JP3912608B2 - 印字装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット式印字ヘッドが交換可能な印字装置に関する。

従来より、印字媒体に向けインクを吐出して印字する印字ヘッドと、印字ヘッドを支持するヘッドホルダと、ヘッドホルダが着脱可能に装着され印字媒体に沿って移動可能なキャリッジと、保護キャップにて印字ヘッドのノズル面を覆いインクの乾燥を防止する保護キャップ手段とを備える印字装置は知られている。

かかる印字装置においては、印字ヘッドの寿命、故障等の理由から、印字ヘッドの交換する必要がある場合がある。例えば、図１８に示すように、印字ヘッド１０１を支持するヘッドホルダ１０２をキャリッジ１０３に着脱可能に装着する装着手段１０４をヘッドホルダ１０２とキャリッジ１０３との間に設け、図１９（ａ）（ｂ）に示すように、ヘッドホルダ１０２を保護キャップ１０５に近づく方向にキャリッジ１０３に挿入した後、図１９（ｃ）に示すように、その挿入方向と直交する方向（図において下方）に回転することで、印字ヘッド１０１が正しく印字媒体上の印字位置に対向する正規位置となるように、ヘッドホルダ１０２をキャリッジ１０３に対し装着するようにしているものがある。このような装着手段１０４は、キャリッジ１０３の移動方向の両側においてキャリッジ１０３より突出する一対の壁部１０６の対向面側に形成されている凹所１０６ａと、ヘッドホルダ１０２の両側壁部１０７に設けられ凹所１０６ａに移動可能に挿入される凸部１０７ａとを有し、これらの係合関係で、ヘッドホルダ１０２に上述したような動きをさせる構成とされている。

ところで、このような装着手段を備えるものにおいて、キャリッジ１０３を印字媒体の経路と対向する位置へ移動させ、印字ヘッドを交換することも考えられるが、印字ヘッド１０１の交換の際には、印字ヘッド１０１を印字媒体経路に対し傾斜方向から正規位置よりも印字媒体経路に近づくようにキャリッジ１０３に挿入した後、正規位置に戻す方向に回転する必要があるのに、通常でも印字ヘッド１０１のノズル面と印字媒体経路との間の間隙が２ｍｍ程度しかないので、この部位では印字ヘッド１０１が衝突してしまい、交換することができない。そのため、そのような交換は、印字ヘッド１０１のノズル面が保護キャップ１０５と対向する位置にて行うようになっている。

一般に保護キャップ１０５は、印字ヘッド１０１のノズル面に密着するように前後方向および一定位置で傾くようにわずかの遊びをもって支持されており、前述したように、印字ヘッド１０１の交換を、印字ヘッド１０１のノズル面が保護キャップ１０５と対向する位置にて行うようにすると、ヘッドホルダ１０２をキャリッジ１０３に装着する際に、まず、図２０（ａ）に示すように、印字ヘッド１０１を正規位置に対し傾斜した方向からヘッドホルダ１０３を挿入した際、印字ヘッド１０１のノズル面１０１ａよりも上部に保護キャップ１０５が当たり、保護キャップ１０５がその当たった位置を中心に傾いて図２０（ｂ）に示すようにノズル面１０１ａと平行になる。その後、印字ヘッド１０１を正規位置に向けるべくヘッドホルダ１０２を挿入方向と直交する方向に回転させると、印字ヘッド１０１のノズル面１０１ａは図において上方に移動するが、保護キャップ１０５は一定位置にあるので、保護キャップ１０５が印字ヘッド１０１のノズル面１０１ａを擦る。ノズル面１０１ａにはインクを吐出する複数のノズルが開口しており、保護キャップ１０５およびノズル面１０１ａに付着しているゴミ等をノズルに押し込むおそれがある。そのため、印字ヘッド１０１の交換のたびに、ノズルからインクとともにゴミを吸引排出する強力なパージが必要となり、場合によってはそのようなパージだけではゴミを取り除くことができない場合が生ずる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、保護キャップにて印字ヘッドのノズル面を擦ることなく、印字ヘッドを交換することができる印字装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、印字媒体に向けインクを吐出して印字する印字ヘッドと、印字ヘッドを支持するヘッドホルダと、ヘッドホルダが着脱可能に装着され印字媒体に沿って移動可能であるキャリッジと、保護キャップを有し保護キャップにて印字ヘッドのノズル面を覆う保護キャップ手段とを備え、印字休止時に印字ヘッドのノズル面を保護キャップで覆うキャッピング位置にキャリッジを停止させる印字装置において、保護キャップ手段は、保護キャップを支持する本体ケーシングと、本体ケーシングに設けられキャリッジに当接する突出アームと、を備えるとともに、キャリッジの印字媒体側からキャッピング位置へ移動によりキャリッジと突出アームが当接することで、保護キャップが印字ヘッドのノズル面にキャリッジ移動方向に直交する方向において近づき、キャリッジのキャッピング位置から印字媒体側への移動によりキャリッジと突出アームが当接状態から離れることで、保護キャップが印字ヘッドのノズル面よりキャリッジ移動方向に直交する方向において離れるように構成され、ヘッドホルダとキャリッジとの間に設けられ、ヘッドホルダを保護キャップに近づく方向にキャリッジに挿入した後、ヘッドホルダをキャリッジが印字媒体に向かう方向及びそれと直交する方向について移動不能に装着する装着手段と、印字ヘッドの交換時に、キャリッジを、保護キャップが印字ヘッドのノズル面よりキャリッジ移動方向に直交する方向において所定間隔だけ離れるヘッド交換位置に移動させる制御手段とを備え、ヘッド交換位置は、キャリッジが、印字媒体の搬送経路の外で、キャリッジ移動方向に直交する方向において保護キャップと重なり、さらに、且つ突出アームとは離れている位置である。

