(57)【要約】【課題】印刷ヘッドの温度上昇を有効に抑制する。【解決手段】印刷装置は、複数のノズルが形成されたノズルプレートと複数のノズルからインクを吐出するための機構を内部に収容する樹脂製のケース部とを有する印刷ヘッドと、印刷ヘッドとの位置関係が特定の関係にあるときに印刷ヘッドの複数のノズルを覆うキャップ機構と、を備える。キャップ機構は、上記特定の関係にあるとき、印刷ヘッドのノズルプレートの表面における少なくとも１つのノズルの位置を含む領域に接触する表面側部材と、表面側部材を支持するベース部材であって、熱伝導率の値がケース部より大きい純アルミ材料またはアルミ合金材料により形成されていたベース部材と、を有する。【選択図】図４
2013107306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷装置であって、
複数のノズルが形成されたノズルプレートと、前記複数のノズルからインクを吐出するための機構を内部に収容する樹脂製のケース部と、を有する印刷ヘッドと、
前記印刷ヘッドとの位置関係が特定の関係にあるときに、前記印刷ヘッドの前記複数のノズルを覆うキャップ機構と、を備え、
前記キャップ機構は、
前記特定の関係にあるとき、前記印刷ヘッドの前記ノズルプレートの表面における少なくとも１つの前記ノズルの位置を含む領域に接触する表面側部材と、
前記表面側部材を支持するベース部材であって、熱伝導率の値が前記ケース部より大きい純アルミ材料またはアルミ合金材料により形成されていたベース部材と、を有する、印刷装置。
【請求項２】
請求項１に記載の印刷装置であって、
前記表面側部材は、インクを吸収する材料により形成されており、
前記印刷装置は、さらに、
前記印刷ヘッドと前記キャップ機構との位置関係が前記特定の関係になる前に、前記印刷ヘッドに前記表面側部材に向けたインク吐出を行わせる制御部を備える、印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷装置に関し、特に、インクを吐出して印刷媒体上に文字や図形、画像を記録する印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷ヘッドに形成された複数のノズルからインクを吐出して印刷媒体上に文字や図形、画像を記録するインクジェットプリンターが広く普及している。このようなインクジェットプリンターでは、印刷ヘッドの各ノズルに対応して設けられたノズルアクチュエーター（ピエゾ素子やヒーター等）が駆動回路によって駆動されることにより、所定のタイミングで所定量のインクがノズルから吐出される（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３０２４５号公報
【特許文献２】特開平１０−２５００９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インクジェットプリンターによる印刷動作時には、ノズルアクチュエーターや駆動回路等からの発熱によって印刷ヘッドの温度が上昇する。印刷ヘッドの温度が過度に上昇すると、ノズルアクチュエーターや駆動回路等に不具合が発生したり、ノズルアクチュエーターを駆動するための駆動波形が不正確となって適切な量のインクが吐出されなかったりするおそれがある。そのため、印刷ヘッドの過度の温度上昇を防止するために、一定時間あるいは一定量の印刷動作後に、印刷動作を休止したり印刷速度を低下させたりする対応が必要となる場合があり、利便性の低下を招いている。特に、印刷速度や印刷解像度が向上すると共に印刷ヘッドの小型化・高密度化が進んだ近年では、印刷ヘッドの温度上昇抑制は大きな課題となっている。
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、印刷ヘッドの温度上昇を有効に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］印刷装置であって、
複数のノズルが形成されたノズルプレートと、前記複数のノズルからインクを吐出するための機構を内部に収容する樹脂製のケース部と、を有する印刷ヘッドと、
