JP2007136971A - プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】プリンタにおいて、印刷ヘッドの往復動作時の振動の発生を抑えながら、製作コストが安い板状フレームを用いてキャリアを移動自在に案内させる。
【解決手段】印刷ヘッド４を保持するキャリア６が主走査方向Ｘに沿って駆動されるプリンタ１において、キャリア６の案内機構７が、キャリア６を挟んで前後に配置された２枚の板状フレーム１７、１８を備える。各板状フレームは、上下に４５度の角度で傾斜された平面１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂを有する。キャリア６は、印刷ヘッド４が収容されたボックス状構造体であり、４つの角部から斜め４５度の角度で突設されたアーム部９に、それぞれ２個のローラ部材１１が回転自在に支持される。各ローラ部材１１は、それぞれ前記傾斜平面に接した状態で回転される。キャリア６は、板状フレーム１７、１８によって前後及び上下から挟み込まれるように保持されることによって振動を抑制された状態で移動される。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタに関し、詳しくは印刷ヘッドを保持するキャリアが案内機構によって主走査方向に沿って移動自在に支持されたプリンタに関する。

用紙上に印刷のためのインクを吐出する印刷ヘッドと、印刷ヘッドを保持するキャリアと、キャリアを主走査方向に沿って移動自在に案内する案内機構と、キャリアを主走査方向に沿って往復動作させる駆動機構と、用紙を副走査方向に送る用紙の送り機構と、を備えたプリンタが知られている。

上述のプリンタでは、鮮明な印刷品質を得るために、印刷ヘッドを保持するキャリアは、主走査方向に沿った直線上を振動やがたつき等を生じることなく滑らかに往復動作されなければならない。特に、写真等の高精彩な画像を鮮明に印刷するためには、印刷ヘッドの振動は可能な限り小さく抑えられることが望ましい。そのために、従来、キャリアの主走査方向に沿う案内機構として表面が高精度に加工された金属シャフトが多く用いられている。

例えば、キャリアの主走査方向に沿う案内機構としてガイドシャフトが用いられ、該ガイドシャフトに対するキャリアの付勢力（押し付け力）が切替え自在に構成されたシリアルプリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のシリアルプリンタでは、ガイドシャフトに対するキャリアの付勢力を印字モード、キャリアの移動速度等に応じて切替えることによって、キャリアの往復駆動用モータに不必要な負荷を掛けることなく印刷画質を良好に保つことができる。

また、キャリアを案内するガイドロッドとして、その外周に螺旋状の切込みが形成されたものを採用することによって、キャリアの振動を低減することができる画像形成装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−１３８３９１号公報 特開２００５−２１２４５９号公報

ところが、上述のようにキャリアが、キャリアを貫く１本の金属シャフトによって案内される構造では、キャリアの往復動作時に生じる振動の大きさは、金属シャフト自体の真直度とか表面の滑らかさに大きく依存するので、金属シャフトに要求される加工の精度が極めて高くなる。キャリアの振動を充分に小さくするためには、金属シャフトの加工に要する工程やコスト等が嵩み、ひいてはプリンタ全体の製造コストを押し上げることになる。また、振動を抑えるためには、高精度に加工された金属シャフトを受けるためのキャリア側の軸受けも、同様に高精度な品質が要求され、そのことによってもプリンタ全体の製造コストが押し上げられる。

そこで、本発明の発明者は、キャリアを案内させる構造として、金属シャフトに代えて加工に要する工程やコストが格段に少なくて済む板金材を用いることに想到し、種々検討を行った。ところが、従来用いられていた断面円形の金属シャフトを、板金材を組合わせて作成した細長い角柱状のシャフトに置き換え、その角柱状のシャフトをキャリアに貫通させて設けるだけでは、角柱状シャフトの断面方向における耐振動特性が方向によって異なる等の理由により、キャリアを振動が充分に少ない状態で案内することが困難であることが判明した。

