JP2009078415A - 液体噴射装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】2つのキャリッジを互いに逆方向に移動させることで振動の軽減或いは防止を図る構成において、2つのキャリッジを駆動するモータの負荷の均一化を図り、もって良好な記録品質を得ること。
【解決手段】第1キャリッジ1Aと第2キャリッジ1Bは逆方向に移動するよう構成され、第1インクチューブ3Aの湾曲反転部Raと第1キャリッジ1Aとの距離Laが最も短いときには、第2インクチューブ3Bの湾曲反転部Rbと第2キャリッジ1Bとの距離Lbが最も長くなり、また距離Laが最も長いときには、距離Lbが最も短くなる。このため、第1キャリッジ1Aと第1ガイド軸4Aとの間に生じる摩擦力と、第2キャリッジ1Bと第1ガイド軸4Bとの間に生じる摩擦力と、のこれらの合力が、キャリッジ位置に拘わらず一定となり、モータ負荷が均一化されて良好な記録品質を得ることができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、被噴射媒体に液体噴射を行う液体噴射装置に関する。ここで、液体噴射装置とは、インクジェット式記録ヘッドが用いられ、該記録ヘッドからインクを吐出して被記録媒体に記録を行うプリンタ、複写機およびファクシミリ等の記録装置に限らず、インクに代えてその用途に対応する液体を前記インクジェット式記録ヘッドに相当する液体噴射ヘッドから被記録媒体に相当する被噴射媒体に噴射して、前記液体を前記被噴射媒体に付着させる装置を含む意味で用いる。
液体噴射ヘッドとして、前記記録ヘッドの他に、液晶ディスプレー等のカラーフィルター製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレーや面発光ディスプレー(FED)等の電極形成に用いられる電極材(導電ペースト)噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド、精密ピペットとしての試料噴射ヘッド等が挙げられる。
以下、記録装置及び液体噴射装置の一例としてのインクジェットプリンタを例に説明する。インクジェットプリンタ、その中でも特にシリアル型のインクジェットプリンタは、記録用紙にインクを吐出する記録ヘッドをキャリッジに備えている。そしてこのキャリッジは、主走査方向に延びるガイド軸に案内されるとともに、例えば無端ベルトの一部に固定され、当該無端ベルトに牽引されることで主走査方向に往復動作する様に構成されている。
しかしながらこのようなシリアル型のインクジェットプリンタにおいては、キャリッジの往復動作に伴って振動(揺れ)が発生し、この振動が記録品質を低下させる虞があるといった特質を有している。そこで従来、キャリッジの移動方向とは逆方向に動作する重量物(ダミーキャリッジ)を設け、キャリッジの往復動作に伴う振動を打ち消す技術が提案されている(例えば、特許文献1〜4)。
従って例えば、記録ヘッドを備えたキャリッジを2つ設けるとともに、各々のキャリッジを逆方向に移動するよう構成すれば、キャリッジの往復動作に伴う振動が軽減或いは防止され、良好な記録品質が得られる上に、インク吐出ノズル数の増加によってスループットをも向上させることが可能となる。
ところでキャリッジには、インクカートリッジを搭載するタイプ(所謂、オンキャリッジタイプ)と、インクカートリッジを搭載しないタイプ(所謂、オフキャリッジタイプ)とがある。キャリッジにインクカートリッジを搭載しないオフキャリッジタイプのインクジェットプリンタにおいては、キャリッジから独立して設けられたインクカートリッジと、キャリッジに搭載されたインクジェット記録ヘッドとが、可撓性部材(例えば、インクチューブ)によって接続される。