突出アームは、本体ケーシングのキャリッジ移動方向における保護キャップよりも印字媒体から離れた位置に設けられている。

保護キャップ移動手段は、本体ケーシングに設けられた突出部と、装置ケーシングに設けらた傾斜カムとの係合関係で、保護キャップをキャリッジ移動方向に直交する方向において所定距離移動させる。

装着手段は、ヘッドホルダを保護キャップに近づく方向へキャリッジに挿入した後、その挿入方向と直交する方向に回転することで、ヘッドホルダをキャリッジに対し装着する。

装着手段は、印字ヘッドが印字媒体上の印字位置に対し正しく対向する正規位置に対し傾斜した方向に延びる挿入案内部と、挿入案内部の奥側に連続する位置決め部を有する凹所と、凹所に係脱可能に挿入される凸部とを有する。

装着手段が、挿入案内部の位置決め部において、印字ヘッドを傾斜方向から正規位置に回転した状態でロックするロック手段をさらに有する。

凹所は、キャリッジの移動方向の両側においてキャリッジより突出する一対の壁部の対向面側に形成されており、凸部は、ヘッドホルダの両側壁部に設けられる凹所に移動可能に挿入されるものである。

印字ヘッド交換時に、キャリッジを、印字ヘッドのノズル面の回転軌跡よりも外側、かつ保護キャップが離れるヘッド交換位置に移動させる制御手段とを備える。

キャリッジは複数の印字ヘッドをキャリッジの移動方向に並べて支持し、保護キャップ手段は複数の印字ヘッドと対向した数の保護キャップを有し、ヘッド交換位置は保護キャップが印字ヘッドを覆う位置より、キャリッジ移動方向において印字媒体側に所定間隔だけ離れている位置である。

印字装置は、印字ヘッドを含むキャリッジを収容し、キャリッジの移動経路の一側に保護キャップ手段に対向する開口部を有する外装ケースを備え、開口部を通じてヘッドホルダの着脱を可能とする。

請求項１の発明は、印字ヘッド交換時に、制御手段にて、キャリッジを、保護キャップが印字ヘッドのノズル面よりキャリッジ移動方向に直交する方向において所定間隔だけ離れる、前記キャッピング位置とは異なるヘッド交換位置に停止させるようにしているので、ヘッドホルダを保護キャップに近づく方向にキャリッジに挿入したとき、印字ヘッドのノズル面が、保護キャップにて擦られることがない。よって、保護キャップにて印字ヘッドのノズル面を擦ることなく、印字ヘッドの交換を行うことが可能となる。

特に、ヘッドホルダを保護キャップに近づく方向にキャリッジに挿入した後、その挿入方向と直交する方向に回転することで、ヘッドホルダをキャリッジに対し装着するものにおいて、上記効果を良好に奏することができる。

また、ヘッド交換位置がキャリッジ移動方向において印字媒体側に所定間隔だけ離れていることで、ヘッド交換位置では保護キャップが印字ヘッドを覆っておらず、保護キャップにて印字ヘッドのノズル面を擦ることなく、印字ヘッドの交換を行うことが可能となる。

さらに、キャリッジと本体ケーシングの突出アームとの当接により、キャリッジの移動力にて、本体ケーシングが支持する保護キャップを、印字ヘッドのノズル面を覆う方向に移動させることで、キャリッジの移動力を利用して、保護キャップにて印字ヘッドのノズル面を覆うことができる。

この場合さらに、本体ケーシングの突出部と、装置ケーシングの傾斜カムとの係合関係で、保護キャップを、キャリッジ移動方向に直交する方向において、所定距離移動させることで、簡単な構造でもって、保護キャップを、キャリッジの移動に伴い印字ヘッドのノズル面に対し、接近させたり離隔させたりすることができる。

印字ヘッド交換時には、制御手段にて、キャリッジを、印字ヘッドのノズル面の回転軌跡よりも外に前記保護キャップが離れるヘッド交換位置に停止させるようにしているので、印字ヘッド交換の際、印字ヘッドのノズル面を保護キャップにて擦ることなく、ヘッドホルダをキャリッジにロックすることが可能となる。

この場合、凸部を、凹所の挿入案内部に挿入することで、ヘッドホルダを保護キャップに近づく方向にキャリッジに挿入し、凸部が凹所の位置決め部に位置したところで、挿入方向と直交する方向に回転させ、印字ヘッドを、印字媒体上の印字位置に正しく対向する正規位置となるようにすることで、凸部を、凹所の挿入案内部及び位置決め部に挿入するという簡単な操作で、印字ヘッドを印字媒体上の印字位置に正しく対向する正規位置となるようにできる。

また、キャリッジの移動方向の両側にキャリッジより突出する一対の壁部の対向面側に形成される凹所に、ヘッドホルダの両側壁部に設けられた凸部を移動可能に挿入することで、印字ヘッドを正規位置に案内するための手段を簡単な構造とすることができる。

さらに、キャリッジの移動経路の一側に保護キャップ手段に対向して、ヘッドホルダの着脱を可能とする開口部を外装ケースに設けることで、外装ケースの開口部を通じて、ヘッドホルダの着脱を簡単に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。

図１はキャリッジに搭載された印字ヘッド等を側面から見たもので、図の左側に印字媒体である印字用紙が垂直状態に位置する。同図において、左側を前側、右側を後側とする。

キャリッジ１は、印字用紙と平行に延びるガイドロッド２及びガイドバー３に沿って摺動可能に支持され、モータによって駆動されるベルト等の周知の駆動手段によって、印字用紙に沿って移動可能とされている。その移動に伴い、印字ヘッド部材４の各印字ヘッド４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ（図３参照）は、その前端のノズル面に開口するノズルから印字用紙に向けてインクを吐出し、印字が行われることになる。尚、かかる印字装置においては、印字ヘッド４ａ〜４ｄの寿命、故障等の理由から、印字ヘッド４ａ〜４ｄ（印字ヘッド部材４）を交換する必要がある場合が生ずるので、キャリッジ１が印字用紙に対向する領域を越えて移動し、印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面が、後述の保護キャップ２２ａ〜２２ｄと対向する位置にて、印字ヘッド４ａ〜４ｄの交換が可能なるようになっている。

