JPH09254401A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 印字ヘッドの吐出面を覆う弾性体のキャップ
を備え、簡単な機構でキャップ時の内部の圧力上昇を少
なくすることができるインクジェット記録装置を提供す
る。 【解決手段】 キャップ５１を、印字ヘッド３が搭載さ
れたキャリッジ７の移動に連動して印字ヘッド３の吐出
面４に向かうキャップホルダ５２に対して進退自在且つ
突出方向に付勢して設け、キャップ５１が吐出面４に圧
接され、キャップ５１がキャップホルダ５２に向かって
退出すると、キャップ５１の内部空間６１に連通する外
気連通口６２を閉じる弁部材６７をキャップホルダ５２
に設ける構造にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印字ヘッドに圧接
されるキャップを備え、印字ヘッドが使用されないとき
に吐出面をキャップで覆って外気と遮断することなどが
できるようにしたインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、印字ヘッド
の吐出口からインク滴を吐出飛翔させて、これを用紙等
の印刷用紙に付着させて記録するようになっている。こ
のようなインクジェット記録装置においては、印字ヘッ
ドが使用されない状態が続いたような場合、前記吐出口
からの水分蒸発等によりインクの粘度が上昇して、イン
クの吐出速度が遅くなったり目詰まりを起こしたりする
場合がある。

【０００３】このような不使用によるインクの吐出不良
を少なくするために、印字ヘッドが使用されない場合に
は、弾性体のキャップで印字ヘッドの吐出面を覆って外
気と遮断するキャッピング手段が用いられることがあ
る。

【０００４】このキャッピング手段の従来例を図６に基
づいて説明する。図６はキャッピング手段の要部断面図
であり、同図（ａ）はキャッピング前、同図（ｂ）はキ
ャッピング後の状態を示す。キャップ１０１は、内部空
間１０２を有する深い皿状になっており、ゴム等の弾性
体で形成される。このキャップ１０１の周囲と背面を固
定するためにプレート１０３が用いられており、このプ
レート１０３は四角筒状のキャップホルダ１０４内に進
退自在に保持されている。またプレート１０３とキャッ
プホルダ１０４との間には、キャップ１０１を突出方向
に付勢する押しバネ１０５が設けられている。このキャ
ップホルダ１０４は斜め軸１０６に沿って紙面厚み方向
にスライド自在になっており、普通は引っ張りバネ１０
７で図示の位置にある。

【０００５】印字ヘッド１１０を搭載したキャリッジ１
１１が紙面厚み方向手前に移動すると、キャップホルダ
１０４から突設された当接片１０８がキャリッジ１１１
に当たり、キャップホルダ１０４はキャリッジ１１１と
一緒に紙面厚み方向手前に移動する。すると、キャップ
ホルダ１０４が斜め軸１０６に沿って印字ヘッド１１０
の吐出面１１２に向かって（矢印ａ方向）移動する。キ
ャップ１０１は吐出面１１２に当たり、押しバネ１０５
の付勢力によって圧接され、図６（ｂ）の状態になる。
そして、吐出面１１２はキャップ１０１で覆われると共
に密閉された内部空間１０２にしか晒されないため、吐
出口１１２からの水分蒸発等が防止される。

【０００６】

【発明を解決しようとする課題】ところが、キャップ１
０１はゴム等の弾性体を皿状に形成したものであるた
め、キャップ１０１を印字ヘッド１１０の吐出面１１２
に圧接させると、キャップ１０１の周囲のリップ部が押
しつぶされ、内部空間１０２の容積が減じるため、内部
空間１０２が加圧状態になることがある。内部空間１０
２が加圧状態になると、インクの吐出口内に空気やゴミ
等が侵入する恐れがある。

