(57)【要約】【課題】副走査方向への駆動系の負荷を低減し装置の大型化を回避しつつ、インク流路を短縮化してインクの劣化や無駄なインクが発生するのを低減する。【解決手段】ヘッドユニット４１を、主走査方向に沿った方向において往復運動させるとともに、この往復運動に同期させて副走査方向に移動させるヘッド副走査駆動ベルト１３１Ａ，１３１Ｂと、インクを貯留するインクカートリッジ５１と、ヘッドユニット４１にインクを供給するカートリッジユニット５２と、ヘッドユニット４１の副走査方向への移動に追従させてインクカートリッジ５１及びカートリッジユニット５２を副走査方向へ移動させるカートリッジ副走査駆動モーター１２２Ａ，１２２Ｂとを備え、カートリッジ副走査駆動モーター１２２Ａ，１２２Ｂは、ヘッドユニット４１の一方向での移動中、インクカートリッジ５１及びカートリッジユニット５２を一定速度で連続して副走査方向へ移動させる。【選択図】図２
2018171763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷媒体に対して相対移動される印字ヘッドにより前記印刷媒体に画像を形成する印刷装置であって、
前記印字ヘッドを主走査方向に沿った方向において往復運動させるとともに、前記往復運動に同期させて、前記印字ヘッドを前記主走査方向と直交する副走査方向に移動させるヘッド駆動機構と、
前記印字ヘッドに供給されるインクを貯留するインクカートリッジと、
前記インクカートリッジから前記印字ヘッドにインクを供給するインク供給手段と、
前記印字ヘッドの副走査方向への移動に追従させて、前記インクカートリッジ及び前記インク供給手段を副走査方向へ移動させるカートリッジ駆動機構と
を備え、
前記カートリッジ駆動機構は、前記印字ヘッドの一方向での移動中、前記インクカートリッジ及び前記インク供給手段を一定速度で連続して副走査方向へ移動させる
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
前記カートリッジ駆動機構は、前記印字ヘッドの前記往復運動に同期させて、前記インクカートリッジ及び前記インク供給手段を主走査方向に往復させる機構をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記カートリッジ駆動機構による前記副走査方向への移動における前記一定速度をＶとし、前記印字ヘッドの副走査方向への移動距離をＬとし、前記印字ヘッドの往復運動の周期をＴとした場合に、
Ｖ＝Ｌ／Ｔ
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、インクを吐出するインクジェットヘッドなど、印刷媒体に対して相対移動される印字ヘッドにより印刷媒体に画像を形成する印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷媒体に対して相対移動される印字ヘッドにより印刷媒体に画像を形成する印刷装置として、インクジェットヘッドが備えられたシャトルを、印刷媒体に対して相対移動させつつ、インクジェットヘッドに備えられたノズルから印刷媒体へインクを吐出して印刷するシャトル型のインクジェットプリンターが知られている。この従来のシャトル型インクジェットプリンターは、インクジェットヘッドに供給されるインクを貯留するインクカードリッジが大容量である場合、インクカードリッジはシャトルヘッドとは別に配置される。
【０００３】
ところで、印刷装置が大型になるとインクカードリッジからシャトルヘッドに至るインク流路が長くなり、インク流路中に残留するインクの量も増大するため、放置時における残留インクの増粘や、脱気率の低下によってインクの劣化が生じたり、インクを導入する際のインク量も多量となることからその分のインクが無駄になるという問題がある。
【０００４】
これについて、従前、ヘッドとカードリッジを連動して移動させ、経路短縮を図る
技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示された技術では、印刷媒体（ワーク）を保持して副走査方向に移動させるステージと、液滴吐出ヘッドを搭載したヘッドキャリッジと、インクを貯留する貯液部を搭載した貯液部キャリッジと、ヘッドキャリッジおよび貯液部キャリッジを移動させるキャリッジ移動機構とを備える。そして、ヘッドキャリッジを移動させる際、貯液部キャリッジがヘッドキャリッジに追従するように移動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６７５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術では、ワークをシャトルユニットに対して動かす方式であるが、ヘッドキャリッジの動きに連動させて貯液部キャリッジを副走査方向に移動させる場合には、ヘッドキャリッジの間欠的な往復移動に合わせて貯液部を副走査方向に移動させることとなり、キャリッジを加速、停止させる制御となる。このため、インクの多色化や生産性の要請からインクが重くなる場合には、駆動力及び慣性力が大きくなり、それを制御する副走査方向への駆動系の負荷も大きくなり、結果的に駆動系の機構が大型化する要因ともなる。