JP4715907B2 - 液滴噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヘッドユニットに形成されたノズルから液滴を噴射する液滴噴射装置に関する。

従来から、搬送装置によって搬送される被噴射体に対してヘッドユニットのノズルから液滴を噴射する液滴噴射装置としてインクジェット記録装置がある。このようなインクジェット記録装置において、ノズルから噴射したインクの液滴が被噴射体である用紙に着弾し浸透すると、用紙のインクが浸透した領域が面方向に収縮し、用紙のインクが浸透した領域近傍の端部が記録ヘッドに近づくようにして、用紙が記録ヘッド側に反ってしまう。この反った用紙が記録ヘッドのノズルが形成された面（液滴噴射面）に接触して、この面にキズがついたりすると、ノズルからの液滴噴射方向が変わるなどして液滴噴射特性が変化してしまうことがある。

そこで、用紙の反りを防止するために、用紙を押圧することが考えられる。例えば、特許文献１には、用紙の反りを防止するインクジェット記録装置として、用紙の搬送方向に沿って複数の記録ヘッドが並んでおり、隣接する記録ヘッド間に用紙を搬送装置に向けて押圧する押圧手段であるスターホイールがそれぞれ設けられたインクジェット記録装置について記載されている。

特開２００４−３０６５７８号公報（図１８）

しかしながら、特許文献１に記載のインクジェット記録装置においては、押圧手段がヘッドユニットに近接して配置されており、上方から付勢されてヘッドユニットの液滴噴射面よりも搬送装置側に常に突出しているため、例えば、ヘッドユニットの液滴噴射面をワイプするなどのメンテナンス時や、ヘッドユニットと搬送装置との間に詰まった用紙を取り除く時などに押圧手段が邪魔になってしまう。

そこで、本発明の目的は、押圧手段の液滴噴射面との位置関係を自由に変更することができる液滴噴射装置を提供することである。

本発明の液滴噴射装置は、複数のノズルが配置された液滴噴射面を有するヘッドユニットと、前記液滴噴射面と対向する位置において、前記ヘッドユニットから液滴が噴射される被噴射体を前記液滴噴射面と平行な搬送方向に搬送する搬送手段と、前記ヘッドユニットに近接した位置において、このヘッドユニットに対して前記液滴噴射面と直交する噴射面直交方向に関して移動可能に設けられ、前記液滴噴射面から突出した状態で、前記搬送手段により搬送される前記被噴射体を前記液滴噴射面側から押圧する押圧手段と、前記押圧手段を前記噴射面直交方向に駆動する押圧駆動手段と、前記液滴噴射面に対してその面に平行な方向に相対移動可能に構成され、前記液滴噴射面に付着した液体を拭き取るワイパーと、前記ヘッドユニット、前記搬送手段、及び、前記押圧駆動手段を制御する制御手段と、を備えており、前記押圧駆動手段は、前記ヘッドユニットの前記液滴噴射面から突出した突出位置と、前記液滴噴射面から突出しない退避位置とにわたって、前記押圧手段を駆動し、前記制御手段は、前記ワイパーによる拭き取り動作が行われる前に、前記押圧駆動手段を制御して、前記押圧手段を前記退避位置に移動させる。

本発明の液滴噴射装置によると、押圧手段がヘッドユニットと近接して設けられているため、ヘッドユニットから噴射された液滴が着弾した被噴射体をすぐ近くに位置する押圧手段で拘束し、被噴射体の反りを確実に防止することができる。しかしながら、液滴噴射面から突出した状態で押圧手段がヘッドユニットに近接していると、ヘッドユニットのメンテナンス時などに押圧手段が邪魔になる場合がある。また、被噴射体の種類に応じて押圧手段の押圧力を変更したい場合もある。そこで、本発明では、押圧手段を噴射面直交方向に移動させることができるようになっており、押圧手段の液滴噴射面との位置関係（突出量や出没状態）を状況に応じて自由に変更することができる。

また、ヘッドユニットのメンテナンス時や押圧手段による押圧が不要な場合などに、押圧手段を液滴噴射面から突出しない位置に退避させることができる。

さらに、ワイパーによる拭き取り動作直前に、押圧手段を退避位置に移動させることで、ワイパーで拭き取られた液体が押圧手段に付着するのを防止することができる。

加えて、前記搬送手段に搬送される前記被噴射体を検出する検出手段を備え、前記搬送手段による搬送中であるにもかかわらず、前記検出手段により前記被噴射体が正常に検出されない場合には、前記制御手段は、前記押圧駆動手段を制御して、前記押圧手段を前記退避位置に移動させることが好ましい。搬送中にもかかわらず、検出手段により被噴射体が正常に検出されない場合には、被噴射体の搬送が搬送経路の途中でストップしている可能性が高い。このような場合には、押圧手段を退避位置に移動させることで、ヘッドユニット近傍に残存する被噴射体を取り除きやすくなる。

また、前記制御手段は、前記押圧駆動手段を制御して、前記押圧手段の前記液滴噴射面からの突出量を変更することが好ましい。これによると、搬送されてくる被噴射体の種類や、液滴噴射モードなどの条件に応じて、液滴噴射面に対する押圧手段の突出量を変更することができる。