【０００７】そこで、印字ヘッド１１０の吐出口からイ
ンクを吸い出して目詰まりを解消するパージ装置のキャ
ップに用いられる外気開放弁を、不使用時に吐出面を覆
うキャッピング手段に適用することが考えられる。この
パージ装置における外気開放弁は、キャップに外気連通
口を設け、この外気連通口を開閉する弁部材を設けたも
のである。ただし、キャップの吐出面に対する移動と外
気開放弁の開閉は別個の機構によって行われており、例
えば特開平３−８７２６７号公報や特開平３−８７２６
８号公報のように、キャップの覆蓋駆動用レールと外気
開放弁の開閉駆動用レールの２本を設けることによっ
て、構造が複雑になるという問題点があった。

【０００８】従って、本発明は、印字ヘッドの吐出面を
覆う弾性体のキャップを備え、簡単な機構でキャップ圧
接時の内部の圧力上昇を少なくすることができるインク
ジェット記録装置を提供しようとすることを目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、印字ヘッドの吐出面を覆う弾性
体のキャップを備えたインクジェット記録装置であっ
て、前記キャップを、印字ヘッドが搭載されたキャリッ
ジの移動に連動して前記印字ヘッドの吐出面に向かうキ
ャップホルダに対して進退自在且つ突出方向に付勢して
設け、前記キャップが前記吐出面に圧接され、前記キャ
ップが前記キャップホルダに向かって退出すると、前記
キャップの内部空間に連通する外気連通口を閉じる弁部
材が前記キャップホルダに設けられたことを特徴とする
ものである。キャップが退出する工程の後半に、外気連
通口が弁部材で閉じられる。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１記載のインク
ジェット記録装置であって、前記キャップの前記内部空
間と、前記キャップの前記外気連通口と、前記弁部材と
は、前記印字ヘッドに向かって一列に配設されているも
のである。一列であると弁部材を配設しやすい。

【００１１】請求項３の発明は、請求項２記載のインク
ジェット記録装置であって、前記弁部材は前記キャップ
ホルダに対して進退自在且つ突出方向に付勢して設けら
れ、前記弁部材の前記付勢力は前記キャップホルダの前
記付勢力より弱くなっているものである。弁部材の付勢
力でキャップが圧接される程度が少なくなる。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１記載のインク
ジェット記録装置であって、前記キャップが、印字ヘッ
ドが使用されないときに吐出面を覆って外気と遮断する
ものである。印字ヘッド不使用時のキャッピング手段
は、パージ装置の更に外側に位置しており、パージ装置
と切り離したワンモーションで作動させることができ
る。

【００１３】請求項５の発明は、請求項４記載のインク
ジェット記録装置であって、前記印字ヘッドが複数列設
され、前記ヘッドは前記印字ヘッドに対応して複数列設
されているものである。例えばカラーインクジェット記
録装置には印字ヘッドが４つある。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のインクジェット記
録装置を図１乃至図５により説明する。まず図５によ
り、インクジェット記録装置１の全体構成を説明する。

【００１５】図５において、インクジェット記録装置１
の本体フレーム２には、複数のノズルを有する印字ヘッ
ド３や回復機構ＲＭ、紙送り機構ＬＭなどが内蔵されて
いる。本体フレーム２の中央には円筒形状のプラテンロ
ーラ５が配置されている。プラテンローラ５は、給紙カ
セットまたは手差し給紙部から供給された印刷用紙Ｐを
印字ヘッド３に対面させながら搬送するものであり、紙
送り機構ＬＭの一部をなす。プラテンローラ５は、この
上側に設けられた図示しないプレッシャーローラで印刷
用紙Ｐを密着させる。また、図示されないＬＦモータに
より、プラテンローラ５が回転駆動されて印刷用紙Ｐを
副走査させる。

【００１６】プラテンローラ５の前方には、キャリッジ
７が設けられている。キャリッジ７は、インクジェット
式の印字ヘッド３が搭載されるとともに、印字ヘッド３
に供給するためのインク（ブラックＢ，イエローＹ，シ
アンＣ，マゼンダＭのインク）を収容した複数のインク
収容器８Ａ〜８Ｄをそれぞれ着脱可能に搭載しており、
プラテンローラ５と平行に設けられたキャリッジ軸９に
沿って移動可能にされている。これにより印字ヘッド３
はプラテンローラ５に沿って主走査される。なお、印字
ヘッド３は、ブラックＢ、イエローＹ、シアンＣ、マゼ
ンダＭのインクを吐出する４つの印字ヘッド３Ａ〜３Ｄ
を主走査方向に列設したものである。

