JP2011093174A - キャリッジ装置およびインクジェット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】床面に対して並行でない様々な角度でヘッドユニットを設置する場合や高い位置に設置する場合であっても、印刷ヘッドを搭載したヘッドユニットを、キャリッジに対し簡単且つ円滑に着脱することができるキャリッジ装置およびインクジェット装置を提供する。
【解決手段】印刷ヘッド７６をヘッドプレート９４に搭載したヘッドユニット８３と、ヘッドユニット８３を保持するキャリッジ８２と、を備え、ヘッドユニット８３は、キャリッジ８２に対しスライド式で着脱自在に装着されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、複数の印刷ヘッドを搭載したヘッドユニットが装着されるキャリッジ装置およびインクジェット装置に関するものである。

従来、大型のプリンターでは、数多くの液滴吐出ヘッドを単一のキャリッジ（ヘッドプレート）に搭載した大型のヘッドユニットが必要になると共に、大型のヘッドユニットの交換作業を行う必要がある。このような大型のキャリッジを効率良く運搬およびセットするために、複数の液滴吐出ヘッドと、複数の液滴吐出ヘッドを裏面側に突出させて搭載したキャリッジと、キャリッジの表面に設けられキャリッジを手持ちするための左右一対のハンドルと、を備えたヘッドユニットが知られている（特許文献１）。ヘッドユニットは、セットステージ（キャリッジ）への導入に際して、先ずセットステージよりも幾分高い仮置き台に載置される。オペレーターは、キャリッジの表面に設けられた左右一対のハンドルを握って、ヘッドユニット先端を傾けて仮置き台上をスライドさせ、先端をセットステージのストッパーに突き当ててから更に下降させてセットステージに載せ込むようにしている。また、左右一対のハンドルを把持することでヘッドユニットをほぼセット姿勢のまま持ち運びすることができるため、大型のヘッドユニットであっても安定且つ安全に着脱することができる。

特開２００３−１２７３４３号公報

しかしながら、上記のようなヘッドユニットは、先端部を下げるように傾斜させた状態でスライドさせながらセットステージに載せ込むため、ヘッドユニットの装着が完了するまでオペレーターがハンドルを把持してヘッドユニットの傾斜姿勢を維持する必要がある。このため、セットステージの上側に着脱作業のための大きなスペースを要し、装置が大型化する問題があった。また、床面に対して並行でない様々な角度でヘッドユニットを設置する場合や高い位置に設置する場合、作業姿勢が不安定となり、着脱作業が煩雑となる問題があった。

本発明は、印刷ヘッドを搭載したヘッドユニットを、キャリッジに対し簡単且つ円滑に着脱することができるキャリッジ装置およびインクジェット装置を提供するものである。

本発明のキャリッジ装置は、印刷ヘッドをヘッドプレートに搭載したヘッドユニットと、ヘッドユニットを保持するキャリッジと、を備え、ヘッドユニットは、キャリッジに対しスライド式で着脱自在に装着されていることを特徴とする。

この構成によれば、キャリッジの手前側にヘッドユニットの先端部をあてがい、ヘッドプレートをスライド方向に並行に維持して押し込むことで、ヘッドユニットをキャリッジに装着することができる。また、逆の手順で、ヘッドユニットをキャリッジからスライド方向に並行に引抜くようにすれば、ヘッドユニットをキャリッジから離脱させることができる。すなわち、印刷ヘッドを搭載したヘッドユニットを、キャリッジに対し簡単且つ円滑に着脱することができる。この場合、ヘッドユニットをスライド式で着脱させる構造であるため、キャリッジの上側にヘッドユニットを着脱させるための大きな空間を必要としない。

この場合、キャリッジは、ヘッドユニットの着脱をガイドする一対のスライドガイドと、スライド方向の一方の側において、装着状態のヘッドユニットの位置を位置決めする第１位置決め手段と、スライド方向の他方の側において、装着状態のヘッドユニットの位置を位置決めする第２位置決め手段と、を有していることが好ましい。

これらの構成によれば、ヘッドユニットをキャリッジにスライド装着するだけで、ヘッドユニットをキャリッジに位置決め状態とすることができる。また、スライド方向における奥側（一方の側）および手前側（他方の側）に位置決め手段を設けることによって、ヘッドユニットの表面を見て位置確認しながら装着作業を行う必要がないため、装着位置が高い場合であっても容易に位置決めを行うことができる。このようにして、ヘッドユニットの着脱作業におけるオペレーターの負担を顕著に軽減することができ、作業効率を向上させることができる。

この場合、第２位置決め手段は、ヘッドプレートの他方の側の一部に当接して、ヘッドユニットを位置決めするサイドピンを有していることが好ましい。

この構成によれば、ヘッドユニットの設置角度によって荷重を受ける方向にのみサイドピンを設け、位置決めと同時にヘッドユニットを支持することにより、ヘッドユニットを安定して且つ適切に位置決めすることができる。これによって、記録装置に対してヘッドユニットを様々な角度で精度良く取り付けることができる。

この場合、ヘッドプレートは、一対のスライドガイドに係合するスライド係合部と、スライド係合部に連なりスライド係合部より幅広に形成された位置決め係合部と、を有し、ヘッドユニットは、装着完了直前に位置決め係合部がサイドピンに係合して位置決めされることが好ましい。

