JP2007216521A

JP2007216521A - 記録装置

Info

Publication number: JP2007216521A
Application number: JP2006040028A
Authority: JP
Inventors: Mitsutaka Iwasaki; 充孝岩崎
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2007-08-30

Abstract

【課題】記録ヘッドが搭載されたキャリッジ移動を低負荷で行うことができると共に記録を高精度に行うことができる記録装置を提供すること。
【解決手段】キャリッジ１２１がキャリッジガイド部材１２２に対し傾いたとき、記録ヘッド１２９がキャリッジガイド部材との平行度を維持するようにキャリッジに対して揺動するように構成した。これにより、キャリッジとキャリッジガイド部材との間にガタが生じていても、そのままの状態でキャリッジを移動させるので、キャリッジ移動を低負荷で行うことができる。そして、キャリッジが移動する際にガタ分だけ傾いても、記録ヘッドは独自に揺動してキャリッジガイド軸との平行度を保つので、記録を高精度に行うことができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録ヘッドを搭載し、キャリッジガイド部材に沿って往復移動するキャリッジを備えた記録装置に関する。

一般的な記録装置の１つであるシリアル方式のインクジェット式プリンタは、副走査方向に搬送される用紙に対して主走査方向に往復移動しながらインク滴を吐出して記録する記録ヘッドを備えている。通常、この記録ヘッドはキャリッジに搭載されており、このキャリッジが主走査方向に配設されたキャリッジガイド軸に沿って摺動するようになっている。このような構成において、高精度な記録を維持するためには、キャリッジとキャリッジガイド軸との間のガタを抑える必要がある。そこで、キャリッジの摺動面を傾斜面に形成してバネにより付勢することにより上記ガタを抑え、摺動によるダンパ効果でぶれや振動を抑える構成のインクジェット式プリンタが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００４−１５５１２８号公報

上述したインクジェット式プリンタは、キャリッジを力で押さえ付けることにより上記ガタを抑える構成なため、キャリッジを移動させる際にキャリッジとキャリッジガイド軸との間で大きな摩擦力が発生して負荷が大きくなる傾向にある。

本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、記録ヘッドが搭載されたキャリッジ移動を低負荷で行うことができると共に記録を高精度に行うことができる記録装置を提供することにある。

上記目的達成のため、本発明の記録装置では、記録ヘッドを搭載し、キャリッジガイド部材に沿って往復移動するキャリッジを備えた記録装置において、前記キャリッジが前記キャリッジガイド部材に対し傾いたとき、前記記録ヘッドが前記キャリッジガイド部材との平行度を維持するように前記キャリッジに対して揺動するように構成したことを特徴としている。これにより、キャリッジとキャリッジガイド部材との間にガタが生じていても、そのままの状態でキャリッジを移動させるので、キャリッジ移動を低負荷で行うことができる。そして、キャリッジが移動する際にガタ分だけ傾いても、記録ヘッドは独自に揺動してキャリッジガイド部材との平行度を保つので、記録を高精度に行うことができる。

また、前記記録ヘッドに取り付けられ、前記記録ヘッドを揺動させるベルト部材を備えたことを特徴としている。これにより、記録ヘッドを揺動させる駆動源とキャリッジを移動させる駆動源とを同一にすることができる。また、前記記録ヘッドの揺動を規制する規制部材を備えたことを特徴としている。これにより、記録ヘッドが必要以上に揺動してキャリッジガイド部材との平行度を損ねてしまうような事態を防止することができる。また、前記キャリッジと前記記録ヘッドを貫装する揺動部材であって、前記キャリッジと前記記録ヘッドとを付勢する付勢手段を有する揺動部材を備えたことを特徴としている。これにより、簡易な構成で記録ヘッドを精度良く揺動させることができる。

