JP2012196971A - インクジェット記録ヘッドのキャッピング構造およびインクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット式の記録装置において、ヘッド部のノズルが、増粘したインク滴によって塞がれて生ずる画像の乱れを解消する。
【解決手段】ヘッド部１４が下方に突出し、該ヘッド部１４の先端ノズル面にインク滴を吐出するノズル１６が形成されている記録ヘッド部１０と、底面部２１と該底面部２１の周囲から立ち上がる枠部２２とを有し、非記録時に前記ヘッド部１４に被せられるキャップ１１とを備え、前記キャップ１１をヘッド部１４に被せたとき、ヘッド部１４の側面１８とキャップ１１の枠部２２の内面２７との間に、下記式１で示される、ヘッド部側面１８に付着したインク液滴の最大厚さより大きい隙間２８を設けたインクジェット記録ヘッドのキャッピング構造である。
【選択図】図１

Description

本発明はインクジェット記録ヘッドのキャッピング構造およびインクジェット式記録装置に関する。

通常のインクジェット式の記録装置に設けられる記録ヘッドは、例えば図２０に示すように、先端にフェイス面１０１を有し、そのフェイス面１０５には、インク滴を吐出するためのノズル１０２が形成されたヘッド部１０３が突出している（特許文献１）。

また、記録装置には、ノズル１０２内のインクの乾燥を防止するために、皿状のゴム製のキャップ１０９が設けられる。このキャップ１０９によってヘッド部１０３を覆うようにしている。すなわち、このキャップ１０９にはフェイス面１０１の外周領域１０６に弾力的に当接する隆起部１１０が設けられ、底部にはノズル１０２内に残ったインクを吸引するための吸引孔１１１が形成されている。
さらにキャップ１０９を被せる前に、図示しないワイピングブレードでヘッド部１０３のノズル面１０５の残インクを拭きとるようにしている。

特開２００６−１０３２７５号公報

従来の記録装置では、印刷時にヘッド部１０３のノズル１０２内にインクを充填するとき、ノズル１０２からインクが流れ出て、ノズル面１７５を濡らすが、一部はヘッド部１０３の側面１１２にも広がる。また、前述のように、ワイピングブレードでヘッド部１０３のノズル面１７５の残インクを拭きとるが、残インクの一部はヘッド部１０３の側面１１２に追いやられる。さらに側面に付着したインクが液滴状になると、外周領域まで広がってしまう。
ここで、従来の記録装置ではヘッド部１０３の側面とキャップ１０９の隆起部１１０が当接する位置の間の距離が１ｍｍ以下しかないため、キャップ１０９をヘッド部の側面１１２や外周領域１０６に付着したインクの一部は隆起部１１０の外側にはみ出した状態になる。隆起部１１０の外側にはみ出したインクは外気にさらされるので乾燥してしまい、粘度が高くなり最悪固化してしまう。
そのため、ワイピングブレードでヘッド部１０３をクリーニングする際に、ワイピングブレードインクが固化していれば、ワイピングブレードが固化したインクに当接した際に、ワイピングブレードが変形したり傷ついたりし、その結果、ワイピング不良が発生して、インクの拭き残しが生じることでインクの吐出に支障が生じてしまう。また、増粘したインクにワイピングブレードが接触してワイピングブレードに増粘したインクが付着すると、この増粘したインクがノズル１０２に付着してインクの吐出を妨げてしまうことがある。

従って、本発明は、従来のインクジェット式記録装置における上記の問題を解消し、ヘッドの側面に付着したインクが増粘するのを抑制し、残インクがノズル面に付着するのを抑制し、長期間放置した場合でも不吐出が生じず、画像の乱れを防止することができるインクジェット記録ヘッドのキャッピング構造、およびこれを用いたインクジェット式記録装置を提供することを技術課題としている。

本発明のインクジェット記録ヘッドのキャッピング構造は、ヘッド部が下方に突出し、該ヘッド部の先端ノズル面にインク滴を吐出するノズルが形成されている記録ヘッド部と、底面部と該底面部の周囲から立ち上がる枠部とを有し、非記録時に前記ヘッド部に被せられるキャップとを備え、前記キャップをヘッド部に被せた状態で、ヘッド部の側面とキャップの枠部内面との間に、下記式１で示される、ヘッド部側面に付着したインク液滴の最大厚さＨより大きい隙間を設けた、ことを特徴とする（請求項１）。

（但し、Ｓはヘッド部側面に付着したインク液滴の断面積［ｍ²］を示し、γはインク滴の表面張力［ｍＮ／ｍ］、θはヘッド部の側面と液滴の上面とのなす角度［度］、ρは液滴の密度［ｋｇ／ｍ²］、ｇは重力加速度［ｍ／ｓ²］である。）

