JP2023057951A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 キャリッジを適切に支持できるフレームを有する記録装置を提供する。
【解決手段】 本発明の記録装置は、シートを搬送方向に搬送する搬送手段と、前記搬送手段で搬送されたシートに対向し、液体を吐出して画像を記録する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載し、前記搬送方向と交差する走査方向に移動するキャリッジと、前記キャリッジにおける第１当接部と当接する第１摺動部および前記キャリッジにおける前記第１当接部より高い第２当接部と当接する第２摺動部を有するフレームと、を備える記録装置であって、前記第１摺動部から離れた位置で前記フレームに固定され、前記キャリッジを支持するガイド部材を備えることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、記録ヘッドからシートにインクを吐出させて画像を記録する記録装置に関する。

インクジェット方式の記録装置では、キャリッジに搭載された記録ヘッドをシートの幅方向に走査して画像をシートに記録することができる。特許文献１にはキャリッジをガイドするガイド部の高さを調整することができる記録装置が記載されている。この記録装置では、筺体にキャリッジを支持するフレームが固定され、ガイド部がフレームに高さ調節可能に固定されている。

特開２０１５－１６０３４３号公報

インクジェット方式の記録装置では、記録ヘッドを走査しながらインクを吐出するため記録ヘッドとシートを支持するプラテンとの間の相対的な距離が一定であることが重要である。しかし、キャリッジが移動することで発生する振動が、記録ヘッドとプラテンとの間の相対的な距離に影響を与えることがある。したがって、キャリッジの振動を受けにくいフレームの構造が求められる。そこで、本発明はキャリッジを適切に支持できるフレームを有する記録装置を提供することである。

本発明の記録装置は、シートを搬送方向に搬送する搬送手段と、前記搬送手段で搬送されたシートに対向し、液体を吐出して画像を記録する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載し、前記搬送方向と交差する走査方向に移動するキャリッジと、前記キャリッジにおける第１当接部と当接する第１摺動部および前記キャリッジにおける前記第１当接部より高い第２当接部と当接する第２摺動部を有するフレームと、を備える記録装置であって、前記第１摺動部から離れた位置で前記フレームに固定され、前記キャリッジを支持するガイド部材を備えることを特徴とする。

本発明によれば、キャリッジを適切に支持できるフレームを有する記録装置を提供する。

インクジェット記録装置の内部の概略を示す斜視図である。 シートに画像を記録する際の概念図である。 キャリッジとフレームの関係を示す図である。 キャリッジの摺動体を示す図である。 キャリッジの背面図である。 フレームとガイド部材の構造を示す図である。 ガイド部材の振動によるキャリッジへの影響を説明するための模式図である。 筐体に対するフレームの固定部を示す斜視図である。 フレームの側板を示す図である。 キャリッジをフレームに組み込む位置を示す図である。 キャリッジをフレームに組み込む際のキャリッジの姿勢を示す図である。 キャリッジをフレームに組み込む手順を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一の構成については、同じ符号を付して説明する。また、実施形態に記載されている構成要素の相対配置、形状等は、あくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［実施形態］
図面を参照して実施形態について説明する。なお、以下の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い。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する場合がある。また、本発明において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、シート上に画像、模様、パターン等を形成するまたは媒体の加工を行う場合も表わすものである。「シート」とは、一般的な画像形成装置で用いられる記録紙のみならず、布、プラスチック・フィルム（ＯＨＰ）、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、搬送の可能な媒体も含むものである。

＜インクジェット記録装置＞
本実施形態のインクジェット記録装置について図１および図２を用いて説明する。図１は記録装置の内部の概略を示す斜視図である。図２はシートに画像を記録する際の概念図である。

記録装置１１は、記録媒体であるシートを積載するトレイ、シートを搬送する搬送手段、搬送されたシートにインクを吐出する記録手段と、記録手段にインクを供給するインクタンクなどを備える。まず、記録装置の背面側または下側のトレイに積載されたシートは、給送ローラによって給送される。背面側のトレイ３３から給送ローラ３４で給送されたシートは、搬送手段である搬送ローラ３１によって搬送方向（Ｙ方向）に搬送される。搬送ローラ３１で搬送されたシートは、プラテン１６で支持され、記録手段である記録ヘッド１２によって画像が記録される。記録ヘッド１２は、キャリッジ１５に着脱可能に搭載されている。キャリッジ１５は、キャリッジ１５を支持するためのフレーム１７に沿って走査方向（Ｘ方向）に移動することができる。走査方向は、搬送方向と交差（直交）する方向である。そのため、記録ヘッド１２は、キャリッジ１５によってプラテン１６と対向した状態で、走査方向に移動することができる。

