JP4221920B2 - ラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構に関し、さらに詳しくは、単一の回転駆動源を利用して、ラインインクジェットヘッドを印字位置から印字待機位置に移動させると共に、当該印字待機位置にあるノズル面をキャッピングすることのできるラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構は、ラインインクジェットヘッドを印字位置から旋回させて印字待機位置に移動し、当該位置にあるノズル面にヘッドキャップを被せるように構成されており、例えば、特開平３−１６２９６０号公報にこのようなメンテナス機構が開示されている。
【０００３】
この公開公報に記載のメンテナンス機構は、図１１に示すように、ラインインクジェットヘッド１０１を実線で示す印字位置から想像線で示す印字待機位置に旋回させる際に、その旋回動作を利用してヘッドキャップ１０２を旋回させ、ラインインクジェットヘッド１０１のノズル面１０３にヘッドキャップ１０２を被せた状態を形成するようにしている。従って、単一の駆動源によりインクジェットヘッド１０１を旋回させるのみで、インクジェットヘッド１０１およびヘッドキャップ１０２を駆動できるので、それらの駆動機構をシンプルにすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構では、旋回しているインクジェットヘッドのノズル面に対して、ヘッドキャップの側も旋回しながらキャッピングされる。このために、これらが、例えば接近および離れる方向に直線運動する場合に比べて、ヘッドキャップの捩れや倒れが発生しやすく、また、このためにキャッピング時のノズル面の気密不良などの問題が発生しやすい。
【０００５】
また、インクジェットヘッドのノズル面は、ヘッドキャップの表面に摩擦接触しながら、キャッピングが行われるので、ヘッドキャップの摩耗が増加して、ヘッドキャップの耐久性が低下するという問題もある。
【０００６】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、キャッピング動作を適正に行うと共に、キャッピング時にヘッドキャップに摩耗が発生することのないように構成された、単一の駆動源を用いてラインインクジェットヘッドのキャッピングを行うラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構を提案することにある。
【０００７】
また、本発明の課題は、単一の駆動源を用いて、ラインインクジェットヘッドのキャッピングおよびそのノズル面の払拭を行うことのできるラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構を提案することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、ラインインクジェットヘッドのノズル面をキャッピングするためのヘッドキャップを備えたラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構において、
回転駆動源と、この回転駆動源によって回転駆動されるタイミング歯車と、このタイミング歯車に噛み合い可能なヘッド側歯車およびキャップ側歯車とを有し、
前記ヘッド側歯車の回転により、前記ラインインクジェットヘッドは印字位置と、前記ヘッドキャップを前記ノズル面にキャッピング可能な印字待機位置に移動可能であり、
前記キャップ側歯車の回転により、前記ヘッドキャップは、前記印字待機位置にある前記ラインインクジェットヘッドにおけるノズル面から離れた後退位置と当該ノズル面をキャッピング可能なキャッピング位置に移動可能であり、
前記ヘッド側歯車は、前記タイミング歯車が第１の回転角度位置と第２の回転角度位置の間を回転する際に、当該タイミング歯車に噛み合って回転駆動され、前記キャップ側歯車は、前記タイミング歯車が第３の回転角度位置と第４の回転角度位置の間を回転する際に、当該タイミング歯車に噛み合って回転駆動されることを特徴としている。
【０００９】
ここで、前記ヘッドキャップは、キャッピング状態の前記ノズル面を大気開放可能な大気開放弁を備えている場合には、前記キャップ側歯車は、前記タイミング歯車が前記第４の回転角度位置と第５の回転角度位置の間を回転する際に、当該タイミング歯車に噛み合って回転駆動され、当該回転駆動時における前記キャップ側歯車の回転により、前記大気開放弁が開状態から閉状態に切り換わるように構成することが望ましい。
【００１０】
さらに、前記ヘッドキャップが取り付けられたキャップ台および当該キャップ台を回動自在に支持するキャップ台軸を備えているキャップユニットと、前記キャップ台を前記キャップ台軸を中心として回動させることにより前記ヘッドキャップを後退位置およびキャッピング位置に移動させるためのカム面が形成されているヘッドキャップ駆動用カムとを有している場合には、前記ヘッドキャップ駆動用カムに同軸状態で前記キャップ側歯車を連結しておけばよい。
【００１１】
この場合、前記キャップ台と前記ヘッドキャップの間に、ばね部材が介挿しておけば、ばね部材によって、ヘッドキャップによるノズル面の押し付け力が各部分で均一化されるので、倒れやねじれの無い状態でヘッドキャップをノズル面に押し付けることができる。
【００１２】
次に、ノズル面を払拭可能なワイパーと、前記ラインインクジェットヘッドが前記印字待機位置および前記印字位置の間を移動する際にそのノズル面を払拭可能な払拭位置、および当該払拭位置から後退した後退位置の間で、前記ワイパーを移動させるためのカム機構を有している場合には、このカム機構は、前記タイミング歯車が第５の回転角度位置から第６の回転角度位置に回転する際に、当該タイミング歯車によって駆動されるように構成することができる。
【００１３】
さらに、前記カム機構は、前記タイミング歯車が前記第１の回転角度位置から前記第２の回転角度位置とは反対方向の第７の回転角度位置まで回転する際に、当該タイミング歯車によって駆動されるよう構成することが望ましい。
【００１４】
次に、タイミング歯車の回転による各動作部分の動作を適切に行わせるためには、前記タイミング歯車の回転角度位置が予め定めたホームポジションに至ったことを検出するための検出機構を有し、この検出機構として、タイミング歯車の側面に取り付けた検出片と、この検出片を検出するための当該検出片の移動経路上の定まった位置に配置された検出器とを備えた構成のものを採用することが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構の実施例を説明する。なお、本例のメンテナンス機構が組み込まれるラインインクジェットプリンタの全体構成は一般的なものを採用できるので、その全体的な構成、記録紙搬送機構、制御系等の図示および説明は省略するものとする。
【００１６】
（メンテナンス機構の全体構成）
図１は本例のラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構を示す斜視図であり、図２は当該メンテナンス機構を二分割した状態で示す分解斜視図である。これらの図に示すように、本例のラインインクジェットヘッドのメンテナス機構１は、左右の板状のサイドフレーム２、３と、これらの間に架け渡されている幅方向に延びる板状のフロントフレーム４と、左右のサイドフレーム２、３の間に架け渡されているヘッドユニット５と、このヘッドユニットのノズル面５ａをキャッピングするためのキャップユニット６と、ヘッドユニットのノズル面５を払拭するためのワイパーユニット７と、これらの各ユニット５、６および７を駆動するための駆動機構８を有している。
【００１７】
ヘッドユニット５は、下向のノズル面５ａに印字幅を包含するインクノズル列（図示せず）が形成されたラインインクジェットヘッドであり、この直下を搬送される記録紙（図示せず）に対して所定の印字を行うものである。このヘッドユニット５の上端部分は左右の板状フレーム２、３に固着されたヘッドユニット軸１２、１３により両側より回転自在に支持される。本例では。ヘッドユニット５は、図１、２の実線で示す下向きの印字位置５Ａと、図２において想像線で示すようにキャップユニット６の側に対峙した印字待機位置５Ｂとの間を、駆動機構８によって回転駆動される。
【００１８】
