(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復駆動手段により第１及び第２のガイド軸に案内されて主走査方向に往復駆動されるキャリッジに、印字信号に対応してインク滴を吐出する記録ユニットを複数搭載したインクジェット式記録装置において、
前記キャリッジが、前記第１のガイド軸に案内された第１の部材と、前記第１の部材に着脱可能で、かつ前記第１の部材に対する基準位置決定部を有し、当該基準位置決定部が形成されている側とは反対側に配置された前記第２のガイド軸に案内された第２の部材とに分割して構成され、
前記第１の部材は、前記キャリッジの走査方向の中央部に設けられたピンからなる第１の位置決め部を、また前記走査方向の両側に凹部からなる第２の位置決め部を備え、
前記第２の部材は、第１の位置決め部のピンと協働する前記走査方向に対して垂直に延びる長孔からなる第３の位置決め部、及び第２の位置決め部の凹部と協働する突起からなる第４の位置決め部を備え、
前記第２の部材は、その第３の位置決め部を前記第１の部材の第１の位置決め部に対して前記第１のガイド軸の垂直方向にのみガタを有するようにして位置決めされ、またその第４の位置決め部の突起を前記第１の部材の第２の位置決め部の凹部に係合させて前記第１のガイド軸に位置決めできるように構成され、
前記第２の部材は、これを構成する基部に前記キャリッジの走査方向に延びる前記記録ユニットを露出させる窓が形成され、また前記窓を挟み、かつ前記走査方向に直交する方向に前記記録ユニットの位置を微調整可能に固定する複数のネジ孔を、前記走査方向に複数列設けて構成され、
複数の前記記録ユニットが前記第２の部材の基準位置決定部である前記第３の位置決め部、及び第４の位置決め部に対して一定の位置関係を持つように前記第２の部材に固定されて、前記ガイド部材に取付けられた前記第１の部材に複数の前記記録ユニットが前記第２の部材を介して前記基準位置決定部により前記第１の部材に対する位置を決められて、
前記第１の部材と第２の部材とに掛け渡された弾性付与手段によりこれら２つの部材が相互に引き寄せられた状態で、前記第１の部材と第２の部材とが対向する領域で固定手段により結合されているインクジェット式記録装置。
【請求項２】
前記第１の部材の、前記第１のガイド軸と対向する領域に、前記第２の部材の記録ユニット取り付け面に対して傾斜するネジにより前記第２の部材が固定されている請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット式記録ヘッドを備えた記録ユニットを同一のキャリッジに複数搭載した記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録ヘッドを用いた記録装置は、印字品質や印刷速度の向上を図るためにノズル開口の数が増大の一途を辿り、ノズル開口数が１０００個に及ぶものが実用化されようとしている。
このようにノズル開口数が多数になると、記録ヘッド相互のインク滴の着弾位置の精度のバラつきに起因して記録媒体上のドット位置にずれを生じ、特にカラー印刷にあっては１画素を構成する各色のドットの位置に誤差が生じて印刷品質に低下を来し、さらにノズル開口の１つでもインク滴の吐出に不都合を来すと、印字品質が極端に低下し、記録装置として意味をなさなくなり、多数ノズルの記録装置の製造歩留まりが極端に低いという問題がある。
【０００３】
このため、通常、ノズル開口数が１００乃至数百程度のインクジェット式記録ヘッドを同一のキャリッジに複数個搭載して多数ノズルの記録装置を構成することが行われている。このような記録ヘッドのキャリッジへの位置決めに際しては、記録ヘッドに形成された位置決め部材、たとえば位置決めピンと、キャリッジに形成された位置決め部材、たとえば位置決め孔とを係合させることで或程度の精度を確保することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、キャリッジに搭載すべき記録ヘッドの数が多くなると、主走査方向の距離が長くなり、主走査方向に対する記録ヘッドの僅かな傾きがインク滴の記録媒体への着弾位置を大きく左右するという問題が発生する。