キャリッジ１は、印字用紙にほぼ直交する方向に延びる基板部５を備え、キヤリッジ１の移動方向の両側においてその基板部５の印字用紙寄りに一対の側壁６，６が突出せしめられている。そして、その側壁６，６の間は、前後方向（即ち、印字用紙方向）及びそれと反対方向に開放し、印字ヘッド４ａ〜４ｄ（印字ヘッド部材４）を支持するヘッドホルダ７及び後述するインクカートリッジ８，９，１０，１１が着脱可能に装着される空間を形成している。即ち、一対の側壁６，６は、ヘッドホルダ７の着脱方向と直交する方向において、前記空間を存して平行に配置されている。

前記一対の側壁６に連続して基板部５の前後方向中間部の両側に、図２にも示すように、一対の平面視ほぼ内向き「コ」字状の中間側壁１２が設けられ、また、基板部５の印字用紙から離れた後端に印字用紙と平行な後部立上壁１３が立設されている。中間側壁１２及び後部立上壁１３は、側壁６よりも十分に低く形成されている。

ヘッドホルダ７は、印字用紙と反対側を開放した箱状に形成され、印字用紙側の前壁７ａに印字ヘッド部材４（印字ヘッド４ａ〜４ｄ）を、そのノズル面が印字用紙ヘ向くように支持している。尚、本実施の形態において印字装置はカラー印字装置で、印字ヘッド部材４は、図３に示すように、印字する各色に対応した個数の印字ヘッド４ａ〜４ｄ（本実施の形態では４個）がキャリッジ１の移動方向に並べて設けられ、各印字ヘッドに供給するインクを収容したインクカートリッジ８，９，１０，１１も各色に対応して複数個設けられている。

前壁７ａにおいて、印字ヘッド４ａ〜４ｄのインク吐出ノズル開口面とは反対側の面には、各印字ヘッド４ａ〜４ｄにインクを供給する嵌合連結部（印字ヘッド４ａについての嵌合連結部１６ａのみ図示）が突出して設けられ、その各嵌合連結部に各色のインクカートリッジ８，９，１０，１１の前面に形成したインク供給孔（インクカートリッジ８のインク供給孔８ａのみ図示）がそれぞれ嵌合連結される（図４参照）。

ヘッドホルダ７の左右両側壁部には、図３に示すように、印字用紙寄り端部でかつキャリッジ１の基板部５寄り下部に、一対の円柱ピン状の凸部７ｂが突出して設けられ、またキャリッジ１の中間側壁１２と対応する位置で基板部５寄り下部に、一対の四角ピン状の係止突起７ｃが突出して設けられている。

一対の側壁６，６の対向面側に、後端から印字用紙側へ向けて延びる一対の溝状の凹所６ａが形成され、各凹所６ａの印字用紙側の前端は、閉鎖され、後端は後方及び斜め上方に開放されている。凹所６ａは、印字ヘッド４ａ〜４ｄが印字用紙上の印字位置に正しく対向する正規位置に対し傾斜した方向からヘッドホルダ７をキャリッジ１に案内する案内部として機能する挿入案内部６ｂ、及び挿入案内部６ｂの奥側に連続する位置決め部６ｃを有し、凸部７ｂが移動可能に挿入されるものである。凹所６ａ及び凸部７ｂにより、ヘッドホルダ７をキャリッジ１に対し装着する装着手段が構成されている。

一対の「コ」字状の中間側壁１２の内側には、その「コ」字状部の後端辺の下部から上方へ立ち上がった係止部１４が形成されている。係止部１４は前後方向に撓む弾性を有しており、その上端は、中間側壁１２よりも上方へ突出し、側壁６側に下降傾斜する爪１４ａを有している。そして、この係止部１４と、ヘッドホルダ７の係止突起７ｃとによって、凹所６ａの一端位置（位置決め部６ｃ）にある印字ヘッド部材４を正規位置でロックするロック手段が構成されている。

キャリッジ１の後部立上壁１３には、各インクカートリッジ８，９，１０，１１の後端に対応する各位置に、板ばね状の弾性体である板ばね部材１５が設けられている。板ばね部材１５はヘッドホルダ７側に下降傾斜する傾斜面を有して「く」字状に同側へ突出している。各インクカートリッジ８，９，１０，１１は後端下部に、半円状の突起（インクカートリッジ８についての突起８ｂのみ図示）を有している。

上記構成によって図４に示すように、ヘッドホルダ７は、キャリッジ１の一対の側壁６，６間に後方から着脱可能に装着されるようになっている。さらに詳細に説明すると、ヘッドホルダ７の凸部７ｂを側壁６の溝状の凹所６ａに斜め上後方から嵌合させ、ヘッドホルダ７を後述の保護キャップ２２ａ〜２２ｄに近づく方向にキャリッジ１に挿入した後、凸部７ｂが凹所６ａの挿入案内部６ｂから位置決め部６ｃに移動したときに、ヘッドホルダ７を凸部７ｂを中心に、ヘッドホルダ７の挿入方向と直交する方向に、即ち印字用紙と平行な軸心に回りに下方へ回転させると、ヘッドホルダ７の係止突起７ｃは、その回転軌跡内に突出している爪１４ａに当接し、係止部１４の弾性に抗して爪１４ａを乗り越え、爪１４ａにロックされる。

