JP4296860B2 - 液体噴射装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体噴射装置に関する。特に本発明は、主走査方向に往復するキャリッジに配された噴射ヘッドが液体を噴射することにより被記録物に記録を行う液体噴射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液体噴射装置の一例としてのインクジェット式記録装置は、インクを吐出する記録ヘッドを有するキャリッジと、キャリッジを主走査方向に駆動すべくキャリッジの背面に固定されたタイミングベルトと、キャリッジの溝部に挿入され、キャリッジを主走査方向にガイドするL字の形状のガイド部材とを備える(例えば、特許文献1参照)。このインクジェット式記録装置は、キャリッジがタイミングベルトにより駆動されることによりガイド部材にガイドされて主走査方向に移動しつつ、記録ヘッドからインクを吐出することにより被記録物に記録を行う。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−254746号公報(第3図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、キャリッジがタイミングベルトにより主走査方向へ駆動される場合に、キャリッジが主走査方向に加速または減速されると、慣性のモーメントにより水平面内で回転する力がキャリッジに働き、キャリッジにおけるタイミングベルトが固定されるのと反対側の前面(被記録物の搬送方向の下流側)が振られる。キャリッジの前面が振られると、キャリッジの姿勢が乱れ、被記録物への記録不良を生じるという課題があった。
【0005】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる液体噴射装置を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第1の形態によると、主走査方向に往復するキャリッジと、キャリッジの底面に配され、下方に搬送された被記録物へ液体を噴射する噴射ヘッドと、主走査方向に延伸し、水平面および当該水平面から略直角に立ち上がる鉛直面によりL字の形状をなすガイド部材とを備え、キャリッジは、キャリッジの背面から延伸し、ガイド部材が挿入されるL字の形状の溝を有するガイド溝部であって、キャリッジにおける主走査方向の両端近傍に一対配されるガイド溝部、一対のガイド溝部の内部に設けられ、キャリッジが主走査方向に往復するのに伴って、ガイド部材の鉛直面に当接しつつ回転する一対のガイドローラ、および、一対のガイドローラとキャリッジの背面との間に配され、一対のガイドローラをそれぞれ鉛直面に付勢する一対の付勢部を有し、ガイド部材の水平面は、ガイド溝部に当接することにより、噴射ヘッドの被記録物からの高さを規制し、ガイド部材の鉛直面は、ガイド溝部およびガイドローラに当接することにより、被記録物の搬送方向における噴射ヘッドの位置を規制する。これにより、キャリッジの加減速時においてキャリッジがガイド部材に対して回転することを防止することができるので、キャリッジの前面が振られることを防止することができる。
【0007】
上記液体噴射装置において、一対のガイド溝部は、ガイド部材の鉛直面に、一対のガイドローラと反対側から当接して主走査方向に摺動する摺動部であって、ガイド溝部においてガイドローラと対向する面からガイドローラへ向けて突起し、かつ主走査方向に延伸する摺動部を有してもよい。これにより、ガイド部材の鉛直面との接触面積を大きくして面圧を下げることができ、ガイド溝部の耐久性を向上することができる。
【0008】
上記液体噴射装置は、キャリッジに固定され、キャリッジを主走査方向に駆動するタイミングベルトを更に備え、一対のガイドローラは、主走査方向について、タイミングベルトがキャリッジに固定される位置から同じ距離の位置に配されてもよい。これにより安定して、キャリッジの加減速時において、キャリッジの前面が振られることを防止することができる。
【0009】
上記液体噴射装置において、一対のガイドローラの各々は、ガイド部材の鉛直面に曲面で当接する略円柱の形状を有する当接部、および、当接部から上下にそれぞれ延伸し、当接部よりも小径の軸部を有し、一対のガイドローラの軸部を、キャリッジのガイド溝部の内部であって背面側からそれぞれ回転自在に保持するガイドローラ保持部を更に備えてもよい。これにより、ガイドローラをガイド部材の鉛直面で確実にころがすことができ、摩擦による負荷を低減しつつ、キャリッジの加減速時において、キャリッジの前面が振られることを防止することができる。
【0010】
上記液体噴射装置において、付勢部はコイルバネを含み、コイルバネは、キャリッジの加減速における水平面内の回転モーメントによるトルクよりも、回転の規制力の大きいバネ力を有してもよい。これにより、キャリッジの加減速時に、キャリッジの前面が振られることをより確実に防止することができる。