さらに、前記ヘッドユニットを支持するとともに前記噴射面直交方向に移動可能なヘッド支持部材と、前記ヘッド支持部材を前記噴射面直交方向に駆動するヘッド駆動手段とを備え、前記押圧手段は、前記ヘッド支持部材に、このヘッド支持部材に対して前記噴射面直交方向に関して移動自在に設けられており、前記制御手段は、前記ヘッド駆動手段を制御して前記被噴射体と前記液滴噴射面とのギャップを調整するとともに、前記押圧駆動手段を制御して前記押圧手段の前記突出量を前記ギャップに応じて変更することが好ましい。ヘッドユニットの液滴噴射面と被噴射体とのギャップが大きいほど、被噴射体が反ったとしても液滴噴射面に接触しにくいという点ではよいのであるが、被噴射体への着弾精度を高めるという点からは、ギャップは小さいことが好ましい。つまり、ギャップは、被噴射体の反りやすさや被噴射体への液滴を噴射する際の着弾精度に応じた適切な値に設定される必要がある。また、ギャップを一定にしたい場合でも、厚みの異なる被噴射体が搬送された場合には、そのままでは、ヘッドユニットの液滴噴射面と被噴射体の表面とのギャップが変化してしまう。そこで、本発明では、ヘッドユニットを支持するヘッド支持部材を噴射面直交方向に移動させることにより、液滴噴射面と被噴射体とのギャップを調整可能となっている。また、ヘッド支持部材には押圧手段が設けられているため、ヘッド支持部材を噴射面直交方向に移動させてギャップを変化させると、押圧手段と被噴射体との間の離間距離が変化してしまう。しかしながら、押圧手段がヘッド支持部材に対して噴射面直交方向に関して移動自在であるため、押圧手段を被噴射体に押しつけることができるように押圧手段の突出量を変化させることができる。

加えて、前記制御手段は、前記搬送手段によって搬送される前記被噴射体の厚みに応じて、前記ギャップと前記押圧手段の突出量を変更することが好ましい。被噴射体の厚みに応じて被噴射体の反りやすさが異なる。そこで、本発明においては、被噴射体の厚みに応じたギャップや押圧手段の突出量に調整することができる。

また、前記制御手段は、要求される着弾精度が異なる複数の液滴噴射モードから選択した１つのモードを、前記ヘッドユニットに実行させるように構成され、さらに、前記制御手段は、選択された前記液滴噴射モードに応じて、前記ギャップと前記押圧手段の突出量を変更するが好ましい。液滴噴射モードに応じて必要な着弾精度は異なる。そこで、本発明においては、液滴噴射モードの着弾精度に応じたギャップや押圧手段の突出量に調整することができる。

さらに、複数の前記ヘッドユニットが前記搬送方向に沿って配置されており、前記複数のヘッドユニットの間に前記押圧手段が設けられていることが好ましい。複数のヘッドユニットが搬送方向に並べて配置されている場合には、それらの間に押圧手段が設けられることにより、被噴射体の反りを確実に抑制することができる。

加えて、前記ヘッドユニットには、複数のノズルが前記搬送方向と交差する方向に配列され、２つの前記ヘッドユニットが、前記搬送方向に並ぶとともに前記ノズルの配列方向に関してずれて配置されており、前記押圧手段は、前記ノズル配列方向に関して一方のヘッドユニットと並ぶとともに、前記搬送方向に関して他方のヘッドユニットと並ぶように配置されていることが好ましい。これによると、２つのヘッドユニットが配置されていない、空いたスペースに押圧手段を配置することができる。

また、前記押圧手段を保持するとともに、前記押圧駆動手段により駆動されて前記ヘッドユニットに対して前記噴射面直交方向に移動する保持部材を備え、前記ヘッドユニットは、前記ノズルを含む液体流路が形成された流路構造体と、この流路構造体の表面に配置されて前記液体流路内の液体に噴射エネルギーを付与するアクチュエータユニットを有し、前記保持部材は、前記ヘッドユニットの前記アクチュエータユニットを覆うように配置されていることが好ましい。これによると、押圧手段を保持する保持部材が、アクチュエータユニットを覆うように配置されることで、アクチュエータユニットを保護することができる。

さらに、前記保持部材には、前記アクチュエータユニットに接続される配線部材を通すための孔が形成されていることが好ましい。これによると、アクチュエータユニットに接続された配線部材を、アクチュエータユニットを覆うように配置された保持部材を貫通させて引き回すことが可能となる。
また、複数の前記押圧手段を支持するとともに前記噴射面直交方向に移動可能な押圧手段支持部材をさらに備えており、前記ヘッド支持部材は、複数の前記ヘッドユニットを支持しており、前記制御手段は、前記ヘッド支持部材と前記押圧手段支持部材との相対位置を変化させることで、前記突出位置と前記退避位置とにわたって、前記押圧手段を移動させることが好ましい。

押圧手段を噴射面直交方向に移動させることができるため、押圧手段の液滴噴射面との位置関係（突出量や出没状態）を状況に応じて自由に変更することができる。

次に、本発明の好適な一実施形態に係るインクジェットプリンタについて説明する。本実施形態におけるインクジェットプリンタは、複数のヘッドユニットと複数の拍車とを主走査方向に沿って交互に並べて構成したライン型のインクジェットヘッドを用いたプリンタである。図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。

図１に示すように、インクジェットプリンタ１（液滴噴射装置）は、図１の左右方向（主走査方向）に延在して、記録用紙Ｐ（被噴射体）に対してインクを噴射するライン型のインクジェットヘッド３と、記録用紙Ｐを図１の前方（主走査方向と直交する搬送方向：副走査方向）へ搬送する搬送機構９と、インクジェットプリンタ１の全体制御を司る制御装置１００などを有している。このインクジェットプリンタ１は、インクジェットヘッド３から記録用紙Ｐへインクを噴射させ、同時に、搬送機構９により記録用紙Ｐを図１の前方へ搬送させることで、記録用紙Ｐに所望の画像や文字などを記録するように構成されている。

搬送機構９は、搬送方向に関してインクジェットヘッド３の両側に配置された２つの搬送ローラ５を有しており、後述するヘッドユニット２のインク噴射面７と対向する位置において、搬送ローラ５によってインク噴射面７と平行に記録用紙Ｐを搬送方向へ搬送する。

次に、インクジェットヘッド３について説明する。図２は、拍車保持部材が取り外されたインクジェットヘッドを上方から見たときの平面図である。図３は、インクジェットヘッドを下方から見たときの平面図である。但し、図面をわかりやすくするため、図２においては図４で示されている圧力室１４及び貫通孔１５、１６、１９の図示を省略している。

