(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字する記録紙のライン方向に複数の吐出部をほぼ水平に配列したラインヘッドと、前記記録紙の印字面と同じ側の面が前記記録紙と接触して該記録紙を支持するプラテンと、前記プラテンの前記記録紙に接触する面と反対側の面に配置された前記吐出部のキャッピングを含む保守のためのメンテナンス部材と、前記プラテンに設けられ前記メンテナンス部材を前記ラインヘッド側に導出可能な大きさで配置が固定された開口部と、メンテナンス時に前記メンテナンス部材を前記開口部から前記ラインヘッダの保守のために移動させることができる駆動手段とからなるインクジェットプリンタであって、
前記プラテンには前記記録紙に接触する面と反対側の面に沿って前記開口部を開閉できるシャッターが設けられると共に、前記吐出部には印字信号記録用の選択電極が設けられ、
印字期間に前記シャッターが前記開口部に被さり、対向電極となって前記選択電極との間に電界を形成してインクを前記記録紙に向けて吐出させると共に、前記開口部を裏打ちして前記記録紙の撓みを抑えることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを印字用紙に向けて吐出するインクジェット記録方式のプリンタに係り、特にラインプリンタに好適に利用できるようにしたインクジェットプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インク吐出装置を用いたインクジェットプリンタは、高解像度化、高速化向にあり、高解像度化かつ高速化が実現可能なラインプリンタが注目されている。
【０００３】
図８は従来のインクジェットプリンタのラインヘッドの概略であって、同図の（ａ）は上面図及び同図の（ｂ）は側面断面図である。
【０００４】
図８において、インクの吐出手段を備えたラインヘッド１にインクチューブ２を介してインクタンク３が接続されている。ラインヘッド１の内部にはインクチューブ２に連通するインク流路４を備えるとともにこのインク流路４に沿って選択電極５を配置している。また、ラインヘッド１に対向する位置に導電性の金属で形成されたプラテン６を配置し、その周面に接触しながら記録紙７が通過していき、電圧印加装置９の作動によってラインヘッド１から吐出されたインク滴８がこの記録紙７に付着して印字される。なお、プラテン６は電気的にはアース接地され、ラインヘッド１に対する対向電極を兼ねたものである。
【０００５】
このようなインクジェットプリンタでは、インクがインクタンク３からインクチューブ２を経てラインヘッド１内のインク流路４へ供給される。そして、記録信号に応じた電圧印可装置９から２ｋＶ程度の電圧が選択電極５に印可され、プラテン６との間に電界を形成する。一方、選択電極５付近のインクは電荷が注入されるので、インクはプラテン６からクーロン力を受けてインク滴８を形成し、記録紙７上に着弾して印字される。
【０００６】
なお、記録紙７は１ラインの印字が終了するとプラテンが解像度相当のピッチ分だけ動いて改行され、次のラインの印字を行う。このように、改行と印字を繰り返すことで、記録紙７上に文字やグラフィックが作成される。
【０００７】
図９はラインヘッド１のメンテナンス動作時を示す側面断面図である。
図９において、ラインヘッド１の上方にこれを覆うキャップ１０が配置され、廃インクを廃インクタンク（図示せず）に送るチューブ１１がこのキャップ１０に接続されている。キャップ１０からチュービング１１の流路には、廃インクをラインヘッド１から吸引するためのポンプ（図示せず）が組み込まれる。
【０００８】
ラインヘッド１のメンテナンス時には、同図の（ａ）に示すように、ラインヘッド１はこれに連接した回転駆動機構（図示せず）によってキャップ１０に対峙する姿勢となるように反時計方向に回転する。次いで、同図の（ｂ）のようにインクを吸引するパージ機構を含むキャップ１がラインヘッド１の前面まで移動し、インクとともにラインヘッド１に付着したごみや紙粉及びインク内部の気泡の吸引を行い、目詰まりの要因を排除する。
【０００９】
