液体噴射装置
【課題】キャリッジ部を上向きに移動させる場合とキャリッジ部を下向きに移動させる場合とでキャリッジ部の移動に必要な力の差を小さくできる液体噴射装置を得る。
【解決手段】ケース２に設けられた上下一対のプーリー７；８と、前記プーリーに回転力を付与する駆動源（モーター９）と、前記上下一対のプーリーに掛け渡され、前記駆動源により回転する前記プーリーの回転力を受けることにより上下方向に往復動する無端ベルト１０と、液体を噴射するヘッド２１を有したキャリッジ部１１と、錘１２と、を備え、前記キャリッジ部１１と前記錘１２とが、前記無端ベルト１０に取付けられた。
【解決手段】ケース２に設けられた上下一対のプーリー７；８と、前記プーリーに回転力を付与する駆動源（モーター９）と、前記上下一対のプーリーに掛け渡され、前記駆動源により回転する前記プーリーの回転力を受けることにより上下方向に往復動する無端ベルト１０と、液体を噴射するヘッド２１を有したキャリッジ部１１と、錘１２と、を備え、前記キャリッジ部１１と前記錘１２とが、前記無端ベルト１０に取付けられた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を噴射するヘッドを有したキャリッジ部を上下方向に往復移動させる構成の液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置として、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド（以下、ヘッドという）から印刷用紙等の被記録媒体に対してインク（液体）を噴射させて印刷を行うインクジェット式記録装置（以下、プリンターという）が知られている。
従来、プリンターを設置台等の設置部に設置した状態においてヘッドを有したキャリッジ部を水平横方向に往復移動させて印刷を行う構成のプリンターが一般的であるが、プリンターを設置部に設置した状態においてヘッドを有したキャリッジ部を上下方向（重力方向）に往復移動させて印刷を行う構成のプリンターも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８６１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
キャリッジ部を上下垂直方向に往復移動させる構成のプリンターにおいては、キャリッジ部を上向きに移動させる場合とキャリッジ部を下向きに移動させる場合とでは、キャリッジ部の移動に必要な力が、２ｍｇ異なる（ｍはキャリッジ部の質量、ｇは重力加速度）。
従って、キャリッジ部を水平横方向に往復移動させて印刷を行うキャリッジ部制御手段を、キャリッジ部を上下方向に往復移動させる構成のプリンターに使用した場合、キャリッジ部を上向きに移動させる場合とキャリッジ部を下向きに移動させる場合とではキャリッジ部の移動に必要な力に差が生じるので、キャリッジ部の動きが異なってしまい、キャリッジ部の動作が不安定になる。キャリッジ部の動作が不安定であると、キャリッジ部を駆動させる駆動源であるモーターの劣化を早めたり、振動による騒音が増えたり、印字品質が悪くなる等の可能性がある。
印字品質に関しては、キャリッジ部を上向きに移動させる場合にのみ又はキャリッジ部を下向きに移動させる場合にのみ印刷を行わせる片方向印刷を行うようにすることで、印字品質を確保できる可能性はあるが、この場合、両方向印刷と比べて印刷速度が約１／２に低下してしまう。
本発明は、液体を噴射するヘッドを搭載したキャリッジ部を上下方向に往復移動させる構成の液体噴射装置において、キャリッジ部を上向きに移動させる場合とキャリッジ部を下向きに移動させる場合とでキャリッジ部の移動に必要な力の差を小さくできる液体噴射装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る液体噴射装置は、ケースに設けられた上下一対のプーリーと、前記プーリーに回転力を付与する駆動源と、前記上下一対のプーリーに掛け渡され、前記駆動源により回転する前記プーリーの回転力を受けることにより上下方向に往復動する無端ベルトと、液体を噴射するヘッドを有したキャリッジ部と、錘と、を備え、前記キャリッジ部と前記錘とが、前記無端ベルトに取付けられたので、キャリッジ部を上向きに移動させる場合とキャリッジ部を下向きに移動させる場合とでキャリッジ部の移動に必要な力の差を小さくでき、キャリッジ部の動作の安定性が向上する。
前記キャリッジ部が液体を収容した液体収容部を有し、前記錘の重量を、液体の量が最大の時の前記キャリッジ部の重量と液体の量が最小の時の前記キャリッジ部の重量との中間値の重量に一致させたので、キャリッジ部を上向きに移動させる場合とキャリッジ部を下向きに移動させる場合とでキャリッジ部の移動に必要な力の差をより小さくでき、キャリッジ部の動作の安定性がより向上する。
前記キャリッジ部の移動動作に起因する液体噴射装置の揺れを抑制する揺れ抑制手段を備えたので、キャリッジ部の移動動作に起因する液体噴射装置の揺れを抑制できる。
前記揺れ抑制手段は、前記ケースの上部に設けられた揺れ抑制用錘と、前記キャリッジ部の移動に伴って液体噴射装置に加わる回転モーメントを減少させる方向に前記揺れ抑制用錘を移動させる駆動制御手段とを備えたので、ケースを設置部に固定することなく、キャリッジ部の移動動作に起因する液体噴射装置の揺れを抑制できる。
前記揺れ抑制手段は、前記キャリッジ部に形成された貫通孔に前記錘及び前記無端ベルトを通過させた構成としたので、キャリッジ部の移動動作に起因する液体噴射装置の揺れを抑制できて、揺れ抑制手段を設けるためのスペースが不要となるので、液体噴射装置の小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】プリンターを示す正面図（実施形態１）。
【図２】プリンターを示す正面図（実施形態５）。
【図３】（ａ）はキャリッジ機構、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図（実施形態６）。
【図４】（ａ）はキャリッジ機構、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図（実施形態６）。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係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る特徴の組合せのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【０００８】
実施形態１
図１に基づいて、実施形態１のプリンターの全体構成を説明する。
プリンター１は、ケース２と、キャリッジ機構３と、被記録媒体給排手段４と、制御手段５とを備える。
ケース２は、キャリッジ機構３、被記録媒体給排手段４、制御手段５を収容する筐体である。尚、図１のケース２の前面開口６には例えば当該前面開口６を開閉する図外の開閉扉が設けられる。
【０００９】
キャリッジ機構３は、ケース２に設けられた一対のプーリー７；８と、一対のプーリー７；８のうちのいずれかのプーリーに回転力を付与する駆動源の一例としてのモーター９と、一対のプーリー７；８に掛け渡された無端ベルト（タイミングベルト）１０と、無端ベルト１０に取付けられたキャリッジ部１１と、無端ベルト１０に取付けられた錘１２と、ケース２に設けられたキャリッジ部ガイド手段１３と、ケース２に設けられた錘ガイド手段１４とを備える。
【００１０】
一対のプーリー７；８のうちの一方のプーリー８はケース２の一端側に設けられ、他方のプーリー７はケース２の他端側に設けられる。そして、ケース２の一端部２ａを設置台などの設置部２Ｚに設置した場合に、一方のプーリー８が下のプーリーとなり、他方のプーリー７が上のプーリーとなる。
