JP2007136792A - キャリッジ支持機構及び液体噴射装置と記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリッジの加速移動時に発生するキャリッジガイド軸に対する負荷を低減することができるキャリッジ支持機構及びそのキャリッジ支持機構を備えた液体噴射装置と記録装置を提供することにある。
【解決手段】キャリッジ２０１のガイド軸２０４の少なくとも背面側上部周面２０４ｂに当接する部位２３１が斜面に形成され、当該ブッシュ傾斜面２３１の傾斜角θが前記キャリッジの移動加速度に基づいて決定されているキャリッジブッシュ２３０を備える。これにより、キャリッジの加速移動時に発生するキャリッジ支持機構のキャリッジガイド軸に対する負荷をキャリッジの自重で低減させることができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、液体噴射装置の噴射ヘッドを搭載して走査するキャリッジのガイド軸に対する支持機構及びそのキャリッジ支持機構を備えた液体噴射装置と記録装置に関する。

例えば、記録装置の１つであるシリアル方式のインクジェット式プリンタは、紙送りローラとその従動ローラが被記録媒体の１つとしての用紙を挟持してプラテンへ搬送しつつ、記録ヘッドを搭載したキャリッジが搬送直交方向、即ち主走査方向に配設されたキャリッジガイド軸に沿って往復移動する。そして、このときに記録ヘッドがプラテン上の用紙に対してインクを吐出して記録するようになっている（特許文献１参照）。

特開平１０−３３７９２４号公報

上述したインクジェット式プリンタには、用紙のサイズがＪＩＳ規格のＡ２判という比較的大きなサイズの用紙に記録を実行可能なものがある。このようなインクジェット式プリンタのキャリッジやキャリッジガイド軸は比較的大型であるので、それらの自重によりキャリッジガイド軸が撓み、記録ヘッドと用紙とのギャップが変化して記録精度が低下するおそれがある。そこで、キャリッジガイド軸を中支えする支持軸と共にメインフレームに固定して上記撓みを防止することが考えられる。

この場合、キャリッジには、キャリッジガイド軸に対する支持機構として中支え支持軸と干渉しない開放型のキャリッジブッシュが取り付けられる。このキャリッジブッシュは、キャリッジガイド軸とのガタ防止のために、バネ等の弾性体によりキャリッジガイド軸に常に接触させておく必要がある。ところが、このような構成を採ると、特にキャリッジの加速移動時にキャリッジブッシュのキャリッジガイド軸に対する負荷が増すので、出力の大きなキャリッジモータを使用しなければならなくなる。

本発明は、上記のような種々の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、キャリッジの加速移動時に発生するキャリッジガイド軸に対する負荷を低減することができるキャリッジ支持機構及びそのキャリッジ支持機構を備えた液体噴射装置と記録装置を提供することにある。

上記目的達成のため、本発明のキャリッジ支持機構では、液体噴射装置の噴射ヘッドを搭載して走査するキャリッジのガイド軸に対する支持機構において、前記ガイド軸の少なくとも背面側上部周面に当接する部位が斜面に形成され、当該斜面の傾斜角が前記キャリッジの移動加速度に基づいて決定されていることを特徴としている。これにより、キャリッジの加速移動時に発生するキャリッジ支持機構のキャリッジガイド軸に対する負荷をキャリッジの自重で低減させることができる。

また、前記斜面の傾斜角は、当該斜面に働く摩擦力が当該斜面に平行に働く静的な力と動的な力との差よりも大きくなるようにして決定されることを特徴としている。これにより、キャリッジ支持機構をキャリッジガイド軸に常に接触させておくことができるので、キャリッジ支持機構とキャリッジガイド軸とのガタを防止することができる。

また、前記斜面は、前記キャリッジの自重を移動加速時における浮き上がり抑止力に変換する機能を有していることを特徴としている。これにより、キャリッジ支持機構とキャリッジガイド軸とのガタを簡易な構成で防止することができる。また、前記ガイド軸は、前記液体噴射装置のメインフレームに添設された支持フレームにより中支えされていることを特徴としている。これにより、特に開放型のキャリッジ支持機構で生じ易いキャリッジガイド軸とのガタを防止することができる。

上記目的達成のため、本発明の液体噴射装置では、被噴射媒体に液体を噴射する液体噴射装置であって、上記各キャリッジ支持機構を備えたことを特徴としている。また、本発明の記録装置では、被記録媒体に記録する記録装置であって、上記各キャリッジ支持機構を備えたことを特徴としている。これにより、上記各作用効果を奏する液体噴射装置又は記録装置を提供することができる。

