JP2006175666A - メンテナンスユニット及びインクジェットプリンター - Google Patents

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Abstract

【課題】 インクジェットプリンターのメンテナンスユニットにおいて、簡単な機構で安定した密閉性を確保できるメンテナンスユニットを提供すること。
【解決手段】インクジェットヘッドとキャップの密着時の鉛直方向の距離を保つための剛体当接部を設ける
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクを吐出することによって画像を形成するインクジェットヘッド及びインクジェットプリンターのメンテナンスユニットに関する。
図４と図５に示すとおり、インクジェットヘッド１００を保持したキャリッジ１０１が主操作方向への移動を可能にするガイドレール１０２によって支持されており、インクジェットヘッド１００は適当な加速度、速度で所定の位置に移動することができる。インクジェットヘッド１００はインクジェットプリンターの機能、仕様によっては複数個備えられ、その場合には各々のインクジェットヘッド１００間の位置や距離も一定の範囲内で調整されている。インクジェットヘッド１００と対向する位置にはプラテン１１０があり、プラテン１１０はインクジェットヘッド１００との距離がキャリッジの主操作方向の位置に関わらず一定に保てるように調整されている。プラテン１１０はインクジェットメディア１３０の保持する機能を有し、プラテン１１０上にあけられた無数の穴によりインクジェットメディア１３０を吸着してインクジェットメディア１３０の浮きを防止し、インクジェットヘッド１００とインクジェットメディア１３０の距離を適切に保つことができる。
またプラテン１１０の端部にはメンテナンスユニットしてキャッピングユニット１２０とワイピングユニット１２１が備えられている。キャッピングユニット１２０はインクジェットヘッド１００を封止できるキャップ１２２を備え、インクジェットヘッド１００の乾燥防止とインクの吸引機能を備えている。キャッピングユニット１２０はキャップ１２２とインクジェットヘッド１００との当接力を得るために図３に示すようにキャップ１２２を弾性体で作られたキャップバネ２００で保持し、キャップバネ２００の弾性によるストロークを利用して当接力の安定化を図っている。キャップバネ２００を用いたキャップ保持機構ではキャップ１２２とインクジェットヘッド１００の主走査方向と副走査方向に垂直な方向の距離や平行度が多少ばらつきを持っていても機能を維持できる特徴がある。また構造上、非常に簡素でありコストも安く安定した構造であることも長所として持っている。
ワイピングユニット１２１はワイプ１２３を備え、インクジェットヘッド１００上に付着した異物やインク滴を除去する機能を備えている。キャッピングユニット１２０の機能とワイピングユニット１２１の機能を組み合わせることにより、インクジェットヘッド１００のクリーニングやつまりの防止、プリンターの印字安定性を実現している。
インクジェットメディア１３０はプラテン１１０上を搬送ローラ１１１の回転動作とニップローラ１１２によって順次送り出されることにより、インクジェットヘッド１００と対向する位置を移動しながら画像形成位置を移動する。搬送ローラ１１１はインクジェットプリンターの動作モードやインクジェットメディア１３０の種類ごとに適切な送り量を決めるパラメータを持ち、常に一定の画質が得られるよう回転動作する。ニップローラ１１２は搬送ローラ１１１がインクジェットメディア１３０を送り出すために適切な押さえ力で搬送ローラ１１１に押さえることが目的であるが、インクジェットメディア１３０の種類によって押さえ力を可変にできるインクジェットプリンターもある。またプラテン１１０にはインクジェットメディア１３０上に吐出されたインクの乾燥を促進するためにヒータが備えられていることもある。
さらに現在はインクジェットメディア１３０の多様性に対応するためにインクジェットヘッド１００またはキャリッジ１０１の高さを可変にできる機能を持つインクジェットプリンターもある。従来のインクジェットメディア１３０は紙を中心としており厚みの範囲は数十から数百ミクロン程度であったが、現在は素材が紙からフィルムや布、板など多岐にわたり、インクジェットメディア１３０の厚みの範囲は数ミリまたは数十ミリにまで広がっている。このような状況を踏まえあらたにヘッド高さ情報を利用してメンテナンスユニットの高さ調節をするプリンターの提案もある。(例えば特許文献１参照)
