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
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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
【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)。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005332052A JP2007136792A (ja) | 2005-11-16 | 2005-11-16 | キャリッジ支持機構及び液体噴射装置と記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=38200232
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104070840A (zh) * | 2013-03-27 | 2014-10-01 | 精工爱普生株式会社 | 记录装置 |
JP2016221728A (ja) * | 2015-05-27 | 2016-12-28 | キヤノン株式会社 | キャリッジ装置およびこれを備えた装置 |
CN108237782A (zh) * | 2016-12-27 | 2018-07-03 | 精工爱普生株式会社 | 移动体支承装置以及印刷装置 |
JP2018199554A (ja) * | 2017-05-26 | 2018-12-20 | セイコーエプソン株式会社 | 搬送装置、印刷装置 |
-
2005
- 2005-11-16 JP JP2005332052A patent/JP2007136792A/ja not_active Withdrawn
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