(57)【要約】【課題】液体吐出ヘッドと、キャリッジとを備える液体吐出ユニットにおいて、振動や衝撃を吸収し、記録ヘッド面を高精度に位置決めできる液体吐出ユニットを提供する。【解決手段】本発明の液体吐出ユニットは、液滴を吐出する複数のノズルを有する液体吐出ヘッドと、１つ又は複数の液体吐出ヘッドを保持するベースプレートと、ベースプレートを保持する複数のキャリッジ側板と、ベースプレートと複数のキャリッジ側板の間に設けられた少なくとも１つの位置調整手段とを備える。  位置調整手段は、貫通穴を具備し、複数のキャリッジ側板に設けられた位置調整用ブラケットと、貫通穴及びベースプレートに挿し通され、位置調整用ブラケットとベースプレートとの離間距離を調整する調整ねじと、位置調整用ブラケットとベースプレートとの間に介在され、ベースプレートを位置調整用ブラケットから離間する方向に付勢する弾性部材とを有する。【選択図】図４
2019209658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルを有する液体吐出ヘッドと、
１つ又は複数の前記液体吐出ヘッドを保持するベースプレートと、
前記ベースプレートを保持する複数のキャリッジ側板と、
前記ベースプレートと前記複数のキャリッジ側板の間に設けられた少なくとも１つの位置調整手段とを備える液体吐出ユニットにおいて、
前記位置調整手段は、
貫通穴を具備し、前記キャリッジ側板に設けられた位置調整用ブラケットと、
前記貫通穴及び前記ベースプレートに挿し通され、前記位置調整用ブラケットと前記ベースプレートとの離間距離を調整する調整ねじと、
前記位置調整用ブラケットと前記ベースプレートとの間に介在され、前記ベースプレートを前記位置調整用ブラケットから離間する方向に付勢する弾性部材と
を有することを特徴とする液体吐出ユニット。
【請求項２】
前記調整ねじは、前記貫通穴を通り、前記ベースプレートに螺合することと、前記弾性部材は、前記調整ねじの軸周りに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ユニット。
【請求項３】
前記位置調整手段は、前記ベースプレートの両端に配置された前記複数のキャリッジ側板にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ユニット。
【請求項４】
前記位置調整用ブラケットの少なくとも１つは、前記調整ねじの頭部座面が当接する凸形状の座面を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体吐出ユニット。
【請求項５】
前記ベースプレートの少なくとも一方の端部は、曲面形状を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液体吐出ユニット。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液体吐出ユニットを備える液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ユニット及び液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機などの画像形成装置として、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）を記録ヘッドとして用いる液体吐出記録方式の画像形成装置（インクジェット記録装置など）が知られている。
【０００３】
液体吐出記録方式の画像形成装置において画像形成する際には、ノズルから吐出される液滴の着弾精度が画像品質に大きく影響する。液滴の着弾精度が悪いと画像品質が低下するので、記録ヘッドを高精度に位置決めする必要がある。そのため、記録ヘッドを保持するベースプレートを、長穴を有するＬ字ブロックを用いてキャリッジ側板に固定する構成が、以前より用いられている。
【０００４】
また、特許文献１には、記録ヘッドを有するサブキャリッジと、サブキャリッジの揺動位置を調節する記録ヘッド面平行度調節部（偏心カム２４など）と、サブキャリッジを記録ヘッド面平行度調節部へ付勢するサブキャリッジ付勢手段（ねじりばね１３など）とを備えるキャリッジが開示されている。
【０００５】
このキャリッジは、サブキャリッジの平行度を調整することで、主走査方向と平行な軸周りに記録ヘッドの平行度を調整できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、今までのキャリッジの構成では、厚みのあるメディア（記録媒体）がテーブルの上にある状態で、キャリッジを誤って下に移動させると、ベースプレートとメディアが衝突してベースプレートがずれてしまう問題があった。また、輸送時に生じる振動によってベースプレートが移動してしまい、テーブルとの平行度がずれてしまう問題もあった。
【０００７】
特に、特許文献１のキャリッジでは、プレートの振動又は衝撃が偏心カムに直接作用するため、回転角度がずれ易く、したがってプレート位置が容易に変動するおそれがあった。
【０００８】
そこで本発明は、液体吐出ヘッドと、キャリッジとを備える液体吐出ユニットにおいて、衝撃や振動を吸収し、液体吐出ヘッド面を所定の位置に維持できる液体吐出ユニット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】
【０００９】
