JP7054041B2 - ヘッド移動機構及び印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヘッド移動機構及び印刷装置に関する。

従来より、複数の印刷ヘッドから、色の異なるインクを各々記録媒体に吐出して画像を記録する印刷装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる印刷装置において、記録媒体は、張力が印加された状態で円柱状のプラテンドラムに巻き掛けられ、プラテンドラムの表面（曲面）によって支持されている。また、各印刷ヘッドは、プラテンドラムの表面に対して垂直な方向に移動するように構成されている。すなわち、第１の印刷ヘッドの移動方向を第１方向とすると、第１の印刷ヘッドに隣接する第２の印刷ヘッドの移動方向は、第１方向とは異なる第２方向となる。

近年においては、このように異なる方向に移動する複数の印刷ヘッドを、１つのカムを用いて移動させる機構が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載された機構は、１つのカムの回動で２つのカムフォロアを上下移動させることにより、各カムフォロアに接続された印刷ヘッドを各々異なる方向に移動させるものである。かかる機構を採用すると、印刷ヘッド毎に別々にカムやヘッド移動機構を設ける必要がなくなるため、装置の小型化及び低コスト化を図ることができ、カムの個体差に起因して印刷ヘッドの位置決め誤差が生じるのを防止できる、とされている。

特開２０１１－６７９６４号公報 特許第６００８０９１号公報

しかし、特許文献２に記載されたような機構を採用すると、１つのカムの外周面に２つのカムフォロアが接触することから、使用の繰り返しに伴ってカムやカムフォロアが摩耗してしまうという問題があった。カム及びカムフォロアの摩耗が進行すると、印刷ヘッドの位置が徐々に変化し、印刷ヘッドの先端にあるノズルが記録媒体に接触し、記録された画像が損なわれたりノズルが損傷したりする虞があった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、複数の印刷ヘッドを移動させるヘッド移動機構において、カムやカムフォロアの摩耗を抑制することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係るヘッド移動機構は、第１方向に第１印刷ヘッドを移動可能に保持する第１保持部と、第１方向に対して傾斜した第２方向に第２印刷ヘッドを移動可能に保持する第２保持部と、第１印刷ヘッド及び第２印刷ヘッドを移動させるための駆動力を発生するアクチュエータと、アクチュエータの駆動力を受けてカム軸を中心に回動するカムと、第１保持部に取り付けられる第１カムフォロアと、第２保持部に取り付けられる第２カムフォロアと、を備えるものであって、第１カムフォロアには、カムに接触する第１軸受が取り付けられており、第２カムフォロアは、第１カムフォロアに接触するか又は連動部材を介して第１カムフォロアに連動するように構成されるとともに、第１カムフォロアに対して変位可能に構成されており、カムの回動により、カムに接触する第１軸受が回動するとともに第１カムフォロアがカム軸に対して変位し、これにより第１印刷ヘッドが第１方向に移動する一方、第１カムフォロアに接触又は連動する第２カムフォロアがカム軸及び第１カムフォロアに対して変位し、これにより第２印刷ヘッドが第２方向に移動するものである。

かかる構成を採用すると、カムの回動により第１カムフォロアを変位させて第１印刷ヘッドを移動させる際に、カムを第１軸受に接触させることができる。また、第２カムフォロアを変位させて第２印刷ヘッドを移動させる際に、第２カムフォロアを第１カムフォロアに接触又は連動させることができる。従って、カムと、第１カムフォロア及び第２カムフォロアと、が直接的に接触するのを防ぐことができるので、カム、第１カムフォロア及び第２カムフォロアの摩耗を抑制することができる。

本発明に係るヘッド移動機構において、第１カムフォロア及び第２カムフォロアの少なくとも何れか一方に、第２カムフォロアの第１カムフォロアへの連動と、第２カムフォロアの第１カムフォロアに対する変位と、を実現させる平面部を設けることができる。かかる場合において、平面部を含む仮想平面を、第１方向と平行な第１直線と第２方向と平行な第２直線とがなす角を二等分する直線を含む仮想平面に直交させることができる。

かかる構成を採用すると、カムの回動に伴う第１カムフォロア（第１印刷ヘッド）の第１方向における移動距離と第２カムフォロア（第２印刷ヘッド）の第２方向における移動距離とを同一にすることができる。

本発明に係るヘッド移動機構において、第１カムフォロア及び第２カムフォロアの一方に、連動部材としての第２軸受を取り付け、第１カムフォロア及び第２カムフォロアの他方に、第２軸受に接触する平面部を設けることができる。

かかる構成を採用すると、第１カムフォロア（第２カムフォロア）に取り付けられた第２軸受（連動部材）と、第２カムフォロア（第１カムフォロア）に設けられた平面部と、を接触させることにより、第２カムフォロアを第１カムフォロアに連動させ、かつ、第２カムフォロアを第１カムフォロアに対して変位させることができる。

また、本発明に係る印刷装置は、回動自在に設けられるローラーと、ローラーの表面に巻き掛けられる記録媒体に対し第１方向から第１液体を吐出する第１印刷ヘッドと、ローラーの表面に巻き掛けられる記録媒体に対し第２方向から第２液体を吐出する第２印刷ヘッドと、第１方向に第１印刷ヘッドを移動させる一方、第２方向に第２印刷ヘッドを移動させる、既に述べたヘッド移動機構と、を備えるものである。ここで、第１方向及び第２方向を、ローラーの回動軸から放射状に延びる方向とすることができる。

