JP4371547B2

JP4371547B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP4371547B2
Application number: JP2000220768A
Authority: JP
Inventors: 靖雄宮内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2020-07-21
Also published as: JP2002036572A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関し、特に、記録ヘッドのノズル面をクリーニングするためのブレード有するインクジェット記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェット記録装置においては、記録ヘッドの吸引回復後にノズル面に残るインクを除去するため、あるいは印字中の付着ミストを除去するためにゴム等の弾性体からなるブレードを配設し、ワイピング動作を行うように構成されている。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置では、キャリッジの移動を利用してワイピング動作を行うようにしたものが多い。つまり、ブレードの出し入れ機構を設け、必要なときだけブレードを出た状態にしてキャリッジを移動することで、ノズル面をノズル列に対して直角方向にワイピングするものである。
【０００４】
ブレードが収納された状態では、ブレードとノズル面は非接触であるので、印字中のキャリッジスキャンを妨げることはない。これによれば、比較的簡単な構成でブレード手段を構成することができる。
【０００５】
しかしながら、キャリッジスキャン方向に各色ノズル列が複数本横並び配置された記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置において、前述の「横拭き」ブレードを構成した場合、各色ノズル列を順番に拭いていくので、先にふき取ったインクを後のノズル列に押し込んでしまって、そのノズル列のインクが混色してしまう問題が発生しやすくなる。そこで、ノズル列に平行にブレードを動かす「縦拭き」ブレードを構成して、混色の問題を防ぐようにしたものがある。
【０００６】
この従来例としては特開平６−２７０４０８号公報に開示されている構成のブレード駆動手段では紙送りモータを駆動源とするため、印字途中でワイピング動作をしようとすると印字途中の紙も動いてしまってその後の印字がずれてしまうので、印字中ワイピングができない問題があった。また、ブレードの往復動のためにモータの正・逆転が必要であり、さらにワイピングストロークが増えると極端に装置が大型化するという問題があった。
【０００７】
別の従来例として特開平１１−１３８８５７号公報に開示されているように欠歯ギアとレバーの組み合わせにより、モータの一方向回転でブレードの往復動を行い、レバーでの増速によりワイピングストロークを稼ぐように構成されたものがある。これによれば駆動モータによって印字中ワイピングが可能であり、また、記録ヘッドのノズル列が長くなったり、ブレードが複数枚構成になったりしてワイピングストロークが増えた場合でも比較的小さなスペースに構成することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成のブレード駆動手段では往復動切り替えのために欠歯ギアを使用しているため、フリーな状態から欠歯ギアがかみ合い始める時に歯先同士が当たってうまくかみ合わずロックしてしまう場合があった。
【０００９】
また、レバーのテコ比で大きな増速しているため、ワイピング時の負荷によって長い棒状のレバーが撓んでしまい、その結果、所定のストロークが維持できなくなったり、大きな速度変動がでる不具合があった。
【００１０】
本発明は、上記のような不具合を鑑みてなされたものであり、駆動モータの一方向回転で、かつ欠歯ギアやレバー増速を使わずにブレードの往復動を行う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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェット記録装置は次のように構成したものである。
【００１２】
