JP6079355B2 - 印刷装置 - Google Patents

Description

この発明は、キャリッジに保持されたヘッドから液体を吐出して記録媒体に画像を印刷する印刷装置に関するものである。

従来、インクジェットプリンターのように、記録媒体を支持する支持部材にヘッドを対向させつつヘッドのノズルから液体を吐出することで、記録媒体に画像を印刷する印刷装置が知られている。一般に、このような印刷装置では、上記印刷動作を実行するのみならず、ノズルの詰まりを解消するなどのメンテナンスをメンテナンスユニットを用いてヘッドに対して実行することができる。

印刷装置により高品質な印刷を行うためには、液体の吐出方向において各ヘッドを支持部材に対して予め決められた位置、つまり高さ位置に位置決めする必要がある。また、メンテナンス時には、メンテナンスを実行するのに好適な高さ位置にヘッドを位置決めする必要がある。そこで、印刷装置では、従来よりヘッドを上下方向に移動させてヘッドの高さ位置を調整する手段が設けられている。例えば特許文献１に記載の装置では、ヘッドホルダ（本発明の「キャリッジ」に相当）の長手方向の両端部の各々にガイド機構が設けられ、ヘッドホルダに対してヘッドを上下方向に移動可能に構成している。より詳しくは、次のように構成されている。

上記特許文献１に記載の装置では、ヘッドホルダを長手両端部から挟み込むように同一構成のガイド機構が各端部に設けられている。各ガイド機構は互いに重なった状態で設けられた２つのガイドレールを有しており、そのうちの一方はヘッドホルダに固定され、他方はヘッドを支持しながら一方側ガイドレールに沿って摺動自在となっている。そして、ステッピングモータを作動させることで他方側ガイドレールが一方側ガイドレールに沿って移動し、ヘッドを移動させて位置決めする。

特開２００９−２７４２８５号公報

良好な印刷を実行するためにはヘッドを高精度に位置決めする必要があり、高精度なガイドレールを用いる必要がある。したがって、上記特許文献１に記載の装置においても、両ガイド機構として高精度なものを採用する必要がある。このため、次のような問題が発生することがあった。ガイド機構の高精度化にともなって、取り付け精度についても高いレベル、例えば数μｍレベルが要求される。ここで、ヘッドホルダの長手両端部のいずれについて上記要求を満足させなければならず、仮に一方でも上記要求が満足されない場合には、両ガイド機構がともに高い位置決め精度を有しているが故にねじりやあおりなどの作動方向以外からの応力が発生し、ヘッドの移動動作が重くなったり、最悪の場合にはガイド機構が破損する恐れがある。よって、ガイド機構が取り付けられる部品全部について、面精度や位置精度等を非常に高いものにしなければならず、これが装置コストの増大の主要因のひとつになっていた。

この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、２つのガイド機構を用いてヘッドを移動させて位置決めする印刷装置において、印刷ポジションでは高い位置決め精度を得られると共に、非印刷ポジションでは当該ガイド機構が取り付けられる構成部品に対して高い精度を要求することのない印刷装置を提供することを目的とする。

この発明にかかる印刷装置は、記録媒体を支持する支持部材と、液体を吐出方向に吐出して支持部材に支持される記録媒体に印字するヘッドと、ヘッドを保持するキャリッジと、吐出方向にキャリッジを移動自在に支持するフレーム部材と、吐出方向において、ヘッドにより印刷を行う印刷ポジションと、印刷ポジションと異なる非印刷ポジションとの間でキャリッジを移動させるキャリッジ移動機構と、を備え、キャリッジ移動機構は、吐出方向においてフレーム部材に対するキャリッジの移動をガイドする第１ガイド機構と、第１ガイド機構と異なる位置で吐出方向においてフレーム部材に対するキャリッジの移動をガイドする第２ガイド機構と、キャリッジを吐出方向に駆動する駆動機構と、を有し、記録媒体の搬送方向におけるキャリッジの位置決め精度について、非印刷ポジションにおける第２ガイド機構によるキャリッジの位置決め精度に対する許容量は、第１ガイド機構によるキャリッジの位置決め精度に対する許容量及び印刷ポジションにおける第２ガイド機構によるキャリッジの位置決め精度に対する許容量よりも大きいことを特徴としている。

このように構成された発明では、ヘッドを保持するキャリッジが２つのガイド機構によって吐出方向に移動され、これによってヘッドの位置決めが行われるが、第２ガイド機構によるキャリッジの位置決め精度に対する許容量が、印刷ポジションと非印刷ポジションとで相違している。すなわち、印刷ポジションと非印刷ポジションとを比較した際、印刷ポジションにおける第２ガイド機構によるキャリッジの位置決め精度は、非印刷ポジションにおける第２ガイド機構によるキャリッジの位置決め精度に比べて高く、これによりキャリッジが印刷ポジションにおいては、高精度に位置決めされ、当該キャリッジに保持されたヘッドを所望位置に位置決めすることができる。また、非印刷ポジションでは、印刷ポジションに比べてキャリッジの位置決め精度が要求されないため、非印刷ポジションにおける第２ガイド機構によるキャリッジの位置決め精度に対する許容量を、第１ガイド機構及び印刷ポジションにおける第２ガイド機構によるキャリッジの位置決め精度に対する許容量よりも大きくすることで、非印刷ポジションにおいては、仮にキャリッジの面精度や位置精度などが第１ガイド機構を使用するにあたって要求される精度に達していないとしても、その精度差を第２ガイド機構が吸収することが可能である。そのため、組立てに必要な精度や部品精度を簡素化することが可能になり、装置コストの増大を抑えることが可能になる。