図２及び図３に示すように、インクジェットヘッド３は、主走査方向に沿って千鳥状に４列に配置された複数のヘッドユニット２と、複数のヘッドユニット２を支持するハウジング６（ヘッド支持部材）と、複数のヘッドユニット２を覆い、後述する拍車９０を保持する拍車保持部材９２（図８参照）とを有している。

まず、ヘッドユニット２について説明する。図４は、ヘッドユニットの平面図である。図５は、図４の部分拡大図である。図６は、図４のＡ−Ａ線断面図である。図７は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。図４〜図７に示すように、ヘッドユニット２は、ノズル２０及び圧力室１４を含むインク流路２２が形成された流路ユニット４（流路構造体）と、圧力室１４内のインクに圧力（噴射エネルギー）を付与することで、流路ユニット４のノズル２０からインクを噴射させる圧電アクチュエータ８と、流路ユニット４を補強する補強板８０と、を有している。

図４〜図７に示すように、流路ユニット４は、ステンレス鋼などの金属材料で形成された、キャビティプレート１０、ベースプレート１１、及び、マニホールドプレート１２、並びに、ポリイミドなどの高分子合成樹脂材料で形成されたノズルプレート１３を備えており、これら４枚のプレート１０〜１３は積層状態で接合されている。なお、ノズルプレート１３は、プレート１０〜１２と同様に金属材料によって形成されていてもよい。

ノズルプレート１３には、複数の貫通状のノズル２０が形成されている。複数のノズル２０は、主走査方向（図４の上下方向）に沿って配列されてノズル列２１を構成しており、このようなノズル列２１が副走査方向に４本並べて配置されている。これら４本のノズル列２１に属するノズル２０からは、副走査方向に関して近接する２本のノズル列ごとに同じ色のインクがそれぞれ噴射される。この複数のノズル２０が形成されたノズルプレート１３の下面がインク噴射面７（液滴噴射面）となっている。

キャビティプレート１０には、複数のノズル２０に対応して複数の圧力室１４が形成されている。各圧力室１４は、搬送方向を長手方向とする略楕円形状を有し、平面視で、圧力室１４の一方の端部がノズル２０と重なるように配置されている。また、ベースプレート１１には、平面視で圧力室１４の長手方向の両端部に重なる位置に、それぞれ貫通孔１５、１６が形成されている。

マニホールドプレート１２には、４本のノズル列２１にそれぞれ対応する４本のマニホールド流路１７が形成されている。各マニホールド流路１７は、対応するノズル列２１のノズル２０から搬送方向に関して離れた位置において主走査方向に延在し、さらに、平面視で、対応する圧力室１４の略半分と重なっている。また、図４に示すように、４本のマニホールド流路１７の一端部（図４における下端部）は、隣接する２本ずつ最上層のキャビティプレート１０に形成された２つのインク供給口１８のいずれかに連通している。また、マニホールドプレート１２には、平面視で、ベースプレート１１の貫通孔１６とノズルプレート１３のノズル２０の両方と重なる位置に貫通孔１９が形成されている。

そして、図６及び図７に示すように、流路ユニット４において、インク供給口１８に連なるマニホールド流路１７が貫通孔１５を介して圧力室１４に連通し、圧力室１４はさらに貫通孔１６、１９を介してノズル２０に連通している。つまり、流路ユニット４には、インク供給口１８からマニホールド流路１７及び圧力室１４を経てノズル２０に至る、複数のインク流路２２が形成されている。

圧電アクチュエータ８は、振動板３４、圧電層３１及び複数の個別電極３２を有している。振動板３４は、金属材料などの導電性材料からなり、複数の圧力室１４を覆うようにキャビティプレート１０の上面に接合されている。また、導電性を有する振動板３４は、後述するように圧電層３１の複数の個別電極３２との間に配置された部分に電界を作用させるための共通電極を兼ねており、図示しない位置でグランド配線に接続されて常にグランド電位に保持されている。

圧電層３１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であり、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなり、振動板３４の上面に複数の圧力室１４に跨って連続的に配置されている。また、圧電層３１は、あらかじめその厚み方向に分極されている。

複数の個別電極３２は、圧電層３１の上面に複数の圧力室１４に対応して設けられている。個別電極３２は、圧力室１４よりも一回り小さい略楕円の平面形状を有しており、平面視で、圧力室１４の略中央部に重なる位置に配置されている。また、個別電極３２の長手方向における一端部（図５の右端部）は、平面視で圧力室１４と重ならない位置まで右方に延びており、その先端部が接点３５となっている。接点３５には、フレキシブルプリント基板５４（ＦＰＣ）の一端が接続されている（図６参照）。

ＦＰＣ５４は、ポリイミドなどの樹脂材からなる絶縁材及び可撓性を有した基材上に銅などの導電性材料からなる配線が印刷されて形成されている。このＦＰＣ５４は、圧電アクチュエータ８の上面に配置されており、流路ユニット４のインク供給口１８の形成された側と反対側の主走査方向に引き出されて、後述する補強板８０の開口８１の内壁面に沿うように湾曲して上方に延在している。ＦＰＣ５４の上方に延在した領域の途中部には、ドライバＩＣ７０が接続されている。このドライバＩＣ７０は、ＦＰＣ５４の配線を介して、個別電極３２に対して、所定の駆動電位またはグランド電位のいずれか一方の電位を選択的に付与する。

以上の構成を有する圧電アクチュエータ８の作用について説明する。インクに圧力を付与しないとき（ノズル２０からインクを噴射させないとき）には、複数の個別電極３２の電位は、あらかじめグランド電位に保持されている。その状態から、ドライバＩＣ７０からＦＰＣ５４の配線を介して複数の個別電極３２のいずれかに所定の駆動電位が付与される。すると、駆動電位が付与された個別電極３２とグランド電位に保持されていた共通電極としての振動板３４との間に電位差が生じ、両者に挟まれた圧電層３１に厚み方向に平行な電界が発生する。この電界の方向は、圧電層３１の分極方向と一致するので、厚み方向に分極された圧電層３１は、電界の方向と直交する水平方向に収縮する（圧電横効果）。これによって、圧電層３１の圧力室１４と対向する部分が圧力室１４側に凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。このとき、圧力室１４の容積が減少することになり、その内部のインクの圧力が上昇し、圧力室１４に連通するノズル２０からインクが噴射される。

