JP3832272B2 - ヘッド吐出特性維持装置及びそれを備えたインクジェット式プリンタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に対しインク滴を吐出するプリントヘッドのインク吐出特性を一定な状態に維持するヘッド吐出特性維持装置及びそのヘッド吐出特性維持装置を備えたインクジェット式プリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、インクジェット式プリンタは、主走査方向に往復移動するキャリッジに搭載されたプリントへッドと、印刷用紙等の記録媒体を副走査方向に間欠的に設定量ずつ送る記録媒体送り手段を備え、記録媒体を副走査方向に送りつつプリントヘッドを主走査方向に移動させ、プリントへッドから記録媒体にインク滴を吐出するように構成されている。
【０００３】
通常、モノカラーのインクジェット式プリンタでは、プリントへッドが１つ搭載されている。また、フルカラーのインクジェット式プリンタでは、ブラックインクを吐出するブラックインク用プリントへッドと、イエロー、シアン、マゼンタ等の各色のインクを吐出する複数のカラーインク用プリントヘッドとが搭載されている。
【０００４】
このような構成のインクジェット式プリンタにおけるプリントヘッドには、圧力発生室とそれに繋がるノズル開口が設けられており、圧力発生室内にインクを貯留して所定圧で加圧することにより、ノズル開口から記録媒体に向けてコントロールされた大きさのインク滴を吐出するようになっている。従って、プリントヘッドのノズル開口におけるインク吐出特性が変動すると記録画像の品質に大きく影響するため、インク吐出特性は常に一定に維持される必要がある。
【０００５】
このインク吐出特性は、ノズル開口におけるインクの蒸発乾燥による粘度上昇や固化、固形物による目詰まり、更には塵埃の付着や気泡混入等が原因となって変動する。そのため、インクジェット式プリンタには、上記各変動原因を排除してインク吐出特性を一定な状態に維持するためのへッド吐出特性維持装置が備えられている。
【０００６】
このへッド吐出特性維持装置は、キャッピング装置、吸引ポンプ、ワイピング装置を備えている。キャッピング装置は、非記録時にプリントヘッドのノズル形成面を封止してノズル開口を外部と隔離するように構成されており、インクの蒸発乾燥を抑制して粘度上昇や固化を抑える機能を有している。また、キャッピング装置でノズル形成面を封止していても、ノズル開口の固形物による目詰まりやインク流路内への気泡の混入等を完全に防止することができないため、それらを完全に防止する目的で吸引ポンプが設けられている。
【０００７】
吸引ポンプは、キャッピング装置がノズル形成面を封止している状態でノズル開口に負圧を作用させるように構成されており、インクをノズル開口から強制的に吸引排出させて固形物や気泡を除去する機能を有している。この吸引ポンプによるインクの強制的な吸引排出処理は、インクジェット式プリンタの長時間の休止後に記録動作を再開する場合や、ユーザーが記録画像の品質が低下したことを認識して操作パネルにある専用スイッチを操作した場含に通常は実行されるようになっている。
【０００８】
また、吸引ポンプによるインクの強制的な吸引排出処理を行うと、プリンタへッドのノズル形成面にインクが飛び散って付着することがあると共に、各ノズル開口におけるインクのメニスカスが乱れる。さらに、プリントへッドのノズル形成面には経時的に異物が付着しやすいため、必要に応じてノズル形成面を払拭するワイピング装置が設けられている。
【０００９】
ワイピング装置は、基端側がホルダーで挟持されたゴム等の弾性板からなるワイピング部材を有し、このワイピング部材の先端側の縁部分をノズル形成面に弾性的に押し付けつつ相対的に往動及び復動させてノズル形成面を清掃するように構成されており、ノズル形成面に付着したインクや異物の払拭の他に、各ノズル開口におけるインクのメニスカスを一様に整える、即ち安定させる機能を有している。
【００１０】
図３３は、従来のへッド吐出特性維持装置の一例を示す側面図である。同図（ａ）に示すように、へッド吐出特性維持装置は、キャッピング装置１とワイピング装置２が回転及び上下動可能な支持部３に９０度ずらして配設された構成となっている。そして、支持部３には欠歯歯車４が固定されており、支持部３は欠歯歯車４が欠歯付きカム５と接触するように配設されている。なお、このへッド吐出特性維持装置は吸引ポンプを備えているが、図示は省略している。
【００１１】
このような構成において、非記録時にプリントヘッドのノズル形成面を封止してノズル開口を外部と隔離する場合は、同図（ａ）に示すように、へッド吐出特性維持装置はキャッピング装置１が上方を向いた状態で支持部３が欠歯付きカム５により最上部に位置するようにセッティングされる。
【００１２】
そして、記録後にワイピング部材の先端側の縁部分をノズル形成面に弾性的に押し付けつつ相対的に往動及び復動させてノズル形成面を清掃する場合は、先ず同図（ｂ）に示すように、欠歯付きカム５を回転させて欠歯付きカム５の歯５ａを欠歯歯車４の歯４ａに噛み合わせ、欠歯歯車４と共に支持部３を回転させる。そして、最終的に同図（ｃ）に示すように、へッド吐出特性維持装置はワイピング装置２が上方を向いた状態で支持部３が欠歯付きカム５により最下部に位置するようにセッティングされる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のへッド吐出特性維持装置は、単純な機構で構成できるので有効である。ところが、キャッピング装置１あるいはワイピング装置２がセッティングされた状態、すなわち支持部３が最上部あるいは最下部に位置した状態では、欠歯付きカム５の歯５ａと欠歯歯車４の歯４ａが噛み合っていないので、支持部３はフリーな状態にある。
【００１４】
このため、ユーザが支持部３に触れて支持部３を回転させてしまうことがあり、キャッピング装置１あるいはワイピング装置２を所定の位置に復帰させることが困難になったり、欠歯付きカム５の歯５ａと欠歯歯車４の歯４ａが噛み合う際に先端同士が衝突して破損するおそれがあった。また、へッド吐出特性維持装置を組み立てる際に欠歯付きカム５と欠歯歯車４の正確な位相合わせが必要となり、手間が掛かるという問題があった。
【００１５】
本発明は、上記のような種々の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、簡易な構成で常に安定した動作でキャッピング及びワイピングを行うことができるヘッド吐出特性維持装置及びそれを備えたインクジェット式プリンタを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明のヘッド吐出特性維持装置では、記録媒体にインク滴を吐出するプリントヘッドのインク吐出特性を維持するヘッド吐出特性維持装置であって、キャップと前記キャップを保持するキャップホルダーとを有し、前記キャップホルダーが上下動可能であり、前記プリントヘッドを封止するキャッピング手段と、ワイパーと前記ワイパーを保持するワイパーホルダーとを有し、前記ワイパーホルダーが前記キャップホルダーに設けられた軸を中心に回動可能であり、前記プリントヘッドを払拭するワイピング手段と、ギア部と円弧部とを有し、前記ワイパーホルダーに備えられた第１の欠歯ギアと、ギア部と円弧部とを有する第２の欠歯ギアを備えた第１のカムと、前記第１のカムと同一軸に配設された第２のカムと、前記第２のカムに備えられた欠歯ギアに交互に噛み合って正転または逆転させる正転用ギア及び逆転用ギアとを有し、前記キャッピング手段が下降した状態で前記第１の欠歯ギアと前記第２の欠歯ギアが噛み合うように駆動力を伝達し、前記キャッピング手段が上昇した状態で前記第１の欠歯ギアと前記第２の欠歯ギアが離間する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、前記ワイピング手段が前記プリントヘッドを払拭するときは、前記キャップを、前記プリントヘッドをキャッピングしていない位置に前記キャップ手段を下降させて位置決めし、前記カムによって固定した状態で、前記ワイピング手段を上方に回転させ、前記第１の欠歯ギアのギア部と前記第２の欠歯ギアの円弧部とが噛み合うことによって前記ワイパーを前記プリントヘッドと擦れるワイピング位置に位置決めすると同時に固定し、また、前記キャッピング手段が前記プリントヘッドを封止してインクを吸引するときは、前記ワイピング手段を下方に回転させた後で前記キャッピング手段を上昇させ、前記ワイパーを退避位置に位置決めして、前記ワイパーホルダーを誘導する溝によって固定すると同時に前記キャップを前記プリントヘッドを封止する位置に位置決めして前記カムによって固定することを特徴としている。
【００１７】
さらに、前記ワイピング手段が前記プリントヘッドを払拭するときは、
前記第１の欠歯ギアの２つのギア部で前記第２の欠歯ギアの円弧部をはさみこんで、前記ワイパーを固定することを特徴としている。これにより、ワイピング手段及びキャッピング手段を一定の位置に保持しておくことができるので、仮にユーザがワイピング手段やキャッピング手段に触れてもワイピング手段やキャッピング手段は位置ズレを起こすようなことはない。したがって、ワイピング手段やキャッピング手段を所定の位置に復帰させるような作業は不必要となり、さらに、ワイピング手段やキャッピング手段等を構成する部品が衝突して破損するような事態も無くなるので、メンテナンスが簡易となる。
【００１８】
また、ワイピング手段及びキャッピング手段を常に高精度に位置決めすることができるので、ヘッド吐出特性維持装置を組み立てる際に、ワイピング手段やキャッピング手段等を構成する部品を正確に位相合わせする作業も不必要となる。したがって、ヘッド吐出特性維持装置の製造コストを低減させることができる。
【００１９】
また、ワイピング手段とキャッピング手段を切り替えるときは、ワイピング手段のみを回転し、キャッピング手段は回転させる必要が無いので、装置を簡易な機構で構成することができる。したがって、ヘッド吐出特性維持装置の製造コストを低減させることができる。
【００２０】
また、キャッピング手段を上下動させる手段とワイピング手段を回転させる手段を単純な機械部品で構成することができるので、各手段の位置決め精度を向上させることができ、また保守コストや製造コストを低減させることができる。そして、欠歯ギアを有するカムにおける正転用の欠歯と逆転用の欠歯をそれぞれ別個に形成することができるので、ワイピング手段を使用する際の位置決め固定とキャッピング手段を使用する際の位置決め固定をより確実なものとすることができる。
【００２１】
また、前記プリントヘッドを封止している前記キャッピング手段のキャップ内を吸引するチューブポンプを備え、前記駆動手段が前記チューブポンプを駆動することを特徴としている。これにより、１つの駆動手段でワイピング手段、キャッピング手段及び吸引手段を動作させることができるので、ヘッド吐出特性維持装置自体を小型化することができる。
【００２２】
また、前記駆動手段は、前記各手段をそれぞれ単独で駆動することを特徴としている。これにより、駆動手段に掛かる負荷を小さくすることができるので、インクジェット式プリンタの消費電力を抑えることができる。
【００２３】
また、前記ワイピング手段及び前記キャッピング手段は、何れの位置からでも検出装置を使用せずに初期的な位置に復帰することができることを特徴としている。
【００２４】
これにより、インクジェット式プリンタの動作中に例えばコンセントを誤って抜いてしまったり、予期せぬ停電事故等が生じ、ヘッド吐出特性維持装置が途中で停止してしまった場合でも、その状態からリセットすることができるようになる。
【００２５】
また、前記駆動手段における前記ワイピング手段の駆動側及び従動側ともに欠歯ギアを備えていることを特徴としている。これにより、ワイピング手段、キャッピング手段及び吸引手段をそれぞれ単独で駆動する駆動手段の機構を簡易な構造で実現することができる。
【００２６】
また、前記ワイピング手段は、前記キャッピング手段に回転自在に取り付けられていることを特徴としている。これにより、キャッピング手段を上下動させる手段とワイピング手段を回転させる手段を同一機構により構成することが容易となる。したがって、ヘッド吐出特性維持装置をコンパクトにすることができる。
【００２７】