また、前記付勢手段は、前記記録ヘッドと前記揺動部材を押圧する弾性部材を有することを特徴としている。これにより、記録ヘッドとキャリッジとの間のガタを取り除くことができる。また、前記規制部材が調整可能であることを特徴としている。これにより、キャリッジとキャリッジガイド部材との間のガタにバラツキが生じていても、記録ヘッドの揺動を適切に規制することができる。また、前記ベルト部材は、前記揺動部材と前記キャリッジガイド部材の間に配置されていることを特徴としている。これにより、キャリッジの移動に同期して記録ヘッドを揺動させることができる。

本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施の形態に係る記録装置の１つであるインクジェット式プリンタの使用時の外観構成を前面側から見たときの斜視図である。尚、図１の説明において、「前後」はインクジェット式プリンタの前面側から見たときの方向をいうものとする。このインクジェット式プリンタ１００は、扁平な直方体状のハウジング１０１を備えた携帯性の高い薄型プリンタである。

ハウジング１０１の後部には、ハウジング１０１の上面と略同一面積の矩形平板状のカバー１０２が旋回自在に取り付けられている。このカバー１０２は、ハウジング１０１の後部側の端部両端が軸支持されており、これらの軸１０２ａを中心にハウジング１０１の上面から後方にかけての鈍角の範囲で旋回するようになっている。即ち、カバー１０２は、プリンタ使用時にはハウジング１０１の斜め上後方に向って突出しており、そのときは給紙する用紙Ｐを１枚若しくは複数枚積層保持する機能を有し、プリンタ不使用時にはハウジング１０１の上面に接しており、そのときはハウジング１０１を保護する機能を有している。そして、プリンタ不使用時にはカバー１０２はハウジング１０１の上面に接しているので、カバー１０２をコンパクトに収納しておくことができる。

更に、ハウジング１０１の後部には、直方体状の空きスペースが形成されて給紙口１０１ａが設けられていると共に用紙搬送部１１０の給紙ローラ１１１が配設されている。この給紙ローラ１１１は、プリンタ使用時にはカバー１０２に積層保持される用紙Ｐの給紙先端側に当接して給紙し、また、プリンタ不使用時には直方体状の空きスペースに収納されてカバー１０２によって覆われる。また、ハウジング１０１の前面には、スリット状の排紙口１０１ｂが設けられている。

図２は、上記インクジェット式プリンタ１００のハウジング１０１とカバー１０２を取り外した状態を前面側から見たときの斜視図である。尚、図２の説明においても、「前後」はインクジェット式プリンタの前面側から見たときの方向をいうものとする。ハウジング１０１の内部には、プリンタの主要構成部である用紙搬送部１１０及び本発明の特徴的な部分を含む画像記録部１２０等が収納されている。

用紙搬送部１１０は、紙受けとして機能しているカバー１０２から画像記録部１２０を通って排紙口１０１ｂに至る紙経路に沿って用紙を搬送する機能を有しており、上流側から下流側にかけて以下の部材が順に配設されている。即ち、給紙軸１１２に貫着されたローラホルダ１１３に回転可能に保持された給紙ローラ１１１、上下に対向配置されている１本の紙送りローラ１１４及び図示しない複数個の従動ローラ、上下に対向配置されている１本の排紙ローラ１１５及び図示しない複数個のギザローラが、背面側から前面側にかけて配設されている。

給紙ローラ１１１及び排紙ローラ１１５の外周面には、給送時及び搬送時の摩擦係数を高めるために複数のゴムローラが嵌入され、紙送りローラ１１４の外周面には、搬送時の摩擦係数を高めるためにゴムやセラミック粒子等が被覆されている。そして、給紙ローラ１１１及び給紙軸１１２は、給紙モータ１１６と図示しないギア機構を介して回転制御され、紙送りローラ１１４及び排紙ローラ１１５は、搬送モータ１１７とギア機構１１８及びベルト機構１１９を介して回転制御される。

また、従動ローラは、紙送りローラ１１４の上方に軸に沿って複数配列され、サイドフレーム１０３に固定されている従動ローラ受け台１０４に係止されており、図示しない１枚の板バネにより紙送りローラ１１４に当接されて付勢されている。ギザローラは、排紙ローラ１１５の下方に軸に沿って複数配列され、下フレーム１０５に固定されているギザローラ受け台１０６に係止されており、図示しない捩りコイルバネ等により排紙ローラ１１５に当接されて付勢されている。紙送りローラ１１４と従動ローラは、給紙口１０１ａから給紙される用紙を挟持して送り出すようになっている。排紙ローラ１１５とギザローラは、紙送りローラ１１４と従動ローラから搬送されてくる用紙を挟持して送り出すようになっている。

