JP2016165803A - プリンター - Google Patents

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匠 渡邉
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Abstract

【課題】軸受に潤滑剤を保持させて、潤滑剤の補給を行うことなく長期にわたって搬送ローラーの回転負荷を低減させること。【解決手段】プリンター1は、紙送りローラー40および押さえローラー41で連続用紙2を搬送する第2搬送機構27を備える。紙送りローラー40の回転軸48は、サイドフレーム52、53に装着された軸受60によって回転可能に支持される。軸受60は、回転軸48の端部が挿入される円形凹部67が形成された軸受部材61と、円形凹部67の開口縁に装着されるシール部材62を備える。円形凹部67の内周面は、回転軸48の外周面48aが摺接する摺動面67aとなっている。摺動面67aには、回転軸48の上方に位置する領域に3本の溝部68が形成されている。溝部68には潤滑剤が保持される。【選択図】図6

Description

本発明は、軸受で回転可能に支持される搬送ローラーで搬送される記録媒体に印刷を施すプリンターに関する。
シート状の記録媒体を搬送ローラーで搬送するプリンターは、搬送ローラーの両端に設けられた回転軸をプリンターフレーム等に設けられた軸受によって回転可能に支持する。軸受は、搬送ローラーの回転軸の外周面と摺動する摺動面を備える。回転軸の外周面と軸受側の摺動面との間には、搬送ローラーの回転負荷を抑えるための潤滑剤が注入される。この種の構造を備えるプリンターは、摺動面と回転軸の隙間に注入された潤滑剤が流出あるいは気化するなどして潤滑剤切れになると、搬送ローラーの回転負荷が増大する。従って、長期間にわたって搬送ローラーを駆動した場合に、潤滑剤切れによる搬送ローラーの回転負荷の増大が発生し、その結果、搬送負荷が増大して搬送精度が悪くなり、印刷品質が低下する。
特に、印刷ヘッドとしてインクジェットヘッドを用いるインクジェットプリンターの場合には、インクジェットヘッドから飛散するインクミストが搬送ローラーの回転軸に付着することによる回転負荷の増大が発生するので、回転負荷の増大に起因する搬送精度の低下および印刷品質の低下を回避したいという要望がある。
搬送ローラーを支持する軸受の潤滑剤切れを避けるために、大型の業務用のプリンターなどでは、定期的にメンテナンスを行って軸受に潤滑剤を補給することが行われていた。しかしながら、小型の業務用プリンターやコンシューマー向けのプリンターでは、ユーザーが自ら軸受に潤滑剤を補給するようなメンテナンスを行っておらず、潤滑剤を補給して搬送ローラーの回転負荷増大を回避することは現実的な解決策とはいえない。
特許文献1、2には、軸受と回転軸との間の潤滑性を維持するために、軸受の内周面に潤滑剤を収容する溝や凹部を形成することが開示されている。特許文献1の軸受部材は、その内周面の全周にわたって、多数の油溜まり用盲溝が形成されている。油溜まり用盲溝は、溝の両端が封止されているので、ここに注入された潤滑油の流出を防止できる。また、特許文献2の軸受の内周面には、周方向に延在する溝状の凹部が形成されており、ここに潤滑油が保持されている。凹部は、開口部から奥側に向かうに従って溝幅が拡がる断面形状であり、凹部に収容した潤滑油が流れ出しにくくなっている。
特開2006−316829号公報 特開2009−222147号公報
特許文献1、2では、軸受の摺動面(内周面)に潤滑剤を保持する溝や凹部が形成されている。しかしながら、特許文献1、2の溝や凹部は、軸受の摺動面(内周面)の全周にわたって設けられているので、プリンターのように横向きに延びる回転軸を支持する場合、回転軸の下側に位置する溝や凹部からは、摺動面と回転軸の隙間に潤滑剤を供給できず、溝や凹部に潤滑剤が溜まってしまう。その結果、初期に供給した潤滑剤を有効利用できず、潤滑剤切れではないにもかかわらず、回転負荷を低減させることができないおそれがある。従って、長期にわたって回転負荷を低減させることができないおそれがある。
