JP4862754B2 - 流体噴射装置及びキャップ駆動制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、流体噴射ヘッドをキャッピングするキャップユニットを備えた流体噴射装置及びキャップ駆動制御方法に関する。

例えば特許文献１及び２には、キャップユニットを備えた流体噴射装置としてのプリンタが開示されている。プリンタはラインプリンタ（ライン型インクジェット記録装置）であり、複数本の搬送ベルトの間の位置に千鳥配置された複数の記録ヘッドを備えている。各記録ヘッドの下方には一対一で対応するように複数のキャップユニット（ヘッド回復手段）が配置されていた。各キャップユニットは、対応する記録ヘッドのノズル形成面をキャッピング可能なキャップを有し、キャップをノズル形成面に当接させることで、ノズル内のインクの増粘又は乾燥などを回避する構成となっていた。

また、キャップユニットは吸引手段として吸引ポンプを備え、キャッピング状態で吸引ポンプが駆動されることによりキャップ内が負圧とされ、ノズル内の増粘したインクやインク中の気泡を吸引除去して、ノズルのクリーニングを行う機能も備えていた。従来、複数のキャップユニットにおいて、キャップの昇降ストロークは、各キャップユニット間で同じ値に設定されていた。
特開２００７−６９４４８号公報（例えば明細書段落［００５０］［００５１］、図７，図８） 特開２００５−６７１２７号公報（例えば明細書段落［００５５］、図２（Ｂ），図１２）

しかしながら、ラインヘッド方式では、多数個の記録ヘッドが支持部材に支持された複数ヘッドタイプの構成や、長尺状のラインヘッドが設けられていた構成であったので、以下の問題が生じる。すなわち、複数ヘッドタイプであれば、複数の記録ヘッドを支持する支持部材が撓んで各記録ヘッドの高さ位置がばらついたり、長尺状のラインヘッドであれば、ラインヘッド自体（例えばヘッドケース部分）が撓んだりする問題があった。

前述のとおり、キャップの昇降ストロークは各キャップユニット間で同じであったため、ラインヘッドに例えば上方へ反った撓みが存在すると、ノズル形成面に対するキャップの密着性が悪くなったり、逆にラインヘッドに下方へ反った撓みが存在すると、キャッピング時の接触圧が過剰になってキャップのシール部材の耐久性が低下したりするという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、流体噴射ヘッドが撓んでも、移動位置に配置された各キャップと流体噴射ヘッドの各ヘッド領域との位置関係のバラツキを小さく抑えることができる流体噴射装置及びキャップ駆動制御方法を提供することにある。

本発明は、流体を噴射可能な流体噴射ヘッドと、前記流体噴射ヘッドの複数のヘッド領域を個々にキャッピングするためのキャップをそれぞれ有する複数のキャップユニットとを備えた流体噴射装置であって、前記キャップユニットは、前記キャップを退避位置から前記各ヘッド領域側へ移動させた移動位置が、前記流体噴射ヘッドの撓みに応じて可変に構成されていることを要旨とする。

これによれば、各キャップを退避位置から各ヘッド領域側へ移動させた移動位置が、流体噴射ヘッドの撓みに応じて可変に構成されているので、流体噴射ヘッドが撓んでいても、複数のキャップがそれぞれの移動位置に配置された際、各キャップと各ヘッド領域との位置関係のバラツキを小さく抑えることができる。

また、本発明の流体噴射装置においては、前記各キャップの前記退避位置から前記移動位置までの移動距離が可変に構成されていることが好ましい。
これによれば、各キャップの退避位置からの移動距離が、流体噴射ヘッドの撓みに応じて可変に構成されているので、流体噴射ヘッドが撓んでいても、複数のキャップがそれぞれ移動位置に配置された際、各キャップと各ヘッド領域との位置関係のバラツキを小さく抑えることができる。

また、本発明の流体噴射装置においては、前記移動位置は、キャッピング位置とフラッシング位置のうち少なくとも一方であることが好ましい。
これによれば、各キャップをキャッピング位置に移動させた際、各キャップをそれぞれ対応する各ヘッド領域に対して略均一かつ適切な強さで密着させることができる。この場合、例えば各ヘッド領域に対するキャッピング機能を効果的に果たすことができる。また、各キャップをフラッシング位置に移動させた際、各キャップをそれぞれ対応する各ヘッド領域から略一定の隙間を隔てた適切なフラッシングに配置できる。この場合、噴射された流体をキャップが受け取ることができ、例えば隙間が広すぎるために噴射された流体（滴）が、ミストとして飛散して流体噴射装置内を汚染等する不都合を回避したり、例えば隙間が狭すぎるために噴射された流体がキャップに跳ね返ってヘッド領域に付着する不都合を回避したりすることができる。

本発明の流体噴射装置においては、前記複数のキャップユニットは、前記キャップを移動させる動力を出力する動力源をそれぞれ有し、前記キャップ毎の移動位置データを記憶するメモリと、前記メモリから読み出した前記移動位置データに基づき、前記各キャップを前記退避位置から前記各移動位置まで移動させるべく前記動力源をそれぞれ駆動制御する制御手段と、をさらに備えることが好ましい。なお、移動位置データには、移動位置を決める位置データだけでなく、移動位置を決める移動距離データも含まれる。以下の発明において同様である。

これによれば、制御手段は、メモリから読み出した各移動位置データに基づき動力源を駆動制御する。その結果、各キャップが流体噴射ヘッドの撓みに応じた適切な移動位置にそれぞれ配置されるので、各キャップと各ヘッド領域との位置関係のバラツキを小さく抑えることができる。

