JPH05155093A - リードスクリューの軸支機構及びこれを用いた記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リードスクリューの回転に際し、振動の発生
を防止する。 【構成】 リードスクリュー４を回転自在に軸支する軸
受10がリードスクリュー４の軸部４ｂと当接する長さを
Ｌ、リードスクリュー４に設けたリード溝４ａの溝ピッ
チをＰ、リード溝の条数をＮとした場合、Ｌ≧Ｐ／Ｎの
関係を有するように構成する。 【効果】 リードスクリュー４を転造加工によって製造
した場合に、軸部４ｂに生ずる帯状の突部４ｄが常に軸
受10に当接するために、リードスクリューの回転に際し
て振動の発生を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリードスクリューを回転
させて記録手段等を移動させ、所定の作業を行うための
リードスクリューの軸支機構及びこれを用いた記録装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から読み取りや記録を行う装置とし
て、読取手段或いは記録手段等をキャリッジに搭載し、
このキャリッジを往復移動して読み取り作業或いは記録
作業を行うシリアル装置がある。例えばシリアル記録装
置にあっては、紙やＯＨＰシート等の被記録材に対して
キャリッジを往復移動し、このキャリッジの移動に同期
するように、キャリッジに搭載した記録ヘッドを駆動し
て所定の記録を行うものであ。このようなシリアル記録
に用いられる記録ヘッドとしては、ワイヤードットヘッ
ド、サーマルヘッド、インクジェットヘッド等があり、
ワイヤードット記録方式、感熱記録方式、熱転写記録方
式、インクジェット記録方式等がある。

【０００３】前記記録方式のなかでも、インクジェット
記録方式は被記録材に直接インクを吐出するために、ラ
ンニングコストが安く、静かな記録方式として注目さ
れ、ワードプロセッサやパソコン等の記録装置として多
く用いられるようになってきた。そして近年のワードプ
ロセッサ等の普及により、シリアル記録装置の記録品位
も高精細化が求められ、これに伴ってシリアル記録装置
にあっては記録ヘッドの送り精度の向上が要求されるよ
うになった。また今日のワードプロセッサ等の機器は、
いわゆるラップトップ型、或いはノート型の持ち運び可
能な小型，軽量機器が普及し、これに伴ってシリアル記
録装置の構造も小型，軽量化が強く望まれている。

【０００４】このような背景のもとに、記録ヘッドの送
り構成として図４に示すように、リード50ａ溝を形成し
たリードスクリュー50を回動可能に構成し、記録ヘッド
51を搭載したキャリッジ52に設けたリードピン53を前記
リード溝50ａに嵌合し、リードスクリュー50を回転させ
てキャリッジ51を移動するようにした構成が使用される
ようになっている。このリードスクリュー50を使用する
構成にあっては、リード溝50ａが所定ピッチで精度良く
形成し得るためにキャリッジ送り精度が良く、またキャ
リッジ52はリードスクリュー50に嵌合して案内されるた
め、他にガイド部材を必要とせずに小型，軽量化が図れ
るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記リードスクリュー
50を製造する場合、リード溝50ａの形成工程としては、
切削加工や転造加工、或いは塑性加工等が考えられる
が、量産性や強度、更にはコスト的な面から転造加工が
最も適している。しかしながら、リードスクリュー50を
転造加工で製造した場合には、リード溝50ａの部分に於
いて図５に示すように鍛流線50ｂがはしり、鍛流線の密
な部分と粗の部分とができる。この鍛造線50ｂが密な部
分（図５中Ｄ部分）は、塑性加工により加工硬化した部
分であり、鍛流線が粗の部分よりも硬度が高くなる。

【０００６】またリードスクリュー50を転造加工する場
合、製造上、加工時のバランスをとるためにリード溝50
ａは１条だけではなく、複数のリード溝を同時に形成す
ることが一般的である。特に、記録装置の記録ヘッド送
り機構等に使用する場合には、リード角を小さくするた
めに、通常は６条程度のリード溝を同時に形成する。こ
のように転造加工によって製造されたリードスクリュー
50の両端を軸支するために、切削加工によって軸部を形
成する場合、加工硬化している部分では切削バイトが逃
げてしまい、図６に示すように軸部50ｃが真円にならな
い。即ち、軸部50ｃを切削した場合、バイトが逃げた分
だけリード溝に対応した部分に帯状の突部50ｄが残って
しまう。

