JP2008201087A - 流体噴射装置及び移動部の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】流体噴射装置において個体ごとにキャップ部の移動量を最適化する。
【解決手段】ノズルを介して流体を噴射する流体噴射ヘッドと、上記ノズルを囲うように上記流体噴射ヘッドに当接可能なキャップ部と、上記流体噴射ヘッドと上記キャップ部とを相対移動する移動部と、該移動部を制御する制御部とを備える流体噴射装置であって、上記流体噴射ヘッドと上記キャップ部とが接触したことを検出して検出信号を出力する接触検出部を更に備え、上記制御部は、上記接触検出部の検出信号に応じて上記移動部を制御する。
【選択図】図12
【解決手段】ノズルを介して流体を噴射する流体噴射ヘッドと、上記ノズルを囲うように上記流体噴射ヘッドに当接可能なキャップ部と、上記流体噴射ヘッドと上記キャップ部とを相対移動する移動部と、該移動部を制御する制御部とを備える流体噴射装置であって、上記流体噴射ヘッドと上記キャップ部とが接触したことを検出して検出信号を出力する接触検出部を更に備え、上記制御部は、上記接触検出部の検出信号に応じて上記移動部を制御する。
【選択図】図12
Description
本発明は、インクジェット式プリンタ等の流体噴射装置、及び、キャップ部と流体噴射ヘッドとを相対移動させるための移動部の制御方法に関するものである。
流体噴射装置は、流体を噴射可能な流体噴射ヘッドを備え、この流体噴射ヘッドから各種の流体を噴射する装置である。
流体噴射装置の代表的なものとして、例えば、流体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドという)を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクをインクの滴として記録紙等の対象物に向けて吐出・着弾させてドットを形成することで記録を行うインクジェット式プリンタ等を挙げることができる。
また、近年においては、このインクジェット式プリンタに限らず、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造装置等、各種の製造装置にも流体噴射装置が応用されている。
流体噴射装置の代表的なものとして、例えば、流体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドという)を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクをインクの滴として記録紙等の対象物に向けて吐出・着弾させてドットを形成することで記録を行うインクジェット式プリンタ等を挙げることができる。
また、近年においては、このインクジェット式プリンタに限らず、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造装置等、各種の製造装置にも流体噴射装置が応用されている。
ところで、流体噴射装置では、流体を噴射する対象物と流体噴射ヘッドとを相対移動させながら流体噴射ヘッドから流体を噴射することによって対象物の広範囲に流体を噴射する。そして、流体噴射ヘッドから所定時間流体が噴射されない場合等には、流体の噴射環境が変化しないように、キャップ部によって流体噴射ヘッドをキャッピングしている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
このような流体噴射装置は、例えば、量産用のインクジェット式プリンタであれば相当数の個体が製造される。このため、流体噴射装置では、キャップ部を含むキャッピング機構の組立て精度のばらつきや流体噴射ヘッドの位置制御精度のばらつき等の個体間におけるばらつきが生じる場合がある。
そこで、従来の流体噴射装置では、許容される範囲において最もばらつきが大きな個体であっても確実にキャップ部が流体噴射ヘッドに当接し、これによって流体噴射ヘッドをキャッピングできるような対策を行っている。
そこで、従来の流体噴射装置では、許容される範囲において最もばらつきが大きな個体であっても確実にキャップ部が流体噴射ヘッドに当接し、これによって流体噴射ヘッドをキャッピングできるような対策を行っている。
例えば、キャッピング機構には、流体噴射ヘッドが搭載されるキャリッジに当接される当接部を備え、流体噴射ヘッドの走査方向の移動に伴う当接部の移動を利用してキャップ部を上下動させる、いわゆるスライドキャップ機構がある。このスライドキャップ機構では、流体噴射ヘッドの休止位置であるホームポジション近傍にてキャリッジと当接部が当接され、流体噴射ヘッドがホームポジションに近づくに連れてキャップ部が上昇する構成とされている。
このようなスライドキャッピング機構では、組立て精度のばらつきが大きい場合には、キャリッジの移動量に対するキャップ部の上昇量、すなわち単位仕事量あたりのキャップ部の移動量が少なくなる場合がある。このため、キャリッジの主走査方向の移動量に対するキャップ部の上昇量が少ない場合、すなわち単位仕事量あたりのキャップ部の移動量が少ない場合であっても、確実にキャップ部が流体噴射ヘッドに当接されるように、キャリッジを主走査方向に十分に移動させた位置をホームポジションとしている。
このようなスライドキャッピング機構では、組立て精度のばらつきが大きい場合には、キャリッジの移動量に対するキャップ部の上昇量、すなわち単位仕事量あたりのキャップ部の移動量が少なくなる場合がある。このため、キャリッジの主走査方向の移動量に対するキャップ部の上昇量が少ない場合、すなわち単位仕事量あたりのキャップ部の移動量が少ない場合であっても、確実にキャップ部が流体噴射ヘッドに当接されるように、キャリッジを主走査方向に十分に移動させた位置をホームポジションとしている。
また、キャッピング機構には、ホームポジションにあるキャップ部を上昇させて当接させることによってノズルが晒される空間をキャップ部と流体噴射ヘッドとを当接させる、いわゆる直動キャッピング機構がある。
このような直動キャッピング機構は、独立してキャップ部を上下動する駆動装置を備えているが、組立て精度のばらつきが大きい場合には、駆動装置の駆動量に応じたキャップ部の上昇量が少なくなる場合がある。このため、キャリッジの主走査方向の移動量に対するキャップ部の上昇量が少ない場合、すなわち単位仕事量あたりのキャップ部の移動量が少ない場合であっても、確実にキャップ部が流体噴射ヘッドに当接されるように、駆動装置の駆動量を多く設定している。
このような直動キャッピング機構は、独立してキャップ部を上下動する駆動装置を備えているが、組立て精度のばらつきが大きい場合には、駆動装置の駆動量に応じたキャップ部の上昇量が少なくなる場合がある。このため、キャリッジの主走査方向の移動量に対するキャップ部の上昇量が少ない場合、すなわち単位仕事量あたりのキャップ部の移動量が少ない場合であっても、確実にキャップ部が流体噴射ヘッドに当接されるように、駆動装置の駆動量を多く設定している。
このように、従来の流体噴射装置においては、全ての個体において一様にキャップ部の移動量を十分に大きく確保することによって、組立て精度のばらつきが大きい場合や流体噴射ヘッドの位置制御精度のばらつきが大きい場合にも確実にキャッピングできるようにしている。
特開2004−136501号公報
特開2001−158143号公報
しかしながら、キャップ部の移動量を全ての個体において一様に大きくした場合には、単位仕事量あたりのキャップ部の移動量が大きな個体においては、キャップ部が流体噴射ヘッドに当接してからさらにキャップ部が移動されることとなり、余分な動作が生じることとなる。キャップ部はバネ部材等で支持されている。このため、キャップ部が流体噴射ヘッドに当接してからさらに移動される場合であっても流体噴射ヘッドを損傷する虞はないが、キャップ部及びキャップ部を移動させるための移動部への負荷が大きくなる。したがって、キャップ部の剛性を高めたり、移動部を高出力なものにする等の対策が必要となり、装置のコストアップに繋がる。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、流体噴射装置において個体ごとにキャップ部の移動量を最適化することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の流体噴射装置は、ノズルを介して流体を噴射する流体噴射ヘッドと、上記ノズルを囲うように上記流体噴射ヘッドに当接可能なキャップ部と、上記流体噴射ヘッドと上記キャップ部とを相対移動する移動部と、該移動部を制御する制御部とを備える流体噴射装置であって、上記流体噴射ヘッドと上記キャップ部とが接触したことを検出して検出信号を出力する接触検出部を更に備え、上記制御部が、上記接触検出部の検出信号に応じて上記移動部を制御することを特徴とする。
このような特徴を有する本発明の流体噴射装置によれば、接触検出部にて流体噴射ヘッドとキャップ部とが接触したことが検出されてこの旨を示す検出信号が出力され、移動部が該検出信号に応じて制御される。すなわち、流体噴射ヘッドとキャップ部とが接触した瞬間を基準として流体噴射ヘッドとキャップ部との相対移動状態が変化される。
キャッピング機構の組立て精度や流体噴射ヘッドの位置制御精度が、流体噴射装置の個体間においてばらついている場合には、流体噴射ヘッドとキャップ部とが離間した状態から接触するまでの時間にばらつきが生じるものの、接触してから流体噴射ヘッドとキャップ部とが当接状態となるまでのキャップ部の相対移動に変わりはない。つまり、流体噴射ヘッドとキャップ部とが接触して以降の移動部の制御は、流体噴射装置の個体間のばらつきに依存しないもしくは無視できる程度である。
したがって、本発明の流体噴射装置によれば、流体噴射装置の個体間のばらつきに依存せずに流体噴射ヘッドとキャップ部とを当接することができ、流体噴射装置において個体ごとにキャップ部の移動量を最適化することができる。
