JP2002096457A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】キャッピングを行なう時、キャップと印刷ヘッ
ドの密着性を高め、隙間をなくしノズル乾燥防止能力を
高めたキャップ装置を備えたインクジェットプリンタを
提供する。 【解決手段】印刷ヘッドのノズル面に溝を設け、キャッ
プ先端が印刷ヘッドへ全体にわたって接触しやすくし
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、インク滴を吐出す
るノズルを有するインクジェットプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】微少なインク滴を多数吐出させて画像を
形成する、いわゆるインクジェットプリンタは、フルカ
ラー化、高精細化、低価格化、高速化、ランニングコス
トなどから総合的に評価すると、サーマルプリンタ、レ
ーザープリンタなど他の方式のプリンタより優位であ
り、大幅に成長してきている。しかし、インクジェット
プリンタの大きな弱点として、ノズルのインク吐出不良
が挙げられる。インク吐出不良の原因として挙げられる
主な原因は、印刷ヘッドへのインク供給時の気泡混入、
ノズルでのインクの高粘度化及び固化、ノズル吐出口の
インク及び塵による汚れである。

【０００３】印刷ヘッドへのインク供給時の気泡混入
は、気泡がノズル内に入り込むと、本来インクを吐出さ
せるために発生させた力が、この気泡の圧縮性によって
吸収されてしまいノズル吐出口付近にあるインクまで吐
出力が伝達せず、インクが吐出できない状態になってし
まう。ノズルでのインクの高粘度化及び固化は、特に一
ヶ月以上という長期間プリンタの電源を入れなかった場
合には、インクを定期的に排出させて古いインクをノズ
ル内に残さないようにする、いわゆるリフレッシュ動作
を実施できないため、キャッピングでのノズル乾燥防止
に頼るしかない。ノズル吐出口の汚れについては、ゴム
板などで構成されたスクレーパで印刷ヘッドのノズル吐
出口が存在する面を清掃する、いわゆるワイピング動作
によって対処する。

【０００４】特にインクジェットプリンタの最近の傾向
としては高速化、高精細化を計るため、プリンタ1台あ
たりのノズル数は増えており、そのうちひとつでも吐出
不良が起きれば、印刷結果に重大な欠陥を与えてしま
う。そのため、吐出不良に対する対策方法が多数考案さ
れている。その中でも、印刷ヘッド内の気泡混入及びノ
ズルのインクの高粘度化及び固化の対策としてパージが
挙げられる。パージはインクジェットプリンタの基本的
な印刷ヘッドの吐出不良に対するノズル回復方法であ
る。

【０００５】図4に従来のインクジェットプリンタのキ
ャップ装置の一例の模式図を示す。101は印刷ヘッド、1
02はノズル、104はキャップ、105はインク保持部材、10
7はチューブ、108は吸引ポンプ、106はキャップ押し付
け装置（図では押し付け力Fを示している）、である。
キャッピングは、キャップ104をキャップ押し付け装置1
06によって、印刷ヘッド101へ押し付けることによっ
て、ノズル102をキャップ104と印刷ヘッド101によって
形成される空間を密封する。更にインク保持部材105に
染み込んでいるインクによって、キャップ104内を高湿
度に保ち、ノズル102の乾燥を防ぐ。また、このキャッ
プ104を印刷ヘッド101に押し付けた状態でチューブ107
を介して、吸引ポンプ108でインクを強制的にノズル102
から排出させることによって前述したパージを行なう。
また、インク保持部材105のインクはパージを行なうこ
とで、印刷に寄与しないいわゆる廃インクによってイン
ク保持部材105を湿らせる仕組みとなっている。なお、
ノズル102は印刷ヘッド101の断面位置によって見えない
が、図の説明上必要なため、点線にて示してある。

