JP3856864B2 - デュアルインクジェットペンキャリッジ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は一般にインクジェット印刷機構に関し、更に詳細には機構の印刷領域を横断して走査し、高品位画像を印刷する二つのペンを正確に位置合わせするデュアルインクジェットペンキャリッジ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット印刷機構は、全般的にここでは「インク」という液体着色剤の滴をページ上に発射するペンを使用している。各ペンはそれを通してインク滴を発射する非常に小さいノズルが形成されているプリントヘッドを備えている。画像を印刷するには、プリントヘッドをページを横断して前後に推進し、プリントヘッドが移動するにつれてインク滴を所要パターンで発射する。プリントヘッド内部の特定のインク放出機構は、圧電または熱プリントヘッド技術を使用するもののような、当業者に既知の多様な異なる形態を取ることができる。たとえば、初期の二つの熱インク放出機構が米国特許第5,278,584 号および第4,683,481 号に示されている。これら両特許とも本発明の譲受人、ヒューレット・パッカード社に譲渡されている。熱的装置では、インク溝および蒸発室を備えた障壁層がノズルオリフィス板と基板層との間に設けられている。この基板層は典型的に、付勢されて蒸発室内のインクを加熱する、抵抗器のような、ヒータ要素の線形配列を備えている。加熱すると、インク小滴が付勢抵抗器に関連するノズルから放出される。プリントヘッドがページを横断して移動するにつれて抵抗器を選択的に付勢することにより、インクがパターンを成して印刷媒体上に放出され、所要画像（たとえば、絵、チャート、または本文）を形成する。
【０００３】
プリントヘッドを掃除したり保護したりするのに、典型的には「サービスステーション」機構をプリンタシャーシ内部に取付けるのでプリントヘッドを保守のためサービスステーション上方を移動させることができる。保管のため、または非印刷期間中、サービスステーションは普通プリントヘッドノズルを汚染物および乾燥から湿度的にシールするキャッピング装置を備えている。幾つかのキャップがプリントヘッドを真空に引くポンプユニットに接続することによるように、プライミングしやすくするよう設計されている。動作中、プリントヘッドの詰まりを「スピッティング」と言われているプロセスで多数のインク滴を各ノズルを通して発射することにより定期的にきれいにし、廃インクをサービスステーシヨンの「スピツーン（痰壷）」溜め部に集める。スピッティング、キャップ外しの後、または時には印刷中、ほとんどのサービスステーションはプリントヘッドの表面を拭いてインク残滓を除去する他に、プリントヘッド上に集められた紙屑または他の屑をも除去するエラストマーのワイパーを備えている。
【０００４】
印刷画像の明瞭度およびコントラストを向上するのに、最近の研究はインクそれ自身を改善することに重点を置いている。一層暗い黒で更に速い、一層耐水性の印刷を行なうのに、顔料主体の黒色インクが開発されている。これら顔料主体のインクは初期の染料主体のインクより固形物含有量が高い。両形式のインクとも急速に乾燥し、インクジェット印刷機構が普通紙を使用できるようにしている。暗い黒および生き生きとした色の高品位ハードコピー印刷画像を得るのに、現在のプリンタ装置は黒ペン、および単一３色ペン、または４個の単色カラーペンと組み合わせた黒ペンを採用している。
【０００５】
初期のプリンタの一つは黒、シアン、マゼンタねおよびイエローのインクを保持する４個の個別ペンを採用している。これら４個のペンを位置合わせするキャリッジ構造は各ペンの関連データムを合わせる六つのデータムを備えている。ペンのレジストレーションを制御するのに必要なデータムは次の三つの直交方向にある。
１．プリントヘッドの走査方向（Ｘ軸）、
２．紙の前進方向（Ｙ軸）、および
３．直立方向（Ｚ方向）。
その他のペン位置合わせ不良はＺ（θ- Ｚ）誤差と言われ、これをＺ軸周りの紙の角度的捻れという。θ- Ｚ誤差は、プリントヘッドノズル列がＹ軸紙前進方向に平行でない結果、印刷画像に鋸歯誤差として現われる。
【０００６】
ペンの正しい位置合わせを維持するのに、初期の４ペンプリンタ装置はペンおよびキャリッジの双方に非常に厳しい公差を必要とした。残念ながら、所要公差は経済的なモールド部品を使用しては得ることができなかった。代わりに、キャリッジのデータムのすべてを機械加工しなければならず、各ペンに対して、六つのデータムのうち三つが機械加工を必要とした。これら二次的機械加工操作は、データムを単にモールドすることに対して労働集約的で費用が高い。
【０００７】
この初期の４ペンキャリッジはペンをＸ片寄せばねおよびペンの締め付け面に対して必要な力を加え、それをＸ、Ｙ、およびＺデータムに対して確実にインサートモールドカムを有する曲がりやすい部材を使用してＸデータムに対して設置していた。残念ながら、この初期の４ペン装置に使用するＸ片寄せばねは、所要性能レベルを得るのに、熱処理およびメッキを含む、費用のかかる二次的製造操作を必要とした。この初期のキャリッジは電気的相互接続機構を使用しており、これは発射信号をキャリッジからペンに伝え、ペンをＹ軸データムの一つに対して確実に固定するのに必要な力を供給する。
【０００８】
ペンの取付けに関しては、この初期の４ペンプリンタが採用している締め付け装置はオペレータが各ペンを所定位置にはまりこむまで押し且つ回転する必要があった。このスナップイン装置ではオペレータがキャリッジ内の摩擦力に打ち勝つ必要があり、これはしばしば挿入中非一様なまたは横方向の力をペンに加えることになった。残念ながら、これら取付けの困難によりペンデータムがその対応するキャリッジデータムに正しく据え付けられない可能性がある。ペンのこのような取付け不良は、ノズルがキャリッジの他のペンに対してもはや整列していないので、印刷品位を下げる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
２ペン装置では、一つの黒ペンおよび第２の３色ペンを採用しているが、キャリッジはペンを各他のペンに対しておよび印刷装置全体に対して精密に再現性良く位置決めしなければならない。ペンの正確な位置決めは紙の上のインク滴のレジストレーションを制御する主要変数の一つであり、直接印刷品位に影響する。更に、ペンデータムをキャリッジデータムに対して固定する際高度の信頼性を確保しながらペンを取り替えやすくすることができるキャリッジ締め付け装置の必要性も存在する。その上、二次的機械加工操作なしで初期の４ペンプリンタ装置と同等のペン位置決め公差を達成する一層経済的キャリッジ装置の必要性も存在する。したがって、印刷中プリントヘッドの位置合わせを維持するための改善されたデュアルインクジェットペンキャリッジ装置の必要性が存在する。
【００１０】
本発明の全体としての目的は高品位ハードコピー出力を得るのに一対のインクジェットペンを使用するインクジェット印刷機構を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は印刷品位を犠牲にせずに、経済的インクジェット印刷機構を得る、モールド部品から作られたペン用デュアルインクジェットペンキャリッジ装置を提供することである。
【００１２】
本発明の更に他の目的は一対のインクジェットペンを印刷機構に正確に位置合わせする装置及び方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施態様によれば、一対のインクジェットペンをインクジェツト印刷機構の印刷領域を横断して操作するデュアルペンキャリッジ装置が提供される。キャリッジ装置は一対のペンの間に挟み込まれるように構成された主壁を有するキャリッジ本体を備えている。主壁には各々が少なくとも一つのデータムを形成する二つの対向側面がある。キャリッジ装置は本体に支持されて各ペンを押して主壁データムに接触させる片寄せ機構をも備えている。
