(57)【要約】      （修正有）【課題】キャリッジにプリントヘッドを搭載したプリント装置において、プリント装置の高速化および小型化を実現しながらも、プリントヘッドの装着誤差に伴うプリント位置ずれを抑えることが可能なプリント装置を提供する。【解決手段】キャリッジ２およびこれに搭載されるプリントヘッド３のそれぞれが、ガイド８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄに接触し支持された状態で摺動する。ガイドレール８ｄは、その内側の面においてキャリッジに備えられたキャリッジ摺動部２６と接触し、キャリッジ摺動部を重力方向に支えている。一方、ガイドレール８ａや８ｄを囲うように延在しつつ、Ｚ方向に下方から延びるガイドレール８ｂは、その外側の面において、プリントヘッドに備えられた摺動突起部２２と接触する。プリントヘッドは、キャリッジに対して位置決めされると同時に、ガイドレールに対しても直接的に位置決めされる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリントヘッドが搭載されたキャリッジがガイドに沿って往復移動してシートにプリントを行うプリント装置であって、
前記キャリッジおよび前記プリントヘッドのそれぞれが、前記ガイドに接触しながら前記キャリッジが移動することを特徴とするプリント装置。
【請求項２】
前記プリントヘッドは前記ガイドに接触しながら摺動する摺動部を備え、前記キャリッジは前記ガイドに接触しながら摺動する摺動部を備えることを特徴とする、請求項１に記載のプリント装置。
【請求項３】
前記プリントヘッドの摺動部は、前記キャリッジが移動する方向に沿って複数箇所に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のプリント装置。
【請求項４】
前記プリントヘッドを前記キャリッジから取り外すと、前記プリントヘッドの摺動部に代えて前記キャリッジに設けられた突起が、前記ガイドに接することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のプリント装置。
【請求項５】
前記キャリッジと前記プリントヘッドのそれぞれは、前記プリントヘッドが前記キャリッジに搭載された状態の姿勢を規制するための位置決め部を備えていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のプリント装置。
【請求項６】
前記ガイドは、所定方向に延在するレールまたはシャフトで構成され、
前記プリントヘッドは、前記所定方向と交差する方向に複数のプリント素子が配列されていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のプリント装置。
【請求項７】
前記プリント素子はインクを吐出するノズルであることを特徴とする、請求項６に記載のプリント装置。
【請求項８】
ヘッドが搭載されたキャリッジをガイドに沿って往復移動するキャリッジ装置であって、
前記キャリッジおよび前記ヘッドのそれぞれが、前記ガイドに接触しながら前記キャリッジが移動することを特徴とするキャリッジ装置。
【請求項９】
前記ヘッドは、プリントヘッドもしくは読み取りヘッドであることを特徴とする、請求項８に記載のキャリッジ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリアル型のプリント装置などに好適に用いられ、ヘッドを支持しながら往復移動するキャリッジの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリントヘッドをシートに対して移動させながら画像をプリントするシリアル型のプリント装置では、装置内を移動可能なキャリッジに対してプリントヘッドを着脱可能にしていることが多い。この際、プリントヘッドがキャリッジに対して傾いて装着されてしまうと、シート上ではプリント位置ずれが確認される。具体的には、走査方向と交差する方向に配列する複数のプリント素子のうち、両端部にあるプリント素子がドットをプリントする位置がシート上において走査方向にずれてしまい、シート搬送方向に延在する画像の連続性が損なわれてしまうのである。