メンテナンス終了後において非印字の期間では、インクの蒸発による目詰まりや外部からのほこりやごみの進入を防止するため、キャップ１０によってラインヘッド１の吐出面をキャッピングして閉じておく。そして、印字時期の指令があると、ラインヘッド１は図８の（ａ）に示した姿勢に戻り、印字動作ができる態勢となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来構造では、ラインヘッド１のメンテナンススペースを印字部とは別箇所に設けるために、装置が大型化する傾向にある。また、メンテナンスのためにラインヘッドの位置や姿勢を動かす構造となっているので、たとえばプラテンとラインヘッドのギャップの不均一性を招くことになり、印字品質が劣化することにもなる。更に、メンテナンスのためにラインヘッドが動けるような機構とするので、構造が複雑になりコスト面での問題もある。
【００１１】
本発明において解決すべき課題は、小型化及び低価格化が図れ、良好な印字品質を実現するインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェットプリンタは、印字する記録紙のライン方向に複数の吐出部をほぼ水平に配列したラインヘッドと、記録紙の印字面と同じ側の面が記録紙と接触して該記録紙を支持するプラテンと、プラテンの記録紙に接触する面と反対側の面に配置された吐出部のキャッピングを含む保守のためのメンテナンス部材と、プラテンに設けられメンテナンス部材をラインヘッド側に導出可能な大きさで配置が固定された開口部と、メンテナンス時にメンテナンス部材を開口部からラインヘッダの保守のために移動させることができる駆動手段とからなるインクジェットプリンタであって、プラテンには記録紙に接触する面と反対側の面に沿って開口部を開閉できるシャッターが設けられると共に、吐出部には印字信号記録用の選択電極が設けられ、印字期間にシャッターが開口部に被さり、対向電極となって選択電極との間に電界を形成してインクを記録紙に向けて吐出させると共に、開口部を裏打ちして記録紙の撓みを抑えることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、印字する記録紙のライン方向に複数の吐出部をほぼ水平に配列したラインヘッドと、記録紙の印字面と同じ側の面が記録紙と接触して該記録紙を支持するプラテンと、プラテンの記録紙に接触する面と反対側の面に配置された吐出部のキャッピングを含む保守のためのメンテナンス部材と、プラテンに設けられメンテナンス部材をラインヘッド側に導出可能な大きさで配置が固定された開口部と、メンテナンス時にメンテナンス部材を開口部からラインヘッダの保守のために移動させることができる駆動手段とからなるインクジェットプリンタであって、プラテンには記録紙に接触する面と反対側の面に沿って開口部を開閉できるシャッターが設けられると共に、吐出部には印字信号記録用の選択電極が設けられ、印字期間にシャッターが開口部に被さり、対向電極となって選択電極との間に電界を形成してインクを記録紙に向けて吐出させると共に、開口部を裏打ちして記録紙の撓みを抑えることを特徴とするインクジェットプリンタであり、プラテンを挟んだ位置にメンテナンス部材を位置させるので、メンテナンス用の部材が占める装置容量を小さくでき、印字期間に対向電極としてシャッターが利用できるので、インクの確実な吐出と良好な印字が得られ、シャッターによって記録紙を裏打ちするので、良好な印字が得られるという作用を有する。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の１実施の形態におけるラインヘッドとそのメンテナンス周辺部の要部を示す概略側面図であって、同図の（ａ）は印字動作時、同図の（ｂ）はメンテナンス動作時、同図の（ｃ）はメンテナンス終了時をそれぞれ示す。
【００２５】
図１において、静電方式や電気−熱変換手段またはピエゾ等の従来周知の吐出原理によって機能するラインヘッド３０に対して、図９の従来例と同様の構成としてインク供給用のインクチューブ２，インクを貯蔵するインクタンク３が配置され、ラインヘッド３０のインク流路４から吐出したインク滴をプラテン１２上の記録紙７に印字可能としている。
