JP3832991B2

JP3832991B2 - Inkjet printing device

Info

Publication number: JP3832991B2
Application number: JP1344299A
Authority: JP
Inventors: 哲也石川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2019-01-21
Also published as: JPH11277757A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリント装置、特に、プリントヘッドから被記録材へインクを吐出してプリントを行うインクジェットプリント装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリントヘッドのインク吐出口から被記録材へインクを吐出してプリントを行うインクジェットプリント装置においては、乾燥によるプリントヘッドのインク吐出口部分の目詰まりや、或いはインク吐出口内の塵埃や気泡等によるインクの吐出不良原因を解消するために、吐出口を保護する手段や吐出回復処理手段が設けられている。
【０００３】
なお、ここで、「吐出回復」とは上記吐出不良原因を解消する場合のみならず、広くプリントヘッドのインク吐出口におけるインクの吐出性能を良好に保つための回復処理を以下に言うものとする。
【０００４】
このような上記のインク吐出口保護手段の主な構成は、ゴム等の弾性材料で構成されたキャップであり、プリントヘッド（以下、単にヘッドとも言う）に形成された吐出口形成面を覆うものである。また、吐出回復処理手段の主な構成と作用は、前記キャップ内の空気をポンプ等の負圧発生手段により吸引、減圧してインクを吐出口より強制排出させることにより、前記インクの吐出不良原因を解消することにある。
【０００５】
更に、他の吐出回復手段としては所定発数だけヘッドからインクを吐出させることで吐出不良原因の回復を図る予備吐出処理がある。この予備吐出処理においては吐出されたインクの受容口としてキャップが用いられることが一般的である。これは受容口として既存のキャップを用いれば、特別にインク受容手段を設ける必要が無く、省スペースによる小型化あるいはコストダウンを図れるからである。
【０００６】
また、前記キャップをオープン（ヘッドの吐出口形成面との開離状態）あるいはクローズ（ヘッドと前記吐出口形成面との当接状態）させるための機構としては、キャップ支持部材を或る回転中心を中心として回動させるのが一般的である。この方法を採用することの長所としては、小型化と共にヘッドの吐出口形成面とキャップとの相対位置を高精度に制御することが容易なことが挙げられる。
【０００７】
更に、キャップがヘッドの吐出口形成面を確実に覆い、かつ吐出口形成面との密閉性を確保するためにキャップとヘッドとの位置関係に比較的高い精度が要求される場合には、ヘッドユニット（キャリッジ等を含む）とキャップユニット（キャップ支持部材等を含む）に各々の相対位置決め手段を設ける場合が有る。一例を挙げれば、キャップ支持部材に位置決めボスを設け、一方のキャリッジ上には前記ボスが挿入される位置決め穴を設けることで、キャップとヘッドとの相対位置決めを確実に行うものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の方法を用いた場合には、キャップオープン状態、すなわちキャップユニットとヘッドユニットとを確実に開離した状態にするためには、キャップ支持部材の必要回動量を相当に大きく取らなければならず、特に、位置決め手段としてボス形状の突起等を設けた場合においては、その傾向は顕著であり、プリント装置の小型化を図る上で障害となっている。
【０００９】
本発明の目的の一つは、このような従来における問題を解決するために、キャップをオープンまたはクローズする際に、ヘッドユニットとキャップユニットを望ましい姿勢に正確に位置決めすることができるインクジェットプリント装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、インクジェットプリントヘッドのインク吐出口が形成された面（吐出口形成面）を覆うキャップと、該キャップを前記インクジェットプリントヘッドに対してオープンあるいはクローズするために前記キャップを保持しながら回動するキャップ支持部材（キャップケース）とを有し、前記キャップのオープン状態、およびキャップオープン状態からクローズ状態に至るまでの過程において、吐出口形成面に対し前記キャップが平行状態をなす姿勢をとることができるようにすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明インクジェットプリント装置は、インクジェットプリントヘッドの吐出口形成面を覆うキャップと、該キャップを支持するキャップホルダーを摺動可能に嵌合させてガイドするキャップガイドと、該キャップガイドに配され側面に突出する第１のガイドボスと、開口と、前記第１のガイドボスを中心に前記キャップガイドを回動可能とするために前記開口の内周面に配され前記第１のガイドボスと係合するガイド部と、を有し、前記キャップが前記吐出口形成面を覆うキャップクローズ状態と前記キャップが前記吐出口形成面から離れたキャップオープン状態とを得るために、ベースの軸受部に対して回動可能に配されたキャップケースと、前記キャップガイドに対して前記第１のガイドボスを中心とする回転モーメントを付与するために、前記キャップガイドと前記キャップケースとの間に配され前記キャップガイドを弾性支持する複数のキャップケースバネと、前記キャップガイドの前記第１のガイドボスが配された側面に配された第２のガイドボスと、前記キャップガイドの前記第１のガイドボスが配された側面であって、前記第１のガイドボスに対して前記第２のガイドボスと反対側に配された第３のガイドボスと、前記キャップオープン状態を得るために前記キャップケースが回動した状態で、前記キャップガイドを前記吐出口形成面に対して平行状態とするように、前記ベースに配され前記第２のガイドボスと当接する第１のストッパと、前記キャップオープン状態から前記キャップクローズ状態を得るために前記キャップケースが回動した状態で、前記キャップガイドを前記吐出口形成面に対して平行状態とするように、前記キャップケースの内周面に配され前記第３のガイドボスと当接する第２のストッパと、を備えることを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、本発明のインクジェットプリント装置は、前記キャップと前記インクジェットプリントヘッドとの相対的位置決めを行うための位置決め手段を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明のインクジェットプリント装置は、前記相対的位置決め手段が、キャップユニットあるいはヘッドユニットの一方に突起部材を備え、他方に該突起部材が挿入される穴部を備えたことを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明のインクジェットプリント装置は、前記第２のガイドボスと前記第１のストッパとが当接して、前記キャップガイドを前記吐出口形成面に対して平行状態としたときに、前記インクジェットプリントヘッドから前記キャップ内に予備吐出することを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明のインクジェットプリント装置は、前記第３のガイドボスと前記第２のストッパとが当接して、前記キャップガイドを前記吐出口形成面に対して平行状態として前記キャップクローズ状態を得たときに、前記キャップを介して吸引力を作用させることにより前記吐出口からインクを排出させる負圧発生手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明のインクジェットプリント装置は、前記インクジェットプリントヘッドが、インクを吐出するために利用されるエネルギーとして、通電に応じて熱エネルギーを発生する電気熱変換体を有することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明のインクジェットプリント装置は、前記インクジェットプリントヘッドが、前記電気熱変換体より印加される熱エネルギーによってインクに生じる膜沸騰を利用して、前記吐出口からインクをプリント媒体に向けて吐出することを特徴とする。
【００２１】
この様に、本発明では、上記のような構成によって、キャップをオープン・クローズする際に、キャップ支持部材の必要回動量を最小限に抑制することができ、また、キャップオープン時、およびキャップオープンからキャップクローズに変遷する過程において、キャップがヘッドに対して平行をなす状態をとることが可能になる。従って、プリント装置の省スペース化を実現できると共に、ヘッドユニットとキャップユニットとの位置決め時にキャップ或いはキャップユニットの一部（位置決めに関連する部材を含む）とヘッド或いはヘッドユニットの一部（位置決めに関連する部材を含む）とを平行にさせることが可能となり、予備吐出や位置決めの性能を向上することができる。
【００２２】
キャップ内に予備吐出を行う時や、キャップユニットとヘッドユニットとが相対位置決めを行う瞬間等においてはヘッドユニットとキャップユニットとが実質的に平行をなすことが望ましい。この理由として、予備吐出の際にはキャップのインク受容部をヘッド方向に投影したときの面積を少しでも大きくした方が確実にインクを受容できることが挙げられる。
【００２３】
