JP2006168262A

JP2006168262A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2006168262A
Application number: JP2004366101A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ono; 隆之小野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2006-06-29

Abstract

【課題】キャリアのがたつきを抑制して、インクの着弾位置ずれなどの印字品位の低下を防止する。
【解決手段】記録ヘッドを搭載可能としたキャリアまたは記録ヘッドと一体となすキャリアと、キャリアを記録媒体の被記録面に対して平行にガイドする主ガイド部材と、前記キャリアの回転を防止し姿勢を保持するための副ガイド部材と、モーターからの回転駆動を前記キャリアに伝達し、主ガイド部材と平行に具備されたリードスクリューと、そのリードスクリューの溝と噛み合うリードスクリューフォロワーを有し、前記キャリアは前記リードスクリューフォロワーと係合し回転駆動を直進駆動に変換されて少なくとも１本のガイド部材に沿って駆動されるインクジェット記録装置において、前記キャリアと前記リードスクリューフォロワーとの間に押圧部材を備え、前記キャリアを前記主ガイド部材に押圧保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関する。

従来、紙、ＯＨＰ用シートなどの被記録媒体（以下記録用紙、メディア、または単に紙ともいう）の搬送方向に対し、垂直に往復移動する記録ヘッドを搭載した稼動部（以下これをキャリアと呼ぶ）を有するいわゆるシリアルタイプの記録装置（以下シリアルプリンタと呼ぶ）は、種々の記録方式による記録ヘッドを搭載した形態で提案されている。このシリアルプリンタで使われている記録ヘッドには、ワイヤードット方式、感熱方式、熱転写方式、インクジェット方式によるものなどがある。

これらの中でインクジェット方式は、記録用紙に直接インクを噴射するものであるのでランニングコストが安く、静かな記録方式として、注目されている。そして、このようなインクジェット記録方式においては、記録ヘッドは記録媒体に対して一定の隙間を隔てて設けられるもので常に非接触状態であり、記録ヘッドから噴射されたインクは記録ヘッドと被記録媒体の空間を飛んで、その後被記録媒体に到達して所望の記録が行われる。

ところで、前述のようなシリアルプリンタにおいては、キャリア９０７（図１１参照）がキャリア主軸９１４（図１１参照）に沿って移動可能にガイドされているため、図１１に示すようにキャリア主軸９１４とキャリア９０７の軸受部の間にはガタ９３９が必ず存在している。

特にインクジェット方式のシリアルプリンタの場合には、記録用紙と接触しながら記録を行う感熱方式、熱転写方式などの場合と比べ、キャリアの摺動負荷がたいへん小さく外部の振動などの影響を受けやすい。そのため、キャリア９０７がキャリア主軸９１４に沿って移動しながら印刷する時、摺動負荷が変動した場合にはガタ９３９の影響でキャリア９０７が揺動し、インク滴の着弾位置ずれを起こし、印刷品位の低下を招く結果となっていた。

そこで例えキャリア摺動負荷に変動が起きた場合でも揺動せずに印刷品位を保つために、キャリア９０７がスムーズに往復移動可能としつつもガタ９３９を詰める事が肝要となる。従来、キャリアと一体に配設された押圧部材が主軸を直接押圧し、その反力でガタを取っていた。また同様な手法としてキャリアと軸受との間をコロで受けて、そのコロとコロを押圧するバネをキャリアに一体に配設することにより、ガタを取っていた。
特開平６−７９９４４号公報特開平５−８５００４号公報

しかしながら、上記従来例の記録装置においては、ガタを取る手段としてキャリアに押圧部材やコロといったものを一体に配設する必要があり、キャリアのサイズが大きくなるという問題を抱えている。キャリアが大きくなるとキャリアの走査領域の増大を招き、結果的にプリンタ本体の大型化を招いてしまう。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、キャリアと一体に押圧部材を設けて直接的にキャリア主軸に当接・押圧することなく、キャリア軸受部とキャリア主軸とのガタを取り除くことができ、それでいてキャリアやプリンタ本体の大型化を招くことなく、印字品質の良いインクジェット記録装置を提供することである。

