JP3572854B2 - インクジェットプリンタ及びダンパ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャリッジの往復走行により主走査動作を行うインクジェットプリンタに関し、特に、印字ヘッドに対してインク供給チューブを用いてインクを供給する場合の主走査動作の安定化を図る技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
キャリッジの往復走行による主走査動作を行うインクジェットプリンタとして、例えば図7に示すようなシリアルスキャン型のインクジェットプリンタが知られている。図7は、このインクジェットプリンタの構成例を示す要部斜視図であり、各部材の位置関係を明らかにするものである。図示のインクジェットプリンタ10は、フレーム2、ガイドレール3、キャリッジ4、印字ヘッド5、インクカートリッジ6、及びインク供給チューブ7を備え、印字媒体となる印字用紙Sを図示しない搬送機構によって紙送りしつつ、印字を行う。
【0003】
フレーム2は、2本のガイドレール3を主走査方向に固定させるものであり、ガイドレール3は、キャリッジ4を図示しない駆動機構によって主走査方向(図7中、左右方向)に往復走行させる際に、キャリッジ4を摺動自在に支持するものである。印字ヘッド5は、キャリッジ4の下部に一体的に設けられ、複数のインクジェットノズルからインクを吐出させることにより、印字用紙Sに印字を行うものである。インクカートリッジ6は、印字ヘッド5から吐出されるインクを蓄えておくためのインク貯留タンクである。インク供給チューブ7は、インクカートリッジ6内に蓄えられたインクを印字ヘッド5に供給するためにキャリッジ4の一方端に取り付けられたインク流路である。
【0004】
なお、図示を省略してあるが、インク供給チューブ7のインク供給端と印字ヘッド5との間にはダンパが介在し、キャリッジ4の往復走行の際のインクの揺れを吸収するようにしている。このダンパの構造は図8(a),(b)に示すとおりである。すなわち、この種のダンパ40は、箱状の筐体41の内部空間に、インクを貯留するためのフィルムパック42を封入して成る。筐体41の両幅広面の一方にはインク供給口43が形成され、筐体41の下側厚み面には、インク排出口44が形成されている。
【0005】
インク供給チューブ7から供給されたインクはインク供給口43からフィルムパック42に導かれ、ここで所定量に達するまで貯留される。フィルムパック42の内部は空気が排除されており、インクの貯留量が増えるにつれて外部から圧力がかかり、この圧力によって、貯留されたインクがインク排出口44から印字ヘッド5に向けて排出されるようになっている。このような構造のダンパ40によって、キャリッジ4の往復走行の際のインクの揺れを吸収することができ、印字ヘッド5に所定量のインクを安定的に供給できるようになる。
【0006】
上記構成のインクジェットプリンタ10において、外部から印刷要求コマンドやデータ(以下、印字データ)が送られてくると、インクジェットプリンタ10は、送られてきた印字データに基づいて、所定の文字または画像を印字用紙Sに印字する。詳しくは、印字用紙Sを主走査方向と直交する副走査方向に所定のピッチで紙送りしつつ、キャリッジ4を主走査方向に駆動して、当該キャリッジ4をガイドレール3上で往復走行させる。そして、キャリッジ4が往復走行する際に、所定のタイミングで印字ヘッド5から印字用紙Sに対してインクを吐出する。 このような制御動作を繰り返し行うことにより、インクジェットプリンタ10は印字を行っていた。
【0007】
ところで、インクカートリッジ6内に蓄えられているインクは、その性質上、外気から完全に遮断(ガスバリア)されている必要がある。ガスバリア性は、インクの流路となるインク供給チューブ7に対しても要求される条件となる。さらに、安定した流路を確保するためには、インク供給チューブ7にある程度の”コシ”、つまり曲げ剛性が要求される。このため、一般にインク供給チューブ7は、例えばナイロンとポリエステルとの2層構造とする等によって一定以上のガスバリア性を持たせ、かつ、製造時に硬度調節を行うことで所定の曲げ剛性を有するものとしていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のインクジェットプリンタ10には、下記のような問題点があった。