図３は、本例のキャップユニット６の構成を示す分解斜視図である。図３も参照して説明すると、本例のキャップユニット６は、キャップ台２１と、ここに取り付けられたヘッドキャップ２２と、ヘッドキャップ２２をキャップ台２１に固定しているキャップ押さえ板２３と、大気開放弁２４を備えている。キャップ台２１は、長方形をしたヘッドキャップ２２を取り付けるための凹部２５と、その一方の長辺部分を貫通して幅方向に延びるキャップ台軸２６に回転支持される穴とを備えており、キャップ台軸２６の両端部はそれぞれ左右の板状フレーム２、３に固着されている。
【００１９】
凹部２５の底面には、その長辺方向に向けて２列状態で複数本、図示の例では５本ずつのコイルばね２７が配置されており、ヘッドキャップ２２は、これらのコイルばね２７によって押された状態で凹部２５に固定されている。ヘッドキャップ２２は、ヘッドユニット４のノズル面５に配列されているインクノズルを包含する長方形のキャップであり、ここに回収された廃インクを回収するためのインク吸引口２８が形成されている。また、ヘッドキャップ２２の隅には大気開放穴２９が形成されており、これが大気開放弁２４によって開閉されるようになっている。
【００２０】
この構成のキャップユニット６は、後述のように、キャップ台軸２６を中心として、図２に示す想像線で示す印字待機位置５Ｂにあるヘッドユニット５のノズル面５ａから後退した後退位置と、当該ノズル面５ａをキャッピング可能なキャッピング位置との間を、駆動機構８によって回転駆動される。
【００２１】
次に、本例のワイパーユニット７は、図２から分かるように、ワイパー軸３１により回転支持されているワイパー支持部材３２と、このワイパー支持部材３２によって保持されている細長い長方形のワイパーブレード３３とを備えており、ワイパー軸３１の両端は左右のサイドフレーム２、３によって支持されている。このワイパーユニット７も、後述のように、そのワイパー軸３１を中心として、ヘッドユニット５のノズル面５ａを払拭可能な払拭位置と、ここから後退した後退位置との間を、駆動機構８によって回転駆動される。
【００２２】
（駆動機構８）
次に、図４は左側のサイドフレーム２に取り付けられている駆動機構８を示す斜視図であり、図５は当該駆動機構８を前側から見た場合の分解斜視図であり、図６は当該駆動機構８を後側から見た場合の分解斜視図である。また、図７は駆動機構８におけるワイパーユニットの駆動部分を示す斜視図であり、図８は大気開放弁の駆動部分を示す斜視図である。
【００２３】
まず、図４、５および６に示すように、本例の駆動機構８は、左側のサイドフレーム２の外側面に取り付けられた単一の回転駆動源であるステップモータ４１を備え、このステップモータ４１の出力軸４１ａはサイドフレーム２を貫通して内側に突出し、その先端部にモータ歯車４２が取り付けられている。このモータ歯車４２は、サイドフレーム２に回転自在に支持されている二段形の複合減速歯車４３の大径歯車４３ａに噛み合っている。この複合減速歯車４３の小径歯車４３ｂは、各ユニット５、６、７の歯車５１、６３とレバー８１（図７参照）を間欠的に回転駆動するためのタイミング歯車４４に噛み合っている。
【００２４】
タイミング歯車４４は、サイドフレーム２に取り付けたタイミング歯車軸４５によって回転自在の状態で支持されており、その外周面には、円環状のリブ４６を挟み、サイドフレーム２の側に上記の複合減速歯車４３の小径歯車４３ｂに噛み合っている外歯部分４７が形成され、反対側には所定の角度間隔で形成された４枚の外歯４８が形成されている。外歯部分４７は全周に亘って形成されているので、タイミング歯車４４はステップモータ４１の回転に伴って回転する。
【００２５】
タイミング歯車４４の隣接位置には、ヘッドユニット歯車５１（ヘッド側歯車）が配置されており、このヘッドユニット歯車５１は、ヘッドユニット軸１２に回転自在に支持されている。
【００２６】
ヘッドユニット軸１２にスライド支持される位置決め爪５３は、ヘッドユニット歯車５１方向に位置決め用コイルばね５４により付勢され、回転方向はサイドフレーム２により規制されている。そして、ヘッドユニット歯車５１の側面に設けられた凹部と位置決め爪５３の凸部が係合し、ヘッドユニット５を印字位置５Ａで位置決めする。
【００２７】
ヘッドユニット歯車５１は、ヘッドユニット軸１１に取り付けられた円筒状のボス５５と、その外周面から半径方向に突出している一体形成した扇形部分５６とを備え、当該扇形部分５６の外周面には、上記のタイミング歯車４４の外歯部分４７に噛み合い可能な２枚の外歯５７と、タイミング歯車４４の外歯４８に噛み合い可能な２枚の外歯５８が形成されており、さらに円周方向の両端部分には、タイミング歯車４４の円環状リブ４６の外周面に当接する広幅の摺動用外歯５９が形成されている。
【００２８】
この構成のヘッドユニット歯車５１はタイミング歯車４４によって間欠的に回転駆動される。すなわち、タイミング歯車４４が所定の回転角度位置の範囲を回転する際に、ヘッドユニット歯車５１の外歯５７、５８がタイミング歯車４４の外歯部分４７および外歯４８に噛み合い、所定の角度範囲だけ回転する。
【００２９】
ヘッドユニット歯車５１が所定角度範囲だけ回転すると、その摺動用外歯５９がタイミング歯車４４のリブ４６の外周面に当接した状態が形成される。その後、タイミング歯車４４が同一方向に回転している間は、両歯車の噛み合いは形成されない。タイミング歯車４４が逆方向に回転すると、再び、両歯車の噛み合い状態となり、ヘッドユニット歯車５１が所定の角度範囲だけ回転し、しかる後は噛み合いが解除されてヘッドユニット歯車５１は回転しない。このようなヘッドユニット歯車５１の間欠回転運動によって、ヘッドユニット５をその印字位置５Ａおよび印字待機位置５Ｂの間で回動させることができる。
【００３０】
次に、本例の駆動機構８は、キャップユニット６をキャップ台軸２６を中心として、そのキャッピング位置および後退位置に回動させるためのヘッドキャップ駆動用カム６１を備えている。図７、８も参照して説明すると、ヘッドキャップ駆動用カム６１は、キャップユニット６の背面側の位置において、左右のサイドフレーム２、３の間に架け渡したカム軸６２によって回転可能に支持されている。キャップユニット６は、そのキャップ台２１における凹部２５の底板裏面の部分が、常に、ヘッドキャップ駆動用カム６１の外周面に形成されているカム面６１ａによって支持された状態とされている。従って、カム６１が回転すると、そのカム面６１ａによってキャップユニット６は上端側のキャップ台軸２６を中心として回転駆動される。
【００３１】
カム軸６２におけるヘッドキャップ駆動用カム６１の側方位置には、カム歯車６３（キャップ側歯車）がカム軸６２によって回転自在の状態で支持されている。このカム歯車６３は、歯車本体部分６３ａと、ヘッドキャップ駆動用カム６１に連結固定されている連結穴６３ｂを備えている。歯車本体部分６３ａの外周には、上記のタイミング歯車４４の外歯部分４７に噛み合い可能な２枚の外歯６４と、タイミング歯車４４の外歯４８に噛み合い可能な２枚の外歯６５と、リブ４６の外周面に当接する２枚の摺動用外歯６６が形成されている。
【００３２】
この構成のカム歯車６３はタイミング歯車４４によって間欠的に回転駆動される。すなわち、タイミング歯車４４が所定の回転角度位置の範囲を回転する際に、カム歯車６３の外歯６４、６５がタイミング歯車４４の外歯部分４７および外歯４８に噛み合い、所定の角度範囲だけ回転する。
【００３３】
カム歯車６３が所定角度範囲だけ回転すると、その摺動用外歯６６がタイミング歯車４４のリブ４６の外周面に当接した状態が形成される。その後、タイミング歯車４４が同一方向に回転している間は、両歯車の噛み合いは形成されない。タイミング歯車４４が逆方向に回転すると、再び、両歯車の噛み合い状態となり、カム歯車６３が所定の角度範囲だけ回転し、しかる後は噛み合いが解除されてカム歯車６３は回転しない。
【００３４】
このように間欠回転運動を行うカム歯車６３にはヘッドキャップ駆動用カム６１が連結されており、当該カム６１も同様に間欠回転運動を行う。この間欠回転運動によって、キャップユニット６を、そのキャッピング位置および後退位置の間で回動させることができる。
【００３５】
ここで、本例のヘッドキャップ駆動用カム６１の端面には、ヘッドキャップ２２に取り付けられている大気開放弁２４を開閉するために用いるカム部分が形成されている。図３および図８を参照して説明すると、カム６１の端面には側方に突出した突出部７１が形成され、この突出部７１の半径方向の内側面部分に円弧状カム面７２が形成されている。この円弧状カム面７２には、大気開放弁２４の側のカムフォロワ２４ａが係合している。
【００３６】
カム６１が所定の回転角度位置に至ると、円弧状カム面７２によって、カムフォロワ２４ａは押されて、大気開放弁２４を閉状態に保持している弁ばね２４ｂによるばね力に逆らって大気開放弁を閉態から開状態に切り換えるようになっている。
【００３７】
