JP4407797B2 - キャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造及び該連結保持構造を備えた記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、キャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとを連結し、キャリッジ搬送用ベルトにキャリッジを保持させる連結保持構造に係り、特にキャリッジに作用する前後方向での傾きないし揺動を防止するようにしたキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造及び該連結保持構造を備えた記録装置に関する。

更に本発明はインク等の液体をそのヘッドから吐出（噴射）して被記録材（被液体噴射材）に記録を実行する（液体を付着する）インクジェット式記録装置などの液体噴射装置及び該液体噴射装置において使用されるキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造に関するものである。

ここで液体噴射装置とは、インクジェット式記録ヘッドが用いられ、該記録ヘッドからインクを吐出して被記録材に記録を行なうプリンタ、複写機およびファクシミリ等の記録装置に限らず、インクに代えてその用途に対応する液体を前記記録ヘッドに相当する液体噴射ヘッドから被記録材に相当する被液体噴射材に噴射して、前記液体を前記被液体噴射材に付着させる装置を含む意味で用いる。

液体噴射ヘッドとして、前記記録ヘッドの他に、液晶ディスプレー等のカラーフィルター製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレーや面発光ディスプレー（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド、精密ピペットとしての試料噴射ヘッド等が挙げられる。

キャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造は下記特許文献１、２ないし図５に示す如く、キャリッジ搬送用ベルト１０１に直接作用する力の作用点Ａと、キャリッジ１０３に直接作用する力の作用点Ｂとが、キャリッジ１０３の前後方向にずれていたため、図５中、矢印１０４で示す回転モーメントが働き、キャリッジ１０３は前後方向に傾き（おじぎ）、あるいは揺動するおそれが指摘されていた。また、図６中の矢印１１０で示す回転モーメントも働き、キャリッジ１０３は左右方向に傾く、首振りの揺動をするおそれもある。

即ち、キャリッジ１０３の背面には、図７に示す如く、長円形をした取付穴１０５が設けられており、この取付穴１０５に対して偏平円筒状のゴム製のダンパ１０７を内嵌めし、更にダンパ１０７の穴部にプラスチック製のホルダ部１０９を挿入するという構造を採っていたため、キャリッジ搬送用ベルト１０１を直接保持するホルダ部１０９と、キャリッジ１０３に直接取り付けられるダンパ１０７とが図５又は図６に示す如く、キャリッジ１０３の前後方向にずれていたため、このような問題が生じていた。

このようなキャリッジ１０３には実質的な記録を実行する記録ヘッドが取り付けられており、キャリッジ１０３の傾き、揺動は記録ヘッドと被記録材とのギャップの変動を招来するものであり、高精度の記録を実行する上においては好ましくない。

特開平１０−３５０５１号公報 特開２００１−７１４６３号公報

そこで本発明は、このような問題点の存在を踏まえ、高精度の記録を実行するために発案されたものであって、キャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造を見直し、その構造を工夫することによって、キャリッジ搬送用ベルトに作用する力の作用点とキャリッジに作用する力の作用点とを近付けるようにしたキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造及び該連結保持構造を備えた記録装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明の第１の態様に係るキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造は、駆動プーリと従動プーリとの間に巻回される無端帯状のキャリッジ搬送用ベルトと、記録ヘッドを取り付けた状態で主走査方向に往復動するキャリッジとの連結保持構造であって、前記キャリッジ搬送用ベルトに直接作用する力の作用点と、キャリッジに直接作用する力の作用点は少なくともキャリッジの前後方向にずれないように設定されていることを特徴とするものである。
本発明の第１の態様によれば、キャリッジの前後方向での傾き、揺動が防止され、記録ヘッドの姿勢が安定するから記録ヘッドによる高精度の記録が実行されるようになる。

本発明の第２の態様に係るキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造は、第１の態様において、前記連結保持構造はキャリッジの背面から突出している軸部と、軸部に対して取り付けられるダンパと、ダンパを介して軸部に取り付けられ、キャリッジ搬送用ベルトを直接保持するホルダ部とを備えていることを特徴とするものである。
本発明の第２の態様によれば、軸部の外側にダンパ、ダンパの外側にホルダ部が位置することになるから、キャリッジ搬送用ベルトに直接作用する力の作用点と、キャリッジに直接作用する力の作用点とがキャリッジの前後方向にずれることなく一致する。また軸部とホルダ部との間にダンパを介することでキャリッジへの振動伝達も防止される。

