JP2007176120A - キャリッジ駆動装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高さを低くして小型化を図ったキャリッジ駆動装置を得る。
【解決手段】歯付き駆動プーリ６４及び従動プーリ６８の間に張設されたタイミングベルト７２を備え、また、タイミングベルト７２に係止され、往復動可能に支持されたキャリッジ２０と、歯付き駆動プーリ６４及び従動プーリ６８の回転中心が平坦面５６に略垂直に配置されたフレーム５０とを備える。歯付き駆動プーリ６４は平坦面５６と反対側にのみフランジ６４ｂが設けられ、タイミングベルト７２のずれを規制する規制突起６０ｄをタイミングベルト７２の側面に向かって平坦面５６から突き出して形成した。また、規制突起６０ｄは平坦面５６とタイミングベルト７２の側面との間に配置された係合爪４８や係止部５８ａ等の突出物よりも高く形成した。モータ６２とフレーム５０との間に板状のスペーサ６０を介装すると共に、スペーサ６０に規制突起６０ｄを形成した。
【選択図】 図５

Description

本発明は、記録ヘット等が搭載されたキャリッジを、モータにより駆動されるタイミングベルトを介して、往復動するキャリッジ駆動装置及びそのキャリッジ駆動装置を用いた画像形成装置に関する。

従来より、画像形成装置では、記録ヘッド等を搭載したキャリッジを往復動させるキャリッジ駆動装置が用いられており、このようなキャリッジ駆動装置として、特許文献１にあるように、フレームに設けられたガイド部材にキャリッジを往復動可能に支持する。そして、ガイド部材の平坦面に配置した歯付き駆動プーリと従動プーリとの間にタイミングベルトを張設し、このタイミングベルトにキャリッジを係止する。駆動プーリをモータにより駆動して、キャリッジを往復動させている。
特開２００５−２４６９０７号公報

こうした従来のものでは、図９に示すように、製造が容易であることから、歯付き駆動プーリ１００には平坦面１０２と反対側にのみフランジ１０４が設けられたものが用いられ、ガイド部材１０６に取り付けられた駆動モータ１０８の駆動軸に歯付き駆動プーリ１００が取り付けられている。そして、歯付き駆動プーリ１００と図示しない従動プーリとの間にタイミングベルト１１０が張設されている。

しかしながら、片側にのみフランジ１０４が設けられた歯付き駆動プーリ１００を駆動モータ１０８により回転駆動すると、タイミングベルト１１０がフランジ１０４のない平坦面１０２側に、図９に二点鎖線で示すように、移動する場合がある。平坦面１０２には、種々の突出物、例えば、ガイド部材１０６とフレーム本体１１２とを接続するための係止爪１１４や図示しない拍車を回転可能に支持するホルダをガイド部材１０６に挿着するさいの係止部１１６等が突き出している。

タイミングベルト１１０が、図９に二点鎖線で示すように、平坦面１０２側に移動した際でも、これらの突出物にこすれて、損傷しないようにするために、タイミングベルト１１０と突出物との間に十分な間隔を空けている。このため、平坦面１０２からの歯付き駆動プーリ１００やタイミングベルト１１０の高さが高くなり、キャリッジ駆動装置が大型化してしまうという問題があった。

本発明の課題は、高さを低くして小型化を図ったキャリッジ駆動装置及び画像形成装置を提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、モータにより回転駆動される歯付き駆動プーリと、回転可能に支持された従動プーリと、前記歯付き駆動プーリ及び前記従動プーリの間に張設されたタイミングベルトと、前記タイミングベルトに係止され、往復動可能に支持されたキャリッジと、前記歯付き駆動プーリ及び前記従動プーリの回転中心が平坦面に略垂直に配置されたフレームとを備え、前記モータを駆動して前記キャリッジを移動するキャリッジ駆動装置において、前記歯付き駆動プーリは前記平坦面と反対側にのみフランジが設けられ、前記タイミングベルトのずれを規制する規制突起を前記タイミングベルトの側面に向かって前記平坦面から突き出して形成し、前記規制突起は前記平坦面と前記タイミングベルトの側面との間に配置された突出物よりも高く形成されたことを特徴とするキャリッジ駆動装置がそれである。

