JP7021609B2 - 長尺ステーおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

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Description

本発明は、長尺ステーおよびインクジェット記録装置に関する。
記録媒体に液体インクなどの顕像材を吐出する装置として、インクジェット方式の画像形成装置(インクジェット記録装置)が知られている。当該インクジェット記録装置は、顕像材を吐出する記録ヘッドを備える。記録ヘッドは、記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向において直線的に摺動する構造を備えるキャリッジに搭載される。キャリッジは、摺動を支え、かつ、移動の直線性を維持する構造物であるキャリッジ保持部材を介して、インクジェット記録装置の筐体に保持される。
特に広幅の記録媒体(主走査方向の寸法が長い記録媒体)に対応するインクジェット記録装置では、キャリッジが摺動する距離が長くなるので、摺動の直線性に高い精度が要求される。キャリッジ保持部材には、キャリッジを保持するキャリッジ保持面における高い平面精度と、キャリッジ保持面の平面精度を維持する高い剛性が要求される。
仮に、長尺ステーのキャリッジ保持面の平面精度が悪いと、記録ヘッドが記録媒体に対して傾く状態になる。また、長尺ステーの剛性が不十分であると、キャリッジの主走査方向の位置に応じて長尺ステーが撓んでしまい、記録ヘッドのノズル面と記録媒体との間のギャップにバラツキが生ずることになる。その結果、記録ヘッドが吐出した液体の顕像材により形成される像の品質が低下する要因になる。
そこで、長尺ステーを、剛性が維持できるように形成して、キャリッジ保持面(ガイドレール固定面)に面精度を調整するための調整構造を備えるものが開示されている(特許文献1を参照)。
特許文献1に開示されている長尺ステーは、長手方向において複数配置された偏心部材を各々調整することにより、ガイドレール固定面の面精度の調整を行うものである。したがって、面精度の調整に要する時間は長時間になる。また、ステーの基本構造を長尺の部材で形成するものであるから製造コストが高くなる。したがって、特許文献1に開示されている技術を用いると、長尺ステーの製造コストおよび面精度の調整コストが高くなり、結果としてインクジェット記録装置のコストが高くなる。
本発明は、製造コストおよび調整コストを低く抑えることができ、かつ、高い精度と高い剛性の両方を実現する長尺ステーを提供することを目的とする。
上記技術的課題を解決するため、本発明の一形態は、機能部品を摺動可能な状態で保持する案内部を含み、当該案内部を装置に固定し前記機能部品を保持する長尺ステーであって、前記案内部を構成するガイド面を有する第一部品と、前記ガイド面に対向する面であって前記装置への取り付け面を有する第二部品と、を含み、複数の前記第一部品と複数の前記第二部品を組み合わせて、それぞれにおける前記ガイド面と前記取り付け面を対向させた断面形状が箱型であり、前記第二部品が互いに嵌合する長手方向端部の嵌合部の位置と、前記第一部品が互いに隣接する長手方向端部の接合部の位置は、当該長尺ステーの長手方向において異なる位置である、ことを特徴とする。
本発明によれば、製造コストおよび調整コストを低く抑えることができ、かつ、高い精度と高い剛性の両方を実現することができる。
本発明に係る長尺ステーの実施形態であるステー1の全体を示す斜視図。 上記ステー1の構成部品を示す斜視図。 上記ステー1の構成部品の一つである第一部品の実施形態を示す斜視図。 上記ステー1の構成部品の一つである第二部品の実施形態を示す斜視図。 上記ステー1の構成部品の一つである他の部品の実施形態を示す斜視図。 上記ステー1の構成部品の一つである他の部品の実施形態を示す斜視図。 上記ステー1の構成部品の一つである他の部品の実施形態を示す斜視図。 上記ステー1の構成部品の一つである他の部品の実施形態を示す斜視図。 上記ステー1における組み立て工程の一部を説明する図。 上記ステー1における組み立て工程の一部を説明する図。 上記ステー1における組み立て工程の一部を説明する図。 上記ステー1における組み立て工程の一部を説明する図。 上記ステー1に用いられるガイドレールを示す図。 上記ステー1の嵌合部の態様を説明する図。 上記ステー1の嵌合部における効果を説明する図。 上記ステー1の他の嵌合部の態様を説明する図。 上記ステー1の他の嵌合部の態様を説明する図。 上記ステー1の他の嵌合部の態様を説明する図。 上記ステー1におけるキャリッジ保持面の面精度を高める構成を説明する図。 上記ステー1の嵌合部の締結の態様を説明する図。 上記ステー1の嵌合部の詳細な締結態様を説明する図。 上記ステー1の嵌合部の締結な締結態様を説明する図。 上記ステー1の嵌合部の締結な締結態様を説明する図。 上記ステー1の嵌合部の締結な締結態様を説明する図。 本発明に係る長尺ステーの別の実施形態であるステー1aを示す斜視図。 上記ステー1aが備える補強調整板を説明する図。 上記ステー1aにおける補強調整板の配置を説明する図。 上記ステー1aにおける補強調整板を用いたキャリッジ保持面の調整方法を説明する図。 本発明に係る長尺ステーのさらに別の実施形態であるステー1bを示す斜視図。 上記ステー1bにおける組み立て工程の一部を説明する図。 上記ステー1bにおける組み立て工程の一部を説明する図。 上記ステー1bにおける組み立て工程の一部を説明する図。 本発明に係るインクジェット記録装置が備える構造体の実施形態を示す図。 上記インクジェット記録装置が備える液体吐出ユニットの実施形態を示す図。 上記インクジェット記録装置が備える液体吐出ユニットの実施形態を示す図。
[長尺ステーの実施形態]
本発明に係る長尺ステーは、直線的に移動させる機能部品を保持する部材であって、長手方向の全長に比べて短い寸法からなる「複数の部品」を組み合わせて構成される。これら複数の部品は、大きく分けて二種類に区別される。一つは、機能部品の摺動の直線性を保つためのガイド面となる「機能部品保持面」を形成する第一部品である。もう一つは、機能部品を搭載する装置(例えば、インクジェット記録装置)に当該第一部品を固定するための取り付け面である「ステー固定面」を形成する第二部品である。