ヘッド部の側面とキャップの枠部内面との間に形成される前記隙間は２ｍｍ以上であるのがよい（請求項２）。また、前記キャップの枠部先端に弾性体からなる突条が設けられており、該突条と対向する前記記録ヘッド部の先端表面には、前記突条が嵌合する環状溝が形成されており、前記記録ヘッド部に、前記環状溝から前記突条を押し出すための押し出し機構が設けられているのが好ましい（請求項３）。その場合、前記押し出し機構は、前記記録ヘッドに回転自在に設けられた軸と、この軸に固定された板状ないし扁平ローラ状の押し出し部材とからなり、前記軸を回転させて、前記押し出し部材によって前記突条を環状溝から押し出すようにするのが好ましい（請求項４）。

また、本発明のインクジェット式記録装置は、上記のインクジェット記録ヘッドのキャッピング構造を備えたものであって、記録紙を搬送する搬送ユニットと、該搬送ユニットの上に設けられ、ヘッド部が下方に突出し、該ヘッド部の先端ノズル面にインク滴を吐出するノズルが形成されているインクジェット記録ヘッド部と、底面部と該底面部の周囲から立ち上がる枠部とを有し、非記録時に前記ヘッド部に被せられるキャップとを備え、前記キャップをヘッド部に被せた状態で、ヘッド部の側面とキャップの枠部内面との間に、前記式１で示される、ヘッド部側面に付着したインク液滴の最大厚さＨより大きい隙間を設けた、ことを特徴とする。

本発明のキャッピング構造によれば、キャップでノズル面を覆ったとき、ヘッド部の側面とキャップの枠部の内面との間に、前記式１で示される、ヘッド部側面に付着したインク液滴の最大厚さＨより大きい隙間（好ましくは２ｍｍ以上の隙間）が設けられるので、ヘッド部の側面に存在するインクがキャップの外側にはみ出して外気に接触し、乾燥固化するのを防止することができる。その結果、ワイピングブレードでヘッド部をワイプする時に、固化したインクによってワイピングブレードが変形または傷つき充分なワイプができないことで、ノズル面にインクが残留してしまいインクの吐出に影響してしまうということが防げる。
また、ノズル部の側面に付着し増粘したインクがブレードの先端に付着すると、ノズル面のクリーニング時にノズルに増粘したインクが付着してノズル穴を塞いだりすることになるが、本発明ではノズル部の側面に付着し増粘したインクがキャップの枠部側に移らないので、ノズルが塞がず、それにより、長期間放置した場合でも不吐出が生じず、画像の乱れも解消する。

このようなキャッピング構造において、前記キャップの枠部を剛性材料から形成すると共に、枠部の先端に弾性体からなる環状の突条が設けられ、該突条と対向する前記記録ヘッド部の先端表面には、前記突条が嵌合する環状溝が形成されている場合は、ヘッド部に被せたキャップ内を気密に保つことができ、インク滴の乾燥を防止することができる。

前記記録ヘッドに、前記環状溝の底部から前記突条を押し出すための押し出し機構が設けられている場合は、長時間、突条を環状溝に嵌合させた後でも、突条をスムーズに環状溝から抜き出すことができる。

本発明に係るインクジェット記録ヘッドのキャッピング構造の一実施形態を示す要部断面図である。 図１のキャップの平面図である。 図１のＡ部拡大断面図である。 ヘッド部の側面に付着したインク滴の液滴を示す説明図である。 本発明が適用されるインクジェット記録装置の一例を示す模式的平面図である。 インクジェット記録装置の概要を示す模式的正面図であり、記録時の状態を示す。 インクジェット記録装置の概要を示す模式的正面図であり、ノズルにキャップを被せた状態を示す。 キャップユニットを示す右側面図である。 水平駆動機構を示す外観斜視図である。 キャップユニットの取付状態を説明する分解斜視図である。 水平駆動機構からキャップユニットを省略した状態を示す斜視図である。 水平駆動機構の駆動内容の説明図（平面図）である。 （ａ）はワイパー部材の駆動機構を示す右側面図であり、（ｂ）はワイパー部材の駆動機構を示す正面図である。 （ａ）は第１記録ヘッドと第３記録ヘッドを有する列の掃除状態を示す右側面図で、（ｂ）は第２記録ヘッドを有する列の掃除状態を示す右側面図である。 本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録装置の概要を示す模式的平面図である。 本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録装置の掃除状態を示す右側面図である。 搬送ユニットの昇降装置を示す斜視図である。 図１７に示す昇降装置の偏心カムの斜視図である。 図１７の昇降装置及びその周辺を示す部分拡大正面図である。 従来の記録装置のキャッピング構造の一例を示す断面図である。

つぎに図面を参照しながら本発明のキャッピング構造およびこれを用いたインクジェット式記録装置を説明する。図１は本発明の記録装置の一実施形態を示す要部概略断面図、図２は図１のキャップの平面図、図３は図１のＹ部拡大図、図４はヘッド部の側面に付着したインク滴の液滴を示す説明図である。

