JP6920845B2

JP6920845B2 - 記録装置

Info

Publication number: JP6920845B2
Application number: JP2017057392A
Authority: JP
Inventors: 健一阿部
Original assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2037-03-23
Also published as: JP2018158519A

Description

本発明は、記録ヘッドまたは読取りセンサなどが搭載可能なキャリッジを移動させるキャリッジ装置に関するものである。

特許文献１に記載の記録装置には、記録ヘッドが搭載可能なキャリッジを備えたキャリッジ装置が組み込まれており、そのキャリッジは、記録媒体（媒体）の位置を規制する部材とは異なる２つのシャフトによって、所定方向に移動可能にガイドされている。つまり、キャリッジの移動をガイドする部材と、記録媒体の位置を規制する部材と、が異なっている。

特開平１０−１６３０２号公報

しかし、キャリッジの移動をガイドする部材と、記録媒体の位置を規制する部材と、が異なる構成においては、それらの部材の個々の寸法誤差および組み立て誤差などの影響によって、キャリッジと記録媒体との相対的な位置関係の精度が低下するおそれがある。例えば、キャリッジに記録ヘッドが搭載される記録装置においては画像の記録精度の低下を招き、キャリッジに読取りセンサが搭載される読取り装置においては画像の読取り精度の低下を招く。また、このような記録精度および読取り精度の低下を抑えるためには、キャリッジと記録媒体との相対的な位置関係の変化を検出して、その検出結果に基づいて、記録ヘッドおよび読取りセンサの出力を補正する特別な構成が必要となる。

本発明の目的は、簡単な構成によって、媒体とキャリッジとの相対的な位置関係を高精度に維持することができるキャリッジ装置を提供することにある。

本発明の記録装置は、複数の吐出口からインクを吐出して記録媒体に記録を行う記録ヘッドと、前記記録ヘッドを保持し、第１の方向に沿って移動可能なキャリッジと、前記記録媒体の上面と接触して前記上面の上方への移動を規制する記録媒体規制部と、前記キャリッジの下方への移動を規制するキャリッジ規制部と、前記記録媒体の下面に接触し、前記記録媒体規制部に向けて前記記録媒体を上方へ押圧する押圧手段と、を有し、前記記録ヘッドは、前記キャリッジに保持された状態で、前記キャリッジの移動にともなって前記第１の方向に沿って移動するとともに、前記キャリッジに対して、前記第1の方向に直交する第２の方向に沿って、第１の位置と、前記第１の位置とは異なる第２の位置と、に移動可能であり、前記記録ヘッドは、前記第１の位置にある状態で前記キャリッジが前記第１の方向に沿って移動しているとき、および、前記第２の位置にある状態で前記キャリッジが前記第１の方向に沿って移動しているときに、前記記録媒体への記録を行い、前記キャリッジは、前記キャリッジ規制部の上面に当接する当接部材を有し、前記記録媒体規制部は、下面において前記記録媒体の上面と接触し、前記記録媒体規制部と前記キャリッジ規制部は、同一の部材で形成され、前記当接部材は、前記キャリッジの移動にともなって前記第１の方向に、前記キャリッジ規制部に当接しながら移動可能に構成されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成によって、媒体とキャリッジとの相対的な位置関係を高精度に維持することができる。

本発明の第１の実施形態におけるキャリッジ装置の概略構成図である。図１のキャリッジ装置の斜視図である。図１におけるリフタ部の説明図である。記録媒体の検知用センサの説明図である。キャリッジユニットの分解斜視図である。ヘッドユニットの斜視図である。図１のＶＩＩから見たガイドレールの説明図である。本発明の第２の実施形態におけるキャリッジ装置の斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１から図７は、本発明の第１の実施形態におけるキャリッジ装置１００の説明図である。本例のキャリッジ装置１００は、ヘッドユニット１４の記録ヘッド（図５参照）１２を用いて、シート状の記録媒体Ｐに画像を記録する記録装置に組み込まれており、記録ヘッド１２を主走査方向（矢印Ｘ方向）に往復移動させるように構成されている。矢印Ｘ１が往方向であり、矢印Ｘ２が復方向である。

