JP2007276289A

JP2007276289A - キャリッジ取付位置調整機構及び液体噴射装置と記録装置

Info

Publication number: JP2007276289A
Application number: JP2006106271A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Matsumoto; 良一松本; Kiyoto Komuro; 清人小室
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】液体噴射ヘッドのノズル開口形成面と被噴射媒体の被噴射面とのギャップ平行度を高精度に調整することができるキャリッジ取付位置調整機構及びそのキャリッジ取付位置調整機構を備えた液体噴射装置と記録装置を提供すること。
【解決手段】メインキャリッジ２１にキャリッジガイド軸１２７と平行となるように取り付けられた偏心回動軸３１ａ、３１ｂと、サブキャリッジ２２に前記キャリッジガイド軸及び前記偏心回動軸と平行となるように取り付けられた基準回転軸３２ａを備え、前記偏心回動軸を回動させることにより前記サブキャリッジを前記基準回転軸を中心に回転させて液体噴射ヘッドのノズル開口形成面と被噴射媒体の被噴射面とのギャップ平行度を調整する。これにより、メインキャリッジの移動方向と直交する方向の液体噴射ヘッドのノズル開口形成面と被噴射媒体の被噴射面とのギャップ平行度を高精度に調整することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、メインキャリッジに取り付けられたサブキャリッジの相対位置を調整するキャリッジ取付位置調整機構及びそのキャリッジ取付位置調整機構を備えた液体噴射装置と記録装置に関する。

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、紙送りローラにより用紙を副走査方向に搬送しつつ、キャリッジガイド軸に取り付けられているキャリッジを主走査方向に往復移動させて、キャリッジに搭載されている記録ヘッドのノズル開口からインクを吐出し記録するようになっている。このようなインクジェット式プリンタは、記録ヘッドのノズル開口形成面と用紙の記録面とのギャップ平行度が記録精度に大きく影響を及ぼす。このため、キャリッジガイド軸の両端を支持するフレームにキャリッジガイド軸の支持位置を変位させる機構を取り付けて、記録ヘッドのノズル開口形成面と用紙の記録面とのギャップ平行度を調整することが可能な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）。

特開平８−３００７６９号公報

上述したインクジェット式プリンタは、上記変位機構により主走査方向の傾きを高精度に調整することができるが、副走査方向の傾きを高精度に調整することができない。

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、液体噴射ヘッドのノズル開口形成面と被噴射媒体の被噴射面とのギャップ平行度を高精度に調整することができるキャリッジ取付位置調整機構及びそのキャリッジ取付位置調整機構を備えた液体噴射装置と記録装置を提供することにある。

上記目的達成のため、本発明のキャリッジ取付位置調整機構では、キャリッジガイド軸に取り付けられ、当該キャリッジガイド軸に沿って往復移動可能なメインキャリッジと、液体噴射ヘッドを搭載し、前記メインキャリッジに取り付けられたサブキャリッジの相対位置を調整するキャリッジ取付位置調整機構であって、前記メインキャリッジに前記キャリッジガイド軸と平行となるように取り付けられた偏心回動軸と、前記サブキャリッジに前記キャリッジガイド軸及び前記偏心回動軸と平行となるように取り付けられた基準回転軸を備え、前記偏心回動軸を回動させることにより前記サブキャリッジを前記基準回転軸を中心に回転させて前記液体噴射ヘッドのノズル開口形成面と被噴射媒体の被噴射面とのギャップ平行度を調整することを特徴としている。これにより、メインキャリッジの移動方向と直交する方向の液体噴射ヘッドのノズル開口形成面と被噴射媒体の被噴射面とのギャップ平行度を高精度に調整することができる。また、前記サブキャリッジを前記メインキャリッジに対し、一回転方向に付勢する付勢手段を備えたことを特徴としている。これにより、サブキャリッジの基準回転軸を中心とした回転を偏心回動軸の回動に追従させることができるので、液体噴射ヘッドのノズル開口形成面と被噴射媒体の被噴射面とのギャップ平行度を高精度に調整することができる。

上記目的達成のため、本発明の前記液体噴射ヘッドから前記被噴射媒体に液体を噴射する液体噴射装置では、上記各キャリッジ取付位置調整機構を備えたことを特徴としている。また、上記目的達成のため、本発明の被記録媒体に記録する記録装置では、上記液体噴射装置を備えたことを特徴としている。これにより、上記作用を奏する液体噴射装置又は記録装置を提供することができる。

