(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリッジモータ及びペンを含むキャリッジ組立部品と、
用紙送りモータ及び前記用紙送りモータに機械的に連結するフィードローラを含む用紙送り組立部品と、
ワイパーブレード及びペンキャップ手段に結合する駆動ギアを含むサービスステーションと、
前記駆動ギアに結合し、前記用紙送りモータからの動力を前記駆動ギアへと伝達する動力伝達組立部品と
を具備し
前記動力伝達組立部品がアイドラーホイールを含み、
前記キャリッジ組立部品が前記アイドラーホイールを駆動位置へと押しやることで、前記アイドラーホイールが前記フィードローラに結合し、前記動力を前記用紙送りモータから前記駆動ギアへと伝達するサーマルインクジェットプリンタ。
【請求項２】
キャリッジモータ及びペンを含むキャリッジ組立部品と、
用紙送りモータ及び前記用紙送りモータに機械的に連結するフィードローラを含む用紙送り組立部品と、
ワイパーブレード及びペンキャップ手段に結合する駆動ギアを含むサービスステーションと、
前記駆動ギアに結合し、前記用紙送りモータからの動力を前記駆動ギアへと伝達する動力伝達組立部品と
を具備し、
前記動力伝達組立部品が前記フィードローラに結合するアイドラーホイールを含むアイドラーアームを含み、
前記キャリッジ組立部品が前記アイドラーアームを押し下げると前記用紙送り組立部品が前記アイドラーアーム及び前記アイドラーホイールと結合し、前記アイドラーホイールが前記動力を前記用紙送りモータから前記駆動ギアへと伝達するサーマルインクジェットプリンタ。
【請求項３】
キャリッジモータ及びペンを含むキャリッジ組立部品と、
用紙送りモータ及び前記用紙送りモータに機械的に連結するフィードローラを含む用紙送り組立部品と、
ワイパーブレード及びペンキャップ手段に結合する駆動ギアを含むサービスステーションと、
前記駆動ギアに結合し、前記用紙送りモータからの動力を前記駆動ギアへと伝達する動力伝達組立部品と
を具備し、
前記用紙送り組立部品が更に駆動シャフト上に配された前記フィードローラを含み、
前記駆動ギアが前記駆動シャフトに配置されており、前記動力伝達組立部品が前記フィードローラ及び駆動ギアに挟まれた圧力アームを含み、前記圧力アームが前記フィードローラにより噛み合うと、前記駆動ギアが噛み合うサーマル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】
本発明は一般にサーマルインクジェットプリンタに関するものであり、より具体的にはそのペン保守機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーマルインクジェット（ＴＩＪ）プリンタに使用されるサービスステーションは、ＴＩＪペンの保全性を保証すると同時に寿命性能を向上させるように設計されたサブアセンブリである。これは幾つかの手法で実現することが出来る。吐出オリフィス上にゴム製ブレードを通過させることによりペンが定期的に拭き取られ、余剰インクが除去される。全てのペンは定期的にスピット容器へと吐出動作を行う。この動作間隔には数種類があり、最も一般的な例ではドット数が特定値に達した場合に生じるようになっている。このドット数とは、あるペン中の一群のオリフィスが、同じペン中の他のオリフィス群が吐出動作をしない間に実施した特定の吐出回数のことを指す。キャリッジはスピット容器上に配置され、全てのオリフィスが吐出を行う。これにより、インク溜め内に適正レベルの圧力と流動性が確実に保たれるようにし、全オリフィスに目詰まりやインク垂れを生じないという効果を得ている。サービスステーションは、各々が各ペンヘッドに対応した一群のキャップをその内部に有している。プリンタが稼動していない間は、ペンはサービスステーション上にあり、キャップはそれらの吐出ヘッド上に配置された状態にある。これにより、非使用時にオリフィス中にあるインクを乾燥から守ることが出来る。サービスステーションのキャップ機能及び拭き取り機能を実施するには、サービスステーション内においてペンに相対した動作を起こすことが必要となる。
【０００３】