本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１及び図２は、本発明の一実施の形態に係る記録装置の１つであるインクジェット式プリンタの外観構成の全体を斜め前方及び後方から見た斜視図、図３は、その内部構成の概略を示す斜視図、図４は、その内部構成の概略を示す断面側面図である。このインクジェット式プリンタ１００は、例えばＬ判／２Ｌ判、ハガキ、ＪＩＳ規格のＡ４判、Ａ３判ノビ、Ａ２判等のサイズの単票紙（以下、単に用紙（被噴射媒体）という）にインク（液体）により記録することができる機能を備えている。

このインクジェット式プリンタ１００は、図１及び図２に示すように、全体が略直方体状のハウジング１０１で覆われている。そして、ハウジング１０１の図１に示す上面右前側には操作部１１０が配設され、図１に示す上面左前側にはカートリッジ収納部１２０が配設されている。更に、図１に示す上面後側には第１リア給紙部１３０が配設され、図２に示す背面側には第２リア給紙部１４０が配設されている。そして、図１に示す前面側には排紙部１５０とフロント給紙部１６０が配設され、図１に示す前面右側には廃インク回収部１７０が配設されている。また、このインクジェット式プリンタ１００の内部には、図３及び図４に示す用紙搬送部１８０、図２及び図４に示す制御部１９０と、図３及び図４に示す本発明の特徴的な部分を含む記録部２００が配設されている。

そして、図１及び図２に示すように、ハウジング１０１の上面における操作部１１０及びカートリッジ収納部１２０と第１リア給紙部１３０との間には、矩形状の開口部１０３が形成されている。この開口部１０３は、略矩形平板状のプリンタカバー２１０によって覆われている。プリンタカバー２１０は、後端の回動軸を中心に図示矢印ａ方向に回動可能に取り付けられている。ユーザは、プリンタカバー２１０を持ち上げて開口部１０３を開放することにより、開口部１０３を通して用紙搬送部１８０や記録部２００等の内部機構のメンテナンス作業等を簡易に行うことができる。

操作部１１０は、図１及び図２に示すように、略矩形状の操作パネル１１１を備え、この操作パネル１１１の略中央部に操作状態等を表示する液晶パネル１１２が配設され、この液晶パネル１１２の両側にパワーをオン・オフするパワー系、用紙の頭出し等を操作したりインクのフラッシング等を操作する操作系、画像処理等を行う処理系等のボタン１１３が配設されている。ユーザは、液晶パネル１１２を見て確認しながらボタン１１３を操作することができるので、誤操作を防止することができる。

カートリッジ収納部１２０は、図１及び図２に示すように、印刷用の各色（本例では９色）のインクを貯留している図３及び図４に示すインクカートリッジ１２１が抜き差し可能に収納されている。このカートリッジ収納部１２０は、断面がＬ字状のカートリッジカバー１２２によって覆われている。カートリッジカバー１２２は、後端の回動軸を中心に図示矢印ｂ方向に回動可能に取り付けられている。ユーザは、カートリッジカバー１２２を持ち上げてカートリッジ収納部１２０を開放することにより、インクカートリッジ１２１を簡易に交換等することができるので、作業効率を向上させることができる。

第１リア給紙部１３０は、自動給紙（ＡＳＦ）用であり、図１及び図２に示すように、上方に向かって矩形状に開口した第１給紙口１３１を開閉する機能と、給紙する用紙を１枚もしくは複数枚サポートする機能を併せ持った４段構造の第１ペーパーサポート１３２を備えている。この第１ペーパーサポート１３２は、後端の回動軸を中心に図示矢印ｃ方向に回動可能に取り付けられている。この第１リア給紙部１３０で給紙される用紙は、比較的薄手の用紙（例えば、厚さ０．０８ｍｍ〜０．２７ｍｍ程度の普通紙や写真用紙等）が使用される。

ユーザは、インクジェット式プリンタ１００の使用前においては、第１ペーパーサポート１３２の図示手前中央に設けられた穴１３２ａに指を掛けて第１ペーパーサポート１３２を持ち上げて多段部分を引き出すことによりセッティングが完了するので、着脱式のペーパーサポートの場合に必要な保管や管理等が不要となる。更に、多段構造の第１ペーパーサポート１３２であるので、種々のサイズの給紙する用紙を確実にサポートすることができる。また、インクジェット式プリンタ１００の使用後においては、第１ペーパーサポート１３２を多段部分を押し込んで閉じることにより第１給紙口１３１を塞ぐことができるので、プリンタ本体内への埃の侵入を防止することができると共に、第１ペーパーサポート１３２をコンパクトに格納しておくことができる。