本発明の流体噴射装置においては、前記各ヘッド領域と前記各キャップとの各隙間のうち二以上の隙間をそれぞれ計測する計測手段と、メモリと、前記計測手段が計測した前記隙間に応じた移動位置データを前記メモリに書き込む書込手段と、前記メモリから読み出した前記移動位置データに基づき、前記各キャップを前記移動位置まで移動させるべく前記キャップユニットの動力源をそれぞれ駆動制御する制御手段とを更に備えていることが好ましい。なお、計測すべき二以上の隙間は、少なくとも三箇所であることが望ましい。

これによれば、計測手段により各ヘッド領域と各キャップとの各隙間のうち複数箇所の隙間がそれぞれ計測され、その計測された各隙間に応じた移動位置データが、書込手段によりメモリに書き込まれる。制御手段は、メモリから読み出した移動位置データに基づいて、キャップユニットの動力源を駆動制御し、各キャップをそれぞれの移動位置まで移動させる。このため、流体噴射ヘッドの撓みが経時変化することがあっても、各キャップを適切な位置に配置できる。

本発明の流体噴射装置においては、前記計測手段は、前記流体噴射ヘッドと前記キャップ間に印加された電圧に基づき、前記流体噴射ヘッドから該流体噴射ヘッド側の電位に帯電した状態で噴射された帯電流体が前記キャップに接近する過程で、静電誘導作用により変化するキャップ側の電位を計測して、該計測した電位の変化に基づき前記隙間の距離を求めることが好ましい。

これによれば、流体噴射ヘッドから噴射された帯電流体が、キャップに接近する過程で、キャップ側の電位が静電誘導作用により変化し、その変化する電位が計測される。そして、その計測された電位の変化に基づいて、流体噴射ヘッドとキャップとの隙間（距離）を求める。この結果、流体噴射ヘッドとキャップ間の隙間が非常に短い距離であるものの、その距離を比較的正確に測定できる。よって、各キャップを、流体噴射ヘッドの撓みに応じた適切な移動位置に比較的位置精度よく配置できる。

本発明の流体噴射装置において、前記流体噴射ヘッドは、流体噴射対象である媒体の搬送方向に交差する方向において最大の媒体の幅全域に相当する範囲に渡って前記ヘッド領域としての単位ヘッドを複数配列する状態で支持されたラインヘッドであり、前記流体噴射ヘッドの前記単位ヘッドの配列方向における撓みに応じて前記キャップの移動位置が設定されていることが好ましい。なお、流体噴射ヘッドは、複数ヘッドタイプと長尺状タイプのどちらでもよい。

これによれば、流体噴射ヘッドが自重や組み付け時の締め付け力等によりその長手方向に渡って撓んでも、その撓みに応じてキャップの移動位置が個別に調整できるため、各移動位置まで移動した際に各キャップを、流体噴射ヘッドに対して略一定の位置関係となるように配置できる。

本発明は、流体を噴射可能な流体噴射ヘッドと、前記流体噴射ヘッドの複数のヘッド領域を個々にキャッピングするキャップをそれぞれ有する複数のキャップユニットとを備えた流体噴射装置におけるキャップ駆動制御方法であって、前記流体噴射ヘッドの撓みに応じた移動位置データを各キャップに対応付けて記憶するメモリを備え、前記メモリから読み出した移動位置データに基づき前記キャップユニットの動力源を駆動制御して、前記各キャップをそれぞれの移動位置まで移動させる段階とを備えたことを要旨とする。

これによれば、上記発明の流体噴射装置と同様の効果が得られる。
本発明は、流体を噴射可能な流体噴射ヘッドと、前記複数の複数のヘッド領域を個々にキャッピングするキャップをそれぞれ有する複数のキャップユニットとを備えた流体噴射装置におけるキャップ駆動制御方法であって、前記キャップと前記ヘッド領域との前記流体噴射ヘッドの撓みに応じた隙間を計測手段によりそれぞれ計測する段階と、前記計測した隙間に応じた移動位置データをメモリに記憶する段階と、前記メモリから読み出した移動位置データに基づき前記キャップユニットの動力源をそれぞれ駆動制御して、前記各キャップをそれぞれの移動位置まで移動させる段階とを備えたことを要旨とする。なお、計測手段が計測する隙間は二以上であれば足りる。

これによれば、上記発明の流体噴射装置と同様の効果が得られる。

（第一実施形態）
以下、本発明を具体化した第一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１は、流体噴射装置としてのインクジェット式記録装置の模式正断面図を示す。また、図２（ａ）は、インクジェット式記録装置の平面図、同図（ｂ）は側面図をそれぞれ示す。なお、図２では、インクカートリッジ等のインク供給系を省略している。

図１及び図２に示すように、インクジェット式記録装置（以下、単にプリンタ１１という）は、最大用紙幅全域に渡って延びる流体噴射ヘッドとしてのラインヘッド１２を備えるラインプリンタである。上側が開口する箱状の本体ケース１１Ａ内には、例えば４本（図１では２本のみ図示）の駆動軸１３（スクリュー軸）が立設されており、４本の駆動軸１３に対してヘッド支持部材１４（支持枠）がその四隅のネジ穴にて螺合する状態に支持されている。

ヘッド支持部材１４には、複数個（本例では９個）のヘッド領域及び単位ヘッドとしての記録ヘッド１５が、用紙搬送方向（図１におけるＸ方向）と交差する幅方向Ｙに沿って配列された状態で支持されている。これら複数個の記録ヘッド１５は、図２（ａ）に示すように、平面視において、Ｙ方向に沿って、二列千鳥状に配列されている。本実施形態では、複数個の記録ヘッド１５が共通のヘッド支持部材１４に組み付けられることにより、ラインヘッド１２が構成されている。

４本の駆動軸１３は同期して回転できるように動力伝達機構（図示せず）を介して連結されており、そのうち一本の駆動軸１３が歯車機構１６を介して電動モータ１７と動力伝達可能な状態に連結されている。よって、電動モータ１７が正逆転駆動されることによりラインヘッド１２が図１におけるＺ方向に昇降可能となっている。