ここで、第１ガイド機構を、キャリッジおよびフレーム部材のうちの一方に固定されてキャリッジの吐出方向への移動をガイドする第１ガイド部材と、キャリッジおよびフレーム部材のうちの他方に固定されて第１ガイド部材と係合しながら吐出方向に第１ガイド部材と相対的に移動可能な第２ガイド部材と、で構成し、第２ガイド機構を、キャリッジおよびフレーム部材のうちの一方に固定されてキャリッジの吐出方向への移動をガイドする第３ガイド部材と、キャリッジおよびフレーム部材のうちの他方に固定されて第３ガイド部材と係合しながら吐出方向に第３ガイド部材と相対的に移動可能な第４ガイド部材と、で構成することができる。印刷装置では、従来より周知のように、キャリッジを非印刷ポジションに位置決めした状態で、例えばキャリッジに対するヘッドの挿脱作業が行われたり、メンテナンス作業が行われることがあり、ヘッドやキャリッジに対して外力が作用することがある。この点を考慮し、第３ガイド部材がバネ性を有するバネ部を有し、キャリッジが非印刷ポジションに位置する際に第４ガイドがバネ部と係合するように構成するのが好適である。このような構成を採用することで、ヘッドやキャリッジに対して作用する外力を吸収してヘッドやキャリッジが元の位置から大きく外れるのを防止し、装置故障や破損などの発生を効果的に抑制することができる。

また、第３ガイド部材が、バネ部よりも低いバネ性を有する剛性部を有し、キャリッジが印刷ポジションに位置する際に第４ガイド部位が剛性部と係合することで印刷中のキャリッジの位置ズレを防止し、ヘッドを静止した状態に維持しながら印刷処理を実行することができる。その結果、高精度な印刷が可能となる。

また、第１ガイド部材を吐出方向に延びるリニアレールで構成し、第２ガイド部材をリニアレールに沿って移動するスライダで構成する、つまり第１ガイド機構をリニアガイドで構成してもよい。この場合、第１ガイド機構によるキャリッジの位置決め精度を大幅に高めることができる。

なお、キャリッジへのガイド部材の固定態様は任意であり、例えば第１ガイド部材および第２ガイド部材のうちキャリッジに固定されたガイド部材のキャリッジへの固定面と、第３ガイド部材および第４ガイド部材のうちキャリッジに固定されたガイド部材のキャリッジへの固定面とが同一となるように構成してもよい。また、上記した両固定面が互いに異なるように構成してもよい。

本発明にかかる印刷装置の第１実施形態を模式的に示す正面図。 ヘッド周辺の詳細を示す拡大正面図。 第１実施形態におけるヘッドユニットの移動態様を示す平面図。 第１実施形態におけるヘッドユニットの移動態様を示す側面図。 キャリッジおよびキャリッジ移動機構を示す図。 キャリッジ移動機構の第１ガイド機構および駆動機構を示す斜視図。 キャリッジ移動機構の第２ガイド機構を示す斜視図。 本発明にかかる印刷装置の第２実施形態を示す部分斜視図。

図１は本発明にかかる印刷装置の第１実施形態を模式的に示す正面図である。なお、図１や以下の図面では必要に応じて、装置各部の配置関係を明確にするために、印刷装置１の左右方向Ｘ、前後方向Ｙおよび鉛直方向Ｚに対応した三次元の座標系を採用している。

図１に示すように、印刷装置１では、繰出部２、プロセス部３および巻取部４が左右方向に配列されており、これら各機能部２、３、４が外装部材１０に収容されている。繰出部２および巻取部４はそれぞれ繰出軸２０および巻取軸４０を有している。そして、繰出部２および巻取部４にシートＳ（ウェブ）の両端がロール状に巻き付けられ、それらの間に張架されている。こうして張架された搬送路Ｐcに沿ってシートＳが繰出軸２０からプロセス部３に搬送されてヘッドユニット３Ｕによる画像記録処理を受けた後、巻取軸４０へと搬送される。本発明の「記録媒体」に相当するシートＳの種類は、紙系とフィルム系に大別される。具体例を挙げると、紙系には上質紙、キャスト紙、アート紙、コート紙等があり、フィルム系には合成紙、ＰＥＴ(Polyethylene terephthalate)、ＰＰ(polypropylene)等がある。なお、以下の説明では、シートＳの両面のうち、画像が記録される面を表面と称する一方、その逆側の面を裏面と称する。

繰出部２は、シートＳの端を巻き付けた繰出軸２０と、繰出軸２０から引き出されたシートＳを巻き掛ける従動ローラー２１とを有する。繰出軸２０は、シートＳの表面を外側に向けた状態で、シートＳの端を巻き付けて支持する。そして、繰出軸２０が図１の紙面において時計回りに回転することで、繰出軸２０に巻き付けられたシートＳが従動ローラー２１を経由してプロセス部３へと繰り出される。

プロセス部３は、繰出部２から繰り出されたシートＳを平面状に構成されたフラット型のプラテン３０（本発明の「支持部材」に相当）で支持しつつ、プラテン３０の表面に沿って配置されたヘッドユニット３Ｕにより処理を適宜行って、シートＳに画像記録を実行するものである。このプロセス部３では、プラテン３０の両側に前駆動ローラー３１と後駆動ローラー３２とが設けられており、前駆動ローラー３１から後駆動ローラー３２へと搬送されるシートＳがプラテン３０に支持されて画像の印刷を受ける。

前駆動ローラー３１は、溶射によって形成された複数の微小突起を外周面に有しており、繰出部２から繰り出されたシートＳを表面側から巻き掛ける。そして、前駆動ローラー３１は図１の紙面において反時計回りに回転することで、繰出部２から繰り出されたシートＳを搬送路Ｐcの下流側へと搬送する。なお、前駆動ローラー３１に対してはニップローラー３１nが設けられている。このニップローラー３１nは、前駆動ローラー３１側へ付勢された状態でシートＳの裏面に当接しており、前駆動ローラー３１との間でシートＳを挟み込む。これによって、前駆動ローラー３１とシートＳの間の摩擦力が確保され、前駆動ローラー３１によるシートＳの搬送を確実に行なうことができる。

フラット型のプラテン３０は図示を省略する支持機構により、シートＳを支持する表面（上面）が水平となるように支持されている。プラテン３０の左右両側には従動ローラー３３、３４が設けられており、従動ローラー３３、３４は、前駆動ローラー３１から後駆動ローラー３２へと搬送されるシートＳを裏面側から巻き掛けている。従動ローラー３３、３４の上端位置はプラテン３０の表面と面一か若干下方となるように配置されており、前駆動ローラー３１から後駆動ローラー３２へと搬送されるシートＳがプラテン３０と当接した状態を維持できるように構成されている。