また、平行な面が水平であれば、予備吐出されたインクの最大受容量を最大にすることが可能である。
【００２４】
また、位置決めを行う際のキャップの姿勢を、キャッピング状態におけるキャップの姿勢と平行にすれば、正確な位置決めが可能となる。
【００２５】
なお、本発明に言う吐出口形成面に対するキャップの平行状態とは、それらの少なくとも一部の構成部材の物理的平行のみを言うものではなく、キャップを用いるインクジェットプリント装置が果たす機能、例えば上例の如き確実なクローズを得るための両者の位置決め開始や予備吐出等を実行する上で望ましい姿勢をとる状態をも言うものとする。
【００２６】
本発明のその他の目的や特徴および利点は添付図面に沿っての以下の詳細な説明から明らかになろう。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のインクジェットプリント装置の好ましい実施形態に就いて図面を参照して詳細に説明する。尚、各図面を通じて同一の符号は同一または対応部分を示している。
【００２８】
図１は本発明を実施したインクジェットプリント装置の概要部の正面図で、ＡはプリントヘッドＨを搭載したヘッドユニット、Ｐは本発明に係る吐出回復処理装置である。Ｓは搬送系により送られる被記録媒体で、前記ヘッドユニットＡの下方を通過する際に、前記プリントヘッドＨに構成されたインク吐出口から吐出されたインクが付与されてプリントが行われるものであり、また、Ｃは本発明に係るキャップユニットである。
【００２９】
なお、本発明では、プリントヘッドＨはインク吐出を行わせるために利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する電気熱変換体を備え、通電に応じた熱エネルギの発生により膜沸騰を伴うインクの状態変化を生起させてインク吐出を行わせる形態のものを用いている。また、プリントヘッドは、色や濃度（色調）を異にするインクに対応した個数を設けることができ、あるいはプリントヘッドとしては複数の色調について一体のものであっても色調毎に各別の吐出部を持つものでもよい。更に、吐出部としては、複数の吐出口を適宜の方向に配列したものとすることができる。
【００３０】
図２は上記インクジェットプリント装置における本発明に係る要部構成の一例を示すための、キャップユニットＣの分解斜視図である。なお、機能の説明をする上で省略しても差し支えない部分、例えば部品同士を結合するための引っ掛け部の形状等に就いては省略されている。
【００３１】
図２に示されるように、キャップユニットＣは、吸収体１が装着されたキャップ３と、キャップ３を支持するキャップホルダー５と、キャップホルダー５を弾性支持するキャップバネ９およびキャップダウンバネ１１と、キャップ３を支持するキャップホルダー５を図の上下方向にガイドするキャップガイド７と、キャップガイド７を弾性支持する複数個のキャップケースバネ１７と、回動可能に支持されたキャップケース１５と、キャップケース１５の底部を閉じるよう設けられたボトムプレート１９とから構成されている。
【００３２】
キャップ３内に装着される吸収体１は、適宜な負圧発生手段によってキャップ３内に負圧を生じさせてヘッドＨのインク吐出口からインクを強制排出させる、いわゆる吸引による吐出回復処理時にキャップ３内に残留するインク量を最小限に抑制するためのものである。また、キャップ３は、例えば塩素化ブチルゴム等のような弾性材料によって形成され、プリントヘッドＨの吐出口形成領域周囲に接合して覆うリブ３１と、図示しない負圧発生手段に通じる流路を形成するチューブ部３３とが設けられている。チューブ部３３には図示されていないが、樹脂製のジョイントを介して、負圧発生手段へ通じるシリコンゴム製のチューブが連結されている。
【００３３】
キャップ３を固定支持するキャップホルダー５はカバー部５１と、キャップ３のための開口５２と、キャップガイド７に摺動可能に嵌合される外周面５３と、爪部５５とが設けられており、カバー部５１によって摺動部分に対して紙粉やインクミスト等が付着することを防いでいる。外周面５３はカバー部５１の底面から下方に突出するよう長方形状に形成され、対応するキャップガイド７の開口７２部分に嵌合されて内周面７１と摺動係合され、キャップ３が開口５２に装着されるよう形成されている。
【００３４】
キャップガイド７は、キャップホルダー５を支持すべくキャップホルダー５の外周面５３が嵌合される開口７２を形成するよう設けられた内周面７１と、上面隅部に設けられた突起部材としての位置決めピン７３と、左右側面から横方向に突出するよう設けられた複数個のガイドボス７５、７７、７９とを有するよう構成されてり、内周面７１とキャップホルダー５の外周面５３とが摺動することによってキャップホルダー５に対して上下方向に相対的に移動可能に形成されている。
【００３５】
また、位置決めピン７３は後述のヘッドユニットＡのキャリッジ２１（図３）に設けた直径３ｍｍの位置決め用穴部２１１、２１３（一方は長穴が好適である）に挿入することで、キャップ３とヘッドユニットＡのインク吐出口形成面Ｈ１との位置決めを行うよう設けられたものである。この位置決めピン７３は、例えば根元部の直径が３ｍｍで、先端部の直径が０. ５ｍｍと成るよう構成されているので、穴部２１１、２１３と位置決めピン７３との位置ズレが１. ２５ｍｍ以内であれば、後述する構成によってキャップガイド７がキャップケース１５に対して相対移動して位置決めを行うことができるものである。なお、本発明においては、位置決めピン７３のピン部分のみを、例えばステンレス鋼で形成して、他の部分はポリアセタール樹脂により形成しているが、他の同様な材料で作ることができることは勿論である。
【００３６】
キャップバネ９はキャップ３が装着されたキャップホルダー５を弾性支持し、かつヘッドＨの吐出口形成面Ｈ１に対して所定荷重でキャップ３を押し付けてリブ３１を密着させるためのものであり、本実施形態では公称値が２８０ｇｆに設定されている。また、キャップバネ９はキャップホルダー５とキャッププレート１３との間に掛けられている。ここでキャッププレート１３の穴部１３１にはキャップホルダー５の爪部５５が掛止されるので、キャップバネ９はキャップホルダー５とキャッププレート１３に挟まれて所定量撓んだ状態で組み込まれている。
【００３７】
キャップダウンバネ１１は、キャップガイド７の裏面、すなわち下面に設けられたボス７４と、キャッププレート１３に設けられたボス１３３との間に掛止されている。このキャップダウンバネ１１はキャップガイド７に対してキャップホルダー５を押し下げる方向にバネ力が付与されるよう設けられるものである。また、キャップダウンバネ１１の作用としては、例えばキャップ３とヘッドＨとの間に介在したインクが長期間の放置によって固着してしまった場合や、吐出回復処理としてキャップ３内部に図示しない負圧発生装置で負圧を付与した場合に、キャップ３がヘッドＨに固着、あるいは吸着されてしまい、キャップオープンが正常に行われないという不具合を回避するように作用することを挙げることができる。
【００３８】
キャップケース１５は回動可能なキャップ支持部材として形成されたもので、開口１５２部分の内周面の両側にガイド部１５１とストッパ１５３とが設けられており、ガイド部１５１がキャップガイド７に設けられたガイドボス７７に係合あるいは当接することによって、キャップガイド７の回動中心を構成して、キャップガイド７を所望の位置あるいは所望の状態に制御できるように構成されている。また、ストッパ１５３は第２ストッパとして作用するものであり、キャップガイド７に設けられたガイドボス７９と当接することで、キャップ３を第２の位置の水平状態に保持するものである。更に、キャップケース１５の一側には左右に突出するボス部１５５が設けられており、キャップケース１５を後述の軸受部２７１に回動可能に支持する回動手段の一部材を形成している。
【００３９】
複数個のキャップケースバネ１７は、キャップガイド７に対してガイドボス７７を中心とする回転モーメントを付与したり、キャップオープン、クローズ時にキャップガイド７を上下動させるためのもので、回転モーメント付与手段を形成するものである。本実施形態では、キャップケースバネ１７は公称値が１１. ３ｍｍ時において１７. ５ｇｆで、バネ定数が５. ３ｇｆ／ｍｍに設定されている。
【００４０】
ボトムプレート１９は、キャップケース１５の底面を形成し、上面側に設けられたボス１９１がキャップケースバネ１７の受け部、或いはキャッププレート１９の受け部として機能するよう形成されている。また、後述のキャップカム２３のための当接面１７１もボトムプレート１９の裏面側にあたる部位に形成されている。
【００４１】
図３はインクジェットプリント装置のプリントヘッドＨを搭載したキャリッジ２１の側面図であり、Ｈ１が吐出口が形成された面である。また、点線で示した２１１および２１３は、キャップクローズ時にキャップガイド７に設けられた位置決めピン７３が挿入されるためにキャリッジ２１上に設けられた位置決め用の穴部である。
【００４２】
次に、図４から図７を用いて、キャップ３がキャップクローズ状態からキャップオープン状態に変化して行く状態を示す。
【００４３】
