以下、本発明に係る液体吐出カートリッジ、液体吐出装置及び液体吐出方法をプリンタ装置に適用した例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示すように、本発明が適用された液体吐出装置(以下、プリンタ装置と記す。)1は、所定の方向に走行する記録紙Pに対してインクといった液体を吐出して画像や文字を印刷するインクジェットプリンタ装置である。そして、本発明は、プリンタ装置1が、少なくとも記録紙Pの画像や文字等が印刷される面にインクが着弾されない領域、いわゆる余白領域sが形成されるテキスト印刷を行う場合に適用可能となる。
このプリンタ装置1は、記録紙Pの印刷幅に合わせて、記録紙Pの幅方向、すなわち図1中矢印W方向にインク吐出口(ノズル)を略ライン状に並設した、いわゆるラインヘッド型のプリンタ装置である。具体的に、図1に示すプリンタ装置1は、所定の方向に搬送される対象物である記録紙Pに対してインクを吐出し、着弾させることによって、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置より入力された文字データや画像データ等といった印刷データに応じたインクドットからなる画像や文字等を記録する。
このプリンタ装置1は、図2に示すように、液体吐出ヘッドであるプリンタヘッドカートリッジ(以下、ヘッドカートリッジという。)2と、このヘッドカートリッジ2が装着される装置本体であるプリンタ本体3とを備えている。
また、このプリンタ装置1では、ヘッドカートリッジ2が消耗品として取り扱われており、プリンタ本体3に対してヘッドカートリッジ2が着脱可能とされることによって、容易に交換が可能となっている。
先ず、このようなプリンタ本体3に対して着脱可能なヘッドカートリッジ2について説明する。このヘッドカートリッジ2は、インクを吐出する吐出口であるノズル52aを図2中矢印W方向に記録紙Pの幅に対応する長さで略直線状に複数並べて配置した、いわゆるライン型のプリンタヘッドである。
このヘッドカートリッジ2は、図2及び図3に示すように、インクiを収容するインクタンク11が装着されるカートリッジ本体12を備え、このカートリッジ本体12には、カラー印刷に対応して、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの4色からなるインクタンク11y,11m,11c,11kが着脱可能となっている。
これら4つのインクタンク11y,11m,11c,11kは、例えば樹脂材料等を射出成形することで、全体略直方体状に形成された容器であり、その内部に各色に対応したインクiを収容している。また、これら4つのインクタンク11y,11m,11c,11kは、内部の洗浄を行った際に塵埃等の微小な異物が容易に除去されるように、インクiと接する内面が外面よりも表面粗さが小さくなっている。また、これら4つのインクタンク11y,11m,11c,11kは、なるべく多くのインクを収容するために、カートリッジ本体12の長辺方向に対応した長尺形状とされている。そして、各インクタンク11y,11m,11c,11kは、カートリッジ本体12の短辺方向に並んで配置される。なお、以下では、各インクタンク11y,11m,11c,11kが記録紙Pの搬送方向に順に並んで配置されているものとして説明する。
なお、これら4つのインクタンク11y,11m,11c,11kは、インクの消費量が最も多いブラックのインクタンク11kが、他のインクタンク11y、11m、11cよりも容量が大きく、他に比べて厚みを有する以外は同じ構造を有している。なお、これらインクタンク11y,11m,11c,11kの構成を、以下まとめてインクタンク11として説明する。
インクiを収容するインクタンク11は、図3及び図4に示すように、インクiを収容する液体収容部であるインク収容部21と、インク収容部21内のインクiをカートリッジ本体12へと送り出す液体送出部であるインク送出部22と、インク収容部21を外部と連通させる外部連通孔23と、外部連通孔23からインク収容部21内に外部の空気を導入するための空気導入管24とを有している。
インク収容部21は、インクiを収容する収容空間を形成しており、なるべく多くのインクiを収容するため、略々インクタンク11の外形に対応した内形形状を有している。また、インク収容部21は、その底面部が略中央に位置するインク送出部22で最も深くなるように形成されており、内部に収容されたインクiが集中的にインク送出部22に流入するようになされている。
インク送出部22は、インク収容部21と連通されたインクタンク11からカートリッジ本体12へインクiを供給するノズルであり、このインク収容部21の下面中央部から下方に向かって突出して設けられている。そして、このインク送出部22は、後述するカートリッジ本体12の連結部35に円滑に嵌合されるように、先端に向かって内径が拡径されたテーパー形状を有している。
外部連通孔23は、図4に示すように、インク収容部21の上面中央部に設けられている。また、この外部連通孔23は、通気性を有するシール部材(図示せず。)によって閉塞されている。これにより、インクタンク11では、この外部連通孔23から外部にインクiが漏れ出すことを防止すると共に、この外部連通孔23から外部の空気を取り込む際に、インク収容部21内に塵埃等が侵入することを防止している。
空気導入管24は、外部連通孔23からインク収容部21の内部へと下方に向かって延長して設けられている。これにより、インクタンク11では、インク収容部21内のインクiがインク送出部22からカートリッジ本体12へと送り出された際に、このインク収容部21内のインクiが減少した分に相当する空気が、外部連通孔23から空気導入管24を通してインク収容部21内に取り込まれることになる。
また、この空気導入管24の中途部には、インク収容部21から逆流したインクiがいきなり外部連通孔23から外部に流出することがないように、インクiを一時的に貯留させる液体貯留部であるインク貯留部25が設けられている。このインク貯留部25は、正面から見て長い方の対角線をインク収容部21の長辺方向と一致させた略菱形状の内部空間を形成しており、上部側の角部が空気導入管24を介して外部連通孔23と連通されると共に、下部側の角部が空気導入管24を介してインク収容部21と連通されている。これにより、インクタンク11では、インク収容部21から空気導入管24を通して逆流したインクiをインク貯留部25が一時的に貯留することによって、外部連通孔23から外部にインクiが漏れ出すことなく、再度インクiをインク収容部21側に戻すことが可能となっている。
また、このインクタンク11は、図3及び図4に示すように、後述するカートリッジ本体12のタンク装着部31に固定するための固定手段である係合段部26及び係止突部27を有している。
係合段部26は、インクタンク11の長辺方向の一端側に形成された段差部であり、その一端側の側面部から上面部と平行且つ上面部よりも一段低くなされた水平面部26aと、この水平面部26aから上面部に向かって傾斜する傾斜面部26bとを有している。
係止突部27は、インクタンク11の長辺方向の他端側の側面部から突出形成された突起部であり、上面部と平行な水平面部27aと、この水平面部27aよりも下方に位置する側面部に向かって傾斜する傾斜面部27bとを有している。
一方、カートリッジ本体12は、図3及び図4に示すように、上述した各色に対応したインクタンク11y,11m,11c,11kが装着されるタンク装着部31を有している。
このタンク装着部31は、記録紙Pの幅に対応して全体略直方体状に形成されたカートリッジ本体12の上面部から各インクタンク11y,11m,11c,11kを収納するのに十分な深さで形成された凹部であり、その底面部は各インクタンク11y,11m,11c,11kがカートリッジ本体12の短辺方向に並んで配置されるように、隔壁31aによって仕切られた構造を有している。
なお、上述したブラックのインクタンク11kは、他のインクタンク11y,11m,11cに比べて厚みを有することから、このタンク装着部31においても、ブラックのインクタンク11kの装着位置を仕切る隔壁31aの間隔が他のインクタンク11y,11m,11cの装着位置を仕切る隔壁31aの間隔より所定の幅だけ広く形成されている。
そして、このタンク装着部31には、上述したインクタンク11を固定するための固定手段である被係合部32、ラッチレバー33及び板バネ34が設けられている。
被係合部32は、上述したインクタンク11に形成された係合段部26の水平面部26aと係合される部分であり、タンク装着部31の長辺方向の一端側に位置する開口端から長辺方向に所定の幅だけ突出形成されている。