後駆動ローラー３２は、溶射によって形成された複数の微小突起を外周面に有しており、プラテン３０から従動ローラー３４を経由して搬送されてきたシートＳを表面側から巻き掛ける。そして、後駆動ローラー３２は図１の紙面において反時計回りに回転することで、シートＳを巻取部４へと搬送する。なお、後駆動ローラー３２に対してはニップローラー３２nが設けられている。このニップローラー３２nは、後駆動ローラー３２側へ付勢された状態でシートＳの裏面に当接しており、後駆動ローラー３２との間にシートＳを挟み込む。これによって、後駆動ローラー３２とシートＳの間の摩擦力が確保され、後駆動ローラー３２によるシートＳの搬送を確実に行なうことができる。

このように、前駆動ローラー３１から後駆動ローラー３２へと搬送されるシートＳは、プラテン３０で支持されつつプラテン３０上を搬送方向Ｄsに搬送される。そして、プロセス部３では、プラテン３０に支持されるシートＳの表面に対してカラー画像を印刷するために、ヘッドユニット３Ｕが設けられている。具体的には、ヘッドユニット３Ｕは、搬送方向Ｄsに沿って上流側から下流側に向かって並んだ４個のヘッド３６ａ〜３６ｄを有している。ヘッド３６ａ〜３６ｄは、イエロー、シアン、マゼンタおよびブラックにそれぞれ対応する。各ヘッド３６ａ〜３６ｄは、プラテン３０に支持されたシートＳの表面に対して若干のクリアランスを空けて対向しており、対応する色のインクをインクジェット方式で吐出する。そして、搬送方向Ｄsに沿って搬送されるシートＳに対して各ヘッド３６ａ〜３６ｄがインクを吐出することで、シートＳの表面にカラー画像が形成される。

ちなみに、インクとしては、紫外線（光）を照射することで硬化するＵＶ（ultraviolet）インク（光硬化性インク）が用いられる。そこで、ヘッドユニット３Ｕは、インクを硬化させてシートＳに定着させるために、ＵＶランプ３７ａ、３７ｂを有している。なお、このインク硬化は、仮硬化と本硬化の二段階に分けて実行される。ヘッド３６ａ〜３６ｄの各間には、仮硬化用のＵＶランプ３７ａが配置されている。つまり、ＵＶランプ３７ａは少ない積算光量の紫外線を照射することで、インクの形状が崩れない程度にインクを硬化（仮硬化）させるものであり、インクを完全に硬化させるものではない。一方、ヘッド３６ａ〜３６ｄに対して搬送方向Ｄsの下流側には、本硬化用のＵＶランプ３７ｂが設けられている。つまり、ＵＶランプ３７ｂは、ＵＶランプ３７ａより多い積算光量の紫外線を照射することで、インクを完全に硬化（本硬化）させるものである。こうして仮硬化・本硬化を実行することで、ヘッド３６ａ〜３６ｄが形成したカラー画像をシートＳの表面に定着させることができる。

さらに、ヘッドユニット３Ｕは、ＵＶランプ３７ｂに対して搬送方向Ｄsの下流側にヘッド３６ｅを有している。このヘッド３６ｅは、プラテン３０に支持されたシートＳの表面に対して若干のクリアランスを空けて対向しており、透明のＵＶインクをインクジェット方式でシートＳの表面に吐出する。つまり、４色分のヘッド３６ａ〜３６ｄによって形成されたカラー画像に対して、透明インクがさらに吐出される。また、ヘッド３６ｅに対して搬送方向Ｄsの下流側には、ヘッドユニット３Ｕとは別にＵＶランプ３８が設けられている。このＵＶランプ３８は強い紫外線を照射することで、ヘッド３６ｅが吐出した透明インクを完全に硬化（本硬化）させるものである。これによって、透明インクをシートＳの表面に定着させることができる。

このように、プロセス部３では、プラテン３０に支持されるシートＳに対して、インクの吐出および硬化が適宜実行されて、透明インクでコーティングされたカラー画像が形成される。そして、このカラー画像の形成されたシートＳが、後駆動ローラー３２によって巻取部４へと搬送される。

巻取部４は、シートＳの端を巻き付けた巻取軸４０と、巻取軸４０へと搬送されるシートＳを巻き掛ける従動ローラー４１とを有する。巻取軸４０は、シートＳの表面を外側に向けた状態で、シートＳの端を巻き付けて支持する。そして、巻取軸４０が図１の紙面において時計回りに回転することで、従動ローラー４１を経由してシートＳが巻取軸４０に巻き付けられる。

ここで、図１においては１枚のフレーム部材３５しか図示していないが、ヘッドユニット３Ｕは搬送方向Ｄsに沿って延びる一対のフレーム部材３５を有している。これらのフレーム部材３５は前後方向Ｙに一定距離だけ離間して設けられ、これら一対のフレーム部材３５、３５に対して後述するように複数のキャリッジが上下方向Ｚに移動自在設けられ、キャリッジに対し、ヘッド３６ａ〜３６ｅおよびＵＶランプ３７ａ、３７ｂが着脱可能に構成されている。そして、フレーム部材３５に装着されて支持された状態で、キャリッジに保持されたヘッド３６ａ〜３６ｅおよびＵＶランプ３７ａ、３７ｂはフレーム部材３５と一体的に移動できるように構成されている。すなわち、フレーム部材３５が移動すると、フレーム部材３５とともにヘッド３６ａ〜３６ｅおよびＵＶランプ３７ａ、３７ｂが移動する。このように、フレーム部材３５を移動させることですべてのヘッド３６ａ〜３６ｅを一度に移動させることができるので、後述する各状態（印刷状態、メンテナンス状態、手作業状態）への切り換えが容易となる。また、キャリッジの移動によりヘッド３６ａ〜３６ｅは各状態でフレーム部材３５に対してインク吐出方向Ｚに移動して位置決めされるが、そのための具体的な構成および動作については、後で詳述する。

