JP2023070482A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 キャリッジの振動を抑制できる機構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、前記キャリッジを支持し、前記キャリッジの前記走査方向への移動をガイドするガイド部と、を備える記録装置であって、前記ガイド部は、前記搬送方向の下流に進むにつれて上方に傾斜するガイド面によってキャリッジを支持している。【選択図】 図２

Description

本発明は、記録ヘッドからシートにインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置は、シートにインクを吐出する記録ヘッド、シートを搬送方向に搬送する搬送部、記録ヘッドを搬送方向と交差する走査方向へ移動するキャリッジを備える。キャリッジは、ガイド部によって案内されて、走査方向に往復移動することができる。特許文献１には、記録ヘッドとシートの間隔を変更することができる記録装置が記載されている。このような記録装置では、キャリッジが移動する際、シートと記録ヘッドの間の間隔が振動によって変化することがある。そのため、キャリッジをばねなどの付勢手段によってガイド部に押圧することで、キャリッジの振動を抑制している。

特開２０１０－２３５０１号公報

しかし、このような付勢手段を用いる構成では、キャリッジの自重に付勢手段による押圧力が加わるため、ガイド部とキャリッジとの間の摺動負荷が大きくなる。この場合、キャリッジを移動させるために駆動力の大きなモーターを使用することになる。そのため、キャリッジの振動を抑制する機構としてはさらなる工夫が必要となる。そこで、本発明は付勢手段を使うことなくキャリッジの振動を抑制できる機構を有する記録装置を提供することを目的とする。

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、前記キャリッジを支持し、前記キャリッジの前記走査方向への移動をガイドするガイド部と、を備える記録装置であって、前記ガイド部は、前記搬送方向の下流に進むにつれて上方に傾斜するガイド面によってキャリッジを支持している。

本発明によれば、キャリッジの振動を抑制できる機構を有する記録装置を提供することができる。

インクジェット記録装置の主要部分の斜視図である。 キャリッジとフレームの構成を示す図である。 キャリッジとフレームの断面図である。 キャリッジとフレームの下部における断面図である。 キャリッジとフレームの上部における断面図である。 間隔制御部材の構造を示す図である。 摺動部材の構造を示す図である。 摺動部材が受ける力を示す模式図である。 摺動部材の支持面の位置関係を示す図である。 摺動部材の凸面を示す断面図である。 キャリッジとフレームの正面図である。 第２実施形態におけるキャリッジとフレームの断面図である。 第３実施形態における間隔制御部材と摺動部材の断面図である。

［第１の実施形態］
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。

＜インクジェット記録装置＞
図１にインクジェット記録装置の主要部分の斜視図を示す。インクジェット記録装置（以下、記録装置１）は、給送機構２、搬送部３、排送部４、及びキャリッジユニット５を備えている。記録装置１の背面側にあるトレイ４２に載置された記録媒体であるシートは、給送機構２によって搬送部３まで給送される。給送機構２から給送されたシートは搬送部３によってプラテン８まで搬送方向（Ｙ方向）に搬送される。

記録ヘッド６は、液体であるインクを吐出するための吐出面を有し、吐出面が所定の間隔を保ってプラテン８と対向している。記録ヘッド６は、プラテン８で支持されたシートに対して、シートの搬送方向に対する走査方向（Ｘ方向）に往復移動しながら液体を吐出する。搬送部３によるシートの搬送動作と、記録ヘッド６によるインクの吐出動作とを交互に繰り返すことによってシートに画像を記録する。画像が記録されたシートは、排送部４によって記録装置の前側に排出される。

＜キャリッジユニット＞
図２～５を用いてキャリッジユニットについて説明をする。図２はキャリッジユニットとフレームの構成を示す図で、（ａ）はキャリッジユニットの斜視図であり、（ｂ）はキャリッジユニットとフレームを模式的に示した断面図である。図３はキャリッジとフレームの断面図で、（ａ）は図２のＡ－Ａにおけるキャリッジユニットとフレームの断面図で、（ｂ）は図２のＢ－Ｂにおけるフレームの断面図である。図４はキャリッジユニットとフレームの下部の断面図である。図５はキャリッジユニットとフレームの上部の断面図である。

