(57)【要約】  【課題】  キャリッジを案内支持するガイドシャフトに付着したインク等の異物をキャリッジ移動範囲外へ押しやることで、ガイドシャフトのキャリッジ移動領域を清浄な状態に維持する。これにより、シャフト上の付着物によるキャリッジの摺動抵抗の増加や移動不可能といった不具合発生を無くす。  【解決手段】  ガイドシャフト６に沿って往復移動するキャリッジ４に搭載した記録ヘッド３を有するインクジェット記録装置に係る。そこに、ガイドシャフトを回転させることでキャリッジを昇降させる昇降手段を兼ねた回転手段と、ガイドシャフトをその軸心回りで所定角度回転させる度にキャリッジをガイドシャフトに沿って端部まで移動させる制御手段とを設ける。【選択図】  図１
2007069567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイドシャフトに沿って往復移動するキャリッジに記録ヘッドを搭載し、画像情報に基づいて前記記録ヘッドから記録媒体へインクを吐出して記録するインクジェット記録装置において、
前記ガイドシャフトを回転させるための回転手段と、前記ガイドシャフトをその軸心回りで回転させた後に前記キャリッジを前記ガイドシャフトに沿って移動させる制御手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
記録装置のイニシャライズ動作のときに、前記ガイドシャフトをその軸心回りで回転させた後に前記キャリッジを前記ガイドシャフトに沿って移動させることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
記録装置の記録動作終了のときに、前記ガイドシャフトをその軸心回りで回転させた後に前記キャリッジを前記ガイドシャフトに沿って移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
画像記録の量又はインクの吐出量が一定量に達したときに、前記ガイドシャフトをその軸心回りで回転させた後に前記キャリッジを前記ガイドシャフトに沿って移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記ガイドシャフトをその軸心回りで回転させた後に前記キャリッジを移動可能な全領域にわたって移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記ガイドシャフトをその軸心回りで所定角度ずつ複数回にわたって回転させ、これら所定角度の回転ごとに、回転させた後に前記キャリッジを前記ガイドシャフトに沿って移動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリッジに搭載された記録ヘッドから記録媒体へインクを吐出して記録するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ、スキャナ、あるいはこれらの複合機器やシステムなどして、画像情報に基づいて記録紙等の記録媒体に画像を形成する記録装置が使用されている。かかる記録装置の一形態として、記録手段である記録ヘッドの吐出口から、画像情報に基づいて、記録媒体へインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置が使用されている。なお、本願における「画像」は文字や記号等も含むものとする。インクジェット記録装置として、装置本体に設置されたガイドシャフトに沿って往復移動可能なキャリッジに記録ヘッドを搭載し、キャリッジの移動に同期して駆動される記録ヘッドによりすることで記録していく構成のものが使用されている。また、記録媒体の材質としても、紙やプラスチックシートに加え、布や金属など、画像記録が可能なものであれば様々な材質を使用することができる。
【０００３】
近年、インクジェット記録装置においても、高速で高画質な記録が可能であり、かつ高耐久性であることが求められている。これに伴って、記録ヘッドを搭載して往復移動するキャリッジにおいても、その駆動や位置を検出する機構に対して高い精度が求められている。キャリッジの移動を案内支持する機構としては、一般的に、互いに平行に配置されたガイドシャフトとガイドレールじ使用されている。この場合、ガイドシャフトはキャリッジの位置決め機能を有し、ガイドレールはキャリッジの回転止めの機能を有する。インクジェット記録装置の場合、このような２本の案内部材を用いることで、記録ヘッドと記録媒体との間隔を適正に保ち、高い精度の画像記録を可能にしている。