この構成によれば、ヘッドユニットの装着開始直後に、スライド係合部の先端が一対のスライドガイドに係合して幅方向に緩やかに位置規制されつつキャリッジに案内される。そして、装着完了直前に位置決め係合部がサイドピンによって幅方向に完全に位置決めされて装着が完了する。このように、２段階で位置決めすることにより、着脱の際のスライドにおいて、ヘッドユニットがサイドピンに摺接することが無いため、サイドピンの損傷を防止することができると共に、ヘッドユニットの装着完了とほぼ同時に、これをキャリッジに精度良くセットすることができる。

この場合、印刷ヘッドは、位置決め状態でサブプレートに装着され、サブプレートを介してヘッドプレートに搭載されており、ヘッドプレートとサブプレートとの間には、ヘッドプレートに対するサブプレートの、スライド方向の位置および所定の平面におけるサブプレートの回転位置並びに所定の平面に対する仰俯角を微調整する微調整機構を、さらに有していることが好ましい。

この構成によれば、ヘッドプレートをキャリッジに装着した状態で、サブプレートを介して印刷ヘッドを記録媒体に対して常に適切に位置および角度で対峙させることができ、ヘッドユニット交換前後における位置ずれによる印刷不良を生じることなく、精度良く印刷を行うことができる。

この場合、ヘッドプレートは、一方の側において、ヘッドプレートの表側の面から外側に突出する取っ手部と、他方の側において、ヘッドプレートの裏側の面に設けた指掛け部と、を有していることが好ましい。

この構成によれば、一方の持ち手で奥側の取っ手部を把持すると共に、他方の持ち手で手前側の指掛け部に指を掛けて支えるようにして、各ヘッドプレートをキャリッジの位置まで運搬する。このとき、ヘッドプレートのスライド方向の先端部が一対のスライドガイドに係合した時点で、奥側の取っ手部から持ち手を離し、手前側の持ち手のみでスライド装着させることができる。これによって、オペレーターの負担を軽減し、ヘッドユニットの着脱作業を効率良く行うことができる。

本発明のインクジェット装置は、記録媒体を一方向に回転する回転ドラムの外周面に密着させて送る記録媒体送り手段と、送られてゆく記録媒体に臨み、記録媒体にインクジェット方式で印刷を行う上記のキャリッジ装置の複数台と、を備え、複数台のキャリッジ装置は、回転ドラムの放射方向に配設されていることを特徴とする。

この構成によれば、回転ドラムの周方向において様々な角度で、キャリッジに対しヘッドユニットを簡単且つ円滑に装着することができる。したがって、複数台のキャリッジ装置に対し、ヘッドユニットの交換作業を短時間で行うことができる。

実施形態に係るインクジェット装置の正面図である。 装置本体の裏面斜視図である。 ヘッドユニット廻りの断面図である。 印刷ヘッドの斜視図である。 ヘッドユニットの斜視図である。 微調整機構の展開斜視図である。 キャリッジ廻りの斜視図である。 ヘッドユニット装着の手順を示す模式図（ａ）、（ｂ）および、ヘッドユニット装着時の断面摸式図（ｃ）である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係るインクジェット装置について説明する。このインクジェット装置は、周方向に複数のインクジェットヘッドを配置したセンタードラム式の印刷装置であり、リールツーリールで供給した長尺の記録媒体に、ＵＶインク（紫外線硬化型インク）を用いて印刷を実施する。記録媒体としては、例えばラベル用のフィルムや用紙等のシート状のものであって、各種幅および厚みの異なるものを印刷対象としている。なお、以降の説明では、図１において紙面を貫通する方向を前後とし、手前側を「前」、奥側を「後」とする。具体的には、後述する回転ドラム６１の回転軸（ドラム軸６２）の延在方向を前後とし、後述するドラムモーター６４から回転ドラム６１へ向かう方向を手前方向（手前側）、回転ドラム６１からドラムモーター６４へ向かう方向を奥方向（奥側）とする。また、記録媒体の搬送経路において、後述する媒体供給装置６側を「上流側」、後述する媒体回収装置７側を「下流側」とする。

図１の全体図に示すように、インクジェット装置１は、インクジェット方式で記録媒体Ａに印刷を行うセンタードラム式の装置本体２と、装置本体２に記録媒体Ａを供給し且つ印刷済みの記録媒体Ａを回収するリールツーリール方式の媒体供給・回収装置３と、これら構成装置を統括制御する制御装置（図示省略）と、を備えている。媒体供給・回収装置３は、装置本体２に記録媒体Ａを供給する媒体供給装置６と、装置本体２から記録媒体Ａを回収する媒体回収装置７と、を有している。一方、装置本体２および媒体供給・回収装置３に構成した記録媒体Ａの媒体送り経路Ｌは、媒体供給装置６から装置本体２に至る供給送り経路Ｌ１と、装置本体２に構成した円に近い円弧状の印刷送り経路Ｌ２と、装置本体２から媒体回収装置７に至る回収送り経路Ｌ３と、を有している。

供給送り経路Ｌ１を介して、媒体供給装置６から繰り出すようにして供給された記録媒体Ａは、装置本体２において印刷送り経路Ｌ２に沿って送られ、この部分で印刷に供される。また、印刷が完了した記録媒体Ａは、回収送り経路Ｌ３を介して媒体回収装置７により巻き取るようにして回収される。