次に、補強板８０について説明する。図４に示すように、補強板８０は、ステンレス鋼などの金属材料で形成されており、流路ユニット４よりも十分に厚く剛性が高くなっている。また、補強板８０は、平面視で、流路ユニット４の外形よりも大きな略矩形状をしており、圧電アクチュエータ８の外形よりひと回り大きく、圧電アクチュエータ８を収容する矩形状の開口８１を有している。また、補強板８０の一端部（図４の下端部）の、平面視で、流路ユニット４の２つのインク供給口１８と重なる位置には、２つの開口８２が形成されている。

補強板８０は、インク噴射面７と平行で、且つ、開口８１に圧電アクチュエータ８を収容した状態で、キャビティプレート１０の上面に接合されている。この補強板８０は、流路ユニット４が撓んだりして、ノズル２０からのインクの噴射方向がずれたりしないように、流路ユニット４を補強する役割を持つ。

補強板８０の４つの角は、主走査方向に対して所定角度（本実施形態では４５度）だけ傾いて面取りされている。補強板８０の副走査方向に沿って流路ユニット４と重なる幅方向（図４の左右方向：副走査方向）両端からは、外側に台形状の凸部８４、８５が張り出している。凸部８４、８５の主走査方向に対する斜辺の角度は、補強板８０の４つの角の面取りされた角度と同様となっている。この凸部８４、８５が形成されていることで、製造時において凸部８４、８５を持って補強板８０を持ち運びしやすい。

上述したような補強板８０に流路ユニット４及び圧電アクチュエータ８は取り付けられて、ヘッドユニット２を構成している。

次に、ハウジング６について説明する。図２及び図３に示すように、ハウジング６は、平面視で、矩形状をしており、ヘッド昇降機構１３１（図１０参照）によって上下方向（インク噴射面７と直交する方向：噴射面直交方向）に昇降可能にプリンタの筐体２５（図１参照）に支持されている。また、ハウジング６には、複数のインク噴射面７の配置位置に対応して主走査方向に沿って千鳥状に４列並んだ複数の開口６ａ、及び、複数の開口６ａと交互に並んだ複数の開口６ｂが形成されている。

開口６ａには、ヘッドユニット２のインク供給口１８が図２の下方に位置し、ノズル列方向が主走査方向と平行になるようにして、ヘッドユニット２の流路ユニット４が収容されている。この流路ユニット４は、インク噴射面７が搬送ローラ５によって搬送される記録用紙Ｐと平行に対向するように収容されている。そして、補強板８０の下面がハウジング６の上面に接合されることで、複数のヘッドユニット２はハウジング６に固定されている。こうして、ハウジング６には、搬送方向に関して隣接するヘッドユニット２同士が、主走査方向に関してずれて配置されている。なお、ハウジング６の下面とインク噴射面７とは、同一平面上に位置している。

複数の開口６ａは、ヘッドユニット２の流路ユニット４がそれぞれ収容されたときに、１つのヘッドユニット２において主走査方向に関して隣接するノズル２０のノズル間隔と、隣接するヘッドユニット２の主走査方向に関して最も近い位置にあるノズル２０同士のノズル間隔とが等間隔になるようにハウジング６に形成されている。つまり、主走査方向に沿って千鳥状に２列に配置された複数のヘッドユニット２は、主走査方向に関して隣接するノズル２０が等間隔で配置されて、１つのヘッドユニット２のノズル列長さよりも長い１本のノズル列を形成している。

ハウジング６に収容された複数の流路ユニット４のうち、図２の最も左方に位置する主走査方向に沿った４つの流路ユニット４の左方のノズル列、及び、当該４つの流路ユニット４に隣接し、この４つの流路ユニット４とともに千鳥状の配列を構成する４つの流路ユニット４の左方のノズル列からブラックのインクが噴射される。また、これら８つの流路ユニット４の右方のノズル列からイエローのインクが噴射される。さらに、図２の最も右方に位置する主走査方向に沿った４つの流路ユニット４の左方のノズル列、及び、当該４つの流路ユニット４に隣接し、この４つの流路ユニット４とともに千鳥状の配列を構成する４つの流路ユニット４の左方のノズル列からシアンのインクが噴射される。また、これら８つの流路ユニット４の右方のノズル列からマゼンタのインクが噴射される。このように、インクジェットヘッド３は、副走査方向に関して隣接する流路ユニット４ごとに同色のインクを噴射して、４色のインクを噴射している。

副走査方向に関して隣接する２つのヘッドユニット２の補強板８０は、凸部８４、８５が形成されていない副走査方向端部の端面同士が接している。また、接している２つのヘッドユニット２のうち、一方のヘッドユニット２の補強板８０の凸部８４の斜辺は、他方のヘッドユニット２の補強板８０の面取りされた角と接している。

そして、それぞれの補強板８０が主走査方向の位置を調整された状態で、隣接した２つの補強板８０の間隙に光（紫外線）硬化性樹脂からなる接着剤が注入されることで、隣接する２つの補強板８０はそれぞれ固定される。このように接する２つのヘッドユニット２の補強板８０が、屈曲形状の端面で接した状態で、接着剤により接合されていることから、直線的な端面のみで接合されるよりも接合力が高まる。また、流路ユニット４のインク噴射面７が設けられた、特に剛性確保が必要な部分にだけ主走査方向に関して重なって凸部８４、８５が形成されているため、ヘッドユニット２を副走査方向に高密度に配置しつつも、流路ユニット４を確実に補強することができる。さらに、この凸部８４、８５は、ヘッドユニット２を千鳥状に配置したときに形成されるデッドスペースに向かって張り出しているため、プリンタの小型化を阻害することはない。また、インク供給口１８の配置位置は、ヘッドユニット２を千鳥状に配置したときに形成されるデッドスペースであるため、プリンタを小型化することができる。

