(57)【要約】【課題】走査移動するキャリッジとその駆動ベルトとの間に衝撃吸収材を介在させると、キャリッジの重量が嵩み、これを走査移動させるための駆動モータをより高性能なものにする必要があり、部品コストなどが増大する。【解決手段】プリント媒体に液滴を吐出して所望の画像を形成するためのプリントヘッドと共にプリント媒体の搬送方向と交差する方向にプリント媒体に沿って走査移動し、プリントヘッドに供給される液体を収容した液体タンクが搭載されるキャリッジ１６は、振動を減衰するために多数の微小気泡を包含する樹脂にて形成される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント媒体に液滴を吐出して所望の画像を形成するためのプリントヘッドと共に前記プリント媒体の搬送方向と交差する方向に前記プリント媒体に沿って走査移動し、前記プリントヘッドに供給される液体を収容した液体タンクが搭載される液体タンク搭載部材であって、
多数の微小気泡を包含する樹脂にて形成されていることを特徴とする液体タンク搭載部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント媒体に液滴を吐出して所望の画像を形成するためのプリントヘッドと共にプリント媒体の搬送方向と交差する方向にプリント媒体に沿って走査移動し、プリントヘッドに供給される液体を収容した液体タンクが搭載される液体タンク搭載部材に関する。
【０００２】
なお、本明細書において記述される「プリント」とは、文字や図形など有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広くプリント媒体上に画像，模様，パターンなどを形成したり、あるいはエッチングなどのようなプリント媒体の加工を行う場合も包含する。
【０００３】
また「プリント媒体」とは、一般的なプリント装置で用いられる紙片のみならず、布帛，樹脂フィルム，金属板，ガラス，セラミックス，木材，皮革などの液体を受容可能なものであり、シート状物体以外の三次元立体、例えば球体や円筒体なども包含する。
【０００４】
さらに「液体」とは、上記「プリント」の定義と同様広く解釈されるべきもので、プリント媒体上に付与されることによって、画像，模様，パターンなどの形成，エッチングなどのプリント媒体の加工，あるいはインクの処理、例えばプリント媒体に付与されるインク中の色材の凝固や不溶化に供され得る液体を指し、プリントに関して用いられるあらゆる液体を包含する。
【０００５】
【従来の技術】
プリント媒体に液滴を吐出して所望の画像を形成するためのプリントヘッドと共にプリント媒体の搬送方向と交差する方向にプリント媒体に沿って走査移動し、プリントヘッドに供給される液体を収容した液体タンクが搭載される液体タンク搭載部材を具えたプリンタや複写機あるいはファクシミリなどのシリアルスキャンタイプの画像形成装置は、キャリッジの走査移動に伴って発生する振動により、プリントヘッドからプリント媒体に吐出される液滴の位置精度が悪化してしまう可能性がある。特に、慣性質量の大きな液体タンクをキャリッジと共に走査移動させる形式のものや、一回の吐出動作によってプリントヘッドの個々の吐出口から吐出される液滴の量が極めて少ない場合、上述した液滴の位置精度の悪化がより顕著に現れる傾向を持つ。このため、それぞれ異なる色相を持つ複数種のインクを用いたカラープリントなどにおいては、得られる画像に色ずれや色調の乱れなどが発生し、プリント品質の低下を余儀なくされる。
【０００６】
このようなことから、従来では特許文献１に開示されているように、キャリッジを走査移動させる駆動ベルトとキャリッジとの間に振動吸収材を介在させ、プリントヘッドと共にインク容器を保持するキャリッジを走査移動させた時、駆動ベルトからキャリッジ側に伝わる振動を軽減させることが提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−３５０５１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されているように、シリアルスキャンタイプの画像形成装置において、キャリッジとその駆動ベルトとの間に衝撃吸収材を介在させたものは、衝撃吸収材を走査移動するキャリッジに取り付ける必要があるため、キャリッジの重量が嵩み、これを走査移動させるための駆動モータをより高性能なものにする必要があり、部品コストなどが増大する欠点を有する。
【０００９】