本発明に係る長尺ステーは、複数の第二部品を長手方向に継ぎ合わせることで形成される「組み合わせ構造体」に第一部品を嵌め込んで形成される。組み合わせ構造体は、長尺かつ断面の形状が「コの字形状」である部材(コの字状部材)である。このコの字状部材の開口部分を塞ぐように複数の第一部品を並べて嵌め込んで固定することにより、断面の形状が「ロの字形状」である箱型部材が形成される。この箱型部材が、本発明に係る長尺ステーとなる。したがって、本発明に係る長尺ステーは、複数の部品の組み合わせにより形成される面(機能部品保持面)に沿って機能部品を摺動できるように保持する構造を備える。
また、組み合わせ構造体を構成する第二部品の長手方向の両端部(以下、「長手方向両端部」とする。)には、隣接する第二部品同士を継ぎ合わせて嵌合させるための継ぎ手形状からなる「嵌め合わせ構造」を備える。この嵌め合わせ構造によって長尺ステーの長手方向における剛性を高めることができる。
さらに、第一部品は第二部品同士の継ぎ合わせられている嵌合部分を跨ぐようにして嵌め込まれて固定される。これによって、長尺ステーの剛性はさらに高まる。また、第一部品の剛性は第二部品に比べて低くなる構造である。したがって、第一部品の機能部品保持面を面精度が高い治具に押し当てて第二部品側から第一部品側に力を加えることで、機能部品保持面に治具の面(面精度が高い面)を転写することができる。この転写状態で第一部品と第二部品を締結することで、長尺ステーが備える機能部品保持面の精度を高めることができる。
以上のように、本発明に係る長尺ステーは、短い部品を継ぎ合わせ、かつ嵌め合わせて構成される構造を、発明の要旨の一つとする。また、機能部品保持面を面精度が高い他の面から転写することで、面精度を高めることも発明の要旨の一つである。これらによって、本発明に係る長尺ステーは、安価であって、高精度・高剛性を備える。
[ステー1の全体構造]
次に、本発明に係る長尺ステーの実施形態であるステー1について図面を参照しながら説明する。図1は、ステー1の外観斜視図である。すでに説明したとおり、ステー1は、機能部品の例であるキャリッジ400(後述する)を保持する機能部品保持面であり、案内部を構成するキャリッジガイド部100と、ステー1を用いる装置に対して当該ステー1を固定するためのステー固定面としてのステー取り付け部200と、を有する。キャリッジガイド部100は、第一部品であるキャリッジガイド部品10を複数用いて形成される。ステー取り付け部200は、第二部品であるステー固定部品20を複数用いて形成される。言い換えると、ステー1は、ステー取り付け部200にキャリッジガイド部100を組み合わせて形成される物である。
以下の説明において、キャリッジガイド部100およびステー取り付け部200の長手方向を示す軸をX軸とし、キャリッジガイド部100からステー取り付け部200に向かう方向であってX軸と直交する軸をY軸とし、X軸とY軸に直交する軸をZ軸とする。本明細書において、説明のために方向の区別を示すときは、これらの軸に基づくものとする。
また、ステー1は、複数のステー固定部品20を継ぎ合わせることで断面が「コの字形状」の部材となる組み合わせ構造体を含んでいる。この「コの字状部材」に対して、図1における-Y方向の向いている開口部に対し、これを塞ぐように複数のキャリッジガイド部品10を+Y方向から嵌合する。コの字状部材とキャリッジガイド部品10との嵌合物がステー1となる。また、コの字状部材の長手方向両端部には、ステー固定端部部品21(21a、21b)が、さらに継ぎ合わせられて取り付けられる。また、キャリッジガイド部100の長手方向の複数の両端部には、キャリッジガイド端部部品11(11a、11b)が、取り付けられている。
ステー1は、キャリッジガイド部品10とステー固定部品20の数を選択することで、異なる全長にできる。例えば、ステー固定部品20を継ぎ合わせる数を11個とし、キャリッジガイド部品10の数を12個とすると、ステー1の全長は、3000mm超になる。また、ステー固定部品20の継ぎ合わせ数を10個にし、キャリッジガイド部品10の数を11個にすれば、ステー1の全長は、2700mm超になる。このように、ステー1は、所望する全長に合わせて、第二部品であるステー固定部品20の数を決め、これに対して第一部品であるキャリッジガイド部品10を一つ多くして嵌め込むことで任意の長さのキャリッジガイド部100を形成することができる。
ステー1を構成するキャリッジガイド部品10とステー固定部品20は、同じ材質から形成される。また、キャリッジガイド部品10とステー固定部品20は、板状の部材を曲げ加工することで形成することができる。キャリッジガイド部品10の厚み(板厚)は、ステー固定部品20の厚み(板厚)以下とする。したがって、キャリッジガイド部品10はステー固定部品20と比較すると剛性が低い部品である。
[ステー1の構成部品]
次に、ステー1を構成する各部品について図2を用いて説明する。すでに説明したとおり、ステー1を構成する各部品には、第一部品であるキャリッジガイド部品10と、第二部品であるステー固定部品20と、が含まれる。さらにステー1を構成する各部品には、ステー1の端部に配置されるキャリッジガイド端部部品11(11a、11b)と、ステー固定端部部品21(21a、21b)が含まれる。
[キャリッジガイド部品10の構成]
図3は、キャリッジガイド部品10の斜視図である。キャリッジガイド部品10は、全体形状が矩形からなる板状の金属(板金)の中央を、キャリッジガイド部100を構成するガイド面110する。このガイド面110の短手方向の端部を同一のY軸方向(+Y方向)に折り曲げて、所定の高さ(深さ)を形成するガイド側面120とする。また、キャリッジガイド部品10は、ガイド面110の長手方向端部の一部を起立させて、ガイド側面120よりも高さ(深さ)寸法がある複数の脚部130を有する。脚部130の長さは、ステー固定部品20の深さ寸法に相当する長さである。