次に、ヘッドのノズル付近の構成について図２に基づいて説明する。図２はヘッド周辺の詳細を示す拡大正面図である。ここで、ヘッド３６ａ〜３６ｅは対応するインクの色や種類が異なる以外は基本的に同じ構成を有しており、ヘッド３６ａ〜３６ｅの各間に配置されるＵＶランプ３７ａ、３７ｂも基本的に同じ構成を有している。そこで、図２および以降の説明においては、ヘッド３６ａ〜３６ｅを特に区別しない場合にはヘッド３６と表記するとともに、ＵＶランプ３７ａ、３７ｂを特に区別しない場合にもＵＶランプ３７と表記する。

ヘッド３６のうちプラテン３０との対向面（ノズル形成面）には、複数のノズル３６１が設けられている。ノズル３６１の配置は適宜種々の形態を取り得るものであるが、ここではノズル３６１が前後方向（Ｙ方向）に複数並んでノズル列３６２が形成され、ノズル列３６２が搬送方向Ｄsに２列設けられた形態としている。そして、各ノズル３６１からプラテン３０に支持されたシートＳに対して適当なタイミングでインクが吐出されることで、シートＳに画像が印刷される。

また、ＵＶランプ３７は、基板３７１に配設された発光部３７２を有している。発光部３７２は前後方向に複数並んでノズル列３６２と略同じ長さの列をなしており、シートＳの幅方向において画像が形成される領域を照射可能となっている。ＵＶランプ３７のうちプラテン３０との対向面はガラス板３７３によって構成されおり、発光部３７２が光を照射すると、照射光がガラス板３７３を透過してプラテン３０に支持されているシートＳの表面に入射する。その結果、ヘッド３６によりシートＳの表面に吐出されたインクが硬化する。

さらに、搬送方向Ｄsにおいてヘッド３６とＵＶランプ３７との間には、ＵＶランプ３７と一体的に構成されたミスト吸引部３８がフレーム部材３５に支持された状態で設けられる。ミスト吸引部３８の吸引口３８１は前後方向においてノズル列３６２と略同じ長さとなるように延設されており、吸引口３８１の開口面（下面）は上下方向においてヘッド３６のノズル形成面と同位置か若干上方に位置している。吸引口３８１は不図示の負圧発生部と吸引ホース３８２を介して接続されており、負圧発生部を作動させることで吸引口３８１に負圧が生じて、霧状となって飛散しているインクミストが吸引口３８１に吸引される。このようにして、飛散しているインクミストがシートＳに付着したり、装置内に拡散して各部を汚染することを抑制している。

ここで、ヘッド３６のノズル形成面や側面、フレーム部材３５の下面、ＵＶランプ３７のガラス板３７３の下面、ミスト吸引部３８の吸引口３８１の内壁面等（図２で梨地を付している箇所）にはインクが付着しやすく、このインクが落下あるいは飛散してシートＳを汚染するおそれがある。また、使用を重ねるにつれてノズル３６１ではインク詰まりが発生し、インクの吐出に支障をきたすおそれがある。このような問題を抑制するため、インクジェット方式の印刷装置ではメンテナンスユニットが設けられることがある。

このようなメンテナンスユニットしては、例えば特開２０１２−０８６４０９号公報に記載されているものなどが知られているため、ここでの詳細な説明は省略するが、メンテナンスユニットで実行されるメンテナンス（第１メンテナンス）の概要について簡単に説明する。メンテナンスユニットで行われる処理としては例えばキャッピング、クリーニングおよびワイピングがある。キャッピングは、ノズルをキャップで覆い、ノズル内でインクの粘性が増大するのを抑制する処理である。クリーニングは、キャッピングした状態で、キャップ内に負圧を発生させることにより、ノズルから強制的にインクを排出する処理である。このクリーニングにより、粘性が増大したインクやインク中の気泡等をノズルから除去することができる。また、ワイピングは、ヘッドのノズル形成面を、ワイパーにより拭く処理である。このワイピングにより、ヘッドのノズル形成面からインクを拭き取ることができる。

このように、メンテナンスユニットを用いることによって、ヘッド３６のノズル形成面に付着したインクを拭き取ったり、ノズル３６１のインク詰まりを解消したりすることはできる。しかしながら、ヘッド３６の側面、フレーム部材３５の下面、ＵＶランプ３７のガラス板３７３の下面、ミスト吸引部３８の吸引口３８１の内壁面等に付着しているインクについては、メンテナンスユニットによる処理では十分に除去することができない場合がある。このような場合には、メンテナンスユニットによるメンテナンスを実行した後に、ヘッドユニット３Ｕに対して作業者が手作業で各部の清掃を行う必要がある。

このような状況を踏まえて、第１実施形態にかかる印刷装置１は、ヘッド３６がプラテン３０と対向して画像記録を行う印刷状態、ヘッド３６がメンテナンスユニットと対向してメンテナンスを受けるメンテナンス状態、およびヘッド３６に手作業（第２メンテナンス）を行う手作業状態を取ることができるように構成されている。しかも、メンテナンスや手作業が効率よく行えるように、メンテナンスユニットを大きく移動させずに容易にメンテナンス状態と他の状態との間での相互の切り換えができるように構成されている。

図３は第１実施形態におけるヘッドユニットの移動態様を示す平面図であり、図４は第１実施形態におけるヘッドユニットの移動態様を示す側面図である。なお、これらの図では説明を分かりやすくするため、主にヘッドユニット３Ｕ、プラテン３０およびメンテナンスユニット５の位置関係を図示したものとなっており、適宜他の部材の記載は省略している。また、これらの図はヘッドユニット３Ｕが３位置に移動した状態を示しているものであり、ヘッドユニット３Ｕが３つ設けられていることを意味するものではない。これらの図に示すように、本実施形態では、印刷装置１の中央部付近に配置されたプラテン３０の後方にメンテナンスユニット５が配設されている。そして、ヘッドユニット３Ｕが、シートＳの搬送方向Ｄs（左右方向）と平面視で直交する直交方向Ｄp（前後方向）に沿って、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２および第３位置Ｐ３を取ることができるようガイド機構（図示省略）が設けられている。