このような問題を解消するため、記録ヘッドの取付後にテストパターンを印刷させて、記録装置の函体内で記録ヘッドの位置を微調整するという作業が何度も必要となり、調整作業に時間を要するという問題がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところはユニットとなる多数のインクジェット式記録ヘッドを記録装置のキャリッジに高い位置決め精度で簡単に取付けることができるインクジェット式記録装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために本発明においては、往復駆動手段により第１及び第２のガイド軸に案内されて主走査方向に往復駆動されるキャリッジに、印字信号に対応してインク滴を吐出する記録ユニットを複数搭載したインクジェット式記録装置において、前記キャリッジが、前記第１のガイド軸に案内された第１の部材と、前記第１の部材に着脱可能で、かつ前記第１の部材に対する基準位置決定部を有し、当該基準位置決定部が形成されている側とは反対側に配置された前記第２のガイド軸に案内された第２の部材とに分割して構成され、前記第１の部材は、前記キャリッジの走査方向の中央部に設けられたピンからなる第１の位置決め部を、また前記走査方向の両側に凹部からなる第２の位置決め部を備え、前記第２の部材は、第１の位置決め部のピンと協働する前記走査方向に対して垂直に延びる長孔からなる第３の位置決め部、及び第２の位置決め部の凹部と協働する突起からなる第４の位置決め部を備え、前記第２の部材は、その第３の位置決め部を前記第１の部材の第１の位置決め部に対して前記第１のガイド軸の垂直方向にのみガタを有するようにして位置決めされ、またその第４の位置決め部の突起を前記第１の部材の第２の位置決め部の凹部に係合させて前記第１のガイド軸に位置決めできるように構成され、前記第２の部材は、これを構成する基部に前記キャリッジの走査方向に延びる前記記録ユニットを露出させる窓が形成され、また前記窓を挟み、かつ前記走査方向に直交する方向に前記記録ユニットの位置を微調整可能に固定する複数のネジ孔を、前記走査方向に複数列設けて構成され、複数の前記記録ユニットが前記第２の部材の基準位置決定部である前記第３の位置決め部、及び第４の位置決め部に対して一定の位置関係を持つように前記第２の部材に固定されて、前記ガイド部材に取付けられた前記第１の部材に複数の前記記録ユニットが前記第２の部材を介して前記基準位置決定部により前記第１の部材に対する位置を決められて、前記第１の部材と第２の部材とに掛け渡された弾性付与手段によりこれら２つの部材が相互に引き寄せられた状態で、前記第１の部材と第２の部材とが対向する領域で固定手段により結合されている
【０００６】
【作用】
複数の記録ユニットを、取付け作業が容易な環境で予め第２の部材に位置決めして固定し、第２の部材を記録装置に予め組み込まれている第１の部材に固定するから、個々の記録ヘッドの記録装置への取付けに際して複数の記録ユニット相互間の位置調整が不要となり記録ユニットと記録装置との間の位置調整の作業を大幅に軽減できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の記録装置の一実施例を示すものであって、メインキャリッジ１は、紙送り方向の両端近傍を主ガイド軸３、及び副ガイド軸４（図９）に移動可能に支持され、図示しないタイミングベルトを介してキャリッジ駆動モータによりプラテン５に平行、つまり主走査方向に往復動可能に構成されている。
【０００８】
メインキャリッジ１には、後述するサブキャリッジ６に組み付けられた複数、この実施例では６個の記録ユニット７、７、７…が搭載されていて、函体に設置された図示しないインクタンクに接続する後述するチューブ８、８、８…からインクの供給を受けている。
【０００９】