このため、部品コストなどの増大を伴うことなく、キャリッジの走査移動に伴って発生する振動を容易かつ効率良く減衰させ、プリントヘッドからプリント媒体に吐出される液滴の位置精度を良好に維持し得る技術が求められている。
【００１０】
【発明の目的】
本発明の目的は、プリントヘッドからプリント媒体に吐出される液滴の位置精度がプリントヘッドの走査移動に伴って発生する振動により悪影響を受けるという不具合を抑制し得る液体タンク搭載部材を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による液体タンク搭載部材は、プリント媒体に液滴を吐出して所望の画像を形成するためのプリントヘッドと共に前記プリント媒体の搬送方向と交差する方向に前記プリント媒体に沿って走査移動し、前記プリントヘッドに供給される液体を収容した液体タンクが搭載される液体タンク搭載部材であって、多数の微小気泡を包含する樹脂にて形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、液体タンク搭載部材が多数の微小気泡を包含する樹脂にて形成されているため、この液体タンク搭載部材の任意の箇所に加わった振動が液体タンク搭載部材内を伝播する際、その伝播方向に存在する多数の微小気泡の存在によって次第に減衰される。
【００１３】
本発明における液体タンク搭載部材としては、走査移動するキャリッジに対して一体的に固定された液体吐出ヘッドや、キャリッジに対して交換可能に装着されることでキャリッジとの電気的な接続や装置本体からの液体の供給が可能となる交換自在のチップインタイプのヘッドカートリッジ、あるいは液体吐出ヘッド自体に液体を貯溜したタンクが一体的または交換可能に設けられるヘッドカートリッジを用いた場合にも有効である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明による液体タンク搭載部材において、液体タンク搭載部材は、プリントヘッドが設けられ、液体タンクの搭載部を具えたヘッドカートリッジか、あるいはプリントヘッドおよび液体タンクの搭載部を有するキャリッジであってよい。
【００１５】
微小気泡の径が５μｍ未満の場合には、この微小気泡による充分な振動遮断機能を得ることができなくなる。逆に微小気泡の径が１００μｍを越えると、成形される液体タンク搭載部材の実用的な機械的強度が不足してしまう。従って、微小気泡の径は５から１００μｍの範囲にあることが好ましい。
【００１６】
樹脂に対する微小気泡を構成する気体の割合が０．２重量％未満の場合には、微小気泡による充分な振動減衰効果を得ることができない。逆に、樹脂に対する微小気泡を構成する気体の割合が０．７重量％を越えると、成形される液体タンク搭載部材の一部に膨れなどの現象が発生して生産性の低下を招来するおそれがある。従って、樹脂に対する微小気泡を構成する気体の割合は０．２から０．７重量％の範囲にあることが好ましい。
【００１７】
微小気泡を構成する気体として、安価かつ入手が容易な二酸化炭素または窒素を採用することが有効である。
【００１８】
樹脂がポリフェニレンエーテル成分を含む変性ポリフェニレンエーテル系樹脂か、あるいはポリカーボネート樹脂であってよい。このような樹脂を採用することにより、成形される液体タンク搭載部材の実用的な強度を満たすことができる。
【００１９】
一方、プリント媒体を搬送するプリント媒体搬送手段と、プリント媒体に液滴を吐出して所望の画像を形成するためのプリントヘッドおよびこのプリントヘッドに供給される液体を収容する液体タンクの搭載部を有するキャリッジと、プリント媒体搬送手段によるプリント媒体の搬送方向と交差する方向にキャリッジをプリント媒体の表面に沿って走査移動させるキャリッジ走査手段とを具えた画像形成装置であって、キャリッジが多数の微小気泡を包含する樹脂にて形成されていることを特徴とする画像形成装置も本発明の他の形態となり得るものである。
【００２０】
この画像形成装置においては、キャリッジが多数の微小気泡を包含する樹脂にて形成されているため、キャリッジ走査手段によるキャリッジの走査移動に伴って発生する振動がキャリッジ内を伝播する際、その伝播方向に存在する多数の微小気泡の存在によって次第に減衰され、プリントヘッドからプリント媒体に吐出される液滴の位置精度のキャリッジの振動による悪影響が緩和される。
【００２１】
この画像形成装置によると、キャリッジを多数の微小気泡を包含する樹脂にて形成したので、キャリッジ走査手段によるキャリッジの走査移動に伴って発生する振動がキャリッジ内を伝播する際、その伝播方向に存在する多数の微小気泡の存在によって次第に減衰され、プリントヘッドからプリント媒体に吐出される液滴の位置精度を良好に維持することができる。