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つであるプリンタの構成例を示す斜視図、図２は、そのプリンタの主要部の内部構成例を示す斜視図、図３は、そのプリンタの概略断面側面図である。図１及び図２に示すプリンタ１００は、例えばＪＩＳ規格のＡ０判やＪＩＳ規格のＢ０判といった比較的大型サイズの用紙（被噴射媒体）にまで記録できる大型のインクジェット式プリンタであり、給紙部１１０と、搬送部２１０と、排紙部１３０と、脚部１４０がこの順で上部から配設された構成となっている。そして、本発明の特徴的な部分を含む記録部（液体噴射装置）１２０が、搬送部２１０の斜め上方に配設されている。

プリンタ本体として一体化された記録部１２０、搬送部２１０、排紙部１３０は、給紙部１１０と脚部１４０に対して分離可能に構成されており、記録部１２０及び搬送部２１０を制御する制御部２００が内蔵されている。プリンタ本体の上面及び前面には、上蓋１２５及び前蓋１２６が記録部１２０や搬送部２１０等を覆うように取り付けられている。上蓋１２５は、後部が回動可能に支持されており、前部を持って押し上げ、あるいは押し下げることにより開閉するようになっている。前蓋１２６は、下部が回動可能に支持されており、上部を持って押し下げ、あるいは押し上げることにより開閉するようになっている。ユーザは、上蓋１２５や前蓋１２６を開放することにより、それらの開放口を通して内部機構のメンテナンス作業等を行うことができる。

給紙部１１０は、図１に示すように、記録部１２０の上部後方に突き出るように設けられている。そして、給紙部１１０の内部には、図２に示すように、２本のロール紙（用紙）がセット可能なロール紙ホルダ１１１が斜め上下に設けられ、給紙部１１０の前面には、図１及び図２に示すように、跳ね上げ式の開閉可能なロール紙カバー１１２がロール紙ホルダ１１１を覆うように取り付けられている。このロール紙カバー１１２により、ロール紙ホルダ１１１に保持されているロール紙の汚染を防止することができると共に、ユーザの安全を確保することができる。

ロール紙ホルダ１１１は、ロール紙を保持するスピンドル１１３と、給紙部１１０の両側壁内面に取り付けられて、スピンドル１１３の着脱及び懸架が可能な一対のスピンドル受け１１４、１１５を備えている。そして、スピンドル１１３は、中央にロール紙が装着された後、両端がスピンドル受け１１４、１１５に装着され、回転可能に軸支持されるようになっている。ロール紙カバー１１２は、上部が回動可能に支持されており、下部を持って持ち上げ、あるいは押し下げることにより開閉するようになっている。ユーザは、ロール紙カバー１１２の開閉を容易に行うことができ、ロール紙の交換作業時間等を短縮させることができる。

搬送部２１０は、図３に示すように、給紙部１１０から記録部１２０にかけて配設された平坦な給紙ガイド２１１、対向配置された接触・離間可能な紙送りローラ２１２及び従動ローラ２１３、キャリッジ１２２に搭載された記録ヘッド１２１と対向配置された平坦なプラテン２１４、記録部１２０から排紙部１３０にかけて配設された平坦な紙吸引部２１５、排紙部１３０に配設された排紙ガイド１３１を備えている。給紙ガイド２１１、排紙ガイド１３１の各表面は、用紙搬送面として作用する。

プラテン２１４の表面は、用紙搬送案内面として作用すると共に用紙吸引面としても作用する。即ち、プラテン２１４は、主走査方向に複数並設された吸引口２１４ａを備えており、記録部１２０の内部に配設されたファン２１７により外気が各吸引口２１４ａから吸引されることにより、プラテン２１４上を搬送されるロール紙を吸着するようになっている。従って、記録時において特にロール紙の幅が広くてもロール紙はプラテン２１４上で全幅にわたって確実に吸引されて平坦になるので、記録精度を高精度に維持することができる。

