JP4154912B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置におけるインクの吸引機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、記録ヘッドに備えたノズルから記録媒体にインクを吐出して記録を行う。このような記録ヘッドは、ノズル開口部からの溶媒の蒸発によるインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、気泡の混入等により記録不良を起こす問題を抱えている。このためにインクジェット記録装置には、休止時に記録ヘッドのノズル開口部を覆って乾燥を防止するキャップ部材を備え、必要に応じてノズルからインクを吸引して固化したインクによる目詰まりや微細なゴミ、インク液中の気泡を吸い出してクリーニングを行うように構成されている。また、吸引によるクリーニングの後は、ノズル開口部が濡れているため、ワイピング手段で拭き取り、記録に差し支えないようにしている。
【０００３】
さらに、記録データに合わせてインク吐出の有無を決めるオンデマンド方式のインクジェット記録装置では、使用される頻度の少ないインク吐出口では特にインクが増粘して、ヘッドからのインクの吐出が不安定になったり、インクの染料濃度が高くなったり、インクを吐出できなくなる等の問題が発生しやすくなる。このため、印刷動作の途中でも定期的にフラッシング（回復吐出）と呼ばれる吐出を行い、ノズルから増粘したインクを追い出すようにしている。
【０００４】
そして、クリーニングを行った結果記録ヘッドから吸引されたインクはポンプ等によって専用の廃インクタンクに排出され、蓄積されていた。また、印刷途中に行われるフラッシングによって記録ヘッドから吐出されたインクは、クリーニングに比べると比較的量が少ないので、専用の吸収部材(スポンジ状のフォーム等）に吸収させていた。それに対して、ワイピング手段で拭き取るインクは記録ヘッドの表面に表面張力で残っているインクを拭き取るだけなので少量であり、なんら吸引したり吸収させたりはしていなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ビジネス向け等で大量に印刷したり、長時間印刷を続けるような場合、フラッシングやワイピングによって吸収されたり拭き取られるインク量も増え、ワイピング手段で拭き取られるインクを放置した場合には、装置内部が汚れる他、フラッシングによって吐出されたインクを吸収する場合には、その吸収能力に応じて頻繁に交換するか、製品寿命に会わせて十分大きくしておく必要があり、装置の小型化の要請にも合わず、製造コストの上昇にもつながる問題がある。
【０００６】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、記録ヘッドのクリーニング、ワイピング、フラッシングにより排出されるインクを切換えて選択的に吸引することができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のインクジェット記録装置は、ノズルからインクを吐出して記録媒体に画像を記録する記録ヘッドと、前記記録ヘッドのノズルを覆う複数のキャップ部材と、前記記録ヘッドのノズル面のインクを拭き取るワイピング手段と、前記キャップ部材及び記録媒体に対向しない位置で前記記録ヘッドから吐出されたインクを受けるインク受け部と、前記キャップ部材、前記ワイピング手段及び前記インク受け部のそれぞれに設けられたインクを吸引するための吸引孔と、前記各吸引孔と連通するための吸引口及び前記吸引ポンプと連通するための吐出口を有し、当該各吸引孔と選択的に連通してインクを吸引するための吸引ポンプと、前記各吸引孔と連通するための吸引口及び前記吸引ポンプと連通するための吐出口を有し、前記吸引ポンプと前記各吸引孔との間に設けられた切換機構とを備え、前記切換機構は、前記吸引ポンプと第１チューブを介して連通するために天面の中央に設けられている前記吐出口と、前記各吸引孔と第２チューブを介して連通するために外周面に設けられている複数の前記吸引口とを備えた円筒状 の本体部と、当該本体部に対して相対的に回転可能に嵌め込まれ、前記各吸引口を前記吐出口と連通させるための天面に設けられた複数の天面溝及び切換部材の回転軸方向に沿う方向に外周面に設けられた複数の外周面溝とを備えた切換部材と、当該切換部材に嵌め合わされるとともに、前記切換部材を前記本体部に対して回転させるギア部材とから構成され、前記キャップ部材の各吸引孔に対応する各吸引口に連通する前記外周面溝は、前記切換部材の天面からの距離が互いに等しく、前記キャップ部材の各吸引孔に対応する各吸引口に連通する前記外周面溝から前記吐出口に連通する前記天面溝の距離が互いに等しいことを特徴とする。
【０００８】
この構成のインクジェット記録装置では、キャップ部材に覆われた状態で記録ヘッドからインクを吸引し、ノズルのクリーニングを行う。そして、インク吸引後に湿ったノズル面のインクをワイピング手段で拭き取る。また、使用頻度の低いノズルの目詰まりを回復させるために記録媒体に対向しない位置でインクを吐出するフラッシングを行い、そのインクをインク受け部に受ける。キャップ部材、ワイピング手段、インク受け部のそれぞれにインクを吸引するための吸引孔を設け、記録ヘッドからのインクの吸引、ワイピング手段によるインクの拭き取り、及びフラッシングから発生するインクを、切換機構により切り換えて吸引ポンプにより選択的に吸引する。従って、クリーニング、ワイピング、フラッシングにより排出されるインクの処分を小型の機構で実現できる。
【０００９】
【００１０】
また、この構成のインクジェット記録装置では、保存状態においては、本体部の吸引口と切換部材の溝とを複数個一致するように位置させ、複数の吸引口が吐出口と連通するように保持する。切換機構内には多少のインクが存在し、これと記録ヘッドが連通すれば、キャップ部材内の湿度が保たれ、乾燥によるインクの目詰まりが防止される。いずれかの吸引孔からインクを吸引する場合には、ギア部材を回転させて切換部材を回転させ、吸引口のいずれにも溝が連通しない状態で吸引ポンプに負圧を溜め、特定の吸引口のみを溝と連通させて吸引を行い、吸引ポンプに吸い上げる。
【００１１】
請求項２に記載のインクジェット記録装置は、前記複数の吸引口は、前記ワイピング手段又は前記インク受け部に設けられた吸引孔に連通する吸引口の少なくともいずれか少なくとも１の吸引口が他の吸引口と段違いに設けられ、前記複数の溝のうち、前記段違いの吸引口に対応する外周面に設けられた溝は、他の溝よりも切換部材の回転軸方向に沿う方向に長く形成されていることを特徴とする。
【００１２】
この構成のインクジェット記録装置では、請求項１に記載のインクジェット記録装置の作用に加え、ワイピング手段又は前記インク受け部に設けられた吸引孔に連通する吸引口の少なくともいずれかの吸引口を他の吸引口とは段違いに設け、対応する溝に長短をつけることにより、吸引口と溝の連通する位置の組み合わせを増し、ギア部材の回転角度に過重な精度を要求することなく切換える吸引先の数を多くすることが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載のインクジェット記録装置は、前記外周面に設けられた複数の溝は、前記外周面に設けられた複数のリブにより三方を囲まれて形成されていることを特徴とする。
【００１４】
この構成のインクジェット記録装置では、請求項２に記載のインクジェット記録装置の作用に加え、切換部材の外周面にリブが形成され、負圧溜めの際及び負圧印加時に切換部材が変形して負圧が漏れることを防ぎ、さらに、組み立て時の切換部材の切換機構への挿入を容易にしている。
【００１５】
請求項４に記載のインクジェット記録装置は、前記キャップ部材を前記記録ヘッドを覆う方向へ付勢する付勢手段と前記記録ヘッドから離れる方向へ押圧するカムとを備え、前記カムの駆動機構と前記ギア部材とが連結され、前記切換機構は、前記本体部と前記切換部材とが圧入されて形成されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成のインクジェット記録装置では、請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェット記録装置の作用に加え、本体部に切換部材が圧入されているためギア部材により切換機構が回転する際には摺動による摩擦抵抗が発生する。カムによりキャップ部材を上昇させて記録ヘッドを覆う場合、カムの駆動機構とギア部材とが連結されているため、切換機構が回転し、切換部材と本体部が摺動するために回転負荷がかかり、カムが回りすぎて急激にキャップ部材が上昇し、記録ヘッドのメニスカスを壊すおそれがない。