【００２２】
この画像形成装置におけるプリントヘッドおよび液体タンクの搭載部は、プリントヘッドが設けられると共に液体タンクの搭載部を有するヘッドカートリッジに対するものであってよい。この場合、ヘッドカートリッジが多数の微小気泡を包含する樹脂にて形成されているものであってよい。キャリッジに加えてヘッドカートリッジを多数の微小気泡を包含する樹脂にて形成したことにより、走査移動に伴う振動の減衰効果をさらに高めることができ、プリントヘッドからプリント媒体に吐出される液滴の位置精度をさらに高精度に保つことが可能となる。また、ヘッドカートリッジは、キャリッジの搭載部に対して取り外し可能に搭載され、そのための着脱手段をさらに具えることができる。これにより、プリントヘッドに不具合などが生じても、キャリッジからヘッドカートリッジのみ取り外して修理などを行うことができ、このような修理や部品交換の手間を容易化させることが可能である。
【００２３】
画像形成装置の構成として、液体吐出ヘッドからの液体の吐出状態を適正にするための回復手段や、予備的な補助手段などを付加することは画像品質を維持する上で好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、液体吐出ヘッドに対するキャッピング手段，クリーニング手段，加圧あるいは吸引手段，電気熱変換体やこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段，プリント作業とは別に吐出を行う予備吐出手段を挙げることができる。
【００２４】
画像形成装置の形態としては、コンピュータや光ディスク装置などの情報処理機器の出力端末として用いられるものの他、リーダなどと組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置や捺染装置、あるいはエッチング装置の形態を採るものなどであっても良く、プリント媒体としては、シート状あるいは長尺の紙や布帛、あるいは板状をなす木材や皮革，石材，樹脂，ガラス，金属などの他に、３次元立体構造物などを挙げることができる。
【００２５】
【実施例】
本発明による液体タンク搭載部材が搭載されたインクジェットプリンタの一実施例について、図１〜図３を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施例のみに限らず、この明細書に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の技術にも当然応用することができる。
【００２６】
本実施例におけるインクジェットプリンタの機構部分の外観を図１に示し、このインクジェットプリンタに用いられるヘッドカートリッジの外観を分解状態で図２に示し、そのプリントヘッドの外観を図３に示す。すなわち、本実施例におけるインクジェットプリンタのシャシー１０は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材により構成され、このインクジェットプリンタの骨格をなす。シャシー１０には、図示しないシート状のプリント媒体をインクジェットプリンタの内部へと自動的に給送する媒体給送部１１と、この媒体給送部１１から１枚ずつ給送されるプリント媒体を所望のプリント位置へ導くと共にこのプリント位置から媒体排出部１２へとプリント媒体を導く媒体搬送部１３と、プリント位置に搬送されたプリント媒体に所定のプリント動作を行うプリント部と、このプリント部に対する回復処理を行うヘッド回復部１４とが組み付けられている。
【００２７】
プリント部は、キャリッジ軸１５に沿って走査移動可能に支持されたキャリッジ１６と、このキャリッジ１６にヘッドセットレバー１７を介して着脱可能に搭載されるヘッドカートリッジ１８と、キャリッジ軸１５の長手方向両端側に配される一対のスプロケット１９と、シャシー１０に回転自在に取り付けられたこれら一対のスプロケット１９に巻き掛けられ、その一部がキャリッジ１６に連結される無端の歯付きベルト２０と、スプロケット１９の一方に連結状態でシャシー１０に取り付けられ、キャリッジ１６を走査移動させるためのステッピングモータ２１とを有する。つまり、ステッピングモータ２１の作動によりスプロケット１９を介して歯付きベルト２０が旋回し、これに伴ってキャリッジ１６がキャリッジ軸１５に案内されつつ走査移動する。
【００２８】