次に、ハウジング６の開口６ｂから突出可能な拍車９０が設けられた拍車保持部材９２について説明する。図８は、拍車保持部材が設けられたインクジェットヘッドを上方から見たときの平面図である。図９は、図８のＣ−Ｃ線断面図である。図１０は、図８のＤ−Ｄ線断面図である。

図８〜図１０に示すように、拍車保持部材９２は、ハウジング６の外形よりも小さな矩形状をしており、拍車昇降機構１３２によって上下方向に昇降可能にハウジング６に支持されている。また、拍車保持部材９２は、複数のヘッドユニット２を覆っており、平面視で、ＦＰＣ５４の上方へ延在した領域と重なる位置に孔９２ａ、インク供給口１８と重なる位置に孔９２ｂ、及び、開口６ｂと重なる位置に孔９２ｃを有している。拍車保持部材９２が複数のヘッドユニット２を覆っていることで、圧電アクチュエータ８を含むヘッドユニット２を保護することができる。

孔９２ａは、ＦＰＣ５４の上方へ延在した領域に対応して、拍車保持部材９２に主走査方向に沿って千鳥状に４列配列されて形成されている。これにより、各ＦＰＣ５４を、流路ユニット４のインク供給口１８の形成された側と反対側の主走査方向に引き出し、孔９２ａを挿通させて上方に引き回すことが可能となる。

孔９２ｂは、インク供給口１８に対応して、拍車保持部材９２に主走査方向に沿って千鳥状に４列配列されて形成されている。孔９２ｂには、一端がインク供給口１８に接続された筒状のインク導入部材９３が挿通されている。インク導入部材９３の他端は図示しないインクタンクに接続されたチューブに接続される。そして、インクタンクからインク導入部材９３を介してインク供給口１８にインクが供給される。

孔９２ｃは、開口６ｂに対応して、拍車保持部材９２に主走査方向に沿って千鳥状に４列配列されて形成されている。孔９２ｃには、拍車９０（押圧手段）及び回転軸９１が配置されている。回転軸９１の両端部は、軸方向が主走査方向と平行になるように、孔９２ｃを形成する端面に支持されている。拍車９０は、拍車保持部材９２がハウジング６に対して上下方向に昇降することで、開口６ｂ（インク噴射面７）から出没自在となっている。

また、図１０に示すように、拍車９０と対向する位置であって、搬送方向に関する２つの搬送ローラ５の間には、支持部材昇降機構１３３によって上下方向に昇降可能な支持部材９６に支持され、搬送モータ１２１（図１１参照）によって駆動される駆動ローラ９７が配置されている。つまり、拍車９０と駆動ローラ９７とでローラ対を構成し、搬送機構９によって搬送される記録用紙Ｐは、拍車９０と駆動ローラ９７との間で挟持される。

そして、拍車９０は、搬送機構９によって搬送される記録用紙Ｐと接触しながら回転して、記録用紙Ｐをインク噴射面７側から押圧する。このように、拍車９０がヘッドユニット２と近接して設けられているため、搬送機構９によって搬送されている記録用紙Ｐを拍車９０で拘束し、記録用紙Ｐの反りを確実に防止することができる。なお、この拍車９０が配置された位置は、平面視で、ヘッドユニット２と重ならない位置であり、ヘッドユニット２間のデッドスペースであるため、インクジェットヘッド３を小型化することができる。

支持部材９６の主走査方向に関する側方には、ハウジング６の副走査方向に関する幅と同様の幅を有したワイパー９４が配置されている。ワイパー９４は、通常時においては、インクジェットヘッド３から離れた位置に退避しており、ワイプ時においては、支持部材９６が下方に移動することで形成されたインクジェットヘッド３と支持部材９６との間の空間をワイパー駆動モータ１２５によって主走査方向に移動する。この主走査方向への移動の際に、ワイパー９４の先端部がインク噴射面７と接触していることで、複数のヘッドユニット２のインク噴射面７に付着したインクが拭き取られる。

また、ハウジング６には、突出した拍車９０を取り囲むように開口６ｂより一回り大きな凹部６ｄが下面から凹んで形成されている。凹部６ｄは、ノズル２０からインクを噴射したときに、記録用紙Ｐに着弾せずに、インク噴射面７に残ったインクが拍車９０に到達する前に、凹部６ｄに溜まり、拍車９０へ到達するのを阻止する。また、ハウジング６の搬送方向上流側端部（図１０の左方端部）には、用紙検出センサ９５が設けられている。

次に、制御装置１００を中心とするインクジェットプリンタ１の電気的構成について図１１を参照して説明する。図１１は、インクジェットプリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図である。図１１に示すように、制御装置１００は、例えば、中央処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、インクジェットプリンタ１の全体動作を制御するための各種プログラムやデータなどが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵで処理されるデータなどを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）などを有し、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵで実行されることにより、以下に説明するような種々の制御をソフトウェア的に行うものであってもよい。あるいは、演算回路を含む各種回路が組み合わされたハードウェアで実現するものであってもよい。

この制御装置１００は、ヘッド制御部１０１、搬送制御部１０２、ヘッド昇降制御部１０３、拍車昇降制御部１０４、位置検出部１０５、パラメータ記憶部１０６、ワイパー制御部１０７、及び、支持部材昇降制御部１０８を有している。

ヘッド制御部１０１は、ＰＣなどの入力装置１１０から入力された印刷データに基づいて、インクジェットヘッド３を制御して記録用紙Ｐに向けてインクを噴射させ、記録用紙Ｐに所望の画像などを印刷させる。

搬送制御部１０２は、搬送機構９の２つの搬送ローラ５を回転駆動する搬送モータ１２１、拍車９０と対向する駆動ローラ９７を回転駆動する駆動モータ１２２を制御して、記録用紙Ｐの搬送を行わせる。