ラッチレバー33は、タンク装着部31の長辺方向の他端側に位置する底面コーナー部から上方に向かって突出された弾性変位片であり、その先端部がタンク装着部31の側面部に対して近接離間する方向に弾性変位可能となっている。また、このラッチレバー33の先端側には、上述したインクタンク11の係止突部27が係止される係止孔33aが穿設されている。そして、隔壁31aによって仕切られたタンク装着部31には、各インクタンク11y,11m,11c,11kに対応したラッチレバー33が、それぞれカートリッジ本体12の短辺方向に並んで設けられている。
板バネ34は、タンク装着部31の底面部に設けられ、このタンク装着部31に装着されたインクタンク11を上方に向かって押圧する押圧部材である。この板バネ34は、タンク装着部31の長辺方向に沿って配置されると共に、一端がタンク装着部31の底面部に固定され、その中間部が上方に向かって折り曲げられた形状を有している。そして、隔壁31aによって仕切られたタンク装着部31の底面部には、各インクタンク11y,11m,11c,11kに対応した板バネ34が、それぞれカートリッジ本体12の短辺方向に並んで設けられている。
このタンク装着部31にインクタンク11を装着する際は、インクタンク11の係合段部26が設けられた一端側を、タンク装着部31の内部に斜めに挿入し、この係合段部26の水平面部26aをタンク装着部31の被係合部32に当接させながら、この当接位置を回動支点として、インクタンク11の係止突部27が設けられた他端側を、図4中矢印A方向に回動させながらタンク装着部31の内部に挿入する。このとき、インクタンク11の係止突部27は、その傾斜面部27bがラッチレバー33に当接することによって、このラッチレバー33をタンク装着部31の側面部に近接する方向へと弾性変位させる。
そして、図5に示すように、インクタンク11がタンク装着部31に装着されると同時に、係止突部27がラッチレバー33の係止孔33aに係止される。このとき、ラッチレバー33の先端部がタンク装着部31に装着されたインクタンク11の側面部を押圧すると共に、タンク装着部31の底面部に設けられた板バネ34がインクタンク11の底面部を上方に向かって押圧することから、係合段部26の水平面部26aがタンク装着部31の被係合部32に係止されると共に、係止突部27の水平面部27aがラッチレバー33の係止孔33aに係止される。これにより、インクタンク11をカートリッジ本体12のタンク装着部31に適切に固定することができる。
一方、このタンク装着部31に装着されたインクタンク11を取り外す際は、ラッチレバー33の先端部をインクタンク11の側面部から離間する方向に弾性変位させる。これにより、上述した係止突部27の水平面部27aとラッチレバー33の係止孔33aとの係止状態が解除される。このとき、図4に示すように、板バネ34がインクタンク11の底面部を図4中反矢印A方向に向かって押圧することから、インクタンク11をタンク装着部31から容易に取り外すことができる。
また、以上のようなインクタンク11が装着されるカートリッジ本体12は、図5及び図6に示すように、上述したインクタンク11のインク送出部22と連結される連結部35と、この連結部35に連結されたインクタンク11からのインクiの供給を行う液体供給部であるインク供給部36と、このインク供給部36により供給されたインクiを吐出するヘッド部37とを有している。
連結部35は、タンク装着部31の底面中央部に設けられたノズルであり、その先端が上述したインク送出部22に嵌合されることによって、インクタンク11のインク送出部22と連結される。また、この連結部35にインクタンク11のインク送出部22が連結された際には、連結部35の先端部に設けられた図示しない開閉ピンがインク送出部22を開放する。また、この連結部35には、連結されたインク送出部22との間からインクiが漏れ出すのを防止するために、Oリング等のシール部材38が設けられている。なお、連結部35は、その先端部が開閉ピンを兼ねるようにしてもよい。すなわち、この連結部35の先端部がインク送出部22に嵌合されると共にインク送出部22を開放する構成であってもよい。また、連結部35の先端部は、上述したインク送出部22に円滑に嵌合されるように、先端に向かって外径が縮径されたテーパー形状を有している。
そして、隔壁31aによって仕切られたタンク装着部31の底面中央部には、各インクタンク11y,11m,11c,11kに対応した連結部35が、それぞれカートリッジ本体12の短辺方向に並んで設けられている。
インク供給部36は、後述するヘッド部37のノズル52aからインクiが吐出された際に、ヘッド部37側に発生する負圧によって図示しない弁が開放されてインクタンク11のインク収容部21からヘッド部37へとインクiを供給し、インクタンク11のインク収容部21からヘッド部37へインクiが供給されて、ヘッド部37側の圧力が定常状態に戻ると、弁を閉塞してインクタンク11のインク収容部21からヘッド部37へのインクiの供給を停止する弁機構である。
そして、インク供給部36は、後述するヘッド部37のノズル52aからインクiを吐出する度に、インクiの供給動作を繰り返す。一方、インクタンク11では、上述したインク供給部36によるインクiの供給動作に連動して、インク収容部21内のインクiがインク供給部36側に供給されると、インク収容部21内のインクiが減少すると共に、この減少したインクiに相当する空気が外部連通孔23から空気導入管24を通してインク収容部21内に導入される。これにより、インク収容部21内の圧力を平衡状態に保ちながら、インク供給部36側にインクiを適切に供給することが可能となっている。
なお、上述した各色に対応した連結部35の下方には、それぞれインク供給部36が設けられている。
ヘッド部37は、図6及び図7に示すように、インクiを液滴の状態で吐出する後述する色毎に記録紙Pの幅方向に略ライン状に並設するノズル52aが形成された吐出面41と、この吐出面41よりも上方に位置し、インク供給部36からインクiが供給されるインク供給口42と、このインク供給口42から供給されたインクiを各ノズルへと導くインク流路43と、色毎に略ライン状に並設されたノズル52aのライン間に設けられた用紙抑え片44と、吐出面41を保護するヘッドキャップ45とを有している。
吐出面41には、記録紙Pの幅に相当する長さに亘って略直線状に複数のノズル52aが並設されている。インク供給口42は、インク流路43の上面中央部に設けられ、インク供給部36に連通されている。インク流路43は、各ノズル52aにインクiが供給されるように記録紙Pの幅に相当する長さに亘って略ライン状に設けられている。
用紙抑え片44は、図7に示すように、吐出面41に、この吐出面41に対して略垂直方向に昇降可能に設けられ、ノズル52aよりインクiが吐出される前に降下してテキスト印刷される記録紙Pの主面の搬送方向の先端及び後端に位置する余白領域sに当接し、記録紙Pが吐出面41に近づきすぎるのを抑えるものである。
用紙抑え片44は、図8に示すように、吐出面41の長辺方向と略同じ幅にされた略矩形状の板材であり、色毎に記録紙Pの幅方向に略ライン状に並設されたノズル52aのライン同士の間に設けられている。具体的には、図8中矢印B方向に搬送される記録紙Pの搬送方向の上流側から順に、イエローのインクiを吐出するノズルラインとマゼンダのインクiを吐出するノズルラインとの間、マゼンダのインクiを吐出するノズルラインとシアンのインクiを吐出するノズルラインとの間、シアンのインクiを吐出するノズルラインとブラックのインクiを吐出するノズルラインとの間に設けられている。
そして、用紙抑え片44は、図7に示すように、後述する制御部128により駆動制御され、記録紙Pの余白領域sが対向する位置まで図7中矢印B方向に搬送されると降下して記録紙Pの余白領域sとなる位置に記録紙Pを臨む縁端部44aを当接させて記録紙Pが吐出面41側に近づかないように抑えつづけ、縁端部44aが余白領域sよりはみだす前に上昇して記録紙Pに着弾したインクiに接触しないようにする。抑え反44は、以上のような動作を、記録紙Pの先端及び後端に形成される余白領域sに対し、記録紙Pの搬送方向の上流に位置するものから順に行う。
用紙抑え片44は、先端部44a側の厚みを先端部44とは反対側の基端の厚みより薄くしたり、先端部44aを厚み方向に円弧状にしたりして記録紙Pに対して小さな面積で当接するようにしている。これにより、用紙抑え片44では、縁端部44aが記録紙Pに当接したときに生じる摩擦等で記録紙Pの搬送速度を遅くさせたり、記録紙Pに引っ掻き傷等を生じさせたりすることを防止できる。