【０００７】この帯状の突部50ｄはリード溝50ａのピッ
チと同一に形成される。例えば、溝ピッチＰのリード溝
をＮ条形成したリードスクリューにあっては、軸部50ｃ
にＰ／Ｎ毎に突部50ｄが現れることになる。従って、前
記リードスクリュー50を用いてキャリッジの送り機構を
構成した場合、図７（ａ），（ｂ）に示すように前記軸
部50ｃを軸支する軸受54の長さＬがＬ＜Ｐ／Ｎの関係に
あると、リードスクリュー50が回転したときに図７
（ａ）に示すように前記突部50ｃが軸受54の範囲にある
場合と、図７（ｂ）に示すように突部50ｃが軸受54の範
囲にない場合とではリードスクリュー50は矢印Ｙ方向に
距離ｍだけ変化することになる（軸受50ｃは図７の矢印
Ｙ方向へ図示しないバネ等によって付勢されている）。
このためリードスクリュー50が１回転する毎に、該スク
リュー50は振幅ｍでＮ回の振動が生ずる。

【０００８】記録ヘッドは前記リードスクリュー50に沿
って移動するキャリッジに搭載されているため、リード
スクリュー50が振動すると記録ヘッドが振動することに
なり、記録が振動によって波うつために、記録品位が低
下してしまうという課題が生ずる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は従来の前記課題
を解決し、リードスクリューを転造加工して製造した場
合でも送り精度を低下させることなく、高精度で作業が
可能なリードスクリューの軸支機構及びこれを用いた記
録装置を提供せんとするものである。前記目的を達成す
るための本発明に係る構成は、リードスクリューの回転
によって作業手段を移動させて所定作業を行うシリアル
装置に於いて、前記リードスクリューを回動自在に軸支
する軸受がリードスクリューの軸部と当接する部分の長
さをＬ、前記リードスクリューに設けたリード溝の溝ピ
ッチをＰ、前記リードスクリューに設けたリード溝の条
数をＮとした場合、Ｌ≧Ｐ／Ｎの関係を有するよう構成
したことを特徴としてなる。

【００１０】

【作用】前記構成にあっては、リードスクリューを回転
したときに、該スクリューの軸部を切削加工した場合に
生ずる帯状の突部は常に軸受の当接面に当接している。
このため、リードスクリューが軸方向と直角方向へ振動
することを防止でき、高精度の記録等が可能となる。

【００１１】

【実施例】次に前記構成を適用した本発明の一実施例に
係るインクジェット記録装置について図１乃至図３を参
照して説明する。尚、図１はリードスクリューの軸部を
軸受で軸支する部分の拡大説明図、図２は記録装置の全
体構成説明図、図３はリードスクリューによるキャリッ
ジの移動構成の模式平面説明図である。この記録装置は
図２に示すように、搬送手段１によって被記録材２を搬
送し、この被記録材２に対して記録手段である記録ヘッ
ド３をリードスクリュー４の回転によって矢印ａ方向に
往復移動すると共に、該記録ヘッド３からインクを吐出
して記録を行うものである。

【００１２】前記搬送手段１は円柱状の搬送ローラ１ａ
が搬送モータ１ｂによって駆動回転可能に取り付けら
れ、この搬送ローラ１ａに図示しないピンチローラが圧
接し、且つ前記搬送ローラ１ａの周囲にはペーパーパン
１ｃが取り付けられている。これにより、搬送ローラ１
ａが回転すると、被記録材２はペーパーパン１ｃにガイ
ドされて搬送ローラ１ａの周囲をＵターン搬送される。