これにより、ヘッドホルダ７は、印字用紙に向かう方向へは凸部７ｂと凹所６ａの位置決め部６ｃの前端との当接により位置決めされ、またそれと直角な左右方向へは、ヘッドホルダ７の側面と側壁６の当接により位置決めされる。ヘッドホルダ７の印字用紙側の端部の上下方向は、凸部７ｂと凹所の位置決め部６ｃの嵌合によって位置決めされる。それによって、印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面は印字用紙上の印字位置に正しく対向する正規位置となる。また、ヘッドホルダ７の印字用紙側とは反対側の端部（後端部）は、ヘッドホルダ７の底面を基板部５に当接し、かつ爪１４ａと係止突起７ｃの係止によって上下方向に位置決めされる。ヘッドホルダ７が印字用紙から離れる方向に対しては、係止部１４に係止突起７ｃが係止して位置決めされ、印字ヘッド４ａ〜４ｄが正規位置にロックされる。尚、左右方向（キャリッジの移動方向）には、凸部７ｂの先端と凹所６ａの当接によって位置決めしてもよい。係止部１４は係止突起７ｃを常に押圧するようにしてもよいが、わずか隙間があっても、インクカートリッジを押圧する板ばね部材１５によって、ヘッドホルダ７の後端部を位置決めすることができる。

ヘッドホルダ７及び溝状の凹所６ａは、印字ヘッド４ａ〜４ｄに対して後方、即ち後述する外装ケース４１の開口４３に向けて開口した形状をなしており、その外装ケース４１の開口４３を通じてインクカートリッジ８，９，１０，１１及び印字ヘッド４ａ〜４ｄをキャリッジ１に対して着脱可能に装着することができる。

また、ヘッドホルダ７を取り外すのは、係止部１４の上端を後方へ押して爪１４ａを係止突起７ｃから外し、ヘッドホルダ７の後端部を上方へ回動した後、凸部７ｂを凹所６ａから後方ヘ引き抜くことによりできる。

各インクカートリッジ８，９，１０，１１は、ヘッドホルダ７内に後方から挿入し、各前面のインク供給孔を嵌合連結部に嵌合して、インクカートリッジ８〜１１の後端を板ばね部材１５の傾斜面１５ａに沿ってさらに嵌合連結部側へ案内しながら、板ばね部材１５の弾性に抗して下方へ押し込むことにより、各インクカートリッジ８〜１１は、板ばね部材１５の弾牲により嵌合連結部に連結する方向に押圧され、各印字ヘッド４ａ〜４ｄとの連結状態が保持される。

インクカートリッジを取り外す場合には、インクカートリッジの後端を持ち上げるようにして板ばね部材１５から外し、ヘッドホルダ７からインクカートリッジを引き抜く。このとき、ヘッドホルダ７はキャリッジ１に装着されており、インクカートリッジのみ取り外すことができる。

上記構成においては、装着手段において、凸部７ｂをヘッドホルダ７に、凹所６ａを側壁６に設けるようにしているが、それとは逆に、凹所をヘッドホルダ７に、凸部を側壁に設けるようにすることもできる。

図５，６，８，９は、本発明に対する参考例としての保護キャップ手段にかかわる構成を具体化したものである。

図５は保護キャップ装置の概略構成を示すもので、かかる装置は、印字用紙の搬送経路の外であって、キャリッジ１の一方の移動端と対応する位置に配置される。保護キャップ装置２１は、印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面を密着して覆いノズルのインクが乾燥するのを防止する複数の保護キャップ２２ａ〜２２ｄと、複数の保護キャップ２２ａ〜２２ｄを支持するキャップケーシング２３と、キャップケーシング２３を連結リンク２５を介してヘッドホルダ７の回転方向に移動可能に支持する本体ケーシング２４（図６参照）と、保護キャップ２２ａ〜２２ｄをヘッドホルダ７の挿入時の印字ヘッド４ａ〜４ｄに向く位置と正規位置の印字ヘッド４ａ〜４ｄに向く位置とに択一的に付勢する付勢部材であるスプリング２７とを有している。

連結リンク２５は、キャップケーシング２３の突出部２３ａに一端が回転可能に連結され他端が軸２６により本体ケーシング２４に回転可能に連結され、保護キャップ２２ａ〜２２ｄをヘッドホルダ７の回転方向に移動可能に支持している。スプリング２７は、軸２６近傍の本体ケーシング２４とキャップケーシング２３上の突出ピン２８との間に圧縮状態に介装され、保護キャップ２２ａ〜２２ｄを印字ヘッド４ａ〜４ｂに向け付勢している。保護キャップ２２ａ〜２２ｄの移動範囲は、突出ピン２８と、本体ケーシング２４に形成されたストッパ部２９との係合関係で、上記２位置の間に規制されるようになっている。

スプリング２７の付勢力は、保護キャップ２２ａ〜２２ｄが印字ヘッド４ａ〜４ｄに密着した状態で、印字ヘッド４ａ〜４ｄが凸部７ｂの回りに回転するとき、保護キャップ２２ａ〜２２ｄもそれに追従して移動するように設定されている。また、保護キャップ２２ａ〜２２ｄのその移動が連結リンク２５によって案内されている。

図６に示すように、本体ケーシング２４は、キャップケーシング２３から離れた下端において、案内軸３０に沿って摺動及び案内軸３０を中心に回動可能とされ、キャリッジ１の移動経路に突出する突出アーム２４ａを有する。そして、図８（ａ）に示すように、キャリッジ１が印字用紙に対する印字領域を越えて移動してきたとき、図８（ｂ）に示すように、キャリッジ１の端部が突出アーム２４ａに当接するので、図８（ｃ）に示すように、本体ケーシング２４の突出部２４ｂがキャリッジ１と共に移動しながら傾斜カム３１に沿って、保護キャップ２２ａ〜２２ｄが印字ヘッド４ａ〜４ｄ側に接近するように、本体ケーシング２４が案内軸３０の回りに回転し、それによって保護キャップ２２ａ〜２２ｄが印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面を覆うようになっている。また、キャリッジ１が印字領域へ復帰すると、本体ケーシング２４はバネ（図示せず）の作用により、前述した場合とは逆の動きをして、印字ヘッド４ａ〜４ｄから離れるとともに印字領域側へ少し移動した図８（ａ）の初期位置へ復帰する。