キャリッジユニット５は、キャリッジ７と記録ヘッド６とを含む。キャリッジ７は、記録ヘッド６を搭載している。キャリッジユニット５は、ベルト３３により駆動力を得てシートの幅方向である走査方向に往復移動することができる。ベルト３３は、フレーム１３の両端のプーリーに掛け回され、モーター１４によって往復移動する。キャリッジ７は、その内側の搬送方向の下流側の下流側規制面３８、内面４１、上流側の上流側規制面３９で囲まれる領域に間隔制御部材９と摺動部材１０とを有している(図８)。摺動部材１０は、キャリッジ７を支持し、フレーム１３のガイド部１５に対して摺動する部材である。間隔制御部材９は、鉛直方向（Ｚ方向）においてキャリッジ７の内面４１と摺動部材１０との間に配置されている。間隔制御部材９は、キャリッジ７に対して走査方向に移動して、記録ヘッド６とシートとの間の鉛直方向における間隔を変更することができる。

キャリッジ７は、内面４１において間隔制御部材９と摺動部材１０とを介してガイド部１５によって支持される。そのため摺動部材１０は、キャリッジ７からの自重を受ける。ガイド部１５の搬送方向における上流側の端部はフレーム１３の締結面にネジによって締結されている。なお、ガイド部１５は、接着や溶接などの他の方法によってフレーム１３に結合していても良い。一方、ガイド部１５の搬送方向における下流側の端部１６はガイド面２５でキャリッジ７を支持する。ガイド部１５のガイド面２５は、搬送方向の下流に進むにつれて上方に所定の角度で傾斜している。摺動部材１０の下側支持面１７は、同様に搬送方向の下流に進むにつれて上方に所定の角度で傾斜し、ガイド面２５に当接する。したがって、ガイド部１５はシートに向かう下向きの押圧力（Ｐ１）と、搬送方向に向かう押圧力Ｐ２を受ける（図２）。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、ガイド面２５の傾斜は、４０～６０度の範囲が望ましい。

フレーム１３は、鉛直方向において上方の上部摺動部１１と下方の下部摺動部１２とを有する。上部摺動部１１の上部摺動面３０には、キャリッジ７の上部当接部１８が当接する。一方、下部摺動部１２の下部摺動面３１には、キャリッジ７の下部当接部１９が当接する。上部摺動面３０は、搬送方向の上流側を向いている。下部摺動面３１は、搬送方向の下流側を向いている。ガイド面２５は、搬送方向において下部摺動面３１とフレーム１３の締結面との間に位置している。上部摺動面３０および下部摺動面３１は、走査方向と平行である。このため、記録ヘッド６とプラテン８の間隔を切り替える際、上部当接部１８と上部摺動面３０が当接しかつ下部当接部１９と下部摺動面３０が当接する状態で、キャリッジ７がプラテン８に対して鉛直方向に上下移動する。下部摺動面３０と上部摺動面３１がシートに垂直な面であるため、記録ヘッド６の搬送方向における上流側と下流側とで吐出面のプラテン８に対する高さに差を生じない。したがって、様々な厚さを持つシートに対しても画質を安定させることが可能である。なお、フレーム１３は、走査方向と平行な線で曲げられることによって一枚の板で形成されている。

ここで、フレーム１３がキャリッジ７から受ける力について図２（ｂ）を用いて説明する。キャリッジ７の重心は、搬送方向において記録ヘッド６の側にある。そのため、上部摺動部１１はキャリッジ７の上部当接部１８によって搬送方向の下流側に向かう押圧力（Ｐ４）で押圧される。一方、下部摺動部１２はキャリッジ７の下部当接部１９によって搬送方向の上流側（搬送方向と反対側）に向かう押圧力（Ｐ３）で押圧される。この結果、フレーム１３は、キャリッジ７の方向Ｄへの回転を規制し、キャリッジ７の搬送方向における位置を規定する。また、摺動部材１０の下側支持面１７は、搬送方向の下流側に向かう押圧力Ｐ２によってガイド部１５のガイド面２５を押圧する。一方、下側支持面１７の搬送方向における下流側の下部当接部１９は、下部摺動部１２を搬送方向の上流側（搬送方向と反対側）に向かう押圧力Ｐ３で押圧する。すなわち、ガイド部１５のガイド面２５はキャリッジ７によって搬送方向における下流側に向かう押圧力により押圧される。一方、下部摺動部１２はキャリッジ７から搬送方向の上流側に向かう押圧力により押圧される。下部摺動部１２とガイド部１５とが互いに逆向きの抗力を発生する。この結果、キャリッジ７は、搬送方向への移動が規制され、フレーム１３によって安定して支持される。このような機構により、支持キャリッジ７の走査中に生じる振動を抑制することができる。