図１及び図２に示すように、ラインヘッド１２の下方には、媒体（ターゲット）としての用紙Ｐを搬送するための搬送ユニット２０が配設されている。搬送ユニット２０は、Ｙ方向が軸方向となる向きで互いに平行に配列された三本のローラ２１Ａ〜２１Ｃ（図１では一本のみ図示）と、ローラ２１Ａ〜２１Ｃの軸方向に一定の間隔で複数箇所に巻き掛けられた複数本の搬送ベルト２２と、ローラ２１Ａを回転駆動する電動モータ２３とを備えている。詳しくは、中央一本のローラ２１Ａが駆動ローラ、両側二本のローラ２１Ｂ，２１Ｃが従動ローラとなっており、下流側（図２における左側）の一対のローラ２１Ａ，２１Ｂ間に４本の搬送ベルト２２が巻き掛けられるとともに、上流側の一対のローラ２１Ａ，２１Ｃ間に５本の搬送ベルト２２が巻き掛けられている。複数個の記録ヘッド１５は、各搬送ベルト２２の隙間と対応する位置にそれぞれ配置されている。

電動モータ２３が駆動されて中央のローラ２１Ａが回転駆動することにより、搬送ベルト２２が回転駆動されて、搬送ベルト２２上に載った用紙１８がＸ方向（用紙搬送方向）に搬送される。本実施形態の搬送ユニット２０は、搬送ベルト２２の表面が帯電された静電気力によって用紙１８を表面に吸着して搬送できる静電吸着方式を採用するものである。なお、電動モータ１７の正逆転駆動によりラインヘッド１２を昇降させることによって、記録ヘッド１５と用紙１８（又は搬送ベルト２２上面）との間のギャップの調整が可能となっている。

図１に示すように、ラインヘッド１２の上方位置には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクをそれぞれ収容する４個のインクカートリッジ２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５Ｋが配置されている。各インクカートリッジ２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５Ｋからのインクは、インク供給チューブ２６（一本のみ図示）を通じて各記録ヘッド１５に供給される。なお、流体供給源（流体収容体）は、インクカートリッジに替えてインクタンクを採用できる。また、インク供給方式については、水頭差を利用したインク供給方式、加圧空気等を利用した加圧供給方式などを採用できる。

図１に示すように、各記録ヘッド１５の下方には、キャップユニット３０がそれぞれ配設されている。キャップユニット３０は、記録ヘッド１５のノズル形成面１５Ａをキャッピングするためのキャップ３１と、キャップ３１を昇降させる昇降機構３２とを備える。昇降機構３２は、キャップ３１の底面に当接するカム３３（回転カム）と、カム３３を正逆回転させる動力源としての電動モータ３４とを備える。図１では昇降機構３２を模式的に描いているが、詳しくは図２（ｂ）に示すように、カム３３の回転軸は、歯車機構３５を介して電動モータ３４の駆動軸と動力伝達可能に連結されている。電動モータ３４が正転駆動すると、カム３３が図１に示す状態から時計方向へ回転して、キャップ３１が退避位置（最下降位置）からキャッピング位置（最上昇位置）まで上昇し、一方、キャップ３１がキャッピング位置にある状態から電動モータ３４が逆転駆動すると、カム３３が反時計方向へ回転して、キャップ３１が退避位置（最下降位置）まで下降する。なお、キャップ３１は、退避位置とキャッピング位置との中間位置としてフラッシング位置にも配置可能となっている。

また、図１に示すように、各キャップ３１は配管（チューブ）３８を介して吸引ポンプ３６の吐出口と接続されている。吸引ポンプ３６はポンプモータ３７と動力伝達可能に連結されている。キャップ３１が記録ヘッド１５のノズル形成面１５Ａに当接したキャッピング状態の下で、ポンプモータ３７が駆動されることにより、配管３８を通じて各キャップ３１内へ負圧が導入されて、ノズル形成面１５Ａに開口するノズルに吸引力（負圧）が及んで、ノズル内の増粘インクやインク中の気泡等を吸引除去するクリーニングが行われる。

各キャップユニット３０は個別に電動モータ３４を備えるので、電動モータ３４を個別に駆動制御することにより、キャップ３１の昇降ストロークが個別に制御されるように構成されている。なお、昇降機構３２は、回転式のカム３３を用いた機構に替え、円筒カムを用いた機構、動力源としてシリンダ、ソレノイド、圧電アクチュエータ等を用いた機構なども採用できる。

図３は、ラインヘッドをノズル開口面側から見た底面図を示す。なお、同図ではヘッド支持部材を省略している。幅方向Ｙに沿って二列千鳥状に配列されている複数個の記録ヘッド１５の下面（底面）であるノズル形成面１５Ａには、インクの４色に対応する４本のノズル列１５Ｂが形成されている。一本のノズル列１５Ｂは、多数個（例えば１８０個）のノズルが千鳥状に配列されてなる。記録ヘッド１５内には、各ノズル列１５Ｂに対応する４つの流路が形成されており、各流路には対応するインク色のインクが供給される。よって、同一のノズル列１５Ｂを構成するノズルからは、同一色のインクが噴射される。

記録ヘッド１５内には、ノズル毎に吐出駆動素子（いずれも図示せず）が設けられ、吐出駆動素子が駆動されて吐出力がインクに及ぶことで、ノズルからインク滴が吐出される。なお、吐出駆動方式としては、吐出駆動素子として圧電振動素子を用いた圧電方式、静電駆動素子を用いた静電方式、ヒータを用いたサーマル方式などを採用できる。

また、記録ヘッド１５が千鳥配置されることにより、１列目（図３における上列）の記録ヘッド１５のノズル列と、２列目の記録ヘッド１５のノズル列とが、用紙搬送方向Ｘ（同図における上下方向）に投影したときに両端部の少なくとも１個のノズルが重なるか、両端のノズルがノズルピッチを開けて連続するようになっている。このため、ラインヘッド１２を固定したままでも用紙最大幅範囲の印字が可能となっている。