保護キャップ装置２１に隣接して、パージ装置３２が設けられている。パージ装置３２は、図示しない駆動手段で吸引キャップ３３を進退させ、印字ヘッド４ａ〜４ｄの各色のインク吐出ノズルごとにその吸引キャップ３３を密着して、図示しない吸引ポンプにより発生した負庄でノズル内のインクを吸引するものである。

図７は本装置の概略の電気的構成を示すもので、制御装置７１は周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びハードウエアロジックで構成された制御回路から構成され、インターフェイス部７２を通して受信したデータに基づいて、印字ヘッド４、印字用紙の搬送の駆動源としての紙送りモータ７３、キャリッジ１の往復移動の駆動源としてのキャリッジモータ７４をそれぞれ制御して印字動作を実行する。また、制御装置７１は、各種スイッチ７５、後述する開閉カバーの検出器７６、キャリッジ１上に設けたインクカートリッジ８，９，１０，１１の着脱検出器７７及びインク残量検出器７８からの信号を受けて、上記印字動作の制御を含んで、パージ装置３２、表示器７９を制御する。

そして、制御装置７１は、印字休止時には図８（ｃ）に示すように、印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面を保護キャップ２２ａ〜２２ｄで覆うキャッピング位置にキャリッジ１を停止させる。

図９（ｃ）に示すように、古い印字ヘッド４ａ〜４ｄが保護キャップ２２（図９では２２ａ〜２２ｄを略して、２２と表示する）に対向した状態から、図９（ｂ）に示すように、ヘッドホルダ７を前述したとおり取り外すために凸部７ｂを中心に回転させると、印字ヘッド４ａ〜４ｄに追従して、保護キャップ２２は上向きになるように移動し、図９（ａ）に示すように、ヘッドホルダ７を取り外した後も、スプリング２７の作用でその状態に保持される。

そして、図９（ａ）に示すように、新しい印字ヘッド４ａ〜４ｄを支持するヘッドホルダ７をキャリッジ１に対し、前述のとおり凸部７ｂを凹所６ａに沿って挿入すると、保護キャップ２２は、既に上記のとおり印字ヘッド４ａ〜４ｄに向いた状態にあるから、図９（ｂ）に示すように、保護キャップ２２は、印字ヘッド４ａ〜４ｄに対し密着状態と同位置で接触することになる。それから、ヘッドホルダ７を前述のとおりロックするために、下方に回転すると、保護キャップ２２は、前記接触状態を維持しつつ、ヘッドホルダ７の回転に追従して移動し、図９（ｃ）に示すように、正規位置の印字ヘッド４ａ〜４ｄを覆う位置になる。つまり、従来のように、印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面と保護キャップ２２が相対的に擦ることがなくなる。

上記の構成は、例えば図１０及び図１１に示す印字装置に、具体化される。印字装置の外装ケース４１は、印字ヘッド４ａ〜４ｄを含むキャリッジ１及び上記各装置を、印字ヘッドのノズル面が斜め下向きになるように傾斜状態に収容する。上記説明では便宜上印字ヘッドを水平向きにして説明した。外装ケース４１は、前面に印字済み用紙を排出するための排出口４２を形成する開口を有し、上面に印字ヘッド４ａ〜４ｄ、インクカートリッジと対応する位置でキャリッジ１の移動方向に横長に延びる開口４３を有する。開口４３は、印字ヘッド４ａ〜４ｄが印字用紙と対応する印字領域の範囲にわたっているが、印字ヘッド４ａ〜４ｄが保護キャップ装置２１と対応する位置までは達していない。その後者位置には、ヘッドホルダ７の着脱を可能とする補助開口４４が、開口４３と連続して形成され、その補助開口４４に蓋部材４５が着脱可能に装着されている。

蓋部材４５は、図１１に示すように、前後即ち補助開口４４を橋渡す方向の両端縁にそれぞれ突起４６，４７を有し、まずその一方の突起４６を補助開口４４の内縁に設けた凹所４８に引っ掛け、次に蓋部材４５及び外装ケース４１の弾性を利用して他方の突起４７を補助開口４４の他方の内縁の凹所４９に引っ掛けて装着される。蓋部材４５は下方への落ち込みに対して、補助開口４４の両内縁に設けた突部５０によって受けられる。これにより、通常の使用状態において、印字ヘッド４ａ〜４ｄが保護キャップ装置２１と対向する位置になるとき（例えば、印字休止時）には、蓋部材４５によって印字ヘッド４ａ〜４ｄ、インクカートリッジ及びキャリッジ１が覆われ、それらに不用意に手が触れることがないようにしている。

本発明の参考例においては、印字ヘッド４ａ〜４ｄの交換は、従来の技術で説明したとおり、印字の休止状態、即ち印字ヘッド４ａ〜４ｄが保護キャップ２２ａ〜２２ｄと対向した位置で行う必要がある。そのときに、この蓋部材４５が取り外され、補助開口４４をとおして印字ヘッド４ａ〜４ｄがキャリッジ１に対し着脱される。

外装ケース４１の上面には図１０に示すように、開閉カバー６１がヒンジ６２のまわりに回転可能に装着されている。開閉カバー６１は、開口４３だけでなく、蓋部材４５を含む補助開口４４の周囲も開閉可能に覆っている。

図１２及び図１３は、本発明の他の参考例の保護キャップ手段にかかわる構成を具体化したものである。この例において、印字ヘッド４ａ〜４ｄ、キャリッジ１は、前述と同一のものであり、同一の符号を付して説明を省略する。

図１２はこの保護キャップ装置２１の概略構成を示すもので、印字用紙の搬送経路の外において、保護キャップ２２ａ〜２２ｄで印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面を密着して覆う機能は、前述の実施の形態と同様である。保護キャップ装置２１は、保護キャップ２２ａ〜２２ｄを支持するキャップケーシング２３と、キャップケーシング２３をヘッドホルダ７の回転方向及びヘッドホルダ７に接近離隔する方向に移動可能に支持する本体ケーシング２４と、本体ケーシング２４の止め部２４ｃとキャップケーシング２３の後部との間に介装され保護キャップ２２ａ〜２２ｄを印字ヘッド４ａ〜４ｄ側に向け付勢する付勢部材であるスプリング２６とを有する。