ここで、第１位置Ｐ１とはプラテン３０に対向する位置であり、ヘッドユニット３Ｕが第１位置Ｐ１にあるときには、ヘッド３６がプラテン３０と対向し、ヘッド３６によりプラテン３０上のシートＳに画像記録が行われる印刷状態となる。なお、各ヘッド３６はプラテン３０に対して近接または離間する方向、すなわち吐出方向Ｚにわずかながら移動できるように構成されている。このように構成することで、ヘッドユニット３Ｕとプラテン３０とを近接させて画像記録を行う状態（近接状態）よりも、ヘッドユニット３Ｕとプラテン３０とのギャップを大きくした状態（離間状態）でヘッドユニット３Ｕを移動させることにより、ヘッドユニット３Ｕとプラテン３０との接触を抑制することができる。なお、ヘッド３６を上下方向Ｚに移動させるための構成については後で詳述する。

第２位置Ｐ２とはメンテナンスユニット５と対向する位置であり、ヘッドユニット３Ｕが第２位置Ｐ２にあるときには、ヘッド３６がメンテナンスユニット５と対向し、メンテナンスユニット５によりヘッド３６のメンテナンスが行われるメンテナンス状態となる。また、第３位置Ｐ３は第１位置Ｐ１よりも前方に位置しており、ヘッドユニット３Ｕが第３位置Ｐ３にあるときには、直交方向Ｄpであって、メンテナンスユニット５からプラテン３０に向かう方向においてヘッド３６の全域がプラテン３０およびメンテナンスユニット５から突出している。すなわち、第３位置Ｐ３にあるヘッド３６のノズル形成面の後端がプラテン３０の前端よりも前方に位置しており、直交方向Ｄpにおいてヘッド３６の全域がプラテン３０およびメンテナンスユニット５のいずれとも対向していないため、直交方向Ｄpにおけるヘッド３６の全域の下方に広い開放空間ＯＳ（図４参照）が確保され、当該開放空間ＯＳから作業者がヘッド３６にアクセスして手作業を行うことができる手作業状態となる。なお、この手作業状態においては、上述した手作業によるヘッドユニット３Ｕの各部の清掃だけではなく、ヘッド３６やＵＶランプ３７の発光部３７２の交換作業等を行うこともできる。このようにメンテナンス作業を行う際にも、ヘッド３６は次に説明する構成によって上下方向Ｚに移動される。

次に、各ヘッド３６をインクの吐出方向Ｚに移動して位置決めするための構成について図５ないし図７を参照しつつ詳述する。図５はヘッドを保持するキャリッジおよび当該キャリッジを移動させるキャリッジ移動機構を示す図である。また、図６はキャリッジ移動機構の第１ガイド機構および駆動機構を示す斜視図である。さらに、図７はキャリッジ移動機構の第２ガイド機構を示す斜視図である。なお、ここでは、上記した一対のフレーム部材３５、３５のうち前側（＋Ｙ）のものを「前側フレーム部材３５ａ」と称する一方、後側（−Ｙ）のものを「後側フレーム部材３５ｂ」と称する。また、図６では、後側フレーム部材３５ｂの図示を省略している。

前側フレーム部材３５ａと後側フレーム部材３５ｂとの間にキャリッジ６が配置され、ヘッド３６を挿脱自在に保持可能となっている。また、このキャリッジ６は次に詳述するキャリッジ移動機構７により両フレーム部材３５ａ、３５ｂに対してインク吐出方向Ｚに移動可能となっている。このため、ヘッド３６を保持した状態でキャリッジ移動機構７がキャリッジ６を吐出方向Ｚに移動させて印刷ポジションに位置決めすることで、ヘッド３６は印刷状態に適した位置に位置決めされて適切な印刷を行うことが可能となっている。また、メンテナンス作業を行う際には、キャリッジ移動機構７が吐出方向Ｚにおいて上記印刷ポジションと異なるメンテナンス位置（非印刷ポジション）にキャリッジ６を移動させて位置決めすることで、当該キャリッジ６に保持されたヘッド３６をメンテナンスに適した位置に位置決めすることができる。

キャリッジ移動機構７は、互いに位置決め精度が異なる２種類のガイド機構７１、７２と、キャリッジ６を吐出方向Ｚに駆動する駆動機構７３とを有している。

第１ガイド機構７１は後側フレーム部材３５ｂ側、つまりキャリッジ６の後側（−Ｙ）に設けられている。第１ガイド機構７１は、図５および図６に示すように、吐出方向Ｚに延びるガイドレール７１１と、当該ガイドレール７１１に沿って摺動する２つのスライダ７１２、７１３とで構成された、いわゆるリニアガイド機構である。ガイドレール７１１はキャリッジ６の後側面６１に固定される。また、スライダ７１２、７１３の（＋Ｙ）側端部がガイドレール７１１に係合しながら移動自在となっている。そして、これらのスライダ７１２、７１３の（−Ｙ）側端部が後側フレーム部材３５ｂと取り付けられている（図５参照）。したがって、第１ガイド機構７１によって後側フレーム部材３５ｂに対するキャリッジ６の吐出方向Ｚの移動を高い位置決め精度でガイド可能となっている。

一方、第２ガイド機構７２は前側フレーム部材３５ａ側、つまりキャリッジ６の前側（＋Ｙ）に設けられている。第２ガイド機構７２は、図５および図７に示すように、可動プレート７２１と固定プレート７２２を有している。可動プレート７２１はキャリッジ６の（＋Ｘ）側面６２の前下隅部分（図７における右下部分）に対向するように配置されている。可動プレート７２１の中央部には、Ｙ方向に延びる長孔７２１ａ〜７２１ｃが設けられている。そして、長孔７２１ａ〜７２１ｃに対してボルト７２１ｄ〜７２１ｆがそれぞれ挿通され、上記前下隅部分に予め設けられた雌ネジ孔（図示省略）に螺入される。そして、ボルト７２１ｄ〜７２１ｆを緩めた状態では可動プレート７２１はＹ方向に移動自在となっており、この状態でキャリッジ６に対する可動プレート７２１の位置合わせを行うことが可能となっている。また、位置合せを完了した後でボルト７２１ｄ〜７２１ｆをしっかりと雌ネジ孔に螺嵌すると、可動プレート７２１がキャリッジ６の（＋Ｘ）側面６２に固定される。