本発明の課題は、上記の問題点に鑑みて、軸受に潤滑剤を保持させることができ、潤滑剤の補給を行うことなく長期にわたって搬送ローラーの回転負荷を低減させることができる軸受を備えるプリンターを提案することにある。
上記の課題を解決するために、本発明のプリンターは、印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドによる印刷位置を経由して記録媒体を搬送する搬送ローラーと、前記搬送ローラーの回転軸を回転可能に支持する軸受と、を有し、前記軸受は、前記回転軸が挿入される円筒部を備え、当該円筒部の内周面に前記回転軸の外周面と摺動する摺動面が設けられ、前記摺動面に、前記回転軸の上方に位置する凹部が形成され、当該凹部は、前記円筒部の一方側の端部まで延びていることを特徴とする。
本発明によれば、摺動面に形成した凹部に潤滑剤を保持させることができる。従って、回転軸の外周面と摺動面との隙間を大きくすることなく、潤滑剤を保持する空間を確保できる。従って、軸振れを発生させることなく、多くの潤滑剤を保持することができる。また、潤滑剤を保持する凹部が回転軸の上方に位置するので、回転軸の外周面と摺動面との隙間への潤滑剤の供給が滞ることがなく、回転軸の下方で凹部内に潤滑剤が溜まってしまうこともない。従って、初期に供給した潤滑剤を最後まで有効利用でき、搬送ローラーの回転軸と軸受の摺動面との間に長期にわたって潤滑剤を供給できる。さらに、摺動面に形成した凹部は、円筒部の一方側の端部まで延びているので、凹部を形成するための加工が容易であり、軸受を容易に製造できる。以上により、潤滑剤の補給を行うことなく長期にわたって搬送ローラーの回転負荷を低減させることができ、長期にわたって搬送精度および印刷品質を維持できる。
本発明において、前記一方側の端部は、前記印刷ヘッドが位置する側の端部であってもよい。この場合には、前記軸受は、前記一方側の端部で開口する前記凹部の一端を封鎖するシール部材を備えることが望ましい。このようにすると、潤滑剤を収容する凹部の開口を塞ぐことができるので、潤滑剤の流出や、気化によって潤滑剤が逃げてしまうことを抑制できる。また、印刷ヘッドによって印刷が施される記録媒体に付着していた紙粉や埃などの異物が凹部内に入り込むことを防ぐことができるので、紙粉等によって凹部内の潤滑剤が吸い取られることを抑制できる。
あるいは、本発明において、前記一方側の端部は、前記印刷ヘッドが位置する側と反対側の端部であってもよい。このようにすると、凹部の一端が、印刷ヘッドが位置する側と反対側で開口する。従って、凹部の開口をシール部材で塞いでいなくても、紙粉や埃などの異物が凹部に侵入しにくい。よって、紙粉等によって潤滑剤が吸い取られることを抑制できる。
本発明において、前記凹部は、周方向に離れた複数の位置に形成されていることが望ましい。このようにすると、軸振れを発生させることなく、潤滑剤を収容可能な容積を大きくすることができる。従って、多くの潤滑剤を保持させることができる。
本発明は、前記印刷ヘッドがインクジェットヘッドである構成に適用することができる。このようにすると、インクジェットヘッドから飛散するインクミストが搬送ローラーの回転軸に付着することによる回転負荷の増大を、潤滑剤の供給によって長期間にわたって低減することができる。
本発明を適用したプリンターの斜視図である。 プリンター機構部の斜視図および平面図である。 プリンターの内部構成を模式的に示す説明図である。 紙送りローラーの支持構造を示す説明図である。 軸受の斜視図である。 軸受と紙送りローラーの回転軸を模式的に示す断面図である。 変形例の軸受を模式的に示す断面図である。
以下に、図面を参照して、本発明を適用したプリンターの実施の形態を説明する。
(全体構成)
図1は本発明を適用したプリンターの斜視図である。本実施の形態のプリンター1はインクジェットプリンターである。プリンター1は、連続用紙2(記録媒体)を外装ケース3の後側に設けられた供給口4から取り込み、外装ケース3内の印刷部5(図2参照)において連続用紙2に印刷を施し、外装ケース3の前側に設けられた排出口6から排出する。連続用紙2としては、紙幅方向の両端にスプロケットホール2aを備えるファンフォールド紙などが用いられる。外装ケース3の内側には、供給口4から印刷部5による印刷位置を経由して排出口6に至る搬送路8が設けられている。搬送路8は装置前後方向に直線状に延びている。