ヘッドカートリッジ１８が搭載されるキャリッジ１６には、このヘッドカートリッジ１８のプリントヘッド２２をキャリッジ１６上の所定の装着位置に位置決めするためのキャリッジカバー２３と、プリントヘッド２２のタンクホルダ２４と係合してプリントヘッド２２を所定の装着位置に位置決めするように押圧する前述のヘッドセットレバー１７とが設けられている。着脱手段であるヘッドセットレバー１７は、キャリッジ１６の上部に図示しないヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられ、またプリントヘッド２２との係合部には、ばね付勢される図示しないヘッドセットプレートが設けられ、このヘッドセットプレートのばね力によってプリントヘッド２２を押圧しながらキャリッジ１６に装着するようになっている。
【００２９】
プリントヘッド２２に対するキャリッジ１６の別の係合部には、コンタクトフレキシブルプリントケーブル（以下、コンタクトＦＰＣと称す）２５の一端部が連結され、このコンタクトＦＰＣ２５の一端部に形成された図示しないコンタクト部と、プリントヘッド２２に設けられた外部信号入力端子であるコンタクト部２６とが電気的に接触し、プリントのための各種情報の授受やプリントヘッド２２への電力の供給などを行い得るようになっている。
【００３０】
コンタクトＦＰＣ２５のコンタクト部とキャリッジ１６との間には、図示しないゴムなどの弾性部材が設けられ、この弾性部材の弾性力とヘッドセットプレートによる押圧力とによって、コンタクトＦＰＣ２５のコンタクト部とプリントヘッド２２のコンタクト部２６との確実な接触を可能とするようになっている。コンタクトＦＰＣ２５の他端部は、キャリッジ１６の背面に搭載された図示しないキャリッジ基板に接続されている。
【００３１】
本実施例におけるヘッドカートリッジ１８は、インクを貯留するインクタンク２７と、このインクタンク２７から供給されるインクをプリント情報に応じてプリントヘッド２２の吐出口面２８に開口する図示しない吐出口から吐出させる前述のプリントヘッド２２とを有する。本実施例のプリントヘッド２２は、キャリッジ１６に対して着脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式を採用している。
【００３２】
また、本実施例では写真調の高画質なカラープリントを可能とするため、例えば黒色，淡シアン色，淡マゼンタ色，シアン色，マゼンタ色および黄色の各色インクが独立した６個のインクタンク２７を使用可能としている。各インクタンク２７には、ヘッドカードリッジ１８に対して係止し得る弾性変形可能な取り外し用レバー２９が着脱手段として設けられ、この取り外し用レバー２９を操作することにより、図３に示すように、プリントヘッド２２に対してそれぞれ取り外し可能となっている。
【００３３】
なお、プリントヘッド２２自体の代表的な構成や原理については、例えば米国特許第４７２３１２９号明細書や、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は、いわゆるオンデマンド型およびコンティニュアス型の何れにも適用可能であるが、特にオンデマンド型の場合には、液体が保持されているシートや流路に対応して配置される電気熱変換体に、プリント情報に対応した核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することにより熱エネルギーを発生させ、液体吐出ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせ、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長および収縮により、吐出口を介して液体を吐出させ、少なくとも１つの液滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書や、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。
【００３４】
上述したキャリッジ１６およびヘッドカートリッジ１８のタンクホルダ２４は、多数の微小気泡を包含する本発明による樹脂にて形成されており、以下にその効果の確認を行った。具体的には、キャリッジ１６の１次および２次固有振動数の減少率と、プリント媒体に吐出される液滴の位置ずれの改善率とを従来のものと対して比較したものである。この場合、１次および２次固有振動数の減少率は、成形されたキャリッジ１６に加速度センサを貼り付け、これをハンマーにより打撃を与え、得られる加速度センサからの出力を比較することによって得た。液滴の位置ずれの改善率は、プリント媒体の同一箇所に液滴を２回吐出させ、その最大位置ずれ量を液滴の直径で除算した。
