JP3985122B2 - プリンタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャリッジに搭載されて往復移動するインクジェット式記録ヘッドを備えたプリンタに係り、特にキャリッジのホームポジションにおける記録ヘッドのペーパーギャップ（ＰＧ）切替、インク吸引およびクリーニングの駆動系を簡素化したプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェット式プリンタでは、記録書込み処理を終えたキャリッジをホームポジションへ移動させ、記録ヘッドをキャッピングした状態でロックし、また必要に応じて記録ヘッドのインク吸引やクリーニングなどの保守が行われている。インク吸引動作は、キャップの内部をポンプにより負圧にして記録ヘッドのノズル内のインクを吸引し、目詰まりや乾燥などを防止している。このインク吸引動作は、通常、記録ヘッドの高さを最下位に切替えてから行われる。保守後に、使用する記録用紙の厚さに応じた最適なＰＧに設定される。
【０００３】
記録ヘッドのノズル面にインクが付着していると、キャリッジの移送時に落下したり、記録用紙が記録ヘッドに触れた際に汚す原因になる。記録ヘッドをクリーニングする１つの方式としては、必要に応じてキャリッジがホームポジションから主走査方向に移送するときクリーニングブレードを記録ヘッドの通過域に突出させ、記録ヘッドのノズル面に擦らせて付着したインクを払拭する技術が知られている。
インク吸引装置やクリーニング装置は、例えば、特開平１０−２０２９１６号公報に提案されているように、単一のモータからなる駆動系により動作するよう構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、大型のプリンタにおいては、ＰＧ切替装置が上記のモータとは別のモータ駆動系を備えた構成になっている。そのため、装置が大型化し、製造コストを高める要因になっていた。
本発明の目的は、単一の駆動手段によりＰＧ切替、インク吸引およびクリーニングの各動作を行えるようにし、装置を簡素化したプリンタを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する為、第１の態様の発明は、キャリッジに搭載されたインクジェット式記録ヘッドの往復移動により記録用紙に記録書込みを行うプリンタにおいて、回転方向を正逆切換え可能な単一の駆動手段と、駆動手段の正転または逆転による二つの動力を伝達する遊星ギア機構と、記録ヘッドとプラテンとの間隔を該記録ヘッドの高さ位置で設定するペーパーギャップ切替手段と、記録ヘッドのノズル面を被覆するキャップを有するキャッピング手段と、ポンプを有し、ペーパーギャップ切替手段へ動力が供給されない駆動手段の回転のときポンプを駆動し、キャッピング手段のキャップ内を負圧にしてインクを吸引するインク吸引手段とを備え、キャリッジがホームポジションにあるとき、遊星ギア機構は、駆動手段の正転または逆転のいずれかの動力をペーパーギャップ切替手段へ伝達し、前記遊星ギア機構から動力が伝達される前記ペーパーギャップ切替手段側のギアは、前記キャリッジに設けられ、該キャリッジがホームポジションにあるとき、前記遊星ギア機構の遊星ギアは、前記ペーパーギャップ切替手段側の前記ギアに動力伝達する第一の位置、および前記ペーパーギャップ切替手段側の前記ギアから離間し前記インク吸引手段に動力を伝達する第二の位置へ周回移動するように設けられ、前記キャリッジがホームポジションへ移送されるとき、前記遊星ギアは前記第二の位置に位置し、前記キャリッジが、ホームポジションから前記遊星ギアがペーパーギャップ切替手段側の前記ギアと噛合わない位置まで移送された後、前記駆動手段が、前記遊星ギアを前記第二の位置へ周回移動させるように構成されていることを特徴とする。
第１の態様の発明によれば、駆動手段の一方向の回転動力が遊星ギア機構を介してペーパーギャップ切替手段へ伝達されるので、上記とは異なる他方向に回転させ前記動力の伝達を断っておくことによりキャリッジがホームポジションに移送されたときペーパーギャップ切替手段の伝達ギアに対し遊星ギア機構の遊星ギアが太陽ギアを中心にした周回移動により噛合うため衝撃が小さく、かつ円滑に行われるようになる。
