(57)【要約】【課題】液体噴射ヘッドのノズル面とプラテンとのギャップを、ノズル面を傷つけることなく迅速かつ正確に計測する。【解決手段】液体噴射装置は、被記録物を下方から支持するプラテンと、プラテンに支持された被記録物上を往復移動しつつ、プラテンに対向したノズル面から液体を被記録物上に吐出する液体噴射ヘッドと、プラテンの下方に配され、液体噴射ヘッドのノズル面に向けて光を発する発光部と、プラテンの下方に配され、発光部から発し、液体噴射ヘッドのノズル面で反射した光を受ける受光部と、受光部で受けた光に基づいて、プラテンとノズル面との距離を出力する出力部とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録物を下方から支持するプラテンと、
前記プラテンに支持された前記被記録物上を往復移動しつつ、前記プラテンに対向したノズル面から液体を前記被記録物上に吐出する液体噴射ヘッドと、
前記プラテンの下方に配され、前記液体噴射ヘッドの前記ノズル面に向けて光を発する発光部と、
前記プラテンの下方に配され、前記発光部から発し、前記液体噴射ヘッドの前記ノズル面で反射した光を受ける受光部と、
前記受光部で受けた光に基づいて、前記プラテンと前記ノズル面との距離を出力する出力部と
を備える液体噴射装置。
【請求項２】
前記出力部は、前記受光部で受けた光に基づいて、前記プラテンに対する前記ノズル面の傾きを更に出力する、請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記発光部および前記受光部の組が、前記プラテンにおける前記液体噴射ヘッドの往復移動の方向に一対設けられる請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記プラテンは、前記発光部および前記受光部の上方において光を透過する貫通穴を有し、
前記貫通穴には、光を透過する透明部材が取り付けられている請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記透明部材は、前記プラテンに対して着脱可能に取り付けられている請求項４に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記出力部からの前記出力に基づいて、前記プラテンと前記ノズル面との距離を所望の距離に調整する調整部をさらに備える請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
液体噴射装置において被記録物を下方から支持するプラテンと、前記プラテンに対向したノズル面から液体を前記被記録物上に吐出する液体噴射ヘッドの前記ノズル面との距離を出力する距離出力方法であって、
前記プラテンの下方に配された発光部から、前記液体噴射ヘッドの前記ノズル面に向けて光を発し、
前記液体噴射ヘッドの前記ノズル面で反射した光を、前記プラテンの下方に配された受光部で受け、
前記受光部で受けた光に基づいて、前記プラテンと前記ノズル面との距離を出力する距離出力方法。
【請求項８】
前記発光部および前記受光部は、治具に取り付けられており、
前記プラテンの下方に前記発光部および前記受光部が位置するべく、前記液体噴射装置を前記治具上に載置し、その後、前記光を発する工程および前記光を受ける工程が実行される請求項７に記載の距離出力方法。
【請求項９】
さらに前記出力に基づいて、前記プラテンと前記ノズル面との距離を所望の距離に調整する請求項７に記載の距離出力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッドが、プラテンに支持された被記録物上を往復移動しつつ、プラテンに対向したノズル面から液体を被記録物上に吐出する液体噴射装置、及びプラテンとノズル面の距離出力方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体噴射ヘッドが、プラテンに支持された被記録物上を往復移動しつつ、プラテンに対向したノズル面から液体を被記録物上に吐出する液体噴射装置が知られている。このような液体噴射装置の一例として、液体噴射ヘッドを収容するキャリッジに固定された光反射型センサで、プラテンと液体噴射ヘッドの距離を測定するインクジェット記録装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−６２１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の液体噴射装置には、被記録物上を往復移動するキャリッジにセンサを固定しているので、往復移動時のキャリッジの振動等の要因でセンサの固定位置がずれて、測定精度が劣化するという課題があった。