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、印刷媒体に対して相対移動される印字ヘッドにより印刷媒体に画像を形成する印刷装置において、副走査方向への駆動系の負荷を低減し装置の大型化を回避しつつ、インク流路を短縮化してインクの劣化や無駄なインクが発生するのを低減できる印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る印刷装置の第１の特徴は、印刷媒体に対して相対移動される印字ヘッドにより前記印刷媒体に画像を形成する印刷装置であって、前記印字ヘッドを主走査方向に沿った方向において往復運動させるとともに、前記往復運動に同期させて、前記印字ヘッドを前記主走査方向と直交する副走査方向に移動させるヘッド駆動機構と、前記印字ヘッドに供給されるインクを貯留するインクカートリッジと、前記インクカートリッジから前記印字ヘッドにインクを供給するインク供給手段と、前記印字ヘッドの副走査方向への移動に追従させて、前記インクカートリッジ及び前記インク供給手段を副走査方向へ移動させるカートリッジ駆動機構とを備え、前記カートリッジ駆動機構は、前記印字ヘッドによる一方向での移動中、前記インクカートリッジ及び前記インク供給手段を一定速度で連続して副走査方向へ移動させることにある。
【０００９】
本発明に係る印刷装置の第２の特徴は、前記カートリッジ駆動機構が、前記印字ヘッドの前記往復運動に同期させて、前記インクカートリッジ及び前記インク供給手段を主走査方向に往復させる機構をさらに備えることにある。
【００１０】
本発明に係る印刷装置の第３の特徴は、前記カートリッジ駆動機構による前記副走査方向への移動における前記一定速度をＶとし、前記印字ヘッドの副走査方向への移動距離をＬとし前記印字ヘッドの往復運動の周期をＴとした場合に、Ｖ＝Ｌ／Ｔとすることにある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る印刷装置の第１の特徴によれば、カートリッジ駆動機構が、画像形成処理中などにおける印字ヘッドの一方向での移動中、インクカートリッジ及びインク供給手段を一定速度で連続して副走査方向へ移動させるため、インク供給手段に含まれるインク流路を比較的短い長さとすることができ、インク流路に残留するインク量を低減して、無駄なインクの消費を抑えることができる。
【００１２】
また、本発明では、インクカードリッジを往復運動させる際、インクカートリッジ及びインク供給手段を一定速度で連続して副走査方向へ移動させることから、カートリッジを副走査方向へ移動させる駆動モーターを一方向に等速で連続して回転させることができ、印字ヘッドの間欠的な移動に合わせて加速、停止させる必要がなく、印字ヘッドとの副走査方向に沿った連動動作を、比較的低負荷の駆動系と、簡単な動作制御で実現できる。
【００１３】
本発明に係る印刷装置の第２の特徴によれば、カートリッジ駆動機構が、インクカートリッジ及びインク供給手段を、印字ヘッドの往復運動に同期させて主走査方向に往復させるため、印字ヘッドとインクカードリッジ間の距離が最短に保たれることとなる。これにより、インク流路をさらに短い長さとすることができ、インク流路に残留するインク量をより低減して、無駄なインクの消費をさらに抑えることができる。
【００１４】
本発明に係る印刷装置の第３の特徴によれば、インクカートリッジ等の副走査方向への移動速度ＶをＬ／Ｔとすることにより、往復運動をしつつ副走査方向へ移動する印字ヘッドに対して、インクカードリッジ等を、加速、停止を不要とした簡単な動作制御で、一定距離の範囲内で接離しつつ一定の速度で追従させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェット印刷装置におけるシャトルユニットの要部上面図である。
【図３】図１に示すインクジェット印刷装置の制御ブロック図である。
【図４】図１に示すシャトルユニット２０内部の構成を示す斜視図である。
【図５】図１に示すインクヘッド及びインクカードリッジの主走査方向における駆動機構を示す斜視図である。
【図６】実施形態に係るヘッドユニット及びインクタンクユニットのモーターの動き、及び両ユニット間の距離を対比する説明図である。
【図７】図１に示すシャトルユニット２０の動作を示す斜視図である。
【図８】図１に示すシャトルユニット２０の動作を示す斜視図である。
【図９】図１に示すシャトルユニット２０の動作を示す斜視図である。
【図１０】変更例に係るインクジェット印刷装置におけるシャトルユニットの要部上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付している。なお、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１７】
図１及び図２は、本発明の実施形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成を示す斜視図及び要部上面図であり、図３は、制御ブロック図である。図４は、インクジェットヘッドのシャトルユニット内部の構成及び動作を示す斜視図であり、図５は、インクヘッド及びインクカードリッジの主走査方向における駆動機構を示す斜視図である。なお、以下の説明において、図中の矢印で示す上下左右前後を上下左右前後方向とする。