第２リア給紙部１４０は、手差し給紙用であり、図２に示すように、後方に向かって矩形状に開口した第２給紙口１４１を開閉する機能と、給紙する用紙を１枚サポートする機能を併せ持った２段構造の第２ペーパーサポート１４２を備えている。この第２ペーパーサポート１４２は、下端の回動軸を中心に図示矢印ｄ方向に回動可能に取り付けられている。この第２リア給紙部１４０で給紙される用紙は、第１リア給紙部１３０における搬送角度で給紙できない厚さの用紙（例えば、厚さ０．２９ｍｍ〜０．４８ｍｍ程度の画材用紙や専用紙等）が使用される。更に、第１リア給紙部１３０は自動給紙（ＡＳＦ）用であることから給紙ローラ８２で用紙をピックアップするので、この給紙ローラ８２に紙粉が付着して蓄積されると、給紙ローラ８２に滑りが生じて給紙不良を引き起こすおそれがある。そのため、紙粉が発生し易い用紙（例えば、厚さ０．４８ｍｍ程度のＶｅｌｖｅｔ Ｆｉｎｅ Ａｒｔ Ｐａｐｅｒや厚さ０．４６ｍｍ程度のＵｌｔｒａ Ｓｍｏｏｔｈ Ｆｉｎｅ Ａｒｔ Ｐａｐｅｒ）についても、第２リア給紙部１４０で手差し給紙させる必要がある。

ユーザは、インクジェット式プリンタ１００の使用前においては、第２ペーパーサポート１４２の図示上部に指を掛けて第２ペーパーサポート１４２を押し下げて多段部分を引き出すことによりセッティングが完了するので、着脱式のペーパーサポートの場合に必要な保管や管理等が不要となる。更に、多段構造の第２ペーパーサポート１４２であるので、種々のサイズの給紙する用紙を確実にサポートすることができる。また、インクジェット式プリンタ１００の使用後においては、第２ペーパーサポート１４２を多段部分を押し込んで閉じることにより第２給紙口１４１を塞ぐことができるので、プリンタ本体内への埃の侵入を防止することができると共に、第２ペーパーサポート１４２をコンパクトに格納しておくことができる。

排紙部１５０は、図１に示すように、前方に向かって矩形状に開口した排紙口１５１を開閉する機能と、排紙される用紙を１枚もしくは複数枚スタックする機能を併せ持った図３に示す第１スタッカ５１と第２スタッカ５２の２段構造のスタッカ１５２を備えている。第１スタッカ５１は、第２スタッカ５２の先端側で回動軸を中心に図示矢印ｅ方向に回動可能に取り付けられている。第２スタッカ５２は、排紙口１５１に対して斜め上下に平行移動して突出・格納可能なように取り付けられている。

ユーザは、インクジェット式プリンタ１００の使用前においては、第１スタッカ５１の上部に指を掛け第１スタッカ５１を手前に回動させて排紙口１５１を開け、第１スタッカ５１の先端を指で摘んで引き出し第２スタッカ５２を斜め上方へ平行移動させて突出させることによりセッティングが完了するので、着脱式のスタッカの場合に必要な保管や管理等が不要となる。更に、多段構造のスタッカ１５２であるので、種々のサイズの排紙される用紙を確実に積層載置することができ、また、記録後の用紙は常に前面側から排紙されるので、ユーザは用紙を容易に取り出すことができる。また、インクジェット式プリンタ１００の使用後においては、第１スタッカ５１の先端を手で押し込むことにより第２スタッカ５２を斜め下方へ平行移動させて格納すると共に、第１スタッカ５１に手を添えて第１スタッカ５１を後方へ回動させて排紙口１５１を塞ぐことができるので、プリンタ本体内への埃の侵入を防止することができると共に、スタッカ１５２をコンパクトに格納しておくことができる。

フロント給紙部１６０は、手差し給紙用であり、図３に示すように、排紙口１５１におけるスタッカ１５２の上方に配設された給紙トレイ１６１を備えている。この給紙トレイ１６１は、排紙口１５１に対して水平に移動可能に設けられている。このフロント給紙部１６０で給紙される用紙は、搬送時に折り曲げることが不可能な比較的厚手の用紙（例えば、厚さ１．２ｍｍ程度のマットボード紙等）が使用される。

ユーザは、インクジェット式プリンタ１００の使用前においては、給紙トレイ１６１の先端を軽く押し込むことにより、給紙トレイ１６１のストッパが外れて給紙トレイ１６１が排紙口１５１から突出する。また、インクジェット式プリンタ１００の使用後においては、給紙トレイ１６１の先端を軽く押し込むことにより、給紙トレイ１６１のストッパが掛かって給紙トレイ１６１が排紙口１５１内に格納される。従って、給紙トレイ１６１の配設スペース効率を高めることができる。