より詳細には、キャップケーシング２３は、本体ケーシング２４の貫通口部（図示せず）に、ヘッドホルダ７の回転方向及びヘッドホルダ７に接近離隔する方向に移動可能に挿入され、つまりキャップケーシング２３の外形寸法よりも十分大きな貫通口部に挿入されている。キャップケーシング２３は、ヘッドホルダ７の回転方向に離間した一対の脚部２３ｃを有し、その脚部２３ｃが本体ケーシング２４を貫通した後端部にそれぞれストッパ部２３ｄ，２３ｂを有する。

本体ケーシング２４は、キャップケーシング２３がヘッドホルダ７側へ所定量以上移動するのを阻止するため前記一対のストッパ部２３ｄ，２３ｂに係合する係合部である係合面２４ｄを有し、前記一対のストッパ部２３ｄ，２３ｂのうち、ヘッドホルダ７の前記回転方向下流側のストッパ部２３ｄとそれに係合する係合部２４ｄとの間の移動許容量Ｌ１を、上流側のストッパ部２３ｂとそれに係合する係合部２４ｂとの間の移動許容量Ｌ２よりも大きくし、それらの間に前記スプリング２６が設けられている。スプリング２６の付勢力は、後述するように、保護キャップ２２ａ〜２２ｄの一端が印字ヘッド４ａ〜４ｄに当たった状態で、印字ヘッド４ａ〜４ｄが凸部７ｂの回りに回転するとき、保護キャップ２２ａ〜２２ｄもそれに追従して移動するように設定されている。

よって、保護キャップ２２ａ〜２２ｄは、スプリング２６の付勢によって、図１３に二点鎖線で示すように、保護キャップの上端（ヘッドホルダ７の前記回転方向下流側の端部）が下端（ヘッドホルダ７の前記回転方向上流側の端部）よりも印字ヘッド側に突出、つまり傾斜状態になる。この状態で、印字ヘッド４ａ〜４ｄが、同図に二点鎖線で示すように、正規位置に対し傾斜した方向から挿入されると、保護キャップの上端が印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面の上端に当たる。この両者が当たる位置は、後述するように、印字ヘッドに追従して保護キャップが回転したとき保護キャップがノズル面を覆うことができる位置である。

それから、ヘッドホルダ７をキャリッジ１にロックすべく下方に回転すると、印字ヘッド４ａ〜４ｄが凸部７ｂの回りに回転するが、その際、保護キャップ２２ａ〜２２ｄが、印字ヘッド４ａ〜４ｄに追従して上記当たった点を中心に回転（即ち、傾動）しながら上方へ移動し、図１３に実線で示すように、正規位置の印字ヘッドのノズル面を覆って密着する。このように、保護キャップ２２ａ〜２２ｄの一端が印字ヘッドに当った第１の位置から、前記印字ヘッド４ａ〜４ｄの正規位置において密着する第２の位置への移動の際に、保護キャップ２２ａ〜２２ｄが印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面を擦ることがない。

印字ヘッド４ａ〜４ｄの交換は、前述の実施の形態と同様に印字ヘッド４ａ〜４ｄが保護キャップ２２ａ〜２２ｄと対向する位置にキャリッジが移動している状態で行われる。古い印字ヘッド４ａ〜４ｄが保護キャップ２２ａ〜２２ｄに密着した状態から、ヘッドホルダ７を前述したとおり取り外すと、図１３に二点鎖線で示すように、保護キャップ２２ａ〜２２ｄはスプリング２６の付勢により下向きになるように移動する。

そして、図１３に二点鎖線で示すように、新しい印字ヘッド４ａ〜４ｄを支持するヘッドホルダ７をキャリッジ１に対し、前述のとおり凸部７ｂを凹所６ａに沿って挿入すると、保護キャップ２２は、既に上記のとおり印字ヘッド４ａ〜４ｄに対し下向きに傾斜した状態にあるから、保護キャップ２２ａ〜２２ｄの上端は、印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面の上端と当たる。それから、ヘッドホルダ７を前述のとおりロックするために、下方に回転すると、保護キャップ２２ａ〜２２ｄは、ノズル面と当たっている上端を中心に回転しながら上方へ移動し、正規位置の印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面を覆う位置になる。つまり、従来のように、印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面と保護キャップ２２ａ〜２２ｄが相対的に擦ることがなくなる。

尚、上記両実施の形態において、保護キャップ２２ａ〜２２ｄは印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面を全く擦らないように構成するだけでなく、保護キャップ２２ａ〜２２ｄの外周がノズル面上の全ノズルを囲んだ状態で、ノズルを横切らない範囲でわずかに擦る程度ならば、ノズルにゴミ等を押し込むことがない。

また、印字ヘッド４ａ〜４ｄの交換は、印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面が保護キャップ２２ａ〜２２ｄと完全に密着する位置だけでなく、ヘッドホルダ７の回転に追従して保護キャップ２２が移動する位置において行うこともできる。

図１４〜１６は、保護キャップ手段にかかわる構成を具体化したものである。この実施の形態において、印字ヘッド４ａ〜４ｄ、キャリッジ１は、前述の両参考例と同一のものであり、同一の符号を付して説明を省略する。

図１４は保護キャップ装置２１の概略構成を示すもので、前述の参考例とほぼ同じ構成であるが、キャップケーシング２３の一対の脚部２３ｃはその長さが相互に同一で、同じ位置にストッパ２３ｄ、２３ｂを有し、保護キャップ２２ａ〜２２ｄは、印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面に対して前後方向に移動可能で、かつ上下方向に所定範囲で傾くようになっている。また、保護キャップ２２ａ〜２２ｄの間隔Ｌ１（図１５）は、各印字ヘッド４ａ〜４ｄの幅Ｌ２よりも大きく設定されている。