前記印刷ヘッドとの位置関係が特定の関係にあるときに、前記印刷ヘッドの前記複数のノズルを覆うキャップ機構と、を備え、
前記キャップ機構は、
前記特定の関係にあるとき、前記印刷ヘッドの前記ノズルプレートの表面における少なくとも１つの前記ノズルの位置を含む領域に接触する表面側部材と、
前記表面側部材を支持するベース部材であって、熱伝導率の値が前記ケース部より大きい純アルミ材料またはアルミ合金材料により形成されていたベース部材と、を有する、印刷装置。
【０００８】
この印刷装置では、印刷ヘッドにおいて発生した熱が、ノズルプレートとキャップ機構の表面側部材との接触面を介して表面側部材に伝わり、さらに表面側部材からベース部材に伝わり、比較的熱伝導率の大きいベース部材において速やかに放熱・排熱される。従って、この印刷装置では、印刷ヘッドの温度上昇を有効に抑制することができる。
【０００９】
［適用例２］適用例１に記載の印刷装置であって、
前記表面側部材は、インクを吸収する材料により形成されており、
前記印刷装置は、さらに、
前記印刷ヘッドと前記キャップ機構との位置関係が前記特定の関係になる前に、前記印刷ヘッドに前記表面側部材に向けたインク吐出を行わせる制御部を備える、印刷装置。
【００１０】
この印刷装置では、表面側部材に向けて吐出されたインクによって表面側部材が湿潤状態となるため、表面側部材の熱伝導率が乾燥状態と比較して大きくなり、表面側部材における放熱が促され、印刷ヘッドの温度上昇をさらに有効に抑制することができる。
【００１１】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、印刷ヘッドの温度上昇を抑制する方法および装置等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施例におけるプリンター２０の概略構成を示す説明図である。
【図２】印刷ヘッド５０の構成を概略的に示す説明図である。
【図３】キャップ機構９０の構成を概略的に示す説明図である。
【図４】キャップ動作完了時のキャップ機構９０と印刷ヘッド５０との関係を示す説明図である。
【図５】第２実施例におけるキャップ機構９０ａの構成を概略的に示す説明図である。
【図６】第２実施例におけるキャップ動作完了時のキャップ機構９０ａと印刷ヘッド５０との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．変形例：
【００１４】
Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の第１実施例におけるプリンター（印刷装置）２０の概略構成を示す説明図である。本実施例のプリンター２０は、インクを吐出することによって印刷媒体としての用紙Ｐ上にインクドットを形成し、これにより、図示しないホストコンピューターから供給された印刷データに応じた文字、図形、画像等を記録するインクジェットプリンターである。
【００１５】
プリンター２０は、印刷ヘッド５０を搭載するキャリッジ４０と、キャリッジ４０をプラテン７５の軸に平行な方向に沿って往復移動させる主走査を行う移動機構と、用紙Ｐを主走査方向と交差する方向（副走査方向）に搬送する副走査を行う搬送機構と、プリンター２０の各部を制御する制御ユニット３０と、を備えている。すなわち、本実施例のプリンター２０は、いわゆるシリアル式のインクジェットプリンターである。なお、キャリッジ４０は、図示しないフレキシブルケーブル（ＦＦＣ）を介して制御ユニット３０と接続されている。
【００１６】
用紙Ｐを搬送する搬送機構は、紙送りモーター７４を有している。紙送りモーター７４の回転は、ギヤトレイン（不図示）を介して用紙搬送ローラー（同）に伝達され、用紙搬送ローラーの回転により用紙Ｐは副走査方向に沿って搬送される。
【００１７】
キャリッジ４０を往復移動させる移動機構は、キャリッジモーター７０と、プラテン７５の軸と平行に架設されキャリッジ４０を摺動可能に保持する摺動軸７３と、キャリッジモーター７０との間に無端の駆動ベルト７１を張設するプーリー７２と、を有している。キャリッジモーター７０の回転は、駆動ベルト７１を介してキャリッジ４０に伝達され、これによりキャリッジ４０が摺動軸７３に沿って往復移動する。