【００１８】
（インクジェット印刷装置の構成）
（１）インクジェット印刷装置の全体構成
本実施の形態に係るインクジェット印刷装置１は、印刷媒体に対して相対移動されるヘッドユニット４１のインクヘッドにより印刷媒体１５に画像を形成する印刷装置であり、具体的には、シャトルベースユニット２と、フラットベッドユニット１０と、シャトルユニット２０と、記憶部５と、制御部６とを備える。
【００１９】
シャトルベースユニット２は、シャトルユニット２０を支持するとともに、前後方向（主走査方向と直交する副走査方向）にシャトルユニット２０を移動させる機構を備え、具体的には、架台部１１と、副走査駆動機構１３Ａ，１３Ｂとを備えている。架台部１１は、矩形枠状に形成された枠状の基台であり、この架台部１１上面の左右枠上に副走査駆動機構１３Ａ，１３Ｂが副走査方向に延設されている。架台部１１は、副走査駆動機構１３Ａ，１３Ｂを介しシャトルユニット２０を支持する。
【００２０】
フラットベッドユニット１０は、板等の印刷媒体１５を保持する基台であり、シャトルベースユニット２の架台部１１の内側に配置されている。フラットベッドユニット１０は、印刷媒体１５が載置される水平面である媒体載置面１０ａを有し、油圧駆動機構等からなる昇降機構により、媒体載置面１０ａの高さを調整できる。
【００２１】
シャトルユニット２０は、印刷媒体１５に画像を印刷する機構であり、筐体２１と、ヘッド主走査駆動機構４と、カートリッジ主走査駆動機構３とを備える。また、シャトルユニット２０の筐体２１には、ヘッドシャトルテーブル４０及びカートリッジシャトルテーブル３０が内包され、シャトルユニット２０は、これらヘッドシャトルテーブル４０及びカートリッジシャトルテーブル３０とともに副走査方向へ移動可能となっている。
【００２２】
筐体２１は、シャトルユニット２０の本体となるケースであり、ヘッド主走査駆動機構４と、カートリッジ主走査駆動機構３との各部を保持する。筐体２１は、フラットベッドユニット１０を左右方向に跨ぐ門型に形成され、その左右の脚部２６Ａ，２６Ｂが、シャトルベースユニット２の架台部１１に支持され、副走査駆動機構１３Ａ，１３Ｂに沿って移動可能になっている。筐体２１の脚部２６Ａ，２６Ｂ間の水平部２７は、ヘッドユニット４１の下面から印刷媒体１５へインクを吐出するため、下側が開口されている。
【００２３】
記憶部５は、各種の画像処理に関するデータを記憶している。一方、制御部６は、インクジェット印刷装置１の各部の動作を制御する演算処理装置であり、インクジェット印刷装置１に内蔵されたり、或いは外部に接続されたパーソナルコンピュータやプログラマブルロジックコントローラ（PLC: programmable logic controller）等の専用制御装置で実現することができ、具体的にはＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の他、必要に応じて通信機能を備えている。
【００２４】
また、本実施形態に係る制御部６は、ヘッドユニット４１をヘッド主走査駆動モーター４３により主走査方向に移動させつつノズルから印刷媒体１５へインクを吐出させて１パス分の印刷を行う動作と、ヘッド副走査駆動モーター１２１Ａ，１２１Ｂ及び１２１Ｂ、カートリッジ副走査駆動モーター１２２Ａ及び１２２Ｂにより、ヘッドユニット４１及びカートリッジユニット５２と印刷媒体１５とを副走査方向に相対移動させる動作とを交互に繰り返して印刷媒体１５に画像を印刷するよう制御する。
【００２５】
さらに、制御部６は、図６に示すように、カートリッジ主走査駆動機構３によるカートリッジユニット５２の副走査方向への速度をＶ１とし、ヘッドユニット４１の副走査方向における１パス毎の移動距離をＬ１とし、印字ヘッドの往復運動の周期をＴ１とした場合に、Ｖ１＝Ｌ１／Ｔ１となるように制御する。
【００２６】
（２）副走査駆動機構１３Ａ，１３Ｂ
上述した副走査駆動機構１３Ａ，１３Ｂは、筐体２１とともに、筐体２１に内蔵されたヘッドシャトルテーブル４０及びカートリッジシャトルテーブル３０を副走査方向へ移動させる機構であり、ヘッド副走査駆動機構と、カートリッジ副走査駆動機構とから構成される。
【００２７】
ヘッド副走査駆動機構は、ヘッドユニット４１の往復運動に同期させて、ヘッドユニット４１を副走査方向に移動させる駆動機構であり、左右一対に配置された無端状のヘッド副走査駆動ベルト１３１Ａ，１３１Ｂ，１３１Ｂと、これらのヘッド副走査駆動ベルト１３１Ａ，１３１Ｂを周回駆動させるヘッド副走査駆動モーター１２１Ａ，１２１Ｂとを備えている。ヘッド副走査駆動モーター１２１Ａ，１２１Ｂは、ヘッド副走査駆動ベルト１３１Ａ，１３１Ｂを周回駆動させて、インクジェットヘッドと印刷媒体１５とを副走査方向に相対移動させる動力源であって、具体的にはヘッドシャトルテーブル４０を前後方向に移動させる。
【００２８】
ヘッドシャトルテーブル４０は、ヘッドユニット４１等のヘッド主走査駆動機構４各部を保持する基台であり、フラットベッドユニット１０を左右方向に跨ぐ門型に形成され、左右両側でヘッド副走査駆動ベルト１３１Ａ，１３１Ｂ上に載置固定されている。ヘッド側の副走査駆動機構（ヘッド副走査駆動モーター１２１Ａ，１２１Ｂ及びヘッド副走査駆動ベルト１３１Ａ，１３１Ｂ）は、ヘッドユニット４１の一方向での移動中、ヘッドシャトルテーブル４０を、ヘッドユニット４１の往復運動に連動させて間欠的に副走査方向へ移動させる。