上記課題は、液滴を吐出する複数のノズルを有する液体吐出ヘッドと、１つ又は複数の前記液体吐出ヘッドを保持するベースプレートと、前記ベースプレートを保持する複数のキャリッジ側板と、前記ベースプレートと前記複数のキャリッジ側板の間に設けられた少なくとも１つの位置調整手段とを備える液体吐出ユニットにおいて、前記位置調整手段は、貫通穴を具備し、前記キャリッジ側板に設けられた位置調整用ブラケットと、前記貫通穴及び前記ベースプレートに挿し通され、前記位置調整用ブラケットと前記ベースプレートとの離間距離を調整する調整ねじと、前記位置調整用ブラケットと前記ベースプレートとの間に介在され、前記ベースプレートを前記位置調整用ブラケットから離間する方向に付勢する弾性部材とを有することを特徴とする液体吐出ユニットによって解決される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の液体吐出ユニットは、位置調整用ブラケットとベースプレートとの間に介在された弾性部材がベースプレートに加わる衝撃や振動を吸収し、ベースプレートを位置調整用ブラケットから離間する方向に付勢するので、液体吐出ヘッド面を所定の位置に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る液体吐出装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るキャリッジ走査機構部を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るキャリッジを示す模式的正面図である。
【図４】図３に示したキャリッジの一方の端部を示す模式的正面図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係るキャリッジ（その１）を示す模式的正面図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係るキャリッジ（その２）を示す模式的正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態）
図１は本発明の一実施形態に係る液体吐出装置の全体構成を示す斜視図であり、図２は本発明の一実施形態に係るキャリッジ走査機構部を示す斜視図である。
【００１３】
図１に示すように、この液体吐出装置はシリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体１と、装置本体１を支持する支持台２とを備える。装置本体１の内部には、両側板にガイド部材であるガイドロッド３及びガイドステー４が掛け渡され、これらのガイドロッド３及びガイドステー４にキャリッジ５が矢印Ａ方向（主走査方向）に移動可能に支持されている。
【００１４】
キャリッジ５には、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のインク滴を吐出する液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド６が搭載されている。各記録ヘッド６は、液滴を吐出する複数のノズルを備える。また、各記録ヘッド６は、各記録ヘッド６にインクを供給するヘッドタンクを一体的に備える。
【００１５】
キャリッジ５を移動走査する主走査機構部１０は、主走査方向の一方側に配置される駆動モータ１１と、駆動モータ１１によって回転駆動される駆動プーリ１２と、主走査方向の他方側に配置された従動プーリ１３と、駆動プーリ１２と従動プーリ１３の間に掛け回された牽引部材であるタイミングベルト１４とを備える。なお、従動プーリ１３には、テンションスプリングによって外方（駆動プーリ１２に対して離れる方向）にテンションが掛けられている。
【００１６】
このキャリッジ５における主走査領域のうち、記録領域では、用紙２０が吸引搬送部によってキャリッジ５の主走査方向と直交する矢印Ｂ方向（副走査方向、用紙搬送方向）に間欠的に搬送される。
【００１７】
また、主走査領域のうち一方の端部側領域には、記録ヘッド６の維持回復を行う維持回復装置８が配置されている。さらに、主走査方向のキャリッジ移動領域外、又は上記主走査領域のうち他方の端部側領域には、記録ヘッド６のサブタンクに供給する各色のインクを収容したメインカートリッジ９が装置本体１に対して着脱自在に装着される。また、給紙手段２１には、ロール紙（以下「用紙２０」という。）がセットされているが、幅方向のサイズが異なるロール紙もセット可能である。
【００１８】
このように構成された液体吐出装置において、画像形成は次のように行われる。まず、給紙手段２１から搬送された用紙２０は、装置本体１の後方から前方に向けて、搬送手段により記録領域へ搬送される。次に、キャリッジ５を主走査方向に移動し、吸引搬送部にて用紙２０をプラテン７に間欠的に送りながら、記録ヘッド６を画像情報に応じて駆動して液滴を吐出させることにより、用紙２０上に所要の画像が形成される。そして、画像形成後の用紙２０は、所定の長さにカットされ、装置本体１の正面側に配置された排紙トレイへ排出される。
【００１９】
ここでは用紙２０がカットされ、排紙される構成について説明したが、カットせず画像形成後の用紙を排紙部で巻き取る構成とすることもできる。
【００２０】
次に、本発明の特徴部分である、記録ヘッドを含むキャリッジ（液体吐出ユニット）の構成について詳細に説明する。
【００２１】