図１はこの実施形態に係るキャッピング構造１２を示している。キャッピング構造１２において、インクジェット記録ヘッド部（以下、記録ヘッド部ということがある。）１０は、略直方体状の記録ヘッド１３と、その記録ヘッド１３によって固定されているヘッド部１４とを備えている。ヘッド部１４は略直方体状で、記録ヘッド１３の先端面１５から約１〜１０ｍｍ程度突出している。ヘッド部１４の平面形状は略矩形状である。ヘッド部１４には多数のノズル１６が形成されている。ヘッド部１４の先端は平坦なノズル面１７であり、その中央部にノズル１６が開口している。ヘッド部１４の側面１８はノズル面１７に対して略直角である。

ヘッド部１４をキャッピングするキャップ１１は、底面部２１と、該底面部の周縁から直角に立ち上がる枠部２２（側壁）とからなる。枠部２２は図２に示すように、平面視で略矩形状である。そして図２、図３に示すように、枠部２２の上端である開口端面２３にはゴムなどの弾性体からなる環状の突条２４が突出している。突条２４の内部には剛性を有する柱２５が内蔵されている、この柱２５は弾性体を傷つけないように上端の角を丸くした形状を有する。柱２５と枠部２２とは同一または相異なる金属または合成樹脂（熱硬化性樹脂等）から構成することができる。

記録装置を長時間使用しない場合（非記録時）には、図示しない偏芯カムを用いた昇降装置によりキャップ１１を上昇させて記録ヘッド部１０のヘッド部１４の下端面をキャッピングする。そして、前記枠部２２の上端の突条２４を、記録ヘッド１３の先端面１５に気密に嵌合させる。これによってインク滴の乾燥を防止する。

その際、ヘッド部１４の全周において、側面１８とキャップ１１の枠部２２の内面２７との間に、側面１８に付着したインク滴の液滴と接触しない寸法の隙間２８が形成されている。この隙間２８の寸法は、図４に示すように、側面１８に付着した液滴２９の最大厚さＨよりいくらか大きい。前記液滴２９の最大厚さＨは、実測することができるが、設計値として、下記式１、２から求めることもできる。

ここで、Ｓは図４に示す状態の液滴２９の断面積［ｍ²］であり、液滴に加わる重力（ρｇＳ・Ｌ）と表面張力（γ・cosθ・Ｌ）との釣り合いから、上記式２で計算することができる。なおＬはヘッドの奥行き方向の寸法である。また、Ｈとして断面Ｓの平方根とするのは、２次元の価を１次元の長さの寸法に換算するためである。

ただしγはインク滴の表面張力［ｍＮ／ｍ］、θはヘッド部１４の側面１８と液滴３３の上面とのなす角度［度］（接触角、図４の符号θ参照）、ρは液滴の密度［ｋｇ／ｍ²］、ｇは重力加速度［ｍ／ｓ²］である。

例えば、通常のインクは、密度ρが１０００ ｋｇ／ｍ²、重力加速度ｇが９．８ｍ／ｓ²、表面張力γが２８〜４０ｍであるから、接触角θが５〜３０度であれば、断面積Ｓは約４ｍｍ²である。従って、液滴２９の最大厚さＨは２ｍｍとなるから、隙間２８の寸法としては、２ｍｍよりも大きい寸法を採用すればよい。

さらに、図１に示すキャッピング構造１２では、記録ヘッド１３の内部に、環状溝３５内に嵌合した突条２４を押し出すための押し出し機構３６が設けられている。

押し出し機構３６は、記録ヘッド１３に回転自在に設けられる軸３７と、その軸３７に固定される板状ないし扁平ローラ状の押し出し部材３８とからなる。軸３７および押し出し部材３８は通常は金属製であるが、合成樹脂製であってもよい。上記軸３７を手動または機械的に回転させて、押し出し部材３８によって前記枠部２２の上端の突条２４を環状溝３５から押し出すようにする。

押し出し機構３６は、記録ヘッド部１０の長手側にキャップ１１の長さ以上の大きさがあってもよい。その場合はローラ式になっている。そうでない場合は、キャップ１１の枠端部と各々の枠の中心に、押し出し機構３６が設けられる。すなわち、軸３７に、不図示の断面が楕円形のローラ部材が紙面に垂直な方向に伸びる柱状部材が固定されている。この柱状部材は通常は楕円形の短軸が垂直方向を向いていてキャップ１１の先端と当接しないようになっている。キャップ１１を押し出す時は、軸３７の回転と共に楕円形柱状部材の長軸が垂直方向を向いてキャップを押し出す。なお、柱状部材３７は枠端部と各々の枠に対応する長さであっても良い。

