JPH106491A

JPH106491A - インクジェット記録装置並びに該装置に用いるヘッドギャップ保持機構

Info

Publication number: JPH106491A
Application number: JP16634596A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kawada; 直樹川和田; Tadao Iwaki; 岩城　　忠雄; Shige Sato; 樹佐藤; Koji Kawaguchi; 幸治川口; Satoshi Ohama; 聡大浜; Seiji Kuwabara; 誠治桑原; Hiroshi Okano; 宏岡野
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1996-06-26
Publication date: 1998-01-13
Also published as: EP0816109A1

Abstract

(57)【要約】【課題】構成部品に高い加工精度や、高い組立精度を
要求しなくても、インクジェットヘッドと印字媒体との
ギャップ距離を一定に確保しつつ印字媒体を搬送するこ
と、及び、その状態を長期間に亙って維持することを課
題とする。【解決手段】インクジェットカートリッジ１０１本体
または、インクジェットカートリッジ１０１を搬送する
ためのヘッドキャリア１０９の紙送り上流面にガイドコ
ロ１１１を取付け、ガイドコロ１１１が印字媒体１０３
表面を走るような構造にした。また、ガイドコロ１１１
の外周面をクリーニングするためのブレードないしはス
ポンジローラなどをインクジェットカートリッジに取り
付ける構造にした。さらに、印字媒体を紙送りする際に
は、印字媒体の外側までインクジェットカートリッジを
退避させることとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録液を印字媒体
に吐出、付着させ記録を行うインクジェットカートリッ
ジを備えたインクジェット記録装置、並びに該装置に用
いるインクジェットカートリッジと印字媒体とのギャッ
プ保持機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、色々な記録
液吐出方式、例えば、インクを静電気力によって吸引し
吐出させる方式、圧電素子を用いて記録液に機械的振動
または変位を与える方式、記録液を加熱して発泡させそ
の圧力を利用する方式など、インクの小滴を発生および
飛翔させ、それらの一部もしくは全部を紙等の印字媒体
上に付着させて記録を行うものである。

【０００３】従来のインクジェット記録装置における紙
搬送機構を図面に基づいて説明する。図２においてイン
クジェットカートリッジ２０１はプラテン２０２と必要
なギャップｇを保持して配置されている。プラテン２０
２はゴムローラで回転可能になっているか、または摺動
性の良い樹脂で成形され若干湾曲した凸形状をしてお
り、印字媒体２０３が該プラテンの凸部の頂点に接する
ような位置関係にある。印字媒体２０３はキャプスタン
２０４とピンチローラ２０５に挟まれてインクジェット
カートリッジ２０１とプラテン２０２からなる印字領域
まで搬送される。この際、紙送りの精度を確保するため
にキャプスタン２０４はステンレスなど剛性の高い材質
で作成され、ピンチローラ２０５はゴムなど弾性材で作
成されていることが多い。

【０００４】インクジェット記録装置としての動作を簡
単に説明すると、図３に示すように、記録装置３０２と
しては各要素に電源を供給する電源ユニット３０３、入
力された画像データに対して必要に応じてデータ変換を
行う画像処理回路３０４、各ユニット間のデータのやり
取りや、動作シーケンスの制御をつかさどるコントロー
ラ３０５等から構成され、該コントローラ３０５の指示
によって、パーソナルコンピュータなどの外部装置３０
１から入力された画像データを受取り、画像処理回路３
０４において色変換、エッジ強調などのデータ変換を行
い、該変換データに応じてインクジェットヘッドユニッ
ト３０６からインクを吐出させ、印字媒体３０７上に画
像を形成させる。