【０００６】
第２の態様の発明は、第１の態様の発明において、インク吸引手段の動力は、駆動手段がペーパーギャップ切替手段へ動力を伝達する回転方向とは異なる方向に回転したとき、遊星ギア機構を介して伝達されることを特徴とする。
第２の態様の発明によれば、駆動手段からペーパーギャップ切替手段とインク吸引手段へ供給される動力の切替機構を遊星ギア機構で構成することで、部品が少なくなり、かつモータの正逆転によって確実に動力の伝達の切替えが行われる。
【０００７】
第３の態様の発明は、第１または第２の態様の発明において、記録ヘッドのノズル面を払拭するクリーニング手段を有し、ペーパーギャップ切替手段と駆動手段との間に動力の伝達が行われない位置にキャリッジを移動させ、この状態で遊星ギア機構を介してペーパーギャップ切替手段へ動力を伝達する駆動手段の回転方向と同じ方向の回転によってクリーニング手段を動作させることを特徴とする。
第３の態様の発明によれば、ＰＧ切替、インク吸引およびクリーニングの各動作を行うための動力を単一の駆動手段から供給されるので、駆動系の構成が簡素化され、装置の小型化が図れると共に、各動作は駆動手段とキャリッジ駆動系の制御をソフトによって実現できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。本実施例は、Ａ１判またはＢ１判程度の用紙幅の記録用紙まで記録を行うことができる大型のプリンタに適用したものである。図１は本発明に係るプリンタにおけるプリンタ本体の前蓋を開いた状態を示す斜視図である。
【０００９】
プリンタ１は、給紙部２、記録部３および排紙部４からなっている。給紙部２は、プリンタ１の後方上部に突き出るように設けられており、その内部にはロール状の記録用紙がセットされ、この記録用紙を覆うように紙カバー２０が開閉可能に取り付けられている。記録用紙として単票紙を使用する場合には、紙カバー２０を閉めて連続紙と略同じ用紙搬送路にセットする。
【００１０】
記録部３は、記録ヘッド３1および用紙切断用のカッタ−９１を搭載したキャリッジ３0、記録用紙を副走査方向に搬送する紙送りローラ、記録ヘッド３1へのインク供給装置、用紙搬送路に明けられた吸引口から空気を吸い込み、記録用紙を吸引し浮き上がりを防止する紙吸引装置、記録を実行する為の制御装置等を備え、キャリッジ３０、フラットケーブル３４、インクチューブ３５、用紙搬送路等を覆うよう上蓋３６と前蓋３７が設けられている。前蓋３７は、用紙搬送面側に位置する下部が回動可能に支持されている。
【００１１】
キャリッジ３０は、図２に示すプリンタ本体のサイドフレーム３８に両端が支持されたレール６にコロを介して吊り下げられ、かつキャリッジベルト７が連結されている。キャリッジ駆動装置（図示を省略）によってキャリッジベルト７が作動すると、キャリッジ３０はキャリッジベルト７の動きに連行され、レール６に案内されて往復移動する。記録ヘッド３１には、制御部から記録信号を送るためのフラットケーブル３４とインクを供給する複数のインクチューブ３５が接続されている。
【００１２】
キャリッジ３０のホームポジションは、ケーシング１０内に設けられており、記録ヘッド３１のインク吸引装置、クリーニング装置、キャリッジロック装置、駆動装置などが装備されている。ケーシング１０には、記録書込み処理を実行するときの各種の設定を行うための操作パネル８が設けられている。
【００１３】
記録部３の前側には、インク供給装置を構成するカートリッジホルダ５が備えられ、このカートリッジホルダ５のホルダ本体５０に６色分（イエロー、ライトマゼンタ、ライトシアン、マゼンタ、シアン、黒）のインクカートリッジが横並びかつプリンタ１の前面側から抜き差し可能に納められている。ホルダ本体５０には、挿し込まれたインクカートリッジを覆うホルダカバー５１が開閉可能に設けられている。各色のインクは、インクチューブ３５を通して記録ヘッド３１に供給され、記録用紙への記録に使われる。
【００１４】
本実施例のプリンタ１における記録動作は、給紙部２から給送された記録用紙を紙送りローラにて間欠的にプラテンへ送り、記録ヘッド３１の往復移動により記録し、その記録用紙が排紙部４の排紙ローラによりプリンタ１の前方斜め下方に向けて搬送される。記録終了後にキャリッジ３０を走行させ、カッター９１により記録用紙を切断し、排紙受け装置（図示を省略）に排紙される。