上記のように構成されるキャッピング構造１２を備えたインクジェット式の記録装置では、記録ヘッド部１０にインク滴を加圧して充填する際に、ノズル１６からインク滴が流れ出る。流れ出たインク滴はノズル面１７を濡らすと共に、ヘッド部１４の側面１８にも広がる。また、後述するワイパー部材（ワイパーブレード）でノズル面１７をワイプしたとき、ノズル面１７を濡らしていたインク滴はワイプと同時にヘッド部の側面１８に追いやられ、側面１８に図４に示すような液滴（雫）２９を形成する。このとき形成される液滴２９のヘッド部の側面１８からの最大突出高さＨは前述のように約２ｍｍ程度である。

しかし、この記録装置では、図１に示すように、ヘッド部の側面１８とキャップ１１の枠部２２の内周面との隙間が液滴の最大厚さＨ以上であるので、キャップ１１を被せたときでもキャップの枠部２２の内面に液滴が付着しない。したがって再度キャップを記録ヘッド部１０に被せたときに、増粘した液滴がノズル面１７に付着することがなく、ノズル１６を塞ぐ問題が解消される。

さらに前記キャッピング構造１２では、キャップ１１の枠部２２の先端に弾性体からなる環状の突条２４が設けられており、記録ヘッド部１０の先端面１５に突条２４と嵌合する環状溝３５が形成されているので、キャップの内部の気密性が高くなる。

さらに図１に示すように、記録ヘッド部の先端面１５に形成された環状溝３５には、環状溝から突条２４を押し出す押し出し機構３６が設けられているので、長期間保管された記録装置を作動させたときでも、突条２４が環状溝３５にくっついてキャップ１１を上下動させたときに突条２４が破れるといった問題がない。

次に、この実施形態における、キャッピングを行うためのキャップ１１の水平移動機構を説明する。図５は本発明が適用されるインクジェット記録装置の一例を示す模式的平面図である。図６および図７はインクジェット記録装置の概要を示す模式的正面図であり、図６は記録時の状態で、図７はノズルにキャップを被せた状態である。

このインクジェット記録装置１は、記録紙を搬送する搬送ユニット２と、その搬送ユニット２の上に設けた記録ヘッド部１０と、記録ヘッド部１０の下側のキャップ位置Ａと記録ヘッド部１０の下側から外れた待機位置Ｂとに対して水平移動しキャップ位置Ａにおいて昇降するキャップユニット４とを有する。

搬送ユニット２は、駆動ローラ２０と、従動ローラ２１と、これらに掛け渡した周回する搬送ベルト２２と、搬送ベルト２２のテンションを調整するテンションローラ２３と、搬送ベルト２２の上面部分の下側に設けられた吸引ユニット２４とを有する。搬送ベルト２２には図示しない吸引用の貫通孔が多数設けられていて、記録時においては、その貫通孔を介して搬送ベルト２２に記録紙を吸着して搬送することができる。また、記録時においては搬送ベルト２２に吸着されて搬送している記録紙に対して、後述の記録ヘッド部１０のインク噴射用ノズルからインクが吐出されて画像形成が行われる。このように構成された搬送ユニット２は、後述する昇降手段によって昇降するようになっている。

記録ヘッド部１０は、所定位置に固定されていて、下側のノズル面１７に複数のインク噴射用ノズル１６（噴射口）が形成された複数、例えば１２個の記録ヘッド１３を有し、これら記録ヘッド１３が複数の列、例えば８つの列に分散しかつ４つの列でその列方向に間に隙間をあけて２つ配置された構成となっている。そして、２個の列とその隣の１個の列とで１組の記録ヘッド１３が構成され、ここで２個の列の記録ヘッド１３の待機位置Ｂ側のものを第１記録ヘッド１３ａ、その反対側のものを第３記録ヘッド１３ｃ、その隣の１個の列の記録ヘッド１３を第２記録ヘッド１３ｂとする。

上述した１２個の記録ヘッド１３は、全て同一構成であって、ノズル面１７の周縁Ｃにはノズルが無く、ノズル面１７の中央部Ｄにノズルが配設されていて（図１４参照）、各ノズルにはインクが供給されるようになっている。

キャップユニット４は、図８に示すように、その上側に、キャップ１１とワイパー手段４１とを備える。このキャップユニット４は、図９〜図１２に示す水平駆動機構４２によりキャップ位置Ａと待機位置Ｂとにわたり水平移動し、また図示しない垂直駆動機構により昇降するようになっている。なお、垂直駆動機構としては、例えば四隅に配したカム等を同期的に駆動させる機構などが用いられる。

図９は水平駆動機構４２を示す外観斜視図、図１０はキャップユニット４の取付状態を説明する分解斜視図、図１１は水平駆動機構４２からキャップユニット４を省略した状態を示す斜視図、図１２は水平駆動機構４２の駆動内容の説明図（平面図）である。