【0009】
第1の問題点は、キャリッジ4の一方端に取り付けられたインク供給チューブ7が所定の曲げ剛性を有するため、キャリッジ4のチューブ取付部位に集中的に負荷がかかり、また、その負荷量がキャリッジ4の走行位置に応じて大きく変動することである。
【0010】
このキャリッジ4にかかる負荷及び負荷量について詳細に説明する。図9は、キャリッジ位置に対するインク供給チューブ7の形状変化例を示す図である。図9中、4aはガイドレール3上の最右端に位置するキャリッジ、4bはガイドレール3上の中央に位置するキャリッジ、4cはガイドレール3上の最左端に位置するキャリッジをそれぞれ示している。
【0011】
インク供給チューブ7は所定の曲げ剛性を有するため、その曲率半径によってキャリッジ4にかかる負荷量が変わる。例えば図9中、最右端にキャリッジ4(4a)が位置する場合は曲率半径が最大となるためインク供給チューブ7の曲げ剛性は最小となり、キャリッジ4への負荷量は最小となる。そしてキャリッジ4が図9の左端方向に走行するにつれて、インク供給チューブ7の曲率半径が順次小さくなり、これに伴って曲げ剛性が大きくなるためキャリッジ4にかかる負荷量も大きくなる。このような負荷量の変動が原因で、キャリッジ4の主走査動作が不安定になり、最悪の場合には印字が乱れてしまう。特に、カラーインクジェットプリンタでは、複数のインクカートリッジとインク供給チューブが必要となるため、上記問題点がより顕著になる。
【0012】
このような問題点を改善するための機構が、特開昭62−152885号公報(記録装置)に開示されている。図10は、この従来の機構を示す模式図であり、便宜上、図7と同一要素部分に同一符号を付してある。この従来の機構では、インク供給チューブ7の端部の少なくとも一方を変位自在に支持する取付部材20を設けることで、キャリッジ4の移動に際するインク供給チューブ7の曲率半径をほぼ一定に保つ。これによって、キャリッジ4に加わる負荷変動を少なくしてキャリッジ4の主走査動作を安定化させている。
【0013】
しかし、図10に示す機構の場合、所要の効果は期待できるものの、インク供給チューブ7の端部の少なくとも一方を変位自在に支持するための取付部材20が不可欠であり、さらに、この取付部材20をインク供給チューブ7の端部の少なくとも一方側に固定する必要があるため、組み立て性が悪いという新たな問題が生じる。
【0014】
第2の問題点は、キャリッジ4に設けられる従来のダンパ40をそのままカラーインクジェットプリンタに用いることができないことである。すなわち、従来のダンパ40は、図8に示したように、インク供給口43が幅広面側に形成されているため、インク供給チューブの取り付け位置が限定されてしまい、カラーインク用に複数のものを配置することが困難になる。また、複数のものを配置するとキャリッジが大型化し、キャリッジ駆動機構によるキャリッジの駆動精度が問題となる。そのため、カラーインクジェットプリンタの場合は、モノクロのものとは別形状のダンパを用意する必要があり、コストの低減化が図れなくなる。
【0015】
そこで本発明の課題は、組み立て性に影響を及ぼす特殊な取付部材を用いずに、キャリッジに対する負荷変動を抑えて主走査動作を安定化させる、改良されたインクジェットプリンタを提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタは、インクを吐出させる複数の印字ヘッドと、前記複数の印字ヘッドが主走査方向に配設され、各印字ヘッドと一体となって主走査方向の印字領域内を往復走行するキャリッジと、前記主走査方向の印字領域外に配置され、前記各印字ヘッドへ供給するインクが蓄えられた複数のインクカートリッジと、一端が前記複数のインクカートリッジのそれぞれと接続し、他端が前記印字ヘッドと接続する第1のグループと第2のグループのインク供給チューブとを備え、前記第1、第2のインク供給チューブは、前記キャリッジ走査領域内で反対方向となるように曲げられ、かつ前記主走査方向に対して相対向する側から前記キャリッジ内に侵入して印字ヘッドへインクを供給するよう接続されていることを特徴とする。
