JP3739716B2

JP3739716B2 - 印字ヘッドメンテナンス機構

Info

Publication number: JP3739716B2
Application number: JP2002080961A
Authority: JP
Inventors: 秀夫上栫; 良一河合
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2022-03-22
Also published as: DE60324347D1; CN1446692A; JP2003276212A; CN1229229C; EP1346830A2; US20030179261A1; TW580439B; TW200304875A; EP1346830B1; EP1346830A3; ATE412524T1; US6991312B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
記録媒体にインク滴を吐出することによって印字記録をおこなうようにしたインクジェット方式の印字装置における印字ヘッド部の清掃及び保護を行うためのメンテナンス機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、一般に、記録媒体に印字を行う印字動作、印字ヘッドの保護及びノズルの乾燥防止の目的で行われるキャッピング動作、印字ヘッドのノズル表面を払拭清掃するワイピング動作の３つの動作モードを有する。図１０（ａ）〜（ｃ)は、従来の印字ヘッドメンテナンス機構の一例を示し、特開２０００−２３３５１７号公報には、このような構成のメンテナンス装置の一例が記載されている。
【０００３】
図１０（ａ）は、第１及び第２の印字ヘッド３’，４’の底面（図示下部）に配置されたノズル部が、キャップ７’a，7’ｂで封止されている状態を示す。この時、キャップ７’ａ，７’ｂを装備したスライドケース６’は、キャリッジ２’に連動して左端に位置しており、印字装置のベース部に形成された傾斜したカム溝Ｂに対して摺動自在に係合する摺動突起Ｃの作用によって、最上位置（上死点）にあり、印字ヘッド３’，４’がキャップ７’a，7’ｂによって封止されている。
【０００４】
図１０（ｂ）は、印字ヘッド３’，４’のノズル表面を払拭・清掃するためのワイピング動作中の状態を示す。この時、スライドケース６’は、ロック機構(図示せず)により、摺動突起Ｃがカム溝Ｂの中間位置に固定された状態にあり、キャップ７’ａ，７’ｂは印字ヘッド３’，４’のノズル面から離間しており、ワイパー８’の上部をキャリッジ２’が通過することによって、そのワイパー８’で印字ヘッド３’，４’のノズル表面が払拭清掃される。
【０００５】
図１０（ｃ）は、印字中の状態を示す。この時、キャリッジ２’は、図１０（ｂ）の位置よりも更に右方向へ移動して印字領域内に入り印字を行うが、この状態では、スライドケース６’はロック状態を解除されて最も右側の位置に停止している。そのスライドケース６’の高さレベルは、印字途中の印字ヘッド３’，４’に対して、ワイパー８’及びキャップ７’ａ，７’ｂが干渉しない最下位置（下死点）にあり、通常の印刷動作が実行可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来例では、メンテナンス機構の一連の斜めスライド動作を許容するために、図中長さＬ２の分だけ、記録装置本体の幅方向に、余分のスペースが必要とされる。つまり、スライドケース６’を上下に移動させるために、カム溝Ｂに遊嵌された摺動突起Ｃを、キャリッジ２’の移動方向と同方向に摺動動作させるために、図中Ｌ２に相当する移動スペースを必要としていた。そのために、装置の幅方向に余分なスペースが必要とされ、装置の幅サイズが大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
このような問題に対処するための対策として、例えば、特開２０００−２０３０４２号公報には、メンテナンス部分を印字領域の内側へ配置した構成が開示されている。この場合、そのメンテナンス部分を駆動させるために、給紙ローラやフィードローラの駆動用として以前から設けられていたモータを活用している。しかし、このような構成では、駆動力伝達機構が複雑化して部品点数も増え、駆動系の構成が複雑になり、その制御も複雑化してコスト高となる。
【０００８】