即ち、プリンター１は、ケース２の一端部２ａが設置部２Ｚに設置された場合にケースの上下側に位置する上下一対のプーリー７；８を備え、一対のプーリー７；８に無端ベルト１０が掛け渡され、インク（液体）を噴射するヘッド２１を有したキャリッジ部１１が無端ベルト１０に取付けられて上下垂直方向に往復移動して紙等の被記録媒体２４に印刷を行う構成である。
プーリー７；８は、円筒１５の外周面に無端ベルトの歯と噛合う図外の歯を備えた構成である。プーリー７；８の円筒１５の両端縁には円筒１５の中心線と直交する方向に延長する円環状のフランジ１６が円筒１５と同軸状に設けられる。このフランジ１６は、プーリーの歯に掛け渡された無端ベルト１０がプーリー７；８から外れることを防止するためのベルト外れ防止部として機能する。
所謂駆動プーリーとなる例えば下のプーリー８は、図外のモーターマウントを介してケース２に固定されたモーター９により回転する回転軸１７がプーリー８の筒孔に連結されて回転軸１７と一緒に回転するように構成されたプーリー（中心軸が移動しない定プーリー）である。
所謂従動プーリーとなる上のプーリー７は、ケース２に設けられた軸１８がプーリー７の筒孔に連結され、プーリー７が軸１８の中心を回転中心として回転可能に構成されたプーリー（中心軸が移動しない定プーリー）である。
【００１１】
無端ベルト１０は、内周面１９に図外の斜歯又は直歯のような歯が形成され、この無端ベルト１０の歯とプーリー７；８の歯とが噛合うように上下一対のプーリー７；８に掛け渡され、モーター９からの回転力を受けて回転するプーリー８の回転力を受けて上下垂直方向に往復動する構成である。即ち、無端ベルト１０は、プーリー８を一方方向に回転させることにより、一方方向に回転するように送られ、プーリー８を他方方向に回転させることにより、他方方向に回転するように送られる構成である。
【００１２】
キャリッジ部１１は、キャリッジ２０と、キャリッジ２０に搭載されるヘッド２１、図外のインク収容部、インク収容部に収容されたインク、図外のその他の部品とを備えた構成である。その他の部品は、例えば、キャリッジ部１１の位置制御のためのエンコーダー、被記録媒体２４の先端や幅を検出するための検出器等である。
本発明においては、上下垂直方向に往復移動するキャリッジ２０、キャリッジ２０に搭載されたヘッド２１、インク、その他の部品の集合体をキャリッジ部１１と呼ぶ。
尚、ヘッド２１は、例えば、ピエゾ素子を制御してノズルからインクを噴射させる構成である。
【００１３】
キャリッジ部１１のキャリッジ２０が上下のプーリー７；８の回転中心を通る線２２を境界とする左右の領域のうちの一方の領域内で上下往復動する無端ベルト１０の外周面２３に取付けられることによって、キャリッジ部１１が一方の領域内で上下のプーリー７；８の間を上下垂直方向に往復移動可能に設けられる。
錘１２が上下のプーリー７；８の回転中心を通る線２２を境界とする左右の領域のうちの他方の領域内で上下往復動する無端ベルト１０の外周面２３に取付けられることによって、錘１２が他方の領域内で上下のプーリー７；８の間を上下垂直方向に往復移動可能に設けられる。
さらに、キャリッジ部１１及び錘１２が、無端ベルト１０の外周面２３において無端ベルト１０の外周面２３を周方向に半周する距離を隔てた位置に取付けられた構成、即ち、無端ベルト１０のキャリッジ２０が取付けられた位置から無端ベルト１０を半周した位置に錘１２が取付けられた構成とすることにより、キャリッジ部１１の移動範囲を最大とできるので好ましい。換言すれば、キャリッジ部１１の重心と錘１２の重心とが、上下一対のプーリー７：８間の中央地点を通過する水平線上に位置されるように、キャリッジ２０と錘１２とが無端ベルト１０の外周面２３に取付けられる。
前記キャリッジ部駆動用のモーター９、上下一対のプーリー７：８、無端ベルト１０が、キャリッジ部１１を上下垂直方向に往復移動させるキャリッジ部搬送手段として機能する。
【００１４】
キャリッジ部ガイド手段１３及び錘ガイド手段１４は、例えば、ケース２の上下垂直方向に延長するようにケース２に設けられたガイド軸、あるいは、ガイドレールにより構成される。
キャリッジ２０は、キャリッジ部ガイド手段１３に係合してキャリッジ部ガイド手段１３上をスライドする図外の係合部を備える。
錘１２は、錘ガイド手段１４に係合して錘ガイド手段１４上をスライドする係合部を備える。
キャリッジ部ガイド手段１３を備えたことにより、キャリッジ部１１は、有端ベルト１０の往復動に伴って一定の姿勢を保ちながら規定の経路を経由して上下垂直方向に往復移動することが可能となる。即ち、キャリッジ部ガイド手段１３は、ケース２に設けられてキャリッジ部１１が一定の姿勢を保ちながら規定の経路を経由して上下垂直方向に往復移動可能なようにキャリッジ部１１をガイドする手段である。
錘ガイド手段１４を備えたことにより、錘１２は、有端ベルト１０の往復動に伴って一定の姿勢を保ちながら規定の経路を経由して上下垂直方向に往復移動することが可能となる。即ち、錘ガイド手段１４は、ケース２に設けられて錘１２が一定の姿勢を保ちながら規定の経路を経由して上下垂直方向に往復移動可能なように錘１２をガイドする手段である。
換言すれば、キャリッジ部ガイド手段１３を備えたことで、キャリッジ部１１ががたつくことなくスムーズに移動するようになり、錘ガイド手段１４を備えたことで、錘１２ががたつくことなくスムーズに移動するようになる。
【００１５】
キャリッジ部１１の重量と錘１２の重量とを同じ重量にする。
ヘッド２１にインクを供給する方法として、オンキャリッジ方式とオフキャリッジ方式とが知られている。オンキャリッジ方式は、キャリッジ２０にヘッドを搭載するとともに図外のインクカートリッジ（液体収容部）を着脱自在に搭載し、インクカートリッジからヘッド２１へとインクが供給される方式である。一方、オフキャリッジ方式は、キャリッジ２０外のケース２等に所定個所にインクタンクを設置し、インク供給用のチューブ等により形成された図外のインク供給路及びヘッド２１内の図外のインク貯留部を介してヘッド２１にインクを供給する方式である。
インク供給方式がオフキャリッジ方式である場合、ヘッド２１のインク貯留部に貯留されるインク量は一定なので、上下垂直方向に往復移動するキャリッジ部１１の重量は変わらない。よって、当該キャリッジ部１１の重量と同じ重量の錘１２を設けるだけでよい。ただし、オフキャリッジ方式の場合、キャリッジ部１１の移動に伴ってインク供給用のチューブも動くので、キャリッジ部１１の重量にインク供給用のチューブの重量の一部が加味される。従って、厳密には、錘１２の重量を、キャリッジ部１１の重量にインク供給用のチューブの重量の一部を加味した合計の重量に一致させることにより、キャリッジ部１１を上向きに移動させる場合とキャリッジ部１１を下向きに移動させる場合とでキャリッジ部１１の移動に必要な力を同じにでき、キャリッジ部１１の安定動作を実現できるプリンター１を得ることができるので好ましい。
【００１６】
一方、インク供給方式がオンキャリッジ方式である場合、キャリッジ２０に着脱可能に装着されるインクカートリッジ内のインク量が変化するので、キャリッジ部１１の重さも変わる。従って、インク供給方式の場合、キャリッジ部１１の重さが変化するのに応じて錘１２の重さも変化させる必要がある。
例えば、容器と容器内に収容される液体とによって錘１２を形成し、容器内に液体を給排することで錘１２の重さを変化させるようにする。あるいは、インクカートリッジを装着した状態のキャリッジ部１１の最大重量時の重さと錘１２の重さとを同じにしておき、消費したインク量と同じ量のダミーインクのような液体をインクカートリッジに追加したり、キャリッジ２０に設けた貯留室に貯留することで、錘１２の重量とキャリッジ部１１の重量とを同じ重量に保つように制御する。
液体の給排制御は、インクの残量を検出する制御手段５がインクの残量に応じて制御する構成とすればよい。
このように、オンキャリッジ方式である場合でも、錘１２の重量とキャリッジ部１１の重量とを同じ重量に保つようにすることで、キャリッジ部１１を上向きに移動させる場合とキャリッジ部１１を下向きに移動させる場合とでキャリッジ部１１の移動に必要な力を同じにでき、キャリッジ部１１の安定動作を実現できるプリンター１を得ることができる。