なお、本発明において、流体噴射ヘッドとキャップ部とを当接するとは、キャップ部によって囲われた空間の内部が減圧されてもキャップ部外から空気を吸い込まないようにキャップ部とノズル開口面とが接触することを言う。
キャッピング機構の組立て精度や流体噴射ヘッドの位置制御精度が、流体噴射装置の個体間においてばらついている場合には、流体噴射ヘッドとキャップ部とが離間した状態から接触するまでの時間にばらつきが生じるものの、接触してから流体噴射ヘッドとキャップ部とが当接状態となるまでのキャップ部の相対移動に変わりはない。つまり、流体噴射ヘッドとキャップ部とが接触して以降の移動部の制御は、流体噴射装置の個体間のばらつきに依存しないもしくは無視できる程度である。
したがって、本発明の流体噴射装置によれば、流体噴射装置の個体間のばらつきに依存せずに流体噴射ヘッドとキャップ部とを当接することができ、流体噴射装置において個体ごとにキャップ部の移動量を最適化することができる。
なお、本発明において、流体噴射ヘッドとキャップ部とを当接するとは、キャップ部によって囲われた空間の内部が減圧されてもキャップ部外から空気を吸い込まないようにキャップ部とノズル開口面とが接触することを言う。
また、本発明の流体噴射装置においては、上記流体噴射ヘッドのノズル開口面と上記キャップ部の当接面とが平行に配置され、かつ、上記ノズル開口面及び上記当接面に対して直交する方向に上記キャップ部が移動される場合に、上記制御部は、上記接触検出部の検出信号の受信により上記移動部を停止するという構成を採用する。
なお、ここで言う当接面とは、キャップ部に存在する仮想面であり、キャップ部と流体噴射ヘッドとが当接された状態においてノズル開口面と重なる面である。
このような構成を採用する場合には、キャップ部が流体噴射ヘッドに接することによってキャップ部と流体噴射ヘッドとが当接される。このため、接触検出部の検出信号を受信して移動部を停止することによって、キャップ部あるいは流体噴射ヘッドを余計に移動させることなく、最小の負荷にてキャップ部と流体噴射ヘッドとを当接させることができる。
なお、ここで言う当接面とは、キャップ部に存在する仮想面であり、キャップ部と流体噴射ヘッドとが当接された状態においてノズル開口面と重なる面である。
このような構成を採用する場合には、キャップ部が流体噴射ヘッドに接することによってキャップ部と流体噴射ヘッドとが当接される。このため、接触検出部の検出信号を受信して移動部を停止することによって、キャップ部あるいは流体噴射ヘッドを余計に移動させることなく、最小の負荷にてキャップ部と流体噴射ヘッドとを当接させることができる。
また、本発明の流体噴射装置においては、上記流体噴射ヘッドのノズル開口面と上記キャップ部の当接面とが傾いて配置され、かつ、上記ノズル開口面に対して直交する方向に上記キャップ部が移動される場合に、上記キャップ部の一部が上記流体噴射ヘッドと接触してから上記キャップ部と上記流体噴射ヘッドとが当接状態となるのに必要な上記移動部の駆動量を予め記憶する記憶部を備え、上記制御部は、上記接触検出部の検出信号の受信後、予め上記記憶部に記憶された上記移動部の駆動量分だけ上記移動部を駆動してから上記移動部を停止するという構成を採用する。
なお、ここで言う当接面も、キャップ部に存在する仮想面であり、キャップ部と流体噴射ヘッドとが当接された状態においてノズル開口面と重なる面である。
このような構成を採用する場合には、キャップ部が流体噴射ヘッドに接触してから、更に当接面がノズル開口面と平行となるまでキャップ部と流体噴射ヘッドとを相対移動させることによってキャップ部と流体噴射ヘッドとが当接される。このため、接触検出部の検出信号を受信してからキャップ部と流体噴射ヘッドとを当接状態とするのに必要な移動量だけ移動部を駆動させた後に移動部を停止することによって、キャップ部あるいは流体噴射ヘッドを余計に移動させることなく、最小の負荷にてキャップ部と流体噴射ヘッドとを当接させることができる。
なお、ここで言う当接面も、キャップ部に存在する仮想面であり、キャップ部と流体噴射ヘッドとが当接された状態においてノズル開口面と重なる面である。
このような構成を採用する場合には、キャップ部が流体噴射ヘッドに接触してから、更に当接面がノズル開口面と平行となるまでキャップ部と流体噴射ヘッドとを相対移動させることによってキャップ部と流体噴射ヘッドとが当接される。このため、接触検出部の検出信号を受信してからキャップ部と流体噴射ヘッドとを当接状態とするのに必要な移動量だけ移動部を駆動させた後に移動部を停止することによって、キャップ部あるいは流体噴射ヘッドを余計に移動させることなく、最小の負荷にてキャップ部と流体噴射ヘッドとを当接させることができる。
また、本発明の流体噴射装置においては、上記移動部は、上記流体噴射ヘッドが搭載されるキャリッジを移動するためのキャリッジ移動機構であるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、キャリッジを移動させるためのキャリッジ移動機構の負荷を低減することが可能となる。
このような構成を採用することによって、キャリッジを移動させるためのキャリッジ移動機構の負荷を低減することが可能となる。
また、本発明の流体噴射装置においては、上記移動部は、上記キャップ部を移動するための駆動装置であるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、キャップ部を移動させるための駆動装置の負荷を低減することが可能となる。
このような構成を採用することによって、キャップ部を移動させるための駆動装置の負荷を低減することが可能となる。
また、本発明の流体噴射装置においては、上記接触検出部は、導電部材からなる上記キャップ部と、上記キャップ部と流体噴射ヘッドとの間に電圧を印加する電圧印加部と、上記キャップ部の電圧を検出する電圧検出部とを備えるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、既存のキャップ部を接触検出部の一部に用いることができるため、低コストで本発明を実現することができる。
また、近年は、記録ヘッドとキャップ部との間に電界を付与すると共にノズルからキャップ部に向けて流体を噴射したときの静電誘導に基づくキャップ部内の電極の電圧変化を検出する機能を有する流体噴射装置が提案されている。このような流体噴射装置であれば、導電部材からなるキャップ部と既存の構成にて、本発明を実現することができるため、より低コストで本発明を実現することができる。
このような構成を採用することによって、既存のキャップ部を接触検出部の一部に用いることができるため、低コストで本発明を実現することができる。
また、近年は、記録ヘッドとキャップ部との間に電界を付与すると共にノズルからキャップ部に向けて流体を噴射したときの静電誘導に基づくキャップ部内の電極の電圧変化を検出する機能を有する流体噴射装置が提案されている。このような流体噴射装置であれば、導電部材からなるキャップ部と既存の構成にて、本発明を実現することができるため、より低コストで本発明を実現することができる。
次に、本発明の移動部の制御方法は、ノズルを介して流体を噴射する流体噴射ヘッドと、上記ノズルを囲うように上記流体噴射ヘッドに当接可能なキャップ部と、上記流体噴射ヘッドと上記キャップ部とを相対移動する移動部とを備える流体噴射装置における移動部の制御方法であって、上記流体噴射ヘッドと上記キャップ部とが接触したことを検出し、この検出結果に応じて上記移動部を制御することを特徴とする。
このような特徴を有する本発明の移動部の制御方法によれば、流体噴射ヘッドとキャップ部とが接触したことが検出され、この検出結果に応じて移動部が制御される。すなわち、流体噴射ヘッドとキャップ部とが離間した状態から接触した場合に流体噴射ヘッドとキャップ部との相対移動状態を変化させる。
したがって、本発明の移動部の制御方法によれば、流体噴射装置の個体間のばらつきに依存せずにキャップ部と流体噴射ヘッドとを当接させることができ、流体噴射装置において個体ごとにキャップ部の移動量を最適化することができる。
したがって、本発明の移動部の制御方法によれば、流体噴射装置の個体間のばらつきに依存せずにキャップ部と流体噴射ヘッドとを当接させることができ、流体噴射装置において個体ごとにキャップ部の移動量を最適化することができる。
以下、図面を参照して、本発明に係る流体噴射装置及び移動部の制御方法の一実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、本発明に係る流体噴射装置として、インクジェット式プリンタ(以下、プリンタという)を例示する。また、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
(第1実施形態)
図1は、本実施形態に係るプリンタ1の概略構成を示す一部分解図である。
プリンタ1は、サブタンク2及び記録ヘッド3を搭載したキャリッジ4と、プリンタ本体5とから概略構成される。
プリンタ本体5には、キャリッジ4を往復移動させるキャリッジ移動機構65(図10参照)と、不図示の記録紙を搬送する紙送り機構66(図10参照)と、記録ヘッド3と後述するキャップ部とを当接させる等に用いられるキャッピング機構100と、記録ヘッド3に供給するインクを貯留したインクカートリッジ6とが設けられている。
図1は、本実施形態に係るプリンタ1の概略構成を示す一部分解図である。
プリンタ1は、サブタンク2及び記録ヘッド3を搭載したキャリッジ4と、プリンタ本体5とから概略構成される。
プリンタ本体5には、キャリッジ4を往復移動させるキャリッジ移動機構65(図10参照)と、不図示の記録紙を搬送する紙送り機構66(図10参照)と、記録ヘッド3と後述するキャップ部とを当接させる等に用いられるキャッピング機構100と、記録ヘッド3に供給するインクを貯留したインクカートリッジ6とが設けられている。