画像記録部１２０は、紙送りローラ１１４と従動ローラから搬送されてくる用紙に対して画像記録する機能を有しており、紙送りローラ１１４と排紙ローラ１１５の間に以下の部材が配設されている。即ち、搭載された記録ヘッド１２９を用紙の搬送直交方向（主走査方向）に移動させるキャリッジ１２１、このキャリッジ１２１の移動を案内するキャリッジガイド軸１２２、キャリッジ１２１を移動させるキャリッジモータ１２６の回転を伝達する本発明の特徴的な部分の１つであるベルト部材１２７が配設されている。そして、記録ヘッド１２９をキャリッジ１２１に揺動自在に取り付ける本発明の特徴的な部分の１つである揺動部材１５０、この記録ヘッド１２９の揺動を規制する本発明の特徴的な部分の１つである規制部材１６０が配設されている。更に、キャリッジ１２１の下方で搬送されてくる用紙を支持するプラテン１２３、インクカートリッジ１２４からインクを記録ヘッド１２９へ供給するインクチューブ１２５等が配設されている。

記録ヘッド１２９は、ブラックインクを吐出するブラックインク用記録ヘッドと、イエロー、ライトシアン、シアン、ライトマゼンタ、マゼンタ等の各色のインクを吐出する複数のカラーインク用記録ヘッドとを備えている。そして、記録ヘッド１２９は、各色毎のインクチューブ１２５に繋がる前部に配設された複数のダンパ部１２９ａとそれらに繋がる圧力発生室及びノズルを備えており、例えば圧電素子や発熱素子等により圧力発生室内の圧力を変動させて、圧力発生室内に貯留されているインクをノズルから吐出させるようになっている。各色のノズルは複数個が例えば用紙の搬送方向（副走査方向）に所定間隔を空けて並設されたノズル列としてそれぞれ形成されている。

この記録ヘッド１２９は、中央部がベルト部材１２７を構成するベルト１２７ａに固定され、後部に配設される揺動部材１５０を介してキャリッジ１２１内に取り付けられている。この揺動部材１５０は、キャリッジ１２１の移動時においてキャリッジガイド軸１２２に対する記録ヘッド１２９の平行度が常に維持されるように、記録ヘッド１２９をキャリッジ１２１に対して揺動させる部材である。そして、記録ヘッド１２９の前部側のダンパ部１２９ａとキャリッジ１２１には、記録ヘッド１２９の揺動を規制する規制部材１６０が配設されている。尚、揺動部材１５０、規制部材１６０及びベルト部材１２７の詳細は後述する。

キャリッジ１２１は、箱状に形成されて前部がキャリッジガイド軸１２２に摺動自在に貫装され、後部に形成されている図示しない突起部が従動ローラ受け台１０４上に摺動自在に載置されている。そして、キャリッジ１２１は、インクジェット式プリンタ１００が非記録状態であるオフ状態もしくはスタンバイ状態のときは図示左側に示す待機位置（ホームポジション）に位置しており、記録状態のときはホームポジションを離脱して搬送されてくる用紙の両側端部間を、キャリッジモータ１２６とベルト部材１２７を介してキャリッジガイド軸１２２と従動ローラ受け台１０４に案内されて移動制御される。

プラテン１２３は、矩形容器状に形成されており、内部にはいわゆる縁無し印刷を行うときに吐出されたインクのうち用紙から外れたインクを吸収する不織布やスポンジ等で成る図示しないインク吸収体が敷き詰められている。インクチューブ１２５は、上記各色用のチューブが束ねられてギザローラ受け台１０６の上面に配設されており、各一端が対応する各色のインクカートリッジ１２４に繋がれ、各他端が対応する各色の記録ヘッド１２９に繋がれている。このインクチューブ１２５は、キャリッジ１２１の移動時にキャリッジ１２１等と干渉せず、かつ折れ曲ったり交差したりしないように、ギザローラ受け台１０６の上面に略Ｕ字状に湾曲させて配設されている。