図2はプリンター1から外装ケース3を取り外したプリンター機構部7を示しており、図2(a)はプリンター機構部7の斜視図、図2(b)はプリンター機構部7の平面図である。また、図3はプリンターの内部構成を模式的に示す説明図である。印刷部5は、搬送路8の下側に配置されたプラテン10と、プラテン10の上方に位置するインクジェットヘッド11(印刷ヘッド)を備える。インクジェットヘッド11は、搬送路8と交差する方向(装置幅方向)に延びるキャリッジガイド軸20、21に装着されている。キャリッジ12は、一方のキャリッジガイド軸20に沿って掛け渡されたタイミングベルト22に連結されており、キャリッジモーター23の駆動力によって装置幅方向に往復移動する。
図3に示すように、プリンター1は、搬送路8に沿って連続用紙2を搬送するための搬送機構25を備える。搬送機構25は、第1搬送機構26、第2搬送機構27、第3搬送機構28を備える。さらに、プリンター1は、搬送機構25の駆動源としての紙送りモーター29と、紙送りモーター29の駆動力を搬送機構25に伝達する駆動力伝達機構30を備える。
第1搬送機構26は、供給口4の近傍に設けられたトラクターユニットであり、搬送路8の装置幅方向の両側に配置された一対のトラクター31を備える。各トラクター31は、トラクターピン32、トラクターベルト33、駆動スプロケット34、従動スプロケット35およびトラクター軸36を備える。一対のトラクター31の駆動スプロケット34は、いずれもトラクター軸36に連結されているので、一対のトラクター31は同期して駆動される。
第2搬送機構27は、第1搬送機構26とインクジェットヘッド11の間に配置されている。第2搬送機構27は、装置幅方向に延びる紙送りローラー40(搬送ローラー)および押さえローラー41を備える。押さえローラー41は、搬送路8を搬送される連続用紙2を上方から紙送りローラー40に押し付ける。また、第3搬送機構28は、インクジェットヘッド11と排出口6の間に配置されている。第3搬送機構28は、装置幅方向に延びる排出ローラー42および押さえローラー43を備える。押さえローラー43は、搬送路8を搬送される連続用紙2を上方から排出ローラー42に押し付ける。
駆動力伝達機構30は、紙送りモーター29の回転を紙送りローラー40に伝達するローラー側伝達機構45と、紙送りモーター29の回転を駆動側のトラクター軸36に伝達するトラクター側伝達機構46を備える。また、駆動力伝達機構30は歯車列47を備える。歯車列47は、第3搬送機構28の排出ローラー42を第2搬送機構27の紙送りローラー40と同期させて同一方向に同一搬送速度で回転させる。
連続用紙2は、そのスプロケットホール2aにトラクターピン32が挿入された状態となるように第1搬送機構26にセットされる。この状態で、紙送りモーター29が駆動されると、紙送りモーター29の駆動力によって駆動スプロケット34が駆動され、トラクターベルト33が回転する。これにより、第1搬送機構26はトラクターピン32を順次にスプロケットホール2aに係合させて連続用紙2を搬送路8へと送り込む。また、紙送りモーター29の駆動力によって紙送りローラー40が駆動されるので、第1搬送機構26によって連続用紙2が搬送路8に送り込まれる。また、第2搬送機構27は、搬送路8に送り込まれる連続用紙2を第1搬送機構26と同期して搬送する。インクジェットヘッド11は、第1搬送機構26、第2搬送機構27、第3搬送機構28による紙送り動作に連動して、連続用紙2にインクを吐出することにより、連続用紙2への印刷を行う。
図2に示すように、プリンター機構部7は板金製のプリンター本体フレームを備え、このプリンター本体フレームに各構成部品が組み付けられる。プリンター本体フレームは、ベースフレーム51と、ベースフレーム51における装置幅方向の両側の部位から垂直に起立するサイドフレーム52、53と、サイドフレーム52、53の間に掛け渡されたフロントフレーム54およびリアフレーム55を備える。キャリッジガイド軸20、21は、フロントフレーム54とリアフレーム55の間に配置され、サイドフレーム52、53の間に掛け渡される。