次に、本例の駆動機構８は、ワイパーユニット７を駆動するためのカム機構も備わっている。図７および図８を参照して説明すると、本例のワイパーユニット駆動用のカム機構８０は、上記のカム歯車６３の軸部によって回転自在の状態で支持されているワイパーレバー８１を備え、このワイパーレバー８１は、所定の角度をなす状態で半径方向に突出している腕部分８２、８３を備えている。一方の腕部分８２の先端部には上記のタイミング歯車４４の側に突出した係合突起８２ａが形成されている。この係合突起８２ａは、タイミング歯車４４の一方の端面に形成されたワイパーレバー駆動用のカム溝８４に差し込まれている。このカム溝８４は、円弧状の摺動面８５と、この円周方向の両端に形成された半径方向の内側に折れ曲がっている駆動面８６、８７とによって規定されている。
【００３８】
他方の腕部分８３の先端には係合溝８３ａが形成されており、この係合溝８３ａには、ワイパーユニット７のワイパー支持部材３２の端部から横方向に突出している係合突起８８が嵌り込んでいる。
【００３９】
タイミング歯車４４が回転すると、カム溝８４における駆動面８６あるいは８７がワイパーレバー８１の腕部分８２の係合突起８２ａを押して、当該ワイパーレバー８１をカム軸６１を中心として所定の角度だけ回転させる。この結果、他方の腕部分８３に係合しているワイパー支持部材３２がワイパー軸３１を中心として所定の角度だけ回転して、当該ワイパーユニット７がその払拭位置と後退位置の間を回動する。
【００４０】
（ホームポジション検出機構）
なお、本例のメンテナンス機構１では、ヘッドユニット５がホームポジションに位置したことを検出するためのホームポジション検出機構が備わっている。図５および図６を参照して説明すると、本例のホームポジション検出機構はフォトインタラプタから構成されており、タイミング歯車４４の端面から側方に突出している円弧状の検出板９１と、この検出板９１の移動経路上に、検出光路が位置している光学式のリセット検出器９２を備えており、光学式のリセット検出器９２は左側のフレーム２に取り付けられている。タイミング歯車４４が所定の回転角度位置（回転角が０度の位置）を予め定めた回転方向（逆回転方向）に回転する際に、検出板９１が検出器９２の検出光路を遮断するように、これらの位置関係が設定されている。
【００４１】
（メンテナンス機構の動作）
図９は本例のメンテナンス機構１の各部分の動作を示すメカニカルタイムチャートであり、図１０は各動作状態を示す説明図である。これらの図を参照して、本例の機構１の動作を説明する。
【００４２】
まず、タイミング歯車４４がその初期回転位置である回転角が０度の位置にある状態（第５の回転角度位置）が、ヘッドユニット５がホームポジションにある状態である。タイミング歯車４４が正回転して当該回転角度位置に至ると、リセット検出器９２の出力信号がオンからオフに立ち下がり、当該立下りエッジからホームポジションＨＰが検出される。
【００４３】
この状態では、図１０（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すように、ヘッドユニット５は印字待機位置５Ｂにあり、ヘッドキャップユニット６はそのキャッピング位置７Ａにあり、ヘッドキャップ２２によってヘッドユニット５のノズル面５ａがキャッピングされた状態となっている。また、ヘッドキャップ２２の大気開放弁２４は閉状態とされている。さらに、ワイパーユニット７はその後退位置７Ｂに保持されているものとする。
【００４４】
このホームポジションＨＰの回転角度位置からタイミング歯車４４が正回転方向に１０度回転すると、カム６１の端面に形成されている円弧状のカム面７２によって、大気開放弁２４が閉状態から開状態に切り換えられる。この１０度回転位置（第４の回転角度位置）におけるタイミング歯車４４、ヘッドユニット歯車５１、カム歯車６３およびワイパーユニット７の状態を図１０（ｄ）に示し、また、ヘッドユニット５およびキャップユニット６および大気開放弁２４の状態を図１０（ｅ）に示してある。
【００４５】
タイミング歯車４４が１０度の位置から３５度回転して４５度の位置（第２の回転角度位置）に正回転すると、キャップユニット６がそのキャッピング位置６Ａから後退位置６Ｂまで回動し、当該後退位置６Ｂに保持される。すなわち、タイミング歯車４４によってカム歯車６３が所定角度だけ回転駆動して、カム６１が回転して、図１０（ｇ）に示すように、キャップユニット６がキャッピング位置６Ａから後退位置６Ｂまで回転して、その位置に保持される。この状態では、大気開放弁２４は開状態のままである。また、ヘッドユニット５はその印字待機位置５Ｂに保持されたままである。さらに、図１０（ｆ）に示すように、ワイパーユニット７もその後退位置に保持されたままである。
【００４６】
ここで、本例では、カム歯車６３に形成されている外歯６４、６５の形成角度位置を適切に設定することにより、タイミング歯車４４が４５度の回転角度位置に至る手前の回転角度位置（第３の回転角度位置）において、ヘッドユニット５をその後退位置６Ｂまで移動させ、そこに保持できるようにしてある。
【００４７】
このようにヘッドユニット５が待機位置にあり、ヘッドキャップ２２がそこから離れて対峙した状態が、予備吐出動作が行われる位置である。予備吐出動作は、不使用ノズルに溜まっている増粘化したインクなどを排出するために行われるヘッド回復動作である。
【００４８】
次に、タイミング歯車４４が４５度の位置から８５度の位置（第１の回転角度位置）まで回転すると、ヘッドユニット５が印字待機位置５Ｂから印字位置５Ａまで回転し、その位置に保持される。図１０（ｈ）、（ｉ）にはこの状態を示してある。すなわち、ヘッドユニット歯車５１がタイミング歯車４４と噛み合って所定の回転角度だけ回転して、ヘッドユニット５をその印字位置５Ａまで回転させる。
【００４９】
この状態は印字状態であり、搬送される記録紙に対してヘッドユニット５によって印字を行うことができる。
【００５０】
タイミング歯車４４が８５度の回転角度位置から１１０度の位置（第７の回転角度位置）まで回転すると、その端面に形成されているカム溝８５のワイパーレバー駆動面８６によってワイパーレバー８１の腕部分８２の先端における係合突起８２ａが正転方向に押され、ワイパーユニット７をその後退位置（リセット位置）に保持した状態が形成される。この状態を図１０（ｊ）に示してある。
【００５１】
この１１０度の回転角度位置からタイミング歯車４４を逆回転すると、各部分は上記とは逆の動作を行う。タイミング歯車４４が０度の位置（ＨＰ）に戻ると、リセット検出器９２の検出信号がオフからオンに切り換わる。
【００５２】
この場合には、印字位置５Ａにあるヘッドユニット５が印字待機位置５Ｂに移動し（４５度の位置、第２の回転角度位置）、ヘッドユニット５が印字待機位置５Ｂに停止した状態が形成された後の時点（第３の回転角度位置）からヘッドキャップユニット６の移動が開始され、ヘッドキャップユニット６が後退位置からキャッピング位置６Ａに移動して、停止しているヘッドユニット５のノズル面５ａをキャッピングした状態が形成される（１０度の位置、第４の回転角度位置）。この状態では、大気開放弁２４が開状態にある。
【００５３】
この後にタイミング歯車４４を更に逆転させると、大気開放弁２４が閉状態に切り換わり、ノズル面５ａがヘッドキャップ２２によって気密状態でキャッピングされた状態が形成される（０度の位置、第５の回転角度位置）。
【００５４】
この状態では、ワイパーユニット駆動用のカム溝８５のワイパーレバー駆動面８７がワイパーレバー９１の腕部分８２の先端における係合突起８２ａに当たった状態になる。タイミング歯車４４を０度の位置から逆回転方向に２５度回転させて、−２５度の位置（第６の回転角度位置）まで回転すると、駆動面８７によってワイパーレバー９１が回転して、ワイパーユニット７をその後退位置７Ｂから払拭位置７Ａまで回転させ、その位置に保持する。
【００５５】
ワイパーユニット７が払拭位置７Ａに保持された状態の後に、タイミング歯車４４を正回転方向に回転して印字状態である８５度の回転角度位置にすると、その間に印字待機位置５Ｂから印字位置５Ａに回転するヘッドユニット５のノズル面５ａが払拭位置７Ａに保持されているワイパーユニット７のワイパーブレード３３によって払拭される。
【００５６】
ワイパーユニット７が払拭位置７Ａにある状態でタイミング歯車４４が８５度の位置に至った後に、更にタイミング歯車４４を１１０度の位置まで回転すると、ワイパーユニット駆動用のカム溝８５の駆動面８６によってワイパーレバー８１の腕部分８２の先端における係合突起８２ａが押されて、ワイパーユニット７はその後退位置７Ｂに戻される。
【００５７】