【０００４】
また、高画質化を支える技術の一つとして、吐出されるインクの小液滴化（微細液滴化）がある。記録媒体上で粒状として視認されにくいような緻密な画像や色を再現するためには、できるだけ小さな液滴で画像を形成することが好ましい。しかしながら、インク滴が微細になると、記録媒体に対してインク滴を正確に着弾させて定着させることが困難になる。つまり、インク滴が記録媒体上にたどりつく前に失速して浮遊物（ミスト）になってしまったり、キャリッジの移動によって引き起こされる空気流（風）によってインク滴が吹き飛ばされるなどの不都合が発生しやすくなる。
【０００５】
このような記録媒体上に定着されなかったインク滴は、記録装置内を漂うことになり、場合によっては、外装部材のみならず、ギアやカムなどの作動部材やシャフトなどのガイド部材などの高精度の支えになる部品に付着してしまう。特に、キャリッジの移動を案内支持するためのガイドシャフトにインクが付着した場合には、シャフト上でインクが固着してしまうと、キャリッジの動作に対して摺動抵抗の増大や異物との衝突が発生することがある。こうなると、高精度で動作しているキャリッジであっても、負荷の増大に耐えられずに動作に狂いが生じ、画像記録における画質の低下や動作の不安定化を招いてしまうことがある。
【０００６】
このような不都合を防ぐために、ガイドシャフトに対するキャリッジの軸受部として、内径をステップ状にした部分接触型の軸受など、軸受の接触面の面圧を高めたものを使用することが提案されている。この方法によれば、シャフトの表面に付着した異物を高い面圧で削ぎ落とすことができ、削ぎ落とした異物を接触面以外の部位に押し出すことができる。しかしながら、印刷装置や画像形成装置等の記録装置によって記録される側の記録媒体としても、様々な形態や厚さのものが使用されるようになっている。その中には、ＣＤ−ＲやＤＶＤやカードなどのように小型で厚みのある記録媒体（以下、まとめてコンパクトディスク又はＣＤで表現する）もある。
【０００７】
そこで、このような様々な記録媒体に対応するための手段の一つとして、記録ヘッドを搭載しているキャリッジの位置（高さ位置）を記録媒体に対して調整できるようにしたキャリッジ昇降機構が提案されている（例えば特許文献１）。この昇降機構は、るキャリッジを案内支持しているガイドシャフトをキャリッジ昇降モータにより上下方向に移動させて位置調整するように構成されている。
【特許文献１】特開２００４−４２３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の昇降機構では、ガイドシャフトに偏芯カムを固定するとともに、ガイドシャフトをその軸心を中心に回転させながら昇降させる構成が採られている。しかしながら、このような構成で高さ調節すると、キャリッジの軸受のステップ状の内径と円形断面のシャフトの表面との接触部が回転し、接触部の円周方向の位置が変動することになる。このため、今まで接触していたステップ状の軸受面が、固着インク等の異物が残留している非接触面（ステップ状の非接触部）に押しやられて乗り上げることになる。すると、今までの軸受面に異物が噛み込む状態となる。こうなってしまうと、固着インク等の異物を積極的に軸受内に取り込むことになる。同時に、これまでに付着していたインクが更なる時間経過によって完全に固着してしまうこともある。そして、ついには、このような軸受とガイドシャフトとの間に詰まった異物によってキャリッジが動けなくなることもある。
【０００９】