図４は、プリンタの電気的構成を示す。図４に示すように、プリンタ１１は、コントローラ４０、ヘッドドライバ４１及びモータドライバ４２〜４４を備えている。コントローラ４０は、ヘッドドライバ４１を介して各記録ヘッド１５と接続され、モータドライバ４２を介して電動モータ３４と接続され、さらにモータドライバ４３を介してポンプモータ３７と接続されている。また、コントローラ４０は、モータドライバ４４を介して電動モータＣＭ１〜ＣＭ９（３４）と接続されている。なお、各昇降機構３２が有する９個の電動モータ３４を、図４〜図６では、１個ずつ区別して符号ＣＭ１〜ＣＭ９で表す。

コントローラ４０は、ＣＰＵ５１、ＡＳＩＣ５２（Application Specific ＩＣ（特定用途向けＩＣ））、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４及びフラッシュメモリ５５を内蔵している。ＲＯＭ５３には、ＣＰＵ５１が実行するための各種プログラムが記憶されている。ＲＡＭ５４は、ＣＰＵ５１が演算結果等のデータを一時記憶するための作業メモリとして使用される。フラッシュメモリ５５には、各キャップ３１の昇降ストロークを決める電動モータＣＭ１〜ＣＭ９（３４）の駆動量データが記憶されている。

フラッシュメモリ５５への駆動量データは次のようにして書き込まれる。図５に示すように、記録ヘッド１５等の自重やラインヘッド１２の組み付け時の締め付け力等により、ヘッド支持部材１４が撓んでラインヘッド１２に僅かであるが無視できない反りが発生する。この反りに合わせてキャップ３１毎の上昇ストロークを調整するために、プリンタ１１の出荷前にフラッシュメモリ５５への駆動量データの書込みが行われる。

まずキャップ３１を退避位置に配置し、例えば隙間ゲージを用いて、すべてのキャップユニット３０について、キャップ３１とノズル形成面１５Ａとの隙間（ギャップ）を計測する。キャップ３１は、合成樹脂製の保持部材３１Ａ上に一体成形されたエラストマ等の弾性材料よりなる四角環状のシール部材３１Ｂを有し、このシール部材３１Ｂの先端とノズル形成面１５Ａとの隙間を計測する。

図５における左側のキャップユニット３０から順に右方向へ進むに連れて、隙間ΔＧを、ΔＧ１，ΔＧ２，…，ΔＧ９とする。図５に示す例では、ラインヘッド１２は、中央部が上方へ変位するように反っているため、ヘッド列方向中央に位置する記録ヘッド１５とキャップ３１との隙間ΔＧ５が最大となり、ラインヘッド１２の両端側へいくほど、隙間ΔＧが小さくなっている。そして、計測した隙間ΔＧ１〜ΔＧ９から、キャップ３１がノズル形成面１５Ａに適切な接圧で当接しうるキャッピング位置と、ノズル形成面１５Ａから一定の隙間だけ離間しうるフラッシング位置とを、電動モータＣＭ１〜ＣＭ９の駆動量相当の値で示される駆動量データとして計算し、計算した駆動量データをフラッシュメモリ５５に書き込む。なお、フラッシングとは、例えば印刷中にノズル内の増粘等したインクを排出すべく印刷とは関係のないインク滴を噴射（吐出）する動作のことであり、フラッシング時のインク滴はキャップ３１内に吐出される。

図７は、フラッシュメモリに記憶されたテーブルデータを示す。図７に示すように、フラッシュメモリ５５には、各電動モータＣＭ１〜ＣＭ９に対応付けて、キャッピング時のモータ駆動量ΔＭ１，ΔＭ２，…，ΔＭ９と、フラッシング時のモータ駆動量ΔＦ１，ΔF２，…，ΔF９とが格納されたテーブルデータＴＤが記憶されている。なお、本実施形態では、モータ駆動量ΔＭ１，…，ΔＭ９や、モータ駆動量ΔＦ１，…，ΔF９が、移動位置データ（移動距離データ）に相当する。

ここで、キャッピング位置は、隙間ΔＧに、キャップ３１を適切な圧接力でノズル形成面１５Ａに当接させられるようにシール部材３１Ｂを圧縮変形させるのに必要な距離ΔＤを加えた値を、キャップ３１の昇降ストロークとして取得される。そして、このキャッピング位置に対応するモータ駆動量ΔＭ１〜ΔＭ９を算出してフラッシュメモリ５５に書き込む。また、フラッシング位置は、フラッシング時に噴射されたインク滴がキャップ３１に到達する前にミストとなって飛散してしまうほど広くなく、かつ噴射されたインク滴がキャップ３１で跳ね返ってノズル形成面１５Ａに付着するほど狭くない一定の隙間をノズル形成面１５Ａとの間に確保しうる位置に設定される。このフラッシング位置も、隙間ΔＧから一義的に計算され、その計算された値に対応するモータ駆動量ΔＦ１〜ΔＦ９を算出してフラッシュメモリ５５に書き込む。なお、モータ駆動量ΔＭ及びΔＦは、例えばキャップ３１が退避位置にあるときのモータ回転位置（回転角）を原点とし、その原点からのモータ駆動量で示された値である。

なお、図５に示したラインヘッド１２の反りの例はあくまで一例に過ぎず、ラインヘッド１２の支持構造や組み付け条件（例えば締め付け力）等の違いによって反り形状は異なり、例えばラインヘッド１２の中央部が下方へ変位する反りが発生する場合もある。そして、その反り形状に応じたモータ駆動量データがフラッシュメモリ５５に書き込まれる。

