JP2005329547A

JP2005329547A - キャリッジ走査機構と画像入力装置及びインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2005329547A
Application number: JP2004147405A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hiratani; 賢司平谷
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】キャリッジに接続されたフレキシブルケーブルを過酷な屈曲条件となる引き回しを選択せざるをえない場合であっても、その耐久性を高めて長期間安定して使用する。
【解決手段】キャリッジ３が主走査方向に移動する動作中に、複数の重なったフレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂの屈曲部の曲げ半径が最小となる位置の頂点近傍で、複数のフレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂを固定し、曲げ半径が最小となるときの屈曲部の形状を安定させるとともに最小曲げ半径を大きくして、フレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂの屈曲耐久性を向上させる。
【選択図】図４

Description

この発明は、スキャナや複写機、記録装置などに使用するキャリッジ走査機構と、それを使用した画像入力装置及びインクジェット記録装置に関するものである。

例えばインクジェット記録装置は、印字ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に往復移動しながら、搬送ローラにより印字部に送られた記録紙に印字ヘッドのノズルから画像データに応じてインクを噴射して文字や画像を記録する。この主走査方向に往復移動するキャリッジに搭載した印字ヘッドに印字信号を送るため、特許文献１や特許文献２等に示すように、記録装置本体に設けられた制御基板とキャリッジに設けられた中継基板の間を複数例えば２本のフレキシブルケーブルで接続している。このフレキシブルケーブルはキャリッジの位置に応じて任意に屈曲し、キャリッジに張力が加えられないようにして、キャリッジが往復移動するときの負荷を低減している。
特開平６−９８１０７号公報特開２００２−１１８６７号公報

このフレキシブルケーブルは屈曲による疲労破壊を考慮し、十分な余裕を持って引き回して配置すことが望ましいが、インクジェット記録装置等の小型化や、他の構成部品の配置等の条件により、十分な余裕を持って引き回すことができず、過酷な屈曲条件となる引き回しを選択せざるをえない場合がある。

このような過酷な屈曲条件でフレキシブルケーブルを引き回して配置すると、装置の必要耐久限度に達する前にフレキシブルケーブルが破断してしまう場合がある。

この発明は、このような短所を改善し、キャリッジに接続されたフレキシブルケーブルを過酷な屈曲条件となる引き回しを選択せざるをえない場合であっても、その耐久性を高めて長期間安定して使用することができるキャリッジ走査機構と、それを使用した画像入力装置及びインクジェット記録装置を提供することを目的とするものである。

この発明のキャリッジ走査機構は、画像読取手段又は印字手段を搭載し、主走査方向に移動自在なキャリッジと、キャリッジに搭載した画像読取手段又は印字手段と本体の制御基板の間に屈曲して連結され、画像信号を伝送する複数のフレキシブルケーブルを重ねて有するキャリッジ走査機構において、キャリッジが主走査方向に移動する動作中に、複数の重なったフレキシブルケーブルの屈曲部の曲げ半径が最小となる位置の頂点近傍で、複数のフレキシブルケーブル間を固定したことを特徴とする。

前記複数のフレキシブルケーブル間を接合して固定したり、複数のフレキシブルケーブル間に屈曲自在なシート部材を挟み込んで接合して固定すると良い。

また、複数のフレキシブルケーブルを屈曲自在なシート部材で覆ってフレキシブルケーブル間を固定しても良い。

この発明の画像入力装置は、前記キャリッジ走査機構を有し、キャリッジに画像読取手段を搭載したことを特徴とする。

この発明のインクジェット記録装置は、前記キャリッジ走査機構を有し、キャリッジにインクを吐出して画像を形成する印字ヘッドを搭載したことを特徴とする。

この発明のキャリッジ走査機構は、キャリッジが主走査方向に移動する動作中に、複数の重なったフレキシブルケーブルの屈曲部の曲げ半径が最小となる位置の頂点近傍で、複数のフレキシブルケーブル間を固定することにより、曲げ半径が最小となるときの屈曲部の形状を安定させるとともに最小曲げ半径を大きくして、フレキシブルケーブルの屈曲耐久性を向上することができる。

