JP4867868B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドを有する液体吐出装置に関する。

特許文献１には、用紙搬送方向に４つ並べて設けられた長尺なインクジェットヘッドと、４つのインクジェットヘッドのメンテナンスを行うメンテナンスユニットとを含むインクジェットプリンタについて記載されている。このインクジェットプリンタにおいて、メンテナンスユニットは、用紙搬送方向と直交する方向に水平移動可能なフレーム上に設けられた４つのキャップを有している。４つのキャップは、４つのインクジェットヘッドのインク吐出面を覆うことができるように、長尺に形成されており、且つ、用紙搬送方向に沿って並設されている。また、退避位置に配置されたメンテナンスユニットの下方位置には、インクジェットヘッドに供給するインクが貯溜された４つのインクタンクが配置されている。このように、メンテナンスユニットの下方位置に４つのインクタンクを配置することで、メンテナンスユニットの下方位置の有効利用が図られている。

特開２００６−２４７８４４号公報

上述した特許文献１に記載のインクジェットプリンタにおいて、メンテナンスユニットに設けられた４つのキャップは、４つのインクジェットヘッドの位置関係と同じ位置関係でフレーム上に配置されている。例えば、４つのインクジェットヘッドを１つの組として、もう１組を、用紙に対する各組の印字領域が用紙搬送方向と直交する方向に関して途切れないように直交する方向にずれた位置であって、各組の印字領域が重ならないように用紙搬送方向にずれた位置（すなわち、２組が用紙搬送方向に対して斜めの位置関係となる位置）に増設した場合、インクジェットヘッドの位置関係と同じ位置関係で配置された８つのキャップが１つのフレーム上に設けられることになり、メンテナンスユニットが大型化する。このように大型化したメンテナンスユニットの下方位置にインクタンクを配置しても、このメンテナンスユニットの大型化に伴ってインクジェットプリンタが大型化してしまう。

そこで、本発明の目的は、複数の液体吐出ヘッドを有していても小型化が可能な液体吐出装置を提供することである。

本発明の液体吐出装置は、液体を吐出する複数の吐出口が形成された液体吐出面をそれぞれ有し、それぞれの前記液体吐出面が一方向に沿って２列に並べられ、且つ、互いに異なる前記列に属する２つの前記液体吐出面が前記液体吐出面の面内方向に関して前記一方向と直交する方向に沿って互いに重ならないように配列された複数の液体吐出ヘッドと、記録媒体を、前記液体吐出面と対向させつつ前記一方向に搬送させる記録媒体搬送機構と、前記液体吐出面に形成された前記複数の吐出口を覆うことが可能な複数のキャップと、前記キャップが前記液体吐出面と対向するキャップ位置、及び、前記キャップ位置から離れた退避位置との間において前記複数のキャップを前記直交する方向に移動させる移動機構と、前記液体吐出ヘッドに供給する液体が充填された液体貯溜部を有する複数の液体カートリッジとを備えている。そして、前記複数のキャップが前記退避位置に配置されているときに、１つの前記列に係る前記液体吐出ヘッドに対応する前記キャップが、前記１つの列に係る前記液体吐出ヘッドと前記直交する方向に沿って重なり且つ別の前記列に係る前記液体吐出ヘッドと前記一方向に沿って重なる位置に配置されており、前記別の列に係る前記液体吐出ヘッドに対応する前記キャップが、前記別の列に係る前記液体吐出ヘッドと前記直交する方向に沿って重なり且つ前記１つの列に係る前記液体吐出ヘッドと前記一方向に沿って重なる位置に配置されており、前記複数の液体カートリッジの少なくとも１つが、前記複数のキャップが前記退避位置に配置されているときに、前記キャップの下方位置であって前記記録媒体搬送機構と鉛直方向に関して重ならない位置に配置されている。

これによると、複数の液体吐出ヘッドの液体吐出面を一方向に沿って２列に並べ、異なる列に属する２つの液体吐出面が直交する方向に沿って重ならないように配列することで、直交する方向に関して、各液体吐出ヘッドに隣接する領域にそれぞれ空いた空間が形成されても、これら空間には各液体吐出ヘッドに対応する複数のキャップが配置される。そして、少なくとも１つの液体カートリッジがキャップの下方位置に配置される。このように空いた空間にキャップを配置し、そのキャップの下方位置に液体カートリッジを配置することで、複数のキャップを配置する別の空間を設ける必要がなくなるとともに、キャップの下方位置を有効利用することができ、液体吐出装置の小型化を図ることができる。また、液体カートリッジがキャップの下方に配置され、液体吐出面よりも下方に位置する。そのため、吐出口に形成される液体メニスカスが安定する。

本発明において、前記複数の液体カートリッジが、前記複数のキャップが前記退避位置に配置されているときに、前記キャップの下方位置であって、前記直交する方向に関して、前記記録媒体搬送機構を挟む位置に配置されていることが好ましい。これにより、複数の液体カートリッジが記録媒体搬送機構を挟みつつキャップの下方に配置されるので、液体吐出装置をより小型化することができる。

また、本発明において、複数の記録媒体を収納可能であって、前記一方向に着脱可能な記録媒体収納カセットを前記記録媒体搬送機構の下方位置にさらに備えており、前記複数の液体カートリッジが、前記直交する方向に関して、前記記録媒体収納カセットを挟む位置に配置され、且つ、前記記録媒体収納カセットと同方向に着脱可能であることが好ましい。これにより、記録媒体収納カセットと同方向に液体カートリッジを着脱することが可能になるので、両者を着脱するアクセス面が共通となる。そのため、液体カートリッジを交換しやすくなる。また、記録媒体搬送機構の下方位置であって、直交する方向に関して複数の液体カートリッジに挟まれる位置に記録媒体収納カセットを配置することで、液体吐出装置内の空間を有効利用でき、小型化に寄与する。