【００１７】本体フレーム２の下方には、キャリッジ７
を駆動するＣＲモータ１０が配置されている。ＣＲモー
タ１０は、ベルト１１を介してキャリッジ７を駆動する
ものであり、ステップモータまたはＤＣモータを使用す
る。プラテンローラ５の右側には、印字ヘッド３の回復
機構ＲＭが配置されている。

【００１８】回復機構ＲＭは、印字ヘッド３が使用され
ない場合に外気と遮断するためのキャッピング手段１３
と、使用中に内部に気泡が発生したり、吐出面上にイン
クの液滴が付着したり等の原因によりインクの噴出不良
を起こすのを防止するため、印字ヘッド３内のインクを
吸引するパージ装置１８と、印字ヘッド３のノズル面を
ワイピングするワイピング装置１５などからなってい
る。キャッピング手段１３はパージ装置１８の更に外側
に配設されている。

【００１９】キャッピング手段１３は、４つの印字ヘッ
ド３Ａ〜３Ｄに対応する４つのキャップ５１Ａ〜５１Ｄ
を有しており、共通のキャップホルダ５２内にキャップ
５１Ａ〜５１Ｄの各々が進退自在に保持されている。キ
ャップホルダ５２の下部に支持部５３が突設されてお
り、支持部５３が斜め軸５４に沿って移動可能に支持さ
れている。この斜め軸５４はキャリッジ軸９に向かって
近づくように傾いており、引っ張りバネ５７で通常はキ
ャップホルダ５２は図示の位置にある。この支持部５３
の先端には係合突起部５５が取り付けられ、この係合突
起部５５がキャリッジ７の係合部５６と係合すると、キ
ャリッジ９とともに移動する。すると、キャップホルダ
５２の全体が斜め軸５４によって印字ヘッド３に向かっ
て移動し、キャップ５１Ａ〜５１Ｄが印字ヘッド３Ａ〜
３Ｄの吐出面に圧接して吐出面を外気と遮断して覆うよ
うになっている。

【００２０】なお、パージ装置１８の先端にもキャップ
１７が設けられている。パージ装置１８は、印字ヘッド
３がキャップ１７に覆われているときに公知のポンプ１
４により負圧を発生させ印字ヘッド３Ａ〜３Ｄのいずれ
かに対してノズル内部の不良インクを吸引して回復させ
るものである。パージ装置１８とともにパージ機構３２
を構成するポンプ１４は、カムギア１９を介して図示さ
れない紙送り用のＬＦモータにより駆動される。

【００２１】パージ装置１８のキャップ１７及びワイピ
ング装置１５は、ハウジング７１内にスライド自在に保
持されている。キャップ１７やワイパーは、カムギア１
９の回転に伴って印字ヘッド３に向かって進退する構造
になっている。

【００２２】本実施形態では、特にキャッピング手段１
３に対して、外気連通口と弁部材とを採用し、キャップ
内圧力上昇を防止しており、その詳細構造を図１及び図
２により説明する。

【００２３】図１において、符号３は印字ヘッド、７は
キャリッジ、９はキャリッジ軸、５３は支持部、５４は
斜め軸、５５は係合突起部、５６は係合部、５７は引っ
張りバネであり、図５で説明したものと同じである。

【００２４】キャップ５１は皿状断面部５１ａと背面突
出部５１ｂとからなり、皿状断面部５１ａ内には断面が
台形の内部空間６１が形成されている。また背面突出部
５１ｂの中心を貫通し、外気と内部空間６１を連通する
外気連通口６２が設けられている。このキャップ５１は
プレート６３の凹部内にはめ込まれている。このキャッ
プ５１の外周と背面がプレート６３の凹部に密接して保
持される。前述したキャップ５１の背面突出部５１ｂは
プレート６３の背面の孔から突出し、後述する弁部材に
対する当接面５１ｃを形成している。このキャップ５１
の全体はゴム等の弾性体を成形したものであり、弾力を
有して印字ヘッドの吐出面４に圧接可能なリップ部５１
ｄと、弾力を有して後述する弁部材に当接する当接面５
１ｃを形成している。