本発明は前述の目的を達成するために提案されたもので、記録ヘッドを搭載可能としたキャリアまたは記録ヘッドと一体となすキャリアと、キャリアを記録媒体の被記録面に対して平行にガイドする主ガイド部材と、前記キャリアの回転を防止し姿勢を保持するための副ガイド部材と、モーターからの回転駆動を前記キャリアに伝達し、主ガイド部材と平行に具備されたリードスクリューと、そのリードスクリューの溝と噛み合うリードスクリューフォロワーを有し、前記キャリアは前記リードスクリューフォロワーと係合し回転駆動を直進駆動に変換されて少なくとも１本のガイド部材に沿って駆動されるインクジェット記録装置において、前記キャリアと前記リードスクリューフォロワーとの間に弾性部材を備え、前記キャリアを前記主ガイド部材に弾性保持するようにしたものである。

なお、さらに詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。

（１）記録ヘッドを搭載可能としたキャリアまたは記録ヘッドと一体となすキャリアと、キャリアを記録媒体の被記録面に対して平行にガイドするガイド部材と、モーターからの回転駆動を前記キャリアに伝達し、ガイド部材と平行に具備されたリードスクリューと、そのリードスクリューの溝と噛み合うリードスクリューフォロワーを有し、前記キャリアは前記リードスクリューフォロワーと係合し回転駆動を直進駆動に変換されて前記ガイド部材に沿って駆動されるインクジェット記録装置において、前記キャリアと前記リードスクリューフォロワーとの間に弾性部材を備え、前記キャリアを前記ガイド部材に弾性保持することを特徴とするインクジェット記録装置。

本発明によれば、リードスクリューフォロワーとキャリアとの間に押圧部材を設けることにより、キャリア軸受部とキャリア主軸とのガタ寄せする構成にすることができ、キャリアやプリンタの大型化を招くことなく、キャリアの走査を極めて安定化させることができ、簡単かつ安価で印字品質の良いインクジェット記録装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１乃至図３及び図７は本発明の実施例のキャリアを示す図であり、図１は斜視図、図２は側面図、図３は構成図、図７はユニット構成図である。

図において、１は第１ユニットであるヘッドユニット、２０は第２ユニットであるセンサーユニットである。

ヘッドユニット１とセンサーユニット２０でキャリアであるキャリアユニット３００が構成される。

ヘッドユニット１において、２は枠体であり、枠体２には、キャリア主軸１０２用の軸受６が右端部に固定されていて、キャリアガイド軸１０３用の小判型の軸受７が左側端部に枠体２と一体的に成形されている。

１２，１３は枠体２に設けられた位置決め穴である。

４はＴＡＢ基板であり、記録ヘッド３が実装され、端部に後述するコネクタ２３との接続部１１が形成される。

センサーユニット２０において、２１はエンコーダーセンサー、２２はフレキシブルケーブル、２３はコネクタ、２４はセンサーホルダーである。

エンコーダーセンサー２１は公知の反射式光学センサーで、後述するカバー１０１に固定されたリニアスケール１０６とにより、キャリアの位置が検出される。

フレキシブルケーブル２２上にはエンコーダーセンサー２１とコネクタ２３が実装されており、端部には不図示の制御部のコネクタとの接続部２９が設けられている。

２５，２６，３０，３１はセンサーホルダー２４に設けられた位置決めピン、２７，２８はフレキシブルケーブル２２に設けられた位置決め穴である。

センサーホルダー２４には、エンコーダーセンサー２１とコネクタ２３が実装されたフレキシブルケーブル２２が位置決めピン２５，２６と位置決め穴２７，２８により位置決めされ接着固定されている。

１４はコネクタカバーで、後述するフォロワーバネ１２０がＴＡＢ基板４に接触することを防止している。また、後述するフォロワーバネ１２１をかけるための曲げ起こし部１４Ａを有している。

１５，１６は固定ビスである。

ヘッドユニット１は、センサーホルダー２４に設けられた位置決めピン３０，３１と筐体２に設けられた位置決め穴１２，１３によって位置決めされ、２個の固定ビス１５，１６によってコネクタカバー１４とともに、センサーユニット２０に固定される。

センサーユニット２０に設けられたフレキシブルケーブル２２に実装されたコネクタ２３と記録ヘッド３が接続されたＴＡＢ基板４を接続することによりヘッドユニット１に設けられた記録ヘッド３とセンサーユニット２０に設けられたフレキシブルケーブル２２とが電気的に接続される。

フレキシブルケーブル２２の接続部２９を不図示の制御部のコネクタと接続することにより、エンコーダーセンサー２１及び記録ヘッド３と制御部が電気的に接続される。

図４、図５は本実施例のインクジェット記録装置のキャリア駆動機構の説明図であり、図６はキャリアガイド軸付勢部の説明図、図８はキャリアガイド軸加圧バネ取り付け部の説明図である。