【００２６】
プラテン１２には、メンテナンス部が内外に出入りするための開口部１３及び回転位置検出のための検出孔１４を開け、内部及び外部にはにはこの切り欠き部１４を検出するフォトインタラプタ１５を設ける。そして、このフォトインタラプタ１５からの検出信号を受ける検出回路１６を備える。
【００２７】
プラテン１２の内部には、ラインヘッド３０の吐出面を掃除するゴムなどの弾性部材で構成されたブレード１７，ラインヘッド３０を覆うキャップ１８，廃インクを廃インクタンクに送る廃インクチューブ１９をそれぞれ設ける。これらのブレード１７，キャップ１８及び廃インクチューブ１９のそれぞれはプラテン１２の内部に収納した移動機構（図示せず）によっていずれも左右方向に往復動作可能としたものである。なお、廃インクチューブ１９には廃インクを廃インクタンクに送り込むポンプ（図示せず）が接続されている。
【００２８】
印字期間では、図１の（ａ）に示すように、キャップ１８などのメンテナンス部はプラテン１２内部に収納されている。そして、メンテナンス動作時では、同図の（ｂ）に示すように、検出孔１４をフォトインタラプタ１５が検出したとき検出回路１６がプリンタ制御部（図示せず）にプラテン１２の回転の停止を指示する。このプラテン１２が停止するときには、開口部１３がラインヘッド３０の正面に対峙する位置に設定される。
【００２９】
以上の位置の設定の後には、ブレード１７がブレード移動機構によりラインヘッド３０の前面と接触する位置まで移動し、更にブレード移動機構によりブレード１７を下方向に移動させる。このようなブレード１７の動作により、ラインヘッド３０の吐出部に付着したインクやごみ及び紙粉などが除去され、この後ブレード１７は図１の（ｃ）に示すように元の位置まで戻る。
【００３０】
次いで、キャップ１８及び廃インクチューブ１９がラインヘッド３０のキャッピング位置まで移動して、キャップ１８がラインヘッド３０のインク吐出口周りを塞ぐ。この後、パージポンプ（図示せず）によりラインヘッド３０からの廃インクの吸引動作が開始され、インクとともにラインヘッド３０の表面に付着したごみや紙粉及びインク内部の気泡を吸引して、目詰まりの要因を排除する。
【００３１】
このメンテナンス終了後において、非印字期間ではインクの蒸発による目詰まりや外部からのほこりやごみの進入を保護するため、キャップ１８はラインヘッド３０の吐出口部分を閉じる位置にそのまま保持される。そして、印字期間では、キャップ１８は図１の（ａ）に示すようにプラテン１２の内部に後退してラインヘッド３０による印字を可能とする。
【００３２】
図２は本発明の第２の実施の形態を示す要部の概略縦断面図である。なお、図１の例と同じ部材については共通の符号で指示しその詳細な説明は省略する。
【００３３】
紙送りローラ２０及びアイドラー２１によって給紙される記録紙７の給紙方向に倣う姿勢として平板状のプラテン２２を配置し、このプラテン２２にはメンテナンス用の開口部２３を開けたものである。そして、このプラテン２２の下端側には記録紙７に対して押圧力を作用させるための紙押さえ板２４を配置している。
【００３４】
記録紙７は１ラインの印字が終了すると、紙送りローラ２０が紙送り駆動手段（図示せず）により解像度に応じたピッチ分送られて、次のラインの印字を行う。一方、メンテナンス部は図２の（ａ）に示すように、印字時はプラテン２２を挟んでラインヘッド３０とは反対側に収納されている。そして、メンテナンス時には、ブレード１７がブレード移動機構（図示せず）によりラインヘッド３０と接触する位置まで移動後、ブレード移動機構により下方向に移動して、先の例と同様にラインヘッド３０の吐出面をクリーニングした後、元の位置まで戻る。なお、ブレード機構は、ブレード１７をラインヘッド３０の前面に接触する位置まで移動させ更にラインヘッド３０のインク吐出部の上方から下方に移動させることができる構成としたものであればよい。
【００３５】
次いで、キャップ１８及び廃インクチューブ１９がラインヘッド３０のキャッピング位置まで移動して廃インクを吸引し、図１の例と同様に非印字期間ではキャッピング状態を維持し、印字期間になると図２の（ａ）の位置まで後退して待機する。