また、例えば、ＵＳＰ５，４５５，６０９号公報には、モータの出力軸に取り付けたウォームギヤにホイールギヤを噛み合わせると共に、そのホイールギヤにラックを噛み合わせた駆動力伝動機構により、メンテナンス部分を上下に移動させるようにした構成が開示されている。しかし、この場合にも、駆動系の構成が複雑になる難点がある。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、印字ヘッドのメンテナンス機構を上下動させるために幅方向の余分なスペースが不要でコンパクト化が可能な構成簡易な印字ヘッドメンテナンス機構を安価に提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
【００１１】
（１）印字ヘッドを担持したキャリッジによって印字記録を行うようにしたインクジェット記録装置において、
前記印字ヘッドに設けたノズルの乾燥を防ぐためのキャップと、
前記キャップを保持して前記印字ヘッドの主走査方向および副走査方向に直交する方向に移動自在なキャップ保持部材と、
前記主走査方向において所定の間隔を挟んだ２箇所の所定位置で前記主走査方向に平行なカム軸回りに回転駆動される２個の第１カムと、
前記キャップ保持部材の底面における前記副走査方向の中心部分を前記第１カムに付勢当接させる付勢手段として、前記カム軸からの距離が互いに等しい前記キャップ保持部材の前面側及び背面側の各１箇所であって一方の箇所が前記主走査方向について前記２個の第１カムの一方に近接するとともに他方の箇所が前記主走査方向について前記２個の第１カムの他方に近接し、かつ、両方の箇所が前記主走査方向について前記所定の間隔内に位置する２箇所のそれぞれに配置した一対の引っ張りスプリングと、
前記印字ヘッドに設けたノズル表面を拭き取って清掃するためのワイパーと、
所定位置で回転駆動される第２カムと、
前記ワイパーを保持して前記印字ヘッドの主走査方向および副走査方向に直交する方向に移動自在なワイパー保持部材と、
前記ワイパー保持部材を前記第２カムに付勢当接させる付勢手段と、を具備し、
前記第１カムと、第２カムと、を単一のカム軸に取り付け、
前記カム軸を１回転させる間に、
前記キャップ保持部材とワイパー保持部材と、を、通常の印字動作をおこなえる印字モード位置と、前記印字ヘッドのノズル表面を前記キャップで封止するキャッピングモード位置と、前記ノズルの表面を前記ワイパーで払拭清掃するワイピングモード位置と、に切り替え可能に構成したことを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、２つのカムを取り付けたカム軸を１回転させることで、３つのモード位置への切り替えが可能となるため、その構成が簡易であり、また、制御も容易となり、安価に提供することができる。
【００２３】
また、付勢手段としての一対の引っ張りスプリングを、キャップ保持部材の平面内の一方の対角線上でカム軸を挟む両側の均等位置にそれぞれ配置するので、キャップ保持部材をカムに対してバランスよく付勢させることができ、かつ、その構成が簡易となるため、安価に提供することができる。
【００２４】
（２）前記ワイパー保持部材を付勢するための付勢手段として、一対の引っ張りスプリングを用い、該一対の引っ張りスプリングのそれぞれを、前記ワイパー保持部材の前記副走査方向に平行な中心線上で前記カム軸からの距離が互いに等しい前面側及び背面側のそれぞれにおいて前記ワイパー保持部材と前記キャップ保持部材との間に係止して配置したことを特徴とする。
【００２５】
この構成においては、付勢手段としての一対の引っ張りスプリングを、ワイパー保持部材の前記カム軸に直交する中心線上で前記カム軸を挟む両側の均等位置にそれぞれ配置するので、ワイパー保持部材をカムに対してバランスよく付勢させることができ、かつ、その構成が簡易となるため、安価に提供することができる。
【００２７】
また、キャップ保持部材を第１カムに対して付勢するため一対の引っ張りスプリングと、ワイパー保持部材を第２カムに対して付勢するための一対の引っ張りスプリングと、を、それぞれ前記カム軸を挟む両側の均等位置に配置したので、そのキャップ保持部材と、ワイパー保持部材と、を第１カムと、第２カムと、に対してバランスよく付勢させることができ、かつ、構成が簡易となるため、安価に提供することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態に係る印字ヘッドメンテナンス機構について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２９】
図１〜図６は、印字ヘッドメンテナンス機構の各動作モードにおける状態をそれぞれ示す。これらの図に示すように、メインフレーム１に横架されたキャリッジシャフト５に沿って主走査方向に往復移動するキャリッジ２には、一対の印字ヘッド３，４が設けられている。なお、一方の印字ヘッド３にはカラーカートリッジが搭載され、他方の印字ヘッド４にはモノクロカートリッジが搭載されている。
【００３０】