本発明は、キャリアが、キャリアの前後に配置された板状フレームによって前後及び上下方向から挟み込むようにして保持されるように構成することにより、印刷ヘッドの振動の発生を充分に抑えながら、高コストになり勝ちな金属シャフトに代えて、比較的コスト安く製作が可能な板状フレームを用いてキャリアを移動自在に案内させることができ、ひいては全体の製造コストを下げることが可能なプリンタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、用紙上に印刷のためのインクを吐出する印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドを保持するキャリアと、前記キャリアを主走査方向に沿って移動自在に案内する案内機構と、前記キャリアを前記主走査方向に沿って往復動作させる駆動機構と、前記用紙を副走査方向に送る用紙の送り機構と、を備えたプリンタにおいて、前記案内機構が、前記キャリアを挟んで前記副走査方向における前後に配置され、前記主走査方向に沿って延びる２枚の板状フレームを持ち、この板状フレームのそれぞれは、上下に前記キャリアから遠ざかる方向に略４５度の角度で傾斜された平面を有し、前記キャリアは、前記板状フレームの傾斜された平面上に接して該キャリアを支持するローラ部材を持ち、前記ローラ部材が前記案内機構の傾斜平面に案内されて、振動が抑えられた状態で往復移動自在とされていることを特徴とする。

請求項２の発明は、用紙上に印刷のためのインクを吐出する印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドを保持するキャリアと、前記キャリアを主走査方向に沿って移動自在に案内する案内機構と、前記キャリアを前記主走査方向に沿って往復動作させる駆動機構と、前記用紙を副走査方向に送る用紙の送り機構と、を備えたプリンタにおいて、前記案内機構が、前記キャリアを挟んで前記副走査方向における前後に配置され、前記主走査方向に沿って延びる板状フレームを持ち、この板状フレームは、上下に前記キャリアから遠ざかる方向に傾斜された平面を有し、前記キャリアは、前記板状フレームの傾斜された平面上に接し、又は非接触状態で該キャリアを支持する保持部材を持ち、前記保持部材が前記案内機構の傾斜平面に案内されて、振動が抑えられた状態で往復移動自在とされていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記板状フレームの傾斜された平面は、該板状フレーム自体を屈曲して形成されることを特徴とする。

本発明によれば、プリンタにおいて、キャリアが、キャリアの前後に配置された板状フレームによって前後及び上下方向から挟み込むようにして保持されるように構成することによって、印刷ヘッドの振動の発生を充分に抑えながら、高コストになり勝ちな金属シャフトに代えて、比較的コスト安く製作が可能な板状フレームを用いてキャリアを移動自在に案内させることができ、ひいては全体の製造コストを下げることができる。

以下、本発明の最良の実施形態に係るプリンタについて、図１乃至図３を参照して説明する。本実施形態のプリンタ１は、図１に全体の概略構造が示されるように直方形状の筐体２を有し、筐体２の後部において供給された用紙３が筐体２の中を前方へ送られる間に、左右方向（主走査方向）Ｘに往復駆動される印刷ヘッド４によって表面に文字、図形、写真画像等を印刷され、印刷された用紙３が筐体２の前部の排出口５から排出されるように構成されている。印刷ヘッド４が往復駆動される主走査方向Ｘに直交し、筐体２の中で用紙３が送られる方向が副走査方向Ｙである。

筐体２の中には、印刷ヘッド４を保持するキャリア６を主走査方向Ｘに沿って移動自在に案内する案内機構７と、同じくキャリア６を主走査方向Ｘに沿って往復動作させる駆動機構８と、用紙３を副走査方向Ｙに送る複数のローラとその駆動モータ等から構成される用紙の送り機構と、が備えられている。

キャリア６は、内部に印刷ヘッド４が収容可能になったボックス形状の構造体であり、図２に側面視が示されるように、この構造体の４つの角部からそれぞれ斜め４５度の角度で傾斜されたアーム部９が突設されている。各アーム部９には、図１及び図３に示されるように、それぞれ２個のローラ部材１１が、回転軸１２をアーム部９の突出方向（斜め４５度）と平行になるようにして軸受１３により回転自在に支持されている。そして、これらのローラ部材１１が後述する案内機構７の板状フレームに接することによってキャリア６が主走査方向Ｘに沿って移動自在に支持される。

