JP5932473B2

JP5932473B2 - インクジェット記録装置

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Publication number: JP5932473B2
Application number: JP2012106984A
Authority: JP
Inventors: 慎平篠原; 健関野
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Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2032-05-08
Also published as: JP2013233710A; US8939527B2; US20130300784A1

Description

本発明は、インクタンク内のインクの攪拌を行うインクジェット記録装置に関する。

記録装置としては、記録ヘッドからインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置が多く採用されている。そのようなインクジェット記録装置に用いられるインクとしては、色材として染料を用いた染料インクが用いられる場合と、顔料を用いた顔料インクが用いられる場合が多い。これらのうち、顔料インクでは、長時間使用されずに放置されたときに、インク内で顔料成分が沈降して凝集することがある。これにより、インクが記録媒体上に吐出されたときに、吐出されたインク滴の濃度が着弾位置によって異なり、濃度の偏りが生じる場合がある。そのため、記録画像上に色ムラ等が生じ、これが記録画像に影響を及ぼす場合がある。

従って、インクタンク内で顔料の偏りが生じないように、インクタンク内で定期的にインクの攪拌の行われるインクジェット記録装置が提案されている。このようなインクジェット記録装置として、例えば、前回の攪拌動作からの経過時間及びインクタンク内のインク残量に応じて、攪拌の程度を調節するインクジェット記録装置が特許文献１に開示されている。

特開２００７−３３１３０７号公報

特許文献１に記載のインクジェット記録装置では、記録ヘッド及びインクタンクを搭載したキャリッジがガイドシャフトに沿って記録を伴わずに往復移動することによってインクタンク内のインクの攪拌が行われている。特許文献１では、攪拌動作の行われる位置については言及されていない。通常、キャリッジが予め定められた所定位置に移動したところで、インクタンク内におけるインクの攪拌動作が行われる。しかしながら、決まった同じ位置で攪拌動作が行われる場合、攪拌動作の行われる位置とその他の位置との間で部材同士の摺動の頻度が異なり、これに伴いキャリッジとガイドシャフトとの間の摩耗の程度に差が生じる。

キャリッジとガイドシャフトとの間の一部のみで摩耗が進むと、摩耗の程度の比較的大きな部分とそれ以外の部分との間で、それぞれの部材の間での摩擦の大きさが異なる。そのため、キャリッジがガイドシャフトに沿って移動する際に、摩耗の程度が変わる部分で振動が大きくなり、記録媒体へのインク滴の着弾精度が低下する可能性がある。これにより、記録画像の品質が低下する可能性がある。

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、キャリッジとガイド部材との間の摩耗の程度が偏らずに振動が少なく抑えられたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明は、インクジェット記録装置において、インクを吐出する記録ヘッド及びインクタンクを保持し、ガイドシャフトに沿って往復移動させるキャリッジと、前記記録ヘッドで記録を行うシートを支持するプラテンと、前記プラテンから前記記録ヘッドまでの距離を変えるように前記キャリッジの高さを変える変更手段と、前記ガイドシャフトと平行に延び、且つ、前記ガイドシャフトを中心とした前記キャリッジの回転を抑制するため前記キャリッジに設けられた摺動面が当接して摺動するサポート部材と、前記記録ヘッドのインクの吐出を伴わずに、限られた範囲で前記キャリッジを往復移動させることによって前記インクタンク内のインクを攪拌する撹拌動作を行なう制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記限られた範囲を互いに異なる第１範囲と第２範囲に変えるように前記キャリッジの移動を制御するとともに、前記サポート部材が当接する前記摺動面の位置を互いに異なる第１位置と第２位置に変えるように前記変更手段を制御するものであり、前記第１位置を維持して前記第１範囲で前記キャリッジが往復移動する第１撹拌モード、前記第１位置を維持して前記第２範囲で前記キャリッジが往復移動する第２撹拌モード、前記第２位置を維持して前記第１範囲で前記キャリッジが往復移動する第３撹拌モード、前記第２位置を維持して前記第２範囲で前記キャリッジが往復移動する第４撹拌モードから選択して前記撹拌動作を行うことが可能であることを特徴とする。

本発明によれば、キャリッジとガイド部材との間の摩耗が分散されるので、摩耗が一部に集中することでそこで摺動性が大きく変化することを抑えることができる。従って、これらの間で摺動性が大きく変化することが抑えられるので、キャリッジが走査を行う際に、振動が生じることを抑えることができる。これにより、記録におけるインクの着弾精度が低下し、記録画像に濃度ムラが生じることを抑えることができる。

本発明の第一実施形態に係るインクジェット記録装置の斜視図である。図１のインクジェット記録装置における内部の構成を示すために上ケースが取り外された状態を示した斜視図である。図１のインクジェット記録装置における制御系のブロック図である。図１のインクジェット記録装置におけるガイドシャフト、サポートレール、記録ヘッド、インクタンク及びキャリッジの部分についてのみ示した模式的な正面図である。図１のインクジェット記録装置におけるガイドシャフト、サポートレール、記録ヘッド、インクタンク及びキャリッジの部分についてのみ示した模式的な斜視図である。図１のインクジェット記録装置におけるガイドシャフト、ガイドシャフトカム、及びこれらの取り付けられたインクジェット記録装置本体側におけるシャーシの一部について示した斜視図である。図１のインクジェット記録装置において、ガイドシャフト、ガイドシャフトカムが回転角度を変化させたときのそれぞれの角度のときについて示したガイドシャフト、ガイドシャフトカム及びシャフト支持板の断面図である。図１のインクジェット記録装置において、ガイドシャフトが回転角度を変化させたときのそれぞれの角度のときについて示したガイドシャフト及びキャリッジ軸受の断面図である。図１のインクジェット記録装置において、ガイドシャフト及びキャリッジが高さを変化させたときのそれぞれの高さのときについて示したキャリッジ及びサポートレールの側面図である。図１のインクジェット記録装置において、それぞれの攪拌モードに対応するガイドシャフトカム半径、キャリッジの位置、ガイドシャフトの回転角、キャリッジの高さについて示したテーブルである。図１のインクジェット記録装置において、それぞれの攪拌のタイミングに対応する攪拌モードについて示したテーブルである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置１について説明する。図１は、本実施形態に係るインクジェット記録装置１の斜視図である。本実施形態のインクジェット記録装置１は、記録ヘッド７００及びインクタンク６０２を搭載したキャリッジが筐体１００の内部に収納されて構成されている。筐体１００は、主に上ケース１０１及び下ベース１０２によって構成されている。