図３は、上記揺動部材１５０、規制部材１６０及びベルト部材１２７とその周辺部を背面側から見た斜視図、図４は、その三面図及び主要部の拡大図である。尚、図３の説明において、「前後」は図示での前後、即ちインクジェット式プリンタの背面側から見たときの方向をいうものとする。揺動部材１５０は、揺動軸１５１と板バネ（付勢部材）１５２を備えている。揺動軸１５１は、キャリッジ１２１の前部に形成されている枠１２１ｂと、その枠１２１ｂ間に配置される記録ヘッド１２９の前部上下に形成されている突出部１２９ｂを上下に貫通するように配設されている。即ち、揺動軸１５１は、図４に示すように、キャリッジ１２１の枠１２１ｂに形成されている穴１２１ｃと、記録ヘッド１２９の突出部１２９ｂに形成されている穴１２９ｃに挿入され、キャリッジ１２１の枠１２１ｂの穴１２１ｃとはガタが生じず、かつ抜けないように上下が固定されている。これにより、記録ヘッド１２９をキャリッジ１２１内にて揺動軸１５１を中心に主走査方向に揺動自在とすることができる。

板バネ１５２は、記録ヘッド１２９の前部左右に形成されている爪部１２９ｄに掛け渡され、揺動軸１５１を背面側から押圧するように配設されている。即ち、板バネ１５２は、図４に示すように、記録ヘッド１２９の突出部１２９ｂに形成された半円形と三角形を組み合わせた形状の穴１２９ｃの三角形の周面１２９ｃａに揺動軸１５１を押し付けるように配設されている。これにより、記録ヘッド１２９の突出部１２９ｂの穴１２９ｃと揺動軸１５１との間、即ち記録ヘッド１２９とキャリッジ１２１との間のガタを抑えて記録ヘッド１２９を精度良く揺動させることができる。

規制部材１６０は、偏心ピン１６１と当接部１６２をそれぞれ２つずつ備えている。偏心ピン１６１は、キャリッジ１２１の後部の左右上面に回転自在に取り付けられている。当接部１６２は、記録ヘッド１２９のダンパ部１２９ａの両側面に偏心ピン１６１と所定間隔が空くようにして取り付けられている。即ち、左右の偏心ピン１６１は、記録ヘッド１２９が揺動していない状態では、当接部１６２との間隔が同一の所定間隔ｄとなるように回転調整されている。これにより、記録ヘッド１２９が左右何れかの方向に上記所定間隔だけ揺動したときは、当接部１６２が偏心ピン１６１と当接して記録ヘッド１２９がそれ以上揺動しないように規制することができる。

ベルト部材１２７は、ベルト１２７ａと２つのプーリ１２７ｂを備えている。ベルト１２７ａは、例えばゴム等で成る無端ベルトであり、両側がプーリ１２７ｂに掛け渡され、途中部分が記録ヘッド１２９のベルト固定部１２９ｅに固定されている。一方のプーリ１２７ｂは、キャリッジモータ１２６の駆動軸に嵌め込まれている。これにより、キャリッジモータ１２６が駆動するとベルト１２７ａが回転して記録ヘッド１２９を引張るので、同時にキャリッジ１２１も引張られてキャリッジガイド軸１２２と従動ローラ受け台１０４に案内されて移動する。

以上のような構成のインクジェット式プリンタ１００において、用紙に記録する場合の揺動部材１５０、規制部材１６０及びベルト部材１２７の動作を説明する。なお、インクジェット式プリンタ１００とコンピュータ等との接続配線や電源プラグの接続は既に完了しているものとする。先ず、ユーザは、指をカバー１０２の前端に掛け、カバー１０２を持ち上げ後方へ旋回させ、用紙の先端側を給紙口１０１ａに差し込んで図１に示す状態にする。これにより、用紙の後端側はカバー１０２に沿って保持されるので、用紙は手前に傾斜した状態でセッティングされることになる。そして、インクジェット式プリンタ１００をスタンバイ状態にし、コンピュータ等から記録指令を入力する。