廃インク回収部１７０は、図１〜図３に示すように、廃インク等を貯留する廃インクタンク１７１が抜き差し可能に収納されている。この廃インクタンク１７１は、記録ヘッド２０２のクリーニング処理時やインクカートリッジの交換時に廃棄される廃インク等を貯留する。ユーザは、廃インクタンク１７１に廃インク等が一杯に溜まったときは、その廃インクタンク１７１を引き出して新しい廃インクタンク１７１を差し込むのみで良いので、廃インクタンク１７１の交換作業を簡易に行うことができる。

用紙搬送部１８０は、図３及び図４に示すように、第１リア給紙部１３０及び第２リア給紙部１４０から排紙部１５０に掛けて配設されており、自動給紙機構１８１、搬送機構１８２、排紙機構１８３を備えている。自動給紙機構１８１は、図４に示すように、第１ペーパーサポート１３２にサポートされている用紙を給送するために持ち上げるホッパ８１、このホッパ８１により持ち上げられた用紙を取り出す給紙ローラ８２、この給紙ローラ８２により重送された用紙を１枚のみに分離するリタードローラ８３、このリタードローラ８３により分離された残りの用紙をホッパ８１へ戻す紙戻しレバー８４等を備えている。

ホッパ８１は、用紙が載置可能な平板状に形成されて後壁と略平行に配設されており、下端が給紙ローラ８２の近傍に位置し、上端が後壁頂部に近接して位置するように配設されている。そして、ホッパ８１は、後壁に一端が取り付けられた図示しない圧縮バネの他端が下端側の裏面に取り付けられており、この圧縮バネの伸縮により上端側を中心に下端側が旋回するように配設されている。

給紙ローラ８２は、断面の一部が切り欠かれたＤ字状に形成されてホッパ８１の下端近傍に配設されており、間欠的に回転してホッパ８１により持ち上げられた用紙を摩擦給送するようになっている。リタードローラ８３は、給紙ローラ８２と当接可能に配設されており、給紙ローラ８２により用紙が重送されたときに最上層の用紙のみを下層の用紙から摩擦分離するようになっている。紙戻しレバー８４は、爪状に形成されて給紙ローラ８２の近傍に配設されており、リタードローラ８３により分離された下層の用紙を爪に掛けてホッパ８１へ戻すようになっている。

搬送機構１８２は、図４に示すように、記録動作に同期して副走査方向に用紙を送る紙送りローラ８５とその従動ローラ８６等が配設されている。紙送りローラ８５は、プラテン２０３の搬送上流側に配設されており、給紙ローラ８２により給送される用紙を従動ローラ８６と共に挟持してプラテン２０３へ送り出すようになっている。

排紙機構１８３は、図４に示すように、排紙ローラ８７と第１ギザローラ８８ａ及び第２ギザローラ８８ｂ等を備えている。第１ギザローラ８８ａは、プラテン２０３の搬送下流側に配設され、第２ギザローラ８８ｂと排紙ローラ８７は、第１ギザローラ８８ａの搬送下流側に対向配設されており、プラテン２０３を通過してくる用紙を先ず第１ギザローラ８８ａで排送し、続いて第２ギザローラ８８ｂと排紙ローラ８７で挟持してスタッカ１５２上へ排紙するようになっている。尚、第１ギザローラ８８ａ及び第２ギザローラ８８ｂは、図示しない同一の保持部材により保持されている。

制御部１９０は、図４に示すように、プリンタコントローラを構成するメイン基板１９１を備えている。このメイン基板１９１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ等の制御素子や記憶素子、及びその他の各種回路素子が装着されている。そして、プリントエンジンを構成する用紙搬送部１８０や記録部２００等を制御するようになっている。

記録部（液体噴射装置）２００には、図４に示すように、本発明の特徴的な部分を含む記録動作に同期して主走査方向に移動するキャリッジ２０１と、記録動作に同期してインクを吐出する記録ヘッド２０２、記録時の用紙を平坦に保持するプラテン２０３、キャリッジ２０１の移動を案内するキャリッジガイド軸２０４、キャリッジガイド軸２０４を支持するキャリッジガイド軸支持機構２２０等が配設されている。

キャリッジ２０１は、図３に示すように、プラテン２０３の上方でキャリッジガイド軸２０４に貫装されてキャリッジベルト２０５に連結されており、図示しないキャリッジモータによってキャリッジベルト２０５が作動すると、キャリッジベルト２０５の動きに連行され、キャリッジガイド軸２０４に案内されて往復移動するようになっている。このキャリッジ２０１は、キャリッジガイド軸２０４に対して本発明の特徴的な部分である開放型のキャリッジブッシュ（キャリッジ支持機構）２３０（図９参照）で支持されており、この詳細については後述する。