【0011】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又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。
【0013】
図1は、本実施形態にかかる液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置10の正面斜視図である。なお、説明のため図1は、インクジェット式記録装置10のカバーを取り外した状態が示されている。インクジェット式記録装置10は、被記録物20を給紙する給紙部100と、給紙された被記録物20を搬送方向(図1におけるY方向)へ搬送する搬送部200と、搬送された被記録物20の上方で、領域Aを主走査方向(図1におけるX方向)に往復するキャリッジ300と、被記録物20を搬送方向の下流にさらに排出する排紙部500とを備える。
【0014】
インクジェット式記録装置10の排紙部500は、主走査方向に延伸する略棒状の排紙ローラ520と、排紙ローラ520の上方に配され、主走査方向に延伸する略板状の排紙フレーム540とを有する。排紙フレーム540には、排紙ローラ520との間で被記録物20を挟む排紙従動ローラ530が配される。さらに排紙フレーム540において被記録物20の搬送方向の下流側に、主走査方向に延伸する水平の足部ガイド面510が設けられる。
【0015】
インクジェット式記録装置10は、垂直に立ったメインフレーム402と、キャリッジ300を主走査方向にガイドするL字形状のガイド部材400と、キャリッジ300を主走査方向に往復駆動すべくキャリッジ300の背面に固定されたタイミングベルト430と、タイミングベルト430がかけ回される駆動歯車440および従動歯車450、並びに、駆動歯車440を回転駆動するキャリッジモータ460を更に備える。駆動歯車440は、キャリッジ300が往復する領域Aよりも外側であって、キャリッジ300の待機側に配されるとともに、従動歯車450は、領域Aよりも駆動歯車440とは反対の外側に配される。これら駆動歯車440および従動歯車450は、水平方向に回転軸を有し、タイミングベルト430は、駆動歯車440および従動歯車450の上下に張力を持ってかけ回される。
【0016】
ここで、キャリッジ300がタイミングベルト430により主走査方向へ駆動される場合に、キャリッジ300は、タイミングベルト430により加速され、その後に定速に移り、停止する場合に減速される。キャリッジ300が主走査方向に加速または減速されると、慣性によりにより水平面内で回転モーメントが働き、キャリッジ300の前面304が振られる。キャリッジ300の前面304が振られると、キャリッジ300の姿勢が乱れ、被記録物20への記録不良を生じるという課題がある。特に、キャリッジ300が被記録物20の搬送方向についてクリアランスを持ってガイド部材400にガイドされる場合に、このクリアランスが大きくなると、より顕著に記録不良を生じる。一方、このクリアランスが小さいと、ガイド部材400とキャリッジ300とがこすれてしまい、キャリッジ300が滑らかにガイド部材400に摺動されない。よって、本実施形態は、キャリッジ300が加減速する場合に、キャリッジ300の前面304が振られることを防止することを目的とする。
【0017】
図2は、待機側からキャリッジ300をみた側面図である。図3および図4は、それぞれキャリッジ300のガイド溝部310付近を拡大した部分側面図および部分底面図である。図5は、キャリッジ300を被記録物20の搬送方向の上流側かつ下方からみた斜視図である。なお、図3は、説明のため、ガイド溝部310の一部を透視して記載している。
【0018】
図2に示すように、キャリッジ300を主走査方向にガイドするガイド部材400は、メインフレーム402から押し曲げられ、水平面410、および、この水平面410から略直角に立ち上がる鉛直面420によりL字の形状をなす。
【0019】
キャリッジ300の底面302には、下方へインクを吐出する記録ヘッド340が設けられる。記録ヘッド340は、底面302において、主走査方向について略中央であって、被記録物20の搬送方向についてガイド部材400寄りに配される。記録ヘッド340と対向する下方(図2におけるZ方向)には、搬送部200から搬送された被記録物20を載置するプラテン360が配される。
【0020】
キャリッジ300の背面306には、駆動歯車440および従動歯車450の上下にかけ回されたタイミングベルト430のうち、タイミングベルト上432よりも下に位置するタイミングベルト下434を把持して固定するタイミングベルト固定部350が設けられる。タイミングベルト固定部350は、一対のガイド溝部310の上方で、タイミングベルト下434を固定する。
【0021】