【００３６】
なお、以上に説明した第２の実施の形態では、プラテン２２の開口部２３の位置が固定されているため、この開口部２３の位置を検出するための位置検出手段は不要となり、部品点数の削減が可能である。
【００３７】
図３は本発明の第３の実施の形態を示す要部の概略縦断面図である。この例は、図２の構成にシャッター２５を付加したものであり、その他の部材については共通の符号で指示する。
【００３８】
図示のように、平板状のプラテン２２が待機中のメンテナンス用の部材を向く面に沿ってシャッター２５が駆動機構（図示せず）によって同図の（ａ）の位置から（ｂ）の位置まで往復移動可能に配置されている。このシャッター２５は、同図の（ａ）の位置にあるとき、プラテン２２の開口部２３の全体に被さって閉じる大きさを持つ。
【００３９】
シャッター２５は印字期間では同図の（ａ）のように開口部２３を閉じる位置にあり、非印字期間及びメンテナンス動作の期間では同図の（ｂ）のように下に移動して開口部２３を開き、図２の例と同様の各部材の動作によってラインヘッド３０の吐出口部分のクリーニング及び廃インクの吸引排出を行う。
【００４０】
ここで、印字期間ではシャッター２５が開口部２３を閉じてしまうので、この開口部２３付近での記録紙７の撓み量を抑えることができる。すなわち、プラテン２２が記録紙７よりも僅かに厚い程度のものであれば、シャッター２５が記録紙７を裏打ちするようになるので、開口部２３があっても記録紙７の撓みを抑えることができる。したがって、記録紙７の撓みによる印字品質の劣化を防止することができる。
【００４１】
図４は本発明の第４の実施の形態におけるラインヘッド及びメンテナンス部周辺の概略を示す縦断面図である。
【００４２】
この例は、図３の構成におけるシャッター２６を導電性のよい金属製で電気的にはアース接地されたものとし、ラインヘッド３０のインク流路４に備えた選択電極５に対する対向電極を兼ねるようにしたものである。
【００４３】
選択電極５はインク流路４の下部に印字用紙とほぼ同程度の幅で解像度に応じて複数配線されたもので、電圧印可装置９に接続されている。そして、コントローラからの印字記録信号に応じて、電圧印可装置９から２ｋＶ程度の電圧が選択電極５に印可され、これによってアース接地されたシャッター２６との間に電界を形成する。
【００４４】
シャッター２６の動作及び各メンテナンス部材の機能は図３の例に示したものと全く同様である。そして、印字期間にはシャッター２６がプラテン２２の開口部２３を閉じる位置に停止するので、選択電極５をフィールド電極の前面に配置することができる。したがって、電界強度を高めることができ、インク滴８の確実な吐出と記録紙７へのより鮮明な印字が可能となり、特に静電方式の印字とする場合に有効である。
【００４５】
なお、印字期間にシャッター２６によって開口部２３を閉じて記録紙７の撓みを防止できることは、図３の例と同様である。
【００４６】
図５は本発明の第５の実施の形態におけるに印字時のラインヘッド及びメンテナンス部の要部を示す概略縦断面図である。なお、この例においても先に説明した部材と同じものについては共通の符号で指示する。
【００４７】
概略の構成は図２で示した例と同様であるが、記録紙７の給紙面に沿うプラテン２７には開口部を開けていない点だけが相違し、メンテナンス期間では同図の（ｂ）に示すようにラインヘッド３０の前面のほぼ全体がメンテナンス部材の臨む位置までプラテン２７は下降する。
【００４８】
このように、プラテン２７のストロークを大きくすることによって、ブレード１７等が干渉しないままラインヘッド３０に臨ませることができるので、メンテナンス動作が可能である。そして、印字期間ではプラテン２７の全体が記録紙７を裏打ちするので、撓みの発生がなく良好な印字が維持される。
【００４９】
図６は本発明の第６の実施の形態における印字時のラインヘッド及びメンテナンス部周辺の要部を示す概略縦断面図である。この例は、図４と図５の構成を組み合わせたものであり、同じ部材については共通の符号で指示している。
【００５０】