また、前記ワイピング手段は、前記プリントヘッドを払拭する回転可能なワイパーと、前記ワイパーが回転するときに前記ワイパーと擦れ合って前記ワイパーに付着している付着物を掻き取るワイパークリーナーとを備えたことを特徴としている。これにより、ワイパーをメンテナンスフリーとすることができるので、ヘッド吐出特性維持装置の保守作業が容易となる。
【００２８】
また、記録媒体にインク滴を吐出するプリントヘッドを有するインクジェット式プリンタにおいて、上記各ヘッド吐出特性維持装置を備えたことを特徴としている。これにより、上記各作用を奏するインクジェット式プリンタを提供することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態に係るインクジェット式プリンタの構成例を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施の形態に係るユニット化されたへッド吐出特性維持装置の構成例を示す斜視図であり、図３は、そのへッド吐出特性維持装置を反対側から見た斜視図であり、図４は、そのへッド吐出特性維持装置の分解斜視図である。図１に示すインクジェット式プリンタは、例えば用紙幅が５９４ｍｍ（ＪＩＳ規格のＡ１判）や７２８ｍｍ（ＪＩＳ規格のＢ１判）といった比較的大型のサイズの印刷用紙にまで印刷できる大型のプリンタである。
【００３１】
このインクジェット式プリンタは、上から斜め下の手前に向かって給紙部１１、記録部１２及び排紙部１３と配置されている。印刷用紙は、給紙部１１から記録部１２、そして排紙部１３に送られる過程で所定の印刷が実行されて外部に排出される。印刷時の用紙搬送路１４は、水平面に対して６５度の傾斜をもって形成されている。駆動ベルト１５によりガイド軸１６に沿って主走査方向に往復移動するキャリッジ１７に搭載されたプリントへッド１８のノズル形成面も、用紙搬送路１４に平行となるように６５度に傾斜して配設されている。
【００３２】
キャリッジ１７のホームポジションとなる部分には、プリントへッド１８のインク吐出特性を一定な状態に維持するためのヘッド吐出特性維持装置１００が配設されている。そして、キャリッジ１７がホームポジションに位置している状態のときにへッド吐出特性維持装置１００によって、プリントへッド１８のインク吐出特性を維持する処理が行われるようになっている。
【００３３】
ヘッド吐出特性維持装置１００は、図２、図３及び図４に示すように、ワイピング手段１１０、キャッピング手段１３０、吸引手段１５０及びそれらを駆動する駆動手段１７０を備えている。なお、図２では内部構造を見せるために図４に示す一方のサイドフレーム１０１の記載を省略し、図３では内部構造を見せるために図４に示す他方のサイドフレーム１０２の記載を省略し、また、図４では図を簡略化するために吸引手段１５０の記載を省略している。
【００３４】
このヘッド吐出特性維持装置１００は、必要に応じてノズル形成面を図２及び図３の矢印ａで示すプリントへッド１８の主走査方向、いわゆる横方向に払拭するワイピング手段１１０、非記録時にプリントへッド１８のノズル形成面に押し付けられてノズル開口を封止するキャッピング手段１３０、ノズル開口の目詰まりや混入した気泡を除去するためにインクを強制的に吸引排出する吸引手段１５０及びワイピング手段１１０とキャッピング手段１３０を所定位置に位置決めするために駆動し、また吸引手段１５０を駆動する駆動手段１７０が２枚のサイドフレーム１０１、１０２の間に配設され、ほぼ箱形にユニット化されている。
【００３５】
ワイピング手段１１０とキャッピング手段１３０はプリントへッド１８の主走査方向に並設されており、吸引手段１５０はワイピング手段１１０とキャッピング手段１３０に対して図２及び図３の矢印ｂで示す副走査方向に並設されている。そして、ワイピング手段１１０とキャッピング手段１３０と吸引手段１５０が連動可能なように駆動手段１７０が配設されている。すなわち、駆動手段１７０は、ワイピング手段１１０を副走査方向に回転させ、ワイピング手段１１０と共にキャッピング手段１３０を図２及び図３の矢印ｃで示す上下方向に移動させ、吸引手段１５０を動作させるように構成されている。
【００３６】
ワイピング手段１１０は、図２、図３及び図４に示すように、ワイパー１１１、ワイパーホルダー１１２及びワイパークリーナー１１３を備えている。ワイパー１１１は、ゴムにより略矩形平板状に形成されている。そして、先端部がプリントへッド１８のノズル形成面に対して擦れるようになっている。これにより、ワイパー１１１はノズル形成面に付着しているインクを払拭することができる。なお、インクの種類によってはワイパー１１１をフェルトあるいはプラスチック等により形成してもよい。
【００３７】
ワイパーホルダー１１２は、プラスチックにより略矩形平板状に形成されている。そして、上端部からワイパー１１１の先端部が突き出る形でワイパー１１１を保持しながら、下端部に設けられ、後述するキャッピング手段１３０の第２キャップホルダー１３３に軸支持されている欠歯ギア１１２ａを中心に副走査方向に回転するようになっている。これにより、ワイパーホルダー１１２はワイパー１１１を使用時には上方に配置し、未使用時には下方に配置することができる。
【００３８】
ワイパークリーナー１１３は、プラスチックによりブレード状に形成されている。そして、一端部に設けられているガイドピン１１３ａがワイパーホルダー１１２に設けられているガイド溝１１２ｂに案内されつつ、サイドフレーム１０１に軸支持されている他端部を中心に回転しながら、一端部に設けられている断面がＵ字状のインク掻き１１３ｂがワイパー１１１を挟んで擦れるようになっている。これにより、ワイパークリーナー１１３はワイパー１１１に付着しているインクを掻き取ることができる。
【００３９】
キャッピング手段１３０は、図２、図３及び図４に示すように、キャップ１３１、第１キャップホルダー１３２及び第２キャップホルダー１３３を備えている。キャップ１３１は、ゴムにより略直方体状に形成されている。そして、上部に設けられている窪み１３１ａがプリントへッド１８のノズル形成面に押し付けられるようになっている。これにより、キャッピング手段１３０はノズル開口を封止することができる。
【００４０】
第１キャップホルダー１３２は、プラスチックにより略直方体状に形成されている。そして、上面からキャップ１３１の上縁部が突き出る形でキャップ１３１を保持しながら、図示しないバネが第２キャップホルダー１３３との間に介され、側面に設けられている突起１３２ａが第２キャップホルダー１３３の爪１３３ａに係止され、全方向に微動できるようになっている。これにより、第１キャップホルダー１３２はキャップ１３１の上縁部をプリントへッド１８のノズル形成面に合わせて押し付けることができ、両者を確実に密着させることができる。
【００４１】
第２キャップホルダー１３３は、プラスチックにより略直方体状に形成されている。そして、上端面に第１キャップホルダー１３２を保持しながら、側面に設けられているガイドピン１３３ｂが両サイドフレーム１０１、１０２に設けられているガイド溝１０１ａ、１０２ａに案内されつつ、ワイパー１１１及びワイパーホルダー１１２と共に上下動するようになっている。これにより、第２キャップホルダー１３３はキャップ１３１を使用時には上方に位置決め固定し、未使用時には下方に位置決め固定することができる。
【００４２】
吸引手段１５０は、一般的な脈動ポンプであり、回転方向に一定間隔で取り付けられた複数のローラでキャップ１３１に接続されたチューブＴの一定範囲を連続的に押すことにより、チューブ内の空気を送り出してプリントへッド１８のインクを強制的に吸引排出するようになっている。これにより、吸引手段１５０はノズル開口の目詰まりや混入した気泡を除去することができる。
【００４３】
駆動手段１７０は、図２、図３及び図４に示すように、駆動力伝達手段１７１、正逆転切替手段１７２及び回転・上下動手段１７３を備えている。駆動力伝達手段１７１は、サイドフレーム１０１の外側に出るように配設される第１ギア１７１ａと、この第１ギア１７１ａと同軸で一体的に配設されると共に、両サイドフレーム１０１、１０２間に配置される第２ギア１７１ｂを備えている。第１ギア１７１ａは、サイドフレーム１０１の外側に配設された図示しないモータに連結されている。第２ギア１７１ｂは、図２に示す吸引手段１５０のギア１５１と噛み合わされている。
【００４４】
正逆転切替手段１７２は、略Ｌ字状に形成された切替アーム１７２ａと、その各端部に回転可能に取り付けられた正転用ギア１７２ｂ及び逆転用ギア１７２ｃを備えている。切替アーム１７２ａは、中央部が第２ギア１７１ｂの軸にはめ込まれ、図示しないバネを介して第２ギア１７１ｂに押し付けられている。第２ギア１７１ｂの回転方向により正転用ギア１７２ｂ及び逆転用ギア１７２ｃのどちらかが第２ギア１７１ｂと噛み合い、さらに後述する回転・上下動手段１７３のギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａに対して交互に噛み合うように配置されている。
【００４５】
回転・上下動手段１７３は、同一軸の両端に配設された２つのギア付きカム１７３ａ、１７３ｂを備えている。各ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂは、欠歯ギア部１７３ａａ、１７３ｂａとカム部１７３ａｂ、１７３ｂｂが一体化された構成となっている。欠歯ギア部１７３ａａは、上述したように正逆転切替手段１７２の正転用ギア１７２ｂ及び逆転用ギア１７２ｃと交互に噛み合うように配置されており、欠歯ギア部１７３ｂａは、ワイパーホルダー１１２の欠歯ギア１１２ａと噛み合うように配置されている。そして、カム部１７３ａｂ、１７３ｂｂは、第２キャップホルダー１３３の下部両側に配設された２つのガイドピン１３３ｂの下部にそれぞれ接触するように配置されている。
【００４６】
そして、モータの駆動力は、第１ギア１７１ａ及び第２ギア１７１ｂを経て、切替アーム１７２ａの回転による正転用ギア１７２ｂまたは逆転用ギア１７２ｃからギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａ及びギア付きカム１７３ｂの欠歯ギア部１７３ｂａを介してワイピング手段１１０に伝達され、さらにギア付きカム１７３ａのカム部１７３ａｂ及びギア付きカム１７３ｂのカム部１７３ｂｂを介してワイピング手段１１０及びキャッピング手段１３０に伝達され、またギア１５１を介して吸引手段１５０に伝達されるようになっている。これにより、ワイピング手段１１０を回転させ、ワイピング手段１１０と共にキャッピング手段１３０を上下動させ、吸引手段１５０を動作させることができる。
【００４７】
以上のような構成のワイピング手段１１０の主要部とキャッピング手段１３０とギア付きカム１７３ｂの配設関係の詳細を図５を参照して説明し、その後に各手段１１０、１３０の動作を図６〜図２１を参照して説明する。図５に示すように、ワイピング手段１１０のワイパーホルダー１１２に設けられている欠歯ギア１１２ａの軸穴には、キャッピング手段１３０の第２キャップホルダー１３３に設けられているガイドピン１３３ｂが挿入されている。
【００４８】
そして、ギア付きカム１７３ｂは、欠歯ギア部１７３ｂａがワイパーホルダー１１２に設けられている欠歯ギア１１２ａと噛み合い、カム部１７３ｂｂが第２キャップホルダー１３３に設けられているガイドピン１３３ｂと接触するように配設されている。これにより、ワイピング手段１１０は図示矢印ａ方向に回転し、キャッピング手段１３０はワイピング手段１１０と共に図示矢印ｂ方向に上下動することができる。
【００４９】
次に、ワイピング手段１１０の動作を図６〜図１７を参照して説明するが、各図のうち図６〜図９、図１０〜図１１、図１２〜図１４、図１５〜図１７はそれぞれ同一動作状態を視点を変えて示した図である。すなわち、図６〜図９はワイパー１１１によるワイピングが可能な状態を示し、図１０〜図１１はワイパー１１１の収納途中の状態を示し、図１２〜図１４はワイパー１１１の収納完了の状態を示し、図１５〜図１７はワイピング手段１１０がキャッピング手段１３０と共に上昇したときの状態を示す図である。
【００５０】
先ず、ワイパー１１１によるワイピングが可能な状態では、図６に示すように、ワイパー１１１は上方を向いて位置決め固定され、ワイパークリーナー１１３はワイパーホルダー１１２の一端部側に位置決め固定されている。これらの位置決め固定は以下の作用による。
【００５１】