本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、キャリッジを案内支持するガイドシャフトのキャリッジ移動領域を付着物のない清浄な状態に維持することができるインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、ガイドシャフトに沿って往復移動するキャリッジに記録ヘッドを搭載し、画像情報に基づいて前記記録ヘッドから記録媒体へインクを吐出して記録するインクジェット記録装置において、前記ガイドシャフトを回転させるための回転手段と、前記ガイドシャフトをその軸心回りで回転させた後に前記キャリッジを前記ガイドシャフトに沿って移動させる制御手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、キャリッジを案内支持するガイドシャフトに付着したインク等の異物をキャリッジ移動範囲外へ押しやることができ、ガイドシャフトのキャリッジ移動領域を付着物のない清浄な状態に維持することができるインクジェット記録装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。なお、各図面を通して同一符号は同一又は対応部分を示すものである。図１は本発明を適用したインクジェット記録装置の一実施形態の斜視図である。図１において、インクジェット記録装置は、給紙部１と、搬送部２と、キャリッジ４と、回復ユニット５と、を備えている。前記給紙部１は、記録紙等の記録媒体を画像形成部へ給送するための装置である。前記搬送部２は記録媒体を搬送（紙送り）するための装置である。前記キャリッジ４は記録ヘッド３を搭載して記録媒体に沿って移動（主走査）可能な装置である。前記回復ユニット５は記録ヘッドの吐出口のインク吐出性能を維持回復するための回復手段を備えたユニットである。キャリッジ４は、ガイドシャフト６に沿って往復移動可能に案内支持されており、キャリッジモータ７の駆動により、モータプーリ１１及びアイドラプーリ１２（図５）の間に張架されたタイミングベルト８を介して、両矢印Ａ方向に移動可能である。また、記録ヘッド３の吐出口面と対向する位置には、画像記録される記録媒体を支持するためのプラテン９が配置されている。
【００１３】
回復ユニット５は、記録ヘッド３のインク吐出部を覆うキャッピング手段、記録ヘッドのインク吐出部を拭き取り清掃するためのワイピング手段、及び、キャッピングした状態で吐出口からインクを吸引する吸引手段（吸引ポンプ）などを具備している。記録ヘッド３は、画像情報に基づいて吐出口から記録媒体へインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録ヘッドである。本実施形態で使用される記録ヘッド３は、例えば、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット記録手段であって、熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えたものである。また、前記記録ヘッド３は、前記電気熱変換体により印加される熱エネルギーによってインク内に膜沸騰を生じさせ、その時に生じる気泡の成長、収縮による圧力変化を利用して吐出口よりインクを吐出させ、記録（プリント）を行うものである。
【００１４】
図２は一実施形態に係るインクジェット記録装置のキャリッジ昇降機構を示す部分斜視図である。本実施形態のインクジェット記録装置では、普通紙のような薄い記録媒体やＣＤやＤＶＤのような厚い記録媒体など、記録する記録媒体の厚さに関わらず記録ヘッドと記録媒体との間隙を適正値に調整するためのキャリッジ昇降機構が設けられている。図１及び図２において、ガイドシャフト６の両端には偏心カム２１、２２が設けられ、それらの偏心カムはシャーシ２０の対応部に設けられた突き当て面２３、２４に常時当接することで、ガイドシャフトを支持している。図２は、左側の偏心カム２１及び突き当て面２３を示すが、右側の偏心カム２２及び突き当て面２４も対称関係に設けられ、実質的に同じ構造、形状及び寸法を有している。ガイドシャフト６の両端部は、シャーシ２０に対して上下方向に摺動移動可能に取り付けられている。
【００１５】
このため、不図示のキャリッジ昇降モータの駆動により、不図示のギア列等を介してガイドシャフト６を回転駆動することにより、各偏心カム２１、２２の偏心量の分だけガイドシャフトを昇降させることができる。このガイドシャフト６の昇降に応じてキャリッジ４が同様に昇降し、搭載された記録ヘッド３も同様に昇降する。なお、ガイドシャフト６の両端部はシャーシ２０との間に装着されたばね等の弾性手段によって下向きに付勢されており、各偏心カム２１、２２はそれぞれの突き当て面２３、２４に常に当接するように圧接されている。