図４はキャップオープン状態を示す図であり、キャップカム２３は、１回転中に半径方向の寸法が５. ７ｍｍから１５. ５ｍｍの範囲で変化するカムとギアとを一体に結合した部材である。２５は、キャップケースバネ１７とキャップダウンバネ１１の荷重に抗してキャップケース１５を最下点まで押し下げるためのキャップオープンバネである。また、２７はポンプベースであり、キャップユニットＣを搭載すると共に、キャップ３を上下動させるための駆動源であるモータやギア列等を搭載する部材である。更に、２７１は、キャップケース１５の回動中心であるボス部１５５を回動可能に支持する軸受部であり、２７３はキャップオープン時にキャッププレート１３を所定高さで支持してキャップ３の高さを所望位置に抑制するためのリブ、２７５はキャップオープン時にキャップガイド７の回転運動を抑制するための第１のストッパである。ここでキャップガイド７は図中、時計（ＣＷ）方向の回転モーメントを受けるが（証明のための計算は後述する）、第１のストッパ２７５とガイドボス７５が当接する位置で、上記回転モーメントによる回動は停止するので、キャップガイド７は吐出口形成面Ｈ１に対して平行状態となっており、従って、キャップ３もまた平行状態にある。これにより、従来の単なる回動では退避するのに大きな回動角度が必要であったキャップ３やピン７３も、わずかな回動により十分に退避可能であることが理解できる。
【００４４】
また、キャッププレート１３はリブ２７３により所定高さまで押し上げられ、吐出口形成面Ｈ１との間隔が２. ２ｍｍ程度に抑制されているので、予備吐出時に着弾位置が遠過ぎてインク滴が飛散してしまったり、あるいは逆に跳ね返りにより生ずるインクミストの発生を最小限に抑制可能である。なお、以降の図５から図７では説明を妨げない範囲で、バネやキャップカム等の外形図が省略されている。
【００４５】
図５はキャップオープン状態からクローズ状態に向けてキャップケース１５が動き始めて、僅かに変位した状態である。ここで、ガイドボス７５は第１のストッパ２７５から離れ始め、キャップガイド７がガイドボス７７を回転中心として時計（ＣＷ）方向に回動して、ガイドボス７９が第２のストッパ１５３に当接している様子が理解される。
【００４６】
図６は上記位置決めピン７３がキャリッジに設けた穴部２１１、２１３に入り始めた瞬間である。なお、本発明では穴部２１１、２１３の入り口の稜線にＣ０. ３の面取りを設けてあるので、前記位置決めピン７３の先端が穴部２１１、２１３に０. ３ｍｍ程入った状態を、位置決め用の穴部２１１、２１３に入り始めた瞬間として定義して、この時に吐出口形成面Ｈ１とキャップ３とが平行になるように構成してある。この時に、ガイドボス７９は第２のストッパ１５３と当接しており、結果としてキャップ３は再び吐出口形成面Ｈ１と平行をなす。すなわち、位置決め用の穴部２１１、２１３の軸線と位置決めピン７３の軸線も平行となるので、位置決めが正確にでき、かつ穴部２１１、２１３と位置決めピン７３との相対的な位置ズレに関しても許容量が最大となることが理解される。
【００４７】
また、少なくとも上記キャップオープン状態から該位置決め開始状態に至るまでの間は、キャップガイド７に時計（ＣＷ）方向の回転モーメントが付与されなければならないが、この間で最も回転モーメントが小さくなるのは図６に示す状態の時であることは図から明白である。従って、図６の状態において確実に時計（ＣＷ）方向に回転モーメントが生じていることをここで証明する。
【００４８】
図６の状態において、キャップガイド７に回転モーメントを付与しているのはキャップケースバネ１７だけであるから、キャップケースバネ１７に就いてのみ考える。ここで４本のキャップケースバネ１７の内、図中の左２本（うち１本は手前のバネに重なって隠れている）の長さは１０. ８７ｍｍであり、従って、荷重は１９. ７９ｇｆである。一方、右の２本（うち１本は手前のバネと重なって隠れている）は長さが１１. ９４ｍｍであるから、荷重は１４. ０９ｇｆである。また、ガイドボス７７からガイドボス７５までの距離は９ｍｍ、ガイドボス７７からガイドボス７９までの距離は１６. ５ｍｍである。この時、キャップケースバネ１７のバネ荷重公差を、マージンを含めて２０％と仮定すると、ガイドボス７７まわりに作用する時計（ＣＷ）方向の回転モーメントは最低でも２１８ｇｆ・ｍｍであることが理解される。従って、図４から図６に示す状態に至る間では、キャップガイド７にはガイドボス７７まわりに確実に時計（ＣＷ）方向の回転モーメントが作用していることが証明された。
【００４９】
図７はキャップクローズ状態を示す図である。本実施形態では位置決めピン７３が根元まで確実に穴部２１１、２１３に挿入されてから、キャップ３と吐出口形成面Ｈ１とが当接を開始する構成となっている。この時、キャップバネ９は所定量撓むことにより２８０ｇｆの荷重値となる。また、ガイドボス７５、７９は第１、第２のストッパ２７５、１５３には当接しておらず、更に、ガイドボス７７もキャップケース１５のガイド部１５１のＶ字溝底部から脱してＹおよびＺ方向に移動自在な状態になっていることが理解される。
【００５０】
一方、図８、図９、図１０は上記キャップケース１５とキャップガイド７の位置関係を示す模式図であり、キャップケース１５に関しては図８に示す一点鎖線（ＩＸ−ＩＸ）の位置で切断した時の断面図を示している。ここで、図９はキャップオープン時に代表されるガイドボス７７がキャップケース１５のガイド部１５１のＶ字溝底部にあるときの状態である。図から明らかなように、キャップガイド７は図中におけるＸ方向およびＹ方向への動きが抑制され、所定位置に精度良く保持されている。一方、図１０はキャップクローズ時に代表される状態を示す図であり、ガイドボス７７がガイド部１５１のＶ字溝底部を離脱し、Ｘ方向およびＹ方向に移動自在な状態となっている。
【００５１】
従って、図４から図１０までの図から明らかなように、本実施形態における構成によれば、キャップオープン状態の時に所定位置に精度良く固定されたキャップ３は、少なくともキャップ３とヘッドＨとの位置決めが開始されるまで、その状態が保持される。一方、キャップクローズ工程においては、キャップケース１５に形成されたガイド部１５１とストッパ１５３とキャップガイド７に設けたガイドボス７５、７７、７９との間にはクリアランスが形成されるので、キャップ３は吐出口形成面Ｈ１と平行な方向に対して所定範囲で自在に移動可能となる。また、吐出口形成面Ｈ１と垂直な方向にはキャップバネ９が撓むことで、位置ズレを吸収できる構成となっている。このような構成をとることにより、前述のようにキャップユニットＣとヘッドユニットＡとの平行方向への相対的位置ズレを最大で１. ２５ｍｍまで許容可能としている。
【００５２】
図１１はキャップカム２３のカムチャートと、ギア列の一部を構成する図示しないセンサカムによりフォトインターラプタ（図示しない）が信号を出力するタイミングを示す図である。ここでチャート中のｃａｐｓｌｉｇｈｔｏｐｅｎ（キャップスライトオープン）は、負圧発生装置によりキャップ３内に負圧を発生させてヘッドＨに構成されたインク吐出口からインクを吸引した後、前記キャップ３を吐出口形成面Ｈ１から少しだけ離して開く、すなわちキャップ３を少しオープンすることでキャップ３内のインクを確実にチューブ部３３側へと吸引して残留インクを最小限に抑えるための工程である。また、駆動源であるモータは、例えば４８ステップのステッピングモータで２―２相駆動、速度は３００ｐｐＳ、モータに対するキャップカムとセンサカムの減速比は１／５である。
【００５３】
図１２から図１６までは本実施例における吐出回復処理の一例を示すフローチャートである。
【００５４】
図１２は吐出回復処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１０１でキャップをクローズし、ステップＳ１０３で負圧発生手段による吸引を行う。ステップＳ１０５でキャップを少しオープンしてから、ステップＳ１０７で更に負圧を発生させてキャップ３内に残留するインクを確実に吸引し、ステップＳ１０９でキャップ３を完全にオープンする。続いて、ステップＳ１１１で予備吐出をキャップ３内に行い、ステップＳ１１３で吐出回復処理装置Ｐを図１の紙面に対して垂直な方向に往復移動させてヘッドＨのワイピングを行う。最後に、ステップＳ１１５でキャップ３をクローズして本処理を終了する。
【００５５】
図１３はキャップクローズを行う時の処理を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ２０１でキャップカムセンサ（フォトインターラプタ）がＯＦＦであることを確認する。ＯＦＦでなければステップＳ２０３でモータを反時計（ＣＣＷ）方向に回転させ、１４０ステップ以内にＯＦＦしなければ、ステップＳ２０５でエラー処理を行う。次に、ステップＳ２０７、ステップＳ２０９でキャップカムセンサがＯＮするまで最大１４０ステップだけモータを反時計（ＣＣＷ）方向に回転させる。ここで、１４０ステップ以内にＯＮしなければステップＳ２１１でエラー処理を行う。最後に、ステップＳ２１３でモータを反時計（ＣＣＷ）方向に８７ステップ回転させることでキャップクローズ処理を終了する。
【００５６】
図１４はキャップクローズからｃａｐｓｌｉｇｈｔｏｐｅｎ（キャップスライトオープン）を行うための処理である。ステップＳ３０１とステップＳ３０３でキャップカムセンサがＯＦＦになるまでモータを反時計（ＣＣＷ）方向に回転させる。この時に、１４０ステップ以内にＯＦＦしなければステップＳ３０５でエラー処理を行う。次に、ステップＳ３０７でモータを反時計（ＣＣＷ）方向に１４ステップ駆動することで本処理を終了する。
【００５７】
図１５はキャップクローズからｃａｐｓｌｉｇｈｔｏｐｅｎ（キャップスライトオープン）を経てキャップオープンを行うための処理であり、ステップＳ４０１でモータを反時計（ＣＣＷ）方向に７３ステップだけ回転させて本処理は終了する。
【００５８】
