JP4930089B2 - 記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、印字ヘッドのインクノズルからインクを吐出して印字処理を行う記録装置に関するものである。

一般に、インクジェットプリンタは、往復移動可能なキャリッジに装填された印字ヘッドが複数のノズルからインク液滴を所望の位置に噴射することによって印字を行うように構成されている。
この種のインクジェットプリンタにおいて、正常にインク滴が吐出されているかを検査する方法としては、インクノズルから帯電インクを吐出させ、ヘッドキャップに備わる検査板または吸収材に着弾したときに発生する電流変化を検査するインク滴吐出検査方式がある。
特開２００３−１８３５号公報

上記インク滴吐出検査にて、検査精度を高めるためには、ノズル形成面と吸収材との隙間を極力小さくしたり、インクノズルと吸収材との間の電圧を高くすることが有効である。
ところで、印字休止時では、印字ヘッドのノズル形成面にヘッドキャップを密着させて保護しているが、このノズル形成面にヘッドキャップを密着させると、ヘッドキャップからノズル形成面にインクが転写されてインク滴となり、ヘッドキャップの密着が繰り返されると、付着したインク滴が成長する。
このため、インク滴吐出検査にて、ノズル形成面に付着したインク滴がヘッドキャップに接近、あるいは接触することにより、電流変化の検出が良好に行われず、検査不良を生じることがある。
また、インク滴吐出検査時におけるノズル形成面とヘッドキャップとの間隔を広くすれば、ノズル形成面のインク滴による検査不良を回避することができるが、この場合、インク滴吐出検査の精度が低下してしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、検査不良を生じることなく印字ヘッドのインクノズルに対して高精度にインク滴吐出検査を行うことが可能な記録装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の記録装置は、印字ヘッドのノズル形成面をワイパによって払拭するワイピング手段と、印字ヘッドに対して隙間をあけて配置させたヘッドキャップに、インクノズルから帯電インクを吐出させてヘッドキャップ内での電流変化に基づいて前記インクノズルからのインク滴の吐出状態を検査するインク滴吐出検査手段とを備えた記録装置であって、前記インク滴吐出検査手段によるインク滴吐出検査の実行前に、前記ワイピング手段によって前記ノズル形成面が払拭されることを特徴とする。

この構成の記録装置によれば、インク滴吐出検査を実行する前に、ワイピング手段によってノズル形成面を払拭するので、インク滴がノズル形成面に付着していることによる検査不良を生じることなく、印字ヘッドに対して隙間をあけて配置させたヘッドキャップに、インクノズルから帯電インクを吐出させてヘッドキャップ内での電流変化に基づいてインクノズルからのインク滴の吐出状態を精度良く検査することができる。

また、前記印字ヘッドに対して隙間をあけて前記ヘッドキャップを配置して印字ヘッドとヘッドキャップとの間に所定の電位差にて電圧を印加した状態にて、これら印字ヘッドとヘッドキャップとの間の実際の印加電圧が予め定められた電圧のしきい値未満である場合に、前記ワイピング手段によって前記ノズル形成面が払拭されても良い。

この構成によれば、インク滴がノズル形成面に付着することによって印加電圧が低下してしきい値未満となった際にワイピング手段によってノズル形成面を払拭してインク滴吐出検査を行うので、不必要にワイピング処理を行うことなく高精度にインク滴吐出検査を行うことができる。

また、前記印字ヘッドの前記ノズル形成面に前記ヘッドキャップを密着させるキャッピング処理の回数が所定回数以上である場合に、前記ワイピング手段によって前記ノズル形成面が払拭されても良い。

この構成によれば、ノズル形成面にヘッドキャップを密着させるキャッピング処理の回数が所定回数以上のときに、ワイピング手段によってノズル形成面を払拭してインク滴吐出検査を行うので、不必要にワイピング処理を行うことなく高精度にインク滴吐出検査を行うことができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態に係る記録装置を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る記録装置であるインクジェットプリンタの外観斜視図、図２は図１に示したインクジェットプリンタからプリンタケースを取り外した状態の斜視図、図３は図２に示したヘッドメンテナンス機構の全体斜視図、図４は図２に示したヘッドメンテナンス機構の分解斜視図、図５及び図６は図２に示したヘッドメンテナンス機構の要部斜視図である。