【００１７】
請求項５に記載のインクジェット記録装置は、前記各吸引孔と前記切換機構とを連通する前記第２チューブの内径は、前記吸引ポンプと前記切換機構とを連通する前記第１チューブの内径よりも小さいことを特徴とする。
【００１８】
この構成のインクジェット記録装置では、請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェット記録装置の作用に加え、吸引ポンプに負圧を溜めるときには切換機構で第２チューブは遮断し、内径が大きく体積が大きい第１チューブを用い、吸引の際には第２チューブを連通させて、特に記録ヘッドからインクを吸引する際の負圧の低下を極力抑えて大きな負圧を印加させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態のインクジェットプリンタ１について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態のインクジェットプリンタ１の概略斜視図である。インクジェットプリンタ１は、インクを吐出して記録媒体に記録する記録ヘッド２と、記録媒体を積載する供給トレイ３と、供給トレイ３からピックアップされ、供給ローラ(図示せず)により搬送された記録媒体を記録ヘッド２に対して平面に保つリブ付のプラテン４と、記録ヘッド２のクリーニングやインクの選択的吸引を行うためのメンテナンスユニット１０を有し、記録済の記録媒体は排出ローラ(図示せず)によりインクジェットプリンタ１から排出される。
【００２０】
記録ヘッド２は、シャーシ７に保持されたガイドシャフト５とガイドレール(図示せず)に摺動自在なキャリッジ６に搭載され、キャリッジモータにより駆動されて往復運動しながら記録を行う。また、記録ヘッド２は、インクを吐出するインクノズル(図示せず)を有し、シャーシ７の下部に設けられたインクタンク(図示せず)からインクチューブ８を経由して供給されるインクを記録媒体に向けて吐出して記録する。本実施形態は、カラーインクジェットプリンタであり、複数色のインクを使用するものである。記録媒体は、供給トレイ３の上面にセットされ、シャーシ７内部に収められた供給ローラ、中間ローラにより順に搬送され、記録ヘッドにより記録されて排出ローラによりインクジェットプリンタ１から排出される。記録ヘッド２は、印刷動作中定期的にインク受け部９が設けられたフラッシング位置にてノズルの目詰まり防止のための回復吐出を行い、フラッシング位置下部に設けられたインク受け部９にインクを受ける。さらに、インク受け部９が設けられたフラッシング位置と反対側の記録ヘッド待機位置の下には、クリーニングを行い、インクを選択的に吸引するためのメンテナンスユニット１０が設けられている。
【００２１】
図２は、メンテナンスユニット１０の平面図である。メンテナンスユニット１０は、メンテナンス用モータ１１と、記録ヘッド２のノズル部分を覆うキャップ１２と、クリーニング後のノズル開口部を拭き取るためのワイパ１３と、インクを吸引するための吸引ポンプ１４と、キャップ１２，ワイパ１３，インク受け部９に連通する複数の吸引口２６と吸引ポンプ１４に連通する吐出口２５とを有する切換機構１５と、切換機構１５の角度を制御するためのカム１６とを有し、これらの部材は複数のギア３１ａ〜３１ｊ，３２，３３，３４，３５で連結されている。
【００２２】
キャップ１２は、インク色の混色を避けるため、キャップ１２ａとキャップ１２ｂの２室構成とされ、それぞれにインクの吸引孔が設けられている。これらの吸引孔は、チューブ１７ａ，１７ｂにより切換機構１５に連結している。キャップ１２は、バネにより上方に付勢されており、待機位置にある記録ヘッド２に対して上方に移動してノズルを覆い、記録ヘッド２が待機位置から離れる場合には、前記バネの付勢力に抗してノズルから外される。記録ヘッド２をクリーニングする場合には、ノズルがキャップ１２によって覆われた状態でインクを吸引する。クリーニング終了後は、インク吸引によりノズル開口部が濡れており、そのままではインク吐出がうまくいかないので、記録ヘッド２の移動に合わせてワイパ１３を上下させてノズル開口部に当て、余分なインクをワイパ１３に拭き取らせて回収する。ワイパにも吸引孔が設けられ、切換機構１５にチューブ１７ｃにより連結されている。
【００２３】
吸引ポンプ１４は、可撓性チューブ１７内の体積変化を利用して負圧を発生させるチューブ式のポンプである。吸引ポンプ用チューブ１４ａは、その一端(吐出口)がチューブコネクタ１４ｂ及び図示しないチューブを介して廃インクを貯留するための廃インク貯留部に連結し、他端(吸引口)がチューブコネクタ１４ｃ及びチューブ１７ｅを介して切換機構１５の吐出口２５に連結している。吸引ポンプ用チューブ１４ａは、ポンプ内のチューブ溝内に装着され、吸引ポンプ用チューブ１４ａと接触するように加圧コロ(図示せず)が設けられている。負圧発生時には、吸引ポンプ１４の回転に伴って加圧コロが吸引ポンプ用チューブ１４ａを押し潰し、押し潰された吸引ポンプ用チューブ１４ａの体積変化によって発生した負圧によりチューブ１７ｅを介して切換機構１５からインクを吸引する。吸引したインクは図示しないチューブを介して廃インク貯留部に送られる。
【００２４】
カム１６は、切換機構１５と連動して同時に駆動され、その底面には記録ヘッド２へのキャップ１２の上下動（キャッピング・アンキャッピング）を行うためのカム(図示せず)が設けられるとともに、その外周にはワイピングのためのワイパ１３の上下動を行うためのカム１６ａと、カム１６の回転位置を検出するためのリーフスイッチ１８に接触してそのオン・オフを行うための複数の凸状のカム面１９ａ〜１９ｅが設けられている。ワイパ１３は、軸２０ａを中心として揺動可能なリンク２０に取り付けられて上下動可能に構成され、常には記録ヘッド２のノズル面に接触しない下方の退避位置に下向きに付勢されている。リンク２０には、ピン２１が突出されており、ピン２１をカム１６ａで持ち上げることにより、ワイパ１３が記録ヘッド２のノズル面に接触可能な位置に配置される。
【００２５】
次に、切換機構１５について図３乃至図６に基づいて説明する。図３は、切換機構１５の断面図、図４は切換機構１５の本体部２２の斜視図、図５は切換機構１５の切換部材２３の斜視図、図６は切換部材２３の平面図及び底面図である。図３に示すように、切換機構１５は、円筒状の本体部２２と、本体部２２に回転可能に嵌め込まれた切換部材２３と、メンテナンスユニット１０の基台に立設された回転軸を中心に回転し、切換部材２３を本体部２２に対して回転させる切換ギア部材２４とから構成されている。図４に示すように、本体部２２は樹脂で形成され、チューブ１７ｅを介して吸引ポンプ１４に連結する吐出口２５を天面に備え、キャップ１２ａ，キャップ１２ｂ，ワイパ１３，インク受け部９のそれぞれの吸引孔にチューブ１７ａ〜１７ｅを介して連結する吸引口２６ａ〜２６ｄを段違いに外周面に備えている。本実施形態では、上段にチューブ１７ａ，１７ｂを介してキャップ１２ａ，１２ｂに接続される吸引口２６ｂ，２６ａ、及びチューブ１７ｄを介してインク受け部９に接続される吸引口２６ｄの３個の吸引口が、下段にチューブ１７ｃを介してワイパ１３に接続される吸引口２６ｃが設けられている。複数の吸引口２６を段違いにしたのは、吸引口２６の数が増えるに従って、全ての吸引口２６を同一円周上に設けようとすると、吸引口２６の選択を精細な角度切換によって行う必要があるが、段違いに設けると、同じ角度であっても違う段の吸引口２６とは連通しないので、構造の自由度が増すためである。
【００２６】
切換部材２３はゴム等の弾性体で形成され、図５及び図６（ａ）に示すように、天面に４方向に伸びる天面溝２７ａ〜２７ｄが切ってあり、４端のそれぞれがそのまま外周面溝２８ａ〜２８ｄにつながっている。外周面溝２８は、下段の吸引口２６ｃに対応する外周面溝２８ｃが長く、吸引口２６ａ，２６ｂ，２６ｄに対応する外周面溝２８ａ，２８ｂ，２８ｄが短く形成されている。尚、外周面溝２８ｃは、吸引口２６ａ，２６ｂ，２６ｄにも対応することになる。さらに、外周面には摺動方向に沿って全周に３本のリブ２９が形成されており、外周面溝２８のところでリブ２９が切れるようにし、かつ外周面溝２８がリブ２９に囲まれる形で形成されている。リブ２９を備えることで、負圧を溜める際及び負圧を印加するために切換部材２３が回転する際に切換部材２３が変形して隙間ができてしまい、その隙間から負圧が漏れるのを防止できる。外周面溝２８を除く外周面の全域が本体部２２の内壁面に接触するようにすると、隙間ができやすいので、これを防止するためである。また、リブ２９を形成しておくと、組み立て時に切換部材２３を本体部２２に挿入する際にバランスよく挿入でき、組み立てが容易である。切換部材２３の内周面には、切換ギア部材２４と嵌め合わされて一体的に回転するようにするために、図６（ｂ）に示すように、４個の凹部３０ａ〜３０ｄが設けられている。