前記規制突起は、前記フレームと別体に形成されて、前記フレームに取り付けた構成としてもよい。また、前記規制突起は、前記モータの近傍に配置した構成が好ましい。更に、前記規制突起はプレス成形されると共に、前記規制突起の先端を円弧状に形成した構成としてもよい。前記モータと前記フレームとの間に板状のスペーサを介装すると共に、前記スペーサに前記規制突起を形成した構成としてもよい。また、画像形成装置が、前述したキャリッジ駆動装置を備え、前記キャリッジに記録ヘッドを搭載した構成としてもよい。

本発明のキャリッジ駆動装置は、タイミングベルトのずれを規制する規制突起を設けたので、タイミングベルトの側面が規制突起に接触して、それ以上のずれが防止され、タイミングベルトが突出物に接触して損傷するのを防止できると共に、タイミングベルトをより平坦面に近づけて配置することができ、平坦面からの高さを低くできるので、小型化できるという効果を奏する。

規制突起をフレームと別体に形成して、フレームに取り付けると、規制突起の形成が容易となる。また、規制突起をモータの近傍に設けることにより、有効にタイミングベルトのずれを防止できる。更に、規制突起をプレス成形し、先端を円弧状に形成することにより、容易に形成することができると共に、タイミングベルトの側面が接触することによるタイミングベルトの損傷を防止できる。

モータとフレームとの間にスペーサを介装して、スペーサに規制突起を形成することにより、スペーサの厚さの分、モータの位置が下がり、平坦面からの歯付き駆動プーリの高さを容易に下げることができ、規制突起の形成も容易である。しかも、これらのキャリッジ駆動装置は画像形成装置に好適に適用できる。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明のインクジェット式の記録ヘッドが備えられた画像形成装置の斜視図、図２は本実施形態の画像形成装置の要部断面図である。

本実施形態の画像形成装置１は、プリンタ機能、コピー機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能を備えた多機能装置（ＭＦＤ：Multi Function Device ）であり、図１に示すように、画像形成装置１における記録装置本体となる合成樹脂製の射出成形品からなるハウジング２の底部には、その前側の開口部２ａから着脱可能な用紙トレイ４が配置されている。

本実施形態では、用紙トレイ４は、用紙としての例えばＡ４サイズ、レターサイズ、Ｂ５サイズ、はがきサイズ等にカットされた用紙をその短辺が用紙搬送方向と直交する方向に延びるようにして複数枚積層されて収納できる構成である。また、図２に示すように、用紙トレイ４の奥側には、用紙分離用の土手部６が配置されている。

箱型のメインフレーム８には、給紙アーム１０の基端部が上下方向に回動可能に装着され、この給紙アーム１０の下端に設けられた給紙ローラ１２と、土手部６とにより、用紙トレイ４に積層された用紙を一枚ずつ分離搬送する。分離された用紙は上横向きのＵターンパス（給送路）１４を介して用紙トレイ４の上側に設けられた印刷機構１６に給送される。印刷機構１６は、インクジェット式の記録ヘッド１８や、記録ヘッド１８が搭載されたキャリッジ２０を往復動させるキャリッジ駆動装置２１等からなる。

印刷機構１６にて記録された用紙がその記録面を上向きにして排出される排紙部２２は、用紙トレイ４の上側に形成されており、排紙部２２に連通する排紙口２２ａがハウジング２の前面の開口部２ａと共通にして開口されている。

ハウジング２内の印刷機構１６の上部には、コピー機能やファクシミリ機能における原稿読取などのための図示しない画像読取装置が配置されている。ハウジング２の上側には、図１に示すように、各種操作ボタン２４や液晶表示部２６等を備えた操作パネル部３０が設けられている。

用紙を記録ヘッド１８の下面に送るための一対のレジストローラ３４，３６がプラテン３８を挟んで搬送上流側に配置されており、印刷済みの用紙を排紙部２２に搬送するための排紙ローラ４０がプラテン３８の下流側に配置されている。

次に、印刷機構１６に用いられるキャリッジ駆動装置２１について詳細に説明する。図３は本実施形態のキャリッジ駆動装置２１の平面図、図４は本実施形態のキャリッジ駆動装置２１の斜視図、図５は本実施形態のキャリッジ駆動装置２１から記録ヘッド１８とキャリッジ２０を除いた斜視図、図６は本実施形態のフレームの拡大斜視図、図７は本実施形態のガイド部材の拡大斜視図、図８は本実施形態の駆動モータ、歯付き駆動プーリ、スペーサ、第１ガイド部材の取り付け関係を示す説明図である。