【００１３】記録ヘッド３はインクジェットヘッドであ
り、微細な液体吐出口（オリフィス）、液路及びこの液
路の一部に設けられるエネルギー作用部と、該作用部に
ある液体に作用させる液滴形成エネルギーを発生するエ
ネルギー発生手段を備えている。このようなエネルギー
を発生するエネルギー発生手段としてはピエゾ素子等の
電気機械変換体を用いた記録方法、レーザー等の電磁波
を照射して発熱させ、該発熱による作用で液滴を吐出さ
せるエネルギー発生手段を用いた記録方法、あるいは発
熱抵抗体を有する発熱素子等の電気熱変換体によって液
体を加熱して液体を吐出させるエネルギー発生手段を用
いた記録方法等がある。その中でも熱エネルギーによっ
て液体を吐出させるインクジェット記録方法に用いられ
る記録ヘッドは、記録用の液滴を吐出して吐出用液滴を
形成するための液体吐出口（オリフィス）を高密度に配
列することができるために高解像度の記録をすることが
可能である。その中でも電気熱変換体をエネルギー発生
手段として用いた記録ヘッドは、コンパクト化も容易で
あり、且つ最近の半導体分野における技術の進歩と信頼
性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を
十二分に活用出来、高密度実装化が容易で、製造コスト
も安価なことから有利である。尚、前記記録ヘッド３の
インク詰まり等を防止するために、本実施例では記録ヘ
ッド３の移動領域端部に、記録ヘッド３内の排インクを
吸引，排出するための回復手段３ａを設けている。

【００１４】前記記録ヘッド３はキャリッジ５に搭載さ
れ、このキャリッジ５が図２の矢印ａ方向に移動可能に
構成されている。即ち、キャリッジ５はリードスクリュ
ー４及びガイド軸６に沿ってスライド可能に取り付けら
れ、キャリッジ５に設けられたリードピン７がピンバネ
８を介してリードスクリュー４に形成されたリード溝４
ａに付勢嵌合している。従って、リードスクリュー４が
回転すると、リード溝４ａに嵌合したキャリッジ５が矢
印ａ方向に移動する。

【００１５】前記リードスクリュー４には所定の溝ピッ
チで、且つ複数本のリード溝４ａが形成され、これが転
造加工によって製造されている。そして図３に示すよう
にリードスクリュー４の両端部には軸部４ｂがバイトに
よって切削加工され、該軸部４ｂがシャーシ９に取り付
けられた軸受10に回動自在に軸支されている。リードス
クリュー４には図２及び図３に示すように、リードプー
リ４ｃが固着され、このプーリ４ｃとキャリッジモータ
11のモータプーリ11ａ間にタイミングベルト12が張架さ
れ、キャリッジモータ11の駆動によってリードスクリュ
ー４が回転するように構成されている。またキャリッジ
モータ11は回動ピン11ｂが両側面に設けられており、こ
のピン11ｂがシャーシ９に回動自在に取り付けられ、モ
ータ11は回動ピン11ｂを中心に回動可能になっている。

【００１６】更にキャリッジモータ11にはバネ受け11ｃ
が設けられ、このバネ受け11ｃを圧縮バネ13が付勢して
いる。このため、キャリッジモータ11は図２及び図３の
矢印ｂ方向に付勢され、タイミングベルト12に張力が付
与されると共に、リードスクリュー４の端部が矢印ｂ方
向に付勢されている。また図１及び図３に示すように、
リードスクリュー４のリードプーリ４ｃを固着した側と
逆側の端部にはシャーシ９に取り付けた屈曲板バネ14が
圧接しており、該バネ14の付勢によってリードスクリュ
ー４の端部が矢印ｂ方向に付勢されている。

【００１７】次に前記リードスクリュー４の軸部４ｂ
と、軸受10の関係について説明すると、軸部４ｂは転造
加工したリードスクリュー端部をバイトによって切削加
工して形成したために、図１に示すように、リード溝を
形成した部分に対応する部分でバイトが逃げ、帯状の突
部４ｄが残っている。そこで本実施例にあっては前記軸
部４ｂと当接する軸受10の長さＬを、リード溝４ａの溝
ピッチをＰ、リードスクリュー４に設けたリード溝４ａ
の本数をＮとしたとき、Ｌ≧Ｐ／Ｎの関係になるように
構成している。このように構成すると、リードスクリュ
ー４が回転したときに、前記突部４ｄが常に軸受10に当
接するようになり、軸部４ｂに突部４ｄが残っていても
従来のようにリードスクリュー４が矢印ｂ方向に振動す
ることがない。