ガイド面110とガイド側面120との境界となる曲げ部分の内側(ガイド曲げ内側部122)には、長手方向において、複数の孔部121が形成されている。孔部121は、キャリッジガイド部品10のガイド曲げ内側部122の長手方向両端部付近に形成されている。ガイド面110とガイド側面120との境界となる曲げ部分の先端部分であるガイド曲げ先端部123は、後述するように、キャリッジガイド部品10をステー固定部品20に嵌合させたときには、ステー固定部品の側面部の外側に位置する。
また、脚部130の先端部分には、後述する取り付け面210に形成されている孔に嵌まる突起部131が形成されている。
[ステー固定部品20の構成]
図4は、ステー固定部品20の斜視図である。ステー固定部品20は、全体形状が矩形からなる板状の金属(板金)の中央を、ガイド面110に対向する取り付け面210とする。この取り付け面210の短手方向の端部を同一のY軸方向(-Y方向)に折り曲げて、所定の高さ(深さ)を形成するステー側面220とする。ステー固定部品20は、ステー側面220の先端(ステー曲げ先端部223)の長手方向において、複数の凸部224が形成されている。このステー曲げ先端部223は、キャリッジガイド部品10の孔部121に嵌まる寸法をもって形成されている。
ステー側面220の高さ(深さ)寸法は、ガイド側面120の高さ(深さ)寸法よりも長い。すなわち、ステー固定部品20は、キャリッジガイド部品10よりも懐が深いコの字状部材である。言い換えると、キャリッジガイド部品10は、ステー固定部品よりも懐が浅いコの字状部材である。ステー側面220は、キャリッジガイド部品の脚部130に相当する深さを有する。取り付け面210には、脚部130の先端に形成されている突起部131が嵌合する孔が複数形成されている。
また、ステー固定部品20の長手方向両端部には、隣接するステー固定部品20同士を継ぎ合わせるための構造として、嵌合部が形成されている。この嵌合部は、取り付け面210の長手方向端部に形成されている第一嵌合部211と、ステー側面220の長手方向端部に形成されている第二嵌合部221と、から構成される。
[第一嵌合部211の構造]
第一嵌合部211は、取り付け面210の長手方向の端部を切り欠いて形成されるカギ状部であり、取り付け面210の長手方向中央を回転中心として回転対称になるように、長手方向両端部に形成されている。
第一嵌合部211は、取り付け面210の長手方向の端部において、取り付け面210の短手方向の中央付近から長手方向内側に向けて所定の寸法だけ切り込み、その後、長手方向の端部に位置する取り付け面210の一部を残す形で形成される凸面部211aを含む。また、第一嵌合部211は、凸面部211aを形成するように切り込み方向をステー側面220の方向に変えてさらに切り込んだ後、長手方向の内側に切り込み方向を変えてさらに所定の寸法だけ切り込む。その後、先のステー側面220とは反対側のステー側面220に切り込み方向を変えて、取り付け面210の一部を切り取るようにして形成されている。
第一嵌合部211は、切り欠きにより残された長手方向端部を含む面である凸面部211aと、第一突起部211bと、第二突起部211cと、を有する。第一突起部211bは、凸面部211aから隙間を空けた位置において、同じ方向に向けて取り付け面210から若干「-Y方向」に隆起した形で突出している。また、第二突起部211cは、第一突起部211bと直交する方向に向けて取り付け面210から「-Y方向」に若干隆起した形で突出している。
したがって、ステー固定部品20を嵌合させるとき、隣接する一方のステー固定部品20の凸面部211aは、他方のステー固定部品20の第一突起部211bが形成されている凹みに入り込むようになっている。このとき、他方のステー固定部品20の第一突起部211bおよび第二突起部211cは、一方の凸面部211aの内側に接触するので、凸面部211aの「-Y方向」への動きを規制する。これによって、ステー固定部品20を継ぎ合わせて嵌合するときの位置決めが容易になる。
なお、後述するようにステー固定部品20は互いに継ぎ合わせることができればよいので、隣接し対向し合う第一嵌合部211同士の一方の端部同士が嵌合し合える形状であればよい。したがって、あるステー固定部品20の一方の長手方向端部における凸面部211aの先端の形状と、同じステー固定部品20の他方の長手方向端部における凸面部211aの先端の形状は、異なる形状でもよい。この場合、あるステー固定部品20の一方の長手方向の端部における凸面部211aの先端の形状と、これを嵌合する他のステー固定部品の一方の長手方向の端部における第一突起部211bが形成されている凹み部の形状が合っていればよい。一のステー固定部品20の長手方向端部における第一嵌合部211の形状が若干異なるようにしておくことで、ステー固定部品20を嵌合するときの方向性が明確になり、継ぎ合わせ作業が容易になるという効果を得ることができる。
[第二嵌合部221の構造]
第二嵌合部221は、第一嵌合部211が形成された側の長手方向端部を切り込んで形成される継ぎ手構造部であって、ガイド面110の中央を中心として回転させた場合、相対するステー側面220における回転対称となる外形を有する。第二嵌合部221は、同一のステー側面220の一方を凸形状として、他方を凹形状として形成され、これら凹凸が隣接するステー固定部品20同士で嵌まり合う継ぎ手構造になっている。
ステー側面220の一方の長手方向における第二嵌合部221は、ステー曲げ先端部223から所定の寸法だけ端部の一部を切り欠いて形成された側面第一突起部221aを含む。また、第二嵌合部221は、側面第一突起部221aを残す形でステー側面220の長手方向端部から長手方向内側に向けて所定の寸法だけ切り込み、その後、ステー曲げ先端部223の方向に切り込んでから、長手方向内側に向けてさらに切り込んで、若干の長手方向の寸法を有して形成される側面第一凹み部221bを含む。また、第二嵌合部221は、側面第一凹み部221bが形成された位置から、ステー側面220を取り付け面210の起立部分まで切り取るようにして形成されている。また、一方の長手方向の端部に形成される第二嵌合部221には、上記のように起立部分まで切り取られた状態のステー側面の長手方向端部に、側面第二突起部221cが形成されている。