特開2002-361881号 公報
キャッピングユニット１２０は直接インクジェットヘッド１００に接することによりインクジェットヘッド１００のノズル口の密閉やインクの吸引などを行うため、インクジェットヘッド１００とキャップ１２２との主走査方向と副走査方向に垂直な方向の距離が適切に保たれていないとキャッピングユニット１２０の機能が維持できず画質不良だけでなくインクジェットヘッド１００の破損に至り、場合によってはインクジェットプリンターの故障となることもあった。したがってインクジェットヘッド１００とキャップ１２２との距離はインクジェットプリンターの機能を維持するために非常に重要な要因であった。したがって、従来はインクジェットヘッド１００とキャップ１２２を保持するキャッピングユニット１２０の主走査方向と副走査方向に垂直な方向の距離を調整したり、部品の精度によって所定のインクジェットヘッド１００とキャッピングユニット１２０の主走査方向と副走査方向に垂直な方向の距離を確保できるような部品を使用していた。しかし調整作業や高精度の部品はコストアップの要因となった。さらにインクジェットヘッド１００を複数個持つインクジェットプリンターにおいては、調整対象となるインクジェットヘッド１００とキャップ１２２の組みの数も増え、かつ、すべての組みにおいて良好な当接力を得られなければならなかった。またインクジェットヘッド１００やキャップ１２２が複数個あるとインクジェットヘッド１００やキャップ１２２の傾きや平行度もインクジェットヘッド１００とキャップ１２２の当接力に大きく影響し、これらの問題を解決するためには高精度の部品を使わざるを得なかった。
また従来はインクジェットメディア１３０の厚みの範囲はそれほど広くなくインクジェットプリンターはインクジェットヘッド１００の高さが一定であることを前提に設計されていた。しかし、近年インクジェットメディア１３０の多様化によりさまざまな厚みに対応するために、新しい機能としてインクジェットプリンターにインクジェットヘッド１００の高さ可変機能が追加されるようになり、従来のインクジェットヘッド１００の高さが一定であることを前提とした設計ではキャッピングユニット１２０の機能を実現することが難しくなった。また特許文献１に示すようなインクジェットヘッドの高さに連動してキャッピングユニットやワイピングユニットの高さを可変にする機構が提案されていた。
本発明は上に記載のインクジェットヘッド高さ可変機能を持つインクジェットプリンターや、組立て時の調整作業を省いたり高精度の部品を使用しないようなインクジェットヘッドやキャッピングユニットにおいて、鉛直方向の距離のばらつきが大きくなっても安定した密閉性が確保できるメンテナンスユニットを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明はインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドのメンテナンスを行なうためのキャップと、前記インクジェットヘッドを保持するためのキャリッジと、前記キャップを保持するための弾性体と、を有するインクジェットヘッドのメンテナンスユニットにおいて、前記インクジェットヘッドと前記キャップの密着時の鉛直方向の距離を保つための剛体当接部を持つことを特徴とする。この剛体当接部２０４はインクジェットヘッド１００にキャップ１２２が接するに適切な主走査方向と副走査方向に垂直な方向の距離を与えている。これにより非当接時のインクジェットヘッド１００とキャップ１２２の主走査方向と副走査方向に垂直な方向の距離ばらつきが大きくても、当接時はインクジェットヘッド１００とキャップ１２２の距離は剛体当接部の寸法により常に一定に保たれ、インクジェットヘッド１００とキャップ１２２の弾性的に当接する弾性体当接部の当接力のばらつきも小さくすることができる。そしてインクジェットヘッド１００やキャップ１２２を複数有する場合でも、剛体当接部２０４を複数設けることによりインクジェットヘッド１００とキャップ１２２との間において高精度な平行度を得ることができる。さらにインクジェットヘッド１００とキャップ１２２の当接力は剛体当接部２０４の寸法精度に依存するため、管理対象となる部品数を大幅に減じることができる。またキャリッジ１０１はインクジェットヘッド１００と、キャップフレーム２０１はキャップ１２２と、比較的正確な距離を保ちやすい部品である。そのため、本発明において剛体当接部を、インクジェットヘッド１００とキャップ１２２の間に設ける構成にする他にもキャリッジ１０１やキャップフレーム２０１の間に設ける構成にすることも可能である。