本発明の実施形態に係るヘッド移動機構を装備する印刷装置のレイアウトを示す平面図（上側から見た図）。 本発明の実施形態に係るヘッド移動機構を装備する印刷装置の全体構成を示す正面図（前側から見た図）。 本発明の実施形態に係るヘッド移動機構を前側から見た場合の斜視図。 本発明の実施形態に係るヘッド移動機構の一部を後側から見た場合の部分拡大斜視図。 本発明の実施形態に係るヘッド移動機構の背面図（後側から見た図）。 本発明の実施形態に係るヘッド移動機構の第２カムフォロアの平面部の配置を説明するための図。 本発明の実施形態に係るヘッド移動機構の動作を示す図。 本発明の実施形態に係るヘッド移動機構の変形例を示す部分拡大斜視図。

以下、本発明に係るヘッド移動機構の実施形態について、図を参照して説明する。なお、本発明は、かかる実施形態によって制約されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るヘッド移動機構を装備する印刷装置１のレイアウトを示す平面図である。また、図２は、図１に示す印刷装置１の全体構成を説明するための正面図である。印刷装置１では、装置の前側に繰出部２、プロセス部３及び巻取部４が左右方向に配列されるとともに、プロセス部３の後側にメンテナンス部５が配置され、プロセス部３のプロセスユニット３Ｕが一体的にメンテナンス部５に対して移動自在となっている。なお、これらの図面及び後に説明する図面では、印刷装置１の左右方向Ｘ、前後方向Ｙ及び鉛直方向Ｚに対応した三次元の座標系を採用している。

図２に示すように、印刷装置１では、繰出部２及び巻取部４は各々繰出軸２０及び巻取軸４０を有している。そして、繰出部２及び巻取部４にシートＳ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経路Ｐｃに沿ってシートＳが繰出部２からプロセス部３に搬送されてプロセスユニット３Ｕによる印刷処理を受けた後、巻取部４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２の紙面において時計回りに回動することで、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。ちなみに、シートＳは、繰出軸２０に着脱自在な図示していない芯管を介して繰出軸２０に巻き付けられている。従って、繰出軸２０のシートＳが使い切られた際には、ロール状のシートＳが巻き付けられた新たな芯管を繰出軸２０に装着して、繰出軸２０のシートＳを取り換えることができるようになっている。なお、図２中の符号Ｓｅは、従動ローラー２１と前駆動ローラー３１の間でシートＳの幅方向への端を検出するエッジセンサーである。

プロセス部３は、繰出部２から繰り出されたシートＳをプラテンドラム３０で支持しつつ、プラテンドラム３０の外周面に沿って配置されたプロセスユニット３Ｕにより処理を適宜行って、シートＳに画像を印刷するものである。プロセス部３では、プラテンドラム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がプラテンドラム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を裏面側から巻き掛ける。そして、前駆動ローラー３１は図２の紙面において時計回りに回動することで、繰出部２から繰り出されたシートＳを搬送経路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。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の表面に当接しており、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の搬送を確実に行うことができる。

プラテンドラム３０は、図示していない支持機構によりＹ方向に延びる回動軸３０１周りに回動自在に支持された円筒形状のドラムであり、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を裏面側から巻き掛ける。このプラテンドラム３０は、シートＳとの間の摩擦力を受けてシートＳの搬送方向Ｄｓに従動回動しつつ、シートＳを裏面側から支持するものである。ちなみに、プロセス部３では、プラテンドラム３０への巻き掛け部の両側でシートＳを折り返す従動ローラー３３、３４が設けられている。これらのうち従動ローラー３３は、前駆動ローラー３１とプラテンドラム３０の間でシートＳの表面を巻き掛けて、シートＳを折り返す。一方、従動ローラー３４は、プラテンドラム３０と後駆動ローラー３２の間でシートＳの表面を巻き掛けて、シートＳを折り返す。このように、プラテンドラム３０に対して搬送方向Ｄｓの上・下流側各々でシートＳを折り返すことで、プラテンドラム３０へのシートＳの巻き掛け部を長く確保することができる。

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、プラテンドラム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を裏面側から巻き掛ける。そして、後駆動ローラー３２は図２の紙面において時計回りに回動することで、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の表面に当接しており、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、プラテンドラム３０の外周面に支持される。そして、プロセス部３では、プラテンドラム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、プロセスユニット３Ｕが設けられている。プロセスユニット３Ｕは、前後一対に設けられた前面プレート３５ａ及び背面プレート３５ｂ（図３参照）を有している。各プレート３５ａ、３５ｂは、プラテンドラム３０の外周面に沿った円弧形状を有しており、図示していない連結部材により相互に連結されてユニットフレームを構成している。そして、このユニットフレームに対し、以下に説明するようにプロセスユニット３Ｕの構成要素（印刷ヘッド３６ａ～３６ｅ、ＵＶランプ３７ａ、３７ｂ、ヘッド移動機構）が装着されている。

イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックに対応する４個の印刷ヘッド３６ａ～３６ｄが、この色順で搬送方向Ｄｓに並ぶ。より詳しくは、これら４個の印刷ヘッド３６ａ～３６ｄはプラテンドラム３０の回動軸３０１から放射状に配置されている。また、印刷ヘッド３６ａ～３６ｄのうち搬送方向Ｄｓの上流側に配置される２個の印刷ヘッド３６ａ、３６ｂは１つのヘッド移動機構により移動されてプラテンドラム３０に巻き掛けられるシートＳに対して位置決めされる。また、下流側に配置される２つの印刷ヘッド３６ｃ、３６ｄも別のヘッド移動機構により移動されてプラテンドラム３０に巻き掛けられるシートＳに対して位置決めされる。そして、これらの２つのヘッド移動機構で４個の印刷ヘッド３６ａ～３６ｄを移動して位置決めすることで印刷ヘッド３６ａ～３６ｄのノズル先端（インクの吐出口）とシートＳとの距離、いわゆるペーパーギャップを適正な値に設定することが可能となっている。このように、ペーパーギャップが調整された状態でプラテンドラム３０の外周部に巻き掛けられるシートＳに対して各印刷ヘッド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を形成される。ヘッド移動機構の構成及び動作については、後に詳述する。