ヘッドキャップ45は、図2及び図3に示すように、吐出面41を保護するために設けられたカバーであり、印刷動作するときには吐出面41より退避する。ヘッドキャップ45は、図3中矢印W方向の両端に開閉方向に設けられた一対の係合突部45aと、長辺方向に設けられ吐出面41に付着した余分なインクiを吸い取るクリーニングローラー45bとを有している。ヘッドキャップ45は、係合突部45aが吐出面41に図3中矢印W方向とは略直交方向に亘って設けられたに一対の係合溝41aに係合され、この一対の係合溝41aに沿ってインクタンク11の短辺方向、すなわち図3中矢印W方向とは略直交方向に開閉するようにされている。そして、ヘッドキャップ45においては、開閉動作時に、クリーニングローラー45bが吐出面41に当接しながら回転することで、余分なインクiを吸い取り、吐出面41をクリーニングする。このクリーニングローラー45bには、例えば吸湿性の高い部材、具体的にはスポンジ、不織布、織布等が用いられる。また、ヘッドキャップ45は、印刷動作しないときには吐出面41のノズル52aから露出するインクiが乾燥しないように吐出面41を閉塞する。
また、ヘッド部37には、上述した用紙抑え片44を吐出面41に対して略垂直方向に昇降させる昇降機構46が設けられている。この昇降機構46は、後述する制御部128により駆動制御され、記録紙Pの余白領域sが用紙抑え片44と対向する位置に搬送されたときに用紙抑え片44を図7中矢印C方向に降下させて縁端部44aを余白領域sに当接させ、記録紙Pが搬送されることで余白領域sに当接している用紙抑え片44が余白領域sよりはみだす前に、用紙抑え片44を図7中反矢印C方向に上昇させて縁端部44aを余白領域sより離間、すなわち離れさせる。なお、ここでは、ヘッド部37に昇降機構46が設けられている構成を例に挙げて説明したが、このような構成に限定されることはなく、例えばカートリッジ本体12のヘッド部37以外の所定の位置に昇降機構46が設けられ、用紙抑え片44を昇降駆動させるような構成にしてもよい。
このような構成のヘッド部37には、上述した構成の他に、色毎に略ライン状に並設されたノズル52aを組とするインク吐出ヘッド47を複数有し、このインク吐出ヘッド47が色毎に千鳥状に配置されている。すなわち、このインク吐出ヘッド47は、色毎に、インク流路43を挟んで記録紙Pの幅方向に互い違いに並ぶように配置されている。
インク吐出ヘッド47は、図9に示すように、ベースとなる回路基板51と、複数のノズル52aが形成されたノズルシート52と、回路基板51とノズルシート52との間をノズル52a毎に区画するフィルム53と、インク流路43を通して供給されたインクiを加圧するインク液室54と、インク液室54に供給されたインクiを加熱する発熱抵抗体55とを有している。
回路基板51は、シリコン等からなる半導体ウェハ上に、ロジックIC(Integrated Circuit)やドライバートランジスタ等からなる制御回路を構成すると共に、インク液室54の上面部を形成している。
ノズルシート52は、吐出面41に向かって縮径され、且つ吐出面41側の口径が20μm程度のノズル52aが穿設されると共に、回路基板51とフィルム53を挟んで対向配置されることで、インク液室54の下面部を形成している。
フィルム53は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、上述したインク流路43と連通される部分を除いて各ノズル52aの周囲を囲むように形成されている。また、このフィルム53は、回路基板51とノズルシート52との間に介在されることによって、インク液室54の側面部を形成している。
インク液室54は、上述した回路基板51、ノズルシート52及びフィルム53により囲まれることで、ノズル52a毎にインク流路43から供給されたインクiを加圧する加圧空間を形成している。
発熱抵抗体55は、インク液室54に臨む回路基板51に配置されると共に、この回路基板51に設けられた制御回路等と電気的に接続されている。そして、この発熱抵抗体55は、制御回路等により制御されることで発熱し、インク液室54内のインクiを加熱する。
そして、このインク吐出ヘッド47では、回路基板51の制御回路が発熱抵抗体55を駆動制御し、選択された発熱抵抗体55に対して、例えば1〜3マイクロ秒程度の間だけパルス電流を供給する。これにより、インク吐出ヘッド47では、発熱抵抗体55が急速に加熱される。すると、インク吐出ヘッド47では、図10(A)に示すように、発熱抵抗体55と接するインク液室54内のインクiに気泡bが発生する。そして、インク吐出ヘッド47では、図10(B)に示すように、このインク液室54内において、気泡bが膨張しながらインクiを加圧し、押し退けられたインクiが液滴の状態になってノズル52aより吐出される。また、インク吐出ヘッド47においては、インクiの液滴が吐出された後は、インク流路43を通してインクiがインク液室54に供給されることによって、再び吐出前の状態へと戻る。
なお、上述したインク吐出ヘッド47は、回路基板51の一主面上にフィルム53を全面に亘って形成し、フォトリソグラフィ技術を用いてフィルム53をインク液室54に対応した形状に成形した後に、この上にノズルシート52を積層することで形成される。
また、上述したインク吐出ヘッド47は、発熱抵抗体55によってインクiを加熱しながら吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えば圧電素子等の電気機械変換素子によってインクiの液滴を電気機械的に吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってもよい。
なお、上述した各色に対応したインク供給部36の下方には、それぞれヘッド部37が設けられている。そして、カートリッジ本体12の底面部には、各インクタンク11y,11m,11c,11kに対応した各ヘッド部37の吐出面41が、それぞれカートリッジ本体12の短辺方向に並んで設けられており、これらは連続した吐出面41を形成している。すなわち、ヘッドカートリッジ2のヘッド部37は、各色に対応するインク吐出ヘッド47が一体化されて連続した吐出面41を形成する、いわゆるマルチラインヘッドである。
以上のような構成のヘッドカートリッジ2では、記録紙Pに対してインクiを吐出する際に、後述する給排紙機構72によって記録紙Pが吐出面41と対向する位置まで搬送されたときに、例えば記録紙Pを搬送させるローラー等を記録紙Pが通過することで記録紙Pの先端や後端に厚み方向の反りや撓み等が生じても、記録紙Pの先端や後端に形成される余白領域sに用紙抑え片44の縁端部44aを当接させることで記録紙Pの先端や後端が吐出面41側に撓む、いわゆる吐出面41側に浮くことを抑えることができる。
したがって、このヘッドカートリッジ2では、用紙抑え片44によって記録紙Pの先端や後端が吐出面41側に浮くことが抑えられた記録紙Pにノズル52aより吐出されたインクiを着弾できることから、厚み方向に撓んだ記録紙Pにインクiが着弾して起こる着弾位置ずれ、いわゆる色ずれや、厚み方向に撓んだ記録紙Pが吐出面41に接触して起こる印刷不良等を防止できる。
また、このヘッドカートリッジ2では、記録紙Pの浮きを抑えるために余白領域sに当接させた用紙抑え片44の縁端部44aが、記録紙Pの搬送によって余白領域sからはみだす前に、昇降機構46を駆動して用紙抑え片44を上昇させ、記録紙Pより離間させることで、用紙抑え片44の縁端部44aが記録紙Pに着弾したインクiに接触し、着弾したインクiが擦れしまうことを防止できる。
なお、このヘッドカートリッジ2は、上述した構成の他に、インク収容部12内のインクiの残量を検出する図示しない残量検出部や、インクタンク11y,11m,11c,11kを識別する図示しないインクタンク識別部等を備えている。
次に、以上のように構成されるヘッドカートリッジ2が装着されるプリンタ本体3について説明する。
このプリンタ本体3は、図1及び図2に示すように、内部への塵埃等の侵入を防ぐために、上部筐体61aと下部筐体61bとから構成される外筐61の内部に組み付けられた構造を有している。
また、このプリンタ本体3において、外筐61の前面側は、図11及び図12に示すように、下部筐体61b内の図示しないフレームに上部筐体61aの両側面部に設けられた一対の支軸62が軸支されることによって、上部筐体61aが下部筐体61bに対して開閉可能となっている。
また、外筐61の前面には、図1及び図2に示すように、記録紙Pの給排紙が行われる給排紙口63が設けられている。そして、この給排紙口63に記録紙Pを収納する収納トレイ64が装着されることによって給紙が可能となり、記録紙Pは、この給排紙口63を通して収納トレイ64の開口端のうち前面側を閉塞する蓋トレイ65上に排紙されることになる。
上部筐体61aには、上述したヘッドカートリッジ2が装着されるヘッド装着部66が設けられている。そして、このヘッド装着部66にヘッドカートリッジ2が装着された際には、ヘッドカートリッジ2の吐出面41が、後述する下部筐体61b内の印刷位置に臨むことになる。なお、ヘッドカートリッジ2には、図2に示すように、取手部67が取り付けられている。これにより、ヘッドカートリッジ2は、交換時等においてヘッド装着部66に対する着脱が容易となっている。