インクジェット記録装置１の筐体１００には、アクセスカバー１０３が、上ケース１０１に対して端部が回転可能に設けられている。このアクセスカバー１０３を開くことにより、記録装置本体１００内部に収納されている記録ヘッド７００やインクタンク６０２などの部品に対して外部からアクセスすることができ、これらの部品を交換することが可能となる。

インクジェット記録装置１における筐体１００の正面には、電源キー１０４、レジュームキー１０５が押動可能に設けられている。また、電源キー１０４、レジュームキー１０５から延びるように、筐体１００には、ライトガイド１０６が設けられている。ライトガイド１０６は、操作基盤上に配設された発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）によって照射された光を、ユーザに対して通知できるように外部に導き、拡散させることが可能に配置されている。ＬＥＤは、点灯、点滅により、インクジェット記録装置１による電源のオン、オフ等の様々な状態をユーザに対して通知する。このように、インクジェット記録装置１は、ＬＥＤからの光を、ライトガイド１０６を介してユーザに伝達することで、インクジェット記録装置１の状態を表示する表示機能を備えている。

図２は、内部の構成を示すために、上ケース１０１が取り外された際の、本実施形態のインクジェット記録装置１にについて示した斜視図である。インクジェット記録装置１は、ヘッド回復部２００、給紙部３００、搬送部４００、排紙部５００、及び記録部６００を有している。これらのヘッド回復部２００、給紙部３００、搬送部４００、排紙部５００、及び記録部６００は、下ベース１０２上に配置されている。

記録部６００は、インクを吐出可能な記録ヘッド７００と、インクを貯留可能なインクタンク６０２と、記録ヘッド７００及びインクタンク６０２を搭載可能なキャリッジ６０１を有して構成されている。キャリッジ６０１は、記録ヘッド７００及びインクタンク６０２を搭載した状態で、記録シートの搬送方向（Ｙ方向）と交差する方向（Ｘ方向）に往復移動を行うことが可能である。

図３は、本実施形態のインクジェット記録装置における制御系のブロック構成図である。ＣＰＵ１０００は、ホスト装置２０００からの入力に応じて各種の動作の制御処理やデータ処理等を実行する。ＲＯＭ１０１０は、それらの処理手順等のプログラムが格納され、またＲＡＭ１０２０は、それらの処理を実行するためのワークエリアなどとして用いられる。記録ヘッド１０２からのインクの吐出は、ＣＰＵ１０００が記録素子を駆動させるための駆動データ（画像データ）及び駆動制御信号をヘッドドライバ１０３０に供給することにより行われる。ＣＰＵ１０００は、キャリッジを主走査方向に駆動するためのキャリッジモータ６０４をモータドライバ１０５０を介して制御し、また記録媒体を搬送するための搬送モータ１０６０を、モータドライバ１０７０を介して制御する。本実施形態では、ＲＯＭ１０１０、ＲＡＭ１０２０、ＣＰＵ１０００が、記録の制御を行う記録制御手段として機能している。

インクジェット記録装置１による記録の際には、まず、ホスト装置２０００からインクジェット記録装置１のＣＰＵ１０００に記録データが送られ、そのデータが制御基板上のＲＯＭ１０１０、ＲＡＭ１０２０といった制御部に一旦格納される。それから、制御部から記録動作開始命令が出されて、インクジェット記録装置１による記録動作が開始される。

図２に示されるように、記録ヘッド７００及びインクタンク６０２は、それぞれの色に対応して、キャリッジ６０１に搭載されている。インクタンク６０２に収容されたインクは、記録ヘッド７００に形成されたインク供給口を通してそれぞれのインク流路に供給される。インク供給口を介してそれぞれのインク流路に供給されたインクは、インク流路の先端の吐出口にてメニスカスを形成することにより安定に保持される。本実施形態では、インク流路のそれぞれには、発熱素子（電気熱変換体）が備えられている。発熱素子を選択的に通電させ、その発熱素子から熱エネルギーを発生させることにより、インク流路内のインクが加熱されて膜沸騰により発泡し、そのときの発泡エネルギーによって吐出口からインク滴が吐出される。

なお、本実施形態では、発熱素子の駆動によってインク内で発泡させてこのときの発泡エネルギーによって吐出口からインク滴を吐出することとしたが、本発明はこれに限定されない。インクを吐出するための方式は、ヒータを用いる方式の他に、ピエゾ素子を用いる方式、静電素子を用いる方式、ＭＥＭＳ素子を用いる方式などの方式を用いても良い。

ヘッド回復部２００は、記録ヘッド７００の吐出状態を良好に保つための回復処理を行うために設けられている。ヘッド回復部２００はキャップを有しており、キャリッジに搭載される記録ヘッドの吐出口のキャッピングをそのキャップによって行う。吐出口がキャッピングされて密封された状態でキャップ内部を減圧し、吐出口からインクを吸引する。これにより、吐出口周辺の増粘したインクや、インク内に含まれるゴミ等が回収されて吐出口からのインクの吐出状態を正常に回復させるものである。

記録が行われる際には、まず、給紙部３００に記録媒体としての記録シート（不図示）が積載される。記録シートは、インクジェット記録装置に設けられた給紙部３００で給紙され、搬送ローラによって図２に示される矢印Ｙ方向の副走査方向に搬送される。給紙トレイ３０１に積載された記録シートは、給紙口３０２から給送された記録シートは搬送部４００に配設された搬送ローラ４０１とピンチローラ４０２のニップ部に向けて搬送される。記録シートが搬送ローラ４０１とピンチローラとの間に到達すると、給紙ローラ３０３の駆動が停止され、記録シートと連れ回りするようになる。この時点で、シートは搬送ローラ４０１とピンチローラ４０２のみで搬送されるようになる。