図３〜図７に示すように、フレーム本体４２は一枚の金属板を所定形状に打ち抜きした後、上向き開放の箱状に折曲形成したものである。また、フレーム本体４２の上側には、第１及び第２ガイド部材４４，４６が記録ヘッド１８が入り込めるように間を空けて取り付けられている。第１ガイド部材４４にはフレーム本体４２の複数の係合爪４８が挿通されて、フック部材４９が係合爪４８に掛けられることにより、フレーム本体４２と第１ガイド部材４４とが位置決めされて、固定されている。本実施形態では、フレーム本体４２、第１及び第２ガイド部材４４，４６によりフレーム５０が構成されている。

第１及び第２ガイド部材４４，４６には、キャリッジ２０に搭載された記録ヘッド１８の下面（ノズルが形成されたヘッド面）と平行な水平摺動面５１，５２が形成されている。また、第１ガイド部材４４における用紙搬送方向の上流側を上向き屈曲させたほぼ垂直なガイド片５３には、用紙搬送方向と直交する垂直摺動面５４がガイド片５３の両側に形成されている。

記録ヘッド１８が搭載されたキャリッジ２０は、第１及び第２ガイド部材４４，４６に跨がって設けられ、水平摺動面５１，５２と垂直摺動面５４とに摺動可能に摺接されて、フレーム５０に往復動可能に支持されている。

第１ガイド部材４４には、水平摺動面５１と垂直摺動面５４との間に、用紙搬送方向と直交する方向に沿って、平坦面５６が設けられている。第１ガイド部材４４に挿通された前述した係合爪４８が平坦面５６から突出しており、また、図示しない拍車を回転可能に支持した拍車ホルダ５８の係止部５８ａが第１ガイド部材４４の挿入孔４４ａに挿通されて、係止部５８ａが平坦面５６から突出されている。

第１ガイド部材４４には、用紙搬送方向と直交する方向の一方の端側に、かつ、図６〜図８に示すように、平坦面５６と反対側に、板状のスペーサ６０を介して、駆動モータ６２が取り付けられている。

図８に示すように、駆動モータ６２の駆動軸６２ａには、歯付き駆動プーリ６４が嵌着されている。歯付き駆動プーリ６４は歯部６４ａとフランジ６４ｂとを備え、フランジ６４ｂは平坦面５６と反対側にのみ設けられている。

図６〜図８に示すように、第１ガイド部材４４とスペーサ６０とには、駆動モータ６２の口金部６２ｂが嵌合される嵌合孔４４ｂ，６０ａがそれぞれ穿設されている。第１ガイド部材４４とスペーサ６０とが重ね合わされて、嵌合孔４４ｂ，６０ａに口金部６２ｂが挿入され、第１ガイド部材４４とスペーサ６０とにそれぞれ形成された取付孔４４ｃ，６０ｂに、ビス６６が挿入され、第１ガイド部材４４、スペーサ６０、駆動モータ６２が一体的に固定されている。これにより、歯付き駆動プーリ６４の回転中心が平坦面５６に略垂直となるようにフレーム５０に配置される。

また、第１ガイド部材４４には、用紙搬送方向と直交する方向の他方の端側に、従動プーリ６８が配置されており、従動プーリ６８はテンション付与機構７０に回転可能に支持されると共に、テンション付与機構７０を介して第１ガイド部材４４に取り付けられている。テンション付与機構７０は歯付き駆動プーリ６４の回転中心と平行に従動プーリ６８を回転可能に支持すると共に、歯付き駆動プーリ６４から従動プーリ６８が離間する方向にばね等により付勢している。これにより、従動プーリ６８の回転中心が平坦面５６に略垂直となるようにフレーム５０に配置される。

歯付き駆動プーリ６４と従動プーリ６８との間には、リング無端状のタイミングベルト７２（歯付きベルト）が張設されている。前述したテンション付与機構７０により、タイミングベルト７２には適度な張力が付与される。尚、本実施形態では、従動プーリ６８は両側にフランジが設けられているものを用いている。

タイミングベルト７２は歯付き駆動プーリ６４と従動プーリ６８との間に張設されることにより、用紙搬送方向を横切って、歯付き駆動プーリ６４と従動プーリ６８との両側に、用紙搬送方向の上流側と下流側とに張り渡される。この用紙搬送方向の上流側のタイミングベルト７２の一部を、キャリッジ２０に取り付けられた係止部材７４が挟持するようにして、キャリッジ２０がタイミングベルト７２に係止されている。

また、スペーサ６０に立設された支柱６０ｃと、従動プーリ６８側の第１ガイド部材４４の端に支持された支柱７６との間には、用紙搬送方向と直交して、帯状のエンコーダストリップ７８が張設されている。