記録ヘッドのノズル面をワイピングするブレードと、該ブレードを保持するブレードホルダと、該ブレードホルダの一部に形成された第１ラックと、ベースに固定形成された第２ラックと、前記第１ラックとかみ合う第１ギアと前記第２ラックとかみ合う第２ギアを有する二段ギアであるピニオンと、該ピニオンを回転可能に軸支し前記ベースと係合して移動可能なスライダと、モータの駆動で一方向に回転し且つ回転する部分が一回転の中で前記スライダの係合面と係合して接触する状態があり、該接触する状態において前記回転する部分の回転を前記スライダの往復動に変換するカム部材と、を備え、前記カム部材の一方向の回転により前記スライダ及び前記ブレードホルダが往復動するインクジェット記録装置であって、前記第１ギアの歯数は前記第２ギアの歯数の整数倍であって、前記第１ギアの歯底部と前記第２ギアの歯底部の位相が一致していることを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
（第１の実施例）
図１０は本発明に係るインクジェット記録装置の構成を示す斜視図であり、図１０（ａ）は本発明に係るインクジェット記録装置の構成を示す斜視図、図１０（ｂ）は記録ヘッドの配列構成を示す斜視図であり、図１０（ａ），（ｂ）を用いて簡単に全体の構成を説明する。
【００１８】
図１０（ａ）において、１００は給紙手段であり、給紙手段１００によって給紙された記録媒体は搬送ローラ１０１とピンチローラ１０２に挟持されてプラテン１０３上に送られ、記録ヘッド１１０を搭載したキャリッジ１０４がガイド軸１０５に沿って走査しながら１ライン分の印字を行う。
【００１９】
その後搬送ローラ１０１で所定量の紙送りを行い、また記録ヘッド１１０での印字を行う。これを繰り返して、記録媒体全域の印字が終了すると、排紙ローラ１０６によって装置外へと排出されるようになっている。
【００２０】
ここで、本実施例の記録ヘッド１１０は、図１０（ｂ）に示すように複数のノズル列がキャリッジ走査方向に横並びした配置となっていて、ノズル面を模式的に示すと黒インクを吐出するノズル１１１、シアンのノズル１１２、マゼンタのノズル１１３、イエロー１１４のノズルが横に並んでいる。なお、各ノズルにはインク吐出用の熱エネルギーを発生するための電気熱変換体が備えられている。記録装置には、この記録ヘッド１１０の印字状態を良好に保つために回復ユニット１が配設されている。
【００２１】
図１は第１の実施例による回復ユニットの構成を示す斜視図、図２はその内部構成を示す斜視図である。回復ユニット１には、ベース２のガイド２ａに沿って上下動し、記録ヘッド１（図１０図示）のノズル面を覆うキャップ３と、ガイド２ｂに沿って往復動し、記録ヘッド１のノズル面をワイピングするブレード４と、及びキャッピング中にキャリッジ１０４（図１０図示）が不用意に動かないようにするためのキャリッジロック５が揺動可能に構成されている。
【００２２】
それぞれの動作はモータ６の駆動力を図２に示すギア列７，８，９で伝達し、ワンウェイクラッチギア１０を介して、モータ６の一方向回転でのみメインカム１１を回転させることで行われる。すなわちメインカム１１には長手方向に複数のカムが形成されており、１つのカムによりメインカム１１の回転がキャリッジロック５の回動に変換され、別のカムとブレード駆動手段によりメインカム１１の回転がブレード４の水平往復動に変換され、また別のカムとレバー１４によりメインカム１１の回転がキャップ３の上下往復動に変換される。
【００２３】
一方、黒ノズル用、カラーノズル用の２室一体のキャップ３にはチューブ１２，１３がそれぞれ接続されており、そのチューブ１２，１３はベース２の一部に形成された円弧状のガイド面に沿って配設されてチューブポンプが構成されている。円弧状ガイド面の中心軸に一致してローラ保持手段１５が設けられ、モータ６の駆動をギア７を介してローラ保持手段１５の一端に固定されたポンプギア１６に伝達し、ローラ１７でチューブ１２，１３を押圧する。
【００２４】
本実施例では一方向の回転でのみローラ１７がチューブ１２，１３を押圧して、インクを吸引できるような構成になっている。つまり、モータ６が矢印Ａ方向に回転するとチューブポンプが動作し、そのときにはワンウェイクラッチギア１０が空転してメインカム１１は回転せず、キャップ３、ブレード４、キャリッジロック５は停止したままである。
【００２５】
モータ６が逆方向に回転するとキャップ３、ブレード４、キャリッジロック５が所定のタイミングで動くが、そのときにはローラ１７はチューブ１２，１３から開放されてポンプ動作はしないように構成されている。
【００２６】
次に、本発明の要旨であるブレード駆動手段の構成について詳しく説明する。
【００２７】
図３は第１の実施例によるブレード駆動手段の構成を示す斜視図であり、図３に示すようにブレード駆動手段は、ブレード４ａ，４ｂ，４ｃを保持するブレードホルダ１９と、ブレードホルダ１９の一部に形成された第１ラック２０と、第１ラック２０とかみ合う第１ギア２１ａを有するピニオン２１と、ピニオン２１を回転可能に軸支する平行移動可能なスライダ２２と、ピニオン２１の第２ギア２１ｂとかみ合う第２ラック２３と、スライダ２２と係合するカム２４が形成されたメインカム１１により構成されている（第２ラック２３、カム２４は後述の図４から図７に図示される。）。