【００１８】またリードスクリュー４の軸部４ｂが嵌合
する軸受10は、図１及び図３に示すように、シャーシ９
の一部である左右側板の嵌合孔に嵌め込まれているが、
この嵌合孔の一方側（軸受10が押し付けられる側）の縁
部９ａは円弧状に形成され、軸受10は該縁部９ａを中心
にして矢印ｃ方向に揺動可能に嵌合している。このため
リードスクリュー４が回転中に僅かに傾いたとしても、
その両端を軸支している軸受10は縁部９ａを中心に揺動
して常にリードスクリュー４と平行になるように自動調
心される。従って、リードスクリュー４の軸部４ｂは回
転中に軸受10に対して片当たりすることがなくスムーズ
に回転するため、この点でもリードスクリュー４の振動
発生が防止されている。

【００１９】前記構成により、リードスクリュー４は振
動を生ずることなく回転するために、このリードスクリ
ュー４の回転によってキャリッジ５を移動させ、高品位
の画像記録を行うことができる。

【００２０】尚、前述した実施例では記録手段としてイ
ンクジェット記録方式を用いたが、記録信号に応じて電
気熱変換体に通電し、前記電気熱変換体によって印加さ
れる熱エネルギーにより、インクに生ずる膜沸騰を利用
してインクに生ずる気泡の成長，収縮により、インクを
吐出口より吐出して記録を行うように構成すると更に好
ましい。その代表的な構成や原理については、例えば米
国特許第4723129号明細書、同第 4740796号明細書に開
示されている基本的な原理を用いて行うものが好まし
い。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュアス
型の何れにも適用可能であるが、特にオンデマンド型の
場合には、液体（インク）が保持されているシートや液
路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報
に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える
少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電
気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの
熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号
に一対一で対応した液体内の気泡を形成出来るので有効
である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介し
て液体を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。
この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の
成長収縮が行われるので、特に優れた液体の吐出が達成
出来、より好ましい。

【００２１】前記パルス形状の駆動信号としては、米国
特許第 4463359号明細書、同第 4345262号明細書に記載
されているようなものが適している。尚、前記熱作用面
の温度上昇率に関する発明の米国特許第 4313124号明細
書に記載されている条件を採用すると、更に優れた記録
を行うことが出来る。記録ヘッドの構成としては、前述
の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気
熱変換体の組合せ構成（直線状液流路又は直角液流路）
の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を
開示する米国特許第 4558333号明細書、同第 4459600号
明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。

【００２２】また複数の電気熱変換体に対して、共通す
るスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示す
る特開昭59−123670号公報や熱エネルギーの圧力波を吸
収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭
59−138461号公報に基づいた構成としても本発明の効果
は有効である。即ち、記録ヘッドの形態がどのようなも
のであっても、本発明によれば記録を確実に効率良く行
うことが出来るようになるからである。加えて、前述し
たシリアルタイプのものでも、キャリッジに固定された
記録ヘッド、或いはキャリッジに装着されることで装置
本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が
可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、或い
は記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられた
カートリッジタイプの記録ヘッドを用いても良い。

【００２３】また本発明の記録装置の構成として設けら
れる、記録ヘッドの回復手段、予備的な補助手段等を付
加することは本発明の効果を一層安定出来るので好まし
いものである。これらを具体的に挙げれば、前述した実
施例で用いた排インクの吸引，排出のみならず、記録ヘ
ッドに対してのキャッピング手段、電気熱変換タイプ或
いはこれとは別の加熱素子或いはこれらの組合せによる
予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モード
を行うことも安定した記録を行うために有効である。

【００２４】またキャリッジに搭載される記録ヘッドの
種類ないし個数についても、例えば単色のインクに対応
して１個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異
にする複数のインクに対応して複数個数設けられるもの
であって良い。即ち、例えば記録装置の記録モードとし
ては黒色等の主流色のみの記録モードでなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成する複数個の組合せによるかいずれで
も良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも適用し得
る。

【００２５】更に加えて、前述した実施例に於いてはイ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化若しくは液化するも
の、或いはインクジェット記録方式ではインク自体を30
℃以上70℃以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘
性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般
的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をな
すものであれば良い。加えて、積極的に熱エネルギーに
よる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化
のエネルギーとして使用せしめることで防止するか、ま
たはインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化する
インクを用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録シートに到達する時点で
はすでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギーに
よって初めて液化する性質のインクを使用する場合も適
用可能である。

【００２６】このような場合のインクは、特開昭54− 5
6847号公報或いは特開昭60− 71260号公報に記載される
ような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状又は固形
物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向
するような形態としても良い。上述した各インクに対し
て最も有効なものは、前述した膜沸騰方式を実行するも
のである。