１００はシャーシ、１０１はシャーシの上面を覆うカバーである。シャーシ１００とカバー１０１でプリンタの筐体を構成する。

１０２はキャリア主軸、１０３はキャリアガイド軸である。

図８はカバー１０１のキャリア主軸・ガイド軸加圧バネ１０４の取り付け部を示し、カバーをシャーシに固定していない状態の図である。

１０４は付勢部材であるキャリア主軸・ガイド軸加圧バネでカバー１０１の突起部１０１Ａに取り付けられ、腕１０４Ａ，１０４Ｂをそれぞれカバーのバネかけ部１０１Ｂ，１０１Ｃにかけている。

この時、キャリア主軸・ガイド軸加圧バネ１０４は腕部１０４Ａ，１０４Ｂはカバーのバネかけ部１０１Ｂ，１０１Ｃに弱い加圧力を加えた状態でとまっているため、カバー１０１からはずれることは無い。

また不図示であるが１０４の反対側にも同様に付勢部材であるキャリア主軸・ガイド軸加圧バネ１０５が設けられている。

図４、図６を用いて、キャリア主軸１０２，キャリアガイド軸１０３のシャーシ１００に対する付勢方法について説明する。

シャーシ１００には先端がＶ字状の４ヶ所の溝１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄが設けられている。

この溝１００Ａ，１００Ｂにキャリア主軸１０２が、溝１００Ｃ，１００Ｄにキャリアガイド軸１０３が挿入されている。

カバー１０１をシャーシ１００に固定すると、カバー１０１にとりつけられたキャリア主軸・ガイド軸加圧バネの腕部１０４Ａ，１０４Ｂがキャリア主軸１０２，キャリアガイド軸１０３に当接すると共に、カバーのバネかけ部１０１Ｃ，１０１Ｄからはずれる。

不図示のガイド軸軸加圧バネ１０５も同様である。

こうして、キャリア主軸・ガイド軸加圧バネ１０４、１０５は、キャリア主軸１０２，キャリアガイド軸１０３を溝１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００ＤのＶ字状の部分に加圧し、キャリア主軸１０２，キャリアガイド軸１０３はシャーシ１００に対してガタなく付勢される。

図９と図１０はキャリアとキャリア主軸とのガタ取りについて説明するために、キャリアの断面とキャリアフォロワーとフォロワーカバー曲げ起こし部１４Ａを模式的に示した図である。図４、図５、図９、図１０を用いて、キャリア駆動機構を説明する。

キャリア移動機構はキャリアユニット３００やリードスクリュー１０７等、キャリアユニット３００を移動させるための機構である。

キャリア主軸１０２は軸受６によってキャリアユニット３００を摺動自在に支持し、キャリアガイド軸１０３は軸受７を貫通しキャリアユニット３００の回転方向の動きを規制している。これにより後述するキャリアモータ１１２の回転による移動力を受けつつ、キャリア主軸１０２に沿って安定して往復移動する。

１０６はリニアスケールでカバー１０１のエンコーダーセンサーに対向する位置に固定されている。

１０７はリードスクリュー、１０８はリードスクリュー軸受Ａ、１０９はリードスクリューギヤであり、リードスクリューギヤ１０９はリードスクリュー軸受Ａ１０８を挟んでリードスクリューに圧入固定されている。