キャリッジ移動機構65は、プリンタ本体5の幅方向に架設されたガイド軸8と、パルスモータ9と、パルスモータ9の回転軸に接続されてこのパルスモータ9によって回転駆動される駆動プーリー10と、駆動プーリー10とはプリンタ本体5の幅方向の反対側に設けられた遊転プーリー11と、駆動プーリー10と遊転プーリー11との間に掛け渡されてキャリッジ4に接続されたタイミングベルト12と、から構成されている。
そして、パルスモータ9を駆動することで、キャリッジ4がガイド軸8に沿って主走査方向に往復移動するように構成されている。
なお、以下の説明において、プリンタ本体5の幅方向でありかつキャリッジ4の主走査方向である方向をX方向とし、X方向と水平に直交する方向をY方向とし、X方向及びY方向と直交する方向をZ方向とする。
そして、パルスモータ9を駆動することで、キャリッジ4がガイド軸8に沿って主走査方向に往復移動するように構成されている。
なお、以下の説明において、プリンタ本体5の幅方向でありかつキャリッジ4の主走査方向である方向をX方向とし、X方向と水平に直交する方向をY方向とし、X方向及びY方向と直交する方向をZ方向とする。
紙送り機構66は、紙送りモータやこの紙送りモータによって回転駆動される紙送りローラ(いずれも不図示)等から構成され、記録紙を記録(印字・印刷)動作に連動させてプラテン13の上に順次送り出す。
キャッピング機構100は、いわゆるスライドキャッピング機構とされており、キャリッジ4の移動範囲内であって記録領域よりも外側の端部領域に設置されている。図2は、Z方向から見たキャッピング機構100の平面図である。図3は、Y方向から見たキャッピング機構100の側面図である。図4は、X方向から見たキャッピング機構100の正面図である。なお、図3には、キャッピング機構100の他、キャリッジ4も図示されている。
これらの図に示すように、キャッピング機構100は、キャップ部101、昇降機構102等から構成されている。
キャップ部101は、金属等の導電部材をトレー形状に成型した部材に導電性のあるゴムなどの弾性部材を中空の略四角状に貼り付けたように構成されている。弾性部材は、キャップ部101とノズル開口面43aの当接する部分となる。キャップ部101は、キャリッジ4の主走査方向にスライド可能に昇降機構102によって支持されている。
昇降機構102は、プリンタ本体5に固定される本体部103と、本体部103に対してキャリッジ4の主走査方向にスライド可能なキャップ部受部104とを備えている。本体部103には、プリンタ本体5の端部に近づくに連れて上昇するガイド溝105を複数備えている。また、キャップ部受部104は、本体部103のガイド溝105に支持される複数のピン部106と、上方に突出すると共にキャリッジ4に当接可能な当接部107とを備えている。
キャップ部101は、金属等の導電部材をトレー形状に成型した部材に導電性のあるゴムなどの弾性部材を中空の略四角状に貼り付けたように構成されている。弾性部材は、キャップ部101とノズル開口面43aの当接する部分となる。キャップ部101は、キャリッジ4の主走査方向にスライド可能に昇降機構102によって支持されている。
昇降機構102は、プリンタ本体5に固定される本体部103と、本体部103に対してキャリッジ4の主走査方向にスライド可能なキャップ部受部104とを備えている。本体部103には、プリンタ本体5の端部に近づくに連れて上昇するガイド溝105を複数備えている。また、キャップ部受部104は、本体部103のガイド溝105に支持される複数のピン部106と、上方に突出すると共にキャリッジ4に当接可能な当接部107とを備えている。
そして、キャップ部101は、昇降機構102のキャップ部受部104上にバネ部材111を介して配置され、キャップ部受部104に突出して形成された係止部108によって上方への移動が係止されている。また、図3に示すように、キャップ部101は、昇降機構102のキャップ部受部104によって、当接面109が記録ヘッド3のノズル基板43(図3参照)の表面(即ち、ノズル開口面43a)に対して傾くように支持されている。また、キャップ部101と係止部108とは離間可能とされており、上方からキャップ部101にバネ部材111のバネ力以上の力が加わった場合に離間される。
なお、当接面109とは、キャップ部101に存在する仮想面であり、キャップ部101と記録ヘッド3とが当接された状態においてノズル開口面43aと重なる面である。
なお、当接面109とは、キャップ部101に存在する仮想面であり、キャップ部101と記録ヘッド3とが当接された状態においてノズル開口面43aと重なる面である。
このようなキャッピング機構100では、キャリッジ4が端部領域にまで移動されるとキャリッジ4とキャップ部受部104の当接部107とが当接し、続けてさらにキャリッジ4が移動されることによって、キャリッジ4の移動に伴ってキャップ部受部104がガイド溝105に沿ってスライドされる。そして、ガイド溝105がプリンタ本体5の端部に近づくに連れて上昇しているため、キャップ部受部104がキャリッジ4の移動に伴って上昇し、キャップ部101も上昇する。すなわち、キャリッジ移動機構65の駆動によってキャリッジ4が主走査方向に移動され、このキャリッジ4の移動に伴ってキャップ部101が主走査方向(X方向)に移動しながらノズル開口面43aに対して直交する方向(Z方向)に上昇される。
そして、キャップ部101が上昇するに伴って、まずキャップ部101の端部がノズル基板43の表面に接する(図5参照)。さらにキャップ部101が上昇するに伴って、キャップ部101がキャップ部受部104の係止部108から離間されると共にバネ部材111が縮むことによって当接面109がノズル開口面43aと平行となり、これによってキャップ部101の中空部分にノズル47が位置される状態、つまりノズル47を囲うようにキャップ部101の弾性部材がノズル開口面43aに密着する(図6参照)。これにより、ノズル47内のインクの蒸発が抑制される。そして、キャップ部101と記録ヘッド3とが当接された状態におけるキャリッジ4の位置が、本実施形態のプリンタ1でのキャリッジ4のホームポジションとなっている。
なお、キャップ部受部104には、記録領域方向に付勢力を与える付勢部材が接続されている。このため当接部107がキャリッジ4と当接されていない場合には、上記付勢力によってキャップ部受部104が最も記録領域側に位置することとなり、キャップ部101が最も降下された状態となる。
そして、キャップ部101が上昇するに伴って、まずキャップ部101の端部がノズル基板43の表面に接する(図5参照)。さらにキャップ部101が上昇するに伴って、キャップ部101がキャップ部受部104の係止部108から離間されると共にバネ部材111が縮むことによって当接面109がノズル開口面43aと平行となり、これによってキャップ部101の中空部分にノズル47が位置される状態、つまりノズル47を囲うようにキャップ部101の弾性部材がノズル開口面43aに密着する(図6参照)。これにより、ノズル47内のインクの蒸発が抑制される。そして、キャップ部101と記録ヘッド3とが当接された状態におけるキャリッジ4の位置が、本実施形態のプリンタ1でのキャリッジ4のホームポジションとなっている。
なお、キャップ部受部104には、記録領域方向に付勢力を与える付勢部材が接続されている。このため当接部107がキャリッジ4と当接されていない場合には、上記付勢力によってキャップ部受部104が最も記録領域側に位置することとなり、キャップ部101が最も降下された状態となる。
ホームポジションは、プリンタ1の電源オフ時や長時間に亘って記録が行われなかった場合にキャリッジ4が位置する場所である。そして、キャップ部101には不図示の吸引ポンプが接続されており、ホームポジションにキャリッジ4が位置することによってキャップ部101とノズル開口面43aとが当接された状態において、吸引ポンプを作動させると、キャップ部101の内部が減圧されて、記録ヘッド3内のインクがノズル47から強制的に排出される。
なお、キャップ部101がノズル開口面43a(記録ヘッド3)に当接した状態とは、キャップ部101の内部が減圧されてもキャップ部101外から空気を吸い込まないようにシールされた状態である。そして、キャップ部101とノズル開口面43aとが当接するとは、キャップ部101の内部が減圧されてもキャップ部101外から空気を吸い込まないようにキャップ部101とノズル開口面43aとが接触することを言う。なお、ノズル47内のインクの蒸発を抑制し、吸引ポンプにより減圧できれば、キャップ部101が当接するのはノズル開口面43aに限らずノズル開口面43aの外側に位置する部分があればその部分でもよいし、ヘッドの側面でもよい。
なお、キャップ部101がノズル開口面43a(記録ヘッド3)に当接した状態とは、キャップ部101の内部が減圧されてもキャップ部101外から空気を吸い込まないようにシールされた状態である。そして、キャップ部101とノズル開口面43aとが当接するとは、キャップ部101の内部が減圧されてもキャップ部101外から空気を吸い込まないようにキャップ部101とノズル開口面43aとが接触することを言う。なお、ノズル47内のインクの蒸発を抑制し、吸引ポンプにより減圧できれば、キャップ部101が当接するのはノズル開口面43aに限らずノズル開口面43aの外側に位置する部分があればその部分でもよいし、ヘッドの側面でもよい。
また、キャップ部101は、記録ヘッド3による記録動作前や記録動作中等において、増粘したインクや気泡等を排出するためにインク滴を吐出するフラッシング処理においてインクの滴を受ける。