本発明の第３の態様に係るキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造は、第２の態様において、前記軸部は複数本設けられており、これらの軸部はキャリッジの主走査方向の同一直線上に並設されると共に、各々の軸部にはダンパとホルダ部が取り付けられ、多軸構造の連結保持構造が形成されていることを特徴とするものである。
本発明の第３の態様によれば、キャリッジを連結保持する支点が複数存在することになるから、キャリッジの姿勢の安定性が向上し、キャリッジの傾きないし揺動は更に起き難くなる。また軸部をキャリッジの主走査方向の同一直線上に並設したことにより、キャリッジの左右方向の傾きや揺動も防止される。

本発明の第４の態様に係るキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造は、第３の態様において、前記隣接する軸部には、直接各軸部に対して外嵌めされるスリーブ状のダンパ作用部と、ダンパ作用部間を連結し、少なくともキャリッジ搬送用ベルトとの連結側において、軸部中心に向けて形成されるくぼみ部を有する連結部とを備えるダンパが設けられ、更に上記ダンパに対して外嵌めされるホルダ部は上記ダンパと同様の形状を有する一回り大きいホルダ部本体と、ホルダ部本体のくぼみ部にキャリッジ搬送用ベルトを至らせ、キャリッジ上下方向における力の作用点のずれを少なくすると共に、ホルダ部本体との挟持作用によってキャリッジ搬送用ベルトを押圧保持するベルト押さえ板とを備えていることを特徴とするものである。
本発明の第４の態様によれば、キャリッジ搬送用ベルトに直接作用する力の作用点と、キャリッジに直接作用する力の作用点は、キャリッジの前後方向に加えて上下方向にも接近し、位置ずれが更に小さくなるからキャリッジの姿勢の安定性が一層高まる。

本発明の第５の態様に係るキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造を備えた記録装置は、駆動プーリと従動プーリとの間に巻回される無端帯状のキャリッジ搬送用ベルトと、記録ヘッドを取り付けた状態で主走査方向に往復動するキャリッジと、これらを連結保持する連結保持構造とを備える記録装置であって、前記連結保持構造は上記の第１〜第４の態様のいずれかに記載された連結保持構造であることを特徴とするものである。
本発明の第５の態様によれば、キャリッジ搬送用ベルトによって搬送されるキャリッジの姿勢の安定性が高まるから、記録ヘッドと被記録材とのギャップが一定になり、高精度の記録が実行できる記録装置の提供が可能となる。

本発明の第６の態様に係るキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造を備えた液体噴射装置は、駆動プーリと従動プーリとの間に巻回される無端帯状のキャリッジ搬送用ベルトと、液体噴射ヘッドを取り付けた状態で主走査方向に往復動するキャリッジと、これらを連結保持する連結保持構造とを備える液体噴射装置であって、前記連結保持構造はキャリッジ搬送用ベルトに直接作用する力の作用点と、キャリッジに直接作用する力の作用点とが少なくともキャリッジの前後方向にずれないように設定されていることを特徴とするものである。

以下、本願発明に係るキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造及び該連結保持構造を備えた液体噴射装置の一例である記録装置について説明する。最初に本願発明の液体噴射装置の一例である記録装置の一実施の形態としてインクジェット式記録装置を採り上げて、その全体構成の概略を図面に基づいて説明する。図１はインクジェット式記録装置の概略を示す側断面図である。

インクジェット式記録装置１００には、被液体噴射材の一例である被記録材Ｐ（以下単に用紙Ｐともいう。）に記録を実行する液体噴射実行手段の一例である記録実行手段の主たる構成要素として、主走査方向Ｘに往復可能にキャリッジガイド軸１２によって軸支されたキャリッジ１０が設けられている。そして、該キャリッジ１０には用紙Ｐ等に液体の一例であるインクを吐出（噴射）して記録を行なう液体噴射ヘッドの一例である記録ヘッド１３が搭載されている。またキャリッジ１０には液体カートリッジの一例であるインクカートリッジ１１が装着されている。

記録ヘッド１３の下方には、記録ヘッド１３と対向して記録ヘッド１３のヘッド面と用紙Ｐ等との間のギャップを規定するプラテン２８が設けられている。そしてキャリッジ１０とプラテン２８との間に用紙Ｐ等を主走査方向Ｘと直交する副走査方向Ｙに所定の搬送量で搬送する動作と、記録ヘッド１３を主走査方向Ｘに一往復させる間に記録ヘッド１３から用紙Ｐ等にインクを噴射する動作とを交互に繰り返すことによって用紙Ｐ等に記録が行われる。