また、このとき、前記複数の液体カートリッジの少なくとも１つが、前記液体吐出ヘッドと鉛直方向に関して重なるように配置されていてもよい。これにより、液体吐出装置をより小型化することができる。

また、このとき、前記液体カートリッジが、前記液体吐出ヘッドからのパージによって排出された廃液体を収容する廃液貯溜部を有していてもよい。これにより、液体カートリッジを新しく交換したときに、廃液も除去することが可能になるので、別の大きな廃液貯溜部を設ける必要がなくなって液体吐出装置をより一層小型化することができる。

また、本発明において、前記複数の液体吐出ヘッドが、前記直交する方向に関する位置が同じであって前記液体吐出面が近接した２以上の液体吐出ヘッドからそれぞれなる、異なる前記列に係る２つのヘッド組に分けられていることが好ましい。これにより、直交する方向に関して、２つのヘッド組に隣接する領域にそれぞれ空いた空間が形成されても、これら空間には各ヘッド組に属する液体吐出ヘッドに対応する複数のキャップが配置される。そのため、装置の小型化を図ることができる。

また、本発明において、前記複数の液体吐出ヘッドが、前記液体吐出面が前記一方向に関して近接していると共に異なる前記列に係る２つの前記液体吐出ヘッドからそれぞれなる複数のヘッド組に分けられていることが好ましい。これにより、直交する方向に関して、各ヘッド組に属する液体吐出ヘッドに隣接する領域にそれぞれ空いた空間が形成されても、これら空間には複数のキャップが配置される。そのため、装置の小型化を図ることができる。

また、このとき、前記複数の液体吐出ヘッドが前記一方向に関して千鳥状に配置されるように、前記複数のヘッド組が前記一方向に関して並設されていてもよい。これにより、複数のキャップを液体吐出ヘッドの千鳥状パターンとは逆の千鳥状パターンに配置することができ、液体吐出装置の小型化に寄与する。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の第１実施形態によるインクジェットプリンタの要部平面図である。図２は、図１に示すインクジェットプリンタ１の概略側面図である。図３は、図１に示す２つのヘッド組を下方から見たときの図である。図４は、本発明の第１実施形態によるインクジェットプリンタ１に装着されたインクカートリッジ及びその周辺部分を示す部分断面図である。なお、図２においては、トレイ６９の内部を分かり易くするために、トレイ６９の一側面を省略して描いている。

インクジェットプリンタ（液体吐出装置）１は、図１に示すように、４つのインクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）２からそれぞれなる２つのヘッド組３ａ、３ｂを有するライン式のカラーインクジェットプリンタである。このインクジェットプリンタ１には、図１及び図２に示すように、給紙トレイ８１、用紙搬送機構（記録媒体搬送機構）１０、２つのヘッド組３ａ，３ｂ及び排紙部（不図示）が順に上下に重なり、給紙トレイ８１から排紙部に至る用紙搬送経路が形成されている。用紙搬送機構１０の鉛直方向下方に給紙トレイ８１が、２つのヘッド組３ａ，３ｂの鉛直方向上方に排紙部（不図示）がそれぞれ設けられている。

給紙トレイ８１から送り出された用紙（記録媒体）は、給紙トレイ８１と用紙搬送機構１０とを繋ぐ搬送ガイド（不図示）によって案内され、用紙搬送機構１０の図１中下端に送られる。そして、用紙搬送機構１０によって搬送方向Ａ（図１中下から上に向かう方向）に沿って搬送された用紙は、用紙搬送機構１０と排紙部とを繋ぐ搬送ガイド（不図示）によって案内され、排紙部に排出される。

給紙トレイ（記録媒体収納カセット）８１は、複数の用紙を積層状態で収納可能な箱形状を有している。また、給紙トレイ８１は、図１中上下方向（副走査方向：一方向）に着脱可能にプリンタ１に装着されている。給紙トレイ８１内の用紙がなくなったときは、給紙トレイ８１が搬送方向Ａとは逆方向に引き出されて用紙が補充される。そして、用紙が補充された給紙トレイ８１は、搬送方向Ａに挿入されてプリンタ１に装着される。

用紙搬送機構１０は、８つのインクジェットヘッド２のインク吐出面（液体吐出面）４と対向する位置に配置されている。用紙搬送機構１０は、図１に示すように、一対のベルトローラ６，７と、一対のベルトローラ６，７に架け渡された搬送ベルト８とを有している。このうち、ベルトローラ６，７は、図中上下方向に関して、２つのヘッド組３ａ，３ｂを挟む位置に配置されている。また、ベルトローラ７には図示しない搬送モータから駆動力が与えられて、所定方向に回転する。このベルトローラ７の所定方向への回転によって、搬送ベルト８が走行して、用紙を搬送方向Ａに搬送する。

搬送ベルト８はベース基材とウレタンゴムの２層構造で構成されており、その外周面、すなわち、搬送面９が粘着性を有している。そして、給紙トレイ８１から搬送ベルト８の図１中下端に送り出された用紙が、搬送面９の粘着力により保持されながら、搬送方向Ａに搬送される。

８つのインクジェットヘッド２は、図２に示すような印刷位置に配置されている。この位置では、インクジェットヘッド２のインク吐出面４が、搬送ベルト８の搬送面９と所定間隙を介して平行に対向している。８つのインクジェットヘッド２が作る２つのヘッド組３ａ，３ｂは、副走査方向に端部同士が重なり、主走査方向にはスライドして配置されている。この構成において、搬送ベルト８によって用紙が搬送されると、各インク吐出面４の直下を順に通過する際に、この用紙上にインクが吐出されて所望の画像が形成される。

８つのインクジェットヘッド２は、図１及び図２に示すように、それぞれ主走査方向（搬送方向Ａと直交する方向）に長尺な直方体形状を有している。また、インクジェットヘッド２はその下端にヘッド本体５を有している。ヘッド本体５の下面がインク吐出面４である。