図１６は吐出回復処理とは関係なく、例えばキャップクローズ状態からプリントを行うためにキャップオープン状態にしたい場合に用いる処理である。先ず、ステップＳ５０１とステップＳ５０３でキャップカムセンサがＯＮになるまでモータを反時計（ＣＣＷ）方向に回転させる。この時、１４０ステップ以内にＯＮしなければステップＳ５０５でエラー処理を行う。続いて、ステップＳ５０７とステップＳ５０９でキャップカムセンサがＯＦＦになるまでモータを反時計（ＣＣＷ）方向に回転させる。この時に、１４０ステップ以内にＯＦＦしなければ、ステップＳ５１１でエラー処理を行う。次に、ステップＳ５１３でモータを８７ステップ駆動してキャップをオープンし、本処理を終了する。
【００５９】
図１７は本実施形態に示したプリント装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
【００６０】
先のキャップカムの駆動に就いてはキャップモータ１００６により行われる。また、ヘッドユニットや吐出回復処理装置、キャップカムの位相等に就いては各々のホームポジションセンサ１００７、１００８やキャップカムセンサ１００９の検出に基づいて知ることができる。更に、１０１０は吐出回復処理装置の吸引ポンプで、１０１１はワイピング機構である。一方、１０００は各部を制御するためのＭＰＵ、１００１は制御手順に対応したプログラム等を格納したＲＯＭ、１００２は制御実行時におけるワークエリアとして用いられるＲＡＭ、１００３は時間を計測するためのタイマ、１００４はインターフェース部である。なお、本実施形態におけるプリント装置ではキーボード１００から指令データ等を入力可能である。１２００は、例えば複数の吐出口が配列され、各吐出口からインクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体１２００ａを有して成るプリントヘッド、１２０１はそのドライバである。１２０２はヘッドユニット乃至はキャリッジを図１の紙面に直交する方向に駆動するためのモータ、１２０４はプリント媒体を搬送するための駆動力を発生するためのモータ、１２０３および１２０５は各部モータのドライバである。
【００６１】
図１８は上記本実施形態のヘッドユニットとキャップユニットを適用したインクジェットプリント装置の一例を示す概略斜視図で、このようなプリント装置は交換可能なインクタンク一体型のプリントヘッドカートリッジを黒（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のインクに対応して備えたフルカラーシリアルタイプのプリント装置である。
【００６２】
図１８において、ＩＪＣはＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｒの各インクに対応した４個のプリントヘッドカートリッジであり、プリントヘッドとこれにインクを供給するインクを貯留したインクタンクとが一体に形成されている。各プリントヘッドカートリッジＩＪＣはキャリッジ８２０に対して着脱自在に装着される。キャリッジ８２０は、ガイド軸８１１に沿って摺動可能に係合し、キャリッジモータ１２０２によって移動する駆動ベルト８５２の一部と接続され、これによって、プリントヘッドカートリッジＩＪＣはガイド軸８１１に沿った走査のための移動が可能となる。８１５、８１６、８１７、８１８はプリントヘッドカートリッジＩＪＣの走査よるプリント領域の図中奥側および手前側においてガイド軸８１１とほぼ平行に延在する搬送ローラである。搬送ローラ８１５、８１６、８１７、８１８は図示しない副走査モータによって駆動され被記録媒体Ｓを搬送する。この搬送される被記録媒体ＳはプリントヘッドカートリッジＩＪＣの吐出口形成面Ｈ１が配設された面に対向してプリント面を構成する。
【００６３】
プリントヘッドカートリッジＩＪＣによるプリント領域に隣接するカートリッジＩＪＣの移動可能な領域に臨んで吐出回復処理装置Ｐが設けられ、この吐出回復処理装置ＰのキャップユニットＣが、プリントヘッドＨを有する複数のカートリッジＩＪＣに夫々対応して配置されており、上下方向に昇降乃至は回動によるキャップオープン・クローズが可能である。そしてキャリッジ８２０がホームポジションにあるときには、プリントヘッドＨと接合してこれをキャッピングする。また、吐出回復処理装置Ｐにおいて、８４０は、ワイピング部材としてのブレードであり、例えば図１７のワイピング機構１０１１により昇降可能にされ、これにより吐出口形成面Ｈ１に対するワイピングが可能である。１０１０はキャップユニットＣを介してプリントヘッドＨの吐出口およびその近傍からインク等を吸収するためのポンプユニットである。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、インクジェットプリント装置は、インクジェットプリントヘッドのインク吐出口が形成された面を覆うキャップと、該キャップを前記インクジェットプリントヘッドに対してオープンあるいはクローズするために前記キャップを保持しながら回動するキャップ支持部材（キャップケース）とを有し、キャップオープン状態、および、キャップオープン状態からクローズ状態に至る過程における位置決め開始状態において、吐出口形成面とキャップとが平行となる状態をとることができる。従って、キャップをオープン・クローズする際に、キャップ支持部材の必要回動量を最小限に抑制することができる。また、キャップオープン時、およびキャップオープンからキャップクローズに変遷する過程において、キャップがヘッドに対して平行をなす状態をとることができるよう構成されているので、装置の省スペース化を実現できると共に、ヘッドユニットとキャップユニットとの位置決め時にキャップ或いはキャップユニットの一部（位置決めに関連する部材を含む）とヘッド或いはヘッドユニットの一部（位置決めに関連する部材を含む）とを平行にさせることが可能となり、予備吐出や位置決めの性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェットプリント装置を示す正面図である。
【図２】本発明に係るキャップユニット部の構成を示す分解斜視図である。
【図３】ヘッドユニット（ヘッドを搭載したキャリッジ）の側面図である。
【図４】キャップオープン時のキャップユニットの側面図である。
【図５】キャップユニットの側面図である。
【図６】キャップユニットの側面図である。
【図７】キャップクローズ時における、キャップユニットの側面図である。
【図８】キャップケースの上面図である。
【図９】キャップオープン時の、キャップケースとキャップガイドの関係を示す図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った模式図である。
【図１０】キャップクローズ時の、キャップケースとキャップガイドの関係を示す図９と同様な模式図である。
【図１１】キャップのオープン・クローズ動作とキャップカムのカムチャートとモータのステップ数の関係を示す図である。
【図１２】吐出回復処理のシーケンスを示すフローチャートである。
【図１３】キャップクローズのシーケンスを示すフローチャートである。
【図１４】キャップオープン工程の一部のシーケンスを示すフローチャートである。
【図１５】キャップオープン工程の一部のシーケンスを示すフローチャートである。
【図１６】キャップクローズからキャップオープンにする時のシーケンスを示すフローチャートである。
【図１７】本発明に係るインクジェットプリント装置のブロック図である。
【図１８】本発明に係るインクジェットプリント装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ａヘッドユニット
Ｃキャップユニット
Ｈプリントヘッド
Ｈ１吐出口形成面
Ｓプリント媒体
Ｐ吐出回復処理装置
１キャップ吸収体
３キャップ
５キャップホルダー
７キャップガイド
９キャップバネ
１１キャップダウンバネ
１３キャッププレート
１５キャップケース
１９ボトムプレート
２１キャリッジ
２３キャップカム
２５キャップオープンバネ
２７ポンプベース
３１リブ
３３チューブ部
５１カバー部
５３摺動面
５５爪部
７１摺動面
７３位置決めピン
７５、７７、７９ガイドボス
１３１穴部
１３３ボス部
１５１ガイド部
１５３第２のストッパ
１５５回転軸
１９１ボス
２１１、２１３位置決め用穴部
２７１軸受
２７３リブ
２７５第１のストッパ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inkjet printing apparatus, and more particularly to an inkjet printing apparatus that performs printing by discharging ink from a print head to a recording material.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an ink jet printing apparatus that performs printing by discharging ink from a print head ink discharge port to a recording material, clogging of the ink discharge port portion of the print head due to drying or dust or bubbles in the ink discharge port In order to eliminate the cause of the ink ejection failure due to the above, means for protecting the ejection port and ejection recovery processing means are provided.
