JP6478807B2 - 記録装置 - Google Patents

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    • B41J19/005Cable or belt constructions for driving print, type or paper-carriages, e.g. attachment, tensioning means

Description

本発明は、記録装置に関する。
シリアルプリント型のプリント装置においては、キャリッジとの電気的な接続にフレキシブルフラットケーブル(以下FFC)が用いられる。プリントヘッドのフルカラー化や高精細化、プリント速度の高速化に伴って液滴吐出部に対する電気信号の供給量が増加や、吐出周波数の高周波数化やヘッドピン数の増加がなされている。このため、高周波数化により通電すべき駆動信号の周波数が高まり、ヘッドピン数の増加により配線パターンの本数も増えている。このため、複数のFFCを1つに重ねて通電を行うと、パターン間に他のパターンへの通電によるノイズが重畳するいわゆるクロストークが発生する。このクロストークが発生すると、誤動作には到らないまでも、インクの吐出タイミングがずれたり、波形が大きく乱れてインクの吐出が安定しなかったりする。
そこで特許文献1では、オレフィン樹脂の多孔質シートと酸変性オレフィン樹脂製の接着シートによる絶縁層で導体の両側を挟持し、その外面にシールドテープを被覆することで低ノイズのFFCが提案されている。
特開2007−207629号公報
特許文献1に記載された技術では、FFC内でオレフィン樹脂の多孔質シートと酸変性オレフィン樹脂製の接着シートによる絶縁層をつくり、多孔質シートによる空気充填部によって低ノイズ化している。このとき、屈曲性や摺動性を高めるため絶縁層の厚さは260μm以下としている。
しかしながら、さらに強いノイズが発生するような場合において絶縁層を厚くして導体同士を離間する場合がある。この場合には、屈曲性や摺動性が低下しキャリッジの動作が不安定になってプリント精度に悪影響を及ぼしてしまう可能性や、屈曲する領域での内外輪差によって接着面に剥離や皺が発生してしまい導体の断線を引き起こす可能性がある。
本発明は、配線間のノイズを防ぎつつ、屈曲性を向上させる技術を提供することにある。
本発明によれば、記録装置であって、プリントヘッドを搭載して移動するキャリッジと、前記キャリッジの移動をガイドするガイド部材と、前記ガイド部材を支持するシャーシと、前記記録装置の本体に設けられた回路基板と、前記回路基板と前記プリントヘッドとを電気的に接続し、前記キャリッジの移動に追従して移動する第一及び第二のフラットケーブルと、前記第一及び第二のフラットケーブルの間に設けられたシート材と、前記第一及び第二のフラットケーブル並びに前記シート材を前記シャーシに固定するケーブル押え部材と、を備え、前記シート部材には、前記ケーブル押え部材によって固定される部位と前記キャリッジとの間の領域に孔が設けられ、前記ケーブル押え部材によって固定される部位と前記回路基板との間の領域に前記孔が設けられていないことを特徴とする記録装置が提供される。
本発明によれば、配線間のノイズを防ぎつつ、屈曲性を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る記録装置の全体構成を示す斜視図。 フレキシブルフラットケーブルの配設を示す斜視図。 図2のA−A断面図。 図2の斜視図からフレキシブルフラットケーブルを除いた図。 シート材の斜視図。 シート材の引き回し状態を示す模式図。 シート材の第一実施形態示す図。 シート材の第二実施形態示す図。 シート材の第三実施形態示す図。 シート材の第四実施形態示す図。
<本体構成>
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。本発明は、キャリッジを有する記録装置(プリント装置)の一例としてインクジェットプリンタの実施形態を説明する。本発明はインクジェット以外のシリアル型プリンタにも適用可能である。また、記録装置にかぎらず、キャリッジが読み取りヘッド(読取部)を保持して移動する読取装置(スキャナ装置)にも適用可能である。まず、図1から図4を用いて本発明の一実施形態であるキャリッジ装置について説明する。各図において、同じ参照符号は、同じ要素を示している。各図において、紙面に対する上下左右方向を、本実施形態における装置の上下左右方向として、本文中の説明の際に用いることとする。