キャリッジ300の背面306にはさらに、この背面306から被記録物20の搬送方向(図2におけるY方向)の上流側に延伸し、さらに下方に延伸するガイド溝上部312と、このガイド溝上部312より下方であって搬送方向の上流側に延伸するガイド溝下部314とが配される。これらガイド溝上部312およびガイド溝下部314は、キャリッジ300の主走査方向における両端近傍に一対配され、ガイド部材400が挿入されるL字の形状の溝を有する一対のガイド溝部310をなす。ガイド溝上部312およびガイド溝下部314はそれぞれ突起312aおよび突起314aを有し、これら突起312aおよび突起314aの間で、ガイド部材400の水平面410を挟む。
【0022】
ここで、ガイド溝部310における被記録物20の搬送方向(Y方向)の溝の幅は、ガイド部材400の鉛直面420の厚みに対して所定のクリアランスを有する。このクリアランスは、ガイド部材400の鉛直面420における厚みの個体差および鉛直面420のうねりを吸収すると共に、キャリッジ300がガイド部材400にガイドされつつ摺動する場合の摩擦を低減する。
【0023】
ガイド溝部310のそれぞれの内部であって、背面306側には、キャリッジ300が主走査方向に往復するのに伴って、ガイド部材400の鉛直面420に当接しつつ回転するガイドローラ370が設けられる。ガイドローラ370は、図3に示すように、ガイド部材400の鉛直面420に当接する略円柱の形状を有する当接部372、および、この当接部372から上下にそれぞれ延伸し、当接部372よりも小径の軸部374を有する。ガイド溝部310のそれぞれの内部には、背面306側からガイドローラ370の軸部374を回転自在に保持するガイドローラ保持部380が設けられる。ガイドローラ保持部380は、軸部382を有し、軸部382を中心に、ガイド部材400へ近接および離間する方向に移動可能にキャリッジ300に取り付けられる。さらに、キャリッジ300には、ガイドローラ保持部380よりもガイド部材400側に、係止部384が設けられる。係止部384がガイドローラ保持部380を係止することにより、ガイドローラ保持部380が係止部384を超えてガイド部材400の方へ回動することを防止する。一対のガイドローラ保持部380およびこれらガイドローラ保持部380にそれぞれ保持される一対のガイドローラ370は、それぞれ、主走査方向について、タイミングベルト固定部350がタイミングベルト下434を固定する位置から同じ距離の位置に配される。
【0024】
ガイド溝部310のそれぞれの内部であって、ガイドローラ370とキャリッジ300の背面306との間には、ガイドローラ370をガイド部材400の水平面410に付勢するコイルバネ390が配される。一対のガイド溝部310に配される一対のコイルバネ390は、本発明の付勢部の一例である。本実施形態において、コイルバネ390がガイドローラ保持部380を付勢することにより、ガイドローラ保持部380が軸部382を中心に水平面410の方へ回動して、ガイドローラ370の軸部374を付勢してもよい。コイルバネ390のそれぞれは、キャリッジ300の加減速における水平面内の回転モーメントによるトルクよりも、バネ力に一対のガイドローラ370間の距離を乗じた回転の規制力の方が大きくなるバネ力を有する。
【0025】
図4に示すように、ガイド溝部310のガイド溝上部312には、ガイドローラ370と反対側からガイド部材400の鉛直面420に当接する摺動部312bが設けられる。摺動部312bは、ガイド溝部310においてガイドローラ370と対向する面からガイドローラ370へ向けて突起し、かつ主走査方向に延伸する。これにより、摺動部312bは、キャリッジ300が主走査方向に移動するのに伴って、ガイドローラ370と反対側から鉛直面420に摺動する。
【0026】
キャリッジ300にはさらに、前面304近傍においてキャリッジ300から下方に延伸した足部330が設けられる。図2に示すように、キャリッジ300は、排紙部500の足部ガイド面510に当接する。キャリッジ300の上面308からはインクを収容したインクカートリッジが装着される。
【0027】
以上の構成において、ガイド部材400の水平面410の上面側がキャリッジ300の突起312aに当接すると共に、排紙部500の足部ガイド面510がキャリッジ300の足部330に当接することにより、これら水平面410および足部ガイド面510が、プラテン360に載置された被記録物20からの記録ヘッド340の高さを規制する。さらに、ガイド部材400の鉛直面420は、摺動部312bおよびガイドローラ370の当接部372に当接することにより、被記録物20の搬送方向における記録ヘッド340の位置を規制する。
【0028】