記録ヘッド２０２は、図４に示すように、プラテン２０３と所定の間隔が空くようにしてキャリッジ２０１に搭載されており、２種類のブラック、例えばフォトブラックとマットブラックのインクと、イエロー、シアン、ライトシアン、マゼンタ、ライトマゼンタ、グレー、レッドの７色のインクをそれぞれ吐出することができる。即ち、記録ヘッド２０２は、圧力発生室とそれに繋がるノズル開口がノズルプレートに設けられており、圧力発生室内にインクを貯留して所定圧で加圧することにより、ノズル開口から用紙に向けてコントロールされた大きさのインク滴を吐出するようになっている。プラテン２０３は、矩形平板状に形成され、紙送りローラ８５と排紙ローラ８７の間であって記録ヘッド２０２と対向するように配設されており、搬送されてくる用紙を面支持するようになっている。

図５は、上記キャリッジガイド軸支持機構２２０とその周辺部を前面側から見た斜視図、図６は、それを背面側から見た斜視図、図７は、キャリッジガイド軸支持機構２２０の平面図、図８は、その側面図である。このキャリッジガイド軸支持機構２２０は、キャリッジガイド軸２０４を中支えするキャリッジフレーム（支持フレーム）２２１と、キャリッジガイド軸２０４の平行度を調整するキャリッジ調整カム２２２を備えている。そして、キャリッジガイド軸支持機構２２０は、主走査方向に配設されているメインフレーム１０２の前面側に取り付けられている。

キャリッジフレーム２２１は、断面がコの字の帯板状（以下、コの字の内側面をフレーム前面、コの字の外側面をフレーム背面という）に形成されており、長手方向に等間隔でフレーム前面側に凸状であって先端に穴の開いた中支え部２２１ａが複数（この例では５つ）形成されている。そして、キャリッジガイド軸２０４は、その周面に上記中支え部２２１ａに対応させて図示しないネジ穴が穿設されており、フレーム背面側から中支え部２２１ａを貫通させたネジ２０４ａにより固定されている。

更に、キャリッジフレーム２２１は、両端側に孔２２１ｂ、２２１ｃが穿孔されていると共に、一端側の孔２２１ｂから上へ所定間隔を空けて軸穴２２１ｄが穿設され、他端側の孔２２１ｃから上へ所定間隔を空けて係止爪２２１ｅがフレーム背面側に突設されている。一方、メインフレーム１０２は、キャリッジフレーム２２１の上記両端側に対応する位置が前面側に矩形状に凸となる凸部１０２ａとして絞り加工されている。各凸部１０２ａには、キャリッジフレーム２２１の孔２２１ｂ、２２１ｃに対応する位置にネジ穴１０２ｂ、１０２ｃが穿設され、キャリッジフレーム２２１の軸穴２２１ｄ及び係止爪２２１ｅに対応する位置に軸穴１０２ｄ及び長穴１０２ｅが穿設されている。

そして、キャリッジフレーム２２１は、軸穴２２１ｄ、１０２ｄに旋回軸２２１ｆが貫装されると共に、係止爪２２１ｅが長穴１０２ｅに係止されており、旋回軸２２１ｆを中心にメインフレーム１０２の前面に沿って係止爪２２１ｅが長穴１０２ｅの両端と当接可能な範囲内で旋回可能に取り付けられている。更に、キャリッジフレーム２２１は、フレーム前面側から各孔２２１ｂ、２２１ｃを貫通して各ネジ穴１０２ｂ、１０２ｃに螺合されるネジ２２１ｇにより固定自在となっている。

キャリッジ調整カム２２２は、円盤状の当接部２２２ａと、この当接部２２２ａと一体化された扇盤状の調節部２２２ｂを備えている。当接部２２２ａは、中心から偏心した位置に回転軸穴２２２ｃが穿設されている。また、調節部２２２ｂは、略中心に円弧状の長穴２２２ｄが穿設され、周面にノッチ２２２ｅが形成されている。そして、キャリッジ調整カム２２２は、当接部２２２ａの周面がメインフレーム１０２に取り付けられたキャリッジフレーム２２１の他端側下面に当接するように、回転軸穴２２２ｃとメインフレーム１０２に穿設された軸穴１０２ｆに回転軸２２２ｆが貫装されて取り付けられている。また、長穴２２２ｄには、メインフレーム１０２に穿設されたネジ穴１０２ｇに螺合してキャリッジ調整カム２２２を固定するネジ２２２ｇが挿入されている。ノッチ２２２ｅには、メインフレーム１０２に取り付けられた図示しない爪が噛み合わされており、ラチェットとして機能するようになっている。

このような構成のキャリッジガイド軸支持機構２２０によれば、キャリッジガイド軸２０４はキャリッジフレーム２２１に中支えされ、更にキャリッジフレーム２２１はメインフレーム１０２に添設されることになる。このため、メインフレーム１０２が自重やキャリッジ２０１の自重により撓んだとしても、その撓みはキャリッジフレーム２２１を介することになり、キャリッジガイド軸２０４に対する直接的な影響を殆ど無くすことができる。従って、記録ヘッド２０２とプラテン２０３上の用紙とのギャップや位置が変化することは無く、記録精度を高精度な状態に維持することができる。