【０００６】パージはノズル102から吸引ポンプ108の動
力によって、インクを強制的に排出させることにより、
吐出不良の原因となっているノズル102内に混入した気
泡、ノズル102付近の高粘度インク、固化したインクを
取り除く動作である。この方法で吐出不良を回復させる
ことは有効な手段であるが、数ヶ月という長い期間プリ
ンタを使用していない場合など、ノズル102のインクが
固化してしまい、これを取り除くにはパージを複数回繰
り返すしかなく、インクを無駄に消費してしまう。そこ
で、一定期間プリンタを使用しない場合などは、ノズル
102の乾燥を防止して、パージ回数を少なく吐出不良を
回復できるようにするため、印刷ヘッド101にキャップ1
04をする。しかし、キャップ104は印刷ヘッド101へ複数
回押し付け、引き離しを繰り返すキャッピングを行なっ
ていると、キャップ104の劣化が起こる。キャップ104は
特に硬度の低いゴムなどの材質で製作すると、前記した
劣化によってキャップ104の押しつけ面が波を打ったよ
うな変形を起こし、キャッピング時にキャップ104と印
刷ヘッド101の間に隙間ができてしまう。この隙間がで
きてしまうと、短時間では特に問題となることはない
が、先に述べた長期間プリンタを使用しない場合など、
インク保持部材105が乾燥してしまい、キャップ104内の
湿度が保てず、ノズル102のインクが固化を起こしてし
まう。この場合、前述したとおり、パージの複数回実施
によってノズル102からのインク吐出を回復させるた
め、印刷に寄与しない分のインク消費量が飛躍的に増加
してしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ノズル乾燥防止のため
に、キャップを印刷ヘッドのノズル面に押し付ける方式
によるキャッピングでは、キャッピングの複数回繰り返
すうちに、特に硬度の低いゴムなどの材質で製作する
と、前記した劣化によってキャップの押しつけ面が波を
打ったような変形を起こし、密着させるには強い押し付
け力が必要となる。特に小型プリンタでは、キャップ上
下の動力は用紙搬送モーターなどと共有するため、強い
押し付け力は期待できない。密着が不完全な状態であっ
たとすると、プリンタを長期間使用しない時、キャップ
内のインク保持部材のインクが乾いてしまい、キャップ
内の湿度が保てず、キャップの印刷ヘッドのノズルの乾
燥防止としての機能は大幅に低減してしまう問題があ
る。

【０００８】従って、本発明の目的は、キャッピングを
行なう時、キャップと印刷ヘッドの密着性を高め、隙間
をなくしノズル乾燥防止能力を高めたキャップ装置を備
えたインクジェットプリンタを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第一の特徴は、印刷ヘッドのノズルの乾燥
防止のために行なうキャッピングの際に、キャップがよ
り密封できるように、印刷ヘッドのノズルを有する面に
溝を設けたことである。更に、本発明の第二の特徴は、
印刷ヘッドに存在する溝のキャップが接触する内側面
は、ノズルのインク吐出口が存在する面側から、溝の底
へ向かって広がっていることである。本発明の第三の特
徴は、キャップが溝に入り込んだ場合、キャップと溝の
少量の位置ずれを吸収でき。キャップの各辺の独立部分
が、溝の広がりに対して倣うことができるように、キャ
ップ先端部は各辺毎に独立して動くことができるような
個所を持つ構造としたことである。

【００１０】

【発明の実施の形態】インクジェットプリンタは、イン
ク滴をノズルから吐出させて画像を形成するための印刷
ヘッド、印刷ヘッドを搭載して移動させて、用紙幅にあ
った印刷範囲を提供するためのキャリッジ及びキャリッ
ジ駆動機構、印刷ヘッドにインクを供給するためのイン
ク供給機構（インクカートリッジまたはインク供給チュ
ーブ）、用紙を搬送させて用紙交換及び用紙長にあった
印刷範囲を提供するための用紙搬送機構、印刷ヘッドの
ノズル内に混入した気泡及びノズル吐出口での高粘度の
インクが存在して印刷不良が起きる可能性がある場合、
そのインクを取り除くためにインクを強制的にノズルか
ら吸い出すパージ機構等で構成されている。図1に本発
明によるインクジェットプリンタのキャップ装置の模式
図を示す。本図は説明のため、キャップ及び印刷ヘッド
は断面を示してある。101は印刷ヘッド、102はノズル、
103は溝、104はキャップ、105はインク保持部材、106は
キャップ押し付け装置（図では押し付け力Fのみを示
す）、107はチューブ、108は吸引ポンプである。

【００１１】ここで印刷ヘッド101は、図示しないキャ
リッジに搭載され。そのキャリッジが左右に動作して印
刷するいわゆるシリアル方式をイメージしているが、キ
ャリッジが動かずにインク滴を吐出するノズル102を多
数並べて用紙幅の印刷に対応するライン方式でも良い。
ノズル102は図の簡略化のために数本しか描かれていな
いが、もちろん、本数は何本でも良く、またノズル列が
何本あっても差し支えない。キャップ104は印刷ヘッド1
01に接触する部分がゴムなどの柔らかい材料であれば、
その他の部分はプラスチック部品など複数部品で構成さ
れたものでも良い。また形状については、どのようなも
のでもノズル102を覆うことができれば良いが、キャッ
プ内容積を無駄に大きく取るとその分、キャップ内の湿
度を保つために多量のインクを必要としてしまう。通常
は長方形の形状が良いと思われるため、本発明では長方
形の形状のキャップのみについて記載するが、長方形以
外であっても本発明は問題なく効果を発揮できる。イン
ク保持部材105はスポンジ、フェルトなどを用いて、ノ
ズル102のインク乾燥防止のため、キャップ104内を湿ら
せるためのインク保持の役目を果たしている。インク保
持部材105のサイズとしては、キャップ104の内寸法と同
等であれば、それだけインク保持量が多くなり、キャッ
プ104内での位置も安定するため好ましいが、厚さに関
しては使用した材質によるので一概には寸法を規定でき
ない。しかし、あまり厚くしすぎると抵抗が大きくなっ
てしまうため、パージでの所定の圧力が確保できなくな
る可能性がある。キャップ押し付け装置106は、その構
成がどのようなものであってもキャップ104を印刷ヘッ
ド101へ押し付ける力Fが発生でき、キャップ104を印刷
ヘッド101に押し付けた状態を保てるものであれば良
い。チューブ107はインク排出のために設置され、図示
されていないインク容器やフェルトなどのインク回収装
置につながっているが、チューブ107の材質は特にこだ
わらならくて良く、プラスチックや金属のパイプでも問
題なく使用できる。吸引ポンプ108は、電動ポンプやチ
ューブポンプなどさまざま種類のポンプがあるが、イン
クを吸引できる力を発生できるものであればその種類に
はこだわらない。なお、ノズル102は印刷ヘッド101の断
面位置によって見えないが、図の説明上必要なため、点
線にて示してある。

