３】用紙Ｐはトレイ８から供給され、紙送りロ
ーラ９と押さえローラ１０とで紙送りされ、この用紙に
対して往復移動するキャリッジ３のプリントヘッドから
プリントが行われる。図３に示すように、キャリッジガ
イドシャフト４は、外径が約８〜１０ｍｍの鋼製のシャ
フト部材４ａで構成されている。このキャリッジガイド
シャフト４の周面のうちの少なくともキャリッジ３を案
内する範囲の周面部分に、低摩擦固体潤滑剤を含む低摩
擦被膜１１が形成されている。尚、図４に示すように、
キャリッジガイドシャフト４を構成する鋼製のシャフト
部材４ａの全面にニッケルメッキ皮膜１２が形成され、
低摩擦皮膜１１はニッケルメッキ皮膜１２の表面に形成
されている。

【００１４】前記低摩擦被膜１１は、フッ素樹脂（例え
ば、商品名テフロン）と二硫化モリブデンなどの固体潤
滑剤を主成分とする被膜であり、この低摩擦被膜１１
は、この低摩擦被膜形成前のシャフト部材４ａの表面粗
さ以上の膜厚（例えば、５〜１２０μｍの厚さ）を有す
る。この低摩擦被膜１１は、前記のフッ素樹脂と二硫化
モリブデンなどの固体潤滑剤を主成分とする市販の潤滑
塗料を塗装することで形成することができる。但し、前
記低摩擦被膜１１は、前記二硫化モリブデンを含まずに
フッ素樹脂（例えば、商品名テフロン）の固体潤滑剤を
主成分とする被膜でもよいし、その他の固体潤滑剤を主
成分とする低摩擦皮膜であってもよい。

【００１５】前記のような潤滑塗料を吹付け塗装しそれ
を乾燥させることで、低摩擦皮膜１１を形成する場合に
は、低摩擦皮膜１１を約１０〜２０μｍの膜厚に形成す
ることが望ましい。但し、低摩擦皮膜１１は、前記のよ
うな固体潤滑剤を主成分とする粉体を静電塗装し焼付け
処理することによっても形成できる。その場合、低摩擦
皮膜１１の膜厚を薄くするのが困難であるため、約８０
〜１２０μｍの膜厚に形成することが望ましい。

【００１６】次に、前記キャリッジガイドシャフト４を
製作する方法について説明する。図５に示すように、最
初に鋼製の棒材を機械加工してキャリッジガイドシャフ
ト４と同サイズのシャフト部材４ａを製作し、そのシャ
フト部材４ａに直線矯正を施す。次に、そのシャフト部
材４ａの周面をセンタレス加工により研摩する。このセ
ンタレス加工後におけるシャフト部材４ａの周面の表面
粗さのＲｙ値（最大粗さ）は約２．５〜３．０μｍであ
る。

【００１７】次に、シャフト部材４ａをニッケルメッキ
処理して、シャフト部材４ａの全表面にニッケルのメッ
キ皮膜１２（例えば、膜厚約３〜５μｍ）を形成する。
このメッキ皮膜１２は、低摩擦皮膜１１を形成しない部
分の防錆の為のものである。

【００１８】次に、シャフト部材４ａを回転させなが
ら、そのシャフト部材４ａの周面のうちのキャリッジ移
動範囲（キャリッジ３を案内する範囲）にある周面部分
に、吹付け塗装を施して膜厚約１０〜２０μｍの低摩擦
皮膜１１を形成する。この場合、塗料としてフッ素樹脂
（例えば、商品名テフロン）と二硫化モリブデンからな
る固体潤滑剤を主成分とする市販の潤滑塗料をシンナー
で希釈し、スプレーガンにより０．3 〜０．４ＭＰａの
吹付け圧力にて塗装する。次に、その塗装を施したシャ
フト部材４ａを乾燥炉に収容し、約１８０〜２００℃の
条件で約２０分乾燥処理を施す。尚、前記塗料中の低摩
擦固体潤滑剤である二硫化モリブデンは必須のものでは
なく省略してもよい。