【０００３】
特許文献１には、このようなプリント位置ずれをなるべく抑えるために、プリントヘッドをキャリッジに高精度に装着させる構成が開示されている。特許文献１によれば、キャリッジとプリントヘッドにおいて、走査方向の両端位置に互いの位置合わせを行うための突き当て部を複数方向に設ける。そしてこれら突き当て部を向かい合わせた状態でプリントヘッドをキャリッジに装着することにより、プリントヘッドのプリント素子列をキャリッジに対して傾きのない状態で位置決めしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０―２２６０６０ 号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、プリント装置の小型化が推し進められると、プリントヘッドやキャリッジの走査方向の幅は小さくなり、これに伴って走査方向の両端位置に配置された突き当て部間の距離も短くなる。このため、特許文献１の方法を採用しても、傾きを抑制するという効果を十分に発揮することは難しくなってしまう。また、プリント時間の短縮化が推し進められると、搬送方向におけるプリント素子の数が増大するため、プリントヘッドのシート搬送方向の長さも大きくなる。この場合、特許文献１を採用してキャリッジに対するプリントヘッド傾きを所定範囲に抑えても、両端部に位置するプリント素子の走査方向におけるずれ量は、プリント素子数を増大させた分増大してしまう。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するために成されたものである。その目的とするところは、プリント装置の高速化および小型化を実現しながらも、プリントヘッドの装着誤差に伴うプリント位置ずれを更に十分に抑えることが可能なプリント装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのために本発明は、プリントヘッドが搭載されたキャリッジがガイドに沿って往復移動してシートにプリントを行うプリント装置であって、前記キャリッジおよび前記プリントヘッドのそれぞれが、前記ガイドに接触しながら前記キャリッジが移動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、プリントヘッドの装着誤差に伴うプリント位置ずれを抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態におけるプリント装置の構成を説明するための斜視図
【図２】プリント装置の制御の構成を説明するためのブロック図
【図３】プリントヘッドをプリント素子配列面２４の側から観察した斜視図
【図４】プリントヘッドとキャリッジの係合関係を説明するための図
【図５】キャリッジとガイドレールおよびプリントヘッドの係合状態を示す図
【図６】プリントヘッドが装着されたキャリッジを下方から示した斜視図
【図７】プリントヘッドをキャリッジから取り外す様子を示す側面図
【図８】変形例の構成を説明するための斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施形態におけるプリント装置１の内部構成を説明するための斜視図である。プリント装置１は、インクを滴として吐出することによってシート上に画像をプリントするシリアル型のインクジェットプリント装置である。
【００１１】
このプリント装置はキャリッジ装置を備える。キャリッジ装置を構成するキャリッジ２は、プリントヘッド３とこれにインクを供給するためのインクタンク４を搭載した状態で、図のＸ方向に往復移動する。本実施例において、インクタンク４は、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの４色のインクに対応づけて用意され、それぞれがキャリッジ２に対し独立に着脱可能になっている。
【００１２】