[0003]
Here, “ejection recovery” means not only the case of eliminating the cause of the ejection failure but also a recovery process for maintaining good ink ejection performance at the ink ejection ports of the print head. .
[0004]
The main configuration of the above ink discharge port protecting means is a cap formed of an elastic material such as rubber, and covers a discharge port forming surface formed on a print head (hereinafter also simply referred to as a head). It is. Also, the main configuration and action of the discharge recovery processing means is that the air in the cap is sucked and reduced by a negative pressure generating means such as a pump and the ink is forcibly discharged from the discharge port, thereby causing the discharge failure of the ink. Is to eliminate.
[0005]
Further, as another ejection recovery means, there is a preliminary ejection process for recovering the cause of ejection failure by ejecting ink from the head a predetermined number of times. In this preliminary ejection process, a cap is generally used as a receiving port for ejected ink. This is because if an existing cap is used as a receiving port, it is not necessary to provide an ink receiving means, and the space can be reduced in size or the cost can be reduced.
[0006]
Further, as a mechanism for opening the cap (in a separated state with respect to the discharge port forming surface of the head) or closing (in a contact state between the head and the discharge port forming surface), a cap support member is provided with a certain rotation center. It is common to rotate around the center. The advantage of adopting this method is that it is easy to control the relative position between the ejection port forming surface of the head and the cap with high accuracy while reducing the size.
[0007]
Furthermore, if the cap needs to cover the discharge port forming surface of the head securely and a relatively high accuracy is required for the positional relationship between the cap and the head in order to ensure sealing with the discharge port forming surface, the head In some cases, each unit (including a carriage or the like) and a cap unit (including a cap support member or the like) are provided with relative positioning means. For example, the cap support member is provided with a positioning boss, and a positioning hole into which the boss is inserted is provided on one of the carriages, so that the relative positioning of the cap and the head can be reliably performed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the above conventional method is used, in order to ensure that the cap is open, that is, the cap unit and the head unit are separated from each other, the required amount of rotation of the cap support member must be considerably large. In particular, when a boss-shaped protrusion or the like is provided as the positioning means, the tendency is remarkable, which is an obstacle to downsizing the printing apparatus.
[0009]
One of the objects of the present invention is to solve the problems in the prior art by providing an ink jet printing apparatus capable of accurately positioning the head unit and the cap unit in a desired posture when the cap is opened or closed. Is to provide.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a surface on which an ink discharge port of an inkjet print head is formed. (Discharge port forming surface) And a cap support member that rotates while holding the cap to open or close the cap with respect to the ink jet print head. (Cap case) And the cap is open. From the cap open state Closed state The process leading up to In , Discharge port forming surface The cap is in a parallel position Be able to That is.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention Inkjet printing device A cap that covers the ejection port forming surface of the inkjet print head, and a cap holder that supports the cap Slidably fitted A cap guide to be guided; a first guide boss which is disposed on the cap guide and protrudes from a side surface; and an opening; In order to make the cap guide pivotable about the first guide boss, A guide portion disposed on an inner peripheral surface of the opening and engaged with the first guide boss; , Have In order to obtain a cap closed state where the cap covers the discharge port forming surface and a cap open state where the cap is separated from the discharge port forming surface, A cap case arranged to be rotatable, In order to give a rotational moment about the first guide boss to the cap guide, A plurality of cap case springs arranged between the cap guide and the cap case and elastically supporting the cap guide; The above Cap guide of On the side surface on which the first guide boss is arranged Distributed With the second guide boss A third guide boss of the cap guide on which the first guide boss is disposed, the third guide boss being disposed on the opposite side of the second guide boss with respect to the first guide boss, Cap open In a state where the cap case is rotated to obtain a state, So that the cap guide is in a parallel state with respect to the discharge port forming surface, Placed on the base A first stopper abutting against the second guide boss; Said From the cap open state Said Cap closed To get A second abutting on the third guide boss disposed on the inner peripheral surface of the cap case so that the cap guide is in a parallel state with respect to the discharge port forming surface when the cap case is rotated. The stopper of With It is characterized by that.
[0014]
Furthermore, the inkjet printing apparatus of the present invention is characterized by having positioning means for performing relative positioning between the cap and the inkjet print head.
[0015]
The ink jet printing apparatus of the present invention is characterized in that the relative positioning means includes a protruding member on one of the cap unit or the head unit and a hole into which the protruding member is inserted on the other.
[0017]
Furthermore, the inkjet printing apparatus of the present invention is When the second guide boss and the first stopper are in contact with each other and the cap guide is in a parallel state with respect to the discharge port forming surface, preliminary ejection is performed from the inkjet print head into the cap. Characterized by .
[0018]
Furthermore, the inkjet printing apparatus of the present invention is When the third guide boss and the second stopper come into contact with each other and the cap guide is in a parallel state with respect to the discharge port forming surface to obtain the cap closed state, a suction force is obtained via the cap. And negative pressure generating means for discharging ink from the discharge port by acting .
[0019]
The ink jet printing apparatus of the present invention is characterized in that the ink jet print head includes an electrothermal transducer that generates thermal energy in response to energization as energy used for ejecting ink.
[0020]
In the ink jet printing apparatus of the present invention, the ink jet print head ejects ink from the ejection port toward the print medium by utilizing film boiling generated in the ink by the thermal energy applied from the electrothermal transducer. It is characterized by doing.
[0021]
Thus, in the present invention, ,Up With the configuration as described above, the required amount of rotation of the cap support member can be minimized when opening and closing the cap. From cap open to cap close In the process of transition, the cap is parallel to the head. Take a state It becomes possible. Accordingly, it is possible to save the space of the printing apparatus, and at the time of positioning the head unit and the cap unit, a part of the cap or cap unit (including a member related to positioning) and a part of the head or head unit (related to positioning) And the performance of preliminary discharge and positioning can be improved.
[0022]
Ki It is desirable that the head unit and the cap unit be substantially parallel when performing preliminary discharge in the cap or at the moment when the cap unit and the head unit are relatively positioned. The reason for this is that when preliminary ejection is performed, ink can be reliably received by increasing the area when the ink receiving portion of the cap is projected in the head direction.
[0023]
If the parallel surfaces are horizontal, it is possible to maximize the maximum amount of ink that has been preliminarily ejected.
[0024]
Further, if the cap posture at the time of positioning is made parallel to the cap posture in the capping state, accurate positioning is possible.
[0025]
In addition, the parallel state of the cap with respect to the discharge port forming surface referred to in the present invention does not mean only physical parallelism of at least some of the constituent members, but functions performed by the ink jet printing apparatus using the cap, for example, the above example A state in which a desired posture is taken to execute positioning start, preliminary discharge, and the like for obtaining a reliable close as described above.
[0026]
Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of an inkjet printing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same reference numerals denote the same or corresponding parts throughout the drawings.
[0028]
FIG. 1 is a front view of an outline part of an ink jet printing apparatus embodying the present invention, wherein A is a head unit on which a print head H is mounted, and P is an ejection recovery processing apparatus according to the present invention. S is a recording medium sent by a transport system, and is printed with ink ejected from an ink ejection port formed in the print head H when passing under the head unit A. In addition, C is a cap unit according to the present invention.
[0029]
In the present invention, the print head H includes an electrothermal converter that generates thermal energy as energy used for ejecting ink, and an ink state that causes film boiling due to generation of thermal energy in response to energization. A configuration in which the ink is ejected by causing a change is used. In addition, the print heads can be provided in a number corresponding to inks having different colors and densities (color tones), or even if the print heads are integrated with respect to a plurality of color tones, different ejections are provided for each color tone. It may have a part. Furthermore, as the discharge unit, a plurality of discharge ports may be arranged in an appropriate direction.
[0030]
FIG. 2 is an exploded perspective view of the cap unit C for showing an example of a main part configuration according to the present invention in the ink jet printing apparatus. It should be noted that a portion that may be omitted in the description of the function, for example, a shape of a hook portion for connecting parts to each other, is omitted.
[0031]
As shown in FIG. 2, the cap unit C includes a cap 3 to which the absorber 1 is attached, a cap holder 5 that supports the cap 3, a cap spring 9 that elastically supports the cap holder 5, and a cap down spring 11. A cap guide 7 that guides the cap holder 5 that supports the cap 3 in the vertical direction in the figure, a plurality of cap case springs 17 that elastically support the cap guide 7, a cap case 15 that is rotatably supported, The bottom plate 19 is provided to close the bottom of the cap case 15.