【００１６】
このようなキャリッジ昇降機構により、記録媒体の厚みに関わらず、記録ヘッドの吐出口面とプラテン９上の記録媒体との間隙を適正な距離に調整することができる。記録媒体の厚みは、普通紙やプラスチックシートのような薄い記録媒体や、ＣＤやＤＶＤのような厚い記録媒体ににより変化する。このような厚みの異なる記録媒体に記録する場合に上記の間隙の調整が必要になる。また、本実施形態のキャリッジ昇降機構は、ガイドシャフト６をその軸心回りに所定角度だけ回転させることにより、記録ヘッド３とプラテン９との距離を調整することで、吐出口面と記録媒体との間に最適なインク滴飛翔距離を形成することができる。このようなキャリッジ昇降機構は、キャリッジ昇降モータの駆動によりガイドシャフト６を回転させてキャリッジ４を昇降するものであり、ガイドシャフトを回転させるための回転手段を構成している。
【００１７】
図３は一実施形態に係るキャリッジ４の軸受部の構造を示す部分断面図である。図３において、キャリッジ４は、移動方向所定間隔の２箇所に設けられた軸受（キャリッジ軸受）１６を介して、ガイドシャフト６に対して摺動移動可能に支持されている。ガイドシャフト６は円形断面をしている。なお、本願では、ガイドシャフトに沿ってキャリッジが移動することを「スキャン」と称し、移動可能領域ぎりぎりまで移動させることを「フルスキャン」と称する。キャリッジ４に設けられた軸受１６は、その内径の円周方向に所定間隔ごとにステップ状に設けられた摺動面１７を介してガイドシャフトに支持されている。つまり、軸受１６の内径をステップ状に部分的に接触させることにより、摺動面１７の面圧を高める方法が採られている。
【００１８】
その理由の一つは、キャリッジ４のガイドシャフト６に対する位置精度を高めることである。もう一つの理由は、ガイドシャフトにインクミストやほこり等の異物１９が付着した際に、より高い（強い）面圧によってシャフト表面から付着物を削ぎ落とそうとの考えからである。こうすることにより、ガイドシャフトに付着した異物１９は、キャリッジ４を移動（スキャン）させることで、摺動面１７以外の領域へ押し出すことができる。すなわち、スキャン領域外（キャリッジ移動範囲外）の領域外であるガイドシャフトの両端部、あるいは隣接する摺動面１７の間の非接触領域へ押し出すことができる。
【００１９】
しかし、反面、このようなステップ状の摺動面（軸受面）１７のような部分接触には、次のような弊害もある。近年、ＣＤやＤＶＤといった厚みのある記録媒体に対応するため、記録ヘッドと記録媒体の隙間は一定ではなく、記録媒体の厚みに応じて可変にする必要が出てきた。この可変機構としては、上述した図２に示すような構成のものが使用されている。これは、前述したように、ガイドシャフト６をその軸心回りで回転させることにより、記録媒体の厚みに関わらず、記録ヘッド３と記録媒体との間にインク飛翔用の最適なギャップを形成しようとするものである。
【００２０】
図６は図３の状態からガイドシャフトを回転させたときのキャリッジの軸受部の状態を示す部分断面図である。この場合、キャリッジ４の軸受１６が部分的な接触であると、本来摺動面１７と接触していなかった付着物、あるいは摺動面から追い出したはずの付着物が、ガイドシャフト６の回転により再び図６に示すように摺動面１７の範囲内にきてしまう。ここで特に問題となるのはキャリッジ４が昇降する頻度である。もともとは、多種多様の記録媒体に対応するための昇降であるため、特定の記録媒体しか使わない場合は昇降は行われない。このため、普段では、軸受面１７は付着ミスト等の異物と接することなく摺動することができる。
【００２１】
しかし、ごく稀に昇降したときには、図６に示すように、軸受面１７が付着インク等の異物１９が多く付着した部分を通らなければならない。そして、付着インクが乾燥によりシャフト表面で固着している場合には、キャリッジの摺動面１７がその部分に触れてしまうと、摺動面とシャフト表面との間に固着インク等が詰まってしまう。こうなると、キャリッジの動きが不安定になる可能性があり、ひどい場合には動かなくなるおそれが生じる。
【００２２】