なお、キャップ部101の内部(当接面109よりも下方)には、記録ヘッド3から吐出されたインクの跳ね返り等を抑止するためのインク吸収体110が設置されている。インク吸収体55は、インクを保持可能(吸収可能)なスポンジ状部材、あるいは多孔部材等で形成されている。本実施形態においては、インク吸収体55は、フェルト等の不織布で形成されている。プリンタ1の電源オフ時や長時間に亘って記録が行われなかった場合にキャップ部101がノズル開口面43aに当接した際には、インク吸収体110は、ノズル47内のインクを保湿する効果もある。
なお、キャップ部101の内部(当接面109よりも下方)には、記録ヘッド3から吐出されたインクの跳ね返り等を抑止するためのインク吸収体110が設置されている。インク吸収体55は、インクを保持可能(吸収可能)なスポンジ状部材、あるいは多孔部材等で形成されている。本実施形態においては、インク吸収体55は、フェルト等の不織布で形成されている。プリンタ1の電源オフ時や長時間に亘って記録が行われなかった場合にキャップ部101がノズル開口面43aに当接した際には、インク吸収体110は、ノズル47内のインクを保湿する効果もある。
続いて、図7及び図8を参照してキャリッジ4に搭載される記録ヘッド3について説明する。なお、図7は記録ヘッド3の構成を説明する断面図である。図8は記録ヘッド3の要部断面図である。
記録ヘッド3は、導入針ユニット17、ヘッドケース18、流路ユニット19及びアクチュエータユニット20を主な構成要素としている。
導入針ユニット17の上面にはフィルタ21を介在させた状態で2本のインク導入針22が横並びで取り付けられている。これらのインク導入針22には、サブタンク2がそれぞれ装着される。また、導入針ユニット17の内部には、各インク導入針22に対応したインク導入路23が形成されている。
このインク導入路23の上端はフィルタ21を介してインク導入針22に連通し、下端はパッキン24を介してヘッドケース18内部に形成されたケース流路25と連通する。
なお、本実施形態は、2種類のインクを使用する構成であるため、サブタンク2を2つ配設しているが、本発明は3種類以上のインクを使用する構成にも当然に適用されるものである。
記録ヘッド3は、導入針ユニット17、ヘッドケース18、流路ユニット19及びアクチュエータユニット20を主な構成要素としている。
導入針ユニット17の上面にはフィルタ21を介在させた状態で2本のインク導入針22が横並びで取り付けられている。これらのインク導入針22には、サブタンク2がそれぞれ装着される。また、導入針ユニット17の内部には、各インク導入針22に対応したインク導入路23が形成されている。
このインク導入路23の上端はフィルタ21を介してインク導入針22に連通し、下端はパッキン24を介してヘッドケース18内部に形成されたケース流路25と連通する。
なお、本実施形態は、2種類のインクを使用する構成であるため、サブタンク2を2つ配設しているが、本発明は3種類以上のインクを使用する構成にも当然に適用されるものである。
サブタンク2は、ポリプロピレン等の樹脂製材料によって成型されている。このサブタンク2には、インク室27となる凹部が形成され、この凹部の開口面に透明な弾性シート26を貼設してインク室27が区画されている。弾性シート26は、インク室27を収縮させる方向と膨張させる方向とに変形可能である。そして、この弾性シート26の変形によるダンパ機能によって、インクの圧力変動が吸収される。すなわち、弾性シート26の作用によってサブタンク2が圧力ダンパとして機能する。従って、インクは、サブタンク2内で圧力変動が吸収された状態で記録ヘッド3側に供給される。
また、サブタンク2の下部にはインク導入針22が挿入される針接続部28が下方に向けて突設されている。サブタンク2におけるインク室27は、底の浅いすり鉢形状をしており、その側面における上下中央よりも少し下の位置には、針接続部28との間を連通する接続流路29の上流側開口が臨んでおり、この上流側開口にはインクを濾過するタンク部フィルタ30が取り付けられている。
針接続部28の内部空間にはインク導入針22が液密に嵌入されるシール部材31が嵌め込まれている。
針接続部28の内部空間にはインク導入針22が液密に嵌入されるシール部材31が嵌め込まれている。
ヘッドケース18は、図8に示すように合成樹脂製の中空箱体状部材であり、下端面に流路ユニット19を接合し、内部に形成された収容空部37内にアクチュエータユニット20を収容し、流路ユニット19側とは反対側の上端面にパッキン24を介在した状態で導入針ユニット17を取り付けるようになっている。
このヘッドケース18の内部には、高さ方向(Z方向)に貫通するケース流路25が設けられている。このケース流路25の上端は、パッキン24を介して導入針ユニット17のインク導入路23と連通するようになっている。
また、ケース流路25の下端は、流路ユニット19内の共通インク室44に連通するようになっている。したがって、インク導入針22から導入されたインクは、インク導入路23及びケース流路25を通じて共通インク室44側に供給される。
このヘッドケース18の内部には、高さ方向(Z方向)に貫通するケース流路25が設けられている。このケース流路25の上端は、パッキン24を介して導入針ユニット17のインク導入路23と連通するようになっている。
また、ケース流路25の下端は、流路ユニット19内の共通インク室44に連通するようになっている。したがって、インク導入針22から導入されたインクは、インク導入路23及びケース流路25を通じて共通インク室44側に供給される。
ヘッドケース18の収容空部37内に収容されるアクチュエータユニット20は、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子38と、この圧電振動子38が接合される固定板39と、プリンタ本体側からの駆動信号を圧電振動子38に供給する配線部材としてのフレキシブルケーブル40とから構成される。各圧電振動子38は、固定端部側が固定板39上に接合され、自由端部側が固定板39の先端面よりも外側に突出している。すなわち、各圧電振動子38は、いわゆる片持ち梁の状態で固定板39上に取り付けられている。
また、各圧電振動子38を支持する固定板39は、例えば厚さ1mm程度のステンレス鋼によって構成されている。そして、アクチュエータユニット20は、固定板39の背面を、収容空部37を区画するケース内壁面に接着することで収容空部37内に収納・固定されている。
また、各圧電振動子38を支持する固定板39は、例えば厚さ1mm程度のステンレス鋼によって構成されている。そして、アクチュエータユニット20は、固定板39の背面を、収容空部37を区画するケース内壁面に接着することで収容空部37内に収納・固定されている。
流路ユニット19は、振動板41、流路基板42及びノズル基板43からなる流路ユニット構成部材を積層した状態で接着剤で接合して一体化することにより作製されており、共通インク室44からインク供給口45及び圧力室46を通りノズル47に至るまでの一連のインク流路を形成する部材である。圧力室46は、ノズル47の列設方向に対して直交する方向に細長い室として形成されている。また、共通インク室44は、ケース流路25と連通し、インク導入針22側からのインクが導入される室である。
そして、この共通インク室44に導入されたインクは、インク供給口45を通じて各圧力室46に分配供給される。
そして、この共通インク室44に導入されたインクは、インク供給口45を通じて各圧力室46に分配供給される。
流路ユニット19の底部に配置されるノズル基板43は、ドット形成密度に対応したピッチ(例えば180dpi)で複数のノズル47を列状に開設した金属製の薄い板材である。本実施形態のノズル基板43は、ステンレス鋼の板材によって作製され、本実施形態においてはノズル47の列(すなわち、ノズル列)が、各サブタンク2に対応して合計22列並設されている。そして、1つのノズル列は、例えば、180個のノズル47によって構成される。
ノズル基板43と振動板41との間に配置される流路基板42は、インク流路となる流路部、具体的には、共通インク室44、インク供給口45及び圧力室46となる空部が区画形成された板状の部材である。
ノズル基板43と振動板41との間に配置される流路基板42は、インク流路となる流路部、具体的には、共通インク室44、インク供給口45及び圧力室46となる空部が区画形成された板状の部材である。
本実施形態において、流路基板42は、結晶性を有する基材であるシリコンウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。振動板41は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板41の圧力室46に対応する部分には、エッチングなどによって支持板を環状に除去することで、圧電振動子38の先端面が接合される島部48が形成されており、この部分はダイヤフラム部として機能する。すなわち、この振動板41は、圧電振動子38の作動に応じて島部48の周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されている。また、振動板41は、流路基板42の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部49としても機能する。このコンプライアンス部49に相当する部分についてはダイヤフラム部と同様にエッチングなどにより支持板を除去して弾性フィルムだけにしている。
そして、上記の記録ヘッド3において、フレキシブルケーブル40を通じて駆動信号が圧電振動子38に供給されると、この圧電振動子38が素子長手方向に伸縮し、これに伴い島部48が圧力室46に近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力室46の容積が変化し、圧力室46内に圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズル47からインク滴Dが吐出される。