[0032]
The absorber 1 mounted in the cap 3 generates a negative pressure in the cap 3 by an appropriate negative pressure generating means and forcibly discharges ink from the ink discharge port of the head H during the so-called suction recovery process by suction. This is to suppress the amount of ink remaining in 3 to the minimum. Further, the cap 3 is formed of an elastic material such as chlorinated butyl rubber, for example, and forms a rib 31 that is joined and covered around the discharge port forming region of the print head H and a flow path that leads to a negative pressure generating means (not shown). A tube portion 33 is provided. Although not shown in the figure, a tube made of silicon rubber that leads to the negative pressure generating means is connected to the tube portion 33 through a resin joint.
[0033]
The cap holder 5 that fixes and supports the cap 3 is provided with a cover portion 51, an opening 52 for the cap 3, an outer peripheral surface 53 that is slidably fitted to the cap guide 7, and a claw portion 55. The cover portion 51 prevents paper dust, ink mist, and the like from adhering to the sliding portion. The outer peripheral surface 53 is formed in a rectangular shape so as to protrude downward from the bottom surface of the cover portion 51, and is fitted into the opening 72 portion of the corresponding cap guide 7 to be slidably engaged with the inner peripheral surface 71. It is formed to be attached to 52.
[0034]
The cap guide 7 is an inner peripheral surface 71 provided so as to form an opening 72 into which the outer peripheral surface 53 of the cap holder 5 is fitted to support the cap holder 5, and a protruding member provided at the upper surface corner. The positioning pin 73 and a plurality of guide bosses 75, 77, 79 provided so as to protrude laterally from the left and right side surfaces are configured, and the inner peripheral surface 71 and the outer peripheral surface 53 of the cap holder 5 are formed. It is formed so as to be movable relative to the cap holder 5 in the vertical direction by sliding.
[0035]
Further, the positioning pin 73 is inserted into positioning holes 211 and 213 having a diameter of 3 mm (one of which is preferably a long hole) provided in the carriage 21 (FIG. 3) of the head unit A to be described later. The head unit A is provided so as to be positioned with respect to the ink discharge port forming surface H1. The positioning pin 73 is configured such that, for example, the diameter of the base portion is 3 mm and the diameter of the tip portion is 0.5 mm, so that the positional deviation between the hole portions 211 and 213 and the positioning pin 73 is within 1.25 mm. If so, the cap guide 7 can be positioned relative to the cap case 15 by the configuration described later. In the present invention, only the pin portion of the positioning pin 73 is formed of, for example, stainless steel, and the other portion is formed of polyacetal resin, but it is needless to say that it can be made of other similar materials. is there.
[0036]
The cap spring 9 elastically supports the cap holder 5 to which the cap 3 is attached, and presses the cap 3 with a predetermined load against the discharge port forming surface H1 of the head H to bring the rib 31 into close contact. In the embodiment, the nominal value is set to 280 gf. The cap spring 9 is hung between the cap holder 5 and the cap plate 13. Here, since the claw portion 55 of the cap holder 5 is hooked in the hole portion 131 of the cap plate 13, the cap spring 9 is sandwiched between the cap holder 5 and the cap plate 13 and is assembled in a state of being bent by a predetermined amount. Yes.
[0037]
The cap down spring 11 is hooked between the boss 74 provided on the back surface, that is, the bottom surface of the cap guide 7 and the boss 133 provided on the cap plate 13. The cap down spring 11 is provided so that a spring force is applied in a direction in which the cap holder 5 is pushed down with respect to the cap guide 7. The cap down spring 11 can be operated by, for example, a case where the ink interposed between the cap 3 and the head H is fixed by being left for a long period of time, or a negative pressure (not shown) inside the cap 3 as an ejection recovery process. It can be mentioned that when a negative pressure is applied by the generator, the cap 3 is fixed to or adsorbed to the head H, so that the cap opening is not normally performed.
[0038]
The cap case 15 is formed as a rotatable cap support member. Guide portions 151 and stoppers 153 are provided on both sides of the inner peripheral surface of the opening 152, and the guide portions 151 are provided on the cap guide 7. By engaging or abutting with the guide boss 77, the center of rotation of the cap guide 7 is formed, and the cap guide 7 can be controlled to a desired position or a desired state. The stopper 153 acts as a second stopper, and holds the cap 3 in a horizontal state at the second position by contacting the guide boss 79 provided on the cap guide 7. Further, a boss portion 155 that protrudes to the left and right is provided on one side of the cap case 15, and forms a member of a rotating means that rotatably supports the cap case 15 on a bearing portion 271 described later. .
[0039]
The plurality of cap case springs 17 are used to apply a rotational moment about the guide boss 77 to the cap guide 7 or to move the cap guide 7 up and down when the cap is opened and closed. Is formed. In the present embodiment, the cap case spring 17 is set to 17.5 gf when the nominal value is 11.3 mm, and the spring constant is set to 5.3 gf / mm.
[0040]
The bottom plate 19 forms the bottom surface of the cap case 15, and the boss 191 provided on the upper surface side is formed to function as a receiving portion of the cap case spring 17 or a receiving portion of the cap plate 19. Further, a contact surface 171 for a cap cam 23 described later is also formed at a portion corresponding to the back surface side of the bottom plate 19.
[0041]
FIG. 3 is a side view of the carriage 21 on which the print head H of the ink jet printing apparatus is mounted, and H1 is a surface on which the discharge port is formed. Reference numerals 211 and 213 indicated by dotted lines are positioning holes provided on the carriage 21 for inserting the positioning pins 73 provided on the cap guide 7 when the cap is closed.
[0042]
Next, the state in which the cap 3 changes from the cap closed state to the cap open state will be described with reference to FIGS.
[0043]
FIG. 4 is a diagram showing a cap open state, and the cap cam 23 is a member in which a cam and a gear whose radial dimension changes within a range of 5.7 mm to 15.5 mm during one rotation are integrally coupled. . Reference numeral 25 denotes a cap open spring for pushing down the cap case 15 to the lowest point against the load of the cap case spring 17 and the cap down spring 11. Reference numeral 27 denotes a pump base, which is a member on which a cap unit C is mounted and a motor, a gear train, and the like which are driving sources for moving the cap 3 up and down. Further, reference numeral 271 denotes a bearing portion that rotatably supports a boss portion 155 that is a rotation center of the cap case 15, and reference numeral 273 denotes a height of the cap 3 that supports the cap plate 13 at a predetermined height when the cap is opened. Ribs 275 for restraining the cap guide 7 to a desired position are first stoppers for restraining the rotational movement of the cap guide 7 when the cap is opened. Here, the cap guide 7 receives a clockwise (CW) rotational moment in the figure (calculation for verification will be described later), but at the position where the first stopper 275 and the guide boss 75 abut, Since the rotation stops, the cap guide 7 is in a parallel state with respect to the discharge port forming surface H1, and therefore the cap 3 is also in a parallel state. Accordingly, it can be understood that the cap 3 and the pin 73 that require a large rotation angle to be retracted by conventional simple rotation can be sufficiently retracted by slight rotation.
[0044]
Further, since the cap plate 13 is pushed up to a predetermined height by the rib 273 and the distance from the ejection port forming surface H1 is suppressed to about 2.2 mm, the landing position is too far at the time of preliminary ejection, and ink droplets are scattered. It is possible to minimize the occurrence of ink mist that occurs due to trapping or rebounding. In the following FIG. 5 to FIG. 7, external views such as a spring and a cap cam are omitted within a range that does not disturb the description.
[0045]
FIG. 5 shows a state where the cap case 15 starts to move from the cap open state to the closed state and is slightly displaced. Here, the guide boss 75 begins to move away from the first stopper 275, the cap guide 7 rotates in the clockwise (CW) direction around the guide boss 77, and the guide boss 79 contacts the second stopper 153. Is understood.
[0046]
FIG. 6 shows the moment when the positioning pin 73 starts to enter the holes 211 and 213 provided in the carriage. In the present invention, since the chamfering of C0.3 is provided at the ridge line at the entrance of the holes 211 and 213, the state in which the tip of the positioning pin 73 is about 0.3 mm in the holes 211 and 213 is used for positioning. It is defined as the moment when it starts to enter the hole portions 211 and 213, and at this time, the discharge port forming surface H1 and the cap 3 are configured to be parallel. At this time, the guide boss 79 is in contact with the second stopper 153, and as a result, the cap 3 is again parallel to the discharge port forming surface H1. That is, since the axes of the positioning holes 211 and 213 and the axis of the positioning pin 73 are parallel to each other, positioning can be performed accurately, and relative displacement between the holes 211 and 213 and the positioning pin 73 is allowed. It is understood that the capacity is maximized.
[0047]
In addition, at least from the cap open state to the positioning start state, a clockwise (CW) direction rotational moment must be applied to the cap guide 7, and the rotational moment becomes the smallest during this period. It is clear from the figure that the time is in the state shown in FIG. Therefore, it is proved here that the rotational moment is surely generated in the clockwise (CW) direction in the state of FIG.