また、上部筐体61aには、図2に示すように、このヘッド装着部66を閉塞する蓋体61cが開閉可能に取り付けられている。この蓋体61cは、ヘッド装着部66を閉塞した際には、上部筐体61aと連続した上面部を形成する。また、この蓋体61cは、ヘッド装着部66にヘッドカートリッジ2が装着された状態でも閉塞することが可能となっている。
また、上部筐体61aの上面部には、後述する記録紙Pの給排紙が行われる前面側に位置して、各種操作を行うための操作ボタン68や、印刷状態等を表示するための表示パネル69が設けられている。
さらに、上部筐体61aの上面部には、ヘッドカートリッジ2がヘッド装着部66に装着されたときに、ヘッド装着部66に対してヘッドカートリッジ2を着脱可能に保持するヘッドカートリッジ保持機構70を備えている。具体的に、ヘッドカートリッジ保持機構70は、ヘッドカートリッジ2に設けられたつまみ70aを上部筐体61aのヘッド装着部66の周囲に設けられた係止孔70b内の図示しないバネ等といった付勢部材に係止することにより、プリンタ本体3におけるヘッド装着部66の周囲に設けられた基準面3aと、ヘッドカートリッジ2の基準面3aと対向する外周面2aとが圧着することになり、上部筐体61aに対してヘッドカートリッジ2を位置決めして保持、固定できるようにする。これにより、カートリッジ本体12の吐出面41と、後述する給排紙機構72によって印刷位置に搬送された記録紙Pの主面とを互いに平行且つ所定の間隔をもって対向配置することができる。
また、プリンタ本体3には、図11及び図12に示すように、ヘッドカートリッジ2がヘッド装着部66に装着されたときに、このヘッドカートリッジ2の吐出面41に取り付けられたヘッドキャップ45を開閉するヘッドキャップ開閉機構71と、記録紙Pを所定の方向に搬送してヘッド部37に対して記録紙Pを給排紙する給排紙機構72とを有している。
ヘッドキャップ開閉機構71は、ヘッドカートリッジ2のヘッドキャップ45を開閉する駆動部を有しており、印刷を行うときにはインク吐出ヘッド47が記録紙Pに対して露出するように吐出面41よりヘッドキャップ45を退避させ、印刷が終了したときにはインク吐出ヘッド47の保護やインクiの乾燥を防ぐために吐出面41をヘッドキャップ45で閉塞するように、ヘッドキャップ45を吐出面41に対して開閉動作する。
給排紙機構72は、図11及び図12に示すように、記録紙Pをヘッドカートリッジ2まで供給し、ヘッドカートリッジ2によって印刷が行われた記録紙Pを外部に排出する、いわゆる記録紙Pを所定の方向に搬送させる用紙搬送手段である。具体的に、給排紙機構72は、プリンタ本体3内部に記録紙Pを給紙する給紙部81と、この給紙部81により給紙された記録紙Pを印刷位置へと搬送する搬送部82と、この搬送部82により搬送された記録紙Pを排紙する排紙部83とによって構成されている。
給紙部81は、収納トレイ64から搬送部82へと記録紙Pを給紙するための給紙手段として、収納トレイ64内の記録紙Pを搬送部82へと送り出す給紙ローラー91と、この給紙ローラー91により送り出された記録紙Pを1枚毎に搬送部82へと送り出すための一対の分離ローラー92a,92bとを有し、これらは、下部筐体61b内に設けられた駆動機構(図示せず。)によって互いに連動しながら、図12中矢印D1,D2,D3方向に回転駆動される。
給紙ローラー91は、収納トレイ64の背面側の開口端から臨む記録紙Pの上方に配置されており、その外周面が、収納トレイ64内に設けられた紙押上げ機構(図示せず。)により押し上げられた記録紙Pと接触可能となっている。
一対の分離ローラー92a,92bは、給紙ローラー91の背面側近傍に位置して、この給紙ローラー91により送り出された記録紙Pをローラーの間に挟み込みながら、互いに同一方向に回転駆動される。これにより、給紙ローラー91が記録紙Pを誤って2枚同時に給紙した場合でも、一方の分離ローラー92aが、その外周面に接する1枚の記録紙Pを搬送部82側へと送り出し、他方の分離ローラー92bが、その外周面に接するもう1枚の記録紙Pを前面側の収納トレイ64へと送り返すことによって、1枚のみ背面側に送り出すことができる。
搬送部82は、給紙部81から排紙部83へと記録紙Pを搬送するための搬送手段として、記録紙Pの送り方向を反転させる反転ローラー93と、この反転ローラー93により反転された記録紙Pを印刷位置へと搬送させる送りローラー94とを有している。
反転ローラー93は、プリンタ本体3内の背面側に配置されており、下部筐体61b内に設けられた駆動機構(図示せず。)によって、図12中矢印E方向に回転駆動される。また、反転ローラー93の背面側には、この反転ローラー93の外周面に沿って反転される記録紙Pを押さえる複数の押さえローラー95a,95b,95cと、反転ローラー93の外周面と対向して記録紙Pの移動を規制する湾曲状の第1の規制板96とが設けられている。
また、この反転ローラー93と一対の分離ローラー92a,92bとの間には、記録紙Pを案内する第1の案内板97が下部筐体61b側に位置して設けられている。さらに、この反転ローラー93と送りローラー94との間には、記録紙Pを案内する第2の案内板98と、この第2の案内板98と対向して記録紙Pの移動を規制する平面状の第2の規制板99とが上部筐体61a側に位置して設けられている。
送りローラー94は、ヘッド部37を基準にして記録紙Pの搬送方向の上流側、すなわち反転ローラー93側、且つ搬送される記録紙Pに対して下部筐体61b側に配置され、記録紙Pの印刷される主面とは反対側の主面に軸中心に回転しながら当接して記録紙Pを搬送させる。
送りローラー94の上部筐体61a側には、この送りローラー94と対向し、記録紙Pを送りローラー94に押圧させるピンチローラー100が設けられている。これにより、記録紙Pは、ピンチローラー100によって送りローラー94に押圧されるように接触し、送りローラー94に適切にグリップ、すなわち送りローラー94の外周面に適切に掴まれることから、吐出面41と対向する印刷位置へと適宜搬送されることになる。なお、ピンチローラー100は、軸中心に回転自在にされており、記録紙Pの搬送に伴って回転する。
排紙部83は、図11及び図12に示すように、ヘッド部37で印刷された記録紙Pを給排紙口63側に搬送させる排紙ローラー101と、この排紙ローラー101と対向する拍車102とを有している。
排紙ローラー101は、ヘッド部37を基準にして記録紙Pの搬送方向の下流側、すなわち給排紙口63側、且つ搬送される記録紙Pに対して下部筐体61b側に配置され、記録紙Pの印刷される主面とは反対側の主面に軸中心に回転しながら当接して記録紙Pを搬送させる。
拍車102は、略円盤状の板材がカートリッジ本体12の長辺方向に所定の間隔で並設されたものであり、板材の外周全周に亘って所定の間隔で突起部が設けられている。この拍車102は、排紙ローラー101に対して上部筐体61側で対向し、外周全周に亘って設けられた突起部が排紙ローラー101の外周面に当接するように配置されており、印刷されたインクが極力転写されないように点で記録紙Pの印刷面と接触し、排紙ローラー101との間から記録紙Pを給排紙口63側の蓋トレイ65上へと送り出す。なお、拍車102は、軸中心に回転自在にされており、記録紙Pの搬送に伴って回転する。
このような構成の給排紙機構72において、送りローラー94及び排紙ローラー101は、図13に示すように、駆動源となるパルスモータ103a,103bが例えば無端駆動ベルト等といった図示しないベルトプーリ等によって接続され、各パルスモータ103a,103bからそれぞれ動力が伝達される。そして、送りローラー94及び排紙ローラー101は、反転ローラー93側から搬送された記録紙Pを給排紙口63側に搬送させるように図13中矢印F方向に軸中心に回転駆動する。
これらローラー94,101は、それぞれが異なる回転速度で回転、すなわちそれぞれが異なる回転数で回転しており、その回転数はパルスモータ103a,103bに供給されるパルス電流の周波数により制御される。具体的には、図13中矢印B方向に搬送される記録紙Pを印刷位置まで給紙する送りローラー94の回転速度より記録紙Pに印刷が行われて排紙する排紙ローラー101の回転速度を早くしている。
これにより、給排紙機構72では、ヘッド部37の吐出面41と対向する記録紙Pに対して印刷を行う際に、記録紙Pを弛みがなく搬送方向に緊張した状態にさせることが可能になる。したがって、給排紙機構72では、印刷位置で記録紙Pが弛み、撓み等が生じることを防ぐことから、絶えずヘッド部37の吐出面41と記録紙Pの主面との距離を一定に保つことができる。なお、パルスモータ103a,103bに供給されるパルス電流の周波数は後述する制御部128によって制御される。