【００１４】
本発明の他の実施態様によれば、デュアルペンキャリッジ装置はそれらの間に一対のペンを受ける二つの側壁を形成するキャリッジ本体を備えている。キャリッジ装置は二つの側壁の間にあってペンを二つの直交方向に接触して位置合わせする基準ロッドをも備えている。
【００１５】
本発明の更に他の実施態様によれば、デュアルペンキャリッジ装置はペン対を受ける一対のペン室を形成するキャリッジ本体を備えている。室は回転レジストレーション部を備えている主壁により分離されている。キャリッジ装置は本体に支持されてレジストレーション部と選択的に係合し、各ペン室の角度方向の位置合わせを同時に調節する調節部材をも備えている。
【００１６】
本発明のなお他の実施態様によれば、一対のインクジェットペンをインクジェット印刷機構の印刷領域を横断して走査するデュアルペンキャリッジ装置が設けられ、各ペンはプリントヘッドおよびラッチランドを支持するプリントヘッドに対向する表面を備えている。キャリッジ装置は一対のペンを受けるように構成されたキャリッジ本体を備えており、ペン本体は各ペンに接触してこれを位置合わせする複数のデータムを形成している。キャリッジ装置はキャリッジ本体に結合して、閉じると抑制された力を所定方向にペンのラッチランドに加えて各ペンを押してデータムと接触させるラッチ機構をも備えている。
【００１７】
図解した実施例では、上述の各実施態様は、インクジェットプリンタに使用することができるような、独特のデュアルペンキャリッジ装置に組み合わされている。
【００１８】
本発明の他の実施態様によれば、インクジェット印刷機構で一対のインクジェットペンを位置合わせする方法が提供されている。好適に、ペンには少なくとも一つの第１の方向のペンデータムを形成するデータム側面、および第２および第３の方向のペンデータムを形成する下面を備えており、第１、第２、および第３の方向は直交している。方法はペンを主壁を形成する本体を有するキャリッジ装置に挿入する段階を備えている。主壁には各々が少なくとも一つの第１の方向のデータムを規定する対向側面がある。キャリッジ装置は第２および第３の方向のデータムを形成する基準ロッドをも備えている。挟み込み段階で、主壁はペンのデータム側面間に挟み込まれる。押す段階で、ペンは第１、第２、および第３の方向のペンデータムに対して押される。
【００１９】
以下、本発明に好適な実施態様を以下にまとめて例示する。
１．一対のインクジェットペン（60、62）をインクジェット印刷機構（20）の印刷領域（25）を横断して走査するデュアルペンキャリッジ装置（50）において、
一対のペン（60、62）の間に挟み込まれるように構成され、各々が少なくとも一つのデータム（180 、180 ´、182 、184 ；180 ´、184 、186 、188 ）を形成する二つの対向側面を有する主壁（76）を備えているキャリッジ本体（75）、および
本体により支持され、各ペン（60、62）を押して主壁のデータム（180 、180 ´、182 、184 ；180 ´、184 、186 、188 ）に接触させる片寄せ機構（170 、172 ）、
から構成されるデュアルペンキャリッジ装置（50）。
【００２０】
２．一対のインクジェットペン（60、62）をインクジェット印刷機構（20）の印刷領域（25）を横断して走査するデュアルペンキャリッジ装置（50）において、
間に一対のペン（60、62）を受ける二つの側壁（174 、176 ）を形成するキャリッジ本体（75）、および
二つの側壁（174 、176 ）の間に突出し、ペン（60、62）に接触し、これを二つの直交方向に位置合わせする基準ロッド（190 ）、を備えているデュアルペンキャリッジ装置（50）。
【００２１】
３． 一対のインクジェットペン（60、62）をインクジェット印刷機構（20）の印刷領域（25）を横断して走査するデュアルペンキャリッジ装置（50）において、
一対のペン（60、62）を受ける一対のペン室（80、82）を形成するキャリッジ本体（75）であって、室（80、82）は回転レジストレーション部（214 ）を有する主壁（76）により分離されているキャリッジ本体（75）、および
本体（75）により支持され、レジストレーション部（214 ）に選択的に係合して各ペン室（80、82）の角度方向の位置合わせを同時に調節する調節部材（215 ）、を備えているデュアルペンキャリッジ装置（50）。
【００２２】
４． 一対のインクジェットペン（60、62）をインクジェット印刷機構（20）の印刷領域（25）を横断して走査するデュアルペンキャリッジ装置（50）であって、各ペン（60、62）はプリントヘッド（64、66）およびプリントヘッドに対向する、ラッチランド（115 、155 ）を支持する表面（94、130 ）を備えているものにおいて、一対のペン（60、62）を受けるように構成され、複数のデータム（180 、180 ´、182 、184 、190 、196 ；180 ´、184 、186 、188 、190 、198 ）を形成して各ペン（60、62）に接触してこれを位置合わせするキャリッジ本体（75）、および
キャリッジ本体（75）に結合し、各ペン（60、62）のラッチランド（115 、155 ）に近づくと所定方向に抑制された力を加えて各ペンを押してデータム（180 、180 ´、182 、184 、190 、196 ；180 ´、184 、186 、188 、190 、198 ）に接触させるラッチ機構（70、72）、を備えているデュアルペンキャリッジ装置（50）。
【００２３】
５． 一対のインクジェットペン（60、62）をインクジェット印刷機構（20）の印刷領域（25）を横断して走査するデュアルペンキャリッジ装置（50）であって、各ペン（60、62）はラッチランド（115 、155 ）を支持する上面（94、130 ）を備えているものにおいて、二つの側壁（174 、176 ）の間に一対のペン（60、62）を受ける一対のペン室（80、82）を形成するキャリッジ本体（75）であって、キャリッジ本体（75）は室（80、82）を分離して各室（80、82）に少なくとも一つのデータム（180 、180 ´、182 、184 ；180 ´、184 、186 、188 ）を形成する主壁（76）をも形成しており、主壁（76）は回転レジストレーション部（214 ）を備え、キャリッジ本体（75）は各室（80、82）に少なくとも一つの他のデータム（196 、198 ）をも形成しているキャリッジ本体（75）、本体により支持され、各室（80、82）に一つの片寄せ部材を備えて各ペン（60、62）を主壁データム（180 、180 ´、182 、184 ；180 ´、184 、186 、188 ）に接触させる一対の片寄せ部材（170 、172 ）、二つの側壁（174 、176 ）の間に両室（80、82）を通して突出し、ペン（60、62）を二つの直交方向に位置合わせする基準ロッド（190 ）、本体（75）により支持され、レジストレーション部（214 ）に選択的に係合して各ペン室（80、82）の角度方向の位置合わせを同時に調節する調節部材（215 ）、および
キャリッジ本体（75）に結合し、近づくと、各ペン（60、62）のラッチランド（115 、155 ）に所定方向に抑制された力を加えて各ペンをデータム（180 、180 ´、182 、184 、190 、196 ；180 ´、184 、186 、188 、190 、198 ）に接触させるラッチ機構（70、72）、を備えているデュアルペンキャリッジ装置（50）。
【００２４】