【００２８】
これによりブレード４はノズル列にほぼ平行に移動しながらワイピングし、モータ６の一方向回転で往復動を完了して、元の位置に戻ることができる。
【００２９】
本実施例では、記録ヘッド１１０の高さ位置（記録媒体とのギャップ寸法）を２段階に切り換えられるようになっており、記録媒体として厚紙を使用する場合には記録ヘッド１１０の位置を高い位置に逃がすことができるようになっている。これに伴いブレード４は３枚構成をとっており、ブレード４ａで記録ヘッド１１０のキャッピング面全域をワイピングし、ブレード４ｂで記録ヘッド１１０が高い位置にある時のノズル近傍をワイピングし、ブレード４ｃで記録ヘッド１１０が低い位置にある時のノズル近傍をきれいにワイピングできる構成となっている。
【００３０】
以下、ワイピング動作について説明する。
【００３１】
図４、図５、図６、図７は第１の実施例によるブレード駆動手段の構成を示す断面図であり、図４ではブレードホルダ１９は初期位置にある。この時スライダ２２は、メインカム１１の一部であるカム２４の付け根部分である円筒部２４ａに係止されており、カムの先端部２４ｂとは接触していない。
【００３２】
つまり、カム先端部２４ｂがスライダ２２と非接触の間はメインカム１１が回転してもブレードホルダ１９は動かない。スライダ２２に軸支されたピニオン２１は第１ギア２１ａと第２ギア２１ｂを有する二段ギアになっていて、第１ギア２１ａはブレードホルダ（ブレード保持手段）１９に形成された第１ラック２０と、第２ギア２１ｂはベース２に固定形成された第２ラック２３とかみ合っている。
【００３３】
スライダ２２はボス部２２ａでベース２のガイド穴（不図示）と係合して平行移動可能になっている。図５に示すようにカム２４が矢印Ｂ方向に回転してスライダ２２の係合面２２ｂと接触し始めるとスライダ２２は矢印Ｃ方向に動き、当然ピニオン２１も第２ラック２３とのかみ合いで回転しながら移動する。
【００３４】
本実施例ではピニオン２１の第１ギア２１ａの歯数２８歯、第２ギア２１ｂの歯数１４歯に設定されていて、つまり第２ギア２１ｂがｘ（ただしｘは正の整数）歯分回転すると第１ギア２１ａは２ｘ歯分回転する関係になって、その分だけブレードホルダ１９を移動させることができる。
【００３５】
よって、スライダ２２がＬ寸法移動すると、ブレードホルダ１９は３Ｌ寸法移動する増速機構ができる。係合面２２ｂは所定の曲面で形成されカム２４の等速回転がスライダ２２の等速移動に変換できるようになっていて、記録ヘッド１１０のノズル面全域を最適速度でワイピングできるようになっている。
【００３６】
更に回転して、図６に示す位置にカム２４がきたとき、スライダ２２及びブレードホルダ１９はフルストロークの移動をし、ブレード４はノズル面をワイピングした後クリーナ２５によってインクを掻き取られて図示の位置で停止する。ここで、記録ヘッド１１０をワイピング領域外に移動させブレードホルダの復動が始まる。
【００３７】
図７は復動工程のブレード４を示しており、ブレードホルダ１９は戻しバネ２６（図３図示）により矢印Ｄ方向の復帰力を与えられている。カム２４の一部にはピン２４ｃが形成されていて通常はスライダ２２の斜面２２ｃと係合しながら、戻しバネ２６の力でブレードホルダ１９やスライダ２２が勢いよく戻って衝突音が発生するのを防いでいる。
【００３８】
また、何らかの異常で記録ヘッド１１０が待避不十分となりブレード４の復動工程と干渉した場合にも強制的にブレード４を初期位置まで戻せるように斜面２２ｄが設けられている。仮に記録ヘッド１１０とブレード４の干渉状態でも戻しバネ２６の力だけで戻せるような設定にすると大きな力が必要となり、駆動負荷も大きくなってコストアップにつながることになる。
【００３９】
本実施例では、異常状態のみ斜面２２ｄでスライダ２２を戻すようにしているので、戻しバネ２６は非常に小さな力を与えるだけでよい。
【００４０】
このように本実施例では、モータ６の一方向回転でブレード４の往復動が達成でき、ノズル列にほぼ平行な方向にワイピングすることができる。また、ラックとピニオンは常時かみ合った状態にあるので、歯先当たりするような心配は全くなく、レバー等の部品強度に頼る機構もないので、所定のストローク、所定スピードでの良好なワイピング状態を実現することができる。
【００４１】
また、本実施例では前述のとおりピニオンとして、二段ギアを構成して歯数比を２倍に設定し、かつ、第２ギア２１ｂの歯底部と第１ギア２１ａの歯底部の位相を一致させた形状としている。この構成によれば、図４に示すように第２ギア２１ｂの歯底と第２ラック２３の歯先を合わせたときに、真上には必ず第１ギア２１ａの歯底部が位置するようになる。その歯底部に合わせてブレードホルダ１９の第１ラック２０の歯先を組み込めば簡単に、かつ正確に各部品の位相合わせが完了する。
