(57)【要約】【課題】インク流路の閉弁および開弁動作の信頼性を向上させることができるインクジェット式記録装置を提供すること。【解決手段】インクカートリッジから記録ヘッジに至るインク流路には、流路開閉弁２３が個別に配置されている。この流路開閉弁２３は、キャリッジ１に配置されたラック部材２５と、このラック部材２５の移動により回転駆動されるレバー部材２４の動作により個別に開閉することができる。クリーニング動作にあたって、クリーニングを実行しようとする流路開閉弁２３のみを開弁させることで、選択クリーニングを実行させることができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリッジに搭載され、インクカートリッジからのインクの供給を受けて、ノズル開口よりインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッドのノズル形成面を封止して負圧発生手段からの負圧によりノズル開口よりインクを吸引排出させることができるキャッピング手段を備えたインクジェット式記録装置であって、
前記インクカートリッジから記録ヘッドに至るインク流路中に配置された流路開閉弁が、往復移動できるラック部材およびこのラック部材の移動により回動されるレバー部材を介して開閉動作されるように構成したことを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項２】
前記レバー部材の回動により昇降する昇降部材が具備され、前記昇降部材の昇降動作により、前記流路開閉弁が開閉動作されるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項３】
前記ラック部材およびレバー部材が、各色のインク流路中に配置された流路開閉弁に対応してそれぞれ配置され、前記ラック部材の移動動作により、個別にインク流路が開閉できるように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項４】
前記ラック部材に噛み合い状態に配置され、回転駆動力を受けて前記ラック部材を往復移動させる歯車が前記キャリッジに搭載されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項５】
前記記録ヘッドのノズル形成面をキャッピング手段により封止した状態において、前記キャリッジに搭載された歯車に対して回転駆動力を与える駆動歯車が配置されていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インク滴を記録用紙に向かって吐出することで、記録用紙上に画像を印刷するインクジェット式記録装置に関し、特に個別のインクカートリッジの単位で記録ヘッドの印字機能を効果的にメンテナンスすることができるインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばシリアルスキャン方式のインクジェット式記録装置は、キャリッジに搭載されて主走査方向に往復移動する記録ヘッドと、前記主走査方向に直交する副走査方向に記録用紙を搬送させる紙送り手段が具備され、印刷データに基づいて記録ヘッドよりインク滴を吐出させることにより、記録用紙に対して印刷が行われる。
【０００３】
前記した記録ヘッドは、圧力発生室で加圧したインクをノズルからインク滴として記録用紙に吐出させて印刷を行う関係上、例えばノズル開口からの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化により、また塵埃の付着、さらには気泡の混入などにより、印刷不良を起こすという問題を抱えている。このために、ノズル開口に目詰まりが生じた場合、またはインクカートリッジを交換した場合などには、インク滴の吐出不良を解消するためのメンテナンス動作が実行される。
【０００４】
前記メンテナンス動作を実行するために、記録ヘッドのノズル形成面を封止することができるキャッピング手段が具備され、このキャッピング手段により記録ヘッドのノズル形成面を封止した状態で、吸引ポンプからの負圧によりノズル開口からインクを吸引排出させることが行われる。これにより、ノズル開口におけるインクの固化による目詰まりや、インク流路内への気泡の混入によるインク滴の吐出不良を解消するようになされ、このようなメンテナンス機能は、クリーニング操作とも呼ばれている。
【０００５】