【００１７】
被記録媒体給排手段４は、例えば、被記録媒体２４を載せるホッパー２５と、ホッパー２５に載置された被記録媒体２４を挿入する挿入口２６と、ホッパー２５に載置された被記録媒体２４をプリンター１内に取込むローラー２７、プリンター１内に取込まれた被記録媒体２４をヘッド２１のノズル面と対向する位置に送る図外のローラー、ヘッド２１のノズルから吐出されたインクが被記録面に着弾されたことにより印刷が終了した被記録媒体２４を排出するローラー２８等により構成される。各ローラーの回転軸が、図外のローラー駆動用のモーターからの回転力を図外のギヤ伝達機構等を介して受けることにより、各ローラーが回転駆動される。
【００１８】
実施形態１によれば、設置部２Ｚに設置された状態でキャリッジ部１１を上下垂直方向（重力方向）に往復移動させて印刷を行う構成のプリンター１が構成され、当該プリンター１において、上下一対のプーリー７；８に掛け渡された無端ベルト１０に、キャリッジ部１１と錘１２とを取付け、キャリッジ部１１の重量と錘１２の重量とを同じ重量にしたので、キャリッジ部１１を上向きに移動させる場合とキャリッジ部１１を下向きに移動させる場合とでキャリッジ部１１の移動に必要な力を同じにでき、キャリッジ部１１の安定動作を実現できるプリンター１を得ることができる。よって、キャリッジ部１１を駆動させる駆動源であるモーターの劣化、振動による騒音を抑制でき、印字品質も向上する。さらに、上下両方方向印刷を行えるので、印刷速度の低下も抑制できる。
【００１９】
尚、錘１２を備えない特許文献１のような従来構成のプリンターにおいて、キャリッジ部１１を上向きに移動させる場合とキャリッジ部１１を下向きに移動させる場合とでモーター９の駆動トルクを異ならせるように制御することも考えられるが、制御ロジックが複雑になってしまう。
実施形態１では、上述した複雑な制御ロジックを採用したキャリッジ制御手段を用いずに、キャリッジ部１１を水平横方向に往復移動させて印刷を行う一般的な制御ロジックを採用したキャリッジ制御手段を用いて、キャリッジ部１１の安定動作を実現できるプリンター１を得ることができる。
【００２０】
実施形態２
インク供給方式がオンキャリッジ方式である場合において、キャリッジ部１１の重量と錘１２の重量とを常に同じにするには、構成及び制御が複雑となる。従って、錘１２の重量を、搭載可能なインク量のインクを搭載したキャリッジ部１１の重量と一致させるようにしたり、錘１２の重量をインクを搭載していない状態のキャリッジ部１１の重量と一致させるようにしてもよい。
実施形態２によれば、キャリッジ部１１の重量と錘１２の重量とを常に同じにするための構成及び制御を備える必要が無くなるので、構成及び制御を簡単にできる。また、インクカートリッジ内のインクの増減に伴う、錘１２の重量とキャリッジ部１１の重量との最大差を、キャリッジ部１１に搭載可能なインク量の重量に抑えることができるので、キャリッジ部１１を上向きに移動させるのに必要な力とキャリッジ部１１を下向きに移動させるのに必要な力との差を小さくでき、キャリッジ部１１の安定動作を実現できるプリンター１を得ることができる。
【００２１】
実施形態３
インク供給方式がオンキャリッジ方式である場合において、錘１２の重量を、インクの量が最大の時のキャリッジ部１１の重量とインクの量が最小の時のキャリッジ部１１の重量との中間値の重量に一致させた。換言すれば、錘１２の重量を、キャリッジ部１１の最大重量時におけるインク量の１／２の量のインクを搭載したキャリッジ部１１の重量に一致させた構成とした。
実施形態３によれば、インクカートリッジ内のインクの増減に伴う、錘１２の重量とキャリッジ部１１の重量との最大差を、実施形態２の構成と比較して１／２に抑えることができるので、インクの増減による影響をより小さくできて、キャリッジ部１１の安定動作を実現できるプリンターを得ることができる。
【００２２】
実施形態４
実施形態１乃至３においては、キャリッジ部１１と錘１２とが別々の直線上を上下に移動する構成であるので、キャリッジ部１１が移動するとプリンター１に回転モーメントが生じ、キャリッジ部１１が移動する方向にプリンター１が回転しようとする力が加わりやすくなる。このため、キャリッジ部１１の移動の際にプリンター１が揺れやすくなる。
そこで、キャリッジ部１１の移動動作に起因するプリンター１の揺れを抑制する揺れ抑制手段を備えた構成とする。
揺れ抑制手段としては、例えば、ケース２を固定具等で設置部２Ｚに固定する構成とすることで、キャリッジ部１１の移動動作に起因するプリンター１の揺れを抑制でき、印字品質を向上できる。
【００２３】
実施形態５
実施形態４で説明したような、ケース２を固定具等で設置部２Ｚに固定する構成の揺れ抑制手段の場合、設置部２Ｚに固定具を取付けることができなかったり、取付けられたとしても、設置部２Ｚ、ケース２に取付跡が残る可能性がある。
そこで、図２に示すように、ケース２の上部に揺れ抑制手段３０を設けた構成とした。
ケース２は、キャリッジ部１１が上下に往復移動するように設置部２Ｚに設置された場合に、キャリッジ機構３が配置収容された部分の上部に揺れ抑制手段３０が配置収容される部分を備えた構成である。例えば、キャリッジ機構３、被記録媒体給排手段４、制御手段５を収容するメインケース部３１と、揺れ抑制手段３０を収容するサブケース部３２とを備えた構成である。
尚、図２のメインケース部３１の前面開口３３には例えば当該前面開口３３を開閉する図外の開閉扉が設けられ、サブケース部３２の前面開口３４には例えば当該前面開口３４を開閉する図外の開閉扉又は蓋が設けられる。
【００２４】
揺れ抑制手段３０は、ケース２におけるキャリッジ機構３が配置収容された部分の上部に設けられた一対のプーリー３５；３６と、一対のプーリー３５；３６に掛け渡された無端ベルト３７と、無端ベルト３７に取付けられた揺れ抑制用錘３８と、揺れ抑制用錘３８のガイド手段３９と、揺れ抑制用錘３８を水平方向に往復移動させる図外の駆動制御手段とを備える。
一対のプーリー３５；３６は、上述した上下一対のプーリー７；８と同じ構成であり、プーリー３５；３６の回転中心となる軸４０；４１がプーリー７の回転軸１７及びプーリー８の軸１８と同じ方向を向くように設置され、かつ、軸４０；４１が同一水平面上に位置するように互いに一定間隔隔てて配置される。
また、プーリー３５とプーリー３６との間の中心位置を、垂直上下方向に移動するキャリッジ部１１の真上に位置させる。
無端ベルト３７は無端ベルト１０と同じ構成である。
ガイド手段３９は、例えば、ケース２の水平方向に延長するようにケース２に設けられたガイド軸、あるいは、ガイドレールにより構成される。
揺れ抑制用錘３８は、ガイド手段３９に係合してガイド手段３９上をスライドする図外の係合部を備える。
ガイド手段３９を備えたことにより、揺れ抑制用錘３８は、無端ベルト３７の水平往復動に伴って一定の姿勢を保ちながら規定の経路を経由して水平方向に往復移動することが可能となる。
駆動制御手段は、キャリッジ駆動用のモーター９の回転力を受けてプーリー３５；３６のうちのいずれかのプーリーに伝達する伝達機構を備えた機械制御式構成、あるいは、プーリー３５；３６のうちのいずれかのプーリーを駆動するために設けられた揺れ抑制手段専用の図外のモーターと、当該モーターを電気的に制御する制御手段５とを備えた電気制御式構成により実現できる。
【００２５】
駆動制御手段が機械制御式構成の場合について説明する。
伝達機構は、ベルト伝達機構又はギヤ伝達機構により構成すればよい。
上下一対のプーリー７；８のうちの上のプーリー７を所謂駆動プーリーとし、下のプーリー８を所謂従動プーリーとし、モーター９により回転するプーリー７の回転軸１７と例えば一方のプーリー（例えばプーリー３５）の軸４０とを伝達機構で連結する。
例えば、プーリー３５は、ケース２に図外の軸受けを介して回転可能に設けられた軸４０がプーリー３５の筒孔に連結されて軸４０とプーリー３５とが一緒に回転するように構成され、プーリー３６は、ケース２に設けられた軸４１がプーリー３６の筒孔に連結され、プーリー３６が軸４１の中心を回転中心として回転可能に構成される。