この実施の形態において、制御装置７１は、印字休止時には図１６（ａ）に示すように、印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面を保護キャップ２２ａ〜２２ｄを密着させて覆うキャッピング位置にキャリッジ１を停止させるが、印字ヘッド４の交換時には、各種スイッチ７５の１つからの信号により、キャリッジ１を、上記キャッピング位置よりずれたヘッド交換位置（図１６（ｂ））に停止させる。ヘッド交換位置は、保護キャップ２２ａ〜２２ｄによる印字ヘッド４ａ〜４ｄのキャッピング位置と印字用紙の間であって、各保護キャップ２２ａ〜２２ｄと各印字ヘッド４ａ〜４ｄとが、キャリッジ１の移動方向において相互にずれている位置である。

印字ヘッド４ａ〜４ｄを交換するとき、スイッチ７５の１つを操作すると、キャリッジ１が、印字ヘッド４ａ〜４ｄのキャッピング位置（図１６（ａ）の位置）より印字領域側に少し戻って停止する（図１６（ｂ））。この位置では、保護キャップ２２ａ〜２２ｄが図示しないバネの作用で初期位置に戻って、印字ヘッド４ａ〜４ｄから少し離れるとともに、各保護キャップ２２ａ〜２２ｄと各印字ヘッド４ａ〜４ｄとがキャリッジ移動方向に互い違いに位置する。

この位置において、図１６（ｃ）に示すように、ヘッドホルダ７をキャリッジ１より取り外し、それから、新しいヘッドホルダ７を前述したように装着する（図１６（ｂ））。このとき、新しいヘッドホルダ７の各印字ヘッド４ａ〜４ｄと各保護キャップ２２ａ〜２２ｄとが互い違いに位置しており、保護キャップ２２ａ〜２２ｄの間隔Ｌ１が印字ヘッド４ａ〜４ｄの幅Ｌ２よりも大きいことで、図１３のように、印字ヘッドが正規位置よりも保護キャップ側に傾斜して挿入されても、印字ヘッド４ａ〜４ｄが保護キャップ２２ａ〜２２ｄおよび吸引キャップ３３の間に侵入し、印字ヘッド４ａ〜４ｄがキャップ２２ａ〜２２ｄ、３３に当たることがなく、保護キャップ２２ａ〜２２ｄによって、印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面を擦ることがない。

ヘッドホルダ７の交換が終了すると、図１６（ａ）に示すように、保護キャップ２２ａ〜２２ｄによる印字ヘッド４ａ〜４ｄのキャッピング位置に戻される。

図１７は、本発明の実施の形態即ち請求項１〜１０の保護キャップ手段にかかわる構成を具体化したものである。この実施の形態において、印字ヘッド４ａ〜４ｄ、キャリッジ１及び保護キャップ装置２１は、前述の両実施の形態と同一のものであり、同一の符号を付して説明を省略する。この実施の形態において、本体ケーシング２４の突出部２４ｂが傾斜カム３１から印字領域側に離れたとき、保護キャップ２２ａ〜２２ｄが印字ヘッド４ａ〜４ｄからキャリッジ１の移動方向に離れる距離Ｌは、印字ヘッド４ａ〜４ｄを前述のように装着する際の凸部７ｂを中心とする印字ヘッド先端の回転軌跡よりも外側、保護キャップ２２ａ〜２２ｄが位置する大きさである。距離Ｌは、突出部２４ｂの高さまたは傾斜カム３１の高低差によって設定される。

制御装置７１は、印字休止時には図１７（ａ）に示すように、印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面を保護キャップ２２ａ〜２２ｄを密着させて覆うキャッピング位置にキャリッジ１を停止させ、印字ヘッド４ａ〜４ｄの交換時には、キャリッジ１を、上記キャッピング位置から印字領域側へずれたヘッド交換位置に停止させることは、前記実施例と同じである。

印字ヘッド４ａ〜４ｄを交換するとき、各種スイッチ７５の１つを操作すると、キャリッジ１が、印字ヘッド４ａ〜４ｄのキャッピング位置（図１７（ａ）の位置）より印字領域側に少し戻って停止する（図１７（ｂ））。この位置において、図１７（ｃ）に示すように、ヘッドホルダ７をキャリッジ１より取り外し、それから、新しいヘッドホルダ７を前述したように装着する（図１７（ｂ））。

このとき、新しいヘッドホルダ７の各印字ヘッド４ａ〜４ｄと各保護キャップ２２ａ〜２２ｄとはキャリッジ１の移動方向に直交する方向おいて距離Ｌだけ離れており、印字ヘッド４ａ〜４ｄが正規位置よりも保護キャップ２２ａ〜２２ｄ側に傾斜して挿入されても、印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面の回転軌跡よりも外に保護キャップ２２ａ〜２２ｄが離れて位置しているので、印字ヘッド４ａ〜４ｄがそれらのキャップ２２ａ〜２２ｄに当たることがなく、保護キャップ２２ａ〜２２ｄによって、印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面を擦ることがない。

ヘッドホルダ７の交換が終了すると、図１７（ａ）に示すように、キャリッジ１は保護キャップ２２ａ〜２２ｄによる印字ヘッド４ａ〜４ｄのキャッピング位置に戻される。

各実施の形態においては、キャリッジ１が戻るとき、バネの作用で、保護キャップ２２ａ〜２２ｄが印字領域方向に戻り、かつ印字ヘッド４ａ〜４ｄのノズル面から離れるようにしているが、傾斜カムの形状等を変えることで保護キャップを印字ヘッドのノズル面に接近する方向に付勢するバネを用いるようにすることもできるし、カム溝を用いて保護キャップの進退を直接に案内するようにすれば、バネそのものを省略することも可能である。