６． 主壁の側面は各々、凸曲面（180 ´、182 、184 ；180 ´、184 、188 ）または実質上平らな表面（180 ；186 ）とすることができる少なくとも二つのデータムを形成している上記１または５に記載のデュアルペンキャリッジ装置（50）。
【００２５】
７． 主壁の側面は各々、三つのデータム（180 、180 ´、182 、184 ；180 ´、184 、186 、188 ）を形成しており、各ペン（60、62）はインクを選択的に放出するプリントヘッド部（64、66）、およびそこから突出し、キャリッジ本体（75）に取付けたとき主壁データム（180 、180 ´、182 、184 ；180 ´、184 、186 、188 ）に接触する三つのレジストレーションデータム（104 、106 、108 ；140 、142 、144 ）のある側壁（88、122 ）を備えており、各主壁側面に、第１のデータム（180 、180 ´；180 ´、184 ）はプリントヘッド部（96、134 ）に隣接して設けられ、第２のデータム（182 、188 ）は第１のデータム（180 、180 ´；180 ´、184 ）から横方向に設けられ、第３のデータム（184 ；184 ）は第１のデータム（180 、180 ´；180 ´、184 ）から直立方向に設けられている、上記１または５に記載のデュアルペンキャリッジ装置（50）。
【００２６】
８． 基準ロッド（190 ）には二つの側壁（174 、176 ）の間に延びる第１の長さがあり、
各ペン（60、62）はプリントヘッド部（96、134 ）およびプリントヘッド部（96、134 ）に隣接して設けられ、基準ロッド（190 ）に対して設けられた二つの直交位置合わせデータムから成る一組のロッドデータム（110 、112 ；145 、146 ）を備えており、本体（75）は、ペン（60、62）を本体（75）に取付けたとき、ペン用ロッドデータム（110 、112 ；145 、146 ）の組が第１の長さの40-60 ％の距離だけ離れている状態でペン（60、62）を保持するように構成されている、上記２または５に記載のデュアルペンキャリッジ装置（50）。
【００２７】
９． キャリッジ本体（75）はプラスチック材料からモールドされており、
キャリッジ装置（50）は更にキャリッジ本体（75）にインサートモールドされて案内ロッド（48）に滑動可能に係合してペン（60、62）を走査軸（194 ）に沿って印刷領域（25）を横断して走査する一対の軸受部材（54）を備えており、
基準ロッド（190 ）は各側壁（174 、176 ）で実質上走査軸（194 ）に平行な位置でキャリッジ本体（75）にインサートモールドされている、上記２、５または８に記載のデュアルペンキャリッジ装置（50）。
【００２８】
１０． 一対の室（80、82）は第１および第２の室から構成されており、
レジストレーション部（214 ）には第１の室（80）の方に傾いている傾き面があり、
キャリッジ装置（50）は更に主壁（76）を第１の室（80）の方に片寄せる片寄せ部材（212 ）を備えており、
調節部材（215 ）は傾き面に係合して主壁（76）を第１の室（80）から遠くに第２の室（82）の方に押す、上記３または５に記載のデュアルペンキャリッジ装置（50）。
【００２９】
１１． キャリッジ本体（75）は一対のペン（60、62）を受ける一対のペン室（80、82）を形成しており、ラッチ機構は、各々が一対の室（80、82）のそれぞれの一つと隣接してキャリッジ本体（75）に枢軸止め（74）されている、一対のラッチ部材（70、72）から構成されている、上記４または５に記載のデュアルペンキャリッジ装置（50）。
【００３０】
１２． 各ラッチ部材（70、72）は、主体、ラッチ部材（70、72）が閉位置にあるときキャリッジ装置（50）に設置されるペン（60、62）のラッチランド（115 、155 ）に係合するカム面（200 、202 ）を有する係合部材（203 、204 ）、および 係合部材（203 、204 ）主体から遠くに片寄せる片寄せ部材（205 、205 ）、から構成されている上記１１に記載のデュアルペンキャリッジ装置（50）。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に従って構成された、ここではインクジェットプリンタ20として図示してある、インクジェット印刷機構の一実施態様を示す。この装置は商業、事務所、家庭、または他の環境で、事業報告書、連絡文書、小規模出版物、および類似のものの印刷に使用することができる。多様なインクジェット印刷機構を市場で入手できる。たとえば、本発明を具現することができる印刷機構の幾つかには二、三を挙げれば、プロッタ、携帯用印刷ユニット、複写機、カメラ、ビデオプリンタ、およびファクシミリ機械がある。便宜上本発明の概念をインクジェットプリンタ20の環境で例示する。
【００３２】
プリンタの構成要素は型式が変われば変わることがあるのは明らかであるが、典型的インクジェットプリンタ20はハウジングにより囲まれているシャーシ22、ケースまたは外囲器24、を備えており、これらは典型的にはプラスチック材料から作られている。印刷媒体のシートが印刷媒体処理装置26により印刷領域25を通して送られる。印刷媒体は紙、カードストック、トランスペアレンシー、マイラー、などのようなどんな適切なシート材料からでも作ることができるが、便宜上、図解実施例を印刷媒体として紙を使用して説明する。印刷媒体処理装置26は印刷前の紙を貯蔵する送給トレイ28を備えている。トレイ28からの印刷媒体を、シート35について示すように、印刷のため紙案内部材34の下を印刷領域25に移動するのにステッパーモータ30および駆動歯車組立対32により駆動される一連の慣習的紙駆動ローラー（図示せず）を使用することができる。印刷後、モータ30は印刷済みシート35を一対の後退可能な出力乾燥翼部材36の上に駆動する。翼36は、側方に後退して新しく印刷されたシートを出力トレイ38の中に落とす前に新しく印刷されたシートを出力トレイ部38の中でなお乾燥中の先に印刷されたシートの上に一時的に保持する。媒体処理装置26は、手紙、有価証券、Ａ４、封筒などを含む、異なる大きさの印刷媒体に適合させるための、滑り長さ調節レバー40、滑り幅調節レバー42、および滑り封筒送り板44のような、一連の調節機構を備えることができる。
【００３３】
プリンタ20も、典型的には、パーソナルコンピュータ（図示せず）のような、ホスト装置から指令を受ける、マイクロプロセッサ45として概略図解してある、プリンタコントローラーを備えている。プリンタコントローラー45はケース24の外部に設置されたキーパッド46を通して供給されるユーザ入力に応答して動作することもできる。コンピュータホストに結合しているモニタを使用して、プリンタの状態またはホストコンピュータで実行中の特定のプログラムのような、可視情報をユーザに表示することができる。パーソナルコンピュータ、キーボードおよび／またはマウス装置のようなその入力装置、およびモニタは当業者には周知である。
【００３４】
キャリッジ案内ロッド48はシャーシ22により支持されて本発明に従って構成されたデュアルインクジェットペンキャリッジ装置50を滑動可能に支持し、印刷領域25を横断して前後に走行させる。キャリッジ50はまた、全般的に矢印52で示したように、案内ロッド48に沿ってハウジング24の内部に設置されたサービス領域内に推進される。図２に示すように、キャリッジ50にはそれが案内ロッド48に沿って走行するときキャリッジを滑動可能に支持する一対の軸受54がある。キャリッジはシャーシ22の横面に沿って転がるローラー部材55をも備えている。ローラー55は一対の軸受54と組み合わされて３点キャリッジ支持システムを成している。好適には、軸受54は、本発明の譲受人であるヒューレット・パッカード社に譲渡されている米国特許第5,366,305 号に印されているもののような、Ｖ溝形式の軸受である。キャリッジＤＣモータ56は駆動歯車57により結合されて無端ベルト58を駆動する。モータ56はコントローラ45から受け取った制御信号に応答して動作する。ベルト58は慣習的仕方でキャリッジ50に固定してキャリッジをモータ56の回転に応答して案内ロッド48に沿って歩進的に前進させることができる。