ここで、上記可撓性部材は真っ直ぐに戻ろうとする自己復帰習性を有するため、この自己復帰習性による復元力がキャリッジに作用することで、キャリッジの動作に悪影響を及ぼし、インク着弾精度の低下を招いて記録品質を低下させる虞がある。
そこでこの様な問題を解消するために、特許文献5には、キャリッジの移動経路を挟んで一方側にインクチューブを配置するとともに、他方側にフレキシブルフラットケーブルを配置して、双方の自己復帰習性による復元力が弱め合う様に構成することでキャリッジに加わる力のバランスを得る様に構成されたインクジェット記録装置が開示されている。
特開2001−138499号公報 特開2001−328305号公報 特開2002−219796号公報 特開2004−34647号公報 特開2002−321351号公報
ところで可撓性部材の自己復帰習性による復元力は、具体的にはキャリッジをガイドするガイド軸と、キャリッジにおける軸受け部材と、の間の摩擦力に影響を及ぼす。即ち、前記復元力が大きくなると、ガイド軸と軸受け部材との間の摩擦力が増加し、前記復元力が小さくなると、ガイド軸と軸受け部材との間の摩擦力が減少する。
そしてキャリッジに作用する、可撓性部材の自己復帰習性による復元力は、キャリッジの位置によって変化するので、上記摩擦力もキャリッジの位置によって変化する。この為、キャリッジを駆動するモータに掛かる負荷がキャリッジの位置に応じてばらつき、その結果キャリッジの速度ばらつきを招いて記録品質を低下させるといった技術的課題が生じる。
特にキャリッジを2つ設けるとともに、2つのキャリッジを1つのモータによって駆動する構成においては、モータに掛かる負荷が増加する為、上記技術的課題が特に問題となる。そして上記技術的課題については、特許文献1〜5に示されるような従来技術においては何ら考慮されていなかった。
そこで本発明はこの様な状況に鑑みなされたものであり、その目的は、2つのキャリッジを互いに逆方向に移動させることで振動の軽減或いは防止を図る構成において、2つのキャリッジを駆動するモータの負荷の均一化を図り、もって良好な記録品質を得ることにある。
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様に係る液体噴射装置は、少なくとも2つのプーリ間に係回され、モータの動力により駆動される無端ベルトと、被噴射媒体に液体噴射を行う液体噴射ヘッドを備え、前記無端ベルトの一部に固定される第1キャリッジと、前記第1キャリッジを、その移動方向にガイドする第1ガイド部材と、前記第1キャリッジから独立した液体貯留部と前記第1キャリッジの液体噴射ヘッドとを接続する可撓性を備えた液体チューブであって、前記第1キャリッジから、前記第1キャリッジのいずれか一方の移動方向に向かって延出した後、湾曲反転して逆方向に向かって延びる第1液体チューブと、被噴射媒体に液体噴射を行う液体噴射ヘッドを備え、前記無端ベルトの一部に固定される第2キャリッジと、当該第2キャリッジを、その移動方向にガイドする第2ガイド部材と、前記液体貯留部と前記第2キャリッジの液体噴射ヘッドとを接続する可撓性を備えた液体チューブであって、前記第2キャリッジから、前記第2キャリッジのいずれか一方の移動方向に向かって延出した後、湾曲反転して逆方向に向かって延びる第2液体チューブと、を設け、前記第2キャリッジを、前記第1キャリッジがその往復動領域のいずれか一方側の端部に位置するときに、他方側の端部に配置するとともに、前記第1キャリッジの動作方向とは逆方向に動作するよう前記無端ベルトに固定し、前記第2液体チューブの延出方向を、前記第1液体チューブの延出方向と同じとしたことを特徴とする。
本態様によれば、第2キャリッジは、第1キャリッジの動作方向とは逆方向に動作することから、第1キャリッジと第2キャリッジによりバランスされてキャリッジの移動動作に伴う振動が軽減され、或いは防止される。