また、本実施形態のプリンタ1は、キャリッジ4に搭載された記録ヘッド3とキャッピング機構100のキャップ部101との接触状態を検出して検出信号を出力するための検出装置200(接触検出部)を備えている。
図9は、検出装置200を説明するための模式図である。なお、図9に示すように、サブタンク2には、インク室27に連通する連通溝部32aを有する延出部32が形成されており、この延出部32の上面にはインク流入口33が突設されている。インク流入口33には、インクカートリッジ6に貯留されたインクを供給するインク供給チューブ34が接続される。したがって、インク供給チューブ34を通ってきたインクは、このインク流入口33から連通溝部32aを通ってインク室27に流入する。また、インクカートリッジ6は、中空箱形状に形成されたケース部材51と、可塑性材料によって形成されたインクパック52とから構成されており、ケース部材51内の収容室にインクパック52を収容している。このインクカートリッジ6は、インク供給チューブ34の一端部と連通しており、記録ヘッド3のノズル開口面43aとの水頭差によってインクパック52内のインクを記録ヘッド3側に供給するように構成されている。具体的には、インクカートリッジ6と記録ヘッド3との重量方向の相対的な位置関係がノズル47のメニスカスに対して極く僅かに負圧がかかるような状態に設定されている。そして、圧電振動子38を駆動することによる圧力変化によって、圧力室46へのインクの供給と、この圧力室46内のインクの吐出を行う。
図9は、検出装置200を説明するための模式図である。なお、図9に示すように、サブタンク2には、インク室27に連通する連通溝部32aを有する延出部32が形成されており、この延出部32の上面にはインク流入口33が突設されている。インク流入口33には、インクカートリッジ6に貯留されたインクを供給するインク供給チューブ34が接続される。したがって、インク供給チューブ34を通ってきたインクは、このインク流入口33から連通溝部32aを通ってインク室27に流入する。また、インクカートリッジ6は、中空箱形状に形成されたケース部材51と、可塑性材料によって形成されたインクパック52とから構成されており、ケース部材51内の収容室にインクパック52を収容している。このインクカートリッジ6は、インク供給チューブ34の一端部と連通しており、記録ヘッド3のノズル開口面43aとの水頭差によってインクパック52内のインクを記録ヘッド3側に供給するように構成されている。具体的には、インクカートリッジ6と記録ヘッド3との重量方向の相対的な位置関係がノズル47のメニスカスに対して極く僅かに負圧がかかるような状態に設定されている。そして、圧電振動子38を駆動することによる圧力変化によって、圧力室46へのインクの供給と、この圧力室46内のインクの吐出を行う。
図9に示すように、検出装置200は、記録ヘッド3のノズル基板43と、キャップ部101との間に電圧を印加する電圧印加器201と、キャップ部101の電圧を検出する電圧検出器202とを備えている。また、検出装置200は、上述したキャッピング機構100のキャップ部101を構成要件として含んでいる。
電圧印加器201は、ノズル基板43と、キャップ部101との間に電圧を印加可能な電子回路を含む。本実施形態においては、電圧印加器201は、キャップ部101が正極、ノズル基板43が負極となるように、直流電源と抵抗素子とを介して、キャップ部101とノズル基板43とを電気的に接続する。
電圧印加器201は、ノズル基板43と、キャップ部101との間に電圧を印加可能な電子回路を含む。本実施形態においては、電圧印加器201は、キャップ部101が正極、ノズル基板43が負極となるように、直流電源と抵抗素子とを介して、キャップ部101とノズル基板43とを電気的に接続する。
電圧検出器202は、キャップ部101の電圧信号を積分して出力する積分回路、この積分回路から出力された信号を反転増幅して出力する反転増幅回路、及びこの反転増幅回路から出力された信号をA/D変換して出力するA/D変換回路等を含む。
図10は、本実施形態のプリンタ1の電気的な構成を示すブロック図である。本実施形態におけるプリンタ1は、プリンタ1全体の動作を制御する制御装置300を備えている。制御装置300には、プリンタ1の動作に関する各種情報を入力する入力装置301と、プリンタ1の動作に関する各種情報を記憶した記憶装置302と、時間の計測を実行可能な計測装置303とが接続されている。また、制御装置300には、上述したキャリッジ移動機構65、紙送り機構66、検出装置200等が接続されている。また、プリンタ1は、圧電振動子38を含むアクチュエータユニット20に入力する駆動信号を発生する駆動信号発生器304を備えている。駆動信号発生器304は、制御装置300に接続されている。
駆動信号発生器304には、記録ヘッド3の圧電振動子38に入力する吐出パルスの電圧値を示すデータ、及び吐出パルスの電圧を変化させるタイミングを規定するタイミング信号が入力される。駆動信号発生器304は、入力されたデータ及びタイミング信号に基づいて、例えば、図11に示す吐出パルスDPを含む駆動信号を発生する。
図11に示すように、吐出パルスDPは、基準電位VMから最高電位VHまで所定の勾配で電位を上昇させる第1充電要素PE1と、最高電位VHを一定時間維持する第1ホールド要素PE2と、最高電位VHから最低電位VLまで所定の勾配で電位を降下させる放電要素PE3と、最低電位VLを短い時間維持する第2ホールド要素PE4と、最低電位VLから基準電位VMまで電位を復帰させる第2充電要素PE5とを含む。ノズル47から噴射されるインクの滴の量が設計値と一致するように、吐出パルスDPのうち、最高電位VHと最低電位VLとの電位差である駆動電圧VDが設定される。なお、図11に示す吐出パルスDPは一例であり、種々の波形のものを用いることができる。
駆動信号発生器304により吐出パルスDPが圧電振動子38に入力されると、ノズル47よりインクの滴が吐出される。第1充電要素PE1が供給されると、圧電振動子38が収縮して圧力室46が膨張する。この圧力室46の膨張状態が短時間維持された後、放電要素PE3が供給されて圧電振動子38が急激に伸長する。これに伴って、圧力室46の容積が基準容積(圧電振動子38に基準電位VEを印加したときの圧力室46の容積)以下に収縮し、ノズル47に露出したメニスカスが外側に向けて急激に加圧される。これにより、所定量のインクの滴がノズル47から吐出される。その後、第2ホールド要素PE4、及び第2充電要素PE5が圧電振動子38に順次供給され、インクの滴の吐出に伴うメニスカスの振動を短時間で収束させるように、圧力室46が基準容積に復帰する。
次に、上述の構成を有するプリンタ1の動作の一例について、主に検出装置200及びキャリッジ移動機構65の動作を中心として、図12のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、外部装置から印刷データを受信すると、制御装置300は、キャリッジ移動機構65を制御してキャリッジ4を主走査方向に移動しながら、印刷データをドットパターンに対応した吐出パルスに展開して記録ヘッド3に供給する。この結果、記録ヘッド3から所定のタイミングでインクの滴が吐出され、印刷処理が実行される(ステップS11)。
印刷処理が終了すると(ステップS12)、制御装置300は、キャリッジ移動機構65を制御してキャリッジ4をホームポジション近傍のキャップ開限界位置(図13参照)まで移動する(ステップS13)。キャップ開限界位置は、キャップ部101と記録ヘッド3とが接触する直前の主走査方向上の位置であり、予め記憶装置302に記憶されている。そして、制御装置300は、記憶装置302に予め記憶されたキャップ開限界位置に基づいてキャリッジ移動機構65の駆動量を制御することによって、キャリッジ4をキャップ開限界位置まで移動する。
印刷処理が終了すると(ステップS12)、制御装置300は、キャリッジ移動機構65を制御してキャリッジ4をホームポジション近傍のキャップ開限界位置(図13参照)まで移動する(ステップS13)。キャップ開限界位置は、キャップ部101と記録ヘッド3とが接触する直前の主走査方向上の位置であり、予め記憶装置302に記憶されている。そして、制御装置300は、記憶装置302に予め記憶されたキャップ開限界位置に基づいてキャリッジ移動機構65の駆動量を制御することによって、キャリッジ4をキャップ開限界位置まで移動する。
次に、制御装置300は、検出装置200を用いて、キャップ部101と記録ヘッド3とが接触しているか否かを検出する(ステップS14)。
キャップ部101及び記録ヘッド3のノズル基板43のそれぞれには、検出装置200によって電荷が与えられており、キャップ部101とノズル基板43とが接触することによって、検出装置200の電圧検出器202から出力される電圧値の信号が変化する。制御装置300は、検出装置200の電圧検出器202から出力される検出信号(電圧の変化に基づいて)、キャップ部101と記録ヘッド3とが接触するタイミングを検出することができる。
キャップ部101及び記録ヘッド3のノズル基板43のそれぞれには、検出装置200によって電荷が与えられており、キャップ部101とノズル基板43とが接触することによって、検出装置200の電圧検出器202から出力される電圧値の信号が変化する。制御装置300は、検出装置200の電圧検出器202から出力される検出信号(電圧の変化に基づいて)、キャップ部101と記録ヘッド3とが接触するタイミングを検出することができる。
ステップS14においてキャップ部101と記録ヘッド3とが接触していない場合、制御装置300は、現在のキャリッジ4の位置が休止限界位置(図13参照)であるかを判定する(ステップS15)。休止限界位置は、キャリッジ4が移動可能な主走査方向のホームポジション側の最も端部位置であり、キャリッジ4が物理的に移動可能な端部位置である。