このように、本例のメンテナンス機構１では、単一の回転駆動源であるステップモータ４１によって回転駆動されるタイミング歯車４４の回転を、間欠的に、ヘッドユニット歯車５１（ヘッド側歯車）およびカム歯車６３（キャップ側歯車）に伝達して、ヘッドユニット５を印字位置から印字待機位置に移動させると共に、キャップユニット６を後退位置からキャッピング位置に移動させるようにしている。また、ヘッドユニット５を印字待機位置に移動させ（第３の回転角度位置）、そこに停止させた状態が形成された後に（第２の回転角度位置）、ヘッドキャップユニット６の移動を開始して印字待機位置にあるヘッドユニット５のノズル面５ａをキャッピングするようにしている。
【００５８】
したがって、ヘッドユニットの回転運動を利用してヘッドキャップを回転させてキャッピングを行う従来の駆動方法とは異なり、印字待機位置に停止しているヘッドユニット５にキャッピングを行うので、キャッピングを正確に行うことができる。また、双方が同時に移動して摺動するということが無いので、ヘッドキャップなどが摩耗して耐久性が低下するという弊害も発生しない。
【００５９】
さらに、本例では、ヘッドキャップ２２をコイルばね２７によって支持しているので、ヘッドユニット５のノズル面５ａにヘッドキャップ２２をキャッピングした状態では、ヘッドキャップ２２の各部分を均一な押し付け力でノズル面５ａに押し付けることができる。よって、ノズル面５ａを確実にキャッピングすることができる。
【００６０】
これに加えて、本例では、カム機構を介して、タイミング歯車４４の回転により、ワイパーユニット７およびヘッドキャップの大気開放弁２４も駆動できるようにしている。従って、単一駆動源を用いて、複数の部分を駆動する機構を簡単かつ廉価に構成できる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構は、単一の回転駆動源によって回転駆動されるタイミング歯車と、このタイミング歯車によって間欠的に回転駆動されるヘッド側歯車およびキャップ側歯車とを備え、タイミング歯車の回転角度に応じて、インクジェットヘッドを印字位置および印字待機位置の間で移動させると共に、ヘッドキャップをキャッピング位置および後退位置の間で移動させるようにしている。従って、単一の回転駆動源を用いて双方の部分を移動させることができる。また、ヘッド側歯車およびキャップ側歯車が回転駆動されるタイミングをずらしておくことにより、ラインインクジェットヘッドを印字待機位置に移動した後に、ヘッドキャップを移動してそのノズル面をキャッピングする動作を実現することができる。よって、停止しているラインインクジェットヘッドのノズル面にヘッドキャップをキャッピングすればよいので、キャッピングを適正な状態で確実に行うことが容易になる。また、双方の部材が摺動してキャッピングが行われることが無いので、ヘッドキャップが摩耗して耐久性が低下するなどの弊害も発生しない。
【００６２】
また、本発明では、タイミング歯車の回転運動を、カム機構を介して、ワイパーユニットに伝達して、ラインインクジェットヘッドのノズル面を払拭可能な払拭位置およびそこから後退した後退位置に移動させることができるようにしている。さらに、当該タイミング歯車の回転運動を利用してヘッドキャップの大気開放弁を閉位置から開位置に切り換えることができるようにしている。従って、本発明によれば、単一回転駆動源からの回転力を利用して複数の部分を動作させることのできる簡単で廉価か構成のメンテナンスユニットを実現できる。
【００６３】
さらには、各部分を間欠的に動作させているタイミング歯車に形成した検出片を検出することにより駆動制御の基準点となるホームポジションを検出するようにしているので、各部分の動作制御を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構を示す斜視図である。
【図２】図１のメンテナンス機構を二分割した状態で示す分解斜視図である。
【図３】図１のメンテナンス機構のキャップユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図４】図１のメンテナンスユニットにおける左側のサイドフレームに取り付けられている駆動機構を示す斜視図である。
【図５】図４の駆動機構をメンテナンス機構の前側から見た場合の分解斜視図である。
【図６】図４の駆動機構をメンテナンス機構の後側から見た場合の分解斜視図である。
【図７】図４の駆動機構におけるワイパーユニットの駆動部分を示す斜視図である。
【図８】図４の駆動機構における大気開放弁の駆動部分を示す斜視図である。
【図９】図１のメンテナンス機構における各部分の動作を示すメカニカルタイムチャートである。
【図１０】図１のメンテナンス機構における各部分の動作を示す説明図である。
【図１１】従来のラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ メンテナンス機構
２、３ 板状フレーム
４ フロントフレーム
５ ヘッドユニット（ラインインクジェットヘッド）
５Ａ 印字位置
５Ｂ 印字待機位置
５ａ ノズル面
６ ヘッドキャップユニット
６Ａ キャッピング位置
６Ｂ 後退位置
７ ワイパーユニット
７Ａ 払拭位置
７Ｂ 後退位置
１２、１３ ヘッドユニット軸
２１ キャップ台
２２ ヘッドキャップ
２３ キャップ押さえ板
２４ 大気開放弁
２４ａ カムフォロワ
２６ キャップ台軸
２７ コイルばね
３１ ワイパー軸
３２ ワイバー支持部材
３３ ワイパーブレード
４１ ステップモータ（回転駆動源）
４３ 減速歯車
４４ タイミング歯車
４６ リブ
４７ タイミング歯車の外歯部分
４８ タイミング歯車の外歯
５１ ヘッドユニット歯車（ヘッド側歯車）
５７ ヘッドユニット歯車の外歯
５８ ヘッドユニット歯車の外歯
５９ ヘッドユニット歯車の摺動外歯
６１ カム
６２ カム軸
６３ カム歯車（キャップ側歯車）
６４ カム歯車の外歯
６５ カム歯車の外歯
６６ カム歯車の摺動用外歯
７２ カム面
８０ カム機構
８１ ワイパーレバー
８２、８３ 腕部分
８２ａ 係合突起
８３ａ 係合溝
８４ カム溝
８６、８７ 駆動面
９１ 検出片
９２ 検出器
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構に関し、さらに詳しくは、単一の回転駆動源を利用して、ラインインクジェットヘッドを印字位置から印字待機位置に移動させると共に、当該印字待機位置にあるノズル面をキャッピングすることのできるラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構は、ラインインクジェットヘッドを印字位置から旋回させて印字待機位置に移動し、当該位置にあるノズル面にヘッドキャップを被せるように構成されており、例えば、特開平３−１６２９６０号公報にこのようなメンテナス機構が開示されている。
【０００３】
この公開公報に記載のメンテナンス機構は、図１１に示すように、ラインインクジェットヘッド１０１を実線で示す印字位置から想像線で示す印字待機位置に旋回させる際に、その旋回動作を利用してヘッドキャップ１０２を旋回させ、ラインインクジェットヘッド１０１のノズル面１０３にヘッドキャップ１０２を被せた状態を形成するようにしている。従って、単一の駆動源によりインクジェットヘッド１０１を旋回させるのみで、インクジェットヘッド１０１およびヘッドキャップ１０２を駆動できるので、それらの駆動機構をシンプルにすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構では、旋回しているインクジェットヘッドのノズル面に対して、ヘッドキャップの側も旋回しながらキャッピングされる。このために、これらが、例えば接近および離れる方向に直線運動する場合に比べて、ヘッドキャップの捩れや倒れが発生しやすく、また、このためにキャッピング時のノズル面の気密不良などの問題が発生しやすい。
【０００５】
また、インクジェットヘッドのノズル面は、ヘッドキャップの表面に摩擦接触しながら、キャッピングが行われるので、ヘッドキャップの摩耗が増加して、ヘッドキャップの耐久性が低下するという問題もある。
【０００６】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、キャッピング動作を適正に行うと共に、キャッピング時にヘッドキャップに摩耗が発生することのないように構成された、単一の駆動源を用いてラインインクジェットヘッドのキャッピングを行うラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構を提案することにある。