特に、図６に示すように、メインフレーム１０２には、従動ローラ８６を紙送りローラ８５に押圧する捻りコイルバネ８６ａが、メインフレーム１０２を搬送逆方向に付勢するように取り付けられているため、上記付勢力によりメインフレーム１０２が撓むおそれがある。しかし、キャリッジフレーム２２１は、捻りコイルバネ８６ａの配設領域の両端で支持されているので、上記撓みはキャリッジフレーム２２１の両端間で発生することになり、キャリッジガイド軸２０４に対する影響を略無くすことができる。従って、記録ヘッド２０２とプラテン２０３上の用紙との位置が変化することは無く、記録精度を高精度な状態に維持することができる。

また、キャリッジフレーム２２１の各ネジ２２１ｇを緩めると共に、キャリッジ調整カム２２２のネジ２２２ｇを緩める。そして、キャリッジ調整カム２２２の当接部２２２ａを偏心回転させることにより、キャリッジフレーム２２１を旋回軸２２１ｆを中心にメインフレーム１０２の前面に沿って旋回させる。これにより、キャリッジガイド軸２０４が中支え部２２１ａを有する構造であっても、キャリッジガイド軸２０４とプラテン２０３との平行度を調整することができる。尚、キャリッジガイド軸２０４は中支え部２２１ａにより中支えされているので、軸径を従来よりも細くすることができ、キャリッジガイド軸２０４自体のコストを低減させることができる。次に、本発明の特徴的な部分であるキャリッジブッシュ２３０とその周辺部の詳細について、更に図を参照して説明する。

図９は、上記キャリッジブッシュ２３０とその周辺部を示す側面図、図１０は、その拡大図である。このキャリッジブッシュ２３０は、側面視略Ｃ字状の略円筒形状に形成された開放型のブッシュであり、キャリッジ２０１の背面側両端に開口側が後方を向くようにしてそれぞれ固定されている。これにより、キャリッジ２０１は、キャリッジブッシュ２３０を介してキャリッジガイド軸２０４に取り付けたときに、キャリッジフレーム２２１の中支え部２２１ａと干渉せずに主走査方向へ往復移動することができる。

このキャリッジブッシュ２３０は、内周面全体がキャリッジガイド軸２０４の外周面と接触する構成ではなく、内周面一部がキャリッジガイド軸２０４の背面側上部周面２０４ｂと前面側中部周面２０４ｃと下部周面２０４ｄとに接触する構成となっている。即ち、キャリッジブッシュ２３０は、開口側上部の内周面が記録ヘッド２０２のノズル形成面２０２ａに対して傾斜した斜面（以下、ブッシュ傾斜面２３１という）に形成され、開口側とは反対側の内周面がノズル形成面２０２ａに対して垂直な面（以下、ブッシュ垂直面２３２という）に形成され、開口側下部の内周面がキャリッジガイド軸２０４の外周面に沿う面（以下、ブッシュ円周面２３３という）に形成されている。そして、その他の内周面はキャリッジガイド軸２０４の外周面から逃げる面、即ちクリアランスを空けた面に形成されている。

このような構成のキャリッジブッシュ２３０によれば、ブッシュ傾斜面２３１はキャリッジガイド軸２０４の背面側上部周面２０４ｂと当接し、ブッシュ垂直面２３２はキャリッジガイド軸２０４の前面側中部周面２０４ｃと当接する。そして、ブッシュ円周面２３３は、キャリッジガイド軸２０４の外周面と単に接触しているのみであり、その他の内周面はキャリッジガイド軸２０４の外周面とは直接的には接触していない。尚、キャリッジ２０１をキャリッジブッシュ２３０のみで支持した場合は図示左回転してしまうので、キャリッジ２０１の最上部に設けられている支持部２０１ａがメインフレーム１０２と接触して上記回転を防止している。

ここで、解決課題でも述べたように、キャリッジブッシュ２３０は、キャリッジガイド軸２０４とのガタ防止のために、キャリッジガイド軸２０４に常に接触させておく必要があるが、特にキャリッジ２０１の加速移動時にキャリッジブッシュ２３０のキャリッジガイド軸２０４に対する負荷が増すので対策する必要がある。そこで、本実施形態では、上記負荷を低減するために、キャリッジブッシュ２３０の内周面全体がキャリッジガイド軸２０４の外周面と接触する構成ではなく、ブッシュ傾斜面２３１とブッシュ垂直面２３２のみがキャリッジガイド軸２０４の背面側上部周面２０４ｂと前面側中部周面２０４ｃに当接する構成となっている。以下、この原理について図を参照して説明する。