駆動機構８は、例えば、図１に示されるように、駆動モータ（不図示）によって回転される駆動タイミングプーリ１４と、従動タイミングプーリ１５と、両タイミングプーリ１４、１５間に巻回され、１箇所がキャリア６に連結されたタイミングベルト１６とから構成される。

次に、キャリアの案内機構７について説明する。キャリアの案内機構７は、図１に示されるように、キャリア６を挟んで副走査方向Ｙにおける前後に配置された主走査方向（筐体２の左右方向）Ｘに沿って延びる２枚の板状フレーム１７、１８を備える。この板状フレーム１７、１８のそれぞれは、上下にキャリア６から遠ざかる方向に斜め４５度の角度で傾斜された平面（以下、傾斜平面という）１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂを有する。各傾斜平面１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂは、板状フレーム１７、１８自体を屈曲して形成される。

上記のように構成された実施形態のプリンタ１におけるキャリア６の動作について以下説明する。印刷ヘッド４を保持するキャリア６は、上述のとおり、斜め４５度に傾斜された回転軸１２を有するローラ部材１１が、板状フレーム１７、１８の４５度に傾斜された平面１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂに隙間無く接することによって、板状フレーム１７、１８に安定して支持される。そして、キャリア６は、駆動機構８のタイミングベルト１６が駆動されることによって、ローラ部材１１が各傾斜平面１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂに接した状態を保ったまま回転し、板状フレーム１７、１８に沿った方向（主走査方向）Ｘに往復動作される。

傾斜平面１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂは、表面に起伏や凹凸等が無い滑らかな平面に形成されており、その傾斜平面と同一の傾斜（４５度）を持った回転軸１２のローラ部材１１が傾斜平面１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂに接すると共に回転するので、キャリア６は、振動が抑えられた状態で主走査方向Ｘに沿って往復動作される。

また、４つの傾斜平面１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂの角度がいずれも４５度であるので、各ローラ部材１１から傾斜平面１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂへ及ぼす力の傾斜平面に沿う分力が、いずれもキャリア６の重心方向へ向かう力になるので、そのことによってもキャリア６に生じる振動が抑制される。換言すれば、キャリア６が、前後に配置された板状フレーム１７、１８によって前後及び上下方向から挟み込まれるようになるので、キャリア６に生じる振動が抑制される。

例えば、板状フレーム１７、１８の上部の傾斜平面１７ａ、１８ａについて考察すると、ローラ部材１１から傾斜平面１７ａ、１８ａに及ぼす力Ｆの傾斜平面に沿った分力Ｆｈは、図２に示されるように、キャリア６の重心方向へ向かう互いに逆向きで、かつ同じ大きさの力になるので、キャリア６に生じる振動が抑制される。

なお、傾斜平面１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂの角度が４５度以外の角度（例えば、３０度、６０度等）の場合でも、０度に近い小さな角度や９０度に近い大きな角度を除いて、上記の振動を抑える作用は奏される。つまり、例えば板状フレーム１７、１８が実質的に平板と看做せる程度の小さな傾斜角度の場合は、キャリア６を上下から挟み込む力の成分が小さくなるので、主走査方向Ｘに沿って移動するときのキャリア６の上下方向の振動が発生する可能性が大きくなる。また、傾斜角度がほぼ９０度に近い大きな角度の場合には、傾斜平面１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂに沿った分力が小さくなるので（キャリア６を前後から挟み込む力の成分が小さくなるので）、キャリア６の副走査方向Ｙにおける振動が発生する可能性が大きくなる。

また、ローラ部材１１の回転軸１２のアーム部９への取り付けが、例えば図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるような振動を吸収する構造であれば、主走査方向Ｘに沿って移動するときのキャリア６の振動がさらに抑制される。つまり、ローラ部材１１の回転軸１２のアーム部９への取り付けを、アーム部９に一端を固定された板バネ１９の自由端１９ａによってローラ部材１１の回転軸１２を上方から弾性的に支持させる構造とする。