キャリッジの運動方向に平行な吐出ノズルを有するＴＩＪプリンタにおいては、拭き取り及びキャップ処理に必要な動作もキャリッジ上のペンの移動方向に平行である。例えばＬｅｘｍａｒｋ（米国レックスマーク社の商標）、この種のＴＩＪプリンタにおいては、図１に示したようにサービスステーションを機械的に動かす専用モータによって駆動されるペンの紙面方向の動きが利用されている。印刷処理の終了時にペンはプリンタの一番右側へと移動することでレバーに突き当たり、このレバーによってキャップが適正位置へと運ばれる。新たな印刷処理が開始された場合、ペンはプリンタの一番左側へと移動する。この移動の開始時にキャップ用スイッチが開放され、これによりキャップが途中まで下がるとワイパーが適正位置へと配置されることになる。ペンがそのまま移動を続けることによりオリフィスが拭かれる。最後の拭き取り動作が終了すると、ペンの動きによりワイパーは通常動作の妨げとならない休止位置へと入る。
【０００４】
図２に示すように、例えばＨｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ（米国ヒューレット・パッカード社の商標）８００及び９００シリーズ等、キャリッジ移動方向に対して直角の吐出ノズルを有するＴＩＪプリンタにおいては、３種類のペン保守処理全てにおいて、動作を起こすことが必要となる。この動作は、サービスステーションアセンブリ全体を操作するモータにより実現することが出来る。複数色を使うものの場合、サービスステーションの拭き取り処理は更に複雑となる。拭き取りは吐出ノズルの方向に平行に行われる。複数の色に対して１本のワイパーで対応した場合に拭き取り処理を吐出ノズル方向に対して垂直に拭き取り動作を行ってしまうと、ワイパーの同じ表面領域が異なる色の吐出ノズル上を通過することになり、インク源が汚染されてしまう。各色用の吐出ノズルの方向は、ペンの移動方向に直交している。更に、このような直交型のＴＩＪプリンタにはスピット容器用に分離したスペースが設けてあり、このスピット容器を適正位置へと移動させる。この分離により余剰インクがプリンタの他の内容物から離れた場所に維持される。図３は従来技術による直交型のＴＩＪプリンタ用サービスステーションを描いた図である。
なお、本出願に対応する外国の特許出願においては下記の文献が発見または提出されている。
【特許文献１】
米国特許第４８２５２３１号明細書
【特許文献２】
米国特許第５８３１６４４号明細書
【特許文献３】
欧州特許出願公開第０６７６２９１号明細書
【特許文献４】
欧州特許出願公開第０６９６５０８号明細書
【特許文献５】
欧州特許出願公開第０９１６５０８号明細書
【特許文献６】
欧州特許出願公開第１０４０９２４号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
「ペンの拭き取り」動作にはウィック拭き取りとフリッカ拭き取りの２種類がある。スキージブレードは短くて硬質のものから長く柔軟なものまで、どのような形状をしていても良い。ウィック拭き取りは、ペンヘッド上でスキージブレードをゆっくりと引きずることにより各ノズルからいくらかの湿ったインクを引き出し、これで乾いたインクを溶かそうというものである。フリッカ拭き取りの場合はスキージブレードをオリフィス上で高速作動させてペンから余剰インクを拭き取るものである。ブレードに付着した余剰インクは除去しなければならない。この除去はサービスステーションサブアセンブリの端部に設けられた固定プラスチック部でブレードを拭くことにより実施される。これらの異なる種類の動作を行う為、スキージの速度制御が必要となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明はキャリッジの移動方向に直交する方向にインクを吐出する吐出ノズルを有し、用紙送り及びキャリッジ用に２つのモータを含むサーマルインクジェットプリンタである。これらのモータは個々に、又は協調してサービスステーションの駆動ギア列に動力を提供する。サービスステーション内において、駆動ギア列は例えばワイパーブレードやペンキャップ機構等、ペンの清浄化機構に結合している。ワイパーブレードはキャリッジの移動方向に直交する方向でペン上を移動する。ギアを使用することにより、用紙送りと同時に同じモータを利用してワイパーでペンの清浄化を行うようにすることが出来る。キャップ機能に関しては、ペンが休止位置に入るとキャップが所定位置に移動するようになっている。ペン自体が移動することにより、キャップを所定位置へと動かすレバーを簡単に押すことが出来る。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施例においては用紙送りモータがサービスステーションに動力を供給する。キャリッジモータはギア群とベルトドライブを介してキャリッジに接続している。キャリッジはガイド付きトラックに沿ってベルトドライブによる推進力で移動することになる。キャリッジは各々が専用の吐出ノズルを有する１つ以上のペンを含む。用紙送りモータは第一のギア式動力伝達機構を介してフィードローラへと動力を供給する。用紙引き上げ機構が用紙を所定位置へと持ち上げ、この位置から用紙引き上げローラがその用紙をプリンタへと引き込む。第二のギア式動力伝達機構が用紙引き上げ機構へと動力を供給する。用紙送りモータはサービスステーション内の駆動動力伝達機構に直接的又は間接的に接続している。