以下、記録装置の概略構成を説明してから、記録装置の主要部の構成について説明する。

（記録装置の概略構成）
記録装置の本体には、記録媒体Ｐがセットされる載置部６１と、記録動作中に記録媒体Ｐが移動しないように、載置部６１上の記録媒体Ｐを押圧して保持するリフタ部（保持機構）１０が備えられている。記録ヘッド１２は、図５のように、インクタンクＴと一体化されたカートリッジＣとして構成されている。カートリッジＣは、ヘッドホルダ１３と共にヘッドユニット１４を構成し、このヘッドユニット１４は、キャリッジ１５に着脱可能に搭載される。本例の記録ヘッド１２は、複数の吐出口からインクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドであり、記録装置の本体には、このような記録ヘッド１２のためのクリーニング機構およびキャップ機構を含むパージ装置２０（図２参照）が備えられている。また、記録装置の本体には、キャリッジ１５を主走査方向に移動させるためのキャリッジ駆動部３０が備えられている。図１のように、キャリッジガイド部材３５のガイド面４０は、キャリッジ１５のガイド面１５Ａに当接して、そのキャリッジ１５を図２中の矢印Ｘの主走査方向に沿って移動自在にガイドする。リフタ部１０は、記録媒体Ｐの載置部６１の一部を構成するリフターベース６６を含む。リフターベース６６に隣接する規制部６５には規制面（第２規制面）が形成されており、その規制面によって、記録媒体Ｐのセット時に、主走査方向と交差（本例の場合は、直交）する副走査方向（矢印Ｙ方向）における記録媒体Ｐの縁部の位置を規制する。図２中の制御部５０は、記録装置における各機能部の動作を制御する。

（載置部）
記録媒体Ｐが載置されるリフターベース６６は、ユーザーによって手動操作される把手レバー、および付勢部材６９によって、記録ヘッド１２の記録面と直交する方向に移動可能である。リフターベース６６は、記録媒体Ｐのセット位置（下方位置）と、記録媒体Ｐに画像を記録可能な位置（上方位置）と、の間において上下動される。把手レバーの操作位置を角度センサによって検知することにより、リフターベース６６の移動位置が判定される。記録装置の本体には、リフターベース６６が上方位置にあるときに記録媒体Ｐの一部と当接可能なセンサ２（図４参照）が備えられている。このセンサ２によって、画像の記録位置における記録媒体Ｐの有無が検知される。このような検知のための構成は特定されず、画像の記録位置における記録媒体Ｐが検知できればよい。

記録装置の本体（筐体）に設けられた規制部６４には規制面（第２規制面）が形成されており、その規制面によって、記録媒体Ｐのセット時に、矢印Ｘの主走査方向における記録媒体Ｐの縁部の位置を規制する。規制部６４，６５は、キャリッジガイド部材３５と同一部材によって構成されている。

リフタ部１０のリフターベース６６は、記録動作中に記録媒体Ｐが移動しないように、付勢部材６９の付勢力によって、記録媒体Ｐの記録面に対して直交する方向（本例の場合は、垂直方向）から、記録媒体Ｐを規制部材（第１規制部材）６３に押圧する。規制部材６３は、記録装置の本体（筐体）に設けられている。リフターベース６６は、記録媒体Ｐの厚みの如何に拘わらず、図１のように、一定の押圧力によって記録媒体Ｐを規制部材６３の下面（一方の面）に押し付ける。つまり、規制部材６３とリフターベース６６とによって、記録媒体Ｐの上下方向の位置が規制される。このようなリフタ部１０によって、記録動作中に、記録媒体Ｐが定位置に固定される。

制御部５０は、角度センサとセンサ２の検知結果に基づいて、記録媒体Ｐが記録可能な待機状態にあることを検知して、次の動作の準備を行う。本例において、記録媒体Ｐのセットはユーザーによる手作業である。しかし、記録媒体Ｐの自動供給装置を用いて、記録媒体Ｐを自動的にセットするように構成することもできる。

（パージ装置）
パージ装置２０は、記録ヘッド１２が待機状態にあるときに、記録ヘッド１２の吐出口におけるインクの固着を抑制するために、記録ヘッド１２における吐出口の形成面（吐出口形成面）をキャッピングするためのキャップ８を含む。このパージ装置２０には、記録ヘッド１２の吐出口形成面をクリーニングするためのクリーニング機構も備えられている。記録ヘッド１２がパージ装置２０と対向する待機位置に移動する過程において、クリーニングブレード６が記録ヘッド１２の吐出口形成面に摺接して、その吐出口形成面に付着したインクなどの異物を拭き取る。