【００１９】前記のようにして製作したキャリッジガイ
ドシャフト４においては、フッ素樹脂と二硫化モリブデ
ンからなる低摩擦固体潤滑剤を主成分とする黒色の低摩
擦皮膜１１（膜厚約１０〜２０μｍ）が、キャリッジガ
イドシャフト４の周面のうち少なくともキャリッジ３を
案内する範囲の周面部分に形成される。このキャリッジ
ガイドシャフト４の摩擦係数は、従来のニッケルメッキ
皮膜を形成したキャリッジガイドシャフトの摩擦係数
（約０．５０）の約０．８倍程度の摩擦係数になり、キ
ャリッジガイドシャフト４の摩擦摺動抵抗を約２０％は
低減可能になる。

【００２０】また、前記低摩擦皮膜１１は、防錆機能も
あるから、低摩擦皮膜１１を形成した範囲は、メッキ皮
膜１２と低摩擦皮膜１１とで二重に防錆されている。ま
た、キャリッジガイドシャフト４のうちの低摩擦皮膜１
１で覆われない部分の表面はニッケルメッキ皮膜１２で
保護されて防錆されている。しかも、このキャリッジガ
イドシャフト４を製作する際に、鏡面状に研摩するバニ
シング加工又はバフ加工を省略することができるため、
研摩加工の時間と費用を大幅に低減可能である。キャリ
ッジ３側のガイド穴を合成樹脂（例えば、フッ素樹脂系
の合成樹脂など）製の部材に形成する場合には、キャリ
ッジガイドシャフト４の表面硬度に対する要求仕様は緩
和されるから、低摩擦皮膜１１を形成したキャリッジガ
イドシャフト４でも摩耗に対する十分な耐久性を確保で
きる。

【００２１】次に、前記実施形態を部分的に変更する変
更形態について説明する。 １）前記のキャリッジガイドシャフト４の製作方法の例
では、キャリッジガイドシャフト４にニッケルメッキ処
理を施す場合を例にして説明したが、キャリッジガイド
シャフト４の周面の全部に塗装を施して低摩擦皮膜１１
を形成してもよい。この場合には、低摩擦皮膜１１によ
りキャリッジガイドシャフト４の全表面の防錆を図るこ
とができるから、ニッケルメッキ処理を省略することが
でき、キャリッジガイドシャフト４の製作費を一層低減
することができる。

【００２２】２）前記のキャリッジガイドシャフト４の
製作方法の例では、キャリッジガイドシャフト４に吹付
け塗装することで低摩擦皮膜１１を形成する場合を例に
して説明したが、静電塗装（静電粉体塗装）することで
低摩擦皮膜１１を形成してもよい。この場合のキャリッ
ジガイドシャフト４の製作方法について説明する。図６
に示すように、前記と同様に、まず機械加工によりシャ
フト部材４ａを製作して直線矯正を施し、センタレス加
工を施してから静電塗装を施す。

【００２３】この場合、低摩擦皮膜用粉体として、フッ
素樹脂（例えば、商品名テフロン）と二硫化モリブデン
からなる固体潤滑剤を主成分とする潤滑塗料粉末を用
い、シャフト部材４ａを回転させつつ接地状態にし、塗
装ガンから高電圧のプラスに帯電させた塗料粉末を、シ
ャフト部材４ａの全表面に所定の厚さに付着させ、次に
約１８０℃で約２０分間、高周波加熱炉などに収容して
焼付け処理して、キャリッジガイドシャフト４とする。

【００２４】この静電塗装で形成するキャリッジガイド
シャフト４の低摩擦皮膜は、低摩擦固体潤滑剤を主成分
とする膜厚約８０〜１２０μｍの低摩擦皮膜である。こ
のキャリッジガイドシャフト４の製作方法では、シャフ
ト部材４ａの全表面に低摩擦皮膜を形成する関係上、ニ
ッケルメッキ処理を省略することができる。尤も、キャ
リッジガイドシャフト４の周面のうちのキャリッジ３を
案内する範囲の周面部分にだけ低摩擦皮膜を形成するこ
とも可能であり、その場合には静電塗装の前にニッケル
メッキ処理を施すものとする。