また、ステー側面220の他方の長手方向における第二嵌合部221には、ステー曲げ先端部223から所定の寸法だけステー側面220の短手方向に向けて切り込んで形成されている。この切り込みに続けて、隣接する他のステー固定部品20の対向する側面第一突起部221aが入り込む寸法で側面第二凹み部221dが形成されている。また、第二嵌合部221には、側面第二凹み部221dが形成される位置から長手方向端部に向けて切り戻して、対向する第二嵌合部221の側面第一凹み部221bに嵌合するように側面第三突起部221eが形成されている。また、第二嵌合部221には、側面第三突起部221eの形成位置よりも取り付け面210側において、長手方向端部を外側に突出させるように、側面第四突起部221fが形成されている。
一方の長手方向の端部に形成される第二嵌合部221には、切り欠かれた部分のステー側面220の長手方向端部に、側面第二突起部221cが形成されている。また、他方の長手方向の端部に形成される第二嵌合部221には、切り欠かれた部分のステー側面の長手方向端部に、側面第四突起部221fが形成されている。側面第二突起部221cは、ステー側面220から内側に向けて若干隆起したように形成されている。また、側面第四突起部221fは、側面第二突起部221cの隣接する位置に形成されている凹みに嵌合する寸法で形成されている。
したがって、ステー固定部品20を嵌合させたとき、隣接する一方のステー固定部品20の側面第二突起部221cは、他方のステー固定部品20のステー側面220よりも内側に入り込むことで嵌合し合う様になっている。他方のステー固定部品20のステー側面220に形成されている側面第四突起部221fは一方のステー固定部品20の側面第二突起部221cに隣接する位置に形成されている凹みに嵌まるようになる。これによって、ステー固定部品20を継ぎ合わせて嵌合するときの嵌合位置決めが容易になる。
以上のように、ステー固定部品20の嵌合構造は、いわゆる「継ぎ手形状」を応用したものであって、後述するように、X-Z平面におけるZ方向の外力が加わったときの変形に抵抗できる剛性が高い構造になっている。また、ステー固定部品20の嵌合構造は、X-Y平面におけるY方向の外力が加わったときの変化を抑制できる剛性が高い構造になっている。
[キャリッジガイド端部部品11(11a、11b)の構成]
図5(a)および図5(b)は、キャリッジガイド端部部品11aの斜視図である。キャリッジガイド端部部品11aは、ステー1のキャリッジガイド部100に向かって右側(-X側)の端部に用いられる。
図6(a)および図6(b)は、キャリッジガイド端部部品11bの斜視図である。キャリッジガイド端部部品11bは、ステー1のキャリッジガイド部100に向かって左側(-X側)の端部に用いられる。
キャリッジガイド端部部品11(11a、11b)はいずれも、キャリッジガイド部品10と同様に、ガイド面110と、ガイド側面120と、を有する。また、ガイド面110とガイド側面120との境界となるガイド曲げ内側部122には、長手方向において孔部121が形成されている。なお、キャリッジガイド端部部品11(11a、11b)の孔部121は、長手方向両端部から離れた位置に形成されている。
[ステー固定端部部品21(21a、21b)の構成]
図7(a)および図7(b)は、ステー固定端部部品21aの斜視図である。ステー固定端部部品21aは、ステー1のキャリッジガイド部100に向かって右側(-X側)の端部に用いられる。
図8(a)および図8(b)は、ステー固定端部部品21bの斜視図である。ステー固定端部部品21aは、ステー1のキャリッジガイド部100に向かって左側(+X側)の端部に用いられる。
ステー固定端部部品21(21a、21b)はいずれも、ステー固定部品20と同様に、取り付け面210と、ステー側面220と、を有する。また、ステー固定端部部品21(21a、21b)の取り付け面210の長手方向の一方の端部には、第一嵌合部211が形成されている。また、ステー固定端部部品21(21a、21b)のステー側面220の長手方向の一方の端部には、第二嵌合部221が形成されている。
[ステー1の組み立て構造]
次に、ステー1の組み立て構造について説明する。まず、図9(a)に示すように、ステー固定端部部品21aと、ステー固定部品20を継ぎ合わせる。矢印Aで示すように、ステー固定端部部品21aを「-Z方向」から滑り合わせるようにして、ステー固定端部部品21aの凸面部211aをステー固定部品20の側面第一凹み部221bに挿入する。このとき、第一突起部211bと第二突起部211cによって、挿入された凸面部211aが取り付け面210から離れる方向への移動することが規制されている。これによって凸面部211a同士が嵌合する。また、凸面部211aをスライドさせて嵌合させるときに、ステー固定端部部品21aとステー固定部品20の第二嵌合部221同士も嵌合する。これによって、図9(b)に示す構造体が形成される。その後、図9(c)の矢印Bで示すように、図9(b)の構造体にさらにステー固定部品20を継ぎ合わせて、長手方向に伸ばしていく。
図9(c)の状態にさらに、図10(a)の矢印Cで示すように、ステー固定部品20を長手方向に順次継ぎ合わせる。最後に、ステー固定端部部品21bを継ぎ合わせる。これによって、図10(b)に示すように、所定の長さ寸法を有し、断面形状が「コの字」からなる長尺の部材(コの字状長尺構成部材25)が形成される。
続いて、図11(a)の矢印Dで示すように、コの字状長尺構成部材25の長手方向の一方の端部の開口部を塞ぐように、キャリッジガイド端部部品11aを取り付ける。取り付けた状態は図11(b)に示すようになる。続いて、図11(c)の矢印Eで示すように、キャリッジガイド端部部品11aに隣接する位置に、コの字状長尺構成部材25の開口部を塞ぐようにキャリッジガイド部品10を取り付ける。取り付けた状態は図11(d)に示すようになる。