【００２７】
切換ギア部材２４は、上部の外周面に設けられた４つの凸部が前記凹部３０ａ〜３０ｄと嵌合することにより切換部材２３と嵌め合わされ、下部のギア部によって隣接する切換アイドルギア３５と噛み合い、メンテナンス用モータ１１の回転に伴って切換機構１５の吸引孔選択動作を行う。
【００２８】
次に、図２に戻ってメンテナンスユニット１０の駆動系について説明する。図２に示すように、メンテナンスユニット１０には、メンテナンス用モータ１１が固定され、ギア３１ａ〜３１ｄ，大径ギア３２を介して、大径ギア３２と一体であり、かつ遊星歯車機構を構成する太陽歯車としてのギア３２ａに伝達される。メンテナンス用モータ１１が矢印Ａ方向に回転すると、大径ギア３２は矢印Ａ'方向に回転し、ギア３２ａと噛合う振子ギア(遊星ギア)３３がポンプアイドルギア３４に噛合って吸引ポンプ１４に連結したポンプギアを動かし、吸引ポンプ１４を作動させる。メンテナンス用モータ１１が矢印Ｂ方向に回転すると、大径ギア３２は矢印Ｂ'方向に回転し、振子ギア３３がギア３１ｅ〜３１ｊ及び切換アイドルギア３５を介して切換機構１５の切換ギア部材２４に伝達されるとともに、ギア３１ｉを介して同ギア３１ｉと噛合うギア部が設けられたカム１６を動かす。
【００２９】
尚、切換部材２３の各吸引口２６ａ〜２６ｄとキャップ１２ａ，１２ｂ，ワイパ１３，インク受け部９とを連結するチューブ１７ａ〜１７ｄはそれぞれ同径の比較的小径のチューブであり、切換部材２３の吐出口２５と吸引ポンプ１４とを連結するチューブ１７ｅは、チューブ１７ａ〜１７ｄよりも径の大きいチューブであり、さらに吸引ポンプ１４の内で使用されている吸引ポンプ用チューブ１４ａは、チューブ１７ｅよりも径の大きいチューブである。すなわち、チューブ１７ａ〜１７ｄ，１７ｅ，吸引ポンプ用チューブ１４ａの順にチューブ径が大きくなっている。
【００３０】
次に、このように構成されたメンテナンスユニット１０の動作について、図７を参照しながら説明する。尚、以下の説明ではカム１６の回転に伴って動作可能な吸引動作の全てについて順に説明するが、必ずしもカム１６の回転に伴って毎回行う必要はなく、メンテナンスが必要とされる都度、実行されるものである。図７は、メンテナンスユニット１０の動作を示すタイミングチャートである。まず、リーフスイッ１８チがカム面１９ａに載った位置（ＯＮ１）が記録ヘッド２の保存状態である（図２参照）。この状態では、記録ヘッド２はキャップ１２に覆われ（キャッピング位置）、吸引口２６ａと外周面溝２８ｃ、吸引口２６ｂと外周面溝２８ｂ、吸引口２６ｄと外周面溝２８ａとがそれぞれ対向する位置に来る。従って、切換機構１５は、キャップ１２ａ，キャップ１２ｂ及びインク受け部９にチューブ１７ａ，１７ｂ，１７ｄを介して連結する。このように、保存状態で記録ヘッド２と切換機構１５が連通しており、切換機構１５内には多少のインクが常に残存していることから、キャップ１２内の記録ヘッド２のノズルの乾燥を防止することができる。
【００３１】
次に、メンテナンス用モータ１１を矢印Ｂ方向に回転させることにより、カム１６を図２において反時計方向に回転させると、リーフスイッチ１８がカム面１９ａから降りた位置（ＯＦＦ１）に達し、キャップ１２ａからインクを吸引するためにチューブ１７ｅの内に一旦負圧を溜めることが可能な状態となる。この時、吸引口２６ｃと外周面溝２８ａとが対向する位置に来るが、吸引口２６ｃは下段にあり、外周面溝２８ａは短く形成されているので、切換機構１５はいずれの吸引口２６ａ〜２６ｄからも外部（大気）に連通しない。この状態で、メンテナンス用モータ１１を矢印Ａ方向に回転させることにより、吸引ポンプ１４の加圧コロによって負圧を溜める。ここで、負圧を十分に溜めるために、吸引ポンプ用チューブ１４ａの内径は、切換機構１５から各吸引孔までをつなぐチューブ１７ａ〜１７ｄよりも大きく、さらには切換機構１５と吸引ポンプ１４とをつなぐチューブ１７ｅよりも大きく取ってある。負圧溜め時は、切換機構１５から吸引孔までは遮断されているので、切換機構１５より先のチューブ径を切換機構１５までのチューブ１７ｅより小さく構成することにより負圧を効果的に印加することができる。また、このとき、切換部材２３の天面には天面溝２７ａ〜２７ｄが形成されているため、負圧によって切換部材２３の天面が本体部２２の天井部内側面に密着しても、天面溝２７ａ〜２７ｄを通して各外周面溝２８ａ〜２８ｄに負圧を与えることができる。
【００３２】
そして、再びメンテナンス用モータ１１を矢印Ｂ方向に回転させ、リーフスイッチ１８がカム面１９ｂに載った位置（ＯＮ２）に達すると、キャップ１２ａからインクが吸引される。すなわち、この時の位置（ＯＮ２）は吸引口２６ｂと外周面溝２８ａとが対向する位置である。従って、切換機構１５は、キャップ１２ａにチューブ１７ａを介して連結する。そして、先の位置（ＯＦＦ１）で溜められた負圧を解放し、キャップ１２ａ内のノズルからインクを吸引する。ここで、キャップ１２ａの吸引孔と吸引口２６ｂとを連結するチューブ１７ａの内径は小さく形成されているので、吸引口との連通に伴う負圧の低下を極力小さくして、大きな負圧によりインクを確実に吸引できるようにすることができる。
【００３３】
次に、リーフスイッチ１８がカム面１９ｂから降りた位置（ＯＦＦ２）に達すると、キャップ１２ｂからインクを吸引するためにチューブ１７ｅ内に負圧溜めを行うことが可能な状態となる。この時、いずれの吸引口２６ａ〜２６ｄも外周面溝２８ａ〜２８ｄのいずれにも対向しない。従って、切換機構１５はいずれの吸引口２６ａ〜２６ｄからも外部（大気）に連通しない。この状態で、吸引ポンプ１４の加圧コロによって負圧を溜める。
【００３４】
そして、リーフスイッチ１８がカム面１９ｃに載った位置（ＯＮ３）に達すると、キャップ１２ｂからインクが吸引される。すなわち、この時の位置（ＯＮ３）は、吸引口２６ａと外周面溝２８ｂとが対向する位置である。従って、切換機構１５は、キャップ１２ｂにチューブ１７ｂを介して連結する。そして、先の位置（ＯＦＦ２）で溜められた負圧を解放し、キャップ１２ｂ内のノズルからインクを吸引する。キャップ１２ｂからのインク吸引後、カム１６の動きに伴って、キャップ１２ａ，１２ｂは下方に移動し、記録ヘッド２から離される。
【００３５】
次に、リーフスイッチ１８がカム面１９ｃから降りた位置（ＯＦＦ３）に達すると、キャップ１２ｂからインクを空吸引する。すなわち、この時の位置（ＯＦＦ３）は、吸引口２６ａと外周面溝２８ａとが対向する位置である。従って、切換機構１５は、キャップ１２ｂにチューブ１７ｂを介して連結する。この状態で吸引ポンプ１４を駆動させることにより、キャップ１２ｂ内に残っているインクを吸引する。
【００３６】
そして、リーフスイッチ１８がカム面１９ｄに載った位置（ＯＮ４）に達すると、キャップ１２ａからインクを空吸引する。すなわち、この時の位置（ＯＮ４）は、吸引口２６ｂと外周面溝２８ｄとが対向する位置である。従って、切換機構１５は、キャップ１２ａにチューブ１７ａを介して連結する。この状態で吸引ポンプ１４を駆動させることにより、キャップ１２ａ内に残っているインクを吸引する。
【００３７】
次に、リーフスイッチ１８がカム面１９ｄから降りた位置（ＯＦＦ４）に達すると、インク受け部９からインクを吸引する。すなわち、この時の位置（ＯＦＦ４）は、吸引口２６ｄと外周面溝２８ｃとが対向する位置である。従って、切換機構１５は、インク受け部９にチューブ１７ｄを介して連結するので、インク受け部９にそれまでのフラッシング（回復吐出）によって溜まっているインクを吸引する。この後、カム１６の動きに伴って、キャップ１２ａ，１２ｂはさらに下方に移動する。
【００３８】
そして、リーフスイッチ１８がカム面１９ｅに載った位置（ＯＮ５）に達すると、ワイパ１３からインクを吸引する。すなわち、この時の位置（ＯＮ５）は、吸引口２６ｃと外周面溝２８ｃとが対向する位置である。従って、切換機構１５は、ワイパ１３にチューブ１７ｃを介して連結するので、ワイパ１３にそれまでのワイピング動作によって溜まっているインクを吸引する。この後、カム１６の動きに伴ってキャップ１２ａ，１２ｂはさらに下方に移動を続け、最下方位置に至る。キャップ１２ａ，１２ｂが最下方位置（アンキャッピング位置）にある状態のうち、図７で「ワイピング」と示す領域では、カム１６のカム１６ａによってワイパ１３が上昇した位置、すなわち記録ヘッド２のノズル面に当接可能なワイピング位置にある。従って、この状態でキャリッジ６を移動させることにより、吸引動作によってインクが付着している記録ヘッド２のノズル面を拭き取ることができる。
【００３９】