図1に、本発明の一実施形態のインクジェットプリント装置全体が示されている。このインクジェットプリント装置は、シートに沿って移動可能なキャリッジに搭載されたプリントヘッド(記録部)1からインクを吐出してプリントを行うものである。プリントヘッド1としては、プリントヘッド、プリントヘッドを含むヘッドカートリッジ、インクジェットペン、インクジェットペンを含むペンカートリッジ等が挙げられる。
本実施形態のインクジェットプリント装置は、給紙ユニット20と、搬送部30と、排紙部40と、プリントヘッド1を乗せたキャリアユニット60と、プリントヘッド回復ユニット50とから構成されている。そして装置は、給紙ユニット20から搬送ユニット30によって搬送されたシート(記録媒体)に対し、キャリアユニット60のプリントヘッド1からインクを吐出してプリントを行う。次いで装置は、プリント済みのシートを搬送ユニット30によって排紙ユニット40に排紙する。また、プリント開始前またはプリント終了後のプリントヘッド1のインク詰まり等を防止するために、プリントヘッド回復ユニット50がプリントヘッド1の回復処理を行う。
給紙ユニット20は、自動給送(ASF:Automatic Sheet Feeder)ユニットであり、複数のシート(プリントシート)の積層体からプリントシートを1枚ずつ引き出して搬送ユニット30に給送するものである。搬送ユニット30は、給紙ユニット20から供給されたプリントシートを搬送するものである。
キャリアユニット60は、搬送ユニット30によるプリントシートの搬送にタイミングを合わせて、プリントシートの搬送方向に交差する方向(通常は直交する方向)に移動するキャリッジ61を有している。具体的には、キャリッジ61は、シャーシ11に固定されたガイドシャフト14と、シャーシ11の上部に固定されたサポートレール15とによって支持されかつ案内される。そして、キャリッジ61は、キャリッジモータ17とアイドラプーリ18との間に掛け渡されたキャリッジベルト16によって、キャリッジモータ17の駆動力が伝達され、ガイドシャフト14に沿って往復移動(走査)可能である。このキャリッジ61には、プリントヘッド1が搭載されている。キャリッジ61には、シャーシ11に取り付けられたコードストリップ19を読み取るためのCRエンコーダ(不図示)が設けられている。
キャリッジ61には、制御部とプリントヘッド1とを電気的に接続し、複数の信号線が平坦に並べて配線された配線束であるフレキシブルフラットケーブル(以下FFCという)が配設されている。FFCは、制御部からプリントヘッド1にプリント情報を電気的信号として伝送する。FFCの詳細な配設構成については後述する。
図示しないコンピュータ等のホスト装置においてプリントデータが送信されて、図示しない制御基板上の制御部がプリントデータを格納すると、この制御部が、図1に示すインクジェットプリント装置にプリント動作開始指令を出す。こうしてプリント動作が開始する。
インクジェットプリント装置がプリント動作開始指令を受けると、まず給紙動作を行う。すなわち、給紙ユニット20がプリントシートを1枚だけ引き出して搬送ユニット30に供給する。搬送ユニット30は、プリントシートのプリント開始位置がキャリアユニット60のプリントヘッド1と対向する位置まで、プリントシートを搬送する。
プリントシートが一旦停止した状態で、キャリッジ61が、キャリッジモータ17およびキャリッジベルト16に駆動されて、ガイドシャフト14及びサポートレール15に沿って走査(移動)する。このとき、キャリッジ61に搭載されているプリントヘッド1に、ヘッドドライバ(不図示)の信号がFFC90を介して伝達され、この信号に応じてプリントヘッドは適宜にインク滴をプリントシートに向けて吐出する。なお、キャリッジ61に搭載されたCRエンコーダ(不図示)が、シャーシ11に取り付けられたコードストリップ19を読み取ることで、プリントヘッド1がプリントシートに向けてインク滴を吐出するタイミングが決められる。