これら記録ユニット７は、図３に示したように一定のピッチでノズル開口Ｎ、Ｎ、Ｎ‥‥が形成されたノズルプレート９を備えたインクジェット式記録ヘッド１０と、圧力変動を防止するバッファタンクを兼ねたサブタンク１１とを基板に固定して構成され、ノズル開口Ｎに配列方向の両端には、ネジ１３、１３の外径よりも若干大きめ、つまり位置調整可能な程度にガタを生じるサイズの通孔１５、１５が穿設されている。
【００１０】
サブキャリッジ６は、図４及び図５に示したように補強壁１６、１７と、記録ユニット７の記録ヘッド１０を記録媒体に対向させるための露出用の窓１８と、１つの記録ユニット７をネジ１３、１３により固定する一対のネジ孔１９、１９と、後述する位置出しピン３６、３７に嵌合する基準孔２３、及び若干ガタをもって挿通される通孔２４と、メインキャリッジ１に螺合する取付けネジ２５に対してガタを有する取付け孔２９を四隅に穿設して構成されている。サブキャリッジ６は、軽量化と製造コストの低減を図るために高分子材料を射出成形や金属板のプレス加工により製造するのが望ましい。
【００１１】
窓１８を視野とする固体撮像手段等により記録ユニット７のノズル開口Ｎの観測が可能で、かつ記録ユニット７の取付けが容易な姿勢にサブキャリッジ６を治具に固定した状態で、記録ユニット７の先端、先端及び後端の一方の側面を位置出し部材Ｐ、Ｐ、Ｐにより固定し、記録ユニット７の後端、先端側及び後端側の他方の側面を弾圧部材Ｐ’、Ｐ’、Ｐ’により押圧して位置決めする。
【００１２】
この位置決めに際しては、複数の記録ユニット７間のノズル開口Ｎの少なくとも副走査方向の位置がたとえば３０μｍ、望ましくは２０μｍ以下の誤差で、サブキャリッジ６の基準孔２３、２４に対して規定位置となるように位置決めし、ネジ１３、１３によりサブキャリッジ６に固定する。
【００１３】
この際、記録ユニット７とサブキャリッジ６との間にスペーサ等を挿入してノズルプレート９の高さを相互間でたとえば１００μｍ以下、望ましくは５０μｍ以下となるようにも調整する。なお、各記録ユニット相互間の主走査方向の距離は、３０μｍ以下、望ましくは２０μｍ以下に調整するのが理想ではあるが、印字タイミングを調整することによりソフトウエア的にも調整できるので、特に厳格な調整は不要である。
【００１４】
この取付けに際しては、位置出し部材Ｐ、Ｐ、Ｐにマイクロ移動機構を設けておくことにより、主走査方向や副走査方向の位置調整ばかりでなく、記録ユニット７’の傾きθに対しても高い精度で位置調整することができる。
【００１５】
このような平板状のサブキャリッジ６への記録ユニットの取付けは、その周囲が記録装置の函体に比較してはるかに広く開放されているから、固体撮像手段等により観測することが可能となり、熟練を要すること無く、記録ユニットを高い位置精度で簡単に組み付けることができる。
【００１６】
そして、複数の記録ユニット７を使用する場合で、たとえば記録ユニット７を６個使用する場合には、図６（イ）に示したように各記録ユニット７のノズル開口Ｎが副走査方向に対して同一直線状に位置するように位置決めして、それぞれにブラック、イエロー、濃マゼンタ、濃シアン、淡マゼンタ、淡シアンのインクのカートリッジを接続すると、フォト品質での印刷が可能なカラー記録装置を構成することができる。
【００１７】
また、図６（ロ）に示したように５個の記録ユニットを使用する際には、一端部に位置する２つの記録ユニット７-1、７-2を、それぞれのノズル開口が半ピッチずらせ、また他の記録ユニット７-3〜７-5をそのノズル開口Ｎが記録ヘッド７-1、または記録ヘッド７-2の何れかのノズル開口と同一線上に位置するように配置して、一端部側の２つの記録ヘッド７-1、７-2にはブラックの、また他の記録ユニット７-3〜７-5にはイエロ、マゼンタ、シアンのインクのカートリッジを接続すると、ブラックインクによるテキストデータを高速度で印刷可能なカラー記録装置を構成することができる。
【００１８】
また図６（イ）、（ロ）に示したようなサブキャリッジを同一のメインキャリッジに対して着脱可能に構成しておけば、サブキャリッジの交換だけで商品構成の多様化や、購入後の改良を容易に行なうことができる。
【００１９】