リードスクリュー軸受Ａ１０８がリードスクリュー１０７に対し回転自在であることは言うまでもない。

１１０はリードスクリュー軸受Ｂである。

１１１はリードスクリューフォロワーで後述するようにリードスクリュー１０７と係合している。

リードスクリュー１０７はリードスクリュー軸受Ａ１０８及びリードスクリュー軸受Ｂ１１０によりシャーシ１００に回転自在に軸支されている。

なおリードスクリュー１０７とガイド軸１０２，１０３は互いに平行に構成されている。

１５０はアイドラギヤである。

１６０はアイドラ軸であり、シャーシ１００に固定されている。

アイドラギヤ１５０はアイドラ軸１６０に回転自在に軸支されている。

１１２はモーター、１１３はモーターホルダー、１１４はモーターギヤである。

モーターギヤ１１４はモーター１１２の回転軸に圧入固定されている。

モーター１１２はモーターホルダー１１３に固定されている。

モーターホルダー１１３を介してモーター１１２をシャーシ１００に固定する。

モーター１１２による回転力はモーターギヤ１１４からアイドラギヤ１５０を介しリードスクリューギヤ１０９に伝達され、リードスクリュー１０７を回転させる。

リードスクリュー１０７の外周部に形成された螺旋溝と係合するように、内周部に螺旋溝を形成されたリードスクリューフォロワー１１１が互いに係合している。リードスクリューフォロワー１１１はリードスクリュー１０７に対して溝に沿って回転自在に係合しており、ちょうどボルト・ナットの関係と同じようになっている。回転自在になっているフォロワー１１１の突起部１１１Ａがキャリアユニット３００に設けられた筐体穴部２Ａに挿入配置された状態で、リードスクリュー１０７が回転すると、リードスクリューフォロワー１１１も従動して回転しようとするが、リードスクリューフォロワー係合用穴２Ａの一方の横壁２Ｂか２Ｃに押し付けられ、軸方向に直進することとなり、結果的にキャリアをキャリア主軸１０２の軸方向へ進めることとなる。つまりリードスクリュー１０７の回転がリードスクリューフォロワー１１１に伝えられ、回転運動を軸方向の直線運動に変換されることでキャリアユニット３００をキャリア主軸１０２に沿って移動させられるのである。

なお、リードスクリューフォロワー突起部１１１Ａと筐体穴部２Ａはキャリア主軸１０２と直行する方向および、軸方向に隙間を設けているが、フォロワーバネ１２０によりキャリア主軸１０２の軸方向のガタ取りされている。直行する方向の隙間は図９に示されている。この図はフォロワーバネ１２１をかけていない状態が示されている。この図９で、リードスクリューフォロワー１１１に対して壁面２Ｂ側の隙間が４００Ｂ、壁面２Ｃ側の隙間が４００Ｃである。

コネクタカバー１４の曲げ起こし部１４Ａとフォロワー突起部１１１Ａには引っ張りバネであるフォロワーバネ１２１がかけられる。図９がフォロワーバネ１２１をかける前の状態であり、図１０がフォロワーバネ１２１をかけた状態である。図９に示すとおり、フォロワーバネ１２１がかけられていないと、キャリアユニット３００はキャリア主軸１０２およびキャリアガイド軸１０３に自重により乗っかっているだけであり、水平方向（方向Ｈ、方向Ｉ）にはフリーである。

そのため、キャリアユニット３００が停止している時はキャリア軸受６の中心点の水平方向軸とキャリア主軸１０２の水平方向軸がそろった状態で保持されているが、キャリアユニット３００がシリアル動作を開始して摺動負荷が変動すると、途端に水平方向のガタ２００だけキャリアユニット３００が好き勝手に動いてしまい、キャリアユニット３００の揺動が生じてしまう。その結果、インク滴の着弾位置ずれを起こし、印刷品位の低下を招くこととなる。

前述の通り、図１０はキャリアユニット３００の揺動を抑えるために、フォロワー突起部１１１Ａとコネクタカバー曲げ起こし部１４Ａにフォロワーバネ１２１をかけた状態である。フォロワー突起部１１１Ａとコネクタカバー曲げ起こし部１４Ａにはフォロワーバネ１２１の引っ張り力Ｆ_{ｓｐｒｉｎｇ}を受ける（コネクタカバー曲げ起こし部１４Ａ、つまりキャリアユニット３００にかかる力を実線の矢印で示し、フォロワーにかかる力を点線の矢印で示している）。フォロワー突起部１１１Ａに力を引っ張り力を受けたフォロワー１１１は回転自在に係合しているリードスクリューを中心に力Ｆ_{ｓｐｒｉｎｇ}方向へ回転し、フォロワー１１１と筐体穴壁面２Ｃとの間のガタ４００Ｃを詰めていき、最終的には壁面２Ｃと当接する。

図１０はこの状態の力の状態も示している。フォロワー１１１は壁面２Ｃの当接点２Ｄと線接触している。フォロワーの回転中心からフォロワーバネ１２１のかかる場所までの長さをｌ、回転中心から当接点２Ｄまでの長さをｌ’とすると、キャリアユニット３００はＦ’＝（ｌ／ｌ’）Ｆ_{ｓｐｒｉｎｇ}というＨ方向への力を受ける事になる。

ここで、図１０上で力学的に考えると、フォロワー１１１は当接点２Ｄに垂直ではなく斜めに当接しているので、Ｉ方向に働く力は分力で示されるわけだが、図１０はフォロワー１１１とキャリアユニット３００の位置関係を分かりやすく説明するために、かなり模式的に示したものであり、実際にはフォロワー１１１と筐体穴のガタ４００Ｂと４００Ｃはかなり小さく、フォロワーバネ１２１による力を受けた場合でもフォロワーと壁面２Ｃとはほぼ垂直に当接するので、斜めに当接した場合の力の分力で考える必要はないので、垂直に働く力Ｆ’で示している。