その印字ヘッド３，４に設けられたノズル（図示省略）の乾燥を防ぐためのキャップ７，７が、圧縮コイルスプリング１１，１１によって常に上方に付勢された状態でキャップ保持部材（キャップホルダー）１３，１３に取り付けられ、そのキャップ保持部材１３，１３が、一方のメンテナンスステーションＬ６に上下動作可能に取り付けられている。
【００３１】
そのメンテナンスステーションＬ６は、メインフレーム１に立設されたガイドボス１６とメインフレーム１の一部を折曲して形成したガイドレール２３によってガイドされ、上下方向に移動自在となっている。そして、そのメンテナンスステーションＬ６とメインフレーム１の間に掛張された一対の付勢手段（引っ張りスプリング）１２，１２によって、そのメンテナンスステーションＬ６が図示下方に付勢されることにより、上述のキャップ保持部材１３，１３の下部が、常時、第１カム１４ａ，１４ｃに付勢当接している。
【００３２】
また、ノズル表面を拭き取って清掃するための一方のワイパー８が、ワイパー保持部材（ワイパーホルダー）９に固定され、そのワイパー保持部材９が一方のメンテナンスステーションＬ６に立設されたガイド部材によって上下動作可能に案内保持され、かつ、そのワイパー保持部材９とメンテナンスステーションＬ６との間に掛張された一対の付勢手段（引っ張りスプリング）１０，１０によって、ワイパー保持部材９が、図示下方に付勢されることにより、その下部が、常時、第２カム１４ｂに付勢当接している。
【００３３】
そして、他方のワイパー８が、ワイパー保持部材（ワイパーホルダー）９に固定され、そのワイパー保持部材９が、メインフレーム１の図示右側に固定状態に形成された他方のメンテナンスステーションＲ２１に立設されたガイド部材によってに上下動作可能に案内保持され、かつ、そのワイパー保持部材９とメンテナンスステーションＲ２１との間に掛張された一対の付勢手段（引っ張りスプリング）１０，１０によって、そのワイパー保持部材９の下部が、常時、第２カム１４ｄに付勢当接している。
【００３４】
上述の第１カム１４ａ，１４ｃと、第２カム１４ｂ，１４ｄと、は単一のカムシャフト（カム軸）１４に固定状態に取り付けられ、そのカムシャフト１４と伝動連結された図示省略のモータ（メンテナンス機構駆動専用モータ）が回転駆動することにより、キャップ保持部材１３，１３と、ワイパー保持部材９，９と、がそれぞれキャリッジ２の主走査方向および副走査方向に直交する方向、つまり、メインフレーム１を水平状態に載置した時には、垂直方向に変位し、通常の印字動作をおこなえる印字モード位置（図１，図２参照）と、ノズルの表面を払拭清掃するワイピングモード位置（図３，図４参照）と、ノズル表面を封止するキャッピングモード位置（図５，図６参照）と、の３つのモード位置に切り替え可能に構成されている。
【００３５】
上述のメンテナンスステーションＬ６を下方に付勢するための一対の付勢手段１２，１２は、カムシャフト１４の軸心（またはキャップ保持部材１３，１３のカム当接部位）を挟む対称位置（均等位置）に配設されているので、キャップ保持部材１３，１３が、第１カム１４ａ，１４ｃに対してバランスよく付勢される。また、一方のワイパー保持部材９も、同様に、カムシャフト１４の軸心（またはワイパー保持部材９のカム当接部位）を挟む対称位置（均等位置）に配設した一対の付勢手段１０，１０によって第２カム１４ｂに対して付勢されるので、その付勢状態が安定する。他方のワイパー保持部材９も、同様に、カムシャフト１４の軸心（またはワイパー保持部材９のカム当接部位）を挟む対称位置（均等位置）に配設した一対の弾発部材１０，１０によって第２カム１４ｄに対して付勢されるので、その付勢状態が安定する。このような簡易な構成により、キャップ保持部材１３とワイパー保持部材９を確実に上下動させることができ、装置を安価に製作することができる。
【００３６】
一方、カムシャフト１４は、メンテナンスステーションＬ6及びメンテナンスステーションＲ２１の真下の位置に配置され、カムギヤ１５及び図示されないギヤを介して図示省略のモータによって回転駆動される。そのカムシャフト１４の初期位置検知は、カムギヤ１５に対応する位置に設けた位置検出スイッチ２２によって行われ、送りステップ数をカウントして上記モータを制御することにより、上述の３つのモード位置、つまり、印字モード位置と、キャッピングモード位置と、ワイピングモード位置と、への切り替えが可能となる。
【００３７】
参考までに、本実施形態における各モード位置でのカムシャフト１４の好ましい回転角度を以下に示す。
通常（印字）状態→ワイパー状態：９７．１°
ワイパー状態→キャップ状態：１１２．２°
キャップ状態→通常（印字）状態：１５０．７°
このような回転角度を設定することにより、カムシャフト１４を１回転させることで、上記３通りのモード切替えが可能となり、その制御も容易となる。
【００３８】
