JPH05201010A - インクジェットプリンタのキャップシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】インクジェットプリンタにおける印書ヘッド・
ノズル内のインクの乾燥、印書ヘッド・キャップのベン
トの詰まりを防止する。 【構成】キャリッジの移動経路上に固定されるキャップ
システムであって、上記キャリッジのプリントヘッドに
その開口８２を押圧されるキャップ３２と、キャップ３
２に連続形成されるチャンバー１０８と、上記チャンバ
ー１０８内とキャップ外部を結んで設けられたほぼ水平
に延びる細長ベント１０４と、上記ベント１０４、１０
６から液体を吸引するため上記ベントから横方向に延長
された毛管領域１１６、１１８とからなり、インクの排
出を効率良くおこなって、上記目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインク・ジェット・プリ
ンタに関し、特に毛管現象が作用してベントが詰まる可
能性を減少させる先丸ベントを含む前記プリンタ内のキ
ャップ・システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】インク・ジェット・プリンタは、印書ヘ
ッドが形成された交換可能な印書カートリッジをその上
に備えている。カートリッジには印書ヘッドのノズルを
経て用紙のような印書媒体上に噴射されるインクのイン
ク溜が設けられている。このような印書カートリッジの
構造と動作は専門家には公知である。

【０００３】インク・ジェット印書ヘッドの非使用時に
これを保持するには２つの主要な条件がある。その第１
は、ノズルが乾燥することを防ぐためにノズルを密閉状
態にしなければならない。第２に、密閉状態と大気圧と
の圧力変化を最小限にしなければならない。密閉状態で
の相対圧の低下によってノズルのプライミングが生じ、
３室ピン内でカラーの混合が発生することがある。圧力
の上昇によってノズルがデプライムし、動作不能になる
場合がある。 従来のインク・ジェット・プリンタは印
書カートリッジが実装されている印書カートリッジの進
行経路の一端にサービス・ステーションを備えている。
サービス・ステーションにはノズル開口部を含む印書ヘ
ッドの表面から汚染物や乾燥したインク等を取り除くた
めに印書ヘッドを拭うワイパが備えられている。更にノ
ズル内のインクが乾燥することを防止するために印書ヘ
ッドをカバーするキャップが設けられている。印書ヘッ
ドのノズル内のインクの乾燥を軽減するために、インク
をノズルからキャップ内に噴射してキャップ内にインク
蒸気を生成するようにプリンタをプログラムすることが
できる。このような噴射によってノズルからの粘性イン
クの清掃も行われる。

【０００４】インク・ジェット・プリンタ用の従来の印
書ヘッド・キャップはノズルでの圧力差を防止するため
にベントを備えている。通気されないキャップではキャ
ップが移動して印書ヘッドとの密封的な嵌合状態から嵌
脱すると圧力スパイクが生ずることがある。このことに
よってスパイクの大きさは縮減するが、蒸気がキャップ
から拡散して、ノズル内で乾燥するインクの量が増す。

【０００５】ノズル内で乾燥するインクはキャップから
の蒸気の拡散率と比例する。蒸気の拡散率は拡散が生じ
得る断面積を拡散経路で除算した値と比例する。従っ
て、蒸気の拡散を最小限にするには、ベントの断面積を
最小限にし、一方その長さを最大限にすることが必要で
ある。

【０００６】従来のベントは圧力を均等にすることに加
えて、キャップ内に集積するインクを排出する機能も果
たす。従来のベントはインクが詰まり、ノズルに不都合
な圧力差が生ずることがある。一方、ベントを詰まりを
防止するように充分大きくすると、ベントは印書ノズル
内でのインクの乾燥を防止するための充分に有効な蒸気
障壁とはならない。