また、複数のフレキシブルケーブルを接合したり、屈曲自在なシート部材で覆ってフレキシブルケーブル間を固定することにより、フレキシブルケーブル間を容易に固定することができるとともに安定して固定することができる。

さらに、前記キャリッジ走査機構を画像入力装置やインクジェット記録装置に使用することにより、画像入力装置やインクジェット記録装置の耐久性を向上することができる。

図１はインクジェット記録装置の構成図である。図に示すように、インクジェット記録装置１は、複数のノズル列を有する印字ヘット２を搭載したキャリッジ３と、駆動ローラ４と従動ローラ５に巻き回され記録紙を搬送する搬送ベルト６と、記録紙を収納した給紙トレイ７ａ，７ｂと、手差しテーブル８及び印字した記録紙を排紙トレイ９に排出する排出ローラ１０を有する。このインクジェット記録装置１でホスト装置から送られる画像データを記録紙に印字するとき、キャリッジ３を記録装置筐体１１に支持されたガイドロッド１２に沿って主走査方向に往復移動しながら、搬送ベルト６で搬送されている記録紙に印字ヘッド２のノズルから画像データに応じてインク液滴を噴射して文字や画像を記録する。

キャリッジ３に搭載した印字ヘッド２には、図２のキャリッジ走査機構の構成を示す斜視図と図３の平面図に示すように、インクを供給するインク供給チューブ１３が取り付けられている。なお、インク供給チューブ１３を使用しないでキャリッジ３にインクカートリッジを搭載しても良い。また、印字ヘッド２に印字信号を送るため、記録装置本体に設けられた制御基板（不図示）とキャリッジ３に設けられた中継基板１４との間を複数、例えば２本のフレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂで接続している。

このフレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂは記録装置筐体１１の中間部でケーブル押え部材１６により浮きやズレが規制され、図３に示すように、キャリッジ３が走査開始位置Ａにある状態では、記録装置筐体１１に沿ってインク供給チューブ１３の内側にガイドロッド１２とほぼ平行に引き回され、キャリッジ３に設けた中継基板１４の接続部近傍で屈曲して中継基板１４に接続されている。このキャリッジ３をガイドロッド１２に沿って主走査方向に往復移動するとき、フレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂはキャリッジ３の位置に応じて屈曲状態が異なり、キャリッジ３が操作開始位置Ａにある状態では屈曲部の曲げ半径が最大になっているが、キャリッジ３が走査開始位置Ａと反対側の端部Ｂに達した状態で屈曲部の曲げ半径が最小になる。

このフレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂは、図４の部分拡大図に示すように、屈曲部の曲げ半径が最小になる位置の頂点近傍から中継基板１４側の一定範囲で、例えばＰＥＴ基材の比較的弾性を有する両面テープや、ＰＥＴやＰＥ，ＰＣ，ＰＩ，ウレタン等のシートに両面テープを貼り付けた固定部材１７で固定してある。

この固定部材１７で屈曲部の曲げ半径が最小になる位置の頂点近傍でフレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂを固定したことによる作用を説明する。