【００１５】
次に、ＰＧ切替装置、インク吸引装置およびクリーニング装置について説明する。図２はキャリッジのホームポジションの構成を示す正面図、図３はＰＧ切替装置、インク吸引装置およびクリーニング装置のブロック図、図４はＰＧ切替時およびインク吸引時の遊星ギア機構のギア展開図、図５はクリーニング時の遊星ギア機構のギア展開図である。
【００１６】
キャリッジ３０は、ホームポジションへ移送されると、先ずホームポジションセンサ３９に検出される。キャリッジ３０側の被ロック部材１１は、ロック方向に付勢されたロック部材１２に当接し、ロック部材１２の傾斜面を利用して下方に押し下げる。ロック部材１２は、サイドフレーム３８に回動可能に取り付けられている。更に、被ロック部材１１がロック部材１２を乗り越えると、ロック部材１２の元位置への復帰によってキャリッジ３０の主走査方向の移動が拘止され、待機位置に保持される。
ホームポジションからキャリッジ３０が移送されるときは、キッカー１３が下降しロック部材１２を下方に押し下げ、被ロック部材１１の通過を許可する。
【００１７】
キャッピングユニット１４は、キャップ１５を記録ヘッド３１側に平行移動させ、記録ヘッド３０の封止位置と記録ヘッド３０から離間した待機位置にするリンク機構、そのリンク機構を作動させるアーム、キャップ１５を常時待機位置にするようリンク機構を付勢するスプリングを備えている。ホームポジションに移送されたキャリッジがキャッピングユニット１４のアームに当接し、押すことによりリンク機構が作動してキャップ１５を待機位置から持上げ記録ヘッド３１を封止する。一方、キャリッジ３０がホームポジションを離れるとスプリングの作用によりキャップ１５が記録ヘッド３１から離れ、待機位置に戻る。
キャリッジ３０がホームポジションに在るとき、キャッピングユニット１４が動作してキャップ１５にて記録ヘッド３１を封止し、ポンプ１６を駆動してキャップ１５内を負圧にして記録ヘッド３１のノズル内のインクを吸引する。このインク吸引動作は、後述の遊星ギア機構によりＰＧ切替伝達ギア６１に伝達される動力によりＰＧ切替機構６０を動作させて記録ヘッド３１を最下位、つまりキャッピングユニット１４のキャップ１５に近い位置へ高さを切替えた後に行われる。
【００１８】
ＰＧ切替は、キャリッジ３０がホームポジションに在るときＰＧ切替伝達ギア６１に設けられたフラグ６２ａをＰＧ切替伝達ギア６１の回転状態で光学式の原点センサ６２により検知し、この信号に基づいてＰＧ切替の原点を検出した後、この原点を基準として記録ヘッド３１が最下位となるステップ数でモータ９０を回転させる。ここで、キャッピングユニット１４、キャップ１５は、本発明を構成するキャッピング手段である。ＰＧ切替機構６０、ＰＧ切替伝達ギア６１、原点センサ６２は、本発明を構成するＰＧ切替手段である。
【００１９】
記録ヘッド３１は、プラテンに対向する方向に移動可能に支持されており、この方向の高さを数段階に切替えて設定される。高さ位置の切替は、各高さに対応したステップ数でモータ９０を回転させる。
インク吸引装置７０は、ポンプ７１とキャップ１５とをチューブ７２により接続されており、キャップ１５で記録ヘッド３０のノズル面を封止した状態でモータ９０の動力を遊星ギア機構９２、ポンプ伝達ギア７２、ポンプ駆動ギア７３に伝え、ポンプ７１を駆動し、ノズル内のインクを吸引することで目詰まり等を防止する。ここで、ポンプ７１、ポンプ伝達ギア７２およびポンプ駆動ギア７３は、本発明を構成するインク吸引手段である。
【００２０】
クリーニング装置８０は、クリーニングブレード８１を記録ヘッド３１の通過域に出入れするブレード出入れ機構８２からなっている。キャリッジ３０が主走査方向に移送されるときクリーニングブレード８１が記録ヘッド３１の通過域に突出し、そのノズル面を擦ってインク汚れを払拭する。ここで、クリーニングブレード８１、ブレード出入れ機構８２、ブレード出入れ伝達ギア８２Ａは、本発明を構成するクリーニング手段である。
【００２１】