この可動プレート７２１の（＋Ｙ）側中央端面から長孔７２１ｃの近傍位置までスリット７２１ｇが設けられ、これによって可動プレート７２１の（＋Ｙ）側中央端部が板バネ部７２１ｈとして機能する。なお、可動プレート７２１の（＋Ｙ）側端部のうち板バネ部７２１ｈから下方側に続く部位７２１ｊは剛性を保ったまま残っており、本発明の「剛性部」に相当している。板バネ部７２１ｈの弾性率は、第１ガイド部材の静的許容モーメントとなる荷重に対し弾性線形領域内に設定することが好ましい。

固定プレート７２２は上下方向Ｚに延びる金属プレートの下方端部を（−Ｙ）方向に約９０゜折り曲げた、略Ｌ字型形状を有しており、折曲先端部７２２ａには、可動プレート７２１の厚みよりも若干広い幅のスリット部７２２ｂが形成され、可動プレート７２１の板バネ部７２１ｈおよび剛性部７２１ｊと嵌合可能となっている。この固定プレート７２２の後端部７２２ｃは図示を省略するボルトによって前側フレーム部材３５ａの（−Ｙ）側面に固定される。

そして、板バネ部７２１ｈまたは剛性部７２１ｊが固定プレート７２２のスリット部７２２ｂに嵌合される。したがって、その嵌合状態を維持したまま可動プレート７２１が上下方向Ｚに移動し、前側フレーム部材３５ａに対するキャリッジ６の吐出方向Ｚの移動をガイドする。

このように、本実施形態では、キャリッジ６の前側については第２ガイド機構７２によりＺ方向にガイドするとともにキャリッジ６の後側については第１ガイド機構７１によりＺ方向にガイドするように構成されている。こうして、ヘッド３６を保持するキャリッジ６がインクの吐出方向Ｚに移動自在となっている。そして、キャリッジ６を移動させるために、キャリッジ移動機構７では駆動機構７３が設けられている。

図６に戻って、駆動機構７３の構成を説明する。駆動機構７３は、駆動モータ７３１、動力伝達部７３２、カム７３３および連結プレート７３４を有している。駆動モータ７３１の回転軸は動力伝達部７３２に連結されており、装置全体を制御する制御部（図示省略）からの駆動指令に応じて作動すると、回転軸の回転運動が動力伝達部７３２内部に設けられたウォームギア機構を介して動力伝達部７３２の出力軸７３２ａに伝達され、（＋Ｙ）方向に延びる出力軸７３２ａが回転する。この出力軸７３２ａの先端部にカム７３３が固着されており、駆動モータ７３１の作動に応じて偏心回転する。

このカム７３３とキャリッジ６を連結するように連結プレート７３４が略水平姿勢で配置されている。この連結プレート７３４の（−Ｘ）側端部はカム７３３の外周面と当接し、（＋Ｘ）側端部はキャリッジ６の後側面６１に固定されている。なお、図面への図示を省略しているが、下方（−Ｚ）に付勢されながらガイド機構によって上下方向Ｚに移動自在となっており、カム７３３の偏心回転に応じて連結プレート７３４は略水平姿勢を維持したまま上下方向Ｚに移動し、それに応じてキャリッジ６を移動させる。ここでは、カム機構を利用してキャリッジ６を上下方向Ｚに移動させているが、その他の駆動機構、例えばボールネジを用いた駆動機構、シリンダなどのアクチュエータを用いた駆動機構などを用いることができる。

このように構成されたキャリッジ移動機構７については、次の手順で組み立てることができる。まず、固定プレート７２２を予めフレーム部材３５ａに仮固定しておき、可動プレート７２１を第１ガイド７１側にスライドさせてキャリッジ６の（＋Ｙ）側端面から（−Ｙ）方向側に後退した状態で仮固定しておく。次に、キャリッジ６に取り付けられた第１ガイド機構７１のスライダ７１２、７１３をフレーム部材３５ｂに位置決め固定する。これによって第１ガイド機構７１の取付が完了する。

次に、第２ガイド機構７２を完成させるべく、第１ガイド機構７１の取付完了状態で可動プレート７２１を（＋Ｙ）方向側にスライドさせ、固定プレート７２２のスリット部７２２ｂに嵌合させる。この状態でキャリッジ６を印刷ポジション付近に位置させた状態で固定プレート７２２をフレーム部材３５ａにしっかりと固定する（図７（ａ）参照）。これによって、第２ガイド機構７２の取付が完成し、キャリッジ６は２つのガイド機構７１、７２でガイドされながら上下方向Ｚに移動自在となっている。

以上のように構成された印刷装置１によれば、上記したように第１ガイド機構７１によるキャリッジ６の位置決め精度は高く、これによりキャリッジ６が印刷ポジション（図７（ａ））や非印刷ポジション（図７（ｂ））に高精度に位置決めされ、当該キャリッジ６に保持されたヘッド３６を所望位置に位置決めすることができる。

また、印刷動作を行う際には、図７（ａ）に示すように、可動プレート７２１の剛性部７２１ｊが固定プレート７２２のスリット部７２２ｂに嵌合しており、印刷中のキャリッジ６の位置ズレを防止し、ヘッド３６を静止した状態に維持しながら印刷処理を実行することができる。その結果、高精度な印刷が可能となる。