図３は本発明の一実施形態に係るキャリッジを示す模式的正面図であり、図４は図３に示したキャリッジの一方の端部を示す模式的正面図である。図３に示すように、キャリッジ５のベースプレート２２には、Ｘ方向（副走査方向）に千鳥状に配置された記録ヘッド６ａ、６ｂ、６ｃが保持されている。なお、記録ヘッドを個々に区別しないときは、「記録ヘッド６」と称する。また、ベースプレート２２に搭載する記録ヘッド６は、１個でも２個でもよいし、３個より多くてもよい。
【００２２】
ベースプレート２２は、複数のキャリッジ側板２３によって保持されるが、本実施形態では、ベースプレート２２とキャリッジ側板２３との間に、位置調整手段２７が設けられることを特徴とする。図４に示すように位置調整手段２７は、キャリッジ側板２３に設けられ、貫通穴２４ａを有する位置調整用ブラケット２４と、貫通穴２４ａ及びベースプレート２２に挿し通される調整ねじ２５と、調整ねじ２５の軸に挿入された圧縮ばね２６とを備える。
【００２３】
位置調整用ブラケット２４は、キャリッジ側板２３と一体化して形成しているが、別途取り付ける構成としてもよい。また、貫通穴２４ａの径は、調整ねじ２５の軸部（外径）よりも大きく、頭部座面よりも小さい。
【００２４】
調整ねじ２５は、貫通穴２４ａに挿入した際、頭部座面が位置調整用ブラケット２４に当接する形状である。また、ベースプレート２２には、調整ねじ２５の雄ねじ部が螺合する雌ねじ部２２ｂが形成されている。
【００２５】
圧縮ばね２６は、位置調整用ブラケット２４とベースプレート２２との間に介在され、調整ねじ２５の軸周りに設けられている。したがって、圧縮ばね２６は、ベースプレート２２を位置調整用ブラケット２４から離間する方向（−Ｚ方向）に付勢する。なお、圧縮ばね２６は弾性部材の一例であり、これに代えてコイルばねやゴムばねを用いてもよい。
【００２６】
本実施形態のキャリッジ５はこのように構成されているので、ベースプレート２２の位置（すなわち、位置調整用ブラケット２４とベースプレート２２との離間距離）は、調整ねじ２５のねじ締め量により調整できる。また、図３のようにベースプレート２２のＹ方向両端のキャリッジ側板２３に位置調整手段２７を備えることで、ベースプレート２２の位置・姿勢（平行度）を容易に調整できる。
【００２７】
さらに、ベースプレート２２が、その下方にあるメディア（記録媒体）と衝突したとしても、圧縮ばね２６がその衝撃や残留振動を吸収し、再度ベースプレート２２を下方（−Ｚ方向）に付勢する。したがって、位置が変動したベースプレート２２を、再度調整された所定の位置に位置決めできる。さらにまた、例えば輸送時に生じる振動によってベースプレート２２が振動したとしても、圧縮ばね２６がその振動を吸収し、同様に位置決めできる。
【００２８】
ここで、本実施形態のキャリッジ５と特許文献１に記載のキャリッジを比較しておく。特許文献１のキャリッジもヘッドを保持するプレートが調整可能であり、また、そのプレートを付勢する付勢手段（ねじりばね）を備える点で、本実施形態と似ている。しかし、本実施形態では調整ねじ２５を用いるのに対し、特許文献１では偏心カムを用いる点で異なる。
【００２９】
特許文献１のキャリッジでは、プレートの振動又は衝撃が偏心カムにも直接作用するため、偏心カムの回転角度にずれを生じやすい。また、偏心カムでは、回転角度のずれがプレートに小さくない変位を与える。したがって、特許文献１のキャリッジでは、振動又は衝撃でプレート位置が変動するおそれがある。
【００３０】
一方、本実施形態のキャリッジ５では、まず、位置調整用ブラケット２４とベースプレート２２との離間距離が、調整ねじ２５により一定に保たれている。そして、圧縮ばね２６により、振動又は衝撃を受けて変動したとしても、再度調整された位置に位置決めされる。したがって、本実施形態のキャリッジ５は、振動又は衝撃を吸収し、ベースプレート２２の位置（記録ヘッド面）を所定の位置に維持できるため、特許文献１のキャリッジよりも有利である。
【００３１】
続いて、本発明の別の実施形態、及び有利な構成について説明する。
【００３２】
図５は、本発明の別の実施形態に係るキャリッジ（その１）を示す模式的正面図である。図５において、図３、図４と同一物には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３３】
ベースプレート２２を２箇所以上の位置調整手段２７（調整ねじ２５）で固定する場合、キャリッジ側板２３の取り付け時の歪みやベースプレート２２の加工精度に起因して、ベースプレート２２が傾いて固定されるおそれがある。そのため、本実施形態では、位置調整用ブラケット２８の少なくとも１つは凸形状（ドーム状曲面）の座面を有し、その座面に調整ねじ２５の頭部座面を当接させる。凸形状の座面が傾きに対応するため、ベースプレート２２の傾きを回避できる。
【００３４】
図６は、本発明の別の実施形態に係るキャリッジ（その２）を示す模式的正面図である。図６において、図３、図４と同一物には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３５】
図６に示すように、本実施形態のベースプレート２９は、キャリッジ側板２３に対向する、少なくとも一方の端部が曲面形状を有する。これにより、キャリッジ側板２３の組み付け時の歪みやベースプレート２９の加工精度に起因して、調整ねじ２５の締め付け時にベースプレート２９が傾くことを防止できる。
【００３６】
続いて、本願において用いられる用語について、明確な定義を示す。
【００３７】
「液体吐出装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出する装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