【００４２】
これにより、第１ギアと第２ギアの歯数を整数倍で、かつ位相を合わせた構成が可能となる。仮に整数倍でない設定にすると、ピニオンを組み込む時に特定の位置決め歯部をラックとかみ合わせる作業が必要となり、組立作業性が著しく悪化する。
【００４３】
以上、本実施例ではピニオンが二段ギアのものについて説明してきたが、ワイピングストロークが大きくない場合には、一段のピニオンを使用して構成することもできる。この場合には、スライダがＬ寸法移動したとき、ブレードは２Ｌ寸法移動することになる。
【００４４】
（第２の実施例）
図８、図９は第２の実施例によるブレード駆動手段の構成を示す斜視図である。
【００４５】
上記第１の実施例ではブレードの復動、および初期位置での保持力を戻しバネ２６の力に頼っている。よって、仮に戻しバネ２６を無くした場合、復動は斜面２２ｄによる戻し動作に頼ることができるが、ブレード４が初期位置まで戻ってカム先端２４ｂとスライダ２２の係合が外れた後は規制するものが無くなってしまう。
【００４６】
つまりこの状態で装置を傾けたり、振動を与えたりするとブレードホルダ１９は勝手に動いてしまい、所定のワイピング動作が機能しなくなってしまうことになる。本第２の実施例では、簡単な構成で戻しバネを無くしても確実なワイピング動作ができる装置を提供し、コストダウンを図るものである。
【００４７】
図８において、ベース５０の側壁にはブレードホルダ５１の水平移動を案内するためのガイド５０ａ、スライダ５２の移動を案内するためのガイド５０ｂ、及び第２ラックとしての固定ラック５０ｃが形成されている。
【００４８】
スライダ５２は二段ギアとしてのピニオン５３を軸支し、第２ギアが第２ラック５０ｃとかみ合い、第１ギア５３ａはブレードホルダ５１に形成された第１ラック５４とかみ合っている。さらにメインカム５５の一端には係合ピン５６を有する円板５７が結合されていて、この係合ピン５６がスライダ５２と係合してカムとしての機能を果たすことになる。
【００４９】
実際の動作について説明すると、メインカム５５が回転して図９に示す係合ピン５６が矢印Ｆ方向に回転した時、スライダ５２の円弧部５２ａは係合ピン５６の円運動と僅かに隙間を設けた形状となっているので、スライダ５２には何の力も発生しない。
【００５０】
更に係合ピン５６が回転しスライダ５２の直線部５２ｂと係合すると、スライダ５２は図９に示すように矢印Ｆ方向に移動を始める。これにより、第１実施例と同じようにピニオン５３と第１ラック５４、第２ラック５０ｃの働きによりブレードホルダ５１を所定量だけ移動させることができる。
【００５１】
更に係合ピン５６が回転すると、係合ピン５６は直線部５２ｂとの係合を離れるが、さらに回転すると、再び円弧部５２ａと係合することとなる。この円弧部５２ａは前述の通りスライダ５２が初期位置にあるときに係合ピン５６の円運動に沿った形状であるので、スライダ５２が図９に示す位置で係合する場合には矢印Ｇ方向の駆動力を発生して、スライダ５２の復動を可能にする。
【００５２】
スライダ５２が初期位置に戻った後は、再び図８の状態となって、次に係合ピン５６が直線部５２ｂと係合するまでは、その状態を維持する。ここで、スライダ５２は係合ピン５６と円弧部５２ａに規制されて矢印Ｆ方向には移動できず、ブレードホルダ５１の一部５１ａと円板５７の外周面に規制されて矢印Ｇ方向にも移動できないから、装置を傾けたり、振動を与えても不用意に動いてしまうことはない。
【００５３】
これにより、戻しバネを必要とせずに、モータの一方向回転でブレードの往復動行う装置を提供することができる。また、第１の実施例と同じく、ラックとピニオンは常時かみ合った状態にあるので、歯先当たりするような心配は全くなく、レバー等の部品強度に頼る機構もないので、所定のストローク、所定スピードでの良好なワイピング状態を実現することができる。
【００５４】
なお、第２実施例では説明の簡略化のため、スライダの直線部５２ｂと係合ピン５６の係合でブレードの往動を行うようにしているが、これだと係合ピン５６の回転に伴ってブレードの移動速度が変化してしまうので、第１実施例で説明したような所定の曲面で構成するのが好ましい。
【００５５】