また、キャリッジ１０１にインクジェットヘッド１００を複数備えキャッピングユニット１２０上にもキャップ１２２を複数備える場合には、キャップフレーム２０１が大型化するためキャップ１２２のみの主走査方向と副走査方向に垂直な方向の距離調整範囲では対応が難しいことがある。そのような場合にはキャップフレーム２０１に剛体当接部２０４を設けキャプフレーム２０１によって一括して主走査方向と副走査方向に垂直な方向の距離調整を行うのが良い。
この他に剛体当接部２０４をキャップ１２２やキャップフレーム２０１に設けるのではなく、インクジェットヘッド１００やキャリッジ１０１に設けることも可能である。この方式であっても剛体当接部２０４の位置だけが異なるだけで、上記効果と同様の効果を得ることができる。
本発明の剛体当接部を設けることにより、簡単な構造でインクジェットヘッドとキャップの密閉性の安定化を得ることが可能となった。
以下、図面にて本発明の実施例を説明する。図１、図２は本発明が適用されるキャッピングユニット実施例を示している。
図１はインクジェットヘッド１００がキャップ１２２と対向する位置にあるが、インクジェットヘッド１００がキャップ１２２によって封止されていない状態を示す。図１においてインクジェットヘッド１００はキャリッジ１０１によって保持されている。一方、キャップ１２２はキャップバネ２００を介してキャップフレーム２０１によって保持されており、さらにキャップフレーム２０１はフレームバネ２０２を介してキャッピングベース２０３によって主走査方向と副走査方向に垂直な方向のみ直線運動ができ、かつ首振り動作が可能なように拘束され、保持されている。またキャッピングベース２０３はカム２０５によって支えられており、カム２０５の動作角によってキャッピングベース２０３の位置が決まる。カム２０５はパルスモータのような角度を管理できるようなモータを使用して、角度の管理を行なっても良い。キャッピングベース２０３もキャップフレーム２０１と同様にインクジェットプリンター本体により主走査方向と副走査方向に垂直な方向のみ動作するよう拘束される。キャップフレーム２０１の端部にはキャリッジ１０１と剛的に当接する剛体当接部２０４が図示の２ヶ所とさらに紙面奥行き方向にもう２箇所の計４ヶ所設けられている。このように、剛体当接部を複数設けることにより、インクジェットヘッドとキャップの密着時距離について、主走査・副走査各方向において適当な距離をとることが実現することができ、もしもインクジェットヘッド１００とキャップ１２２の平行度が出ていない場合でも剛体当接部２０４が順次当接しキャップフレーム２０１が首振り動作をすることによりインクジェットヘッド１００とキャップ１２２の平行度出しが可能となる。また、キャリッジ１０１が斜めに設けられている場合にも、すべての剛体当接部２０４が当接すれば適切な密着時の距離を実現できる。
図２はインクジェットヘッド１００がキャップ１２２と当接し、インクジェットヘッド１００がキャップ１２２によって封止されている状態を示す。キャップ１２２がインクジェットヘッド１００を封止するときは、まずカム２０５を回転させキャッピングベース２０３をインクジェットヘッド１００の方向に移動する。そして最初にインクジェットヘッド１００とキャップ１２２が接触するが、この時点では接触するだけで十分な当接力を得るには至っていない。次にキャリッジ１０１とキャップフレーム２０１に設けられた剛体当接部２０４が接触し、キャップフレーム２０１上のすべての剛体当接部２０４がキャリッジ１０１の下面と接触し、キャップ１２２がインクジェットヘッド１００との正確な主走査方向と副走査方向に垂直な方向の距離を出すことができ、設定値の当接力を出すことができる。また機構的にキャップフレーム２０１の正確な移動距離はわからず、従来はキャップ１２２の移動距離はキャップ１２２の位置の検出やキャップ１２２とインクジェットヘッド１００の当接による駆動機構の負荷の変化を利用して管理されていた。しかし本発明ではキャップ位置などの検出を省き、カム２０５を常に一定の角度だけ回転させることとし、過剰なキャッピングベース２０３の余分な移動量は剛体当接部２０４とキャリッジ１０１が当接してからはフレームバネ２０２が縮むことにより吸収される。