また、センサをキャリッジに固定することにより、キャリッジのサイズ及び及び重量が増大し、液体噴射装置の大型化及びキャリッジ移動速度の低下を招くという課題があった。さらに、センサ及びノズルが被記録物に対して同じ側に設けられていることにより、被記録物への液体の噴射によって生じる液体のミストがセンサに付着して、測定精度が劣化するという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、被記録物を下方から支持するプラテンと、プラテンに支持された被記録物上を往復移動しつつ、プラテンに対向したノズル面から液体を被記録物上に吐出する液体噴射ヘッドと、プラテンの下方に配され、液体噴射ヘッドのノズル面に向けて光を発する発光部と、プラテンの下方に配され、発光部から発し、液体噴射ヘッドのノズル面で反射した光を受ける受光部と、受光部で受けた光に基づいて、プラテンとノズル面との距離を出力する出力部とを備える液体噴射装置が提供される。このような構成によれば、ノズル面を傷つけることなく迅速に、プラテンと液体噴射ヘッドのノズル面とのギャップを計測することができる。しかも、発光部と受光部がプラテンの下方に配されているので、液体噴射ヘッドの大型化及び重量増が防止される。
【０００５】
上記の液体噴射装置において、出力部は、受光部で受けた光に基づいて、プラテンに対するノズル面の傾きを更に出力してもよい。これにより、ノズル面を傷つけることなく迅速に、ノズル面の傾きを計測することができる。また、発光部および受光部の組が、プラテンにおける液体噴射ヘッドの往復移動の方向に一対設けられてもよい。このような構成によれば、液体噴射ヘッドの往復移動の方向におけるノズル面の傾きを、より正確に計測することができる。
【０００６】
上記の液体噴射装置において、プラテンは、発光部および受光部の上方において光を透過する貫通穴を有し、貫通穴には、光を透過する透明部材が取り付けられていてもよい。このような構成によれば、液体噴射ヘッドから噴射される液体のミストが発光部および受光部に付着して測距精度が悪化することを防ぐことができる。また、透明部材は、プラテンに対して着脱可能に取り付けられていてもよい。このような構成によれば、透明部材がミストの付着で汚れた場合に取り替えることができる。
【０００７】
出力部からの出力に基づいて、プラテンとノズル面との距離を所望の距離に調整する調整部をさらに備えてもよい。このような構成によれば、人手を煩わすことなく距離を調整することができる。
【０００８】
本発明の第２の形態によれば、液体噴射装置において被記録物を下方から支持するプラテンと、プラテンに対向したノズル面から液体を被記録物上に吐出する液体噴射ヘッドのノズル面との距離を出力する距離出力方法は、プラテンの下方に配された発光部から、液体噴射ヘッドのノズル面に向けて光を発し、液体噴射ヘッドのノズル面で反射した光を、プラテンの下方に配された受光部で受け、受光部で受けた光に基づいて、プラテンとノズル面との距離を出力する。これにより、ノズル面を傷つけることなく迅速に、プラテンと液体噴射ヘッドのノズル面とのギャップを計測することができる。
【０００９】
発光部および受光部は、治具に取り付けられており、プラテンの下方に発光部および受光部が位置するべく、液体噴射装置を治具上に載置し、その後、光を発する工程および光を受ける工程が実行されてもよい。これにより、液体噴射装置に発光部及び受光部を設ける必要がないので、液体噴射装置の小型化と低コスト化が実現される。
【００１０】
上記の距離出力方法において、プラテンとノズル面との距離の出力に基づいて、プラテンとノズル面との距離を所望の距離に調整してもよい。これにより、プラテンとノズル面の距離を正確かつ迅速に調整することができる。
【００１１】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１３】
図１は、インクジェット式記録装置１０の内部構成を示す側面概略図である。ここで、インクジェット式記録装置１０は、液体噴射装置の一例である。また、インクジェット式記録装置１０の記録ヘッド４４は、液体噴射装置の液体噴射ヘッドの一例である。
【００１４】
しかしながら、本実施形態はインクジェット式記録装置に限られない。液体噴射装置の他の例としては、液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置がある。この場合、カラーフィルタ製造装置の色材噴射ヘッドは、液体噴射ヘッドの一例である。液体噴射装置のさらに他の例としては、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置がある。この場合、電極形成装置の電極材（電導ペースト）噴射ヘッドは、液体噴射ヘッドの一例である。液体噴射装置のさらに他の例としては、バイオチップを製造するバイオチップ製造装置がある。この場合、バイオチップ製造装置の生体有機物噴射ヘッドおよび精密ピペットしての試料噴射ヘッドは、液体噴射ヘッドの一例である。本発明の液体噴射装置は、産業用途を有するその他の液体噴射装置も含む。