そして、休止限界位置でない場合には、制御装置300は、キャリッジ移動機構65を制御することによって、キャリッジ4をホームポジション方向に所定量(例えば1mm)移動し(ステップS16)、再度キャップ部101と記録ヘッド3とが接触しているか否かを検出する(ステップS14)。
なお、休止限界位置である場合には、制御装置300は、キャリッジ4を移動させることなく動作を終了するが、この状態ではキャップ部101と記録ヘッド3とを当接させることができないため、何らかの異常があると考えられる。したがって、休止限界位置である場合には、例えばエラー信号等を出力するようにしても良い。
そして、休止限界位置でない場合には、制御装置300は、キャリッジ移動機構65を制御することによって、キャリッジ4をホームポジション方向に所定量(例えば1mm)移動し(ステップS16)、再度キャップ部101と記録ヘッド3とが接触しているか否かを検出する(ステップS14)。
なお、休止限界位置である場合には、制御装置300は、キャリッジ4を移動させることなく動作を終了するが、この状態ではキャップ部101と記録ヘッド3とを当接させることができないため、何らかの異常があると考えられる。したがって、休止限界位置である場合には、例えばエラー信号等を出力するようにしても良い。
ステップS14においてキャップ部101と記録ヘッド3とが接触している場合、すなわちキャップ部101の端部がノズル基板43の表面に接した場合(図5参照)、制御装置300は、キャップ部101の当接面109がノズル開口面43aと平行となる(図6参照)まで、キャリッジ移動機構65によってキャリッジ4を移動した後に動作を停止する(ステップS17)。なお、キャップ部101の端部がノズル基板43の表面に接してから当接面109が平行となるまでに必要なキャリッジ移動機構65の駆動量は予め記憶装置302に記憶されている。そして、制御装置300は、記憶装置302に予め記憶された駆動量に基づいてキャリッジ移動機構65を制御する。
そして、以上の工程によってキャップ部101と記録ヘッド3とが当接される。
すなわち、本実施形態のプリンタ1において、制御装置300は、キャップ部101と記録ヘッド3とが接触するまで、キャリッジ4が繰り返し所定量、ホームポジション側に移動される。そして、制御装置300は、検出装置200の検出信号の受信後、予め記憶装置302に記憶された駆動量分だけキャリッジ駆動機構65を駆動してから当該キャリッジ駆動機構65を停止する。
そして、以上の工程によってキャップ部101と記録ヘッド3とが当接される。
すなわち、本実施形態のプリンタ1において、制御装置300は、キャップ部101と記録ヘッド3とが接触するまで、キャリッジ4が繰り返し所定量、ホームポジション側に移動される。そして、制御装置300は、検出装置200の検出信号の受信後、予め記憶装置302に記憶された駆動量分だけキャリッジ駆動機構65を駆動してから当該キャリッジ駆動機構65を停止する。
このような本実施形態のプリンタ1によれば、キャップ部101と記録ヘッド3とを当接する場合に、検出装置200にて記録ヘッド3(ノズル基板47)とキャップ部101とが接触したことが検出され、この旨を示す検出信号が出力され、キャリッジ移動機構65の駆動が上記検出信号に応じて制御される。すなわち、記録ヘッド3とキャップ部101とが離間した状態から接触した場合を基準としてキャリッジ移動機構65が制御される。
キャッピング機構100の組立て精度や記録ヘッド3(キャリッジ4)の位置制御精度がプリンタ1において個体差がある場合には、キャリッジ4の移動量に対するキャップ部101の上昇量にばらつきが生じる。すなわち、キャリッジ駆動機構65の単位仕事量あたりのキャップ部101の移動量にばらつきが生じる。このため、記録ヘッド3とキャップ部101とが離間した状態から接触するまでの時間に個体差が生じる。しかしながら、キャリッジ駆動機構65の単位仕事量あたりのキャップ部101の移動量にばらつきが生じる場合であっても、記録ヘッド3とキャップ部101とが接触してからキャップ部101と記録ヘッド3とが当接される間の制御に個体差は生じない。したがって、本実施形態のプリンタ1のように、記録ヘッド3とキャップ部101とが接触した時点を基準としてキャリッジ移動機構65を制御することによって、上記精度に個体差がある場合であっても、同一の制御にて確実にキャップ部101と記録ヘッド3とを当接させることができる。
また、従来のプリンタでは、キャリッジ移動機構65の単位仕事量あたりのキャップ部の移動量が少ない場合であっても確実にキャップ部101と記録ヘッド3とを当接させるために、全ての個体においてキャップ部上昇量を最大に設定してある。よって、ばらつきの小さな個体においては、必要以上にキャリッジ移動機構65が駆動されることとなり、キャリッジ移動機構65やキャップ部101等に必要以上の負荷が加わったり、制御時間が長くなるといった不具合が生じる。しかしながら、本実施形態のプリンタ1によれば、キャップ部101と記録ヘッド3とが当接された時点にてキャリッジ移動機構65の駆動が停止されるため、キャップ部101等の剛性やキャリッジ移動機構65の出力を低く抑えることができるとともに、ばらつきの小さな個体においては制御時間を短縮することが可能となる。
このように本実施形態のプリンタ1によれば、プリンタの個体間のばらつきに依存せずにキャップ部101と記録ヘッド3とを当接することができ、プリンタにおいて個体ごとにキャップ部101の移動量を最適化することができる。
キャッピング機構100の組立て精度や記録ヘッド3(キャリッジ4)の位置制御精度がプリンタ1において個体差がある場合には、キャリッジ4の移動量に対するキャップ部101の上昇量にばらつきが生じる。すなわち、キャリッジ駆動機構65の単位仕事量あたりのキャップ部101の移動量にばらつきが生じる。このため、記録ヘッド3とキャップ部101とが離間した状態から接触するまでの時間に個体差が生じる。しかしながら、キャリッジ駆動機構65の単位仕事量あたりのキャップ部101の移動量にばらつきが生じる場合であっても、記録ヘッド3とキャップ部101とが接触してからキャップ部101と記録ヘッド3とが当接される間の制御に個体差は生じない。したがって、本実施形態のプリンタ1のように、記録ヘッド3とキャップ部101とが接触した時点を基準としてキャリッジ移動機構65を制御することによって、上記精度に個体差がある場合であっても、同一の制御にて確実にキャップ部101と記録ヘッド3とを当接させることができる。
また、従来のプリンタでは、キャリッジ移動機構65の単位仕事量あたりのキャップ部の移動量が少ない場合であっても確実にキャップ部101と記録ヘッド3とを当接させるために、全ての個体においてキャップ部上昇量を最大に設定してある。よって、ばらつきの小さな個体においては、必要以上にキャリッジ移動機構65が駆動されることとなり、キャリッジ移動機構65やキャップ部101等に必要以上の負荷が加わったり、制御時間が長くなるといった不具合が生じる。しかしながら、本実施形態のプリンタ1によれば、キャップ部101と記録ヘッド3とが当接された時点にてキャリッジ移動機構65の駆動が停止されるため、キャップ部101等の剛性やキャリッジ移動機構65の出力を低く抑えることができるとともに、ばらつきの小さな個体においては制御時間を短縮することが可能となる。
このように本実施形態のプリンタ1によれば、プリンタの個体間のばらつきに依存せずにキャップ部101と記録ヘッド3とを当接することができ、プリンタにおいて個体ごとにキャップ部101の移動量を最適化することができる。
なお、本実施形態のプリンタ1においては、ノズル開口面43aと当接面109とが傾いて配置され、キャップ部101がノズル開口面43aに対して直交して移動される。このため、キャップ部101と記録ヘッド3とが当接される際には、まずキャップ部101の端部がノズル開口面43aに接触した後、徐々にキャップ部101の上面部全体がノズル開口面43aと接触する。また、キャップ部101と記録ヘッド3とが当接状態から離間される場合には、キャップ部101は端部から徐々にノズル開口面43aと離間される。このため、キャップ部101の記録ヘッド3に対する脱着時の衝撃を緩和しインクが飛翔することを抑止することができる。したがって、記録ヘッド3がインクによって汚れることを抑止することができる。
しかしながら、本発明は、ノズル開口面43aと当接面109とが傾いて配置される構成に限定されるものではなく、ノズル開口面43aと当接面109とが平行に配置され、キャップ部101がノズル開口面43aに対して直交して移動される構成を採用しても良い。このような場合には、記録ヘッド3とキャップ部101とが接触した時点にてキャップ部101と記録ヘッド3とが当接される。このため、制御装置300は、記録ヘッド3とキャップ部101とが接触したことを検出した時点にてキャリッジ移動機構65の駆動を停止する。このような構成を採用した場合には、記録ヘッド3とキャップ部101とが接触した後にキャリッジ移動機構65を駆動する必要がないため、キャップ部101と記録ヘッド3とを当接するための制御が容易となる。
しかしながら、本発明は、ノズル開口面43aと当接面109とが傾いて配置される構成に限定されるものではなく、ノズル開口面43aと当接面109とが平行に配置され、キャップ部101がノズル開口面43aに対して直交して移動される構成を採用しても良い。このような場合には、記録ヘッド3とキャップ部101とが接触した時点にてキャップ部101と記録ヘッド3とが当接される。このため、制御装置300は、記録ヘッド3とキャップ部101とが接触したことを検出した時点にてキャリッジ移動機構65の駆動を停止する。このような構成を採用した場合には、記録ヘッド3とキャップ部101とが接触した後にキャリッジ移動機構65を駆動する必要がないため、キャップ部101と記録ヘッド3とを当接するための制御が容易となる。