一方、スペーサ６０には、駆動モータ６２の近傍に、山型状の規制突起６０ｄが第１ガイド部材４４側に突き出して形成されており、第１ガイド部材４４にはスペーサ６０を第１ガイド部材４４に取り付けた際に、規制突起６０ｄが挿入される挿入孔４４ｄが穿設されている。

本実施形態は、スペーサ６０は板材をプレス成形して形成されており、嵌合孔６０ａ、取付孔６０ｂ、支柱６０ｃ、規制突起６０ｄがプレス成形により形成されている。規制突起６０ｄはプレス成形により舌片状に切り込みが形成されて「く」の字に屈曲され、第１ガイド部材４４側に突き出でた山型状に形成され、規制突起６０ｄの山型状の先端は円弧状の滑らかな曲線となるように形成されている。

スペーサ６０を平坦面５６と反端側の面の第１ガイド部材４４に取り付けた際に、規制突起６０ｄが挿入孔４４ｄを通って平坦面５６から突き出るように形成されている。また、規制突起６０ｄは、歯付き駆動プーリ６４と従動プーリ６８との間に張設されるタイミングベルト７２の下流側の下側に、即ち、本実施形態では、係止部材７４が係止されるタイミングベルト７２と対向する側のタイミングベルト７２の下側に配置されて、このタイミングベルト７２の側面に向かって平坦面５６から突き出されている。

更に、規制突起６０ｄの平坦面５６から突き出している高さは、平坦面５６から飛び出している係合爪４８や係止部５８ａなどの突出物の高さよりも少し高く形成されている。この対象となる突出物は、タイミングベルト７２が平坦面５６側にずれたときに、タイミングベルト７２の側面が接触するものであり、平坦面５６とタイミングベルト７２の側面との間に配置されているものが該当する。

次に、前述した本実施形態のキャリッジ駆動装置２１の作動について、画像形成装置１の作動と共に説明する。
まず、用紙を用紙トレイ４にセットして、用紙トレイ４を開口部２ａから挿入して装着する。そして、用紙トレイ４に積層された用紙は、給紙ローラ１２により、最上層の用紙が搬送方向に分離搬送される。用紙の先端がレジストローラ３４，３６のニップ部に突き当たり、一旦、停止されると共に、用紙の斜行が補正される。

次に、駆動側のレジストローラ３４を搬送方向に回転させ、用紙を所定量搬送し、用紙を所定位置まで搬送させる頭出し動作を行なう。そして、印刷する際には、駆動側のレジストローラ３４を搬送方向に回転させ、用紙を搬送方向に送給する。

用紙の搬送に合わせて、駆動モータ６２を駆動して、歯付き駆動プーリ６４、タイミングベルト７２を介してキャリッジ２０を垂直摺動面５４に沿って往復動させると共に、記録ヘッド１８からインク滴を吐出して画像を用紙に形成する。

キャリッジ２０を往復動する際、駆動モータ６２により歯付き駆動プーリ６４が回転されて、タイミングベルト７２が回転される。タイミングベルト７２が回転されて、何らかの原因により、タイミングベルト７２が平坦面５６に接近するようにずれる場合がある。タイミングベルト７２が平坦面５６側にずれても、タイミングベルト７２の側面が規制突起６０ｄに接触して、それ以上のずれが防止される。従って、タイミングベルト７２が係合爪４８や係止部５８ａなどの突出物に接触して損傷するのを防止できる。

規制突起６０ｄを設けたことにより、タイミングベルト７２をより平坦面５６側に近づけて配置することができ、平坦面５６からの高さを低くできる。よって、キャリッジ駆動装置２１を小型化できる。また、規制突起６０ｄの先端は円弧状に形成されているので、タイミングベルト７２の側面が接触して擦れても、タイミングベルト７２の損傷を防止できる。更に、規制突起６０ｄをフレーム５０とは別体の小さなスペーサ６０に形成したので、容易に形成でき、しかも、プレス成形も容易にできる。

従動プーリ６８にはタイミングベルト７２に対応した歯部を形成する必要がないので、両側にフランジを設けていても製造は容易である。これに対して、歯付き駆動プーリ６４は歯部６４ａを形成しなければならないので、両側にフランジを形成すると製造が容易でないので、片側のみにフランジ６４ｂを設けて、歯付き駆動プーリ６４の製造を容易にしている。