送りローラー94と排紙ローラー101との間には、印刷位置に搬送された記録紙Pをヘッド部37の吐出面41に対向させた状態で保持するプラテン板104が設けられている。
プラテン板104は、図14に示すように、ノズル52aより強制的に吐出されたインクiを吸液する吸液体105と、送りローラー94により印刷位置まで図14中矢印B方向に搬送される記録紙Pを支持する支持片106,107,108,109とを有している。
ヘッドカートリッジ2においては、例えばノズル52aに目詰まりや気泡混入等の不具合が生じたときに、インクiをノズル52aより強制的にプラテン板104に向かって吐出させることで目詰まりや気泡混入等を解消させる。そして、吸液体105は、ノズル52aより強制的にプラテン板104に向かって吐出されたインクiを染み込ませ、外部に漏れることを防止する例えばスポンジ、紙、織布、不織布等であり、少なくともノズル52aと対向する領域には配置されている。
支持片106〜109は、カートリッジ本体の長辺方向に所定の間隔で略ライン状に並設、且つライン状に並設されたものが記録紙Pの搬送方向にも複数並べられており、送りローラー94により印刷位置まで搬送された記録紙Pの先端が排紙ローラー101と拍車102との間に挿入されるまで支持する支持体である。これらの支持片106〜109は、吸湿体105の吐出面41と対向する主面105aから吐出するような高さにされている。そして、その高さは、記録紙Pの搬送方向の上流側に位置する支持片106から順に下流側に向かって低くされ、最下流側に位置する支持片109が上流側で隣り合う支持片108よりも高くされている。また、支持片106〜109は、搬送されてきた記録紙Pが引っ掛かることのないように、記録紙Pを支持する頂点部106a〜109aを基準にして記録紙Pの搬送方向の上流側の稜線が下流側の稜線よりなだらかにされ、且つ頂点部106a〜109aが円弧状にされている。
以上のような構成のプラテン板104に支持されながら搬送される記録紙Pは、送りローラーよって印刷位置に進入された先端が搬送方向の上流に位置する支持片106の頂点部106aに沿うようにして支持されながら、一旦は支持片107,108にの頂点部107a,108aに沿って下斜め方向に進んだ後、搬送方向の最下流に位置する支持片109によって上斜め方向に進んで排紙ローラー101と拍車102との間に適切に挿入される。このように、プラテン板104は、記録紙Pの先端を送りローラー94から排紙ローラー101まで案内するガイド板としても機能し、印刷位置において記録紙Pをヘッド部37の吐出面41に対して略平行且つ所定の距離を以て対向配置させる。
また、下部筐体61bには、図12に示す印刷時に搬送動作を行う搬送位置と、この搬送位置よりも下方に位置して、図11に示す非駆動時に待避される待避位置との間で、上述した送りローラー94、排紙ローラー101、プラテン板104等を昇降させる図示しない昇降機構が設けられている。
プリンタ本体3においては、以上のように給排紙機構72によって搬送される記録紙Pの位置を検出する用紙位置検出部73を備えている。この用紙位置検出部73は、図13に示すように、図13中矢印B方向に搬送する記録紙Pの先端を検出する先端検出センサ111と、送りローラー94の回転状態を検出するエンコーダ112と、後述する例えばCPU(Central Processing Unit)等を備える制御部128によって構成されている。
先端検出センサ111は、送りローラー94を基準して搬送方向の上流側に、具体的には第2の規制板99と送りローラー94との間に配置され、印刷位置に搬送される記録紙Pにおける送りローラー94とピンチローラー100との間に入り込んでいく前の先端を検出し、検出した先端検出データを後述する制御部128に出力する。
エンコーダ112は、送りローラー94の回転状態を検出し、送りローラー94の回転数に応じた回転検出データを後述する制御部128に出力する。
このような構成の用紙位置検出部73は、先端検出センサ111と送りローラー94との間の距離と、送りローラー94による記録紙Pを搬送させるときの単位時間当たりの送り量とに基づき、記録紙Pの先端が先端検出センサ111に検出されてから送りローラー94がどのくらい回転したかによって記録紙Pが搬送された位置を検出するものである。すなわち、この用紙位置検出部73では、外部から入力された印刷データや予め装置内に備わる印刷データに基づいて形成されると判断された余白領域sの位置を検出することができる。
次に、以上のように構成されたプリンタ装置1による印刷を制御する図15に示す制御回路121について図面を参照して説明する。
制御回路121は、上述したヘッドカートリッジ2の昇降機構46、プリンタ本体3のヘッドキャップ開閉機構71、給排紙機構72を駆動制御するプリンタ駆動部122と、各色のインクiに対応するインク吐出ヘッド47に供給される電流等を制御する吐出制御部123と、各色のインクiの残量を警告する警告部124と、外部装置と信号の入出力を行う入出力端子125と、制御プログラム等が記録されたROM(Read Only Memory)126と、読み出された制御プログラム等を一旦格納し、必要に応じて読み出されるRAM(Random Access Memory)127と、各部の制御を行う制御部128とを有している。
プリンタ駆動部122は、制御部128からの制御信号に基づき、昇降機構46を構成する駆動部(図示せず。)を駆動させ、用紙抑え片44が昇降動作するように昇降機構46を制御する。プリンタ駆動部122は、制御部128からの制御信号に基づき、ヘッドキャップ開閉機構71を構成する駆動モータ(図示せず。)を駆動させ、ヘッドキャップ45を開閉動作するようにヘッドキャップ開閉機構71を制御する。また、プリンタ駆動部122は、制御部128からの制御信号に基づき、給排紙機構72を構成する駆動モータ(図示せず。)や、パルスモータ103a,103bを駆動させ、プリンタ本体3の収納トレイ64から記録紙Pを給紙し、印刷後に給排紙口63から蓋トレイ65上に記録紙Pを排出するように給排紙機構72を制御する。
吐出制御部123は、インク吐出ヘッド47に備わる発熱抵抗体55にパルス電流を供給する外部電源との電気的な接続をオン/オフするスイッチング素子や、発熱抵抗体55に供給されるパルス電流値を調整する抵抗体や、スイッチング素子等のオン/オフの切り替えを制御する制御回路部等を有する電気回路である。そして、吐出制御部123は、制御部128からの制御信号に基づき、インク吐出ヘッド47に備わる発熱抵抗体55に供給されるパルス電流等を調整し、インク吐出ヘッド47のノズル52aよりインクiを吐出するときの吐出タイミングを制御する。
警告部124は、例えばLCD(Liquid Crystal Display)等の表示手段であり、印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報を表示する。また、警告部124は、例えばスピーカ等の音声出力手段であってもよく、この場合は、印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報を音声で出力する。なお、警告部124は、表示手段及び音声出力手段をともに有するように構成してもよい。また、この警告は、情報処理装置129のモニタやスピーカ等で行うようにしてもよい。
入出力端子125は、上述した印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報をインタフェースを介して外部の情報処理装置129等に送信する。また、入出力端子125は、外部の情報処理装置129等から、上述した印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報を出力する制御信号や、印刷データ等が入力される。ここで、上述した情報処理装置129は、例えばパーソナルコンピュータやPDA(Personal Digital Assistant)等の電子機器である。
情報処理装置129等と接続される入出力端子125は、インタフェースとして例えばシリアルインタフェースやパラレルインタフェース等を用いることができ、具体的にUSB(Universal Serial Bus)、RS(Recommended Standard)232C、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)1394等の規格に準拠したものである。また、入出力端子125は、情報処理装置129との間で有線通信又は無線通信の何れ形式でデータ通信を行うようにしてもよい。なお、この無線通信規格としては、IEEE802.11a,802.11b,802.11g等がある。