さて、キャップユニット３０を駆動制御するとき、コントローラ４０は、例えば電動モータＣＭ１〜ＣＭ４に対応する９個のカウンタで、退避位置に相当する原点からのモータ駆動量を計数して、キャップ３１の位置を管理する。印刷前の待機中においては、キャップ３１はキャッピング位置に配置される。そして、コントローラ４０は、印刷実行指令を受け付けると、キャップ３１をフラッシング位置まで下降させる。すなわち、コントローラ４０は、フラッシュメモリ５５から各電動モータＣＭ１〜ＣＭ９に対応するフラッシング時のモータ駆動量ΔＦ１〜ΔＦ９を読み出す。そして、各電動モータＣＭ１〜ＣＭ４を、モータ駆動量（ΔＭ１−ΔＦ１），（ΔＭ２−ΔＦ２），…，（ΔＭ９−ΔＦ９）だけ逆転駆動させる。そして、コントローラ４０は、各電動モータＣＭ１〜ＣＭ４に対応する９個のカウンタがデクリメントされて、それぞれΔＦ１〜ΔＦ９の値になった時点で電動モータＣＭ１〜ＣＭ４の駆動を停止させる。この結果、ラインヘッド１２の反りのために高さ位置のばらついたどのノズル形成面１５Ａからも、キャップ３１は一定の隙間を開けた適切なフラッシング位置に配置される。よって、フラッシング時に噴射されたインク滴がキャップ３１に到達することなくミストとなってプリンタ１１内を汚染したり、キャップ３１から跳ね返ったインク滴によってノズル形成面１５Ａが汚染されたりする不都合を回避できる。

その後、印刷が終了すると、コントローラ４０は、フラッシュメモリ５５からキャッピング時のモータ駆動量ΔＭ１〜ΔＭ９を読み出す。そして、各カウンタが、それぞれ対応するモータ駆動量ΔＭ１〜ΔＭ９の各値に達するまで、電動モータＣＭ１〜ＣＭ９を駆動する。この結果、各キャップ３１は、ラインヘッド１２の反りによって各記録ヘッド１５のノズル形成面１５Ａの高さ位置がばらついていても、各キャップ３１は対応するノズル形成面１５Ａに均一かつ適切な接圧で当接する。よって、キャップ３１の接圧が弱過ぎて僅かに発生した隙間によってキャップ３１内の保湿性が阻害されてノズル目詰まりが誘発されることや、逆にキャップ３１の接圧が強過ぎてシール部材３１Ｂが早期に摩耗や変形等することに起因して起こるキャップ３１の耐久性の低下などの問題を回避することができる。

以上、詳述したように本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）複数のキャップ３１の昇降ストロークをラインヘッド１２の反りに応じて設定された各値に基づき個別に制御する構成なので、ラインヘッド１２に発生する反りなどが原因で記録ヘッド１５の高さ位置がばらついても、キャップ３１をノズル形成面１５Ａに均一かつ適切な接圧で当接させることができる。

（２）予め隙間ゲージなどの計測器を用いて計測した隙間ΔＧから求めた、キャッピング時のモータ駆動量ΔＭ１〜ΔＭ９やフラッシング時のモータ駆動量ΔＦ１〜ΔＦ９を予めフラッシュメモリ５５に書き込んで出荷する方法を採用した。このため、隙間ΔＧを計測するための距離センサなどを設けなくても、キャップ３１の昇降ストロークを個別に可変させた制御を行うことができる。

（３）また、フラッシング位置に対応するモータ駆動量ΔＦ１〜ΔＦ９のデータもフラッシュメモリ５５に記憶させているので、各キャップ３１をノズル形成面１５Ａの高さ位置に応じた適切なフラッシング位置に配置することができる。この結果、フラッシング時のインク滴がミストとなって起こるプリンタ１１内の汚染や、フラッシング時にキャップ３１で跳ね返ったインク滴がノズル形成面に付着する事態を効果的に回避できる。例えばノズル開口にかかるようにインク滴が付着すると、そのノズル開口からインク滴が噴射される際に付着しているインクに接触して、そのインク滴の飛行経路を曲げて印刷品質が低下する事態を回避できる。
（第二実施形態）
本実施形態は、ノズル形成面とキャップとの距離を計測する距離センサを備えた例である。図９（ａ）はラインヘッドをノズル形成面側から見た底面図、同図（ｂ）はプリンタの模式正面図を示す。なお、図９（ｂ）は、ラインヘッド６１が反った例で示している。

図９（ａ）に示すように、ラインヘッド６１は、長尺四角板状のヘッド支持部材６２と、ヘッド支持部材６２に埋設された複数のヘッド領域又は単位ヘッドとしての記録ヘッド６３とを備える。記録ヘッド６３のノズル形成面６３Ａには、各インク色（例えばＣＭＹＫの４色）に対応する複数本（本例では４本）のノズル列６３Ｂが形成されている。各記録ヘッド６３の同一インク色の各ノズル列６３Ｂは、ヘッド支持部材６２内で同一の流路で連通している。各記録ヘッド６３は、ノズル列６３Ｂがラインヘッド６１の長手方向に対して所定角度（例えば２０〜６０度）で傾斜する向きに配置されている。そして、隣接する記録ヘッド６３の各ノズル列６３Ｂは、用紙搬送方向Ｘに投影したときにそれぞれの端部のノズル同士が重複するか、最端のノズル同士がノズルピッチを開けて連続する位置関係にある。

また、図９（ｂ）に示すように、ヘッド支持部材６２は、前記第１実施形態と同様に、四隅を４本の駆動軸１３（スクリュー軸）に螺合された状態で支持されており、電動モータ１７が正逆転駆動されることにより歯車機構１６を介して４本の駆動軸１３が正転又は逆転することにより、ラインヘッド６１は駆動軸１３に沿って昇降する。ラインヘッド６１の下方には、各記録ヘッド６３の下方対向位置に複数（本例では４個）のキャップユニット３０がそれぞれ配設されている。各キャップユニット３０は、前記第一実施形態のものと基本的に同様の構成であり、キャップ６４、昇降機構３２及び電動モータＣＭ１〜ＣＭ４（３４）を備えている。