そして、揺れ抑制用錘３８をキャリッジ部１１の移動に伴う無端ベルト１０の回転方向とは逆の方向に移動させる伝達機構を構成する。即ち、キャリッジ部１１の移動に伴ってプリンター１に加わる回転モーメントを減少させる方向に揺れ抑制用錘３８を移動させる伝達機構を構成する。
例えば、図２に示すように、キャリッジ部１１のキャリッジ２０が上下のプーリー７；８の回転中心を通る線２２を境界とする左右の領域のうちの左の領域内で上下往復動する無端ベルト１０の外周面２３に取付けられている場合を例にして説明すると、以下のように動作する伝達機構を構成する。
即ち、キャリッジ部１１が上部に位置するとき揺れ抑制用錘３８が左部に位置し、キャリッジ部１１が上部から下部に移動するのに伴って揺れ抑制用錘３８を左部から右部に移動させ、キャリッジ部１１が下部に位置するとき揺れ抑制用錘３８が右部に位置し、キャリッジ部１１が下部から上部に移動するのに伴って揺れ抑制用錘３８を右部から左部に移動させるような伝達機構を設ける。つまり、キャリッジ部１１が上方向に移動するのに連動して揺れ抑制用錘３８を左方向に移動させ、かつ、キャリッジ部が下方向に移動するのに連動して揺れ抑制用錘３８を右方向に移動させる伝達機構を設ける。
【００２６】
駆動制御手段が電気制御式構成の場合、例えば、一方のプーリー３５は、図外のモーターマウントを介してケース２に固定された図外のモーターにより回転する軸４０がプーリー３５の筒孔に連結されて軸４０とプーリー３５とが一緒に回転するように構成され、他方のプーリー３６は、ケース２に設けられた軸４１がプーリー３６の筒孔に連結され、プーリー３６が軸４０の中心を回転中心として回転可能に構成される。
そして、制御手段５が、キャリッジ駆動用のモーター９の回転方向制御に応じて揺れ抑制手段専用のモーターの回転方向制御を行って、上述した機械制御式構成の場合と同じように揺れ抑制用錘３８を移動させる。
【００２７】
実施形態５によれば、実施形態４で説明したようなケース２を固定具等で設置部２Ｚに固定する構成の揺れ抑制手段を設けてケース２を設置部２Ｚに固定することなく、当該揺れ抑制手段を使用することによる上述した問題を解消できるとともに、キャリッジ部１１が移動する方向にプリンター１が回転しようとする力を抑制できて、キャリッジ部１１の移動動作に起因するプリンター１の揺れを抑制でき、印字品質を向上できる。
【００２８】
実施形態６
図３；図４に示すように、キャリッジ部１１に、錘１２が取付けられている側の無端ベルト１０を通過させるための貫通孔４５を形成し、この貫通孔４５に錘１２及び無端ベルト１０を通過させた構成の揺れ抑制手段５０を設けた。
即ち、上下のプーリー７；８の回転中心を通る線２２を境界とする左右の領域のうちの一方の領域内で上下往復動する無端ベルト１０及び錘１２が、他方の領域内で上下往復動するように無端ベルトに取付けられたキャリッジ部１１の貫通孔を通過可能なように構成された。
実施形態６の構成の場合、錘ガイド手段１４は設けない。また、キャリッジ２０には、例えば、キャリッジ部ガイド手段１３に係合する係合部としての係合貫通孔４６が形成され、キャリッジ部１１がキャリッジ部ガイド手段１３の一例としてのガイド軸をスライドして移動する構成とされる。
図３に示すように、キャリッジ部１１の貫通孔４５の内面と無端ベルト１０の外周面２３とを連結した構成、図４に示すように、キャリッジ部１１のキャリッジ２０の外面と無端ベルト１０の内周面１９とを連結した構成とすることができる。尚、錘１２は、図３；４に示すように、無端ベルト１０の内周面１９に連結してもよいし、無端ベルト１０の外周面２３に連結してもよい。
【００２９】
実施形態６によれば、錘１２がキャリッジ部１１の重心位置又は重心位置に近い位置を通過するように構成でき、錘１２の重心及びキャリッジ部１１の重心が同一の直線上を通過して上下動したり、錘１２の重心及びキャリッジ部１１の重心が互いに近い直線上を通過して上下動するので、キャリッジ部１１が移動する方向にプリンター１が回転しようとする力が加わりにくくなる。よって、キャリッジ部１１が移動する方向にプリンター１が回転しようとする力を抑制できて、キャリッジ部１１の移動動作に起因するプリンター１の揺れを抑制でき、印字品質を向上できる。
また、実施形態６によれば、ケース内に揺れ抑制手段５０を設けるためのスペースを不要とでき、実施形態５で説明したようなケースの上部に新たに追加する必要がある揺れ抑制手段３０を設ける構成と比べて、プリンター１の小型化が図れる。
【００３０】
尚、キャリッジ部１１や錘１２；３８をガイドするガイド手段は必ずしも設けなくてもよい。
また、実施形態では、設置部２Ｚに設置された状態でキャリッジ部１１を上下垂直方向に往復移動させて印刷を行う構成のプリンターに本発明を適用したプリンター１を説明したが、本発明は、設置部２Ｚに設置された状態でキャリッジ部１１を上下斜め方向に往復移動させて印刷を行う構成のプリンターに適用してもよい。
また、錘１２の重さは、キャリッジ部１１の２倍より小さい重量にすれば、錘１２を備えない構成に比べて、キャリッジ部１１を上向きに移動させる場合とキャリッジ部１１を下向きに移動させる場合とでキャリッジ部１１の移動に必要な力の差を小さくでき、キャリッジ部１１の安定動作を実現できるプリンター１を得ることができる。
【００３１】
実施形態は、インクジェット式のプリンターを例として説明したが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置と、その液体を収容した液体容器を採用してもよい。微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。尚、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは上記実施形態で説明したような一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサー等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置を採用してもよい。そして、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１ プリンター、２ ケース、３ キャリッジ機構、７；８ プーリー、
９ モーター（駆動源）、１０ 無端ベルト、１１ キャリッジ部、１２ 錘、
３０ 揺れ抑制手段、３８ 揺れ抑制用錘、４５ 貫通孔、５０ 揺れ抑制手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を噴射するヘッドを有したキャリッジ部を上下方向に往復移動させる構成の液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置として、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド（以下、ヘッドという）から印刷用紙等の被記録媒体に対してインク（液体）を噴射させて印刷を行うインクジェット式記録装置（以下、プリンターという）が知られている。
従来、プリンターを設置台等の設置部に設置した状態においてヘッドを有したキャリッジ部を水平横方向に往復移動させて印刷を行う構成のプリンターが一般的であるが、プリンターを設置部に設置した状態においてヘッドを有したキャリッジ部を上下方向（重力方向）に往復移動させて印刷を行う構成のプリンターも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８６１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
キャリッジ部を上下垂直方向に往復移動させる構成のプリンターにおいては、キャリッジ部を上向きに移動させる場合とキャリッジ部を下向きに移動させる場合とでは、キャリッジ部の移動に必要な力が、２ｍｇ異なる（ｍはキャリッジ部の質量、ｇは重力加速度）。