記録シートが搬送部４００を経由して、記録ヘッド７００と対向する位置へ搬送されると、インクジェット記録装置１は、記録シートへの記録を開始する。記録シートへの記録においては、記録ヘッド７００を主走査方向に移動させつつ、プラテン上の記録シートの記録領域に向かってインクを吐出させる記録動作と、その記録幅に対応する距離だけ記録シートを副走査方向に搬送する搬送動作とが繰り返される。これらの記録動作と搬送動作とが繰り返されることによって、記録シート上に順次画像が記録される。このとき、記録シートは、所定改行量ごとに、プラテンに設けられたリブに沿って搬送される。記録シートの先端は、漸次第一排紙ローラ５０１及び第一拍車列のニップ部にかかるが、第一排紙ローラ５０１は搬送ローラ４０１と同期して回動することになり、そのため、記録シートは適切な張力が保たれながら搬送される。このように、記録が行なわれた記録シートは、排紙部５００に搬送されて、記録装置の外部へ排出される。

プラテン４０３は、その支持面で記録の際に記録シートを支持する。プラテン４０３の支持面は、キャリッジ６０１による往復移動する記録ヘッド７００における吐出口の形成された面に対し、Ｚ方向に所定の間隔が形成された状態で対向している。キャリッジ６０１は、ガイドシャフト（ガイド部材）１０８と、シャーシ１１０の上部に固定されたサポートレール（サポート部材）１０７とによって案内支持されている。ガイドシャフト１０８は、インクジェット記録装置１における筐体１００の下ベース１０２から延びたシャーシ１１０に支持されている。キャリッジ６０１には、キャリッジ６０１を主走査方向に貫通するように貫通孔７０１が形成されている。ガイドシャフト１０８は、貫通孔７０１の内部を通過してキャリッジ６０１を貫通するように配置されている。また、貫通孔７０１の内側には、キャリッジ軸受６０６が配置されている。キャリッジ６０１は、キャリッジ軸受６０６を介して、ガイドシャフト１０８によって支持されている。キャリッジ軸受６０６は、ガイドシャフト１０８に対して摺動することが可能に構成されている。

本実施形態では、キャリッジ６０１によるガイドシャフト１０８を中心とした回転を抑制するために、ガイドシャフト１０８の延びる方向に平行に延びたサポートレール１０７がインクジェット記録装置１の本体側のシャーシ１１０に取り付けられている。すなわち、キャリッジ６０１は、サポートレール１０７と摺動することで姿勢が保持されている。後述するように、ガイドシャフト１０８は、ガイドシャフトカム１０９によってインクジェット記録装置１の本体に対して相対的に移動することが可能に取り付けられている。しかしながら、サポートレール１０７は本体側のシャーシ１１０に固定的に取り付けられている。従って、本実施形態では、サポートレール１０７は、インクジェット記録装置１の本体に対して相対的に移動することができない。

図９に示されるように、キャリッジ６０１におけるサポートレール１０７に対応した位置には、上面から突出した突出部７０２がＹ方向に沿って二つ形成されている。キャリッジ６０１は、サポートレール１０７がこれらの二つの突出部７０２の間に挟まれるように配置される。本実施形態では、サポートレール１０７は、記録シートの搬送方向の上流側に形成された第２摺動面６０７と当接するように構成されている。キャリッジ６０１が第２摺動面６０７と当接することにより、キャリッジ６０１がガイドシャフト１０８を中心に回転することが抑制される。キャリッジ６０１とサポートレール１０７との間の摺動面での摺動を良好に行わせるために、突出部７０２の摺動面には、固体潤滑剤がコーティングされていても良い。また、本実施形態では、キャリッジ６０１における記録シートの搬送方向上流側の突出部７０２のみにサポートレール１０７と当接する当接面を形成させることとしたが、本発明はこれに限定されない。キャリッジ６０１における記録シートの搬送方向上流側及び下流側の両方の突出部７０２に当接面を形成させることとしても良い。

また、インクジェット記録装置１では、キャリッジモータ６０４とアイドラプーリ６０８とが、筐体１００の下ベース１０２に取り付けられている。これらのキャリッジモータ６０４とアイドラプーリ６０８との間には、キャリッジベルト６０９が張架されて配置されると共に、キャリッジベルト６０９の一部にキャリッジ６０１が取り付けられている。これにより、キャリッジモータ６０４が駆動されると、キャリッジベルト６０９によって駆動力がキャリッジ６０１に伝達され、ガイドシャフト１０８に沿ってキャリッジ６０１が往復移動する。

本実施形態のインクジェット記録装置１のインクタンクの内部には、顔料インクが収容されている。インクタンク６０２の内部には、後述するインクタンク内のインクの攪拌動作の際に、インクタンク６０２内に収容されたインクを攪拌するための攪拌手段が取り付けられている。攪拌手段としては、インクタンク６０２内に揺動可能に吊り下げられた攪拌板や、インクタンク６０２の底面に移動可能に配置された剛球等が使用される。このような攪拌手段を用いてインクを攪拌させることで、インクタンク６０２内のインクに流れを生じさせることができ、インクタンク６０２内のインクをより効率的に攪拌することができる。なお、本実施形態では、インクタンクの内部に攪拌手段が取り付けられ、攪拌手段を用いてインクタンク内に収容されたインクを攪拌することとしたが、本発明はこれに限定されない。キャリッジが往復移動を行う際のキャリッジの加減速による加速度の変化によるインクの攪拌で十分であれば、必ずしもインクタンクに攪拌手段が取り付けられなくても良い。