前記したクリーニング操作を実行するインクジェット式記録装置は、例えば次に示す特許文献１に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１０３６５０号公報（段落０００１〜０００５、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特許文献１に開示されたインクジェット式記録装置においては、クリーニング操作の実行により、すべてのインクカートリッジからのインクをキャッピング手段によって同時に吸引排出させる動作が行われる。例えば、色材濃度が高いブラックインクにおいては、他のインクに比較するとクリーニング動作の実行によるインク吐出能力の回復性が低いことが知られている。
【０００８】
したがって、カラーインクを吐出するノズル開口における吐出能力が先に回復することが多く、このような場合においては、カラーインクのみがキャッピング手段内に多量に排出されて浪費され、ブラックインクを吐出するノズル開口には、なおさら負圧が作用しにくくなるという現象が発生する。
【０００９】
この発明は、前記した従来のものの問題点に着目してなされたものであり、特定なインクカートリッジからのインクを吸引排出させる機能を備えると共に、インク流路の閉弁および開弁動作の信頼性を向上させることができるインクジェット式記録装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために成されたこの発明にかかるインクジェット式記録装置は、キャリッジに搭載され、インクカートリッジからのインクの供給を受けて、ノズル開口よりインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッドのノズル形成面を封止して負圧発生手段からの負圧によりノズル開口よりインクを吸引排出させることができるキャッピング手段を備えたインクジェット式記録装置であって、前記インクカートリッジから記録ヘッドに至るインク流路中に配置された流路開閉弁が、往復移動できるラック部材およびこのラック部材の移動により回動されるレバー部材を介して開閉動作されるように構成した点に特徴を有する。
【００１１】
この場合、好ましくは前記レバー部材の回動により昇降する昇降部材が具備され、前記昇降部材の昇降動作により、前記流路開閉弁が開閉動作されるように構成される。そして、前記ラック部材およびレバー部材が、各色のインク流路中に配置された流路開閉弁に対応してそれぞれ配置され、前記ラック部材の移動動作により、個別にインク流路が開閉できるように構成されていることが望ましい。
【００１２】
加えて、前記ラック部材に噛み合い状態に配置され、回転駆動力を受けて前記ラック部材を往復移動させる歯車が、前記キャリッジに搭載された構成とされているのが望ましく、前記記録ヘッドのノズル形成面をキャッピング手段により封止した状態において、前記キャリッジに搭載された歯車に対して回転駆動力を与える駆動歯車が配置された構成とされる。
【００１３】
前記した構成のインクジェット式記録装置によると、インク流路に配置された流路開閉弁を各インクに対応して個別に開閉制御することができる。したがって、特定のインクに対応させてクリーニングシーケンスを効率的に実行させることが可能となる。これにより、前記したようにカラーインクのみがキャッピング手段内に多量に排出されて浪費され、ブラックインクを吐出するノズル開口には負圧が作用しにくくなるという問題を回避することができる。したがって、インクの浪費を抑えつつ、効率的なクリーニング動作を実行することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかるインクジェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１はこの発明が適用され得る記録装置本体の基本構成を斜視図によって示したものである。図１において符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２により駆動されるタイミングベルト３を介し、ガイド部材４に案内されて紙送り部材５の長手方向に沿った主走査方向に往復移動されるように構成されている。
【００１５】
前記紙送り部材５には、紙送りローラ６が配置されており、この紙送りローラ６と図示せぬ従動ローラとによって挟まれた記録用紙７が、紙送りローラ６の回転駆動によって前記した主走査方向に直交する副走査方向に搬送されるように構成されている。この場合、前記紙送り部材５の上面には、多数の突起部５ａが長手方向に沿って間欠的に形成されており、記録用紙７はこの突起部５ａの上面に沿って搬送されることにより、後述する記録ヘッドとの間で所定のギャップが形成されるようになされる。
【００１６】