そこで、本実施形態では、ガイドシャフト６をその軸心回りで回転させた場合には、その都度キャリッジをガイドシャフトに沿って移動させるように制御される。かかる制御手段によれば、定期的に、キャリッジ４の軸受１６の摺動面（軸受面）１７とガイドシャフトの周面の円周方向相対位置の位相をずらした後でキャリッジをフルスキャンさせることができる。このため、ガイドシャフト上に付着したインクや汚れをキャリッジのスキャン領域外まで押しやることで、スキャン領域内におけるキャリッジの摺動面１７とガイドシャフト６の表面との間を常に付着インク等の異物が存在しない清浄な状態に保つことができる。
【００２３】
図４は一実施形態における制御手段のガイドシャフト回転時の制御動作のシーケンスを示すフローチャートである。図５は図２に示す軸受を用いる場合のガイドシャフトの汚れの状態を例示する斜視図である。次に、図４及び図５を用いて、本実施形態に係るインクジェット記録装置のキャリッジ昇降すなわちガイドシャフトの回転に伴うスキャン動作の制御について説明する。この制御は、例えば、不図示のＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて作動する不図示のＣＰＵ及び各ドライバ等からなる制御手段によって実行される。図４において、ステップ１で記録装置の電源をオンにし、ステップＳ２で記録装置のイニシャライズ動作に入る。このイニシャライズ動作の一環として、ステップＳ３でキャリッジ及びその他のメカユニットの設定が初期状態に戻され、キャリッジ４の走査原点の確認も行われる。
【００２４】
通常の記録動作ではキャリッジ４の走査原点が決定された後に直ちに記録準備状態に入る。しかし、本実施形態では、キャリッジの走査原点が決定された後、ステップＳ４にてキャリッジがスキャン領域ぎりぎりまで（移動可能領域いっぱいまで）ガイドシャフト６に沿ってフルスキャンを行う。こうすることで、イニシャル状態（初期設定状態）でガイドシャフトに付着していたインクやほこり等の異物をキャリッジ移動範囲外へ押し出すことができる。
【００２５】
次いで、ステップＳ５でキャリッジ４を再度ホームポジション（走査原点）へ戻し、その位置に停止させる。このイニシャライズポジションへ戻す動作によれば、再度フルスキャンすることになるので、ステップＳ４で押し出し損ねた付着インク等の異物があったとしても、この異物をステップＳ４とは反対側のキャリッジ移動範囲外へ押し出すことができる。なお、ステップＳ４でのフルスキャン動作でガイドシャフト６が十分に清掃されていると判断される場合は、ステップＳ５の再度のフルスキャン動作を省略することができる。その場合は、ステップＳ４の１度目のフルスキャンに続いて次の動作が行われる。
【００２６】
このようなステップＳ４及びＳ５までの動作によって、スキャン時に摺動面１７と接する付着インクや汚れはガイドシャフト６の左右の端部へ押し出されることになる。しかし、ガイドシャフトの表面のうちスキャン時に摺動面（軸受面）１７と接しない面は清掃されることがなく、そこに付着していた異物は押し出されずに残されたままとなる。そこで、ステップＳ６〜Ｓ８で、これらの付着物を清掃する。すなわち、ステップＳ６では、ガイドシャフト６を回転させるための回転手段により、ガイドシャフト６をその軸心回りで所定量だけ回転させてキャリッジ４の昇降を行い、シャフト表面の付着物が摺動面１７と接する位置となるように昇降ポジションを調整する。
【００２７】
そして、ステップＳ７で、キャリッジをフルスキャンさせる。これによって、ステップＳ４及びＳ５までのフルスキャンで取り除くことができなかった付着物をガイドシャフトの両端部へ押し出して取り除くことができる。次いで、ステップＳ８で、ステップＳ５の場合と同様にキャリッジを再度ホームポジションへ戻してフルスキャンすることにより、ステップＳ７で押し出し損ねた付着インク等の異物をステップＳ７とは反対側の端部へ押し出すことができる。なお、このステップＳ８の再度のフルスキャン動作は、ステップＳ７でのフルスキャン動作で十分に清掃されていると判断される場合は省略することができる。その場合は、ステップＳ７の１度目のフルスキャンに続いて次の動作が行われる。
【００２８】