【０００８】
他の実施例では、キャリッジモータがサービスステーションに動力を供給する。キャリッジモータはギア群及びベルトドライブを解してキャリッジに接続している。キャリッジはガイド付きトラックに沿ってベルトドライブによる推進力で移動する。キャリッジは各々が専用の吐出ノズルを有する１つ以上のペンを含む。用紙送りモータは第一のギア式動力伝達機構を介してフィードローラへと動力を供給する。用紙引き上げ機構が用紙を所定位置へと持ち上げ、この位置から用紙引き上げローラがその用紙をプリンタへと引き込む。第二のギア式動力伝達機構が用紙引き上げ機構へと動力を供給する。キャリッジの軸方向の動きが複数の機械的手段（例えばレバー、ギア、ばね、又はこれらの組み合わせ）を通じてワイパー用の非軸方向の動きへと転換される。キャリッジの動きは更に、一連のレバー、ギア、ばね又はこれらの組み合わせを通じてペンキャップの上げ下げに利用することも出来る。
【０００９】
図４は従来のプリンタ機能に対応した処理のフローチャートである。ステップ１００において、プリンタがジョブの処理制御を開始する。ステップ１１０においてはペンからキャップが外され、拭き取り動作が行われる。ステップ１２０では、用紙がプリンタ内へと引き込まれる。ステップ１３０においてはキャリッジが初期化される。ステップ１４０では用紙が送られる。ステップ１５０ではキャリッジが移動し、インクが用紙上へと吐出される。そして印字ジョブが終了するまでステップ１４０及び１５０が繰り返される。ペンの手入れを実施しない状態で新たな用紙が送り込まれる。本フローチャートにおける以降のステップは、最終ページの印刷処理に対応したものである。ステップ１６０では用紙がプリンタから排紙トレイへと吐き出される。ステップ１７０においてはキャリッジが休止位置へと移動する。ステップ１８０ではペンの拭き取りが行われ、キャップが施される。
【００１０】
図５は本発明のサービスステーション１０を描いた図である。部品１はワイパー１２である。ワイパー１２はインクが出ないようにペン上で用紙の移動方向に平行に動かさなければならない。用紙ローラ１６に接続するギア列１４により、用紙が送られるのと同時にワイパー１２は同じモータからの動力でペンの拭き取り動作を実施することが出来る。部品２はサービスステーションのキャップ機構１８である。この機構に要求される動作とは、ペンが休止位置に入った場合にキャップを所定位置へと移動することである。キャップを所定位置へと移動させるレバーは、ペン自体の動きで容易に押すことが出来る。スピット容器２０は残留インクを収集する。
【００１１】
拭き取り機能を提供する為の１つの方法は、強化エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合体（ＥＰＤＭ）製の連続ベルトをコンベアベルト様に成形することである。スキージ部はベルトの外表面上に成形する。このスキージベルトをベルト面に接触する２つのローラに取り付ける。一方のローラはアイドラであり、他方のローラは駆動ローラに固定されている。この組立部品を用紙経路の一方の側に配置する。拭き取り処理が必要になった場合、ペンキャリッジがペンをスキージベルト上へと移動し、ドライバローラが回転してスキージをオリフィスプレート上で移動させる。スキージをこの配向で取り付けることにより、キャリッジの軸に直交する方向に移動するペンに対して適正なスキージの動きが実現される。一実施例においてはスキージベルトが連続的に作動するようになっているが、要求があった時点でスキージベルトと噛み合う動力伝達機構を設けても良い（拭き取り処理位置に入った場合にペンキャリッジが動力伝達機構を作動させることが出来る）。この実施例においては用紙が駆動ローラより送られている間は拭き取り処理を実施することは出来ない。
【００１２】