【０００７】従来型のキャップ・ベントは本出願の出願
人に譲渡された１９８９年９月１日出願の米国特許出願
第４０２，１９３号に開示されている。開示されている
このベントは正方形の断面を有し、ベントの上面と各側
壁との間に空間を有している。この空間の明確な目的は
毛管作用によってインクをベントから排出することであ
る。このベントには幾つかの理由から欠点がある。イン
クがその中に排出される空間がないベントの下隅にイン
クは集積し易い。空間はベントの上部にあるので、イン
クが空間内に流入する前にインクを充満させる必要があ
る。これはベントがインクで詰まる原因になる。このベ
ントは更に詰まりを防止するために極めて短いので、長
いベントを使用した場合よりも蒸気障壁としての有効性
が少ない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ベントの詰まりがない
極めて有効な蒸気拡散障壁として機能するインク・ジェ
ット・プリンタ用のキャップを提供することが望まし
い。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は印書ヘッド・キ
ャップを備えたインク・ジェット印書ヘッド用のキャッ
プ・システムから成っている。ほぼ水平の、細長いベン
トは前記キャップと連通する第１端と、キャップ外部と
連通する第２端を有している。毛管の空間がベントの下
部から毛管の空間内へと横方向に延びている。本発明の
別の側面ではベントはほぼ半円形の断面を有している。

【００１０】本発明は極めて有効な蒸気拡散障壁を設け
ることによって印書ヘッド・ノズル内のインクの乾燥を
防止し、更に印書ヘッド・キャップのベントの詰まりを
防止する。本発明の前記の、及びその他の課題、特徴及
び利点は添付図面を参照した本発明の以下の詳細な説明
によってより明解になろう。

【００１１】

【実施例】本発明に従って構成された黒色用カートリッ
ジとカラー用カートリッジの双方用のサービス・ステー
ションが図１及び図２に参照番号１０で全体的に示され
ている。サービス・ステーション１０はカラー又は黒色
印書用にカラー用カートリッジと黒色用カートリッジの
双方を装着できるインク・ジェット・プリンタ内に組み
込まれている。プリンタは黒色用カートリッジ１４（一
部破断図として示してある）を実装したキャリッジ１２
を備えている。カートリッジ１４はカートリッジ内のイ
ンクを噴射するために形成されたノズル（図示せず）を
有する印書ヘッド１５を備えている。キャリッジ１２は
プリンタの幅のほぼ全体に亘る案内棒１６に沿って双方
向に移動可能である。

【００１２】カートリッジ１４をサービス・ステーショ
ン１０へと配置するキャリッジは図１では右端に図示さ
れている。キャリッジ１２はプリンタが印書していない
場合、又は印書ヘッドにサービスが必要な場合にサービ
ス・ステーションに移動する。別のプリンタではサービ
ス・ステーションはプリンタの左端に配置してもよい。

【００１３】図面を明解にするために図示していない
が、プリンタにはキャリッジ１２がサービス・ステーシ
ョンから左方向に移動すると、用紙の表面が印書ヘッド
１５の真下に位置するように用紙をプリンタに沿って案
内する構造が含まれている。

【００１４】サービス・ステーション１０には１８で全
体的に示したカラーカートリッジ用サービス・ステーシ
ョンと、２０で全体的に示した黒色カートリッジ用サー
ビス・ステーションが備えられている。サービス・ステ
ーション１８，２０は軸２４を中心に回転可能な回転式
キャリア２２上に１８０°の間隔を隔てて実装さてい
る。このキャリアはキャリア２２上のスプロケット２６
と係合する被動ギャ（図示せず）に応答して回転する。
黒色用カートリッジではなくカラー用カートリッジをキ
ャリッジ１２上に装着する場合は、キャリア２２は１８
０°回転してカラー・ステーション１８が黒色ステーシ
ョン２０の上方に向き、図１でカラー・ステーションが
図示されている位置にくる。一方、黒色カートリッジ１
４がキャリッジ１２上に装着される場合は、キャリッジ
２２は図１に示した位置にある。

【００１５】黒色ステーション２０には３１で全体的に
示したキャップ・システムが備えられている。キャップ
・システムは溜め構造２８と、黒色用そり３０と、黒色
用キャップ３０とを備え、それらは全てキャリア２２内
に形成されたトレー３４内に収納されている。ばね３６
がそり３０とそり上に実装されたキャップ３２及び溜め
構造２８を図１に示すように左方向に偏奇させている。
トレー３４は一対の対向カム面３８，４０を備え、その
上にカム・フォロア４２，４４のようなカム・フォロア
が載置されている。ポスト４６はキャリッジ１２が右に
動く時にキャリッジ１２上のアーム４８と係合する左向
き表面を有している。図１に示すように、キャリッジ１
２がサービス・ステーションから左に移動すると、ばね
３６がそり３０を左方向に偏奇させる。フォロア４２，
４４はカム面４０を下方に押圧し、ひいてはそりを図１
の位置から引き下げる。逆に、そりがサービス・ステー
ションの方向に移動すると、アーム４８はポスト４６と
係合し、それによってそり３０を右上方に移動させる。
このような動作によってキャップ３２は印書ヘッド１５
の方向に押しやられる。