【００３５】
印刷領域25で、媒体シート35は、黒インクカートリッジ60および／またはカラーインクカートリッジ62のような、インクカートリッジからインクを受け取る。カートリッジ60および62は当業者によりしばしば「ペン」と言われる。図解したカラーペン62は３色ペンであるが、或る実施例では、一対の個別単色ペンを使用することができる。カラーペン62には、顔料主体のインクを入れることができるが、図解の目的で、ペン62を、シアン、イエロー、およびマゼンタのような、染料主体の３色インクが入っているとして説明する。黒インクペン60をここでは顔料主体のインクが入っているとして図解してある。パラフィン主体のインクの他に、染料および顔料の双方の特性を備えたハイブリッドインクまたは複合インクのような、他の形式のインクをもペン60および62に使用することができることは明らかである。
【００３６】
図解したペン60、62は各々その中にインク供給品を貯蔵する溜めを備えている。ペン60、62はそれぞれプリントヘッド64、66を備えており、その各々に当業者に周知の仕方でそれを通して複数のノズルが形成されているオリフィス板を備えている。図解したプリントヘッド64、66は熱インクジェットプリントヘッドであるが、圧電プリントヘッドのような他の形式のプリントヘッドを使用することができる。プリントヘッド64、66は典型的にノズルと関連する複数の抵抗器を備えている。所定の抵抗器を付勢するとガスの泡が形成されてインク滴がノズルの下の印刷領域25でノズルから紙シート上に放出される。プリントヘッド抵抗器はコントローラー45からプリントヘッドキャリッジ50に多数導体ストリップ68により分配される発射命令制御信号に応答して選択的に付勢される。
【００３７】
図２を参照すると、キャリッジ50は二つの締め付けレバー、すなわちラッチ部材またはリド70および72として示してあるラッチ機構を備えており、これらはヒンジ74によりキャリッジの本体部分75に旋回可能に取付けられている。キャリッジ本体75は好適には薄い位置合わせウェブまたは主壁76をも形成しており、その厚さは1.0-6.0mm の間にすることができるが、更に好適には公称厚さ約3.5mm である。主壁76は本体75の内部を黒ペン室80およびカラーペン室82に分割している。キャリッジ50がペンを締め付け、位置合わせする仕方を説明する前に、ペン60、62の外部に便利にモールドされる各種データム点およびカム面を理解することが役に立つ。
【００３８】
図３および図４は下から見たペン60、62の背面および前面斜視図であるが、図２はペンの前上面図を示している。黒ペン60にはプリントヘッド64の内部のノズルを通して選択的に放出されるインク供給品を貯蔵する溜めを形成する中空本体84がある。ペン本体84には外周部材85があり、この中に外側壁86および内側壁88が据え付けられている。挿入ハンドルまたは掴み面90が前壁92と上壁94との間に便利に設置され、ペン60をキヤリッジ50に対して取付けおよび取り外しするのに使用される。下壁95は前壁92とプリントヘッド64を収容する鼻部96との間に広がっている。後壁98は上壁94から下向きに広がり、鼻96の一部を形成している。
【００３９】
後壁98は複数の電気的相互接続パッド（明瞭にするため省略してある）を有する慣習的フレックスタブ回路100 を支持しているが、これは本発明の譲受人、ヒューレット・パッカード社に譲渡されている米国特許第4,907,018 号に説明されているように構成することができる。この位置では、フレックスタブ回路100 を便利に拡張してプリントヘッド64との電気接触を行なうことができる。好適には、ハンドル90、プリンタ壁92、94、96、95、および98の他に、プリントヘッド64を受けるプリントヘッド取付け壁102 もすべて一体部分85としてモールドされている。これは一群のペン位置決めデータムもこの単一ペン外周部材85により形成することができるので特に有利である。
【００４０】
図解実施例では、外周部材85は複数のＸ、Ｙ、Ｚ座標軸位置決め部材またはデータムを形成している。図解の目的で、Ｘ、Ｙ、Ｚ座標軸系103 を、Ｘ軸が案内ロッド48により形成されるキャリッジ50の走査軸に平行な走査方向を指している状態で、図１−図８に示してある。Ｙ軸はプリンタ20を貫く紙前進経路に平行である。Ｚは直立方向を指し、ペンと紙との間隔基準として使用される。ペンと紙との間隔は高品位ハードコピー画像を得るのに重要な一つの要素である。
【００４１】
ペン60をＸ軸に対して位置決めするのに、外周部材85をモールディング中好適な輪郭にして三つのＸ軸方向位置決めランドまたはデータム、特に、ペンの鼻96に近い位置にあるＸ1 データム104 、前壁92に近い下壁95に沿う位置にあるＸ2 データム106 、および上後隅にあるＸ3 データム108 、を形成する。Ｚ軸に対してペン60の向きを決めるには、外周部材85は、下壁95に沿って設けられたＺデータム110 を形成する。ペン60をＹ軸に対して向きを決めるには二つのデータムを使用する。特にＹ1 データム112 は鼻部分96から偏り、下壁95から下向きに広がり、Ｙ2 データム114 は後壁98から突出している。図解実施例ではＸデータム104 、106 、108 はすべて同じ側壁88に沿って設けられているが、或る実施例では外周部材85が外壁86に隣接するどうように設置されたデータムを形成することができることが明らかである。
【００４２】
外周部材85はラッチランド115 をも形成しており、これは傾斜カム面を有する輪郭を備えるようにモールド部材85により整えられている。ラッチランド115 は下に更に説明するように、ペン60をキャリッジ50の中に確実に据え付ける上で有用である。ラッチランド115 は、有利にもＸ3 データム108 に対する支持面を設けるのに使用される控え壁部材116 に隣接している。図解実施例では、傾斜カム面115 は外周部材85から遠くにマイナスＹ方向に移動するとき上向きに（プラスＺ方向）傾く。カム面115 は控え壁部材116 と接合する側からプラスＸ方向に移動するとき下向きに（マイナスＺ方向）にも傾く。ラッチランドのカム構造115 は外周部材85の上後隅または肩118 に沿って上壁90の下に設けられている。肩面118 は、下に更に説明するように、ペン60をキャリッジ50に対して取付けまたは取り外しするのに特に役立つ。
【００４３】
図解したカラーペン62は、図解実施例では共に中空ペン本体125 を形成している内側壁122 と外側壁124 との間に挟み込まれている外周部材120 を備えている。中空ペン本体125 は好適にプリントヘッド66の内部のノズルを通して選択的に放出される３色インク（たとえば、シアン、マゼンタ、およびイエロー）の供給品を貯蔵する三つの溜めを形成または収容している。図解実施例では、ペン62には前壁128 と上壁130 との間に便利に設けられた挿入ハンドルまたは掴み面126 がある。ハンドル126 はペン62をキャリッジ50に対して着脱するのに有用である。下壁 132は前壁128 をプリントヘッド66を収容する鼻部134 に接合する。後壁136 は上壁130 から下向きに突出して鼻134 の一部を形成している。
【００４４】