水平駆動機構４２は、キャップユニット４を水平移動させる方向Ｅと水平な方向に離隔配置した２本の水平なレール部材４３ａ、４３ｂを有し、これら前記方向Ｅに伸びる一対のレール部材４３ａ、４３ｂは複数の支柱４３ｃを介して水平かつ所定高さとなるように支持されている。右側のレール部材４３ａの後側には駆動モータ４６が配設されていて、この駆動モータ４６の回転軸には歯車４６ａが取付けられている。この歯車４６ａには、回転プーリー４４ｂの下側に設けた歯車４４ｂ−１が噛合し、また歯車４６ａには回転プーリー４４ｅの下側に設けた歯車４４ｅ−１が、間に歯車４６ｂを介して噛合している。右側のレール部材４３ａの前側には回転プーリー４４ａが設けられていて、この回転プーリー４４ａと前記回転プーリー４４ｂとには、スライダー４５ｃの前端と後端とに両端を連結したベルト４５ａが掛け渡されている(図１０)。

一方、左側のレール部材４３ｂの前側には回転プーリー４４ｃが、後側には回転プーリー４４ｄがそれぞれ設けられている。これら回転プーリー４４ｃ、４４ｄには、スライダー４５ｄの前端と後端とに両端を連結したベルト４５ｂが掛け渡されている。また、回転プーリー４４ｄとその右側の前記回転プーリー４４ｅとには無端ベルト４５ｅが掛け渡されており、上述した全ての回転プーリー４４ａ〜４４ｅは軸心を鉛直方向にして配設されている。

更に、上記スライダー４５ｃ、４５ｄには、スライドを容易にするコロ４５ｃ−１、４５ｄ−１が設けられており、これらスライダー４５ｃ、４５ｄの上には、キャップユニット４の左右両側の端部４ａ、４ｂが取付けられている。

このように水平駆動機構４２は構成されているので、例えば駆動モータ４６の回転軸を正方向（右回り）に回転させると、右側のベルト４５ａが左回りに周回してスライダー４５ｃを後側→前側へ向けてスライドさせ、かつ左側のベルト４５ｂが右回りに周回してスライダー４５ｄを後側→前側へ向けてスライドさせる。これにより、キャップユニット４は、待機位置Ｂ→キャップ位置Ａに移動する。上記とは逆回り（左回り）に回転させると、右側のベルト４５ａが右回りに周回してスライダー４５ｃを前側→後側へ向けてスライドさせ、かつ左側のベルト４５ｂが左回りに周回してスライダー４５ｄを前側→後側へ向けてスライドさせる。これにより、キャップユニット４は、キャップ位置Ａ→待機位置Ｂに移動する。よって、駆動モータ４６の回転軸の回転方向により、キャップユニット４はキャップ位置Ａと待機位置Ｂとの間を往復移動する。

キャップ１１は、記録ヘッド１３に対応した数（例えば１２個）で、かつ記録ヘッド１３と同じ配置関係を有し、各キャップ１１は各ノズルに対応して上向きのキャップが同数形成されている。また、キャップユニット４は、記録時に際してキャップ位置Ａから待機位置Ｂへと水平移動し、ノズルにキャップを被せる時に、待機位置Ｂからキャップ位置Ａへと水平移動した後に上昇し、キャップがノズルに被せられる。また、記録時に際してキャップユニット４は降下してキャップがノズルから外れる。

また、キャップユニット４に設けたワイパー手段４１は、記録ヘッド部１０の下面に配したノズル面１７を掃除するもので、キャップユニット４の上面に設けられている。また、ワイパー手段４１は、記録ヘッド１３を配置した列の数のワイパー部材４７を備える（図５参照）。各ワイパー部材４７は、図１３に示すようにゴム製のワイパー４７ａと、そのワイパー４７ａを支持する支持部４７ｂとを有して構成され、各支持部４７ｂは水平軸４８に回動可能に支持されている。そして、その水平軸４８には歯車４８ａが取付けられていて、その歯車４８ａに、駆動モータ４９の回転軸に取付けた歯車４９ａを噛合させ、駆動モータ４９の回転によりワイパー部材４７の回転角度を調整するように構成されている。なお、図１３中の５０はストッパーであり、ワイパー部材４７の揺動範囲を規制している。

図１４（ａ）は第１記録ヘッドと第３記録ヘッドを有する列の掃除状態を示し、同（ｂ）は第２記録ヘッドを有する列の掃除状態を示す。なお、図１４中のＴ１〜Ｔ６はタイミングを示す。