図１１は、キャリッジ２０１の加速移動時に発生するキャリッジブッシュ２３０のキャリッジガイド軸２０４に対する負荷の低減を説明する図である。尚、図示矢印の力の方向は説明のために便宜上示すものであり、実際は逆方向になる場合もある。先ず、図１１（Ａ）を参照して静的な力の関係について説明する。キャリッジ２０１の重心Ｇに掛かる自重Ｆ０は、ブッシュ傾斜面２３１とキャリッジガイド軸２０４の背面側上部周面２０４ｂとの当接部Ｐ１と、ブッシュ垂直面２３２とキャリッジガイド軸２０４の前面側中部周面２０４ｃとの当接部Ｐ２と、キャリッジ２０１の最上部に設けられている支持部２０１ａとメインフレーム１０２との当接部Ｐ３とに掛かる。尚、ブッシュ円周面２３３は、キャリッジガイド軸２０４の外周面と単に接触しているのみであり、キャリッジ２０１の自重Ｆ０は殆ど掛かっていない。

キャリッジ２０１の重心Ｇに掛かる自重をＦ０、各当接部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に掛かる力をそれぞれＦ１、Ｆ２、Ｆ３、キャリッジガイド軸２０４の軸中心Ｃとキャリッジ２０１の重心Ｇ、各当接部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３との距離をそれぞれｄ０、ｄ１、ｄ２、ｄ３とすると、力の釣り合い式とモーメントの釣り合い式から次式（１）、（２）が導かれる。
Ｆ０＋Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＝０・・・（１）
Ｆ０・ｄ０＋Ｆ１・ｄ１＋Ｆ２・ｄ２＋Ｆ３・ｄ３＝０・・・（２）
上記各式（１）、（２）から、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３を算出する。一方、ブッシュ傾斜面２３１の傾斜角（記録ヘッド２０２のノズル形成面２０２ａからの角度）をθとすると、Ｆ１のブッシュ傾斜面２３１に対し鉛直方向の分力Ｆ１１と平行方向の分力Ｆ１２は次式（３）、（４）で表される。
Ｆ１１＝Ｆ１ｃｏｓθ・・・（３）
Ｆ１２＝Ｆ１ｓｉｎθ・・・（４）
次に、図１１（Ｂ）を参照して動的な力の関係について説明する。キャリッジ２０１が図示矢印ａで示す主走査方向に加速度αで移動を開始したとき、即ちキャリッジ２０１の重心Ｇに移動加速度αが掛かると、キャリッジ２０１は図示左側のキャリッジブッシュ２３０を中心に図示右回転しようとする。このため、キャリッジ２０１の重心Ｇには、図示左側のキャリッジブッシュ２３０における当接部Ｐ２とキャリッジ２０１の重心Ｇとを結ぶ線に垂直な方向にＦ４の力が掛かり、図示右側のキャリッジブッシュ２３０の当接部Ｐ２には、キャリッジガイド軸２０４の軸Ｃに垂直な方向にＦ５の力が掛かる。

ここで、図示左側のキャリッジブッシュ２３０における当接部Ｐ２とキャリッジ２０１の重心Ｇ、図示右側のキャリッジブッシュ２３０の当接部Ｐ２との距離をそれぞれｄ４、ｄ５とすると、運動方程式及びモーメントの釣り合い式から次式（５）、（６）が導かれるので、各式（５）、（６）から、Ｆ４、Ｆ５を算出する。
Ｆ４＝Ｆ０・α・・・（５）
Ｆ４・ｄ４＋Ｆ５・ｄ５＝０・・・（６）
以上求めたＦ２及びＦ５のブッシュ傾斜面２３１に対し平行方向の分力Ｆ２５は次式（７）で表される。従って、次式（８）で示すように、キャリッジブッシュ２３０のブッシュ傾斜面２３１とキャリッジガイド軸２０４の背面側上部周面２０４ｂとの間に働く摩擦係数をμとしたとき、その摩擦力Ｆ１１・μがブッシュ傾斜面２３１に対し平行方向の分力Ｆ２５よりも十分に大きくなるようにθを決定することにより、キャリッジ２０１の加速移動時に発生するキャリッジブッシュ２３０のキャリッジガイド軸２０４に対する負荷を低減することができる。
Ｆ２５＝（Ｆ２−Ｆ５）ｃｏｓθ・・・（７）
Ｆ１１・μ＞＞Ｆ２５・・・（８）
以上のように、本実施形態のインクジェット式プリンタ１００によれば、キャリッジブッシュ２３０におけるキャリッジガイド軸２０４の少なくとも背面側上部周面２０４ｂに当接する部位２３１が斜面に形成され、このブッシュ傾斜面２３１の傾斜角θがキャリッジ２０１の移動加速度αに基づいて決定されているので、キャリッジ２０１の加速移動時に発生するキャリッジブッシュ２３０のキャリッジガイド軸２０４に対する負荷をキャリッジの自重Ｆ０で低減させることができる。