また、前記複数のインクカートリッジは、前記主走査方向に対して一端側と他端側の2グループで配置されていることを特徴とする。
また、前記各グループのインク供給チューブは、それぞれインク供給端が前記キャリッジの重心点に対して対称となる位置から当該キャリッジ内に侵入するように構成されていることを特徴とする。
また、前記キャリッジが往路走行する際に一方のグループのインク供給チューブにより当該キャリッジに加わる負荷量と、当該キャリッジが復路走行する際に他方のグループのインク供給チューブにより当該キャリッジに加わる負荷量とが同一量になるように構成されることを特徴とする。
また、前記印字ヘッドのクリーニング動作によって発生する排インクを排出するためのインク排出チューブをいずれかのグループのインク供給チューブと共に前記キャリッジに取り付けて成ることを特徴とする。
また、各インク供給チューブのインク供給端と該当する印字ヘッドとの間にそれぞれ同一形状のダンパが介在し、各ダンパは、インクを貯留するためのフィルムパックと、少なくとも上下厚み面を具備し前記フィルムパックを封入する薄箱状の筐体とを有し、前記筐体の上側厚み面には、前記インク供給端から供給されるインクを前記フィルムパックへ導くインク供給口が形成され、前記筐体の下側厚み面であって前記インク供給口の形成部位に対して対角線上の部位には、前記フィルムパックに貯留されたインクを前記印字ヘッドに導くインク排出口が形成されていることを特徴とする。
【0018】
前記各グループのインク供給チューブは、それぞれインク供給端が前記キャリッジの重心点に対して対称となる位置から当該キャリッジ内に侵入するように構成され、また、前記キャリッジが往路走行する際に一方のグループのインク供給チューブにより当該キャリッジに加わる負荷量と、当該キャリッジが復路走行する際に他方のグループのインク供給チューブにより当該キャリッジに加わる負荷量とが同一量となるように構成されることが好ましい。
【0019】
本発明の他のインクジェットプリンタは、前記各インク供給チューブのインク供給端と該当する印字ヘッドとの間にそれぞれ同一形状のダンパが介在するものである。各ダンパは、インクを貯留するためのフィルムパックと、少なくとも上下厚み面を具備し前記フィルムパックを封入する薄箱状の筐体とを有し、前記筐体の上側厚み面には、前記インク供給端から供給されるインクを前記フィルムパックへ導くインク供給口が形成され、前記筐体の下側厚み面であって前記インク供給口の形成部位に対して対角線上の部位には、前記フィルムパックに貯留されたインクを前記印字ヘッドに導くインク排出口が形成されていることを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【0022】
図1は、本発明の一実施形態となるカラーインクジェットプリンタの要部構成を示す斜視図である。なお、便宜上、図7に示した従来のインクジェットプリンタと同一要素部分は同一符号を付してある。
【0023】
本実施形態のインクジェットプリンタ1は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの4色のインクを用いてカラー印字を行うもので、フレーム2内に、2本のガイドレール3を配するとともに、ガイドレール3に支持されるキャリッジ4に4つの印字ヘッド5a,5b,5c,5dを主走査方向に近設させ、各印字ヘッド5にインクカートリッジ6a,6b,6c,6dからインク供給チューブ7a,7b,7c,7dにより該当する色のインクが供給されるようになっている。つまり、このカラーインクジェットプリンタ1は、複数のインクカートリッジ6a〜6dを用いて一つのキャリッジ4にインクを供給するものである。
【0024】