ヘッド昇降制御部１０３は、印刷データとともに入力装置１１０から入力された印刷モード（液滴噴射モード）及び記録用紙Ｐの厚みに応じて、ヘッド昇降機構１３１を昇降駆動するヘッド昇降モータ１２３を制御して、インクジェットヘッド３をインクジェットプリンタ１の筐体２５に対して昇降移動させることで、インク噴射面７と記録用紙Ｐの表面との間のギャップを変化させる。印刷モードとは、ユーザが選択することで後述する入力装置１１０（図１１参照）からプリンタに入力されるもので、例えば、高解像度モードや低解像度モードなどユーザが要求する印字品質の度合に応じて定められた複数のモードである。要求される印字品質が高いほど、着弾精度を高める必要があり、インク噴射面７と記録用紙Ｐの表面との間のギャップを小さくする。

拍車昇降制御部１０４は、拍車昇降機構１３２を昇降駆動する拍車昇降モータ１２４を制御して、拍車９０が設けられた拍車保持部材９２をインクジェットヘッド３に対して昇降移動させることで、拍車９０の位置をハウジング６の開口６ｂから突出した突出位置と、開口６ｂから突出していない退避位置とにわたって変化させる。また、拍車昇降制御部１０４は、入力装置１１０から入力された記録用紙Ｐの厚みに関する情報に応じて、拍車昇降機構１３２を昇降駆動する拍車昇降モータ１２４を制御して、突出位置における開口６ｂからの拍車９０の突出量を変化させる。

位置検出部１０５は、用紙検出センサ９５によって検出される記録用紙Ｐの供給タイミングと、搬送ローラ５の回転数に関する情報に基づいて、搬送機構９により搬送される記録用紙Ｐの搬送位置を検出する。

パラメータ記憶部１０６は、印刷モードや記録用紙Ｐの厚みごとにインク噴射面７と記録用紙Ｐの表面との間のギャップ、及び、記録用紙Ｐの厚みごとに開口６ｂからの拍車９０の突出量を記憶している。ワイパー制御部１０７は、ワイパー駆動モータ１２５を制御して、ワイパー９４を主走査方向に沿って移動させる。支持部材昇降制御部１０８は、支持部材９６を昇降駆動する支持部材昇降モータ１２６を制御して、支持部材９６を昇降移動させる。

拍車９０が上下方向に移動可能になっていることに伴って、インクジェットプリンタ１は、記録用紙Ｐの種類（厚み）、または、印刷モードに応じてギャップの調整を行うことができるとともに、メンテナンス時に拍車９０を退避させることができる。まず、印刷モードや記録用紙Ｐの厚さに応じた記録用紙Ｐへの印刷動作について説明する。本実施形態においては、厚さの異なる記録用紙Ｐの一例として普通紙、光沢紙、封筒などの厚手の紙への印刷動作について説明する。

まず、普通紙（例えば、厚さ１、５ｍｍ）への印刷動作について説明する。普通紙が搬送機構９に給紙されると、入力装置１１０から制御装置１００に対して印刷モード、記録用紙Ｐ（ここでは、普通紙）の厚み情報、印刷データなどが入力される。そして、インクジェットプリンタ１は、ヘッド昇降制御部１０３を制御して、インクジェットヘッド３のインク噴射面７と普通紙の表面との間のギャップが、パラメータ記憶部１０６に記憶された普通紙の厚みに応じた所望の間隔となるようにインクジェットヘッド３を昇降移動させる。

このとき、印刷モードが高解像度を要求するモードであるほどインクジェットヘッド３を下降させて、インクジェットヘッド３のインク噴射面７と普通紙の表面との間のギャップを小さくする。ただし、普通紙の場合には、他の用紙に比べてインクが浸透することで反りやすいため、ギャップを他の用紙に比べて大きくしており、たとえインクが浸透して普通紙が反ったとしてもインクジェットヘッド３のインク噴射面７に接触しないような値に設定されている。

インクジェットヘッド３を昇降移動させると、拍車９０は拍車保持部材９２を介してインクジェットヘッド３に支持されているため、拍車９０と記録用紙Ｐの表面との間の離間距離が変化してしまう。そこで、インクジェットプリンタ１は、拍車昇降制御部１０４を制御して、パラメータ記憶部１０６に記憶された普通紙の厚みに応じたハウジング６の開口６ｂからの拍車９０の突出量、すなわち拍車９０での普通紙に対する押圧力となるように、拍車保持部材９２を昇降移動させる。このとき、印刷モードによらず、記録用紙Ｐの厚みが同じであれば、拍車９０での記録用紙Ｐの押圧力を同じにする必要があり、印刷モードが高印字品質を要求するモードであるほど、インクジェットヘッド３が搬送機構９に近づいているため、ハウジング６の開口６ｂからの拍車９０の突出量は小さくなる。そして、インクジェットプリンタ１は、ヘッド制御部１０１を制御してインクジェットヘッド３のノズル２０からインクを噴射させて普通紙に画像などを記録する。

次に、封筒などの厚手の用紙への印刷動作について説明する。封筒は、普通紙よりも厚みがあるためインクが浸透しても反りにくい。そこで、インクジェットプリンタ１は、ヘッド昇降制御部１０３を制御して、パラメータ記憶部１０６に記憶された封筒の厚みに応じた普通紙のときよりも小さいギャップとなるようにインクジェットヘッド３を昇降移動させる。

その後、インクジェットプリンタ１は、拍車昇降制御部１０４を制御して、パラメータ記憶部１０６に記憶された封筒の厚みに応じた突出量となるように、拍車保持部材９２を昇降移動させる。そして、インクジェットプリンタ１は、ヘッド制御部１０１を制御してインクジェットヘッド３のノズル２０からインクを噴射させて封筒に画像などを記録する。