また、図７で「記録」と示す領域では、カム１６のカム１６ａが作用しない位置となるため、ワイパ１３が下降した位置に退避する。この状態はキャップ１２ａ，１２ｂ及びワイパ１３のいずれもが記録ヘッド２に作用しない状態であり、キャリッジ６の移動に伴って記録媒体へのインク吐出を行う記録動作時の状態である。
【００４０】
記録ヘッド２による記録動作が終了した後、キャリッジ６が待機位置に戻ると、再びカム１６が回転する。これに伴ってリーフスイッチ１８がカム面１９ｅから降り（ＯＦＦ５）、キャップ１２ａ，１２ｂは再び上昇して記録ヘッド２をキャッピングし、保存位置に戻る。キャップ１２ａ，１２ｂの上昇は、カム１６の動きに伴って行われるが、ギア３１ｉ，３１ｊ及び切換アイドルギア３５を介して同時に切換機構１５を回転しながら行うので、切換機構１５の本体部２２と切換部材２３がそれに伴って常に摺動する。切換部材２３は本体部２２に圧入されており、摩擦抵抗が大きいので、キャップ１２ａ，１２ｂがカム１６のギア３１に先行して上方に急激に移動しようとしても、切換機構１５によって急な移動を制限され、ゆっくりと上昇することになる。従って、キャップ１２ａ，１２ｂが記録ヘッド２に圧着する際にノズルに圧力が加わってメニスカスの破壊等の悪影響を及ぼすことが防止できる。
【００４１】
以上説明したように、クリーニング，ワイピング，フラッシングにより排出されるインクは、キャップ１２ａ，１２ｂ，ワイパ１３，インク受け部９のそれぞれに設けた吸引孔からチューブ１７ａ〜１７ｄで切換機構１５の吸引口２６ａ〜２６ｄに連結し、切換機構１５を回転させて切換部材２３の外周面溝２８ａ〜２８ｄと連通させることにより、吸引先を選択的に切換えて吸引ポンプ１４により吸引することができる。従って、小型のメンテナンスユニット１０により排出されるインクを１箇所に集めて処理することができる。また、キャップ１２ａ，１２ｂと切換機構１５が連通するため、記録ヘッド２の保存時に切換機構１５内のインクの存在によりキャップ１２ａ，１２ｂ内のノズル乾燥を防ぐ効果もある。さらに、チューブ式の吸引ポンプ１４を使用するが、負圧溜めを吸引ポンプ１４と切換機構１５との間のチューブ１７ｅのみで行うので、この内径を大きくして大きな負圧を溜めるとともに、吸引孔と連通する切換機構１５より先のチューブ１７ａ，１７ｂの内径は小さくしたことにより、記録ヘッド２からインクを吸引する際の負圧の低下を極力抑えて大きな負圧を印加することができる。また、キャッピングがカム１６の動きに伴って行われるが、カム１６がギア３１を介して切換機構１５と連動して同時に駆動されるので、切換部材２３と本体部２２の摺動による摩擦抵抗によりカム１６の急激な動きが制限され、キャップ１２がゆっくりと記録ヘッド２に向かって上昇し、ノズルのメニスカスの破壊等の悪影響が防止できる。
【００４２】
【発明の効果】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のインクジェット記録装置によれば、キャップ部材、ワイピング手段、インク受け部のそれぞれにインクを吸引するための吸引孔を設け、記録ヘッドからのインクの吸引、ワイピング手段によるインクの拭き取り、及びフラッシングから発生するインクを、切換機構により切り換えて吸引ポンプにより選択的に吸引する。従って、クリーニング、ワイピング、フラッシングにより排出されるインクの処分を小型の機構で実現できる。
【００４３】
また、請求項１に記載のインクジェット記録装置によれば、記録ヘッドの保存状態では吸引口が吐出口と連通するように保持する。切換機構内には多少のインクが存在するため、これと記録ヘッドが連通すれば、キャップ部材内の湿度が保たれ、乾燥によるインクの目詰まりが防止される。いずれかの吸引孔からインクを吸引する場合には、ギア部材を回転させて切換部材を回転させ、吸引口のいずれにも溝が連通しない状態で吸引ポンプに負圧を溜め、特定の吸引口のみを溝と連通させて吸引を行い、吸引ポンプに吸い上げることができる。
【００４４】
請求項２に記載のインクジェット記録装置によれば、請求項１に記載のインクジェット記録装置の効果に加え、ワイピング手段又は前記インク受け部に設けられた吸引孔に連通する吸引口の少なくともいずれかの吸引口を他の吸引口とは段違いに設け、対応する溝に長短をつけることにより、吸引口と溝の連通する位置の組み合わせを増し、ギア部材の回転角度に過重な精度を要求することなく切換える吸引先の数を多くすることが可能となる。
【００４５】
請求項３に記載のインクジェット記録装置によれば、請求項２に記載のインクジェット記録装置の効果に加え、切換部材の外周面にリブが形成され、負圧溜めの際及び負圧印加時に切換部材が変形して負圧が漏れることを防ぎ、さらに、組み立て時の切換部材の切換機構への挿入を容易にできる。
【００４６】
請求項４に記載のインクジェット記録装置によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェット記録装置の効果に加え、本体部に切換部材が圧入されているためギア部材により切換機構が回転する際には摺動による摩擦抵抗が発生する。カムによりキャップ部材を上昇させて記録ヘッドを覆う場合、カムの駆動機構とギア部材とが連結されているため、切換機構が回転し、切換部材と本体部が摺動するために回転負荷がかかり、カムが回りすぎて急激にキャップ部材が上昇し、記録ヘッドのメニスカスを壊すおそれがない。
【００４７】
請求項５に記載のインクジェット記録装置によれば、請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェット記録装置の効果に加え、吸引ポンプに負圧を溜めるときには切換機構で第２チューブは遮断し、内径が大きく体積が大きい第１チューブを用い、吸引の際には第２チューブを連通させて、特に記録ヘッドからインクを吸引する際の負圧の低下を極力抑えて大きな負圧を印加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のインクジェットプリンタの概略斜視図である。
【図２】メンテナンスユニットの平面図である。
【図３】切換機構の断面図である。
【図４】切換機構の本体部の斜視図である。
【図５】切換機構の切換部材の斜視図である。
【図６】切換部材の平面図及び底面図である。
【図７】メンテナンスユニットの動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ インクジェットプリンタ
２ 記録ヘッド
３ 供給トレイ
４ プラテン
５ ガイドシャフト
６ キャリッジ
７ シャーシ
８ インクチューブ
９ インク受け部
１０ メンテナンスユニット
１１ メンテナンス用モータ
１２ キャップ
１３ ワイパ
１４ 吸引ポンプ
１４ａ 吸引ポンプ用チューブ
１５ 切換機構
１６ カム
１７ チューブ
１８ リーフスイッチ
１９ カム面
２０ リンク
２１ ピン
２２ 本体部
２３ 切換部材
２４ 切換ギア部材
２５ 吐出口
２６ 吸引口
２７ 天面溝
２８ 外周面溝
２９ リブ
３０ 凹部
３１ ギア
３２ 大径ギア
３３ 振子ギア
３４ ポンプアイドルギア
３５ 切換アイドルギア
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置におけるインクの吸引機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、記録ヘッドに備えたノズルから記録媒体にインクを吐出して記録を行う。このような記録ヘッドは、ノズル開口部からの溶媒の蒸発によるインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、気泡の混入等により記録不良を起こす問題を抱えている。このためにインクジェット記録装置には、休止時に記録ヘッドのノズル開口部を覆って乾燥を防止するキャップ部材を備え、必要に応じてノズルからインクを吸引して固化したインクによる目詰まりや微細なゴミ、インク液中の気泡を吸い出してクリーニングを行うように構成されている。また、吸引によるクリーニングの後は、ノズル開口部が濡れているため、ワイピング手段で拭き取り、記録に差し支えないようにしている。
【０００３】
さらに、記録データに合わせてインク吐出の有無を決めるオンデマンド方式のインクジェット記録装置では、使用される頻度の少ないインク吐出口では特にインクが増粘して、ヘッドからのインクの吐出が不安定になったり、インクの染料濃度が高くなったり、インクを吐出できなくなる等の問題が発生しやすくなる。このため、印刷動作の途中でも定期的にフラッシング（回復吐出）と呼ばれる吐出を行い、ノズルから増粘したインクを追い出すようにしている。
【０００４】