印刷ヘッド３６ａ～３６ｄで使用するインクや記録液等の液体としては、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、プロセスユニット３Ｕでは、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が設けられている。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。複数の印刷ヘッド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は比較的弱い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、複数の印刷ヘッド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より強い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、複数の印刷ヘッド３６ａ～３６ｄが形成したカラー画像をシートＳ表面に定着させることができる。

さらに、ＵＶランプ３７ｂに対して搬送方向Ｄｓの下流側には、印刷ヘッド３６ｅが設けられている。印刷ヘッド３６ｅは、プラテンドラム３０に巻き掛けられたシート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色分の印刷ヘッド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。なお、印刷ヘッド３６ｅについては、既に述べたヘッド移動機構とは別のヘッド移動機構により単独で移動され位置決めされてペーパーギャップが適正な値に設定される。

このように印刷ヘッド３６ａ～３６ｅ、ＵＶランプ３７ａ、３７ｂ及びヘッド移動機構がユニットフレームに装着されてプロセスユニット３Ｕが構成されている。そして、通常動作、つまり印刷処理を行う際には、図１に実線で示すように繰出部２及び巻取部４の間に位置決めされる。一方、プロセスユニット３Ｕのメンテナンス動作、例えば印刷ヘッド３６ａ～３６ｅに対するワイピング処理、キャッピング処理等を行う際には、図１に１点鎖線で示すように、プロセスユニット３Ｕは図示していないスライド駆動機構によりメンテナンス部５に移動される。

図２に戻ってプロセス部３及び巻取部４の構成説明を続ける。プロセス部３では、印刷ヘッド３６ｅに対して搬送方向Ｄｓの下流側には、ＵＶランプ３８が設けられている。ＵＶランプ３８は強い紫外線を照射することで、印刷ヘッド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。

プロセス部３によりカラー画像の形成されたシートＳは、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の他に、巻取軸４０と後駆動ローラー３２の間でシートＳを裏面側から巻き掛ける従動ローラー４１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の端を巻き取って支持する。つまり、巻取軸４０が図２の紙面において時計回りに回動すると、後駆動ローラー３２から搬送されてきたシートＳが従動ローラー４１を経由して巻取軸４０に巻き取られる。ちなみに、シートＳは、巻取軸４０に着脱自在な図示していない芯管を介して巻取軸４０に巻き取られる。従って、巻取軸４０に巻き取られたシートＳが満杯になった際には、芯管ごとシートＳを取り外すことが可能となっている。

次に、プロセスユニット３Ｕに装備されるヘッド移動機構（２個の印刷ヘッドを移動させるヘッド移動機構）の構成について、図３～図６を参照しつつ詳述する。

図３は、２個の印刷ヘッド及びこれら印刷ヘッドを移動して位置決めするヘッド移動機構の構成を前側から見た場合の斜視図である。また、図４は、図３に示すヘッド移動機構の一部を後側から見た場合の拡大斜視図であり、図５は、図３に示すヘッド移動機構を後側から見た図である。さらに、図６は、ヘッド移動機構の右側カムフォロア６３ｄの平面部６３ｅの配置を説明するための図である。なお、これらの図面では、印刷ヘッド３６ｃ、３６ｄを駆動するヘッド移動機構６のみを示しており、その他の構成の図示を省略している。そして、以下においては、これらの図を参照しつつヘッド移動機構６の構成及び動作について説明するが、印刷ヘッド３６ａ、３６ｂを移動させるヘッド移動機構も同様であるため、その構成及び動作の説明は省略する。

ヘッド移動機構６は、印刷ヘッド３６ｃにより印刷を行う位置（マゼンタインクの着弾位置）でのプラテンドラム３０の接線に対して垂直な方向（つまりプラテンドラム３０の回動軸３０１から上記着弾位置を通過する放射方向）を第１方向Ｄ１とし、印刷ヘッド３６ｃを第１方向Ｄ１に移動させて位置決めする。また、これと同時に、印刷ヘッド３６ｄにより印刷を行う位置（ブラックインクの着弾位置）でのプラテンドラム３０の接線に対して垂直な方向（つまりプラテンドラム３０の回動軸３０１から上記着弾位置を通過する放射方向）を第２方向Ｄ２とし、印刷ヘッド３６ｄを第２方向Ｄ２に移動させて位置決めする。このように、本実施形態では、両印刷ヘッド３６ｃ、３６ｄの移動方向Ｄ１、Ｄ２は互いに角度θ（図５参照）だけ傾斜しており、ヘッド移動機構６は当該角度関係を維持しながら両印刷ヘッド３６ｃ、３６ｄを移動させて位置決めする機能を有している。

ヘッド移動機構６は、印刷ヘッド３６ｃを保持するためのホルダ６１ｃを有している。ホルダ６１ｃは、前ホルダ部材６１１、後ホルダ部材６１２及び両ホルダ部材６１１、６１２を連結する連結プレート６１３を有しており、後ホルダ部材６１２に設けられる開口部６１４を介して印刷ヘッド３６ｃを（－Ｙ）方向からホルダ６１ｃに対して挿脱自在となっている。