ヘッド本体５の上面には、インクを一時的に貯溜するリザーバユニットが固定されている。リザーバユニットは、カバー１４によって部分的に覆われ、図１中左方端部にはチューブジョイント１１が接続されている。チューブジョイント１１は、後述のインクカートリッジ９１とチューブなどを介して接続されている。リザーバユニットの内部には、インク溜まりが形成され、チューブジョイント１１から供給されたインクが貯溜される。

また、リザーバユニットは、主走査方向（一方向と直交する方向）に関してヘッド本体５よりも長い。この両側に突出した部分１２が昇降フレーム（不図示）への固定部となっている。この昇降フレームには、すべてのインクジェットヘッド２が固定部を介して固定されており、図示しない昇降機構によって上下動可能になっている。

インクジェットヘッド２のメンテナンス時は、昇降フレームが昇降機構によって移動し、８つのインクジェットヘッド２が印刷位置よりも上方に離れたヘッドメンテナンス位置（図５（ａ）参照）に配置される。

インク吐出面４（ヘッド本体５の底面）には、図３に示すように、インクを吐出する複数の微小径のノズル（吐出口）４ａと、これらノズル４ａが集まって構成されたインク吐出領域４ｂと、インク吐出領域４ｂを取り囲む外側領域４ｃとが形成されている。

また、２つのヘッド組３ａ，３ｂは、副走査方向（搬送方向Ａと平行な方向：一方向）に千鳥状に配置されている。１つのヘッド組は、４つのインクジェットヘッド２から構成され、図３に示すように、各インク吐出面４が副走査方向に沿って隣接して配列されている。２つのヘッド組３ａ，３ｂ間では、それぞれの印字領域（インク吐出領域４ｂ）が主走査方向に連続している。つまり、８つのインクジェットヘッド２は、図３に示すように、インク吐出面４が副走査方向に沿って４つずつ２列に並べられ、且つ、互いに異なる列に属するインク吐出面４同士が主走査方向に沿って重ならないように配列されている。

具体的には、２つのヘッド組３ａ，３ｂからそれぞれ１つのインクジェットヘッド２を選んだとき、この２つのインクジェットヘッド２に含まれるすべてのノズル４ａは、主走査方向に関して、印字解像度に対応した等間隔で配列されている。いずれのインクジェットヘッド２の組合せでも、同様である。例えば、主走査方向に関して１つのインク吐出領域内における隣接するノズル４ａのノズル間隔と、主走査方向に関してヘッド組３ａに係るインク吐出面４において最も内側（図３中左側）に形成されたノズル４ａとヘッド組３ｂに係るインク吐出面４において最も内側（図３中右側）に形成されたノズル４ａとの間隔とが等間隔となっている。副走査方向に関しては、１つのノズル４ａを通る仮想直線上に、互いに異なるインクジェットヘッド２に属する４つのノズル４ａが配列している。この４つのノズル４ａは、インクジェットヘッド２の配列ピッチと同じ等間隔で配列している。

また、各ヘッド組３ａ，３ｂに属する４つのインクジェットヘッド２は、互いに異なる４色のインク（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）を吐出し、異なるヘッド組３ａ，３ｂに属する２つのインクジェットヘッド２で１つの色を吐出する長尺な印刷領域を構成している。

インクジェットプリンタ１には、図１及び図２に示すように、４つのインクカートリッジ（液体カートリッジ）９１が装着されている。４つのインクカートリッジ９１は、給紙トレイ８１と同方向に着脱可能である。これにより、両者に対するアクセス面（すなわち、プリンタ１の前面（一面））が共通となるので、インクカートリッジ９１の着脱・交換作業や給紙トレイ８１への用紙補充がしやすくなる。

４つのインクカートリッジ９１は、互いに異なる４色のインク（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）が貯溜されている。４つのインクカートリッジ９１は、後述するキャップ退避位置に配置されたキャップ６１，６２の下方位置であって、主走査方向に関して用紙搬送機構１０及び給紙トレイ８１を挟む位置に２つずつ配置されている。すなわち、インクカートリッジ９１は、用紙搬送機構１０と鉛直方向に重ならず、キャップ退避位置に配置されたキャップ６１，６２と鉛直方向に重なる位置に配置されており、インクジェットヘッド２のインク吐出面４よりも鉛直方向下方に配置されている。また、主走査方向に関して、最も外側に配置された２つのインクカートリッジ９１を除く内側の２つのインクカートリッジ９１は、鉛直方向に関して、８つのインクジェットヘッド２と重なっている。なお、インクジェットヘッド２とインクカートリッジ９１とには、上述の位置関係（高低差）に基づいて、インクに水頭差が生じ、ヘッド内のインクには水頭差に応じた負圧が常に働く。これによって、ノズル４ａには、安定したインクのメニスカスが形成され、インクが漏れ出さない。

インクカートリッジ９１は、図１及び図４に示すように、副走査方向に長尺な直方体形状を有している。インクカートリッジ９１は、ケース９２、インクが充填されたインク貯溜部（液体貯溜部）９３及び廃インクを貯溜する廃インク貯溜部（廃液貯溜部）９４を有している。インク貯溜部９３には、インクジェットヘッド２に供給するインクが貯溜され、廃インク貯溜部９４には、パージによってインクジェットヘッド２から排出されたインクが貯溜される。ケース９２には、インク貯溜部９２のインク流出口を封止するゴム栓９５と、廃インク貯溜部９４の流入口を封止するゴム栓９６とが固定されている。また、ケース９２の図４中左側面には、把持部９７が取り付けられている。把持部９７によって、インクカートリッジ９１をプリンタ１のカートリッジ装着部８５に着脱しやすくなる。