記録ヘッド１２に供給するインクは、記録装置の正面側のインクタンク１３に収容される。インクタンク１３は、シートの幅方向の両側にインクの色に対応して複数配置されている。供給用チューブ１４は、インクタンク１３から記録ヘッド１２にインクを供給するためのインク供給路である。キャリッジ１５が移動すると、インク供給路もキャリッジ１５とともに移動する。なお、本実施形態はチューブ供給路によってインクが記録ヘッドに供給される方式であるが、キャリッジに着脱式の液体タンクを搭載したオンキャリッジ方式の記録装置であってもよい。

フレーム１７には、モータ１９とモータ１９に掛け回されるベルト２１とが配されている。さらに、フレーム１７には、キャリッジ１５を支持するとともにキャリッジ１５の移動をガイドするガイド部材１８が配されている。ベルト２１がモータ１９によって駆動されることで、キャリッジ１５がシートの幅方向である走査方向に往復移動できる。キャリッジ１５の走査範囲は、フレーム１７の一方の端部の左側板２４と他方の端部の右側板２５との間である。ガイド部材１８によって、記録ヘッド１２はプラテン１６に対して鉛直方向に所定の間隔を維持した状態で移動することができる。キャリッジ１５が移動する際に記録ヘッド１２は、液体であるインクをシートに吐出する。シートに画像を記録する記録動作では、まずシートを搬送ローラ３１で搬送する搬送動作を行う。そして、記録ヘッド１２がインクを吐出しながら移動する吐出動作を行う。このような搬送動作と吐出動作とを交互に行うシリアル方式によって所望の画像がシートに形成される。

フレーム１７やガイド部材１８の剛性が不十分な場合、キャリッジ１５の移動によりフレーム１７に変形や振動が発生する。フレーム１７の変形や振動は、プラテン１６に対する記録ヘッド１２の位置を不安定にさせる。記録ヘッド１２の位置が不安定になると、シートに対するインクの着弾位置がずれることによって画質の劣化が生じる。そのため、ガイド部材１８を含むフレーム１７の剛性を高めることは、画質を向上させるために重要である。

＜キャリッジとフレームの構造＞
ここで、キャリッジ１５とフレーム１７の構造について図３～８を用いて説明をする。図３は、キャリッジとフレームとの構造を示す図である。図３（ａ）は、キャリッジとフレームの斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ－Ａ断面を表す断面図である。図４は、キャリッジの摺動体を示す図である。図４（ａ）は、図３（ｂ）における点線部の拡大図、図４（ｂ）は、キャリッジの摺動体を示す斜視図である。図５はキャリッジの背面図である。図６は、フレームとガイド部材の関係を示す図である。図６（ａ）はガイド部材が固定されたフレームである。図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ－Ｂ断面における概略図である。図７は、ガイド部材の振動によるキャリッジへの影響を説明するための模式図である。図７（ａ）はガイド部材１８によってキャリッジ１５が支持された状態を示した斜視図である。図７（ｂ）、図７（ｃ）はガイド部材１８が振動した際のキャリッジ１５の影響を示すＣ－Ｃ断面における模式図である。図８は筐体２０に対するフレーム１７の固定部を示す斜視図である。

キャリッジ１５はフレーム１７の上部摺動部１７１に当接する上部当接部１５１と、フレーム１７の下部摺動部１７２に当接する下部当接部１５２とを有する。フレーム１７は、キャリッジ１５の走査方向と平行となる線で曲げることによって形成されている。上部摺動部１７１は、曲げられたフレーム１７の一方の端部の側にあり、下部摺動部１７２は、フレーム１７の他方の端部の側にある。そのため上部摺動部１７１および下部摺動部１７２は、走査方向と平行となる。キャリッジ１５の鉛直方向において上部当接部１５１は、下部当接部１５２より上側に配されている。上部摺動部１７１の摺動面は、搬送方向の反対側（搬送方向の下流から上流の向き）を向いており、上部当接部１５１は、シートの搬送方向（搬送方向の上流から下流の向き）を向いている。一方、下部摺動部１７２の摺動面は搬送方向を向いており、下部当接部１５２は、シートの搬送方向と反対側を向いている。上部摺動部１７１と下部摺動部１７２によりキャリッジ１５の搬送方向に対する位置が規定される。すなわち、キャリッジ１５に配される記録ヘッド１２の搬送方向に対する位置が規定されることになる。