フレックスタブ回路100 について上に説明したような慣習的フレックスタブ回路138 は、後壁136 により支持されてプリントヘッド66との電気的接触を行なう複数の電気的相互接続パッド（明瞭にするため省略してある）を備えることができる。好適には、ハンドル126 、外周壁128 、130 、132 、134 、および136 の他に、プリントヘッド66を受けるプリントヘッド取付け壁138 もすべて単一一体部品としてモールドされる。これは一群のペン位置決めデータムをもこの単一ペン外周部材120 により形成することができるので特に有利である。
【００４５】
図解実施例では、外周部材120 は複数のＸ、Ｙ、Ｚ座標軸位置決め部材またはデータムを形成している。ペン62をＸ軸に対して位置決めするのに、外周部材120 は好適にモールディング中三つのＸ軸方向位置決めランドまたはデータムを形成する輪郭にされる。特に、Ｘ1 データム140 をペンの鼻134 の近くに設置し、Ｘ2 データム142 を前壁92に近い下壁95に沿って設置し、Ｘ3 データム144 を上後隅に設置する。Ｚ軸に対してペン62の向きを決めるのに、外周部材120 は下壁132 に沿って設けられたＺデータム145 を形成する。ペン62をＹ軸に対して向きを決めるには二つのデータムを使用する。第１に、Ｙ1 データム146 を下壁132 の傾斜部分から偏らせて下壁132 から下向きに突出させる。第２に、Ｙ2 データム148 が後壁98から突出している。図解実施例ではＸデータム140 、142 、144 はすべて同じ側壁122 に沿って設置されているが、或る実施例では、外周部材120 を外側壁124 に隣接する同様に設置されたデータムを形成することができることも明らかである。たとえば、図解したペン62は走査軸（Ｘ）方向のペンレジストレーション用の三つのデータム、特に、すべてそのそれぞれのＸ1 、Ｘ2 、およびＸ3 データム140 、142 、および144 と反対の、Ｘ1 データム150 、Ｘ2 データム152 、およびＸ3 デー タム154 を備えている。
【００４６】
傾斜カム面を有する輪郭のラッチランド155 は、たとえば、接着剤で、超音波溶接法を使用して、または当業者に既知の他の同等の方法により結合することにより、外周部材120 に接合されている。ラッチランド155 はペン62を下に更に説明するようにキャリッジ50に確実に設置するのに役立つ。図解実施例では、傾斜カム面155 は外周部材120 から向こうにマイナスＹ方向に移動するとき上向きに（プラスＺ方向）に傾く。カム面155 はまた側壁124 の方にマイナスＸ方向に移動するとき下向きに（マイナスＺ方向）も傾く。ラッチランド155 は外周部材120 の上面130 に沿って形成された丸い肩面156 （図２を参照）に隣接している。丸い肩156 は、下に更に説明するように、ラッチ部材72をペン62の上方を下方に案内するのに役立つ。ラッチランドカム構造155 は外周部材120 の上後隅または肩158 に沿って、上壁130 の下に設置されている。肩面158 は、下に更に説明するように、ペン62をキャリッジ50に対して着脱するのに特に有用である。
【００４７】
実質上ペン本体125 の中心の位置にあるＹおよびＺデータム、およびペンの各辺に沿って設けられた対称Ｘデータムを備えている、図解したペン62について、ペン62を他の実施例で側壁124 の傍らの位置合わせ壁に向き合わせることができることが明らかである。この対称構成を補助するのに、ラッチランド155 も、ここで関係しているカム面155 を接合する第２の傾斜面を備えて対称に形成されている。ペン60を他の装置に使用するのに対称に設計することもできる。
【００４８】
図５乃至図８に示すように、キャリッジ50は黒およびカラーペン60、62の双方について一群のＸ、Ｙ、およびＺデータムまたはロケーターランドを備えている。最初にＸ方向の位置合わせを考えて、ペン60、62を片寄せ部材により主壁の方に押す。特に、ペン60をばね負荷屈曲部材170 により主壁76の方に片寄せるが、カラーカートリッジ62をばね負荷屈曲部材172 により壁76の方に片寄せる。好適には、各屈曲部材170 、172 はキャリッジ本体75のそれぞれの側壁174 、176 の上面にわたり固定することができるフック部分を備えている。図７に示すように、部材170 、172 はコイルばね178 によりそれぞれの壁174 、1756から外向きに片寄せられている。ばね部材170 、172 はそれぞれのペン60、80を主壁76に沿って設けられたＸ軸位置決めデータムの方に押す。
【００４９】
黒ペン60について、Ｘ1 データム104 はＸ1 データム180 に向かって押され、Ｘ2 データム106 はＸ2 キャリッジデータム182 に向かって押される。Ｘ1 およびＸ2 データム180 、182 は主壁76の一体部分としてモールドされている彫刻ランドとして図示してある。黒ペン60の頂部近くで所要のペン分離を行なうのに、壁76はＸ3 キャリッジデータムとして黒ペンＸ3 データム108 に接触させる働きをする位置合わせピン184 を囲むスロットを形成している。Ｘ3 データム184 をＸ1 およびＸ2 データム180 、182 について図示したようなモールド彫刻ランドとすることもできる。しかし、製造を容易にするため、Ｘ3 位置合わせピン184 が好適である。
【００５０】
事実、好適にＸ１データムは、Ｘ1 データムピン180 ´として図示してある（図５および図６にだけ図示してある）別のピンであり、これはすべてのＸデータムのプリントヘッドに最も近く設置されている。好適には、Ｘ1 データムピン180 ´およびＸ3 データムピン184 は鋼から作られており、これは直径誤差で約0.0025mm（±0.0001インチ）の厳密な寸法公差で製造することができる。これら公差は鋼で容易に且つ経済的に達成することができるが、他の材料が或る装置では適していることが実証されている。図解した実施例では、Ｘ1 データムピン180 ´およびＸ3 データムピン184 はキャリッジ本体75の後壁185 にインサートモールドされ、主壁76により形成されているスロットの中に突出している。便宜のため、詳細説明の残りでは、Ｘ1 モールドデータム180 だけを参照するが、Ｘ1 データムピン180 ´をすべての所定の装置でｘ１ランド180 の代わりに置き換えることができる。
【００５１】
カラーペン62について、カラーペン室82の内部に沿って、主壁76にＸ1 データム86およびＸ２データム188 があり、これらを壁76の中に一体にモールドされているものとして図示してある。Ｘ1 黒キャリッジデータム180 について上述したように、Ｘ1 カラーキャリッジデータムは好適には鋼ピン180 ´（図５および図６にのみ図示してある）であるが、便宜上以下の説明では、Ｘ1 モールドデータム186 だけを参照することにするが、Ｘ1 データムピン180 ´を所定の装置すべてにおいてＸ1 ランド186 の代わりに置き換えることができることは明らかである。カラーペンＸ1 データム140 はＸ1 キャリッジデータム186 に係合し、Ｘ2 ペンデータム142 はＸ2 カラーデータム188 に係合する。カラーペン室82の中に突出しているＸ3 鋼ピン184 の部分はカラーペン62のＸ3 位置合わせデータムとして役立つ。Ｘ3 カラーペンデータム144 はＸ3 位置合わせペンデータム184 に係合する。このようにして、各ペン室80、82のＸ1 、Ｘ2 、およびＸ3 データムはすべてキャリッジ本体75の製造のモールディング過程中一様に形成されて以後のキャリッジ本体の再現性が確保される。
【００５２】