【００１５】
インクジェット式記録装置１０は、図１に示すように、複数の被記録物１１を保持する載置部１２、一の被記録物１１を載置部１２から取り出して印刷するために給送する給送部２０、給送部２０により給送された被記録物１１に給送方向の動力を伝える搬送部３０、被記録物１１に印刷を行う印刷部４０、及び印刷された被記録物１１に排出方向の動力を伝える排出部５０を、給送方向においてこの順に備える。
【００１６】
給送部２０は、例えば図示しないモータにより駆動軸とともに回転する給紙ローラ２２、及び分離パッド２４を有する。給紙ローラ２２は略扇形であり、駆動軸２６は扇を構成する円弧の中心に設けられる。給紙ローラ２２が回動することにより、給紙ローラ２２は分離パッド２４に対し、当接状態と乖離状態とを繰り返す。当接状態において、給紙ローラ２２と分離パッド２４は、載置部１２から給送部２０に給送された被記録物１１の束のうち、最上位に位置する被記録物１１を互いの間に挟むことで、被記録物１１を一つずつ分離して搬送部３０に給送する。この給送時の途中のタイミングで、給紙ローラ２２及び載置部１２の一部であるホッパは互いに離間し、給送されなかった被記録物１１を載置部１２に戻して整位することができるようにする。
【００１７】
搬送部３０は、モータ６０により回転する搬送ローラ３２、搬送ローラ３２に連れ回る搬送従動ローラ３４を有し、搬送ローラ３２と搬送従動ローラ３４との当接点に被記録物１１を挟むことで、給送部２０により給送された被記録物１１を印刷部４０の下部に給送する。
【００１８】
印刷部４０は、インクカートリッジを載置するキャリッジ４２、被記録物１１を下方から支持するプラテン１１０、キャリッジ４２から被記録物１１に向かって突出し、被記録物１１にインクを吐出する記録ヘッド４４、キャリッジ４２に設けられた軸穴４６、及び軸穴４６を挿通しキャリッジ４２を給送方向に対して略垂直な方向にスライド可能に支持するガイド軸４８を有する。なお、記録ヘッド４４は、被記録物１１に対向するノズル面に、給送方向に沿って配列された複数の吐出口を有する。
【００１９】
排出部５０は、モータ６０により回転する排出ローラ５２、及び排出ローラ５２に連れ回る排出従動ローラ５４を有し、排出ローラ５２と排出従動ローラ５４との当接点に被記録物１１を挟むことで、印刷後の被記録物１１を排出する。
【００２０】
上記した構成において、インクジェット式記録装置１０は、プラテン１１０上に給送した被記録物１１の上方で記録ヘッド４４をガイド軸４８に沿って往復させつつインクを吐出する。インクジェット式記録装置１０は、記録ヘッド４４が一走査する毎に被記録物１１を一定量給送することで、被記録物１１の全体に印刷を行う。なお、記録ヘッド４４は、往路及び復路の双方で印刷を行う場合もあるし、一方のみで印刷を行う場合もある。
【００２１】
なお、搬送部３０及び排出部５０には、モータ６０から一本のベルト６２を介して動力が伝達される。ベルト６２には、テンショナ６４により張力が与えられている。モータ６０、テンショナ６４、搬送部３０、及び排出部５０は、ベルト６２の流れ方向に沿ってこの順に配置される。
【００２２】
図２は、インクジェット式記録装置１０の内部構成を示す斜視図である。インクジェット式記録装置１０はさらに、搬送部３０、印刷部４０、排出部５０、及びモータ６０などの主要なメカを支持する金属製のフレーム１２０を有する。キャリッジ４２には、ブラックインクカートリッジ４０６及びカラーインクカートリッジ４０８が装着される。キャリッジ４２の被印刷物に対向する側には、ブラックインク用吐出口及びカラーインク用吐出口を含む記録ヘッド４４が搭載される。キャリッジ４２の上部には、記録ヘッド４４にインクを供給するブラックインクカートリッジ４０６及びカラーインクカートリッジ４０８が着脱可能に装着されている。
【００２３】
図３及び図４は、それぞれ、本発明に係るプラテンの一実施例であるプラテン１１０ａの上面図と、測定部８０の構成を示す。プラテン１１０の下方に配されている測定部８０は、本発明の発光部、受光部、及び出力部の一例である。測定部８０は、記録ヘッド４４のノズル面４５に向けて光を発し、記録ヘッド４４のノズル面４５で反射した光を受ける。そして、受けた反射光に基づいて、プラテン１１０とノズル面４５との距離を出力する。これにより、インクジェット式記録装置１０は、ノズル面４５を傷つけることなく迅速かつ正確に、プラテン１１０と記録ヘッド４４のノズル面４５とのギャップを計測することができる。しかも、発光部と受光部がプラテン１１０の下方に配されているので、記録ヘッド４４の大型化及び重量増が防止される。測定部８０は、ノズル面４５からの反射光に基づいて、プラテン１１０に対するノズル面４５の傾きを更に出力してもよい。ノズル面４５を傷つけることなく迅速かつ正確に、ノズル面４５の傾きを計測することができる。