一方、メンテナンスを行うために、キャリッジ６を非印刷ポジションに位置決めすると、図７（ｂ）に示すように、固定プレート７２２のスリット部７２２ｂと嵌合する部位は、上記剛性部７２１ｊから板バネ部７２１ｈに切り替わる。このため、仮にキャリッジ６の面精度や位置精度などが第１ガイド機構７１を使用するにあたって要求される精度に達していないとしても、その精度差を板バネ部７２１ｈのバネ性によって吸収することが可能である。そのため、組立てに必用な精度や部品精度を簡素化することが可能になり、装置コストの増大を抑えることが可能になる。さらに、ヘッド３６やキャリッジ６に対して外力が加わったとしても、板バネ部７２１ｈの付勢力によって外力が吸収されてヘッド３６やキャリッジ６が元の位置から大きく外れるのを防止することができ、装置故障や破損などの発生を効果的に抑制することができる。

さらに、本実施形態では、キャリッジ移動機構７の組立が容易であるという作用効果も有している。つまり、特許文献１に記載の装置などの従来装置では、同一構成を有する高精度なガイド機構をキャリッジ６の両端部にそれぞれ取り付けるため、その組立には複雑な作業が必要であった。これに対し、本実施形態では、上記した手順でキャリッジ移動機構７を組み立てることができ、従来技術よりも簡易なものとなっている。

このように、第１実施形態では、可動プレート７２１が本発明の「第３ガイド部材」の一例に相当し、当該可動プレート７２１の板バネ部７２１ｈおよび剛性部７２１ｊがそれぞれ本発明の「バネ部」および「剛性部」として機能している。また、固定プレート７２２が本発明の「第４ガイド部材」の一例に相当している。

図８は本発明にかかる印刷装置の第２実施形態を示す部分斜視図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、第２ガイド機構の構成であり、その他の構成は同一である。したがって、以下においては、構成上の相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

この第２実施形態では、板バネ部、剛性部およびスリット部の設置場所が第１実施形態のそれと入れ替わっている。つまり、第２実施形態では、固定プレート７２２に板バネ部７２２ｃおよび剛性部７２２ｄが設けられる一方、固定プレート７２２の板バネ部７２２ｃおよび剛性部７２２ｄに嵌合可能なスリット部７２１ｋが可動プレート７２１に設けられている。固定プレート７２２は、図８に示すように、フレーム部材３５ａの（−Ｙ）側面に固定されている。固定プレート７２２の一部には、上下方向Ｚに延びるスリット７２２ｅが設けられ、これによって板バネ部７２２ｃが形成されるとともに、当該板バネ部７２２ｃの上方に剛性部７２２ｄが形成されている。一方、可動プレート７２１は、その（＋Ｙ）側端部をキャリッジ６の（＋Ｙ）側端面から突出させた状態でボルト７２１ｍによってキャリッジ６の底面６３に固定されている。そして、可動プレート７２１の（＋Ｙ）側端部にスリット部７２１ｋが設けられている。このスリット部７２１ｋも、第１実施形態のスリット部７２２ｂと同様に、固定プレート７２２の厚みよりも若干広い幅を有しており、固定プレート７２２の板バネ部７２２ｃおよび剛性部７２２ｄと嵌合可能となっている。

この第２実施形態において印刷動作を行う際には、図８（ａ）に示すように、固定プレート７２２の剛性部７２２ｄが可動プレート７２１のスリット部７２１ｋに嵌合しており、印刷中のキャリッジ６の位置ズレを防止し、ヘッド３６を静止した状態に維持しながら印刷処理を実行することができる。その結果、高精度な印刷が可能となる。

一方、メンテナンスを行うために、キャリッジ６を非印刷ポジションに位置決めすると、図８（ｂ）に示すように、可動プレート７２１のスリット部７２１ｋと嵌合する部位は、上記剛性部７２２ｄから板バネ部７２２ｃに切り替わる。このため、仮にキャリッジ６の面精度や位置精度などが第１ガイド機構７１を使用するにあたって要求される精度に達していないとしても、その精度差を板バネ部７２１ｈのバネ性によって吸収することが可能である。そのため、組立てに必用な精度や部品精度を簡素化することが可能になり、装置コストの増大を抑えることが可能になる。さらに、ヘッド３６やキャリッジ６に対して外力が加わったとしても、板バネ部７２２ｃの付勢力によって外力が吸収されてヘッド３６やキャリッジ６が元の位置から大きく外れるのを防止することができ、装置故障や破損などの発生を効果的に抑制することができる。

また、第２実施形態において、簡単な手順でキャリッジ移動機構７の組立を行うことができる。すなわち、固定プレート７２２を予めフレーム部材３５ａに仮固定する一方、可動プレート７２１を未装着状態のまま、キャリッジ６に取り付けられた第１ガイド機構７１のスライダ７１２、７１３をフレーム部材３５ｂに位置決め固定する。これによって第１ガイド機構７１の取付が完了する。次に、第２ガイド機構７２を完成させるべく、第１ガイド機構７１の取付完了状態で可動プレート７２１のスリット部７２１ｋに固定プレート７２２を嵌合させ、キャリッジ６を印刷ポジション付近に位置させた状態でボルト７２１ｍによって可動プレート７２１をキャリッジ６の底面６３に固定する（図８（ａ）参照）。これによって、第２ガイド機構７２の取付が完成し、キャリッジ６は２つのガイド機構７１、７２でガイドされながら上下方向Ｚに移動自在となっている。

このように第２実施形態では、板バネ部、剛性部およびスリット部の設置場所が第１実施形態のそれと入れ替わっているのみであり、基本的な動作は第１実施形態と同一であり、同様の作用効果が得られる。

このように、第２実施形態では、固定プレート７２２が本発明の「第３ガイド部材」の一例に相当し、当該固定プレート７２２の板バネ部７２２ｃおよび剛性部７２２ｄがそれぞれ本発明の「バネ部」および「剛性部」として機能している。また、可動プレート７２１が本発明の「第４ガイド部材」の一例に相当している。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述した実施形態の要素を適宜組み合わせまたは種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、第１ガイド機構７１を構成するガイドレール７１１をキャリッジ６に固定するとともに、スライダ７１２、７１３をフレーム部材３５ｂに固定しているが、ガイドレール７１１をフレーム部材３５ｂに固定するとともに、スライダ７１２、７１３をキャリッジ６に固定するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、第１ガイド機構７１のガイドレール７１１をキャリッジ６の後側面６１に固定する一方、第２ガイド機構７２の可動プレート７２１をキャリッジ６の（＋Ｘ）側面６２に固定しており、互いに異なる面に固定しているが、これらをキャリッジ６の同一面に固定させてキャリッジ移動機構７を構成してもよい。

