JP2009101581A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 着弾精度の向上、ムラの低減。
【解決手段】 サブレールの局所的な凹凸部をキャリッジが通ったとしても、キャリッジが回転する事が無いように、サブレールを挟み込んでいるコロのユニットと、キャリッジとの間にダンパー（ゴム、バネ等）を設ける。または、コロをゴムにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクを吐出するプリントヘッドを搭載したキャリッジが、記録媒体の搬送方向に対して垂直な方向に往復運動させることにより画像を形成する、インクジェット方式の画像形成装置である。

従来、2本の案内ガイドに沿ってキャリッジを移動させながら印字を行っていた。（例えば、特許文献１参照）
図５、図６および図７に示す通り、プリントヘッド・キャリッジ１１０は、プリンター・ハウジングまたはシャーシ１０４に取り付けられ、紙などの印刷媒体のプリンター内の移動通路を横切ってそれぞれ延びるスライダー・ロッド１０６とスライダー・バー１０８上をスライドする。この実施例においては、キャリッジ１１０は、該キャリッジの後部下部にある横方向に間隔を置いて設けられた２個のブッシング（ｂｕｓｈｉｎｇ）と、キャリッジ前部の１個のスライダー支持体とにより、スライダー・ロッド１０６上に支持される。

プリンター・キャリッジ１１０はまた、その後部下部に一体に形成されたキャリッジ駆動ベルト支持棚１４０と、このベルト支持棚の下側に配置された横長のスライダー・ロッド・リセプタクル１５０とを有する。キャリッジ１１０は、プリンター内に保持され、かつベルト１４２によって前後に引かれる。このベルト１４２は、キャリッジ１１０に結合され、かつスライダー・ロッドの上方にあるベルト支持棚１４０上に支持されている。キャリッジの位置は、光学エンコーダー・ストリップ１４１によって検知される。カートリッジは、後部を、スライダー・ロッド・リセプタクル１５０を貫いて延びる１本のスライダー・ロッド１０６（図６に仮想線をもって示す）により支持され、そして前部を、水平方向に延びる平坦なキャリッジ支持面を有するスライダー・バー１０８（図６に仮想線をもって示す）により支持される。またスライダー・バー１０８は、キャリッジ１１０の前壁１２４上の、間隔をおいて設けられた一対のアッパー・スライダー・バー・キャリッジ・サポート・ボス１６２，１６４と、少なくとも１個のローワー（ｌｏｗｅｒ）・スライダー・バー・ガイド・ボス１６６の間に形成されるスライダー・バー・グルーブ１６０に受け入れられる。

アッパー・スライダー・バー・キャリッジ・サポート・ボス１６２，１６４のそれぞれは、交換可能なウエア・シュー１７０を収容することを目的として、垂直に延びるウエブ１６７と外側に向けて延びる水平のフランジ１６８を備えている。フランジ１６８の各々には小さな窪み１７２があり、これはウエア・シュー１７０の向かい合う２つのフランジに設けられている突起１７４を受けるためのものである（図８を参照）。この箇所には樹脂でつくられたチャンネル形の部分があり、このチャンネルによりウエア・シュー１７０はアッパー・ボス１６２，１６４の水平フランジ１６８上にスライドして入り、そこで突起１７４が窪み１７２に噛合うことにより、ウエア・シュー１７０がフランジ１６８に保持される。したがって、ウエア・シュー１７０は、突起１７４を軸にして動くことが可能であり、これによりスライダー・バーの断面形状の多少の変化に対応する調整がなされるので、ウエア・シュー１７０は交換する際に容易に取り外すことができる。

キャリッジの前壁のローワー・ボス１６６には、ボスの全長には延びていないアッパー・コンタクト・リップ１６９を設けるのが望ましい。このリップ１６９とウエア・シュー１７０の下面との間には隙間があり、この隙間に、図７に示すように、スライダー・バー１０８のアッパー・フランジが緊密にスライド可能に収容されている。
特開平０７−９６６４６号公報

しかしながら、従来のように2本の案内ガイドに沿ってキャリッジを移動させながら印字を行うと、スライダーロッドとスライダーバーをガイドとして移動するキャリッジにおいて、スライダーバーが、ビス締めの影響によりその部分だけへこんでしまったり、表面のキズや打恨等により、局所的に変形していたりすると、その部分をキャリッジが通るたびに、キャリッジはスライダーロッドを中心に回動してしまう。キャリッジがスライダーロッドを中心に回動すると、ヘッドの吐出方向も回転して着弾ズレを生じ、印字ムラやピッチムラ等、画像に悪影響を及ぼす。

そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、スライダーバーの局所的な変形部をキャリッジが通ったとしても、キャリッジが回転する事が無いように、スライダーバーを挟み込んでいる部材と、キャリッジとの間にダンパー（ゴム、バネ等）を設ける。または、コロをゴムにすることにより、正常な画像を形成する事ができる画像形成装置を提供することにある。

このため、本発明では、
プリントヘッドを備えたキャリッジが、主走査方向に伸びた２本以上の案内ガイドに沿って、移動しながら画像を形成する画像形成装置であって、少なくとも１本以上の案内ガイドを狭持する部材と、プリントヘッドとの間に緩衝機構を持ち、
プリントヘッドを備えたキャリッジが、主走査方向に伸びた２本以上の案内ガイドに沿って、移動しながら画像を形成する画像形成装置であって、少なくとも１本以上の案内ガイドを狭持する部材に弾性部材を使用したことを特徴とし、
プリントヘッドが信号に応じ、インクを噴射して記録を行うインクジェット記録方式であることを特徴とし、
記録手段がインク吐出用の熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えることによって、
前記目的を達成しようとしたものである。

以上説明したように、
プリントヘッドを備えたキャリッジが、主走査方向に伸びた２本以上のガイドに沿って、移動しながら画像を形成する画像形成装置であって、案内ガイドを狭持する部材と、プリントヘッドとの間にダンパ機構を設ける事により、ガイドの変形やガイド上に異物があったとしても、その影響をヘッドまで伝える事がないため、着弾ズレを生じさせない。

以下に、本発明の実施形態を、図に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明に係るキャリッジを備えた画像形成装置の側面断面図、図２は本発明に係るキャリッジを備えた画像形成装置の斜視図、図３は本発明に係るキャリッジを備えた画像形成装置の全体図、図４は本発明を適用したキャリッジの背面斜視図である。

先ず、装置全体の概略構成について説明する。図３に示すように、本体１はスタンド３に乗っており、本体１の中に、主要ユニットが収められている。本体１の中には、用紙を搬送するための図示していない搬送ユニット、用紙に所定の記録を行うためのキャリッジユニット２、キャリッジユニット２を回復するための図示していない回復ユニットと、印字をするためのインクを貯蔵する図示していないインクタンクユニットを有している。

本体１は、図示していないパソコンと接続されており、パソコンからの印字命令に従って用紙に所定の画像を形成する。

パソコンから印字命令が発令されると、まず、キャリッジユニット２は回復ユニットにて所定の回復動作をおこなう。次に、搬送ユニットより用紙をロードし印字の準備を行う。そして、キャリッジユニット２は、主走査方向に１往復移動しながら用紙の上に所定の吐出を行う。そして、搬送手段により、用紙を副走査方向に所定量搬送を行い、また、キャリッジユニット２は、主走査方向に１往復移動しながら用紙の上に所定の吐出を行う。この動作をこり返す事によって、画像を形成していく。

次に、図１より本発明の実施例を詳細に説明する。

先ず構成について説明する。

レールステイ８は、左側板１５と右側板１６に図示していないビスで固定されており、左側板１５と右側板１６の間は、下ステイ１７が接続されている。レールステイ８は、断面形状で箱型をしており、部分的に溶接、または、ビスで固定され、ねじれや曲げに対して強い剛性を持った形状をしている。レールステイ８の上面には、レール固定７を介してメインレール５が、メインレール５の下面から上面に向かって貫通しないタップを用いてビスで固定されている。タップのピッチは、メインレール５の長手方向にほぼ等間隔で配置されている。レール固定７もメインレール５の全領域をカバーするものではなく、ビスで固定される箇所に部分的に同一の形状のものが複数個存在している。

また、レールステイ８の上面には、サブレール固定９を介してサブレール６が、サブレール固定ビス２２でレールステイ８に固定されている。サブレール固定ビス２２は、サブレール６の上面からサブレール固定９を貫通し、レールステイ８に存在するタップを用いている。サブレール固定９も、レール固定７と同様に、サブレール６の下面を全領域カバーするものではなく、サブレール固定ビス２２で固定される箇所に部分的に、同一の形状のものが複数個存在している。

キャリッジ２は、トランスレーター４、プリントヘッド１９、メインレール５に勘合する軸受け２０、サブレール６を上下で挟み込むための一対のコロ（トランスレーターコロ１０と揺動コロ１１）、メインレール５に与圧をかけるためのスライダー１８、用紙に端部を検知したり、用紙の有無を検知したり、印字した画像を読み込んだりするためのメディアセンサー２１が存在する。

