JP2004188628A

JP2004188628A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2004188628A
Application number: JP2002356240A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Ishikawa; 哲也石川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】インクジェット記録装置の小型化とコストダウン。
【解決手段】記録手段と被記録媒体の記録面との間隔を調整する手段を、前記記録手段にキャッピング等を行うための手段と兼用にする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット方式などのプリンタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録手段（以下記録ヘッドと呼ぶ）を搭載したキャリッジを往復走査させながら記録ヘッドのインク吐出口からインク滴を吐出飛翔させ、これを紙等の被記録媒体に付着させることで記録を行うインクジェットプリンタ装置では、記録ヘッドの吐出口形成面を覆い、吐出口内のインクの乾燥を防ぐ等を目的としたキャップ部材や、前記吐出口形成面に付着したインクを拭き取るためのワイパー等の吐出回復処理装置（以下回復系）が備えられている。
【０００３】
前記キャップやワイパーは記録装置内に設けられ、必要に応じて前記記録ヘッドを搭載したキャリッジが前記回復系上で停止し、キャップを上昇させてキャッピングを行ったり、ワイパーを上昇させてから前記キャリッジをこれと相対移動させてワイピングを実行したりしていた。このときのキャップ動作の駆動源は専用のモータを配設したり、用紙搬送や自動給紙装置駆動用等の駆動源から切り替え機構等を備えた駆動ギア列を設けることにより駆動を得ていた。
【０００４】
あるいはキャリッジの走査を利用してキャップが上昇する機構等が設けられていた。
【０００５】
一方キャリッジに関しては、厚手の記録紙や、ＣＤ−Ｒ等の厚手の被記録媒体に印刷を可能とするため、キャリッジがその記録面の法線方向に離接可能なよう構成される場合が有る。特に近年ではその操作性を向上させるために手動ではなく、モータ等の駆動源により自動的に離接可能な構成を取る製品が増加している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記キャリッジの離接を自動化すると、その駆動機構の増加により装置が大型化すると共に、製品のコストがアップすることは不可避であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、記録ヘッドの吐出口形成面名と被記録媒体の記録面との距離を自動的に変化させる機構を利用して、キャッピングあるいはワイピング時の侵入量調整等を行うことにより駆動機構の簡略化を図り、小型化とコストダウンを実現するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施形態である、熱エネルギを印加してインクを膜沸騰させ、インク液滴を吐出して記録する方式のインクジェットプリンタを説明する。
【０００９】
図１は本発明に係るインクジェットプリンタエンジンの外観斜視図であり、図２はその一部を異なる角度から見た外観斜視図、図３は回復系ユニットの外観斜視図である。これら３つの図を用いて本発明に係るプリンタエンジンの説明を行う。
【００１０】
１はプリントエンジンであり、不図示の被記録媒体（以下用紙とも言う）に対して記録を行う装置である。３は後述のインクタンク一体型インクジェット記録ヘッドである。５は前記記録ヘッド３を搭載して後述のガイドシャフトの軸方向、すなわち主走査方向に往復移動可能なように構成されたキャリッジであり、不図示のフレキシブルケーブルの一部から構成されるコンタクト部を介して前記記録ヘッド３に設けられたＰＣＢに、インク吐出用ヒータ駆動電力あるいは印刷画像データに基づく信号パルス等を入力可能である。１７は前記キャリッジと一体に構成され、ガイドシャフト１９が挿通可能なように構成された軸受けである。２１はＤＣモータにより構成されたキャリッジモータであり、駆動用プーリ２３がその回転軸に圧入され、駆動用プーリ２３を回転させてアイドラプーリ２５との間に張架されたタイミングベルト２７を駆動することにより、該タイミングベルト２７の一部が固着された前記キャリッジ１３を往復移動させることが可能なように構成されている。２９はコードストリップでありキャリッジに設けられた不図示のセンサによりキャリッジの主走査方向の停止位置や走行精度を確保するための制御を行っている。
【００１１】