（キャリッジの駆動部）
本例におけるキャリッジ１５の駆動部３０は、駆動源としてのＤＣモータ７１と、その駆動力をキャリッジ１５に伝達する駆動ベルト７２と、を含み、モータ７１の回転方向に応じて、キャリッジ１５を矢印Ｘの主走査方向に往復移動させる。モータ７１は、ステッピングモータなどであってもよい。本例の記録ヘッド１２は、前述したように、インクタンクＴを含むカートリッジＣとして構成されており、このカートリッジＣがヘッドホルダ１３と一体のヘッドユニット１４を構成している。このヘッドユニット１４は、キャリッジ１５に着脱可能に搭載される。ヘッドホルダ１３は、付勢部材１７によって、副走査方向に沿う矢印Ａ１方向に付勢されており、後述するように、キャリッジ１５内において矢印Ａ１，Ａ２方向に往復移動されて、その副走査方向における位置が規制される。

記録ヘッド１２を含むカートリッジＣには不図示の電気的な導通部が備えられており、また、ヘッドホルダ１３には、カートリッジＣの導通部と電気的に接続される制御基板２２が備えられている。制御基板２２を通して、カートリッジＣの取り付け状況などに関する情報が制御部５０に伝えられる。

記録動作中における記録ヘッド１２の姿勢を安定させるために、ヘッドホルダ１３は、カートリッジＣを下方に押圧する押さえ部材７３が備えられている。押さえ部材７３は、ヘッドホルダ１３の支持部１３Ａを中心として回動可能であり、図６のように、ネジ７５の締め付けによってカートリッジＣを下方に押圧する。ネジ７５の代わりに、ヘッドホルダ１３に係合する爪、または付勢部材によって押圧する構成などを用いることもできる。

（キャリッジのガイド機構）
キャリッジ１５は、主走査方向（矢印Ｘ方向）に往復動作される際に、副走査方向（矢印Ｙ方向）における位置と、記録媒体Ｐが規制される方向（上下方向）における位置と、が規制される。キャリッジ１５の副走査方向の位置は、図１のように、ガイド部材（第２規制部材）３５のガイド面４０と、キャリッジ１５のガイド面１５Ａと、の当接により規制される。また、キャリッジ１５の上下方向の位置は、図１のように、規制部材６３（第１規制部材）の上面（他方の面）とキャリッジ１５の下向きの当接部１２０との当接、および規制部材６３の下面とキャリッジ１５の上向きの当接部１２１との当接によって規制される。規制部材６３は、その下面（第１規制面）によって記録媒体Ｐの上面の位置を規制する部材として機能すると共に、その上下面（第１ガイド面）によってキャリッジ１５の移動をガイドする部材として機能する。つまり、前者の機能をもつ部材と、後者の機能をもつ部材と、が同一の規制部材６３によって構成されていることになる。

また、キャリッジ１５の位置を規制するガイド面（第２ガイド面）４０、および記録媒体Ｐの縁部の位置を規制する規制部６４，６５は、ガイド部材３５と同一部材によって一体的に設けることができる。このように、規制部材６３およびガイド部材３５のそれぞれによって、キャリッジ１５と記録媒体Ｐの位置を規制することにより、それらの位置関係を正確に設定することができる。この結果、記録媒体Ｐに対する画像の記録精度を高めることができる。キャリッジ１５と記録媒体Ｐの位置を規制する部材として、規制部材６３およびガイド部材３５の一方を備えてもよい。また、規制部材６３は、記録媒体Pの上面の位置を規制すると共に、記録媒体Pの複数の縁部のうちの少なくとも一辺の位置を規制するように構成してもよい。