上記のキャッピングユニット１４、ＰＧ切替機構６０、ブレード出し入れ機構８２およびポンプ７１の駆動系を図３〜図５に基づいて説明する。駆動系は、単一のモータ、例えばステッピングモータ９０によって構成され、モータ９０のピニオンギア９１を介して遊星ギア機構９２およびブレード出入れ機構８２に動力が伝達される。ブレード出入れ機構８２は、ピニオンギア９１に噛合するブレード出入れ伝達ギア８２Ａを介して動力の伝達が行われる。遊星ギア機構９２は、太陽ギア９３を中心に周回する遊星ギア９４が配置されている。遊星ギア9４は、太陽ギア９３の軸に揺動可能に支持された遊星アーム９５に回転可能に支持されている。
【００２２】
太陽ギア９３の回転方向により遊星ギア９４は、ＰＧ伝達ギア６１に噛合い（第一の位置）、またはポンプ伝達ギア７２に噛合い（第二の位置）、必要な変速比の回転で動力を伝達する。ポンプ伝達ギア７２は、ポンプ駆動ギア７３に動力を伝達し、ポンプ７１を駆動する。
【００２３】
遊星ギア機構９２の作用をＰＧ切替、インク吸引およびクリーニングの各動作に合わせて説明する。ここでは、モータ９０の正転のときＰＧ切替とクリーニングを行い、モータ９０の逆転のときインク吸引を行うものとする。
キャリッジ３０がホームポジションから移送されると、クリーニングブレード８１が引っ込められる。この動作はモータ９０の逆転によって行われる。即ち、モータ９０の逆転により遊星ギア９４は、第一の位置から第二の位置へ移動し、次にキャリッジ３０がホームポジションに戻るまでこの状態が維持される。
【００２４】
キャリッジ３０がホームポジションへ移送され、ロックされると、図４に示すようにキャリッジ３０のＰＧ切替ギア６１が遊星ギア９４と噛合い可能な位置になる。ＰＧ切替動作▲１▼がスタートするとモータ９０が正転し、太陽ギア９３の回転により遊星ギア９４が第二の位置から第一の位置へ回転しながら周回移動してＰＧ切替伝達ギア６１に噛合う。ＰＧ切替伝達ギア６１の回転によりＰＧ切替機構６０が動作し、先ず記録ヘッド３１の高さ位置の原点を検出する。この原点が検出されると、切替える高さに相当するステップ数だけステッピングモータ９０を駆動する。続いて行われるインク吸引動作▲２▼の為、上記のＰＧ切替では最下位の高さ、つまりキャップ１５に最も近づいた高さに切替えられる。
【００２５】
このようにＰＧ切替動作▲１▼では、ＰＧ切替伝達ギア６１と遊星ギア９４の噛合いが遊星ギア９４の周回移動によって行われるので、噛合い時の衝撃が小さく、音の発生を抑えかつ円滑な動力の伝達が行われる。
【００２６】
インク吸引動作▲２▼がスタートするとモータ９０が逆転し、太陽ギア９３の回転により遊星ギア９４が第一の位置から第二の位置へ回転しながら周回移動してポンプ伝達ギア７２に噛合う。ポンプ伝達ギア７２の回転によりポンプ駆動ギア７３を介してポンプ７１が駆動し、キャップ１５内を負圧にしてインクを吸引する。
【００２７】
クリーニング動作▲３▼は、キャリッジ３０が主走査方向に移送するときに行われる。先ずキャリッジ３０をホームポジションからＰＧ切替ギア６１と遊星ギア９４とが噛合わない位置へ移動させる。この移動によりキャップ１５は、自動的に記録ヘッド３１から離れる。キャップの前記移動は、ホームポジションセンサ３９の検出信号に基づいてキャリッジ駆動装置のモータ（図示を省略）を制御する。同時に、図５に示すようにモータ９０を正転させ、ブレード出入れ伝達ギア８２Ａの回転によりブレード出入れ機構８２を動作させ、クリーニングブレード８１を記録ヘッド３１の通過域に突出させる。キャリッジ３０が主走査方向に移送を開始すると、記録ヘッド３１のノズル面がクリーニングブレード８１に擦れて払拭される。キャリッジ３０がクリーニングブレード８１を通過すると、モータ９０は逆転され、クリーニングブレード８１を待機位置に引っ込めると同時に、遊星ギア９４を第二の位置に周回移動させる。
【００２８】
本実施例のプリンタには、記録書込み後の記録用紙を切断するための切断装置９０がキャリッジ３０に搭載されている。切断装置９０は、キャリッジ本体のサイドプレート３０ａに固定された電磁プランジャによりカッター９１を用紙搬送路側に突出させ、キャリッジ３０の走行により記録用紙を切断する。
【００２９】