記録が終了し掃除を行うタイミングになると、それまで待機位置Ｂに待機していたキャップユニット４を、水平駆動機構４２によりキャップ位置Ａへ向けて移動させることを開始する。このとき、キャップユニット４は前記垂直駆動機構により下げた姿勢とし、ワイパー部材４７は寝た姿勢とする（Ｔ１参照）。キャップユニット４を下げた姿勢は掃除完了まで継続し、一方ワイパー部材４７の寝た姿勢は、ワイパー部材４７が第１記録ヘッド１３ａのノズル面１７における後側の周縁Ｃに到達するまで継続させる。

その後、ワイパー部材４７が後側の周縁Ｃに到達して少し内側に入ると、全てのワイパー部材４７に関し、駆動モータ４９を作動させてワイパー部材４７を起き上がった姿勢に回転角度を調整する（Ｔ２参照）。このときも、水平駆動機構４２によりキャップ位置Ａへ向けての移動は継続されている。このワイパー部材４７の起き上がった姿勢により第１記録ヘッド１３ａのノズル面１７の中央部Ｄが掃除される。

その後、第１記録ヘッド１３ａの前側の周縁Ｃに到達すると（Ｔ３参照）、その後に駆動モータ４９を作動させてワイパー部材４７を寝た姿勢にする（Ｔ４参照）。この状態は、ワイパー部材４７が第３記録ヘッド１３ｃのノズル面１７における後側の周縁Ｃに到達するまで継続させる。一方、第２記録ヘッド１３ｂに関しては、ワイパー部材４７を寝た姿勢にせずに起き上がった姿勢のままとする。

そして、ワイパー部材４７が第３記録ヘッド１３ｃのノズル面１７における後側の周縁Ｃに到達して少し内側に入った後に（Ｔ５参照）、第３記録ヘッド１３ｃに関してワイパー部材４７を起き上がった姿勢に戻す。この姿勢は、ワイパー部材４７が第３記録ヘッド１３ｃのノズル面１７における前側の周縁Ｃに到達する直前まで継続する。

しかる後、ワイパー部材４７が第３記録ヘッド１３ｃのノズル面１７における前側の周縁Ｃを通り過ぎると（Ｔ６参照）、全てのワイパー部材４７を寝た姿勢にする。これにより掃除が完了する。

続いて、キャップユニット４をキャップ位置Ａへの移動が完了すると、前記垂直駆動機構によりキャップユニット４を上昇させる。これに伴って、キャップ１１のそれぞれが対応する記録ヘッド１３の１つずつに対向し、キャップ１１が記録ヘッド１３の各ノズル16を塞ぐ。

なお、図１５に示すように、同一列の第１記録ヘッド１３ａと第３記録ヘッド１３ｃとの間にスペーサ５１が、各ノズル面１７と面一になるようにねじ止め等で取付けられていてもよい。これにより、図１６に示すように、ワイパー部材４７が移動する域に凹凸が無いので、第３記録ヘッド１３ｃの周縁にインクが残ること自体が起こらず、また、そのインクにより目詰まりが発生することがない。加えて、ワイパー部材４７の回転角度調整などによりワイパー部材４７の記録ヘッド１３側の高さを変化させる必要もない。

なお、上述の説明では１つの列に２つの記録ヘッドが設けられた例を挙げているが、３つ以上の記録ヘッドが１つの列に配されたものにも同様に適用することができる。

次に、搬送ユニット２の昇降装置について説明する。前述のように、記録装置１のインク吐出ノズルにキャップを行うために、昇降装置によって搬送ユニットを降下させる。

図１７は搬送ユニット及び昇降装置の斜視図、図１８は昇降装置の偏心カムの斜視図、図１９は昇降装置及びその周辺を示す部分拡大正面図である。なお、図１７は昇降装置１４０によって搬送ユニット２が降下した状態を、図１９は上昇した状態を示している。

搬送ユニット２は、その正面及び背面に、図１７に示すような支持部材１５０を備えている。支持部材１５０は、搬送ユニット２の正面側に２箇所、背面側に２箇所の計４箇所に設けられている。各々の支持部材１５０は、固定部１５１、スライド部１５２、及びばね１５３を備えている

支持部材１５０の固定部１５１は、その上面に上方に向かって略垂直に延びるピン１５１ａを備え、搬送ユニット２にネジで固定されている。スライド部１５２は、固定部１５１の左右に設けられたスライド機構１５４を介して、上下方向にスライド移動が可能な状態にして取り付けられている。

スライド機構１５４は、図１９に示すように、固定部１５１に備えられたスリット１５５と、スライド部１５２に備えられたガイドピン１５６とで構成されている。スリット１５５は、ガイドピン１５６を受け入れ、上下方向に長く延びている。そして、スリット１５５が設けられた箇所の固定部１５１と搬送ユニット２との間には、スライド部１５２がスライド可能な空間が設けられている。

また、ばね１５３が、固定部１５１とスライド部１５２との間に備えられている。ばね１５３は、固定部１５１の外底面と、その下方に位置するスライド部１５２の凹部の内底面との間に配置され、固定部１５１にスライド部１５２が接近するに従って強い弾発力が作用する。