３１〜４５は本発明に係る、記録ヘッドに構成された吐出口形成面と、記録媒体の記録面との間隔（以下単に紙間と呼ぶ）を自動的に調整する、自動紙間調整機構である。３１は、シャーシ３３に設けられた長穴３５と共働して前記ガイドシャフトを上下動させるための紙間調整部材であり、ガイドシャフトの軸受け部となる長穴３７と、駆動ギアと連結するためのギア部３９とから構成されている。４１は前記３１の回転中心となる回転軸部を具えた段付きビスであり、前記紙間調整部材が前記回転軸を中心として自由に回動可能なよう、所定のクリアランスが設けられた上で軸支されている。
【００１２】
４３は前記紙間調整部材と連結して駆動を実施するためのギアであり、該ギアには駆動源である紙間調節用モータ４５が連結されている。なお本実施形態では前記紙間調整部材の回転に関してセンサ等を設けることは無く、オープンループによる制御を実施しているが、センサにより前記紙間調整部材の位相を検知しても良いし、また直接前記吐出口形成面と記録面との間隔を検知し、その検知結果に基づいて制御を実施しても良い。
【００１３】
５１は回復系ユニットである。これは記録ヘッド３に設けられたインク吐出口の保護、あるいは前記インク吐出口に付着した埃塵や乾燥して固着したインク等、吐出不良の原因となる要素を除去するための吐出回復処理を行うために設けられるものであり、その主な構成要素は、吐出口を乾燥やゴミの付着から守るためのインク吐出口保護部材部材である塩素化ブチルゴム等のガスバリア性の高い材料により構成されたキャップ５３、前記保護部材内に負圧を発生させて強制的かつ急激にインク吐出口からインクを排出させることで吐出口の目詰まり等を解消する吐出回復処理を実行するための不図示の負圧発生手段等である。前記キャップ５３はキャップホルダ５５と一体化され、不図示の圧縮バネにより構成されるキャップバネにより常に上方すなわち前記吐出口形成面方向へと弾性的に付勢されている。
【００１４】
また前記キャップホルダは所定位置以上には上昇しないように構成されている。この結果後述の図５の状態が上限位置となっている。
【００１５】
なお本実施形態ではキャップの上昇限界は、吐出口形成面（図中ではキャップの最上端面に相当）が薄紙の記録面よりも所定距離だけ下降した位置となっている。このように構成することで、印字中に生ずるノズル内インクの乾燥を防止するために行うキャップ内予備吐出等の際にキャリッジの上下動を行う必要が無く、スループットの低下を防止できる。ここでキャップ内予備吐出とは記録ヘッドに構成された吐出口列をキャップの上空位置にて停止させ、所定の発数だけインクを吐出してノズル内インクの乾燥を防止するものである。従って例えばキャップ内では無く、別途予備吐出用のインク貯留部を設けた場合等にはこのような構成を取る必要は無い。
【００１６】
５７はウレタンゴム等により構成されたワイパーであり本実施形態ではキャリッジの走査方向と直行、すなわちノズル列の並び方向に駆動されることにより前記吐出口形成面のワイピングを実行する、いわゆる縦拭きの構成が採用されている。
【００１７】
また紙送りローラ６１は不図示の紙送りモータにより駆動され、６３は紙送りローラに対向する位置に設けられたピンチローラであり、ピンチローラホルダ６５に軸支されながら不図示のピンチローラバネで紙送りローラ６１へと付勢されており、被記録媒体の厚さに応じて退避可能に構成されている。６７は紙送りローラからギアで駆動を伝達され連動回転する排紙ローラであり、これと対向位置に設けられた金属製の拍車６９は前記排紙ローラへとバネにより付勢されている。従って本実施形態における記録装置では、被記録媒体の記録面と前記吐出口形成面の間隔を一定に保つためには、被記録媒体の厚さに応じてキャリッジを離接させる必要がある。
【００１８】
７１はプラテンであり、７３はプラテン上に設けた後述の紙間補正用凸部である。
【００１９】
図４は記録ヘッドが搭載されたキャリッジの外観斜視図ある。
【００２０】
ここで８１はインク吐出口や膜沸騰を生じせしめるヒータ等から構成されるインク吐出ユニット、８３はその内部にインクおよびスポンジ等のインク保持部材を収容したインクタンク部である。
【００２１】
また前記インク吐出ユニット８１には、副走査方向に列をなす複数のインク吐出口列８５が主走査方向に並列して構成されており、本発明においてはＢｋ（ブラック）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）計４種類のインク各々について６００ｄｐｉの間隔で並ぶインク吐出口列を持っている。８７は前記インク吐出口列が構成されたインク吐出口形成面である。なお前記Ｂｋインクのみ顔料インクであり、他のインクは染料インクを採用している。８９は前記紙間補正用凸部と対向可能な位置に設けられた、第２の紙間補正用凸部である。
【００２２】
次に図５〜７を用いて、本発明に係る紙間自動調整機構について詳述する。
【００２３】