従って、キャリッジ部を水平横方向に往復移動させて印刷を行うキャリッジ部制御手段を、キャリッジ部を上下方向に往復移動させる構成のプリンターに使用した場合、キャリッジ部を上向きに移動させる場合とキャリッジ部を下向きに移動させる場合とではキャリッジ部の移動に必要な力に差が生じるので、キャリッジ部の動きが異なってしまい、キャリッジ部の動作が不安定になる。キャリッジ部の動作が不安定であると、キャリッジ部を駆動させる駆動源であるモーターの劣化を早めたり、振動による騒音が増えたり、印字品質が悪くなる等の可能性がある。
印字品質に関しては、キャリッジ部を上向きに移動させる場合にのみ又はキャリッジ部を下向きに移動させる場合にのみ印刷を行わせる片方向印刷を行うようにすることで、印字品質を確保できる可能性はあるが、この場合、両方向印刷と比べて印刷速度が約１／２に低下してしまう。
本発明は、液体を噴射するヘッドを搭載したキャリッジ部を上下方向に往復移動させる構成の液体噴射装置において、キャリッジ部を上向きに移動させる場合とキャリッジ部を下向きに移動させる場合とでキャリッジ部の移動に必要な力の差を小さくできる液体噴射装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る液体噴射装置は、ケースに設けられた上下一対のプーリーと、前記プーリーに回転力を付与する駆動源と、前記上下一対のプーリーに掛け渡され、前記駆動源により回転する前記プーリーの回転力を受けることにより上下方向に往復動する無端ベルトと、液体を噴射するヘッドを有したキャリッジ部と、錘と、を備え、前記キャリッジ部と前記錘とが、前記無端ベルトに取付けられたので、キャリッジ部を上向きに移動させる場合とキャリッジ部を下向きに移動させる場合とでキャリッジ部の移動に必要な力の差を小さくでき、キャリッジ部の動作の安定性が向上する。
前記キャリッジ部が液体を収容した液体収容部を有し、前記錘の重量を、液体の量が最大の時の前記キャリッジ部の重量と液体の量が最小の時の前記キャリッジ部の重量との中間値の重量に一致させたので、キャリッジ部を上向きに移動させる場合とキャリッジ部を下向きに移動させる場合とでキャリッジ部の移動に必要な力の差をより小さくでき、キャリッジ部の動作の安定性がより向上する。
前記キャリッジ部の移動動作に起因する液体噴射装置の揺れを抑制する揺れ抑制手段を備えたので、キャリッジ部の移動動作に起因する液体噴射装置の揺れを抑制できる。
前記揺れ抑制手段は、前記ケースの上部に設けられた揺れ抑制用錘と、前記キャリッジ部の移動に伴って液体噴射装置に加わる回転モーメントを減少させる方向に前記揺れ抑制用錘を移動させる駆動制御手段とを備えたので、ケースを設置部に固定することなく、キャリッジ部の移動動作に起因する液体噴射装置の揺れを抑制できる。
前記揺れ抑制手段は、前記キャリッジ部に形成された貫通孔に前記錘及び前記無端ベルトを通過させた構成としたので、キャリッジ部の移動動作に起因する液体噴射装置の揺れを抑制できて、揺れ抑制手段を設けるためのスペースが不要となるので、液体噴射装置の小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】プリンターを示す正面図（実施形態１）。
【図２】プリンターを示す正面図（実施形態５）。
【図３】（ａ）はキャリッジ機構、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図（実施形態６）。
【図４】（ａ）はキャリッジ機構、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図（実施形態６）。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係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る特徴の組合せのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【０００８】
実施形態１
図１に基づいて、実施形態１のプリンターの全体構成を説明する。
プリンター１は、ケース２と、キャリッジ機構３と、被記録媒体給排手段４と、制御手段５とを備える。
ケース２は、キャリッジ機構３、被記録媒体給排手段４、制御手段５を収容する筐体である。尚、図１のケース２の前面開口６には例えば当該前面開口６を開閉する図外の開閉扉が設けられる。
【０００９】
キャリッジ機構３は、ケース２に設けられた一対のプーリー７；８と、一対のプーリー７；８のうちのいずれかのプーリーに回転力を付与する駆動源の一例としてのモーター９と、一対のプーリー７；８に掛け渡された無端ベルト（タイミングベルト）１０と、無端ベルト１０に取付けられたキャリッジ部１１と、無端ベルト１０に取付けられた錘１２と、ケース２に設けられたキャリッジ部ガイド手段１３と、ケース２に設けられた錘ガイド手段１４とを備える。
【００１０】
一対のプーリー７；８のうちの一方のプーリー８はケース２の一端側に設けられ、他方のプーリー７はケース２の他端側に設けられる。そして、ケース２の一端部２ａを設置台などの設置部２Ｚに設置した場合に、一方のプーリー８が下のプーリーとなり、他方のプーリー７が上のプーリーとなる。
即ち、プリンター１は、ケース２の一端部２ａが設置部２Ｚに設置された場合にケースの上下側に位置する上下一対のプーリー７；８を備え、一対のプーリー７；８に無端ベルト１０が掛け渡され、インク（液体）を噴射するヘッド２１を有したキャリッジ部１１が無端ベルト１０に取付けられて上下垂直方向に往復移動して紙等の被記録媒体２４に印刷を行う構成である。
プーリー７；８は、円筒１５の外周面に無端ベルトの歯と噛合う図外の歯を備えた構成である。プーリー７；８の円筒１５の両端縁には円筒１５の中心線と直交する方向に延長する円環状のフランジ１６が円筒１５と同軸状に設けられる。このフランジ１６は、プーリーの歯に掛け渡された無端ベルト１０がプーリー７；８から外れることを防止するためのベルト外れ防止部として機能する。
所謂駆動プーリーとなる例えば下のプーリー８は、図外のモーターマウントを介してケース２に固定されたモーター９により回転する回転軸１７がプーリー８の筒孔に連結されて回転軸１７と一緒に回転するように構成されたプーリー（中心軸が移動しない定プーリー）である。
所謂従動プーリーとなる上のプーリー７は、ケース２に設けられた軸１８がプーリー７の筒孔に連結され、プーリー７が軸１８の中心を回転中心として回転可能に構成されたプーリー（中心軸が移動しない定プーリー）である。
【００１１】
無端ベルト１０は、内周面１９に図外の斜歯又は直歯のような歯が形成され、この無端ベルト１０の歯とプーリー７；８の歯とが噛合うように上下一対のプーリー７；８に掛け渡され、モーター９からの回転力を受けて回転するプーリー８の回転力を受けて上下垂直方向に往復動する構成である。即ち、無端ベルト１０は、プーリー８を一方方向に回転させることにより、一方方向に回転するように送られ、プーリー８を他方方向に回転させることにより、他方方向に回転するように送られる構成である。
【００１２】
キャリッジ部１１は、キャリッジ２０と、キャリッジ２０に搭載されるヘッド２１、図外のインク収容部、インク収容部に収容されたインク、図外のその他の部品とを備えた構成である。その他の部品は、例えば、キャリッジ部１１の位置制御のためのエンコーダー、被記録媒体２４の先端や幅を検出するための検出器等である。
本発明においては、上下垂直方向に往復移動するキャリッジ２０、キャリッジ２０に搭載されたヘッド２１、インク、その他の部品の集合体をキャリッジ部１１と呼ぶ。
尚、ヘッド２１は、例えば、ピエゾ素子を制御してノズルからインクを噴射させる構成である。
【００１３】