【００２９】
一方、カートリッジ副走査駆動機構は、ヘッドユニット４１の副走査方向への移動に追従させて、インクカートリッジ５１及びカートリッジユニット５２を副走査方向へ移動させる駆動機構であり、左右一対に配置された無端状のカートリッジ副走査駆動ベルト１３２Ａ，１３２Ｂと、これらのカートリッジ副走査駆動ベルト１３２Ａ，１３２Ｂを周回駆動させるカートリッジ副走査駆動モーター１２２Ａ，１２２Ｂとを備えている。カートリッジ副走査駆動モーター１２２Ａ，１２２Ｂは、カートリッジ副走査駆動ベルト１３２Ａ，１３２Ｂを周回駆動させて、インクジェットヘッドと印刷媒体１５とを副走査方向に相対移動させる動力源であって、具体的にはカートリッジシャトルテーブル３０を前後方向に移動させる。
【００３０】
カートリッジシャトルテーブル３０は、インクカートリッジ５１、カートリッジユニット５２及びカートリッジ主走査駆動機構３等の各部を保持する基台であり、フラットベッドユニット１０を左右方向に跨ぐ門型に形成され、左右両側でカートリッジ副走査駆動ベルト１３２Ａ，１３２Ｂ上に載置固定されている。カートリッジ副走査駆動機構は、ヘッドユニット４１の一方向での移動中、カートリッジシャトルテーブル３０を一定速度で連続して副走査方向へ移動させる。
【００３１】
（３）ヘッド主走査駆動機構４
ヘッド主走査駆動機構４は、ヘッド主走査駆動ベルト４５を、印刷媒体１５に対する主走査方向成分を含む範囲で周回運動させることにより、主走査移動スライダー４７を左右方向（主走査方向）に移動させて、ヘッドユニット４１を左右方向に移動させる。具体的にヘッド駆動機構は、ヘッド主走査駆動ベルト４５と、一対のプーリー４２Ａ，４２Ｂと、ヘッド主走査駆動モーター４３と、主走査駆動ガイド４４，４４とを備える。
【００３２】
ヘッド主走査駆動ベルト４５は、無端状の環状部材であり、周回移動することにより、主走査移動スライダー４７を主走査方向に沿って移動させる。ヘッド主走査駆動ベルト４５は、プーリー４２Ａ，４２Ｂ間に掛け渡されており、これらプーリー４２Ａ，４２Ｂは、ヘッド主走査駆動ベルト４５を支持し、ヘッド主走査駆動ベルト４５を周回移動させる。また、プーリー４２Ａ，４２Ｂは、左右方向に互いに離間して、同じ高さに配置され、一方のプーリー４２Ｂには、ヘッド主走査駆動モーター４３の出力軸４６に接続されており、ヘッド主走査駆動モーター４３の回転駆動力をヘッド主走査駆動ベルト４５に伝達する。このプーリー４２Ｂがヘッド主走査駆動モーター４３で回転されることにより、他方のプーリー４２Ａが従動回転される。なお、主方向に沿って配置された主エンコーダーをセンサー等で検出することによりヘッドユニット４１の主走査位置が制御部６で把握される。
【００３３】
ヘッド主走査駆動モーター４３は、出力軸４６を介してプーリー４２Ｂを回転させることで、ヘッド主走査駆動ベルト４５を周回移動させる。ヘッド主走査駆動モーター４３は正転及び逆転することにより主走査駆動ガイド４４，４４に沿って主走査移動スライダー４７及びヘッドユニット４１を左右方向に往復移動させる。出力軸４６は、動力源であるヘッド主走査駆動モーター４３からの回転駆動力をヘッド主走査駆動ベルト４５のプーリー４２Ｂに伝達する回転軸である。
【００３４】
主走査駆動ガイド４４，４４は、主走査方向（図中左右方向）に沿って延設された直線状に形成された長尺状の部材であり、上下に一対として配置されて主走査移動スライダー４７が挿通されるように構成されている。また、この主走査駆動ガイド４４，４４はヘッドシャトルテーブル４０上に固定され、ヘッドシャトルテーブル４０が副走査方向へ移動することによってヘッド主走査駆動ベルト４５とともに副走査方向へ移動され、ヘッド主走査駆動ベルト４５に対する副走査方向の相対位置が一定となるように構成されている。この主走査駆動ガイド４４，４４に沿って主走査移動スライダー４７が左右方向に移動するようにガイドされる。
【００３５】
主走査移動スライダー４７は、ヘッドユニット４１を保持する係合部材であり、インク流路５３がカートリッジユニット５２から接続され、主走査移動スライダー４７を介してヘッドユニット４１にインクが供給される。主走査移動スライダー４７は、上下に配置された主走査駆動ガイド４４，４４が主走査方向に挿通され、主走査駆動ガイド４４，４４に対して摺動可能に係合されている。主走査移動スライダー４７は、ヘッド主走査駆動ベルト４５に連結され、ヘッド主走査駆動ベルト４５が正転及び逆転されることにより主走査駆動ガイド４４，４４に沿って左右方向に往復移動する。
【００３６】
ヘッドユニット４１は複数のインクジェットヘッドを備え、インク流路５３がカートリッジユニット５２から主走査移動スライダー４７を介して接続されている。ヘッドユニット４１は、主走査移動スライダー４７に保持され、主走査移動スライダー４７の左右方向の移動に伴って左右方向に往復移動する。そして、ヘッドユニット４１は、インク流路５３を通じてインクジェットヘッドにインクが供給され、左右方向に移動しつつ印刷媒体１５へインクを吐出して画像を印刷する。
【００３７】