図９（ａ）に示すように、複数の記録ヘッド６３が斜めの配置パターンで配列されることにより、ノズル形成面６３Ａの周縁に、隣のノズル形成面６３Ａを覆うキャップ６４と干渉することなく、キャップ６４を当接できる領域が確保される。このため、各ノズル形成面６３Ａを別々のキャップ６４で覆うことが可能となっている。

図８は、プリンタの電気的構成を示す。本実施形態のプリンタは、図８に示す距離センサ６５を備えた点以外は前記第一実施形態と基本的に同様の構成である。コントローラ４０には、キャップ６４と同数である４個の距離センサ６５が接続されている。距離センサ６５は、ノズル形成面１５Ａとキャップ３１との距離を測定するセンサであり、この距離センサ６５とコントローラ４０とにより、距離測定装置が構成される。

図１０は、距離センサを有する距離測定装置を示す。距離センサ６５（図１０にて一点鎖線で囲まれた部分）は、キャップ６４内に配置された電極部材６７及び記録ヘッド６３のノズル形成面６３Ａに電圧を印加するための電圧印加回路６８（図１０にて二点鎖線で囲まれた部分）と、電極部材６７からの検出信号を積分して出力する積分回路６９とを備える。さらに、距離センサ６５は、積分回路６９から出力された信号を反転増幅して出力する反転増幅回路７０と、該反転増幅回路７０から出力された信号をＡ／Ｄ変換してコントローラ４０へ出力するＡ／Ｄ変換回路７１とを備える。なお、電極部材６７は、キャップ６４内に配置された上下二層のインク吸収材６６Ａ，６６Ｂの間に挟持されている。

電圧印加回路６８は、電極部材６７が正極になると共に記録ヘッド６３のノズル形成面６３Ａが負極になるように、直流電源（例えば４００Ｖ）と抵抗素子（例えば１Ｍル）とを備えている。そのため、上側のインク吸収材６６Ａの上面には、正の電荷が帯電することになる一方で、記録ヘッド６３のノズル形成面６３Ａには、負の電荷が帯電することになる。

次に、距離センサ６５を用いて、ノズル形成面６３Ａとキャップ６４との距離（隙間）を計測する原理について説明する。まずキャップ６４を退避位置に配置する。距離の計測は、吐出駆動素子６３Ｄを駆動させてノズル６３Ｃからインク滴をキャップ６４内に吐出することにより行われる。ノズル６３Ｃから吐出されたインク滴には、負の電荷が帯電する。この負の電荷が帯電したインク滴がキャップ６４に接近するに連れて、静電誘導によって、インク吸収材６６Ａ上の正の電荷が増加する。そして、インク滴がインク吸収材６６Ａに着弾すると、インク滴の負の電荷によって、着弾箇所における正の電荷が中和されるため、電極部材６７とノズル形成面６３Ａとの間の測定電位差が、インク滴吐出前の初期電位差よりも一瞬小さくなる。その後、中和されたインク滴が正に帯電し、測定電位差が初期電位差に戻る。この過程で、測定電位差変化に応じた図１０に示す電圧波形信号Ｖ１が積分回路６９に入力される。この電圧波形信号Ｖ１は反転増幅回路７０で反転増幅されて電圧波形信号Ｖ２として出力され、さらに電圧波形信号Ｖ２がＡ／Ｄ変換回路７１でＡ／Ｄ変換されて電圧波形信号Ｖ３としてコントローラ４０に出力される。

本実施形態では、ノズル列６３Ｂの長手方向中央に位置するノズル６３Ｃから、例えば各記録ヘッド６３で同時にインク滴を噴射させる。各記録ヘッド６３から噴射されたインク滴の検出信号（電圧波形信号Ｖ３）は、各距離センサ６５からコントローラ４０に入力される。

コントローラ４０内のＣＰＵ５１は、距離センサ６５から入力した電圧波形信号Ｖ３を基に、ノズル６３Ｃから噴射されたインク滴がインク吸収材６６Ａの上面に着弾するまでの到達時間ΔＴ（所要時間）を求め、その到達時間ΔＴと既知のインク飛翔速度Ｖとを用いて、距離Ｄ（インク飛翔距離）を、式 Ｄ＝Ｖ・ΔＴにより計算する。ここで、到達時間ΔＴは、図１０における電圧波形信号Ｖ３において、初期電位差からの立ち上がり開始時から最初のピークまでの変化に要した時間となる。

ＣＰＵ５１は、キャップ６４毎にノズル形成面６３Ａとキャップ６４（インク吸収材６６Ａの上面）との距離Ｄn（ｎは４個のキャップ６４を識別する識別子）を演算する。すなわち、例えばフラッシュメモリ５５には、距離Ｄｎとモータ駆動量ΔＭ及びΔＦとの関係を示すテーブルデータが別途記憶されており、ＣＰＵ５１は、このテーブルデータを参照して、距離Dｎから、キャッピング時のモータ駆動量ΔＭ１〜ΔＭ４及びフラッシング時のモータ駆動量ΔＦ１〜ΔＦ４を求め、フラッシュメモリ５５に書き込む。この結果、フラッシュメモリ５５には、図７と同様のテーブルデータＴＤが記憶される。ここで、図９（ｂ）に示すラインヘッド１２の各記録ヘッド６３とキャップ６４Ｂとの隙間ΔＧ１〜ΔＧ４は、距離Ｄｎから、シール部６４Ｂの上端位置からインク吸収材６６Ａの上面位置までの一定の距離を差し引いた距離に等しく、モータ駆動量ΔＭ１〜ΔＭ４、ΔＦ１〜ΔＦ４は、隙間ΔＧ１〜ΔＧ４に応じた値をとる。本実施形態では、記録ヘッド６３とキャップ６４との距離を、記録ヘッド６３とインク吸収部６６Ａ（キャップ６４の内部）との間の距離として計測している。なお、距離センサ６５による計測タイミングは、クリーニングの頻度が高くなったとき、マニュアル操作時、一箇月〜一年の範囲内の所定期間ごとに設定することができる。