【００１８】
キャリッジ４０には、それぞれ所定の色（例えば、シアン（Ｃ）、ライトシアン（Ｌｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（Ｌｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ））のインクが収容された複数のインクカートリッジ４２が搭載されている。キャリッジ４０に搭載されたインクカートリッジ４２に収容されたインクは、インク流路５７（図２参照）を介して印刷ヘッド５０に供給される。
【００１９】
図２は、印刷ヘッド５０の構成を概略的に示す説明図である。印刷ヘッド５０は、金属製の板状部材であるノズルプレート５２と、ノズルプレート５２に連続して形成された樹脂製（例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＰ）製）のケース部５１と、を有している。樹脂の熱伝導率は、０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度と比較的小さい。ノズルプレート５２には、インクを吐出する複数のノズル５３が形成されている（なお、図２では複数のノズル５３の内の１つのみを図示している）。複数のノズル５３は、インク色のそれぞれに対応する複数のノズル列を構成している。ケース部５１内には、各ノズル５３からインクを吐出するための機構、例えばノズルアクチュエーター（本実施例ではピエゾ素子）５４やノズルアクチュエーター５４を駆動する駆動回路５５が収容されている。ノズルアクチュエーター５４が駆動回路５５により駆動されると、ノズル５３に連通するキャビティー（圧力室）内の振動板が変位してキャビティー内に圧力変化を生じさせ、その圧力変化によって対応するノズル５３からインクが吐出される。ノズルアクチュエーター５４および駆動回路５５は、金属プレート５６に支持されている。
【００２０】
プリンター２０の制御ユニット３０（図１）は、各種演算処理を実行するＣＰＵ３１と、プログラムやデータを一時的に格納・展開するＲＡＭ３８と、ＣＰＵ３１が実行するプログラム等を格納するＲＯＭ３７と、印刷ヘッド５０を駆動するヘッド駆動回路３３と、を含んでいる。ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３７に記憶されたプログラムをＲＡＭ３８に展開して実行することにより、紙送りモーター７４やキャリッジモーター７０といった各部の動作を制御して、用紙Ｐの送り動作やキャリッジ４０の往復動を実行させる。また、ヘッド駆動回路３３は、印刷データに基づき印刷ヘッド５０を制御して、印刷ヘッド５０に形成された複数のノズル５３（図２）からインクを吐出させる。これらの制御により、用紙Ｐ上の適切な位置にインクドットが形成され、用紙Ｐ上に文字や図形、画像が記録される。なお、ＣＰＵ３１が実現する機能の少なくとも一部は、制御ユニット３０が備える電気回路がその回路構成に基づいて動作することによって実現されてもよい。
【００２１】
図１に示すように、プリンター２０は、印刷ヘッド５０のノズルプレート５２に形成されたノズル５３の乾燥を防ぐためのキャップ機構９０を備えている。キャップ機構９０は、用紙Ｐが配置されることのない位置（印刷ヘッド５０による用紙Ｐへのインク吐出が行われない位置）に設置されている。制御ユニット３０は、各印刷ジョブの間やフラッシング等のメンテナンスを行うときに、キャリッジ４０をキャップ機構９０の位置に移動してキャップ機構９０に密着させる動作（以下、「キャップ動作」と呼ぶ）を行う。
【００２２】