【００３５】
第１の実験例では、予め０．６重量％の二酸化炭素（ＣＯ２）を溶解したポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）ペレットに２５重量％のガラス繊維および１０重量％の鉱物質添加物を加えた繊維強化樹脂を通常の射出成形機により射出成形してなるキャリッジ１６およびタンクホルダ２４を採用した。この場合、ＣＯ２による気泡の径は１０〜８０μｍの範囲にあった。
【００３６】
第２の実験例では、溶融状態のＰＰＯに０．２重量％の窒素（Ｎ２）を溶解させ、さらに２５重量％のガラス繊維および１０重量％の鉱物質添加物を加えた繊維強化樹脂をＭｕＣｅｌｌ（商品名：日本製鋼所製）射出成形機により射出成形してなるキャリッジ１６およびタンクホルダ２４を採用した。この場合、Ｎ２による気泡の径は１０〜７０μｍの範囲にあった。
【００３７】
第３の実験例では、予め０．６重量％のＣＯ２を溶解したポリカーボネート（ＰＣ）ペレットに３５重量％のガラス繊維を加えた繊維強化樹脂を通常の射出成形機により射出成形してなるキャリッジ１６およびタンクホルダ２４を採用した。この場合、ＣＯ２による気泡の径は１０〜８０μｍの範囲にあった。
【００３８】
第４の実験例では、溶融状態のＰＣに０．２重量％のＮ２を溶解させ、さらに３５重量％のガラス繊維を加えた繊維強化樹脂をＭｕＣｅｌｌ射出成形機により射出成形してなるキャリッジ１６およびタンクホルダ２４を採用した。この場合、Ｎ２による気泡の径は１０〜７０μｍの範囲にあった。
【００３９】
比較となる従来のキャリッジ１６およびタンクホルダ２４は、上述したＣＯ２やＮ２を含まない状態の実験例１〜４と同じ原料を通常の射出成形機により射出成形したものであり、これらの実験結果を以下の表１に示す。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表１から明らかなように、第１〜第４の実験例におけるキャリッジ１６およびタンクホルダ２４を採用した場合、従来のものよりも１次および２次固有振動数が共に減少しており、これら１次および２次固有振動数の減少は振動の低減に直接的に関与するものではないが、これに伴って液滴の位置ずれも改善されていることを確認できた。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の液体タンク搭載部材によると、液体タンク搭載部材を多数の微小気泡を包含する樹脂にて形成するようにしたので、この液体タンク搭載部材の任意の箇所に加わった振動が液体タンク搭載部材内を伝播する際に、その伝播方向に存在する多数の微小気泡の存在によって次第に減衰されることとなり、走査移動に伴って発生する振動を効率良く減衰してプリントヘッドからプリント媒体に吐出される液滴の位置精度を良好に維持し得る液体タンク搭載部材を得ることができる。また、このような液体タンク搭載部材を成形加工により容易かつ低コストにて得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液体タンク搭載部材を組み込んだインクジェットプリンタの一実施例における機構部分の外観を表す投影図である。
【図２】図１に示したインクジェットプリンタのキャリッジに搭載されるヘッドカートリッジの外観を表す投影図であり、インクタンクが搭載された状態を示す。
【図３】図２に示したヘッドカートリッジを逆方向から見た投影図であり、インクタンクが取り外された状態を示している。
【符号の説明】
１０  シャシー
１１  媒体給送部
１２  媒体排出部
１３  媒体搬送部
１４  ヘッド回復部
１５  キャリッジ軸
１６  キャリッジ
１７  ヘッドセットレバー
１８  ヘッドカートリッジ
１９  スプロケット
２０  歯付きベルト
２１  ステッピングモータ
２２  プリントヘッド
２３  キャリッジカバー
２４  タンクホルダ
２５  コンタクトフレキシブルプリントケーブル（コンタクトＦＰＣ）
２６  コンタクト部
２７  インクタンク
２８  吐出口面
２９  取り外し用レバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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