本実施形態のインクジェットプリンタ１は、複数種のカラーインク液を使用してロール紙にカラー印刷するものであり、図１に示すように、プリンタ本体を覆うプリンタケース２の前面には、ロール紙カバー５及びインクカートリッジカバー７が開閉自在に装備されている。更に、プリンタケース２の前面には、電源スイッチ３と共にフィードスイッチやインジケータ等も配置されている。

ロール紙カバー５を開くと、印刷用紙であるロール紙１１を収容した用紙収容部１３が開放状態になって、用紙の交換が可能になる。
また、インクカートリッジカバー７を開くと、カートリッジ装着部１５が開放状態になり、このカートリッジ装着部１５へのインクカートリッジ１７の着脱が可能になる。

インクカートリッジ１７は、カートリッジケース内に複数個のカラーインクパックを収容したものである。本実施形態のインクジェットプリンタ１の場合は、インクカートリッジカバー７を開く動作に連動して、カートリッジ装着部１５の前方にインクカートリッジ１７が所定距離だけ引き出される構成になっている。

インクカートリッジ１７内の各インクパックは、インクカートリッジ１７をカートリッジ装着部１５に装着した際に、カートリッジ装着部１５側に装備されたインク供給針がインクパックのインク供給口に差込接続される。カートリッジ装着部１５のインク供給針には、プリンタケース２内に固定されたインク流路３１が接続され、このインク流路３１には、可撓性のインク供給チューブ３３の一端が接続されている。
インク供給チューブ３３の他端は、キャリッジ２３上に装備されたダンパユニット３４に接続されている。このダンパユニット３４は、インクジェット印字ヘッド２１に接続された背圧調整ユニット３５に接続されている。

プリンタケース２内の用紙収容部１３の上方には、図２に示すように、印字ヘッド２１を搭載したキャリッジ２３が装備される。キャリッジ２３は、ロール紙１１の幅方向に沿って延在するガイド部材２５によって用紙幅方向に移動自在に支持されると共に、ロール紙１１の幅方向に延在する無端ベルト２６ａとこの無端ベルト２６ａを駆動するキャリッジモータ２６ｂとによって、印字領域であるプラテン２８の上方をロール紙１１の幅方向に往復移動可能になっている。

図示のように、印字領域から外れたカートリッジ装着部１５の上方が、往復移動するキャリッジ２３の待機位置（メンテナンス領域）となっている。そして、この待機位置の下方には、キャリッジ２３の下面に露出する印字ヘッド２１の保守動作を行うヘッドメンテナンス機構４０が配置されている。

本実施形態のヘッドメンテナンス機構４０は、図３〜図６に示すように、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａを封止するためのヘッドキャップ機構６０と、このノズル形成面２１ａを払拭するためのワイパ機構５０と、後述する捕捉部材２４に付着している付着物を吸収する吸収部材１００と、ヘッドキャップ機構６０から残留インクを吸引するためのインク吸引機構７０とを備えている。

吸収部材１００は、図６に示すように、ヘッドキャップ機構６０におけるヘッドキャップ６３の側方に設けられ、このヘッドキャップ機構６０と伴にキャッピング位置に移動して上端縁１０１ａが捕捉部材２４に接触する略矩形板状の第１の吸収部材１０１と、ヘッドキャップ機構６０の下方に設けられ、このヘッドキャップ機構６０と伴にキャッピング位置から退避する退避位置に移動した第１の吸収部材１０１の当接部１０１ｂに接触可能な第２の吸収部材１０２と、を備えている。

また、これらヘッドキャップ機構６０、ワイパ機構５０、第１の吸収部材１０１及びインク吸引機構７０は、動力伝達機構８０を介してポンプモータ８１により駆動される。これらの各部分は、プリンタ本体に着脱可能なハウジング４１に取り付けられている。

図４に示すように、ワイパ機構５０及びヘッドキャップ機構６０と第１の吸収部材１０１は、キャリッジ２３の往復動方向（図４中左右方向）に併設されており、インク吸引機構７０は、ヘッドキャップ機構６０のプリンタ後方側（図４中手前側）に併設されている。
そして、ヘッドキャップ機構６０とワイパ機構５０と第１の吸収部材１０１とインク吸引機構７０とが連動可能なように動力伝達機構８０が配設されている。