そして、クリーニングを行った結果記録ヘッドから吸引されたインクはポンプ等によって専用の廃インクタンクに排出され、蓄積されていた。また、印刷途中に行われるフラッシングによって記録ヘッドから吐出されたインクは、クリーニングに比べると比較的量が少ないので、専用の吸収部材(スポンジ状のフォーム等）に吸収させていた。それに対して、ワイピング手段で拭き取るインクは記録ヘッドの表面に表面張力で残っているインクを拭き取るだけなので少量であり、なんら吸引したり吸収させたりはしていなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ビジネス向け等で大量に印刷したり、長時間印刷を続けるような場合、フラッシングやワイピングによって吸収されたり拭き取られるインク量も増え、ワイピング手段で拭き取られるインクを放置した場合には、装置内部が汚れる他、フラッシングによって吐出されたインクを吸収する場合には、その吸収能力に応じて頻繁に交換するか、製品寿命に会わせて十分大きくしておく必要があり、装置の小型化の要請にも合わず、製造コストの上昇にもつながる問題がある。
【０００６】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、記録ヘッドのクリーニング、ワイピング、フラッシングにより排出されるインクを切換えて選択的に吸引することができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のインクジェット記録装置は、ノズルからインクを吐出して記録媒体に画像を記録する記録ヘッドと、前記記録ヘッドのノズルを覆う複数のキャップ部材と、前記記録ヘッドのノズル面のインクを拭き取るワイピング手段と、前記キャップ部材及び記録媒体に対向しない位置で前記記録ヘッドから吐出されたインクを受けるインク受け部と、前記キャップ部材、前記ワイピング手段及び前記インク受け部のそれぞれに設けられたインクを吸引するための吸引孔と、前記各吸引孔と連通するための吸引口及び前記吸引ポンプと連通するための吐出口を有し、当該各吸引孔と選択的に連通してインクを吸引するための吸引ポンプと、前記各吸引孔と連通するための吸引口及び前記吸引ポンプと連通するための吐出口を有し、前記吸引ポンプと前記各吸引孔との間に設けられた切換機構とを備え、前記切換機構は、前記吸引ポンプと第１チューブを介して連通するために天面の中央に設けられている前記吐出口と、前記各吸引孔と第２チューブを介して連通するために外周面に設けられている複数の前記吸引口とを備えた円筒状 の本体部と、当該本体部に対して相対的に回転可能に嵌め込まれ、前記各吸引口を前記吐出口と連通させるための天面に設けられた複数の天面溝及び切換部材の回転軸方向に沿う方向に外周面に設けられた複数の外周面溝とを備えた切換部材と、当該切換部材に嵌め合わされるとともに、前記切換部材を前記本体部に対して回転させるギア部材とから構成され、前記キャップ部材の各吸引孔に対応する各吸引口に連通する前記外周面溝は、前記切換部材の天面からの距離が互いに等しく、前記キャップ部材の各吸引孔に対応する各吸引口に連通する前記外周面溝から前記吐出口に連通する前記天面溝の距離が互いに等しいことを特徴とする。
【０００８】
この構成のインクジェット記録装置では、キャップ部材に覆われた状態で記録ヘッドからインクを吸引し、ノズルのクリーニングを行う。そして、インク吸引後に湿ったノズル面のインクをワイピング手段で拭き取る。また、使用頻度の低いノズルの目詰まりを回復させるために記録媒体に対向しない位置でインクを吐出するフラッシングを行い、そのインクをインク受け部に受ける。キャップ部材、ワイピング手段、インク受け部のそれぞれにインクを吸引するための吸引孔を設け、記録ヘッドからのインクの吸引、ワイピング手段によるインクの拭き取り、及びフラッシングから発生するインクを、切換機構により切り換えて吸引ポンプにより選択的に吸引する。従って、クリーニング、ワイピング、フラッシングにより排出されるインクの処分を小型の機構で実現できる。
【０００９】
【００１０】
また、この構成のインクジェット記録装置では、保存状態においては、本体部の吸引口と切換部材の溝とを複数個一致するように位置させ、複数の吸引口が吐出口と連通するように保持する。切換機構内には多少のインクが存在し、これと記録ヘッドが連通すれば、キャップ部材内の湿度が保たれ、乾燥によるインクの目詰まりが防止される。いずれかの吸引孔からインクを吸引する場合には、ギア部材を回転させて切換部材を回転させ、吸引口のいずれにも溝が連通しない状態で吸引ポンプに負圧を溜め、特定の吸引口のみを溝と連通させて吸引を行い、吸引ポンプに吸い上げる。
【００１１】
請求項２に記載のインクジェット記録装置は、前記複数の吸引口は、前記ワイピング手段又は前記インク受け部に設けられた吸引孔に連通する吸引口の少なくともいずれか少なくとも１の吸引口が他の吸引口と段違いに設けられ、前記複数の溝のうち、前記段違いの吸引口に対応する外周面に設けられた溝は、他の溝よりも切換部材の回転軸方向に沿う方向に長く形成されていることを特徴とする。
【００１２】
この構成のインクジェット記録装置では、請求項１に記載のインクジェット記録装置の作用に加え、ワイピング手段又は前記インク受け部に設けられた吸引孔に連通する吸引口の少なくともいずれかの吸引口を他の吸引口とは段違いに設け、対応する溝に長短をつけることにより、吸引口と溝の連通する位置の組み合わせを増し、ギア部材の回転角度に過重な精度を要求することなく切換える吸引先の数を多くすることが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載のインクジェット記録装置は、前記外周面に設けられた複数の溝は、前記外周面に設けられた複数のリブにより三方を囲まれて形成されていることを特徴とする。
【００１４】
この構成のインクジェット記録装置では、請求項２に記載のインクジェット記録装置の作用に加え、切換部材の外周面にリブが形成され、負圧溜めの際及び負圧印加時に切換部材が変形して負圧が漏れることを防ぎ、さらに、組み立て時の切換部材の切換機構への挿入を容易にしている。
【００１５】
請求項４に記載のインクジェット記録装置は、前記キャップ部材を前記記録ヘッドを覆う方向へ付勢する付勢手段と前記記録ヘッドから離れる方向へ押圧するカムとを備え、前記カムの駆動機構と前記ギア部材とが連結され、前記切換機構は、前記本体部と前記切換部材とが圧入されて形成されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成のインクジェット記録装置では、請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェット記録装置の作用に加え、本体部に切換部材が圧入されているためギア部材により切換機構が回転する際には摺動による摩擦抵抗が発生する。カムによりキャップ部材を上昇させて記録ヘッドを覆う場合、カムの駆動機構とギア部材とが連結されているため、切換機構が回転し、切換部材と本体部が摺動するために回転負荷がかかり、カムが回りすぎて急激にキャップ部材が上昇し、記録ヘッドのメニスカスを壊すおそれがない。
【００１７】
請求項５に記載のインクジェット記録装置は、前記各吸引孔と前記切換機構とを連通する前記第２チューブの内径は、前記吸引ポンプと前記切換機構とを連通する前記第１チューブの内径よりも小さいことを特徴とする。
【００１８】
この構成のインクジェット記録装置では、請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェット記録装置の作用に加え、吸引ポンプに負圧を溜めるときには切換機構で第２チューブは遮断し、内径が大きく体積が大きい第１チューブを用い、吸引の際には第２チューブを連通させて、特に記録ヘッドからインクを吸引する際の負圧の低下を極力抑えて大きな負圧を印加させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態のインクジェットプリンタ１について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態のインクジェットプリンタ１の概略斜視図である。インクジェットプリンタ１は、インクを吐出して記録媒体に記録する記録ヘッド２と、記録媒体を積載する供給トレイ３と、供給トレイ３からピックアップされ、供給ローラ(図示せず)により搬送された記録媒体を記録ヘッド２に対して平面に保つリブ付のプラテン４と、記録ヘッド２のクリーニングやインクの選択的吸引を行うためのメンテナンスユニット１０を有し、記録済の記録媒体は排出ローラ(図示せず)によりインクジェットプリンタ１から排出される。
【００２０】