入出力端子125と情報処理装置129との間には、例えばインターネット等のネットワークが介在していてもよく、この場合、入出力端子125は、例えばLAN(Local Area Network)、ISDN(Integrated Services Digital Network)、xDSL(Digital Subscriber Line)、FTHP(Fiber To The Home)、CATV(Community Antenna TeleVision)、BS(Broadcasting Satellite)等のネットワーク網に接続され、データ通信は、TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)等の各種プロトコルにより行われる。
ROM126は、例えばEP−ROM(Erasable Programmable Read-Only Memory)等のメモリであり、制御部128が行う各処理のプログラムが格納されている。この格納されているプログラムは、制御部128によりRAM127にロードされる。
RAM127は、制御部128によりROM126から読み出されたプログラムや、用紙位置検出部73を構成する後端検出センサ111及びエンコーダ112から制御部128に出力された先端検出データや回転検出データ等を記憶する。
制御部128は、例えばCPU等を備え、入出力端子125から入力された印刷データや予めROM126等に格納されていた印刷データ、ヘッドカートリッジ2から入力されがインクiの残量データ等に基づき、各部を制御する。制御部128は、入力された制御信号等に基づいて各部を制御する処理プログラムをROM126から読み出してRAM127に記憶し、この処理プログラムに基づき各部の制御や処理を行う。
また、制御部128は、入出力端子125から入力された印刷データや予めROM126等に格納されていた印刷データに基づいて、記録紙Pに印刷データを記録するときに余白領域sが形成されるかどうかを判別する。
そして、制御部128は、印刷データによる余白領域sが記録紙Pのどの位置に形成されるかを判別した結果と、後端検出センサ111及びエンコーダ112から出力された先端検出データや回転検出データにより用紙位置を検出した結果に基づいて、用紙抑え片44と対向する位置に余白領域sが差し掛かったときに用紙抑え片44が降下されるように、昇降機構46をプリンタ駆動部122を介して制御する。制御部128は、余白領域sの位置と用紙位置とを検出した結果に基づいて、余白領域sに当接した状態の用紙抑え片44が、記録紙Pの搬送により余白領域sからはみだす前に上昇されるように、昇降機構46をプリンタ駆動部122を介して制御する。
また、制御部128は、ROM126に格納された処理プログラムに基づき、ヘッドキャップ45が開閉動作するようにヘッドキャップ開閉機構71を制御したり、収納トレイ64から記録紙Pを給紙し、印刷後に給排紙口63の蓋トレイ65上へと記録紙Pを送り出すように給排紙機構72を制御したりする。
制御回路121においては、ROM126に処理プログラムを格納するようにしたが、処理プログラムを格納する媒体としては、ROM126に限定されるものでなく、例えば処理プログラムが記録された光ディスクや、磁気ディスク、光磁気ディスク、ICカード等の各種記録媒体を用いることができる。この場合に制御回路121は、各種記録媒体を駆動するドライブと直接又は情報処理装置129を介して接続されてこれら記録媒体から処理プログラムを読み出すように構成する。
ここで、以上のように構成されるプリンタ装置1の印刷動作について図16に示すフローチャートを参照にして説明する。なお、本動作はROM126等の記憶手段に格納された処理プログラムに基づいて制御部128内の図示しないCPUの演算処理等により実行されるものである。
先ず、プリンタ本体3に設けられている操作ボタン68が操作されたり、入出力端子125を介して外部の情報処理装置129から操作入力されたりして制御部128に印刷動作をプリンタ装置1が実行する命令信号が入力される。
次に、制御部128は、ステップS1において、各タンク装着部31に所定の色のインクタンク11が装着されているか、又ヘッドカートリッジ2がプリンタ本体3のヘッド装着部66に装着されているかどうかを判断する。そして、制御部128は、全てのタンク装着部31に所定の色のインクタンク11が適切に装着且つヘッドカートリッジ2がプリンタ本体3のヘッド装着部66に装着されているときはステップS2に進み、タンク装着部31にインクタンク11が適切に装着されていないとき、及び/又はプリンタ本体3のヘッド装着部66にヘッドカートリッジ2が装着されていないときはステップS16に進み、印刷動作を禁止する。
制御部128は、ステップS2において、インクタンク11内のインクiが所定量以下、すなわちインク無し状態であるか否かを判断し、インク無し状態であると判断されたときは、警告部124でその旨を警告し、ステップS16において、印刷動作を禁止する。一方、制御部128は、インクタンク11内のインクiが所定量以上であるとき、すなわちインクiが満たされているとき、ステップS3に進み、印刷動作を実行させる。
次に、制御部128は、ステップS3において、制御部128がプリンタ駆動部122によってヘッドキャップ開閉機構71及び給排紙機構72を駆動制御し、印刷可能な位置まで記録紙Pを搬送させる。具体的に、印刷動作が開始されると、制御部128は、ヘッドキャップ開閉機構71を駆動制御して、吐出面41を閉塞した状態にあるヘッドキャップ45を、図12に示すように、プリンタ装置1の前面側の退避位置へと移動する。また、制御部128は、図12に示すように、図示しない昇降機構を駆動制御して送りローラー94、排紙ローラー101、プラテン板104を待避位置から搬送位置へと上昇させ、且つパルスモータ103a,103b等を駆動制御して記録紙Pを図12中矢印B方向に搬送させる。
次に、制御部128は、ステップS4おいて、図17に示すように、用紙位置検出部73を構成する先端検出センサ111で送りローラー94により印刷位置に進入していく記録紙Pの先端を検出し、先端検出センサ111からの先端検出データ及びエンコーダ112による回転検出データとに基づき記録紙Pがどこまで搬送されか、すなわち用紙位置を検出する。
次に、制御部128は、ステップS5おいて、入出力端子125から入力された印刷データ若しくは予めROM126等に格納されていた印刷データに基づいて、印刷データが印刷されたときに記録紙Pの先端に余白領域sが形成されるかどうかを判別する。そして、記録紙Pの先端に余白領域sが形成されると判別した場合は、ステップS6進んで用紙抑え片44を昇降動作させながら印刷を行い、記録紙Pの先端に余白領域sが形成されないと判別した場合は、ステップS14に進んで用紙抑え片44を昇降動作させずに印刷データ初期の印刷を記録紙Pの先端側に行った後に、ステップS8に進み、用紙を抑えないで印刷を継続する。
次に、制御部128は、ステップS6において、図18に示すように、印刷データによる余白領域sが形成される位置を判別した結果と、用紙位置を検出した結果に基づいて、搬送方向の最上流の用紙抑え片44、具体的にはイエローのインクiを吐出するノズル52aとマゼンダのインクiを吐出するノズル52aとの間に位置する用紙抑え片44と対向する位置に記録紙Pの先端側の余白領域sが差し掛かったときに、昇降機構46を制御して搬送方向の最上流の用紙抑え片44を降下させ、縁端部44aを余白領域sに当接させる。
用紙抑え片44は、送りローラー94及び排紙ローラー101により印刷位置で搬送方向に緊張状態にされたときの記録紙Pの着弾面と略同じ位置まで降下して記録紙Pの余白領域sに当接する。これにより、記録紙Pの着弾面と吐出面41との間の距離は、用紙抑え片44を余白領域sに当接しているときと、送りローラー94及び排紙ローラー101により印刷位置で搬送方向に緊張状態にされたときとで略一緒になる。また、用紙抑え片44は、その縁端部44aを記録紙Pの着弾面に過剰に押圧させることなく当接させており、縁端部44aとプラテン板104とで記録紙Pを挟んでしまい記録紙Pの搬送速度が変化することや、記録紙Pが印刷位置で詰まってしまうことが起きないようにしている。
次に、制御部128は、ステップS7において、用紙抑え片44を記録紙Pの先端側の余白領域さに当接なせながら、吐出制御部123を制御して印刷をおこなう。具体的に、制御部128は、図19に示すように、最上流に位置する用紙抑え片44の縁端部44aが記録紙Pの先端側の余白領域sに当接され、その先端が吐出面41に近づきすぎることが抑えられた記録紙Pの主面に対して印刷データに基づいて吐出制御部123を制御させて吐出口52aよりインクiを吐出し、印刷を行う。