次に、インクタンク内でのインクの攪拌動作について説明する。本実施形態では、記録ヘッドから吐出されるインクとして顔料成分の含まれた顔料インクが用いられている。そのため、インクが長時間使用されずに放置された場合には、インク内で顔料成分が沈降する場合がある。インク内で顔料成分が沈降した結果、インクの濃度に吐出されるインク滴ごとに偏りが生じると、記録画像において領域ごとに濃度に偏りが生じ、記録画像に色ムラ、濃度ムラが生じて記録画像の品質が低下する場合がある。従って、インクタンク６０２内で、顔料インクの濃度を均一に保つ必要がある。そのため、本実施形態では、インクの吐出を伴わずに、所定の範囲に亘って所定の速度、加速度でキャリッジ６０１をガイドシャフト１０８の延びる方向に往復移動させ、インクタンク内のインクを攪拌させる攪拌動作を行っている。このように、定期的に、キャリッジの往復移動によってインクタンク内のインクの攪拌動作が行われることで、インクタンク内でインクの濃度が均一に保たれる。従って、吐出されるインク滴において、記録画像の領域ごとのインク濃度の偏りが生じることが抑えられ、記録画像の品質が高く維持される。特に、本実施形態では、インクタンク内に攪拌板や、剛球等の攪拌手段が設けられているので、攪拌が効率的に行われる。

本実施形態では、この攪拌動作を行う位置を、キャリッジ６０１の移動可能な範囲の内部に複数設けている。すなわち、キャリッジ６０１の移動可能な範囲のうち、複数の位置で攪拌動作が行われる。従って、キャリッジ６０１の移動可能な範囲内で、攪拌動作の行われる位置が複数の位置に分散される。このように、攪拌動作の行われる位置が、キャリッジ６０１の移動可能な範囲内に複数存在するようにキャリッジ６０１の移動が制御されている。本実施形態では、ＣＰＵ１０００が、キャリッジ６０１の移動を制御する制御手段として機能している。そのため、攪拌動作が特定の位置で繰り返し行われることによる摩耗の偏りが抑えられ、ガイドシャフト１０８及びサポートレール１０７における攪拌による摩耗の程度がキャリッジ６０１の移動可能な範囲内に亘って均一に分散される。これにより、ガイドシャフト１０８及びサポートレール１０７において、摩耗の程度が急激に変化する位置が生じることを抑えることができると共に、摺動性が大きく変化する位置が生じることを抑えることができる。ガイドシャフト１０８及びサポートレール１０７において、摺動性の大きな変化が抑えられるので、キャリッジ６０１が走査を行う際に、振動が生じることを抑えることができる。キャリッジ６０１の走査の際に振動の発生が抑えられるので、記録ヘッドにおける吐出口の形成された面と記録シートとの間の距離が変化することが抑えられる。これにより、着弾精度が変化し、記録画像に濃度ムラが生じることを抑えることができる。

攪拌動作では、キャリッジ６０１が、一定範囲内において同一箇所で往復移動を行う。そのため、仮に攪拌動作がキャリッジ６０１の移動可能な範囲のうちの所定位置の一箇所のみで行われる場合には、ガイドシャフト１０８及びサポートレール１０７におけるキャリッジ６０１と摺動する箇所が偏って摩耗する。特に、一回当たりの往復動作の回数が多くなると、そこでの摩耗がさらに大きくなる。摺動面の摩耗が偏ってしまうと、キャリッジ６０１とガイドシャフト１０８あるいはサポートレール１０７との間の摺動性が変化してしまうため、そこでキャリッジ６０１の移動時の振動が大きくなる。これにより、インクの記録シートへの着弾精度が影響を受け、記録画像の品質が低下する可能性がある。

ガイドシャフト１０８におけるＸ方向について、攪拌動作の行われる位置の分散について具体的に説明する。図４に、ガイドシャフト１０８の軸方向に沿った攪拌動作の行われる攪拌位置を示したキャリッジ６０１、インクタンク６０２及び記録ヘッド７００についての正面図を示す。

攪拌動作ではキャリッジ６０１の往復動作中の反転時に所定の加速度が必要となるため、この加速度が得られる範囲内で攪拌距離ｌを設定する。攪拌の強度は、撹拌動作の往復動作回数で調整される。本実施形態では、攪拌動作位置は、Ｘ方向に沿って左右に２つ設けられ、攪拌位置Ｘ_Rは図４における向って右側の撹拌動作開始位置を示し、攪拌動作Ｘ_Lは図４における向って左側の撹拌動作開始位置を示している。Ｘ_RとＸ_LはＸ方向の基準位置Ｘ₀からの距離を表している。攪拌位置Ｘ_Rはキャリッジ６０１の基準位置Ｘ₀からＸ_Rだけ移動した距離から距離ｌの範囲で撹拌動作を行い、攪拌位置Ｘ_Lはキャリッジ６０１の基準位置Ｘ₀からＸ_L移動した距離から距離ｌの範囲で撹拌動作を行う。それぞれの攪拌距離ｌ同士が重ならないのであれば、設定される攪拌位置は図示されているような２つの攪拌位置に限らず、３つ以上の攪拌位置が存在しても構わない。また、攪拌距離ｌは、攪拌位置によって変動させても良いし、常に一定に固定されていても構わない。このように、攪拌位置をＸ方向に複数持つことで、ガイドシャフト１０８の摩耗の偏りを低減させることができる。

図５、図６に示されるように、ガイドシャフト１０８の両端部には、ガイドシャフトカム１０９が取り付けられている。図５には、ガイドシャフト１０８、サポートレール１０７、キャリッジ６０１、記録ヘッド７００及びインクタンク６０２についての斜視図が示されている。また、図６には、ガイドシャフト１０８の、インクジェット記録装置１における本体側のシャーシ１１０への取り付け部周辺についての斜視図が示されている。ガイドシャフト１０８を回転させてガイドシャフトカム１０９を回転させることにより、ガイドシャフト１０８の高さを変化させることができる。すなわち、Ｚ方向に沿ったガイドシャフト１０８の位置を変化させることができる。ガイドシャフト１０８がＺ方向に移動した場合は、それに伴ってキャリッジ６０１も同様の方向に移動することになる。ガイドシャフトカム１０９には、ガイドシャフト１０８及びガイドシャフトカム１０９の回転軸と同軸の歯車が取り付けられている。また、その歯車には、伝達歯車を介して、姿勢切換モータ（不図示）が接続されている。そのため、姿勢切換モータが駆動されるとガイドシャフトカム１０９に取り付けられた歯車が回転し、歯車の回転に伴ってガイドシャフト１０９が回転する。このように、ガイドシャフトカム１０９は、姿勢切換モータによる回転駆動に伴って、回転動作を行う。