【００２５】図２に示されるように、キャップホルダ５
２は、キャップ５１をプレート６３を介してその内部に
進退自在に保持するためのものである。このキャップ５
１は４つの印字ヘッド４Ａ〜４Ｄに対応する４つのキャ
ップ５１Ａ〜５１Ｄの各々に対する収納部６４を有する
一体に構成されている。収納部６４の側面にはプレート
６３から突出したキー部６３ａが係合するキー溝６４ａ
が形成され、キャップ５１は収納部６４の中心軸に沿っ
て進退自在となっている。収納部６４の背面部６５とプ
レート６３の間には第１押しバネ６６が配設されてお
り、キャップ５１は第１押しバネ６６の初期押し込み量
で決まる付勢力が付与されている。このキャップ５１の
最も突出した位置はキー溝６４ａの端で決まる。

【００２６】図１に示されるように、キャップホルダの
背面部６５の中央には円筒ガイド６６が収納部６４に向
かって突設され、この円筒ガイド６６に弁部材６７が摺
動自在に保持されている。弁部材６７の頭部６７ａはキ
ャップの当接面５１ｃと対面しており、頭部６７ａと当
接面５１ｃとが当たると、外気連通口６２を塞ぐように
なっている。この弁部材６７の頭部６７ａと背面部６５
の間には、第２押しバネ６８が配設されており、弁部材
６７は第２押しバネ６８の押し込み量で決まる付勢力が
付与されている。この弁部材６７の最も突出した位置は
ストッパ部６７ｂで決まる。

【００２７】また、キャップ５１に対する第１押しバネ
６６の付勢力Ｆ１と弁部材６７に対する第２押しバネ６
８の付勢力Ｆ２との間には、Ｆ１＞Ｆ２の関係があり、
付勢力Ｆ２は外気連通口６２の密封に必要な最小限にす
ることが望ましい。さらに、弁部材６７の頭部６７ａは
キャップの当接面５１ｃとの間には所定の隙間（押し込
み代）εが設けられている。

【００２８】つぎに、上述したキャッピング手段の作動
を図３の作動図及び図４のタイムチャート図で説明す
る。

【００２９】まず、印字ヘッド３が使用されない場合に
は、キャリッジ７が図面の手前側に向かって移動し、キ
ャリッジ７の係合部５６がキャッピング手段１３の係合
突起部５５に当たってキャッピング動作が開始される
（図５参照）。このキャッピング開始の状態が図３
（ａ）に示され、図４のタイムチャート図の点に相当
し、この点からキャップ５１が閉じはじめる。

【００３０】図３（ｂ）において、キャリッジ７が更に
移動すると、キャップホルダ５２が矢印Ａ方向に移動
し、印字ヘッド３の吐出面４とキャップ５１のリップ部
が当接する状態になる。この状態では、キャップ５１の
当接面５１ｃと弁部材６７の頭部６７ａとの間に隙間ε
が存在している。この圧接し始めの状態が図４のタイム
チャート図の点に相当し、キャップ５１に第１押しバ
ネ６６の付勢力が一挙に作用し、キャップ５１のリップ
部が若干押しつぶされるように変形する。すると、内部
空間６１の体積が若干減少するが、外気連通孔６２は開
いたままであるため、内部空間６１は外気と連通し大気
圧に保たれる。なお、図４のキャップ付勢力Ｆ１が垂直
ではなくほぼ垂直であるのは、キャップ５１が弾性変形
を起こしているからである。また、ほぼ垂直に立ち上が
った後にほぼ水平に付勢力が変化しているのは、第１押
しバネ６６が押し込まれてその長さが短くなって付勢力
Ｆ１がやや上がっている。