一方、前記キャリッジ１における記録用紙７に対向する下側面には、破線で示すようにインクジェット式記録ヘッド８が搭載されている。また、その上部には前記記録ヘッド８にインクを供給するブラックインクカートリッジ９Ｂ、およびシアン、マゼンタ、イエローの各インクをそれぞれ封入した各カラーインクカートリッジ９Ｃ，９Ｍ，９Ｙがそれぞれ主走査方向に隣接するようにして着脱可能に装着されている。
【００１７】
図中符号１１は、非印字領域（ホームポジション）に配置されたキャッピング手段であって、このキャッピング手段１１は前記記録ヘッド８が直上に移動した時に、上方に移動して記録ヘッドのノズル形成面（この実施の形態においては、記録ヘッド８の下側面）を封止することができるように構成されている。そしてキャッピング手段１１の下方には、キャッピング手段１１の内部空間に負圧を与えるための負圧発生手段としての吸引ポンプ１２が配置されている。
【００１８】
前記キャッピング手段１１は、記録装置の休止期間中において、記録ヘッド８のノズル形成面を封止してノズル開口からのインク溶媒の蒸発を抑制させる蓋体として機能すると共に、前記吸引ポンプ１２からの負圧を記録ヘッド８に作用させて、記録ヘッドからインクを吸引排出させることで、インク滴の吐出機能をメンテナンスするクリーニング操作も実行されるように構成されている。
【００１９】
そして、図１に示すようにキャッピング手段１１に隣接した印刷領域側には、ゴムなどの弾性素材を短冊状に形成したワイピング部材１３が配置されていて、キャリッジ１がキャッピング手段１１側に往復移動する際に、必要に応じて記録ヘッドの移動経路に水平方向に進退し、記録ヘッド８のノズル形成面を払拭して清掃するワイピング動作がなされるように構成されている。
【００２０】
図２は、前記したキャリッジ１上に装填されたインクカートリッジから記録ヘッドに至るインク供給路に配置された特に流路開閉弁とその開閉動作機構について、これらを断面図によって例示したものである。図２において符号９はすでに説明したインクカートリッジの１つを示しており、このインクカートリッジ９は昇降部材２１に搭載された状態で装着されている。
【００２１】
また、昇降部材２１は、キャリッジ１の外郭を構成する外郭部材２２内に収容されており、前記昇降部材２１が外郭部材２２内を昇降移動することにより、インク供給路に配置された流路開閉弁２３が開閉できるように構成されている。さらに、前記外郭部材２２の一部に形成された支点２２ａを介して回動可能にレバー部材２４が配置されている。このレバー部材２４の一端には、往復移動できるラック部材２５の上端部が当接できるように構成されている。
【００２２】
そして、レバー部材２４の他端が昇降部材２１に形成された窓孔２１ａの下端部に当接する作用により、昇降部材２１を降下せしめ、前記流路開閉弁２３を閉弁させることができるように構成されている。
【００２３】
前記ラック部材２５は前記外郭部材２２の下底部に垂直方向に形成されたガイド部材２２ｂに沿って、上下方向に移動されるように構成されている。また、外郭部材２２の下底部に同じく垂直方向に形成された柱状体２２ｃには、歯車２６が回転可能に取付けられており、前記ラック部材２５は、この歯車２６に噛み合った状態で移動されるように、換言すれば、歯車２５が受ける回転動力により、ラック部材２５は上下動されるように構成されている。
【００２４】
符号２７は前記キャリッジ１側に搭載された歯車２６に噛み合うことができる駆動歯車であり、これは、前記記録ヘッド８のノズル形成面をキャッピング手段１１により封止し、クリーニング動作が実行し得る位置に配置されている。そして、駆動歯車２７は後述するアクチュエータ駆動機構、例えば駆動モータにより回転駆動されるように構成されている。
【００２５】
図３および図４は、図２に示すインク供給路に配置された特に流路開閉弁とその開閉動作機構部分を拡大して示したものであり、図３は流路開閉弁２３が開弁されている状態を、また、図４は流路開閉弁２３が閉弁されている状態をそれぞれ示している。なお、図３および図４においては、すでに説明した図２に示す各部に相当する部分を同一符号で示している。
【００２６】
図３および図４において、インクカートリッジ９のインク導出口には、例えばゴム素材により円筒状に形成された接合部材３０が嵌め込まれており、前記昇降部材２１上には昇降部材２１に対して、中空状のインク導出針３１が上向きに取付けられている。そして、インクカートリッジ９が昇降部材２１上に装着された状態で、前記接合部材３０の内周面が前記インク導出針３１の外周面に接合し、インクカートリッジ９よりインクが導出できるようになされている。
【００２７】