[0048]
In the state of FIG. 6, only the cap case spring 17 gives a rotational moment to the cap guide 7, so only the cap case spring 17 will be considered. Here, of the four cap case springs 17, the length of the left two in the figure (one of which is hidden behind the front spring) is 10.87 mm, so the load is 19.79 gf. It is. On the other hand, the two on the right (one of them is hidden by overlapping with the front spring) has a length of 11.94 mm, so the load is 14.09 gf. The distance from the guide boss 77 to the guide boss 75 is 9 mm, and the distance from the guide boss 77 to the guide boss 79 is 16.5 mm. At this time, assuming that the spring load tolerance of the cap case spring 17 is 20% including the margin, it is understood that the clockwise (CW) rotational moment acting around the guide boss 77 is at least 218 gf · mm. The Therefore, during the period from the state shown in FIG. 4 to FIG. 6, it was proved that the clockwise moment (CW) rotational moment acts on the cap guide 7 around the guide boss 77 reliably.
[0049]
FIG. 7 shows the cap closed state. In the present embodiment, the cap 3 and the discharge port forming surface H1 start to come into contact after the positioning pin 73 is securely inserted into the holes 211 and 213 to the root. At this time, the cap spring 9 becomes a load value of 280 gf by bending a predetermined amount. Further, the guide bosses 75 and 79 are not in contact with the first and second stoppers 275 and 153, and the guide boss 77 is also detached from the bottom of the V-shaped groove of the guide portion 151 of the cap case 15. It is understood that the state is movable in the direction.
[0050]
On the other hand, FIGS. 8, 9, and 10 are schematic views showing the positional relationship between the cap case 15 and the cap guide 7. The cap case 15 is cut at the position of the alternate long and short dash line (IX-IX) shown in FIG. FIG. Here, FIG. 9 shows a state where the guide boss 77 typified when the cap is open is at the bottom of the V-shaped groove of the guide portion 151 of the cap case 15. As is clear from the figure, the cap guide 7 is restrained from moving in the X direction and the Y direction in the figure, and is accurately held at a predetermined position. On the other hand, FIG. 10 is a diagram showing a state represented when the cap is closed. The guide boss 77 is detached from the bottom of the V-shaped groove of the guide portion 151 and is movable in the X and Y directions.
[0051]
Therefore, as is apparent from the drawings from FIG. 4 to FIG. 10, according to the configuration of the present embodiment, the cap 3 that is accurately fixed at a predetermined position when the cap is open is at least between the cap 3 and the head H. This state is maintained until positioning is started. On the other hand, in the cap closing process, clearance is formed between the guide portion 151 formed on the cap case 15, the stopper 153, and the guide bosses 75, 77, 79 provided on the cap guide 7. It can move freely within a predetermined range with respect to a direction parallel to the discharge port forming surface H1. Further, the cap spring 9 is bent in a direction perpendicular to the discharge port forming surface H1, so that the positional deviation can be absorbed. By adopting such a configuration, as described above, the relative positional deviation in the parallel direction between the cap unit C and the head unit A can be allowed up to 1.25 mm.
[0052]
FIG. 11 is a diagram showing a timing at which a photo interrupter (not shown) outputs a signal by a cam chart of the cap cam 23 and a sensor cam (not shown) constituting a part of the gear train. Here, cap light open (cap light open) generates negative pressure in the cap 3 by a negative pressure generating device, sucks ink from the ink discharge port formed in the head H, and then removes the cap 3. This is a step for opening the cap 3 slightly apart from the discharge port forming surface H1, that is, by slightly opening the cap 3 to reliably suck the ink in the cap 3 toward the tube portion 33 and minimize the residual ink. . The motor as a drive source is, for example, a 48-step stepping motor, 2-2 phase driving, speed is 300 ppS, and the reduction ratio of the cap cam and sensor cam to the motor is 1/5.
[0053]
FIG. 12 to FIG. 16 are flowcharts showing an example of the ejection recovery process in this embodiment.
[0054]
FIG. 12 is a flowchart showing the discharge recovery process. First, the cap is closed in step S101, and suction is performed by the negative pressure generating means in step S103. After slightly opening the cap in step S105, a negative pressure is further generated in step S107 to reliably suck ink remaining in the cap 3, and in step S109, the cap 3 is completely opened. Subsequently, in step S111, preliminary ejection is performed in the cap 3, and in step S113, the ejection recovery processing device P is reciprocated in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. Finally, in step S115, the cap 3 is closed and the process is terminated.
[0055]
FIG. 13 is a flowchart showing processing when cap closing is performed. First, in step S201, it is confirmed that the cap cam sensor (photo interrupter) is OFF. If it is not OFF, the motor is rotated counterclockwise (CCW) in step S203, and if it is not turned OFF within 140 steps, error processing is performed in step S205. Next, the motor is rotated counterclockwise (CCW) by a maximum of 140 steps until the cap cam sensor is turned on in steps S207 and S209. Here, if it does not turn on within 140 steps, error processing is performed in step S211. Finally, the cap closing process is completed by rotating the motor 87 steps counterclockwise (CCW) in step S213.
[0056]
FIG. 14 shows a process for performing a cap light open (cap light open) from a cap close. In step S301 and step S303, the motor is rotated counterclockwise (CCW) until the cap cam sensor is turned off. At this time, if it is not turned off within 140 steps, error processing is performed in step S305. Next, in step S307, the motor is driven in the counterclockwise (CCW) direction for 14 steps to complete this process.
[0057]
FIG. 15 shows a process for performing cap opening from cap closing through cap light open. In step S401, the motor is rotated in the counterclockwise (CCW) direction by 73 steps, and the process ends.
[0058]
FIG. 16 is a process used when, for example, it is desired to set the cap open state in order to perform printing from the cap closed state regardless of the ejection recovery process. First, in step S501 and step S503, the motor is rotated counterclockwise (CCW) until the cap cam sensor is turned on. At this time, if it does not turn on within 140 steps, error processing is performed in step S505. Subsequently, in step S507 and step S509, the motor is rotated counterclockwise (CCW) until the cap cam sensor is turned off. At this time, if it is not turned off within 140 steps, error processing is performed in step S511. Next, in step S513, the motor is driven 87 steps to open the cap, and the process is terminated.
[0059]
FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration example of a control system of the printing apparatus illustrated in the present embodiment.
[0060]
The cap motor 1006 is driven by the cap motor 1006. Further, the head unit, the discharge recovery processing device, the phase of the cap cam, and the like can be known based on the detection of the home position sensors 1007 and 1008 and the cap cam sensor 1009. Further, 1010 is a suction pump of the discharge recovery processing apparatus, and 1011 is a wiping mechanism. On the other hand, 1000 is an MPU for controlling each unit, 1001 is a ROM storing a program corresponding to a control procedure, 1002 is a RAM used as a work area during control execution, 1003 is a timer for measuring time, 1004 Is an interface part. In the printing apparatus according to the present embodiment, command data or the like can be input from the keyboard 100. A print head 1200 includes, for example, a plurality of discharge ports, and a print head including an electrothermal transducer 1200a that generates thermal energy used to discharge ink from each discharge port, and 1201 is a driver thereof. 1202 is a motor for driving the head unit or carriage in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1, 1204 is a motor for generating a driving force for transporting the print medium, and 1203 and 1205 are motor drivers for each part. is there.
[0061]
FIG. 18 is a schematic perspective view showing an example of an ink jet printing apparatus to which the head unit and the cap unit of the present embodiment are applied. Such a printing apparatus has a replaceable ink tank integrated print head cartridge in black (Bk). , Cyan (C), magenta (M), and yellow (Y).
[0062]
In FIG. 18, IJC is four print head cartridges corresponding to Y, M, C, and Br inks. A print head and an ink tank storing ink for supplying ink to the print head are integrally formed. Yes. Each print head cartridge IJC is detachably attached to the carriage 820. The carriage 820 is slidably engaged along the guide shaft 811 and is connected to a part of the drive belt 852 that is moved by the carriage motor 1202, so that the print head cartridge IJC can perform scanning along the guide shaft 811. Movement is possible. Reference numerals 815, 816, 817, and 818 denote transport rollers that extend substantially in parallel with the guide shaft 811 on the back side and the near side in the drawing of the print area by the print head cartridge IJC. Conveying rollers 815, 816, 817, and 818 are driven by a sub scanning motor (not shown) to convey the recording medium S. The recording medium S to be conveyed constitutes a printing surface opposite to the surface on which the discharge port forming surface H1 of the print head cartridge IJC is disposed.