カートリッジ装着部８５は、搬送方向Ａとは逆方向に向かって開口した凹形状に形成されている。そのカートリッジ装着部８５の底壁（図４中右側壁）８６には、２つの中空針８７，８８がゴム栓９５，９６に対応して固定されている。インクカートリッジ９１がカートリッジ装着部８５に完全に装着されると、中空針８７がゴム栓９５を貫通し、中空針８８がゴム栓９６を貫通する。２つの中空針８７，８８のゴム栓９５，９６側の端部は、先細り形状となっており、当該端部とは反対側の端部には可撓性を有するチューブ１５，１６が接続されている。

チューブ１５は、中空針８７とポンプ１７とを接続している。ポンプ１７は、インクカートリッジ９１がカートリッジ装着部８５に装着されたときやインクジェットヘッド２からインクを吐出するパージのときに駆動されて、インク貯溜部９３内のインクをインクジェットヘッド２に強制的に送るものである。なお、ポンプ１７は、印刷時においては駆動されておらず、インク貯溜部９３のインクがポンプ内に形成されたインク流路を通ってインクジェットヘッド２側に流通する。

ポンプ１７の上端には、ポンプ１７からのインクを２系統に分けるＹ字管１８が設けられている。Ｙ字管１８には、可撓性のチューブ１９，２０がそれぞれ接続されている。さらに２つのチューブ１９，２０は、異なるヘッド組３ａ，３ｂに属した２つのインクジェットヘッド２（チューブジョイント１１）に接続されている。すなわち、１つのインクカートリッジ９１からポンプ１７及びチューブ１９，２０などを介して、異なるヘッド組３ａ，３ｂに属する２つのインクジェットヘッド２へインクが供給されている。

チューブ１６の中空針８８とは反対側の端部に、Ｙ字管２１が接続されている。Ｙ字管２１にも、可撓性のチューブ２２，２３がそれぞれ接続されている。この２つのチューブ２２，２３は、異なるヘッド組３ａ，３ｂに属した２つのインクジェットヘッド２に対応する２つのキャップ６１，６２と接続されている。これにより、チューブ２２，２３を介してキャップ６１，６２内にパージされた廃インクを廃インク貯溜部９４に貯溜できて、インクカートリッジ９１を新しく交換したときには、廃インクも除去することが可能になる。そのため、プリンタ１内に別の大きな廃インク貯溜部を設ける必要がなくなってインクジェットプリンタ１をより一層小型化することができる。

次に、インクジェットヘッド２に対してメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット６０について説明する。メンテナンスユニット６０は、ヘッド組３ａに属する４つのインクジェットヘッド２に対応する４つのキャップ６１及びワイパー６３と、ヘッド組３ｂに属する４つのインクジェットヘッド２に対応する４つのキャップ６２及びワイパー６４と、これら４つのキャップ６１及びワイパー６３、４つのキャップ６２及びワイパー６４をそれぞれ主走査方向に沿って互いに反対方向に移動させる移動機構７０と、これら８つのキャップ６１，６２及びワイパー６３，６４、移動機構７０を内包するトレイ６９とを有している。

トレイ６９には、各ヘッド組３ａ，３ｂとそれぞれ対向した貫通部６８ａ，６８ｂが形成されている。貫通部６８ａ，６８ｂは、矩形平面形状を有しており、４つのインク吐出面４全体が搬送面９ａと対向可能なサイズに形成されている。

キャップ６１，６２は、平板状の基材６５とその周縁部に立設された環状突起６６とからなり、いずれも同じ形状及びサイズを有している。また、キャップ６１，６２は、図２に示すように、それぞれ２つのバネ６７によって下方から支持されている。この構成により、キャップ６１，６２は、環状突起６６が外側領域４ｃ（インク吐出面４）に当接してインク吐出領域４ｂを覆うことで、ノズル４ａ内のインクの乾燥を抑制することができる。

また、基材６５には、貫通孔６５ｂを有する凹部６５ａが形成されている。凹部６５ａは、上方に開口し、パージ動作時の廃インクが集まる。貫通孔６５ｂには、チューブ２２（２３）が接続されており、廃インクをインクカートリッジ９１の廃インク貯溜部９４に廃棄できる。

なお、メンテナンスユニット６０は、ワイパー６３，６４でインク吐出面４を払拭するときに、キャップ６１，６２を下方に移動させるキャップ高さ調整機構（図示せず）を有している。

ワイパー６３，６４は、図１に示すように、各々、キャップ６１，６２を支持する支持プレート７１，７２に立設されている。平面視で、ワイパー６３，６４は、キャップ６１，６２とこれに対応するインクジェットヘッド２とに挟まれて配置されている。また、キャップ高さ調整機構によってキャップ６１，６２が引き下げられていなければ、ワイパー６３，６４の先端は、キャップ６１，６２の基材６５とほぼ同じ高さに位置している。

１つのヘッド組に対応して、４つのキャップと４つのワイパーとが、副走査方向に沿ってそれぞれ１列に配列し、主走査方向には４つのインクジェットヘッド２と同じ位置に支持されている。４つのワイパーは、副走査方向に関して、互いに離隔して、１列に配列している。配列の全幅は、４つのインク吐出面４の全幅とほぼ同じである。これによって、インクジェットヘッド２が互いに異なる色のインクを吐出しても、ワイピング（ワイパーによる払拭動作）によるインクの混色が生じることがない。なお、ワイパー６３，６４は、ゴム及び樹脂などの弾性材料からなる。

移動機構７０は、図１及び図２に示すように、４つのキャップ６１，６２をそれぞれ支持する２つの支持プレート７１，７２と、副走査方向に関して各支持プレート７１，７２に挟まれて配置された１本のベルト７３と、主走査方向に関して各ヘッド組３ａ，３ｂよりも外側に配置された一対のベルトローラ７４，７５とを有している。