媒体供給装置６は、ロール状に巻回した記録媒体Ａを繰り出す繰出しリール１１と、繰出しリール１１を繰出し回転させる繰出しモーター（図示省略）と、繰出しリール１１の下流側に配設され、記録媒体Ａにフォワードテンションを付与するフォワードテンションユニット１３と、フォワードテンションユニット１３の下流側に配設され、記録媒体Ａを幅方向に位置決めしつつ装置本体２に送り込むステアリングユニット１４と、を備えている。媒体供給装置６は、制御装置により装置本体２に同期して繰出しモーターを駆動すると、繰出しリール１１から記録媒体Ａが繰出され、供給送り経路Ｌ１に沿って送られる。

一方、媒体回収装置７は、印刷済みの記録媒体Ａをロール状に巻き取る巻取りリール２１と、巻取りリール２１を巻取り回転させる巻取りモーター（図示省略）と、巻取りリール２１の上流側に配設され、記録媒体Ａにバックテンションを付与するバックテンションユニット２３と、バックテンションユニット２３の上流側に配設され、装置本体２から送り出された記録媒体ＡがＵターンして送られるように、回収送り経路Ｌ３を経路変更する折返しユニット２５と、を備えている。媒体回収装置７は、制御装置により装置本体２に同期して巻取りモーターを駆動すると、記録媒体Ａは装置本体２から送出され、回収送り経路Ｌ３に沿って送られる。

図１に示すように、装置本体２は、大口径の回転ドラム６１を有し、印刷送り経路Ｌ２に沿って記録媒体Ａを送る媒体送り機構４１と、それぞれが複数の印刷ヘッド７６を有し、印刷送り経路Ｌ２に臨むように、回転ドラム６１に対し放射状に配設した複数のキャリッジユニット４２と、複数のキャリッジユニット４２に対応し、その背面側に配設した複数のメンテナンスユニット４３と、上記の回収送り経路Ｌ３に臨み、記録媒体ＡのＵＶインクを硬化させる本硬化用のＵＶ照射ユニット４４を備えている。また、装置本体２は、全体としてチャンバー（図示省略）に覆われている。複数のキャリッジユニット４２は、供給するＵＶインクの色別のユニットであり、全体として印刷手段４８を構成している。

図２に示すように、装置フレーム４６は、機台となるベースフレーム５１と、ベースフレーム５１の後半部に立設したメインフレーム５２と、メインフレーム５２の前面に広く設けた板状のサブフレーム５３と、サブフレーム５３を介しメインフレーム５２の前部に配設したチャンバーフレーム５４と、を有している。メインフレーム５２およびチャンバーフレーム５４が構成する各面には、それぞれ壁体（図示省略）が取り付けられており、これらによって装置本体２全体を覆うチャンバーを構成する。すなわち、装置本体２は、このチャンバーによって、その内部の温度および清浄度を管理している。なお、チャンバーフレーム５４とベースフレーム５１との間には、所定の間隙が設けられており、この間隙において記録媒体Ａの給紙および排紙が行われる。

上述のように、印刷手段４８は、回転ドラム６１に対し放射状に配設した複数のキャリッジユニット４２を備えている（図１参照）。複数のキャリッジユニット（キャリッジ装置）４２は、インク色別のユニットであり、印刷送り経路Ｌ２の始端側から終端側に向って、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の順で、周方向にほぼ等間隔で配設されている。詳細は後述するが、各キャリッジユニット４２には、複数の印刷ヘッド７６が搭載され、この複数の印刷ヘッド７６により、最大幅の記録媒体Ａに対応するヘッド７７が構成されている。このため、印刷送り経路Ｌ２に沿って印刷送りされてゆく記録媒体Ａに、各色のヘッド７７が順に臨むことになり、記録媒体Ａに印刷データに基づく所望のカラー印刷が行われる。

各キャリッジユニット４２は、上記のサブフレーム５３に固定されたキャリッジベース８１と、回転ドラム６１の外周面の法線方向において、キャリッジベース８１にスライド自在に支持された箱型フレーム形式のキャリッジ８２と、キャリッジ８２に装着され、複数の印刷ヘッド７６を搭載したヘッドユニット８３と、キャリッジ８２を介してヘッドユニット８３を回転ドラム６１の外周面の法線方向に進退させるＺ軸移動機構８４と、キャリッジ８２に搭載され、複数の印刷ヘッド７６に吐出波形を印加するヘッド制御基板モジュール（図示省略）と、を備えている（図７参照）。また、各キャリッジユニット４２は、キャリッジ８２に搭載され、記録媒体ＡのＵＶインクを仮硬化させるピニングユニット８６（図３参照）と、支持金具を介してキャリッジ８２の外側面に支持され、複数の印刷ヘッド７６にＵＶインクを供給するサブタンクユニット（図示省略）と、を備えている。

Ｚ軸移動機構８４は、例えばリードねじ機構を用いたモーター駆動のもので構成されている。Ｚ軸移動機構８４は、厚みの異なる記録媒体Ａに対し、印刷ヘッド７６と記録媒体Ａとのギャップ調整を行うと共に、印刷ヘッド７６のメンテナンスに際して、メンテナンスユニット４３に対しヘッドユニット８３を離接方向に進退させる。サブタンクユニットは、支持金具により、いずれも直立姿勢（ＵＶインクの排出口が鉛直方向下を向く姿勢）で支持されている。

実施形態のＵＶインクは、その粘性が、高い温度依存性（温度が高くなると粘性が低下する）を有している。このため、図示では省略したが、上記のサブタンクユニット８８、複数の印刷ヘッド７６およびサブタンクユニット８８から複数の印刷ヘッド７６に至るインク流路（主チューブ、マニホールド、個別チューブ）は、ヒーターにより被覆されている。例えば、ＵＶインクを４０℃程度に昇温して吐出する。