メインレール５に勘合している軸受け２０は、２箇所存在し、トランスレーター４の両サイド（ほぼ端と端）に軽圧入で差し込まれ、図示していない板金で、主走査方向に抜けないよう固定されている。メインレール５と軸受け２０のはめあいしろは、キャリッジ２がメインレール５上を主走査方向に移動する際の摺動負荷が重くなる事がないように設定する必要がある。ちなみに、５０μm以下に設定する事が望ましい。

サブレール６の下面と当接しながら回転するのがトランスレーターコロ１０で、主走査方向に２箇所距離を空けて配置され、このトランスレーターコロ１０は、例えば、ポリアセタールのようなモールド部材でできており、トランスレーターコロホルダ２７からでているボスにベアリングを介して圧入されている。サブレール６の上面と当接しながら回転するのが揺動コロ１１で、２箇所あるトランスレーターコロ１０と対をなして存在する。この揺動コロ１１は、例えば、ポリアセタールのようなモールド部材でできており、揺動コロホルダ１２のボスにベアリングを介して圧入されている。揺動コロホルダ１２は、トランスレーターコロホルダ２７のボスを支点として揺動するような構成になっており、コロバネ１３でサブレール６の上面を揺動コロ１１が圧接するようになっている。コロバネ１３は、一端がトランスレーターコロホルダ２７、もう一端は揺動コロホルダ１２で挟まれている。コロバネ１３の荷重は、サブレール６を確実に挟み込むことができる荷重に設定する必要がある。ちなみに、1500ｇ程度の荷重が望ましい。

揺動コロホルダ１２、陽動ころ１１、コロバネ１３、トランスレーターコロホルダ２７、トランスレーターコロ１０は、これらの部品で、コロユニット２８を構成していて、トランスレーター４とは、Ｚ方向に関して、バネＺ２４、ビスＺ２６で接続され、Ｙ方向に関して、バネＹ２３、ビス２５で接続されている。バネＺ２４、バネＹ２３の荷重は、揺動コロ１１、または、トランスレーターコロ１０がＺ方向に上下動したとしても、その変位をトランスレーター４に伝えさせないような荷重に設定する必要がある。

キャリッジ２のトランスレーターコロ１０は、サブレール６の下面と当接する事により、サブレール６の下面を基準面として構成されることになる。サブレール６のレールステイ８からの高さは、サブレール固定９の高さ寸法の精度によってのみ決まり、サブレール６の板圧公差を含むことが無い。

また、トランスレーター４はメインレール５を軸として揺動コロ１１がサブレール６の上面と離れる方向に回転する事はあっても、トランスレーターコロ１０が、トランスレーター４から出ているボスに圧入されているので、逆方向に回転する事は無い。つまり、トランスレーター４は、プラテン１４とこれ以上隙間が小さくなる事は無い。

スライダー１８は、トランスレーター４とメインレール５を勘合している軸受け２０のすぐ近傍に２箇所に設置され、トランスレーター４に固定されている。スライダー１８は、メインレール５に水平に、メインレール５を基準にキャリッジ２が左側（本体の正面から見ると手前側）に来るように、当接されている。また、スライダー１８は、図示していない板バネとモールド部材（例えば、高密度ポリエチレン等）で構成されていて、モールド部分がメインレール５にと当接する。板バネの荷重は、キャリッジ２が主走査方向に移動する際の摺動抵抗を増大させない程度の荷重である必要があり、例えば、５００ｇ程度×２の荷重が望ましい。

プリントヘッド１９は、トランスレーター４に着脱可能なように取り付けられている。図示していないヘッドレバーを操作することによりトランスレーター４からプリントヘッド１９が着脱可能となる。プリントヘッド１９は、ヘッドレバーを閉じた状態で、トランスレーター４にガタなく固定される。

メディアセンサー２１は、キャリッジ２の右側に配置されている。具体的には、トランスレーター２の右側に図示していないビスでがたつくことなくしっかりと固定されている。メディアセンサー２１は、キャリッジ２の左側に配置してもよく、装置全体のレイアウトを考えてどちらに配置するかを決めればよい。また、メディアセンサー２１は、メディアセンサー２１の最下面が、プリントヘッド１９の最下面より、１mm程度上に来るように配置してある。