前ホルダ部材６１１の前面及び後ホルダ部材６１２の後面にはリニアガイド６２が第１方向Ｄ１に延設されており、これら２つのリニアガイド６２により前面プレート３５ａ及び背面プレート３５ｂに対してホルダ６１ｃが第１方向Ｄ１に移動自在に構成されている。より詳しくは、図３に示すように、前ホルダ部材６１１の前面に対し、第１方向Ｄ１に延びる直線状のレール６２１が固定されるとともにレール６２１に沿って２つのスライダー６２２、６２２が第１方向Ｄ１にスライド自在に取り付けられている。そして、これら２つのスライダー６２２、６２２が前面プレート３５ａの後面に固定されている。また、後ホルダ部材６１２の後面に対しても、前ホルダ部材６１１と同様に構成されたリニアガイド６２が取り付けられ、リニアガイド６２のスライダー６２２、６２２が背面プレート３５ｂの前面に固定されている。こうして、ホルダ６１ｃに前後２個のリニアガイド６２、６２を設けたことで、印刷ヘッド３６ｃを保持したままホルダ６１ｃが第１方向Ｄ１に移動自在となっている。

また、ヘッド移動機構６においては、印刷ヘッド３６ｄを保持するためのホルダ６１ｄが、ホルダ６１ｃから搬送方向Ｄｓの下流側に所定距離だけ離間して設けられている。ホルダ６１ｄは、ホルダ６１ｃと同様に、前ホルダ部材６１１、後ホルダ部材６１２及び連結プレート６１３を有しており、後ホルダ部材６１２に設けられる開口部６１４を介して印刷ヘッド３６ｄをホルダ６１ｄに対して挿脱自在となっている。

また、前ホルダ部材６１１の前面及び後ホルダ部材６１２の後面には、リニアガイド６２が第２方向Ｄ２に延設されており、これら２つのリニアガイド６２により前面プレート３５ａ及び背面プレート３５ｂに対してホルダ６１ｄが第２方向Ｄ２に移動自在に構成されている。なお、ホルダ６１ｄに設けられるリニアガイド６２の構成は、レール６２１の延設方向が異なる点を除き、ホルダ６１ｃに設けられるリニアガイド６２と同一である。そのため、ここでは同一符号を付して詳しい説明を省略する。

ホルダ６１ｃを構成する前ホルダ部材６１１には、左側カムフォロア６３ｃの一方端部（左側端部）が固定され、他方端部（右側端部）がホルダ６１ｄに向けて右側、つまり（－Ｘ）方向側に延設され、両前ホルダ部材６１１の略中間位置まで延設されている。左側カムフォロア６３ｃの他方端部では、図４に示すように、後側部分が若干切り欠かれて薄肉部に仕上げられるとともに、その薄肉部の後側方向、つまり（－Ｙ）方向には、第１軸受６４ｃが左側カムフォロア６３ｃに回動自在に取り付けられている。第１軸受６４ｃは、後述するカム６５に接触するものであり、その回動軸は、カム６５の回動軸であるカム軸６６と平行とされている。また、左側カムフォロア６３ｃの第１軸受６４ｃのさらに他方端部寄りには、連動部材としての第２軸受６４ｄが回動自在に取り付けられている。第２軸受６４ｄは、後述する右側カムフォロア６３ｄの平面部６３ｅが接触するものであり、その回動軸は、カム６５の回動軸であるカム軸６６と平行とされている。

ホルダ６１ｄを構成する前ホルダ部材６１１には、右側カムフォロア６３ｄの一方端部（右側端部）が固定され、他方端部（左側端部）がホルダ６１ｃに向けて左側、つまり（＋Ｘ）方向側に延設され、両前ホルダ部材６１１の略中間位置まで延設されている。右側カムフォロア６３ｄは、左側カムフォロア６３ｃに取り付けられた第２軸受６４ｄ（連動部材）を介して左側カムフォロア６３ｃに連動するように構成されるとともに、左側カムフォロア６３ｃに対して左右方向に変位可能に構成されている。右側カムフォロア６３ｄの他方端部には、第２軸受６４ｄに接触する平面部６３ｅが設けられている。平面部６３ｅは、右側カムフォロア６３ｄの左側カムフォロア６３ｃへの連動と、右側カムフォロア６３ｄの左側カムフォロア６３ｃに対する変位と、を実現させるものである。

ホルダ６１ｃ、６１ｄの間には、カム６５が回動自在に配置されている。カム６５は、左側カムフォロア６３ｃに取り付けられた第１軸受６４ｃに接触する一方、第２軸受６４ｄには接触しないように配置されている。カム６５の外周面が第１軸受６４ｃの外周面に当接することにより、左側カムフォロア６３ｃの他方端部が支持される。また、左側カムフォロア６３ｃに取り付けられた第２軸受６４ｄの外周面が右側カムフォロア６３ｄの平面部６３ｅに当接することにより、右側カムフォロア６３ｄの他方端部が支持される。すなわち、カム６５によって、間接的に両カムフォロア６３ｃ、６３ｄの他方端部が支持されることとなる。