ここで、図３ないし図８を参照して、本発明の特徴的部分であるヘッドユニット８３およびキャリッジ８２について詳細に説明する。先ず、ヘッドユニット８３の説明をし、その後にキャリッジ８２、およびキャリッジユニット４２におけるキャリッジ８２へのヘッドユニット８３の着脱作業について説明をする。
ヘッドユニット８３は、ヘッドプレート９４と、ヘッドプレート９４の下面（回転ドラム６１側）に組み付けられた左右一対のサブプレート９５と、各サブプレート９５に搭載された複数の印刷ヘッド７６（図示では７個）と、各サブプレート９５をヘッドプレート９４上で位置調整するための微調整機構１２０と、で構成されている。この場合、左右一対のサブプレート９５は、それぞれ回転ドラム６１の接線に並行になるように「ハ」字状に配設されている（図３参照）。また、各サブプレート９５は、ヘッドプレート９４上に固定された微調整機構１２０に垂下されるようにしてヘッドプレート９４に支持されている。

図４に示すように、各印刷ヘッド７６は、２インチのインクジェットヘッドで構成されており、そのノズル面９１に相互に並行な複数の吐出ノズル９２から成る２列のノズル列９３を有している。各サブプレート９５において、複数の印刷ヘッド７６は、前後方向において千鳥に配設されており、一方のサブプレート９５に搭載された複数の印刷ヘッド７６と、他方のサブプレート９５に搭載された複数の印刷ヘッド７６とは、前後方向（ノズル列方向）に１／４ノズルピッチ位置ずれして配設されている（図５参照）。このため、ヘッドプレート９４に搭載した全印刷ヘッド７６により、前後方向（記録媒体Ａの幅方向）に延在するラインヘッドとしてのヘッド７７、すなわち最大幅の記録媒体Ａに対応する１／４ノズルピッチのヘッド７７が構成され、高解像度の印刷が可能となる。なお、この配列パターンは一例であり、印刷ヘッド７６の個数や列数、さらに配列パターンは任意である。

図５および図６に示すように、各サブプレート９５は、保持した複数の印刷ヘッド７６をヘッドプレート９４に取り付けるためのものであり、長方形状のステンレス等の厚板で形成されている。サブプレート９５の中央には、印刷ヘッド７６のノズル列９３が前後方向に向くように、印刷ヘッド７６を取り付けるための複数の開口部位９６が２列に並行して形成されている。詳細は後述するが、各サブプレート９５は、ヘッドプレート９４を貫通するように配設した上記の微調整機構１２０を介して、ヘッドプレート９４の上面に固定されており、各サブプレート９５には、これを微調整機構１２０に固定するためのねじ孔９７が複数設けられている。

図６に示すように、微調整機構１２０は、ヘッドプレート９４に貫通形成した装着開口１４２（後述する）に挿通するようにして上下に延在しており、下面にサブプレート９５を位置調整自在に支持している。微調整機構１２０は、サブプレート９５のスライド方向（Ｘ軸方向）の位置を調整するＸ調整プレート１２１と、所定の平面において、該平面の法線を回転軸とした回転位置（Θ軸方向）を調整するΘ調整プレート１２２と、前記所定の平面に対する仰俯角を調整する仰俯角調整プレート１２３と、仰俯角調整プレート１２３とサブプレート９５との間に介設したスペーサプレート１２４と、を備えている。なお、記録媒体Ａの送り方向の微調整は、各印刷ヘッド７６の吐出タイミングで調整される。
ここで本実施形態において、サブプレート９５のスライド方向（Ｘ軸方向）は回転ドラム６１の回転軸（ドラム軸６２）の延在方向に略一致し、所定の平面はＸ調整プレート１２１と略並行な平面である。

この場合、Ｘ調整プレート１２１、Θ調整プレート１２２、仰俯角調整プレート１２３およびスペーサプレート１２４は、いずれも方形の枠状に形成されており、Ｘ調整プレート１２１は、ヘッドプレート９４に対しＸ軸方向に位置調整自在に搭載され、Θ調整プレート１２２は、Ｘ調整プレート１２１に対しΘ方向に角度調整自在に搭載され、仰俯角調整プレート１２３は、Θ調整プレート１２２に対し仰俯角調整自在に構成されている。また、スペーサプレート１２４は、Ｘ調整プレート１２１、Θ調整プレート１２２および装着開口１４２に内包されるように配設され、上端で仰俯角調整プレート１２３に固定され、下端でサブプレート９５（印刷ヘッド７６）を支持している。すなわち、複数の印刷ヘッド７６を搭載したサブプレート９５は、スペーサプレート１２４を介して仰俯角調整プレート１２３に支持され、仰俯角調整プレート１２３は、Θ調整プレート１２２およびＸ調整プレート１２１を介してヘッドプレート９４に支持されている。