インクジェットヘッドは、左右方向に並列して配置されている。ヘッドユニット４１は、その下面であるノズル面に向かって開口され、副走査方向に沿って配置された複数のノズルを有し、ノズルからインクを印刷媒体１５へ吐出する。ヘッドユニット４１は、それぞれ異なる色（例えば、シアン、ブラック、マゼンタ、イエロー）のインクを吐出する。
【００３８】
そして、ヘッドユニット４１は、ヘッド主走査駆動モーター４３によって主走査方向に往復移動しつつ、ノズルから印刷媒体１５へインクを吐出させて往路又は復路において１パス分の印刷を行う動作と、ヘッド副走査駆動モーター１２１Ａ，１２１Ｂによってヘッドユニット４１を副走査方向に相対移動させる動作とを交互に繰り返して印刷媒体１５に画像を印刷する。
【００３９】
（４）カートリッジ主走査駆動機構３
カートリッジ主走査駆動機構３は、インクカートリッジ５１及びカートリッジユニット５２を、ヘッドユニット４１の往復運動に追従させて主走査方向に往復移動させる駆動機構である。インクカートリッジ５１は、ヘッドユニット４１に供給されるインクを貯留するインクタンクであり、カートリッジユニット５２には、インクカートリッジ５１からヘッドユニット４１にインクを供給するインク供給手段としてのポンプや、チューブ等のインク流路５３が含まれる。カートリッジユニット５２は、複数のインクカートリッジ５１が搭載され、左右方向に移動しつつ、インク流路５３を通じてヘッドユニット４１にインクを供給する。カートリッジユニット５２は、主走査移動スライダー２４に保持され、主走査移動スライダー２４の左右方向の移動に伴って左右方向に移動する。
【００４０】
カートリッジ主走査駆動機構３は、カートリッジ主走査駆動ベルト３１を、印刷媒体１５に対する主走査方向成分を含む範囲で周回運動させることにより、主走査移動スライダー２４を左右方向に移動させる。具体的にカートリッジ主走査駆動機構３は、カートリッジ主走査駆動ベルト３１と、一対のプーリー３２Ａ，３２Ｂと、カートリッジ主走査駆動モーター３３と、主走査駆動ガイド３４，３４と、主走査リンク機構２３とを備える。
【００４１】
カートリッジ主走査駆動ベルト３１は、無端状の環状部材であり、周回移動することにより、主走査移動スライダー２４を主走査方向に沿って移動させる。カートリッジ主走査駆動ベルト３１は、プーリー３２Ａ，３２Ｂ間に掛け渡されており、これらプーリー３２Ａ，３２Ｂは、カートリッジ主走査駆動ベルト３１を支持し、カートリッジ主走査駆動ベルト３１を周回移動させる。また、プーリー３２Ａ，３２Ｂは、左右方向に互いに離間して、同じ高さに配置され、一方のプーリー３２Ｂには、カートリッジ主走査駆動モーター３３の出力軸３６に接続されており、カートリッジ主走査駆動モーター３３の回転駆動力をカートリッジ主走査駆動ベルト３１に伝達する。このプーリー３２Ｂがカートリッジ主走査駆動モーター３３で回転されることにより、他方のプーリー３２Ａが従動回転される。なお、主エンコーダーをセンサー等で検出することによりカートリッジユニット５２の主走査位置が制御部６で把握される。
【００４２】
カートリッジ主走査駆動モーター３３は、出力軸３６を介してプーリー３２Ｂを回転させることで、カートリッジ主走査駆動ベルト３１を周回移動させる。出力軸３６は、動力源であるカートリッジ主走査駆動モーター３３からの回転駆動力をカートリッジ主走査駆動ベルト３１のプーリー３２Ｂに伝達する回転軸である。この出力軸３６の下端はプーリー３２Ｂの下方に垂下されており、垂下された下端には、この出力軸３６とともに回転することによって出力軸３６に慣性モーメントを付加するフライホイール３７が設けられている。このフライホイール３７によって出力軸３６に慣性モーメントを付加することにより、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の周回運動及びカートリッジユニット５２の往復運動を安定させている。
【００４３】
主走査駆動ガイド３４，３４は、主走査方向（図中左右方向）に沿って延設された直線状に形成された長尺状の部材であり、上下に一対として配置されて主走査移動スライダー２４が挿通されるように構成されている。この主走査駆動ガイド３４，３４はカートリッジ主走査駆動ベルト３１とともに副走査方向へ移動され、カートリッジ主走査駆動ベルト３１に対する相対位置が変化されないように構成されている。この主走査駆動ガイド３４，３４に沿って主走査移動スライダー２４が左右方向に移動するようにガイドされる。
【００４４】
主走査移動スライダー２４は、カートリッジユニット５２を保持する係合部材であり、上下に配置された主走査駆動ガイド３４，３４が挿通されて、主走査駆動ガイド３４に対して摺動可能に係合されている。また、主走査移動スライダー２４は、リンク板２３ａを介して、カートリッジ主走査駆動ベルト３１外周面に固定されたリンク軸２３ｃに係合され、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の周回移動により主走査駆動ガイド３４に沿って左右方向に移動する。
【００４５】