フレーム１７には、フレーム１７の鉛直方向における上面と下面との間にガイド部材１８を固定するための締結部３０が設けられている。ビスと締結部３０によって固定されたガイド部材１８は、ガイド面１８によってキャリッジ１５の摺動体１５３を摺動可能に下方から支持する。ガイド面１８１は、キャリッジ１５の走査方向に沿って一様に設けられている。摺動体１５３の当接面（図４（ｂ）のハッチング部分）は、キャリッジ１５の背面側かつ下側において、走査方向に離れた２か所に設けられている。ガイド面１８１は、ＹＺ平面において搬送方向（Ｙ方向）に対して所定の角度を成している。ここでは、所定の角度として５０度であるが、キャリッジ１５を支持することができる角度であればよい。すなわち０度から８９度である。ただし、搬送方向に対して上側に傾斜する４０～６０度の範囲が望ましい。キャリッジ１５の記録ヘッド１２は、ガイド部材１８に支持されることによってプラテン１６の鉛直方向に対して所定の間隔を維持することができる。また、キャリッジ１５は、摺動体１５３の上方に階段状のスペーサ部材２３が配されている。スペーサ部材２３をキャリッジ１５に対して走査方向に移動させることによって、プラテン１６に対する記録ヘッド１２の間隔を切り替えることができる。したがって、スペーサ部材２３によって、厚みが異なる多様な種類のシートに対して画像を記録できる。

ガイド部材１８はフレーム１７の走査方向の複数の締結部３０にビスによって締結されている。ガイド部材１８にはビスを通すための長穴が設けられている。フレーム１７にガイド部材１８を固定する際、ガイド部材１８は、高さ方向の調整部である長穴によってフレーム１７に対して位置を調整される。ガイド部材１８の位置を調整することにより、プラテン１６に対する記録ヘッド１２の鉛直方向の高さを調整することができる。なお、調整部は、フレーム部材１７にあってもよい。また、ガイド部材１８とフレーム１７の固定方法は、接着剤、溶接、他の機構でもよい。ガイド部材１８が固定されるフレーム１７の締結面１７３およびガイド部材１８のフレーム１５に対向する対向面は、それぞれＸＺ平面と平行である。また、締結面１７３は、上部摺動部１７１の摺動面および下部摺動部１７２の摺動面に対して搬送方向の上流側に離れた位置である。ここでは、搬送方向の上流に向かって下部摺動部１７２、上部摺動部１７１、締結面１７３の順になっている。ガイド部材１７は、搬送方向において締結面１７３と下部摺動部１７２の間に収まるようになっている。ガイド部材１８とフレーム１７とが固定されると、締結面１７３と対向面は当接する。ただし、フレーム１７およびガイド部材１８の部品加工精度によって図６（ｃ）のようにフレーム１７の締結面１７３とガイド部材１８の対向面との一部に隙間ができることがある。この場合、キャリッジ１５の移動によるガイド部材１８の振動が大きくなる。

キャリッジ１５の重心の位置１５４はフレーム１７に対して搬送方向の下流側に位置している。また、キャリッジ１５を鉛直方向に支持するのはガイド部材１８である。そのため、フレーム１７の上部摺動部１７１は、上部当接部１５１から搬送方向の力を受ける。一方、フレーム１７の下部摺動部１７２は、下部当接部１５２から搬送方向と反対の方向の力を受ける。ガイド面１８１は、キャリッジ１５の摺動体１５３から搬送方向および鉛直方向の下側の方向が合成された方向の力を受ける。それぞれの力は、図７の矢印の方向である。