カム６５は、カムフォロア６３ｃ、６３ｄの厚みよりも若干厚く仕上げられており、前後方向Ｙに延設されたカム軸６６に取り付けられている。カム軸６６は動力伝達部６７を介してモーター等のアクチュエータ６８と連結されており、アクチュエータ６８で発生した駆動力が動力伝達部６７によりカム軸６６に伝達される。これによって、カム軸６６が軸心周りに回動してカム６５も回動する。カム６５の回動により、カム６５に接触する第１軸受６４ｃが回動するとともに左側カムフォロア６３ｃがカム軸６６に対して変位し、これにより印刷ヘッド３６ｃが第１方向Ｄ１に移動する一方、第２軸受６４ｄを介して左側カムフォロア６３ｃに連動する右側カムフォロア６３ｄがカム軸６６及び左側カムフォロア６３ｃに対して変位し、これにより印刷ヘッド３６ｄが第２方向Ｄ２に移動する。

なお、カム６５の外周面は、次の動作説明で詳述するように、カム軸６６から外周面までの距離が連続的に変化して印刷ノズルを印字位置に位置決めする印字調整領域６５１と、印字調整領域６５１に続いてカム軸６６から外周面までの距離が連続的に変化して印刷ノズルをキャッピング位置に位置決めするキャッピング調整領域６５２と、を有している。本実施形態では、カム軸６６から外周面までの距離は、後述するように印字調整領域６５１では印刷処理に対応した態様で変化する一方、キャッピング調整領域６５２ではキャッピング処理に対応した態様で変化しており、それらの態様は相互に相違している。なお、キャッピング調整領域６５２は、印刷ノズルをワイピング位置に位置決めするワイピング調整領域が含まれる。

ここで、図６を用いて、右側カムフォロア６３ｄの平面部６３ｅの配置について説明する。

平面部６３ｅを含む仮想平面Ｐ１は、第１方向Ｄ１と平行な第１直線と第２方向Ｄ２と平行な第２直線とがなす角θを二等分する直線を含む仮想平面Ｐ２に直交するようになっている。このようにすることにより、カム６５の回動に伴う左側カムフォロア６３ｃ（印刷ヘッド３６ｃ）の第１方向Ｄ１における移動距離Ｌ１と右側カムフォロア６３ｄ（印刷ヘッド３６ｄ）の第２方向Ｄ２における移動距離Ｌ２とを同一にすることができる。平面部６３ｅを含む仮想平面Ｐ１を仮想平面Ｐ２に直交させると、左側カムフォロア６３ｃの移動距離Ｌ１と右側カムフォロア６３ｄの移動距離Ｌ２が等しくなる理由について、図６を用いて以下に説明する。

図６に示すように、カム６５の回動に伴う左側カムフォロア６３ｃの第１方向Ｄ１における移動距離をＬ１とすると、第２軸受６４ｄは、左側カムフォロア６３ｃに同期して第１方向Ｄ１に移動距離Ｌ１だけ移動し、右側カムフォロア６３ｄの平面部６３ｅは、第２軸受６４ｄによって第１方向Ｄ１に移動距離Ｌ１だけ押されることになる。このとき、右側カムフォロア６３ｄはホルダ６１ｄに固定されており、ホルダ６１ｄの移動方向はリニアガイド６２によって第２方向Ｄ２に制限されているため、右側カムフォロア６３ｄは第１方向Ｄ１に移動せず、リニアガイド６２に沿って移動することになるが、その移動距離は、平面部６３ｅに平行な方向の成分と、平面部６３ｅに垂直な方向の成分と、に分解することができる。ここで、平面部６３ｅに垂直な方向と第１方向Ｄ１とのなす角度をαとし、移動距離Ｌ１の平面部６３ｅに垂直な方向の成分をＬ０とすると、Ｌ０とＬ１との関係は以下の式（１）で表される。
Ｌ０＝Ｌ１・ｃｏｓα （１）

また、右側カムフォロア６３ｄの第２方向Ｄ２における移動距離をＬ２とする場合、移動距離Ｌ２は、平面部６３ｅに平行な方向の成分と、平面部６３ｅに垂直な方向の成分と、に分解することができ、平面部６３ｅに垂直な方向の成分は、移動距離Ｌ１の平面部６３ｅに垂直な方向の成分Ｌ０と等しくなる。ここで、平面部６３ｅに垂直な方向と第２方向Ｄ２とのなす角度をβとすると以下の式（２）が成り立ち、式（２）より以下の式（３）が導出される。
ｃｏｓβ＝Ｌ０／Ｌ２ （２）
Ｌ０＝Ｌ２・ｃｏｓβ （３）

式（１）及び式（３）より、左側カムフォロア６３ｃの移動距離Ｌ１と右側カムフォロア６３ｄの移動距離Ｌ２との関係を表す以下の式（４）が導出される。
Ｌ２＝Ｌ１・（ｃｏｓα／ｃｏｓβ） （４）
式（４）より、「α＝β」の場合に「Ｌ２＝Ｌ１」となることがわかる。αとβの和はθであるから、「α＝β＝θ／２」とすることにより、Ｌ２がＬ１と等しくなる。また、Ｌ０は、第１方向Ｄ１と平行な第１直線（Ｌ１）と第２方向Ｄ２と平行な第２直線（Ｌ２）とがなす角度θを角度αと角度βとに分割する直線とも言えるため、「α＝β」の場合、Ｌ０は第１直線と第２直線とがなす角度θを二等分する直線であり、仮想平面Ｐ２と平行である。さらに、Ｌ０は、移動距離Ｌ１の平面部６３ｅに垂直な方向の成分であるため、仮想平面Ｐ１に対して垂直である。従って、「Ｌ２＝Ｌ１」のとき、仮想平面Ｐ１と仮想平面Ｐ２とは直交していると言え、換言すると、平面部６３ｅを含む仮想平面Ｐ１を仮想平面Ｐ２に直交させると、左側カムフォロア６３ｃの移動距離Ｌ１と右側カムフォロア６３ｄの移動距離Ｌ２とが等しくなると言える。