また、ガイドシャフト１０８には「Ｄ」形状の軸が形成され、ガイドシャフトカム１０９には「Ｄ」形状の穴が形成されている。ガイドシャフト１０８に形成された軸がガイドカムシャフト１０９に形成された穴に挿入されてこれらが嵌め合わされることで、ガイドカムシャフト１０９がガイドシャフト１０８に取り付けられている。このようにガイドシャフト１０８がガイドカムシャフト１０９に取り付けられているので、これらがお互いに相対的に移動することができず、ガイドシャフトカム１０９がガイドシャフト１０８と共に回転する。すなわち、ガイドシャフト１０８に、ガイドシャフトカム１０９が固定されて取り付けられている。

図６には、ガイドシャフト１０８及びガイドシャフトカム１０９の一端について示されている。なお、ガイドシャフト１０８の他端についても図６に示されたものと同様の形状である。また、インクジェット記録装置１における本体には、ガイドシャフトカム１０９を支持するシャフト支持板（支持台）１１１が設けられている。ガイドシャフトカム１０９は、シャフト支持板１１１上に支持される。ガイドシャフトカム１０９は、外縁において角度の異なる位置ごとに回転中心からの半径の異なるカム面を有しているため、ガイドシャフトカム１０９が回転すると、回転中心とシャフト支持板１１１との間の距離が変化する。

図７（ａ）〜（ｃ）には、ガイドシャフト１０８の角度を変化させたときの、それぞれの角度のときについての、ガイドシャフト１０８、ガイドシャフトカム１０９及びシャフト支持板１１１について示した模式的な断面図が示されている。図５、図７に示されるように、ガイドシャフト１０８におけるガイドシャフトカム１０９よりも軸方向の外側の位置には、ガイドシャフト１０８から外側に突出した突起７０３が形成されている。また、ガイドシャフト１０８は、突起７０３が筐体１００におけるシャーシ１１０に形成されたガイドスリット１１２に挿入された状態でシャーシ１１０によって支持されている。そのため、ガイドシャフト１０８は、ガイドスリット１１２に沿って、Ｚ方向に移動可能である。すなわち、ガイドシャフト１０８は、回転したときにガイドシャフトカム１０９によってシャフト支持板１１１からの距離が変化することで、ガイドシャフト１０８とプラテン４０３における支持面との間の距離を変化させることが可能である。従って、ガイドシャフト１０８は、回転することによってガイドシャフトカム１０９の回転中心とシャフト支持板１１１との間の距離を変化させながら、ガイドスリット１１２に沿ってＺ方向に移動する。そのため、ガイドシャフト１０８の回転に伴いガイドシャフトカム１０９の回転中心からの半径Ｒが変化すると、ガイドシャフト１０８のＺ方向に沿う位置が変化し、ガイドシャフト１０８を保持するキャリッジ６０１もＺ方向に移動する。これにより、記録ヘッド７００における吐出口の形成された面とプラテン４０３との間のＺ方向に沿った距離が変動する。

図７（ａ）〜（ｃ）に、ガイドシャフトカム１０９の回転中心からシャフト支持板１１１との当接面までの半径Ｒの変化について示す。半径Ｒが短い程、ガイドシャフト１０８の位置が低く、記録ヘッド７００における吐出口の形成された面と記録シートとの間の距離が短い。図７（ａ）は、図７（ａ）〜（ｃ）の三つのパターンのうち、最もガイドシャフトカム１０９の回転中心からシャフト支持板１１１との当接面までの半径Ｒが短いときの半径Ｒ１を示している。このときのキャリッジ６０１のポジションは、写真などの高精度の記録を行うのに適している。図７（ｂ）は、三つのパターンのうち、記録ガイドシャフトカム１０９の回転中心からシャフト支持板１１１との当接面までの半径Ｒが中程度のときの半径Ｒ２を示している。このときのキャリッジ６０１のポジションは、文章等の高精細ではない記録を行うときに用いられる。また、図７（ｃ）は、三つのパターンのうち、記録ガイドシャフトカム１０９の回転中心からシャフト支持板１１１との当接面までの半径Ｒが最も長いときの半径Ｒ３を示している。このときのキャリッジ６０１のポジションは、厚紙への記録の際や、インクタンク６０２の交換を行うとき等に用いられる。

このように、上記の半径Ｒは、そのときの用途に応じて適宜変えることが可能である。すなわち、ガイドシャフト１０８は、プラテン４０３における記録シートを支持する支持面との間の距離を変化させることが可能である。そして、攪拌動作の行われる際の、ガイドシャフト１０８と支持面との間の距離が複数存在するようにガイドシャフト１０８の位置が制御される。本実施形態では、ＣＰＵ１０００が、ガイドシャフト１０８のＺ方向への位置を制御する。なお、本実施形態では、キャリッジ６０１のポジションについて、半径Ｒの異なる３つのポジションが設定されているが、本発明はこれに限定されない。半径Ｒの異なる４つ以上のポジションが設定されていても良い。

また、本実施形態では、ガイドシャフト１０８を回転させることにより、ガイドシャフト１０８における設置されている際の角度を攪拌動作ごとに変化させることで、ガイドシャフト１０８とキャリッジ６０１との間の摺動部の位置を変化させることができる。これにより、攪拌動作ごとに、ガイドシャフト１０８とキャリッジ６０１とが摺動する位置を分散させている。