【００２４】
本実施例の測定部８０は、プラテン１１０ａの中央部分に配されており、測定部８０の上方において光を透過する貫通穴１１６を有する。あるいは、測定部８０は、使用頻度の高いサイズの被記録物１１、例えばＡ４の記録紙を搬送する場合に於ける被記録物１１の幅方向の中心近傍に設けられてもよい。貫通穴１１６には、光を透過する透明部材１１４が取り付けられている。これにより、記録ヘッド４４から噴射されるインクのミストが測定部８０に付着して測距精度が悪化することを防ぐことができる。また、透明部材１１４は、プラテン１１０ａに対して着脱可能に取り付けられている。これにより、透明部材１１４がミストの付着で汚れた場合に取り替えることができる。プラテン１１０ａの上面には、プラテン１１０ａの長手方向における透明部材１１４の両側に、被記録物１１の搬送方向に向いて並んだ複数のリブ１１２が形成されている。プラテン１１０ａは、リブ１１２の上面に被記録物１１を支持する。インクジェット式記録装置１０はさらに、測定部８０からの出力に基づいて、プラテン１１０とノズル面４５との距離を所望の距離に調整する調整部７０を備える。調整部７０は、例えば図２に示す位置において、ガイド軸４８の両端にそれぞれ設けられる。
【００２５】
図５は、調整部７０の構成の一例を示す透視図である。調整部７０は、例えばガイド軸４８の両端に固定されたカムフォロア７７と、カムフォロア７７の外周に当接するカム輪郭７６を含むカム７４と、カム７４の外周に当接して、カム７４を回転駆動するカム駆動部７２とを有する。カム輪郭７６は、カム７４の回転中心であるカム軸７８に対して偏心した円形の形状をなしている。一方、ガイド軸４８は、フレーム１２０の側面に設けられた軸受け７９によって、上下方向に移動可能に支持されている。したがって、カム駆動部７２がカム７４を回転させるとカム輪郭７６がガイド軸４８を上下方向に移動させる。調整部７０は、不図示のステップモータを含み、当該ステップモータでカム駆動部７２をリニアに回転させることによって、ガイド軸４８の上下位置を無段階に調節する。インクジェット式記録装置１０はさらに、測定部８０及び調整部７０に接続された制御部９０を備える。制御部９０は、測定部８０の出力に基づいて、ガイド軸４８の両端の高さの調整量をそれぞれ計算し、計算した調整量に基づいて、ガイド軸４８の両端に設けられた調整部７０のそれぞれにガイド軸４８の端部の上下位置を調節させる。インクジェット式記録装置１０は、このような調整部７０及び制御部９０を有することにより、人手を煩わすことなくプラテン１１０とノズル面４５の距離を調整することができる。
【００２６】
あるいは他の実施例において、調整部７０は、カム７４の外周にギア状に形成された複数のノッチと、当該ノッチに係合してカム７４の姿勢を段階的に切り替える不図示のノッチストッパを有してもよい。この場合、カム７４は手動で回動させてもよい。また、調整部７０は、被記録物１１の搬送方向におけるキャリッジ４２の姿勢をガイド軸４８を中心に変化させることによって、プラテン１１０とノズル面４５の平行度を調節してもよい。
【００２７】
図６は、本発明に係るプラテンの他の実施例であるプラテン１１０ｂの上面図である。以下、前述のプラテン１１０ａと同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施例のプラテン１１０ｂには、貫通穴１１６、透明部材１１４、及び測定部８０が、プラテン１１０における記録ヘッド４４の往復移動の方向に一対設けられる。これにより、記録ヘッド４４の往復移動の方向におけるノズル面４５の傾きを、より正確に計測することができる。なお、本実施例において測定部８０は、本発明に係る発光部および受光部の組の一例である。
【００２８】
図７は、測定部８０がプラテン１１０とノズル面４５の距離を測定する方法を示す概念図である。プラテン１１０とノズル面４５の距離を測定するには、まず、リブ１１２の上面に、測定部８０の上方を塞ぐように平坦なプレート２００を載置する。そして、測定部８０は、当該プレート２００の下面の位置をプラテン１１０の上面の位置として、原点調整する。次に、プレート２００を取り除き、記録ヘッド４４が測定部８０の真上に来るように、キャリッジ４２を移動させる。そして、ノズル面４５に光を照射して反射光を受け、この反射光に基づいてプラテン１１０とノズル面４５の距離を測定する。測定部８０が、図５に示したように、プラテン１１０における記録ヘッド４４の往復移動の方向に一対設けられる場合には、それぞれの測定部８０の上方で、プラテン１１０とノズル面４５の距離を測定する。測定部８０は、測定結果を制御部９０に出力し、制御部９０は、当該測定結果に基づいて調整部７０を制御し、プラテン１１０とノズル面４５との距離を所望の距離に調整する。