前記中空状のインク導出針３１から昇降部材２１内に形成された中空部３２に向かってインク流路が形成されており、昇降部材２１内に形成された中空部３２の上端部側には、例えばゴム素材により構成された円筒状のパッキング部材３３が嵌め込まれている。そして、前記パッキング部材３３の下方には、円盤状の弁部材３４が前記中空部３２内を上下方向に移動できるように配置されており、この弁部材３４が前記パッキング部材３３の下端部に当接することにより、インク流路が閉弁されるように構成されている。すなわち、円筒状のパッキング部材３３と円盤状の弁部材３４とにより流路開閉弁が形成されている。
【００２８】
なお、前記弁部材３４はコイル状のバネ部材３５によって中空部３２内の下方に向かって付勢されるように構成されており、これにより、前記弁部材３４はバネ部材３５によって開弁されるように構成されている。さらに、前記昇降部材２１内に形成された中空部３２における下端部付近には、例えばゴム素材により形成された円筒状の接合部材３６が嵌め込まれている。また、キャリッジ１を構成する前記外郭部材２２の内底部には中空状のインク導出針３７が上向きに取付けられている。
【００２９】
そして、昇降部材２１に配置された前記接合部材３６の内周面が、外郭部材２２の内底部に配置された前記インク導出針３７の外周面に接合し、流路開閉弁２３を介したインクが、インク導出針３７に向かって導出されるように構成されている。なお、図３および図４には示されていないが、前記インク導出針３６より、図１に示した記録ヘッド８に向かうインク供給路が形成されている。
【００３０】
前記した構成は１つのインクカートリッジに対応した構成であり、キャリッジ１には、装填された各インクカートリッジに対応して、前記した構成がそれぞれ形成されている。そして、流路開閉弁２３を閉弁状態にする場合には、図４に示す状態の駆動歯車２７が前記したアクチュエータにより回転駆動される。これにより、キャリッジ１側に搭載された歯車２６が回動され、ラック部材２５が上昇してラック部材２５の一端部に当接する。そして、ラック部材２５のさらなる上昇動作に伴いレバー部材２４は、支点２２ａを介して図中右回転され、レバー部材２４の他端部は、前記昇降部材２１に形成された窓孔２１ａの下端部に当接して昇降部材２１を押し下げる
【００３１】
これにより、キャリッジ１の外郭部材２２に配置されたインク導出針３７が、昇降部材２１に形成された中空部３２内に相対的に入り込み、インク導出針３７の先端部が円盤状の弁部材３４を押し上げるために、流路開閉弁２３は閉弁状態になされる。また、駆動歯車２７が前記とは逆の方向に回転駆動された場合には、流路開閉弁２３は開弁状態になされる。
【００３２】
図６は、前記した構成の流路開閉弁を備えた記録装置を利用して、各インクカートリッジから供給されるインク流路に対応して選択的にクリーニング動作を実行する制御回路の一例を示したブロック図である。なお、図６においてはすでに説明した各部に相当する部分を同一符号で示している。図６に示すように負圧発生手段としての吸引ポンプ（チューブポンプ）１２を構成するチューブ１２ａの一端は、前記したキャッピング手段１１に接続されており、その他端は廃液タンク１５に接続されている。これによりクリーニング動作によって、キャッピング手段１１の内部空間に排出されたインク廃液は、チューブポンプ１２を介して廃液タンク１５に廃棄することができる。
【００３３】
図６に示す符号４０はホストコンピュータであり、このホストコンピュータ４０にはプリンタドライバ４１が搭載されている。そして、プリンタドライバ４１のユーティリティ上で、入力装置４２およびディスプレイ４３を利用して、周知の用紙サイズ、モノクロ／カラー印刷の選択、記録モードの選択、フォント等のデータおよび印刷指令等が入力されるように構成されている。さらに、この実施の形態においては、入力装置４２およびディスプレイ４３を利用して、各インクカートリッジに対応したクリーニング動作が選択的に実行できるようになされている。
【００３４】
前記入力装置４２における印刷指令の入力により、プリンタドライバ４１からは、記録装置に搭載された印刷制御手段４４に対して印刷データが送出されるように構成されている。この印刷制御手段４４は、前記したホストコンピュータ４０から転送される印刷データに基づいてビットマップデータを生成し、このビットマップデータに基づいてヘッド駆動手段４５により駆動信号を発生させて、記録ヘッド８からインクを吐出させる機能を備えている。前記ヘッド駆動手段４５は、印刷データに基づく駆動信号の他に、フラッシング制御手段４６からのフラッシング指令信号を受けてフラッシング操作のための駆動信号を記録ヘッド８に出力するようにも構成されている。