また、ステップＳ６〜Ｓ８のガイドシャフト６の回転位置の調整を１度だけ行っただけではシャフト全周面から付着物を取り除くことができない場合がある。その場合は、ステップＳ９でさらに他の昇降ポジション（すなわちガイドシャフトの回転位置）があるか否かを判別し、他の昇降ポジションがある場合は、前述のステップＳ６〜Ｓ８の清掃動作をポジションを変えて繰り返す。このように昇降ポジションの数に合わせて清掃動作を繰り返すことで、イニシャライズが入るたびに所定の全昇降ポジション（ガイドシャフトの全回転位置）でガイドシャフトの汚れを押し出す清掃作業が行われる。これにより、普段から定期的にガイドシャフト６の全表面を清掃することができる。
【００２９】
また、以上説明したような清掃のためのスキャンは、記録装置のイニシャライズのときに限らず、画像記録の量（又は回数）やインクの吐出回数など、インクミスト等によるガイドシャフトの汚れの原因となる要素を基準として定期的に行っても良い。全昇降ポジション（ガイドシャフトの全回転位置）における清掃動作が終了したところで、ステップＳ１０でイニシャライズを終了とする。このようなイニシャル動作によって定期的にガイドシャフトの回転位置を調整して使用するポジションを常に清浄に保つことができる。これによって、ガイドシャフト上に汚れを溜めることなく、またインク乾燥による固着物を生じさせることなく、いつどのポジションに切り替わってもキャリッジを円滑に摺動させることができる。
【００３０】
以上説明した実施形態によれば、キャリッジ４の昇降やその頻度にかかわらず、定期的に、キャリッジの軸受１６の摺動面１７とガイドシャフト６の周面との円周方向相対位置の位相をずらした後でキャリッジをフルスキャンさせることができる。こうしてガイドシャフト上に付着したインク等の異物をスキャン領域外まで押しやることで、スキャン領域内における軸受の軸受面１７とガイドシャフトの表面との間を常に付着インク等の異物が存在しない状態に保つことができる。これによって、ガイドシャフト上に堆積した付着物によるキャリッジの摺動抵抗の増加や移動不可能といった不具合発生を無くすことができる。すなわち、キャリッジの昇降やその頻度にかかわらず、キャリッジの軸受とガイドシャフトとの間に付着インク等の異物が詰まることを防ぐことができ、常に正常で安定したキャリッジのスキャン動作を維持することが可能になる。
【００３１】
なお、本発明は、記録ヘッドから記録媒体へインクを吐出して記録するインクジェット記録装置であれば、吐出エネルギー発生の方式に関係なく、同様に適用可能なものである。また、記録ヘッドの数や、使用するインクの種類数や性状等に関わらず、同様に適用可能なものである。そして、これらの場合にも、同様の作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用したインクジェット記録装置の一実施形態の斜視図である。
【図２】一実施形態に係るインクジェット記録装置のキャリッジ昇降機構を示す部分斜視図である。
【図３】一実施形態に係るインクジェット記録装置のキャリッジの軸受部の構造を示す部分断面図である。
【図４】一実施形態に係るインクジェット記録装置における制御手段のガイドシャフト時の制御動作のシーケンスを示すフローチャートである。
【図５】図２に示す軸受を用いる場合のガイドシャフトの汚れの状態を例示する斜視図である。
【図６】図３の状態からガイドシャフトを回転させたときのキャリッジの軸受部の状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１      給紙部
２      搬送部
３      記録ヘッド
４      キャリッジ
６      ガイドシャフト
７      キャリッジモータ
８      タイミングベルト
９      プラテン
１１    モータプーリ
１２    アイドラプーリ
１６    キャリッジの軸受
１７    摺動面（軸受面）
１９    付着インク等の異物
２０    シャーシ
２１、２２      偏心カム
２３、２４      突き当て面
【図１】
2007069567.tif 000003
【図２】
2007069567.tif 000004
【図３】
2007069567.tif 000005
【図４】
2007069567.tif 000006
【図５】
2007069567.tif 000007
【図６】
2007069567.tif 000008