Ｘ調整プレート１２１は、方形枠状のＸプレート本体１２５と、Ｘプレート本体１２５に係合する「Ｌ」字状の前後一対の調整ブロック１２６と、を有している。一対の調整ブロック１２６は、Ｘプレート本体１２５を前後（Ｘ軸方向）に挟み込むようにして、ヘッドプレート９４に固定されている。各調整ブロック１２６には、Ｘプレート本体１２５の端面（前端面または後端面）に突き当てられるＸ調整ねじ１２７が組み込まれており、Ｘプレート本体１２５は、このＸ調整ねじ１２７によりＸ軸方向に位置調整された後、前後両端部においてヘッドプレート９４にねじ止めされる。なお、ヘッドプレート９４には、Ｘプレート本体１２５の前端部側面および後端部側面が摺接する前記一対の摺接ピン１２８が設けられており、この一対の摺接ピン１２８がＸプレート本体１２５の前後方向の位置調整におけるガイド(左右方向の位置決め手段)として機能する。また、Ｘプレート本体１２５の後端部上面には、Θ調整プレート１２２が係合する円弧凹部１２９が窪入形成されている。

Θ調整プレート１２２は、方形枠状のΘプレート本体１３０と、Θプレート本体１３０の前端面とＸプレート本体１２５の前端部内面との間に介設した楔状ブロック１３１と、Ｘプレート本体１２５の前端部に組み込まれたΘ調整ねじ１３２と、Θ調整プレート１２２後端部とＸプレート本体１２５の後端部との間に介設された２つの戻しばね１３３と、を有している。Θプレート本体１３０の後端部には、Ｘプレート本体１２５の円弧凹部１２９に係合すると共に、円弧凹部１２９と相補的形状を為す円弧凸部１３４が立設されている。Θプレート本体１３０は、その円弧凸部１３４をＸプレート本体１２５の円弧凹部１２９に係合するようにして、Ｘプレート本体１２５に搭載されている。この状態で、Θ調整ねじ１３２を締め込むと、楔状ブロック１３１のカム斜面とΘプレート本体１３０の前端面とのカム作用により、Θプレート本体１３０は、円弧凸部１３４が円弧凹部１２９にガイドされるようにして、図示の反時計廻りにΘ調整される。逆に、Θ調整ねじ１３２を緩めると、Θプレート本体１３０は、戻しばね１３３のばね力を受けて図示の時計廻りにΘ調整される。このようにΘ調整が為された後、Θプレート本体１３０は、前後両端部においてＸプレート本体１２５にねじ止めされる。

仰俯角調整プレート１２３は、方形枠状の仰俯角プレート本体１３５と、仰俯角プレート本体１３５の前端突出部１３６に組み込んだ仰俯角調整ねじ１３７と、この前端突出部１３６とΘプレート本体１３０の前端部との間に介設した調整ばね１３８と、を有している。仰俯角調整ねじ１３７は、仰俯角プレート本体１３５の前端突出部１３６を貫通して、Θプレート本体１３０の前端部に螺合しており、この仰俯角調整ねじ１３７に巻回するようにして、調整ばね１３８が設けられている。仰俯角プレート本体１３５の後端部は、Θプレート本体１３０の円弧凸部１３４の側面に上下方向に回動自在に取り付けられており、仰俯角調整ねじ１３７を締め込むと仰俯角プレート本体１３５の後端が浮き上がり、緩めると仰俯角プレート本体１３５の後端が沈み込んで、仰俯角の調整が為されるようになっている。一方、仰俯角プレート本体１３５の長辺側の一対の枠内壁には、それぞれ複数の貫通孔１３９が突設されている。この複数の貫通孔１３９は、サブプレート９５の複数のねじ孔９７に合致しており、仰俯角プレート本体１３５およびスペーサプレート１２４を貫通してサブプレート９５のねじ孔９７に螺合した複数本のねじにより、サブプレート９５が微調整機構１２０に吊り下げ固定されている。なお、仰俯角調整後の仰俯角プレート本体１３５は、前端突出部１３６の側面に突き当てた止めねじにより、Θプレート本体１３０に固定される。

スペーサプレート１２４は、方形のボックス状に形成され、上部がＸ調整プレート１２１およびΘ調整プレート１２２を逃げるべく、幅狭に形成されている。スペーサプレート１２４の高さは、サブプレート９５の高さ位置を規制するものであり、ヘッドプレート９４の下面とサブプレート９５の上面との間に僅かに間隙が生ずるように、サブプレート９５の高さ位置が規制されている。また、スペーサプレート１２４の長辺側の一対の内壁には、仰俯角プレート本体１３５の複数の貫通孔１３９に対応する（サブプレート９５の複数のねじ孔９７にも対応する）複数の挿通孔１４１が形成されている。すなわち、スペーサプレート１２４は、サブプレート９５と共締め状態で、仰俯角調整プレート１２３にねじ止めされている。そして、スペーサプレート１２４の内部空間には、サブプレート９５に搭載した複数の印刷ヘッド７６が収容されるようになっている。

ここで、微調整機構１２０による、複数の印刷ヘッド７６を搭載したサブプレート９５の位置調整について簡単に説明する。なお、別装置により、複数の印刷ヘッド７６はサブプレート９５に位置決め状態で固定されている。
先ず、調整ブロック１２６をヘッドプレート９４に固定した後、Ｘ調整プレート１２１、Θ調整プレート１２２、および仰俯角調整プレート１２３をこの順でヘッドプレート９４上に仮組みしておく。次に、印刷ヘッド７６を搭載したサブプレート９５にスペーサプレート１２４を載せ、この状態で、下側からスペーサプレート１２４をヘッドプレート９４の装着開口１４２に挿通し、スペーサプレート１２４を仰俯角調整プレート１２３に突き当てる。ここで、上側からスペーサプレート１２４とサブプレート９５とを仰俯角調整プレート１２３にねじ止めする。このようにヘッドプレート９４を挿通するようにして、仰俯角調整プレート１２３、スペーサプレート１２４およびサブプレート９５を一体化する。