【００２７】更に、前述したインクジェット記録装置の
形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出
力端末のして用いられるものの他、リーダ等と組み合わ
せた複写装置、更には送受信機能を有するファクシミリ
装置の形態をとるもの等であっても良い。

【００２８】尚、前述した記録手段としてインクジェッ
ト記録方式を用いた例を説明したが、本発明は記録方式
はインクジェット記録方式に限定する必要はなく、他に
も熱転写記録方式や感熱記録方式、更にはワイヤードッ
ト記録方式等のインパクト記録方式、或いはそれ以外の
記録方式であっても適用し得る。

【００２９】また前述した実施例ではリードスクリュー
４の回転によってキャリッジ５を移動させて記録を行う
記録装置について説明したが、本発明に係るリードスク
リューの軸支機構は記録装置ばかりでなく、キャリッジ
にＣＣＤ等の読取手段を搭載して原稿記載情報をシリア
ルで読み取る読取装置、或いはコンパクトディスクの再
生装置等の記録／再生ヘッドの送り機構や工作機械等の
テーブル送り機構等に適用でき、振動の少ない高精度の
直線送り機構を実現することができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は前述したように、リードスクリ
ューの溝ピッチと軸受の当接部分の長さが一定の関係を
有するようにしたために、リードスクリューを転造加工
して安価に製造したとしても、該スクリューの回転振動
を防止することができる。またリードスクリューに対し
て軸受が平行になるようにすることにより、リードスク
リューの振動をより効果的に防止することが可能とな
る。従って、このリードスクリューの軸支機構を用いて
記録装置を構成すれば、記録手段の送り精度が高くな
り、高品位の記録を行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るリードスクリューの軸
部の軸支構成説明図である。

【図２】インクジェット記録装置の全体構成説明図であ
る。

【図３】リードスクリューによるキャリッジの移動構成
の模式平面説明図である。

【図４】リードスクリューによるキャリッジ移動構成の
説明図である。

【図５】リードスクリューを転造加工した場合の鍛流線
の説明図である。

【図６】リードスクリューの両端を切削加工して軸部を
形成した場合の説明図である。

【図７】軸受に対するリードスクリューの振動を示す説
明図である。

【符号の説明】

１…搬送手段 ２…被記録材 ３…記録ヘッド ４…リードスクリュー ４ａ…リード溝 ４ｂ…軸部 ４ｃ…リードプーリ ４ｄ…突部 ５…キャリッジ ７…リードピン ８…ピンバネ ９…シャーシ ９ａ…縁部 10…軸受 11…キャリッジモータ 13…圧縮バネ 14…板バネ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リードスクリューの回転によって作業手
   段を移動させて所定作業を行うために、前記リードスク
   リューを軸受で軸支するリードスクリューの軸支機構に
   於いて、 前記リードスクリューを回動自在に軸支する軸受がリー
   ドスクリューの軸部と当接する部分の長さをＬ、前記リ
   ードスクリューに設けたリード溝の溝ピッチをＰ、前記
   リードスクリューに設けたリード溝の条数をＮとした場
   合、Ｌ≧Ｐ／Ｎの関係を有するよう構成したことを特徴
   とするリードスクリューの軸支機構。
2. 【請求項２】 前記リードスクリューを軸支する軸受
   を、前記リードスクリューの軸部と平行になるよう構成
   したことを特徴とする請求項１記載のリードスクリュー
   の軸支機構。
3. 【請求項３】 前記作業手段が、被記録材に記録する作
   業を行うための記録手段であることを特徴とする請求項
   １記載の記録装置。
4. 【請求項４】 前記記録手段が、信号に応じてインクを
   吐出して記録を行うインクジェット記録方式である請求
   項３記載の記録装置。
5. 【請求項５】 前記記録手段が、インク吐出用の熱エネ
   ルギーを発生するための電気熱変換体を備えていること
   を特徴とする請求項４記載の記録装置。
6. 【請求項６】 前記記録手段が、前記電気熱変換体によ
   って印加される熱エネルギーにより、インクに生ずる膜
   沸騰を利用して吐出口よりインクを吐出させることを特
   徴とする請求項５記載の記録装置。