また、近年は、キャップ部101の内部に電極を配し、この電極とノズル開口面43aとの間に電界を付与するとともに、ノズル47からキャップ部101に向けてインクを吐出したときの静電誘導に基づく電極の電圧変化を検出する機能を備えるプリンタが提案されている。このようなプリンタは、予め本実施形態の電圧印加器201と電圧検出器202と同機能の構成を有している。このため、上述のようなプリンタに本発明を適用する場合には、予め有する構成を検出装置200の一部に用いることができ、低コストで本発明を実現することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本第2実施形態は、上記第1実施形態のプリンタ1が備えるスライドキャッピング機構の替わりに、いわゆる直動キャッピング機構を備えるものである。なお、本第2実施形態の説明では、直動キャッピング機構を主として説明し、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本第2実施形態は、上記第1実施形態のプリンタ1が備えるスライドキャッピング機構の替わりに、いわゆる直動キャッピング機構を備えるものである。なお、本第2実施形態の説明では、直動キャッピング機構を主として説明し、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
図14は、本実施形態のプリンタが備えるキャッピング機構400の斜視図である。キャッピング機構400は、キャップ部401を移動するための駆動装置402を備え、該駆動装置402によってキャップ部401をZ方向に移動する、いわゆる直動キャッピング機構である。なお、キャッピング機構400は、上記第1実施形態のキャッピング機構100と同様に、キャリッジ4の移動範囲内であって記録領域よりも外側の端部領域に設置されており、外側の端部領域においてキャップ部101を上下動する。
キャップ部401は、上記第1実施形態におけるキャッピング機構100が備えるキャップ部101と同様のものであり、金属等の導電部材をトレー形状に成型した部材によって構成されている。そして、本実施形態においても、キャップ部401は、検出装置200の一部を構成しており、電圧印加器201と、電圧検出器202と電気的に接続されている。
駆動装置402は、例えば特開2006−272779号公報等に開示されているような、ベース部材403に搭載されると共にキャップ部401の当接面410を記録ヘッド3のノズル開口面43aに対して接近する方向及び離れる方向に案内しつつ移動するスライダ部材404、ベース部材403とスライダ部材404との間に配置されるばね部材402B、及び、所定の動力源の動力をカム機構402Cに伝達するギアユニット402G等を含む(図15参照)。
そして、図15に示すように、駆動装置402によって、記録ヘッド3のノズル開口面43aに対してキャップ部401の当接面410を接近する方向及び離れる方向に移動する。
キャップ部401は、上記第1実施形態におけるキャッピング機構100が備えるキャップ部101と同様のものであり、金属等の導電部材をトレー形状に成型した部材によって構成されている。そして、本実施形態においても、キャップ部401は、検出装置200の一部を構成しており、電圧印加器201と、電圧検出器202と電気的に接続されている。
駆動装置402は、例えば特開2006−272779号公報等に開示されているような、ベース部材403に搭載されると共にキャップ部401の当接面410を記録ヘッド3のノズル開口面43aに対して接近する方向及び離れる方向に案内しつつ移動するスライダ部材404、ベース部材403とスライダ部材404との間に配置されるばね部材402B、及び、所定の動力源の動力をカム機構402Cに伝達するギアユニット402G等を含む(図15参照)。
そして、図15に示すように、駆動装置402によって、記録ヘッド3のノズル開口面43aに対してキャップ部401の当接面410を接近する方向及び離れる方向に移動する。
次に、このようなキャッピング機構400を備えるプリンタの動作について、図16のフローチャートを参照して説明する。
まず、外部装置から印刷データを受信すると、制御装置300は、キャリッジ移動機構65を制御してキャリッジ4を主走査方向に移動しながら、印刷データをドットパターンに対応した吐出パルスに展開して記録ヘッド3に供給する。この結果、記録ヘッド3から所定のタイミングでインクの滴が吐出され、印刷処理が実行される(ステップS21)。
印刷処理が終了すると(ステップS22)、制御装置300は、キャリッジ移動機構65を制御してキャリッジ4をホームポジションまで移動する(ステップS23)。なお、本実施形態のプリンタにおいてホームポジションは、キャップ部401の直上とされており、予め記憶装置302に記憶されている。
まず、外部装置から印刷データを受信すると、制御装置300は、キャリッジ移動機構65を制御してキャリッジ4を主走査方向に移動しながら、印刷データをドットパターンに対応した吐出パルスに展開して記録ヘッド3に供給する。この結果、記録ヘッド3から所定のタイミングでインクの滴が吐出され、印刷処理が実行される(ステップS21)。
印刷処理が終了すると(ステップS22)、制御装置300は、キャリッジ移動機構65を制御してキャリッジ4をホームポジションまで移動する(ステップS23)。なお、本実施形態のプリンタにおいてホームポジションは、キャップ部401の直上とされており、予め記憶装置302に記憶されている。
次に、制御装置300は、検出装置200を用いて、キャップ部401と記録ヘッド3とが接触しているか否かを検出する(ステップS24)。
キャップ部401と記録ヘッド3とが接触していない場合、制御装置300は、駆動装置402を制御することによって、キャップ部401を上方に所定量(例えば1mm)移動し(ステップS25)、再度キャップ部401と記録ヘッド3とが接触しているか否かを検出する(ステップS24)。
キャップ部401と記録ヘッド3とが接触していない場合、制御装置300は、駆動装置402を制御することによって、キャップ部401を上方に所定量(例えば1mm)移動し(ステップS25)、再度キャップ部401と記録ヘッド3とが接触しているか否かを検出する(ステップS24)。
ステップS24においてキャップ部401と記録ヘッド3とが接触している場合、制御装置300は、キャップ部101と記録ヘッド3とが当接されているものとして、動作を終了する。
このような以上の工程によってキャップ部401と記録ヘッド3とが当接される。
すなわち、本実施形態のプリンタにおいて、制御装置300は、キャップ部401と記録ヘッド3とが接触するまで、キャップ部401が繰り返し所定量、上方に移動する。そして、制御装置300は、検出装置200の検出信号の受信により駆動装置402を停止する。
このような以上の工程によってキャップ部401と記録ヘッド3とが当接される。
すなわち、本実施形態のプリンタにおいて、制御装置300は、キャップ部401と記録ヘッド3とが接触するまで、キャップ部401が繰り返し所定量、上方に移動する。そして、制御装置300は、検出装置200の検出信号の受信により駆動装置402を停止する。
このような本実施形態のプリンタにおいても、上記第1実施形態と同様にキャップ部401と記録ヘッド3とが当接する場合に、検出装置200にて記録ヘッド3とキャップ部401とが接触したことが検出される。そして、この旨を示す検出信号に基づいて駆動装置402の駆動が制御される。すなわち、記録ヘッド3とキャップ部401とが接触した時点を基準として駆動装置402が制御される。
したがって、キャッピング機構400の組立て精度や記録ヘッド3(キャリッジ4)の位置制御精度がプリンタにおいて個体差がある場合であっても、確実にキャップ部401と記録ヘッド3とを当接させることができる。
また、従来のプリンタでは、確実にキャップ部と記録ヘッドとを当接させるために、全ての個体においてキャップ部上昇量を最大に設定してある。よって、ばらつきの小さな個体においては、必要以上に駆動装置402が駆動されることとなり、駆動装置402やキャップ部401等に必要以上の負荷が加わったり、制御時間が長くなるといった不具合が生じる。しかしながら、本実施形態のプリンタによれば、キャップ部401と記録ヘッド3とが当接された時点にて駆動装置402の駆動が停止されるため、キャップ部401等の剛性や駆動装置402の出力を低く抑えることができるとともに、ばらつきの小さな個体においては制御時間を短縮することが可能となる。
このように本実施形態のプリンタによれば、プリンタの個体間のばらつきに依存せずにキャップ部401と記録ヘッド3とを当接することができ、プリンタにおいて個体ごとにキャップ部401の移動量を最適化することができる。
したがって、キャッピング機構400の組立て精度や記録ヘッド3(キャリッジ4)の位置制御精度がプリンタにおいて個体差がある場合であっても、確実にキャップ部401と記録ヘッド3とを当接させることができる。
また、従来のプリンタでは、確実にキャップ部と記録ヘッドとを当接させるために、全ての個体においてキャップ部上昇量を最大に設定してある。よって、ばらつきの小さな個体においては、必要以上に駆動装置402が駆動されることとなり、駆動装置402やキャップ部401等に必要以上の負荷が加わったり、制御時間が長くなるといった不具合が生じる。しかしながら、本実施形態のプリンタによれば、キャップ部401と記録ヘッド3とが当接された時点にて駆動装置402の駆動が停止されるため、キャップ部401等の剛性や駆動装置402の出力を低く抑えることができるとともに、ばらつきの小さな個体においては制御時間を短縮することが可能となる。
このように本実施形態のプリンタによれば、プリンタの個体間のばらつきに依存せずにキャップ部401と記録ヘッド3とを当接することができ、プリンタにおいて個体ごとにキャップ部401の移動量を最適化することができる。