本実施例の場合、剛体当接部２０４はキャップフレーム２０１上に設けられている。剛体当接部２０４はキャップ１２２上とキャップフレーム２０１上に設けるふたつの方法が考えられるが、キャップ１２２の数が多くキャップフレーム２０１が大型化する場合にはキャップフレーム２０１上に剛体当接部２０４を設けたほうがキャップバネ２００とフレームバネ２０２のふたつのバネを用いるためインクジェットヘッド１００に対する追従性を改善できる。またキャップ１２２が多数あると両端のキャップ１２２において対向するインクジェットヘッド１００との主走査方向と副走査方向に垂直な方向の距離が大きく異なり、キャップ１２２だけによる主走査方向と副走査方向に垂直な方向の距離の調整が難しくなる。
上記構造を得るにあたり、部品として寸法を厳密に管理すべきなのはキャリッジ１０１とキャップフレーム２０１である。キャリッジ１０１はインクジェットヘッド１００と下面の剛体当接部２０４が接触する部分の主走査方向と副走査方向に垂直な方向の距離を、キャップフレーム２０１はキャップ１２２取付け部と剛体当接部２０４の主走査方向と副走査方向に垂直な方向の距離を管理すれば良い。
本発明の実施例のキャップを開いているときの概略図 本発明の実施例のキャップを閉じたときの概略図 従来のキャッピングユニットの概略図 インクジェットプリンターの正面からの概略図 インクジェットプリンターの側面からの概略図
符号の説明
１００ インクジェットヘッド
１０１ キャリッジ
１０２ ガイドレール
１１０ プラテン
１１１ 搬送ローラ
１１２ ニップローラ
１２０ キャッピングユニット
１２１ ワイピングユニット
１２２ キャップ
１２３ ワイプ
２００ キャップバネ
２０１ キャップフレーム
２０２ フレームバネ
２０３ キャッピングベース
２０４ 剛体当接部
２０５ カム

Claims (10)

  1. インクジェットヘッドに密着し封止や吸引機能を有するキャップと、
    前記キャップを保持するための弾性体と、を有するインクジェットヘッドのメンテナンスユニットにおいて、
    前記インクジェットヘッドと前記キャップの密着時の主走査方向と副走査方向に垂直な方向の距離を保つための剛体当接部を持つことを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンスユニット
  2. 前記剛体当接部が、前記インクジェットヘッドと当接するように、前記キャップに設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドのメンテナンスユニット
  3. 前記剛体当接部が、前記インクジェットヘッドと当接するように、前記弾性体を保持するキャップフレームに設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドのメンテナンスユニット
  4. 前記剛体当接部が、前記インクジェットヘッドを保持するためのキャリッジと当接するように、前記キャップに設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドのメンテナンスユニット
  5. 前記剛体当接部が、前記インクジェットヘッドを保持するためのキャリッジと当節するように、前記弾性体を保持するキャップフレームに設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドのメンテナンスユニット
  6. 前記剛体当接部を複数有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドのメンテナンスユニット
  7. 前記インクジェットヘッドまたは前記キャリッジと、前記キャップまたは前記弾性体を保持するキャップフレームが主走査方向と副走査方向を含む平面上での位置出しが可能であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドのメンテナンスユニット
  8. 前記弾性体を保持するキャップフレームが弾性的な保持構造によって保持されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドのメンテナンスユニット。
  9. 前記弾性体を保持するキャップフレームまたは、前記キャップフレームを保持する保持体がカム機構によって移動させられることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドのメンテナンスユニット。
  10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドのメンテナンスユニットを具備することを特徴とするインクジェットプリンター。
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