また、上記実施形態では、平面視で搬送方向Ｄsと直交する直交方向Ｄpにおいてプラテン３０とメンテナンスユニット５とが異なる位置に配置されていた。しかしながら、プラテン３０とメンテナンスユニット５との位置関係はこれに限定されるものではなく、任意である。

また、上記実施形態では、プラテン３０の平面状の支持面によりシートＳが支持されるものとしたが、例えば円弧状の支持面を有する回転ドラムによりシートＳを支持することも可能である。

また、上記実施形態では、複数のヘッド３６が１つのヘッドユニット３Ｕとして一体的に構成された印刷装置１に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、例えばヘッドユニット３Ｕが複数設けられ、各ヘッドユニット３Ｕにヘッド３６が設けられる構成、あるいはヘッドユニット３Ｕが設けられず各ヘッド３６を直接的に各位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に移動させる構成を有する印刷装置に対しても本発明を適用することができる。

１…印刷装置、 ６…キャリッジ、 ７…キャリッジ移動機構、 ３０…プラテン、 ３５ａ…前側フレーム部材、 ３５ｂ…後側フレーム部材、 ３６、３６ａ〜３６ｄ…ヘッド、 ７１…第１ガイド機構、 ７２…第２ガイド機構、 ７３…駆動機構、 ７１１…ガイドレール、 ７１２…スライダ、 ７２１…可動プレート、 ７２１ｈ、７２２ｃ…板バネ部、 ７２１ｊ、７２２ｄ…剛性部、 ７２１ｋ、７２２ｂ…スリット部、 ７２２…固定プレート、 Ｚ…（インクの）吐出方向

Claims (6)

1. 記録媒体を支持する支持部材と、
   液体を吐出方向に吐出して前記支持部材に支持される前記記録媒体に印字するヘッドと、
   前記ヘッドを保持するキャリッジと、
   前記吐出方向に前記キャリッジを移動自在に支持するフレーム部材と、
   前記吐出方向において、前記ヘッドにより印刷を行う印刷ポジションと、前記印刷ポジションと異なる非印刷ポジションとの間で前記キャリッジを移動させるキャリッジ移動機構と、を備え、
   前記キャリッジ移動機構は、前記吐出方向において前記フレーム部材に対する前記キャリッジの移動をガイドする第１ガイド機構と、前記第１ガイド機構と異なる位置で前記吐出方向において前記フレーム部材に対する前記キャリッジの移動をガイドする第２ガイド機構と、前記キャリッジを前記吐出方向に駆動する駆動機構と、を有し、
   前記記録媒体の搬送方向における前記キャリッジの位置決め精度について、前記非印刷ポジションにおける前記第２ガイド機構による前記キャリッジの位置決め精度に対する許容量は、前記第１ガイド機構による前記キャリッジの位置決め精度に対する許容量及び前記印刷ポジションにおける前記第２ガイド機構による前記キャリッジの位置決め精度に対する許容量よりも大きいことを特徴とする印刷装置。
2. 請求項１に記載の印刷装置であって、
   前記第１ガイド機構は、前記キャリッジおよび前記フレーム部材のうちの一方に固定されて前記キャリッジの前記吐出方向への移動をガイドする第１ガイド部材と、前記キャリッジおよび前記フレーム部材のうちの他方に固定されて前記第１ガイド部材と係合しながら前記吐出方向に前記第１ガイド部材と相対的に移動可能な第２ガイド部材と、を有し、
   前記第２ガイド機構は、前記キャリッジおよび前記フレーム部材のうちの一方に固定されて前記キャリッジの前記吐出方向への移動をガイドする第３ガイド部材と、前記キャリッジおよび前記フレーム部材のうちの他方に固定されて前記第３ガイド部材と係合しながら前記吐出方向に前記第３ガイド部材と相対的に移動可能な第４ガイド部材と、を有し、
   前記第３ガイド部材はバネ性を有するバネ部を有し、前記キャリッジが前記非印刷ポジションに位置する際に前記第４ガイド部材が前記バネ部と係合することにより、前記記録媒体の搬送方向への前記第４ガイド部材の移動を前記第３ガイド部材によって規制する印刷装置。
3. 請求項２に記載の印刷装置であって、
   前記第３ガイド部材は、前記バネ部よりも低いバネ性を有する剛性部を有し、前記キャリッジが前記印刷ポジションに位置する際に前記第４ガイド部材が前記剛性部と係合することにより、前記記録媒体の搬送方向への前記第４ガイド部材の移動を前記第３ガイド部材によって規制する印刷装置。
4. 請求項２または３に記載の印刷装置であって、
   前記第１ガイド部材は前記吐出方向に延びるリニアレールであり、前記第２ガイド部材は前記リニアレールに沿って移動するスライダである印刷装置。
5. 請求項２ないし４のいずれか一項に記載の印刷装置であって、
   前記第１ガイド部材および前記第２ガイド部材のうち前記キャリッジに固定されたガイド部材の前記キャリッジへの固定面と、前記第３ガイド部材および前記第４ガイド部材のうち前記キャリッジに固定されたガイド部材の前記キャリッジへの固定面とは同一である印刷装置。
6. 請求項２ないし４のいずれか一項に記載の印刷装置であって、
   前記第１ガイド部材および前記第２ガイド部材のうち前記キャリッジに固定されたガイド部材の前記キャリッジへの固定面と、前記第３ガイド部材および前記第４ガイド部材のうち前記キャリッジに固定されたガイド部材の前記キャリッジへの固定面とは互いに異なる印刷装置。

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