このようにして、1ライン分のプリントが終了すると、搬送ユニット30が所定量(所定の行ピッチ)だけプリントシートを搬送(紙送り)する。このように、プリントシートが停止した状態でのキャリッジ61の移動およびプリントヘッド1からのインク吐出による1ライン分のプリントと、搬送ユニット30による所定量(所定の行ピッチ)のプリントシートの搬送とを交互に繰り返す。それによって、プリントシート全面へのプリントが行われる。それから、搬送ユニット30によって、全面のプリントが完了したプリントシートを排紙ユニット40に排出する。
<フレキシブルフラットケーブルの配設構成>
本発明のプリント装置の主な特徴であるFFCの配設構成について、以下に詳細に説明する。図2は図1に示すインクジェットプリント装置におけるFFCの配設を示す斜視図である。図2に示すように、複数枚(本例では4枚)のFFC91〜94が重ねられている。そしてこれらのFFCは、プリント装置のメイン基盤(不図示)からシャーシ11のシート搬送方向上流側の面に沿い、シャーシ11に空けられた孔を通ってシート搬送方向上流側からシート搬送方向下流側(図2中右上から左下方向)に配設される。
FFC91〜94は、シート搬送方向下流側のキャリッジ移動範囲の中間近傍のシャーシ11に取り付けられたケーブル押え部材96によって本体に固定される。そして、FFC91〜94は、ケーブル押え部材96とキャリッジ61に搭載された基板上のコネクタ(不図示)との間で180度湾曲したループ(屈曲部)を形成するように全てのFFC91〜94が同方向に沿って配設されている。
図3は図2のA−A断面をキャリッジ側からみたFFC91〜94の断面図である。2枚が隣り合って重なるFFC(第一の配線束)91とFFC(第二の配線束)92との間に、所定の厚さdと幅wの一枚のダミーの屈曲可能なシート材97が挟まれて配設される。したがって、FFC91とFFC92とはどの箇所をとってみての常に距離dよりも大きな距離で離間される。つまり、シート材97は隣り合うFFC同士の信号がクロストークを起すことを防ぐため、FFCの間に所定以上の離間を持たせるスペーサとしての役割を持っている。
クロストークを防ぐためには、2枚の重なるFFCの離間距離が0.5mm以上であるとよい。そのためシート材97の厚さdは0.5mm以上、少なくとも0.3mm以上とすることができる。ただし、シート材97が厚くなりすぎても、弾性力が増大して屈曲しにくくなるので、厚さdは1mm以下とすることが好ましい。シート材97はスペーサとしての役割と適度な柔軟性をバランスよく併せ持つことが求められるので、その兼ね合いを考慮して、その厚さは適宜設定する。またシート材97の材質は、クロストーク防止の観点から誘電性の低いものを採用することができ、例えばPET等の樹脂材料を採用することができる。本実施例ではシート材97の材質は樹脂材料(PET)、厚さdは0.5mm、幅wはFFCとほぼ同じ25mmとしている。この数値は一例であり、最大厚さdは0.3mm〜1mmの範囲で適宜設定することができる。
シート材97はFFC91とFFC92の間に挟まれて配設されて配線構造を形成している。しかしながら、シート材97が配設される箇所はクロストークの発生する可能性があるところなら、例えばFFC92とFFC93との間に配置することもできる。FFC91〜94はケーブル押え部材96にまとめて保持されているため、シート材97は少なくともケーブル押え部材96からキャリッジ61までは配設することができる。メイン基盤からケーブル押え部材96までのFFC91〜94においては、常に一定の距離dでFFC91と92が離間される構成であればシート材97はメイン基盤近傍まで配設される必要はない。
シート材97はキャリッジ61に追従して屈曲する領域(第二領域)において、一端をキャリッジ61の移動範囲の途中の本体のケーブル押え部材96に、他端をキャリッジ61に保持されている。また、シート材97の屈曲しない領域の一端は、上記屈曲する領域の一端から連続しており、上記ケーブル押え部材96によって本体に保持されている。シート材97はFFC91〜94に直接接着されていることはなく、これによりキャリッジ61に追従して屈曲する領域で内外輪差によって発生するFFCの剥離や皺による導体の断線を防ぐことが可能である。つまり、シート材97は、少なくともFFC91、FFC92のいずれか一方と相対移動可能である。