【００３１】図３（ｂ）の状態から、キャリッジ７が更
に移動すると、キャップホルダ５２が更に矢印Ａ方向に
移動し、印字ヘッド３の吐出面４とキャップ５１のリッ
プ部が当接する状態を保ったまま、キャップ５１の当接
面５１ｃと弁部材６７の頭部６７ａとの間に隙間εが小
さくなっていき、図３（ｃ）の状態に至る。キャップ５
１の当接面５１ｃと弁部材６７の頭部６７ａとが接触し
た状態が、図４の点に相当し、弁部材６７が閉じ、弁
付勢力Ｆ２が作用する。すると、図３（ｃ）のように、
外気連通孔６２が閉じ、キャップ５１の内部空間６１は
密閉空間となる。そのため、印字ヘッド３の吐出面４が
キャップ５１内の密閉空間に覆われ、吐出面４の乾燥等
が防止される。

【００３２】図４において、キャリッジ７が更に移動し
て、キャップ５１が点から点に至ると、弁部材６７
による外気連通孔６２の遮断は確実なものとなる。ま
た、弁部材６７が作用し始めた点でキャップ付勢力Ｆ
１に対して弁付勢力Ｆ２が作用するため、キャップ５１
に作用する付勢力はＦ１＋Ｆ２に増加する。しかし、Ｆ
１＞Ｆ２に設定されているため、付勢力Ｆ２が付加され
ても、キャップ５１の弾性変形は少なく、キャップ５１
の内部空間６１が印字ヘッド３に悪影響を及ぼす程には
キャップ５１が変形しない。すなわち、弁付勢力Ｆ２は
外気連通孔６２を遮断するのに十分であって、キャップ
５１の弾性変形が印字ヘッド３に悪影響を及ぼさない程
度に設定される。

【００３３】上述した実施形態では、キャップホルダ５
２が印字ヘッド３に向かって移動するというワンモーシ
ョンで、キャップ５１の印字ヘッド３への圧接と、圧接
後のキャップ５１の外気連通孔６２の弁部材６７による
遮断が行われるため、キャップ５１の印字ヘッド３への
圧接と、圧接後のキャップ５１の外気連通孔６２の弁部
材６７による遮断とを分離して別のガイド部材で行う場
合に比較して構造が簡単になる。特に、カラーインクジ
ェット記録装置のように、４色分の印字ヘッド３Ａ，３
Ｂ，３Ｃ，３Ｄが列設されている場合には、個々の印字
ヘッドに対して別のガイド部材を設けることは一層構造
を複雑にするため、本実施形態のワンモーションによる
機構が有効である。また、パージ装置１８の更に外側に
キャッピング手段１３が配設されているため、キャッピ
ング手段１３に対して複雑な機構を配設することが困難
であって、ワンモーションで簡単に作動する本実施形態
の機構は有効である。

【００３４】ただし、本実施形態のワンモーション機構
は、印字ヘッドが一つの単色のインクジェット記録装置
にも適用可能である。また、印字ヘッドが使用されない
場合に、使用されるキャッピッング手段のみならず、印
字ヘッドの吐出口によりインクを吸引する場合に使用さ
れる吸引回復のためのパージ装置のキャップにも適用可
能である。