一方、平面部６３ｅを含む仮想平面Ｐ１が仮想平面Ｐ２に直交しない場合には、αとβが異なるため、Ｌ１はＬ２と必ず異なることとなる。例えば、α＞βの場合（但し、０＜α＜９０、０＜β＜９０）には、ｃｏｓα／ｃｏｓβ＜１となるので、Ｌ２＜Ｌ１となる。この場合はＬ２の方がＬ１より小さいので、左側カムフォロア６３ｃの移動距離よりも右側カムフォロア６３ｄの移動距離が縮小することとなる。逆に、α＜βの場合には、ｃｏｓα／ｃｏｓβ＞１となるので、Ｌ２＞Ｌ１となる。この場合はＬ２の方がＬ１より大きいので、左側カムフォロア６３ｃの移動距離よりも右側カムフォロア６３ｄの移動距離が拡大することとなる。２つのヘッド３６ｃ、３６ｄの高さをカム６５でコントロールするには、Ｌ１とＬ２が同じ量でないと、キャップ位置や、クリーニング時のヘッド高さが、ヘッド毎にばらつき、位置精度の管理が難しくなる。従って、Ｌ１とＬ２を同じ量にする必要がある。

次に、上記のように構成されたヘッド移動機構６の動作について、図７を参照しつつ詳述する。

本実施形態では、印刷動作及びメンテナンス動作を行わない間、図７（ａ）に示すように、カム６５の印字調整領域６５１の一方端（キャッピング調整領域６５２から最も離れた位置）が、鉛直方向の最上位置に位置して、左側カムフォロア６３ｃに取り付けられた第１軸受６４ｃと当接する。また、この状態において、左側カムフォロア６３ｃに取り付けられた第２軸受６４ｄに、右側カムフォロア６３ｄの平面部６３ｅが当接する。これによって、印刷ヘッド３６ｃ、３６ｄは、印刷ヘッド３６ｃ、３６ｄのノズル先端がプラテンドラム３０からペーパーギャップよりも長い所定距離だけ離間した位置（ホームポジション）に位置決めされる。

そして、繰出部２及び巻取部４にシートＳ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た状態で印刷処理を実行する際には、装置全体を制御部からの動作指令に応じてアクチュエータ６８がシートＳの厚みに対応した量だけ作動し、図７（ｂ）に示すように、カム６５を紙面において反時計回りに回動させ、カム６５の印字調整領域６５１の中間位置ないし他方端を鉛直方向の最上位置に位置させる。

本実施形態では、カム６５の鉛直方向の上方に第１軸受６４ｃが位置しており、左側カムフォロア６３ｃの重量によってカム６５に押し付けられている。このため、カム６５の外周面上に第１軸受６４ｃが当接し、カム６５の回動に伴って第１軸受６４ｃが回動するとともに左側カムフォロア６３ｃがカム軸６６に対して変位する一方、第２軸受６４ｄを介して左側カムフォロア６３ｃに連動する右側カムフォロア６３ｄがカム軸６６及び左側カムフォロア６３ｃに対して変位する。この結果、左側カムフォロア６３ｃに連結されたホルダ６１ｃが第１方向Ｄ１に下降してホルダ６１ｃに保持される印刷ヘッド３６ｃをシートＳの厚みに応じた印字位置に位置決めする。これによって、印刷ヘッド３６ｃのノズル先端とシートＳとの間隔が所望のペーパーギャップに調整される。また、印刷ヘッド３６ｃの位置決めと並行して、印刷ヘッド３６ｄの位置決めが実行される。つまり、カムフォロア６３ｄに連結されたホルダ６１ｄが第２方向Ｄ２に下降してホルダ６１ｄに保持される印刷ヘッド３６ｄを印字位置に位置決めし、印刷ヘッド３６ｄのノズル先端とシートＳとの間隔を所望のペーパーギャップに調整する。本実施形態では、印字調整領域６５１においては、カム軸６６から外周面までの距離が連続的に変化するため、カム６５の回動角を制御することで各印刷ヘッド３６ｃ、３６ｄを高精度に位置決めすることができ、所望のペーパーギャップを確実に得ることができる。

なお、印刷ヘッド３６ａ、３６ｂについても、印刷ヘッド３６ｃ、３６ｄと同様にしてヘッド移動機構６と同一構成のヘッド移動機構により位置決めされる。また、残りの印刷ヘッド３６ｅについては、別のヘッド移動機構により位置決めされる。

こうして、印刷動作の準備が完了すると、印刷動作が実行されるが、装置の稼働状況に応じてプロセスユニット３Ｕのメンテナンス動作を行う必要がある。このメンテナンス動作では、プロセスユニット３Ｕが全体的に後側、つまり（－Ｙ）方向に移動させられ、メンテナンス部５で種々のメンテナンス処理が実行される。これらのメンテナンス処理のうち、特に印刷ヘッド３６ａ～３６ｅに関連するものとして、例えばキャッピング処理がある。このキャッピング処理は、各印刷ヘッド３６ａ～３６ｅのノズルの目詰まりを防止するために行うものであり、メンテナンス部５には、図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、キャッピング処理を実行するキャッピング機構５１が設けられている。そして、メンテナンス部５に移動されたプロセスユニット３Ｕに対し、次のようにしてキャッピング処理が実行される。