以上のように構成される印字ヘッドメンテナンス機構により、通常の印字モードから廃インクのパージングを含むワイピングモードを経てキャッピングモードに至る一連の工程について、以下に説明する。
【００３９】
図示されていない制御システムによって、印字信号が入力されると、まず、図示省略のモータを回転駆動させることにより、図１および図２に示すように、キャップ７，７およびワイパー８を下降させて印字ヘッド３，４と緩衝しない位置に移動させて印字可能な状態とする（印字モード位置）。次いで、メインフレーム１の後方から給紙された用紙に対して、キャリッジ２を、キャリッジシャフト５に沿って主走査方向に往復動作させつつ、印字信号に基いてインクを吐出して記録動作を行い、図示されていない搬送ローラーによって精度よく間欠的に副走査方向に用紙を送り移動させつつ印字が継続される。
【００４０】
そして、印字途中において、印字品位を保つために、一定周期で、ノズル面の拭き取り清掃作業と、ノズル口に付着した廃インクを除去するためのインク吐出によるパージングクリーニングを行う。ノズル面の拭き取りは、図３，図４に示すように、メンテナンスステーションＲ２１及びメンテナンスステーションＬ６のワイパー８が上昇して、印字ヘッド３，４と当接することで行われる（ワイピングモード位置）。ワイパー動作終了後には、常に、ワイパー８を下降させて印字ヘッド３，４から待避させる。又、インク吐出のクリーニングパージングはメンテナンスステーションＲ２１の廃インク収納部分に向けて行われる。
【００４１】
印字終了後は、図示されていない排出ローラーによって、用紙が、例えば、図１では手前側へ排出された後、キャリッジ２は図示左側の待機位置へ移動して、モータを回転させてカムシャフト１４を駆動することによって、キャップ７，７を上昇させて、図５，図６に示すように、印字ヘッド３，４を密封する（キャッピングモード位置）。これにより、インクノズルの乾燥防止のためのキャッピング処理がおこなわれる。
【００４２】
このような一連の工程にて、図１および図２の印字実行中の状態では、キャップ７，７およびワイパー８の双方が、往復動作する印字ヘッド３，４に干渉することのない下死点へ待避しており、この時点では、カム位置を検出する（接触式の）位置検出スイッチ２２は、カムギヤ１５と接触してＯＮとなっている。
【００４３】
図３および図４のワイピング実施中の状態では、カムシャフト１４が回転してカム（第２カム）１４ｂ，１４ｄを作動位置に回動させて、両ワイパー８，８の上端と、印字ヘッド３、４のノズル面とが直交方向に重なり合ってオーバーラップする位置状態となり、この時点では、位置検出スイッチ２２は、カムギヤ１５と接触してＯＮとなっている。
【００４４】
この状態における両ワイパー８，８の動作については、例えば、図８のフローチャートに示す様に、キャリッジ２の往復動作と、両ワイパー８，８の上下動作を組み合わせて行うようにする。すなわち、ワイパー８を上昇させた後には、キャリッジ２を移動させてワイピングをおこない、その後、直ちにワイパー８を下降させ、キャリッジ２を移動させるように、交互に動作を組み合わせてワイピングをおこなうようにする。
【００４５】
図５および図６のキャッピング実施中の状態では、印字終了又は初期化動作完了後、キャリッジ２が左側の待機位置に停止し、カムシャフト１４が回転してカム（第１カム）１４ａ，１４ｃを作動位置に回動させて、メンテナンスステーションＬ６と共にキャップ７が上昇して、印字ヘッド３、４のノズル面を密封し、この時点では、位置検出スイッチ２２は、カムギヤ１５と接触せずＯＦＦとなっている。
【００４６】
このキャッピング動作については、例えば、図９のフローチャートに示す様に、キャリッジ２を待機位置から移動させる前に、キャップ７を下降させてキャリッジ２を移動可能な状態とする一方、キャリッジ２を印字領域から待機位置へ復帰させた後に、キャップ７を上昇させてキャッピング動作を行うようにすればよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、以下の効果を奏する。
【００５０】
（１）第１カムおよび第２カムを回転させることにより、キャップ保持部材と、ワイパー保持部材と、をそれぞれ主走査方向および副走査方向に直交する方向、つまり、インクジェット記録装置を水平に配置した場合には、垂直方向に変位させ、通常の印字動作をおこなえる印字モード位置と、前記印字ヘッドのノズル表面を封止するキャッピングモード位置と、前記ノズルの表面を払拭清掃するワイピングモード位置と、に切り替え可能にするので、そのキャップ保持部材とワイパー保持部材の上下動作が許容されるスペースを確保すればよく、幅方向のスペースを必要とせず、従って、印字ヘッドメンテナンス機構を設けるために、インクジェット記録装置に幅方向の余分なスペースを要さず、コンパクト化を実現することができる。また、単一のカム軸の回転動作によって、２つのカムを回転させ、３つのモード位置への切り替えが可能となるためメンテナンスに万全を期すことができる。しかも、その構成が簡易であり、また、制御も容易となるため、安価に提供することができる。