次に用紙Ｐの搬送経路に従ってインクジェット式記録装置１００の構成を更に説明する。先ず最も搬送方向上流側に用紙Ｐを積畳する被液体噴射材積畳部の一例である給送用トレイ５が設けられている。また給送用トレイ５には用紙Ｐの側端面に当接し、副走査方向Ｙへの円滑な搬送を案内するエッジガイド１５が設けられている。給送用トレイ５上の用紙Ｐは給送用ローラ１４の回転軸１７の回転に伴って、ホッパ１６が所定のタイミングで上昇し、給送用ローラ１４に向けて押し上げられる。

またこれらの給送用トレイ５、給送用ローラ１４及びホッパ１６を含む装置が自動給送装置２であり、給送用ローラ１４の回転に伴って最上面に位置する用紙Ｐから順番に給送用ローラ１４近傍に設けられる分離作用部の一例である分離パッド等の力を借りて単位数ずつピックアップして搬送方向下流に向かって送られる。

給送用ローラ１４の下流には、用紙Ｐの通過を検出する被液体噴射材検出手段の一例である図示しない被記録材検出手段（以下単に検出レバーという）が設けられており、検出レバーの下流には搬送用駆動ローラ１９ａと搬送用従動ローラ１９ｂとによって構成される搬送用ローラ１９が設けられている。このうち搬送用従動ローラ１９ｂは、搬送用従動ローラ用のローラホルダ１８の下流側において軸支され、当該ローラホルダ１８は、図示しない回転軸を中心に回動可能に設けられ、かつ図示しないねじりコイルばねによって搬送用従動ローラ１９ｂが常に搬送用駆動ローラ１９ａに圧接したニップ状態になるように回動付勢されている。

搬送用ローラ１９によって挟圧された状態で搬送される用紙Ｐは記録ヘッド１３の下方の記録ポジション２６に導かれ、上述のキャリッジ１０及び用紙Ｐの動作によって用紙Ｐの記録面のほぼ全面に亘って所望の記録が実行される。記録ヘッド１３とその下方において、これと対向して設けられるプラテン２８とのギャップは高精度の記録を実行する上で極めて重要な要素となっており、用紙Ｐの厚さの変化に応じて適宜調節されるようになっている。

記録ヘッド１３の下流には排出用駆動ローラ２０ａと、排出用従動ローラ２０ｂとによって構成される被液体噴射材排出手段の一例である排出用ローラ２０が設けられ、この排出用ローラ２０によって排出された用紙Ｐは更に下流に位置する被液体噴射材受け部の一例である排出用スタッカ５０上の載置面５１に排出されるようになっている。

排出用従動ローラ２０ｂは、その外周に複数の歯を有する歯付きローラであり、排出用従動ローラ用の図示しないローラホルダによって自由回転可能に軸支されている。排出用従動ローラ２０ｂの上流には、補助従動ローラ２２が設けられ、用紙Ｐは該補助従動ローラ２２によってやや下方に押し付けられるようになっている。また搬送用従動ローラ１９ｂは、搬送用駆動ローラ１９ａよりその軸芯位置がやや下流側に配設されていて、更に排出用従動ローラ２０ｂは排出用駆動ローラ２０ａよりその軸芯位置がやや上流側に配設されている。

このような構成によって用紙Ｐは、搬送用ローラ１９と排出用ローラ２０との間において僅かに下に凸となる俗に「逆ぞり」と呼ばれている湾曲状態となり、記録ヘッド１３に対向する位置にある用紙Ｐはプラテン２８に押し付けられ、これにより用紙Ｐの浮き上がりが防止され、正常に記録が実行されるようになっている。尚、補助従動ローラ２２は、排出用従動ローラ２０ｂと同様に歯付きローラから構成されており、図示しない補助従動ローラ用のローラホルダに軸支されている。

次に、このようなインクジェット式記録装置１００に対して適用される本願発明のキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造１の構成及びその組立手順について具体的に説明する。図２は、連結保持構造によりキャリッジ搬送用ベルトをキャリッジに連結し、キャリッジを保持した状態を示すキャリッジ背面側からの斜視図であり、図３は同上、連結保持構造周辺を拡大して示す斜視図である。また図４は連結保持構造の組立手順を示す斜視図であって、（ａ）はダンパ装着直後、（ｂ）はホルダ部装着直後、（ｃ）はロックレバー操作時の各状態をそれぞれ示している。

キャリッジ１０における背面の中央下方には、図２に示す如く、２本の軸部３１が突出している。軸部３１は円形断面の丸棒状の部材で、その先端には更に大径の半円板形状のフランジ部３２が設けられている。軸部３１には防振作用を有し弾性変形可能な材料、例えば合成ゴム等によって形成されるダンパ３３が外嵌め状態で取り付けられる。