主走査リンク機構２３は、主走査移動スライダー２４を介してインクカートリッジ５１とカートリッジ主走査駆動ベルト３１とを連結し、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の周回運動の主走査方向成分を、主走査方向に沿った往復運動に変換するリンク機構であり、具体的に主走査リンク機構２３は、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の周回運動とともに、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の外周面で周回されるリンク軸２３ｃと、主走査移動スライダー２４に水平に固定されて前後方向に掛け渡されるリンク板２３ａを備えている。本実施形態では、この主走査リンク機構２３によって、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の往路・復路両方における線形範囲で往復直線運動を行うヘッドユニット４１と同様の動作を、簡単な移動制御で行う。
【００４６】
リンク軸２３ｃは、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の外周面に固着され、垂直に立てられたピン部材であり、その上端がカートリッジ主走査駆動ベルト３１の高さよりも上方に突出するように配置されている。リンク板２３ａは、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の周回運動の前後方向範囲をカバーするように、主走査移動スライダー２４上面からカートリッジ主走査駆動ベルト３１の上方に渡って水平に配置される。リンク板２３ａは、主走査駆動ガイド３４によって主走査方向にのみ直線状に移動するように規制されている。また、リンク板２３ａには、上面から下面に貫通された開口部２３ｂが形成されており、この開口部２３ｂはカートリッジ主走査駆動ベルト３１の周回運動の前後方向範囲をカバーする大きさとなっている。
【００４７】
そして、リンク軸２３ｃは、その上端部がリンク板２３ａの開口部２３ｂに挿通されており、カートリッジ主走査駆動ベルト３１とともに周回運動することによって、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の周回運動の主走査方向成分のみをリンク板２３ａに伝達する。すなわち、プーリー３２Ａ，３２Ｂ間におけるカートリッジ主走査駆動ベルト３１の周回運動は、主走査方向に沿った線形範囲で、直線状で且つ等速となり、リンク軸２３ｃの全速度成分がそのままリンク板２３ａの主走査方向の移動速度となる。このようなプーリー３２Ａ，３２Ｂ間における直線状且つ等速の運動は、リンク軸２３ｃがカートリッジ主走査駆動ベルト３１の前面側及び背面側の両方の線形範囲で行われる。
【００４８】
他方、カートリッジ主走査駆動ベルト３１がプーリー３２Ａ及び３２Ｂに掛け回されるカートリッジ主走査駆動ベルト３１の左右両端の範囲では、カートリッジ主走査駆動ベルト３１とともにリンク軸２３ｃはプーリー３２Ａ，３２Ｂの周面に沿って円運動をすることとなる。この円運動を行う範囲でリンク軸２３ｃは開口部２３ｂ内を前後方向にスライドし、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の前面側から背面側へ、或いは背面側から前面側へ遷移し、その間、円運動の主走査方向成分のみがリンク板２３ａに伝達される。この結果、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の左右両端の範囲で、リンク板２３ａは減速した後に反転し、直線且つ等速の範囲に至るまで加速されることとなる。
【００４９】
（インクジェット印刷装置の動作）
次いで、以上説明した構成を有するインクジェット印刷装置１の動作について説明する。図６は、本実施形態に係るヘッドユニット及びインクタンクユニットのモーターの動き、及び両ユニット間の距離を対比する説明図であり、図７〜図９は、シャトルユニット２０の動作を示す斜視図である。
【００５０】
インクジェット印刷装置１による印刷処理は、例えば、ユーザー操作により印刷開始を指示するコマンドが入力されたり、外部のパーソナルコンピュータからインクジェット印刷装置１に印刷ジョブが入力されたりすることによって開始される。なお、この印刷処理の開始に先立って、印刷媒体１５がフラットベッドユニット１０の媒体載置面１０ａ上に載置されているものとする。
【００５１】
制御部６は、印刷開始前に、図７に示すように、副走査駆動モーター１２を制御してヘッドユニット４１を副走査方向へ移動させて印刷開始位置に配置させる。その後、図８に示すように、１パス目の印刷処理を開始し、ヘッド主走査駆動ベルト４５の前面側の線形範囲において、ヘッドユニット４１が主走査方向における左側から右側へと進む往路を移動し、ノズルからインクを吐出させて印刷を行う。また、この印刷開始に合わせて、カートリッジ副走査駆動機構が、カートリッジシャトルテーブル３０の副走査方向への移動を開始し、インクカートリッジ５１及びカートリッジユニット５２を一定速度で連続して副走査方向へ移動させる。
【００５２】
このとき、ヘッド駆動機構のヘッド主走査駆動モーター４３によってヘッド主走査駆動ベルト４５を周回運動させることにより主走査移動スライダー２４を移動させて、ヘッドユニット４１を主走査方向に移動させるとともに、カートリッジ駆動機構のカートリッジ主走査駆動モーター３３によって、カートリッジ主走査駆動ベルト３１を周回運動させることによりヘッドユニット４１の動きに連動して、カートリッジユニット５２を主走査方向に移動させる。