以上の構成において、インクジェット式記録装置10は、被記録物20に以下のように記録を行う。まず、給紙部100が被記録物20を給紙し、給紙された被記録物20を搬送部200がプラテン360の上に搬送する。被記録物20がプラテン360の上に配された状態で、キャリッジモータ460が駆動歯車440を回転駆動することにより、駆動歯車440が、駆動歯車440に従動する従動歯車450と共に、タイミングベルト430を回転駆動する。タイミングベルト430のタイミングベルト下434がキャリッジ300のタイミングベルト固定部350に固定されているので、タイミングベルト430が回転駆動することにより、キャリッジ300がガイド部材400にガイドされて摺動し、主走査方向に移動する。キャリッジ300が主走査方向に移動しつつ、キャリッジ300に搭載された記録ヘッド340がインクを下方の被記録物20へ吐出することにより被記録物20に記録が行われる。記録が行われた被記録物20を、排紙部500が排紙する。
【0029】
ここで、キャリッジ300が主走査方向に加速または減速されると、慣性により水平面内の回転モーメントがキャリッジ300に働く。例えば、キャリッジ300が図4のX方向に加速された場合に、キャリッジ300の重心は記録ヘッド340付近にあるので、図4にRで示した方向に回転モーメントが働き、キャリッジ300の図中下方のガイド溝部310をガイド部材400の鉛直面420から離す向きに力が働く。しかしながら、本実施形態によれば、ガイドローラ370がコイルバネ390により、鉛直面420に付勢されるので、ガイド溝部310が鉛直面420から離れることを防止することができる。よって、加減速時にキャリッジ300の前面304が振られることを防止することができる。ガイド溝部310における被記録物20の搬送方向(Y方向)の溝の幅がガイド部材400の鉛直面420の厚みに対してクリアランスを有していても、ガイドローラ370により上述のように、キャリッジ300の前面304が振られることを防止することができる。特に、キャリッジ300の加減速における水平面内の回転モーメントによるトルクよりも、コイルバネ390のバネ力に一対のガイドローラ370間の距離を乗じた回転の規制力の方が大きいので、キャリッジ300の加減速時に、キャリッジ300の前面304が振られることをより確実に防止することができる。
【0030】
また、ガイドローラ370は、ガイド部材400の鉛直面420に当接する当接部372とそれより小径でガイドローラ保持部380に保持される軸部374を有するので、ガイドローラ370を鉛直面420で確実にころがすことができる。よって、摩擦による負荷を低減しつつ、キャリッジ300の加減速時において、キャリッジ300の前面304が振られることを防止することができる。また、ガイド溝部310にはガイドローラ370と反対側において、主走査方向に延伸する摺動部312bが設けられるので、摺動部312bが、ガイドローラ370により摺動部312bによりガイド部材400の鉛直面420に強い力で押しつけられても、鉛直面420との接触面積を大きくして面圧を下げることができ、耐久性を向上することができる。
【0031】
上記説明から明らかなように、本実施形態によれば、キャリッジ300の加減速時に、キャリッジ300の前面304が振られることを防止することができる。さらに、キャリッジ300の前面304が振られることを防止することができるので、キャリッジ300の挙動が安定して、記録不良が生じる不具合を防止することができる。
【0032】
ここで、インクジェット式記録装置10は、液体噴射装置の一例である。また、インクジェット式記録装置10の記録ヘッド340は、液体噴射装置の液体噴射ヘッドの一例である。しかしながら、本発明はこれらに限られない。液体噴射装置の他の例は、液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置である。この場合、カラーフィルタ製造装置の色材噴射ヘッドが液体噴射ヘッドの一例である。液体噴射装置のさらに他の例は、有機ELディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)等の電極を形成する電極形成装置である。この場合、電極形成装置の電極材(電導ペースト)噴射ヘッドが液体噴射ヘッドの一例である。液体噴射装置のさらに他の例は、バイオチップを製造するバイオチップ製造装置である。この場合、バイオチップ製造装置の生体有機物噴射ヘッドおよび精密ピペットとしての試料噴射ヘッドが液体噴射ヘッドの一例である。本発明の液体噴射装置は、産業用途を有するその他の液体噴射装置も含む。また被記録物とは、液体が噴射されることにより記録または印刷が行われる物であり、例えば記録用紙、ディスプレイの電極等の回路パターンが印刷される回路基板、ラベルが印刷されるCD−ROM、DNA回路が印刷されるプレパラートが含まれる。
【0033】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態のインクジェット式記録装置10の正面斜視図である。
【図2】待機側からキャリッジ300をみた側面図である。
【図3】キャリッジ300のガイド溝部310付近を拡大した部分側面図である。
【図4】キャリッジ300のガイド溝部310付近を拡大した部分底面図である。
【図5】キャリッジ300を被記録物20の搬送方向の上流側かつ下方からみた斜視図である。
【符号の説明】