このように、プリンタ装置1では、例えば記録紙Pが送りローラー94を通過することで記録紙Pの先端に吐出面41側に反るような癖が付いたとしても、記録紙Pの先端が吐出面41に近づきすぎることを用紙抑え片44が抑えることから、記録紙Pに着弾したインクiの位置ずれや記録紙Pが吐出面41に接触して起こる画質の劣化を防止できる。
そして、制御部128は、図19に示すように、印刷データによる余白領域sが形成される位置を判別した結果と、用紙位置を検出した結果に基づいて、搬送方向の上流側から2番目の用紙抑え片44、具体的にはマゼンダのインクiを吐出するノズル52aとシアンのインクiを吐出するノズル52aとの間に位置する用紙抑え片44と対向する位置に記録紙Pの先端側の余白領域sが差し掛かったときに、昇降機構46を制御して搬送方向の上流側から2番目の用紙抑え片44を降下させ、縁端部44aを余白領域sに当接させる。また、制御部128は、図20に示すように、印刷データによる余白領域sが形成される位置を判別した結果と、用紙位置を検出した結果に基づいて、記録紙Pの先端側の余白領域sに当接した状態の最上流の用紙抑え片44が記録紙Pの搬送により余白領域sからはみだす前に、昇降機構46を制御して最上流の用紙抑え片44を上昇させ、縁端部44aを記録紙Pの先端側の余白領域sから離間、すなわち離れさせる。
このように、プリンタ装置1では、記録紙Pの先端側の余白領域sからはみだす前に用紙抑え片44を記録紙Pより離間させることで、用紙抑え片44の縁端部44aが記録紙Pに着弾したインクiに接触し、着弾したインクiが擦れて起こる画質の劣化を防止できる。
そして、制御部128は、図21に示すように、印刷データによる余白領域sが形成される位置を判別した結果と、用紙位置を検出した結果に基づいて、搬送方向の最下流の用紙抑え片44、具体的にはシアンのインクiを吐出するノズル52aとブラックのインクiを吐出するノズル52aとの間に位置する用紙抑え片44と対向する位置に余白領域sが差し掛かったときに、昇降機構46を制御して搬送方向の最下流の用紙抑え片44を降下させ、縁端部44aを記録紙Pの先端側の余白領域sに当接させる。また、制御部128は、印刷データによる余白領域sが形成される位置を判別した結果と、用紙位置を検出した結果に基づいて、記録紙Pの先端側の余白領域sに当接した状態の上流側から2番目の用紙抑え片44が記録紙Pの搬送により余白領域sからはみだす前に、昇降機構46を制御して上流側から2番目の用紙抑え片44を上昇させ、縁端部44aを記録紙Pの先端側の余白領域sから離間させる。
そして、制御部128は、図22に示すように、印刷データによる余白領域sが形成される位置を判別した結果と、用紙位置を検出した結果に基づいて、記録紙Pの先端側の余白領域sに当接した状態の最下流の用紙抑え片44が記録紙Pの搬送により余白領域sからはみだす前に、昇降機構46を制御して最下流の用紙抑え片44を上昇させ、縁端部44aを記録紙Pの先端側の余白領域sから離間させる。このとき、記録紙Pは、その先端が排紙ローラー101と拍車102との間に挿入され、送りローラー94と排紙ローラー101とによって弛みがなく搬送方向に緊張した状態になり、吐出面41と、インクiが着弾する主面との距離が一定に保たれることになる。
このように、プリンタ装置1では、制御部128が、昇降機構46を駆動制御して用紙抑え片44を上述した一連の昇降動作させながら印刷データに基づいて吐出制御部123を制御させて吐出口52aよりインクiを吐出させ、記録紙Pの先端側に初期の印刷を行う。
次に、制御部128は、ステップS8において、図23に示すように、用紙抑え片44で記録紙Pを抑えることなく、印刷データに基づいて吐出制御部123を制御させて吐出口52aよりインクiを吐出し、印刷を行う。なお、ステップ8においては、初期の印刷が行われた記録紙Pが、送りローラー94と排紙ローラー101とによって弛みがなく搬送方向に緊張し、吐出面41とインクiが着弾する主面との距離が一定に保たれる。そして、このように主面との距離が一定に保たれた状態にされた記録紙Pに対して印刷が行われる。
次に、制御部128は、ステップS9において、印刷データに基づいて記録紙Pの後端に余白領域sが形成されるかどうかを判別し、記録紙Pの後端に余白領域sが形成されると判別した場合はステップS10に進んで用紙抑え片44を昇降動作させながら印刷を行い、記録紙Pの後端に余白領域sが形成されないと判別した場合はステップS15に進み、印刷データを最後まで印刷してから、ステップS12に進んで印刷を終了する。
次に、制御部128は、ステップS10において、図24に示すように、印刷データによる余白領域sが形成される位置を判別した結果と、用紙位置を検出した結果に基づいて、搬送方向の最上流の用紙抑え片44と対向する位置に記録紙Pの後端側の余白領域sが差し掛かったときに、昇降機構46を制御して搬送方向の最上流の用紙抑え片44を降下させ、縁端部44aを余白領域sに当接させる。
次に、制御部128は、ステップS11において、押さえ板44を記録紙Pの後端側の余白領域さに当接なせながら、吐出制御部123を制御して印刷をおこなう。具体的に、制御部128は、図24に示すように、最上流に位置する用紙抑え片44の縁端部44aが記録紙Pの後端側の余白領域sに当接され、その後端が吐出面41に近づきすぎることを抑えた記録紙Pの主面に対して印刷データに基づいて吐出制御部123を制御させて吐出口52aよりインクiを吐出し、印刷を行う。
このように、プリンタ装置1では、例えば記録紙Pが送りローラー94を通過し、離間することで記録紙Pの後端に吐出面41側に反るような癖が付いたとしても、記録紙Pの後端が吐出面41に近づきすぎることを用紙抑え片44が抑えることから、記録紙Pに着弾したインクiの位置ずれや記録紙Pが吐出面41に接触して起こる画質の劣化を防止できる。
そして、制御部128は、図25に示すように、印刷データによる余白領域sが形成される位置を判別した結果と、用紙位置を検出した結果に基づいて、搬送方向の上流側から2番目の用紙抑え片44と対向する位置に記録紙Pの後端側の余白領域sが差し掛かったときに、昇降機構46を制御して搬送方向の上流側から2番目の用紙抑え片44を降下させ、縁端部44aを余白領域sに当接させる。また、制御部128は、図26に示すように、印刷データによる余白領域sが形成される位置を判別した結果と、用紙位置を検出した結果に基づいて、記録紙Pの後端側の余白領域sに当接した状態の最上流の用紙抑え片44が記録紙Pの搬送により余白領域sからはみだす前、すなわち用紙抑え片44が記録紙Pの後端側の縁端より外れる前に、昇降機構46を制御して最上流の用紙抑え片44を上昇させ、縁端部44aを記録紙Pの後端側の余白領域sから離間させる。
そして、制御部128は、印刷データによる余白領域sが形成される位置を判別した結果と、用紙位置を検出した結果に基づいて、搬送方向の最下流の用紙抑え片44と対向する位置に記録紙Pの後端側の余白領域sが差し掛かったときに、昇降機構46を制御して搬送方向の最下流の用紙抑え片44を降下させ、縁端部44aを余白領域sに当接させる。また、制御部128は、図27に示すように、印刷データによる余白領域sが形成される位置を判別した結果と、用紙位置を検出した結果に基づいて、記録紙Pの後端側の余白領域sに当接した状態の上流側から2番目の用紙抑え片44が記録紙Pの搬送により余白領域sからはみだす前に、昇降機構46を制御して上流側から2番目の用紙抑え片44を上昇させ、縁端部44aを記録紙Pの後端側の余白領域sから離間させる。
そして、制御部128は、図28に示すように、印刷データによる余白領域sが形成される位置を判別した結果と、用紙位置を検出した結果に基づいて、記録紙Pの後端側の余白領域sに当接した状態の最下流の用紙抑え片44が記録紙Pの搬送により余白領域sからはみだす前に、昇降機構46を制御して最下流の用紙抑え片44を上昇させ、縁端部44aを記録紙Pの後端側の余白領域sから離間させる。
このように、プリンタ装置1では、制御部128が、昇降機構46を駆動制御して用紙抑え片44を上述した一連の昇降動作させながら印刷データに基づいて吐出制御部123を制御させて吐出口52aよりインクiを吐出させ、記録紙Pの後端側に末期の印刷を行う。そして、制御部128は、ステップS12において、印刷データを最後まで印刷し、印刷を終了させる。
次に、制御部128は、ステップS13において、給排紙機構72を制御して印刷が終了した記録紙Pを排紙ローラー101及び拍車102によって蓋トレイ65上に排出し、印刷動作を終了する。
そして、プリンタ装置1においては、収納トレイ64内の記録紙Pがなくなるか、操作ボタン68や入出力端子125を介して外部の情報処理装置129から印刷中止の命令信号が入力されるまで、ステップ1〜ステップ14の印刷動作を繰り返す。
以上のような方法で印刷動作を行うプリンタ装置1では、記録紙Pに印刷データに基づく印刷を行うときに制御部128によって余白領域sが形成されると判別された場合、余白領域sに用紙抑え片44を当接させて記録紙Pが吐出面41に近づきすぎるのを抑えながら印刷を行う。