【００３５】
符号４７はクリーニング制御手段であり、このクリーニング制御手段４７からの指令によりポンプ駆動手段４８が動作して、吸引ポンプ１２を駆動制御するように構成されている。また、クリーニング制御手段４７には、印刷制御手段４４、クリーニングシーケンス制御手段４９、およびクリーニング指令検知手段５０よりクリーニング指令信号が供給されるように構成されている。
【００３６】
なお、クリーニング指令検知手段５０には操作スイッチ５１が接続されており、このスイッチ５１をユーザが例えばプッシュ操作することにより、前記検知手段５０を介してクリーニング制御手段４７が起動し、マニュアルによるクリーニング操作が実行されるように構成されている。また、前記したホストコンピュータ４０における入力装置４２の操作によっても、印刷制御手段４４を介してクリーニング制御手段４７が起動し、マニュアルによるクリーニング操作が実行されるように構成されている。
【００３７】
一方、前記クリーニングシーケンス制御手段４９は、ホストコンピュータ４０およびクリーニング指令検知手段５０より指令信号を受けて、キャリッジ駆動手段５３およびアクチェータ駆動手段５２に対して制御信号を送出することができるように構成されている。そして、キャリッジ駆動手段５３はクリーニングシーケンス制御手段４９からの指令を受けてキャリッジモータ２を駆動し、記録ヘッド８をキャッピング手段９の直上に移動させて、キャッピング手段９によって記録ヘッドのノズル形成面が封止されるように制御する。
【００３８】
また、アクチェータ駆動手段５２は、前記したアクチェータとしての例えば駆動モータを駆動して、クリーニング動作の対象外のインクカートリッジに対応した流路開閉弁２３を、図４に示したように閉弁動作させる。これに続いて、クリーニング制御手段４７は、ポンプ駆動手段４８を制御することで、吸引ポンプ１２が駆動され、吸引ポンプ１２の駆動に基づく負圧により、記録ヘッド８からインクを吸引排出させるクリーニング動作が実行される。この時、流路開閉弁２３が開弁状態になされているものがクリーニング動作の対象となる。
【００３９】
そして、前記したクリーニング動作の実行後には、再びアクチュエータ駆動手段５２が動作して、すべての流路開閉弁２３を開弁状態にし、再び印字動作が実行されるようになされる。
【００４０】
なお図５は、図２〜図４に示した構成の変形例を示したものであり、この図５に示した例においては、駆動歯車２７に代えて遊星歯車機構が採用されており、符号２７ａは太陽歯車、符号２７ｂは遊星歯車である。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、この発明にかかるインクジェット式記録装置によると、インクカートリッジから記録ヘッドに至るインク流路中に配置された流路開閉弁が、往復移動できるラック部材およびこのラック部材の移動により回動されるレバー部材を介して開閉動作されるように構成したので、インク流路の閉弁および開弁動作の信頼性を向上させることができると共に、特定なインクカートリッジからのインクを吸引排出させることができ、効率的なクリーニング動作を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかるインクジェット式記録装置の基本構成を示した斜視図である。
【図２】インクカートリッジから記録ヘッドに至るインク供給路の構成を示した断面図である。
【図３】図２に示した構成における流路開閉弁とその開閉動作機構部分を拡大して示した断面図である。
【図４】同じく流路開閉弁が閉弁された状態を示す断面図である。
【図５】同じく変形例を示す断面図である。
【図６】クリーニング制御を実行するための制御回路の例を示したブロック図である。
【符号の説明】
１          キャリッジ
５          紙送り部材
７          記録用紙
８          記録ヘッド
９Ｂ〜９Ｙ  インクカートリッジ
１１        キャッピング手段
１２        負圧発生手段（吸引ポンプ）
１３        ワイピング部材
２１        昇降部材
２２        外郭部材
２３        流路開閉弁
２４        レバー部材
２５        ラック部材
２６        歯車
２７        駆動歯車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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