さらには、記録ヘッドは、同一の駆動信号に対してその吐出インク滴の量にバラつきを有するから、同一駆動電圧印加時に吐出インク量がほぼ規定量となる記録ユニットを選別し、これらをグループとして同一のサブキャリッジに取付ければ１つの駆動信号のレベルを調整するだけで、サブキャリッジ上の複数の記録ユニットのインク滴のインク量を規定値に揃えることができ、高い品質での印刷が可能となる。
【００２０】
一方、メインキャリッジ１は、図７に示したように記録ヘッド１０のノズルプレート９を露出させる窓３０と、補強用壁３１、３２と、サブキャリッジ６の一側の補強壁１６の一端に対向する位置にレバー３３を有する偏心カム３４と、またサブキャリッジ６の他側の位置決め壁１７に当接する弾性部材３５とを設け、さらにサブキャリッジ６の位置決め孔２３、２４と係合してサブキャリッジ６を所定位置に位置決めする位置決め用のピン３６、３７を植設し、さらに四隅に４本の固定ネジ２５が螺合するネジ孔３８を設けて構成されている。
【００２１】
メインキャリッジ１は、タイミングベルト等により張力を受け、かつ複数の記録ユニット７を搭載する関係上、剛性を必要とするとともに、高速印刷を可能ならしめるためには軽量化が求められるから、たとえばアルミ合金の鋳造により製造するのが望ましい。なお、図７においては
メインキャリッジ１のガイド軸３に嵌合するガイド部は省略されている。
【００２２】
複数の記録ユニット７が組付られたサブキャリッジ６（図５）を、図８に示したようにその基準孔２３、２４を位置決めピン３６、３７に挿通すると、全ての記録ユニット７は、そのノズル開口Ｎがプラテン５に対して略規定の位置に位置決めされる。この段階でネジ２５によりサブキャリッジをメインキャリッジ１に仮止めし、各記録ユニット７にテスト用のインクを供給してテストパターンを印刷させる。
【００２３】
印刷の結果、メインキャリッジ１の走査方向に対してサブキャリッジ６の傾きが検出された場合には、レバー３３を回動させてサブキャリッジ６を対偶側の位置決めピン３６を回動中心としてせてサブキャリッジ６の位置決め孔２４やネジ孔２９のガタを利用して、サブキャリッジ６のメインキャリッジ１に対する相対位置を微調整する。
【００２４】
所定位置にセットされた段階で、ネジ２５を本絞めして固定すると、メインキャリッジ１はその移動方向に対して正規の位置に予め位置調整して取付けられているから、全ての記録ユニット７、７、７、…がメインキャリッジ１の走査方向に対して正規の位置にセットされることになる。サブキャリッジ６の取付後、テスト用インクを排出させてインク供給チューブ８、８、８、‥‥を各サブタンク１１のインク供給口３９、３９、３９、‥‥に接続すると、多数ノズルを備えた記録装置が完成する。
【００２５】
なお、上述の実施例においてはメインキャリッジ１に位置決めピン３６、３７を、またサブキャリッジ６側に位置決め用の孔２３、２４を設けているが、メインキャリッジ１に位置決め用の孔を、またサブキャリッジ６に位置決めピンを設けても同様の作用を奏することは明らかである。
【００２６】
また上述の実施例においてはメインキャリッジ１またはサブキャリッジ６に偏心カム等の高さ調整機構を設けたり、またメインキャリッジ１とサブキャリッジ６との間にスペーサを挿入して調整するようにすれば、メインキャリッジ１を記録装置本体に固定した状態で、サブキャリッジ６の上下方向の位置を調整することで、ノズル開口と記録媒体との間隙を変更することができ、複雑な機構を要することなく、封筒などの厚い媒体に対しても適正なギャップを確保して印刷することができる。
【００２７】
なお、上述の実施例においては、複数の記録ユニット７をサブキャリッジ６に固定したものを、メインキャリッジ１に搭載するようにしているが、図９に示したようにキャリッジを主ガイド軸３に嵌合するガイド部４０と、記録ユニット固定部５０とに分割して構成し、ガイド部４０は中央部に位置決めピン４１を、また両側には位置決め用凹部４２、４２、及びネジ４３、４３と係合するネジ孔４４、４４を設けて構成し、記録ヘッド固定部５０は記録ユニット７のノズルプレートを露出させる窓５１と、ガイド部４０の主ガイド軸３に対して垂直方向にガタをもって位置決めピン４１と係合する位置決め孔５２と、位置決め用凹部４２、４２に係合する突起５３、５３と、ネジ４３、４３に対して若干のガタを形成するネジ孔５４、５４と、副ガイド軸４に係合するガイド部材５５を形成して構成されている。