ベルトローラ７４，７５は、トレイ６９に回転自在に支持されている。ベルトローラ７４，７５には、ベルト７３が架け渡されている。また、各支持プレート７１，７２の内側端部が、部分的にベルト７３に連結されている。これによって、各支持プレート７１，７２は、ベルト７３の走行に伴って、主走査方向に往復移動することができる。本実施の形態では、支持プレート７１はベルト７３の上方部分に連結され、支持プレート７２はその下方部分に連結されているので、ベルト７３が走行すると、２つの支持プレート７１，７２は互いに反対方向に平行移動することになる。

なお、本実施形態におけるベルト７３は、その幅が非常に狭いゴムからなる平ベルトを用いているが、断面が円形などのゴムベルトであってもよいし、金属からなるワイヤであってもよい。要するにベルトの機能を有する部材であればよい。

また、図１に示すように、トレイ６９には、副走査方向に関して、貫通部６８ａ，６８ｂをそれぞれ挟む、主走査方向に沿って延在した４本のガイドレール６８ｃが配置されている。図１中上方に位置する２本のガイドレール６８ｃは、支持プレート７１の副走査方向の両端部に形成された凹部と摺動可能に嵌合している。残りの２本のガイドレール６８ｃと、支持プレート７２も同様の構成を有している。

以上のようなメンテナンスユニット６０の構成により、ベルトローラ７４を図示しない駆動モータによって図２中反時計回り方向に回転させると、２つの支持プレート７１，７２は互いに近づき合い、キャップ及びワイパーが対応するインク吐出面４と対向しない退避位置から両者が対向するキャップ位置まで移動する。

一方、ベルトローラ７４が図２中時計回り方向に回転すると、２つの支持プレート７１，７２は互いに離れ合い、キャップ及びワイパーがキャップ位置から退避位置まで移動する。

次に、メンテナンスユニット６０のメンテナンス動作について、図５及び図６を参照しつつ以下に説明する。図５は、インクジェットヘッドのパージ動作及びインク吐出面の払拭動作を経時的に示す状況図である。図６は、インク吐出面をキャップで覆うキャップ動作を経時的に示す状況図である。

インクカートリッジ９１をプリンタ１に装着したときや吐出不良などに陥っていたときには、インクジェットヘッド２にパージ処理を施す。まず、図５（ａ）に示すように、２つのヘッド組３ａ，３ｂに属するすべてのインクジェットヘッド２を印刷位置からヘッドメンテナンス位置に上昇させる。そして、ベルトローラ７４を図５中反時計回り方向に回転させてベルト７３を走行させる。

このとき、ヘッド組３ａに対応するキャップ６１が主走査方向に沿って図１中左方に移動し、ヘッド組３ｂに対応するキャップ６２が図１中右方（図５中右方）に移動する。同じ支持プレート７１，７２に設けられたワイパー６３，６４も、各々、キャップ６１，６２と一緒に移動する。

次に、インクジェットヘッド２のノズル４ａからキャップ６１，６２に向かってインクを吐出するパージ動作を行う。このとき、４つのポンプ１７を駆動しインクカートリッジ９１のインク貯溜部９４内のインクを強制的にインクジェットヘッド２に送液する。そして、キャップ６１，６２内にインクがパージされた後、ベルトローラ７４を図５中時計回り方向に回転させて、すべてのキャップ６１，６２をキャップ位置から退避位置に戻す。

本実施形態においては、キャップ６１，６２とインク吐出面４とを当接させずに、キャップ６１，６２をキャップ位置に配置した状態でパージを行っているが、後述のキャップ動作のようにインクジェットヘッド２を下方に移動させインク吐出面４とキャップ６１，６２とを当接してからキャップ６１，６２内にパージしてもよい。こうすれば、パージしたインクがキャップ６１，６２の周囲に飛散することがなくなる。なお、本実施形態においては、パージ時において、キャップ６１，６２とインク吐出面４との距離が比較的近いので、パージしたインクはキャップ６１，６２の周囲にほとんど飛散することはない。また、キャップ６１，６２にパージされた廃インクは、チューブ２２，２３を介してインクカートリッジ９１の廃インク貯溜部９４に流れ、廃棄される。

また、上述のキャップ６１，６２を退避位置に戻すとき、図５（ｂ）に示すように、すべてのキャップ６１，６２をキャップ高さ調整機構（不図示）によって下方に下げる。このとき、ワイパー６３，６４の先端（上端）が、キャップ６１，６２の上端よりも上方に位置するように、キャップ６１，６２を下げる。また、このとき、インク吐出面４がワイパー６３，６４の先端と当接し且つキャップ６１，６２の上端から離隔する位置まで、すべてのインクジェットヘッド２を下降させる。こうして、支持プレート７１，７２の移動に伴って、ワイパー６３，６４がインク吐出面４と撓みながら接触し、パージによってインク吐出面４に付着したインクを拭き取る。

次に、図５（ｃ）に示すように、すべてのワイパー６３，６４が退避位置に戻ったところで、キャップ高さ調整機構によってキャップ６１，６２を元の高さまで上昇させる。

こうして、インクカートリッジ９１をプリンタ１に装着したときや吐出不良などに陥っていたインクジェットヘッド２を回復させるパージ動作、及び、パージ動作によってインク吐出面４に付着したインクを拭き取る払拭動作を含むメンテナンス動作が終了する。

次に、プリンタ１で用紙に対する印刷などが長時間行われない休止時に、インク吐出面４をキャップ６１，６２で覆うキャップ動作について以下に説明する。この場合においても、上述と同様に、２つのヘッド組３ａ，３ｂに属するすべてのインクジェットヘッド２を印刷位置からヘッドメンテナンス位置に上昇させる（図６（ａ）参照）。そして、図６（ｂ）に示すように、すべてのキャップ６１，６２を退避位置からキャップ位置に移動するように、ベルトローラ７４を図６中反時計回り方向に回転させる。