すると、用紙は、給紙ローラ１１１により先端が紙送りローラ１１４と従動ローラの接触部に当接するまで送り出され、更に紙送りローラ１１４と従動ローラとの間に挟持されて副走査方向である前方へ送り出される。そして、用紙がプラテン１２３に達すると、キャリッジ１２１の主走査方向への移動が開始される。すなわち、ホームポジションに位置していたキャリッジ１２１は、ホームポジションを離脱して搬送されてくる用紙の両端部間を往復移動する。

このとき、キャリッジ１２１とキャリッジガイド軸１２２との間にガタがあると、例えば図５（Ａ）に示すように、ベルト１２７ａが図示矢印ａ１方向（往方向）に走行した場合、キャリッジ１２１は図示矢印ａ２方向にガタ分だけ回転する。ところが、ベルト１２７ａは記録ヘッド１２９に固定されているため、記録ヘッド１２９はキャリッジ１２１の回転方向とは逆方向の図示矢印ａ３方向に揺動軸１５１を中心に揺動して上記ガタがキャンセルされることになる。従って、記録ヘッド１２９とベルト１２７ａの平行度は維持されることになり、一方、ベルト１２７ａとキャリッジガイド軸１２２とは元々平行に配設されているので、記録ヘッド１２９とキャリッジガイド軸１２２の平行度も維持されることになる。

一方、例えば図５（Ｂ）に示すように、ベルト１２７ａが図示矢印ｂ１方向（復方向）に走行した場合、キャリッジ１２１は図示矢印ｂ２方向にガタ分だけ回転する。ところが、ベルト１２７ａは記録ヘッド１２９に固定されているため、記録ヘッド１２９はキャリッジ１２１の回転方向とは逆方向の図示矢印ｂ３方向に揺動軸１５１を中心に揺動して上記ガタがキャンセルされることになる。従って、記録ヘッド１２９とベルト１２７ａの平行度は維持されることになり、一方、ベルト１２７ａとキャリッジガイド軸１２２とは元々平行に配設されているので、記録ヘッド１２９とキャリッジガイド軸１２２の平行度も維持されることになる。従って、キャリッジ１２１とキャリッジガイド軸１２２との間にガタがあっても、各色のノズル列は副走査方向に平行な状態を保ったまま、高精度な記録を行うことができる。

即ち、記録ヘッド１２９は、副走査方向に搬送されつつある用紙に対し例えば圧電素子により圧力発生室内の圧力を変動させて、圧力発生室内に貯留されているインクをノズルから吐出して、用紙上に所定の文字や画像等を記録する。このときの記録ヘッド１２９の走査タイミングやインク吐出タイミングは、制御部により制御され、高精度なインクドット制御、ハーフトーン処理等が実行されるようになっている。そして、用紙は、排紙ローラ１１５とギザローラとの間に挟持されて更に前方へ送り出され、最終的に記録が完了した用紙は排紙口１０１ｂから外部へ排紙される。

以上のように本実施形態のインクジェット式プリンタ１００によれば、キャリッジ１２１がキャリッジガイド軸１２２に対し傾いたとき、記録ヘッド１２９がキャリッジガイド軸１２２との平行度を維持するようにキャリッジ１２１に対して揺動するように構成したので、キャリッジ１２１とキャリッジガイド軸１２２との間にガタが生じていても、そのままの状態でキャリッジ１２１を移動させることにより、キャリッジ移動を低負荷で行うことができる。そして、キャリッジ１２１が移動する際にガタ分だけ傾いても、記録ヘッド１２９は独自に揺動してキャリッジガイド軸１２２との平行度を保つので、記録を高精度に行うことができる。