なお、キャリッジ７を傾斜するガイド部１５によらず平面のフレーム１３で支持するような構成の場合、キャリッジをばねで押圧する必要がある。本実施形態では、ガイド面２５の傾斜によりキャリッジ７の自重を、搬送方向の下流側に向かう押圧力（Ｐ２）に変換して、ばねを削減することができる。結果として、キャリッジ７がガイド部１５を押圧する押圧力は、主にキャリッジ７の自重に基づく力になる。このためガイド部１５と下側支持面１７との間に働く摺動負荷は低減される。

＜間隔制御部材および摺動部材＞
間隔制御部材９と摺動部材１０について図６～１１を用いて説明をする。図６は間隔制御部材９の構造、図７は摺動部材１０の構造である。図８は摺動部材が受ける力の模式図である。図９は摺動部材１０の下側支持面１７と上側支持面２０の位置関係を示す図である。図１０は摺動部材の凸面とキャリッジの規制面の関係を示す断面図である。図１１はキャリッジを記録装置の正面側からみた正面図である。

間隔制御部材９は、鉛直方向（Ｚ方向）において、キャリッジ７の内面４１と摺動部材１０との間に挟まれている。図６に示すように間隔制御部材９の摺動部材１０の側にはシートと平行な平面とシートに対して傾斜する斜面とからなるカム面２４が形成されている。カム面２４は走査方向（Ｈ方向）に離れた位置に２か所ある。図７に示すように摺動部材１０は、摺動部材１０の走査方向（Ｈ方向）の離れた位置に下側支持面（１７ａ、１７ｂ）を有している。間隔制御部材９の２か所のカム面（２４ａ，２４ｂ）は摺動部材１０の走査方向（Ｈ方向）に離れた２か所の上側支持面（２０ａ，２０ｂ）にそれぞれ当接する。摺動部材１０の下側支持面１７は、ガイド部１５のガイド面２５に支持される。この結果、キャリッジ７がガイド部１５によって支持されることになる。上側支持面２０と下側支持面１７は、搬送方向において重ならない位置に配置されている。このため、キャリッジ７の走査軸回りの回転は、一方向となる。なお、摺動部材１０は、キャリッジ７の搬送方向または鉛直方向への移動を規制する規制部４０を有している。搬送方向においてガイド部１５は規制部４０と摺動部材１０との間に挟まれている。すなわち、規制部４０は、ガイド面２５に対して下側支持面１７と反対側にある。規制部４０は、その下端の位置がガイド部１５の下端の位置より低くならないように配置されている。

間隔制御部材９はキャリッジ７に対して走査方向にスライド可能である。間隔制御部材９のカム面２４が上側支持面２０に対して摺動することで、摺動部材１０に対する間隔制御部材９の相対的な高さが変化する。これにより、キャリッジ７と摺動部材１０との間隔が変化する。すなわち、キャリッジ７に搭載された記録ヘッド６と、プラテン８との間隔を変化させることができる。このように間隔制御部材９をキャリッジ７に対してスライドさせることで、シートの厚みまたは種類に応じてプラテン８と記録ヘッド６との間隔を変更することができる。

摺動部材１０の搬送方向の下流側に下流側凸面２１、上流側に上流側凸面２２を設けている。一方、キャリッジ７は、摺動部材１０の凸面の搬送方向に対する移動を規制する下流側の下流側規制面３８と上流側の上流側規制面３９を有している。下流側規制面３８と上流側規制面３９はキャリッジ７の内側において対向している。これらの規制面により、摺動部材１０の走査方向軸の回りの回転（方向Ｒ）は規制される(図８)。キャリッジ７はガイド面２５で支持されるため、下流側規制面３８及び上流側規制面３９が受ける力は小さくなる。したがって、キャリッジ７の剛性を低くでき、材料の薄肉化によるコストダウンにつながる。キャリッジ７の重心位置と、下流側規制面３８および上流側規制面３９の配置により、走査方向軸の回りの回転が所定の角度に規制される。キャリッジユニット７の構成とフレーム１３の構成により走査軸回りのモーメントは反時計回りで変わらないため、キャリッジ７の移動によるがたつきを抑えることができる。