記録ヘッド２は、シャーシ７に保持されたガイドシャフト５とガイドレール(図示せず)に摺動自在なキャリッジ６に搭載され、キャリッジモータにより駆動されて往復運動しながら記録を行う。また、記録ヘッド２は、インクを吐出するインクノズル(図示せず)を有し、シャーシ７の下部に設けられたインクタンク(図示せず)からインクチューブ８を経由して供給されるインクを記録媒体に向けて吐出して記録する。本実施形態は、カラーインクジェットプリンタであり、複数色のインクを使用するものである。記録媒体は、供給トレイ３の上面にセットされ、シャーシ７内部に収められた供給ローラ、中間ローラにより順に搬送され、記録ヘッドにより記録されて排出ローラによりインクジェットプリンタ１から排出される。記録ヘッド２は、印刷動作中定期的にインク受け部９が設けられたフラッシング位置にてノズルの目詰まり防止のための回復吐出を行い、フラッシング位置下部に設けられたインク受け部９にインクを受ける。さらに、インク受け部９が設けられたフラッシング位置と反対側の記録ヘッド待機位置の下には、クリーニングを行い、インクを選択的に吸引するためのメンテナンスユニット１０が設けられている。
【００２１】
図２は、メンテナンスユニット１０の平面図である。メンテナンスユニット１０は、メンテナンス用モータ１１と、記録ヘッド２のノズル部分を覆うキャップ１２と、クリーニング後のノズル開口部を拭き取るためのワイパ１３と、インクを吸引するための吸引ポンプ１４と、キャップ１２，ワイパ１３，インク受け部９に連通する複数の吸引口２６と吸引ポンプ１４に連通する吐出口２５とを有する切換機構１５と、切換機構１５の角度を制御するためのカム１６とを有し、これらの部材は複数のギア３１ａ〜３１ｊ，３２，３３，３４，３５で連結されている。
【００２２】
キャップ１２は、インク色の混色を避けるため、キャップ１２ａとキャップ１２ｂの２室構成とされ、それぞれにインクの吸引孔が設けられている。これらの吸引孔は、チューブ１７ａ，１７ｂにより切換機構１５に連結している。キャップ１２は、バネにより上方に付勢されており、待機位置にある記録ヘッド２に対して上方に移動してノズルを覆い、記録ヘッド２が待機位置から離れる場合には、前記バネの付勢力に抗してノズルから外される。記録ヘッド２をクリーニングする場合には、ノズルがキャップ１２によって覆われた状態でインクを吸引する。クリーニング終了後は、インク吸引によりノズル開口部が濡れており、そのままではインク吐出がうまくいかないので、記録ヘッド２の移動に合わせてワイパ１３を上下させてノズル開口部に当て、余分なインクをワイパ１３に拭き取らせて回収する。ワイパにも吸引孔が設けられ、切換機構１５にチューブ１７ｃにより連結されている。
【００２３】
吸引ポンプ１４は、可撓性チューブ１７内の体積変化を利用して負圧を発生させるチューブ式のポンプである。吸引ポンプ用チューブ１４ａは、その一端(吐出口)がチューブコネクタ１４ｂ及び図示しないチューブを介して廃インクを貯留するための廃インク貯留部に連結し、他端(吸引口)がチューブコネクタ１４ｃ及びチューブ１７ｅを介して切換機構１５の吐出口２５に連結している。吸引ポンプ用チューブ１４ａは、ポンプ内のチューブ溝内に装着され、吸引ポンプ用チューブ１４ａと接触するように加圧コロ(図示せず)が設けられている。負圧発生時には、吸引ポンプ１４の回転に伴って加圧コロが吸引ポンプ用チューブ１４ａを押し潰し、押し潰された吸引ポンプ用チューブ１４ａの体積変化によって発生した負圧によりチューブ１７ｅを介して切換機構１５からインクを吸引する。吸引したインクは図示しないチューブを介して廃インク貯留部に送られる。
【００２４】
カム１６は、切換機構１５と連動して同時に駆動され、その底面には記録ヘッド２へのキャップ１２の上下動（キャッピング・アンキャッピング）を行うためのカム(図示せず)が設けられるとともに、その外周にはワイピングのためのワイパ１３の上下動を行うためのカム１６ａと、カム１６の回転位置を検出するためのリーフスイッチ１８に接触してそのオン・オフを行うための複数の凸状のカム面１９ａ〜１９ｅが設けられている。ワイパ１３は、軸２０ａを中心として揺動可能なリンク２０に取り付けられて上下動可能に構成され、常には記録ヘッド２のノズル面に接触しない下方の退避位置に下向きに付勢されている。リンク２０には、ピン２１が突出されており、ピン２１をカム１６ａで持ち上げることにより、ワイパ１３が記録ヘッド２のノズル面に接触可能な位置に配置される。
【００２５】
次に、切換機構１５について図３乃至図６に基づいて説明する。図３は、切換機構１５の断面図、図４は切換機構１５の本体部２２の斜視図、図５は切換機構１５の切換部材２３の斜視図、図６は切換部材２３の平面図及び底面図である。図３に示すように、切換機構１５は、円筒状の本体部２２と、本体部２２に回転可能に嵌め込まれた切換部材２３と、メンテナンスユニット１０の基台に立設された回転軸を中心に回転し、切換部材２３を本体部２２に対して回転させる切換ギア部材２４とから構成されている。図４に示すように、本体部２２は樹脂で形成され、チューブ１７ｅを介して吸引ポンプ１４に連結する吐出口２５を天面に備え、キャップ１２ａ，キャップ１２ｂ，ワイパ１３，インク受け部９のそれぞれの吸引孔にチューブ１７ａ〜１７ｅを介して連結する吸引口２６ａ〜２６ｄを段違いに外周面に備えている。本実施形態では、上段にチューブ１７ａ，１７ｂを介してキャップ１２ａ，１２ｂに接続される吸引口２６ｂ，２６ａ、及びチューブ１７ｄを介してインク受け部９に接続される吸引口２６ｄの３個の吸引口が、下段にチューブ１７ｃを介してワイパ１３に接続される吸引口２６ｃが設けられている。複数の吸引口２６を段違いにしたのは、吸引口２６の数が増えるに従って、全ての吸引口２６を同一円周上に設けようとすると、吸引口２６の選択を精細な角度切換によって行う必要があるが、段違いに設けると、同じ角度であっても違う段の吸引口２６とは連通しないので、構造の自由度が増すためである。
【００２６】
切換部材２３はゴム等の弾性体で形成され、図５及び図６（ａ）に示すように、天面に４方向に伸びる天面溝２７ａ〜２７ｄが切ってあり、４端のそれぞれがそのまま外周面溝２８ａ〜２８ｄにつながっている。外周面溝２８は、下段の吸引口２６ｃに対応する外周面溝２８ｃが長く、吸引口２６ａ，２６ｂ，２６ｄに対応する外周面溝２８ａ，２８ｂ，２８ｄが短く形成されている。尚、外周面溝２８ｃは、吸引口２６ａ，２６ｂ，２６ｄにも対応することになる。さらに、外周面には摺動方向に沿って全周に３本のリブ２９が形成されており、外周面溝２８のところでリブ２９が切れるようにし、かつ外周面溝２８がリブ２９に囲まれる形で形成されている。リブ２９を備えることで、負圧を溜める際及び負圧を印加するために切換部材２３が回転する際に切換部材２３が変形して隙間ができてしまい、その隙間から負圧が漏れるのを防止できる。外周面溝２８を除く外周面の全域が本体部２２の内壁面に接触するようにすると、隙間ができやすいので、これを防止するためである。また、リブ２９を形成しておくと、組み立て時に切換部材２３を本体部２２に挿入する際にバランスよく挿入でき、組み立てが容易である。切換部材２３の内周面には、切換ギア部材２４と嵌め合わされて一体的に回転するようにするために、図６（ｂ）に示すように、４個の凹部３０ａ〜３０ｄが設けられている。
【００２７】
切換ギア部材２４は、上部の外周面に設けられた４つの凸部が前記凹部３０ａ〜３０ｄと嵌合することにより切換部材２３と嵌め合わされ、下部のギア部によって隣接する切換アイドルギア３５と噛み合い、メンテナンス用モータ１１の回転に伴って切換機構１５の吸引孔選択動作を行う。
【００２８】
次に、図２に戻ってメンテナンスユニット１０の駆動系について説明する。図２に示すように、メンテナンスユニット１０には、メンテナンス用モータ１１が固定され、ギア３１ａ〜３１ｄ，大径ギア３２を介して、大径ギア３２と一体であり、かつ遊星歯車機構を構成する太陽歯車としてのギア３２ａに伝達される。メンテナンス用モータ１１が矢印Ａ方向に回転すると、大径ギア３２は矢印Ａ'方向に回転し、ギア３２ａと噛合う振子ギア(遊星ギア)３３がポンプアイドルギア３４に噛合って吸引ポンプ１４に連結したポンプギアを動かし、吸引ポンプ１４を作動させる。メンテナンス用モータ１１が矢印Ｂ方向に回転すると、大径ギア３２は矢印Ｂ'方向に回転し、振子ギア３３がギア３１ｅ〜３１ｊ及び切換アイドルギア３５を介して切換機構１５の切換ギア部材２４に伝達されるとともに、ギア３１ｉを介して同ギア３１ｉと噛合うギア部が設けられたカム１６を動かす。
【００２９】