図３は、キャップ機構９０の構成を概略的に示す説明図である。また、図４は、キャップ動作完了時のキャップ機構９０と印刷ヘッド５０との関係を示す説明図である。図３に示すように、キャップ機構９０は、プリンター２０のプラテン７５またはフレームに固定されたベース部材９１と、ベース部材９１の印刷ヘッド５０に対向する側（以下、「印刷ヘッド対向側」と呼ぶ）の表面に支持された表面側部材９３およびリップ部材９２と、を有している。ベース部材９１は、純アルミ材料またはアルミ合金材料（例えばＡ２０１１，Ａ２０１４，Ａ２０１７，Ａ２０２４，Ａ２６１８，Ａ３００３，Ａ４０３２，Ａ５０５２，Ａ５０５６，Ａ５０８３，Ａ６０６１，Ａ６０６３，Ａ７０７５等）により形成されている。純アルミ材料またはアルミ合金材料の熱伝導率（１００ないし２４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度）は、上述したケース部５１の材料である樹脂の熱伝導率（０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度）と比較して大きい。表面側部材９３は、平板状のインク吸収材料（例えばスポンジ）により形成されており、印刷ヘッド対向側とは反対側の表面がベース部材９１の表面に接合されている。リップ部材９２は、線状の弾性材料（例えばゴム）により形成されており、表面側部材９３の周囲を取り囲むように配置されている。リップ部材９２の先端（印刷ヘッド対向側の先端）は、表面側部材９３の印刷ヘッド対向側の表面より僅かに突出している。
【００２３】
図４に示すように、キャップ動作完了時には、キャップ機構９０が印刷ヘッド５０に形成された複数のノズル５３を覆う。具体的には、キャップ機構９０のリップ部材９２が、印刷ヘッド５０のノズルプレート５２に押されて弾性変形し、ノズルプレート５２の表面に密着する。これにより、ノズルプレート５２とリップ部材９２およびベース部材９１とに囲まれた密閉空間が形成され、ノズル５３の乾燥が抑制される。また、キャップ動作完了時には、表面側部材９３の印刷ヘッド対向側の表面は、ノズルプレート５２の表面におけるすべてのノズル５３の位置を含む領域（以下、「ノズル形成領域」とも呼ぶ）に接触する。そのため、各ノズル５３は、表面側部材９３によって塞がれることとなり、ノズル５３の乾燥が有効に抑制される。なお、図４に示すキャップ動作完了時のキャップ機構９０と印刷ヘッド５０との位置関係は、本発明における「特定の関係」に相当する。
【００２４】
本実施例のプリンター２０においては、印刷動作時に、ノズルアクチュエーター５４や駆動回路５５からの発熱によって印刷ヘッド５０の温度が上昇する。印刷ヘッド５０の温度上昇は、金属プレート５６を介した放熱やインク流路５７を流れるインクを介した放熱によりある程度抑えられる。しかし、これらによる放熱だけでは、印刷ヘッド５０の温度上昇を十分に抑制できず、印刷動作を休止したり印刷速度を低下させたりする対応が必要となる場合がある。本実施例のプリンター２０では、各印刷ジョブの間やフラッシング等のメンテナンスを行うときにキャップ動作が行われる。キャップ動作完了時の状態では、リップ部材９２がノズルプレート５２に接触するだけではなく、表面側部材９３の印刷ヘッド対向側の表面もノズルプレート５２の表面におけるノズル形成領域に接触する。印刷ヘッド５０において、複数のノズル５３は各インク色に対応する複数のノズル列を構成しているため、ノズルプレート５２の表面におけるノズル形成領域は一定以上の面積を有する。そのため、表面側部材９３とノズルプレート５２とは、一定以上の面積において接触することとなる。また、表面側部材９３を支持するベース部材９１は比較的大きな熱伝導率を有する純アルミ材料またはアルミ合金材料により形成されている。そのため、印刷ヘッド５０において発生した熱は、ノズルプレート５２と表面側部材９３との比較的大きな接触面を介して表面側部材９３に伝わり、さらに表面側部材９３からベース部材９１に伝わり、比較的熱伝導率の大きいベース部材９１において速やかに放熱・排熱される。従って、本実施例のプリンター２０では、印刷ヘッド５０の温度上昇を有効に抑制することができる。これにより、印刷動作を休止したり印刷速度を低下させたりする対応が必要となる場合を減らす、あるいは、なくすことができ、プリンター２０の利便性の低下を抑制することができる。
【００２５】