続いて、光沢紙（例えば、厚さ０．８ｍｍ）への印刷動作について説明する。光沢紙は、一般的にインクが浸透しても普通紙より反りにくく、写真などの高品質画像の印刷が行われることが多い。そこで、インクジェットプリンタ１は、ヘッド昇降制御部１０３を制御して、パラメータ記憶部１０６に記憶された光沢紙の厚みに応じた普通紙や厚手の封筒のときよりも小さいギャップとなるようにインクジェットヘッド３を昇降移動させる。

その後、インクジェットプリンタ１は、拍車昇降制御部１０４を制御して、パラメータ記憶部１０６に記憶された光沢紙の厚みに応じた突出量となるように、拍車保持部材９２を昇降移動させる。そして、インクジェットプリンタ１は、ヘッド制御部１０１を制御してインクジェットヘッド３のノズル２０からインクを噴射させて光沢紙に写真などの画像などを記録する。

次に、位置検出部１０５により記録用紙Ｐが正常に検出されない場合におけるインクジェットプリンタ１の動作について説明する。位置検出部１０５により記録用紙Ｐが常に検出されている、あるいは、搬送中であるにもかかわらず検出されないなど、記録用紙Ｐが正常に検出されない場合には、インクジェットプリンタ１は、拍車昇降制御部１０４を制御して、拍車９０を退避位置に移動させる。ヘッドユニット２と搬送機構９の間の隙間は狭いため、紙詰まりしやすく、記録用紙Ｐが位置検出部１０５によって正常に検出されない場合には、記録用紙Ｐが搬送機構９による搬送の途中に紙詰まりなどを起こしてストップしている可能性が高い。このような場合には、拍車９０を退避位置に移動させることで、拍車９０と駆動ローラ９７による記録用紙Ｐの拘束が解かれ、ヘッドユニット２近傍に残存する記録用紙Ｐを取り除きやすくなる。

次に、ワイパーによるインク噴射面７のメンテナンス動作について説明する。図１２は、ワイプ時の開口からの拍車の出没状態を示す断面図である。まず、インクジェットプリンタ１は、拍車昇降制御部１０４を制御して、拍車９０を退避位置に移動させるとともに、支持部材昇降制御部１０８を制御して、支持部材９６を下方に移動させる。その後、インクジェットプリンタ１は、ワイパー制御部１０７を制御して、支持部材９６とインクジェットヘッド３との間の空間において、ワイパー９４の先端部がインク噴射面７と接触するように、ワイパー９４を主走査方向に沿って移動させて、複数のヘッドユニット２のインク噴射面７に付着したインクを拭き取る。このように、ワイパー９４による拭き取り動作直前に、拍車９０を退避位置に移動させることで、ワイパー９４で拭き取られたインクが拍車９０に付着するのを防止することができる。

本実施形態におけるインクジェットプリンタ１によると、拍車９０がヘッドユニット２と近接して設けられているため、ヘッドユニット２から噴射されたインクが着弾した記録用紙Ｐを拍車９０で拘束し、記録用紙Ｐの反りを確実に防止することができる。また、拍車９０は上下方向に移動して開口６ｂから出没自在であるため、ヘッドユニット２のメンテナンス時や拍車９０が不要な場合などに、拍車９０を開口６ｂから突出しない位置に退避させることができるなど、拍車９０のインク噴射面７との位置関係（突出量や突出状態）を条件に応じて自由に変更することができる。また、記録用紙Ｐの厚みや印刷モードなどに応じてギャップを適宜調整することもできる。

次に、上述した実施形態に種々の変形を加えた変更形態について説明する。本実施形態においては、複数のヘッドユニット２が千鳥状に配列され、その空いたスペースに複数の拍車９０が配置されていたが、ヘッドユニット２が１つであって、その近傍にインク噴射面７から出没自在な拍車が任意の数だけ設けられていてもよい。

また、本実施形態において、補強板８０は、角が面取りされて、凸部８４、８５を有していたが、矩形状であってもよい。

さらに、本実施形態においては、複数の拍車９０は、複数のヘッドユニット２と交互に配置されていたが、ヘッドユニット２の近傍であれば任意に位置に配置されてもよい。

また、本実施形態においては、入力装置１１０から記録用紙Ｐの厚みに関する情報を取得していたが、インクジェットヘッド３の搬送方向上流側にレーザ変位センサなどを設けて、そのレーザ変位センサで記録用紙Ｐの厚みに関する情報を取得してもよい。

さらに、本実施形態においては、拍車９０を有する拍車保持部材９２はハウジング６に対して昇降可能に構成されていたが、ハウジング６と同様にプリンタの筐体２５に対して昇降可能に構成されてもよい。

加えて、本実施形態においては、主走査方向に沿った４本のノズル列が形成されていたが、形成されるノズル列の本数は任意の本数であってもよい。

また、本実施形態においては、複数の拍車９０は、全て同じように突出量や出没状態を変化させていたが、拍車９０ごとに個別に昇降可能として、個別に突出量や出没状態を変化させてもよい。

さらに、本実施形態においては、ワイパー９４は、支持部材９６の主走査方向に関する側方に配置され、主走査方向に移動してインク噴射面７に付着したインクを拭き取っていたが、支持部材９６の副走査方向に関する側方に配置され、副走査方向に移動してインク噴射面７に付着したインクを拭き取ってもよい。つまり、ワイパーもしくはインクジェットヘッド３がインク噴射面７に平行な方向に相対移動して、インク噴射面７をワイパー９４で払拭可能であれば、ワイパー９４はいかなる位置に配置されてもよい。

加えて、記録用紙Ｐの種類によっては、反りにくいやインクの浸透が遅く触れない方がいいなどの理由により、拍車９０を退避位置に移動させて、拍車９０による記録用紙Ｐの押圧が不要であってもよい。

また、本実施形態においては、記録用紙Ｐの種類と印刷モードとは、別々に入力装置１１０から入力されていたが、記録用紙Ｐの種類をユーザが選択することで、一義的に印刷モードが決定されてもよい。