【０００５】ところで一般的には形成する画像は２次元
であり、インクジェットヘッドユニット３０６のインク
吐出口は１次元的に配置されているので全領域に印字を
行うためには、ヘッドユニット３０６および印字媒体３
０７の双方を直交する方向に順送りして印字を繰り返す
ための紙送り手段３０８およびインクジェットヘッド搬
送手段（図示せず）が必要になる。しかも双方を動かし
て印字している際には、インクジェットヘッドと印字媒
体とのギャップ距離は一定に保持する必要がある。従来
は図２に示すようにインクジェットカートリッジ２０１
を取り付けたヘッドキャリア２０９にガイドコロ２１１
を取付け該ガイドコロ２１１をガイドレール２０８上を
滑らせることでその目的を果たしていた。なお、該ガイ
ドレール２０８は図示しないフレーム部材にネジ締結な
どで固定されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成の従来のインクジェット記録装置にあっては、
ガイドレール２０８の摺動面２１２と印字面２１３との
平行度、およびガイドレール２０８の摺動面２１２その
ものの平面度などにある範囲での公差が必要である。摺
動面２１２および印字面２１３のベース２１１からの距
離をそれぞれａ、ｂとすると、これらは例えば図４に示
すように必ずしも一定値ではないのでこのａ，ｂの差で
あるｌも一定値ではない。したがってｌと同じばらつき
をギャップ距離ｇが持つことになる。実際には上述した
部品単体での形状公差に加えて、ガイドレール２０８の
取付公差など組立上の公差も加わり、ギャップｇのばら
つきは比較的大きな数値、例えば０．１〜０．２ｍｍ程
度になってしまう。ギャップ距離のばらつきを小さくす
るにはガイドレール２０８など構成部品の加工精度や組
立精度を上げれば良いが、コストとの兼ね合いもあり必
ずしも得策ではない。

【０００７】また、図５に示すように、インクジェット
カートリッジ５０１と対向電極５０３を設けて両者の間
に直流電源５０２による電界を加えて帯電したインク滴
５０５を飛翔させる場合には、インク滴５０５に作用す
る力はインクジェットカートリッジ５０１と対向電極５
０３の間の電界強度に比例する。したがってギャップ距
離ｇの変動がインク滴５０５に作用する力の変動に直接
つながり、印字条件の変動による画質の低下をもたら
す。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで本発明において
は、インクジェットカートリッジまたは該インクジェッ
トカートリッジを搬送するためのヘッドキャリアにガイ
ドコロを取付け、しかもその取付方向がインクジェット
カートリッジまたはヘッドキャリアの紙送り上流面にな
るように配設し、該ガイドコロが従来のようにガイドレ
ール上を走るのでなく印字媒体表面を走るような機構と
した。このような機構を用いることによりインクジェッ
トカートリッジは印字媒体表面の形状に倣うことにな
り、ガイドコロの真円度と取付時の偏芯についてだけ寸
法を厳しく縛れば他の構成部品の加工精度を下げてもギ
ャップ距離のばらつきはかなり小さい値に保つことが可
能となる。しかも、紙送り上流側の印字面をガイドコロ
が走るため、印字後のインクに触れないので印字面を汚
すこともない。

【０００９】また、上記ガイドコロの外周面をクリーニ
ングするためのブレードないしはローラなどのクリーニ
ング手段をヘッドキャリアないしはインクカートリッジ
に取付ける構造にした。このような構造を用いることに
より、ガイドコロの外周面は該ブレードによる掻き取り
作用や、ローラの摺動により常にクリーニングされた状
態になっているので、ギャップ距離の変動が経時的に発
生することはない。特にインクカートリッジにクリーナ
ーを取り付けた場合は、インクカートリッジを交換すれ
ばブレードないしローラなどのクリーニング手段も同時
に交換されるために、ほぼ恒久的に一定のギャップ距離
が維持される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のインクジェット記録装置
では、インクジェットカートリッジと印字媒体とのギャ
ップ距離を保持するためにインクジェットカートリッジ
またはヘッドキャリアにガイドコロを設けて印字媒体表
面を走らせる機構とし、しかも該コロは印字方向の上流
面に配置した。さらに該ギャップコロの外周面をクリー
ニングする手段を、インクジェットカートリッジ、ある
いはヘッドキャリアに取り付けた。

【００１１】

【実施例】

（実施例１）本発明による実施例として帯電したインク
滴に電界を印加して飛翔させる場合（図５の様な場合）
を例にとって図面を基に説明する。図１において、イン
クジェットカートリッジ１０１はヘッドキャリア１０９
に脱着可能に取り付けられており、インクを使いきった
ら該カートリッジごと新品のカートリッジに交換する
か、一旦はずしてインクを補充してから再度、取り付け
る構造になっている。このヘッドキャリア１０９はガイ
ドシャフト１１０にガイドされて紙面に垂直な方向の往
復移動とガイドシャフト回りの回動ができるようになっ
ている。この往復移動はインクジェットカートリッジ１
０１へのデータの転送に同期させるためパルスモータ
（図示せず）などにより行われる。また、ヘッドキャリ
ア全体の重心がガイドシャフト１１０の左側にあるの
で、ヘッドキャリア全体には反時計回りの重力によるモ
ーメントが作用するために、ガイドコロ１１１は印字媒
体１０３の表面をなぞりながら走ることになる。