紙吸引部２１５の表面は、用紙搬送面及び用紙吸引面として作用する。即ち、紙吸引部２１５は、主走査方向に複数並設され、副走査方向に３列配設された吸引口２１５ａ、２１５ｂ、２１５ｃを備えており、記録部１２０の内部に配設されたファン２１７により外気が各吸引口２１５ａ、２１５ｂ、２１５ｃから吸引されることにより、紙吸引部２１５上を搬送されるロール紙を吸着するようになっている。排紙部１３０は、図１及び図２に示すように、ロール紙を副走査方向に搬送する経路の一部を成す排紙ガイド１３１と、ロール紙を副走査方向に搬送する図示しない排紙ローラを備えている。また、排紙部１３０の前面側から見て右側には、インクカートリッジを収納保持するカートリッジホルダ１５０が配設されている。

脚部１４０は、図１及び図２に示すように、移動用のベアリング１４１を有する２本の支持柱１４２と、これらの支持柱１４２の間に掛け渡されている補強棒１４３を備えている。そして、支持柱１４２の上部にプリンタ本体１１０、１２０、１３０が載置されネジ止め固定されるようになっている。ユーザは、プリンタ１００のメンテナンス等のために背面側を見たいときや、プリンタ１００の設置場所を変更したいときに、ベアリング１４１によりプリンタ１００を容易に移動させることができる。制御部２００は、プリンタコントローラを構成する図示しないメイン基板を備えている。このメイン基板は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ等の制御素子や記憶素子、及びその他の各種回路素子が装着されている。そして、プリントエンジンを構成する給紙部１１０、記録部１２０、搬送部２１０等を制御するようになっている。

記録部１２０は、図２に示すように、記録ヘッド（液体噴射ヘッド）１２１及び記録ヘッド１２１を搭載したキャリッジ１２２、記録ヘッド１２１と図３に示す制御部２００とを接続するフレキシブルフラットケーブル（以下、ＦＦＣという）１２３、記録ヘッド１２１とインクが入った図示しないインクカートリッジとをつなぐインク供給チューブ１２４、ロール紙の浮き上がりを防止する図示しない紙吸引手段等を備えている。

記録ヘッド１２１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１２１は、圧力発生室とそれに繋がるノズル開口が設けられており、圧力発生室内にインクを貯留して所定圧で加圧することにより、ノズル開口からロール紙に向けてコントロールされた大きさのインク滴を吐出するようになっている。

ＦＦＣ１２３は、一端が制御部２００のコネクタに接続され、他端が記録ヘッド１２１のコネクタに接続されており、記録信号を制御部２００から記録ヘッド１２１に送るようになっている。インク供給チューブ１２４は、各色のインク用が配設されており、図示しないインク加圧供給手段を介して各一端が対応する各色のインクカートリッジに繋がれ、各他端が対応する各色の記録ヘッド１２１に繋がれている。そして、インク供給チューブ１２４は、図示しないインク加圧供給手段によって加圧された各色のインクをインクカートリッジから記録ヘッド１２１に送るようになっている。

図４は、キャリッジ１２２とその周辺部の詳細を示す斜視図、図５は、その側面図、図６は、その主要部を示す斜視図である。このキャリッジ１２２は、図４及び図５に示すように、メインキャリッジ２１とサブキャリッジ２２の２体構造で構成されている。メインキャリッジ２１は、側面視Ｌ字の板状に形成されており、一端側にキャリッジガイド軸１２７が軸受２３を介して貫装され、他端側に本発明の特徴的な部分であるキャリッジ取付位置調整機構３０を介してサブキャリッジ２２が装着されている。このキャリッジガイド軸１２７は、軸方向が主走査方向を向くように配設され、両端が図示しないサイドフレームに支持されている。サブキャリッジ２２は、三方が開放された箱状に形成されており、底面に記録ヘッド１２１が搭載されている。

更に、メインキャリッジ２１は、一端側の上部に図２に示す無限軌道のキャリッジベルト１２８ａが図示しない係止部を介して係止されている。このキャリッジベルト１２８ａは、キャリッジガイド軸１２７と平行に配設され、両側に配設された図示しないキャリッジプーリに張架されている。尚、一方のキャリッジプーリには、図示しないキャリッジモータが連接されている。また、メインキャリッジ２１は、一端側の上部にリニアエンコーダセンサ１２９ａが取付部２４を介して取り付けられている。このリニアエンコーダセンサ１２９ａは、キャリッジガイド軸１２７と平行に配設されたリニアエンコーダスケール１２９ｂを挟み込むように配設されている。