即ち、動力伝達機構８０は、複数の歯車からなる歯車列で構成され、ポンプモータ８１からの駆動力によりヘッドキャップ機構６０及び第１の吸収部材１０１とワイパ機構５０を印字ヘッド２１の往復動方向に対して直交する方向（図４中上下方向）に進退動させると共に、インク吸引機構７０を動作させるように構成されている。

インク吸引機構７０は、チューブ７２の一端がヘッドキャップ機構６０と接続され、他端がインクカートリッジ１７の廃インク導入部に接続されたチューブポンプであり、このインク吸引機構７０が駆動されると、ヘッドキャップ機構６０を介して印字ヘッド２１のノズルからインクを吸引し、インクカートリッジ１７の廃インク貯留室に排出される。

動力伝達機構８０を構成する歯車列の最終段（ワイパ５１及びヘッドキャップ６３側）には、円筒カム８２が接続されている。
円筒カム８２は、ハウジング４１に垂設された支軸４３に、下部カムホイール８３及び上部カムホイール８４と、間欠歯車８５と、摩擦歯車８６とを嵌装することにより構成されている。

下部カムホイール８３及び上部カムホイール８４は、組み合わせ結合してなる外周面に、ワイパ機構５０をスライドさせる為のカム溝と、ヘッドキャップ機構６０をスライドさせる為のカム溝とが、それぞれ位相をずらして形成されている。
下部カムホイール８３の底面には、ハウジング４１の底面に形成された所定長さの円弧溝に係合する係合突起が突設されており、この下部カムホイール８３を有限回転させる。
上部カムホイール８４の上面には、間欠歯車８５に形成された所定長さの円弧溝に係合する係合突起が突設されており、この上部カムホイール８４を間欠歯車８５に追従回転させる。
間欠歯車８５の上方には、この間欠歯車８５の上面に摩擦係合する摩擦歯車８６が配置されており、この摩擦歯車８６はコイルばね８８により間欠歯車８５側へ押圧付勢されている。

ヘッドキャップ機構６０のスライダ６４には、円筒カム８２のカム溝と係合するカムフォロア６６が設けられ、ワイパ機構５０のスライダ５２には、円筒カム８２のカム溝と係合するカムフォロア５４が設けられている。
これにより、円筒カム８２が回転することに伴い、ヘッドキャップ機構６０のスライダ６４とワイパ機構５０のスライダ５２は、それぞれ対応するカム溝に従ってスライドするようになっている。

ヘッドキャップ機構６０は、図３〜６に示すように、スライダ６４と、キャップホルダ６２に固定されたヘッドキャップ６３とを備えている。スライダ６４は、ケース状に形成されたもので、ガイド部材２５と直交する方向、すなわち、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａに対して接近又は離間する方向にスライドするように、嵌挿部６５がハウジング４１に垂設されたガイド軸４２に支持されている。
スライダ６４の上端凹部には、先端部分にヘッドキャップ６３が固定されたキャップホルダ６２がスライダ６４に対し進退移動できるように保持されている。

ワイパ機構５０は、図３〜６に示すように、スライダ５２と、ワイパ５１とを備えている。スライダ５２は、箱型状に形成されたもので、ヘッドキャップ機構６０のスライダ６４と同じ方向にスライドするように、スライド部５３がハウジング４１に設けられたガイド部４４に支持案内されている。スライダ５２の先端部分には、弾性材であるゴム製の板材からなるワイパ５１が埋め込まれている。

そして、スライダ５２は、最もワイパ５１がメンテナンス機構４０の内側に引っ込んだ位置（退避位置）と、ワイパ５１によってノズル形成面２１ａの汚れを払拭する処理を行うためのワイピング位置との間を移動できるようになっている。図７に示すように、ワイピング位置は、ワイパ５１の先端がノズル形成面２１ａからはみ出し量ｓ分印字ヘッド２１側に移動した位置であり、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａに対し接触して擦れるようになっている。これにより、ワイパ５１はノズル形成面２１ａに付着しているインク等の異物を払拭することができる。尚、インクの種類によっては、ワイパ５１を軟質のプラスチック等により形成しても良い。

更に、図８に示すように、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａよりもメンテナンス領域側（図８中右側）には、印字ヘッド２１が印字領域側（図８中左側）に移動する際にワイパ機構５０のワイパ５１に対して接触し、このワイパ５１に付着している付着物を掻き取る捕捉部材２４が設けられている。