次に、キャップ６１，６２がキャップ位置に着いたところで、図６（ｃ）に示すように、すべてのインクジェットヘッド２を下降させる。こうして、インク吐出面４とキャップ６１，６２とで密閉空間を形成し、ノズル４ａ内のインクの乾燥を防止する。

以上のような本実施形態によるインクジェットプリンタ１によると、８つのインクジェットヘッド２のインク吐出面４を、副走査方向に沿って４つずつ２列に並べ且つ互いに異なる列に属するインク吐出面４同士が主走査方向に沿って重ならないように配列し、８つのインクジェットヘッド２を２つのヘッド組３ａ，３ｂに分けることで、ヘッド組３ａ，３ｂ（インクジェットヘッド２）に隣接する領域に空いた空間が形成されても、これら空間にはヘッド組３ａ，３ｂに属するインクジェットヘッド２に対応するキャップ６１，６２が配置される。そして、退避位置にあるキャップ６１，６２の下方位置にインクカートリッジ９１が配置される。このように空いた空間にキャップ６１，６２を配置し、そのキャップ６１，６２の下方位置にインクカートリッジ９１を配置することで、８つのキャップ６１，６２を配置する別の空間を設ける必要がなくなるとともに、８つのキャップの下方位置を有効利用することができ、インクジェットプリンタ１の小型化を図ることができる。

また、４つのインクカートリッジ９１が用紙搬送機構１０を挟みつつキャップ６１，６２の下方位置に配置されているので、プリンタ１をより小型化することができる。また、４つのインクカートリッジ９１のうち、内側の２つのインクカートリッジ９１が８つのインクジェットヘッド２と鉛直方向に関して重なるように配置されているので、インクジェットプリンタ１をより一層小型化することができる。また、用紙搬送機構１０の鉛直方向下方であって、４つのインクカートリッジ９１に挟まれる位置に給紙トレイ８１が配置されているので、インクジェットプリンタ１内の空間を有効利用でき、小型化に寄与する。

続いて、本発明の第２実施形態によるインクジェットプリンタ２０１について、図７を参照しつつ以下に説明する。図７は、本発明の第２実施形態によるインクジェットプリンタの要部平面図である。

本実施形態におけるインクジェットプリンタ（液体吐出装置）２０１は、８つのインクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）２０２の配列が第１実施形態の８つのインクジェットヘッド２の配列と異なっており、これに伴って、８つのキャップ２６１，２６２及び８つのワイパー２６３，２６４の配列も第１実施形態の８つのキャップ６１，６２及び８つのワイパー６３，６４の配列と異なり、且つ、移動機構２７０の構成が第１実施形態の移動機構７０の構成と異なったメンテナンスユニット２６０を有している。これら以外は、第１実施形態と同様である。なお、インクジェットヘッド２０２、キャップ２６１，２６２及びワイパー２６３，２６４の構成は、第１実施形態と同様であり、配置形態だけが第１実施形態と異なっている。また、第１実施形態と同様なものについては、同符号で示し説明を省略する。

本実施形態における８つのインクジェットヘッド２０２は、図７に示すように、２つずつが組となり、４つのヘッド組２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄを構成している。１つのヘッド組は、主走査方向にスライドして配置された２つのインクジェットヘッド２によって構成されている。４つのヘッド組２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄが副走査方向に沿って並設されて、８つのインクジェットヘッド２０２が副走査方向に４つずつ２列に並んでいる。本実施の形態では、１つの列中で隣接する２つのインクジェットヘッド２０２によって、他の列中の１つのインクジェットヘッド２０２が挟まれて配置され、全体として副走査方向に関して千鳥状に配置されている。

各ヘッド組２０３ａ〜２０３ｄにそれぞれ属する２つのインクジェットヘッド２０２は、インク吐出面４が副走査方向に沿って互いにオーバーラップしており、用紙に対する印字領域が主走査方向に連続している。主走査方向に隣接するインク吐出領域同士でのノズル４ａの位置関係は、上述の第１実施形態と同様である。１つのヘッド組に属するすべてのノズル４ａは、主走査方向に関して、印字解像度に対応した等間隔で配列している。

４つのヘッド組２０３ａ〜２０３ｄは、互いに異なる色のインクを吐出する。本実施形態においては、マゼンタインクを貯溜したインクカートリッジ９１とヘッド組２０３ａに属する２つのインクジェットヘッド２０２とが接続されており、イエローインクを貯溜したインクカートリッジ９１とヘッド組２０３ｂに属する２つのインクジェットヘッド２０２とが接続されている。そして、シアンインクを貯溜したインクカートリッジ９１とヘッド組２０３ｃに属する２つのインクジェットヘッド２０２とが接続されており、ブラックインクを貯溜したインクカートリッジ９１とヘッド組２０３ｄに属する２つのインクジェットヘッド２０２とが接続されている。

本実施形態においても、４つのインクカートリッジ９１が、第１実施形態と同様に、キャップ退避位置に配置されたキャップ２６１，２６２の下方位置であって、主走査方向に関して用紙搬送機構１０及び給紙トレイ８１を挟む位置に２つずつ配置されている。すなわち、インクカートリッジ９１は、用紙搬送機構１０と鉛直方向に重ならず、キャップ退避位置に配置されたキャップ２６１，２６２と鉛直方向に重なる位置に配置されており、インクジェットヘッド２０２のインク吐出面４よりも鉛直方向下方に配置されている。また、主走査方向に関して、最も外側に配置された２つのインクカートリッジ９１を除く内側の２つのインクカートリッジ９１は、鉛直方向に関して、８つのインクジェットヘッド２０２と重なっている。

メンテナンスユニット２６０は、８つのインクジェットヘッド２０２にそれぞれ対応する８つのキャップ２６１，２６２及び８つのワイパー２６３，２６４と、これらキャップ２６１，２６２及びワイパー２６３，２６４をそれぞれ主走査方向に移動させる移動機構２７０とを有している。