コントローラ４０は、キャップ６４をキャッピング位置に移動させるときは、まずフラッシュメモリ５５から電動モータＣＭ１〜ＣＭ４に対応するモータ駆動量ΔＭ１〜ΔＭ４のデータを読み出し、各カウンタがモータ駆動量ΔＭ１〜ΔＭ４の値に達するまで電動モータＣＭ１〜ＣＭ４を駆動する。

こうしてラインヘッド６１が反っていてノズル形成面６３Ａの高さ位置がばらついていても、各ノズル形成面６３Ａとキャップ６４との間の測定距離に応じてキャップ６４の上昇ストロークが調整されるので、どのキャップ６４もノズル形成面６３Ａに適切な接圧で密着する。

また、コントローラ４０は、キャップ６４をフラッシング位置に移動させるときは、まずフラッシュメモリ５５から電動モータＣＭ１〜ＣＭ４に対応するモータ駆動量ΔＦ１〜ΔＦ４のデータを読み出し、各カウンタがモータ駆動量ΔＦ１〜ΔＦ４の値に達するまで電動モータＣＭ１〜ＣＭ４を駆動する。こうしてラインヘッド６１が反っていてノズル形成面６３Ａの高さ位置がばらついていても、各ノズル形成面６３Ａとキャップ６４との間の測定距離に応じてキャップ６４のフラッシング位置までの昇降ストロークが調整されるので、どのキャップ６４もノズル形成面６３Ａから一定の距離だけ離間する。

よって、この第二実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（５）距離センサ６５を用いてノズル形成面６３Ａとキャップ６４との距離の計測を、クリーニングの頻度が高くなったとき、マニュアル操作時、一箇月〜一年の範囲内の所定期間ごとに行うことができるので、データを更新できる。よって、ラインヘッド６１の反り具合、すなわち各記録ヘッド６３のノズル形成面６３Ａの高さ位置が経時変化しても、キャップ３１を適切な接圧でノズル形成面６３Ａに密着させることができる。距離センサ６５を用いて実際にキャップ６４とノズル形成面６３Ａとの間の距離を測定し、その測定結果に基づいてキャップ６４の昇降ストロークを決める構成なので、記録ヘッド６３の位置の経時変化にも対応できる。

尚、実施形態は、上記に限定されるものではなく、以下のように変更してもよい。
（変形例１）キャップの移動距離を可変とする構成に限定されない。要するに、キャッピング位置やフラッシング位置などの移動位置が、ラインヘッドの撓みに応じて可変な構成であれば足りる。例えば各キャップの退避位置（最下降位置）をラインヘッドの撓みに応じて位置調整するとともに、キャップの退避位置からキャッピング位置又はフラッシング位置までの移動ストロークをどのキャップでも同じ値とすることにより、キャップの移動位置（キャッピング位置やフラッシング位置）をラインヘッドの撓みに応じて位置調整される構成も採用できる。

（変形例２）ラインヘッドの反り（撓み）に対応できるようにしたが、用途は反り対策に限定されない。例えばキャップユニットの組み付け位置の高さ方向のバラツキに起因するキャップの高さ位置のばらつきを調整するために本発明を適用することもできる。また、キャップのシール部材の摩耗や変形に起因するキャップの密着性の低下を防ぐために行われる昇降ストロークの調整でもよい。要するに、用途は、キャップの昇降ストロークをキャップごと個別に調整する必要のあるものであればよい。

（変形例３）キャップユニット自体の位置を調整してもよい。例えばキャップユニットをフレーム本体に組み付けるときに、フレーム本体底面とキャップユニットとの間にスペーサを介することでキャップユニットの組み付け位置を上下方向に調整することで、ラインヘッド１２の反りに応じてキャップ位置を調整する構成も採用することができる。この構成の場合、キャップ３１の昇降ストロークを各キャップユニット３０間で同じにすることができる。

（変形例４）前記実施形態では、ターゲットとしての用紙を搬送する搬送ユニットとして、搬送ベルト機構を採用したが、搬送ローラで用紙を搬送するとともに記録ヘッドの直下に配置されたプラテンとを有するプリンタ構成も採用できる。

（変形例５）前記第一実施形態で、長尺状のラインヘッドを用いてもよいし、前記第二実施形態で、複数個の記録ヘッドが千鳥配置されてなるラインヘッドを用いてもよい。この場合、記録ヘッドの列数は、二列に限定されず、三列や四列、さらには五列以上でもよい。また、列毎の記録ヘッドを異なるヘッド支持部材に支持する構成も採用できる。

（変形例６）キャップ毎に距離測定装置を設けるのではなく、距離測定装置をキャップの一つおきに設けてもよい。さらには、両端のキャップと中央のキャップの計３個のキャップにのみ距離センサを設ける構成でも構わない。また、ラインヘッドの長手方向における撓みが中心を挟んだ両側で対称であれば、ラインヘッドの長手方向一端部と中央部との二箇所でキャップとの隙間を計測する構成も採用できる。また、距離測定装置は、帯電したインク滴の飛翔中の電位差変化から距離を求める方式に限定されない。例えばレーザー式測長装置など他の方式の距離測定装置を採用できる。

（変形例７）流体噴射装置としてのプリンタは、ラインプリンタに限定されず、例えば記録ヘッドが用紙幅方向に移動（走査）しながら印刷が行われるシリアル式プリンタに適用してもよい。シリアルプリンタであっても、ヘッドの最大用紙幅に占める長さの割合が高い長尺のものであれば、同様の効果が得られる。