図4は図2の斜視図からFFC91〜94を除いたものである。シート材97はFFC91〜94と同じように、ケーブル押え部材96とキャリッジ61内部のシート材取り付け部62との間でループ(屈曲部)を形成するように配設されている。キャリッジ61の位置が変わると、シート材取り付け部62に接続されているシート材97の一端の位置が変わり屈曲する箇所とその屈曲半径が変化する。屈曲する領域を97Bとし図4中鎖線の囲みで示す。また、シート材97のみの斜視図を図5に示す。この領域97Bは、ケーブル押え部材96からキャリッジ61側に位置する領域となる。それ以外の領域(第一領域)97Cはケーブル押え部材96よりメイン基盤側(不図示)の領域であり、プリント装置本体に固定された部材で保持されているためキャリッジの走査による屈曲移動がない領域である。
図6に、シート材の引き回し状態を示す。キャリッジ61の走査(図6中左右方向の移動)に伴って屈曲半径が変化する領域97Bにおいて、シート材97には、給紙部側方向(図6中矢印D方向)や排紙部側方向(図6中矢印E方向)に復元力が動く。例えば、図6に示す例において、HOMEからAWAY側の位置へキャリッジ61が走査した場合には、シート材97により給紙部側方向(D方向)に復元力が働く。また、それとは逆方向にキャリッジ61が走査した場合には、排紙部側方向(E方向)に復元力が働き、変形したシート材97は弾性によって元の位置に戻ろうとする。そのため、シート材97の屈曲半径変化領域97Bは、給紙部側方向および排紙部側方向に振動する。このようにシート材97が振動すると、キャリッジ61の走査時の負荷が変動し、プリント精度を悪化させる場合がある。
キャリッジ61が最もAWAY側に来る時には、キャリッジ61が図6のFに示す箇所に移動する。その際、シート材97のループ形状は、図中一点鎖線で囲む領域(第三領域)Hで示すような形状となる。このときシート材97は最小屈曲半径RAとなり、キャリッジ61にかかるシート材97からの復元力は最大となる。また、シート材97の厚さdによっては最小屈曲半径RAが維持できず、シート材97が折れてしまいFFCを損傷してしまう場合がある。このため、少なくとも最小屈曲半径RAとなる領域Hでは剛性を下げる必要がある。
そこで、シート材97の屈曲半径が変化する領域97Bのうち、少なくとも最小屈曲半径RAとなる領域Hにおける屈曲剛性(曲げ剛性、弾性力とも言う)を、プリント装置本体に固定されて屈曲移動しない領域97Cより小さくすることを特徴としている。これによりシート材97による反力を小さくし、プリント精度を維持することができ、かつシート材97の折れも防ぐことができる。
<第一実施形態>
図7に第一実施形態におけるシート材971の一部を示す。この実施形態では、シート材971の剛性を小さくするため、最小屈曲半径RAとなる領域Hだけでなく、屈曲半径が変化する領域97Bの全域において千鳥配置(ジグザグ配置)の丸孔形状群110を有している。千鳥配置の丸孔形状群110は、ケーブル押え部材96とオーバーラップする部分からキャリッジ61まで配置されている。なお、シートが屈曲する際の応力集中を軽減させるため丸孔を採用しているが、6角形、8角形等の多角形状他の形状の孔を採用することも可能である。
千鳥配置の丸孔形状群110は、例えば、孔の直径φDが5mm、キャリッジ主走査方向(図7中左右方向)のピッチPxは4.5mm、キャリッジ主走査方向と直行する方向(図7中上下方向)のピッチPyは9mmに設定することができる。この千鳥配置の丸孔形状群110によりシート材971の屈曲半径変化領域97Bにおいて屈曲剛性が低下し、キャリッジ61への走査負荷を下げてプリント精度を維持することができる。
なお、キャリッジ61が走査しても屈曲移動することのない領域97Cでは丸孔を設けなくてもよい。屈曲しない領域97Cにおいては、シート材971はFFC91、92と密着させて配設されることが考えられ、クロストーク防止の離間距離を確実にとるために孔形状群はなくてもよい。
以上の実施形態によると、任意の厚さdのシート材971を用いることによりFFC間のクロストークを防ぐことができ、かつ、FFCを接着している構成ではないため相対移動が可能となり、剥離や皺による導体の断線も防ぐことが可能である。また、シート材971の屈曲半径が変化する領域97Bのうち少なくとも最小屈曲半径RAとなる領域Hに千鳥配置の丸孔形状群110を設けている。そのため、キャリアユニット60(キャリッジ61)の走査に対する負荷を小さくでき、簡単な構成でプリント精度の高いインクジェットプリント装置を実現できる。