尚、切換部材２３の各吸引口２６ａ〜２６ｄとキャップ１２ａ，１２ｂ，ワイパ１３，インク受け部９とを連結するチューブ１７ａ〜１７ｄはそれぞれ同径の比較的小径のチューブであり、切換部材２３の吐出口２５と吸引ポンプ１４とを連結するチューブ１７ｅは、チューブ１７ａ〜１７ｄよりも径の大きいチューブであり、さらに吸引ポンプ１４の内で使用されている吸引ポンプ用チューブ１４ａは、チューブ１７ｅよりも径の大きいチューブである。すなわち、チューブ１７ａ〜１７ｄ，１７ｅ，吸引ポンプ用チューブ１４ａの順にチューブ径が大きくなっている。
【００３０】
次に、このように構成されたメンテナンスユニット１０の動作について、図７を参照しながら説明する。尚、以下の説明ではカム１６の回転に伴って動作可能な吸引動作の全てについて順に説明するが、必ずしもカム１６の回転に伴って毎回行う必要はなく、メンテナンスが必要とされる都度、実行されるものである。図７は、メンテナンスユニット１０の動作を示すタイミングチャートである。まず、リーフスイッ１８チがカム面１９ａに載った位置（ＯＮ１）が記録ヘッド２の保存状態である（図２参照）。この状態では、記録ヘッド２はキャップ１２に覆われ（キャッピング位置）、吸引口２６ａと外周面溝２８ｃ、吸引口２６ｂと外周面溝２８ｂ、吸引口２６ｄと外周面溝２８ａとがそれぞれ対向する位置に来る。従って、切換機構１５は、キャップ１２ａ，キャップ１２ｂ及びインク受け部９にチューブ１７ａ，１７ｂ，１７ｄを介して連結する。このように、保存状態で記録ヘッド２と切換機構１５が連通しており、切換機構１５内には多少のインクが常に残存していることから、キャップ１２内の記録ヘッド２のノズルの乾燥を防止することができる。
【００３１】
次に、メンテナンス用モータ１１を矢印Ｂ方向に回転させることにより、カム１６を図２において反時計方向に回転させると、リーフスイッチ１８がカム面１９ａから降りた位置（ＯＦＦ１）に達し、キャップ１２ａからインクを吸引するためにチューブ１７ｅの内に一旦負圧を溜めることが可能な状態となる。この時、吸引口２６ｃと外周面溝２８ａとが対向する位置に来るが、吸引口２６ｃは下段にあり、外周面溝２８ａは短く形成されているので、切換機構１５はいずれの吸引口２６ａ〜２６ｄからも外部（大気）に連通しない。この状態で、メンテナンス用モータ１１を矢印Ａ方向に回転させることにより、吸引ポンプ１４の加圧コロによって負圧を溜める。ここで、負圧を十分に溜めるために、吸引ポンプ用チューブ１４ａの内径は、切換機構１５から各吸引孔までをつなぐチューブ１７ａ〜１７ｄよりも大きく、さらには切換機構１５と吸引ポンプ１４とをつなぐチューブ１７ｅよりも大きく取ってある。負圧溜め時は、切換機構１５から吸引孔までは遮断されているので、切換機構１５より先のチューブ径を切換機構１５までのチューブ１７ｅより小さく構成することにより負圧を効果的に印加することができる。また、このとき、切換部材２３の天面には天面溝２７ａ〜２７ｄが形成されているため、負圧によって切換部材２３の天面が本体部２２の天井部内側面に密着しても、天面溝２７ａ〜２７ｄを通して各外周面溝２８ａ〜２８ｄに負圧を与えることができる。
【００３２】
そして、再びメンテナンス用モータ１１を矢印Ｂ方向に回転させ、リーフスイッチ１８がカム面１９ｂに載った位置（ＯＮ２）に達すると、キャップ１２ａからインクが吸引される。すなわち、この時の位置（ＯＮ２）は吸引口２６ｂと外周面溝２８ａとが対向する位置である。従って、切換機構１５は、キャップ１２ａにチューブ１７ａを介して連結する。そして、先の位置（ＯＦＦ１）で溜められた負圧を解放し、キャップ１２ａ内のノズルからインクを吸引する。ここで、キャップ１２ａの吸引孔と吸引口２６ｂとを連結するチューブ１７ａの内径は小さく形成されているので、吸引口との連通に伴う負圧の低下を極力小さくして、大きな負圧によりインクを確実に吸引できるようにすることができる。
【００３３】
次に、リーフスイッチ１８がカム面１９ｂから降りた位置（ＯＦＦ２）に達すると、キャップ１２ｂからインクを吸引するためにチューブ１７ｅ内に負圧溜めを行うことが可能な状態となる。この時、いずれの吸引口２６ａ〜２６ｄも外周面溝２８ａ〜２８ｄのいずれにも対向しない。従って、切換機構１５はいずれの吸引口２６ａ〜２６ｄからも外部（大気）に連通しない。この状態で、吸引ポンプ１４の加圧コロによって負圧を溜める。
【００３４】
そして、リーフスイッチ１８がカム面１９ｃに載った位置（ＯＮ３）に達すると、キャップ１２ｂからインクが吸引される。すなわち、この時の位置（ＯＮ３）は、吸引口２６ａと外周面溝２８ｂとが対向する位置である。従って、切換機構１５は、キャップ１２ｂにチューブ１７ｂを介して連結する。そして、先の位置（ＯＦＦ２）で溜められた負圧を解放し、キャップ１２ｂ内のノズルからインクを吸引する。キャップ１２ｂからのインク吸引後、カム１６の動きに伴って、キャップ１２ａ，１２ｂは下方に移動し、記録ヘッド２から離される。
【００３５】
次に、リーフスイッチ１８がカム面１９ｃから降りた位置（ＯＦＦ３）に達すると、キャップ１２ｂからインクを空吸引する。すなわち、この時の位置（ＯＦＦ３）は、吸引口２６ａと外周面溝２８ａとが対向する位置である。従って、切換機構１５は、キャップ１２ｂにチューブ１７ｂを介して連結する。この状態で吸引ポンプ１４を駆動させることにより、キャップ１２ｂ内に残っているインクを吸引する。
【００３６】
そして、リーフスイッチ１８がカム面１９ｄに載った位置（ＯＮ４）に達すると、キャップ１２ａからインクを空吸引する。すなわち、この時の位置（ＯＮ４）は、吸引口２６ｂと外周面溝２８ｄとが対向する位置である。従って、切換機構１５は、キャップ１２ａにチューブ１７ａを介して連結する。この状態で吸引ポンプ１４を駆動させることにより、キャップ１２ａ内に残っているインクを吸引する。
【００３７】
次に、リーフスイッチ１８がカム面１９ｄから降りた位置（ＯＦＦ４）に達すると、インク受け部９からインクを吸引する。すなわち、この時の位置（ＯＦＦ４）は、吸引口２６ｄと外周面溝２８ｃとが対向する位置である。従って、切換機構１５は、インク受け部９にチューブ１７ｄを介して連結するので、インク受け部９にそれまでのフラッシング（回復吐出）によって溜まっているインクを吸引する。この後、カム１６の動きに伴って、キャップ１２ａ，１２ｂはさらに下方に移動する。
【００３８】
そして、リーフスイッチ１８がカム面１９ｅに載った位置（ＯＮ５）に達すると、ワイパ１３からインクを吸引する。すなわち、この時の位置（ＯＮ５）は、吸引口２６ｃと外周面溝２８ｃとが対向する位置である。従って、切換機構１５は、ワイパ１３にチューブ１７ｃを介して連結するので、ワイパ１３にそれまでのワイピング動作によって溜まっているインクを吸引する。この後、カム１６の動きに伴ってキャップ１２ａ，１２ｂはさらに下方に移動を続け、最下方位置に至る。キャップ１２ａ，１２ｂが最下方位置（アンキャッピング位置）にある状態のうち、図７で「ワイピング」と示す領域では、カム１６のカム１６ａによってワイパ１３が上昇した位置、すなわち記録ヘッド２のノズル面に当接可能なワイピング位置にある。従って、この状態でキャリッジ６を移動させることにより、吸引動作によってインクが付着している記録ヘッド２のノズル面を拭き取ることができる。
【００３９】
また、図７で「記録」と示す領域では、カム１６のカム１６ａが作用しない位置となるため、ワイパ１３が下降した位置に退避する。この状態はキャップ１２ａ，１２ｂ及びワイパ１３のいずれもが記録ヘッド２に作用しない状態であり、キャリッジ６の移動に伴って記録媒体へのインク吐出を行う記録動作時の状態である。
【００４０】
記録ヘッド２による記録動作が終了した後、キャリッジ６が待機位置に戻ると、再びカム１６が回転する。これに伴ってリーフスイッチ１８がカム面１９ｅから降り（ＯＦＦ５）、キャップ１２ａ，１２ｂは再び上昇して記録ヘッド２をキャッピングし、保存位置に戻る。キャップ１２ａ，１２ｂの上昇は、カム１６の動きに伴って行われるが、ギア３１ｉ，３１ｊ及び切換アイドルギア３５を介して同時に切換機構１５を回転しながら行うので、切換機構１５の本体部２２と切換部材２３がそれに伴って常に摺動する。切換部材２３は本体部２２に圧入されており、摩擦抵抗が大きいので、キャップ１２ａ，１２ｂがカム１６のギア３１に先行して上方に急激に移動しようとしても、切換機構１５によって急な移動を制限され、ゆっくりと上昇することになる。従って、キャップ１２ａ，１２ｂが記録ヘッド２に圧着する際にノズルに圧力が加わってメニスカスの破壊等の悪影響を及ぼすことが防止できる。
【００４１】