次に残りのＹおよびＺ方向の位置合わせを調べると、キャリッジ装置50はＹ−Ｚ基準ロッド190 を備えており、これは好適にはそれぞれキャリッジ壁174 、176 により形成されるポケット191 、192 の中に一体にモールドされている。ロッド190 にはキャリッジ軸受54を貫く穴軸194 と実質上平行な長手軸193 がある。黒ペン60の下側に沿って、図８に示すように、Ｙ1 データム112 およびＺデータム110 がＹ−Ｚ基準ロッド190 に沿って90°の角度で静止している。同様に、カラーペン62のＹ1 データム146 およびＺデータム145 もＹ−Ｚロッド190 がキャリッジ室82の内部を貫いて突出しているときＹ−Ｚロッド190 と係合する。第２のＹ2 キャリッジデータムが、黒ペン60のＹ２データム領域196 に沿って、およびカラーペン62のＹ2 データム領域198 に沿って、後キャリッジ壁185 により設けられている。Ｙ2 データム領域196 は黒ペン60のＹ2 ペンデータム114 と交差するが、領域198 はカラーペン62のＹ2 ペンデータム148 と交差する。同様に、室82の中の後壁面198 は カラーペン62のＹ2 データム面となり、これはＹ2 カラーペンデータム148 と一直線を成している。
【００５３】
Ｘ、Ｙ、およびＺの各方向で確実な片寄せ力を得るための他に、キャリッジ50内部で、ペン60、62を固定するために、ラッチ機構は機構の主体として働く締め付けレバー70、72を備えている。ラッチ機構はまたレバーの下側に沿って設置されたばね負荷カム面200 、202 のような、片寄せ係合部材を備えている。黒レバー70のカム面202 はペン60の傾斜カム面115 と係合するが、カラーレバー72のカム面202 はペン62の傾斜カム面155 と係合する。カム面200 、202 は好適には一体にモールドされてそれぞればねボード部材203 、204 のような、係合部材から突出している。コイルばね205 のような、片寄せ部材がばねボード203 、204 をそれぞれのレバー70、72から遠くに片寄せている。図解したレバー70、72は各々その中にばね205 を受けるばねポケット206 を形成することができ、ばねポケットの外部は各レバー70、72の上面の上方に広がっている。好適には、ばねボード203 、204 はそれぞれのレバー70、72の内部に据えられて、レバーが閉じている間ばね205 が圧縮されているときレバーに向かって移動する。
【００５４】
ペン60、62を室80、82に取付けたときラッチ機構を閉じるには、レバー70、72をヒンジ74でペン上方に旋回させる。ラッチ機構を閉じている間、抑制された力がカム200 、202 により所定方向にそれぞれのラッチランド115 、155 に加えられ、これにより各ペン60、62を押してキャリッジのＸ、Ｙ、およびＺデータムに接触させる。ラッチカム面200 、202 およびペンラッチランド115 、155 の相対的傾斜はペン60、62を主壁76に沿うＸデータム、後壁185 に沿うＸデータム、および基準ロッド190 により確立されたＹ−Ｚデータムの方に押すように構成されている。レバー70、72、ばねボード203 、204 、およびばね205 のヒンジ74に対する相対的 位置決めは好適にはオーバーセンター締め付け機構として働くように構成されている。このようにして、走行の最後の数センチメートルの間ペン60、62の上方でレバー70、72が閉じるとき、圧縮ばね205 が実際に伸び始める。このオーバーセンター作用はキャリッジ50にペンを有利に締め付け、レバーを閉じた位置に維持する。
【００５５】
各レバー70、72はそれぞれカム207 、208 のような、役立つペン取り外し案内カムを好適には各レバーの外側縁に沿って備えることができる。案内カム207 、208 は、ペン60、62をキャリッジ装置50から引き抜くとき、ペンの肩118 、158 をそれぞればねボード203 、204 から遠くに押す。レバー案内カム207 、208 により行なわれる動作は有利に、ペンの取り外しが必要なときキャリッジ50にペンが詰まらないようにする。
【００５６】
図７および図８に、別の位置合わせ調節がθ−Ｚ角位置合わせまたはレジストレーション機構210 により提供されている。θ−Ｚアジャスタ210 は主壁76の下部をキャリッジ本体の側壁174 、176 に対して動かす。主壁76はコイルばね212 のような、片寄せ部材によりカラー室の側壁176 から向こうにばね片寄せされている。主壁76は回転レジストレーション部材を備えており、これは図解実施例では、壁76の下部を、ばね212 と反対に、傾斜位置合わせ脚214 で終端することにより形成される。足214 には所定角度でプラスＸ方向に広がり、マイナスＹ方向にキャリッジ50の後に向かって移動する垂直壁がある（図５を参照）。足214 の傾斜面はその長さに沿う種々の点で、回転可能なねじ部材、たとえば小ねじ215 のような、調節部材と係合することができる。レジストレーション小ねじ215 はキャリッジ本体75の下面に沿って設けられたねじボス部により形成されるねじ付き通路を貫いて突出し、それにねじ込み可能に係合する。
【００５７】
角度レジストレーション小ねじ215 を更に足214 に係合するように回転すると、黒およびカラーのＸデータム182 、188 がカラーペン室82の方に押される。レジストレーション小ねじ215 がボス216 の外に回転すると、主壁76およびＸ2 データム182 、188 がばね部材212 により発生される片寄せ力のもとで黒ペン室80の方に移動することができる。このθ−Ｚ角度調節は典型的には最初の組立時、または現場整備または保守の間に行なわれる。
【００５８】
有利に、θ−Ｚ調節装置210 はプローブ（図示せず）をキャリッジ本体側壁174 の中に形成された穴218 を貫いて突出させることにより作動させることができる。このようなプローブは次に黒ペンＸ2 データム182 と交差して壁76の黒Ｘ1 データム180 に対するＸ軸偏りを測定する。次に小ねじ215 を、プローブにより測定して、所要のθ−Ｚ調節が行なわれてしまうまで、回転することができる。単独レジストレーション部材の調節により、角ペン室80、82のθ−Ｚ角位置合わせが同時に調節される。したがって、黒およびカラーの゜リントヘッド64、66の双方のノズル列の位置合わせが紙前進Ｙ軸に対して調整され、印刷画像の鋸歯誤差が排除される。
【００５９】
キャリッジ本体75はまたペン鼻案内部220 を備えており、これは主壁76の下側から突出している全般的にＴ形の部材220 として構成することができる。このＴ形案内220 はペン60、62をキャリッジ後壁185 に対して有利に位置決めする。ペン取付け中、案内220 はペンの鼻96、134 を後方に押すので、Ｙ1 データム112 、146 が、ロッドの上にではなく、Ｙ−Ｚ準ロッドの後に降りる。
【００６０】
キャリッジ後壁185 の前方に面する表面には好適にペンフレックスタブ回路100 の導体パッドに発射命令を伝える一連のばね負荷相互接続ピン（明瞭にするため図から省略してある）がある。黒およびカラーペン60、62について、キャリッジ相互接続ピンをそれぞれ矢印222 および224 により示した領域に設置することができる。適切な形式の相互接続ピン装置は本発明の譲受人、ヒューレット・パッカード社に譲渡されている米国特許第4,706,097 号に図示されている。
【００６１】
キャリッジ後壁185 の前方に面する表面は幾つかの異なる構成要素に対して便利な取付け場所となる。たとえば、発射命令をペンに伝える柔軟導体68を後壁185 の背面に取付けられた電子回路復号盤に接続することができる。キャリッジ50を印刷領域25およびサービスステーション52を横断して推進するには、キャリッジ駆動ベルト58を便宜の仕方で壁185 の後に取付けることができる。好適には、キャリッジ50の動的安定性を補助するため、駆動ベルト58をキャリッジ後壁185 にキャリッジ軸受54に可能なかぎり近づけて取付ける。
【００６２】