図４は電源オフや印刷待機状態時において、前記吐出口を塵埃の付着や乾燥を防止させるために行うキャッピングの状態を示す断面図である。このとき前記ガイドシャフトは前記シャーシに設けられた長穴１０３の下端近くの位置で停止していることが判る。また前記キャップ３５は非キャッピング状態よりも１．５ｍｍ程度下降しており、前記キャップバネの作用により、キャップは吐出口形成面に対して弾性的に付勢されていることが判る。
【００２４】
図５は普通紙等の薄紙に記録を行う際のポジションであり、キャリッジは前記図４よりも図中上方向に移動している。また前述のように吐出口形成面とキャップのリブ先端は、図中上下方向において所定量のクリアランスが確保されている。
【００２５】
図６は最も厚い記録媒体、本実施形態では不図示の専用トレイに載せられたＣＤ−Ｒであるが、これに記録を実行するときのポジションである。このとき、ガイドシャフトは前記長穴９１の上端付近に位置している。
【００２６】
ここで本実施形態ではその機構から分かるように前記紙間調整は３段階ではなく、無段階に調整可能である。
【００２７】
続いて図７において、前記図４〜図６を用いて実際の記録を行う際の制御について説明する。
【００２８】
まず図７におけるＳ１０１で電源が投入されると回復系や不図示の自動給紙装置等がカムの位相合わせ等のためにイニシャル動作を行うが、本発明に係る自動紙間調整機構においても、より紙間調整精度を向上させるために次のようなイニシャル動作を実行する。
【００２９】
Ｓ１０３で前記紙間調整部材の駆動源であるステッピングモータにより構成された紙間調整用モータを駆動し、ガイドシャフトが長穴１０３の最上端に突き当たるまで上昇させる。このときのステップ数はＸ１でありイニシャル動作開始時にガイドシャフトが前記長穴の最下端に有っても確実に長穴９１の上端に突き当たるのに必要十分なステップ数である。なお本実施形態においては、前記紙間調整用モータはＣＷ方向に駆動すると前記ガイドシャフトが上昇し、ＣＣＷ方向駆動すると下降するよう構成されている。
【００３０】
続いて紙間を補正する。まずＳ１０５で図８に示したキャリッジ上に設けた補正用凸部８９が、前記紙間補正用凸部７３のほぼ真上に来るまでキャリッジを移動させる。Ｓ１０７でキャリッジを、前記２つの凸部が完全に当接するまで下降させる。従って本実施形態では当接後、紙間調整用モータは余分ステップ分だけ脱調を生じる。次にＳ１０９でキャリッジを所定量上昇させるため前記紙間調整用モータをＸ２ステップだけ駆動する。ここで本実施形態においては前記２つの凸部が当接した状態が、記録媒体厚さが０の場合に紙間が０となる位置である。従って例えばデフォルト設定を、厚さ０．１ｍｍの薄紙に対して紙間１．２ｍｍで記録できるように設定する場合には、ガイドシャフトを１．３ｍｍ上昇させれば良い。
【００３１】
続いてＳ１１１でキャリッジのイニシャル動作を実施し、エンコーダセンサによる検知結果と併せてキャリッジの位置検出等を実施する。
【００３２】
最後にＳ１１３にて前記キャリッジを回復系上に移動させ、Ｓ１１５で前記紙間調整用モータをＸ４ステップ駆動することでガイドシャフトを下降させてキャッピングを行い、イニシャル動作を終了する。
【００３３】
続いて記録命令が発令されると、Ｓ１１１にてプリントドライバ上の用紙設定や、用紙搬送経路上に設けられた紙種センサ等により記録媒体の厚さを検知し、キャリッジは記録に際して最適な紙間となるまで上昇する。Ｓ１１３では実際に記録を実行し、Ｓ１１５で記録データが無くなったことを検知するとＳ１１７にてキャリッジはワイピング位置（本実施形態ではキャッピング位置と同一）へと移動し、ブレードと所定の侵入量を確保できるまでキャリッジを降下させる。続いてＳ１１９でワイパーを駆動してワイピングを実行するが、ワイパーが吐出口形成面から離脱した瞬間にワイパーの撓みが一気に解消され、ワイパーに付着したインクが周囲に飛散する場合が有る。このような場合にはワイピング中にワイパーが吐出口形成面から離脱する直前にキャリッジをわずかに上昇させ、侵入量を減少させることにより前記飛散は効果的に低減できる。
【００３４】
また本実施形態のように顔料インクにより構成されたＢｋインクノズル列と、他の５色の染料インクにより構成されたカラーインクノズル列の、２本のノズル列各々に対して専用のワイパーを設けず、兼用のワイパーを設ける場合には、各ノズル列をワイピングする前に最適な侵入量に設定し直すことが可能である。特に図８に示すような横拭きのワイピング機構を採用した場合にはワイパーに駆動装置を設けなくとも、各々のノズル列の侵入量を変化させることが可能である。なお侵入量の最適値は一般的に、顔料系インクの方が小さくなる。これは吐出口形成面に対して顔料成分が一種の研磨材として機能してしまうため、侵入量を所定値以上にしてしまうと前記吐出口形成面とワイパーとが或る面積を持った面同士で当接し、この当接面全体で研磨が行われて吐出口形成面上に形成してある撥水膜が傷み易くなるからである。一方染料インクに関してはこのような不具合は無く、従って単純に拭き性の良い侵入量を選択できる。