すなわち、図６及び図８に示すように、ワイパーホルダー１１２に設けられている欠歯ギア１１２ａの歯形成部の両側から所定部分は、厚さが歯厚の半分以下であって、半径が歯先円半径以上の円弧形状１１２ａａ、１１２ａｂに形成されている。また、ギア付きカム１７３ｂに設けられている欠歯ギア部１７３ｂａの歯形成部の両側から所定部分は、上記円弧形状１１２ａａ、１１２ａｂの形成側とは逆側に、厚さが歯厚の半分以下であって、半径が歯先円半径以上の円弧形状１７３ｂｃ、１７３ｂｄに形成されている。
【００５２】
そして、図６及び図８に示すように、欠歯ギア１１２ａの一方の円弧形状１１２ａａと欠歯ギア部１７３ｂａの一方の円弧形状１７３ｂｃ同士が噛み合わされることにより、円弧形状１１２ａａの両端部分、すなわち欠歯ギア１１２ａの端部の歯１１２ａｃと円弧形状１１２ａａの壁部１１２ａｄが円弧形状１７３ｂｃを挟み込む。これにより、ワイパーホルダー１１２はギア付きカム１７３ｂに対して位置決めされることになるので、ワイパー１１１を上方に向けて位置決め固定することができる。
【００５３】
また、図６に示すように、ワイパークリーナー１１３のガイドピン１１３ａは、図６及び図７に示すワイパーホルダー１１２に設けられているガイド溝１１２ｂにはめ込まれている。これにより、ワイパークリーナー１１３はワイパーホルダー１１２に対して位置決めされることになるので、ワイパークリーナー１１３をワイパーホルダー１１２の端部側に位置決め固定することができる。
【００５４】
なお、図９は、ワイパーホルダー１１２が回転する際の案内となるワイパーホルダー１１２に設けられているガイドピン１１２ｃと、サイドフレーム１０２に設けられているガイド溝１０２ｂとの配置関係を示す図であるが、このときの状態、すなわちワイパー１１１によるワイピングが可能な状態においては、両者は離れており、機能していない。
【００５５】
次に、ワイパー１１１の収納途中の状態では、図１０に示すように、ワイパーホルダー１１２が傾いてワイパー１１１がワイパークリーナー１１３のインク掻き１１３ｂに挟み込まれている。これは、図１０及び図１１に示すように、ギア付きカム１７３ｂが回転し、ギア付きカム１７３ｂの欠歯ギア部１７３ｂａがワイパーホルダー１１２の欠歯ギア１１２ａに噛み合うことにより、ワイパーホルダー１１２自体が回転し、同時にワイパークリーナー１１３のガイドピン１１３ａがワイパーホルダー１１２のガイド溝１１２ｂに案内されたためである。これにより、ワイパークリーナー１１３のインク掻き１１３ｂはワイパー１１１を挟んで擦ることになるので、ワイパー１１１に付着しているインクを掻き取りつつワイパー１１１を収納することができる。
【００５６】
次に、ワイパー１１１の収納完了の状態では、図１２に示すように、ワイパー１１１は斜め下方を向いて位置決め固定され、ワイパークリーナー１１３はワイパーホルダー１１２の他端部側に位置決め固定されている。これらの位置決め固定は以下の作用による。
【００５７】
すなわち、図１２及び図１３に示すように、ワイパー１１１をセット方向に動かそうとした場合、欠歯ギア１１２ａの端部の歯１１２ａｅがギア付きカム１７３ｂの欠歯ギア部１７３ｂａの他方の円弧形状１７３ｂｄに当たるため、ワイパー１１１をセット方向に動かすことができない。
【００５８】
一方、図１４に示すように、ワイパー１１１をリセット方向に動かそうとした場合、ホルダー１１２のガイドピン１１２ｃがサイドフレーム１０２のガイド溝１０２ａの左壁に当たるため、ワイパー１１１をリセット方向に動かすことができない。これにより、ワイパーホルダー１１２はギア付きカム１７３ｂとサイドフレーム１０２に対して位置決めされることになるので、ワイパー１１１を斜め下方に向けて位置決め固定することができる。
【００５９】
また、図１２に示すように、ワイパークリーナー１１３のガイドピン１１３ａは、ワイパーホルダー１１２のガイド溝１１２ｂに沿ってワイパーホルダー１１２の他端部側まで相対移動している。これにより、ワイパークリーナー１１３はワイパーホルダー１１２に対して位置決めされることになるので、ワイパークリーナー１１３をワイパーホルダー１１２の他端部側の最端に寄った位置に位置決め固定することができる。
【００６０】
最後に、ワイピング手段１１０がキャッピング手段１３０と共に上昇したときの状態では、図１５及び図１６に示すように、ワイパー１１１は斜め下方を向いたままギア付きカム１７３ｂから離れて位置決め固定され、ワイパークリーナー１１３はワイパーホルダー１１２の他端部側に位置決め固定されている。これらの位置決め固定は以下の作用による。
【００６１】
すなわち、図１７に示すように、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂが回転することにより、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂのカム部１７３ａｂ、１７３ｂｂが、第２キャップホルダー１３３のガイドピン１３３ｂを両サイドフレーム１０１、１０２のガイド溝１０１ａ、１０２ａに沿って押し上げる。
【００６２】
さらに、図１７に示すように、ワイパーホルダー１１２のガイドピン１１２ｃがサイドフレーム１０２のガイド溝１０２ａの垂直部に入り込む。これにより、ワイパーホルダー１１２はギア付きカム１７３ａ、１７３ｂとサイドフレーム１０２に対して位置決めされることになるので、ワイパー１１１を斜め下方に向けたままギア付きカム１７３ａ、１７３ｂから離して位置決め固定することができる。
【００６３】
また、図１５に示すように、ワイパークリーナー１１３のガイドピン１１３ａは、ワイパーホルダー１１２のガイド溝１１２ｂに沿ってワイパーホルダー１１２の他端部側の最端に寄った位置まで相対移動している。これにより、ワイパークリーナー１１３はワイパーホルダー１１２に対して位置決めされることになるので、ワイパークリーナー１１３をワイパーホルダー１１２の他端部側の最端に寄った位置に位置決め固定することができる。
【００６４】
次に、キャッピング手段１３０の動作を図１８〜図２１を参照して説明するが、各図のうち図１８〜図１９、図２０〜図２１はそれぞれ同一動作状態を視点を変えて示した図である。すなわち、図１８〜図１９はキャップ１３１が収納完了した状態を示し、図２０〜図２１はキャップ１３１によるキャッピングが可能な状態を示す図である。
【００６５】
先ず、キャップ１３１が収納完了した状態では、図１８及び図１９に示すように、キャッピング手段１３０は最下端に位置決め固定されている。この位置決め固定は以下の作用による。すなわち、図１８に示すように、ギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａは、切替アーム１７２ａの回転により正転用ギア１７２ｂと逆転用ギア１７２ｃが、欠歯ギア部１７３ａａにおける幅方向にずれた位置にて交互に噛み合うように配設されている。そして、この欠歯ギア部１７３ａａには、２箇所の欠歯部１７３ａｃ、１７３ａｄが周方向及び幅方向にずれた位置に形成されている。
【００６６】
また、図１８及び図１９に示すように、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂのカム部１７３ａｂ、１７３ｂｂは、略長円形状に形成されており、外周途中には第２キャップホルダー１３３の下部両側の２つのガイドピン１３３ｂ、１３３ｂと接触可能なストッパ１７３ａｅ、１７３ｂｅが設けられ、側面部には第２キャップホルダー１３３に設けられている別の２つのガイドピン１３３ｃ、１３３ｃを外周に沿って案内するガイド溝１７３ａｆ、１７３ｂｆが設けられている。
【００６７】
そして、キャッピング手段１３０が最上端から最下端に達したときは、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂのカム部１７３ａｂ、１７３ｂｂのガイド溝１７３ａｆ、１７３ｂｆが、第２キャップホルダー１３３の２つのガイドピン１３３ｃ、１３３ｃを移動させ、第２キャップホルダー１３３の下部両側の２つのガイドピン１３３ｂ、１３３ｂを両サイドフレーム１０１、１０２のガイド溝１０１ａ、１０２ａに沿って最下端に押し下げている。
【００６８】
さらに、逆転用ギア１７２ｃがギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａの欠歯部１７３ａｄに掛かって空回りしている。これにより、第２キャップホルダー１３３はギア付きカム１７３ａ、１７３ｂと両サイドフレーム１０１、１０２に対して位置決めされることになるので、キャッピング手段１３０を最下端に位置決め固定することができる。
【００６９】
次に、キャップ１３１によるキャッピングが可能な状態では、図２０及び図２１に示すように、キャッピング手段１３０は最上端に位置決め固定されている。この位置決め固定は以下の作用による。すなわち、キャッピング手段１３０が最下端から最上端に達したときは、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂのカム部１７３ａｂ、１７３ｂｂが、第２キャップホルダー１３３の２つのガイドピン１３３ｄ、１３３ｅを移動させ、第２キャップホルダー１３３の下部両側の２つのガイドピン１３３ｂ、１３３ｂを両サイドフレーム１０１、１０２のガイド溝１０１ａ、１０２ｂに沿って最上端に押し上げてストッパ１７３ａｅ、１７３ｂｅに接触させている。
【００７０】
さらに、正転用ギア１７２ｂがギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａの欠歯部１７３ａｃに掛かって空回りしている。これにより、第２キャップホルダー１３３はギア付きカム１７３ａ、１７３ｂと両サイドフレーム１０１、１０２に対して位置決めされることになるので、キャッピング手段１３０を最上端に位置決め固定することができる。
【００７１】
以上のような構成のワイピング手段１１０、キャッピング手段１３０、吸引手段１５０及び駆動手段１７０を備えたヘッド吐出特性維持装置１００の全体動作を図２２〜図３１を参照して説明するが、各図のうち図２２はヘッド吐出特性維持装置１００の動作例を示すタイムチャート、図２３〜図２５、図２６〜図２８、図２９〜図３１はそれぞれ同一動作状態を視点を変えて示した図である。すなわち、図２３〜図２５はワイパー１１１によるワイピングが可能な状態を示し、図２６〜図２８はワイパー１１１の収納完了の状態を示し、図２９〜図３１はキャップ１３１によるキャッピングが可能な状態を示す図である。
【００７２】
図２２に示す正転の場合では、図２３〜図２５に示すように、キャッピング手段１３０は最下端に位置しており、キャップ１３１は「開」の状態、すなわちキャッピングしていない状態にある。また、ワイピング手段１１０は上方に位置しており、ワイパー１１１は「セット」の状態、すなわちワイピング可能な状態にある。また、吸引手段１５０であるポンプのローラはチューブに対し「レリース」の状態、すなわち吸引していない状態にある（開始時点ｔ１）。
【００７３】
この状態から、モータが正転方向に駆動して第１ギア１７１ａと共に第２ギア１７１ｂを回転させると、切替アーム１７２ａが回転して正転用ギア１７２ｂがギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａに噛み合う。そして、第２ギア１７１ｂの回転力が正転用ギア１７２ｂからギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａに伝達され、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂが回転する。続いて、ギア付きカム１７３ｂの欠歯ギア部１７３ｂａがワイパーホルダー１１２の欠歯ギア１１２ａと噛み合い、ワイパーホルダー１１２が回転開始する（時点ｔ４）。
【００７４】
そして、ギア付きカム１７３ｂの欠歯ギア部１７３ｂａとワイパーホルダー１１２の欠歯ギア１１２ａとの噛み合いが外れると、ワイパーホルダー１１２の回転が停止し、図２６〜図２８に示すように、ワイピング手段１１０は下方に位置しており、ワイパー１１１は「リセット下」の状態、すなわちワイパー１１１が収納された状態にある（時点ｔ５）。
【００７５】
さらに、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂが回転すると、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂのカム部１７３ａｂ、１７３ｂｂの作用によりキャッピング手段１３０はワイピング手段１１０と共に上昇開始する（時点ｔ６）。そして、正転用ギア１７２ｂがギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａの欠歯部１７３ａｃに達すると、正転用ギア１７２ｂは空転するので、キャッピング手段１３０とワイピング手段１１０の上昇は停止する。