以降、図12の矢印Fで示すように、コの字状長尺構成部材25の開口部を塞ぐようにキャリッジガイド部品10を隣接させて順次取り付けて、最後に、キャリッジガイド端部部品11bを取り付ける。これによって、図1に示すようなステー1が形成される。すなわち、ステー1は、複数個のキャリッジガイド部品10と、複数個のステー固定部品20を組み合わせた物であり、断面形状が箱型の部材となる。
続いて、ステー1のキャリッジガイド部100に、後述するキャリッジ400の摺動を案内するガイドレール150が固定される。図13に示すように、ガイドレール150はキャリッジガイド部品10のガイド面110に取り付けられ、ガイドレール150は、キャリッジガイド部100のZ軸方向の寸法における中間付近に固定される。
[ステー1の詳細構造]
次に、ステー1の構造の特徴である、各部品の嵌合の態様について、より詳細に説明する。図14(a)は、ステー1のキャリッジガイド部100側を斜め上方から見た図である。図14(b)は、ステー1の拡大斜視図である。
図14(a)に示すように、ステー1の長手方向において隣接するキャリッジガイド部品10同士の境界部分(接合部)と、同じく隣接するステー固定部品20同士の境界部分(接合部)は、当該ステー1の長手方向において、互い違いの位置になるように、キャリッジガイド部品10をステー固定部品20に嵌合してある。また、図14(b)に示すように、ステー固定部品20の継ぎ合わせ部分は、直交する2つの面(取り付け面210とステー側面220)のそれぞれにおいて、異なる形状からなる継ぎ手構造を備えている。この継ぎ手構造により嵌合させることで、ステー1全体の長手方向のおける剛性が高められる。
図15(a)に示すように、ステー固定部品20が備える第一嵌合部211(取り付け面210の長手方向端部の嵌合部)は、ステー側面220の方向の力(図15(a)において円弧矢印で示している)に対する剛性を発揮する構造になっている。したがって、ステー1は、長手方向においてキャリッジガイド部100のY軸方向の変動を抑制することができる。また、図15(b)に示すように、ステー固定部品20が備える第二嵌合部221(ステー側面220の長手方向端部の嵌合部)は、取り付け面210および開口部の方向の力(図15(b)において円弧矢印で示している)に対する剛性を発揮する構造になっている。したがって、ステー1は、長手方向において、キャリッジガイド部100のZ軸方向の変動を抑制することができる。なお、ステー1のX方向の変動は、後述する前後ステー端部固定部材403によって規制されている。したがって、ステー1は、キャリッジ400が摺動することによって生ずる負荷に対する抑制を得られる剛性を発揮する構造を備えている。
次に、キャリッジガイド部品10の取り付け構造について図16、図17、図18を用いて詳細に説明する。図16に示すように、コの字状長尺構成部材25の開口部にキャリッジガイド部品10を嵌め込むときは、ステー固定部品20の凸部224が、キャリッジガイド部品10の孔部121に嵌合するように嵌め込む。すなわち、図17に示すように、凸部224が孔部121に対して挿入される形で嵌合する。そうすると、図18に示すように、隣接する二つのステー固定部品20の凸部224に一つのキャリッジガイド部品が備える二つの孔部121が嵌合することになる。これによって、ステー固定部品20同士の嵌合部を、一つのキャリッジガイド部品10が跨ぐようになる。また、キャリッジガイド部品10同士の隣接する境界部分を、一つのステー固定部品20が跨ぐようになる。
[ガイド面110の面精度出し]
次に、ステー部品が備えるガイド面110の面精度を高める方法について図19を用いて説明する。図19(a)に示すように、コの字状長尺構成部材25にキャリッジガイド部品10を嵌合させたステー1を、図19(b)に示すように、X軸を回転軸として90度回転させて、キャリッジガイド部100を重力方向に向ける。この状態で、平面部材である治具600が備える高精度治具面601にキャリッジガイド部100を向けてステー1を載置する。高精度治具面601は、キャリッジガイド部100に要求される面精度を有する面である。
図19(b)に示す状態において、矢印G方向の力を加えると、ステー曲げ先端部223がガイド曲げ内側部122を押し付けられて突合する。このとき、ステー固定部品20の結合物(コの字状長尺構成部材25)の剛性により、各キャリッジガイド部品10の各々のガイド曲げ内側部122は矢印G方向に均一に押し込まれる。そうすると、キャリッジガイド部品10のそれぞれのガイド面110は、高精度治具面601に押し付けられる。
キャリッジガイド部品10のガイド側面120は、その寸法が低いので、キャリッジガイド部品10はステー固定部品20よりも剛性が低い。したがって、矢印Gで示す方向に力が加えられて高精度治具面601に押し付けられると、ガイド面110は高精度治具面601に倣い、高精度治具面601の面精度が各ガイド面110に転写される。各ガイド面110に高精度治具面601の面精度が転写された状態で、ガイド曲げ先端部123とステー固定部品20のステー側面220を締結すれば、キャリッジガイド部100を高い面精度からなる面として形成することができる。
[キャリッジガイド部品10とステー固定部品20の締結構造]
次に、ステー1における各部品の締結構造について詳細に説明する。図20に示すように、キャリッジガイド部品10のガイド曲げ先端部123と、ステー固定部品20のステー側面220が接触する部分は、長手方向の全長において、側面締結部222が形成されている。側面締結部222は、ステー1の側面の長手方向において、一定の間隔を空けたレーザー溶接により形成されている。
また、ステー側面220の嵌合部である第二嵌合部221において、隣接するステー固定部品20同士が接触している部分であって長手方向の接触する箇所に対してレーザー溶接による締結が行われる。
また、取り付け面210の嵌合部である第一嵌合部211においても同様に、隣接するステー固定部品20同士が接触している部分のうち、長手方向の接触箇所に対してレーザー溶接による締結が行われる。