キャリッジ部１１のキャリッジ２０が上下のプーリー７；８の回転中心を通る線２２を境界とする左右の領域のうちの一方の領域内で上下往復動する無端ベルト１０の外周面２３に取付けられることによって、キャリッジ部１１が一方の領域内で上下のプーリー７；８の間を上下垂直方向に往復移動可能に設けられる。
錘１２が上下のプーリー７；８の回転中心を通る線２２を境界とする左右の領域のうちの他方の領域内で上下往復動する無端ベルト１０の外周面２３に取付けられることによって、錘１２が他方の領域内で上下のプーリー７；８の間を上下垂直方向に往復移動可能に設けられる。
さらに、キャリッジ部１１及び錘１２が、無端ベルト１０の外周面２３において無端ベルト１０の外周面２３を周方向に半周する距離を隔てた位置に取付けられた構成、即ち、無端ベルト１０のキャリッジ２０が取付けられた位置から無端ベルト１０を半周した位置に錘１２が取付けられた構成とすることにより、キャリッジ部１１の移動範囲を最大とできるので好ましい。換言すれば、キャリッジ部１１の重心と錘１２の重心とが、上下一対のプーリー７：８間の中央地点を通過する水平線上に位置されるように、キャリッジ２０と錘１２とが無端ベルト１０の外周面２３に取付けられる。
前記キャリッジ部駆動用のモーター９、上下一対のプーリー７：８、無端ベルト１０が、キャリッジ部１１を上下垂直方向に往復移動させるキャリッジ部搬送手段として機能する。
【００１４】
キャリッジ部ガイド手段１３及び錘ガイド手段１４は、例えば、ケース２の上下垂直方向に延長するようにケース２に設けられたガイド軸、あるいは、ガイドレールにより構成される。
キャリッジ２０は、キャリッジ部ガイド手段１３に係合してキャリッジ部ガイド手段１３上をスライドする図外の係合部を備える。
錘１２は、錘ガイド手段１４に係合して錘ガイド手段１４上をスライドする係合部を備える。
キャリッジ部ガイド手段１３を備えたことにより、キャリッジ部１１は、有端ベルト１０の往復動に伴って一定の姿勢を保ちながら規定の経路を経由して上下垂直方向に往復移動することが可能となる。即ち、キャリッジ部ガイド手段１３は、ケース２に設けられてキャリッジ部１１が一定の姿勢を保ちながら規定の経路を経由して上下垂直方向に往復移動可能なようにキャリッジ部１１をガイドする手段である。
錘ガイド手段１４を備えたことにより、錘１２は、有端ベルト１０の往復動に伴って一定の姿勢を保ちながら規定の経路を経由して上下垂直方向に往復移動することが可能となる。即ち、錘ガイド手段１４は、ケース２に設けられて錘１２が一定の姿勢を保ちながら規定の経路を経由して上下垂直方向に往復移動可能なように錘１２をガイドする手段である。
換言すれば、キャリッジ部ガイド手段１３を備えたことで、キャリッジ部１１ががたつくことなくスムーズに移動するようになり、錘ガイド手段１４を備えたことで、錘１２ががたつくことなくスムーズに移動するようになる。
【００１５】
キャリッジ部１１の重量と錘１２の重量とを同じ重量にする。
ヘッド２１にインクを供給する方法として、オンキャリッジ方式とオフキャリッジ方式とが知られている。オンキャリッジ方式は、キャリッジ２０にヘッドを搭載するとともに図外のインクカートリッジ（液体収容部）を着脱自在に搭載し、インクカートリッジからヘッド２１へとインクが供給される方式である。一方、オフキャリッジ方式は、キャリッジ２０外のケース２等に所定個所にインクタンクを設置し、インク供給用のチューブ等により形成された図外のインク供給路及びヘッド２１内の図外のインク貯留部を介してヘッド２１にインクを供給する方式である。
インク供給方式がオフキャリッジ方式である場合、ヘッド２１のインク貯留部に貯留されるインク量は一定なので、上下垂直方向に往復移動するキャリッジ部１１の重量は変わらない。よって、当該キャリッジ部１１の重量と同じ重量の錘１２を設けるだけでよい。ただし、オフキャリッジ方式の場合、キャリッジ部１１の移動に伴ってインク供給用のチューブも動くので、キャリッジ部１１の重量にインク供給用のチューブの重量の一部が加味される。従って、厳密には、錘１２の重量を、キャリッジ部１１の重量にインク供給用のチューブの重量の一部を加味した合計の重量に一致させることにより、キャリッジ部１１を上向きに移動させる場合とキャリッジ部１１を下向きに移動させる場合とでキャリッジ部１１の移動に必要な力を同じにでき、キャリッジ部１１の安定動作を実現できるプリンター１を得ることができるので好ましい。
【００１６】
一方、インク供給方式がオンキャリッジ方式である場合、キャリッジ２０に着脱可能に装着されるインクカートリッジ内のインク量が変化するので、キャリッジ部１１の重さも変わる。従って、インク供給方式の場合、キャリッジ部１１の重さが変化するのに応じて錘１２の重さも変化させる必要がある。
例えば、容器と容器内に収容される液体とによって錘１２を形成し、容器内に液体を給排することで錘１２の重さを変化させるようにする。あるいは、インクカートリッジを装着した状態のキャリッジ部１１の最大重量時の重さと錘１２の重さとを同じにしておき、消費したインク量と同じ量のダミーインクのような液体をインクカートリッジに追加したり、キャリッジ２０に設けた貯留室に貯留することで、錘１２の重量とキャリッジ部１１の重量とを同じ重量に保つように制御する。
液体の給排制御は、インクの残量を検出する制御手段５がインクの残量に応じて制御する構成とすればよい。
このように、オンキャリッジ方式である場合でも、錘１２の重量とキャリッジ部１１の重量とを同じ重量に保つようにすることで、キャリッジ部１１を上向きに移動させる場合とキャリッジ部１１を下向きに移動させる場合とでキャリッジ部１１の移動に必要な力を同じにでき、キャリッジ部１１の安定動作を実現できるプリンター１を得ることができる。
【００１７】
被記録媒体給排手段４は、例えば、被記録媒体２４を載せるホッパー２５と、ホッパー２５に載置された被記録媒体２４を挿入する挿入口２６と、ホッパー２５に載置された被記録媒体２４をプリンター１内に取込むローラー２７、プリンター１内に取込まれた被記録媒体２４をヘッド２１のノズル面と対向する位置に送る図外のローラー、ヘッド２１のノズルから吐出されたインクが被記録面に着弾されたことにより印刷が終了した被記録媒体２４を排出するローラー２８等により構成される。各ローラーの回転軸が、図外のローラー駆動用のモーターからの回転力を図外のギヤ伝達機構等を介して受けることにより、各ローラーが回転駆動される。
【００１８】
実施形態１によれば、設置部２Ｚに設置された状態でキャリッジ部１１を上下垂直方向（重力方向）に往復移動させて印刷を行う構成のプリンター１が構成され、当該プリンター１において、上下一対のプーリー７；８に掛け渡された無端ベルト１０に、キャリッジ部１１と錘１２とを取付け、キャリッジ部１１の重量と錘１２の重量とを同じ重量にしたので、キャリッジ部１１を上向きに移動させる場合とキャリッジ部１１を下向きに移動させる場合とでキャリッジ部１１の移動に必要な力を同じにでき、キャリッジ部１１の安定動作を実現できるプリンター１を得ることができる。よって、キャリッジ部１１を駆動させる駆動源であるモーターの劣化、振動による騒音を抑制でき、印字品質も向上する。さらに、上下両方方向印刷を行えるので、印刷速度の低下も抑制できる。
【００１９】
尚、錘１２を備えない特許文献１のような従来構成のプリンターにおいて、キャリッジ部１１を上向きに移動させる場合とキャリッジ部１１を下向きに移動させる場合とでモーター９の駆動トルクを異ならせるように制御することも考えられるが、制御ロジックが複雑になってしまう。
実施形態１では、上述した複雑な制御ロジックを採用したキャリッジ制御手段を用いずに、キャリッジ部１１を水平横方向に往復移動させて印刷を行う一般的な制御ロジックを採用したキャリッジ制御手段を用いて、キャリッジ部１１の安定動作を実現できるプリンター１を得ることができる。
【００２０】
実施形態２
インク供給方式がオンキャリッジ方式である場合において、キャリッジ部１１の重量と錘１２の重量とを常に同じにするには、構成及び制御が複雑となる。従って、錘１２の重量を、搭載可能なインク量のインクを搭載したキャリッジ部１１の重量と一致させるようにしたり、錘１２の重量をインクを搭載していない状態のキャリッジ部１１の重量と一致させるようにしてもよい。