ここで、摺動部材１０の走査方向軸の回りの回転が方向Ｒになることについて詳しく説明をする。図９のように下側支持面１７及び上側支持面２０に平行な仮想面をそれぞれ面Ａと面Ｂとする。そして、下側支持面１７及び上側支持面２０の面Ａへの投影をそれぞれ投影Ａｉと投影Ａｉｉする。また、下側支持面１７及び上側支持面２０の面Ｂへの投影をそれぞれ投影Ｂｉと投影Ｂｉｉとする。摺動部材１０の下側支持面１７と上側支持面２０は、投影Ａｉが投影Ａｉｉに対して鉛直方向の下側でかつ搬送方向の上流側の重ならない位置に配置されている。また、摺動部材１０の下側支持面１７と上側支持面２０は、投影Ｂｉが投影Ｂｉｉに対して搬送方向の上流側の重ならない位置に配置されている。このように下側支持面１７と上側支持面２０の投影が重ならない位置関係になっていることで、摺動部材１０において下側支持面１７と上側支持面２０から受ける力により生じる走査方向軸の回りのモーメントは反時計回りに定まる（方向Ｒ）。なお、投影Ａｉが投影Ａｉｉに対して搬送方向の下流側となる支持面の配置にしてもよい。

摺動部材１０の上側支持面２０は、キャリッジ７の自重によって重力方向の下向きの力Ｆ１を受ける。そのため下側支持面１７は、キャリッジ７の自重による抗力とモーメント（方向Ｍ）により生じる力の抗力の合力Ｆ２を下側支持面１７と垂直な方向に受ける。ところで、キャリッジ７はタイミングベルト３３に連結されており、タイミングベルト３３の回転に伴って走査方向３４に移動する。キャリッジ７が走査中、タイミングベルトの回転による駆動力によりキャリッジ７は慣性による搬送方向軸の回りのモーメント（方向Ｍ）が生じる。このとき、下側支持面１７ａと下側支持面１７ｂが受ける力は異なる。しかし、搬送方向軸の回りのモーメント（方向Ｍ）は、走査方向軸の回りのモーメント（方向Ｒ）に対して影響を及ぼしにくい。したがって、キャリッジ７に搬送方向軸の回りのモーメント（方向Ｍ）が生じた場合でも、キャリッジ７に対する走査方向軸の回りのモーメント（方向Ｒ）を反対向きにするような大きな変化が生じない。このためキャリッジ７は摺動部材１０の走査方向軸の回りの姿勢を保持できる。

以上のような機構により、キャリッジの走査に必要なエネルギーを小さくすることができるため、駆動力の小さいモーターを採用することができる。この結果、記録装置のサイズを小さくできる。さらに、ガイド部とキャリッジの押圧にばねを削除できるため、部品点数や組立工数を削減することができる。また、ガイド部１５にキャリッジ７をばねで押圧することなくキャリッジの振動を抑制できる。その結果、キャリッジの姿勢が安定してキャリッジの振動が抑制され、記録ヘッドによる画質が向上する。このようにキャリッジの振動を抑制できる機構を有する記録装置を提供できる。

［第２の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な機構についてのみ説明する。

第２の実施形態におけるキャリッジユニットの断面図を図１２に示す。第１の実施形態におけるガイド部１５をフレーム１３と一体にしたものである。フレーム１３においてガイド面２５は、搬送方向に対して上方に傾斜している。そして、ガイド面２５の端部から下方に下部摺動面３１が設けられている。フレーム１３の反対側の端部には上部摺動面３０が設けられている。フレーム１３は、キャリッジ７の走査方向と平行な線で曲げられることによって一枚の板で形成されている。