【００５３】
次いで、図９に示すように、次の２パス目に対して印刷を行う場合に、制御部６は、ヘッド副走査駆動モーター１２１Ａ，１２１Ｂを制御して、ヘッドユニット４１と印刷媒体１５とを副走査方向に相対移動させるとともに、ヘッド主走査駆動ベルト４５を逆転させることにより、インクジェットヘッドの主走査方向における復路へと方向転換させる。また、このヘッドユニット４１の方向転換に際し、カートリッジ駆動機構のカートリッジ主走査駆動ベルト３１を引き続き周回運動させることによりヘッドユニット４１の動きに連動して、カートリッジユニット５２を方向転換させる。
【００５４】
詳述すると、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の端では、リンク軸２３ｃがカートリッジ主走査駆動ベルト３１とともに３２Ｂの周面に沿って円運動をすることから、開口部２３ｂ内を前後方向にスライドし、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の前面側から背面側へ遷移するとともに、その間、円運動の主走査方向成分のみをリンク板２３ａに伝達する。この結果、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の右端の範囲で、リンク板２３ａは減速した後に反転し、復路における直線且つ等速の範囲に至るまで加速されることとなる。なお、このヘッドユニット４１が反転動作を行っている間も、カートリッジ副走査駆動機構は、カートリッジシャトルテーブル３０の副走査方向への移動を継続し、インクカートリッジ５１及びカートリッジユニット５２を一定速度で連続して副走査方向へ移動させている。
【００５５】
さらに、次のパス目に対して印刷を行う場合には、制御部６は、ヘッド副走査駆動モーター１２１Ａ，１２１Ｂを制御して、ヘッドユニット４１と印刷媒体１５とを副走査方向に相対移動させるとともに、ヘッド主走査駆動ベルト４５の周回方向を反転させることにより、インクジェットヘッドを主走査方向における往路へと方向転換させる。
【００５６】
また、このヘッドユニット４１の方向転換に際し、カートリッジ駆動機構のカートリッジ主走査駆動ベルト３１を引き続き周回運動させることによりヘッドユニット４１の動きに連動して、カートリッジユニット５２を方向転換させる。なお、このヘッドユニット４１が反転動作を行っている間も、カートリッジ副走査駆動機構は、カートリッジシャトルテーブル３０の副走査方向への移動を継続し、インクカートリッジ５１及びカートリッジユニット５２を一定速度で連続して副走査方向へ移動させている。
【００５７】
そして、印刷が終了するまで、ヘッドユニット４１の主走査方向の往復運動を継続させつつ、線形範囲において印刷媒体１５へインクを吐出する動作と、所定の周期でヘッドユニット４１を副走査方向に印刷ピッチ分だけ移動させる動作とを交互に繰り返す。この間、カートリッジユニット５２を主方向に移動させるカートリッジ主走査駆動モーター３３及び、カートリッジシャトルテーブル３０を副走査方向に移動させるカートリッジ副走査駆動モーター１２２Ａ，１２２Ｂは、一定速度で連続して駆動される。
【００５８】
（作用・効果）
以上説明したように、本実施形態に係るインクジェット印刷装置１では、カートリッジ駆動機構が、画像形成処理中などにおける印字ヘッドの一方向での移動中、インクカートリッジ５１及びカートリッジユニット５２を一定速度で連続して副走査方向へ移動させるため、図６（ｃ）に示すように、ヘッドユニット４１とインクカートリッジ５１間の距離を最大距離Ｌ１の範囲に留めて、カートリッジユニット５２に含まれるインク流路５３を短い長さとすることができる。これによりインク流路５３に残留するインク量を低減して、無駄なインクの消費を抑えることができる。
【００５９】
また、本実施形態では、インクカートリッジ５１を往復運動させる際、インクカートリッジ５１及びカートリッジユニット５２を一定速度で連続して副走査方向へ移動させることから、カートリッジユニット５２を副走査方向へ移動させるカートリッジ主走査駆動モーター３３を一方向に等速で連続して回転させることができ、ヘッドユニット４１の間欠的な移動に合わせて加速、停止させる必要がない。
【００６０】
すなわち、図６（ａ）に示すように、ヘッド主走査駆動モーター４３は、ヘッドユニット４１を往復させるために正転・逆転及び停止を周期Ｔ１で行っており、また、この主走査方向におけるヘッドユニットの往復運動の周期Ｔ１に合わせて、副走査方向への移動も間欠的に駆動される。これに合わせて、図６（ｂ）に示すように、主走査方向への駆動力であるカートリッジ主走査駆動モーター３３及び副走査方向への駆動力であるヘッド副走査駆動モーター１２１Ａ，１２１Ｂは、一旦正転を開始すると印刷終了まで一定の速度Ｖ１及びＶ２で同一方向に継続して回転し続けることとなる。
【００６１】
さらに、本実施形態では、インクカートリッジ５１及びカートリッジユニット５２をヘッドユニット４１の往復運動に同期させて主走査方向に往復させるため、ヘッドユニット４１とインクカートリッジ５１間の距離が最短に保たれることとなる。これにより、インク流路５３を最短の長さとして、インク流路５３に残留するインク量を低減して、無駄なインクの消費を抑えることができる。