【００２９】
なお、ガイド軸４８の一端の高さを調節した後に他端の高さを調節する場合、最初に調節した側のガイド軸４８の高さが所望の高さからずれてしまうことが想定されるので、ガイド軸４８の両端の高さをそれぞれ調節した後に、最初に調節した側のプラテン１１０とノズル面４５との距離を再度測定してもよい。そして、所定の寸法以上のずれが発生している場合には、再度ガイド軸４８の上下方向の位置を調節してもよい。
【００３０】
図８は、プラテン１１０とノズル面４５の距離をインクジェット式記録装置１０の製造工程で測定する例を示す概念図である。本実施例は、測定部８０が、インクジェット式記録装置１０に設けられておらず、代わりに測定治具３００に設けられている点で、図３から図７に示した実施例と異なる。測定治具３００は、本実施例のインクジェット式記録装置１０の製造工程において、プラテン１１０とノズル面４５との距離を出力するために上面にフレーム１２０を載置する治具である。本実施例の距離出力方法は、まずプラテン１１０における貫通穴１１６及び透明部材１１４の下方に測定部８０が位置するように、インクジェット式記録装置１０を測定治具３００上に載置する。そしてプラテン１１０の下方に配された測定部８０から、記録ヘッド４４のノズル面４５に向けて光を発し、記録ヘッド４４のノズル面４５で反射した光を、測定部８０で受ける。測定部８０は、受けた反射光に基づいて、プラテン１１０とノズル面４５との距離を出力する。この際、プレート２００を用いてプラテン１１０の上面の原点調整をおこなう点は、図６に示した実施例と同様なので説明を省略する。以上の工程によれば、ノズル面４５を傷つけることなく迅速に、プラテン１１０と記録ヘッド４４のノズル面４５とのギャップを計測することができる。本実施例の測定方法によれば、インクジェット式記録装置１０に測定部８０を設ける必要がないので、インクジェット式記録装置１０の小型化と低コスト化が実現される。
【００３１】
本実施例の制御部９０は、例えば測定治具３００に設けられる。当該制御部９０は、測定治具３００の上面にフレーム１２０が載置されることによって、コネクタ等を介して調整部７０に接続される。そして、測定部８０の出力に基づいて、調整部７０を制御する。これらの工程を経て、プラテン１１０とノズル面４５との距離が所望の距離に調整される。以上の方法によれば、プラテン１１０とノズル面４５の距離を正確かつ迅速に調整することができる。
【００３２】
以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、プラテン１１０とノズル面４５の距離及び傾きを、ノズル面４５を損傷することなく正確且つ迅速に測定し、測定結果に基づいてノズル面４５位置及び傾きを調整することによって、被記録物１１に対する精度の高い記録を行うインクジェット式記録装置１０を提供することができる。
【００３３】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】インクジェット式記録装置１０をガイド軸４８と垂直な平面で切断した断面図である。
【図２】インクジェット式記録装置１０の内部構造を示す斜視図である。
【図３】プラテンの一実施例であるプラテン１１０ａの上面図である。
【図４】測定部８０の構成を示す概念図である。
【図５】調整部７０の構成の一例を示す透視図である。
【図６】プラテンの他の実施例であるプラテン１１０ｂの上面図である。
【図７】測定部８０がプラテン１１０とノズル面４５の距離を測定する方法を示す概念図である。
【図８】プラテン１１０とノズル面４５の距離を製造工程で測定する実施例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  インクジェット式記録装置、１１  被記録物、１２  載置部、２０  給送部、２２  給紙ローラ、２４  分離パッド、２６  駆動軸、３０  搬送部、３２  搬送ローラ、３４  搬送従動ローラ、４０  印刷部、４２  キャリッジ、４４  記録ヘッド、４５  ノズル面、４６  軸穴、４８  ガイド軸、５０  排出部、５２  排出ローラ、５４  排出従動ローラ、６０  モータ、６２  ベルト、６４  テンショナ、７０  調整部、７２  カム駆動部、７４  カム、７６  カム輪郭、７７  カムフォロア、７８  カム軸、７９  軸受け、８０  測定部、９０  制御部、１１０  プラテン、１１２  リブ、１１４  透明部材、１１６  貫通穴、１２０  フレーム、２００  プレート、３００  測定治具
【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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