ガイドシャフト１０８の回転によるガイドシャフト１０８とキャリッジ軸受け６０６の内面との摺動面の分散について具体的に述べる。図８（ａ）〜（ｃ）に、ガイドシャフト１０８が角度を変化させたときの、それぞれのガイドシャフト１０８の角度におけるガイドシャフト１０８及びキャリッジ軸受６０６の模式的な断面図を示す。キャリッジ軸受６０６の内面の、軸に直交する面による断面は、ほぼ円周状に形成されている。また、キャリッジ軸受６０６の内面には、部分的に直線状の弦が形成され、そこの部分でガイドシャフト１０８の中心からキャリッジ軸受６０６の内面までの距離が短く形成されている。そのため、キャリッジ軸受６０６の内面は、直線状の弦となる部分で、ガイドシャフト１０８の外周面と接触して摺動する。本実施形態では、キャリッジ軸受６０６の内面には、３箇所の直線状の弦となる部分が形成されている。

ガイドシャフト１０８は、キャリッジ６０１のキャリッジ軸受６０６に対して相対的に回転することが可能に形成されている。そのため、ガイドシャフト１０８がキャリッジ軸受６０６に対して相対的に回転することで、ガイドシャフト１０８の外周におけるキャリッジ軸受６０６の内面と摺動する摺動面の位置が変わる。すなわち、攪拌動作の行われる際の、ガイドシャフト１０８の、キャリッジ６０１におけるキャリッジ軸受６０６に対する相対的な回転角度が複数存在するように、ガイドシャフト１０８の回転が制御されている。本実施形態では、ＣＰＵ１０００が、ガイドシャフト１０８の回転を制御している。

図８（ａ）〜（ｃ）では、基準となる位置からのガイドシャフト１０８の回転方向への角度をθとして、それぞれの状態でのガイドシャフト１０８の回転角を示している。ガイドシャフトカム１０９における回転中心からの半径がＲ１であるときのガイドシャフト１０８の角度をθ１、半径がＲ２のときのガイドシャフト１０８の角度をθ２半径がＲ３のときのガイドシャフト１０８の角度をθ３とする。また、基準となる位置から、ガイドシャフト１０８が回転するに従って到達する摺動面を摺動面Ａ、Ｂ、Ｃとする。

図８（ａ）は、ガイドシャフト１０８における摺動面Ｉが、基準となる位置から、ガイドシャフト１０８の角度θ１の回転によってガイドシャフト１０８と軸受６０６との一つ目の接触部Ａに到達したときの状態を示した図である。図８（ａ）のときに摺動面Ａ、Ｂと摺動するガイドシャフト１０８の摺動面を摺動面Ｉとする。図８（ｂ）は、ガイドシャフト１０８における摺動面Ｉが、基準となる位置から、ガイドシャフト１０８の角度θ２の回転によって、二つ目のガイドシャフト１０８と軸受６０６との接触部Ｂを通過したときの状態を示した図である。図８（ｂ）のときに摺動面Ａ、Ｂと摺動するガイドシャフト１０８の摺動面を摺動面ＩＩとする。図８（ｃ）は、ガイドシャフト１０８における摺動面Ｉが、基準となる位置から、ガイドシャフト１０８の角度θ３の回転によって、三つ目のガイドシャフト１０８とキャリッジ軸受６０６との接触部Ｃを通過したときの状態を示した図である。図８（ｃ）のときに摺動面Ａ、Ｂと摺動するガイドシャフト１０８の摺動面を摺動面ＩＩＩとする。

ガイドシャフト１０８を回転させ、回転角をθ１〜３へ変化させることによって、ガイドシャフト１０８の外周におけるキャリッジ軸受６０６と接触する部分を移動させている。この回転角θについては、いくつ設けられても良い。このように、ガイドシャフト１０８を回転させることで回転角を変化させ、ガイドシャフト１０８の外周面における摺動する部分の位置を分散させることが可能となる。

次に、サポートレール１０７とキャリッジ６０１と間の摺動面について、Ｚ方向への分散について図９（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図９（ａ）〜（ｃ）は、キャリッジ６０１とサポートレール１０７との間でＺ方向に関する位置関係を変化させた場合の、それぞれの状態について示したサポートレール１０７及びキャリッジ６０１の摺動面について示した側面図である。本実施形態では、キャリッジ６０１における上面から突出した二つの突出部７０２がサポートレール１０７を挟み込んだ状態で、キャリッジ６０１の回転を抑えるように、サポートレール１０７によってキャリッジ６０１の姿勢を保持している。本実施形態では、Ｙ方向に並べられた二つの突出部７０２がサポートレール１０７を挟み込んでいるので、キャリッジ６０１のＺ方向への移動が妨げられず、キャリッジ６０１はＺ方向に移動することが可能である。従って、ガイドシャフト１０８をＺ方向に移動させることでキャリッジ６０１をＺ方向に移動させ、これによってキャリッジ６０１の突出部７０２におけるサポートレール１０７との間の摺動部分の位置（摺動部）を移動させて分散させることができる。これにより、キャリッジ６０１における第２摺動面６０７の摩耗を分散させることができる。

ガイドシャフトカム１０９が回転することで、ガイドシャフトカム１０９の回転中心のＺ方向に関する位置が移動し、これに応じてキャリッジ６０１がＺ方向に移動する。このとき、キャリッジ６０１の高さの変動に合わせて、サポートレール１０７とキャリッジ６０１との間で摺動する部分（摺動部）が第２摺動面６０７内で移動する。

図７（ａ）に示されるガイドシャフト１０８の回転中心から、ガイドシャフトカム１０９とシャフト支持板１１１との当接面までの半径ＲがＲ１であるときのキャリッジ６０１のＺ方向に関する位置をＺ１とする。また、図７（ｂ）に示される半径ＲがＲ２であるときのキャリッジ６０１のＺ方向に関する位置をＺ２とし、図７（ｃ）に示される半径ＲがＲ３であるときのキャリッジ６０１のＺ方向に関する位置をＺ３とする。このとき、図９（ａ）に示される状態でのキャリッジ６０１のＺ方向に関する位置がＺ１であり、図９（ｂ）の状態でのキャリッジ６０１のＺ方向に関する位置がＺ２であり、図９（ｃ）の状態でのキャリッジ６０１のＺ方向に関する位置がＺ３である。このように、本実施形態では、シャーシ１１０に固定されたサポートレール１０７に対し、キャリッジ６０１がＺ方向に相対的に移動することによって、サポートレール１０７と第２摺動面６０７との摺動する位置を変動させている。