【００３５】図２において、パージ装置１８のキャップ
１７は印字ヘッド３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの一つずつに
対応できるように一つだけ設けられている。キャップ１
７はハウジング７１内を印字ヘッド３に向かってスライ
ド自在に設けられ、カムギア１９のカム溝１９ａに係合
する突起７２を有しており、カムギア１９の回転ととも
にハウジング７１内を進退する。そして、キャップ１７
が特定の印字ヘッドに押し当てられ、カムギア１９で作
動するポンプ１４（図１）によって、キャップ１７内の
吸引を行う。キャップ１７が印字ヘッドに圧接される
と、弾性体のキャップ１７は変形し、キャップ１７内の
空間の圧力が高くなる。そこで、キャップ１７の印字ヘ
ッドへの圧接当初には、キャップ１７の大気連通孔を開
放し、キャップ１７内の吸引前には、キャップ１７の大
気連通孔を閉じることが望ましい。この場合にも、本実
施形態のワンモーションによるキャップ押し当てと大気
連通孔遮断の機構を採用することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明
は、印字ヘッドが搭載されたキャリッジの移動に連動し
てキャップホルダが前記印字ヘッドの吐出面に向かうと
いうワンモーションの間に、弾性体のキャップが圧接に
よって変形することによる内部空間の圧力上昇の回避
と、キャップの内部空間の密閉とを順番に行うことがで
きるという効果を奏する。また、このワンモーションの
採用によって、キャップ回りの構造が簡単になる。

【００３７】請求項２の発明は、請求項１の効果に加え
て、内部空間と外気連通口と当接部材の直列配置によっ
て、弁部材が配設し易くなって、構造が一層簡単になる
という効果を奏する。

【００３８】請求項３の発明は、請求項２の効果に加え
て、弁部材の付勢力でキャップが圧接される程度が少な
くなるので、弁部材があってもキャップの適切な圧接状
態が保たれるという効果を奏する。

【００３９】請求項４の発明は、請求項１のワンモーシ
ョンという簡単な構造で行えるという効果が、パージ装
置より更に外側に位置して、印字ヘッドが使用されない
ときに吐出面を覆って外気と遮断するキャッピング手段
に対して適用されるときに有効に発揮されるという効果
を奏する。

【００４０】請求項５の発明は、請求項４の効果が、例
えばカラーインクジェット記録装置には印字ヘッドは４
つあるような複数のキャップを列設する複雑な構造のキ
ャッピング手段に特に有効に発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要部に係るキャッピング手段の縦断面
図である。

【図２】本発明の要部に係るキャッピング手段の横断面
図である。

【図３】本発明の要部に係るキャッピング手段の作動図
である。

【図４】本発明の要部に係るキャッピング手段の作動の
タイムチャート図である。

【図５】本発明のインクジェット記録装置の斜視図であ
る。

【図６】従来のキャッピング手段の縦断面図である。

【符号の説明】

１ インクジェッ記録装置 ３ 印字ヘッド ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ カラー印字ヘッド ４ 吐出面 ７ キャリッジ １３ キャッピング手段 ５１ キャップ ５２ キャップホルダ ６１ 内部空間 ６２ 外気連通口 ６６ 第１押しバネ（キャップ付勢力） ６７ 弁部材 ６８ 第２押しバネ（弁部材付勢力）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字ヘッドの吐出面を覆う弾性体のキャ
   ップを備えたインクジェット記録装置であって、 前記キャップを、印字ヘッドが搭載されたキャリッジの
   移動に連動して前記印字ヘッドの吐出面に向かうキャッ
   プホルダに対して進退自在且つ突出方向に付勢して設
   け、 前記キャップが前記吐出面に圧接され、前記キャップが
   前記キャップホルダに向かって退出すると、前記キャッ
   プの内部空間に連通する外気連通口を閉じる弁部材が前
   記キャップホルダに設けられたことを特徴とするインク
   ジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記キャップの前記内部空間と、前記キ
   ャップの前記外気連通口と、前記弁部材とは、前記印字
   ヘッドに向かって一列に配設されている請求項１記載の
   インクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記弁部材は前記キャップホルダに対し
   て進退自在且つ突出方向に付勢して設けられ、前記弁部
   材の前記付勢力は前記キャップホルダの前記付勢力より
   弱くなっている請求項２記載のインクジェット記録装
   置。
4. 【請求項４】 前記キャップは、印字ヘッドが使用され
   ないときに吐出面を覆って外気と遮断するものである請
   求項１記載のインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記印字ヘッドが複数列設され、前記ヘ
   ッドは前記印字ヘッドに対応して複数列設されている請
   求項４記載のインクジェット記録装置。