また、本実施形態は、本発明を、記録用紙にインクを噴射して画像などを記録するインクジェットプリンタに適用したものであるが、本発明の適用対象は、このような用途に使用されるものに限られない。すなわち、インク以外の様々な種類の液体をその用途に応じて対象に噴射する、種々に液滴噴射装置に本発明を適用することが可能である。

本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。 拍車保持部材が取り外されたインクジェットヘッドを上方から見たときの平面図である。 インクジェットヘッドを下方から見たときの平面図である。 ヘッドユニットの平面図である。 図４の部分拡大図である。 図４のＡ−Ａ線断面図である。 図５のＢ−Ｂ線断面図である。 拍車保持部材が設けられたインクジェットヘッドを上方から見たときの平面図である。 図８のＣ−Ｃ線断面図である。 図９のＤ−Ｄ線断面図である。 インクジェットプリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図である。 ワイプ時の開口からの拍車の突出状態を示す断面図である。

１ インクジェットプリンタ
２ ヘッドユニット
３ インクジェットヘッド
６ ハウジング
９ 搬送機構
９０ 拍車
１００ 制御装置
１０４ 拍車昇降制御部
１２４ 拍車昇降モータ
Ｐ 記録用紙

Claims (11)

1. 複数のノズルが配置された液滴噴射面を有するヘッドユニットと、
   前記液滴噴射面と対向する位置において、前記ヘッドユニットから液滴が噴射される被噴射体を前記液滴噴射面と平行な搬送方向に搬送する搬送手段と、
   前記ヘッドユニットに近接した位置において、このヘッドユニットに対して前記液滴噴射面と直交する噴射面直交方向に関して移動可能に設けられ、前記液滴噴射面から突出した状態で、前記搬送手段により搬送される前記被噴射体を前記液滴噴射面側から押圧する押圧手段と、
   前記押圧手段を前記噴射面直交方向に駆動する押圧駆動手段と、
   前記液滴噴射面に対してその面に平行な方向に相対移動可能に構成され、前記液滴噴射面に付着した液体を拭き取るワイパーと、
   前記ヘッドユニット、前記搬送手段、及び、前記押圧駆動手段を制御する制御手段と、を備えており、
   前記押圧駆動手段は、前記ヘッドユニットの前記液滴噴射面から突出した突出位置と、前記液滴噴射面から突出しない退避位置とにわたって、前記押圧手段を駆動し、
   前記制御手段は、前記ワイパーによる拭き取り動作が行われる前に、前記押圧駆動手段を制御して、前記押圧手段を前記退避位置に移動させることを特徴とする液滴噴射装置。
2. 前記搬送手段に搬送される前記被噴射体を検出する検出手段を備え、
   前記搬送手段による搬送中であるにもかかわらず、前記検出手段により前記被噴射体が正常に検出されない場合には、前記制御手段は、前記押圧駆動手段を制御して、前記押圧手段を前記退避位置に移動させることを特徴とする請求項１に記載の液滴噴射装置。
3. 前記制御手段は、前記押圧駆動手段を制御して、前記押圧手段の前記液滴噴射面からの突出量を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の液滴噴射装置。
4. 前記ヘッドユニットを支持するとともに前記噴射面直交方向に移動可能なヘッド支持部材と、
   前記ヘッド支持部材を前記噴射面直交方向に駆動するヘッド駆動手段とを備え、
   前記押圧手段は、前記ヘッド支持部材に、このヘッド支持部材に対して前記噴射面直交方向に関して移動自在に設けられており、
   前記制御手段は、前記ヘッド駆動手段を制御して前記被噴射体と前記液滴噴射面とのギャップを調整するとともに、前記押圧駆動手段を制御して前記押圧手段の前記突出量を前記ギャップに応じて変更することを特徴とする請求項３に記載の液滴噴射装置。
5. 前記制御手段は、前記搬送手段によって搬送される前記被噴射体の厚みに応じて、前記ギャップと前記押圧手段の突出量を変更することを特徴とする請求項４に記載の液滴噴射装置。
6. 前記制御手段は、要求される着弾精度が異なる複数の液滴噴射モードから選択した１つのモードを、前記ヘッドユニットに実行させるように構成され、
   さらに、前記制御手段は、選択された前記液滴噴射モードに応じて、前記ギャップと前記押圧手段の突出量を変更することを特徴とする請求項５に記載の液滴噴射装置。
7. 複数の前記ヘッドユニットが前記搬送方向に沿って配置されており、
   前記複数のヘッドユニットの間に前記押圧手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の液滴噴射装置。
8. 前記ヘッドユニットには、複数のノズルが前記搬送方向と交差する方向に配列され、
   ２つの前記ヘッドユニットが、前記搬送方向に並ぶとともに前記ノズルの配列方向に関してずれて配置されており、
   前記押圧手段は、前記ノズル配列方向に関して一方のヘッドユニットと並ぶとともに、前記搬送方向に関して他方のヘッドユニットと並ぶように配置されていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の液滴噴射装置。
9. 前記押圧手段を保持するとともに、前記押圧駆動手段により駆動されて前記ヘッドユニットに対して前記噴射面直交方向に移動する保持部材を備え、
   前記ヘッドユニットは、前記ノズルを含む液体流路が形成された流路構造体と、この流路構造体の表面に配置されて前記液体流路内の液体に噴射エネルギーを付与するアクチュエータユニットを有し、
   前記保持部材は、前記ヘッドユニットの前記アクチュエータユニットを覆うように配置されていることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の液滴噴射装置。
10. 前記保持部材には、前記アクチュエータユニットに接続される配線部材を通すための孔が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の液滴噴射装置。
11. 複数の前記押圧手段を支持するとともに前記噴射面直交方向に移動可能な押圧手段支持部材をさらに備えており、
    前記ヘッド支持部材は、複数の前記ヘッドユニットを支持しており、
    前記制御手段は、前記ヘッド支持部材と前記押圧手段支持部材との相対位置を変化させることで、前記突出位置と前記退避位置とにわたって、前記押圧手段を移動させることを特徴とする請求項５に記載の液滴噴射装置。
    

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