本実施例のプリンタでは、インク吸引装置の動力が遊星ギア機構９２を介して伝達される構成になっているが、他の形態としてはステッピングモータ９０のピニオンギア９１とポンプ伝達ギア７２の間に一方向クラッチを配設し、逆転時のみ動力の伝達が行われるように構成することもできる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動手段の一方向の回転動力が遊星ギア機構を介してペーパーギャップ切替手段へ伝達されるので、異なる他方向に回転させ前記動力の伝達を断っておくことによりキャリッジがホームポジションに移送されたときペーパーギャップ切替手段の伝達ギアに対し遊星ギア機構の遊星ギアが太陽ギアを中心にした周回移動により噛合うため衝撃が小さく、かつ円滑に行われるようになる。
【００３１】
また、ＰＧ切替、インク吸引およびクリーニングの各動作を行うための動力を単一の駆動手段から供給されるので、駆動系の構成が簡素化され、装置の小型化が図れると共に、各動作は駆動手段とキャリッジ駆動系の制御をソフトによって実現できるため、仕様変更等の対応が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプリンタにおける装置本体の前蓋を開いた状態を示す斜視図である。
【図２】キャリッジのホームポジションの構成を示す正面図である。
【図３】ペーパーギャップ（ＰＧ）切替装置、インク吸引装置およびクリーニング装置のブロック図である。
【図４】ペーパーギャップ切替時およびインク吸引時の遊星ギア機構のギア展開図である。
【図５】クリーニング時の遊星ギア機構のギア展開図である。
【符号の説明】
１ プリンタ
２ 給紙部
３ 記録部
４ 排紙部
５ インクカットリッジホルダ
１４ キャッピングユニット
３０ キャリッジ
３１ 記録ヘッド
３９ キャリッジのホームポジションセンサ
６２ ＰＧ切替伝達ギアの原点センサ
７０ インク吸引装置
７１ ポンプ
８０ クリーニング装置
９０ 切断装置

Claims (2)

1. キャリッジに搭載されたインクジェット式記録ヘッドの往復移動により記録用紙に記録書込みを行うプリンタにおいて、
   回転方向を正逆切換え可能な単一の駆動手段と、
   前記駆動手段の正転または逆転による二つの動力を伝達する遊星ギア機構と、
   前記記録ヘッドとプラテンとの間隔を該記録ヘッドの高さ位置で設定するペーパーギャップ切替手段と、
   前記記録ヘッドのノズル面を被覆するキャップを有するキャッピングユニットと、
   ポンプを有し、前記ペーパーギャップ切替手段へ動力が供給されない前記駆動手段の回転のとき前記ポンプを駆動し、前記キャッピングユニットのキャップ内を負圧にしてインクを吸引するインク吸引手段と、を備え、
   前記キャリッジがホームポジションにあるとき、前記遊星ギア機構は、駆動手段の正転または逆転のいずれかの動力を前記ペーパーギャップ切替手段へ伝達し、
   前記遊星ギア機構から動力が伝達される前記ペーパーギャップ切替手段側のギアは、前記キャリッジに設けられ、
   該キャリッジがホームポジションにあるとき、
   前記遊星ギア機構の遊星ギアは、前記ペーパーギャップ切替手段側の前記ギアに動力伝達する第一の位置、および前記ペーパーギャップ切替手段側の前記ギアから離間し前記インク吸引手段に動力を伝達する第二の位置へ周回移動するように設けられ、
   前記キャリッジがホームポジションへ移送されるとき、
   前記遊星ギアは前記第二の位置に位置し、
   前記記録ヘッドのノズル面を払拭するクリーニング手段を有し、前記ペーパーギャップ切替手段と前記駆動手段との間に動力の伝達が行われない位置に前記キャリッジを移動させ、
   この状態で前記遊星ギア機構を介してペーパーギャップ切替手段へ動力を伝達する前記駆動手段の回転方向と同じ方向の回転によって前記クリーニング手段を動作させ、
   前記キャリッジが、ホームポジションから前記遊星ギアがペーパーギャップ切替手段側の前記ギアと噛合わない位置まで移送された後、
   前記駆動手段が、前記遊星ギアを前記第二の位置へ周回移動させるように構成されていることを特徴とするプリンタ。
2. 前記インク吸引手段の動力は、前記駆動手段がペーパーギャップ切替手段へ動力を伝達する回転方向とは異なる方向に回転したとき、前記遊星ギア機構を介して伝達されることを特徴とする請求項１記載のプリンタ。

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