そして第2液体チューブの延出方向が第1液体チューブの延出方向と同じであることから、前記第1液体チューブの湾曲反転部と前記第1キャリッジとの距離が最も長いときには、前記第2液体チューブの湾曲反転部と前記第2キャリッジとの距離が最も短くなる。また前記第1液体チューブの湾曲反転部と前記第1キャリッジとの距離が最も短いときには、前記第2液体チューブの湾曲反転部と前記第2キャリッジとの距離が最も長くなる。
つまり、第1液体チューブが第1キャリッジに及ぼす復元力が最も大きいときには、第2液体チューブが第2キャリッジに及ぼす復元力が最も小さくなり、第1液体チューブが第1キャリッジに及ぼす復元力が最も小さいときには、第2液体チューブが第2キャリッジに及ぼす復元力が最も大きくなる。
これにより、第1キャリッジを駆動する為の負荷と第2キャリッジを駆動する為の負荷がバランスされ、第1キャリッジ及び第2キャリッジを駆動するモータには、第1キャリッジ及び第2キャリッジの位置に拘わらずほぼ一定の負荷が掛かることとなる。従って第1キャリッジ及び第2キャリッジの速度ばらつきが軽減され或いは防止されて、良好な液体噴射品質を得ることができる。
以下、図1及び図2を参照しながら本発明に係る液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェットプリンタ(以下「プリンタ」と言う)100について説明する。ここで図1はプリンタ100の要部平面図、図2はキャリッジ(軸受け)とガイド軸との間に生じる摩擦力と、キャリッジ位置(キャリッジ1Aの位置)との関係を示す図である。
図1において、プリンタ100は被噴射媒体の一例としての単票紙Pの搬送方向に並行なサイドフレーム右8A及びサイドフレーム左8Bと、これらと直交するフレーム7A及びその下流側に設けられたフレーム7Bを備え、これらフレームにより装置の基体が構成されている。尚、以下では単票紙Pの搬送方向(図1の上下方向)と直交する方向(図1の左右方向)を「主走査方向」と言うこととする。
サイドフレーム右8とサイドフレーム左8Bとの間には、「第1ガイド部材」としての第1ガイド軸4Aと、「第2ガイド部材」としての第2ガイド軸4Bと、がそれぞれ主走査方向に並行となるよう掛架されており、第1キャリッジ1Aが第1ガイド軸4Aに、第2キャリッジ1Bが第2ガイド軸4Bにそれぞれガイドされるようになっている。
第1キャリッジ1Aは液体噴射ヘッドとしての第1記録ヘッド2Aを備え、この第1記録ヘッド2Aから単票紙Pへ向けて液体の一例としてのインクを吐出する。また第1キャリッジ1Aの両サイドには軸受5,5が設けられており、第1キャリッジ1Aは軸受5,5を介して第1ガイド軸4Aにガイドされる。尚、第2キャリッジ1Bも同様に、第2記録ヘッド2Bと、軸受5,5を備えている。
第1キャリッジ1Aと第2キャリッジ1Bとの間にはモータ9により駆動される駆動プーリ10と、従動回転する従動プーリ11とが主走査方向に所定間隔を置いて配置されており、駆動プーリ10と従動プーリ11との間には無端ベルト12が係回されている。
第1キャリッジ1Aは無端ベルト12の上流側部分に、第2キャリッジ1Bは無端ベルト12の下流側部分に、それぞれ固定されており、従って第1キャリッジ1Aと第2キャリッジ1Bは、モータ9の回転によって互いに逆方向に動作する。
また第1キャリッジ1Aがその往復動領域の一方側の端部、例えば、図1の実線で示すように1桁側の端部に位置するとき、第2キャリッジ1Bは反対側の端部、即ち図1の実線で示すように80桁側の端部に位置するように固定されている。