キャリッジ２はキャリッジモータ２４１を駆動源としタイミングベルト７を介して、Ｘ方向に直線状に延在するガイドレール８ａ〜８ｄ（ガイド）に案内支持されながらＸ方向移動する。この移動の最中、プリントヘッド３に配列する複数のプリント素子（インクジェットノズル）が画像データに応じて駆動され、インクを滴としてＺ方向に吐出する。これにより、プラテン６によって下方より支持されたシート（図１では不図示）に１行分の画像がプリントされる。１行分のプリント走査が終了すると、搬送モータ２４３が搬送ローラ９を駆動し、１行分の幅に応じた距離だけシートＳをＹ方向に搬送する。以上のような、所定方向（Ｘ方向）のプリント走査と、これを交差する方向（Ｙ方向）へのシートのステップ送り動作を交互に繰り返すシリアルプリント方式で、シートＳ上には徐々に画像が形成されていく。
【００１３】
キャリッジ２が移動可能な範囲であってプリント領域外の位置には、プリントヘッド３に対するメンテナンス処理を行うためのメンテナンスユニット５が配備されている。メンテナンス処理を行う際、キャリッジ２はメンテナンスユニット５の位置に移動する。メンテナンスユニット５は移動してきたプリントヘッド３に対し、吸引処理やワイピング処理など様々なメンテナンス処理を実行する。
【００１４】
図２は、プリント装置１の制御の構成を説明するためのブロック図である。コントローラ２００は、ＭＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）２０３、ＲＡＭ２０４、システムバス２０５、Ａ／Ｄ変換器２０６などを備えている。ＲＯＭ２０２は、ＭＰＵ２０１が実行する各種プログラムや制御パラメータ、所要のテーブルなどを格納する。ＡＳＩＣ２０３は、キャリッジモータ２４１の制御、搬送モータ２４３の制御、メンテナンスユニット５の制御、およびプリントヘッド３の制御のための制御信号を生成する。ＲＡＭ２０４は、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等として用いられる。システムバス２０５は、ＭＰＵ２０１、ＡＳＩＣ２０３、ＲＡＭ２０４を相互に接続してデータの授受を行う。
【００１５】
外部に接続されたホスト装置２１０からは、インタフェース（Ｉ／Ｆ）２１１を介して、ラスタ形式の画像データやコマンドがコントローラ２００に入力される。一方、コントローラ２００は、インタフェース（Ｉ／Ｆ）２１１を介して、ステータス信号等をホスト装置２１０に送信する。ホスト装置２１０はパーソナルコンピュータであっても良いし、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど、画像データの供給源と成りうるものであればどのようなものであっても良い。
【００１６】
スイッチ群２２０は、電源スイッチ２２１やプリントスイッチ２２２などから構成される。センサ群２３０は、キャリッジのＸ方向の現在位置を取得するための位置センサ２３１や温度センサ２３２等から構成される。これらセンサから出力されたアナログ信号は、コントローラ２００内のＡ／Ｄ変換器２０６によってはＡ／Ｄ変換された後、ＭＰＵ２０１に供給される。
【００１７】
キャリッジモータドライバ２４０は、キャリッジモータ２４１を駆動して、キャリッジ２をＸ方向に往復走査させる。搬送モータドライバ２４２は、搬送モータ２４３を駆動して搬送ローラ９を回転させ、シートをＹ方向に搬送する。メンテナンスモータドライバ２５０は、メンテナンスモータ２５１を駆動して、メンテナンス処理を行うための吸引ポンプやワイピングを動作させる。ヘッドドライバ２６０は、プリントデータに基づいてプリントヘッドを駆動する。
【００１８】
プリントヘッド３は、個々のプリント素子に配備されたヒータ（電気熱変換素子）に電圧パルスを印加することにより、インクを滴として吐出する。なお、インクジェット方式はヒータを用いた形態に限らず、ピエゾ素子、静電素子、ＭＥＭＳ素子などを用いた種々の方式が適用可能である。
【００１９】
プリント動作を行う際、ＡＳＩＣ２０３は、キャリッジモータドライバ２４０を介してキャリッジ２を所定の速度で移動させる。そしてこの移動の最中、プリントヘッド３に対しプリントデータを転送し、プリントデータに従ってヘッドドライバ２６０に個々のヒータに電圧を印加させ、プリント動作を実行する。