搬送ユニット２は、後述するように、支持部材１５０のスライド部１５２の下方から昇降装置１４０によって支持されている。スライド部１５２が押し上げられると、ばね１５３に強い弾発力が作用し、固定部１５１、すなわち搬送ユニット２が上昇せしめられる。搬送ユニット２が上昇すると、その最終段階においてピン１５１ａの上面が記録ヘッド部１０の底面に接触し、それにより記録ヘッド部１０に対する搬送ユニット２の位置が決定される。その結果、記録ヘッド部１０の底面と搬送ベルト２２の上面である用紙搬送面との間に、微小間隔が設けられる。

そして、上記のような搬送ユニット２の下方に、図１７に示すように、昇降装置１４０が備えられている。昇降装置１４０は、偏心カム１４１、及びモータ（図示せず）を備えている。

偏心カム１４１は、搬送ユニット２の正面及び背面に設けられた４箇所の支持部材５０に対応する箇所に、計４個設けられている。偏心カム１４１は、その周面で支持部材１５０のスライド部１５２の外底面に下方から当接する。

また、偏心カム１４１は、図１８及び図１９に示すように、用紙幅方向に延びる軸部１４２を備えるとともに、回転軸線が偏在するカムで構成されている。偏心カム４１は、軸部１４２の軸線を中心として、モータによって回転せしめられる。そして、偏心カム１４１は、その周縁部に、周面から一部が外側に突出する形で、複数の回転部材であるベアリング１４３を備えている。ベアリング１４３は、偏心カム４１の回転軸線と平行な軸線を中心として回転自在である。搬送ユニット２の支持部材１５０の底面に対しては、これら複数のベアリング１４３が当接する。

複数のベアリング１４３は、図１８及び図１９に示すように、軸部１４２中心の回転軸線から徐々に遠ざかる形で、順番に並べて配置されている。すなわち、偏心カム１４１の先端であって、軸部１４２中心の回転軸線から最も遠い箇所に第１ベアリング１４３ａが、これよりさらに回転軸線に近い箇所に第２ベアリング１４３ｂが、以下順次、第３ベアリング１４３ｃ、第４ベアリング１４３ｄが配置され、偏心カム１４１の回転軸線に最も近い箇所に第５ベアリング１４３ｅが配置されている。

続いて、昇降装置１４０の偏心カム１４１を利用した搬送ユニット２の昇降動作について説明する。なお、図１９は、昇降装置１４０によって、搬送ユニット２が最高部（搬送ユニット２の支持部材1５０のピン1５１ａ上面が、記録ヘッド部１０の底面に接触する位置）まで上昇した状態を示している。

通常の印刷状態において、プリンタ１は、図１９に示すように、昇降装置１４０を駆動して偏心カム１４１を回転させ、搬送ユニット２を最高部に移動させている。この状態において、前述のように、記録ヘッド部１０と搬送ユニット２との間に、印刷に好適な間隙が設けられている。偏心カム１４１においては、軸部１４２中心の回転軸線から最も離れた箇所に配置された第１ベアリング１４３ａが、搬送ユニット２が備える支持部材１５０の、スライド部１５２の外底面に下方から当接している。

そして、記録ヘッド部１０のインク吐出ノズルの乾燥や目詰まりを防止するためにノズルにキャップをしたり、搬送ベルト２２上で発生したジャム処理を行ったりするために、昇降装置１４０によって搬送ユニット２を降下させる。このとき、昇降装置１４０は、モータを駆動して偏心カム１４１を回転させる。搬送ユニット２を降下させるとき、搬送ユニット３０の用紙搬送方向上流部に位置する偏心カム１４１は正面から見て反時計方向に、下流部に位置する偏心カム１４１は時計方向に回転する（図１７及び図１９参照）。

図１９４の状態から、搬送ユニット２降下させるべく偏心カム４１を時計方向に回転させると、第１ベアリング４３ａに続いて、第１ベアリング４３ａよりさらに回転軸線に近い箇所に配置された第２ベアリング４３ｂがスライド部５２の外底面、すなわち搬送ユニット２の底面に当接する。このようにして、隣り合う２個のベアリング４３は、同時に搬送ユニット２の底面に当接する期間を有している。

さらに偏心カム４１の回転が進むと、第２ベアリング４３ｂが単独で搬送ユニット２の底面に当接し、搬送ユニット２を支持する。

引き続き偏心カム４１の回転が進むと、第３ベアリング４３ｃ、ついで第４ベアリング４３ｄが、搬送ユニット２の底面に当接し、搬送ユニット２を支持する。なお、上記第１及び第２ベアリングの場合と同様に、第３ベアリング１４３ｃ、第４ベアリング１４３ｄに関しても、隣り合う２個のベアリング１４３が、同時に搬送ユニット２の底面に当接する期間を有している。