【０００７】
また、本発明の課題は、単一の駆動源を用いて、ラインインクジェットヘッドのキャッピングおよびそのノズル面の払拭を行うことのできるラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構を提案することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、ラインインクジェットヘッドのノズル面をキャッピングするためのヘッドキャップを備えたラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構において、
回転駆動源と、この回転駆動源によって回転駆動されるタイミング歯車と、このタイミング歯車に噛み合い可能なヘッド側歯車およびキャップ側歯車とを有し、
前記ヘッド側歯車の回転により、前記ラインインクジェットヘッドは印字位置と、前記ヘッドキャップを前記ノズル面にキャッピング可能な印字待機位置に移動可能であり、
前記キャップ側歯車の回転により、前記ヘッドキャップは、前記印字待機位置にある前記ラインインクジェットヘッドにおけるノズル面から離れた後退位置と当該ノズル面をキャッピング可能なキャッピング位置に移動可能であり、
前記ヘッド側歯車は、前記タイミング歯車が第１の回転角度位置と第２の回転角度位置の間を回転する際に、当該タイミング歯車に噛み合って回転駆動され、前記キャップ側歯車は、前記タイミング歯車が第３の回転角度位置と第４の回転角度位置の間を回転する際に、当該タイミング歯車に噛み合って回転駆動されることを特徴としている。
【０００９】
ここで、前記ヘッドキャップは、キャッピング状態の前記ノズル面を大気開放可能な大気開放弁を備えている場合には、前記キャップ側歯車は、前記タイミング歯車が前記第４の回転角度位置と第５の回転角度位置の間を回転する際に、当該タイミング歯車に噛み合って回転駆動され、当該回転駆動時における前記キャップ側歯車の回転により、前記大気開放弁が開状態から閉状態に切り換わるように構成することが望ましい。
【００１０】
さらに、前記ヘッドキャップが取り付けられたキャップ台および当該キャップ台を回動自在に支持するキャップ台軸を備えているキャップユニットと、前記キャップ台を前記キャップ台軸を中心として回動させることにより前記ヘッドキャップを後退位置およびキャッピング位置に移動させるためのカム面が形成されているヘッドキャップ駆動用カムとを有している場合には、前記ヘッドキャップ駆動用カムに同軸状態で前記キャップ側歯車を連結しておけばよい。
【００１１】
この場合、前記キャップ台と前記ヘッドキャップの間に、ばね部材が介挿しておけば、ばね部材によって、ヘッドキャップによるノズル面の押し付け力が各部分で均一化されるので、倒れやねじれの無い状態でヘッドキャップをノズル面に押し付けることができる。
【００１２】
次に、ノズル面を払拭可能なワイパーと、前記ラインインクジェットヘッドが前記印字待機位置および前記印字位置の間を移動する際にそのノズル面を払拭可能な払拭位置、および当該払拭位置から後退した後退位置の間で、前記ワイパーを移動させるためのカム機構を有している場合には、このカム機構は、前記タイミング歯車が第５の回転角度位置から第６の回転角度位置に回転する際に、当該タイミング歯車によって駆動されるように構成することができる。
【００１３】
さらに、前記カム機構は、前記タイミング歯車が前記第１の回転角度位置から前記第２の回転角度位置とは反対方向の第７の回転角度位置まで回転する際に、当該タイミング歯車によって駆動されるよう構成することが望ましい。
【００１４】
次に、タイミング歯車の回転による各動作部分の動作を適切に行わせるためには、前記タイミング歯車の回転角度位置が予め定めたホームポジションに至ったことを検出するための検出機構を有し、この検出機構として、タイミング歯車の側面に取り付けた検出片と、この検出片を検出するための当該検出片の移動経路上の定まった位置に配置された検出器とを備えた構成のものを採用することが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構の実施例を説明する。なお、本例のメンテナンス機構が組み込まれるラインインクジェットプリンタの全体構成は一般的なものを採用できるので、その全体的な構成、記録紙搬送機構、制御系等の図示および説明は省略するものとする。
【００１６】
（メンテナンス機構の全体構成）
図１は本例のラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構を示す斜視図であり、図２は当該メンテナンス機構を二分割した状態で示す分解斜視図である。これらの図に示すように、本例のラインインクジェットヘッドのメンテナス機構１は、左右の板状のサイドフレーム２、３と、これらの間に架け渡されている幅方向に延びる板状のフロントフレーム４と、左右のサイドフレーム２、３の間に架け渡されているヘッドユニット５と、このヘッドユニットのノズル面５ａをキャッピングするためのキャップユニット６と、ヘッドユニットのノズル面５を払拭するためのワイパーユニット７と、これらの各ユニット５、６および７を駆動するための駆動機構８を有している。
【００１７】
ヘッドユニット５は、下向のノズル面５ａに印字幅を包含するインクノズル列（図示せず）が形成されたラインインクジェットヘッドであり、この直下を搬送される記録紙（図示せず）に対して所定の印字を行うものである。このヘッドユニット５の上端部分は左右の板状フレーム２、３に固着されたヘッドユニット軸１２、１３により両側より回転自在に支持される。本例では。ヘッドユニット５は、図１、２の実線で示す下向きの印字位置５Ａと、図２において想像線で示すようにキャップユニット６の側に対峙した印字待機位置５Ｂとの間を、駆動機構８によって回転駆動される。
【００１８】
図３は、本例のキャップユニット６の構成を示す分解斜視図である。図３も参照して説明すると、本例のキャップユニット６は、キャップ台２１と、ここに取り付けられたヘッドキャップ２２と、ヘッドキャップ２２をキャップ台２１に固定しているキャップ押さえ板２３と、大気開放弁２４を備えている。キャップ台２１は、長方形をしたヘッドキャップ２２を取り付けるための凹部２５と、その一方の長辺部分を貫通して幅方向に延びるキャップ台軸２６に回転支持される穴とを備えており、キャップ台軸２６の両端部はそれぞれ左右の板状フレーム２、３に固着されている。
【００１９】
凹部２５の底面には、その長辺方向に向けて２列状態で複数本、図示の例では５本ずつのコイルばね２７が配置されており、ヘッドキャップ２２は、これらのコイルばね２７によって押された状態で凹部２５に固定されている。ヘッドキャップ２２は、ヘッドユニット４のノズル面５に配列されているインクノズルを包含する長方形のキャップであり、ここに回収された廃インクを回収するためのインク吸引口２８が形成されている。また、ヘッドキャップ２２の隅には大気開放穴２９が形成されており、これが大気開放弁２４によって開閉されるようになっている。
【００２０】
この構成のキャップユニット６は、後述のように、キャップ台軸２６を中心として、図２に示す想像線で示す印字待機位置５Ｂにあるヘッドユニット５のノズル面５ａから後退した後退位置と、当該ノズル面５ａをキャッピング可能なキャッピング位置との間を、駆動機構８によって回転駆動される。
【００２１】
次に、本例のワイパーユニット７は、図２から分かるように、ワイパー軸３１により回転支持されているワイパー支持部材３２と、このワイパー支持部材３２によって保持されている細長い長方形のワイパーブレード３３とを備えており、ワイパー軸３１の両端は左右のサイドフレーム２、３によって支持されている。このワイパーユニット７も、後述のように、そのワイパー軸３１を中心として、ヘッドユニット５のノズル面５ａを払拭可能な払拭位置と、ここから後退した後退位置との間を、駆動機構８によって回転駆動される。
【００２２】
（駆動機構８）
次に、図４は左側のサイドフレーム２に取り付けられている駆動機構８を示す斜視図であり、図５は当該駆動機構８を前側から見た場合の分解斜視図であり、図６は当該駆動機構８を後側から見た場合の分解斜視図である。また、図７は駆動機構８におけるワイパーユニットの駆動部分を示す斜視図であり、図８は大気開放弁の駆動部分を示す斜視図である。
【００２３】