【００７６】
この状態は、図２９〜図３１に示すように、キャッピング手段１３０は最上端に位置しており、キャップ１３１は「閉」の状態、すなわちキャッピングしている状態にある。また、ワイピング手段１１０は先程よりは上方に位置しており、ワイパー１１１は「リセット上」の状態、すなわちワイパー１１１は収納されたまま上昇している状態にある（時点ｔ７）。
【００７７】
この状態から、モータが正転方向にさらに駆動して第１ギア１７１ａと共に第２ギア１７１ｂを回転させると、吸引手段１５０が作動する。このときはポンプのローラはチューブに対し「噛み込み」の状態、すなわち吸引している状態にある（時点ｔ８、ｔ９）。なお、ワイピング手段１１０及びキャッピング手段１３０が動作中はポンプに動力が伝達されないようになっている。
【００７８】
一方、図２２に示す逆転の場合では、逆転用ギア１７２ｃによりキャッピング手段１３０及びワイピング手段１１０は上記動作とは逆動作をする。図２に示すギア１５１が半回転するとギア１５１の爪が円盤１５２の爪を押して円盤１５２が回転し始める。その間にワイピング手段１１０及びキャッピング手段１３０は動作を終了している。ただし、吸引手段１５０は時点ｔ３、ｔ４で「レリース」の状態に戻る。
【００７９】
以上のように、本実施形態のヘッド吐出特性維持装置１００によれば、ワイピング手段１１０を位置決めする際に位置決め案内及び位置決め固定する手段１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１７３ａ、１７３ｂ、１１２ｃ、１０２ｂ及びキャッピング手段１３０を位置決めする際に位置決め案内及び位置決め固定する手段１３３ｂ、１０１ａ、１０２ａ、１７３ａ、１７３ｂがそれぞれ設けられている。
【００８０】
これにより、ワイピング手段１１０及びキャッピング手段１３０を一定の位置に保持しておくことができるので、仮にユーザがワイピング手段１１０やキャッピング手段１３０に触れてもワイピング手段１１０やキャッピング手段１３０は位置ズレを起こすようなことはない。したがって、ワイピング手段１１０やキャッピング手段１３０を所定の位置に復帰させるような作業は不必要となり、さらに、ワイピング手段１１０やキャッピング手段１３０等を構成する部品が衝突して破損するような事態も無くなるので、メンテナンスが簡易となる。
【００８１】
また、ワイピング手段１１０及びキャッピング手段１３０を常に高精度に位置決めすることができるので、ヘッド吐出特性維持装置１００を組み立てる際に、ワイピング手段１１０やキャッピング手段１３０等を構成する部品を正確に位相合わせする作業も不必要となる。したがって、ヘッド吐出特性維持装置１００の製造コストを低減させることができる。
【００８２】
なお、上述した実施形態では、キャッピング手段１３０及び吸引手段１５０を１つ備えたヘッド吐出特性維持装置１００について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば図３２に示すように２つのキャッピング手段１３０及び吸引手段１５０を備えたヘッド吐出特性維持装置２００であっても同様に構成することができ、同様の効果を得ることができる。
【００８３】
また、本実施形態のインクジェット式プリンタのように、プリントヘッド１８がワイパー１１１の回転方向に傾斜して取り付けられている場合、ワイパー１１１も傾斜して配設されることになる。このため、このワイパー１１１でプリントヘッド１８をワイピングしたときは、インクはワイパー１１１の全面に付着してはおらず、ワイパー１１１の傾斜下端に垂れて溜まっている。
【００８４】
したがって、ワイピング後にワイパー１１１を回転させると、その勢いでワイパー１１１の傾斜下端に垂れて溜まっているインクは全てワイパー１１１から落下してしまうことになる。よって、プリントヘッド１８がワイパー１１１の回転方向に傾斜して取り付けられているインクジェット式プリンタに対しては、ワイパー１１１に付着しているインクを掻き取るワイパークリーナー１１３が配設されていないヘッド吐出特性維持装置であっても適用することができる。
【００８５】
なお、ワイパー１１１の傾斜下端から落下するインクによりインクジェット式プリンタが汚染されないように、例えば図１４に示すように、回転後のワイパー１１１の下方にインク吸収体１８０を設けるようにしてもよい。このインク吸収体１８０としては、例えば合成樹脂製の連続発泡体や不織布等の繊維質の集合体が用いられる。このようなインク吸収体１８０によれば、ワイパー１１１から垂れ落ちたインクを漏洩させずに安定して貯留しておくことができると共に、取り出し交換作業も容易に行うことができる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るヘッド吐出特性維持装置及びそれを備えたインクジェット式プリンタによれば、ワイピング手段及びキャッピング手段を一定の位置に保持しておくことができる。このため、仮にユーザがワイピング手段やキャッピング手段に触れてもワイピング手段やキャッピング手段は位置ズレを起こすようなことはなく、ワイピング手段やキャッピング手段を所定の位置に復帰させるような作業は不必要となり、さらに、ワイピング手段やキャッピング手段等を構成する部品が衝突して破損するような事態も無くなる。したがって、メンテナンスが簡易となる。
【００８７】
また、ワイピング手段及びキャッピング手段を常に高精度に位置決めすることができるので、ヘッド吐出特性維持装置を組み立てる際に、ワイピング手段やキャッピング手段等を構成する部品を正確に位相合わせする作業も不必要となる。したがって、ヘッド吐出特性維持装置の製造コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るインクジェット式プリンタの構成例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るユニット化されたへッド吐出特性維持装置の構成例を示す斜視図である。
【図３】図２のへッド吐出特性維持装置を反対側から見た斜視図である。
【図４】図２のへッド吐出特性維持装置の分解斜視図である。
【図５】図２のへッド吐出特性維持装置のワイピング手段の主要部とキャッピング手段とギア付きカムの配設関係の詳細を示す斜視図である。
【図６】図５のワイピング手段の動作を示す第１の図である。
【図７】図５のワイピング手段の動作を示す第２の図である。
【図８】図５のワイピング手段の動作を示す第３の図である。
【図９】図５のワイピング手段の動作を示す第４の図である。
【図１０】図５のワイピング手段の動作を示す第５の図である。
【図１１】図５のワイピング手段の動作を示す第６の図である。
【図１２】図５のワイピング手段の動作を示す第７の図である。
【図１３】図５のワイピング手段の動作を示す第８の図である。
【図１４】図５のワイピング手段の動作を示す第９の図である。
【図１５】図５のワイピング手段の動作を示す第１０の図である。
【図１６】図５のワイピング手段の動作を示す第１１の図である。
【図１７】図５のワイピング手段の動作を示す第１２の図である。
【図１８】図５のキャッピング手段の動作を示す第１の図である。
【図１９】図５のキャッピング手段の動作を示す第２の図である。
【図２０】図５のキャッピング手段の動作を示す第３の図である。
【図２１】図５のキャッピング手段の動作を示す第４の図である。
【図２２】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作例を示すタイムチャートである。
【図２３】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第１の図である。
【図２４】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第２の図である。
【図２５】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第３の図である。
【図２６】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第４の図である。
【図２７】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第５の図である。
【図２８】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第６の図である。
【図２９】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第７の図である。
【図３０】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第８の図である。
【図３１】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第９の図である。
【図３２】本発明の実施の形態に係るユニット化されたへッド吐出特性維持装置の別の構成例を示す斜視図である。
【図３３】従来のへッド吐出特性維持装置の動作例を示す平面図である。
【符号の説明】
１００ へッド吐出特性維持装置
１０１ サイドフレーム
１０１ａ ガイド溝
１０２ サイドフレーム
１０２ａ ガイド溝
１１０ ワイピング手段
１１１ ワイパー
１１２ ワイパーホルダー
１１２ａ 欠歯ギア
１１２ａａ 円弧形状
１１２ａｂ 円弧形状
１１２ｂ ガイド溝
１１３ ワイパークリーナー
１１３ａ ガイドピン
１１３ｂ インク掻き
１３０ キャッピング手段
１３１ キャップ
１３１ａ 窪み
１３２ 第１キャップホルダー
１３２ａ 突起
１３３ 第２キャップホルダー
１３３ａ 爪
１３３ｂ ガイドピン
１３３ｃ ガイドピン
１５０ 吸引手段
１７０ 駆動手段
１７１ 駆動力伝達手段
１７１ａ 第１ギア
１７１ｂ 第２ギア
１７２ 正逆転切替手段
１７２ａ 切替アーム
１７２ｂ 正転用ギア
１７２ｃ 逆転用ギア
１７３ 回転・上下動手段
１７３ａ ギア付きカム
１７３ａａ 欠歯ギア部
１７３ａｂ カム部
１７３ａｃ 欠歯部
１７３ａｄ 欠歯部
１７３ａｅ ストッパ
１７３ａｆ ガイド溝
１７３ｂ ギア付きカム
１７３ｂａ 欠歯ギア部
１７３ｂｂ カム部
１７３ｂｃ 円弧形状
１７３ｂｄ 円弧形状
１７３ｂｅ ストッパ
１７３ｂｆ ガイド溝
１８０ インク吸収体
２００ へッド吐出特性維持装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に対しインク滴を吐出するプリントヘッドのインク吐出特性を一定な状態に維持するヘッド吐出特性維持装置及びそのヘッド吐出特性維持装置を備えたインクジェット式プリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、インクジェット式プリンタは、主走査方向に往復移動するキャリッジに搭載されたプリントへッドと、印刷用紙等の記録媒体を副走査方向に間欠的に設定量ずつ送る記録媒体送り手段を備え、記録媒体を副走査方向に送りつつプリントヘッドを主走査方向に移動させ、プリントへッドから記録媒体にインク滴を吐出するように構成されている。
【０００３】
通常、モノカラーのインクジェット式プリンタでは、プリントへッドが１つ搭載されている。また、フルカラーのインクジェット式プリンタでは、ブラックインクを吐出するブラックインク用プリントへッドと、イエロー、シアン、マゼンタ等の各色のインクを吐出する複数のカラーインク用プリントヘッドとが搭載されている。
【０００４】
このような構成のインクジェット式プリンタにおけるプリントヘッドには、圧力発生室とそれに繋がるノズル開口が設けられており、圧力発生室内にインクを貯留して所定圧で加圧することにより、ノズル開口から記録媒体に向けてコントロールされた大きさのインク滴を吐出するようになっている。従って、プリントヘッドのノズル開口におけるインク吐出特性が変動すると記録画像の品質に大きく影響するため、インク吐出特性は常に一定に維持される必要がある。
【０００５】
このインク吐出特性は、ノズル開口におけるインクの蒸発乾燥による粘度上昇や固化、固形物による目詰まり、更には塵埃の付着や気泡混入等が原因となって変動する。そのため、インクジェット式プリンタには、上記各変動原因を排除してインク吐出特性を一定な状態に維持するためのへッド吐出特性維持装置が備えられている。