ここまでの作業は、ヘッドユニット８３をキャリッジ８２に装着する前に、適宜治具等を用いて行われる。もちろん、上記の作業を上下反転した状態で行なってもよい。また、ヘッドユニット８３をキャリッジ８２に装着するとき、各ヘッドユニット８３の各構成部品ががたつかないように、Ｘ調整プレート１２１、Θ調整プレート１２２、および仰俯角調整プレート１２３を仮組み状態で、固定しておくことが好ましい。かかる場合には、以降のヘッドユニット８３をキャリッジ８２に装着した後の調整作業において、先ず固定用のねじを緩めてから、調整作業を実施する。詳細は後述するが、ヘッドユニット８３は、位置決め状態でキャリッジ８２に装着される。したがって、以降の作業は、ヘッドユニット８３のオンマシンにおける最終の微調整となる。

ヘッドユニット８３をキャリッジ８２に装着したら、先ず仰俯角調整プレート１２３の止めねじを緩めた後、仰俯角調整ねじ１３７を操作して、仰俯角調整プレート１２３の仰俯角調整を行う。適切な仰俯角に調整されたら、止めねじを締めて、仰俯角調整プレート１２３をΘ調整プレート１２２に固定する。続いて、Θ調整プレート１２２の固定ねじを緩め、Θ調整ねじ１３２を操作して、Θ調整プレート１２２のΘ調整を行う。Θ調整が為されたら、Θ調整プレート１２２を再度、Ｘ調整プレート１２１に固定する。最後に、Ｘ調整プレート１２１の固定ねじを緩めた後、Ｘ調整ねじ１２７を操作して、Ｘ調整プレート１２１のＸ軸方の位置調整を行う。そして、Ｘ調整が為された後、Ｘ調整プレート１２１を再度、ヘッドプレート９４に固定する。なお、Ｘ・Θ・仰俯角の微調整において、ダイヤルゲージ（図示省略）を調整箇所に合せて設置し、これを調整の目安とする。

図３、図５、および図６に示すように、ヘッドプレート９４は、断面山型に形成された略長方形状のステンレス等の厚板であり、中央の頂点から延びる両側の斜面には、微調整機構１２０が遊嵌する一対の装着開口１４２が形成されている。各装着開口１４２は、下側からサブプレート９５に覆われるように配設され、微調整機構１２０が挿通するに配設されている。また、各装着開口１４２の前後には、微調整機構１２０（Ｘ調整プレート１２１）を固定するための複数のねじ孔１４３が形成されると共に、上記の一対の摺接ピン１２８が設けられている。一方、ヘッドプレート９４の表側の面における後方端部には、その表面から外側（ヘッドプレート９４から離れる方向）に突出するように逆「Ｕ」字状の取っ手部１４４が取り付けられ、またこれに対応して、ヘッドプレート９４の裏側の面における前方端部には、その面に長円形の浅溝としての指掛け部１４５が形成されている。作業者は、この取っ手部１４４および指掛け部１４５を把持して、自然な姿勢でキャリッジ８２に対しヘッドプレート９４の着脱を行えるようになっている。

ヘッドプレート９４の幅方向両端部には、後述するキャリッジ８２のスライドガイド１５９に係合する一対のスライド係合部１４６が形成されている。一対のスライド係合部１４６は、相互に並行に且つ前後方向に長く延在している。一方、ヘッドプレート９４の前端両側部には、スライド係合部１４６に連なると共にフック状に形成された一対の前方位置決め部（位置決め係合部）１４７が形成されている。各前方位置決め部１４７は、後述するキャリッジ８２のサイドピン１６１に位置決め状態で係合する「Ｕ」字状の係合部１４７ａと、各係合部１４７ａとスライド係合部１４６の前端とを斜めに結ぶ係合ガイド部１４７ｂと、を有している。すなわち、ヘッドプレート９４は、スライド係合部１４６の部分に比して前方位置決め部１４７の部分が幅広に形成されている。各係合ガイド部１４７ｂは、前方に向って外側に斜めに広がる傾斜部となっており、ヘッドプレート９４をキャリッジ８２にスライド装着してゆくと、上記のサイドピン１６１は、ラフにガイドされていたスライド係合部１４６から、係合ガイド部１４７ｂを経由して係合部１４７ａに係合する。これにより、ヘッドプレート９４の前部がキャリッジ８２に位置決め状態で装着される。なお、図中の符号１６７は、装着後のヘッドプレート９４をキャリッジ８２に固定するためのボルト用の貫通孔１６７である。

同様に、ヘッドプレート９４の後端部中央には、後方位置決め部１４８が設けられている。後方位置決め部１４８は、前方位置決め部１４７と同様に、「Ｕ」字状に切欠き形成された係合部１４８ａと、係合をガイドするために係合部１４８ａに連なり後方に向って拡幅形成した係合ガイド部１４８ｂと、を有している。この後方位置決め部１４８は、ヘッドプレート９４の装着時に後述するキャリッジ８２の位置決めピン１６３と係合し、ヘッドプレート９４をスライド方向および幅方向に位置決めする。なお、図中の符号１４９は、装着後のヘッドプレート９４とキャリッジ８２に固定するためのボルト用の切欠き溝１４９であり、各切欠き溝１４９は、後方位置決め部１４８が位置決めピン１６３と係合すると同時に、キャリッジ８２に予め仮締めされている固定ねじ１６４に係合する。ところで、本実施形態における前方位置決め部１４７の係合部１４７ａおよび後方位置決め部１４８の係合部１４８ａは、いずれも「Ｕ」字状に形成されているが、これを「Ｖ」字状に形成してもよい。