また、ブッシュ傾斜面２３１の傾斜角θは、当該斜面に働く摩擦力Ｆ１１・μが当該斜面に平行に働く静的な力Ｆ２ｃｏｓθと動的な力Ｆ５ｃｏｓθとの差よりも大きくなるようにして決定されるので、キャリッジブッシュ２３０をキャリッジガイド軸２０４に常に接触させておくことができ、キャリッジブッシュ２３０とキャリッジガイド軸２０４とのガタを防止することができる。

また、ブッシュ傾斜面２３１は、キャリッジ２０１の自重Ｆ０を移動加速時における浮き上がり抑止力に変換する機能を有しているので、キャリッジブッシュ２３０とキャリッジガイド軸２０４とのガタを簡易かつ安価な構成で防止することができる。また、キャリッジガイド軸２０４は、メインフレーム１０２に添設されたキャリッジフレーム２２１の中支え部２０４ａにより中支えされているので、特に開放型のキャリッジブッシュ２３０で生じ易いキャリッジガイド軸２０４とのガタを防止することができる。尚、上述した実施形態では、キャリッジブッシュ２３０を開放型としたが、リング状の閉塞型であっても同様に適用することができる。

記録装置としてインクジェット式プリンタを例に説明したが、記録装置であれば、例えばファクシミリ装置、コピー装置等であっても適用可能である。また、記録装置に限らず、インクに代えてその用途に対応する液体を液体噴射ヘッドから被噴射媒体に噴射して液体を被噴射媒体に付着させる液体噴射装置の意味として、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタ製造に用いる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイや面発光ディスプレイ（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド、精密ピペットとしての試料噴射ヘッド等を備えた装置にも適用可能である。

本発明の一実施の形態に係る記録装置の１つであるインクジェット式プリンタの外観構成の全体を斜め前方から見た斜視図である。 図１のプリンタの外観構成の全体を斜め後方から見た斜視図である。 図１のプリンタの内部構成の概略を示す斜視図である。 図１のプリンタの内部構成の概略を示す断面側面図である。 図１のプリンタのキャリッジガイド軸支持機構とその周辺部を前面側から見た斜視図である。 図５を背面側から見た斜視図である。 図５のキャリッジガイド軸支持機構の平面図である。 図７の側面図である。 図１のプリンタのキャリッジブッシュとその周辺部を示す側面図である。 図９の拡大図である。 キャリッジの加速移動時に発生するキャリッジブッシュのキャリッジガイド軸に対する負荷の低減を説明する図である。

符号の説明

１００ インクジェット式プリンタ、１０１ ハウジング、１０２ メインフレーム、１１０ 操作部、１２０ カートリッジ収納部、１３０ 第１リア給紙部、１４０ 第２リア給紙部、１５０ 排紙部、１６０ フロント給紙部、１７０ 廃インク回収部、１８０ 用紙搬送部、１９０ 制御部、２００ 記録部、２０１ キャリッジ、２０２ 記録ヘッド、２０３ プラテン、２０４ キャリッジガイド軸、２１０ プリンタカバー、２２０ キャリッジガイド軸支持機構、２２１ キャリッジフレーム、２２１ａ 中支え部、２２２ キャリッジ調整カム、２３０ キャリッジブッシュ、２３１ ブッシュ傾斜面、２３２ ブッシュ垂直面

Claims (6)

1. 液体噴射装置の噴射ヘッドを搭載して走査するキャリッジのガイド軸に対する支持機構において、
   前記ガイド軸の少なくとも背面側上部周面に当接する部位が斜面に形成され、当該斜面の傾斜角が前記キャリッジの移動加速度に基づいて決定されていることを特徴とするキャリッジ支持機構。
2. 前記斜面の傾斜角は、当該斜面に働く摩擦力が当該斜面に平行に働く静的な力と動的な力との差よりも大きくなるようにして決定されることを特徴とする請求項１に記載のキャリッジ支持機構。
3. 前記斜面は、前記キャリッジの自重を移動加速時における浮き上がり抑止力に変換する機能を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のキャリッジ支持機構。
4. 前記ガイド軸は、前記液体噴射装置のメインフレームに添設された支持フレームにより中支えされていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のキャリッジ支持機構。
5. 被噴射媒体に液体を噴射する液体噴射装置であって、
   請求項１〜４の何れか一項に記載のキャリッジ支持機構を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
6. 被記録媒体に記録する記録装置であって、
   請求項１〜４の何れか一項に記載のキャリッジ支持機構を備えたことを特徴とする記録装置。
   

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