印刷ジョブが終了すると、ペンはキャリッジの右側へと移動し、レバーに突き当たった状態で休止位置（リセット）へと入る。これによりキャップがペン方向に押され、ペンを封止して大気から隔離する。新たな印刷ジョブが始まると、ペンはプリンタの左側へと移動し、用紙が所定位置へと送られるのを待つ。ペンは停止位置まで来るとトグルを押すことになり、このトグルがキャリッジの水平方向の運動を縦方向の拭き取り動作へと転換する。拭き取りパスが終わると、ペンは印字を行う位置へと移動し、ワイパーもトグルと共に休止位置へと戻る。
【００１３】
キャリッジ軸方向の運動をワイパー用の非軸方向の動きへと転換する場合、例えばレバー、ギア、ばね又はこれらの組み合わせである複数の機械的手段を通じてこれを行うことが出来る。また、キャリッジの運動は更に一連のレバー、ギア、ばね又はこれらの組み合わせを介することでペンキャップの上げ下ろしにも利用することが出来る。
【００１４】
図６はサービスステーションへと動力を伝達するキャリッジモータを有するサーマルインクジェットプリンタに対応する処理のフローチャートである。ステップ２００において、プリンタがジョブの処理制御を開始する。ステップ２１０においては、用紙がプリンタ内へと引き込まれる。ステップ２２０では、ペンキャップが外され、拭き取り処理が実施される。ステップ２３０においては、キャリッジが初期位置へと入れられる。ステップ２２０及び２３０は同時に実施することも出来る。ステップ２４０では、用紙が送られる。ステップ２５０においては、キャリッジが移動し、インクが用紙上に吐出される。ステップ２４０及び２５０は印刷ジョブが終了するまで繰り返される。ステップ２６０では用紙がプリンタから排出される。ステップ２７０においては、ペンの拭き取り処理が行われ、キャップが施される。ステップ２８０において、キャリッジは休止位置へと移動する。ステップ２７０及び２８０は同時に実施されるようになっていても良い。
【００１５】
拭き取り処理は先の実施例と同様の方法で行うことが出来る。キャップ処理は以下のように実施することが出来る。休止位置へと入った場合にペンが動力伝達機構に当接するようにし、これにより排紙が生じると同時にキャップが持ち上げられるように構成する。
【００１６】
図７はサービスステーションに結合する用紙送りモータを有するサーマルインクジェットプリンタに対応する処理のフローチャートである。ステップ３００において、プリンタはジョブの処理制御を開始する。ステップ３１０では、ペンのキャップが外され、拭き取り処理が行われる。ステップ３２０においては、用紙がプリンタ内へと引き込まれる。ステップ３１０及び３２０は同時に実施されるようになっていても良い。ステップ３３０において、キャリッジが初期位置へと入る。ステップ３４０では用紙が送られる。ステップ３５０ではキャリッジが移動し、インクが用紙上へと吐出される。ステップ３４０及び３５０は印刷ジョブが終了するまで繰り返される。ステップ３６０においては、キャリッジが休止位置へと移動する。ステップ３７０ではペンの拭き取り処理及びキャップ処理が行われる。ステップ３８０においては、用紙がプリンタから排出される。ステップ３７０及び３８０は同時に実施されるようになっていても良い。
【００１７】
図８は用紙送りモータからサービスステーションへと動力を伝達する動力伝達組立部品の一実施例を描いた図である。サービスステーションの動力は用紙送りモータから供給される一方、ギアを噛み合わせる為のクラッチとしてキャリッジモータが利用される。キャリッジはアイドラを駆動位置へと押しやり、ギアに負荷をかける。ギアはフィードローラからの動力をサービスステーションへと伝達する。フィードローラへの動力は用紙送りモータ（図示せず）が供給する。
【００１８】
図９は動力伝達機構の他の実施例を描いた図である。駆動ギア、アイドラギア、及び連結具が駆動シャフトへと取り付けられる。キャリッジがサービスステーション上に停止している場合、キャリッジはキャリッジスライドシャフトを中心に旋回し、サービスステーションに向かってひっくり返る。この回転は上部のシートメタル製キャリッジガイド機構によって生じる。この「返り」により、キャリッジがサービスステーション上に来ると連結具を押し下げることでアイドラギアを噛み合わせることが出来る。
【００１９】