実施形態２によれば、キャリッジ部１１の重量と錘１２の重量とを常に同じにするための構成及び制御を備える必要が無くなるので、構成及び制御を簡単にできる。また、インクカートリッジ内のインクの増減に伴う、錘１２の重量とキャリッジ部１１の重量との最大差を、キャリッジ部１１に搭載可能なインク量の重量に抑えることができるので、キャリッジ部１１を上向きに移動させるのに必要な力とキャリッジ部１１を下向きに移動させるのに必要な力との差を小さくでき、キャリッジ部１１の安定動作を実現できるプリンター１を得ることができる。
【００２１】
実施形態３
インク供給方式がオンキャリッジ方式である場合において、錘１２の重量を、インクの量が最大の時のキャリッジ部１１の重量とインクの量が最小の時のキャリッジ部１１の重量との中間値の重量に一致させた。換言すれば、錘１２の重量を、キャリッジ部１１の最大重量時におけるインク量の１／２の量のインクを搭載したキャリッジ部１１の重量に一致させた構成とした。
実施形態３によれば、インクカートリッジ内のインクの増減に伴う、錘１２の重量とキャリッジ部１１の重量との最大差を、実施形態２の構成と比較して１／２に抑えることができるので、インクの増減による影響をより小さくできて、キャリッジ部１１の安定動作を実現できるプリンターを得ることができる。
【００２２】
実施形態４
実施形態１乃至３においては、キャリッジ部１１と錘１２とが別々の直線上を上下に移動する構成であるので、キャリッジ部１１が移動するとプリンター１に回転モーメントが生じ、キャリッジ部１１が移動する方向にプリンター１が回転しようとする力が加わりやすくなる。このため、キャリッジ部１１の移動の際にプリンター１が揺れやすくなる。
そこで、キャリッジ部１１の移動動作に起因するプリンター１の揺れを抑制する揺れ抑制手段を備えた構成とする。
揺れ抑制手段としては、例えば、ケース２を固定具等で設置部２Ｚに固定する構成とすることで、キャリッジ部１１の移動動作に起因するプリンター１の揺れを抑制でき、印字品質を向上できる。
【００２３】
実施形態５
実施形態４で説明したような、ケース２を固定具等で設置部２Ｚに固定する構成の揺れ抑制手段の場合、設置部２Ｚに固定具を取付けることができなかったり、取付けられたとしても、設置部２Ｚ、ケース２に取付跡が残る可能性がある。
そこで、図２に示すように、ケース２の上部に揺れ抑制手段３０を設けた構成とした。
ケース２は、キャリッジ部１１が上下に往復移動するように設置部２Ｚに設置された場合に、キャリッジ機構３が配置収容された部分の上部に揺れ抑制手段３０が配置収容される部分を備えた構成である。例えば、キャリッジ機構３、被記録媒体給排手段４、制御手段５を収容するメインケース部３１と、揺れ抑制手段３０を収容するサブケース部３２とを備えた構成である。
尚、図２のメインケース部３１の前面開口３３には例えば当該前面開口３３を開閉する図外の開閉扉が設けられ、サブケース部３２の前面開口３４には例えば当該前面開口３４を開閉する図外の開閉扉又は蓋が設けられる。
【００２４】
揺れ抑制手段３０は、ケース２におけるキャリッジ機構３が配置収容された部分の上部に設けられた一対のプーリー３５；３６と、一対のプーリー３５；３６に掛け渡された無端ベルト３７と、無端ベルト３７に取付けられた揺れ抑制用錘３８と、揺れ抑制用錘３８のガイド手段３９と、揺れ抑制用錘３８を水平方向に往復移動させる図外の駆動制御手段とを備える。
一対のプーリー３５；３６は、上述した上下一対のプーリー７；８と同じ構成であり、プーリー３５；３６の回転中心となる軸４０；４１がプーリー７の回転軸１７及びプーリー８の軸１８と同じ方向を向くように設置され、かつ、軸４０；４１が同一水平面上に位置するように互いに一定間隔隔てて配置される。
また、プーリー３５とプーリー３６との間の中心位置を、垂直上下方向に移動するキャリッジ部１１の真上に位置させる。
無端ベルト３７は無端ベルト１０と同じ構成である。
ガイド手段３９は、例えば、ケース２の水平方向に延長するようにケース２に設けられたガイド軸、あるいは、ガイドレールにより構成される。
揺れ抑制用錘３８は、ガイド手段３９に係合してガイド手段３９上をスライドする図外の係合部を備える。
ガイド手段３９を備えたことにより、揺れ抑制用錘３８は、無端ベルト３７の水平往復動に伴って一定の姿勢を保ちながら規定の経路を経由して水平方向に往復移動することが可能となる。
駆動制御手段は、キャリッジ駆動用のモーター９の回転力を受けてプーリー３５；３６のうちのいずれかのプーリーに伝達する伝達機構を備えた機械制御式構成、あるいは、プーリー３５；３６のうちのいずれかのプーリーを駆動するために設けられた揺れ抑制手段専用の図外のモーターと、当該モーターを電気的に制御する制御手段５とを備えた電気制御式構成により実現できる。
【００２５】
駆動制御手段が機械制御式構成の場合について説明する。
伝達機構は、ベルト伝達機構又はギヤ伝達機構により構成すればよい。
上下一対のプーリー７；８のうちの上のプーリー７を所謂駆動プーリーとし、下のプーリー８を所謂従動プーリーとし、モーター９により回転するプーリー７の回転軸１７と例えば一方のプーリー（例えばプーリー３５）の軸４０とを伝達機構で連結する。
例えば、プーリー３５は、ケース２に図外の軸受けを介して回転可能に設けられた軸４０がプーリー３５の筒孔に連結されて軸４０とプーリー３５とが一緒に回転するように構成され、プーリー３６は、ケース２に設けられた軸４１がプーリー３６の筒孔に連結され、プーリー３６が軸４１の中心を回転中心として回転可能に構成される。
そして、揺れ抑制用錘３８をキャリッジ部１１の移動に伴う無端ベルト１０の回転方向とは逆の方向に移動させる伝達機構を構成する。即ち、キャリッジ部１１の移動に伴ってプリンター１に加わる回転モーメントを減少させる方向に揺れ抑制用錘３８を移動させる伝達機構を構成する。
例えば、図２に示すように、キャリッジ部１１のキャリッジ２０が上下のプーリー７；８の回転中心を通る線２２を境界とする左右の領域のうちの左の領域内で上下往復動する無端ベルト１０の外周面２３に取付けられている場合を例にして説明すると、以下のように動作する伝達機構を構成する。
即ち、キャリッジ部１１が上部に位置するとき揺れ抑制用錘３８が左部に位置し、キャリッジ部１１が上部から下部に移動するのに伴って揺れ抑制用錘３８を左部から右部に移動させ、キャリッジ部１１が下部に位置するとき揺れ抑制用錘３８が右部に位置し、キャリッジ部１１が下部から上部に移動するのに伴って揺れ抑制用錘３８を右部から左部に移動させるような伝達機構を設ける。つまり、キャリッジ部１１が上方向に移動するのに連動して揺れ抑制用錘３８を左方向に移動させ、かつ、キャリッジ部が下方向に移動するのに連動して揺れ抑制用錘３８を右方向に移動させる伝達機構を設ける。
【００２６】
駆動制御手段が電気制御式構成の場合、例えば、一方のプーリー３５は、図外のモーターマウントを介してケース２に固定された図外のモーターにより回転する軸４０がプーリー３５の筒孔に連結されて軸４０とプーリー３５とが一緒に回転するように構成され、他方のプーリー３６は、ケース２に設けられた軸４１がプーリー３６の筒孔に連結され、プーリー３６が軸４０の中心を回転中心として回転可能に構成される。
そして、制御手段５が、キャリッジ駆動用のモーター９の回転方向制御に応じて揺れ抑制手段専用のモーターの回転方向制御を行って、上述した機械制御式構成の場合と同じように揺れ抑制用錘３８を移動させる。
【００２７】
実施形態５によれば、実施形態４で説明したようなケース２を固定具等で設置部２Ｚに固定する構成の揺れ抑制手段を設けてケース２を設置部２Ｚに固定することなく、当該揺れ抑制手段を使用することによる上述した問題を解消できるとともに、キャリッジ部１１が移動する方向にプリンター１が回転しようとする力を抑制できて、キャリッジ部１１の移動動作に起因するプリンター１の揺れを抑制でき、印字品質を向上できる。