【００２０】
図３は、プリントヘッド３をプリント素子配列面２４の側から観察した斜視図である。プリントヘッド３がキャリッジ２に搭載されることにより、プリントヘッド３の電気接点部２１がキャリッジ２の電気接点部２０と接続し、プリントデータが受信可能となる。プリント素子列２３からは、受信したプリントデータに従って、Ｚ方向にインクが吐出される。プリントヘッド３には、ブラックインク用とカラーインク用のプリント素子列２３が配備されている。
【００２１】
また、プリントヘッド３には、突き当て面１０、位置決め用突部１４、突き当て面１５、突部１８、および摺動突起部２２は、プリント素子配列面２４を挟んだ箇所に対称的に配置されている。これらはプリントヘッド３をキャリッジ２に搭載する際の位置決めに用いられる。この位置決めのガイド構造が本実施形態の特徴であるため、以下詳しく説明する。
【００２２】
図４は、プリントヘッド３をキャリッジ２に搭載する際の、各部材間の係合関係を説明するための図である。プリントヘッド３の両端に配備された突き当て面１０は、キャリッジ２の突き当て面１６と対面し接触する。プリントヘッド３における電気接点部２１の下方両側に配備された突き当て面１５と位置決め用突部１４は、キャリッジ２側の突起部１７の上面および側面と接触する。プリントヘッド３の上部両端に配備された突部１８は、キャリッジ２に配備された板ばね１９と係合し、板ばね１９からの押圧力を受ける。以上の構成により、キャリッジ２に対しプリントヘッド３が正しい姿勢で装着され、キャリッジ２の電気接点部２０に設けられた複数の接点とプリントヘッド３の電気接点部２１に設けられた複数の接点が、電気的に接続する。
【００２３】
一方、再度図３を参照するに、プリントヘッド３には、プリント装置１に固定されたガイドレール８に接触しながら摺動する摺動突起部２２（プリントヘッドの摺動部）が備えられている。キャリッジの姿勢を安定させるため、摺動突起部２２は、キャリッジの移動方向（Ｘ方向）に沿って離れた複数箇所（２カ所）に設けられている。
【００２４】
図５は、キャリッジ２とガイドレール８およびプリントヘッドの係合状態を説明するための側断面図である。プリント装置１内において、Ｘ方向に延在するガイドレール８は、キャリッジ２のＸ方向の経路を上下および奥面から囲うような形状を有している。以下説明のため、ガイドレール８を４つの部分に分けて説明する。Ｚ方向に下方から延びる部分を構成するガイドレール８ａは、その内側の面において、キャリッジ２に備えられた摺動部材２５（キャリッジの摺動部）と接触する。摺動部材２５は、不図示のばねによってＹ方向に付勢されており、ガイドレール８ａから−Ｙ方向の抗力を受けている。
【００２５】
また、ガイドレール８ａに連続する水平面（Ｚ方向に垂直な面）から成るガイドレール８ｄは、その内側の面においてキャリッジ２に備えられたキャリッジ摺動部２６（キャリッジの摺動部）と接触し、キャリッジ摺動部２６を重力方向に支えている。更に、Ｚ方向に上方から延びるガイドレール８ｃは、その内側の面において、キャリッジ２に備えられた突部２７と接触している。突部２７も、不図示のばねによってＹ方向に付勢されており、ガイドレール８ｃからの抗力を受けている。
【００２６】
プリントヘッド３が、キャリッジ２に装着されると、板ばね１９がプリントヘッド３を図の右下の方向に押圧する。これによってプリントヘッド３の突き当て面１０がキャリッジ２の突き当て面１６に、プリントヘッド３の突き当て面１５がキャリッジ２の突起部１７の上面に、それぞれ押し当てられ、その姿勢が規制される。このように、本実施形態のキャリッジ２は、ガイドレール８ａ、８ｄ、および８ｃとの接点で支持されることにより、走査中においても安定した姿勢を維持できるようになっている。
【００２７】