図4は、紙送りローラー40の支持構造を示す説明図であり、図4(a)は紙送りローラー40および押さえローラー41の位置で切断したプリンター機構部7の断面図(図2(b)のA−A断面図)である。また、図4(b)は図4(a)の領域Bの部分拡大図であり、紙送りローラー40の端部を支持する軸受の拡大図である。図4(a)に示すように、紙送りローラー40はサイドフレーム52、53の間に掛け渡されている。押さえローラー41は、紙送りローラー40の上方で装置幅方向に配列される複数の分割ローラー41aによって構成されている。複数の分割ローラー41aは、上下に揺動するレバーの先端に取り付けられ、図示しない押圧機構によって紙送りローラー40の側に付勢される。
図3、図4(a)に示すように、紙送りローラー40は、搬送路8の下側で直線状に延びる回転軸48と、回転軸48の外周面に形成された摩擦層49を備える。摩擦層49は摩擦係数の高い素材で形成され、摩擦層49の両側に回転軸48の端部が突出する。サイドフレーム52、53は、装置幅方向に対向する位置に配置された一対の軸受60を備える。これら一対の軸受60は、回転軸48の両端を回転可能に支持する。一対の軸受60は同一の構成であるため、サイドフレーム52に設けられた軸受60の構成を説明し、もう一方の軸受60の構成は説明を省略する。図4(b)に示すように、軸受60は、サイドフレーム52に形成された開口に装着される軸受部材61と、軸受部材61に取り付けられるシール部材62を備える。
(軸受)
図5は軸受60の斜視図であり、図5(a)はシール部材62を取り付けた軸受部材61の斜視図であり、図5(b)はシール部材62を取り外した軸受部材61の斜視図である。また、図6は軸受60と紙送りローラー40の回転軸48を模式的に示す断面図である。軸受部材61は樹脂製であり、円筒部63と、円筒部63の一端を封鎖する端板部64を備える。円筒部63の外周面からは、周方向の2箇所でフランジ部65が突出する。また、端板部64の外周端からは、フランジ部65と異なる角度位置で外周側に突出部66が突出する。サイドフレーム52に形成された開口に軸受部材61が装着されると、フランジ部65は、サイドフレーム52の開口縁に装置幅方向の内側から係合し、突出部66は開口縁に対して装置幅方向の外側から係合する。
軸受部材61は、円筒部63と端板部64によって形成される円形凹部67を備える。軸受部材61は、円形凹部67が装置幅方向の内側を向いて開口する姿勢で配置される。円形凹部67には、装置幅方向の内側から回転軸48の端部が挿入される。円形凹部67の内周面は、回転軸48の外周面48aが摺接する摺動面67aとなっている。摺動面67aには、円筒部63の中心軸線L(図4(b)、図6参照)と平行に延びる3本の溝部68が形成されている。摺動面67aと溝部68の内側面とが繋がる部分は、湾曲状に面取りされた形状になっている。回転軸48の外周面48aと摺動面67aとの隙間には、潤滑剤が注入される。また、潤滑剤は、3本の溝部68にも満たされる。溝部68に保持された潤滑剤は、外周面48aと摺動面67aとの隙間に供給される。
軸受部材61は、円形凹部67の開口縁に形成された環状段部69を備える。環状段部69は、摺動面67aよりも一回り大径の内周面69a、および、摺動面67aと内周面69aとを繋ぐ環状の段面69bを備える。3本の溝部68は、円筒部63の一方側の端部(インクジェットヘッド11が位置する側の端部)まで延びており、環状段部69の段面69bで開口する。