【００１２】印字媒体１０３の裏側には対向電極１１３
が設けられており、インクジェットカートリッジ１０１
のインク吐出面に対向する位置だけでなく、ガイドコロ
１１１に対向する位置までの領域をカバーできる大きさ
を持つように形成されている。

【００１３】図１の構成の印字部を上から見たのが図６
で、印字媒体６０３のヘッドキャリア６０９より右側に
は印字画像が既に形成された状態である。ヘッドキャリ
ア６０９はそのホームポジションがＥ点になるように設
計されている。印字媒体６０３はピンチローラ６０５側
から給紙され、Ｃ方向に搬送される。また、インクジェ
ットカートリッジ６０１およびヘッドキャリア６０９は
Ａ、Ｂ方向に往復移動出来るようになっている。

【００１４】実際の印字動作は、インクジェットヘッド
６０１のインク吐出口の数によって１ラインまたは数ラ
イン同時に、ヘッドキャリア６０９がＡ方向に移動しな
がら行われる。この際、印字媒体６０３は停止した状態
にある。１ラインまたは数ラインの印字が終了すると、
ヘッドキャリアは一旦、ホームポジションＥに退避し、
その間に印字媒体６０３をＣ方向に印字したライン数分
だけ順送りする。その後ヘッドキャリア６０９をＢ方向
に戻しＡ方向に移動しながら次の１ラインまたは数ライ
ンの印字を行う。ここで、ガイドコロ６１１の転がり方
向（Ａ、Ｂ方向）と印字媒体の搬送方向（Ｃ方向）が直
交するため、印字媒体６０３を紙送りする際にヘッドキ
ャリア６０９をホームポジションＥに退避させないと、
印字媒体６０３の搬送がスムーズに行われなくなり、場
合によっては紙送り精度を低下させてしまう。

【００１５】次にギャップ距離が一定に保たれる理由を
説明する。図６をピンチローラ６０５側からみたものが
図７である。従来例でも同様のことを述べたが、対向電
極７１３の形状は必ずしも完全な平面ではなく多少のう
ねりや傾きを持っているのが一般的である。例えば図７
に示すように最大でδのうねりを持っており、この値は
印字幅がＡ３の短辺２１０ｍｍを印字する場合に対して
０．３〜０．６ｍｍ程度はあると考えられる。図１で説
明したようにヘッドキャリアはガイドシャフトの周りに
回転できるだけのクリアランスが与えられているので、
０．３〜０．６ｍｍ程度の上下方向の変動であればヘッ
ドキャリア７０９はガイドシャフト７１０の周りに回動
して印字媒体７０３の表面形状を倣って走行することが
可能になる。インクジェットカートリッジ７０１はヘッ
ドキャリア７０９に取り付けられているから、上記の理
由によりヘッドの吐出面と対向電極７１３との距離は常
に一定に保たれることになる。

【００１６】本実施例では、インク吐出手段を構成する
インクジェットカートリッジと印字媒体との距離を一定
に保つギャップ保持手段として、１個のガイドコロを有
する構成を示したが、複数個のコロ部材を有するように
してもギャップ保持手段を構成できる。

【００１７】ところでギャップを維持するためのガイド
コロなどのギャップコロは上述した通り印字媒体表面を
走行するために、印字枚数が増えるに伴って紙粉などに
よってギャップコロの外周面が汚れてくる場合も想定さ
れる。その場合には図８に示すようなクリーニング機構
を持たせることが有効である。ほとんどの構成部品は今
まで述べた内容と同じであるが、図８（ｂ）に示すよう
にインクジェットカートリッジ８０１からアーム８１２
が伸びており、このアーム８１２の先端に図８（ａ）に
示すように板バネ８１４およびブレードゴム８１５、８
１６が取り付けられた構造になっている点が異なってい
る。ヘッドキャリア８０９がＡ方向に移動しながら印字
を行うと、ガイドコロ８１１はＣ方向に回転するのでブ
レードゴム８１５によってガイドコロ８１１の外周面に
付着した汚れが掻き取られることになる。また、一回の
走査が終了して、再度、印字開始位置に戻るためＢ方向
に移動する際は、上記とは逆のブレードゴム８１６によ
ってクリーニングが行われることとなる。本実施例の場
合は、インクジェット内のインクを使いきって新しいイ
ンクジェットカートリッジ装着すると、クリーニングブ
レードも同時に交換されるため、ブレードゴムの摩耗に
よるクリーニング不良が防止される。