従って第1キャリッジ1Aが図1の仮想線及び符号1A’で示すように80桁側の端部に移動すると、第2キャリッジ1Bが図1の仮想線及び符号1B’で示すように1桁側の端部に移動することとなる。このように2つのキャリッジが互いに逆方向に移動しながら、それぞれに搭載された記録ヘッドからインクが吐出されることにより、高いスループットにより単票紙Pへの記録が実行される。
次に第1キャリッジ1A及び第2キャリッジ1Bは、ともにインクカートリッジを搭載しない所謂オフキャリッジタイプであり、装置本体側、より具体的には80桁側のサイドフレーム左8Bに設けられた「液体貯留部」としてのインクタンク13から、それぞれの記録ヘッドへとインクが供給されるようになっている。
第1キャリッジ1Aの記録ヘッド2Aとインクタンク13とは、可撓性を有する液体チューブである第1インクチューブ3Aにより接続され、第2キャリッジ1Bの記録ヘッド2Bとインクタンク13とは、同様に第2インクチューブ3Bにより接続される。
第1インクチューブ3Aは、第1キャリッジ1Aの1桁側の側面から、主走査方向(1桁側)へ向かって延出した後、湾曲反転して逆方向(80桁側)に向かってフレーム7Aに沿いながら延び、インクタンク13に入るよう取り回される。尚、第1インクチューブ3Aは、フレーム7Aに設けられたチューブ固定部材6,6によってフレーム7Aに固定される。
第2インクチューブ3Bは、第1インクチューブ3Aと同様に、第2キャリッジ1Bの1桁側の側面から、主走査方向(1桁側)へ向かって延出した後、湾曲反転して逆方向(80桁側)に向かってフレーム7Bに沿いながら延び、インクタンク13に入るよう取り回される。尚、第2インクチューブ3Bは、フレーム7Bに設けられたチューブ固定部材6,6によってフレーム7Bに固定される。
以上のように構成されたプリンタ100においては、第1キャリッジ1Aと第2キャリッジ1Bとが互いに逆方向に動作することから、第1キャリッジ1Aと第2キャリッジ1Bによりバランスされて、第1キャリッジ1Aと第2キャリッジ1Bの移動動作に伴う振動が軽減され、或いは防止される。従ってこれにより、キャリッジ動作に伴って生じる振動に起因する記録品質の低下が防止される。
次に、第2インクチューブ3Bの第2キャリッジ1Bからの延出方向が、第1インクチューブ3Aの第1キャリッジ1Aからの延出方向と同じであることから、第1インクチューブ3Aの湾曲反転部Raと第1キャリッジ1Aとの距離Laが最も短いときには、第2インクチューブ3Bの湾曲反転部Rbと第2キャリッジ1Bとの距離Lbが最も長くなる(実線で示す第1キャリッジ1A及び第2キャリッジ1B)。
また第1インクチューブ3Aの湾曲反転部Raと第1キャリッジ1Aとの距離Laが最も長いときには、第2インクチューブ3Bの湾曲反転部Rbと第2キャリッジ1Bとの距離Lbが最も短くなる(仮想線で示す第1キャリッジ1A及び第2キャリッジ1B)。
ここで、第1キャリッジ1Aについては、距離Laが短くなると、第1キャリッジ1Aに作用する、第1インクチューブ1Aの自己復帰習性による復元力(符号Faで示す)が大きくなり、逆に距離Laが長くなると前記復元力が小さくなる。
第2キャリッジ1Bについても同様に、距離Lbが短くなると、第2キャリッジ1Bに作用する、第2インクチューブ1Bの自己復帰習性による復元力(符号Fbで示す)が大きくなり、逆に距離Lbが長くなると前記復元力が小さくなる。
この為、それぞれのキャリッジについては、図2に示すように主走査方向における位置により、ガイド軸と軸受けとの間の摩擦力が変化する。具体的には、第1キャリッジ1Aについては、1桁側に位置するときに最も摩擦力が大きくなり、80桁側に位置するときに最も摩擦力が小さくなる。また、第2キャリッジ1Bについても同様に、1桁側に位置するときに最も摩擦力が大きくなり、80桁側に位置するときに最も摩擦力が小さくなる。