シール部材62は、軸受部材61の環状段部69に装着可能な環状の部材であり、その外周縁には、周方向の2箇所に係合凸部62aが形成されている。環状段部69の内周面69aには、内側に向けて突出する係合凸部69cが周方向の2箇所に形成されている。係合凸部69cは、シール部材62の係合凸部62aと重なってシール部材62が外れるのを防止する。シール部材62は弾性のある素材で形成されている。シール部材62の内周面62bは、軸受部材61の摺動面67aよりも内側に位置する。シール部材62は、段面69bに密着して溝部68の端部を封鎖すると共に、回転軸48の外周面48aに密着する。従って、シール部材62によって、潤滑剤が保持される空間である、摺動面67aと外周面48aとの隙間および溝部68が外部から密封される。
図6に示すように、3本の溝部68は、いずれも、回転軸48に対して上方に位置する。ここで、「回転軸48に対して上方に位置する」とは、回転軸48の外周面48aに対して、溝部68内の空間の方が上方に位置し、外周面48aに対して上方から潤滑剤を供給できる位置関係であることを意味する。本形態では、3本の溝部68が、円筒部63の中心軸線Lよりも上方に位置する摺動面67aの領域に形成されている。3本の溝部68は、周方向に等間隔で並んでおり、中央の溝部68は、円筒部63の中心軸線Lの真上に位置する。
(本形態の主な作用効果)
本形態では、このように、軸受60の摺動面67aに潤滑剤を保持可能な溝部68が形成されているので、回転軸48の外周面48aと摺動面67aとの隙間を大きくすることなく、潤滑剤を保持する空間を確保できる。従って、軸振れを発生させることなく、潤滑剤を多く保持することができる。また、本形態では、潤滑剤を収容する溝部68が回転軸48の上方に位置するので、回転軸48の外周面48aと摺動面67aとの隙間への、潤滑剤の供給が滞ることがない。また、回転軸48の下方で溝部68内に潤滑剤が溜まってしまい、初期に供給した潤滑剤を最後まで有効利用できなくなってしまうこともない。従って、紙送りローラー40の回転軸48と軸受60の摺動面67aとの間に長期にわたって潤滑剤を供給できる。よって、潤滑剤の補給を行うことなく長期にわたって紙送りローラー40の回転負荷を低減させることができる。このため、長期にわたって搬送精度および印刷品質を維持できる。
また、本形態の軸受60は、潤滑剤を収容する溝部68が、軸受部材61の円筒部63の一方の端部まで延びており、環状段部69の段面69bで開口する。従って、軸受部材61を製造するための金型などを単純な構造にすることができる。また、段面69bで開口する溝部68の一端をシール部材62によって塞いでいるので、潤滑剤の流出や、気化によって潤滑剤が逃げてしまうことを抑制できる。更に、溝部68の一端は、円筒部63におけるインクジェットヘッド11が位置する側の端部で開口するが、この開口がシール部材62の装着によって塞がれているので、搬送路8を通る連続用紙2に付着していた紙粉や埃などの異物が、溝部68内や回転軸48の外周面48aと摺動面67aとの隙間に入り込むことを防ぐことができる。従って、紙粉等によって潤滑剤が吸い取られることを抑制できる。
(変形例)
(1)上記形態では、溝部68を3本設けていたが、溝部68の数は2本以下あるいは4本以上であってもよい。但し、溝部68の位置は、回転軸48に対して上方に位置することが望ましい。
(2)図7は変形例の軸受を模式的に示す断面図である。図7(a)に示す軸受160は、軸受部材161を貫通する貫通孔を備え、この貫通孔の内周面が、回転軸48の外周面48aと摺動する摺動面167aとなっている。摺動面167aには、軸受部材161の一方の端面(装置幅方向の内側に位置する端面)で開口する溝部168が形成されている。溝部168の他端は軸受部材161の他端まで延びておらず、溝部168は軸受部材161を貫通していない。溝部168は、上記形態と同様に、回転軸48の上方に位置する。従って、上記形態と同様に、回転軸48と摺動面167aとの間に長期にわたって潤滑剤を供給できる。なお、軸受160は、上記形態と同様に、溝部168が開口する軸受部材161の端面にシール部材(図示省略)を装着することが望ましい。
(3)上記(2)の形態は、溝部168が装置幅方向の内側、すなわち、インクジェットヘッド11が位置する側で開口するものであったが、溝部168が装置幅方向の外側、すなわち、インクジェットヘッド11が位置する側と反対側で開口するように構成してもよい。このような構成では、溝部168の開口を密封するシール部材を省略した場合でも、搬送路8で発生する紙粉や埃などの異物が溝部168に入り込むおそれが少ない。