ダンパ３３は円筒スリーブ状の２つのダンパ作用部３４と、２つのダンパ作用部３４間を連結する、一例として平板状の連結部３５とを備えている。連結部３５の高さ寸法は、ダンパ作用部３４の直径よりもかなり小さめに設定されている。これによりキャリッジ搬送用ベルト９との連結側である、少なくとも上面には軸部３１の中心に向けてくぼみ部３６が形成されている。

くぼみ部３６の中央、連結部３５の上面には、三角形断面の係合突起３７が設けられている。尚、この係合突起３７は、次に述べるホルダ部３９に形成されている図示しない係合溝と係合する。ダンパ３３には、一例としてプラスチック材料によって形成されるホルダ部３９が外嵌め状態で取り付けられる。ホルダ部３９は、上記ダンパ３３より一回り大きく、ほぼ同様の形状を有するホルダ部本体４０と、ホルダ部本体４０との挟持作用によってキャリッジ搬送用ベルト９を押圧保持するベルト押さえ板４１とを備えている。

ホルダ部本体４０の円筒スリーブ状のホルダ作用部４２における周面の一部には、俗にタイミングベルトと呼ばれている無端帯状の歯付きベルトによって構成されるキャリッジ搬送用ベルト９と噛み合う、ギヤ歯状の突起部４３が複数条設けられている。尚、キャリッジ搬送用ベルト９は、図示しない駆動プーリと従動プーリとの間に巻回されており、駆動プーリ及び従動プーリの周面に刻設されている歯と噛み合って所定の方向に搬送され、キャリッジ１０を往復動させる。

２つのホルダ作用部４２の間には、両者を連結する連結部４４が設けられており、上記ダンパ３３と同様、その上面には、くぼみ部４５が形成されている。ホルダ部本体４０の後面（キャリッジ１０の背面と当接する側の面）には、上方に向けて、図示しない立ち上り部が設けられていて、この立ち上り部の上端を前方（軸部３１が突出している方向）に庇状に張り出させた部材が前に触れたベルト押さえ板４１である。

ベルト押さえ板４１は、中央が下方に向けて湾曲した平板状の部材で、中央の湾曲した部分が押圧作用部４７であり、ホルダ部本体４０のくぼみ部４５にキャリッジ搬送用ベルト９を至らせ、キャリッジ１０における上下方向の力の作用点Ａ、Ｂ間のずれＬを図３に示す如く、少なくすると共に、ホルダ部本体４０との挟持作用によってキャリッジ搬送用ベルト９を押圧保持する役割を担っている。また、ベルト押さえ板４１の前面側の一方のコーナ部には、下方に向けて鉤状に折り曲げられたベルト脱落防止用の係止部材４８が設けられている。

このような連結保持構造１を組み立てるには、図４（ａ）に示す如く、軸部３１に対して、適宜ダンパ３３を弾性変形させて取り付ける。次に図４（ｂ）に示す如く、ホルダ部３９を手前側からダンパ３３に対して圧入するようにして取り付ける。そしてロックレバー５５の基部に形成されている係合切欠き５６を図中右側に位置する軸部３１におけるフランジ部３２の形状に合わせて取り付け、図４（ｃ）中、矢印５７で示す方向にロックレバー５５を回転させてロックレバー５５の先端に形成されているフック５８を図中、左側に位置する軸部３１におけるフランジ部３２と、その軸部３１に取り付けられているダンパ３３の端面との隙間に係合させる。また同時にホルダ部３９における連結部４４の前面には係止凸部５９が設けられており、この係止凸部５９はロックレバー５５に形成されている係止穴部６１に嵌り、係止状態が維持される。

そして、このようにして組み立てられた連結保持構造１に対して、図３に示す如く、キャリッジ搬送用ベルト９をホルダ部本体４０とベルト押さえ板４１との間の空隙に嵌め込み、くぼみ部４５にキャリッジ搬送用ベルト９の一部が進入した湾曲姿勢になるようにして取り付ける。

本願発明に係るキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造及び該連結保持構造を備えた記録装置は、以上述べたような構成を基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的構成の変更や省略等を行なうことも勿論可能である。例えば、軸部３１は２本設ける他、１本だけ設けても良いし、３本以上設けるようにしても構わない。