図７に示すように、キャリッジ８２は、上記のキャリッジベース８１の前面に配設されており、キャリッジベース８１にスライド自在に支持された奥側（一方の側）のスライドベース１５１と、スライドベース１５１の幅方向両端部からブラケット様に手前側（他方の側）に突設した一対のサイドプレート１５２と、一対のサイドプレート１５２の下端部間に取り付けた方形枠状の支持ベース１５３と、を備えている。

スライドベース１５１は、上下方向に長い長方形状の本体プレート部１５１ａと、本体プレート部１５１ａの背面に固定された左右のスライダー１５４と、を有し、キャリッジベース８１に設けた一対のガイドレール１５５にスライド自在（回転ドラム６１の外周面の法線方向）に支持されている。すなわち、キャリッジ８２は、このスライドベース１５１を介して、上記のＺ軸移動機構８４により回転ドラム６１の外周面の法線方向に昇降される。一対のサイドプレート１５２は、それぞれ上辺を前下がりの傾斜辺とする片台形状を為しており、本体プレート部１５１ａの左右両端部から前方に並行に張り出している。

支持ベース１５３は、各サイドプレート１５２の下端に固定され、前方に逆「Ｕ」字状に延在する厚板のベース本体１５３ａと、ベース本体１５３ａの前端間に渡した連結ビーム１５６と、を有している。連結ビーム１５６は、装着時におけるヘッドユニット８３の印刷ヘッド７６を逃げるべく、スペーサを介してベース本体１５３ａの前端部に下側から取り付けられている。ベース本体１５３ａは、左右一対のサイドベース部１５７と、一対のサイドベース部１５７を後端部において連結する連結プレート部１５８と、で一体に形成されている。

そして、各サイドベース部１５７には、ヘッドユニット８３の装着をガイドするスライドガイド１５９と、スライドガイド１５９前方に位置し、ヘッドユニット８３を幅方向に位置決めするためのサイドピン１６１と、が設置されている。
ヘッドユニット８３はスライドガイド１５９に沿って、キャリッジ８２内をＸ軸方向（スライドガイド１５９の延在方向）にスライドして装着される。また、サイドピン１６１の前方には、ヘッドユニット８３をキャリッジ８２に固定するためのねじ孔１６２が形成されている。各スライドガイド１５９は、断面逆「Ｌ」字状に形成され内向きに配設されている（図８（ｃ）参照）。ヘッドユニット８３は、一対のサイドベース部１５７に載せ込まれ、これにオーバーハングするように臨む一対のスライドガイド１５９に案内されて着脱される。サイドピン１６１は、ヘッドユニット８３の設置角度によって荷重を受ける方向にのみ設けられ、位置決めと同時にヘッドユニット８３を支持している。もっとも、最上位に設置されたキャリッジ８２においては、ヘッドユニット８３が水平に設けられるため、サイドピン１６１は左右に２本設けられている。

一方、連結プレート部１５８には、ヘッドユニット８３をスライド方向および幅方向に位置決めする位置決めピン１６３が中央に設置され、左右両端部には、ヘッドユニット８３をキャリッジ８２に固定するための固定ねじ１６４（ねじ孔）が設けられている。固定ねじ１６４は、上方にサイドプレート１５２を越えて延在しており、サイドプレート１５２の上側から操作できるようになっている。そして、ヘッドユニット８３をキャリッジ８２に装着する段階では、装着を許容すべく仮締めされている。なお、請求項の「第１位置決め手段」とは、位置決めピン１６３を言い、「第２側位置決め手段」とは、サイドピン１６１を言う。

ここで、図８を参照して、キャリッジ８２へのヘッドユニット８３の着脱作業、すなわち、ヘッドユニット８３のキャリッジ８２への装着およびキャリッジ８２からの離脱について説明する。
装着に先立ちヘッドユニット８３は、上述のように微調整機構１２０と複数の印刷ヘッド７６を搭載した各サブプレート９５とをヘッドプレート９４に仮組みした状態にあり、各印刷ヘッド７６には、サブタンクユニット（図示省略）に至る個別チューブ（図示省略）を接続しておく。作業者は、先ず取っ手部１４４と指掛け部１４５とを把持してヘッドユニット８３をキャリッジ８２に運び込み、ヘッドユニット８３の先端（取っ手部１４４側）を、一対のサイドベース部１５７の前端部に載せ込む。ここで、ヘッドユニット８３を支持ベース１５３に並行に保持すると共に、ヘッドプレート９４の一対のスライド係合部１４６の先端を一対のスライドガイド１５９の前端に合わせ込む。続いて、取っ手部１４４を把持した方の持ち手を離しつつ、他方の持ち手でヘッドユニット８３を押し込んでゆく（図８（ａ）参照）。