【００２５】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、低摩擦固体
潤滑剤を含む低摩擦被膜の潤滑作用でキャリッジとキャ
リッジガイドシャフト間の摺動摩擦が小さくなるため、
高速プリントが可能になる。特に、キャリッジのガイド
穴の周面を合成樹脂部材で構成する場合には、低摩擦被
膜が摩耗しにくくなるため、その低摩擦被膜の耐久性も
十分に確保できるうえ、工場においてキャリッジガイド
シャフトに潤滑油やグリースを塗布する必要がなくなる
から、その潤滑油やグリースの塗布時にプリンタのケー
スやカバーを汚すおそれがない。

【００２６】しかも、低摩擦被膜でもって周面を平滑面
に形成できるため、低摩擦被膜形成前の研摩加工におい
て鏡面状態まで研摩する必要がないから、研摩加工の費
用を低減できる。尚、キャリッジガイドシャフトの全長
の周面に低摩擦被膜を形成する場合にはメッキ被膜も省
略可能になるので、一層の製作費低減が可能である。

【００２７】請求項２の発明によれば、前記低摩擦被膜
がフッ素樹脂を主成分とする被膜であるため、フッ素樹
脂（例えば、商品名テフロン）を主成分とする市販の塗
料などを塗装することで、簡単に低摩擦被膜を形成でき
る。その他請求項１と同様の効果を奏する。請求項３の
発明によれば、前記低摩擦被膜がフッ素樹脂と二硫化モ
リブデンを主成分とする被膜であるため、フッ素樹脂
（例えば、商品名テフロン）と二硫化モリブデンを主成
分とする市販の塗料などを塗装することで、簡単に低摩
擦被膜を形成できる。その他請求項１と同様の効果を奏
する。

【００２８】請求項４の発明によれば、前記低摩擦被膜
がこの低摩擦被膜形成前の表面粗さ以上の膜厚を有する
ため、キャリッジガイドシャフトの周面のうちの、少な
くともキャリッジの移動範囲の周面部分の全面を低摩擦
被膜で覆うことができるから、キャリッジ側のガイド穴
を形成する部材が摩耗しにくくなり、耐久性を確保でき
る。その他請求項２又は３と同様の効果を奏する。

【００２９】請求項５の発明によれば、前記低摩擦被膜
が５〜１２０μｍの厚さを有するため、低摩擦被膜形成
前の表面粗さ以上の膜厚となり、キャリッジガイドシャ
フトの周面のうちの低摩擦被膜を形成する部分の全面を
低摩擦被膜で覆うことができるから、キャリッジ側のガ
イド穴を形成する部材が摩耗しにくくなり、耐久性を確
保できる。その他請求項２又は３と同様の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るプリンタの斜視図であ
る。

【図２】キャリッジとキャリッジガイドシャフトなどの
側面図である。

【図３】キャリッジガイドシャフトの斜視図である。

【図４】キャリッジガイドシャフトの低摩擦皮膜を拡大
した要部断面図である。

【図５】キャリッジガイドシャフトの製作方法を示すフ
ローチャートである。

【図６】前記製作方法を変更した製作方法を示すフロー
チャートである。

【図７】従来技術に係る図５相当図である。

【符号の説明】

１ プリンタ ３ キャリッジ ４ キャリッジガイドシャフト ４ａ シャフト部材 １１ 低摩擦皮膜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリンタのキャリッジを案内するガイド
   シャフトにおいて、 前記キャリッジガイドシャフトの周面のうちの少なくと
   もキャリッジを案内する範囲の周面部分に、低摩擦固体
   潤滑剤を含む低摩擦被膜を形成したことを特徴とするプ
   リンタのキャリッジガイドシャフト。
2. 【請求項２】 前記低摩擦被膜は、フッ素樹脂を主成分
   とする被膜であることを特徴とする請求項１に記載のプ
   リンタのキャリッジガイドシャフト。
3. 【請求項３】 前記低摩擦被膜は、フッ素樹脂と二硫化
   モリブデンを主成分とする被膜であることを特徴とする
   請求項１に記載のプリンタのキャリッジガイドシャフ
   ト。
4. 【請求項４】 前記低摩擦被膜は、この低摩擦被膜形成
   前の表面粗さ以上の膜厚を有することを特徴とする請求
   項２又は３に記載のプリンタのキャリッジガイドシャフ
   ト。
5. 【請求項５】 前記低摩擦被膜は、５〜１２０μｍの厚
   さを有することを特徴とする請求項２又は３に記載のプ
   リンタのキャリッジガイドシャフト。