プリンタコントローラー45にキャリッジ位置フィードバック情報を供給するため、エンコーダストリップ225 （図１を参照）が印刷領域25の長さに沿ってサービスステーション域52の上方に広がっている。慣習的光学式エンコーダリーダー（図示せず）をキャリッジ後壁185 の背面に取付けてエンコーダストリップ225 により伝えられる位置情報を読むことができる。正確な位置情報を発生するには、好適に光学式エンコーダリーダーをプリントヘッド64、66に可能なかぎり近づけて設置する。ベルト58をキャリッジに取付ける仕方の他に、エンコーダストリップリーダーを経由して位置フィードバック情報を伝える仕方は、当業者に既知の多様な異なる方法で行なうことができる。
【００６３】
動作に際し、プリンタハウジングのリド230 を開いて（図１）ペン60、62をハンドル90および126 を使用してキャリッジ50に挿入する。キャリッジのＸ2 およびＸ3 データム182 、184 、および188 のテーパー構成によりペンをペン室に挿入しやすくなっている。次に締め付けレバー70、72を下向きに回転させてペン60、62をキャリッジ内に締め付ける。キャリッジ50により行なわれるペンの据え付けはユーザ作動ラッチ70、72およびカム面200 、202 がペン60、62のキャリッジ50に対する案内を補助するので直観的に簡単である。キャリッジ50を次にプリンタコントローラー45の指令に従って、ベルト58を介してモータ56の動作により案内ロッド48に沿って側から側へ移動させる。ペン60、62はプリンタコントローラー45からフレックス回路導体68を経由して発射命令を受け取る。不活動の期間中、キャリッジはペン60、62をサービスステーション域52に戻してプリンタの不活動の期間中整備、保守、およびキャッピング（シーリング）を行なう。ペン60、62は締め付けレバー70、72を起こし、ペンをハンドル90、126 によりキャリッジから持ち 上げることにより容易に取り外される。レバー案内207 、208 はペンをレバーから遠くに押してペン取り外し中の詰まりを回避する。有利にも、プリンタリド230 が開くと、コントローラー45はキャリッジを、たとえば図１に示すように、ペンを容易に取り替えることができる場所に印刷領域25に沿って移動する。
【００６４】
ここで使用するかぎり、「位置合わせ」、「レジストレーション」、「データム」、および「基準」という用語はすべて同義語である。しかし、明瞭にするため、一般的にこれら形容詞の一つだけを一つのキャリッジ構成要素に関連して使用してきた。たとえば、Ｙ−Ｚ基準ロッド190 を「位置合わせロッド」、「データムロッド」、または「レジストレーションロッド」ということもできる。更に、室80、82を外囲器であるとして図解しているが、側壁174 、176 のような、本体の部分を省略市、他の形式の片寄せ部材を使用してペン60、62を主壁76に係合することができることは明らかである。その上、図解したキャリッジ50は一対のペンを保持しているが、これらの概念を２対のペン、すなわち、４ペン装置に容易に拡張することができることは明らかである。このような４ペンキャリッジ装置はキャリッジ50を２倍にすることにより、たとえば、キャリッジ50の実質的鏡像を構成し、側壁176 を接合するか、更に好適には、単独単一壁として作ることにより、構成することができる。
【００６５】
【発明の効果】
シート35の上にプリンタ20のハードコピー出力として高品位画像を作成するには、プリントヘッド64、66の位置決めを、互いに対しておよび印刷装置全体に対して精密にする他に、再現可能にもしなければならない。すなわち、空のペンをオペレータが取り替えるとき、新しい満杯のペンの位置合わせを空のペンと同じにしなければならない。ペン60、62の位置決めは印刷媒体上のインク小滴のレジストレーションを制御する主要な変数である。キャリッジ50はペンにキャリッジを参照させ、キャリッジにプリンタを参照させるデータムの戦略的選択によりペンを位置決めする。
【００６６】
ペン60、62のＸ軸位置決めはＸデータムが互いに向き合うようにペンの向きを決めることにより行なわれる。図解したキャリッジ50では、黒ペンＸデータム104 、106 、108 は、カラーペンＸデータム140 、142 、144 に向き合い、主壁76およびＸ３位置合わせピン184 がそれらの間に挟み込まれている。主壁76をペンの間に挟み込むことにより、壁76の厚さを、データムをすべてペンの一方の側に設置し、ペンの厚さの公差を変えることにより行なうDeskjet 1200 のような初期の装置の場合より一層容易に制御することができる。三つのＸデータムの内、Ｘ1 データム104 、140 （ペン）および182 、188 （キャリッジ）は、これらデータムがプリントヘッド64、66のノズルに最も近いので、正確なインク滴付着に影響することに関し最も重要であると信じられている。
【００６７】
ペン60、62のＹ軸位置決めは好適にはＹ−Ｚ基準ロッド190 をキャリッジ本体75に、インサートモールド軸受54の中心線194 に実質上平行に、インサートモールドすることにより行なわれる。このようにして、ＹおよびＺデータムに対するペンの正確な位置合わせがキャリッジ案内ロッド48により形成されるキャリッジ走査軸に対して行なわれる。二つのキャリッジ形体がペンに関するＹ1 およびＺデータムの正確な位置合わせに寄与する。第１に、Ｖ溝軸受54が本体75に図解実施例ではゼロプレス嵌め誤差のゼロ隙間軸受としてインサートモールドされている。軸受54のインサートモールドは、初期の印刷機構の押し込み円筒ブッシュを使用するとき普通に生ずる、Ｙ位置誤差およびθ−Ｚ誤差に寄与する普通の原因を排除する。
【００６８】
Ｙ1 およびＺデータムの正確な位置合わせに寄与する第２の形体は真っすぐな基準ロッド190 に沿うペンＹ1 ペンデータム112 、146 を位置合わせする概念に関する。ロッド190 の長さは好適に黒およびカラーのＹ１データム112 、146 の間の距離のほぼ２倍である。その上、Ｙ−Ｚロッド190 はキャリッジ本体ポケット191 、192 により両端で正確に支持されている。有利にも、Ｙ方向位置誤差は、支持体191 、192 の間の距離がＹ１ペンデータム112 、146 の間の距離の２倍の長さであるから、ロッド190 の両端で発生し得る位置誤差のほぼ半分である。
【００６９】
ペン60、62のθ−Ｚ位置決めは単一レジストレーション機構210 を調節することにより有利に制御される。黒ペン室の側壁76からθ−Ｚ調節を行なうことにより、プリントヘッド64の黒ノズルの位置合わせは最適になる。黒ペンノズルの最適化は、黒ペン60のノズル列またはスウォース高さ、約1.27cm（0.5 インチ）がプリントヘッド66のカラーノズルの各群のスウォース高さ約0.53cm（0.21インチ）に比較して高いので、図解実施例では好ましい。Ｘ2 カラーデータム188 の厚さ誤差はすべてカラーペン60のθ−Ｚ位置誤差に加わる。しかし、Ｘ2 データム182 、188 に対する厚さ誤差の影響は円筒形部材182 、188 を使用することにより極小になる。その上、円筒形部材182 、188 を使用することにより、Ｘ2 データムの捻れがθ−Ｚ調節から発するため、カラーペン60の位置誤差が有利にも極小になる。
【００７０】
キャリッジ装置50は、比較的薄い主壁76および高公差ピン184 を使用することにより本来的に正確なｘ軸基準を設ける上で特に有利である。Ｘ軸およびＹ軸の両基準機構は費用の高い二次的機械加工操作を必要とせずに機械加工の公差に近付くことができる。θ−Ｚレジストレーション機構210 は経済的モールド位置合わせ脚214 および調節小ねじ215 を使用して、ペンの機械加工公差への同時調節を正確に可能とする。
【００７１】
