(57)【要約】【課題】付勢部材の追加による組立性の悪化や取付スペースの確保といった煩わしさを解消する手段を提供する。【解決手段】印字ヘッドが取付けられたキャリッジフレームと、前記キャリッジフレームに取付けられた一対の第１の軸受部材と、を備え、前記キャリッジ軸に案内されながら移動するキャリッジユニットにおいて、前記キャリッジフレームに形成した押圧部材により、前記キャリッジ軸を押圧する第２の軸受部材を設け、前記押圧部材の押圧方向を、前記印字ヘッドの作動時におけるインパクト力の反力の反対方向とする。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字ヘッドが取付けられたキャリッジフレームと、
前記キャリッジフレームに取付けられた一対の第１の軸受部材と、を備え、前記キャリッジ軸に案内されながら移動するキャリッジユニットにおいて、
前記キャリッジフレームに形成した押圧部材により、前記キャリッジ軸を押圧する第２の軸受部材を設け、
前記押圧部材の押圧方向を、前記印字ヘッドの作動時におけるインパクト力の反力の反対方向としたことを特徴とするキャリッジユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のキャリッジユニットにおいて、
前記第２の軸受部材は、前記キャリッジ軸への押圧部位が円周方向に移動可能であることを特徴とするキャリッジユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のキャリッジユニットにおいて、
前記第２の軸受部材を、前記一対の第１の軸受部材の間の中央部に配置したことを特徴とするキャリッジユニット。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のキャリッジユニットにおいて、
前記第２の軸受部材を、複数設けたことを特徴とするキャリッジユニット。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のキャリッジユニットにおいて、
前記印字ヘッドは、ドットインパクト方式の印字用ヘッドであり、
前記キャリッジフレームは、弾性を有する樹脂材料で形成されていることを特徴とする  前記キャリッジユニット。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のキャリッジユニットにおいて、
前記第１の軸受部材は、円弧状またはＶ字状の断面形状を有することを特徴とするキャリッジユニット。
【請求項７】
請求項１または請求項３ないし請求項６のいずれか一項に記載のキャリッジユニットにおいて、
前記第２の軸受部材は、円弧状または平板状の断面形状を有し、前記キャリッジ軸への押圧部位が移動可能であることを特徴とするキャリッジユニット。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のキャリッジユニットを備え、前記印字ヘッドにより媒体上への印字を行う画像形成装置であって、
前記キャリッジ軸を、装置本体に取付けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドットインパクト方式の印字ヘッドが取付けられたキャリッジユニットおよびそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプリンタは、キャリッジフレームに形成されたキャリッジ軸受と、キャリッジフレームにビスで取付けられた板バネに設けられた部材とで、キャリッジ軸を挟むことによりキャリッジ軸受とキャリッジ軸との間のガタ取りを行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−７９９４４号公報（段落００１７、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術においては、キャリッジ軸を挟むための部材を設けた板バネ（付勢部材）を別部品としているため、板バネの組立作業の追加や、板バネの取付スペースの確保等の煩わしさがあるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、印字ヘッドが取付けられたキャリッジフレームと、前記キャリッジフレームに取付けられた一対の第１の軸受部材と、を備え、前記キャリッジ軸に案内されながら移動するキャリッジユニットにおいて、前記キャリッジフレームに形成した押圧部材により、前記キャリッジ軸を押圧する第２の軸受部材を設け、前記押圧部材の押圧方向を、前記印字ヘッドの作動時におけるインパクト力の反力の反対方向としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、本発明は、付勢部材の追加による組立性の悪化や取付スペースの確保といった煩わしさを解消することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例のプリンタの外観を示す説明図