まず、図４、５および６に示すように、本例の駆動機構８は、左側のサイドフレーム２の外側面に取り付けられた単一の回転駆動源であるステップモータ４１を備え、このステップモータ４１の出力軸４１ａはサイドフレーム２を貫通して内側に突出し、その先端部にモータ歯車４２が取り付けられている。このモータ歯車４２は、サイドフレーム２に回転自在に支持されている二段形の複合減速歯車４３の大径歯車４３ａに噛み合っている。この複合減速歯車４３の小径歯車４３ｂは、各ユニット５、６、７の歯車５１、６３とレバー８１（図７参照）を間欠的に回転駆動するためのタイミング歯車４４に噛み合っている。
【００２４】
タイミング歯車４４は、サイドフレーム２に取り付けたタイミング歯車軸４５によって回転自在の状態で支持されており、その外周面には、円環状のリブ４６を挟み、サイドフレーム２の側に上記の複合減速歯車４３の小径歯車４３ｂに噛み合っている外歯部分４７が形成され、反対側には所定の角度間隔で形成された４枚の外歯４８が形成されている。外歯部分４７は全周に亘って形成されているので、タイミング歯車４４はステップモータ４１の回転に伴って回転する。
【００２５】
タイミング歯車４４の隣接位置には、ヘッドユニット歯車５１（ヘッド側歯車）が配置されており、このヘッドユニット歯車５１は、ヘッドユニット軸１２に回転自在に支持されている。
【００２６】
ヘッドユニット軸１２にスライド支持される位置決め爪５３は、ヘッドユニット歯車５１方向に位置決め用コイルばね５４により付勢され、回転方向はサイドフレーム２により規制されている。そして、ヘッドユニット歯車５１の側面に設けられた凹部と位置決め爪５３の凸部が係合し、ヘッドユニット５を印字位置５Ａで位置決めする。
【００２７】
ヘッドユニット歯車５１は、ヘッドユニット軸１１に取り付けられた円筒状のボス５５と、その外周面から半径方向に突出している一体形成した扇形部分５６とを備え、当該扇形部分５６の外周面には、上記のタイミング歯車４４の外歯部分４７に噛み合い可能な２枚の外歯５７と、タイミング歯車４４の外歯４８に噛み合い可能な２枚の外歯５８が形成されており、さらに円周方向の両端部分には、タイミング歯車４４の円環状リブ４６の外周面に当接する広幅の摺動用外歯５９が形成されている。
【００２８】
この構成のヘッドユニット歯車５１はタイミング歯車４４によって間欠的に回転駆動される。すなわち、タイミング歯車４４が所定の回転角度位置の範囲を回転する際に、ヘッドユニット歯車５１の外歯５７、５８がタイミング歯車４４の外歯部分４７および外歯４８に噛み合い、所定の角度範囲だけ回転する。
【００２９】
ヘッドユニット歯車５１が所定角度範囲だけ回転すると、その摺動用外歯５９がタイミング歯車４４のリブ４６の外周面に当接した状態が形成される。その後、タイミング歯車４４が同一方向に回転している間は、両歯車の噛み合いは形成されない。タイミング歯車４４が逆方向に回転すると、再び、両歯車の噛み合い状態となり、ヘッドユニット歯車５１が所定の角度範囲だけ回転し、しかる後は噛み合いが解除されてヘッドユニット歯車５１は回転しない。このようなヘッドユニット歯車５１の間欠回転運動によって、ヘッドユニット５をその印字位置５Ａおよび印字待機位置５Ｂの間で回動させることができる。
【００３０】
次に、本例の駆動機構８は、キャップユニット６をキャップ台軸２６を中心として、そのキャッピング位置および後退位置に回動させるためのヘッドキャップ駆動用カム６１を備えている。図７、８も参照して説明すると、ヘッドキャップ駆動用カム６１は、キャップユニット６の背面側の位置において、左右のサイドフレーム２、３の間に架け渡したカム軸６２によって回転可能に支持されている。キャップユニット６は、そのキャップ台２１における凹部２５の底板裏面の部分が、常に、ヘッドキャップ駆動用カム６１の外周面に形成されているカム面６１ａによって支持された状態とされている。従って、カム６１が回転すると、そのカム面６１ａによってキャップユニット６は上端側のキャップ台軸２６を中心として回転駆動される。
【００３１】
カム軸６２におけるヘッドキャップ駆動用カム６１の側方位置には、カム歯車６３（キャップ側歯車）がカム軸６２によって回転自在の状態で支持されている。このカム歯車６３は、歯車本体部分６３ａと、ヘッドキャップ駆動用カム６１に連結固定されている連結穴６３ｂを備えている。歯車本体部分６３ａの外周には、上記のタイミング歯車４４の外歯部分４７に噛み合い可能な２枚の外歯６４と、タイミング歯車４４の外歯４８に噛み合い可能な２枚の外歯６５と、リブ４６の外周面に当接する２枚の摺動用外歯６６が形成されている。
【００３２】
この構成のカム歯車６３はタイミング歯車４４によって間欠的に回転駆動される。すなわち、タイミング歯車４４が所定の回転角度位置の範囲を回転する際に、カム歯車６３の外歯６４、６５がタイミング歯車４４の外歯部分４７および外歯４８に噛み合い、所定の角度範囲だけ回転する。
【００３３】
カム歯車６３が所定角度範囲だけ回転すると、その摺動用外歯６６がタイミング歯車４４のリブ４６の外周面に当接した状態が形成される。その後、タイミング歯車４４が同一方向に回転している間は、両歯車の噛み合いは形成されない。タイミング歯車４４が逆方向に回転すると、再び、両歯車の噛み合い状態となり、カム歯車６３が所定の角度範囲だけ回転し、しかる後は噛み合いが解除されてカム歯車６３は回転しない。
【００３４】
このように間欠回転運動を行うカム歯車６３にはヘッドキャップ駆動用カム６１が連結されており、当該カム６１も同様に間欠回転運動を行う。この間欠回転運動によって、キャップユニット６を、そのキャッピング位置および後退位置の間で回動させることができる。
【００３５】
ここで、本例のヘッドキャップ駆動用カム６１の端面には、ヘッドキャップ２２に取り付けられている大気開放弁２４を開閉するために用いるカム部分が形成されている。図３および図８を参照して説明すると、カム６１の端面には側方に突出した突出部７１が形成され、この突出部７１の半径方向の内側面部分に円弧状カム面７２が形成されている。この円弧状カム面７２には、大気開放弁２４の側のカムフォロワ２４ａが係合している。
【００３６】
カム６１が所定の回転角度位置に至ると、円弧状カム面７２によって、カムフォロワ２４ａは押されて、大気開放弁２４を閉状態に保持している弁ばね２４ｂによるばね力に逆らって大気開放弁を閉態から開状態に切り換えるようになっている。
【００３７】
次に、本例の駆動機構８は、ワイパーユニット７を駆動するためのカム機構も備わっている。図７および図８を参照して説明すると、本例のワイパーユニット駆動用のカム機構８０は、上記のカム歯車６３の軸部によって回転自在の状態で支持されているワイパーレバー８１を備え、このワイパーレバー８１は、所定の角度をなす状態で半径方向に突出している腕部分８２、８３を備えている。一方の腕部分８２の先端部には上記のタイミング歯車４４の側に突出した係合突起８２ａが形成されている。この係合突起８２ａは、タイミング歯車４４の一方の端面に形成されたワイパーレバー駆動用のカム溝８４に差し込まれている。このカム溝８４は、円弧状の摺動面８５と、この円周方向の両端に形成された半径方向の内側に折れ曲がっている駆動面８６、８７とによって規定されている。
【００３８】
他方の腕部分８３の先端には係合溝８３ａが形成されており、この係合溝８３ａには、ワイパーユニット７のワイパー支持部材３２の端部から横方向に突出している係合突起８８が嵌り込んでいる。
【００３９】
タイミング歯車４４が回転すると、カム溝８４における駆動面８６あるいは８７がワイパーレバー８１の腕部分８２の係合突起８２ａを押して、当該ワイパーレバー８１をカム軸６１を中心として所定の角度だけ回転させる。この結果、他方の腕部分８３に係合しているワイパー支持部材３２がワイパー軸３１を中心として所定の角度だけ回転して、当該ワイパーユニット７がその払拭位置と後退位置の間を回動する。
【００４０】
（ホームポジション検出機構）
なお、本例のメンテナンス機構１では、ヘッドユニット５がホームポジションに位置したことを検出するためのホームポジション検出機構が備わっている。図５および図６を参照して説明すると、本例のホームポジション検出機構はフォトインタラプタから構成されており、タイミング歯車４４の端面から側方に突出している円弧状の検出板９１と、この検出板９１の移動経路上に、検出光路が位置している光学式のリセット検出器９２を備えており、光学式のリセット検出器９２は左側のフレーム２に取り付けられている。タイミング歯車４４が所定の回転角度位置（回転角が０度の位置）を予め定めた回転方向（逆回転方向）に回転する際に、検出板９１が検出器９２の検出光路を遮断するように、これらの位置関係が設定されている。
【００４１】
（メンテナンス機構の動作）
図９は本例のメンテナンス機構１の各部分の動作を示すメカニカルタイムチャートであり、図１０は各動作状態を示す説明図である。これらの図を参照して、本例の機構１の動作を説明する。