キャッピング機構５１は、各印刷ヘッド３６ａ～３６ｅに対応してキャップ部５２が固定配置されている。そして、プロセスユニット３Ｕがキャッピング機構５１に移動させられると、印刷ヘッド３６ａ～３６ｅがそれぞれに対応して設けられたキャップ部５２の鉛直方向の上方に位置決めされる。なお、図７では、印刷動作と同様に、印刷ヘッド３６ｃ、３６ｄのみを図示しているが、他の印刷ヘッドも基本的に同様である。

キャップ部５２、５２に対する印刷ヘッド３６ｃ、３６ｄの位置決めが完了すると、図７（ｃ）に示すように、制御部からの動作指令に応じてアクチュエータ６８が作動し、カム６５を同図紙面において反時計回りに回動させてカム６５のキャッピング調整領域６５２の中間領域（ワイピング調整領域）を鉛直方向の最上位置に位置させる。このカム６５の回動動作に伴って第１軸受６４ｃが回動するとともに左側カムフォロア６３ｃがカム軸６６に対して変位する一方、左側カムフォロア６３ｃに連動する右側カムフォロア６３ｄがカム軸６６及び左側カムフォロア６３ｃに対して変位し、この結果、カムフォロア６３ｃ、６３ｄにより連結されたホルダ６１ｃ、６１ｄが各々第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に移動する。この結果、印刷ヘッド３６ｃ、３６ｄは、ノズル先端がキャップ部５２に近接するように位置決めされる。この状態で、図示していないワイパーを用いて、印刷ヘッド３６ｃ、３６ｄのワイピング処理を行うことができる。

これに続いて、制御部からの動作指令に応じてアクチュエータ６８がさらに作動し、図７（ｄ）に示すように、カム６５を同図紙面において反時計回りに回動させてカム６５のキャッピング調整領域６５２の最終端を鉛直方向の最上位置に位置させる。このカム６５の回動動作に伴って第１軸受６４ｃが回動するとともに左側カムフォロア６３ｃがカム軸６６に対して変位する一方、左側カムフォロア６３ｃに連動する右側カムフォロア６３ｄがカム軸６６及び左側カムフォロア６３ｃに対して変位し、この結果、カムフォロア６３ｃ、６３ｄに連結されたホルダ６１ｃ、６１ｄが各々第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に移動する。この結果、印刷ヘッド３６ｃ、３６ｄがそれぞれキャップ部５２、５２に押し付けられてキャッピング処理が実行される。

なお、キャッピング処理が完了すると、制御部からの動作指令に応じてアクチュエータ６８が逆方向に作動して印刷ヘッド３６ｃ、３６ｄを上昇させる。そして、メンテナンス部５での種々のメンテナンス処理が完了すると、プロセスユニット３Ｕは元のプロセス部３に戻される。

このように、本実施形態では、プラテンドラム３０が本発明の「ローラー」に相当する。また、印刷ヘッド３６ｃ、３６ｄがそれぞれ本発明の「第１印刷ヘッド」及び「第２印刷ヘッド」に相当し、ホルダ６１ｃ、６１ｄがそれぞれ本発明の「第１保持部」及び「第２保持部」に相当する。また、左側カムフォロア６３ｃが本発明の「第１カムフォロア」に相当し、右側カムフォロア６３ｄが本発明の「第２カムフォロア」に相当する。

以上説明した実施形態に係るヘッド移動機構６においては、カム６５の回動により左側カムフォロア６３ｃを変位させて印刷ヘッド３６ｃを移動させる際に、カム６５を第１軸受６４ｃに接触させることができる。また、右側カムフォロア６３ｄを変位させて印刷ヘッド３６ｄを移動させる際に、第２軸受６４ｄを介して右側カムフォロア６３ｄを左側カムフォロア６３ｃに連動させることができる。従って、カム６５と、カムフォロア６３ｃ、６３ｄと、が直接的に接触するのを防ぐことができるので、カム６５及びカムフォロア６３ｃ、６３ｄの摩耗を抑制することができる。

また、以上説明した実施形態に係るヘッド移動機構６においては、右側カムフォロア６３ｄの左側カムフォロア６３ｃへの連動と、右側カムフォロア６３ｄの左側カムフォロア６３ｃに対する変位と、を実現させる平面部６３ｅを右側カムフォロア６３ｄに設け、この平面部６３ｅを含む仮想平面Ｐ１を、第１方向Ｄ１と平行な第１直線と第２方向Ｄ２と平行な第２直線とがなす角θを二等分する直線を含む仮想平面Ｐ２に直交させている。このため、カム６５の回動に伴う第１方向Ｄ１における左側カムフォロア６３ｃ（印刷ヘッド３６ｃ）の移動距離Ｌ１と右側カムフォロア６３ｄ（印刷ヘッド３６ｄ）の移動距離Ｌ２とを同一にすることができる。

また、以上説明した実施形態に係るヘッド移動機構６においては、左側カムフォロア６３ｃに取り付けた連動部材としての第２軸受６４ｄと、右側カムフォロア６３ｄに設けられた平面部６３ｅと、を接触させることにより、右側カムフォロア６３ｄを左側カムフォロア６３ｃに連動させ、かつ、右側カムフォロア６３ｄを左側カムフォロア６３ｃに対して変位させることができる。