次に、第一嵌合部211と第二嵌合部221、およびキャリッジガイド部品10とステー固定部品20の各締結構造について、図21から図24を用いてより詳細に説明する。図21は、側面締結部222の部分拡大斜視図である。図21に示すように、側面締結部222は、ステー1の側面の長手方向の全長において、一定の間隔を空けたレーザー溶接により締結部が形成されている。すなわち、側面締結部222は、レーザーパルス溶接部225により、キャリッジガイド部品10とステー固定部品20を締結している。
図22は、第二嵌合部221の部分拡大斜視図である。図23は、第一嵌合部211の部分拡大斜視図である。図22に示すように、第二嵌合部221は第一レーザー溶接部226により締結されている。また、図23に示すように、第一嵌合部211も第一レーザー溶接部226により締結されている。第一レーザー溶接部226は、隣接するステー固定部品20同士の長手方向と平行に合わせられる合わせ部分をレーザー溶接により締結している部分である。したがって、第一レーザー溶接部226は、長手方向において一定の寸法をもって形成されているレーザー溶接部であって、キャリッジガイド部品10とステー固定部品20が合わせられている部分のうち、長手方向において合わせられている部分に対して、レーザー溶接を施すことで形成される締結部である。
レーザーパルス溶接部225および第一レーザー溶接部226のように、キャリッジガイド部品10とステー固定部品20の合わせ部分である継ぎ手形状の嵌合部において、長手方向の合わせ部分(嵌合面)のみを、レーザー溶接により締結させることで、ステー1の反りが抑制さる。これによって、高精度な長尺板金ステーを得ることができる。
図24は、キャリッジガイド部品10の突起部131と、ステー固定部品20の取り付け面210に形成されている孔部との嵌合部分の拡大斜視図である。図24に示すように、突起部131と取り付け面210は底面締結部212により締結されている。底面締結部212は、突起部131と取り付け面210とをレーザー溶接により締結した第二レーザー溶接部227によって形成されている。
以上のようにキャリッジガイド部品10とステー固定部品20とを締結して構成されるステー1によれば、長手方向と平行の接触部分のみをレーザー溶接による締結が施されていることで、長手方向の反りが抑制されるようになっている。これによって、高精度な長尺ステーを得ることができる。また、第二嵌合部221が形成されている側面において、長手方向全体に至るようにレーザーパルス溶接により締結されている。これによって、熱歪みの影響を極小にすることができ、高精度な長尺ステーを得ることができる。
なお、キャリッジガイド部品10とステー固定部品20を同じ材質の物から形成することで、レーザー溶接による締結部が安定し、熱膨張などの影響による歪みを抑制することができる。
[長尺ステーの別の実施形態]
次に、本発明に係る長尺ステーの別の実施形態について説明する。図25に示すように、本実施形態に係るステー1aは、キャリッジガイド部品10とステー固定部品20を組み合わせて嵌合することにより形成される、断面が箱型の構造物の内部空間に、補強調整板30を備えている。補強調整板30は、ステー1aの長手方向の寸法に合うように複数配置されていて、かつ、長手方向において二列に並べられている。
補強調整板30は、図26(a)に示す第一補強調整板31と、図26(b)に示す第二補強調整板32と、に区別される。第一補強調整板31は、第二補強調整板32に比べると、長手方向の長さが長い物である。
次に、補強調整板30の配置および並び方について説明する。図27に示すように、ステー1の長手方向において、複数の第一補強調整板31と、複数の第二補強調整板32と、が用いられる。ステー1の一方の長手方向端部における補強調整板30が第一補強調整板31であれば、これに続く並びの他方の長手方向端部には第二補強調整板32が配置される。第一補強調整板31は、ステー1の複数の第二嵌合部221を跨ぐ程度の長さからなる。
ステー1の長手方向において、隣接するキャリッジガイド部品10の接触部分を跨ぐように補強調整板30が配置されている。これによって、ガイド面110の面精度の微調整を可能にする。
図28(a)に示すように、補強調整板30は、ガイド面110の短手方向の中間に配置されるガイドレール150を、当該短手方向において挟む位置に配置されている。そこで、図28(b)に示すように、ステー固定部品20の取り付け面210から、調整ネジ35を用いて、ガイドレール150の上下に位置する補強調整板30のステー固定部品20の深さ方向の位置を調整する。これによって、ガイド面110の平面精度をより詳細に調整して高めることができる。
[長尺ステーの別の実施形態]
次に、本発明に係る長尺ステーのさらに別の実施形態について説明する。図29は、本実施形態に係るステー1bを構成する部品を示す図である。ステー1bは、第一部品であるキャリッジガイド部品10aと、第二部品であるステー固定部品20aと、を中心的なものとする。キャリッジガイド部品10aは、ガイドレール150が固定されるキャリッジガイド部100aを構成するガイド面110aを備える。ステー固定部品20aは、ガイド面110aに対向する面であって、ステー取り付け部200aを構成する取り付け面210aを備える。また、ステー1bは、キャリッジガイド端部部品11(11c、11d)と、ステー固定端部部品21(21c、21d)を備える。以下、すでに説明をしたステー1に係る部品と異なる部分について詳細に説明する。キャリッジガイド部品10aは、長手方向両端部において、脚部130aを有している。脚部130aの先端部分は、取り付け面210aに整合するような先端面部131aになっている。
図30(a)に示すように、キャリッジガイド部品10aをステー固定部品20aの開口部に被せると、図30(b)に示すように、脚部130aが取り付け面210aに内面に当接するようになる。この状態において、図30(c)に示すように、取り付け面210a側から、リベット36を挿入し,先端面部131aに形成されている孔部分と締結する。
より詳細に説明すると、図31(a)に示すように、ステー固定端部部品21dと、ステー固定部品20aと、ステー固定端部部品21cと、を嵌合させた部材の開口部分を塞ぐようにして、キャリッジガイド端部部品11dを被せる。被せた状態は、図31(b)のようになる。続いて、図32(a)に示すように、キャリッジガイド部品10aを、順次並べながら嵌合させる。