そして、搬送ユニット２の降下の最終段階において、偏心カム１４１の回転軸線に最も近い箇所に配置された第５ベアリング１４３ｅが、単独で搬送ユニット２の底面に当接し、搬送ユニット２を支持する。これにより、記録ヘッド部１０と搬送ユニット２との間に、比較的広い作業空間が設けられる。

この後、搬送ユニット２を通常の印刷時の位置に戻すには、偏心カム１４１を反時計方向に逆回転させることにより、図４に示す状態まで搬送ユニット２を上昇させることができる。

このようにして、心カム１４１自体やその軸部１４２、偏心カム１４１を回転させるモータなどの駆動装置に掛かる負荷の大きさを、徐々に滑らかに変化させることが可能になる。

１０ 記録ヘッド部
１１ キャップ
１２ キャッピング構造
１３ 記録ヘッド
１４ ヘッド部
１５ 先端面
１６ ノズル
１７ ノズル面
２２ 枠部
２３ 先端面
２４ 突条
２５ 柱
２８ 隙間
２９ 液滴
Ｈ 液滴の最大厚さ
３５ 環状溝
３６ 押し出し機構

Claims (8)

1. ヘッド部が下方に突出し、該ヘッド部の先端ノズル面にインク滴を吐出するノズルが形成されている記録ヘッド部と、
   底面部と該底面部の周囲から立ち上がる枠部とを有し、非記録時に前記ヘッド部に被せられるキャップとを備え、
   前記キャップをヘッド部に被せた状態で、ヘッド部の側面とキャップの枠部内面との間に、下記式１で示される、ヘッド部側面に付着したインク液滴の最大厚さＨより大きい隙間を設けた、ことを特徴とするインクジェット記録ヘッドのキャッピング構造。
   

   

   （但し、Ｓはヘッド部側面に付着したインク液滴の断面積［ｍ²］を示し、γはインク滴の表面張力［ｍＮ／ｍ］、θはヘッド部の側面と液滴の上面とのなす角度［度］、ρは液滴の密度［ｋｇ／ｍ²］、ｇは重力加速度［ｍ／ｓ²］である。）
2. 前記ヘッド部の側面とキャップの枠部内面との間に形成される前記隙間が２ｍｍ以上である請求項１に記載のキャッピング構造。
3. 前記キャップの枠部先端に弾性体からなる突条が設けられており、該突条と対向する前記記録ヘッド部の先端表面には、前記突条が嵌合する環状溝が形成されており、前記記録ヘッド部に、前記環状溝から前記突条を押し出すための押し出し機構が設けられている請求項１または２に記載のキャッピング構造。
4. 前記押し出し機構は、前記記録ヘッドに回転自在に設けられた軸と、この軸に固定された板状ないし扁平ローラ状の押し出し部材とからなり、前記軸を回転させて、前記押し出し部材によって前記突条を環状溝から押し出すようにする請求項３に記載のキャッピング構造。
5. 記録紙を搬送する搬送ユニットと、
   該搬送ユニットの上に設けられ、ヘッド部が下方に突出し、該ヘッド部の先端ノズル面にインク滴を吐出するノズルが形成されているインクジェット記録ヘッド部と、
   底面部と該底面部の周囲から立ち上がる枠部とを有し、非記録時に前記ヘッド部に被せられるキャップとを備え、
   前記キャップをヘッド部に被せた状態で、ヘッド部の側面とキャップの枠部内面との間に、下記式１で示される、ヘッド部側面に付着したインク液滴の最大厚さＨより大きい隙間を設けた、ことを特徴とするインクジェット式記録装置。
   

   

   （但し、Ｓはヘッド部側面に付着したインク液滴の断面積［ｍ²］を示し、γはインク滴の表面張力［ｍＮ／ｍ］、θはヘッド部の側面と液滴の上面とのなす角度［度］、ρは液滴の密度［ｋｇ／ｍ²］、ｇは重力加速度［ｍ／ｓ²］である。）
6. 前記ヘッド部の側面とキャップの枠部内面との間に形成される前記隙間が２ｍｍ以上である請求項４に記載のインクジェット式記録装置。
7. 前記キャップの枠部先端に弾性体からなる突条が設けられており、該突条と対向する前記記録ヘッド部の先端表面には、前記突条が嵌合する環状溝が形成されており、前記記録ヘッド部に、前記環状溝から前記突条を押し出すための押し出し機構が設けられている請求項５または６に記載のインクジェット式記録装置。
8. 前記押し出し機構は、前記記録ヘッドに回転自在に設けられた軸と、この軸に固定された板状ないし扁平ローラ状の押し出し部材とからなり、前記軸を回転させて、前記押し出し部材によって前記突条を環状溝から押し出すようにする請求項７に記載のインクジェット式記録装置。

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