前記実施の形態においては、印字ヘッド４ａ〜４ｄから傾斜方向にインク滴を吐出する構成としているが、垂直方向あるいは水平方向にインク滴を吐出するように印字ヘッド及びキャリッジを縦あるいは水平にした構成のものにも本発明は適用できるのはもちろんである。

キャリッジ、印字ヘッド、インクカートリッジ等を組み付けた状態の側面図である。 図１の要部平面図である。 ヘッドホルダにインクカートリッジを取り付けた状態の斜視図である。 図１の分解状態の側面図である。 参考例の保護キャップ装置の概略構成を示す側面図である。 図５の保護キャップ装置の概略構成を示す平面図である。 本装置の制御系のブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図６の保護キャップ装置の動作の説明図である。 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図６の保護キャップ装置の動作の説明図である。 印字装置の開閉カバーを開放した状態の斜視図である。 蓋部材を開放した状態の印字装置の斜視図である。 他の参考例の保護キャップ装置の側面図である。 図１２のキャリッジ、印字ヘッド、インクカートリッジ等の側面図である。 保護キャップ装置の側面図である。 図１４の要部平面図である。 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図１４の保護キャップ装置の動作の説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は請求項５〜１０に対応する保護キャップ装置の平面図とその動作の説明図である。 従来装置の側面図である。 従来装置の動作の説明図である。 従来装置の動作の説明図である。

符号の説明

１ キャリッジ
４ａ〜４ｄ 印字ヘッド
６ 側壁
６ａ 凹所
６ｂ 挿入案内部
６ｃ 位置決め部
７ ヘッドホルダ
７ｂ 凸部
７ｃ 係止突起
１４ 係止部
２１ 保護キャップ装置
２２ａ〜２２ｄ 保護キャップ
２３ キャップケーシング
２４ 本体ケーシング
４１ 外装ケース
４３ 開口
４４ 補助開口
４５ 蓋部材

Claims (10)

1. 印字媒体に向けインクを吐出して印字する印字ヘッドと、印字ヘッドを支持するヘッドホルダと、ヘッドホルダが着脱可能に装着され印字媒体に沿って移動可能であるキャリッジと、保護キャップを有し保護キャップにて印字ヘッドのノズル面を覆う保護キャップ手段とを備え、印字休止時に印字ヘッドのノズル面を保護キャップで覆うキャッピング位置にキャリッジを停止させる印字装置において、
   保護キャップ手段は、保護キャップを支持する本体ケーシングと、本体ケーシングに設けられキャリッジに当接する突出アームと、を備えるとともに、キャリッジの印字媒体側からキャッピング位置へ移動によりキャリッジと突出アームが当接することで、保護キャップが印字ヘッドのノズル面にキャリッジ移動方向に直交する方向において近づき、キャリッジのキャッピング位置から印字媒体側への移動によりキャリッジと突出アームが当接状態から離れることで、保護キャップが印字ヘッドのノズル面よりキャリッジ移動方向に直交する方向において離れるように構成され、
   ヘッドホルダとキャリッジとの間に設けられ、ヘッドホルダを保護キャップに近づく方向にキャリッジに挿入した後、ヘッドホルダをキャリッジが印字媒体に向かう方向及びそれと直交する方向について移動不能に装着する装着手段と、
   印字ヘッド交換時に、キャリッジを、保護キャップが印字ヘッドのノズル面よりキャリッジ移動方向に直交する方向において所定間隔だけ離れるヘッド交換位置に移動させる制御手段とを備え、
   ヘッド交換位置は、キャリッジが、印字媒体の搬送経路の外で、キャリッジ移動方向に直交する方向において保護キャップと重なり、さらに、突出アームとは離れている位置であることを特徴とする印字装置。
2. 突出アームは、本体ケーシングのキャリッジ移動方向における保護キャップよりも印字媒体から離れた位置に設けられている請求項１記載の印字装置。
3. 保護キャップ移動手段が、本体ケーシングに設けられた突出部と、装置ケーシングに設けられた傾斜カムとの係合関係で、保護キャップをキャリッジ移動方向に直交する方向において所定距離移動させる請求項２記載の印字装置。
4. 装着手段が、ヘッドホルダを保護キャップに近づく方向へキャリッジに挿入した後、その挿入方向と直交する方向に回転することで、ヘッドホルダをキャリッジに対し装着する請求項１〜３のいずれかに記載の印字装置。
5. 装着手段が、印字ヘッドが印字媒体上の印字位置に対し正しく対向する正規位置に対し傾斜した方向に延びる挿入案内部と、挿入案内部の奥側に連続する位置決め部を有する凹所と、凹所に係脱可能に挿入される凸部とを有する請求項１〜４のいずれかに記載の印字装置。
6. 装着手段が、挿入案内部の位置決め部において、印字ヘッドを傾斜方向から正規位置に回転した状態でロックするロック手段をさらに有する請求項５記載の印字装置。
7. 凹所がキャリッジの移動方向の両側においてキャリッジより突出する一対の壁部の対向面側に形成されており、凸部がヘッドホルダの両側壁部に設けられる凹所に移動可能に挿入されるものである請求項５又は６記載の印字装置。
8. 印字ヘッド交換時に、キャリッジを、印字ヘッドのノズル面の回転軌跡よりも外側、かつ保護キャップが離れるヘッド交換位置に移動させる制御手段を備える請求項４〜７のいずれかに記載の印字装置。
9. キャリッジが複数の印字ヘッドをキャリッジの移動方向に並べて支持し、保護キャップ手段が複数の印字ヘッドと対向した数の保護キャップを有し、ヘッド交換位置は保護キャップが印字ヘッドを覆う位置より、キャリッジ移動方向において印字媒体側に所定間隔だけ離れている位置である請求項１〜８のいずれかに記載の印字装置。
10. さらに、印字ヘッドを含むキャリッジを収容し、キャリッジの移動経路の一側に保護キャップ手段に対向する開口部を有する外装ケースを備え、開口部を通じてヘッドホルダの着脱を可能とする請求項１〜９のいずれかに記載の印字装置。

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