【００３５】
また侵入量に関しては、例えば前記紙間調整凸部とワイパー先端の高さの相違を工場出荷時にチェックし、装置に記憶させることでソフト上の補正ができ、従来のような部品精度のみに頼るような構成よりも高精度な侵入量の確保が可能である。
【００３６】
更に記録ヘッドがランニングチェンジされた場合には記録ヘッドに搭載したＲＯＭ等に情報を書き込んでおけば、その記録ヘッドに対して最適な侵入量に自動的に更新することも可能である。
【００３７】
最後にＳ１２１にてキャリッジを更に降下させてキャッピングを行うことにより印刷処理を終了する。
【００３８】
（第２の実施形態）
本発明は、記録ヘッドの吐出口形成面と被記録媒体の記録面との距離を変化させる手段と、キャッピング、ワイピング等の吐出回復処理手段と前記記録ヘッドとの距離調整手段とを兼用させることに特徴を持っている。従って必ずしも前記実施形態にて示した構成に限定されるものでは無く、例えばキャリッジに対して記録ヘッドが上下動しても良いし、ガイドシャフトだけでなく、キャリッジモータ、タイミングベルト、駆動用およびアイドラプーリ、コードストリップ等も同時に上下動しても良い。この場合の構成の一例としては図９に示すように回復系や搬送系を具えた下部の第１のシャーシユニット２０１を筐体に固定してあるのに対し、前記第１のシャーシユニットを構成するシャーシ２０３と一体化したラック２０５と、第２のシャーシユニット２０７に設けた紙間調整モータ２０９およびその駆動ギア列２１１とにより、前記第１のシャーシユニットを上下動させれば良い。なお前記第１のシャーシユニットと第２のシャーシユニットとは不図示のガイド手段により互いに平行を保ったまま離接可能に構成されている。
【００３９】
また前記２つの実施形態とは逆に、図９の第２のシャーシユニットを筐体に固定して、第１のシャーシユニットを上下動させても良い。
【００４０】
更に本実施形態では記録ヘッドを含むキャリッジ全体が移動可能な構成としたが、必ずしもこれによらなくとも良く、例えばキャリッジに対して記録ヘッドが相対移動するように構成しても良い。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わるインクジェット記録装置に由れば、装置の小型化とコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したインクジェットプリントエンジンの外観斜視図。
【図２】本発明を実施したインクジェットプリントエンジンの離接機構部の外観斜視図。
【図３】回復系ユニットの外観斜視図。
【図４】記録ヘッドの外観斜視図。
【図５】キャッピング状態を示す側面図。
【図６】薄紙への記録状態を示す側面図。
【図７】厚手の被記録媒体への記録状態を示す側面図。
【図８】記録時および吐出回復処理時等の制御を示すフローチャート。
【図９】その他の実施形態を示す外観斜視図。
【符号の説明】
１プリントエンジン
３記録ヘッド
５キャリッジ
１７軸受
１９ガイドシャフト
２１キャリッジモータ
２３駆動用プーリ
２５アイドラプーリ
２７タイミングベルト
２９コードストリップ
３１紙間調整部材
３３シャーシ
３５長穴
３７長穴
３９ギア部
４１段付きビス
４３ギア
４５紙間調節用モータ
５１回復系ユニット
５３キャップ
５５キャップホルダ
５７ワイパー
６１紙送りローラ
６３ピンチローラ
６５ピンチローラホルダ
６７排紙ローラ
６９拍車
７１プラテン
７３紙間補正用凸
８１インク吐出ユニット
８３インクタンク
８５インク吐出口列
８７インク吐出口形成面
８９第２の紙間補正用凸部
９１長穴
２０１第１のシャーシユニット
２０３シャーシ
２０５ラック
２０７第２のシャーシユニット
２０９紙間調整モータ
２１１駆動ギア列

Claims

被記録媒体の記録面とキャップとに対して、記録手段を相対的に離接可能な間隔変更手段を具え、
前記間隔変更手段を駆動することにより、キャッピングすることが可能なことを特徴とするインクジェット記録装置。
前記間隔変更手段は、記録媒体の厚さに応じて記録手段と被記録媒体の記録面との間隔を変更可能なことを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記間隔変更手段は、キャリッジの往復走査を支持するガイド部材を被記録媒体の記録面に対して相対的に離接させることにより間隔を変化させる手段であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記間隔変更手段は、キャリッジに対して記録手段が相対移動する手段であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記間隔変更手段は、ワイパーの侵入量を変更可能な手段であることを特徴とした、請求項１に記載のインクジェット記録装置。