【００３８】
この「液体吐出装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。
【００３９】
「液体吐出装置」としては、例えば、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置や、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。
【００４０】
また、「液体吐出装置」は、吐出された液体によって文字、図形などの有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターンなどを形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
【００４１】
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
【００４２】
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス、壁紙や床材などの建材、衣料用のテキスタイルなど液体が一時的でも付着可能であればよい。
【００４３】
また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、又は加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒などの溶媒、染料や顔料などの着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤などの機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウムなどの生体適合材料、天然色素などの可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどである。これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液などの用途で用いることができる。
【００４４】
また、「液体吐出装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。
【００４５】
また、「液体吐出装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置がある。また、原材料が溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などもある。
【００４６】
「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。
【００４７】
ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていてもよい。
【００４８】
主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。
【００４９】
「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能装置である。液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子又は薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどが用いられる。
【００５０】
本明細書において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。
【００５１】
「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。
【００５２】
「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。
【００５３】
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明した。この実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して使用できる。例えば、複数の実施形態をそれぞれ組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  装置本体
２  支持台
３  ガイドロッド
４  ガイドステー
５  キャリッジ
６ａ、６ｂ、６ｃ  記録ヘッド
７  プラテン
８  維持回復装置
９  メインカートリッジ
１０  主走査機構部
１１  駆動モータ
１２  駆動プーリ
１３  従動プーリ
１４  タイミングベルト
２０  用紙
２１  給紙手段
２２、２９  ベースプレート
２２ｂ  雌ねじ部
２３  キャリッジ側板
２４、２８  位置調整用ブラケット
２４ａ  貫通穴
２５  調整ねじ
２６  圧縮ばね
２７  位置調整手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特開２００３−２６６８５８号公報
【図１】
2019209658.tif 000003
【図２】
2019209658.tif 000004
【図３】
2019209658.tif 000005
【図４】
2019209658.tif 000006
【図５】
2019209658.tif 000007
【図６】
2019209658.tif 000008