なお、本実施例のプリンター２０において、キャップ動作完了前に（すなわちキャップ動作開始前に、あるいは、キャップ動作中に）、表面側部材９３に向けたインク吐出動作が行われるとしてもよい。このようにすれば、吐出されたインクによって表面側部材９３が湿潤状態となるため、キャップ動作完了時に形成される上記密閉空間の湿度が増加し、ノズル５３の乾燥がより有効に抑制される。また、表面側部材９３の熱伝導率が乾燥状態と比較して大きくなるため、表面側部材９３における放熱が促され、印刷ヘッド５０の温度上昇をさらに有効に抑制することができる。
【００２６】
Ｂ．第２実施例：
図５は、第２実施例におけるキャップ機構９０ａの構成を概略的に示す説明図である。また、図６は、第２実施例におけるキャップ動作完了時のキャップ機構９０ａと印刷ヘッド５０との関係を示す説明図である。第２実施例のプリンター２０は、キャップ機構９０ａの構成のみが上述した第１実施例のプリンター２０と異なっている。
【００２７】
図５に示すように、キャップ機構９０ａは、プリンター２０のプラテン７５またはフレームに固定されたベース部材９１と、ベース部材９１の印刷ヘッド対向側の表面に支持された表面側部材９４と、を有している。ベース部材９１は、第１実施例と同様に、純アルミ材料またはアルミ合金材料により形成されている。一方、表面側部材９４は、平板状の弾性材料（例えばゴム）により形成されている。表面側部材９４には、熱伝導率を向上させるために、金属フィラーが埋め込まれるとしてもよい。なお、第２実施例のキャップ機構９０ａは、第１実施例のようなリップ部材９２を有していない。
【００２８】
図６に示すように、キャップ動作完了時には、キャップ機構９０ａが印刷ヘッド５０に形成された複数のノズル５３を覆う。具体的には、キャップ機構９０ａの表面側部材９４が、印刷ヘッド５０のノズルプレート５２に押されて弾性変形し、ノズルプレート５２の表面に密着する。このとき、表面側部材９４の印刷ヘッド対向側の表面は、ノズルプレート５２の表面におけるノズル形成領域に接触する。そのため、各ノズル５３は、表面側部材９４によって塞がれることとなり、ノズル５３の乾燥が有効に抑制される。なお、図６に示すキャップ動作完了時のキャップ機構９０ａと印刷ヘッド５０との位置関係は、本発明における「特定の関係」に相当する。
【００２９】
第２実施例のプリンター２０では、キャップ動作完了時の状態において、表面側部材９４の印刷ヘッド対向側の表面がノズルプレート５２の表面におけるノズル形成領域に接触する。ノズルプレート５２の表面におけるノズル形成領域は一定以上の面積を有するため、表面側部材９４とノズルプレート５２とは一定以上の面積において接触することとなる。また、表面側部材９４を支持するベース部材９１は比較的大きな熱伝導率を有する純アルミ材料またはアルミ合金材料により形成されている。そのため、印刷ヘッド５０において発生した熱は、ノズルプレート５２と表面側部材９４との比較的大きな接触面を介して表面側部材９４に伝わり、さらに表面側部材９４からベース部材９１に伝わり、比較的熱伝導率の大きいベース部材９１において速やかに放熱・排熱される。従って、第２実施例のプリンター２０では、印刷ヘッド５０の温度上昇を有効に抑制することができる。
【００３０】
Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００３１】
上記実施例におけるプリンター２０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施例では、ノズルアクチュエーター５４としてピエゾ素子（圧電素子）を用いているが、ピエゾ素子の代わりに、磁歪素子等の他の素子や、インク通路に配置した発熱素子（ヒーター）によりインク通路内に発生する気泡を用いてインクを吐出する機構といった他のアクチュエーターを用いるとしてもよい。また、プリンター２０を構成する各部材の材料は、上記実施例において述べた機能や性能を奏する限りにおいて、他の種々の材料に変更可能である。
【００３２】