移動機構２７０は、１４個のローラ２７５と、これらローラ２７５よりも一回り大きい径を有する２つのローラ２７６と、これら１６個のローラ２７５，２７６に架け渡されたベルト２７３とを有している。さらに、このベルト２７３に連結された８つの支持プレート２７１，２７２を有している。４つの支持プレート２７１は、図７中の右方に配列し、左方に並ぶ４つのインクジェットヘッド２０２にそれぞれ対応している。４つの支持プレート２７２は、図中の左方に配列し、右方に並ぶ４つのインクジェットヘッド２０２にそれぞれ対応している。つまり、１つの支持プレートは、１つのインクジェットヘッド２０２と主走査方向に沿って並び、副走査方向には、最も外側のものを除いて、２つのインクジェットヘッド２０２によって挟まれている。いずれも、１組のキャップ及びワイパーを支持している。

換言すると、副走査方向に関して、８つのインクジェットヘッド２０２の千鳥配列とは逆の千鳥配列で、８つの支持プレート２７１，２７２が配列されている。このように、支持プレート２７１，２７２、キャップ２６１，２６２及びワイパー２６３，２６４がインクジェットヘッド２０２の千鳥配列とは逆の千鳥配列で配置されていることで、インクジェットプリンタ２０１の小型化に寄与する。

１４個のローラ２７５は、図７中最も下方に位置する支持プレート２７２を除く、７つの支持プレート２７１，２７２の主走査方向の外側端部の角部に隣接して配置されている。さらに、これら１４個のローラ２７５に架け渡されたベルト２７３の主走査方向に延在する部分が互いに平行な状態で隣接するインクジェットヘッド２０２間に配置されている。

ベルト２７３は、ループ状の経路に配置されている。ベルト２７３は、図中下方のローラ２７６を発した後、主走査方向の両側の２つのローラ２７５で折り返しながら、副走査方向に隣接するインクジェットヘッド２０２間を順次縫うように配設されて、図中最も上方にある２つのローラ２７５に至る。この２つのローラ２７５は、主走査方向の右側上方角部に配置されている。さらに、この２つのローラ２７５を発したベルト２７３は、最上段のインクジェットヘッド２０２の上辺と平行に図中左側に延び、上方のローラ２７６で下方に折れ曲がった後、はじめのローラ２７６に戻る。

８つの支持プレート２７１，２７２は、いずれも副走査方向の同じ側を通るベルト２７３に連結されており、ベルト２７３を走行させるだけで、すべてのキャップ２６１，２６２及びワイパー２６３，２６４をインク吐出面４と対向しない退避位置からインク吐出面４と対向するキャップ位置に移動させることができる。

以上のようなメンテナンスユニット２６０の構成により、１つのローラ（図７中左上に位置するローラ）２７６を図示しない駆動モータによって図７中反時計回り方向に回転させると、２つの支持プレート２７１，２７２は互いに近づき合い、キャップ及びワイパーが対応するインク吐出面４と対向しない退避位置から両者が対向するキャップ位置まで移動する。

一方、１つのローラ２７６を図７中時計回り方向に回転させると、２つの支持プレート２７１，２７２は互いに離れ合い、キャップ及びワイパーがキャップ位置から退避位置まで移動する。

このように本実施形態においては、各ヘッド組２０３ａ〜２０３ｄに属する２つのインクジェットヘッド２０２にそれぞれ対応するキャップ２６１，２６２及びワイパー２６３，２６４が主走査方向に関して互いに反対方向に移動可能となっている。これにより、本実施形態のメンテナンスユニット２６０によって、第１実施形態と同様なメンテナンス動作を行うことが可能となる。

以上のような本実施形態によるインクジェットプリンタ２０１によると、主走査方向に関して、各ヘッド組２０３ａ〜２０３ｄに属するインクジェットヘッド２０２に隣接する領域にそれぞれ空いた空間が形成されても、これら空間には８つのキャップ２６１，２６２及び８つのワイパー２６３，２６４が配置される。そして、退避位置にあるキャップ２６１，２６２の下方位置にインクカートリッジ９１が配置される。このように空いた空間にキャップ２６１，２６２を配置し、そのキャップ２６１，２６２の下方位置にインクカートリッジ９１を配置することで、インクジェットプリンタ２０１の小型化を図ることができる。また、第１実施形態と同様な構成を有する部分においては、第１実施形態と同様な効果を得ることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述した各実施形態においては、同じ色のインクを吐出する２つのインクジェットヘッドが、当該２つのインクジェットヘッドからインクを吐出して画像を形成したときに、主走査方向に関して途切れず連続した印刷が可能なように配置されているが、これら２つのインクジェットヘッドが副走査方向に沿って重ならず、画像を形成したときに、主走査方向に関して連続せず途切れた印刷を可能とするように２つのインクジェットヘッドが配置されていてもよい。

また、各実施形態においては、退避位置にあるキャップ６１，６２，２６１，２６２の下方位置に４つのインクカートリッジ９１が配置されているが、１つのインクカートリッジ９１がキャップ６１，６２，２６１，２６２の下方に配置されておればよい。また、４つのインクカートリッジ９１が、主走査方向に関して、用紙搬送機構１０及び給紙トレイ８１のいずれか一方だけを挟む位置に配置されていてもよい。また、４つのインクカートリッジ９１が、用紙搬送機構１０及び給紙トレイ８１を挟まずに主走査方向の一方に隣接する位置に配置されていてもよい。また、４つのインクカートリッジ９１が、用紙搬送機構１０及び給紙トレイ８１を挟む一方の位置に１つ配置され、他方の位置に３つ配置されていてもよい。また、インクカートリッジは、プリンタにインクジェットヘッドの数と同じ数だけ配置されていてもよい。また、インクカートリッジ９１は、１色のインクだけを貯溜しているが、複数色のインクを貯溜していてもよい。この場合、インクカートリッジの数をさらに減少させることが可能になる。