キャリッジ１５が図７（ｂ）のように下方に移動しようとすると、キャリッジ１５の摺動体１５３は、ガイド面１８１から抗力を受ける。そして、キャリッジ１５は、搬送方向と反対の方向（搬送方向の下流から上流）に移動しようとする。しかし、下部当接部１５２は下部摺動部１７２によって搬送方向と反対の方向への移動が規制されている。その結果、キャリッジ１５の搬送方向と反対の方向への移動は抑えられる。また、図７（ｃ）のようにキャリッジ１５が上側に移動しようとすると、キャリッジ１５の重心がフレーム１７よりも搬送方向の下流側にあるため、キャリッジ１５は、搬送方向に移動しようとする。しかし、上部当接部１５１は上部摺動部１７１によって搬送方向への移動が規制されている。その結果、キャリッジ１５の搬送方向への移動は抑えられる。すなわち、キャリッジ１５が上下に振動しようとする場合、キャリッジ１５に搭載される記録ヘッド１２の搬送方向の上流側または下流側への移動は抑えられる。このように、ガイド部材１８によって、記録ヘッド１２の搬送方向の位置は、ガイド部材１８の振動の影響を受けにくい構造になっている。そのため、記録ヘッド１２から吐出されたインクの着弾位置がずれることで発生する画質の劣化を低減することができる。

筐体２０はプラテン１６およびフレーム１７をそれぞれ支持している。フレーム１７とプラテン１６の位置関係は筐体２０に対するそれぞれの締結位置で規定される。フレーム１７は下面において筐体２０に対してＺ方向から走査方向に離れた複数の締結位置１７４で締結されている。また、フレーム１７は、上面において複数の締結位置１７５で締結されている。締結位置１７４は、搬送方向において下部摺動部１７２と近くかつ鉛直方向において同程度の高さとなっている。締結位置１７５は、搬送方向において上部摺動部１７１と近くかつ鉛直方向において同程度の高さとなっている。そのため、フレーム１７が振動した場合であってもその振幅は小さくなる。

さらに、フレーム１７は、箱型に成形されることで剛性が高くなっている。すなわち、上部摺動部１７１および下部摺動部１７２は、フレーム１７の締結面１７３と平行でかつ対向している。上部摺動部１７１および下部摺動部１７２の両側は、一方がフレーム１７の側面の左側板２４のカシメ部２８で、他方が右側板２５のカシメ部２８でそれぞれ固定されている。そして、フレーム１７は、左側板２４、右側板２５、上部摺動部１７１および下部摺動部１７２は、一つの部材である板金から成形されている。この結果、フレーム１７は、キャリッジ１５が通過する開口を除いて６面が囲われた箱型の構造となる。また、カシメ部２８によってフレーム１７は上部摺動部１７１、下部摺動部１７２、左側板２４および右側板２５が取り外し不可能となる。なお、フレーム１７の上部摺動部１７１、下部摺動部１７２、左側板２４および右側板２５は、組み立て工数が多くなるものの分割しても良い。ただし、複数部品で構成されるフレームは、ビスなどを含む部品点数の増加、フレームの剛性の低下、組み立て工数の増加によるコストアップなどの原因となる。

＜キャリッジの組み込み手順＞
キャリッジ１５をフレーム１７に組み込む際の手順について図１０～１２を用いて説明をする。図１０は、走査方向におけるキャリッジの組み込む位置を示す図である。図１１は、キャリッジを組み込む際のキャリッジの姿勢を示す図である。図１２は、キャリッジ１５を組み込む際のキャリッジの断面図である。

キャリッジ１５には、キャリッジ１５の移動を規制する移動規制部３２が設けられている。摺動体１５３と移動規制部３２は、ガイド部材１８を挟み込むような構成となっている（図４（ａ））。このため、移動規制部３２は、キャリッジ１５の鉛直方向の上側または搬送方向の上流側への移動を規制する。しかし、キャリッジ１５を交換する際の交換性を考慮すると上部摺動部１７１、左側板２４、右側板２５のいずれかを別部品とすることがキャリッジ１５を組み込むための軌跡を確保するために必要となる。しかし、一つの部品で構成される箱型のフレーム１７の場合、別の構成が必要になる。本実施形態において、フレーム１７の上面の一部には、キャリッジ１５の走査方向における可動領域において、キャリッジ１５の上部当接部１５１が退避するための退避穴２６が設けられている。この退避穴２６に上部当接部１５１を挿入する位置が、キャリッジの組み込む組込位置となる。また、キャリッジ１５には上部摺動部１７１と当接することで走査方向の軸周りの回転を規制する回転規制部２７が設けられている。キャリッジ１５を組み込む組込位置（図１０）において、下部摺動部１７２に回転規制部２７に対応する切欠部２９が設けられている。切欠部２９は、上部摺動部１５１が記録動作の際に移動する範囲の外側である。このように、フレーム１７を箱型にしても、キャリッジ１５の組み込みのための軌跡で部材が干渉しないように構成されている。