【０００６】
このへッド吐出特性維持装置は、キャッピング装置、吸引ポンプ、ワイピング装置を備えている。キャッピング装置は、非記録時にプリントヘッドのノズル形成面を封止してノズル開口を外部と隔離するように構成されており、インクの蒸発乾燥を抑制して粘度上昇や固化を抑える機能を有している。また、キャッピング装置でノズル形成面を封止していても、ノズル開口の固形物による目詰まりやインク流路内への気泡の混入等を完全に防止することができないため、それらを完全に防止する目的で吸引ポンプが設けられている。
【０００７】
吸引ポンプは、キャッピング装置がノズル形成面を封止している状態でノズル開口に負圧を作用させるように構成されており、インクをノズル開口から強制的に吸引排出させて固形物や気泡を除去する機能を有している。この吸引ポンプによるインクの強制的な吸引排出処理は、インクジェット式プリンタの長時間の休止後に記録動作を再開する場合や、ユーザーが記録画像の品質が低下したことを認識して操作パネルにある専用スイッチを操作した場含に通常は実行されるようになっている。
【０００８】
また、吸引ポンプによるインクの強制的な吸引排出処理を行うと、プリンタへッドのノズル形成面にインクが飛び散って付着することがあると共に、各ノズル開口におけるインクのメニスカスが乱れる。さらに、プリントへッドのノズル形成面には経時的に異物が付着しやすいため、必要に応じてノズル形成面を払拭するワイピング装置が設けられている。
【０００９】
ワイピング装置は、基端側がホルダーで挟持されたゴム等の弾性板からなるワイピング部材を有し、このワイピング部材の先端側の縁部分をノズル形成面に弾性的に押し付けつつ相対的に往動及び復動させてノズル形成面を清掃するように構成されており、ノズル形成面に付着したインクや異物の払拭の他に、各ノズル開口におけるインクのメニスカスを一様に整える、即ち安定させる機能を有している。
【００１０】
図３３は、従来のへッド吐出特性維持装置の一例を示す側面図である。同図（ａ）に示すように、へッド吐出特性維持装置は、キャッピング装置１とワイピング装置２が回転及び上下動可能な支持部３に９０度ずらして配設された構成となっている。そして、支持部３には欠歯歯車４が固定されており、支持部３は欠歯歯車４が欠歯付きカム５と接触するように配設されている。なお、このへッド吐出特性維持装置は吸引ポンプを備えているが、図示は省略している。
【００１１】
このような構成において、非記録時にプリントヘッドのノズル形成面を封止してノズル開口を外部と隔離する場合は、同図（ａ）に示すように、へッド吐出特性維持装置はキャッピング装置１が上方を向いた状態で支持部３が欠歯付きカム５により最上部に位置するようにセッティングされる。
【００１２】
そして、記録後にワイピング部材の先端側の縁部分をノズル形成面に弾性的に押し付けつつ相対的に往動及び復動させてノズル形成面を清掃する場合は、先ず同図（ｂ）に示すように、欠歯付きカム５を回転させて欠歯付きカム５の歯５ａを欠歯歯車４の歯４ａに噛み合わせ、欠歯歯車４と共に支持部３を回転させる。そして、最終的に同図（ｃ）に示すように、へッド吐出特性維持装置はワイピング装置２が上方を向いた状態で支持部３が欠歯付きカム５により最下部に位置するようにセッティングされる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のへッド吐出特性維持装置は、単純な機構で構成できるので有効である。ところが、キャッピング装置１あるいはワイピング装置２がセッティングされた状態、すなわち支持部３が最上部あるいは最下部に位置した状態では、欠歯付きカム５の歯５ａと欠歯歯車４の歯４ａが噛み合っていないので、支持部３はフリーな状態にある。
【００１４】
このため、ユーザが支持部３に触れて支持部３を回転させてしまうことがあり、キャッピング装置１あるいはワイピング装置２を所定の位置に復帰させることが困難になったり、欠歯付きカム５の歯５ａと欠歯歯車４の歯４ａが噛み合う際に先端同士が衝突して破損するおそれがあった。また、へッド吐出特性維持装置を組み立てる際に欠歯付きカム５と欠歯歯車４の正確な位相合わせが必要となり、手間が掛かるという問題があった。
【００１５】
本発明は、上記のような種々の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、簡易な構成で常に安定した動作でキャッピング及びワイピングを行うことができるヘッド吐出特性維持装置及びそれを備えたインクジェット式プリンタを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明のヘッド吐出特性維持装置では、記録媒体にインク滴を吐出するプリントヘッドのインク吐出特性を維持するヘッド吐出特性維持装置であって、キャップと前記キャップを保持するキャップホルダーとを有し、前記キャップホルダーが上下動可能であり、前記プリントヘッドを封止するキャッピング手段と、ワイパーと前記ワイパーを保持するワイパーホルダーとを有し、前記ワイパーホルダーが前記キャップホルダーに設けられた軸を中心に回動可能であり、前記プリントヘッドを払拭するワイピング手段と、ギア部と円弧部とを有し、前記ワイパーホルダーに備えられた第１の欠歯ギアと、ギア部と円弧部とを有する第２の欠歯ギアを備えた第１のカムと、前記第１のカムと同一軸に配設された第２のカムと、前記第２のカムに備えられた欠歯ギアに交互に噛み合って正転または逆転させる正転用ギア及び逆転用ギアとを有し、前記キャッピング手段が下降した状態で前記第１の欠歯ギアと前記第２の欠歯ギアが噛み合うように駆動力を伝達し、前記キャッピング手段が上昇した状態で前記第１の欠歯ギアと前記第２の欠歯ギアが離間する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、前記ワイピング手段が前記プリントヘッドを払拭するときは、前記キャップを、前記プリントヘッドをキャッピングしていない位置に前記キャップ手段を下降させて位置決めし、前記カムによって固定した状態で、前記ワイピング手段を上方に回転させ、前記第１の欠歯ギアのギア部と前記第２の欠歯ギアの円弧部とが噛み合うことによって前記ワイパーを前記プリントヘッドと擦れるワイピング位置に位置決めすると同時に固定し、また、前記キャッピング手段が前記プリントヘッドを封止してインクを吸引するときは、前記ワイピング手段を下方に回転させた後で前記キャッピング手段を上昇させ、前記ワイパーを退避位置に位置決めして、前記ワイパーホルダーを誘導する溝によって固定すると同時に前記キャップを前記プリントヘッドを封止する位置に位置決めして前記カムによって固定することを特徴としている。
【００１７】
さらに、前記ワイピング手段が前記プリントヘッドを払拭するときは、
前記第１の欠歯ギアの２つのギア部で前記第２の欠歯ギアの円弧部をはさみこんで、前記ワイパーを固定することを特徴としている。これにより、ワイピング手段及びキャッピング手段を一定の位置に保持しておくことができるので、仮にユーザがワイピング手段やキャッピング手段に触れてもワイピング手段やキャッピング手段は位置ズレを起こすようなことはない。したがって、ワイピング手段やキャッピング手段を所定の位置に復帰させるような作業は不必要となり、さらに、ワイピング手段やキャッピング手段等を構成する部品が衝突して破損するような事態も無くなるので、メンテナンスが簡易となる。
【００１８】
また、ワイピング手段及びキャッピング手段を常に高精度に位置決めすることができるので、ヘッド吐出特性維持装置を組み立てる際に、ワイピング手段やキャッピング手段等を構成する部品を正確に位相合わせする作業も不必要となる。したがって、ヘッド吐出特性維持装置の製造コストを低減させることができる。
【００１９】
また、ワイピング手段とキャッピング手段を切り替えるときは、ワイピング手段のみを回転し、キャッピング手段は回転させる必要が無いので、装置を簡易な機構で構成することができる。したがって、ヘッド吐出特性維持装置の製造コストを低減させることができる。
【００２０】
また、キャッピング手段を上下動させる手段とワイピング手段を回転させる手段を単純な機械部品で構成することができるので、各手段の位置決め精度を向上させることができ、また保守コストや製造コストを低減させることができる。そして、欠歯ギアを有するカムにおける正転用の欠歯と逆転用の欠歯をそれぞれ別個に形成することができるので、ワイピング手段を使用する際の位置決め固定とキャッピング手段を使用する際の位置決め固定をより確実なものとすることができる。
【００２１】
また、前記プリントヘッドを封止している前記キャッピング手段のキャップ内を吸引するチューブポンプを備え、前記駆動手段が前記チューブポンプを駆動することを特徴としている。これにより、１つの駆動手段でワイピング手段、キャッピング手段及び吸引手段を動作させることができるので、ヘッド吐出特性維持装置自体を小型化することができる。
【００２２】
また、前記駆動手段は、前記各手段をそれぞれ単独で駆動することを特徴としている。これにより、駆動手段に掛かる負荷を小さくすることができるので、インクジェット式プリンタの消費電力を抑えることができる。
【００２３】
また、前記ワイピング手段及び前記キャッピング手段は、何れの位置からでも検出装置を使用せずに初期的な位置に復帰することができることを特徴としている。
【００２４】
これにより、インクジェット式プリンタの動作中に例えばコンセントを誤って抜いてしまったり、予期せぬ停電事故等が生じ、ヘッド吐出特性維持装置が途中で停止してしまった場合でも、その状態からリセットすることができるようになる。
【００２５】
また、前記駆動手段における前記ワイピング手段の駆動側及び従動側ともに欠歯ギアを備えていることを特徴としている。これにより、ワイピング手段、キャッピング手段及び吸引手段をそれぞれ単独で駆動する駆動手段の機構を簡易な構造で実現することができる。
【００２６】
また、前記ワイピング手段は、前記キャッピング手段に回転自在に取り付けられていることを特徴としている。これにより、キャッピング手段を上下動させる手段とワイピング手段を回転させる手段を同一機構により構成することが容易となる。したがって、ヘッド吐出特性維持装置をコンパクトにすることができる。
【００２７】
また、前記ワイピング手段は、前記プリントヘッドを払拭する回転可能なワイパーと、前記ワイパーが回転するときに前記ワイパーと擦れ合って前記ワイパーに付着している付着物を掻き取るワイパークリーナーとを備えたことを特徴としている。これにより、ワイパーをメンテナンスフリーとすることができるので、ヘッド吐出特性維持装置の保守作業が容易となる。
【００２８】
また、記録媒体にインク滴を吐出するプリントヘッドを有するインクジェット式プリンタにおいて、上記各ヘッド吐出特性維持装置を備えたことを特徴としている。これにより、上記各作用を奏するインクジェット式プリンタを提供することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態に係るインクジェット式プリンタの構成例を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施の形態に係るユニット化されたへッド吐出特性維持装置の構成例を示す斜視図であり、図３は、そのへッド吐出特性維持装置を反対側から見た斜視図であり、図４は、そのへッド吐出特性維持装置の分解斜視図である。図１に示すインクジェット式プリンタは、例えば用紙幅が５９４ｍｍ（ＪＩＳ規格のＡ１判）や７２８ｍｍ（ＪＩＳ規格のＢ１判）といった比較的大型のサイズの印刷用紙にまで印刷できる大型のプリンタである。
【００３１】
このインクジェット式プリンタは、上から斜め下の手前に向かって給紙部１１、記録部１２及び排紙部１３と配置されている。印刷用紙は、給紙部１１から記録部１２、そして排紙部１３に送られる過程で所定の印刷が実行されて外部に排出される。印刷時の用紙搬送路１４は、水平面に対して６５度の傾斜をもって形成されている。駆動ベルト１５によりガイド軸１６に沿って主走査方向に往復移動するキャリッジ１７に搭載されたプリントへッド１８のノズル形成面も、用紙搬送路１４に平行となるように６５度に傾斜して配設されている。
【００３２】
キャリッジ１７のホームポジションとなる部分には、プリントへッド１８のインク吐出特性を一定な状態に維持するためのヘッド吐出特性維持装置１００が配設されている。そして、キャリッジ１７がホームポジションに位置している状態のときにへッド吐出特性維持装置１００によって、プリントへッド１８のインク吐出特性を維持する処理が行われるようになっている。