【００４２】
まず、タイミング歯車４４がその初期回転位置である回転角が０度の位置にある状態（第５の回転角度位置）が、ヘッドユニット５がホームポジションにある状態である。タイミング歯車４４が正回転して当該回転角度位置に至ると、リセット検出器９２の出力信号がオンからオフに立ち下がり、当該立下りエッジからホームポジションＨＰが検出される。
【００４３】
この状態では、図１０（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すように、ヘッドユニット５は印字待機位置５Ｂにあり、ヘッドキャップユニット６はそのキャッピング位置７Ａにあり、ヘッドキャップ２２によってヘッドユニット５のノズル面５ａがキャッピングされた状態となっている。また、ヘッドキャップ２２の大気開放弁２４は閉状態とされている。さらに、ワイパーユニット７はその後退位置７Ｂに保持されているものとする。
【００４４】
このホームポジションＨＰの回転角度位置からタイミング歯車４４が正回転方向に１０度回転すると、カム６１の端面に形成されている円弧状のカム面７２によって、大気開放弁２４が閉状態から開状態に切り換えられる。この１０度回転位置（第４の回転角度位置）におけるタイミング歯車４４、ヘッドユニット歯車５１、カム歯車６３およびワイパーユニット７の状態を図１０（ｄ）に示し、また、ヘッドユニット５およびキャップユニット６および大気開放弁２４の状態を図１０（ｅ）に示してある。
【００４５】
タイミング歯車４４が１０度の位置から３５度回転して４５度の位置（第２の回転角度位置）に正回転すると、キャップユニット６がそのキャッピング位置６Ａから後退位置６Ｂまで回動し、当該後退位置６Ｂに保持される。すなわち、タイミング歯車４４によってカム歯車６３が所定角度だけ回転駆動して、カム６１が回転して、図１０（ｇ）に示すように、キャップユニット６がキャッピング位置６Ａから後退位置６Ｂまで回転して、その位置に保持される。この状態では、大気開放弁２４は開状態のままである。また、ヘッドユニット５はその印字待機位置５Ｂに保持されたままである。さらに、図１０（ｆ）に示すように、ワイパーユニット７もその後退位置に保持されたままである。
【００４６】
ここで、本例では、カム歯車６３に形成されている外歯６４、６５の形成角度位置を適切に設定することにより、タイミング歯車４４が４５度の回転角度位置に至る手前の回転角度位置（第３の回転角度位置）において、ヘッドユニット５をその後退位置６Ｂまで移動させ、そこに保持できるようにしてある。
【００４７】
このようにヘッドユニット５が待機位置にあり、ヘッドキャップ２２がそこから離れて対峙した状態が、予備吐出動作が行われる位置である。予備吐出動作は、不使用ノズルに溜まっている増粘化したインクなどを排出するために行われるヘッド回復動作である。
【００４８】
次に、タイミング歯車４４が４５度の位置から８５度の位置（第１の回転角度位置）まで回転すると、ヘッドユニット５が印字待機位置５Ｂから印字位置５Ａまで回転し、その位置に保持される。図１０（ｈ）、（ｉ）にはこの状態を示してある。すなわち、ヘッドユニット歯車５１がタイミング歯車４４と噛み合って所定の回転角度だけ回転して、ヘッドユニット５をその印字位置５Ａまで回転させる。
【００４９】
この状態は印字状態であり、搬送される記録紙に対してヘッドユニット５によって印字を行うことができる。
【００５０】
タイミング歯車４４が８５度の回転角度位置から１１０度の位置（第７の回転角度位置）まで回転すると、その端面に形成されているカム溝８５のワイパーレバー駆動面８６によってワイパーレバー８１の腕部分８２の先端における係合突起８２ａが正転方向に押され、ワイパーユニット７をその後退位置（リセット位置）に保持した状態が形成される。この状態を図１０（ｊ）に示してある。
【００５１】
この１１０度の回転角度位置からタイミング歯車４４を逆回転すると、各部分は上記とは逆の動作を行う。タイミング歯車４４が０度の位置（ＨＰ）に戻ると、リセット検出器９２の検出信号がオフからオンに切り換わる。
【００５２】
この場合には、印字位置５Ａにあるヘッドユニット５が印字待機位置５Ｂに移動し（４５度の位置、第２の回転角度位置）、ヘッドユニット５が印字待機位置５Ｂに停止した状態が形成された後の時点（第３の回転角度位置）からヘッドキャップユニット６の移動が開始され、ヘッドキャップユニット６が後退位置からキャッピング位置６Ａに移動して、停止しているヘッドユニット５のノズル面５ａをキャッピングした状態が形成される（１０度の位置、第４の回転角度位置）。この状態では、大気開放弁２４が開状態にある。
【００５３】
この後にタイミング歯車４４を更に逆転させると、大気開放弁２４が閉状態に切り換わり、ノズル面５ａがヘッドキャップ２２によって気密状態でキャッピングされた状態が形成される（０度の位置、第５の回転角度位置）。
【００５４】
この状態では、ワイパーユニット駆動用のカム溝８５のワイパーレバー駆動面８７がワイパーレバー９１の腕部分８２の先端における係合突起８２ａに当たった状態になる。タイミング歯車４４を０度の位置から逆回転方向に２５度回転させて、−２５度の位置（第６の回転角度位置）まで回転すると、駆動面８７によってワイパーレバー９１が回転して、ワイパーユニット７をその後退位置７Ｂから払拭位置７Ａまで回転させ、その位置に保持する。
【００５５】
ワイパーユニット７が払拭位置７Ａに保持された状態の後に、タイミング歯車４４を正回転方向に回転して印字状態である８５度の回転角度位置にすると、その間に印字待機位置５Ｂから印字位置５Ａに回転するヘッドユニット５のノズル面５ａが払拭位置７Ａに保持されているワイパーユニット７のワイパーブレード３３によって払拭される。
【００５６】
ワイパーユニット７が払拭位置７Ａにある状態でタイミング歯車４４が８５度の位置に至った後に、更にタイミング歯車４４を１１０度の位置まで回転すると、ワイパーユニット駆動用のカム溝８５の駆動面８６によってワイパーレバー８１の腕部分８２の先端における係合突起８２ａが押されて、ワイパーユニット７はその後退位置７Ｂに戻される。
【００５７】
このように、本例のメンテナンス機構１では、単一の回転駆動源であるステップモータ４１によって回転駆動されるタイミング歯車４４の回転を、間欠的に、ヘッドユニット歯車５１（ヘッド側歯車）およびカム歯車６３（キャップ側歯車）に伝達して、ヘッドユニット５を印字位置から印字待機位置に移動させると共に、キャップユニット６を後退位置からキャッピング位置に移動させるようにしている。また、ヘッドユニット５を印字待機位置に移動させ（第３の回転角度位置）、そこに停止させた状態が形成された後に（第２の回転角度位置）、ヘッドキャップユニット６の移動を開始して印字待機位置にあるヘッドユニット５のノズル面５ａをキャッピングするようにしている。
【００５８】
したがって、ヘッドユニットの回転運動を利用してヘッドキャップを回転させてキャッピングを行う従来の駆動方法とは異なり、印字待機位置に停止しているヘッドユニット５にキャッピングを行うので、キャッピングを正確に行うことができる。また、双方が同時に移動して摺動するということが無いので、ヘッドキャップなどが摩耗して耐久性が低下するという弊害も発生しない。
【００５９】
さらに、本例では、ヘッドキャップ２２をコイルばね２７によって支持しているので、ヘッドユニット５のノズル面５ａにヘッドキャップ２２をキャッピングした状態では、ヘッドキャップ２２の各部分を均一な押し付け力でノズル面５ａに押し付けることができる。よって、ノズル面５ａを確実にキャッピングすることができる。
【００６０】
これに加えて、本例では、カム機構を介して、タイミング歯車４４の回転により、ワイパーユニット７およびヘッドキャップの大気開放弁２４も駆動できるようにしている。従って、単一駆動源を用いて、複数の部分を駆動する機構を簡単かつ廉価に構成できる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構は、単一の回転駆動源によって回転駆動されるタイミング歯車と、このタイミング歯車によって間欠的に回転駆動されるヘッド側歯車およびキャップ側歯車とを備え、タイミング歯車の回転角度に応じて、インクジェットヘッドを印字位置および印字待機位置の間で移動させると共に、ヘッドキャップをキャッピング位置および後退位置の間で移動させるようにしている。従って、単一の回転駆動源を用いて双方の部分を移動させることができる。また、ヘッド側歯車およびキャップ側歯車が回転駆動されるタイミングをずらしておくことにより、ラインインクジェットヘッドを印字待機位置に移動した後に、ヘッドキャップを移動してそのノズル面をキャッピングする動作を実現することができる。よって、停止しているラインインクジェットヘッドのノズル面にヘッドキャップをキャッピングすればよいので、キャッピングを適正な状態で確実に行うことが容易になる。また、双方の部材が摺動してキャッピングが行われることが無いので、ヘッドキャップが摩耗して耐久性が低下するなどの弊害も発生しない。