【００１６】黒色用カートリッジがステーション内に移
動すると、印書ヘッド１５がキャップ３２によってカバ
ーされる前に、印書ヘッド１５はワイパ５０の尖端を横
切り、このワイパがインクと、その残滓を印書ヘッドの
表面から拭い取る。ワイパ５０はフォロァ・ブラケット
５２上に実装されている。フォロァ・ブラケットはワイ
パ５０内に形成された開口部５６内に受けられたポスト
５４を備えている。方形のフレーム５８がキャリア２２
上に設けられたカム６０を囲んでいる。一対の下方に延
びるポスト６２，６４が図１のキャリア２２の下のプリ
ンタ構造（図示せず）に設けられた対応する一対の穴
（図示せず）内に支承されている。キャリア２２が図１
に示した位置にある場合にはブラケット５２はカム６０
によって上部の位置に保持されている。キャリアが１８
０°回転すると、カム６０がブラケットの下から回転す
ると共にブラケットは下部の位置へと移動する。

【００１７】カラー・ステーション１８は６５で全体的
に示されたカラー用キャップ・システムを備えている。
カラー用キャップ・システムはカラー用キャップ６６と
カラー用そり６８（ここではベースとも呼ぶ）を備えて
いる。ばね７０がそりを図１の左方向に偏奇せしめる。
キャップ６６はそり６８上に実装されている。黒色用カ
ートリッジではなくカラー用カートリッジ（図示せず）
がキャリッジ１２上に装着されている場合は、キャリア
２２は軸２４を中心に１８０°回転し、それによってキ
ャップ６６を上方向に向ける。キャリア２２がこのよう
に回転すると、カム６０は反転し、ブラケット５２を下
方の位置へと駆動する。そこでキャリア２２上に実装さ
れたカラー用ワイパ７２も上向きになる。

【００１８】カム面４０と同様のカム面７４（図１）が
キャリア２２上に形成されている。カム・フォロア７
６，７８はフォロァ４２，４４がカム面４０に載置され
ていると同じ態様で表面７４に載置されている。アーム
８０はアーム４６が黒色用そり３０から延びると同じ態
様でカラー用そり６８から延びている。

【００１９】黒色用カートリッジ１４ではなくカラー用
カートリッジ（図示せず）がキャリッジ１２上に装着さ
れる場合は、キャリッジ１２に対するカラー用そり６８
の運動は黒色用そり３０に着いて前述した運動と同様で
ある。キャリッジ１２が右方向に図１の位置へと移動す
ると、カラー用印書ヘッドはワイパ７２によって拭われ
る。このワイパの尖端はその下部位置にあるワイパ５０
の尖端の上に延びている。次にキャリッジ１２上のアー
ム４８がポスト８０に衝突することによって、カラー用
そり６８を上方、右方向に移動させる。

【００２０】ここでキャップ・システム３１の構造をよ
り詳細に説明するために図３−図６を参照する。キャッ
プ３２はＳＡＮＴＯＰＲＥＮの商標でモンサント社から
市販されているエチレン・プロピレン・ディエン単量体
（ＥＰＤＭ）である。キャップ３２が成形されているＥ
ＰＤＭは約３５ショア硬さＡの硬度を有している。キャ
ップ３２はキャップ内に形成された開口部８４の境界を
なす密閉リップ８２を設けている。キャップはそり３０
の隆起部８６の上に嵌め込まれる。隆起部８６を通って
アパーチャ８８が形成されているので、図４に最もよく
示されているように、開口部８４とアパーチャ８８を通
して連通が可能である。