【図２】実施例のキャリッジユニットの構成を示す説明図
【図３】図２のＡ部を示す拡大説明図
【図４】実施例のキャリッジユニットの外観を示す説明図
【図５】図４のＣ方向から見たキャリッジの外観を示す説明図
【図６】実施例のキャリッジユニットの組付方法を示す説明図
【図７】実施例のキャリッジユニットの付勢軸受を省略した場合の作用を示す説明図
【図８】実施例のキャリッジユニットの付勢軸受の作用を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、図面を参照して本発明によるキャリッジユニットおよび画像形成装置の実施例について説明する。
【実施例】
【０００９】
以下に、図１ないし図８を用いて本実施例のキャリッジユニットおよびそのキャリッジユニットを備えたプリンタについて説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのプリンタであり、本実施例では、プリンタ１が、水平インパクトプリンタである場合を例に説明する。なお、図１は水平インパクトプリンタからアッパカバーを取外した状態で描いてある。
２は印字ヘッドであり、複数の印字ピンがドット毎に設けられたドットインパクト方式の印字用ヘッドであって、用紙等の媒体上に配置された図示しないインクリボンを垂直方向に往復移動する印字ピンで打撃して媒体上に印字する機能を有している。
【００１０】
３はキャリッジユニットであり、そのキャリッジフレーム３ａの正面側の下方には、ネジ２ａ等の締結手段により印字ヘッド２が、印字ピンによる打撃方向を垂直方向にして搭載されている（図２参照）。
また、キャリッジユニット３は、スペースモータ４により駆動されるベルト５によって駆動され、図１に示す媒体搬送方向の直交方向である主走査方向に往復移動可能に構成されている。
【００１１】
更に、キャリッジユニット３は、印字動作の際に印字ヘッド２の印字ピンの打撃により発生するインパクト力（図１参照）の反力（インパクト反力という。）を受けるため、キャリッジフレーム３ａは、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｉｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ）等の樹脂にガラス繊維等のウイスカを添加したウイスカ強化型の樹脂材料で形成されており、適度な弾性を有している。
６はキャリッジ軸であり、鋼材等の金属材料で形成された円柱状部材であって、プリンタ１の装置本体のサイドフレーム１ａに取付けられてキャリッジユニット３の背面側の下方に配置されており、キャリッジユニット３の主走査方向への往復移動を案内する機能を有している。
【００１２】
図２において、７は第１の軸受部材としてのキャリッジ軸受であり、軸受材料で形成されたキャリッジ軸６に遊嵌する円筒状部材であって、キャリッジフレーム３ａの背面側の下方で印字ヘッド２と対向する位置に、圧入等の固定手段により主走査方向に沿った２箇所に取付けられている。
本実施例のキャリッジ軸受７は、キャリッジフレーム３ａがウイスカ強化型の樹脂材料で形成されているため、キャリッジ軸６との高摺動を確保するために、樹脂系、焼結含油材を含む金属系、樹脂と金属の複合系等の軸受材料で形成される。
【００１３】
８はガイドレールであり、鋼材等の金属材料で形成された「コ」の字状の断面形状を有する棒状部材であって、プリンタ１の装置本体のサイドフレーム１ａに取付けられてキャリッジユニット３の背面側のキャリッジ軸６の上方に配置されており、キャリッジユニット３の主走査方向への往復移動を案内する機能を有している。
図３は図２にＡ部として示したガイドスライド３ｂ近傍の拡大図である。
このガイドスライド３ｂは、図３に示すように、スライドスプリング３ｃの付勢力により回転支点３ｄを中心に回動してガイドレール８のキャリッジユニット３側の側板を押圧する方向に付勢されている。
【００１４】
また、ガイドレール８のキャリッジユニット３側の側板は、キャリッジフレーム３ａの背面に圧入等の固定手段で取付けられた矩形状のスライドピース３ｅと、ガイドスライド３ｂの先端とで挟み付けられており、印字ヘッド２の自重によりキャリッジユニット３がキャリッジ軸６を中心に印字ヘッド２を下方に回動させる方向（図２に示すＢ方向）に回動するのを防止している。
なお、本実施例のスライドピース３ｅは、ガイドレール８との高摺動を確保するために、キャリッジ軸受７と同様の軸受材料で形成される。
【００１５】