各インクカートリッジ6a〜6dに取り付けられるインク供給チューブ7a〜7dはそれぞれ同一材質、すなわち同一の曲げ剛性を有するものであり、第1グループのインク供給チューブ7a,7bと第2グループのインク供給チューブ7c,7dとに分類される。各グループのインク供給チューブ7a,7b,7c,7d(以下、総称するときはインク供給チューブ7とする)は、それぞれのインク供給端がキャリッジ4の走行方向に対して相対向する側から当該キャリッジ4内に侵入し、侵入方向から離れた位置に存する印字ヘッドへダンパを介してインクを供給するように取り付けられている。
【0025】
この場合のインク供給チューブの取付態様の一例を示したのが図2である。図2(a)はインク供給チューブ7が該当するダンパ8a,8b,8c,8d(以下、総称するときはダンパ8とする)へ直接に取り付けられる例、図2(b)はインク供給チューブ7がチューブ緩衝具9を介してダンパ8へ取り付けられる例であり、いずれを採用してもよい。要は、第1グループのインク供給チューブ7a,7b、及び第2グループのインク供給チューブ7c,7dのそれぞれのインク供給端が、キャリッジ4の重心線に対して左右対称となる位置に取り付けられるようにする。
【0026】
図3(a)は上記ダンパ8の透視斜視図、同(b)は透視正面図である。このダンパ8はすべて同一形状、構造のものであり、上下厚み面と左右厚み面とを具備する薄箱状の筐体81の内部空間に、インクを貯留するためのフィルムパック82を封入して成る。筐体81の上側厚み面にはインク供給口83が形成され、このインク供給口83の形成部位に対して対角線上の部位の下側厚み面には、インク排出口84が形成されている。インク排出口84は、該当する印字ヘッド5a〜5d(以下、総称するときは印字ヘッド5とする)に対して着脱自在のコネクタ式になっており、所定方向から印字ヘッド5へ押し込むだけで装着できるようになっている。
【0027】
インク供給チューブ7から供給されたインクは、ダンパ8のインク供給口83からフィルムパック82に導かれ、ここで所定量に達するまで貯留される。フィルムパック82の内部は空気が排除されており、インクの貯留量が増えるにつれて外部から圧力がかかり、この圧力によって、貯留されたインクがインク排出口84から該当する印字ヘッド5に向けて排出されるようになっている。
【0028】
このような構造のダンパ8によって、キャリッジ4の往復走行の際のインクの揺れを吸収することができ、印字ヘッド5に所定量のインクを安定的に供給できるようになる。
【0029】
また、本実施形態によるダンパ8は、インク供給口83が筐体81の上側厚み面に形成され、インク排出口84が下側厚み面の所定部位に形成されているので、インク供給チューブ7の取り付けが容易となり、しかも各ダンパ8内のインクの流れがスムーズになる。また、ダンパ8の全体的な厚みを従来のこの種のダンパに比べて薄くすることができ、しかも、図4に示すように、複数のダンパ8の幅広面同士を接触させた状態でキャリッジ4上に配設することができるので、キャリッジ4全体をコンパクトにすることができる。なお、このダンパ8は、カラーインクジェットプリンタのみならず、モノクロインクジェットプリンタでも同一条件下で使用することができることはいうまでもない。
【0030】
次に、本実施形態のカラーインクジェットプリンタ1の動作、特に、キャリッジ4の位置変化に対するインク供給チューブの作用を図5を参照して説明する。なお、図5では、便宜上、4本のインクチューブを、第1グループのインク供給チューブ71と第2グループのインク供給チューブ72の2本で表し、インクカートリッジ6については図示を省略する。
【0031】
図5(a)は、キャリッジ4がガイドレール3の最右端に位置する場合のインク供給チューブ71,72の形状例、図5(b)は、キャリッジ4がガイドレール3上の中央に位置する場合のインク供給チューブ71,72の形状例、図5(c)はキャリッジ4がガイドレール3上の最左端に位置する場合のインク供給チューブ71,72の形状例を示す。
【0032】