その後、図32(b)に示すように、取り付け面210a側から、リベット36を挿入し、先端面部131aに形成されている孔部と締結する。一つのキャリッジガイド部品10aの両端部にある先端面部131aは、それぞれ、異なるステー固定部品20aの取り付け面210aと締結する。これにより、リベット36による締結度合いを調整することで、ガイド面110aの平面精度を調整して高めることができる。
[インクジェット記録装置の実施形態]
[キャリッジ400の保持構造]
次に、本発明に係るインクジェト記録装置の実施形態について説明する。図33は、本発明に係るインクジェット記録装置が備えるキャリッジ400を保持する構造物の実施形態であって、ステー1を用いたキャリッジ400の保持構造を例示している。図33に示すように、ガイドレール150(図13参照)が固定されるステー1は、構造体を介してインクジェット記録装置に固定される。この構造体に固定されたステー1によって、キャリッジ400が摺動可能に保持されている。当該構造体は、Y軸方向において、所定の間隔を空けて平行するように設置される二本の構造体前後ステー401と、二本の構造体前後ステー401を跨ぐように設置してこれらを固定する前後ステー固定部材402と、構造体前後ステー401の長手方向端部を固定する前後ステー端部固定部材403と、を含む。
すなわち、ステー1は、ステー取り付け部200が前後ステー固定部材402に固定され、前後ステー固定部材402が前後ステー端部固定部材403によってインクジェット記録装置の筐体に固定されることで、インクジェット記録装置に用いられる。以上の構造によって固定されるステー1により摺動するキャリッジ400によれば、主走査方向において、記録媒体に対して液体インク等の顕像材を吐出する液体吐出ヘッドを精度よく摺動できる。
ここで、インクジェット記録装置の全体構成について概略的に説明する。インクジェット記録装置は、液体などの流体を吐出させる装置の一例である。「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。
また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が30mPa・ss以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、3次元造形用材料液等の用途で用いることができる。
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。
また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。
上記の「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能部品である。液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ(積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子)、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。
また、上記の「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに他の機能部品、機構が一体化したものであり、液体を吐出する機能に関連する部品の集合体である。ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。
例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと走査移動機構が一体化されているものがある。
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジ400に、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジ400と維持回復機構が一体化されているものがある。
また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。
主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。
例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。この液体吐出ユニットには、上記にて説明した本実施形態に係るキャリッジ400も含まれる。
ここで、キャリッジ400を中心として、その駆動機構に関する説明をする。図34は、ステー1により保持されるキャリッジ400を平面視した図である。図34において、キャリッジ400には、本実施形態に係る液体吐出ヘッド414及びヘッドタンクを一体にした液体吐出ユニットを搭載している。液体吐出ユニットの液体吐出ヘッド414は、例えば、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド414は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。なお、主走査方向は、記録媒体の搬送方向と直交する方向である。
液体吐出ヘッド414を、主走査移動機構493の一部を構成するガイド部材であるステー1に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッド414と主走査移動機構493が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッド414とキャリッジ400と主走査移動機構493が一体化されているものもある。
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッド414が取り付けられたキャリッジ400に、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッド414とキャリッジ400と維持回復機構が一体化されているものがある。