また、第２実施形態におけるヘッド組を構成する２つのインクジェットヘッドは、互いに同じ色のインクを吐出しているが、異なるインクを吐出してもよい。また、各実施形態におけるインクジェットプリンタはワイパーを有していなくてもよい。この場合、移動機構はキャップを副走査方向に沿って移動する構成だけを有しておればよい。また、各実施形態における移動機構は、ワイパー及びキャップをそれぞれ独立して支持する複数の支持部材を有し、ワイパー及びキャップを単独及び／又は一緒に移動させる機構を有していてもよい。

また、上述した各実施形態は、ノズルからインクを吐出する複数のインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタに本発明を適用した一例であるが、本発明を適用可能な対象はこのようなインクジェットヘッドに限られない。例えば、導電ペーストを吐出して基板上に微細な配線パターンを形成したり、あるいは、有機発光体を基板に吐出して高精細ディスプレイを形成したり、さらには、光学樹脂を基板に吐出して光導波路等の微小電子デバイスを形成するための、複数の液体吐出ヘッドを有する、種々の液体吐出装置に適用することができる。

本発明の第１実施形態によるインクジェットプリンタの要部平面図である。 図１に示すインクジェットプリンタの概略側面図である。 図１に示す２つのヘッド組を下方から見たときの図である。 本発明の第１実施形態によるインクジェットプリンタに装着されたインクカートリッジ及びその周辺部分を示す部分断面図である。 インクジェットヘッドのパージ動作及びインク吐出面の払拭動作を経時的に示す状況図である。 インク吐出面をキャップで覆うキャップ動作を経時的に示す状況図である。 本発明の第２実施形態によるインクジェットプリンタの要部平面図である。

符号の説明

１，２０１ インクジェットプリンタ（液体吐出装置）
２，２０２ インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
３ａ，３ｂ，２０３ａ〜２０３ｄ ヘッド組
４ インク吐出面（液体吐出面）
４ａ ノズル（吐出口）
１０ 用紙搬送機構（記録媒体搬送機構）
６１，６２，２６１，２６２ キャップ
７０，２７０ 移動機構
８１ 給紙トレイ（記録媒体収納カセット）
９１ インクカートリッジ（液体カートリッジ）
９３ インク貯溜部（液体貯溜部）
９４ 廃インク貯溜部（廃液貯溜部）

Claims (8)

1. 液体を吐出する複数の吐出口が形成された液体吐出面をそれぞれ有し、それぞれの前記液体吐出面が一方向に沿って２列に並べられ、且つ、互いに異なる前記列に属する２つの前記液体吐出面が前記液体吐出面の面内方向に関して前記一方向と直交する方向に沿って互いに重ならないように配列された複数の液体吐出ヘッドと、
   記録媒体を、前記液体吐出面と対向させつつ前記一方向に搬送させる記録媒体搬送機構と、
   前記液体吐出面に形成された前記複数の吐出口を覆うことが可能な複数のキャップと、
   前記キャップが前記液体吐出面と対向するキャップ位置、及び、前記キャップ位置から離れた退避位置との間において前記複数のキャップを前記直交する方向に移動させる移動機構と、
   前記液体吐出ヘッドに供給する液体が充填された液体貯溜部を有する複数の液体カートリッジとを備えており、
   前記複数のキャップが前記退避位置に配置されているときに、１つの前記列に係る前記液体吐出ヘッドに対応する前記キャップが、前記１つの列に係る前記液体吐出ヘッドと前記直交する方向に沿って重なり且つ別の前記列に係る前記液体吐出ヘッドと前記一方向に沿って重なる位置に配置されており、前記別の列に係る前記液体吐出ヘッドに対応する前記キャップが、前記別の列に係る前記液体吐出ヘッドと前記直交する方向に沿って重なり且つ前記１つの列に係る前記液体吐出ヘッドと前記一方向に沿って重なる位置に配置されており、
   前記複数の液体カートリッジの少なくとも１つが、前記複数のキャップが前記退避位置に配置されているときに、前記キャップの下方位置であって前記記録媒体搬送機構と鉛直方向に関して重ならない位置に配置されていることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記複数の液体カートリッジが、前記複数のキャップが前記退避位置に配置されているときに、前記キャップの下方位置であって、前記直交する方向に関して、前記記録媒体搬送機構を挟む位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 複数の記録媒体を収納可能であって、前記一方向に着脱可能な記録媒体収納カセットを前記記録媒体搬送機構の下方位置にさらに備えており、
   前記複数の液体カートリッジが、前記直交する方向に関して、前記記録媒体収納カセットを挟む位置に配置され、且つ、前記記録媒体収納カセットと同方向に着脱可能であることを特徴する請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記複数の液体カートリッジの少なくとも１つが、前記液体吐出ヘッドと鉛直方向に関して重なるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
5. 前記液体カートリッジが、前記液体吐出ヘッドからのパージによって排出された廃液体を収容する廃液貯溜部を有していることを特徴とする請求項３又は４に記載の液体吐出装置。
6. 前記複数の液体吐出ヘッドが、前記直交する方向に関する位置が同じであって前記液体吐出面が近接した２以上の液体吐出ヘッドからそれぞれなる、異なる前記列に係る２つのヘッド組に分けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
7. 前記複数の液体吐出ヘッドが、前記液体吐出面が前記一方向に関して近接していると共に異なる前記列に係る２つの前記液体吐出ヘッドからそれぞれなる複数のヘッド組に分けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
8. 前記複数の液体吐出ヘッドが前記一方向に関して千鳥状に配置されるように、前記複数のヘッド組が前記一方向に関して並設されていることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置。
   
   
   

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