図１０は動力伝達機構の更に他の実施例を描いた図である。フィードローラはサービスステーションに結合する双方向スリップクラッチを駆動する。フィードローラが順方向（用紙送り）に動いている場合、サービスステーションは止め具端部に突き当たるまで「キャップが外れる」方向に移動することになる。この時点においてクラッチはスリップし、そして多数のページが印刷され、必要な時点でペンがスピット動作を行う。印刷が終了するとペンはサービスステーション上の位置へと移動し、フィードローラの運動が逆転する。サービスステーションは「ペンキャップ」位置へと動かされる。サービスステーションが可動範囲の終端に到達すると、クラッチがスリップすると同時にペンにキャップが施される。サービスステーションが確実に可動範囲の終端位置へと入るように、所要距離を越えた後もＤＣモータの駆動を続けるようにしても良い。
【００２０】
図１１は動力伝達機構の更に他の実施例を描いた図である。この実施例においては、キャリッジモータがサービスステーションに結合している。印刷時、駆動ギアは摩擦とサービスステーション駆動列の慣性により保持される為、回転しない。これはフィードローラシャフト上に乗る（スリップする）。その歯はサービスステーション駆動動力伝達機構のギアと噛み合う。キャリッジがサービスステーションに近づいて行くと、最終的には圧力アームと接触することになる。このアームはドライブギアの裏にあるゴム製リングと接触し、駆動ギアをこのゴム部品に対して押し付ける。充分な力がかかると、ゴムと駆動ギアとの間の摩擦によりドライブギアが回転し、これによりサービスステーション駆動列に動力が供給される。ゴムはシャフトをしっかりと捉えられなければならない。ゴム及び駆動ギアの角度は、ギアがしっかりと引き寄せられた場合にゴムがシャフトに噛みやすくなる角度とすれば良い。
【００２１】
図１２は動力伝達機構の更に他の実施例である。用紙送りモータがサービスステーションに結合しており、用紙フィードローラを逆転させることでサービスステーションに動力を供給する。用紙フィードローラが順方向に回転している場合、一方向クラッチによりサービスステーションの駆動列への動力伝達が妨げられる。モータを逆転させた場合、一方向クラッチが入り、サービスステーション駆動列と噛み合う。サービスステーションピニオンはラックを駆動してサービスステーションをペン休止位置（ペンキャップ位置）から移動させる。サービスステーションが移動を続けて可動範囲の終端に到達し、ソフトウエアがモータの失速を検出すると、ここでサービスステーションはスピット位置に入ったことになる。可動範囲の終端に至る直前にはシャトル上の機構がトグル機構を起動（シフト）し、シャトルの移動方向を逆転させる。次にフィードローラが逆転すると、サービスステーションピニオンがシャトルのラックをペンキャップ位置へと動かす。再度可動範囲の終端に到達すると、モータが失速してトグルがシフトし、ペンにキャップが施される。
【００２２】
上記は、キャリッジモータ又は用紙送りモータのいずれか一方によってサービスステーションへと動力を提供する実施例を説明したものであるが、キャリッジモータ及び用紙送りモータの両方を協調的に利用してサービスステーションへの動力供給を実施しても良いことは当業者に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ペンの作動方向に直行する方向に移動するサービスステーションを含む従来技術によるサーマルインクジェットプリンタを描いた図である。
【図２】ペンの作動方向に平行に移動するサービスステーションを含む従来技術によるサーマルインクジェットプリンタを描いた図である。
【図３】図２のサーマルインクジェットプリンタの従来型サービスステーションを描いた図である。
【図４】図２の従来型サーマルインクジェットプリンタに対応する処理のフローチャート図である。
【図５】本発明のサービスステーションを描いた図である。
【図６】キャリッジモータにより動力が供給されるサービスステーションを含むサーマルインクジェットプリンタに対応する処理のフローチャート図である。
【図７】用紙送りモータにより動力が提供されるサービスステーションを含むサーマルインクジェットプリンタに対応する処理のフローチャート図である。
【図８】動力伝達組立部品の一実施例を描いた図である。
【図９】動力伝達組立部品の他の実施例を描いた図である。
【図１０】動力伝達組立部品の他の実施例を描いた図である。
【図１１】動力伝達組立部品の他の実施例を描いた図である。
【図１２】動力伝達組立部品の他の実施例を描いた図である。
【符号の説明】
１０  サービスステーション
１２  ワイパーブレード
１４  トリガ
１８  ペンキャップ手段
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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