キャリッジ７の重心は、搬送方向において記録ヘッド６の側にある。そのため、上部摺動面３０はキャリッジ７によって搬送方向の下流側に向かう押圧力で押圧される。一方、下部摺動面３１はキャリッジ７によって搬送方向の上流側に向かう押圧力で押圧される。摺動部材１０の下側支持面１７が摺動するガイド面２５は搬送方向の下流に進むにつれて上方に傾斜している。そのため、ガイド面２５の傾斜によりキャリッジ７の自重を、搬送方向の下流側に向かう押圧力に変換できる。この結果、ばねによる押圧を削減でき、キャリッジ７とフレーム１３の摺動負荷を低減できる。また、キャリッジ７が摺動する垂直面（下部摺動面３０、上部摺動面３１）により記録ヘッド６を水平に保ったままプラテン８との間隔を切り替えることが可能である。キャリッジユニット７の構成とフレーム１３の構成により走査軸回りのモーメントは反時計回りで変わらないため、キャリッジ７の移動によるがたつきを抑えることができる。このようにキャリッジの振動を抑制できる機構を有する記録装置を提供できる。さらにガイド部を分ける必要がないため部品点数を削減できる。

［第３の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な機構についてのみ説明する。

第３の実施形態における間隔制御部材と摺動部材の断面図を図１３に示す。ガイド部１５は、一端がフレーム１３の締結面に結合され、他端は搬送方向と平行に下流側に延在している。ガイド部１５の他端にはキャリッジ７を支持するためのガイド面が設けられている。摺動部材１０の下側支持面２３は、搬送方向と平行でガイド部１５のガイド面に当接する。摺動部材１０の下側支持面２３と上側支持面２０は、投影Ａｉが投影Ａｉｉに対して搬送方向の上流側の重ならない位置に配置されている。この結果、キャリッジ７の走査方向軸回りのモーメントが反時計りに定まる。キャリッジ７に搬送方向軸の回りのモーメントが生じた場合でも、キャリッジ７に対する走査方向軸の回りのモーメントを反対向きにするような大きな変化が生じない。このためキャリッジ７は摺動部材１０の走査方向軸の回りの姿勢を保持できる。このように、キャリッジの振動を抑制できる機構を有する記録装置を提供できる。

３ 搬送部
６ 記録ヘッド
７ キャリッジ
１５ ガイド部

Claims (10)

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、
   前記キャリッジを支持し、前記キャリッジの前記走査方向への移動をガイドするガイド部と、
   を備える記録装置であって、
   前記ガイド部は、前記搬送方向の下流に進むにつれて上方に傾斜するガイド面によってキャリッジを支持していることを特徴とする記録装置。
2. 前記キャリッジは、前記ガイド面と当接する摺動部材と、当該摺動部材と当接し前記摺動部材に対して前記走査方向へ移動して前記記録ヘッドの高さを変更する間隔制御部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記摺動部材は、前記キャリッジの前記搬送方向における上流側の第１規制面に当接する第１凸面と、前記キャリッジの前記搬送方向における下流側の第２規制面に当接する第２凸面とを有することを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 前記第１規制面と前記第２規制面は、キャリッジの内側において対向していることを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
5. 前記摺動部材は、前記間隔制御部材を支持する第１支持面と、前記ガイド面によって支持される第２支持面とを有し、
   前記第１支持面と前記第２支持面とは、前記搬送方向において重ならない位置であることを特徴とする請求項２ないし４の何れか１項に記載の記録装置。
6. 前記摺動部材は、前記キャリッジが前記搬送方向または鉛直方向に移動することを規制する規制部を有することを特徴とする請求項２ないし５の何れか１項に記載の記録装置。
7. 前記搬送方向において、前記ガイド部は前記規制部と前記摺動部材との間にあることを特徴とする請求項２ないし６の何れか１項に記載の記録装置。
8. 前記規制部の下端の位置は、前記ガイド部の下端の位置より低くないことを特徴とする請求項６または７に記載の記録装置。
9. 前記ガイド部が締結されるフレームを備え、
   前記フレームは、前記キャリッジの第１当接部と当接する第１摺動部と、前記キャリッジの第２当接部と当接する第２摺動部と、を有することを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項に記載の記録装置。
10. 前記ガイド部が結合するフレームを備え、
    前記フレームは、前記キャリッジの第１当接部と当接する第１摺動部と、前記キャリッジの第２当接部と当接する第２摺動部と、を有し、
    前記ガイド部は、前記フレームにおいて前記第１摺動部と前記第２摺動部との間に設けられていることを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項に記載の記録装置。

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