以上説明したように、クリーニング，ワイピング，フラッシングにより排出されるインクは、キャップ１２ａ，１２ｂ，ワイパ１３，インク受け部９のそれぞれに設けた吸引孔からチューブ１７ａ〜１７ｄで切換機構１５の吸引口２６ａ〜２６ｄに連結し、切換機構１５を回転させて切換部材２３の外周面溝２８ａ〜２８ｄと連通させることにより、吸引先を選択的に切換えて吸引ポンプ１４により吸引することができる。従って、小型のメンテナンスユニット１０により排出されるインクを１箇所に集めて処理することができる。また、キャップ１２ａ，１２ｂと切換機構１５が連通するため、記録ヘッド２の保存時に切換機構１５内のインクの存在によりキャップ１２ａ，１２ｂ内のノズル乾燥を防ぐ効果もある。さらに、チューブ式の吸引ポンプ１４を使用するが、負圧溜めを吸引ポンプ１４と切換機構１５との間のチューブ１７ｅのみで行うので、この内径を大きくして大きな負圧を溜めるとともに、吸引孔と連通する切換機構１５より先のチューブ１７ａ，１７ｂの内径は小さくしたことにより、記録ヘッド２からインクを吸引する際の負圧の低下を極力抑えて大きな負圧を印加することができる。また、キャッピングがカム１６の動きに伴って行われるが、カム１６がギア３１を介して切換機構１５と連動して同時に駆動されるので、切換部材２３と本体部２２の摺動による摩擦抵抗によりカム１６の急激な動きが制限され、キャップ１２がゆっくりと記録ヘッド２に向かって上昇し、ノズルのメニスカスの破壊等の悪影響が防止できる。
【００４２】
【発明の効果】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のインクジェット記録装置によれば、キャップ部材、ワイピング手段、インク受け部のそれぞれにインクを吸引するための吸引孔を設け、記録ヘッドからのインクの吸引、ワイピング手段によるインクの拭き取り、及びフラッシングから発生するインクを、切換機構により切り換えて吸引ポンプにより選択的に吸引する。従って、クリーニング、ワイピング、フラッシングにより排出されるインクの処分を小型の機構で実現できる。
【００４３】
また、請求項１に記載のインクジェット記録装置によれば、記録ヘッドの保存状態では吸引口が吐出口と連通するように保持する。切換機構内には多少のインクが存在するため、これと記録ヘッドが連通すれば、キャップ部材内の湿度が保たれ、乾燥によるインクの目詰まりが防止される。いずれかの吸引孔からインクを吸引する場合には、ギア部材を回転させて切換部材を回転させ、吸引口のいずれにも溝が連通しない状態で吸引ポンプに負圧を溜め、特定の吸引口のみを溝と連通させて吸引を行い、吸引ポンプに吸い上げることができる。
【００４４】
請求項２に記載のインクジェット記録装置によれば、請求項１に記載のインクジェット記録装置の効果に加え、ワイピング手段又は前記インク受け部に設けられた吸引孔に連通する吸引口の少なくともいずれかの吸引口を他の吸引口とは段違いに設け、対応する溝に長短をつけることにより、吸引口と溝の連通する位置の組み合わせを増し、ギア部材の回転角度に過重な精度を要求することなく切換える吸引先の数を多くすることが可能となる。
【００４５】
請求項３に記載のインクジェット記録装置によれば、請求項２に記載のインクジェット記録装置の効果に加え、切換部材の外周面にリブが形成され、負圧溜めの際及び負圧印加時に切換部材が変形して負圧が漏れることを防ぎ、さらに、組み立て時の切換部材の切換機構への挿入を容易にできる。
【００４６】
請求項４に記載のインクジェット記録装置によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェット記録装置の効果に加え、本体部に切換部材が圧入されているためギア部材により切換機構が回転する際には摺動による摩擦抵抗が発生する。カムによりキャップ部材を上昇させて記録ヘッドを覆う場合、カムの駆動機構とギア部材とが連結されているため、切換機構が回転し、切換部材と本体部が摺動するために回転負荷がかかり、カムが回りすぎて急激にキャップ部材が上昇し、記録ヘッドのメニスカスを壊すおそれがない。
【００４７】
請求項５に記載のインクジェット記録装置によれば、請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェット記録装置の効果に加え、吸引ポンプに負圧を溜めるときには切換機構で第２チューブは遮断し、内径が大きく体積が大きい第１チューブを用い、吸引の際には第２チューブを連通させて、特に記録ヘッドからインクを吸引する際の負圧の低下を極力抑えて大きな負圧を印加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のインクジェットプリンタの概略斜視図である。
【図２】メンテナンスユニットの平面図である。
【図３】切換機構の断面図である。
【図４】切換機構の本体部の斜視図である。
【図５】切換機構の切換部材の斜視図である。
【図６】切換部材の平面図及び底面図である。
【図７】メンテナンスユニットの動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ インクジェットプリンタ
２ 記録ヘッド
３ 供給トレイ
４ プラテン
５ ガイドシャフト
６ キャリッジ
７ シャーシ
８ インクチューブ
９ インク受け部
１０ メンテナンスユニット
１１ メンテナンス用モータ
１２ キャップ
１３ ワイパ
１４ 吸引ポンプ
１４ａ 吸引ポンプ用チューブ
１５ 切換機構
１６ カム
１７ チューブ
１８ リーフスイッチ
１９ カム面
２０ リンク
２１ ピン
２２ 本体部
２３ 切換部材
２４ 切換ギア部材
２５ 吐出口
２６ 吸引口
２７ 天面溝
２８ 外周面溝
２９ リブ
３０ 凹部
３１ ギア
３２ 大径ギア
３３ 振子ギア
３４ ポンプアイドルギア
３５ 切換アイドルギア
Claims (5)
- ノズルからインクを吐出して記録媒体に画像を記録する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドのノズルを覆う複数のキャップ部材と、
前記記録ヘッドのノズル面のインクを拭き取るワイピング手段と、
前記キャップ部材及び記録媒体に対向しない位置で前記記録ヘッドから吐出されたインクを受けるインク受け部と、
前記キャップ部材、前記ワイピング手段及び前記インク受け部のそれぞれに設けられたインクを吸引するための吸引孔と、
当該各吸引孔と選択的に連通してインクを吸引するための吸引ポンプと、
前記各吸引孔と連通するための吸引口及び前記吸引ポンプと連通するための吐出口を有し、前記吸引ポンプと前記各吸引孔との間に設けられた切換機構とを備え、
前記切換機構は、
前記吸引ポンプと第１チューブを介して連通するために天面の中央に設けられている前記吐出口と、前記各吸引孔と第２チューブを介して連通するために外周面に設けられている複数の前記吸引口とを備えた円筒状の本体部と、
当該本体部に対して相対的に回転可能に嵌め込まれ、前記各吸引口を前記吐出口と連通させるための、天面に設けられた複数の天面溝及び切換部材の回転軸方向に沿う方向に外周面に設けられた複数の外周面溝とを備えた切換部材と、
当該切換部材に嵌め合わされるとともに、前記切換部材を前記本体部に対して回転させるギア部材とから構成され、
前記キャップ部材の各吸引孔に対応する各吸引口に連通する前記外周面溝は、前記切換部材の天面からの距離が互いに等しく、
前記キャップ部材の各吸引孔に対応する各吸引口に連通する前記外周面溝から前記吐出口に連通する前記天面溝の距離が互いに等しいことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記複数の吸引口は、前記ワイピング手段又は前記インク受け部に設けられた吸引孔に連通する吸引口の少なくともいずれかの吸引口が他の吸引口と段違いに設けられ、前記複数の溝のうち、前記段違いの吸引口に対応する外周面溝は、他の溝よりも切換部材の回転軸方向に沿う方向に長く形成されてい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。
- 前記外周面に設けられた複数の溝は、前記外周面に設けられた複数のリブにより三方を囲まれて形成されていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
- 前記キャップ部材を前記記録ヘッドを覆う方向へ付勢する付勢手段と前記記録ヘッドから離れる方向へ押圧するカムとを備え、前記カムの駆動機構と前記ギア部材とが連結され、前記切換機構は、前記本体部と前記切換部材とが圧入されて形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 前記各吸引孔と前記切換機構とを連通する前記第２チューブの内径は、前記吸引ポンプと前記切換機構とを連通する前記第１チューブの内径よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
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