なお、本実施形態のプリンタにおいては、ノズル開口面43aと当接面410とが平行に配置され、キャップ部401がノズル開口面43aに対して直交して移動される。このため、キャップ部401とノズル開口面43aが接触することによってキャップ部401と記録ヘッド3とが当接される。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、直動キャッピング機構において、ノズル開口面43aとキャップ部の当接面とが傾いて配置される構成を採用しても良い。なお、ノズル開口面43aとキャップ部の当接面とが傾いている場合には、上記第1実施形態のようにキャップ部401とノズル開口面43aとが接触した時点では、キャップ部401の端部のみがノズル開口面43aと接触した状態であるため、キャップ部401と記録ヘッド3との当接が完了していない。このため、このような構成を採用する場合には、キャップ部401とノズル開口面43aとが接触した後に、当接面がノズル開口面43aと平行になるまで駆動装置402を駆動する。
なお、本発明の技術的範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上記実施形態では、インクジェット式記録装置の一例であるインクジェット式プリンタについて説明した。しかしながら、本発明は、インクジェット式プリンタに限られず、複写機及びファクシミリ等のインクジェット式記録装置であってもよい。
例えば、上記実施形態では、インクジェット式記録装置の一例であるインクジェット式プリンタについて説明した。しかしながら、本発明は、インクジェット式プリンタに限られず、複写機及びファクシミリ等のインクジェット式記録装置であってもよい。
また、上記実施形態では、流体噴射装置をインクジェット式記録装置に具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の流体(液体や、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような流状体、流体として流して噴射できる固体を含む)を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ及び面発光ディスプレイ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または溶解のかたちで含む液状体を噴射する液状体噴射装置、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、ジェルを噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射するトナージェット式記録装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置に本発明を適用することができる。
また、上記実施形態においては、ノズル基板43とキャップ部101,401との間に電圧を印加し、キャップ部101の電圧を検出することによって、記録ヘッド3とキャップ部101とが接触したことを検出する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、上記第1実施形態において、キャップ部受部104の係止部108とキャップ部101とは、キャップ部101が記録ヘッド3と接触した状態にて離間するため、係止部108とキャップ部101との接触状態を検出し、この検出結果に基づいて記録ヘッド3とキャップ部101とが接触したことを検出しても良い。また、例えば、キャップ部101と記録ヘッド3とを撮像する撮像素子を設置し、該撮像素子の撮像結果から記録ヘッド3とキャップ部101とが接触したことを検出することもできる。
また、上記実施形態においては、キャップ部と記録ヘッドとを当接させる際に、高さ方向(Z)方向に移動される部材がキャップ部である構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、キャリッジ4あるいは記録ヘッド3を高さ方向に移動させる構成を採用しても良い。このような場合には、キャリッジ4あるいは記録ヘッド3を高さ方向に移動する移動手段を備えることとなり、該移動手段が検出装置200の検出結果に基づいて、記録ヘッド3とキャップ部とが接触した時点を基準として制御される。
また、上記実施形態では、圧力発生源として、いわゆる縦振動モードの圧電振動子38を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、電界方向(圧電体と内部電極との積層方向)に振動可能な圧電振動子であってもよい。また、ノズル列毎にユニット化されているものに限らず、いわゆる撓み振動モードの圧電振動子のように、圧力室46毎に設けられるものであってもよい。さらに、圧電振動子に限らず、発熱素子等の他の圧力発生素子を用いることもできる。
1……プリンタ(流体噴射装置)、3……記録ヘッド(流体噴射ヘッド)、4……キャリッジ、43a……ノズル開口面、47……ノズル、65……キャリッジ駆動機構(移動部)、100,400……キャッピング機構、101……キャップ部、109,410……当接面、200……検出装置(接触検出部)、201……電圧印加器(電圧印加部)、202……電圧検出器(電圧検出部)、300……制御装置(制御部)、402……駆動装置(移動部)
Claims (7)
- ノズルを介して流体を噴射する流体噴射ヘッドと、前記ノズルを囲うように前記流体噴射ヘッドに当接可能なキャップ部と、前記流体噴射ヘッドと前記キャップ部とを相対移動する移動部と、該移動部を制御する制御部とを備える流体噴射装置であって、
前記流体噴射ヘッドと前記キャップ部とが接触したことを検出して検出信号を出力する接触検出部を更に備え、
前記制御部は、前記接触検出部の検出信号に応じて前記移動部を制御することを特徴とする流体噴射装置。 - 前記流体噴射ヘッドのノズル開口面と前記キャップ部の当接面とが平行に配置され、かつ、前記ノズル開口面及び前記当接面に対して直交する方向に前記キャップ部が移動される場合に、
前記制御部は、前記接触検出部の検出信号の受信により前記移動部を停止することを特徴とする請求項1記載の流体噴射装置。 - 前記流体噴射ヘッドのノズル開口面と前記キャップ部の当接面とが傾いて配置され、かつ、前記ノズル開口面に対して直交する方向に前記キャップ部が移動される場合に、
前記キャップ部の一部が前記流体噴射ヘッドと接触してから前記キャップ部と前記流体噴射ヘッドとが当接状態となるのに必要な前記移動部の駆動量を予め記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、
前記接触検出部の検出信号の受信後、予め前記記憶部に記憶された前記移動部の駆動量分だけ前記移動部を駆動してから前記移動部を停止することを特徴とする請求項1記載の流体噴射装置。 - 前記移動部は、前記流体噴射ヘッドが搭載されるキャリッジを移動するためのキャリッジ移動機構であることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の流体噴射装置。
- 前記移動部は、前記キャップ部を移動するための駆動装置であることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の流体噴射装置。
- 前記接触検出部は、
導電部材からなる前記キャップ部と、
前記キャップ部と流体噴射ヘッドとの間に電圧を印加する電圧印加部と、
前記キャップ部の電圧を検出する電圧検出部と
を備えることを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載の流体噴射装置。 - ノズルを介して流体を噴射する流体噴射ヘッドと、前記ノズルを囲うように前記流体噴射ヘッドに当接可能なキャップ部と、前記流体噴射ヘッドと前記キャップ部とを相対移動する移動部とを備える流体噴射装置における移動部の制御方法であって、
前記流体噴射ヘッドと前記キャップ部とが接触したことを検出し、この検出結果に応じて前記移動部を制御することを特徴とする移動部の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007042210A JP2008201087A (ja) | 2007-02-22 | 2007-02-22 | 流体噴射装置及び移動部の制御方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2008201087A true JP2008201087A (ja) | 2008-09-04 |
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ID=39779049
Family Applications (1)
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JP2007042210A Withdrawn JP2008201087A (ja) | 2007-02-22 | 2007-02-22 | 流体噴射装置及び移動部の制御方法 |
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-
2007
- 2007-02-22 JP JP2007042210A patent/JP2008201087A/ja not_active Withdrawn
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---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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