キャリアユニット３００はＩ方向の力Ｆ_{ｓｐｒｉｎｇ}とＨ方向の力Ｆ’との差の力Ｆ_{ｓｐｒｉｎｇ}−Ｆ’でＨ方向へ引っ張られることにより、軸受６とキャリア主軸１０２の水平方向のガタ２００のガタ寄せがなされる。実際にはキャリアユニット３００の自重による垂直方向のガタ寄せもなされるため、キャリア主軸１０２と軸受６とは図１０に模式的に示すように斜めの位置にガタ寄せされている。

これによりキャリアユニット３００は常に図１０のようなガタ２００が寄せられた状態で保持されるので、たとえ摺動負荷が変動したとしても、揺動を生じることもなく、常に安定した良好な印刷が可能となる。

こうしてコネクタカバー１４とフォロワー１１１とをフォロワーバネ１２１をかけることにより、キャリア軸受６とキャリア主軸１０２とのガタ２００を詰めることができ、キャリアユニット３００を常に安定した姿勢で保ち、良好な印刷結果に結びつく。さらにこうすることにより従来のキャリアに押圧部材を設ける必要もないため、キャリアの巨大化、ひいてはプリンタ本体の巨大化をおさえることもできる。

本発明のキャリッジの斜視図本発明のキャリッジの側面図本発明のキャリッジの構成図本発明のインクジェット記録装置のキャリッジ駆動機構の説明図本発明のインクジェット記録装置のキャリッジ駆動機構の説明図本発明のインクジェット記録装置のガイド軸固定部の説明図本発明のキャリッジのユニット構成図本発明のインクジェット記録装置のガイド軸固定部のカバーを外した状態の説明図本発明のインクジェット記録装置のキャリッジ駆動を説明するためのヘッドユニットの断面図本発明のインクジェット記録装置のキャリッジ駆動を説明するためのヘッドユニットの断面図従来のキャリッジの説明図

符号の説明

１ヘッドユニット
２枠体
３記録ヘッド
４ＴＡＢ基板
５蓋
６軸受
７軸受
８インク室
９インク吸収体
１０フィルター
１１接続部
１２位置決め穴
１３位置決め穴
１４コネクタカバー
１５固定ビス
１６固定ビス
２０センサーユニット
２１エンコーダーセンサー
２２フレキシブルケーブル
２３コネクタ
２４センサーホルダー
２５位置決めピン
２６位置決めピン
２７位置決め穴
２８位置決め穴
２９接続部
３０位置決めピン
３１位置決めピン
１００シャーシ
１００ＡＶ字状の溝
１００ＢＶ字状の溝
１００ＣＶ字状の溝
１００ＤＶ字状の溝
１０１カバー
１０２キャリア主軸
１０３キャリアガイド軸
１０４キャリア主軸・ガイド軸加圧バネ
１０５キャリア主軸・ガイド軸加圧バネ
１０６リニアスケール
１０７リードスクリュー
１０８リードスクリュー軸受Ａ
１０９リードスクリューギヤ
１１０リードスクリュー軸受Ｂ
１１１リードスクリューフォロワー
１１２モーター
１１３モーターホルダー
１１４モーターギヤ
１２０フォロワーバネ
１２１フォロワーバネ
１５０アイドラギヤ
１６０アイドラ軸
２００ガタ
３００キャリアユニット
９０５記録用紙
９０６インクタンク
９０７キャリア
９１４キャリア主軸
９３９ガタ

Claims

記録ヘッドを搭載可能としたキャリアまたは記録ヘッドと一体となすキャリアと、キャリアを記録媒体の被記録面に対して平行にガイドするガイド部材と、モーターからの回転駆動を前記キャリアに伝達し、ガイド部材と平行に具備されたリードスクリューと、そのリードスクリューの溝と噛み合うリードスクリューフォロワーを有し、前記キャリアは前記リードスクリューフォロワーと係合し回転駆動を直進駆動に変換されて前記ガイド部材に沿って駆動されるインクジェット記録装置において、前記キャリアと前記リードスクリューフォロワーとの間に弾性部材を備え、前記キャリアを前記ガイド部材に弾性保持することを特徴とするインクジェット記録装置。