フレキシブルケーブル１５ａとフレキシブルケーブル１５ｂが、図５の部分拡大図の（ａ）に示すように、屈曲部の曲げ半径が最小になる位置できれいに重なっている本来の状態では、曲げ半径が最小になる屈曲部でフレキシブルケーブル１５ａからインク供給チューブ１３に外側に向かう反発力Ｆａが作用し、フレキシブルケーブル１５ｂからフレキシブルケーブル１５ａに外側に向かう反発力Ｆｂが作用し、インク供給チューブ１３からフレキシブルケーブル１５ａに内側に向かう反発力Ｆｃが作用する。また、図５（ｂ）に示すように、屈曲部の曲げ半径が最小になる位置でフレキシブルケーブル１５ａに対してフレキシブルケーブル１５ｂがきれいに沿わず、内側に屈曲してしまうと、フレキシブルケーブル１５ａの曲げ半径が最小になる屈曲部でフレキシブルケーブル１５ｂから外側に向かう反発力Ｆｂが作用しなくなり、フレキシブルケーブル１５ａにはインク供給チューブ１３から内側に向かう反発力Ｆｃだけが作用し、フレキシブルケーブル１５ａに加えられる力が相対的に大きくなる。このためキャリッジ３を主走査方向に往復移動するたびに、曲げ半径が最小になる屈曲部でフレキシブルケーブル１５ａだけにインク供給チューブ１３からの反発力Ｆｃが繰り返して加えられ、フレキシブルケーブル１５ａの疲労を早めて屈曲耐久性が劣化してしまう。また、フレキシブルケーブル１５ｂも内側に正常時の最小曲げ半径より小さく屈曲してしまう場合があったり、複数の無用な屈曲が生じることがあり、同様に屈曲耐久性が劣化してしまう。

そこで図４に示すように、フレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂの屈曲部の曲げ半径が最小になる位置の頂点近傍から中継基板１４側の一定範囲を固定部材１７で固定して、フレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂの曲げ半径が最小になる位置でフレキシブルケーブル１５ａとフレキシブルケーブル１５ｂを強制的にきれいに重ね合わせて、フレキシブルケーブル１５ｂに好ましくない屈曲が生じることを防いで、フレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂの曲げ半径が最小になる位置でフレキシブルケーブル１５ａにインク供給チューブ１３から内側に向かって加えられる反発力Ｆｃをフレキシブルケーブル１５ｂから外側に向かう反発力Ｆｂで打ち消し、フレキシブルケーブル１５ａに加えられる力が相対的に大きくなることを抑制して、その耐久性を高めて長期間安定して使用することができる。

ここでフレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂを固定する固定部材１７を、屈曲部の曲げ半径が最小になる位置の頂点近傍から中継基板１４側の一定範囲に設けた理由について説明する。屈曲部では内側のフレキシブルケーブル１５ｂと外側のフレキシブルケーブル１５ａのせん断力に差が生じ、図６に示すように、内側のフレキシブルケーブル１５ｂには引張方向のせん断力Ｆｄが作用し、外側のフレキシブルケーブル１５ａには圧縮方向のせん断力Ｆｅが作用する。このため固定部材１７を曲げ半径が最小になる位置の頂点を含む部分にまで設けると、せん断力Ｆｄとせん断力Ｆｅにより固定部材１７がフレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂから剥がれたり、フレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂに内部破断が発生する可能性がある。これらの現象が生じることを防ぐために、フレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂを固定する固定部材１７を、屈曲部の曲げ半径が最小になる位置の頂点近傍から中継基板１４側の一定範囲に設けたのである。なお、キャリッジ３等の配置で屈曲部の最小となる曲げ半径をある程度大きくすることができ、フレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂのせん断力にあまり差が生じない場合は、固定部材１７を曲げ半径が最小になる位置の頂点を含む部分にまで設けても良い。

この固定部材１７でフレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂを固定する範囲は、フレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂの材質や厚さと、固定部材１７の材質や厚さ及びキャリッジ３を走査しているときに生じる屈曲部の最小となる曲げ半径を考慮し、フレキシブルケーブル１５ｂのせん断力Ｆｄとフレキシブルケーブル１５ａのせん断力Ｆｅが作用しない範囲とする。

また、フレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂを固定する固定部材１７を、屈曲部の曲げ半径が最小になる位置の頂点近傍から中継基板１４側の一定範囲に設けることにより、曲げ半径が最小になる屈曲部を形成したとき、図４に示すように、固定部材１７により外側に向かう反発力Ｆｆが作用して最小の曲げ半径を強制的に大きくすることができる。