一方、ガイドレール８ａや８ｄを囲うように延在しつつ、Ｚ方向に下方から延びるガイドレール８ｂは、その外側の面において、プリントヘッド３に備えられた摺動突起部２２と接触する。つまり、プリントヘッド３は、キャリッジ２に対して位置決めされると同時に、ガイドレール８に対しても直接的に位置決めされる。また、本実施形態のプリントヘッド３は、その製造工程において、摺動突起部２２の摺動面とプリント素子配列面２４が直角の関係を有するように一体的に形成されている。このため、摺動突起部２２の摺動面をガイドレール８ｂに直接接触することにより、プリント素子配列面２４とプラテン６の平行関係を比較的容易に実現することが出来る。
【００２８】
なお、摺動突起部２２よりも僅かにＹ方向にずれた位置には、キャリッジ２に備えられた突部２８が配置されている（図６参照）。プリントヘッド３をキャリッジ２から取り外すと、ガイドレール８ｂからプリントヘッド３の摺動突起部２２が離れるが、代わりに、キャリッジの突部２８がガイドレール８ｂに当接する。
【００２９】
図６は、プリントヘッド３が装着された状態のキャリッジ２を下方から示した斜視図である。プリントヘッド３の２つの摺動突起部２２が、キャリッジ２の底面より突出しており、更にそのＹ方向の奥に、キャリッジ２の突部２８が配置されているのが分かる。
【００３０】
図７（ａ）〜（ｃ）は、図５のように装着されたプリントヘッド３をキャリッジ２から取り外す様子を示す側面図である。図７（ａ）を参照するに、プリントヘッド３を取り外すとき、ユーザはキャリッジ２に配備されているレバー３０を掴みこれをＹ方向にスライドする。これに伴い、キャリッジ２上のカム部３１もＹ方向に移動し、プリントヘッド３を押圧している板ばね１９を−Ｚ方向に持ち上げる。
【００３１】
板ばね１９の押圧から開放されたプリントヘッド３を、図７（ｂ）のように回動させると、プリントヘッド３の摺動突起部２２はガイドレール８ｂから離間する。しかし、図６で説明したように、僅かにＹ方向にずれた位置にはキャリッジ２の突部２８が配置されており、ガイドレール８ｂはこれに接触する。つまり、プリントヘッドを離脱しても、キャリッジ２はガイドレール８に対し正常な姿勢を維持することが出来る。
【００３２】
その後、プリントヘッド３を図７（ｃ）のようにさらに回動させると、プリントヘッド３の突部１８が板ばね１９の位置から十分に外れ、プリントヘッド３を上方（−Ｚ方向）に取り外すことが出来る。なお、ガイドレール８ａ〜８ｄには摺動性を向上させるためにグリスやオイルが塗布されているのが一般である。この場合、プリントヘッド３をキャリッジ２に装着する際、図７（ｃ）から同図（ｂ）に移行する過程で、摺動突起部２２がガイドレール８ｂのグリスやオイルを擦り落とす場合がある。このため、擦り落とされたグリスやオイルを受けるための隔壁３２を配備し、擦り落とされたグリスやオイルによって装置内を汚染したり、プリントヘッド３のプリント素子に吐出不良を招致したりしないようにしている。
【００３３】
上記構成によれば、プリントヘッド３の着脱に係らず、ガイドレール８に対するキャリッジの接触状態は変わらない。よって、再びプリントヘッド３をキャリッジ２に装着する場合は、図７（ａ）〜（ｃ）を反対の工程で実行すれば、プリントヘッド３、キャリッジ２およびガイドレール８を、図５に示す位置に確実に戻すことが出来る。
【００３４】
以上説明した実施形態によれば、ガイドレール８に対するキャリッジ２の位置決め構成と、キャリッジ２に対するプリントヘッド３の位置決め構成のほかに、ガイドレール８に対するプリントヘッド３の位置決め構成を用意している。このため、ガイドレールとキャリッジ間の取り付け誤差やキャリッジとプリントヘッド間の取り付け誤差に影響を受けることなく、ガイドレールに対するプリントヘッドの装着姿勢を従来よりも高精度に安定させることが出来る。すなわち、キャリッジ２がガイドレールに沿って移動するプリント走査中において、プリント素子列２３とシート表面の距離を安定させ、Ｙ方向に対するプリント素子列の傾きを抑えることが出来る。そして、プリント装置の高速化および小型化するためにプリント素子列を長くプリントヘッド幅を短くしながらも、シートに対するプリント位置ずれを抑えることが可能となる。
【００３５】