【００３３】
ヘッド吐出特性維持装置１００は、図２、図３及び図４に示すように、ワイピング手段１１０、キャッピング手段１３０、吸引手段１５０及びそれらを駆動する駆動手段１７０を備えている。なお、図２では内部構造を見せるために図４に示す一方のサイドフレーム１０１の記載を省略し、図３では内部構造を見せるために図４に示す他方のサイドフレーム１０２の記載を省略し、また、図４では図を簡略化するために吸引手段１５０の記載を省略している。
【００３４】
このヘッド吐出特性維持装置１００は、必要に応じてノズル形成面を図２及び図３の矢印ａで示すプリントへッド１８の主走査方向、いわゆる横方向に払拭するワイピング手段１１０、非記録時にプリントへッド１８のノズル形成面に押し付けられてノズル開口を封止するキャッピング手段１３０、ノズル開口の目詰まりや混入した気泡を除去するためにインクを強制的に吸引排出する吸引手段１５０及びワイピング手段１１０とキャッピング手段１３０を所定位置に位置決めするために駆動し、また吸引手段１５０を駆動する駆動手段１７０が２枚のサイドフレーム１０１、１０２の間に配設され、ほぼ箱形にユニット化されている。
【００３５】
ワイピング手段１１０とキャッピング手段１３０はプリントへッド１８の主走査方向に並設されており、吸引手段１５０はワイピング手段１１０とキャッピング手段１３０に対して図２及び図３の矢印ｂで示す副走査方向に並設されている。そして、ワイピング手段１１０とキャッピング手段１３０と吸引手段１５０が連動可能なように駆動手段１７０が配設されている。すなわち、駆動手段１７０は、ワイピング手段１１０を副走査方向に回転させ、ワイピング手段１１０と共にキャッピング手段１３０を図２及び図３の矢印ｃで示す上下方向に移動させ、吸引手段１５０を動作させるように構成されている。
【００３６】
ワイピング手段１１０は、図２、図３及び図４に示すように、ワイパー１１１、ワイパーホルダー１１２及びワイパークリーナー１１３を備えている。ワイパー１１１は、ゴムにより略矩形平板状に形成されている。そして、先端部がプリントへッド１８のノズル形成面に対して擦れるようになっている。これにより、ワイパー１１１はノズル形成面に付着しているインクを払拭することができる。なお、インクの種類によってはワイパー１１１をフェルトあるいはプラスチック等により形成してもよい。
【００３７】
ワイパーホルダー１１２は、プラスチックにより略矩形平板状に形成されている。そして、上端部からワイパー１１１の先端部が突き出る形でワイパー１１１を保持しながら、下端部に設けられ、後述するキャッピング手段１３０の第２キャップホルダー１３３に軸支持されている欠歯ギア１１２ａを中心に副走査方向に回転するようになっている。これにより、ワイパーホルダー１１２はワイパー１１１を使用時には上方に配置し、未使用時には下方に配置することができる。
【００３８】
ワイパークリーナー１１３は、プラスチックによりブレード状に形成されている。そして、一端部に設けられているガイドピン１１３ａがワイパーホルダー１１２に設けられているガイド溝１１２ｂに案内されつつ、サイドフレーム１０１に軸支持されている他端部を中心に回転しながら、一端部に設けられている断面がＵ字状のインク掻き１１３ｂがワイパー１１１を挟んで擦れるようになっている。これにより、ワイパークリーナー１１３はワイパー１１１に付着しているインクを掻き取ることができる。
【００３９】
キャッピング手段１３０は、図２、図３及び図４に示すように、キャップ１３１、第１キャップホルダー１３２及び第２キャップホルダー１３３を備えている。キャップ１３１は、ゴムにより略直方体状に形成されている。そして、上部に設けられている窪み１３１ａがプリントへッド１８のノズル形成面に押し付けられるようになっている。これにより、キャッピング手段１３０はノズル開口を封止することができる。
【００４０】
第１キャップホルダー１３２は、プラスチックにより略直方体状に形成されている。そして、上面からキャップ１３１の上縁部が突き出る形でキャップ１３１を保持しながら、図示しないバネが第２キャップホルダー１３３との間に介され、側面に設けられている突起１３２ａが第２キャップホルダー１３３の爪１３３ａに係止され、全方向に微動できるようになっている。これにより、第１キャップホルダー１３２はキャップ１３１の上縁部をプリントへッド１８のノズル形成面に合わせて押し付けることができ、両者を確実に密着させることができる。
【００４１】
第２キャップホルダー１３３は、プラスチックにより略直方体状に形成されている。そして、上端面に第１キャップホルダー１３２を保持しながら、側面に設けられているガイドピン１３３ｂが両サイドフレーム１０１、１０２に設けられているガイド溝１０１ａ、１０２ａに案内されつつ、ワイパー１１１及びワイパーホルダー１１２と共に上下動するようになっている。これにより、第２キャップホルダー１３３はキャップ１３１を使用時には上方に位置決め固定し、未使用時には下方に位置決め固定することができる。
【００４２】
吸引手段１５０は、一般的な脈動ポンプであり、回転方向に一定間隔で取り付けられた複数のローラでキャップ１３１に接続されたチューブＴの一定範囲を連続的に押すことにより、チューブ内の空気を送り出してプリントへッド１８のインクを強制的に吸引排出するようになっている。これにより、吸引手段１５０はノズル開口の目詰まりや混入した気泡を除去することができる。
【００４３】
駆動手段１７０は、図２、図３及び図４に示すように、駆動力伝達手段１７１、正逆転切替手段１７２及び回転・上下動手段１７３を備えている。駆動力伝達手段１７１は、サイドフレーム１０１の外側に出るように配設される第１ギア１７１ａと、この第１ギア１７１ａと同軸で一体的に配設されると共に、両サイドフレーム１０１、１０２間に配置される第２ギア１７１ｂを備えている。第１ギア１７１ａは、サイドフレーム１０１の外側に配設された図示しないモータに連結されている。第２ギア１７１ｂは、図２に示す吸引手段１５０のギア１５１と噛み合わされている。
【００４４】
正逆転切替手段１７２は、略Ｌ字状に形成された切替アーム１７２ａと、その各端部に回転可能に取り付けられた正転用ギア１７２ｂ及び逆転用ギア１７２ｃを備えている。切替アーム１７２ａは、中央部が第２ギア１７１ｂの軸にはめ込まれ、図示しないバネを介して第２ギア１７１ｂに押し付けられている。第２ギア１７１ｂの回転方向により正転用ギア１７２ｂ及び逆転用ギア１７２ｃのどちらかが第２ギア１７１ｂと噛み合い、さらに後述する回転・上下動手段１７３のギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａに対して交互に噛み合うように配置されている。
【００４５】
回転・上下動手段１７３は、同一軸の両端に配設された２つのギア付きカム１７３ａ、１７３ｂを備えている。各ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂは、欠歯ギア部１７３ａａ、１７３ｂａとカム部１７３ａｂ、１７３ｂｂが一体化された構成となっている。欠歯ギア部１７３ａａは、上述したように正逆転切替手段１７２の正転用ギア１７２ｂ及び逆転用ギア１７２ｃと交互に噛み合うように配置されており、欠歯ギア部１７３ｂａは、ワイパーホルダー１１２の欠歯ギア１１２ａと噛み合うように配置されている。そして、カム部１７３ａｂ、１７３ｂｂは、第２キャップホルダー１３３の下部両側に配設された２つのガイドピン１３３ｂの下部にそれぞれ接触するように配置されている。
【００４６】
そして、モータの駆動力は、第１ギア１７１ａ及び第２ギア１７１ｂを経て、切替アーム１７２ａの回転による正転用ギア１７２ｂまたは逆転用ギア１７２ｃからギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａ及びギア付きカム１７３ｂの欠歯ギア部１７３ｂａを介してワイピング手段１１０に伝達され、さらにギア付きカム１７３ａのカム部１７３ａｂ及びギア付きカム１７３ｂのカム部１７３ｂｂを介してワイピング手段１１０及びキャッピング手段１３０に伝達され、またギア１５１を介して吸引手段１５０に伝達されるようになっている。これにより、ワイピング手段１１０を回転させ、ワイピング手段１１０と共にキャッピング手段１３０を上下動させ、吸引手段１５０を動作させることができる。
【００４７】
以上のような構成のワイピング手段１１０の主要部とキャッピング手段１３０とギア付きカム１７３ｂの配設関係の詳細を図５を参照して説明し、その後に各手段１１０、１３０の動作を図６〜図２１を参照して説明する。図５に示すように、ワイピング手段１１０のワイパーホルダー１１２に設けられている欠歯ギア１１２ａの軸穴には、キャッピング手段１３０の第２キャップホルダー１３３に設けられているガイドピン１３３ｂが挿入されている。
【００４８】
そして、ギア付きカム１７３ｂは、欠歯ギア部１７３ｂａがワイパーホルダー１１２に設けられている欠歯ギア１１２ａと噛み合い、カム部１７３ｂｂが第２キャップホルダー１３３に設けられているガイドピン１３３ｂと接触するように配設されている。これにより、ワイピング手段１１０は図示矢印ａ方向に回転し、キャッピング手段１３０はワイピング手段１１０と共に図示矢印ｂ方向に上下動することができる。
【００４９】
次に、ワイピング手段１１０の動作を図６〜図１７を参照して説明するが、各図のうち図６〜図９、図１０〜図１１、図１２〜図１４、図１５〜図１７はそれぞれ同一動作状態を視点を変えて示した図である。すなわち、図６〜図９はワイパー１１１によるワイピングが可能な状態を示し、図１０〜図１１はワイパー１１１の収納途中の状態を示し、図１２〜図１４はワイパー１１１の収納完了の状態を示し、図１５〜図１７はワイピング手段１１０がキャッピング手段１３０と共に上昇したときの状態を示す図である。
【００５０】
先ず、ワイパー１１１によるワイピングが可能な状態では、図６に示すように、ワイパー１１１は上方を向いて位置決め固定され、ワイパークリーナー１１３はワイパーホルダー１１２の一端部側に位置決め固定されている。これらの位置決め固定は以下の作用による。
【００５１】
すなわち、図６及び図８に示すように、ワイパーホルダー１１２に設けられている欠歯ギア１１２ａの歯形成部の両側から所定部分は、厚さが歯厚の半分以下であって、半径が歯先円半径以上の円弧形状１１２ａａ、１１２ａｂに形成されている。また、ギア付きカム１７３ｂに設けられている欠歯ギア部１７３ｂａの歯形成部の両側から所定部分は、上記円弧形状１１２ａａ、１１２ａｂの形成側とは逆側に、厚さが歯厚の半分以下であって、半径が歯先円半径以上の円弧形状１７３ｂｃ、１７３ｂｄに形成されている。
【００５２】
そして、図６及び図８に示すように、欠歯ギア１１２ａの一方の円弧形状１１２ａａと欠歯ギア部１７３ｂａの一方の円弧形状１７３ｂｃ同士が噛み合わされることにより、円弧形状１１２ａａの両端部分、すなわち欠歯ギア１１２ａの端部の歯１１２ａｃと円弧形状１１２ａａの壁部１１２ａｄが円弧形状１７３ｂｃを挟み込む。これにより、ワイパーホルダー１１２はギア付きカム１７３ｂに対して位置決めされることになるので、ワイパー１１１を上方に向けて位置決め固定することができる。
【００５３】
また、図６に示すように、ワイパークリーナー１１３のガイドピン１１３ａは、図６及び図７に示すワイパーホルダー１１２に設けられているガイド溝１１２ｂにはめ込まれている。これにより、ワイパークリーナー１１３はワイパーホルダー１１２に対して位置決めされることになるので、ワイパークリーナー１１３をワイパーホルダー１１２の端部側に位置決め固定することができる。
【００５４】
なお、図９は、ワイパーホルダー１１２が回転する際の案内となるワイパーホルダー１１２に設けられているガイドピン１１２ｃと、サイドフレーム１０２に設けられているガイド溝１０２ｂとの配置関係を示す図であるが、このときの状態、すなわちワイパー１１１によるワイピングが可能な状態においては、両者は離れており、機能していない。
【００５５】
次に、ワイパー１１１の収納途中の状態では、図１０に示すように、ワイパーホルダー１１２が傾いてワイパー１１１がワイパークリーナー１１３のインク掻き１１３ｂに挟み込まれている。これは、図１０及び図１１に示すように、ギア付きカム１７３ｂが回転し、ギア付きカム１７３ｂの欠歯ギア部１７３ｂａがワイパーホルダー１１２の欠歯ギア１１２ａに噛み合うことにより、ワイパーホルダー１１２自体が回転し、同時にワイパークリーナー１１３のガイドピン１１３ａがワイパーホルダー１１２のガイド溝１１２ｂに案内されたためである。これにより、ワイパークリーナー１１３のインク掻き１１３ｂはワイパー１１１を挟んで擦ることになるので、ワイパー１１１に付着しているインクを掻き取りつつワイパー１１１を収納することができる。