キャリッジ１５をフレームに組み込む手順を説明する。箱型の開口のある正面側からフレーム１７にキャリッジ１５を組み込むことになる。まず、キャリッジ１５をフレーム１７の組込位置に配置する。そして、上部当接部１５１がフレーム１７に近くなるようにキャリッジ１５を傾斜させる。この状態で、キャリッジ１５を上方に上げて上部当接部１５１をフレーム１７の退避穴２６に挿入する（図１１（ａ））。つぎに、上部当接部１５１を退避穴２６に退避させた状態で、キャリッジ１５の背面がフレーム１２の締結面１７３と平行になるように回転させる（図１２（ａ））。キャリッジ１５の下部当接部１５２が下部摺動部１７２に当接するように、キャリッジ１５を下げる。こうすることで、上部当接部１５１が上部摺動部１７１に当接し、下部当接部１５２が下部摺動部１７２に当接する。そして、摺動体１５３がガイド面１８１に当接する。その結果、キャリッジ１５は、下方からガイド部材１８によって支持される。ガイド部材１８は、フレーム１７に対して高さを調整部によって調整された後にフレーム１７の締結部で締結される。このように、箱型のフレームであってもキャリッジを組み込む工数を削減できる構成となっている。

以上のような構成を用いることで、キャリッジを適切に支持できるフレームを有する記録装置を提供することができる。

１２ 記録ヘッド
１５ キャリッジ
１７ フレーム
１８ ガイド部材

Claims (12)

1. シートを搬送方向に搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段で搬送されたシートに対向し、液体を吐出して画像を記録する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドを搭載し、前記搬送方向と交差する走査方向に移動するキャリッジと、
   前記キャリッジにおける第１当接部と当接する第１摺動部および前記キャリッジにおける前記第１当接部より高い第２当接部と当接する第２摺動部を有するフレームと、を備える記録装置であって、
   前記第１摺動部から離れた位置で前記フレームに固定され、前記キャリッジを支持するガイド部材を備えることを特徴とする記録装置。
2. 前記ガイド部材のガイド面と当接して前記キャリッジを支持する摺動体を備えることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記ガイド部材と前記フレームとが締結される締結面は、前記第１摺動部の摺動面および前記第２摺動部の摺動面とそれぞれ平行であることを特徴とする請求項１または２に記載の記録装置。
4. 前記キャリッジは、当該キャリッジの移動を規制する移動規制部を有し、
   前記ガイド部材は、前記移動規制部と前記摺動体との間に配されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の記録装置。
5. 前記第１摺動部は、前記キャリッジから前記搬送方向と反対に向く力を受け、前記第２摺動部は、前記キャリッジから前記搬送方向に向く力を受けることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の記録装置。
6. 前記ガイド部材は、前記搬送方向に対して上側に傾斜したガイド面によって前記キャリッジを支持することを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の記録装置。
7. 前記フレームには、前記キャリッジを組み込む際に前記第２当接部が退避できる退避穴が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
8. 前記キャリッジは、前記走査方向において前記第２当接部から離れた位置にキャリッジの回転を規制する回転規制部が設けられ、
   前記第２摺動部は前記搬送方向において前記第２当接部と前記回転規制部との間に配されることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の記録装置。
9. 前記フレームの前記第２摺動部には、前記キャリッジを前記フレームに組み込む際に、前記回転規制部に対応する範囲に切欠部が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
10. 前記走査方向において前記フレームの一方の端部の第１側板と他方の端部の第２側板とを有し、前記フレームの前記第１摺動部と前記第２摺動部は前記第１側板および前記第２側板で固定されていることを特徴とする請求項１ないし９の何れか１項に記載の記録装置。
11. 第１摺動部、前記第２摺動部、前記第１側板および前記第２側板は、一つの部材から形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の記録装置。
12. 前記記録ヘッドと対向するプラテンを有し、
    前記ガイド部材を前記フレームに締結する前に、前記プラテンと前記記録ヘッドとの間隔を調整する調整部が前記ガイド部材または前記フレームの少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項１ないし９の何れか１項に記載の記録装置。

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