また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッド414にチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッド414に供給される。
主走査移動機構493は、ガイド部材単体(ステー1)も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。
次に液体吐出ヘッド414の実施形態について、図35を用いて説明する。液体吐出ヘッド414は、カバー442と、コネクタ443と、流路部品444と、チューブ456と、を含む構成からなる。
図35に示す液体吐出ヘッド414は、チューブ456が接続されていて、液体吐出ヘッド414と供給機構である流路部品444、およびチューブ456が一体化されているものである。このチューブ456を介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッド414に供給される。
1 :ステー
10 :キャリッジガイド部品
11 :キャリッジガイド端部部品
20 :ステー固定部品
21 :ステー固定端部部品
21a :ステー固定端部部品
21b :ステー固定端部部品
21c :ステー固定端部部品
21d :ステー固定端部部品
30 :補強調整板
35 :調整ネジ
36 :リベット
100 :キャリッジガイド部
110 :ガイド面
120 :ガイド側面
121 :孔部
122 :ガイド曲げ内側部
123 :ガイド曲げ先端部
130 :脚部
130a :脚部
131 :突起部
131a :先端面部
150 :ガイドレール
200 :ステー取り付け部
210 :取り付け面
211 :第一嵌合部
211a :凸面部
211b :第一突起部
211c :第二突起部
212 :底面締結部
220 :ステー側面
221 :第二嵌合部
221a :側面第一突起部
221b :側面第一凹み部
221c :側面第二突起部
221d :側面第二凹み部
221e :側面第三突起部
221f :側面第四突起部
222 :側面締結部
223 :ステー曲げ先端部
224 :凸部
225 :レーザーパルス溶接部
226 :第一レーザー溶接部
227 :第二レーザー溶接部
400 :キャリッジ
401 :構造体前後ステー
402 :ステー固定部材
403 :ステー端部固定部材
414 :液体吐出ヘッド
600 :治具
601 :高精度治具面
特開2013-233792号公報

Claims (12)

  1. 機能部品を摺動可能な状態で保持する案内部を含み、当該案内部を装置に固定し前記機能部品を保持する長尺ステーであって、
    前記案内部を構成するガイド面を有する第一部品と、
    前記ガイド面に対向する面であって前記装置への取り付け面を有する第二部品と、
    を含み、
    複数の前記第一部品と複数の前記第二部品を組み合わせて、それぞれにおける前記ガイド面と前記取り付け面を対向させた断面形状が箱型であり、
    前記第二部品が互いに嵌合する長手方向端部の嵌合部の位置と、前記第一部品が互いに隣接する長手方向端部の接合部の位置は、当該長尺ステーの長手方向において異なる位置である、
    ことを特徴とする長尺ステー。
  2. 前記第二部品の嵌合部は、隣接する第二部品同士の長手方向の端部に形成された継ぎ手形状を含む、嵌め合わせ構造である、
    請求項1に記載の長尺ステー。
  3. 前記第二部品の嵌合部は、
    前記取り付け面の長手方向の端部に形成されている第一嵌合部と、
    前記取り付け面から起立する側面における長手方向の端部に形成されている継ぎ手形状からなる第二嵌合部と、を含み
    前記第一嵌合部は、前記取り付け面の短手方向から互いを滑り合わせることで嵌合し、
    前記第二嵌合部は、前記側面を前記取り付け面の短手方向から滑り合わせることで嵌合する、
    請求項1または2に記載の長尺ステー。
  4. 前記第二部品の側面の曲げ先端は、前記第一部品の前記取り付け面から起立している側面の曲げ内側に突合している、
    請求項1乃至3のいずれか一項に記載の長尺ステー。
  5. 前記第一部品の前記ガイド面を平面部材に押し当てて前記第二部品の曲げ先端を前記第一部品の曲げ内側に締結させることで、当該第一部品と当該第二部品が固定されている、
    請求項1乃至4のいずれか一項に記載の長尺ステー。
  6. 前記第一部品の曲げ内側は、長手方向において複数の孔部を有し、
    前記第二部品の曲げ先端は、長手方向において複数の凸部を有し、
    前記曲げ内側に前記曲げ先端を突合させた状態で前記孔部に前記凸部が挿入されている、
    請求項5に記載の長尺ステー。
  7. 前記第一部品の曲げ先端は前記第二部品の側面部に、長手方向においてレーザーパルス溶接により締結されている、
    請求項5または6に記載の長尺ステー。
  8. 前記第二部品の嵌合部は、長手方向の接触箇所のみが締結されている、
    請求項1乃至7のいずれか一項に記載の長尺ステー。
  9. 前記第二部品の嵌合部の締結は、レーザー溶接による、
    請求項8に記載の長尺ステー。
  10. 前記第一部品と前記第二部品は同じ材質の板金を加工して形成され、
    前記第一部品の剛性は、前記第二部品の剛性よりも低い、
    請求項1乃至9のいずれか一項に記載の長尺ステー。
  11. 前記第一部品の板厚は、前記第二部品の板厚以下である、
    請求項10に記載の長尺ステー。
  12. 記録媒体の搬送方向に直交する主走査方向においてキャリッジを摺動させながら、当該キャリッジに搭載された液体吐出ヘッドから、前記記録媒体に液体インクを吐出させて画像を形成するインクジェット記録装置であって、
    前記キャリッジを前記機能部品とし、当該機能部品を摺動可能に保持する長尺ステーが請求項1乃至11のいずれか一項に記載の長尺ステーであることを特徴とするインクジェット記録装置。
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