なお、上記実施形態では、図４に示すように、左側カムフォロア（第１カムフォロア）６３ｃに第２軸受６４ｄを取り付け、右側カムフォロア（第２カムフォロア）６３ｄに平面部６３ｅを設けた例を示したが、図８に示すように、右側カムフォロア（第２カムフォロア）６３ｄに第２軸受６４ｄを取り付け、左側カムフォロア（第１カムフォロア）６３ｃに、この第２軸受６４ｄに接触する平面部６３ｅを設けることもできる。この場合も、平面部６３ｅを含む仮想平面が、第１方向Ｄ１と平行な第１直線と第２方向Ｄ２と平行な第２直線とがなす角θを二等分する直線を含む仮想平面に直交するように、平面部６３ｅを設けるようにする。

また、上記実施形態においては、連動部材としての第２軸受６４ｄを介して右側カムフォロア６３ｄを左側カムフォロア６３ｃに連動させた例を示したが、第２軸受６４ｄに代えて、回動しない突起部を連動部材として左側カムフォロア６３ｃ（又は右側カムフォロア６３ｄ）に設け、この突起部を介して右側カムフォロア６３ｄを左側カムフォロア６３ｃに連動させることもできる。さらには、このような連動部材を設けることなく、右側カムフォロア６３ｄを左側カムフォロア６３ｃに直接的に接触させてもよい。例えば、左側カムフォロア６３ｃに左側平面部を設け、右側カムフォロア６３ｄに、左側平面部に接触する右側平面部を設けてもよい。

また、上記実施形態においては、ヘッド移動機構６は２個の印刷ヘッドを同時に駆動しているが、３個以上の印刷ヘッドを同時に駆動するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、アクチュエータ６８で発生した駆動力が動力伝達部６７を介してカム軸６６に与えられているが、アクチュエータ６８から直接的にカム軸６６に駆動力を与えるように構成してもよい。

さらに、上記実施形態では、ＵＶインクを吐出する複数の印刷ヘッドを駆動するヘッド移動機構について本発明を適用しているが、印刷ヘッドの具体的構成はこれに限られない。

本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、かかる実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。すなわち、前記実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前記実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１…印刷装置、６…ヘッド移動機構、３０…プラテンドラム（ローラー）、３６ｃ…印刷ヘッド（第１印刷ヘッド）、３６ｄ…印刷ヘッド（第２印刷ヘッド）、６１ｃ…ホルダ（第１保持部）、６１ｄ…ホルダ（第２保持部）、６３ｃ…左側カムフォロア（第１カムフォロア）、６３ｄ…右側カムフォロア（第２カムフォロア）、６３ｅ…平面部、６４ｃ…第１軸受、６４ｄ…第２軸受（連動部材）、６５…カム、６６…カム軸、６８…アクチュエータ、３０１…回動軸、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、Ｐ１…（平面部を含む）仮想平面、Ｐ２…（第１方向と平行な第１直線と第２方向と平行な第２直線とがなす角を二等分する直線を含む）仮想平面、Ｓ…シート（記録媒体）

Claims (3)

1. 第１方向に第１印刷ヘッドを移動可能に保持する第１保持部と、前記第１方向に対して傾斜した第２方向に第２印刷ヘッドを移動可能に保持する第２保持部と、前記第１印刷ヘッド及び前記第２印刷ヘッドを移動させるための駆動力を発生するアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動力を受けてカム軸を中心に回動するカムと、前記第１保持部に取り付けられる第１カムフォロアと、前記第２保持部に取り付けられる第２カムフォロアと、を備えるヘッド移動機構であって、
   前記第１カムフォロアには、前記カムに接触する第１軸受が取り付けられており、
   前記第２カムフォロアは、前記第１カムフォロアに接触するか又は連動部材を介して前記第１カムフォロアに連動するように構成されるとともに、前記第１カムフォロアに対して変位可能に構成されており、
   前記カムの回動により、前記カムに接触する前記第１軸受が回動するとともに前記第１カムフォロアが前記カム軸に対して変位し、これにより前記第１印刷ヘッドが前記第１方向に移動する一方、前記第１カムフォロアに接触又は連動する前記第２カムフォロアが前記カム軸及び前記第１カムフォロアに対して変位し、これにより前記第２印刷ヘッドが前記第２方向に移動し、
   前記第１カムフォロア及び前記第２カムフォロアの少なくとも何れか一方には、前記第２カムフォロアの前記第１カムフォロアへの連動と、前記第２カムフォロアの前記第１カムフォロアに対する変位と、を実現させる平面部が設けられており、
   前記平面部を含む仮想平面は、前記第１方向と平行な第１直線と前記第２方向と平行な第２直線とがなす角を二等分する直線を含む仮想平面に直交し、
   前記第１カムフォロア及び前記第２カムフォロアの一方には、前記連動部材としての第２軸受が取り付けられており、
   前記第１カムフォロア及び前記第２カムフォロアの他方には、前記第２軸受に接触する前記平面部が設けられている、ヘッド移動機構。
2. 回動自在に設けられるローラーと、
   前記ローラーの表面に巻き掛けられる記録媒体に対し前記第１方向から第１液体を吐出する第１印刷ヘッドと、
   前記ローラーの表面に巻き掛けられる記録媒体に対し前記第２方向から第２液体を吐出する第２印刷ヘッドと、
   前記第１方向に前記第１印刷ヘッドを移動させる一方、前記第２方向に前記第２印刷ヘッドを移動させる、請求項１に記載のヘッド移動機構と、
   を備える、印刷装置。
3. 前記第１方向及び前記第２方向は、前記ローラーの回動軸から放射状に延びる方向である、請求項２に記載の印刷装置。

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