図４、図５において、３ｆは第２の軸受部材としての付勢軸受であり、キャリッジ軸受７と同様の軸受材料で形成されたキャリッジ軸６に遊嵌する円筒状部材であって（図６参照）、主走査方向に沿って設けられた一対のキャリッジ軸受７の間の中央部に、キャリッジユニット３から着脱可能に配置される。
また、キャリッジフレーム３ａの軸受部の中央部には、当該部分を半分程度に切欠いて付勢軸受３ｆを挿入するための挿入口３ｇが形成されている。
３ｈは爪部であり、付勢軸受３ｆの挿入口３ｇの残存部分を片持梁状に切欠いて形成された押圧部材であって（図４参照）、キャリッジフレーム３ａが有する弾性による撓みによって、付勢軸受３ｆをキャリッジ軸６に押圧する方向に付勢する機能を有している。
【００１６】
本実施例のキャリッジユニット３をキャリッジ軸６上に組み付ける場合は、図６に示すように、キャリッジフレーム３ａの軸受部の両側にキャリッジ軸受７を取付けた後に、付勢軸受３ｆをキャリッジフレーム３ａの軸受部の中央部に形成された挿入口３ｇから挿入し、キャリッジ軸受７の軸方向にキャリッジ軸６を挿入するときに、同時に付勢軸受３ｆにもキャリッジ軸６を挿入して組み付けられる。これにより付勢軸受３ｆのキャリッジユニット３からの脱落が防止される。
また、付勢軸受３ｆは、キャリッジフレーム３ａに設けられた図示しない突起部によって主走査方向への移動が制限された状態で組込まれ、爪部３ｈによる付勢によってキャリッジ軸６を押圧する。
【００１７】
この場合の爪部３ｈによる押圧力は、印字ヘッド２等の搭載物を全て含むキャリッジユニット３の自重よりもやや大きい力で、キャリッジ軸６の外周面に付勢軸受３ｆの内周面を押圧するように設定され、その押圧方向は、印字ヘッド２の作動時におけるインパクト反力の反対方向となるように設定される（図８参照）。
また、キャリッジ軸受７と付勢軸受３ｆは、それぞれの内径φＤがキャリッジ軸６の外径φｄに対して所定の隙間（ガタという。）を介して遊嵌するように、φＤ＞φｄなる関係に形成されている（図７参照）。
【００１８】
これにより、本実施例のキャリッジユニット３は、キャリッジ軸６によって主走査方向に摺動可能に支持され、キャリッジ軸６およびガイドレール８に案内されながら搭載された印字ヘッド２を主走査方向に往復移動させ、媒体の搬送方向である副走査方向に搬送される媒体上に印字を行う。
なお、本実施例の付勢軸受３ｆは、キャリッジ軸６の円周方向に回転可能な状態で組込まれており、爪部３ｈによる付勢によって主走査方向への移動時に自然に回転することはないが、手動では容易に回転できるように構成されている。
【００１９】
以下に、本実施例の付勢軸受３ｆによるガタ取りの作用について、図７および図８を用いて説明する。
なお、図７の左側の図は、図４に矢印Ｅで示した方向から見たキャリッジ軸受７近傍をキャリッジ軸６の軸芯に対して垂直方向に切断した断面図であり、右側の図はキャリッジ軸６の軸芯に沿った方向の断面図である。また、図８の左側の図は、図４に矢印Ｅで示した方向から見た爪部３ｈ近傍をキャリッジ軸６の軸芯に対して垂直方向に切断した断面図であり、右側の図はキャリッジ軸６の軸芯に沿った断面図である。
【００２０】
本実施例のキャリッジユニット３の付勢軸受３ｆを省略した場合において、印字ヘッド２が印字動作を行っていない非作動状態の場合は、図７（ａ）に示すように、キャリッジ軸受７は、搭載物を含むキャリッジユニット３の自重により、キャリッジ軸受７の内周面の上面がキャリッジ軸６の外周面の上面に当接し、キャリッジ軸受７の内周面の下面とキャリッジ軸６の外周面の下面との間に、φＤとφｄとの差分に相当するガタが発生する。
【００２１】
一方、印字ヘッド２が印字動作を行っている作動状態の場合は、図７（ｂ）に示すように、印字ヘッド２の印字動作に伴うインパクト反力により、キャリッジ軸受７が取付けられたキャリッジユニット３自体が上方に押し上げられ、キャリッジ軸受７の内周面の下面がキャリッジ軸６の外周面の下面に当接する。
このように、付勢軸受３ｆを設けていない場合には、キャリッジ軸受７を取付けたキャリッジユニット３の上下動に伴うガタつきが生じ、印字の不整や振動が発生する。
これに対して、本実施例のキャリッジユニット３に付勢軸受３ｆを取付けた場合は、付勢軸受３ｆが爪部３ｈによってキャリッジ軸６の方向に付勢されているので、まず、付勢軸受３ｆが下方に押し下げられ、付勢軸受３ｆの内周面の上面がキャリッジ軸６の外周面の上面に当接する。
【００２２】
このとき、キャリッジ軸６は装置本体に取付けられて不動であり、かつ本実施例の爪部３ｈは、搭載物を含むキャリッジユニット３の自重よりもやや大きい力で、印字ヘッド２の作動時におけるインパクト反力の反対方向に付勢軸受３ｆを付勢しているので、キャリッジユニット３自体が、付勢軸受３ｆの内周面の上面がキャリッジ軸６の外周面の上面に当接した状態のままインパクト反力を受ける方向に押し上げられ、図８に示すように、キャリッジ軸受７の内周面の下面とキャリッジ軸６の外周面の下面とが、インパクト反力を受ける方向で当接する。