続いて、画像を形成する動作について説明する。

キャリッジ２は、メインレール５とサブレール６に沿って主走査方向に往復移動する。その際、キャリッジ２に存在する軸受け２０はメインレール５と勘合した状態で、スライダー１８はメインレール５に与圧をかけて当接した状態で、さらに、トランスレーターコロ１０と揺動コロ１１はサブレール６を挟み込んで共に回転しながら主走査方向に往復移動する。そして、往復移動しながら図示していないパソコンからの印字命令に従い、プリントヘッド１９の各色のノズルよりインクを吐出させる。

しかしながら、サブレール６の表面は、必ずしも平面ではない。たとえば、サブレール６を個定するため、サブレール固定９を用い、サブレール固定ビス２２で固定するが、その際、サブレール固定ビス２２を締め付けることにより、サブレール６が、Ｚ方向にその部分だけ局所的に沈み込んでしまったり、また、サブレール６の上面あるいは、下面表面に、部分的にゴミが付着したり、印字の際、ヘッドから出るミストの影響により、サブレール６の上面あるいは、下面表面にミストが付着して、局所的に凸になってしまう場合もある。

このようなサブレール６の局所的な凹凸を揺動コロ１１や、トランスレーターコロ１０を通過すると、コロユニット２８は、その振動を受けるが、バネＺ２４とバネＹ２３によって、その振動をトランスレーター４に伝えることはない。つまり、その振動は、トランスレーター４に伝わらないため、プリントヘッド１９にも伝わる事はないため、印字に影響する事がない。

このバネＸ２４、バネＹ２３の効果は、スピードに依存するところが大きく、本実施形態のように、高速（３３．３インチ/ｓｅｃ以上）でキャリッジ２を移動させて印字を行うような場合、その効果は、絶大である。

また、別の実施形態として、バネＺ２４、バネＹ２３に変わりに、弾性体を用いてもよく、ゴム部材や、スポンジ部材をトランスレーター４と、コロユニット２８の間に入れても同様の効果を得ることができる。

さらに、揺動コロ１１とトランスレーターコロ１０を弾性体で構成しても良く、たとえば、モールド部材の変わりにゴム部材を用いても同様の効果を得ることができる。

本発明に係るキャリッジを備えた画像形成装置の側面断面図。 本発明に係るキャリッジを備えた画像形成装置の斜視図。 本発明に係るキャリッジを備えた画像形成装置の全体図。 本発明を適用したキャリッジの背面斜視図。 従来例を示す、シャーシとキャリッジ支持体の構成要素の配置を概略的に示した斜視図。 従来例を示す、それぞれ仮想線をもって示したスライダー・ロッドとスライダー・バー上をスライドするように取り付けられる本発明によるプリンター／プロッター・キャリッジの、右下から見た斜視図。 従来例を示す、スライダー・ロッドとスライダー・バー支持体の断面を示した、図６のキャリッジの側面図。 従来例を示す、キャリッジに備えられるスライダー・シューの拡大図。

符号の説明

１ 本体
２ キャリッジユニット
３ スタンド
４ トランスレーター
５ メインレール
６ サブレール
７ レール固定
８ レールステイ
９ サブレール固定
１０ トランスレーターコロ
１１ 揺動コロ
１２ 揺動コロホルダ
１３ コロバネ
１４ プラテン
１５ 左側板
１６ 右側板
１７ 下ステイ
１８ スライダー
１９ プリントヘッド
２０ 軸受け
２１ メディアセンサ
２２ サブレール固定ビス
２３ バネＹ
２４ バネＸ
２５ ビスＹ
２６ ビスＺ
２７ トランスレーターコロホルダ
２８ コロユニット
１０４ シャーシ
１０６ スライダー・ロッド
１０８ スライダー・バー
１００ プリントヘッド・キャリッジ
１４０ キャリッジ駆動ベルト支持棚
１４１ 光学エンコーダー・ストリップ
１４２ ベルト４２

Claims (4)

1. プリントヘッドを備えたキャリッジが、主走査方向に伸びた２本以上の案内ガイドに沿って、移動しながら画像を形成する画像形成装置であって、
   少なくとも１本以上の案内ガイドを狭持する部材と、プリントヘッドとの間に緩衝機構を持つことを特徴とする画像形成装置。
2. プリントヘッドを備えたキャリッジが、主走査方向に伸びた２本以上の案内ガイドに沿って、移動しながら画像を形成する画像形成装置であって、
   少なくとも１本以上の案内ガイドを狭持する部材に弾性部材を使用したことを特徴とする画像形成装置。
3. プリントヘッドが信号に応じ、インクを噴射して記録を行うインクジェット記録方式であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 記録手段がインク吐出用の熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることを特徴とする、請求項3に記載の画像形成装置。

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