また図１のように、規制部材６３の上下面によって位置が規制されるキャリッジ１５の当接部１２０，１２１は、キャリッジ１５における図１中の右側部分に位置する。つまり、規制部材６３は、キャリッジ１５の重心から外れた部分をガイドし、キャリッジ１５の重心は、当接部１２０，１２１よりも図１中の左方に位置する。したがって、キャリッジ１５には、図１中左回転方向、つまり記録媒体Ｐに接近する方向の回転モーメントが生じる。また、キャリッジ１５の重心は、規制部材６３と当接部１２０，１２１との接触位置よりも上方に位置する。したがって規制部材６３は、その上下面によって、キャリッジ１５の回転止め機能と、キャリッジ１５のガイド機能と、を果たすことになる。つまり、規制部材６３は、キャリッジ１５の位置を規制するキャリッジ規制部としての機能を果たす。さらに規制部材６３は、その下面によって、記録媒体Ｐの位置を規制する媒体規制部としての機能を果たす。つまり規制部材６３は、キャリッジ１５に関しては、図１中上下方向の位置と記録媒体Ｐに対する平行度とを規定し、記録媒体Ｐに関しては、その記録面の図１中上下方向の位置を規定する。また、キャリッジ１５に生じる回転モーメントによって、キャリッジ１５と記録媒体Ｐとの対向間隔、ひいては記録ヘッド１２と記録媒体Ｐとの対向間隔がより確実に所期の間隔に維持される。これらの結果、キャリッジ１５と記録媒体Ｐとの相対的な位置関係、ひいては記録ヘッド１２と記録媒体Ｐとの位置関係を正確に維持して、画像の記録精度を高めることができる。

（記録動作）
キャリッジ１５がカートリッジＣと共に主走査方向に移動しつつ、記録ヘッド１２が画像データに基づいて吐出口からインクを吐出することにより、規制部材６３に明けられた窓部（開口部）６３Ａを通して、記録媒体Ｐ上に画像が記録される。キャリッジ１５の移動位置は、リニアエンコーダを用いて検出される。そのリニアエンコーダは、記録装置の本体に備えられてキャリッジ１５の移動方向に延在するスケールと、キャリッジ１５に備えられる光学式などの検出部と、を含む。このようなリニアエンコーダの代わりに、ロータリーエンコーダーまたは透過型センサなどを用いてもよく、またモータ７１としてステッピングモータを用いてもよい。

（記録ヘッドの移動経路の切り換え機構）
本例の記録装置は、規制部材６３の窓部６３Ａに対応する記録媒体Ｐの１インチ幅の記録領域に、バーコードおよび関連文字などの画像を記録することができる。また、本例における記録ヘッド１２の１走査当たりの記録幅は０．５インチであり、記録媒体Ｐの１インチ幅の記録領域に対して、記録ヘッド１２の１回の往復走査によって画像を記録することができる。

本例の記録装置は、このように記録ヘッド１２の１回の往復走査によって画像を記録するために、往走査時と、その後の復走査時と、において、記録ヘッド１２の移動経路を切り換える。付勢部材１７によって矢印Ａ１方向に付勢されるヘッドホルダ１３には、当接部１６が設けられている。この当接部１６は、キャリッジ１５の移動方向に応じて、ガイドレール９０における２つのレール部９０Ａ，９０Ｂ（図１参照）によって選択的にガイドされる。レール部９０Ａ，１０Ｂはそれぞれ矢印Ｘの主走査方向に延在し、レール部９０Ａは、レール部９０Ｂよりも矢印Ｙ方向の上流側（図１中の右側）に位置する。レール部９０Ａ，９０Ｂの図７中左側の端部同士の間、および、それらの同図中右側の端部同士の間のそれぞれには、ガイド切り換え部９０Ｃが備えられている。図７においては、同図中左側のガイド切り換え部９０Ｃのみを示す。

まず、ヘッドホルダ１３の当接部１６がレール部９０Ａにガイドされつつ、キャリッジ１５が矢印Ｘ１の往方向に移動することにより、記録ヘッド１２が往走査によって画像を記録する。その後、ヘッドホルダ１３の当接部１６は、図７中左側のガイド切り換え部９０Ｃの傾斜部を通ることにより、付勢部材１７の付勢力に抗して、ヘッドホルダ１３と共に矢印Ａ２方向に移動されて、レール部９０Ｂにガイドされる位置に切り換えられる。その後、ヘッドホルダ１３の当接部１６がレール部９０Ｂにガイドされつつ、キャリッジ１５が矢印Ｘ２の復方向に移動することにより、記録ヘッド１２が復走査によって画像を記録する。そして、この副走査による画像の記録終了後、ヘッドホルダ１３の当接部１６は、図７中右側の不図示のガイド切り換え部９０Ｃの傾斜部を通ることにより、付勢部材１７の付勢力によって、ヘッドホルダ１３と共に矢印Ａ１方向に移動される。これにより、ヘッドホルダ１３の当接部１６は、レール部９０Ａにガイドされる位置に切り換えられる。このように、キャリッジ１５の移動方向に応じて、ヘッドホルダ１３と共に記録ヘッド１２が矢印Ａ１，Ａ２方向に移動することにより、記録媒体Ｐの１インチ幅の記録領域に対して、記録ヘッド１２の１回の往復走査によって画像を記録することができる。画像が記録された記録媒体Ｐは，ユーザーによって矢印Ｙ方向に取り出される。