また、上記実施例では、キャップ動作完了時に、表面側部材９３または表面側部材９４の表面が、ノズルプレート５２の表面におけるすべてのノズル５３の位置を含む領域（ノズル形成領域）に接触するとしているが、表面側部材９３または表面側部材９４とノズルプレート５２との接触態様は必ずしもこれに限られない。例えば、表面側部材９３または表面側部材９４の表面が、ノズルプレート５２の表面における一部の（少なくとも１つの）ノズル５３の位置を含む領域に接触するとしてもよい。このようにしても、当該接触面を介してノズルプレート５２から表面側部材９３または表面側部材９４への伝熱が促進されるため、印刷ヘッド５０の温度上昇を抑制することができる。ただし、上記実施例のように、表面側部材９３または表面側部材９４の表面が、ノズルプレート５２の表面におけるすべてのノズル５３の位置を含む領域（ノズル形成領域）に接触するとすれば、ノズルプレート５２から表面側部材９３または表面側部材９４への伝熱が最大限に促進されるため、印刷ヘッド５０の温度上昇をきわめて良好に抑制することができる。
【００３３】
また、上記実施例では、インクの収容容器としてキャリッジ４０に搭載されるインクカートリッジ４２を採用しているが、インク収容容器としてキャリッジ４０に搭載されない容器（例えばインクタンク）を採用することもできる。また、上記実施例では、プリンター２０は、複数色のインクで印刷を行うカラープリンターであるとしているが、本発明は、単色インクで印刷を行うモノクロプリンターにも適用可能である。
【００３４】
また、上記実施例では、プリンター２０は、ホストコンピューターから印刷データを受信して印刷処理を行うとしているが、これに代えて、プリンター２０は、例えば、メモリーカードから取得した画像データや所定のインターフェイスを介してデジタルカメラから取得した画像データ、スキャナーによって取得した画像データ等に基づき印刷データを生成して印刷処理を行うものとしてもよい。
【００３５】
また、上記実施例では、プリンター２０は、用紙Ｐに対して印刷ヘッド５０を所定の方向（主走査方向）に往復移動する動作（主走査）と、用紙Ｐを主走査方向と交差する搬送方向に搬送する動作（副走査）と、を繰り返しつつ印刷を行うプリンターであるとしているが、本発明は、印刷ヘッドの下面に紙幅長さに亘って並んで配設されたノズル列の下を、紙幅方向と交差する方向に用紙を搬送させつつ印刷を行ういわゆるラインプリンターにも適用することが可能である。
【００３６】
また、上記実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。
【００３７】
また、本発明の機能の一部または全部がソフトウェアで実現される場合には、そのソフトウェア（コンピュータープログラム）は、コンピューター読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。この発明において、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のＲＡＭやＲＯＭ等のコンピューター内の内部記憶装置や、ハードディスク等のコンピューターに固定されている外部記憶装置も含んでいる。
【符号の説明】
【００３８】
２０…プリンター
３０…制御ユニット
３１…ＣＰＵ
３３…ヘッド駆動回路
３７…ＲＯＭ
３８…ＲＡＭ
４０…キャリッジ
４２…インクカートリッジ
５０…印刷ヘッド
５１…ケース部
５２…ノズルプレート
５３…ノズル
５４…ノズルアクチュエーター
５５…駆動回路
５６…金属プレート
５７…インク流路
７０…キャリッジモーター
７１…駆動ベルト
７２…プーリー
７３…摺動軸
７４…紙送りモーター
７５…プラテン
９０…キャップ機構
９１…ベース部材
９２…リップ部材
９３…表面側部材
９４…表面側部材
【図１】
2013107306.tif 000003
【図２】
2013107306.tif 000004
【図３】
2013107306.tif 000005
【図４】
2013107306.tif 000006
【図５】
2013107306.tif 000007
【図６】
2013107306.tif 000008