【００２８】
この実施例によれば前述の実施例と同様の手法により記録ユニット固定部５０に複数の記録ユニット７、７、７、…を固定した後、記録ユニット固定部５０の位置決め孔５２を位置決めピン４１に挿入して、記録ユニット固定部５０の突起５３、５３がガイド部４０の両側の凹部４２、４２に対向するようにヘッド固定部５０をガイド部材５５を副ガイド軸４に係合させる。ついで位置決め孔５２をガイド部４０の位置決めピン４１に挿通し、また両側の突起５３、５３を凹部４２、４２に係合させ、好ましくは両側の突起４５、５９にバネ４６を掛けて両者間に張力を付与すると、おおよその位置が決まる。
【００２９】
この状態で、必要に応じてテスト印刷を実行して記録ユニット固定部５０の位置を微調整してからネジ４３、４３により固定すると、全ての記録ユニット７、７、７を走査方向に対して正確に取付けることができる。
【００３０】
なお、上述の実施例においては記録ユニット固定部５０をその面に垂直に固定しているが、図１０に示したように記録ユニット固定部５０に、その面に対して傾斜した面６０をガイド部４０との対向側に形成し、ここに通孔６１、６１を穿設し、またガイド部４０側にはこれに対向する位置にネジ孔４４’、４４’を形成することにより、記録ヘッド固定部５０をプラテン側及び主ガイド軸３の両方向に加圧してガイド部４０の所定位置に締め付け固定することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の記録ユニットを、取付け作業が容易な環境で予め第２の部材に位置決めして固定し、第２の部材を記録装置に予め組み込まれている第１の部材に固定できて、個々の記録ユニットを正確にかつ調整作業を簡素化して記録装置に取付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット式記録装置の一実施例を、キャリッジを中心に示す斜視図である。
【図２】キャリッジを記録装置から取り外して、ノズルプレート側から見た状態を示す斜視図である。
【図３】図（イ）、（ロ）は、それぞれ記録ユニットの一実施例を示すノズルプレート側からの正面図と側面図である。
【図４】図（イ）、（ロ）は、それぞれサブキャリッジへの記録ユニットの取付け工程を示す上面図と断面図である。
【図５】図（イ）、（ロ）は、それぞれ記録ユニットが組付られた状態でのサブキャリッジの一実施例を示す上面図と断面図である。
【図６】図（イ）、（ロ）はそれぞれサブキャリッジへの複数の記録ユニットの取付け形態の一実施例を示す図である。
【図７】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上装置のメインキャリッジの一実施例を示す上面図と断面図である。
【図８】図（イ）、（ロ）は、それぞれ記録ユニット、及びサブキャリッジをメインキャリッジに取付けた状態を示す上面図と断面図である。
【図９】図（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明の他の実施例を示す上面図と断面図である。
【図１０】図（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明の他の実施例を示す上面図と断面図である。
【符号の説明】
１  メインキャリッジ
３  主ガイド軸
４  ガイド軸
５  プラテン
６  サブキャリッジ
７  記録ユニット
８  インク供給チューブ
９  ノズルプレート
１０  記録ヘッド
１１  サブタンク
１８  窓
２３、２４  基準孔
２５  固定ネジ
３０  窓
３４  偏心カム
３５  弾性部材
３６、３７  基準ピン
Ｎ  ノズル開口
【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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