ヘッドユニット８３を、一対のスライドガイド１５９に案内させ一対のサイドベース部１５７上をスライドさせてゆくと、ヘッドプレート９４の後方位置決め部１４８が連結プレート部１５８の位置決めピン１６３に突き当たるようにして係合すると共に、一方の前方位置決め部１４７がサイドピン１６１に突き当たるようにして係合する。作業者は、後方位置決め部１４８が位置決めピン１６３に、また前方位置決め部１４７がサイドピン１６１に係合を開始した時点でスライドの重みを感じ、続いて突き当てを感ずることで、ヘッドユニット８３の装着完了を体感する。ヘッドユニット８３の装着が完了したら、キャリッジ８２後方の固定ねじ１６４を本締めすると共に、前方の貫通孔１６７をキャリッジ８２のねじ孔１６２に合わせてねじ止めすることによって、ヘッドユニット８３をキャリッジ８２に完全に固定する（図８（ｂ）参照）。

ここで、印刷ヘッド７６に接続された個別チューブを、インク流路に至るマニホールド（図示省略）にしっかりと接続すると共に、ヘッド制御基板モジュール（図示省略）に至るフラットフレキシブルケーブル（図示省略）のコネクタを印刷ヘッド７６に接続する。次に、微調整機構１２０による、複数の印刷ヘッド７６を搭載したサブプレート９５の位置調整を行う。上述したように、仮組みされた微調整機構１２０において、上から仰俯角調整、Ｘ調整、Θ調整を順に行い、印刷ヘッド７６の最終的な微調整が為される。これにより、キャリッジ８２へのヘッドユニット８３の装着が完了する。

一方、ヘッドユニット８３の取外し作業は、装着作業の逆の手順によってヘッドユニット８３がキャリッジ８２から取り外される。先ず、作業者は、個別チューブをマニホールドから取り外すと共に、ヘッド制御基板モジュールに至るコネクタの中継基板を印刷ヘッド７６から取り外す。そして、前方および後方でヘッドユニット８３を固定していた固定ねじ１６４を緩め、一方の持ち手でヘッドユニット８３の指掛け部１４５に指を掛けて手前に引抜き、キャリッジ８２とヘッドユニット８３との係合を外す。ヘッドユニット８３をそのままスライドガイド１５９に沿って引抜き、ヘッドユニット８３がほぼスライドガイド１５９から外れた時点で、他方の持ち手で取っ手部１４４を把持し、完全にキャリッジ８２から取り出す。この一連の作業によって、キャリッジ８２へのヘッドユニット８３の着脱が行われる。

以上の構成によれば、複数のキャリッジユニット４２を周方向に配置したセンタードラム式のインクジェット装置１であっても、回転ドラム６１に対して様々な角度および高さで設置されたキャリッジ８２に対して、ヘッドユニット８３を簡単且つ円滑に装着することができる。

４２…キャリッジユニット ６１…回転ドラム ７６…印刷ヘッド ８２…キャリッジ ８３…ヘッドユニット ９４…ヘッドプレート １２０…微調整機構 １４４…取っ手部 １４５…指掛け部 １４６…スライド係合部 １５９…スライドガイド… １６１…サイドピン １６３…位置決めピン Ａ…記録媒体

Claims (7)

1. 印刷ヘッドをヘッドプレートに搭載したヘッドユニットと、
   前記ヘッドユニットを保持するキャリッジと、を備え、
   前記ヘッドユニットは、前記キャリッジに対しスライド式で着脱自在に装着されていることを特徴とするキャリッジ装置。
2. 前記キャリッジは、
   前記ヘッドユニットの着脱をガイドする一対のスライドガイドと、
   スライド方向の一方の側において、装着状態の前記ヘッドユニットの位置を位置決めする第１位置決め手段と、
   スライド方向の他方の側において、装着状態の前記ヘッドユニットの位置を位置決めする第２位置決め手段と、を有していることを特徴とする請求項１に記載のキャリッジ装置。
3. 前記第２位置決め手段は、前記ヘッドプレートの前記他方の側の一部に当接して、前記ヘッドユニットを位置決めするサイドピンを有していることを特徴とする請求項２に記載のキャリッジ装置。
4. 前記ヘッドプレートは、前記一対のスライドガイドに係合するスライド係合部と、前記スライド係合部に連なり前記スライド係合部より幅広に形成された位置決め係合部と、を有し、
   前記ヘッドユニットは、装着完了直前に位置決め係合部が前記サイドピンに係合して位置決めされることを特徴とする請求項３に記載のキャリッジ装置。
5. 前記印刷ヘッドは、位置決め状態でサブプレートに装着され、前記サブプレートを介して前記ヘッドプレートに搭載されており、
   前記ヘッドプレートと前記サブプレートとの間には、前記ヘッドプレートに対する前記サブプレートの、前記スライド方向の位置および所定の平面における前記サブプレートの回転位置並びに前記所定の平面に対する仰俯角を微調整する微調整機構を、さらに有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のキャリッジ装置。
6. 前記ヘッドプレートは、
   前記一方の側において、前記ヘッドプレートの表側の面から外側に突出する取っ手部と、
   前記他方の側において、前記ヘッドプレートの裏側の面に設けた指掛け部と、を有していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のキャリッジ装置。
7. 記録媒体を一方向に回転する回転ドラムの外周面に密着させて送る記録媒体送り手段と、
   送られてゆく前記記録媒体に臨み、前記記録媒体にインクジェット方式で印刷を行う請求項１ないし６のいずれかに記載のキャリッジ装置の複数台と、を備え、
   複数台の前記キャリッジ装置は、前記回転ドラムの放射方向に配設されていることを特徴とするインクジェット装置。

Images