前記説明では例えばＰＥＴ基材の比較的弾性を有する両面テープや、ＰＥＴやＰＥ，ＰＣ，ＰＩ，ウレタン等のシートに両面テープを貼り付けた固定部材１７をフレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂで挟み込んでをフレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂを固定した場合について説明したが、固定部材１７として、図７に示すように、両面テープのような粘着機能を持たないＰＥＴやＰＥ，ＰＣ，ＰＩ，ウレタン等のシート部材１８を複数連結した串歯状の結束シート１９を使用してフレキシブルケーブル１５ａ，１５ｂを固定するようにしても良い。このように串歯状の結束シート１９で固定部材１７を構成することにより、フレキシブルケーブル１５の内側と外側に大きなせん断力が生じる厚さのあるフレキシブルケーブル１５や３枚以上のフレキシブルケーブル１５を使用する場合に、内側と外側に生じるせん断力の影響を受けずに複数のフレキシブルケーブル１５を固定して、曲げ半径が最小になる位置でフレキシブルケーブル１５に好ましくない屈曲が生じる事を防ぐことができる。

また、固定部材１７として、図８の斜視図（ａ）に示すように、シート部材２０の中央部に一定間隔でスリットを入れて、スリットの間を引き起こして湾曲した中空部を形成したフック部材２１や、（ｂ）に示すように、円形又は楕円径の中空部を有する筒状部材２２を使用しても良い。

前記説明ではインクジェット記録装置１について説明したが、スキャナや複写機などの画像入力装置で画像を読み取るキャリッジ走査機構にも同様に適用することができる。

インクジェット記録装置の構成図である。キャリッジ走査機構の構成を示す斜視図である。キャリッジ走査機構の構成を示す平面図である。固定部材で固定した２本のフレキシブルケーブルの部分拡大図である。フレキシブルケーブルの曲げ半径が最小な状態を示す部分拡大図である。曲げ半径が最小な状態でフレキシブルケーブルに作用するせん断力の模式図である。他の固定部材で固定したフレキシブルケーブルの部分拡大図である。他の固定部材を示す斜視図である。

符号の説明

１；インクジェット記録装置、２；印字ヘット、３；キャリッジ、６；搬送ベルト、
７；給紙トレイ、８；手差しテーブル、９；排紙トレイ、１１；記録装置筐体、
１２；ガイドロッド、１３；インク供給チューブ、１４；中継基板、
１５；フレキシブルケーブル、１６；ケーブル押え部材、１７；固定部材、
１８；シート部材、１９；結束シート、２０；シート部材、２１；フック部材、
２２；筒状部材。

Claims

画像読取手段又は印字手段を搭載し、主走査方向に移動自在なキャリッジと、キャリッジに搭載した画像読取手段又は印字手段と本体の制御基板の間に屈曲して連結され、画像信号を伝送する複数のフレキシブルケーブルを重ねて有するキャリッジ走査機構において、
前記キャリッジが主走査方向に移動する動作中に、前記複数の重なったフレキシブルケーブルの屈曲部の曲げ半径が最小となる位置の頂点近傍で、複数のフレキシブルケーブル間を固定したことを特徴とするキャリッジ走査機構。
前記複数のフレキシブルケーブル間を接合して固定した請求項１記載のキャリッジ走査機構。
前記複数のフレキシブルケーブル間に屈曲自在なシート部材を挟み込んで接合した請求項１又は２記載のキャリッジ走査機構。
前記複数のフレキシブルケーブルを屈曲自在なシート部材で覆ってフレキシブルケーブル間を固定した請求項１記載のキャリッジ走査機構。
請求項１乃至４のいずれかに記載のキャリッジ走査機構を有し、キャリッジに画像読取手段を搭載したことを特徴とする画像入力装置。
請求項１乃至４のいずれかに記載のキャリッジ走査機構を有し、キャリッジにインクを吐出して画像を形成する印字ヘッドを搭載したことを特徴とするインクジェット記録装置。