レバー作動の締め付け装置70、72は締め付け中初期の装置の場合より抑制された力をペンに加える。ここで、オペレータは、ペンと直接相互作用するのではなく、レバー70、72と相互作用してペンを印刷位置に据え付ける。このようにして、締め付け中、初期の印刷装置でしばしは生じた、ペンに加わってこれを損傷する可能性のある横方向の力が回避される。キャリッジ50の他の長所はＸ片寄せ屈曲部材170 、172 に片寄せ用コイルばね178 を使用していることである。コイルばね178 は、屈曲厚さの製造変動が小さいため大きい力の変動を受けた初期の屈曲ばね装置より片寄せ力を正確に制御する。したがって、キャリッジ50のＸ片寄せ機構は片寄せ力を更に正確に制御する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデュアルインクジェットペンキャリッジ装置の一形態を組み込んだインクジェット印刷機構の部分的に破断した斜視図である。
【図２】図１のデュアルインクジェットペンキャリッジ装置の前面斜視図であり、ペンラッチを開いた状態で二つのペンを保持しているところを示している。
【図３】図１の２ペンの後方斜視図であり、キャリッジ装置内部で向けられている横並び状態を示している。
【図４】図１の２ペンの前方斜視図であり、キャリッジ装置内部で向けられている横並び状態を示している。
【図５】図１のキャリッジ装置の異なる角度から取った前方斜視図であり、ペンを取り外してペン受け室の異なる特徴を示している。
【図６】図１のキャリッジ装置の異なる角度から取った前方斜視図であり、ペンを取り外してペン受け室の異なる特徴を示している。
【図７】図１のキャリッジ装置の下方斜視図であり、ペンを取り外してある。
【図８】図１のキャリッジ装置の下方斜視図であり、印刷のためペンラッチを閉じ、二つのペンを保持しているところを示している。
【符号の説明】
20 インクジェット印刷機構
25 印刷領域
50 デュアルペンキャリッジ装置
60 黒インクジェットペン
62 カラーインクジェットペン
64 プリントヘッド
66 プリントヘッド
74 旋回の軸
75 キャリッジ本体
76 主壁
80 ペン室
82 ペン室
115 ラッチランド
130 上面
155 ラッチランド
170 片寄せ機構
172 片寄せ機構
174 側壁
176 側壁
180 データム
180 ´ データム
182 データム
184 データム
186 データム
188 データム
190 基準ロッド
203 係合部材
204 係合部材
205 片寄せ部材
212 片寄せ部材
214 レジストレーション部
215 調節部材

Claims (9)

1. 一対のインクジェットペンをインクジェット印刷機構の印刷領域を横断するように走査するデュアルペンキャリッジ装置であって、
   前記一対のペンを受ける一対のペン室を形成するキャリッジ本体であり、前記キャリッジ本体の内部が回転レジストレーション部を有する主壁により分離されることで前記一対のペン室が形成されているキャリッジ本体、および
   前記キャリッジ本体により支持され、前記レジストレーション部に選択的に係合して、前記キャリッジ本体の直立軸周りで前記主壁の回転方向の位置合わせを同時に調節する調節部材、
   を備えているデュアルペンキャリッジ装置。
2. 一対のインクジェットペンをインクジェット印刷機構の印刷領域を横断するように走査するデュアルペンキャリッジ装置であり、各ペンはラッチランドを支持する上面を備えているデュアルペンキャリッジ装置であって、
   二つの側壁の間に前記一対のペンを受ける一対のペン室を形成するキャリッジ本体であり、
   キャリッジ本体の内部が、前記ペン室に少なくとも一つのデータムを形成する主壁により分離されることで、前記一対のペン室が形成されており、
   前記主壁は、回転レジストレーション部を備え、
   キャリッジ本体は、前記ペン室の各々に少なくとも一つの他のデータムをも形成しているキャリッジ本体、
   前記キャリッジ本体により支持され、前記ペン室の各々に一つの片寄せ部材が備えられており、各ペンを主壁データムに接触させる一対の片寄せ部材、
   前記二つの側壁の間で両方の前記ペン室を通過するように伸びており、前記ペンを二つの直交方向において位置合わせする基準ロッド、
   前記キャリッジ本体により支持され、前記レジストレーション部に選択的に係合して前記キャリッジ本体の直立軸周りで前記主壁の回転方向の位置合わせを同時に調節する調節部材、
   および
   前記キャリッジ本体に結合されており、閉じられると各ペンの前記ラッチランドに所定方向に抑制された力を加えて各ペンを押してデータムに接触させるラッチ機構、
   を備えているデュアルペンキャリッジ装置。
3. 前記主壁の側面は各々、凸曲面または実質上平らな表面のいずれかである少なくとも二つのデータムを形成している請求項２に記載のデュアルペンキャリッジ装置。
4. 前記主壁の側面は各々、三つのデータムを形成しており、
   各ペンは、
   インクを選択的に放出するプリントヘッド部、および
   キャリッジ本体に取付けられたときに前記主壁データムに接触する三つのレジストレーションデータムが突き出ている側壁を備えており、
   前記主壁の前記側面の各々において、
   第１のデータムはプリントヘッド部に隣接するように設けられ、
   第２のデータムは前記第１のデータムの横方向に設けられ、
   第３のデータムは前記第１のデータムの直立方向に設けられている、
   請求項２に記載のデュアルペンキャリッジ装置。
5. 前記基準ロッドは、二つの側壁間において、一方の側壁から他方の側壁まで伸びる第１の長さを有し、
   各ペンは、プリントヘッド部と、該プリントヘッド部に隣接するように設けられており前記基準ロッドに当接する二つの直交位置合わせデータムから成る一組のロッドデータムとを備えており、
   前記キャリッジ本体は、前記ペンを該キャリッジ本体に取付けたときに、前記一組のペン用ロッドデータムが前記第１の長さの４０〜６０％の距離だけ離れている状態で該ペンを保持するように構成されている、
   請求項２に記載のデュアルペンキャリッジ装置。
6. 前記キャリッジ本体はプラスチック材料から成型されており、
   前記キャリッジ装置は更に、前記キャリッジ本体にインサートモールドされており案内ロッドに滑動可能に係合して前記ペンを走査軸に沿って印刷領域を横断するように走査する一対の軸受部材を備えており、
   前記基準ロッドは各側壁において、実質的に走査軸に平行な位置で前記キャリッジ本体にインサートモールドされている、請求項２または請求項５に記載のデュアルペンキャリッジ装置。
7. 前記一対のペン室は第１および第２のペン室から構成されており、
   前記レジストレーション部には前記第１のペン室の方に傾いている傾き面があり、
   キャリッジ装置は更に前記主壁を前記第１のペン室の方に片寄せる片寄せ部材を備えており、
   前記調節部材は前記傾き面に係合して前記主壁を前記第１のペン室から離れるように第２のペン室の方に押す、
   請求項１または請求項２に記載のデュアルペンキャリッジ装置。
8. 前記キャリッジ本体は前記一対のペンを受ける一対のペン室を形成しており、
   前記ラッチ機構は、各々が前記一対のペン室のうちのそれぞれの一つと隣接するように前記キャリッジ本体に枢軸止めされている一対のラッチ部材から構成されている、
   請求項２に記載のデュアルペンキャリッジ装置。
9. 各ラッチ部材は、
   主体、
   前記ラッチ部材が閉位置にあるときにキャリッジ装置に設置されたペンの前記ラッチランドに係合するカム面を有する係合部材、および
   前記係合部材を主体から遠のくように付勢する付勢部材、
   から構成されている請求項８に記載のデュアルペンキャリッジ装置。

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