このような構成によれば、キャリッジ１２２は、キャリッジモータの駆動によりキャリッジベルト１２８ａが作動すると、キャリッジベルト１２８ａの動きに連行され、キャリッジガイド軸１２７に案内されて往復移動する。このときのキャリッジ１２２の往復移動位置は、リニアエンコーダセンサ１２９ａによりリニアエンコーダスケール１２９ｂから検出されるので、記録ヘッド１２１のインク滴の吐出タイミングに同期させて高精度な記録を行うことができる。

キャリッジ取付位置調整機構３０は、メインキャリッジ２１に取り付けられたサブキャリッジ２２のキャリッジガイド軸１２７周りの回転角度（おじぎ）、即ち記録ヘッド１２１のノズル開口形成面とプラテン２１４上のロール紙の記録面とのギャップ平行度が調整可能な機構であり、図４及び図５に示すように、偏心回動機構３１と基準回転機構３２を備えている。偏心回動機構３１は、図４及び図６に示す偏心カム３１ａが両端側に嵌入された回動軸（偏心回動軸）３１ｂと、この回動軸３１ｂの一先端に嵌入された扇状の調整板３１ｃと、回動軸３１ｂの両端近傍に配設された引張コイルバネ（付勢手段）３１ｄと、調整板３１ｃを回転させた後にネジ３１ｆで固定する固定板３１ｅを備えている。調整板３１ｃの円弧部には、目盛りが刻印され、固定板３１ｅには、調整板３１ｃを回転させたときの目盛りを指示する矢印が刻印されており、ギザノッチ式により高分解能な微調整が可能となっている。基準回転機構３２は、回転軸（基準回転軸）３２ａと、この回転軸３２ａの両端に係止された引張コイルバネ３２ｂを備えている。

そして、回動軸３１ｂは、両側の偏心カム３１ａがメインキャリッジ２１の前面２１ａの上部にキャリッジガイド軸１２７と平行に形成された溝２１ｂの両外側にそれぞれ位置するようにして、溝２１ｂ内に回動自在に配設される。そして、サブキャリッジ２２は、両側面２２ａの後側上部に回動軸３１ｂの両側の偏心カム３１ａと当接する略円形状の切欠き部２２ｂが形成されており、切欠き部２２ｂ内に偏心カム３１ａが挿入されて配置される。

各引張コイルバネ３１ｄは、一端がメインキャリッジ２１の各側面２１ｃにおけるキャリッジガイド軸１２７の近傍に係止され、他端がサブキャリッジ２２の各側面２２ａにおける切欠き部２２ｂの近傍に係止される。固定板３１ｅは、調整板３１ｃの目盛りと噛合うようにメインキャリッジ２１の側面２１ｃに固定される。回転軸３２ａは、メインキャリッジ２１の前面２１ａの下部に回動軸３１ｂと平行となるように配設されており、先端がサブキャリッジ２２の各側面２２ａの下部に形成された回転軸穴２２ｃに挿入される。各引張コイルバネ３２ｂは、一端が回転軸３２ａの先端に係止され、他端がサブキャリッジ２２の各側面２２ａの下部に係止される。

このような構成において、ユーザは、固定板３１ｅのネジ３１ｆを緩めて例えばサブキャリッジ２２を図４の左回転方向へ回転させるように回転調整板３１ｃを回転させる。すると、回動軸３１ｂが回動して各偏心カム３１ａがサブキャリッジ２２の各切欠き部２２ｂを押圧する。これにより、サブキャリッジ２２は、各回転軸３２ａを中心に図４の左回転方向へ回転する。このとき、各引張コイルバネ３１ｄが、サブキャリッジ２２の上部をメインキャリッジ２１側に引っ張って、各切欠き部２２ｂを各偏心カム３１ａに当接させていると共に、各引張コイルバネ３２ｂが、サブキャリッジ２２の下部をメインキャリッジ２１側に引っ張って、各回転軸穴２２ｃを各回転軸３２ａに当接させている。従って、高精度調整したサブキャリッジ２２の状態を長く維持することができる。そして、ユーザは、固定板３１ｅのネジ３１ｆを締めて調整動作を完了する。以上により、サブキャリッジ２２に搭載された記録ヘッド１２１のノズル開口形成面とロール紙の記録面との図４の左回転方向のギャップ平行度を微調整することができる。