【００２１】そり３０は一対の下方に延びた脚部９０，
９２を備え、これらはキャリア２２（図１）上の構造と
係合して、前述したようにそりがトレー３４内を横方向
に移動する際にそりをキャリア上に保持する。そり３０
はキャップ３２と比較して剛性であり、本発明のこの実
施例では鋳造ナイロンから成っている。そり３０が成形
されているナイロンはここでは第１材料と呼ぶ。そり３
０は突起部９４を備え、この突起部の上にそりを図１及
び図２に示すように左側に偏奇させるばね３６の一端が
架設されている。そりはほぼ溜め構造２８の形状の、溜
め構造の真上に配置されたほぼ平坦なベース９６を備え
ている。ベース９６は溜めのカバーと呼ぶ。ベース９６
の下側はほぼ平坦な表面９７である。ベースはベースの
周辺に延びる、下方に延びる壁９８にとって境界付けら
れている。このようにして、図５及び図６に最も明解に
示すように、キャップ・システム３１を組み立てる際、
溜め構造２８の上面はベース９６の下側の表面９７とほ
ぼ同一平面になる。

【００２２】下方に延びる突起部１００（図５）は壁９
８と平行である。突起部１００は壁の３つの側面に隣接
して形成されている。溜め構造２８の上面が図５及び図
６に示すようにそりの下側の表面９７にほぼ同高に接触
すると、溜め構造２８の上面に形成された溝１０２が突
起部１００によって充填される。このようにして溜め構
造は突起部１００と溝１０２との間の、又、溜め構造２
９の側面と壁９８の内側との締まりばめによってそりの
下側に固定される。

【００２３】溝１０４が表面９７に形成されている。第
２溝１０６が壁９８の内面に形成され、溝１０４と連通
している。図５の断面図は溝１０４，１０６に沿った断
面である。

【００２４】溜め構造２８はＥＰＤＭから鋳造されてい
る。このＥＰＤＭはここでは第２材料と呼び、非アスベ
ストぬれ材料である。専門家には公知であるように、表
面が濡れているかどうかは表面に含まれる液体の毛管作
用に影響する。

【００２５】溜め構造２８はほぼ平坦な上面１１０を備
えており、この上面に溝１０２と溜め部１０８が形成さ
れている。溜め構造２８の側面１１２は溝１０６の近傍
に受けられている。ベントはそり３２内の溝１０４，１
０６と溜め構造の表面１１０，１１２との間に形成され
ている。ベントは溜め１０８と連通する第１端と、キャ
ップ・システム３１の外部と連通する第２端１１４とを
有している。溝１０４，１０６はここではベントの第１
の側面と呼ぶ面を形成し、一方表面１１０，１１２はそ
の第２の側面を形成する。

【００２６】図７の毛管空間１１６，１１８はそり３２
の下側の表面９７と、溜め構造２８の上側の表面１１０
との間に形成されている。毛管空間は更に溜め構造２８
の側面と、壁９８の内側との間にも形成されている。ベ
ントの下面はここでは溜めのカバーの下側とほぼ同一面
にあるものとしているが、表面９７，１１０の間に比較
的小さい毛管空間、すなわち空間１１６，１１８が形成
されることが理解されよう。インク滴１２０，１２２
（図７）は溝１０４と表面１１０の接合部の近傍のベン
ト内で形成される。

【００２７】さて、本発明のこの実施例の動作を説明す
る。黒色用カートリッジ１４が図１及び図５に示すよう
に当該のサービス・ステーション内にある場合は、イン
クはカートリッジ１４内のノズル（図示せず）から垂れ
流れることができる。このようなインクはキャップ３２
内の開口部８２及びそり３０内のアパーチャを通って溜
め１０８内に滴下する。溜め１０８にインクが満たされ
ると、インクはベントとインク排出パン（図示せず）へ
と繋がるベントの出口端１１４内に流入する。ベント内
に残るインクは、毛管作用と重力によりベントの隅で図
７のインク滴１２０，１２２のようなインク滴を形成す
る。このようなインク滴は毛管作用によって空間１１
６，１１８内に引き込まれ、そこから溜め構造２８とそ
り３０との間の空間を経てキャップ・システムの外部へ
と排出される。キャップ・システム３１が前述したよう
に印書ヘッド１４に着脱されると、ベントはキャップ・
システム内部とその外部との圧力を均等化し、ひいては
カートリッジ・ノズル内のインクが圧力変化に応じて流
出することが軽減される。