【００２８】
実施形態６
図３；図４に示すように、キャリッジ部１１に、錘１２が取付けられている側の無端ベルト１０を通過させるための貫通孔４５を形成し、この貫通孔４５に錘１２及び無端ベルト１０を通過させた構成の揺れ抑制手段５０を設けた。
即ち、上下のプーリー７；８の回転中心を通る線２２を境界とする左右の領域のうちの一方の領域内で上下往復動する無端ベルト１０及び錘１２が、他方の領域内で上下往復動するように無端ベルトに取付けられたキャリッジ部１１の貫通孔を通過可能なように構成された。
実施形態６の構成の場合、錘ガイド手段１４は設けない。また、キャリッジ２０には、例えば、キャリッジ部ガイド手段１３に係合する係合部としての係合貫通孔４６が形成され、キャリッジ部１１がキャリッジ部ガイド手段１３の一例としてのガイド軸をスライドして移動する構成とされる。
図３に示すように、キャリッジ部１１の貫通孔４５の内面と無端ベルト１０の外周面２３とを連結した構成、図４に示すように、キャリッジ部１１のキャリッジ２０の外面と無端ベルト１０の内周面１９とを連結した構成とすることができる。尚、錘１２は、図３；４に示すように、無端ベルト１０の内周面１９に連結してもよいし、無端ベルト１０の外周面２３に連結してもよい。
【００２９】
実施形態６によれば、錘１２がキャリッジ部１１の重心位置又は重心位置に近い位置を通過するように構成でき、錘１２の重心及びキャリッジ部１１の重心が同一の直線上を通過して上下動したり、錘１２の重心及びキャリッジ部１１の重心が互いに近い直線上を通過して上下動するので、キャリッジ部１１が移動する方向にプリンター１が回転しようとする力が加わりにくくなる。よって、キャリッジ部１１が移動する方向にプリンター１が回転しようとする力を抑制できて、キャリッジ部１１の移動動作に起因するプリンター１の揺れを抑制でき、印字品質を向上できる。
また、実施形態６によれば、ケース内に揺れ抑制手段５０を設けるためのスペースを不要とでき、実施形態５で説明したようなケースの上部に新たに追加する必要がある揺れ抑制手段３０を設ける構成と比べて、プリンター１の小型化が図れる。
【００３０】
尚、キャリッジ部１１や錘１２；３８をガイドするガイド手段は必ずしも設けなくてもよい。
また、実施形態では、設置部２Ｚに設置された状態でキャリッジ部１１を上下垂直方向に往復移動させて印刷を行う構成のプリンターに本発明を適用したプリンター１を説明したが、本発明は、設置部２Ｚに設置された状態でキャリッジ部１１を上下斜め方向に往復移動させて印刷を行う構成のプリンターに適用してもよい。
また、錘１２の重さは、キャリッジ部１１の２倍より小さい重量にすれば、錘１２を備えない構成に比べて、キャリッジ部１１を上向きに移動させる場合とキャリッジ部１１を下向きに移動させる場合とでキャリッジ部１１の移動に必要な力の差を小さくでき、キャリッジ部１１の安定動作を実現できるプリンター１を得ることができる。
【００３１】
実施形態は、インクジェット式のプリンターを例として説明したが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置と、その液体を収容した液体容器を採用してもよい。微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。尚、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは上記実施形態で説明したような一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサー等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置を採用してもよい。そして、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１ プリンター、２ ケース、３ キャリッジ機構、７；８ プーリー、
９ モーター（駆動源）、１０ 無端ベルト、１１ キャリッジ部、１２ 錘、
３０ 揺れ抑制手段、３８ 揺れ抑制用錘、４５ 貫通孔、５０ 揺れ抑制手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースに設けられた上下一対のプーリーと、
前記プーリーに回転力を付与する駆動源と、
前記上下一対のプーリーに掛け渡され、前記駆動源により回転する前記プーリーの回転力を受けることにより上下方向に往復動する無端ベルトと、
液体を噴射するヘッドを有したキャリッジ部と、
錘と、を備え、
前記キャリッジ部と前記錘とが、前記無端ベルトに取付けられたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記キャリッジ部が液体を収容した液体収容部を有し、前記錘の重量を、液体の量が最大の時の前記キャリッジ部の重量と液体の量が最小の時の前記キャリッジ部の重量との中間値の重量に一致させたことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記キャリッジ部の移動動作に起因する液体噴射装置の揺れを抑制する揺れ抑制手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記揺れ抑制手段は、前記ケースの上部に設けられた揺れ抑制用錘と、前記キャリッジ部の移動に伴って液体噴射装置に加わる回転モーメントを減少させる方向に前記揺れ抑制用錘を移動させる駆動制御手段とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記揺れ抑制手段は、前記キャリッジ部に形成された貫通孔に前記錘及び前記無端ベルトを通過させた構成としたことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項１】
ケースに設けられた上下一対のプーリーと、
前記プーリーに回転力を付与する駆動源と、
前記上下一対のプーリーに掛け渡され、前記駆動源により回転する前記プーリーの回転力を受けることにより上下方向に往復動する無端ベルトと、
液体を噴射するヘッドを有したキャリッジ部と、
錘と、を備え、
前記キャリッジ部と前記錘とが、前記無端ベルトに取付けられたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記キャリッジ部が液体を収容した液体収容部を有し、前記錘の重量を、液体の量が最大の時の前記キャリッジ部の重量と液体の量が最小の時の前記キャリッジ部の重量との中間値の重量に一致させたことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記キャリッジ部の移動動作に起因する液体噴射装置の揺れを抑制する揺れ抑制手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記揺れ抑制手段は、前記ケースの上部に設けられた揺れ抑制用錘と、前記キャリッジ部の移動に伴って液体噴射装置に加わる回転モーメントを減少させる方向に前記揺れ抑制用錘を移動させる駆動制御手段とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記揺れ抑制手段は、前記キャリッジ部に形成された貫通孔に前記錘及び前記無端ベルトを通過させた構成としたことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１５８００４（Ｐ２０１２−１５８００４Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７６４３（Ｐ２０１１−１７６４３）
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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