このように上記第１，第２の実施例によれば、以上説明したように、本発明によれば、記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、該記録ヘッドのノズル面をクリーニングするブレードと、前記ブレードをノズル列とほぼ平行に移動させるためのブレード駆動手段と、該ブレード駆動手段を駆動させる駆動モータを有し、前記ブレード駆動手段は、ブレードを保持するブレード保持手段に形成された第１ラックと、前記第１ラックとかみ合うピニオンと、前記ピニオンを軸支して平行移動可能なスライダと、前記ピニオンとかみ合う第２ラックと、前記スライダと係合するカムを構成することにより、モータの一方向回転でブレードの往復動が達成でき、ノズル列にほぼ平行な方向にワイピングすることができるのはもちろん、ラックとピニオンは常時かみ合った状態にあるので、歯先当たりによるかみあい不良の心配は全くなく、レバー等の部品強度に頼る機構もないので、レバーの撓みによるストローク不足・速度変動といった問題はなく、所定のストローク、所定スピードでの良好なワイピング状態を実現するブレード駆動機構を有するインクジェット記録装置を提供することができる。
【００５６】
また、ブレード駆動手段は、両方向回転可能な駆動モータの一方向の回転で、ブレードの往復動を行うように構成されるようにしたので、駆動モータのブレードを駆動させるための回転方向とは逆方向でインク吸引用の駆動モータと兼用でき小型化、コストダウンを図ることができる。
【００５７】
また、ピニオンは、第１ラックとかみ合う第１ギアと、第２ラックとかみ合う第２ギアとで構成されていて、第１ギアと第２ギアの歯数比を整数倍とすることにより、組立時に、簡単、かつ正確に各部品の位相合わせが完了するので、組み込み性が著しく改善することができる。
【００５８】
以上説明したように、本発明によれば、記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、該記録ヘッドのノズル面をクリーニングするブレードと、前記ブレードを前記記録ヘッドのノズル列とほぼ平行に移動させるためのブレード駆動手段と、該ブレード駆動手段を駆動させる駆動モータとを有し、前記ブレード駆動手段は、ブレードを保持するブレード保持手段に形成された第１ラックと、前記第１ラックとかみ合うピニオンと、前記ピニオンを軸支して平行移動可能なスライダと、前記ピニオンとかみ合う第２ラックと、前記駆動モータにより回転され、前記スライダの係合面と係合する回転部分を有するカムで構成されるようにしたため、駆動モータの一方向回転で、かつ欠歯ギアやレバー増速を使わずにブレードの往復動を行うことができるようになるので、フリーな状態から欠歯ギアがかみ合い始める時に歯先同士が当たってうまくかみ合わずロックしてしまうことや、レバーのテコ比で大きな増速していることによるワイピング時の負荷によって長い棒状のレバーが撓んでしまい、その結果、所定のストロークが維持できなくなったり、大きな速度変動がでることを防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例による回復ユニットの構成を示す斜視図
【図２】図１の回復ユニットの内部構成を示す斜視図
【図３】第１の実施例によるブレード駆動手段の構成を示す斜視図
【図４】第１の実施例によるブレード駆動手段の構成を示す断面図
【図５】第１の実施例によるブレード駆動手段の構成を示す断面図
【図６】第１の実施例によるブレード駆動手段の構成を示す断面図
【図７】第１の実施例によるブレード駆動手段の構成を示す断面図
【図８】第２の実施例によるブレード駆動手段の構成を示す斜視図
【図９】第２の実施例におけるブレード駆動手段の構成を示す斜視図
【図１０】本発明に係わるインクジェット記録装置の構成を示す斜視図
【符号の説明】
４ブレード
６モータ
１９ブレードホルダ
２０第１ラック
２１ピニオン
２２スライダ
２３第２ラック
２４カム
１１０記録ヘッド

Claims

記録ヘッドのノズル面をワイピングするブレードと、該ブレードを保持するブレードホルダと、該ブレードホルダの一部に形成された第１ラックと、ベースに固定形成された第２ラックと、前記第１ラックとかみ合う第１ギアと前記第２ラックとかみ合う第２ギアを有する二段ギアであるピニオンと、該ピニオンを回転可能に軸支し前記ベースと係合して移動可能なスライダと、モータの駆動で一方向に回転し且つ回転する部分が一回転の中で前記スライダの係合面と係合して接触する状態があり、該接触する状態において前記回転する部分の回転を前記スライダの往復動に変換するカム部材と、を備え、前記カム部材の一方向の回転により前記スライダ及び前記ブレードホルダが往復動するインクジェット記録装置であって、
前記第１ギアの歯数は前記第２ギアの歯数の整数倍であって、前記第１ギアの歯底部と前記第２ギアの歯底部の位相が一致していることを特徴とするインクジェット記録装置。
前記記録ヘッドは、インク吐出用の熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備え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。