ここで仮に、両者の摩擦力が同時に大きくなり、また同時に小さくなる構成であると、両キャリッジを駆動するモータ9に係る負荷が、或る時は極めて大きくなり、またある時は小さくなる為、キャリッジ速度がキャリッジ位置に応じて不均一となり、記録品質を低下させる虞がある。
しかしながら上記の通りプリンタ100においては、第1インクチューブ3Aの湾曲反転部Raと第1キャリッジ1Aとの距離Laが短くなるに従って、第2インクチューブ3Bの湾曲反転部Rbと第2キャリッジ1Bとの距離Lbが長くなり、逆に距離Laが長くなるに従って、距離Lbが短くなるように構成されている。
このため、第1キャリッジ1Aと第1ガイド軸4Aとの間に生じる摩擦力と、第2キャリッジ1Bと第1ガイド軸4Bとの間に生じる摩擦力と、のこれらの合力は、図2に示すように第1キャリッジ1A及び第2キャリッジ1Bの位置に拘わらず一定となる。
従って第1キャリッジ1A及び第2キャリッジ1Bの共通の駆動源であるモータ9には、第1キャリッジ1A及び第2キャリッジ1Bの位置に拘わらずほぼ一定の負荷が掛かることとなり、第1キャリッジ1A及び第2キャリッジ1Bの速度ばらつきが軽減され或いは防止されて、良好な記録品質を得ることが可能となる。
尚、それぞれのキャリッジに搭載された記録ヘッドへ電気信号を送信する為のフレキシブルフラットケーブル(以下「FFC」と言う)を、それぞれのインクチューブに添設した場合には、FFCの自己復帰習性による復元力がそれぞれのキャリッジに作用し、それぞれのキャリッジとガイド軸との間の摩擦力が増加する。しかしこの様な場合でも上記の通り前記摩擦力がキャリッジ位置に拘わらず一定となるので、良好な記録品質を得ることができる。
本発明に係るプリンタの要部平面図。 キャリッジとガイド軸との間に生じる摩擦力と、キャリッジ位置との関係を示す図。
符号の説明
1A 第1キャリッジ、1B 第2キャリッジ、2A、2B 記録ヘッド、3A 第1インクチューブ、3B 第2インクチューブ、4A 第1ガイド軸、4B 第2ガイド軸、5 軸受け、6 チューブ固定部材、7A、7B フレーム、8A サイドフレーム右、8B サイドフレーム左、9 モータ、10 駆動プーリ、11 従動プーリ、12 無端ベルト、13 インクタンク、100 インクジェットプリンタ

Claims (1)

  1. 少なくとも2つのプーリ間に係回され、モータの動力により駆動される無端ベルトと、
    被噴射媒体に液体噴射を行う液体噴射ヘッドを備え、前記無端ベルトの一部に固定される第1キャリッジと、
    前記第1キャリッジを、その移動方向にガイドする第1ガイド部材と、
    前記第1キャリッジから独立した液体貯留部と前記第1キャリッジの液体噴射ヘッドとを接続する可撓性を備えた液体チューブであって、前記第1キャリッジから、前記第1キャリッジのいずれか一方の移動方向に向かって延出した後、湾曲反転して逆方向に向かって延びる第1液体チューブと、
    被噴射媒体に液体噴射を行う液体噴射ヘッドを備え、前記無端ベルトの一部に固定される第2キャリッジと、
    当該第2キャリッジを、その移動方向にガイドする第2ガイド部材と、
    前記液体貯留部と前記第2キャリッジの液体噴射ヘッドとを接続する可撓性を備えた液体チューブであって、前記第2キャリッジから、前記第2キャリッジのいずれか一方の移動方向に向かって延出した後、湾曲反転して逆方向に向かって延びる第2液体チューブと、を設け、
    前記第2キャリッジを、前記第1キャリッジがその往復動領域のいずれか一方側の端部に位置するときに、他方側の端部に配置するとともに、前記第1キャリッジの動作方向とは逆方向に動作するよう前記無端ベルトに固定し、
    前記第2液体チューブの延出方向を、前記第1液体チューブの延出方向と同じとしたことを特徴とする液体噴射装置。
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