【００１８】このクリーニング機構の別の実施例を図９
（ａ）（ｂ）に示す。図８と異なるのはブレードによる
掻き取りではなく、発泡性のスポンジなどで作られたク
リーニングローラ９１４をガイドローラ９１１の外周面
に押し当てて摺動させ汚れを拭き取るものである。特
に、クリーニングローラ９１４とガイドコロ９１１の周
速度に差を持たせて接触面で摺動させるようにするとよ
り効果的である。この場合もインクジェットカートリッ
ジの交換によってクリーニングローラの交換が同時に行
われるのでほぼ恒久的にクリーニング機能が維持される
ことになる。

【００１９】なお本実施例ではブレードゴムまたはクリ
ーニングローラを用いたものを示したが、この方式に限
定されず、他の方式でも同様の効果を奏することは言う
までもない。（実施例２）本発明による第二の実施例として、インク
ジェットカートリッジにギャップ保持手段も内蔵させた
場合の例を図面を基に説明する。図１０に示すようにイ
ンクジェットカートリッジ１００１にはガイドコロ１０
１１が組み込まれており、該ガイドコロ１０１１は回転
軸１１１４の周りに回転できるようになっている。この
インクジェットカートリッジ１００１はヘッドキャリア
１００９に脱着可能に取り付けられており、インクを使
い切ったら該カートリッジごと新品のカートリッジに交
換するか、一旦はずしてインクを補充してから再度取り
付ける構造になっている。本実施例に示した構造の場
合、インクジェットカートリッジ１００１とヘッドキャ
リア１００９との取付公差に左右されずにギャップ距離
を維持できるので、上述した（実施例１）よりもギャッ
プ距離のばらつきを小さくすることができる。

【００２０】また図１１に示すようにギャップ維持のた
めのガイドコロ１１１１だけでなく、該ガイドコロ１１
１１の外周面をクリーニングする手段としてクリーニン
グスポンジ１１１５を組み込んでも良い。図１１（ａ）
はＡＡ断面図であるが、ガイドコロ１１１１の外周面を
摺動して紙粉などの汚れを拭き取る構造になっている。

【００２１】なお、動作およびギャップ距離が一定に保
たれる理由などは前述の実施例で説明したので省略す
る。本実施例ではクリーニングスポンジを用いたものを
示したが、この方式に限定されず、前述の実施例で示し
た方式など他の方式でも同様の効果を奏することは言う
までもない。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。インク
ジェットカートリッジないしはヘッドキャリアに印字媒
体とのギャップ距離を規制させるためのガイドコロを取
付け、印字媒体の表面を走らせる構造にしたので、イン
クジェットカートリッジないしはヘッドキャリアは、印
字面の表面形状を倣うことになってインクの吐出面と印
字面とのギャップ距離は常に一定に保たれる。この結
果、全印字領域に渡ってインクの吐出状態が均一化して
印字される画像が安定し、濃度のムラ、位置ズレ、色ズ
レ等が発生しにくくなる。特にインク滴を帯電させて静
電気力で加速する場合にはこの効果が大きい。

【００２３】また、上記ガイドコロは紙送り上流側に位
置しており、印字媒体を紙送りするときにはガイドコロ
を取り付けたインクジェットカートリッジないしはヘッ
ドキャリアを印字媒体の外側に退避させるようにしたの
で、紙送り精度に悪影響を与えずに印字媒体を搬送する
ことができる。該ガイドコロは印字後のインク面に触れ
ない構造になっているので画像を汚す危険性も回避でき
る。

【００２４】さらに、上記ガイドコロの外周面をクリー
ニングするためにブレードゴムやスポンジローラをイン
クカートリッジに一体に構成したので、ギャップ距離を
ばらつかせる原因となる汚れなどは常に除去されること
になる。また、インクカートリッジを交換すると上記の
クリーニング手段も同時に交換され、クリーニング性能
が劣化することもない。