これにより、プリンタ装置1では、例えば予め記録紙Pに厚み方向の反り癖が付いていたり、搬送されたときに各搬送ローラーを通過することで厚み方向に反り癖が付いたりし、印刷位置に搬送された記録紙Pの先端や後端が吐出面41側に反ってしまっても、記録紙Pの先端や後端に形成される余白領域sを用紙抑え片44が抑え、記録紙Pが吐出面に近づかないようにして印刷することから、着弾したインクiの色ずれや、記録紙Pが吐出面41に接触して起こる画質の劣化を防止できる。
また、このプリンタ装置1では、記録紙Pの反りを抑えるために余白領域sに接触させている用紙抑え片44を、記録紙Pが搬送されて余白領域sよりはみだす前に上昇させ、インクiが着弾される領域に用紙抑え片44の縁端部44aが接触しないようにしていることから、用紙抑え片44の縁端部44aが記録紙Pに着弾したインクiに接触し、着弾したインクiが擦れて起こる画質の劣化を防止できる。
さらに、このプリンタ装置1では、記録紙Pの着弾面と吐出面41との間の距離を、用紙抑え片44を余白領域sに当接しているときと、送りローラー94及び排紙ローラー101により印刷位置で搬送方向に緊張状態にされたときとで略一緒になるようにしている。これにより、プリンタ装置1では、吐出面41と、記録紙Pの着弾面との間の距離を絶えず一定にさせることが可能となり、記録紙Pに着弾される全てのインクiについて色ずれが抑制され、高品位な印刷を行うことができる。
さらにまた、このプリンタ装置1においては、ヘッド部37が各色に対応するインク吐出ヘッド47が一体化されたマルチラインヘッドであることから、小型化、低コスト化を図ることができる。
すなわち、このプリンタ装置1は、記録紙Pの浮きの防止と、小型化及び低コスト化とを両立された優れた液体吐出装置である。
以上では、用紙抑え片44が記録紙Pの先端と後端とに形成される余白領域sを抑える場合を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えば図29に示すヘッドカートリッジ131のように、記録紙の幅方向に形成される余白領域sを抑える用紙抑え片132で記録紙Pの幅方向に形成される余白領域sを抑えながら印刷を行うようにしても上述した作用効果を得ることができる。なお、ヘッドカートリッジ131及び用紙抑え片132以外の部位は、上述したヘッドカートリッジ2と同様な構成及び同様な機能であることから、その説明を省略すると共に、図29においては同じ符号を付すものとする。
ヘッドカートリッジ131には、図29に示すように、インクiを液滴の状態で吐出する色毎に記録紙Pの幅方向に略ライン状に並設するノズル52aを備える吐出面41のノズル52aのライン間、且つ記録紙Pの幅方向の両端と対向する位置に用紙抑え片132が設けられている。
用紙抑え片132は、吐出面41に、この吐出面41に対して略垂直方向に昇降可能に設けられ、ノズル52aよりインクiが吐出される前に降下してテキスト印刷される記録紙Pの主面における幅方向の両端に位置する余白領域sに当接し、記録紙Pが吐出面41に近づきすぎるのを抑えるものである。
そして、用紙抑え片132は、吐出面41における記録紙Pの幅方向の両端と対向する位置に、色毎に記録紙Pの幅方向に略ライン状に並設されたノズル52aのライン同士の間に設けられている。具体的には、図29中矢印B方向に搬送される記録紙Pの搬送方向の上流側から順に、イエローのインクiを吐出するノズルラインとマゼンダのインクiを吐出するノズルラインとの間、マゼンダのインクiを吐出するノズルラインとシアンのインクiを吐出するノズルラインとの間、シアンのインクiを吐出するノズルラインとブラックのインクiを吐出するノズルラインとの間に、記録紙Pの幅方向の両端と対向するように設けられている。そして、用紙抑え片132においては、記録紙Pのサイズ違い、具体的にはA4サイズ、B5サイズ、A5サイズ等の記録紙Pに印刷が行われるときでも抑えられるように、記録紙Pの幅方向の両端で対向するもののうち一端側で対向するものについては各サイズの記録紙Pで併用し、他端側で対向するものについては記録紙Pのサイズ毎で設けるようにしている。また、用紙抑え片132も、上述した用紙抑え片44と同様、昇降機構46によって昇降動作が行われ、駆動制御は昇降機構46を制御する制御部128によって行われる。
用紙抑え片132は、記録紙Pと対向し、記録紙Pの余白領域に接触する先端が、この先端とは反対側の基端に対して先細になっていて記録紙Pに対して小さな面積で当接するようになっている。これにより、用紙抑え片132では、先端が記録紙Pに当接したときに生じる摩擦等で記録紙Pの搬送速度を遅くさせたり、記録紙Pに引っ掻き傷等を生じさせたりすることを防止できる。
この用紙抑え片132は、図30(A)及び図30(B)に示すように、上述した印刷データによって制御部128が記録紙Pの幅方向の端部に余白領域が形成されていると判別すると、印刷データによる余白領域sが形成される位置を判別した結果と用紙位置を検出した結果とに基づいて制御部128により駆動制御され、図30中矢印Bで示す搬送方向の上流に位置するものから順に記録紙Pの幅方向の両端に位置する余白領域sに差し掛かったとき、すなわち記録紙Pの先端が差し掛かったときに降下し、その先端を記録紙Pの幅方向の両端に位置する余白領域sに搬送方向の上流に位置するものから順に当接する。そして、用紙抑え片132は、図31(A)及び図31(B)に示すように、記録紙Pが図30中矢印B方向に搬送されることで記録紙Pの幅方向の両端に位置する余白領域sに当接している先端が余白領域sよりはみだす前に、すなわち記録紙Pの後端より外れる前に搬送方向の上流に位置するものから順に上昇し、その先端を余白領域sより搬送方向の上流に位置するものから順に離間させる。
このように、用紙抑え片132は、記録紙Pが印刷位置まで搬送されて対向している間は降下して記録紙Pが吐出面41に近づきすぎるのを抑制する。
したがって、ヘッドカートリッジ131では、記録紙Pに印刷データに基づく印刷を行うときに制御部128のよって記録紙Pの幅方向の両端に余白領域sが形成されると判別された場合、余白領域sに用紙抑え片132を当接させながらインクiを吐出させて印刷を行う。これにより、例えば記録紙Pに厚み方向の反り癖が付いていたりして印刷位置に搬送されたときに記録紙Pの先端や後端が吐出面41側に反ってしまっても、印刷位置で用紙抑え片132が記録紙Pと対向している間は記録紙Pが吐出面41に近づきすぎるのを抑えながら印刷することから、記録紙Pに着弾される全てのインクiについて色ずれが抑制されて高品位な印刷を行うことができる。
以上は、本発明をプリンタ装置に適用した例について説明したが、本発明は、以上の例に限定されるものではなく、液体を吐出する他の液体吐出装置に広く適用することが可能である。例えばファクシミリやコピー機、液体中のDNAチップ用吐出装置(特開2002−34560号公報)、プリンタ配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出したりする液体吐出装置等にも適用可能である。
以上では、1つの発熱抵抗体55がインクiを加熱して吐出するインク吐出ヘッド47を例に挙げて説明したが、このような構造に限定されることはなく、複数の圧力発生素子を備え、各圧力発生素子に異なるエネルギー又は異なるタイミングでエネルギーを供給することで吐出方向を制御することが可能な吐出手段を備える液体吐出装置にも適用可能である。
以上では、1つの発熱抵抗体55によってインクiを加熱しながらノズル52aから吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えばピエゾ素子といった圧電素子等の電気機械変換素子等によってインクを電気機械的にノズルより吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってもよい。
以上では、ライン型のプリンタ装置1を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えばインクヘッドが記録紙Pの走行方向と略直交する方向に移動するシリアル型の液体吐出装置にも適用可能である。
1 液体吐出装置(液体吐出装置)、2,131 プリンタヘッドカートリッジ、3 プリンタ本体、11 インクタンク、12 カートリッジ本体、37 ヘッド部、41 吐出面、44,132 用紙抑え片、45、カバーキャップ、46 昇降機構、47 インク吐出ヘッド、52a ノズル、72 給排紙機構、73 用紙位置位置検出部、94 送りローラー、101 排紙ローラー、103a,103b パルスモータ、111 後端検出センサ、112 エンコーダ、121 制御回路、128 制御部