また、記録ヘッド１２９に取り付けられ、記録ヘッド１２９を揺動させるベルト部材１２７を備えたので、記録ヘッド１２９を揺動させる駆動源とキャリッジ１２１を移動させる駆動源とを同一にすることができる。また、記録ヘッド１２９の揺動を規制する規制部材１６０を備えたので、記録ヘッド１２９が必要以上に揺動してキャリッジガイド軸１２２との平行度を損ねてしまうような事態を防止することができる。

また、キャリッジ１２１と記録ヘッド１２９を貫装する揺動部材１５０であって、キャリッジ１２１と記録ヘッド１２９とを付勢する板バネ１５２を有する揺動部材１５０を備えたので、簡易な構成で記録ヘッド１２９を精度良く揺動させることができると共に、記録ヘッド１２９とキャリッジ１２１との間のガタを取り除くことができる。尚、板バネ１５２に限定されるものでは無く、弾性部材であれば例えばコイルバネやゴム板等であっても良い。また、揺動部材１５０として、揺動軸１５１を使用せずに板バネ１５２の一端を記録ヘッド１２９に固定し、その板バネ１５２の他端をキャリッジ１２１に固定するように構成しても同様の効果を奏する。

また、規制部材１６０が調整可能であるので、キャリッジ１２１とキャリッジガイド軸１２２との間のガタにバラツキが生じていても、記録ヘッド１２９の揺動を適切に規制することができる。また、ベルト部材１２７は、揺動部材１５０とキャリッジガイド軸１２２の間に配置されているので、キャリッジ１２１の移動に同期して記録ヘッド１２９を揺動させることができる。

記録ヘッドを搭載し、キャリッジガイド部材に沿って往復移動するキャリッジを備えた記録装置であれば、プリンタ装置に限らず、ファクシミリ装置やコピー装置にも適用可能である。また、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液体噴射ヘッドから被噴射媒体に噴射して液体を被噴射媒体に付着させる液体噴射装置の意味として、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタ製造に用いる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイや面発光ディスプレイ（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を備えた装置にも適用可能である。

本発明の実施の形態に係る記録装置の１つであるインクジェット式プリンタの使用時の外観構成を前面側から見たときの斜視図である。図１のインクジェット式プリンタのハウジングとカバーを取り外した状態を前面側から見たときの斜視図である。図２のインクジェット式プリンタの揺動部材、規制部材及びベルト部材とその周辺部を背面側から見た斜視図である。図３の三面図及び主要部の拡大図である。用紙に記録する場合の揺動部材、規制部材及びベルト部材の動作を説明する図である。

符号の説明

１００インクジェット式プリンタ、１０１ハウジング、１０２カバー、１１０用紙搬送部、１２０画像記録部、１２１キャリッジ、１２２キャリッジガイド軸、１２６キャリッジモータ、１２７ベルト部材、１２７ａベルト、１２７ｂプーリ、１２９記録ヘッド、１５０揺動部材、１５１揺動軸、１５２板バネ、１６０規制部材、１６１偏心ピン、１６２当接部

Claims

記録ヘッドを搭載し、キャリッジガイド部材に沿って往復移動するキャリッジを備えた記録装置において、
前記キャリッジが前記キャリッジガイド部材に対し傾いたとき、前記記録ヘッドが前記キャリッジガイド部材との平行度を維持するように前記キャリッジに対して揺動するように構成したことを特徴とする記録装置。
前記記録ヘッドに取り付けられ、前記記録ヘッドを揺動させるベルト部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記記録ヘッドの揺動を規制する規制部材を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。
前記キャリッジと前記記録ヘッドを貫装する揺動部材であって、前記キャリッジと前記記録ヘッドとを付勢する付勢手段を有する揺動部材を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の記録装置。
前記付勢手段は、前記記録ヘッドと前記揺動部材を押圧する弾性部材を有することを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
前記規制部材が調整可能であることを特徴とする請求項３〜５の何れか一項に記載の記録装置。
前記ベルト部材は、前記揺動部材と前記キャリッジガイド部材の間に配置されていることを特徴とする請求項２〜６の何れか一項に記載の記録装置。