各グループのインク供給チューブ71,72は、それぞれ所定の曲げ剛性を有するため、図5中、右端位置から左端位置にキャリッジ4が走行するにつれて、インク供給チューブ71の描く曲率半径が小さくなる。逆に、インク供給チューブ72は、曲率半径が大きくなる。
【0033】
図6は、キャリッジ4の走行位置と各位置における負荷量(摺動負荷)との関係を示す図である。図中、細破線は第1グループのインク供給チューブ71による負荷量、細実線は第2グループのインク供給チューブによる負荷量、太実線は第1及び第2グループのインク供給チューブ71,72による負荷量である。なお、参考のために、各インク供給チューブ71,72をすべてキャリッジ4の一方端(印字領域のn桁側)に取り付けた場合の例を太破線で示してある。
【0034】
図6から明らかなように、印字領域の1桁目からn桁目方向にキャリッジ4が走行するにつれて、第1グループのインク供給チューブ71の曲げ剛性によりキャリッジ4にかかる負荷量が増大する。逆に、第2グループのインク供給チューブ72の曲げ剛性により当該キャリッジ4にかかる負荷量は、1桁目からn桁目方向にキャリッジ4が走行するにつれて減少していく。キャリッジ4には双方のインク供給チューブ71,72による負荷量が加わるため、結局、キャリッジ4が1桁目からn桁目方向に走行する際に、太実線で示すようにほぼ均一の負荷量が当該キャリッジ4にかかることになる。この関係は、n桁目から1桁目にキャリッジ4が走行する場合も同様となる。
【0035】
すなわち、一方のグループのみのインク供給チューブでは負荷変動が生じるが、第1及び第2グループのインク供給チューブ71,72をそれぞれキャリッジ4の重心線に対して対称となる位置に取り付けることで、負荷変動を抑えることができる。これによって、キャリッジ4の主走査動作が不安定となる要因を取り除くことができる。
【0036】
このように、本実施形態によれば、従来の機構のように特別な取付部材を必要とせずとも、キャリッジ走行の際の負荷変動を少なくして主走査動作を安定化させることができる。
【0037】
なお、本実施形態では、第1及び第2グループのインク供給チューブの本数をそれぞれ2本とした場合の例を示したが、キャリッジ4にかかる負荷変動を抑制できる構造であればよいので、各グループのインク供給チューブの本数は必ずしも2本づつに限定されず、任意の本数に設定することができる。つまり、1色のインクを複数本のインク供給チューブにより印字ヘッド5へ供給するようにしてもよく、1本のインク供給チューブと2本のインク供給チューブとでそれぞれ1グループを形成してもよい。
【0038】
また、本実施形態では、同一の曲げ剛性を有する4本のインク供給チューブを2グループに分け、それぞれキャリッジ4の重心線に対して対称となる位置に配することでキャリッジ4にかかる負荷量のバランスをとっているが、曲げ剛性の異なるインク供給チューブが混在する場合は、曲げ剛性の総数を2分割するように各インク供給チューブを振り分けて取り付けることによって負荷量のバランスをとってもよい。場合によっては、ダミー用チューブをどちらかのグループに配してもよい。また、印字用のインクを供給するためのインク供給チューブだけではなく、例えば印字ヘッド5のクリーニング動作によって発生する排インクを排出するためのインク排出チューブをいずれかのグループに加えてもよい。
【0039】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、インク供給チューブを用いてインクを供給するインクジェットプリンタにおいて、特別な部材を設けなくともキャリッジ走行の際の負荷変動が抑制され、主走査動作が安定する効果がある。
【0040】
また、本発明のダンパによれば、インク供給チューブの取り付け位置を統一することができ、しかもこれを複数配置した場合のキャリッジサイズの肥大化を防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの構成例を示す外観斜視図。
【図2】インク供給チューブの取付態様の一例を示した図であり、(a)はインク供給チューブが該当するダンパへ直接取り付けられる例、(b)はインク供給チューブがチューブ緩衝具を介してダンパへ取り付けられる例である。