この状態で、印字ヘッド２の印字動作に伴うインパクト反力が発生したとしても、キャリッジ軸受７の内周面の下面が、既にキャリッジ軸６の外周面の下面に当接しているので、インパクト反力を不動のキャリッジ軸６で直接受けることができ、ガタの発生が防止される。
【００２３】
なお、上記特許文献１のように、インクを用いて媒体上に印字を行うプリンタでは、印字動作に伴う反力が弱いために、例えば特許文献１の板バネに設けられた部材によるキャリッジ軸の押圧方向は、前記反力の方向を考慮しなくても印字動作に伴うガタつきを防止することは可能であるが、本実施例のドットインパクト方式の印字ヘッド２で印字を行うプリンタ１ように、印字動作に伴うインパクト反力が比較的強いプリンタ１では、付勢軸受３ｆの付勢方向を、印字ヘッド２の作動時におけるインパクト反力の反対方向とすることによって、キャリッジ軸受７の内周面の下面とキャリッジ軸６の外周面の下面とを、インパクト反力を受ける方向で予め当接させることができ、ドットインパクト方式の印字ヘッド２を用いたプリンタ１のガタつきの発生を確実に防止することができる。
【００２４】
また、上記特許文献１のように、キャリッジ軸と摺動するキャリッジ軸受および板バネに設けられた部材は、長期の使用によって摩耗するため、プリンタを長期間使用すると板バネによる押圧力が低下し、ガタ取りの効果が低減してしまうが、本実施例の付勢軸受３ｆは、キャリッジ軸６の円周方向に回転可能な状態で組込まれているので、プリンタ１の長期の使用によって、付勢軸受３ｆとキャリッジ軸６との押圧部に摩耗が発生し、爪部３ｈの撓み量の減少に伴って爪部３ｈによる押圧力が低下しキャリッジユニット３を上昇させることができなくなったとしても、付勢軸受３ｆを手動で回転させることによって付勢軸受３ｆのキャリッジ軸６への押圧部位をキャリッジ軸６を押圧していなかった非磨耗部に移動させることが可能になり、キャリッジ軸受７とキャリッジ軸６との間のガタ取りの効果を長期に亘って維持することができる。
【００２５】
以上説明したように、本実施例では、キャリッジフレーム３ａ自体に、その弾性により付勢軸受３ｆを付勢する爪部３ｈを設けたので、付勢部材の追加による組立性の悪化や取付スペースの確保といった煩わしさを解消して、キャリッジ軸受７とキャリッジ軸６との間のガタ取りを容易に行うことができる他、印字ヘッド２の作動と非作動に伴って発生する振動を防止することができ、高品位の印字品質を確保することができると共に、騒音の発生を防止することができる。
【００２６】
なお、上記実施例においては、キャリッジ軸受７は円筒形状であるとして説明したが、キャリッジ軸受７は、キャリッジ軸６との当接部を含む円弧状またはＶ字状等の断面形状を有する軸受であって、当接によりキャリッジ軸６の位置を保持することが可能な形状であれば、どのような形状であってもよい。
また、上記実施例においては、付勢軸受３ｆは円筒形状であるとして説明したが、付勢軸受３ｆは、キャリッジ軸６との押圧部を含む円弧状またはＶ字状、平板状等の断面形状を有する軸受であって、キャリッジ軸受７と共に当接によりキャリッジ軸６の位置を保持することが可能な形状であれば、どのような形状であってもよい。
【００２７】
更に、上記実施例においては、付勢軸受３ｆは一対のキャリッジ軸受７の間の中央部に１つ配置するとして説明したが、付勢軸受３ｆを複数設けるようにしてもよく、一対のキャリッジ軸受７の主走査方向に沿った外側に配置するようにしてもよい。
更に、上記実施例においては、本発明を、印字ピンが垂直方向に移動する印字ヘッドを有する水平インパクトプリンタに適用する場合を例に説明したが、印字ピンが他の方向、例えば水平方向に移動する印字ヘッドを有する汎用インパクトプリンタや、オートカッタ装置等のキャリッジの移動時に比較的強い反力がかかる装置に適用するようにしてもよい。このようにしても、上記と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１    プリンタ
１ａ  サイドフレーム
２    印字ヘッド
２ａ  ネジ
３    キャリッジユニット
３ａ  キャリッジフレーム
３ｂ  ガイドスライド
３ｃ  スライドスプリング
３ｄ  回転支点
３ｅ  スライドピース
３ｆ  付勢軸受
３ｇ  挿入口
３ｈ  爪部
４    スペースモータ
５    ベルト
６    キャリッジ軸
７    キャリッジ軸受
８    ガイドレール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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