図８に変形例を示す。先の実施形態と異なる点は、キャリッジ２の往復移動を案内するガイドが、平面のガイドレールではなく、円筒状のガイドシャフト３３であることである。キャリッジ２に形成されたキャリッジ摺動部３４（キャリッジの摺動部）とプリントヘッド３に形成されたヘッド摺動部３５（プリントヘッドの摺動部）は、逆Ｖ字形状を形成する。その逆Ｖ字形状の内部にガイドシャフト３３が位置し、キャリッジ摺動部３４とプヘッド摺動部３５はガイドシャフト３３の表面に対しそれぞれ接触し、互いの自重によって位置決めされる。キャリッジ摺動部３４とヘッド摺動部３５は、プリント素子配列面を挟んでＸ方向の両側に形成されており、ガイドシャフト３３は計４つの面に接触するようになっている。プリントヘッド３がガイドシャフト３３に直接的に係合支持されるので、プリント装置に対するプリントヘッドの姿勢を、キャリッジ２を介することなく、高精度に維持することが出来る。
【００３６】
プリントヘッド３の着脱については先の実施形態とほぼ同様である。本実施形態のキャリッジ２にも、離間したヘッド摺動部３５に変わってガイドシャフト３３に接触可能な摺動部が、ヘッド摺動部３５よりも奥まった位置に備えられており、プリントヘッド３を離脱してもキャリッジ２の姿勢が変わらない。
【００３７】
先の実施形態では、プリントヘッド３の摺動突起部２２とガイドレール８ｂがＺ軸に平行な面で接触するのに対して、本実施形態のヘッド摺動部３５とガイドシャフト３３は、Ｚ軸に対し傾いた面で接触している。このため、ガイドシャフト３３とプラテン６のＺ方向の距離によって、プリントヘッド３におけるプリント素子配列面２４とプラテン６の距離も決まり、より高い精度で両者の距離を維持することが出来る。
【００３８】
なお、以上の実施形態では、プリント素子列２３において、個々のプリント素子がＹ方向と平行な方向に配列する構成で説明したが、プリント素子列２３はＹ方向に対して傾きを持っていても良い。Ｘ方向と交差する方向であればＹ方向に対し傾きを持っていても、Ｘ方向へのプリント走査において個々のプリント素子の駆動タイミングを傾きの量に応じて調整することにより、個々のプリント素子がプリントするドットの位置をＹ方向に合わせることは出来る。すなわち、Ｙ方向に対して傾きを持つプリント素子列を用いる構成であっても、シート上においてプリント位置ずれを抑えるという本発明の効果を十分に発揮することができる。また、プリント素子はインクジェット方式のノズルに限らず、サーマル素子など他の方式のプリントヘッドを用いたものであって、本発明は有効に機能する。
【００３９】
また、以上では、プリントヘッドをキャリッジ２に対し着脱可能なプリント装置について説明してきたが、本発明はこのような構成に限定されるものでもない。プリントヘッドが交換式でなくても、キャリッジとプリントヘッドとが別部材で形成されプリント装置製造時にこれらが組み立てられる構成であれば、本発明は有効に機能する。
【００４０】
さらに、本発明はプリント装置に限らず、キャリッジに読み取りヘッドを搭載して往復移動させながら対象物の画像などを読み取るスキャナ装置にも適用可能である。すなわち、キャリッジ装置が搭載するヘッドは、プリントヘッド、読み取りヘッドいずれもであってよい。いずれも形態であっても、ヘッドの装着誤差に伴う画像形成や画像読取の位置ずれを抑えることが可能となる。
【符号の説明】
【００４１】
２    キャリッジ
３    プリントヘッド
８ａ〜８ｄ    ガイドレール（ガイド）
２２    摺動突起部（プリントヘッドの摺動部）
２５    摺動部材（キャリッジの摺動部）
２６    キャリッジ摺動部（キャリッジの摺動部）
２７    突部
３３    ガイドシャフト（ガイド）
３４    キャリッジ摺動部（キャリッジの摺動部）
３５    ヘッド摺動部（プリントヘッドの摺動部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2017001346.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2017001346.tif 000008
【図７】
2017001346.tif 000009
【図８】
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