【図3】(a)は上記ダンパの透視斜視図、(b)は透視正面図。
【図4】複数のダンパをキャリッジ上に配設する状態を示す説明図。
【図5】本実施形態によるキャリッジ位置に対するインク供給チューブの形状変化過程を示す図。
【図6】インク供給チューブがキャリッジに与える負荷の関係を示す説明図。
【図7】従来のインクジェットプリンタの構成例を示す要部斜視図。
【図8】(a)は従来のダンパの透視斜視図、(b)は透視正面図。
【図9】従来のこの種のプリンタにおいてキャリッジ位置に対するインク供給チューブの形状変化過程を示す図。
【図10】キャリッジに与える負荷変動を抑制する従来の機構を示す模式図。
【符号の説明】
1,10 インクジェットプリンタ
2 フレーム
3 ガイドレール
4,4a,4b キャリッジ
5,5a〜5d 印字ヘッド
6,6a〜6d インクカートリッジ
7,7a〜7d インク供給チューブ
71 第1グループのインク供給チューブ
72 第2グループのインク供給チューブ
8,8a〜8d,40 ダンパ
9 チューブ緩衝具
20 チューブの取付部材
81,41 ダンパの筐体
82,42 フィルムパック
83,43 インク供給口
84,44 インク排出口
S 印字用紙
Claims (6)
- インクを吐出させる複数の印字ヘッドと、
前記複数の印字ヘッドが主走査方向に配設され、各印字ヘッドと一体となって主走査方向の印字領域内を往復走行するキャリッジと、
前記主走査方向の印字領域外に配置され、前記各印字ヘッドへ供給するインクが蓄えられた複数のインクカートリッジと、
一端が前記複数のインクカートリッジのそれぞれと接続し、他端が前記印字ヘッドと接続する第1のグループと第2のグループのインク供給チューブとを備え、
前記第1、第2のインク供給チューブは、前記キャリッジ走査領域内で反対方向となるように曲げられ、かつ前記主走査方向に対して相対向する側から前記キャリッジ内に侵入して印字ヘッドへインクを供給するよう接続されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。 - 前記複数のインクカートリッジは、前記主走査方向に対して一端側と他端側の2グループで配置されていることを特徴とする請求項1記載のインクジェットプリンタ。
- 前記各グループのインク供給チューブは、それぞれインク供給端が前記キャリッジの重心点に対して対称となる位置から当該キャリッジ内に侵入するように構成されていることを特徴とする請求項2記載のインクジェットプリンタ。
- 前記キャリッジが往路走行する際に一方のグループのインク供給チューブにより当該キャリッジに加わる負荷量と、当該キャリッジが復路走行する際に他方のグループのインク供給チューブにより当該キャリッジに加わる負荷量とが同一量になるように構成されることを特徴とする請求項2または3記載のインクジェットプリンタ。
- 前記印字ヘッドのクリーニング動作によって発生する排インクを排出するためのインク排出チューブをいずれかのグループのインク供給チューブと共に前記キャリッジに取り付けて成る請求項2ないし4のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
- 各インク供給チューブのインク供給端と該当する印字ヘッドとの間にそれぞれ同一形状のダンパが介在し、各ダンパは、インクを貯留するためのフィルムパックと、少なくとも上下厚み面を具備し前記フィルムパックを封入する薄箱状の筐体とを有し、前記筐体の上側厚み面には、前記インク供給端から供給されるインクを前記フィルムパックへ導くインク供給口が形成され、前記筐体の下側厚み面であって前記インク供給口の形成部位に対して対角線上の部位には、前記フィルムパックに貯留されたインクを前記印字ヘッドに導くインク排出口が形成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。』
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