【００６２】
また、本発明では、タイミング歯車の回転運動を、カム機構を介して、ワイパーユニットに伝達して、ラインインクジェットヘッドのノズル面を払拭可能な払拭位置およびそこから後退した後退位置に移動させることができるようにしている。さらに、当該タイミング歯車の回転運動を利用してヘッドキャップの大気開放弁を閉位置から開位置に切り換えることができるようにしている。従って、本発明によれば、単一回転駆動源からの回転力を利用して複数の部分を動作させることのできる簡単で廉価か構成のメンテナンスユニットを実現できる。
【００６３】
さらには、各部分を間欠的に動作させているタイミング歯車に形成した検出片を検出することにより駆動制御の基準点となるホームポジションを検出するようにしているので、各部分の動作制御を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構を示す斜視図である。
【図２】図１のメンテナンス機構を二分割した状態で示す分解斜視図である。
【図３】図１のメンテナンス機構のキャップユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図４】図１のメンテナンスユニットにおける左側のサイドフレームに取り付けられている駆動機構を示す斜視図である。
【図５】図４の駆動機構をメンテナンス機構の前側から見た場合の分解斜視図である。
【図６】図４の駆動機構をメンテナンス機構の後側から見た場合の分解斜視図である。
【図７】図４の駆動機構におけるワイパーユニットの駆動部分を示す斜視図である。
【図８】図４の駆動機構における大気開放弁の駆動部分を示す斜視図である。
【図９】図１のメンテナンス機構における各部分の動作を示すメカニカルタイムチャートである。
【図１０】図１のメンテナンス機構における各部分の動作を示す説明図である。
【図１１】従来のラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ メンテナンス機構
２、３ 板状フレーム
４ フロントフレーム
５ ヘッドユニット（ラインインクジェットヘッド）
５Ａ 印字位置
５Ｂ 印字待機位置
５ａ ノズル面
６ ヘッドキャップユニット
６Ａ キャッピング位置
６Ｂ 後退位置
７ ワイパーユニット
７Ａ 払拭位置
７Ｂ 後退位置
１２、１３ ヘッドユニット軸
２１ キャップ台
２２ ヘッドキャップ
２３ キャップ押さえ板
２４ 大気開放弁
２４ａ カムフォロワ
２６ キャップ台軸
２７ コイルばね
３１ ワイパー軸
３２ ワイバー支持部材
３３ ワイパーブレード
４１ ステップモータ（回転駆動源）
４３ 減速歯車
４４ タイミング歯車
４６ リブ
４７ タイミング歯車の外歯部分
４８ タイミング歯車の外歯
５１ ヘッドユニット歯車（ヘッド側歯車）
５７ ヘッドユニット歯車の外歯
５８ ヘッドユニット歯車の外歯
５９ ヘッドユニット歯車の摺動外歯
６１ カム
６２ カム軸
６３ カム歯車（キャップ側歯車）
６４ カム歯車の外歯
６５ カム歯車の外歯
６６ カム歯車の摺動用外歯
７２ カム面
８０ カム機構
８１ ワイパーレバー
８２、８３ 腕部分
８２ａ 係合突起
８３ａ 係合溝
８４ カム溝
８６、８７ 駆動面
９１ 検出片
９２ 検出器
Claims (8)
- ラインインクジェットヘッドのノズル面をキャッピングするためのヘッドキャップを備えたラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構において、
回転駆動源と、この回転駆動源によって回転駆動されるタイミング歯車と、このタイミング歯車に噛み合い可能なヘッド側歯車およびキャップ側歯車とを有し、
前記ヘッド側歯車の回転により、前記ラインインクジェットヘッドは印字位置と、前記ヘッドキャップを前記ノズル面にキャッピング可能な印字待機位置に移動可能であり、
前記キャップ側歯車の回転により、前記ヘッドキャップは、前記印字待機位置にある前記ラインインクジェットヘッドにおけるノズル面から離れた後退位置と当該ノズル面をキャッピング可能なキャッピング位置に移動可能であり、
前記ヘッド側歯車は、前記タイミング歯車が第１の回転角度位置と第２の回転角度位置の間を回転する際に、当該タイミング歯車に噛み合って回転駆動され、前記キャップ側歯車は、前記タイミング歯車が第３の回転角度位置と第４の回転角度位置の間を回転する際に、当該タイミング歯車に噛み合って回転駆動されることを特徴とするラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構。 - 請求項１において、
前記ヘッドキャップは、キャッピング状態の前記ノズル面を大気開放可能な大気開放弁を備えており、
前記キャップ側歯車は、前記タイミング歯車が前記第４の回転角度位置と第５の回転角度位置の間を回転する際に、当該タイミング歯車に噛み合って回転駆動され、
当該回転駆動時における前記キャップ側歯車の回転により、前記大気開放弁が開状態から閉状態に切り換わることを特徴とするラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構。 - 請求項１において、
前記ヘッドキャップが取り付けられたキャップ台および当該キャップ台を回動自在に支持するキャップ台軸を備えているキャップユニットと、前記キャップ台を前記キャップ台軸を中心として回動させることにより前記ヘッドキャップを後退位置およびキャッピング位置に移動させるためのカム面が形成されているヘッドキャップ駆動用カムとを有し、
前記ヘッドキャップ駆動用カムには同軸状態で前記キャップ側歯車が連結されていることを特徴とするラインインクジェットヘッドのメンテナス機構。 - 請求項３において、
前記キャップ台と前記ヘッドキャップの間には、前記ヘッドキャップを前記キャップから離隔させるように付勢するばね部材が介挿されていることを特徴とするラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構。 - 請求項２において、
前記ヘッドキャップが取り付けられたキャップ台および当該キャップ台に取り付けられたキャップ台軸を備えているキャップユニットと、前記キャップ台を前記キャップ台軸を中心として回動させることにより前記ヘッドキャップを後退位置およびキャッピング位置に移動させるためのカム面が外周面に形成されているヘッドキャップ駆動用カムとを有し、
前記ヘッドキャップ駆動用カムには同軸状態で前記キャップ側歯車が連結されており、
前記ヘッドキャップ駆動用カムの側面には、前記大気開放弁を開位置および閉位置に切り換えるためのカム部が形成されていることを特徴とするラインインクジェットヘッドのメンテナス機構。 - 請求項１において、
前記ノズル面を払拭するためのワイパーと、
前記ラインインクジェットヘッドが前記印字待機位置および前記印字位置の間を移動する際にそのノズル面を払拭可能な払拭位置、および当該払拭位置から後退した後退位置の間で、前記ワイパーを移動させるためのカム機構とを有しており、
このカム機構は、前記タイミング歯車が第５の回転角度位置から第６の回転角度位置に回転する際に、当該タイミング歯車によって駆動されるようになっていることを特徴とするラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構。 - 請求項６において、
前記カム機構は、前記タイミング歯車が前記第１の回転角度位置から前記第２の回転角度位置とは反対方向の第７の回転角度位置まで回転する際に、当該タイミング歯車によって駆動されるようになっていることを特徴とするラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構。 - 請求項１において、
前記タイミング歯車の回転角度位置が予め定めたホームポジションに至ったこを検出するための検出機構を有し、
この検出機構は、タイミング歯車の側面に取り付けた検出片と、この検出片を検出するための当該検出片の移動経路上の定まった位置に配置された検出器とを備えていることを特徴とするラインインクジェットヘッドのメンテナンス機構。
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