一方、ユーザは、固定板３１ｅのネジ３１ｆを緩めて例えばサブキャリッジ２２を図４の右回転方向へ回転させるように回転調整板３１ｃを回転させる。すると、回動軸３１ｂが回動して各偏心カム３１ａがサブキャリッジ２２の各切欠き部２２ｂから離間しようとする。ところが、各引張コイルバネ３１ｄが、サブキャリッジ２２の上部をメインキャリッジ２１側に引っ張っているので、各切欠き部２２ｂは各偏心カム３１ａに当接したまま追従することになる。従って、サブキャリッジ２２は、各回転軸３２ａを中心に図４の右回転方向へ回転する。このときも、各引張コイルバネ３１ｄが、サブキャリッジ２２の上部をメインキャリッジ２１側に引っ張って、各切欠き部２２ｂを各偏心カム３１ａに当接させていると共に、各引張コイルバネ３２ｂが、サブキャリッジ２２の下部をメインキャリッジ２１側に引っ張って、各回転軸穴２２ｃを各回転軸３２ａに当接させているので、高精度調整したサブキャリッジ２２の状態を長く維持することができる。そして、ユーザは、固定板３１ｅのネジ３１ｆを締めて調整動作を完了する。以上により、サブキャリッジ２２に搭載された記録ヘッド１２１のノズル開口形成面とロール紙の記録面との図４の右回転方向のギャップ平行度を微調整することができる。

以上のような構成のキャリッジ取付位置調整機構３０によれば、メインキャリッジ２１を固定し、サブキャリッジ２２側でロール紙の搬送方向の記録ヘッド１２１のノズル開口形成面とプラテン２１４上のロール紙の記録面とのギャップ平行度を調整するようにしているので、メインキャリッジ２１側に取り付けられたリニアエンコーダセンサ１２９ａとリニアエンコーダスケール１２９ｂとの距離は変化しない。従って、従来のような記録ヘッド交換時毎のリニアエンコーダセンサ１２９ａとリニアエンコーダスケール１２９ｂの取付再調整が不要となり、ヘッド交換メンテナンス時間を短縮させることが可能となる。

キャリッジを備えた記録装置であれば、例えばファクシミリ装置、コピー装置等であっても適用可能である。また、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構成例を示す斜視図である。図１のプリンタの主要部の内部構成例を示す斜視図である。図１のプリンタの概略断面側面図である。図１のプリンタのキャリッジとその周辺部の詳細を示す斜視図である。図４の側面図である。図４の主要部の斜視図である。

符号の説明

２１メインキャリッジ、２２サブキャリッジ、３０キャリッジ取付位置調整機構、３１偏心回動機構、３１ａ偏心カム、３１ｂ回動軸、３１ｃ調整板、３１ｄ引張コイルバネ、３１ｅ固定板、３１ｆネジ、３２基準回転機構、３２ａ回転軸、３２ｂ引張コイルバネ、１００インクジェット式プリンタ、１１０給紙部、１２０記録部、１２１記録ヘッド、１２２キャリッジ、１２７キャリッジガイド軸、１３０排紙部、１４０脚部、１５０インクカートリッジホルダ、２００制御部、２１０搬送部

Claims

キャリッジガイド軸に取り付けられ、当該キャリッジガイド軸に沿って往復移動可能なメインキャリッジと、液体噴射ヘッドを搭載し、前記メインキャリッジに取り付けられたサブキャリッジの相対位置を調整するキャリッジ取付位置調整機構であって、
前記メインキャリッジに前記キャリッジガイド軸と平行となるように取り付けられた偏心回動軸と、前記サブキャリッジに前記キャリッジガイド軸及び前記偏心回動軸と平行となるように取り付けられた基準回転軸を備え、前記偏心回動軸を回動させることにより前記サブキャリッジを前記基準回転軸を中心に回転させて前記液体噴射ヘッドのノズル開口形成面と被噴射媒体の被噴射面とのギャップ平行度を調整することを特徴とするキャリッジ取付位置調整機構。
前記サブキャリッジを前記メインキャリッジに対し、一回転方向に付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のキャリッジ取付位置調整機構。
前記液体噴射ヘッドから前記被噴射媒体に液体を噴射する液体噴射装置であって、
請求項１又は２に記載のキャリッジ取付位置調整機構を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
被記録媒体に記録する記録装置であって、
請求項３に記載の液体噴射装置を備えたことを特徴とする記録装置。