この構成では、印字期間には同図の（ａ）に示すようにアース設置されて選択電極５に対して対向電極を構成するプラテン２８がラインヘッド３０の正面に位置するので、電界強度が高くなりインク滴８の確実な吐出と印字が可能となる。また、プラテン２８の全体が記録紙７を裏打ちするので、記録紙７の撓み変形が抑えられ、良好な印字が維持される。
【００５１】
なお、メンテナンス時には、同図の（ｂ）に示すようにプラテン２８の全体を下に移動させることで、ブレード１７等によるクリーニングが可能であることは、図５の例と同様である。
【００５２】
図７は本発明の第７の実施の形態における印字時のラインヘッド及びメンテナンス部周辺部の要部を示す概略縦断面図である。
【００５３】
この例は、たとえば図５のプラテン２３を備えるものと概略同じであるが、プラテン２９は移動式ではない点だけが相違する。
【００５４】
プラテン２９は上下二つの部材に分割されてヒンジ機構によって連接されたもので、同図の（ｂ）に示すように下側の部材をラインヘッド３０から離れる側に回動させるように駆動機構（図示せず）に連接したものである。
【００５５】
このようなプラテン２９であれば、印字期間では同図の（ａ）に示すように記録紙７を裏打ちする姿勢に設定されるので、記録紙７の撓みを防止できる。また、メンテナンス時期では同図の（ｂ）に示すようにプラテン２９の一部を開くことによって、ブレード１７等のメンテナンス部材をラインヘッド３０側まで移動させることができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明では、ラインヘッドのキャップやワイピングなどのインクの安定吐出を行うためのメンテナンスのための各種の部材を、ラインヘッドの対向位置でかつプラテンの裏面や内部に配置する構成としたので、ラインヘッド周りの装置容量を小さくすることができ、装置の小型化や低価格化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラインヘッドとそのメンテナンス周辺部の要部を示す概略側面図
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す要部の概略縦断面図
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す要部の概略縦断面図
【図４】本発明の第４の実施の形態におけるラインヘッド及びメンテナンス部周辺の概略を示す縦断面図
【図５】本発明の第５の実施の形態におけるに印字時のラインヘッド及びメンテナンス部の要部を示す概略縦断面図
【図６】本発明の第６の実施の形態における印字時のラインヘッド及びメンテナンス部周辺の要部を示す概略縦断面図
【図７】本発明の第７の実施の形態における印字時のラインヘッド及びメンテナンス部周辺部の要部を示す概略縦断面図
【図８】従来のインクジェットプリンタのラインヘッドの概略であって、（ａ）上面図（ｂ）側面断面図
【図９】ラインヘッドのメンテナンス動作時を示す側面断面図
【符号の説明】
１  ラインヘッド
２  インクチューブ
３  インクタンク
４  インク流路
５  選択電極
６  プラテン
７  記録紙
８  インク滴
９  電圧印加装置
１０  キャップ
１１  廃インクチューブ
１２  プラテン
１３  開口部
１４  検出孔
１５  フォトインタラプタ
１６  検出回路
１７  ブレード
１８  キャップ
１９  廃インクチューブ
２０  紙送りローラ
２１  アイドラー
２２  プラテン
２３  開口部
２４  紙押さえ板
２５  シャッター
２６  シャッター
２７  プラテン
２８  プラテン
２９  プラテン
３０  ラインヘッド
【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】
0004062770.tif 000006
【図６】
0004062770.tif 000007
【図７】
0004062770.tif 000008
【図８】
0004062770.tif 000009
【図９】
0004062770.tif 000010