この捕捉部材２４は、薄板状に形成されたものであり、先端部分にはワイパ５１のヘッドキャップ機構６０側の側面に当接可能な掻取部２４ａが突設されている。また、捕捉部材２４の先端は、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａよりも若干後退した位置に配置されている。これにより、捕捉部材２４は、キャリッジ２３が印字領域を移動する場合に、プラテン２８上にあるロール紙１１に接触しないようになっている。

図９に示すように、ヘッドキャップ６３は、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａを封止可能な大きさの開口を有する箱型状のゴムで形成されたもので、上端縁部は、ノズル形成面２１ａに密着可能なリップ部９６とされている。

このヘッドキャップ６３は、収納凹部９４を有し、この収納凹部９４内に、廃インクを吸収する多層構造の吸収材９５が収納され、この吸収材９５は、図示しない押さえ部材によって保持され、その上面が、リップ部９６の先端位置よりも下がった位置とされている。

このヘッドキャップ６３には、インク吸引機構７０からのチューブの一端が接続されており、ノズル形成面２１ａにリップ部９６が密着した状態にて、インク吸引機構７０のポンプモータ８１が駆動されることにより、ヘッドキャップ６３内を減圧して印字ヘッド２１のインクノズルからインクが吸引され、インクカートリッジ１７の廃インク貯留室に排出される。

また、このヘッドキャップ６３の収納凹部９４内には、電流検査用の金属軸９７が立設されており、この金属軸９７は、吸収材９５と導通可能とされている。この金属軸９７には、その下端にリード線９８が接続されており、このリード線９８を介して信号が取り出し可能とされている。

そして、上記インクジェットプリンタ１では、メンテナンス機構４０によって印字ヘッド２１のクリーニングが行われる。なお、このクリーニングは、予め設定された所定のタイミングあるいはユーザの操作時に行われるもので、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａにヘッドキャップ６３を密着させてインク吸引機構７０によって内部を吸引して印字ヘッド２１のインクノズルから増粘状態のインクを吸引するインク吸引処理及び印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａの汚れをワイパ５１によって払拭するワイピング処理が行われる。

また、上記メンテナンス機構４０を備えたインクジェットプリンタ１では、印字ヘッド２１のインクノズルでのインクのメニスカスを形成するために、印字開始前あるいは定期的に印字ヘッド２１のインクノズルから所定量のインクをヘッドキャップ６３内に吐出するフラッシング処理、インクノズルの詰まりを防止するために印字休止後にて印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａにヘッドキャップ６３を密着させて保護するキャッピング処理を行う。

さらに、上記インクジェットプリンタ１では、メンテナンス機構４０によって、印字ヘッド２１のインクノズルから正常にインク滴が吐出されるかを検査するインク滴吐出検査が行われる。

次に、このインク滴吐出検査について図１０に示すフローチャートに沿って説明する。
インク滴吐出検査が開始されると、印字ヘッド２１が、ヘッドキャップ６３の真上に移動し、この状態にて、ヘッドキャップ６３が上昇し、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａに対してヘッドキャップ６３が位置決めされた状態に配置される（ステップＳ０１）。
具体的には、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａとヘッドキャップ６３のリップ部９６の先端との間に所定寸法Ａの隙間が形成され、また、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａとヘッドキャップ６３の吸収材９５の上面との隙間が、インク滴吐出検査を良好に行うのに十分狭い所定寸法Ｂとされる（図９参照）。

この状態にて、印字ヘッド２１とヘッドキャップ６３との間に所定の電位差にて電圧を印加する（ステップＳ０２）。
そして、電圧を印加した状態にて、実際に印加されている電圧を検出し、この印加電圧と、予め定められた電圧のしきい値とが比較される（ステップＳ０３）。なお、電圧のしきい値は、インク滴吐出検査を実行した際に、検査結果を確実に検出することが可能な最低限の電圧である。

この電圧の比較により、印加電圧がしきい値以上である場合は、インク滴吐出検査の実行処理（ステップＳ０５）に移行する。

印加電圧がしきい値以上でない場合は、インク滴吐出検査の実行（ステップＳ０５）の前に、ワイピング処理が行われる（ステップＳ０４）。
具体的には、まず、退避位置のワイパ５１が、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａからはみ出し量ｓ分だけ印字ヘッド２１側に移動したワイピング位置まで上昇され、この状態にて印字ヘッド２１が印字領域側へ向かって移動される。これにより、ワイパ５１が、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａ上をはみ出し量ｓに応じた撓み量をもって摺動し、ノズル形成面２１ａ上に付着したインクをワイパ５１自体に転移させることによって払拭する。その後、ワイパ５１が退避位置まで下降され、印字ヘッド２１が再びヘッドキャップ６３の真上に移動される。