また、シート材971から見て、屈曲の内径側には1枚のFFC(FFC(第一の配線束)91)が配される。また、シート材971から見て、屈曲の外径側には複数枚(本例では3枚)のFFC(FFC(第二の配線束)92、FFC(第三の配線束)93、FFC94)が隣接して配されている。外径側に配されるFFCの方が屈曲半径が大きく、FFCがその弾性力で元に戻る力が小さので、内径側よりも外径側のFFCの枚数を増やすのが合理的である。なお、隣接して配置される2枚のFFCの間にそれぞれシート材を挟むような構造としてもよい。
<第二実施形態>
図8に第二実施形態におけるシート材972の一部を示す。この実施形態では、シート材972は、屈曲半径が変化する領域97Bにおいて剛性を下げるため、スリット形状群111を有する。スリット形状群111は、シート材972の幅方向(図8中上下方向)に延びるスリット孔が、シート材972の長手方向(図8中左右方向)に複数配置される構成である。また、スリット形状群111は、例えば、スリット幅tが2mm、キャリッジ主走査方向のピッチPxは4mmである。なお、このスリット形状群111は、キャリッジ主走査方向に対して傾斜したスリット孔を複数配置した構成を採用してもよい。これによりシート材972の屈曲半径変化領域97Bにおいて屈曲剛性が低下し、キャリッジ61への走査負荷を下げてプリント精度を維持することができる。
<第三実施形態>
図9に第三実施形態におけるシート材973の一部を示す。この実施形態では、シート材973は、屈曲半径が変化する領域97Bにおいて剛性を下げるため、メッシュ状に配置された孔を含むメッシュ形状群112を有する。メッシュ形状群112は、複数のメッシュ形状113を例えば、キャリッジ主走査方向と直行する方向に二つ並んだものをキャリッジ主走査方向に整列させた形態を採用することができる。このとき、複数のメッシュ形状113は、キャリッジ主走査方向に所定のピッチPx、キャリッジ主走査方向と直行する方向に所定のピッチPxで配置される。ピッチPx、ピッチPxの大きさは任意に設定される。
それぞれのメッシュ形状113は、例えば底辺a、高さbの三角形状の孔を四つ互いに隣り合うように配置して、全体として対角線が残された矩形状の孔形状を採用することができる。底辺a、高さbの大きさは任意に設定される。なお、メッシュ形状としては上記のものに限定されず、三角形状の孔に代えて、ひし形形状の孔等を採用してもよい。これによりシート材973の屈曲半径が変化する領域97Bにおいて屈曲剛性が低下し、キャリッジ61への走査負荷を下げてプリント精度を維持することができる。
<第四実施形態>
図10に第四実施形態におけるシート材974の一部を示す。この実施形態では、最小屈曲半径領域Hは、他の領域97Bに比べて千鳥配置の丸孔形状群110の孔の大きさが大きくなっている。その一例として、例えば、孔の直径φD1を7mm、キャリッジ主走査方向のピッチPx1を7mm、キャリッジ主走査方向と直行する方向のピッチPy1を7.95mmと設定することができる。なお、最小屈曲半径領域H以外の屈曲半径変化領域97Bでは、第一実施形態と同じ形状となっている。つまり、例えば、孔の直径φD2を5mm、キャリッジ主走査方向のピッチPx2を4.5mm、キャリッジ主走査方向と直行する方向のピッチPy2を9mmに設定することができる。
本実施形態では、シート材974の屈曲半径が変化する領域97Bの剛性を屈曲しない領域97Cの剛性より低くし、かつ最小屈曲半径領域Hの剛性を領域97Bの剛性よりさらに低くしている。このように屈曲半径の変更に伴って孔の形状を変更させることで、領域毎に適当な剛性をもたせることが可能であり、例えば屈曲半径が小さくなるほど、剛性を小さく設定することが可能となる。
上記のように、領域Hの最小屈曲半径RAとシート材974の厚さとを考慮して、最小屈曲半径領域Hの千鳥配置の丸孔形状群110を変えることが可能である。最小屈曲半径RAとなるシート材974の領域Hの剛性を下げる方法としては、丸孔形状群110の直径の拡大や、丸孔形状群110の数の増加が考えられる。これは丸孔形状だけでなく、第二実施形態のスリット形状や第三実施形態のメッシュ形状も適用可能である。
以上の実施形態によると、キャリッジ61の走査位置によるシート材974の屈曲半径の変化に伴って孔の数、形状、大きさ、密度を変更することによって剛性を変化させている。第一、第二、第三実施形態のシート材971〜973が奏する効果と同様に、最小屈曲半径領域Hではさらに剛性を低くすることで最小屈曲半径RAの確保をすることができる。