【００５１】
また、２つのカムを取り付けたカム軸を１回転させることで、３つのモード位置への切り替えが可能となるので、その構成が簡易となり、また、制御も容易となり、安価に提供することができる。
【００５３】
（２）付勢手段としての一対の引っ張りスプリングを、ワイパー保持部材の一方の中心線上で前記カム軸を挟む両側の均等位置にそれぞれ配置するので、ワイパー保持部材をカムに対してバランスよく付勢させることができ、かつ、その構成が簡易となるため、安価に提供することができる。
【００５４】
また、キャップ保持部材の付勢手段としての一対の引っ張りスプリングをキャップ保持部材の一方の対角線上で前記カム軸を挟む両側の均等位置に配置し、ワイパー保持部材の付勢手段としての一対の引っ張りスプリングをワイパー保持部材の一方の中心線上で前記カム軸を挟む両側の均等位置に配置するので、そのキャップ保持部材と、ワイパー保持部材と、を第１カムと、第２カムと、に対してバランスよく付勢させることができ、かつ、構成が簡易となるため、安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る印字ヘッドメンテナンス機構の通常(印字中)状態の正面から見た構成図である。
【図２】同側面から見た構成図である。
【図３】同ワイピング状態の正面から見た構成図である。
【図４】同側面から見た構成図である。
【図５】同キャッピング状態の正面から見た構成図である。
【図６】同側面から見た構成図である。
【図７】同従来の技術と比較した構成説明図である。
【図８】同ワイピングモードのフローチャートである。
【図９】同キャッピングモードのフローチャートである。
【図１０】従来の印字ヘッドメンテナンス機構の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
2−キャリッジ
3−印字ヘッド
4−印字ヘッド
6−メンテナンスステーションＬ
7−キャップ
8−ワイパー
9−ワイパー保持部材
１０−付勢手段
１２−付勢手段
１３−キャップ保持部材
１４−カム軸
１４ａ−（第１）カム
１４ｂ−（第２）カム
１４ｃ−（第１）カム
１４ｄ−（第２）カム
２１−メンテナンスステーションＲ

Claims

印字ヘッドを担持したキャリッジによって印字記録を行うようにしたインクジェット記録装置において、
前記印字ヘッドに設けたノズルの乾燥を防ぐためのキャップと、
前記キャップを保持して前記印字ヘッドの主走査方向および副走査方向に直交する方向に移動自在なキャップ保持部材と、
前記主走査方向において所定の間隔を挟んだ２箇所の所定位置で前記主走査方向に平行なカム軸回りに回転駆動される２個の第１カムと、
前記キャップ保持部材の底面における前記副走査方向の中心部分を前記第１カムに付勢当接させる付勢手段として、前記カム軸からの距離が互いに等しい前記キャップ保持部材の前面側及び背面側の各１箇所であって一方の箇所が前記主走査方向について前記２個の第１カムの一方に近接するとともに他方の箇所が前記主走査方向について前記２個の第１カムの他方に近接し、かつ、両方の箇所が前記主走査方向について前記所定の間隔内に位置する２箇所のそれぞれに配置した一対の引っ張りスプリングと、
前記印字ヘッドに設けたノズル表面を拭き取って清掃するためのワイパーと、
所定位置で回転駆動される第２カムと、
前記ワイパーを保持して前記印字ヘッドの主走査方向および副走査方向に直交する方向に移動自在なワイパー保持部材と、
前記ワイパー保持部材を前記第２カムに付勢当接させる付勢手段と、を具備し、
前記第１カムと、第２カムと、を単一のカム軸に取り付け、
前記カム軸を１回転させる間に、
前記キャップ保持部材とワイパー保持部材と、を、通常の印字動作をおこなえる印字モード位置と、前記印字ヘッドのノズル表面を前記キャップで封止するキャッピングモード位置と、前記ノズルの表面を前記ワイパーで払拭清掃するワイピングモード位置と、に切り替え可能に構成したことを特徴とする印字ヘッドメンテナンス機構。
前記ワイパー保持部材を付勢するための付勢手段として、一対の引っ張りスプリングを用い、該一対の引っ張りスプリングのそれぞれを、前記ワイパー保持部材の前記副走査方向に平行な中心線上で前記カム軸からの距離が互いに等しい前面側及び背面側のそれぞれにおいて前記ワイパー保持部材と前記キャップ保持部材との間に係止して配置したことを特徴とする請求項１に記載の印字ヘッドメンテナンス機構。