インク滴吐出検査では、印字ヘッド２１のインクノズルから帯電したインクを吐出させる（ステップＳ０５）。このようにすると、帯電インクが吸収材９５に着弾することにより生じる電流変化の信号が、電流検査用の金属軸９７からリード線９８を介して取り出され、その電流変化に基づいて、インクノズルからのインク滴の吐出状態を検査することができる。
その後、ヘッドキャップ６３を下降させ、インク滴吐出検査を終了する（ステップＳ０６）。

以上、説明したように、上記実施形態に係るインクジェットプリンタによれば、インク滴吐出検査を実行する前に、ワイパ５１によってノズル形成面２１ａを払拭するので、インク滴がノズル形成面２１ａに付着していることによる検査不良を生じることなく、印字ヘッド２１に対して隙間をあけて配置させたヘッドキャップ６３に、インクノズルから帯電インクを吐出させてヘッドキャップ６３内での電流変化に基づいてインクノズルからのインク滴の吐出状態を精度良く検査することができる。

特に、インク滴がノズル形成面２１ａに付着することによって印加電圧が低下してしきい値未満となった際にワイパ５１によってノズル形成面２１ａを払拭してインク滴吐出検査を行うので、不必要にワイピング処理を行うことなく高精度にインク滴吐出検査を行うことができる。

なお、上記実施形態では、印字ヘッド２１に対してヘッドキャップ６３を所定の間隔をあけて配置した状態にて、印字ヘッド２１とヘッドキャップ６３との間に印加した電圧がしきい値に満たない場合に、ワイピング処理を行ったが、インク滴吐出検査の実行前にその都度ワイピング処理を実行しても良く、この場合、多少スループットに影響するものの、インク滴吐出検査を確実に行うことができ、検査精度を高めることができる。

また、印字ヘッド２１に対するヘッドキャップ６３のキャッピングの回数によってインク滴吐出検査時にワイピング処理を行うか否かを判断しても良い。
具体的には、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａにヘッドキャップ６３を密着させるキャッピング処理の回数が所定回数以上である場合に、ワイパ５１によってノズル形成面２１ａを払拭し、インク滴吐出検査を行う。
そして、この場合も、不必要にワイピング処理を行うことなく高精度にインク滴吐出検査を行うことができる。

本発明の実施形態に係る記録装置であるインクジェットプリンタの外観斜視図である。 インクジェットプリンタからプリンタケースを取り外した状態の斜視図である。 ヘッドメンテナンス機構の全体斜視図である。 ヘッドメンテナンス機構の分解斜視図である。 ヘッドメンテナンス機構の要部斜視図である。 ヘッドメンテナンス機構の要部斜視図である。 ヘッドメンテナンス機構の動作を説明する要部正面図である。 ヘッドメンテナンス機構の動作を説明する要部正面図である。 印字ヘッドに近接させたヘッドキャップを示すヘッドキャップを断面視した側面図である。 インク滴吐出検査処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

１…インクジェットプリンタ（記録装置）、２１…印字ヘッド、２１ａ…ノズル形成面、５１…ワイパ（ワイピング手段）、６３…ヘッドキャップ。

Claims (2)

1. 印字ヘッドのノズル形成面をワイパによって払拭するワイピング手段と、印字ヘッドに対して隙間をあけて配置させたヘッドキャップに、インクノズルから帯電インクを吐出させてヘッドキャップ内での電流変化に基づいて前記インクノズルからのインク滴の吐出状態を検査するインク滴吐出検査手段とを備えた記録装置であって、
   前記インク滴吐出検査手段によるインク滴吐出検査の実行前にワイピング処理が必要と判断されると、前記インクノズルからインクを吸引するインク吸引処理も前記インクノズルからのインクの吐出も行なうことなく、前記ワイピング手段によって前記ノズル形成面が払拭されることを特徴とする記録装置。
2. 前記印字ヘッドの前記ノズル形成面に前記ヘッドキャップを密着させるキャッピング処理の回数が所定回数以上である場合に、前記ワイピング手段によって前記ノズル形成面が払拭されることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。

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