【００２８】さて図８を参照すると、印書ヘッドのキャ
ップ用の従来型のベントが１２４で全体的に示されてい
る。ベント１２４は方形の断面を有する溝が形成された
ＥＰＤＭの溜め構造１２６を備えている。ポリカーボナ
イト製のそり１３０は溜め構造１２６の上面１３４に対
してほぼ同高に近接するほぼ平坦な下面１３２を備えて
いる。図５のキャップ・システム３１と同様に、溜め構
造１２６の表面１３４上には溜め（図８では図示せず）
が形成されている。そり１３０の下面１３２は構造１２
６内に形成された溜めをカバーする。毛管空間１３５，
１３７は表面１３２と１３４の間に形成されている。

【００２９】動作に際しては、図８の従来型のベント１
２４も連結された溜めからインクを排出する。インク滴
１３６，１３８はベント１２４の下隅に溜まるが、毛管
空間１３５，１３７とは連通しない。ベント１２４内の
インクはベントがインクで完全に満たされるまでは毛管
空間１３５，１３７には引き込まれない。ベント１２４
と連結された溜めからベントへとインクがもはや流れな
くなると、インクはベント１２４内に残留する。ベント
１２４はベントの詰まりを防止するために、本発明のベ
ントよりも大幅に短くしなければならない。本発明のベ
ントは相対的に長いので、キャップ・システム３１内の
インク蒸気はベントから拡散しにくく、ひいては印書ヘ
ッドのノズル内が乾燥するインクが減少する。

【００３０】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、印書ヘッド
・ノズル内のインクの乾燥、印書ヘッド・キャップのベ
ントの詰まりが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るキャップシステムの一実施例を示
す一部を破断した側面図である。

【図２】図１に示したキャップシステムの分解斜視図で
ある。

【図３】カラーカートリッジ用サービスステーションを
示す分解斜視図である。

【図４】図３の組み立て状態における平面図である。

【図５】カラーカートリッジ用サービスステーションの
側断面図である。

【図６】カラーカートリッジ用サービスステーションの
別の側から視た側断面図である。

【図７】本発明における毛管領域を示す断面図である。

【図８】従来技術における毛管領域を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０：サービスステーション １２：キャリッジ １４：黒色用カートリッジ １５：印書ヘッド １８：カラーカートリッジ用サービスステーション ２０：黒色カートリッジ用サービスステーション ２２：キャリア ２８：溜め構造 ３０：黒色用そり ３１：キャップシステム ３２：キャップ ６５：カラー用キャップシステム ６６：から−用キャップ ６８：からー用そり ９６：ベース ９８：壁 １００：突起部 １０２、１０４：溝 １０６：第２溝 １０８：溜め １１６、１１８：毛管空間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリントヘッドを支持する双方向駆動され
   るキャリッジを備えたインクジェットペンに使用され、
   上記キャリッジの移動経路上に固定されるインクジェッ
   トプリンタのキャップシステムであって、 上記キャリッジが上記キャップシステムに近接したとき
   に、上記プリントヘッドに押圧されるキャップと、 上記キャップに形成されるチャンバーと、 上記チャンバーに接続され、上記プリントヘッドに上記
   キャップが押圧されているときに、上記ノズルに接続さ
   れるキャップ開口と、 上記チャンバーに連続する第１端と、上記キャップの外
   部に連続する第２端とを備えたほぼ水平に延びる細長ベ
   ントと、 上記ベントから液体を吸引するため上記ベントの低部か
   ら横方向に延長された毛管領域と、 からなることを特徴とするキャップシステム。
2. 【請求項２】インクジェットプリンタにおけるキャップ
   システムからインクを排出するための装置において、 プリントヘッドから排出されたインクを集める液溜め
   と、 上記液溜め上に設けられ、下面側を平滑にしてなるカバ
   ーと、 上記液溜めに連通し、上記カバーの下面とほぼ同一平面
   となる下面を有するベントと、 からなることを特徴とするインクを排出するための装
   置。
3. 【請求項３】インクジェットプリントヘッドの下流側に
   設けて使用されるキャップシステムにおいて、 上記プリントヘッドの周りを囲み、キャビティを形成す
   る部材と、 上記キャビティに設けた液体／気体ベントと、 曲線状上面と、平面状下面とを備えたベントからインク
   を排出するために上記キャビティに連係する毛管領域を
   形成する非吸収性の乾質部材と、 からなることを特徴とするインクジェットプリンタのキ
   ャップシステム。