【００５６】
次に、ワイパー１１１の収納完了の状態では、図１２に示すように、ワイパー１１１は斜め下方を向いて位置決め固定され、ワイパークリーナー１１３はワイパーホルダー１１２の他端部側に位置決め固定されている。これらの位置決め固定は以下の作用による。
【００５７】
すなわち、図１２及び図１３に示すように、ワイパー１１１をセット方向に動かそうとした場合、欠歯ギア１１２ａの端部の歯１１２ａｅがギア付きカム１７３ｂの欠歯ギア部１７３ｂａの他方の円弧形状１７３ｂｄに当たるため、ワイパー１１１をセット方向に動かすことができない。
【００５８】
一方、図１４に示すように、ワイパー１１１をリセット方向に動かそうとした場合、ホルダー１１２のガイドピン１１２ｃがサイドフレーム１０２のガイド溝１０２ａの左壁に当たるため、ワイパー１１１をリセット方向に動かすことができない。これにより、ワイパーホルダー１１２はギア付きカム１７３ｂとサイドフレーム１０２に対して位置決めされることになるので、ワイパー１１１を斜め下方に向けて位置決め固定することができる。
【００５９】
また、図１２に示すように、ワイパークリーナー１１３のガイドピン１１３ａは、ワイパーホルダー１１２のガイド溝１１２ｂに沿ってワイパーホルダー１１２の他端部側まで相対移動している。これにより、ワイパークリーナー１１３はワイパーホルダー１１２に対して位置決めされることになるので、ワイパークリーナー１１３をワイパーホルダー１１２の他端部側の最端に寄った位置に位置決め固定することができる。
【００６０】
最後に、ワイピング手段１１０がキャッピング手段１３０と共に上昇したときの状態では、図１５及び図１６に示すように、ワイパー１１１は斜め下方を向いたままギア付きカム１７３ｂから離れて位置決め固定され、ワイパークリーナー１１３はワイパーホルダー１１２の他端部側に位置決め固定されている。これらの位置決め固定は以下の作用による。
【００６１】
すなわち、図１７に示すように、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂが回転することにより、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂのカム部１７３ａｂ、１７３ｂｂが、第２キャップホルダー１３３のガイドピン１３３ｂを両サイドフレーム１０１、１０２のガイド溝１０１ａ、１０２ａに沿って押し上げる。
【００６２】
さらに、図１７に示すように、ワイパーホルダー１１２のガイドピン１１２ｃがサイドフレーム１０２のガイド溝１０２ａの垂直部に入り込む。これにより、ワイパーホルダー１１２はギア付きカム１７３ａ、１７３ｂとサイドフレーム１０２に対して位置決めされることになるので、ワイパー１１１を斜め下方に向けたままギア付きカム１７３ａ、１７３ｂから離して位置決め固定することができる。
【００６３】
また、図１５に示すように、ワイパークリーナー１１３のガイドピン１１３ａは、ワイパーホルダー１１２のガイド溝１１２ｂに沿ってワイパーホルダー１１２の他端部側の最端に寄った位置まで相対移動している。これにより、ワイパークリーナー１１３はワイパーホルダー１１２に対して位置決めされることになるので、ワイパークリーナー１１３をワイパーホルダー１１２の他端部側の最端に寄った位置に位置決め固定することができる。
【００６４】
次に、キャッピング手段１３０の動作を図１８〜図２１を参照して説明するが、各図のうち図１８〜図１９、図２０〜図２１はそれぞれ同一動作状態を視点を変えて示した図である。すなわち、図１８〜図１９はキャップ１３１が収納完了した状態を示し、図２０〜図２１はキャップ１３１によるキャッピングが可能な状態を示す図である。
【００６５】
先ず、キャップ１３１が収納完了した状態では、図１８及び図１９に示すように、キャッピング手段１３０は最下端に位置決め固定されている。この位置決め固定は以下の作用による。すなわち、図１８に示すように、ギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａは、切替アーム１７２ａの回転により正転用ギア１７２ｂと逆転用ギア１７２ｃが、欠歯ギア部１７３ａａにおける幅方向にずれた位置にて交互に噛み合うように配設されている。そして、この欠歯ギア部１７３ａａには、２箇所の欠歯部１７３ａｃ、１７３ａｄが周方向及び幅方向にずれた位置に形成されている。
【００６６】
また、図１８及び図１９に示すように、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂのカム部１７３ａｂ、１７３ｂｂは、略長円形状に形成されており、外周途中には第２キャップホルダー１３３の下部両側の２つのガイドピン１３３ｂ、１３３ｂと接触可能なストッパ１７３ａｅ、１７３ｂｅが設けられ、側面部には第２キャップホルダー１３３に設けられている別の２つのガイドピン１３３ｃ、１３３ｃを外周に沿って案内するガイド溝１７３ａｆ、１７３ｂｆが設けられている。
【００６７】
そして、キャッピング手段１３０が最上端から最下端に達したときは、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂのカム部１７３ａｂ、１７３ｂｂのガイド溝１７３ａｆ、１７３ｂｆが、第２キャップホルダー１３３の２つのガイドピン１３３ｃ、１３３ｃを移動させ、第２キャップホルダー１３３の下部両側の２つのガイドピン１３３ｂ、１３３ｂを両サイドフレーム１０１、１０２のガイド溝１０１ａ、１０２ａに沿って最下端に押し下げている。
【００６８】
さらに、逆転用ギア１７２ｃがギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａの欠歯部１７３ａｄに掛かって空回りしている。これにより、第２キャップホルダー１３３はギア付きカム１７３ａ、１７３ｂと両サイドフレーム１０１、１０２に対して位置決めされることになるので、キャッピング手段１３０を最下端に位置決め固定することができる。
【００６９】
次に、キャップ１３１によるキャッピングが可能な状態では、図２０及び図２１に示すように、キャッピング手段１３０は最上端に位置決め固定されている。この位置決め固定は以下の作用による。すなわち、キャッピング手段１３０が最下端から最上端に達したときは、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂのカム部１７３ａｂ、１７３ｂｂが、第２キャップホルダー１３３の２つのガイドピン１３３ｄ、１３３ｅを移動させ、第２キャップホルダー１３３の下部両側の２つのガイドピン１３３ｂ、１３３ｂを両サイドフレーム１０１、１０２のガイド溝１０１ａ、１０２ｂに沿って最上端に押し上げてストッパ１７３ａｅ、１７３ｂｅに接触させている。
【００７０】
さらに、正転用ギア１７２ｂがギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａの欠歯部１７３ａｃに掛かって空回りしている。これにより、第２キャップホルダー１３３はギア付きカム１７３ａ、１７３ｂと両サイドフレーム１０１、１０２に対して位置決めされることになるので、キャッピング手段１３０を最上端に位置決め固定することができる。
【００７１】
以上のような構成のワイピング手段１１０、キャッピング手段１３０、吸引手段１５０及び駆動手段１７０を備えたヘッド吐出特性維持装置１００の全体動作を図２２〜図３１を参照して説明するが、各図のうち図２２はヘッド吐出特性維持装置１００の動作例を示すタイムチャート、図２３〜図２５、図２６〜図２８、図２９〜図３１はそれぞれ同一動作状態を視点を変えて示した図である。すなわち、図２３〜図２５はワイパー１１１によるワイピングが可能な状態を示し、図２６〜図２８はワイパー１１１の収納完了の状態を示し、図２９〜図３１はキャップ１３１によるキャッピングが可能な状態を示す図である。
【００７２】
図２２に示す正転の場合では、図２３〜図２５に示すように、キャッピング手段１３０は最下端に位置しており、キャップ１３１は「開」の状態、すなわちキャッピングしていない状態にある。また、ワイピング手段１１０は上方に位置しており、ワイパー１１１は「セット」の状態、すなわちワイピング可能な状態にある。また、吸引手段１５０であるポンプのローラはチューブに対し「レリース」の状態、すなわち吸引していない状態にある（開始時点ｔ１）。
【００７３】
この状態から、モータが正転方向に駆動して第１ギア１７１ａと共に第２ギア１７１ｂを回転させると、切替アーム１７２ａが回転して正転用ギア１７２ｂがギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａに噛み合う。そして、第２ギア１７１ｂの回転力が正転用ギア１７２ｂからギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａに伝達され、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂが回転する。続いて、ギア付きカム１７３ｂの欠歯ギア部１７３ｂａがワイパーホルダー１１２の欠歯ギア１１２ａと噛み合い、ワイパーホルダー１１２が回転開始する（時点ｔ４）。
【００７４】
そして、ギア付きカム１７３ｂの欠歯ギア部１７３ｂａとワイパーホルダー１１２の欠歯ギア１１２ａとの噛み合いが外れると、ワイパーホルダー１１２の回転が停止し、図２６〜図２８に示すように、ワイピング手段１１０は下方に位置しており、ワイパー１１１は「リセット下」の状態、すなわちワイパー１１１が収納された状態にある（時点ｔ５）。
【００７５】
さらに、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂが回転すると、ギア付きカム１７３ａ、１７３ｂのカム部１７３ａｂ、１７３ｂｂの作用によりキャッピング手段１３０はワイピング手段１１０と共に上昇開始する（時点ｔ６）。そして、正転用ギア１７２ｂがギア付きカム１７３ａの欠歯ギア部１７３ａａの欠歯部１７３ａｃに達すると、正転用ギア１７２ｂは空転するので、キャッピング手段１３０とワイピング手段１１０の上昇は停止する。
【００７６】
この状態は、図２９〜図３１に示すように、キャッピング手段１３０は最上端に位置しており、キャップ１３１は「閉」の状態、すなわちキャッピングしている状態にある。また、ワイピング手段１１０は先程よりは上方に位置しており、ワイパー１１１は「リセット上」の状態、すなわちワイパー１１１は収納されたまま上昇している状態にある（時点ｔ７）。
【００７７】
この状態から、モータが正転方向にさらに駆動して第１ギア１７１ａと共に第２ギア１７１ｂを回転させると、吸引手段１５０が作動する。このときはポンプのローラはチューブに対し「噛み込み」の状態、すなわち吸引している状態にある（時点ｔ８、ｔ９）。なお、ワイピング手段１１０及びキャッピング手段１３０が動作中はポンプに動力が伝達されないようになっている。
【００７８】
一方、図２２に示す逆転の場合では、逆転用ギア１７２ｃによりキャッピング手段１３０及びワイピング手段１１０は上記動作とは逆動作をする。図２に示すギア１５１が半回転するとギア１５１の爪が円盤１５２の爪を押して円盤１５２が回転し始める。その間にワイピング手段１１０及びキャッピング手段１３０は動作を終了している。ただし、吸引手段１５０は時点ｔ３、ｔ４で「レリース」の状態に戻る。
【００７９】
以上のように、本実施形態のヘッド吐出特性維持装置１００によれば、ワイピング手段１１０を位置決めする際に位置決め案内及び位置決め固定する手段１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１７３ａ、１７３ｂ、１１２ｃ、１０２ｂ及びキャッピング手段１３０を位置決めする際に位置決め案内及び位置決め固定する手段１３３ｂ、１０１ａ、１０２ａ、１７３ａ、１７３ｂがそれぞれ設けられている。
【００８０】
これにより、ワイピング手段１１０及びキャッピング手段１３０を一定の位置に保持しておくことができるので、仮にユーザがワイピング手段１１０やキャッピング手段１３０に触れてもワイピング手段１１０やキャッピング手段１３０は位置ズレを起こすようなことはない。したがって、ワイピング手段１１０やキャッピング手段１３０を所定の位置に復帰させるような作業は不必要となり、さらに、ワイピング手段１１０やキャッピング手段１３０等を構成する部品が衝突して破損するような事態も無くなるので、メンテナンスが簡易となる。