【００６２】
これらの結果、本実施形態によれば、インクカートリッジ５１等の副走査方向への移動速度Ｖ１をＬ１／Ｔ１とすることにより、往復運動をしつつ副走査方向へ移動するヘッドユニット４１に対して、インクカートリッジ５１等を、加速、停止を不要とした簡単な動作制御で、一定距離の範囲内で接離しつつ一定の速度で追従させることができる。
【００６３】
また特に本実施形態では、カートリッジ主走査駆動ベルト３１等を主走査方向へ往復運動させる際、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の周回運動の主走査方向成分を主走査方向に沿った往復運動に変換するため、カートリッジ駆動機構のカートリッジ主走査駆動モーター３３を一方向に等速で連続して回転させることができ、ヘッドユニット４１の間欠的な往復移動に合わせて加速、停止させる必要がなく、ヘッドユニット４１との連動動作を、比較的低負荷の駆動系と、簡単な動作制御で実現できる。これらの結果、本実施形態によれば、駆動系の負荷を低減し装置の大型化を回避しつつ、インク流路を短縮化してインクの劣化や無駄なインクが発生するのを低減することができる。
【００６４】
さらに、本実施形態では、フライホイール３７によって出力軸３６に慣性モーメントを付加することにより、カートリッジ主走査駆動ベルト３１の周回運動及びインクカートリッジ５１の往復運動を安定させることができる。
【００６５】
（変更例）
なお、以上説明した実施形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００６６】
例えば、図１０に示すように、上述した実施形態では、カートリッジシャトルテーブル３０上にカートリッジ主走査駆動機構３を配置して、カートリッジユニット５２を往復運動させるようにしたが、このカートリッジユニット５２を往復させるカートリッジ主走査駆動機構３を省略し、カートリッジユニット５２をカートリッジシャトルテーブル３０上に載置固定して、カートリッジユニット５２を副走査方向のみ移動させるようにしてもよい。
【００６７】
このような本変更例によれば、カートリッジユニット５２の主走査方向への往復移動をしないため、ヘッドユニット４１とカートリッジ主走査駆動ベルト３１間の距離は、ヘッドユニット４１がカートリッジシャトルテーブル３０の両側に位置したとき、上記実施形態と比較すると長めとなるが、カートリッジ駆動機構が、印字ヘッドの一方向での移動中、インクカートリッジ５１及びカートリッジユニット５２を一定速度で連続して副走査方向へ移動させるため、インク流路５３を従来と比較して短い長さとすることができ、インク流路５３に残留するインク量を低減して、無駄なインクの消費を抑えることができる。
【００６８】
そして、本変更例においても、インクカートリッジ５１及びカートリッジユニット５２を一定速度で連続して副走査方向へ移動させることから、カートリッジユニット５２を副走査方向へ移動させるカートリッジ主走査駆動モーター３３を一方向に等速で連続して回転させることができ、ヘッドユニット４１の間欠的な移動に合わせて加速、停止させる必要がない。
【００６９】
また、本変更例においても、インクカートリッジ５１等の副走査方向への移動速度Ｖ１をＬ１／Ｔ１とすることができ、これにより、副走査方向へ移動するヘッドユニット４１に対して、インクカートリッジ５１等を、加速、停止を不要とした簡単な動作制御で、一定距離の範囲内で接離しつつ一定の速度で追従させることができる。
【００７０】
なお、本発明は、上記した各実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１…インクジェット印刷装置
２…シャトルベースユニット
３…カートリッジ主走査駆動機構
４…ヘッド主走査駆動機構
５…記憶部
６…制御部
１０…フラットベッドユニット
１０ａ…媒体載置面
１１…架台部
１２…副走査駆動モーター
１３Ａ，１３Ｂ…副走査駆動機構
１５…印刷媒体
２０…シャトルユニット
２１…筐体
２３…主走査リンク機構
２３ａ…リンク板
２３ｂ…開口部
２３ｃ…リンク軸
２４…主走査移動スライダー
２６Ａ，２６Ｂ…脚部
２７…水平部
３０…カートリッジシャトルテーブル
３１…カートリッジ主走査駆動ベルト
３２Ａ，３２Ｂ…プーリー
３３…カートリッジ主走査駆動モーター
３４，３４…主走査駆動ガイド
３６…出力軸
３７…フライホイール
４０…ヘッドシャトルテーブル
４１…ヘッドユニット
４２Ａ，４２Ｂ…プーリー
４３…ヘッド主走査駆動モーター
４４，４４…主走査駆動ガイド
４５…ヘッド主走査駆動ベルト
４６…出力軸
４７…主走査移動スライダー
５１…インクカートリッジ
５２…カートリッジユニット
５３…インク流路
１２１Ａ，１２１Ｂ…ヘッド副走査駆動モーター
１２２Ａ，１２２Ｂ…カートリッジ副走査駆動モーター
１３１Ａ，１３１Ｂ…ヘッド副走査駆動ベルト
１３２Ａ，１３２Ｂ…カートリッジ副走査駆動ベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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