【００２５】加えて、ギャップコロの加工精度およびそ
の取付に対してのみクリアランスを多少厳しくすれば、
それ以外の構成部品や組立上の公差を緩めても所望のギ
ャップ距離は確保できるので、装置全体で考えたときの
部品コスト、組立コストとも低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置においてヘッ
ドキャリアにガイドコロを設けた場合の実施例を示す側
面図である。

【図２】従来のインクジェット記録装置の特に印字部を
表す側面図である。

【図３】インクジェット記録装置の動作説明のブロック
図である。

【図４】ガイドレールの摺動面および印字面のベースか
らの距離と主走査方向のヘッド位置との関係を示す概略
図である。

【図５】帯電したインク滴に電界を印加する場合の動作
を説明する概略図である。

【図６】本発明によるインクジェット記録装置の動作を
説明する上面図である。

【図７】本発明によるインクジェット記録装置において
ギャップ距離が一定に保たれることを説明する概略図で
ある。

【図８】本発明によるインクジェット記録装置のガイド
コロのクリーニング手段の一実施例を示す概略図であ
る。

【図９】本発明によるインクジェット記録装置のガイド
コロのクリーニング手段の他の実施例を示す概略図であ
る。

【図１０】本発明のインクジェット記録装置においてイ
ンクジェットカートリッジにガイドコロを設けた場合の
実施例を示す側面図である。

【図１１】本発明のインクジェット記録装置においてイ
ンクジェットカートリッジにガイドコロとクリーニング
手段を設けた場合の実施例を示す側面図である。

【符号の説明】

１０１、２０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９
０１、１００１インクジェットカートリッジ１０３、２０３、５０４、６０３、７０３、８０３、９
０３、１００３印字媒体１０９、２０９、６０９、７０９、８０９、９０９、１
００９ヘッドキャリア１１１、２１１、６１１、７１１、８１１、９１１、１
０１１ガイドコロ１１３５０３、６１３、７１３、８１３、９１３、１
０１３対向電極８１５、８１６ブレードゴム９１４クリーニングローラ１１１５クリーニングスポンジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川口幸治千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコー電子工業株式会社内 (72)発明者大浜聡千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコー電子工業株式会社内 (72)発明者桑原誠治千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコー電子工業株式会社内 (72)発明者岡野宏千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコー電子工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された画像データに応じて記録液を
印字媒体上に吐出して画像を記録するインク吐出手段
と、該印字媒体と該インク吐出手段との距離を一定に保
つギャップ保持手段と、該印字媒体の紙送り手段と、該
印字媒体の紙送り方向とほぼ直交する方向に該インク吐
出手段を搬送するヘッド搬送手段を備えたことを特徴と
するインクジェット記録装置。
【請求項２】前記ギャップ保持手段は一つまたは複数
個のコロ部材を有し、前記インク吐出手段あるいは前記
ヘッド搬送手段の紙送り上流面に取り付けられた構成で
ある請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】前記ギャップ保持手段の前記コロ部材は
前記印字媒体の印字面上を走るように構成された請求項
２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記コロ部材は、前記インク吐出手段に
取り付けられた構成である請求項２ないし３記載のイン
クジェット記録装置。
【請求項５】前記コロ部材は、前記ヘッド搬送手段に
取り付けられた構成である請求項２ないし３記載のイン
クジェット記録装置。
【請求項６】前記ギャップ保持手段が、前記コロ部材
の外周面をクリーニングするクリーニング手段を有する
構成である請求項２ないし５記載のインクジェット記録
装置。
【請求項７】前記ヘッド搬送手段は、印字媒体を紙送
りする際には、該印字媒体の外側に前記インク吐出手段
を退避させる請求項１ないし６記載のインクジェット記
録装置。
【請求項８】入力された画像データに応じて記録液を
印字媒体上に吐出して画像を記録するインク吐出手段
と、該印字媒体の紙送り手段と、該印字媒体の紙送り方
向とほぼ直交する方向に該インク吐出手段を搬送するヘ
ッド搬送手段とを具備するインクジェット記録装置のギ
ャップ保持機構であって、前記インク吐出手段または前
記ヘッド搬送手段に回転軸を介して回転可能に取り付け
られたコロ部材が該印字媒体上を回転して移動可能に構
成され、該印字媒体と該インク吐出手段との距離を一定
に保つことを特徴とするギャップ保持機構。