【００８１】
また、ワイピング手段１１０及びキャッピング手段１３０を常に高精度に位置決めすることができるので、ヘッド吐出特性維持装置１００を組み立てる際に、ワイピング手段１１０やキャッピング手段１３０等を構成する部品を正確に位相合わせする作業も不必要となる。したがって、ヘッド吐出特性維持装置１００の製造コストを低減させることができる。
【００８２】
なお、上述した実施形態では、キャッピング手段１３０及び吸引手段１５０を１つ備えたヘッド吐出特性維持装置１００について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば図３２に示すように２つのキャッピング手段１３０及び吸引手段１５０を備えたヘッド吐出特性維持装置２００であっても同様に構成することができ、同様の効果を得ることができる。
【００８３】
また、本実施形態のインクジェット式プリンタのように、プリントヘッド１８がワイパー１１１の回転方向に傾斜して取り付けられている場合、ワイパー１１１も傾斜して配設されることになる。このため、このワイパー１１１でプリントヘッド１８をワイピングしたときは、インクはワイパー１１１の全面に付着してはおらず、ワイパー１１１の傾斜下端に垂れて溜まっている。
【００８４】
したがって、ワイピング後にワイパー１１１を回転させると、その勢いでワイパー１１１の傾斜下端に垂れて溜まっているインクは全てワイパー１１１から落下してしまうことになる。よって、プリントヘッド１８がワイパー１１１の回転方向に傾斜して取り付けられているインクジェット式プリンタに対しては、ワイパー１１１に付着しているインクを掻き取るワイパークリーナー１１３が配設されていないヘッド吐出特性維持装置であっても適用することができる。
【００８５】
なお、ワイパー１１１の傾斜下端から落下するインクによりインクジェット式プリンタが汚染されないように、例えば図１４に示すように、回転後のワイパー１１１の下方にインク吸収体１８０を設けるようにしてもよい。このインク吸収体１８０としては、例えば合成樹脂製の連続発泡体や不織布等の繊維質の集合体が用いられる。このようなインク吸収体１８０によれば、ワイパー１１１から垂れ落ちたインクを漏洩させずに安定して貯留しておくことができると共に、取り出し交換作業も容易に行うことができる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るヘッド吐出特性維持装置及びそれを備えたインクジェット式プリンタによれば、ワイピング手段及びキャッピング手段を一定の位置に保持しておくことができる。このため、仮にユーザがワイピング手段やキャッピング手段に触れてもワイピング手段やキャッピング手段は位置ズレを起こすようなことはなく、ワイピング手段やキャッピング手段を所定の位置に復帰させるような作業は不必要となり、さらに、ワイピング手段やキャッピング手段等を構成する部品が衝突して破損するような事態も無くなる。したがって、メンテナンスが簡易となる。
【００８７】
また、ワイピング手段及びキャッピング手段を常に高精度に位置決めすることができるので、ヘッド吐出特性維持装置を組み立てる際に、ワイピング手段やキャッピング手段等を構成する部品を正確に位相合わせする作業も不必要となる。したがって、ヘッド吐出特性維持装置の製造コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るインクジェット式プリンタの構成例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るユニット化されたへッド吐出特性維持装置の構成例を示す斜視図である。
【図３】図２のへッド吐出特性維持装置を反対側から見た斜視図である。
【図４】図２のへッド吐出特性維持装置の分解斜視図である。
【図５】図２のへッド吐出特性維持装置のワイピング手段の主要部とキャッピング手段とギア付きカムの配設関係の詳細を示す斜視図である。
【図６】図５のワイピング手段の動作を示す第１の図である。
【図７】図５のワイピング手段の動作を示す第２の図である。
【図８】図５のワイピング手段の動作を示す第３の図である。
【図９】図５のワイピング手段の動作を示す第４の図である。
【図１０】図５のワイピング手段の動作を示す第５の図である。
【図１１】図５のワイピング手段の動作を示す第６の図である。
【図１２】図５のワイピング手段の動作を示す第７の図である。
【図１３】図５のワイピング手段の動作を示す第８の図である。
【図１４】図５のワイピング手段の動作を示す第９の図である。
【図１５】図５のワイピング手段の動作を示す第１０の図である。
【図１６】図５のワイピング手段の動作を示す第１１の図である。
【図１７】図５のワイピング手段の動作を示す第１２の図である。
【図１８】図５のキャッピング手段の動作を示す第１の図である。
【図１９】図５のキャッピング手段の動作を示す第２の図である。
【図２０】図５のキャッピング手段の動作を示す第３の図である。
【図２１】図５のキャッピング手段の動作を示す第４の図である。
【図２２】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作例を示すタイムチャートである。
【図２３】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第１の図である。
【図２４】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第２の図である。
【図２５】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第３の図である。
【図２６】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第４の図である。
【図２７】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第５の図である。
【図２８】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第６の図である。
【図２９】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第７の図である。
【図３０】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第８の図である。
【図３１】図２のヘッド吐出特性維持装置の動作を示す第９の図である。
【図３２】本発明の実施の形態に係るユニット化されたへッド吐出特性維持装置の別の構成例を示す斜視図である。
【図３３】従来のへッド吐出特性維持装置の動作例を示す平面図である。
【符号の説明】
１００ へッド吐出特性維持装置
１０１ サイドフレーム
１０１ａ ガイド溝
１０２ サイドフレーム
１０２ａ ガイド溝
１１０ ワイピング手段
１１１ ワイパー
１１２ ワイパーホルダー
１１２ａ 欠歯ギア
１１２ａａ 円弧形状
１１２ａｂ 円弧形状
１１２ｂ ガイド溝
１１３ ワイパークリーナー
１１３ａ ガイドピン
１１３ｂ インク掻き
１３０ キャッピング手段
１３１ キャップ
１３１ａ 窪み
１３２ 第１キャップホルダー
１３２ａ 突起
１３３ 第２キャップホルダー
１３３ａ 爪
１３３ｂ ガイドピン
１３３ｃ ガイドピン
１５０ 吸引手段
１７０ 駆動手段
１７１ 駆動力伝達手段
１７１ａ 第１ギア
１７１ｂ 第２ギア
１７２ 正逆転切替手段
１７２ａ 切替アーム
１７２ｂ 正転用ギア
１７２ｃ 逆転用ギア
１７３ 回転・上下動手段
１７３ａ ギア付きカム
１７３ａａ 欠歯ギア部
１７３ａｂ カム部
１７３ａｃ 欠歯部
１７３ａｄ 欠歯部
１７３ａｅ ストッパ
１７３ａｆ ガイド溝
１７３ｂ ギア付きカム
１７３ｂａ 欠歯ギア部
１７３ｂｂ カム部
１７３ｂｃ 円弧形状
１７３ｂｄ 円弧形状
１７３ｂｅ ストッパ
１７３ｂｆ ガイド溝
１８０ インク吸収体
２００ へッド吐出特性維持装置
Claims (9)
- 記録媒体にインク滴を吐出するプリントヘッドのインク吐出特性を維持するヘッド吐出特性維持装置であって、
キャップと前記キャップを保持するキャップホルダーとを有し、前記キャップホルダーが上下動可能であり、前記プリントヘッドを封止するキャッピング手段と、
ワイパーと前記ワイパーを保持するワイパーホルダーとを有し、前記ワイパーホルダーが前記キャップホルダーに設けられた軸を中心に回動可能であり、前記プリントヘッドを払拭するワイピング手段と、
ギア部と円弧部とを有し、前記ワイパーホルダーに備えられた第１の欠歯ギアと、ギア部と円弧部とを有する第２の欠歯ギアを備えた第１のカムと、
前記第１のカムと同一軸に配設された第２のカムと、
前記第２のカムに備えられた欠歯ギアに交互に噛み合って正転または逆転させる正転用ギア及び逆転用ギアとを有し、
前記キャッピング手段が下降した状態で前記第１の欠歯ギアと前記第２の欠歯ギアが噛み合うように駆動力を伝達し、前記キャッピング手段が上昇した状態で前記第１の欠歯ギアと前記第２の欠歯ギアが離間する駆動手段とを備え、
前記駆動手段は、
前記ワイピング手段が前記プリントヘッドを払拭するときは、
前記キャップを、前記プリントヘッドをキャッピングしていない位置に前記キャップ手段を下降させて位置決めし、前記カムによって固定した状態で、前記ワイピング手段を上方に回転させ、
前記第１の欠歯ギアのギア部と前記第２の欠歯ギアの円弧部とが噛み合うことによって前記ワイパーを前記プリントヘッドと擦れるワイピング位置に位置決めすると同時に固定し、
また、前記キャッピング手段が前記プリントヘッドを封止してインクを吸引するときは、
前記ワイピング手段を下方に回転させた後で前記キャッピング手段を上昇させ、
前記ワイパーを退避位置に位置決めして、前記ワイパーホルダーを誘導する溝によって固定すると同時に前記キャップを前記プリントヘッドを封止する位置に位置決めして前記カムによって固定することを特徴とするヘッド吐出特性維持装置。 - 前記ワイピング手段が前記プリントヘッドを払拭するときは、
前記第１の欠歯ギアの２つのギア部で前記第２の欠歯ギアの円弧部をはさみこんで、前記ワイパーを固定することを特徴とする請求項１に記載のヘッド吐出特性維持装置。 - 前記プリントヘッドを封止している前記キャッピング手段のキャップ内を吸引するチューブポンプを備え、前記駆動手段が前記チューブポンプを駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッド吐出特性維持装置。
- 前記駆動手段は、前記各手段をそれぞれ単独で駆動することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のヘッド吐出特性維持装置。
- 前記ワイピング手段及び前記キャッピング手段は、何れの位置からでも検出装置を使用せずに初期的な位置に復帰することができることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のヘッド吐出特性維持装置。
- 前記駆動手段における前記ワイピング手段の駆動側及び従動側ともに欠歯ギアを備えていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のヘッド吐出特性維持装置。
- 前記ワイピング手段は、前記キャッピング手段に回転自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のヘッド吐出特性維持装置。
- 前記ワイピング手段は、前記プリントヘッドを払拭する回転可能なワイパーと、前記ワイパーが回転するときに前記ワイパーと擦れ合って前記ワイパーに付着している付着物を掻き取るワイパークリーナーとを備えたことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のヘッド吐出特性維持装置。
- 記録媒体にインク滴を吐出するプリントヘッドを有するインクジェット式プリンタにおいて、
請求項１〜８の何れか一項に記載のヘッド吐出特性維持装置を備えたことを特徴とするインクジェット式プリンタ。
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