なお上記各実施形態では、剛性を小さくためにシート材をその厚さ方向で貫通する孔を例示したが、例えばシート材の厚さを一部薄くした薄肉部を採用することでも、シート材の剛性を小さくすることができる。このとき、薄肉部としては、平面視円形状、楕円形状、多角形状の凹部や、例えばキャリッジ主走査方向等の所定の方向に延びる直線溝または曲線溝等を例示することができる。また、薄肉部は、シート材の一方面または両方面に形成されてもよい。上記例示した複数の孔の形状、薄肉部の形状は、それぞれ互いに組み合わせて用いてもよい。また、画像読取装置としては、原稿を読み取る必要のある装置、例えば、ファクシミリ、複写機等にも適用可能である。
1 プリントヘッド、61 キャリッジ、91〜94 FFC、97、971〜974 シート材

Claims (10)

  1. 記録装置であって、
    プリントヘッドを搭載して移動するキャリッジと、
    前記キャリッジの移動をガイドするガイド部材と、
    前記ガイド部材を支持するシャーシと、
    前記記録装置の本体に設けられた回路基板と、
    前記回路基板と前記プリントヘッドとを電気的に接続し、前記キャリッジの移動に追従して移動する第一及び第二のフラットケーブルと、
    前記第一及び第二のフラットケーブルの間に設けられたシート材と、
    前記第一及び第二のフラットケーブル並びに前記シート材を前記シャーシに固定するケーブル押え部材と、を備え、
    前記シート材には、前記ケーブル押え部材によって固定される部位と前記キャリッジとの間の領域に孔が設けられ、前記ケーブル押え部材によって固定される部位と前記回路基板との間の領域に前記孔が設けられていないことを特徴とする記録装置。
  2. 前記孔が設けられていない前記領域は、前記キャリッジの移動によって屈曲しない領域であり、
    前記孔が設けられている前記領域は、前記キャリッジの移動によって屈曲する領域である
    ことを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
  3. 前記シート材は、少なくとも前記第一及び第二のフラットケーブルのいずれか一方と相対移動可能であることを特徴とする請求項2に記載の記録装置。
  4. 前記孔が設けられている領域は、前記シート材の屈曲半径が小さいほど、剛性が小さく設定されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の記録装置。
  5. 前記孔が設けられている領域は、屈曲半径が最小となる領域を含み、
    屈曲半径が最小となる領域の剛性が、前記孔が設けられている領域の剛性の中で最も小さくされたことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の記録装置。
  6. 前記孔は、千鳥配置の複数の孔、複数のスリット孔、メッシュ状に形成された複数の孔の少なくともいずれか一つ、または少なくともいずれか二つの組み合わせで形成されることを特徴とする請求項に記載の記録装置。
  7. 前記シート材に対する前記孔の密度を変更することで、前記孔が設けられている領域の剛性を変更することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の記録装置。
  8. 前記シート材は、最大厚さが0.3mm〜1mmの範囲の樹脂材料で形成されることを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の記録装置。
  9. 前記孔が設けられている領域は前記キャリッジに保持された領域を含むことを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の記録装置。
  10. 前記第一のフラットケーブルは、前記シート材よりも屈曲の内径側に配置され、
    前記第二のフラットケーブルは、前記シート材よりも屈曲の外径側に配置され、
    さらに第三のフラットケーブルが、前記第二のフラットケーブルの外径側に隣接して配置されることを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の記録装置。
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