このような画像の記録動作が終了した記録ヘッド１２は、吐出口形成面のクリーニング、および吐出口のキャッピングなどを行うための待機位置に位置するように、図７中右側の不図示のガイド切り換え部９０Ｃに沿って矢印Ｘ２方向に移動する。

（記録ヘッドの清掃機構）
記録ヘッド１２が待機位置に戻る直前に、記録ヘッド１２の吐出口形成面にパージ装置２０のクリーニングブレード６が当接し、吐出口形成面上の残留インクを拭き取る。その後、待機位置にてキャリッジ１５が停止し、吐出口形成面がキャップ８によりキャッピングされる。

（第２の実施形態）
本実施形態のキャリッジ装置１００は、図８のように、画像の読取りセンサ１１０を用いて、記録媒体Ｐに記録された画像を読み取る読取装置に組み込まれている。読取りセンサ１１０は、前述した実施形態と同様に構成されたキャリッジ１５に搭載されており、矢印Ｘの主走査方向に移動されることにより、記録媒体Ｐに記録された画像を読み取る。読取りセンサ１１０は、キャリッジ１５によって、前述した実施形態における記録ヘッド１２と同様に移動されて、１回の往復走査によって画像を読み取る構成であってもよい。また、読取りセンサ１１０は、１回の往走査または１回の復走査によって画像を読み取る構成であってもよい。

（他の実施形態）
本発明は、記録装置および読取り装置に組み込まれるキャリッジ装置のみに限定されず、種々の媒体に対して所定の処理が可能な処理部を搭載可能なキャリッジを備えるキャリッジ装置に対して、広く適用することができる。また、本発明は、このようなキャリッジ装置を備える記録装置および読取り装置等、キャリッジに搭載される処理部に応じた機能をもつ装置に対しても適用可能である。

１２記録ヘッド（処理部）
１５キャリッジ
３５ガイド部材（第２規制部材）
４０ガイド面
６３規制部材（第１規制部材）
６４，６５規制部
１２０，１２１当接部
Ｐ記録媒体（媒体）

Claims

複数の吐出口からインクを吐出して記録媒体に記録を行う記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを保持し、第１の方向に沿って移動可能なキャリッジと、
前記記録媒体の上面と接触して前記上面の上方への移動を規制する記録媒体規制部と、
前記キャリッジの下方への移動を規制するキャリッジ規制部と、
前記記録媒体の下面に接触し、前記記録媒体規制部に向けて前記記録媒体を上方へ押圧する押圧手段と、を有し、
前記記録ヘッドは、前記キャリッジに保持された状態で、前記キャリッジの移動にともなって前記第１の方向に沿って移動するとともに、前記キャリッジに対して、前記第1の方向に直交する第２の方向に沿って、第１の位置と、前記第１の位置とは異なる第２の位置と、に移動可能であり、
前記記録ヘッドは、前記第１の位置にある状態で前記キャリッジが前記第１の方向に沿って移動しているとき、および、前記第２の位置にある状態で前記キャリッジが前記第１の方向に沿って移動しているときに、前記記録媒体への記録を行い、
前記キャリッジは、前記キャリッジ規制部の上面に当接する当接部材を有し、
前記記録媒体規制部は、下面において前記記録媒体の上面と接触し、
前記記録媒体規制部と前記キャリッジ規制部は、同一の部材で形成され、
前記当接部材は、前記キャリッジの移動にともなって前記第１の方向に、前記キャリッジ規制部に当接しながら移動可能に構成されている、
ことを特徴とする記録装置。
前記キャリッジは、前記キャリッジの移動をガイドするガイド手段を有することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記ガイド手段は、前記ガイド手段の重心位置により発生するモーメントによって前記キャリッジ規制部と接触することを特徴とする請求項２に記載の記録装置。