10...インクジェット式記録装置、12...カバー、20...被記録物、100...給紙部、200...搬送部、300...キャリッジ、302...底面、304...前面、306...背面、308...上面、309...側面、310...ガイド溝部、312...ガイド溝上部、312a...突起、312b...摺動部、314...ガイド溝下部、314a...突起、330...足部、340...記録ヘッド、350...タイミングベルト固定部、360...プラテン、370...ガイドローラ、372...当接部、374...軸部、380...ガイドローラ保持部、390...コイルバネ、400...ガイド部材、402...メインフレーム、410...水平面、420...鉛直面、430...タイミングベルト、432...タイミングベルト上、434...タイミングベルト下、440...駆動歯車、450...従動歯車、460...キャリッジモータ、500...排紙部、510...足部ガイド面、520...排紙ローラ、530...排紙従動ローラ、540...排紙フレーム

Claims (4)

  1. 主走査方向に往復するキャリッジと、
    前記キャリッジの底面に配され、下方に搬送された被記録物へ液体を噴射する噴射ヘッドと、
    前記主走査方向に延伸し、水平面および当該水平面から略直角に立ち上がる鉛直面によりL字の形状をなすガイド部材とを備え、
    前記キャリッジは、
    前記キャリッジの背面から延伸し、前記ガイド部材が挿入されるL字の形状の溝を有するガイド溝部であって、前記キャリッジにおける前記主走査方向の両端近傍に一対配されるガイド溝部、
    前記一対のガイド溝部の内部に設けられ、前記キャリッジが前記主走査方向に往復するのに伴って、前記ガイド部材の前記鉛直面に当接しつつ回転する一対のガイドローラ、および、
    前記一対のガイドローラと前記キャリッジの前記背面との間に配され、前記一対のガイドローラをそれぞれ前記鉛直面に付勢する一対の付勢部
    を有し、
    前記ガイド部材の前記水平面は、前記ガイド溝部に当接することにより、前記噴射ヘッドの前記被記録物からの高さを規制し、
    前記ガイド部材の前記鉛直面は、前記ガイド溝部および前記ガイドローラに当接することにより、前記被記録物の搬送方向における前記噴射ヘッドの位置を規制し、
    前記一対のガイドローラの各々は、前記ガイド部材の前記鉛直面に曲面で当接する略円柱の形状を有する当接部、および、前記当接部から上下にそれぞれ延伸し、前記当接部よりも小径の軸部を有し、
    前記一対のガイドローラの前記軸部を、前記キャリッジの前記ガイド溝部の内部であって前記背面側からそれぞれ回転自在に保持するガイドローラ保持部を更に備える液体噴射装置。
  2. 主走査方向に往復するキャリッジと、
    前記キャリッジの底面に配され、下方に搬送された被記録物へ液体を噴射する噴射ヘッドと、
    前記主走査方向に延伸し、水平面および当該水平面から略直角に立ち上がる鉛直面によりL字の形状をなすガイド部材とを備え、
    前記キャリッジは、
    前記キャリッジの背面から延伸し、前記ガイド部材が挿入されるL字の形状の溝を有するガイド溝部であって、前記キャリッジにおける前記主走査方向の両端近傍に一対配されるガイド溝部、
    前記一対のガイド溝部の内部に設けられ、前記キャリッジが前記主走査方向に往復するのに伴って、前記ガイド部材の前記鉛直面に当接しつつ回転する一対のガイドローラ、および、
    前記一対のガイドローラと前記キャリッジの前記背面との間に配され、前記一対のガイドローラをそれぞれ前記鉛直面に付勢する一対の付勢部
    を有し、
    前記ガイド部材の前記水平面は、前記ガイド溝部に当接することにより、前記噴射ヘッドの前記被記録物からの高さを規制し、
    前記ガイド部材の前記鉛直面は、前記ガイド溝部および前記ガイドローラに当接することにより、前記被記録物の搬送方向における前記噴射ヘッドの位置を規制し、
    前記付勢部はコイルバネを含み、前記コイルバネは、前記キャリッジの加減速における水平面内の回転モーメントによるトルクよりも、回転の規制力の大きいバネ力を有する液体噴射装置。
  3. 前記一対のガイド溝部は、前記ガイド部材の前記鉛直面に、前記一対のガイドローラと反対側から当接して前記主走査方向に摺動する摺動部であって、前記ガイド溝部において前記ガイドローラと対向する面から前記ガイドローラへ向けて突起し、かつ前記主走査方向に延伸する摺動部を有する請求項1または請求項2に記載の液体噴射装置。
  4. 前記キャリッジに固定され、前記キャリッジを前記主走査方向に駆動するタイミングベルトを更に備え、
    前記一対のガイドローラは、前記主走査方向について、前記タイミングベルトが前記キャリッジに固定される位置から同じ距離の位置に配される請求項1または請求項2に記載の液体噴射装置。
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