[0063]
A discharge recovery processing device P is provided facing a movable region of the cartridge IJC adjacent to the print region of the print head cartridge IJC, and the cap unit C of the discharge recovery processing device P includes a plurality of cartridges IJC having print heads H. The caps can be moved up and down in the vertical direction or can be opened and closed by turning. When the carriage 820 is at the home position, the print head H is joined and capped. In the discharge recovery processing apparatus P, reference numeral 840 denotes a blade as a wiping member, which can be moved up and down by, for example, the wiping mechanism 1011 shown in FIG. 17, thereby enabling wiping with respect to the discharge port forming surface H1. Reference numeral 1010 denotes a pump unit for absorbing ink or the like from the discharge port of the print head H and its vicinity via the cap unit C.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the ink jet printing apparatus includes a cap that covers a surface of the ink jet print head on which an ink discharge port is formed, and the cap for opening or closing the cap with respect to the ink jet print head. Cap support member that rotates while holding (Cap case) And In the cap open state and the positioning start state in the process from the cap open state to the closed state, the discharge port forming surface and the cap are in a parallel state. Can take. Therefore, when the cap is opened and closed, the required amount of rotation of the cap support member can be minimized. Also when the cap is open From cap open to cap close In the process of transition, the cap is parallel to the head. Take a state Therefore, it is possible to reduce the space of the apparatus, and at the time of positioning the head unit and the cap unit, a part of the cap or the cap unit (including a member related to positioning) and the head or the head unit. Part (including members related to positioning) can be made parallel, and the performance of preliminary discharge and positioning can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an ink jet printing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of a cap unit section according to the present invention.
FIG. 3 is a side view of a head unit (carriage on which a head is mounted).
FIG. 4 is a side view of the cap unit when the cap is open.
FIG. 5 is a side view of the cap unit.
FIG. 6 is a side view of the cap unit.
FIG. 7 is a side view of the cap unit when the cap is closed.
FIG. 8 is a top view of the cap case.
9 is a schematic view taken along the line IX-IX in FIG. 8 showing the relationship between the cap case and the cap guide when the cap is open.
FIG. 10 is a schematic view similar to FIG. 9 showing the relationship between the cap case and the cap guide when the cap is closed.
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a cap open / close operation, a cap cam cam chart, and a motor step number;
FIG. 12 is a flowchart showing a sequence of discharge recovery processing.
FIG. 13 is a flowchart showing a cap closing sequence.
FIG. 14 is a flowchart showing a partial sequence of a cap opening process.
FIG. 15 is a flowchart showing a partial sequence of a cap opening process.
FIG. 16 is a flowchart showing a sequence when the cap is closed to the cap open.
FIG. 17 is a block diagram of an ink jet printing apparatus according to the present invention.
FIG. 18 is a perspective view showing an ink jet printing apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
A Head unit
C Cap unit
H Print head
H1 discharge port forming surface
S print media
P Discharge recovery processing device
1 Cap absorber
3 cap
5 Cap holder
7 Cap guide
9 Cap spring
11 Cap down spring
13 Cap plate
15 Cap case
19 Bottom plate
21 Carriage
23 Cap Cam
25 Cap open spring
27 Pump base
31 ribs
33 Tube section
51 Cover part
53 Sliding surface
55 Claw
71 Sliding surface
73 Positioning pin
75, 77, 79 Guide boss
131 hole
133 Boss
151 Guide part
153 Second stopper
155 axis of rotation
191 Boss
211, 213 Positioning hole
271 Bearing
273 ribs
275 First stopper

Claims

インクジェットプリントヘッドの吐出口形成面を覆うキャップと、
該キャップを支持するキャップホルダーを摺動可能に嵌合させてガイドするキャップガイドと、
該キャップガイドに配され側面に突出する第１のガイドボスと、
開口と、前記第１のガイドボスを中心に前記キャップガイドを回動可能とするために前記開口の内周面に配され前記第１のガイドボスと係合するガイド部と、を有し、前記キャップが前記吐出口形成面を覆うキャップクローズ状態と前記キャップが前記吐出口形成面から離れたキャップオープン状態とを得るために、ベースの軸受部に対して回動可能に配されたキャップケースと、
前記キャップガイドに対して前記第１のガイドボスを中心とする回転モーメントを付与するために、前記キャップガイドと前記キャップケースとの間に配され前記キャップガイドを弾性支持する複数のキャップケースバネと、
前記キャップガイドの前記第１のガイドボスが配された側面に配された第２のガイドボスと、
前記キャップガイドの前記第１のガイドボスが配された側面であって、前記第１のガイドボスに対して前記第２のガイドボスと反対側に配された第３のガイドボスと、
前記キャップオープン状態を得るために前記キャップケースが回動した状態で、前記キャップガイドを前記吐出口形成面に対して平行状態とするように、前記ベースに配され前記第２のガイドボスと当接する第１のストッパと、
前記キャップオープン状態から前記キャップクローズ状態を得るために前記キャップケースが回動した状態で、前記キャップガイドを前記吐出口形成面に対して平行状態とするように、前記キャップケースの内周面に配され前記第３のガイドボスと当接する第２のストッパと、
を備えることを特徴とするインクジェットプリント装置。A cap covering the discharge port forming surface of the inkjet print head;
A cap guide that slidably fits and guides a cap holder that supports the cap;
A first guide boss disposed on the cap guide and projecting from a side surface;
Has a opening, a guide portion to be engaged with said first guide center the cap guide to the boss disposed on the inner peripheral surface of said opening in order to allow rotation of the first guide boss, and In order to obtain a cap closed state in which the cap covers the discharge port forming surface and a cap open state in which the cap is separated from the discharge port forming surface, the cap case is arranged to be rotatable with respect to a bearing portion of a base When,
A plurality of cap case springs arranged between the cap guide and the cap case to elastically support the cap guide in order to give a rotational moment about the first guide boss to the cap guide; ,
A second guide boss the first guide boss of said cap guide is arranged to arranged the side,
A third guide boss on the side of the cap guide on which the first guide boss is disposed, the third guide boss being disposed on the opposite side of the second guide boss with respect to the first guide boss;
In order to obtain the cap open state, with the cap case rotated, the cap guide is placed in parallel with the discharge port forming surface and is in contact with the second guide boss. A first stopper that contacts,
In a state that the cap casing is rotated from the cap-open state in order to obtain the cap closed state, the cap guide to the parallel state with respect to the discharge port forming surface, the inner peripheral surface of the cap casing A second stopper disposed and abutting against the third guide boss;
Ink-jet printing apparatus, characterized in that it comprises a.

前記キャップと前記インクジェットプリントヘッドとの相対的位置決めを行うための位置決め手段を有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリント装置。 The inkjet printing apparatus according to claim 1, further comprising positioning means for performing relative positioning between the cap and the inkjet print head.

前記位置決め手段は、キャップユニットあるいはヘッドユニットの一方に突起部材を備え、他方に該突起部材が挿入される穴部を備えたことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリント装置。 3. The ink jet printing apparatus according to claim 2, wherein the positioning unit includes a protruding member on one of the cap unit and the head unit, and a hole into which the protruding member is inserted on the other.

前記第２のガイドボスと前記第１のストッパとが当接して、前記キャップガイドを前記吐出口形成面に対して平行状態としたときに、前記インクジェットプリントヘッドから前記キャップ内に予備吐出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェットプリント装置。Preliminary ejection from the inkjet print head into the cap when the second guide boss and the first stopper abut and the cap guide is in a parallel state with respect to the ejection port forming surface. An ink jet printing apparatus according to any one of claims 1 to 3.

前記第３のガイドボスと前記第２のストッパとが当接して、前記キャップガイドを前記吐出口形成面に対して平行状態として前記キャップクローズ状態を得たときに、前記キャップを介して吸引力を作用させることにより前記吐出口からインクを排出させる負圧発生手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットプリント装置。When the third guide boss and the second stopper come into contact with each other and the cap guide is in a parallel state with respect to the discharge port forming surface to obtain the cap closed state, a suction force is obtained via the cap. 5. The inkjet printing apparatus according to claim 1, further comprising a negative pressure generating unit that discharges ink from the discharge port by causing the ink to act.

前記インクジェットプリントヘッドは、インクを吐出するために利用されるエネルギーとして、通電に応じて熱エネルギーを発生する電気熱変換体を有す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ト装置。 6. The ink jet according to claim 1 , wherein the ink jet print head includes an electrothermal converter that generates thermal energy in response to energization as energy used for ejecting ink. Printing device.

前記インクジェットプリントヘッドは、前記電気熱変換体より印加される熱エネルギーによってインクに生じる膜沸騰を利用して、吐出口からインクを吐出することを特徴とする請求項６に記載のインクジェットプリント装置。 The ink jet printing apparatus according to claim 6, wherein the ink jet print head ejects ink from an ejection port using film boiling generated in the ink by heat energy applied from the electrothermal transducer.