このように、ガイドシャフト１０８が、プラテン４０３における支持面との間の距離を変化させるように移動することによって、キャリッジ６０１が支持面との間の距離を変化させるように移動する。このとき、キャリッジ６０１は、サポートレールと摺動することで、キャリッジ軸受６０６でガイドシャフト１０８を中心に回転しないように、姿勢が保持されている。このとき、キャリッジ６０１における、サポートレール１０７と摺動する摺動部が第２摺動面６０７内で複数存在するように、ガイドシャフト１０８の位置を制御している。ガイドシャフト１０８のＺ方向への位置を変化させることで、キャリッジ６０１のＺ方向への位置が変化し、これに伴ってキャリッジ６０１におけるサポートレール１０７と摺動する摺動部が第２摺動面６０７内で変化する。このとき、ＣＰＵ１０００が、攪拌動作の際のキャリッジ６０１におけるサポートレール１０７と摺動する摺動部の位置を制御している。

なお、キャリッジ６０１のＺ方向への位置は、上記の３つに限定されるものではなく、キャリッジ６０１の移動可能な範囲において、いくつ設けられても構わない。

このように、本実施形態では、ガイドシャフト１０８の延びる方向に沿った攪拌動作を行う際のキャリッジ６０１の位置、ガイドシャフト１０８の回転角度がそれぞれ複数設定されている。また、ガイドシャフト１０８の回転角度が変動することで、キャリッジ軸受６０６とガイドシャフト１０８の間の摺動する部分及びキャリッジ６０１のＺ方向に沿った位置がそれぞれ変動する。本実施形態では、それぞれが組み合わせられた状態で複数の攪拌モードが設定され、設定された攪拌モードからそれぞれの状況に応じて攪拌モードが選択される。

すなわち、本実施形態では、攪拌動作の行われる位置が予め複数設定され、攪拌モードが選択されることで、攪拌動作が行われるごとに、ガイドシャフト１０８の延びる主走査方向に沿った攪拌動作の行われる位置が、複数設定された位置から選択される。また、攪拌動作の行われる際のガイドシャフト１０８のキャリッジ６０１に対する相対的な回転角度が予め複数設定されている。そこで、攪拌モードが選択されることで、攪拌動作が行われるごとに、ガイドシャフトのキャリッジ６０１に対する相対的な回転角度を、複数設定された回転角度から選択される。また、攪拌動作の行われる際のガイドシャフト１０８とプラテン４０３における支持面との間の距離が予め複数設定されている。そして、攪拌モードが選択されることで、攪拌動作が行われるごとに、ガイドシャフト１０８とプラテン４０３における支持面との間の距離が、複数設定された距離から選択される。また、攪拌動作の行われる際の、キャリッジ６０１における、サポートレール１０７と摺動する摺動部が第２の摺動面６０７内で予め複数設定されている。そして、攪拌モードが選択されることで、攪拌動作が行われるごとに、キャリッジ６０１における、サポートレールと摺動する摺動部が、複数設定された摺動部から選択される。

以下、それぞれの場合に選択される攪拌モードについて説明する。なお、写真等の高精度の記録精度が求められる記録に使用するためのキャリッジ６０１ポジションでは、攪拌は行われないこととする。そのため、キャリッジカム１０９の回転中心からの半径Ｒ１の時のポジションについては使用されない。そこで、それぞれの場合に応じて、図１０に示されるように、半径Ｒ２と半径Ｒ３、攪拌位置Ｒと攪拌位置Ｌを用いた、攪拌モードＴｙｐｅＡ、ＴｙｐｅＢ、ＴｙｐｅＣ及びＴｙｐｅＤを設定する。

図１０には、それぞれの攪拌モードにおける、ガイドシャフト１０８及びキャリッジ６０１の位置、状態について示されている。具体的には、攪拌動作の行われる際の、ガイドシャフトカム１０９におけるシャフト支持板１１１との当接面までの半径Ｒ、キャリッジ６０１のＸ方向に沿う位置、基準位置からのガイドシャフト１０８の回転角及びキャリッジのＺ方向に沿う位置が示されている。

ＴｙｐｅＡでは、半径Ｒ２−攪拌位置Ｘ_R―回転角θ２−Ｚ２が組合せられている。ＴｙｐｅＢは、半径Ｒ２−攪拌位置Ｘ_L―回転角θ２−Ｚ２が組合せられている。ＴｙｐｅＣは、半径Ｒ３−攪拌位置Ｘ_R―回転角θ３−Ｚ３が組合せられている。ＴｙｐｅＤは、半径Ｒ３−攪拌位置Ｘ_L―回転角θ３−Ｚ３が組み合わせられている。

攪拌動作を行うタイミングは、インクタンク内の顔料成分の沈降による吐出されるインクの濃度変化を防ぐために、前回の攪拌動作からの経過時間に応じて行われる。また、それと共に、インクタンクの交換や記録ヘッドの回復の行われる際に、これらの工程と並行して行われる。それぞれの攪拌動作では、そのときの状態に応じて、最適な撹拌動作の往復回数を選択する。

また、攪拌動作の行われるタイミングは、記録動作を妨げないように、なるべく記録命令のデータが入力される間や、特定の動作を行うときに、これらの動作と並行に行われることが好ましい。これにより、攪拌のために時間を割く必要がなくなるので、ユーザに対して攪拌動作のために必要とされる待ち時間を少なくしている。