(4)図7(b)に示す軸受260は、軸受部材261を貫通する貫通孔を備え、この貫通孔の内周面が、回転軸48の外周面48aと摺動する摺動面267aとなっている。摺動面267aには、軸受部材261の両方の端部まで延びる溝部268が形成されている。このような構成では、溝部268の容積が大きいため、多くの潤滑剤を保持できる。また、溝部268は、上記各形態と同様に、回転軸48の上方に位置する。従って、回転軸48と摺動面267aとの間に長期にわたって潤滑剤を供給できる。
(5)上記形態は、トラクター31を備えた第1搬送機構26と、紙送りローラー40を備えた第2搬送機構27を併用する搬送機構25を備え、この搬送機構25でスプロケットホール2aを備えるファンフォールド紙などの連続用紙2を搬送するものであったが、本発明は、第1搬送機構26を備えていないプリンターにも適用できる。また、記録媒体としてロール紙や単票紙を用いるプリンターにも適用できる。
1…プリンター、2…連続用紙、2a…スプロケットホール、3…外装ケース、4…供給口、5…印刷部、6…排出口、7…プリンター機構部、8…搬送路、10…プラテン、11…インクジェットヘッド(印刷ヘッド)、12…キャリッジ、20、21…キャリッジガイド軸、22…タイミングベルト、23…キャリッジモーター、25…搬送機構、26…第1搬送機構、27…第2搬送機構、28…第3搬送機構、29…紙送りモーター、30…駆動力伝達機構、31…トラクター、32…トラクターピン、33…トラクターベルト、34…駆動スプロケット、35…従動スプロケット、36…トラクター軸、40…紙送りローラー(搬送ローラー)、41…押さえローラー、41a…分割ローラー、42…排出ローラー、43…押さえローラー、45…ローラー側伝達機構、46…トラクター側伝達機構、47…歯車列、48…回転軸、48a…外周面、49…摩擦層、51…ベースフレーム、52…サイドフレーム、53…サイドフレーム、54…フロントフレーム、55…リアフレーム、60…軸受、61…軸受部材、62…シール部材、62a…係合凸部、62b…内周面、63…円筒部、64…端板部、65…フランジ部、66…突出部、67…円形凹部、67a…摺動面、68…溝部(凹部)、69…環状段部、69a…内周面、69b…段面、69c…係合凸部、160…軸受、161…軸受部材、167a…摺動面、168…溝部、260…軸受、261…軸受部材、267a…摺動面、268…溝部、360…軸受、361…軸受部材、367a…摺動面、368…溝部、L…中心軸線

Claims (6)

  1. 印刷ヘッドと、
    前記印刷ヘッドによる印刷位置を経由して記録媒体を搬送する搬送ローラーと、
    前記搬送ローラーの回転軸を回転可能に支持する軸受と、を有し、
    前記軸受は、前記回転軸が挿入される円筒部を備え、当該円筒部の内周面に前記回転軸の外周面と摺動する摺動面が設けられ、
    前記摺動面に、前記回転軸の上方に位置する凹部が形成され、当該凹部は、前記円筒部の一方側の端部まで延びていることを特徴とするプリンター。
  2. 前記一方側の端部は、前記印刷ヘッドが位置する側の端部であることを特徴とする請求項1に記載のプリンター。
  3. 前記軸受は、前記一方側の端部で開口する前記凹部の一端を封鎖するシール部材を備えることを特徴とする請求項2に記載のプリンター。
  4. 前記一方側の端部は、前記印刷ヘッドが位置する側と反対側の端部であることを特徴とする請求項1に記載のプリンター。
  5. 前記凹部は、周方向に離れた複数の位置に形成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかの項に記載のプリンター。
  6. 前記印刷ヘッドはインクジェットヘッドであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかの項に記載のプリンター。

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