また軸部３１の形状は丸棒状に限らず、角棒状や丸棒の周面を一部カットしたＤ型断面あるいは俵型断面の棒状部材であっても構わない。また軸部３１を偏平にし、長円形ないし平板状にすることも可能である。またこれに対応してホルダ部３９の形状も種々の形状が選択可能である。この他、ホルダ部３９を構成するホルダ部本体４０とベルト押さえ板４１を別体構造とすることも可能であるし、その場合において、ベルト押さえ板４１に代えてテンションプーリ様の作用をする図示しないベルト押さえローラを設けるようにすることも可能である。

本発明は、キャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとを連結し、キャリッジ搬送用ベルトにキャリッジを保持させる連結保持構造に係り、特にキャリッジに作用する前後方向での傾きないし揺動を防止するようにしたキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造及び該連結保持構造を備えた記録装置に利用可能である。

インクジェット式記録装置の概略を示す側断面図である。 連結保持構造を装着したキャリッジ背面を示す斜視図である。 連結保持構造周辺を拡大して示す斜視図である。 連結保持構造の組立手順を示す斜視図である。 従来の連結保持装置を示す側断面図である。 従来の連結保持装置を示す水平断面図である。 従来の連結保持構造を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 連結保持構造、 ２ 自動給送装置、 ５ 給送用トレイ、
９ キャリッジ搬送用ベルト、１０ キャリッジ、１１ インクカートリッジ、
１２ キャリッジガイド軸、１３ 記録ヘッド、１４ 給送用ローラ、
１５ エッジガイド、１６ ホッパ、１７ 回転軸、
１８ ローラホルダ（搬送用従動ローラの）、１９ 搬送用ローラ、
１９ａ 搬送用駆動ローラ、１９ｂ 搬送用従動ローラ、２０ 排出用ローラ、
２０ａ 排出用駆動ローラ、２０ｂ 排出用従動ローラ、２２ 補助従動ローラ、
２６ 記録ポジション、２８ プラテン、３１ 軸部、３２ フランジ部、
３３ ダンパ、３４ ダンパ作用部、３５ 連結部、３６ くぼみ部、
３７ 係止突起、３９ ホルダ部、４０ ホルダ部本体、４１ ベルト押さえ板、
４２ ホルダ作用部、４３ 突起部、４４ 連結部、４５ くぼみ部、４７ 押圧作用部、４８ 係止部材、５０ 排出用スタッカ、５１ 載置面、５５ ロックレバー、
５６ 係合切欠き、５７ 矢印、５８ フック、５９ 係止凸部、６１ 係止穴部、
１００ インクジェット式記録装置（記録装置）、 Ｐ 用紙（被記録材）、
Ｘ 主走査方向、 Ｙ 副走査方向、
Ａ （キャリッジ搬送用ベルトに作用する）力の作用点、
Ｂ （キャリッジに作用する）力の作用点、 Ｌ ずれ

Claims (3)

1. 駆動プーリと従動プーリとの間に巻回される無端帯状のキャリッジ搬送用ベルトと、記録ヘッドを取り付けた状態で主走査方向に往復動するキャリッジとの連結保持構造であって、
   前記キャリッジ搬送用ベルトに直接作用する力の作用点と、キャリッジに直接作用する力の作用点は、少なくともキャリッジの前後方向にずれないように設定され、
   前記連結保持構造は、キャリッジの背面から突出している軸部と、該軸部に対して取り付けられるダンパと、該ダンパを介して前記軸部に取り付けられ、キャリッジ搬送用ベルトを直接保持するホルダ部とを備えていることを特徴とするキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造。
2. 請求項１において、前記軸部は複数本設けられており、これらの軸部はキャリッジの主走査方向の同一直線上に並設されると共に、各々の軸部にはダンパとホルダ部が取り付けられ、多軸構造の連結保持構造が形成されていることを特徴とするキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造。
3. 請求項２において、前記隣接する軸部には、直接各軸部に対して外嵌めされるスリーブ状のダンパ作用部と、ダンパ作用部間を連結し、少なくともキャリッジ搬送用ベルトとの連結側において、軸部中心に向けて形成されるくぼみ部を有する連結部とを備えるダンパが設けられ、更に上記ダンパに対して外嵌めされるホルダ部は上記ダンパと同様の形状を有する一回り大きいホルダ部本体と、ホルダ部本体のくぼみ部にキャリッジ搬送用ベルトを至らせ、キャリッジ上下方向における力の作用点のずれを少なくすると共に、ホルダ部本体との挟持作用によってキャリッジ搬送用ベルトを押圧保持するベルト押さえ板とを備えていることを特徴とするキャリッジ搬送用ベルトとキャリッジとの連結保持構造。

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