上記の構造では、ローラ部材１１が接する傾斜平面１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂに僅かな凹凸がある場合に、その凹凸によって引き起こされるローラ部材１１の振動が直接キャリア６に伝達されることが防止され、キャリア６の振動がさらに抑制される。

さらに、キャリア６を板状フレーム１７、１８に支持させる構造については、ローラ部材１１に代えて、ボール部材や滑り軸受等の種々の保持部材を採用することが可能であり、永久磁石を用いて非接触状態で支持させることもできる。

永久磁石を用いて非接触状態で支持させる構造としては、キャリア６のアーム部９の傾斜平面１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂに対向する面に永久磁石（保持部材）が固定され、傾斜平面１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂ側には、キャリア６側の永久磁石と反発する永久磁石が固定される。

以上のように、本実施形態のプリンタでは、印刷ヘッド４の往復動作時の振動の発生を充分に抑えながら、高コストになり勝ちな金属シャフトに代えて、比較的コスト安く製作が可能な板状フレーム１７、１８を用いてキャリア６を移動自在に案内させることができ、プリンタ全体の製造コストを下げることができる。

本発明の一実施形態に係るプリンタの概略構造を示す斜視図。 同プリンタにおけるキャリア及びキャリアの案内機構を示す側面図。 同プリンタにおけるキャリアのアーム部の一部断面側面図。 （ａ）は、同プリンタにおけるローラ部材のアーム部への支持構造の変形例の側面図、（ｂ）は同変形例の平面図。

符号の説明

１ プリンタ
３ 用紙
４ 印刷ヘッド
６ キャリア
７ 案内機構
８ 駆動機構
１１ ローラ部材（保持部材）
１７ 板状フレーム
１７ａ 傾斜平面
１７ｂ 傾斜平面
１８ 板状フレーム
１８ａ 傾斜平面
１８ｂ 傾斜平面
Ｘ 主走査方向
Ｙ 副走査方向

Claims (3)

1. 用紙上に印刷のためのインクを吐出する印刷ヘッドと、
   前記印刷ヘッドを保持するキャリアと、
   前記キャリアを主走査方向に沿って移動自在に案内する案内機構と、
   前記キャリアを前記主走査方向に沿って往復動作させる駆動機構と、
   前記用紙を副走査方向に送る用紙の送り機構と、を備えたプリンタにおいて、
   前記案内機構が、前記キャリアを挟んで前記副走査方向における前後に配置され、前記主走査方向に沿って延びる２枚の板状フレームを持ち、この板状フレームのそれぞれは、上下に前記キャリアから遠ざかる方向に略４５度の角度で傾斜された平面を有し、
   前記キャリアは、前記板状フレームの傾斜された平面上に接して該キャリアを支持するローラ部材を持ち、前記ローラ部材が前記案内機構の傾斜平面に案内されて、振動が抑えられた状態で往復移動自在とされていることを特徴とするプリンタ。
2. 用紙上に印刷のためのインクを吐出する印刷ヘッドと、
   前記印刷ヘッドを保持するキャリアと、
   前記キャリアを主走査方向に沿って移動自在に案内する案内機構と、
   前記キャリアを前記主走査方向に沿って往復動作させる駆動機構と、
   前記用紙を副走査方向に送る用紙の送り機構と、を備えたプリンタにおいて、
   前記案内機構が、前記キャリアを挟んで前記副走査方向における前後に配置され、前記主走査方向に沿って延びる板状フレームを持ち、この板状フレームは、上下に前記キャリアから遠ざかる方向に傾斜された平面を有し、
   前記キャリアは、前記板状フレームの傾斜された平面上に接し、又は非接触状態で該キャリアを支持する保持部材を持ち、前記保持部材が前記案内機構の傾斜平面に案内されて、振動が抑えられた状態で往復移動自在とされていることを特徴とするプリンタ。
3. 前記板状フレームの傾斜された平面は、該板状フレーム自体を屈曲して形成されることを特徴とする請求項２に記載のプリンタ。

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