従って、従動プーリ６８側では、タイミングベルト７２が平坦面５６側にずれる現象は生じないので、規制突起６０ｄを駆動モータ６２の近傍に設けることにより、有効にタイミングベルト７２のずれを防止できる。

駆動モータ６２と第１ガイド部材４４との間にスペーサ６０を介装したので、スペーサ６０の厚さの分、駆動モータ６２の位置が下がり、従って、平坦面５６からの歯付き駆動プーリ６４の高さを容易に下げることができ、規制突起６０ｄを形成することにより、タイミングベルト７２を平坦面５６側に近づけても、駆動モータ６２の形状を変更する必要なく、従来のものを使用できる。

また、本実施形態では、タイミングベルト７２の下流側の下側に規制突起６０ｄを設けたが、これは、係止部材７４が係止されるタイミングベルト７２側は係止部材７４によりタイミングベルト７２のずれが防止される。しかし、キャリッジ２０が従動プーリ６８側に移動したときには、係止部材７４と歯付き駆動プーリ６４との距離が長くなる。そこで、この場合、上流側のタイミングベルト７２が平坦面５６側にずれるおそれがある場合には、タイミングベルト７２の上流側に規制突起６０ｄを配置してもよい。

本発明の一実施形態としてのインクジェット式の記録ヘッドが備えられた画像形成装置の斜視図である。 本実施形態の画像形成装置の要部断面図である。 本実施形態のキャリッジ駆動装置の平面図である。 本実施形態のキャリッジ駆動装置の斜視図である。 本実施形態のキャリッジ駆動装置から記録ヘッドとキャリッジを除いた斜視図である。 本実施形態のフレームの拡大斜視図である。 本実施形態の第１ガイド部材とスペーサとの拡大斜視図である。 本実施形態の駆動モータ、歯付き駆動プーリ、スペーサ、第１ガイド部材の取り付け関係を示す説明図である。 従来の駆動モータ、歯付き駆動プーリ、ガイド部材の取り付け関係を示す説明図である。

符号の説明

１…画像形成装置 ２…ハウジング
４…用紙トレイ １２…給紙ローラ
１６…印刷機構 １８…記録ヘッド
２０…キャリッジ ２１…キャリッジ駆動装置
３４，３６…レジストローラ
３８…プラテン ４２，１１２…フレーム本体
４４…第１ガイド部材 ４６…第２ガイド部材
４８，１１４…係合爪 ５０…フレーム
５１，５２…水平摺動面 ５４…垂直摺動面
５６，１０２…平坦面 ５８…拍車ホルダ
５８ａ，１１６…係止部 ６０…スペーサ
６０ａ…嵌合孔 ６０ｂ…取付孔
６０ｃ…支柱 ６０ｄ…規制突起
６２，１０８…駆動モータ ６４，１００…歯付き駆動プーリ
６４ａ…歯部 ６４ｂ，１０４…フランジ
６８…従動プーリ ７０…テンション付与機構
７２，１１０…タイミングベルト

Claims (6)

1. モータにより回転駆動される歯付き駆動プーリと、
   回転可能に支持された従動プーリと、
   前記歯付き駆動プーリ及び前記従動プーリの間に張設されたタイミングベルトと、
   前記タイミングベルトに係止され、往復動可能に支持されたキャリッジと、
   前記歯付き駆動プーリ及び前記従動プーリの回転中心が平坦面に略垂直に配置されたフレームとを備え、前記モータを駆動して前記キャリッジを移動するキャリッジ駆動装置において、
   前記歯付き駆動プーリは前記平坦面と反対側にのみフランジが設けられ、
   前記タイミングベルトのずれを規制する規制突起を前記タイミングベルトの側面に向かって前記平坦面から突き出して形成し、前記規制突起は前記平坦面と前記タイミングベルトの側面との間に配置された突出物よりも高く形成されたことを特徴とするキャリッジ駆動装置。
2. 前記規制突起は、前記フレームと別体に形成されて、前記フレームに取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載のキャリッジ駆動装置。
3. 前記規制突起は、前記モータの近傍に配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャリッジ駆動装置。
4. 前記規制突起はプレス成形されると共に、前記規制突起の先端を円弧状に形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のキャリッジ駆動装置。
5. 前記モータと前記フレームとの間に板状のスペーサを介装すると共に、前記スペーサに前記規制突起を形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載のキャリッジ駆動装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかの前記キャリッジ駆動装置を備え、前記キャリッジには記録ヘッドが搭載されていることを特徴とする画像形成装置。