（変形例８）前記実施形態では、流体噴射装置をインクジェット式記録装置に具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の流体（液体や、機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルのような流状体、流体として流して噴射できる固体を含む）を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材（画素材料）などの材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置、ゲル（例えば物理ゲル）などの流状体を噴射する流状体噴射装置であってもよい。なお、「流体」とは、気体のみからなる流体を含まない概念であり、例えば液体（無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）等を含む）、液状体、流状体などが含まれる。

第一実施形態におけるプリンタの概略構成を示す模式正断面図。 （ａ）プリンタの概略構成を示す模式平面図、（ｂ）模式側面図。 ラインヘッドを構成する記録ヘッド群を示す底面図。 プリンタの電気的構成を示すブロック図。 退避位置にあるときのキャップユニットとラインヘッドを示す模式正面図。 キャッピング状態におけるキャップユニットとラインヘッドを示す模式正面図。 フラッシュメモリのテーブルデータ図。 第二実施形態におけるプリンタの電気的構成を示すブロック図。 （ａ）ラインヘッドの底面図、（ｂ）ラインヘッドの模式正面図。 距離測定装置を説明する模式図。

符号の説明

１１…流体噴射装置としてのプリンタ、１２…流体噴射ヘッドとしてのラインヘッド、１４…ヘッド支持部材、１５…ヘッド領域又は単位ヘッドとしての記録ヘッド、１８…媒体（ターゲット）としての用紙、２０…搬送ユニット、２２…搬送ベルト、２３…電動モータ、３０…キャップユニット、３１…キャップ、３２…昇降機構、３３…カム、３４（ＣＭ１〜ＣＭ９）…動力源としての電動モータ、４０…制御手段としてのコントローラ、５１…制御手段及び書込手段を構成するＣＰＵ、５５…メモリとしてのフラッシュメモリ、６１…流体噴射ヘッドとしてのラインヘッド、６２…ヘッド支持部材、６３…ヘッド領域又は単位ヘッドとしての記録ヘッド、６４…キャップ、６５…計測手段としての距離センサ、Ｄｎ…隙間としての距離。

Claims (9)

1. 流体を噴射可能な流体噴射ヘッドと、前記流体噴射ヘッドの複数のヘッド領域を個々にキャッピングするためのキャップをそれぞれ有する複数のキャップユニットとを備えた流体噴射装置であって、
   前記複数のキャップユニットは、前記各キャップを退避位置から前記各ヘッド領域側へ移動させた移動位置が、前記流体噴射ヘッドの撓みに応じて可変に構成されていることを特徴とする流体噴射装置。
2. 前記各キャップの前記退避位置から前記移動位置までの移動距離が可変に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置。
3. 前記移動位置はキャッピング位置とフラッシング位置のうち少なくとも一方であることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体噴射装置。
4. 前記複数のキャップユニットは、前記キャップを移動させる動力を出力する動力源をそれぞれ有し、
   前記キャップ毎の移動位置データを記憶するメモリと、
   前記メモリから読み出した前記移動位置データに基づき、前記各キャップを前記退避位置から前記各移動位置まで移動させるべく前記動力源をそれぞれ駆動制御する制御手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
5. 前記各ヘッド領域と前記各キャップとの各隙間のうち少なくとも二以上の隙間をそれぞれ計測する計測手段と、
   メモリと、
   前記計測手段が計測した前記隙間に応じた移動位置データを前記メモリに書き込む書込手段と、
   前記メモリから読み出した前記移動位置データに基づき、前記各キャップを前記移動位置まで移動させるべく前記キャップユニットの動力源をそれぞれ駆動制御する制御手段と
   を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
6. 前記計測手段は、前記流体噴射ヘッドと前記キャップ間に電圧が印加された状態で、前記流体噴射ヘッドから該流体噴射ヘッド側の電位に帯電した状態で噴射された帯電流体が、前記キャップに接近する過程において、静電誘導作用により変化するキャップ側の電位を計測して、該計測した電位の変化に基づいて前記隙間の距離を求めることを特徴とする請求項５に記載の流体噴射装置。
7. 前記流体噴射ヘッドは、流体噴射対象である媒体の搬送方向に交差する方向において最大の媒体の幅全域に相当する範囲に渡って前記ヘッド領域としての単位ヘッドを複数配列する状態で支持されたラインヘッドであり、前記流体噴射ヘッドの前記単位ヘッドの配列方向における撓みに応じて前記キャップの移動位置が設定されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
8. 流体を噴射可能な流体噴射ヘッドと、前記流体噴射ヘッドの複数のヘッド領域を個々にキャッピングするキャップをそれぞれ有する複数のキャップユニットとを備えた流体噴射装置におけるキャップ駆動制御方法であって、
   前記流体噴射ヘッドの撓みに応じた移動位置データを各キャップに対応付けて記憶するメモリを備え、
   前記メモリから読み出した移動位置データに基づき前記キャップユニットの動力源を駆動制御して、前記各キャップをそれぞれの移動位置まで移動させる段階と
   を備えたことを特徴とする流体噴射装置におけるキャップ駆動制御方法。
9. 流体を噴射可能な流体噴射ヘッドと、前記流体噴射ヘッドの複数のヘッド領域を個々にキャッピングするキャップをそれぞれ有する複数のキャップユニットとを備えた流体噴射装置におけるキャップ駆動制御方法であって、
   前記キャップと前記ヘッド領域との前記流体噴射ヘッドの撓みに応じた隙間を計測手段によりそれぞれ計測する段階と、
   前記計測した隙間に応じた移動位置データをメモリに記憶する段階と、
   前記メモリから読み出した移動位置データに基づき前記キャップユニットの動力源をそれぞれ駆動制御して、前記各キャップをそれぞれの移動位置まで移動させる段階と
   を備えたことを特徴とする流体噴射装置におけるキャップ駆動制御方法。

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