攪拌動作の行われるタイミングとしては、本実施形態では、例えば、ユーザが攪拌動作を行いたいときに任意で行うマニュアル攪拌がある。また、インクタンク内のインクが無くなった場合に新しいインクタンク６０２に交換した直後に行う、インクタンク交換時の攪拌動作がある。また、記録ヘッドのインク吐出を良好な状態に保つために行われる回復動作の際の、記録ヘッド回復時の攪拌動作がある。また、インクジェット記録装置１における電源がＯＮの状態で、ある一定時間に何も指令がない場合に、インクタンク内のインクの品質を維持することを目的として行う、タイマ割り込み時の攪拌動作がある。また、電源キー１０４を押して、記録装置に電源が入った直後の初期動作中に行う、電源ＯＮ時の攪拌動作がある。これらの攪拌タイミング１．マニュアル攪拌時、２．アクセスカバーＣＬＯＳＥ時、３．記録ヘッドキャッピング時、４．タイマ割り込み時及び５．電源ＯＮ時の５つの状態と、それぞれの際の攪拌モードとの組合せを、図１１に示す。

本実施形態では、攪拌動作の行われるタイミングごとにそれぞれ決まった攪拌モードが設定されている。図１１には、基本的な場合の攪拌タイミングと、それぞれの攪拌タイミングごとに設定された攪拌モードとの組合せを示すテーブルが示されている。攪拌タイミングとして、マニュアル攪拌が行われる際には、攪拌モードとして、ＴｙｐｅＤが選択される。また、攪拌タイミングとして、インクタンク交換と並行して攪拌が行われる際には、攪拌モードとして、ＴｙｐｅＣが選択される。また、攪拌タイミングとして、記録ヘッドにおける吐出状態の回復動作と並行して攪拌が行われる際には、攪拌モードとして、ＴｙｐｅＡが選択される。また、攪拌タイミングとして、タイマ割り込み時に攪拌が行われる際には、攪拌モードとして、ＴｙｐｅＢが選択される。また、攪拌タイミングとして、指令が出されずに電源のＯＮの状態が一定期間続いたときに攪拌が行われる際には、攪拌モードとして、ＴｙｐｅＡが選択される。

これらの組合せでは、記録ヘッドの状態、インク残量、経過時間やヘッド回復タイミングに応じて、選択する攪拌モードが変えられても良い。また、攪拌モードは、常に攪拌タイミングと一対一の関係を取らなくても良い。攪拌動作を行うキャリッジ６０１のポジションでの往復動作をカウントしておくことで、攪拌タイミングが同じであっても、摺動面を分散させるために攪拌モードを順繰りに変えたり、乱数を用いてランダムに攪拌モードを選択させたりしても良い。

以上の実施形態によれば、攪拌動作を行う攪拌モードを複数設けることで、複数の攪拌モードからそれぞれのタイミングごとに設定された攪拌モードを選択することができる。これにより、キャリッジ６０１とガイドシャフト１０８との摺動面、キャリッジ６０１とサポートレール１０７との摺動面、ガイドシャフト１０８のＸ方向の摺動箇所を分散させることで摺動面の摩耗が平均化される。これによって、キャリッジ６０１の往復動作が安定するため着弾精度の低下を抑えることができる。

なお、本明細書において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わずに用いられる。また、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または記録媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録装置」は、シングルファンクションプリンタのみならず、記録機能にコピー機能、ファクシミリ機能などを付加した複合機にも適用することができる。「記録装置」は、プリンタ、プリンタ複合機、複写機、ファクシミリ装置などのプリント機能を有する装置、ならびにインクジェット技術を用いて物品の製造を行なう製造装置を含む。

また、「記録シート」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものを表すものとする。

１インクジェット記録装置
１０８ガイドシャフト
６０１キャリッジ
６０２インクタンク
７００記録ヘッド

Claims

インクを吐出する記録ヘッド及びインクタンクを保持し、ガイドシャフトに沿って往復移動させるキャリッジと、
前記記録ヘッドで記録を行うシートを支持するプラテンと、
前記プラテンから前記記録ヘッドまでの距離を変えるように前記キャリッジの高さを変える変更手段と、
前記ガイドシャフトと平行に延び、且つ、前記ガイドシャフトを中心とした前記キャリッジの回転を抑制するため前記キャリッジに設けられた摺動面が当接して摺動するサポート部材と、
前記記録ヘッドのインクの吐出を伴わずに、限られた範囲で前記キャリッジを往復移動させることによって前記インクタンク内のインクを攪拌する撹拌動作を行なう制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記限られた範囲を互いに異なる第１範囲と第２範囲に変えるように前記キャリッジの移動を制御するとともに、前記サポート部材が当接する前記摺動面の位置を互いに異なる第１位置と第２位置に変えるように前記変更手段を制御するものであり、
前記第１位置を維持して前記第１範囲で前記キャリッジが往復移動する第１撹拌モード、前記第１位置を維持して前記第２範囲で前記キャリッジが往復移動する第２撹拌モード、前記第２位置を維持して前記第１範囲で前記キャリッジが往復移動する第３撹拌モード、前記第２位置を維持して前記第２範囲で前記キャリッジが往復移動する第４撹拌モードから選択して前記撹拌動作を行うことが可能であることを特徴とするインクジェット記録装置。
前記キャリッジは、前記変更手段により、前記第１位置および前記第２位置よりも前記記録ヘッドが前記プラテンに近づく第３位置をとることが可能であり、
前記制御手段は、前記第３位置においては前記撹拌動作を行なわないことを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記変更手段は、前記ガイドシャフトを回転させる駆動源と、前記ガイドシャフトの回転に伴って前記ガイドシャフトの高さが変わるカム機構とを備え、
前記制御手段は、前記ガイドシャフトが第１回転角度のときに前記サポート部材は前記摺動面の前記第１位置に当接して前記第１撹拌モードまたは前記第２撹拌モードを実行し、前記ガイドシャフトが第２回転角度のときに前記サポート部材は前記摺動面の前記第２位置に当接して前記第３撹拌モードまたは前記第４撹拌モードを実行することを特徴とする、請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
前記ガイドシャフトが前記第１回転角度のときと前記第２回転角度のときとでは、前記ガイドシャフトの表面が前記ガイドシャフトの軸受に当接する位置が異なることを特徴とする、請求項３に記載のインクジェット記録装置。
前記インクタンクは顔料インクを貯留することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。