【００１２】キャッピングは、キャップ104をキャップ
押し付け装置106によって、印刷ヘッド101へ押し付ける
ことによって、ノズル102をキャップ104と印刷ヘッド10
1によってできる空間を密封する。また、インク保持部
材105に染み込んだインクによって、キャップ104内の湿
度を保ち、ノズル102の乾燥を防ぐ。また、このキャッ
プ104を印刷ヘッド101に押し付けた状態でチューブ107
を介して、吸引ポンプ108でインクを強制的にノズル102
から排出させることによって、パージを行なう。また、
インク保持部材105はパージによって、印刷に寄与しな
いいわゆる廃インクによって、インク保持材105を湿ら
せる仕組みとなっている。ここで、確実にキャップ104
を印刷ヘッド101へ隙間が存在しないように密着させ、
キャップ104内の湿度を保ち、ノズル102の乾燥を防止す
るために、印刷ヘッド101のノズル102のインク吐出口が
存在する面に溝103を構成して、キャップ104の先端が溝
103に入り込める構成とした。また、印刷ヘッド101に存
在する溝103の内側面は、前記ノズル102のインク吐出口
が存在する面側から、溝103の底へ向かって広がってい
ることで更にキャップ104と印刷ヘッド101が密着しやす
いようにした。この構成については、図2、図3を用いて
説明する。

【００１３】図２は本発明によるインクジェットプリン
タのキャップの模式図を示す。図はキャップ104の開口
側から見たものである。104はキャップ、105はインク保
持部材である。インク保持材105の寸法は、なるべく多
くのインクを吸収でき。長期間キャップ性能を維持でき
るように、キャップ104に収まる最大の寸法としてい
る。また、キャップの内側の寸法をS、Tであらわす。キ
ャップの形状については前述したが、ここでは長方形の
形状について記載してある。しかし、必ずしも長方形で
なくても良く、円形や多角形であっても良い。

【００１４】図３は本発明によるインクジェットプリン
タの印刷ヘッドの模式図を示す。図はノズル102のイン
ク吐出口が存在する面から見たものである。101は印刷
ヘッド、103は溝、102はノズル（ノズル列）、であり、
溝の寸法はキャップ側をs1、t1、奥側をs2、t2とあらわ
す。ここで、図3ではノズル102は一般的な4色構成（イ
エロー、シアン、マゼンタ、ブラック）を示している
が、ノズル102は1色であっても複数色であっても良く、
また、同色で複数列存在させても良い。また、ノズル10
2は図の簡略化のために一本の線で示してあるが、当
然、この列には複数のノズルが開いているものとする。
また、図示してある溝103は印刷ヘッド101に存在するノ
ズル列102すべてを覆い隠す一つのキャップ104にあう形
状となっているが、本発明の効果はノズル列102毎にキ
ャップ104を用意して、そのキャップ104毎に溝103を形
成しても発揮することができ、一つのノズル列102を更
に分割してキャッピングを行なうようなものでも問題な
く得ることができる。

【００１５】ここで、本発明のキャップ装置は、 s1＜S＜s2、t1<T<t2 … （１） の関係がある。理想的には、 s1＜S≦（s1+ s2）/2 t1＜T≦（t1+ t2）/2 … （２） である。

【００１６】これは、S、Tがそれぞれs1、t1より大きい
ことによって、キャップ104が確実に溝103に入り込むこ
とができる。また、S、Tがそれぞれ（s1+s2）/2、（t1+
t2）/2より小さいことによってキャップ104が溝103の中
間地点より手前でおさまることができ、この状態から更
に力を加えることによって、キャップ104が変形して溝1
03の奥へ侵入し。隙間をなくして印刷ヘッド101へ密着
することが可能となる。（２）式はこの押し込む量を考
慮した寸法を取っている。また。常に押し付け力106が
一定の力であれば、キャップ104の変形によって先端部
が開いた形状となったとしても。その分溝103の奥側へ
入り込んだ個所で印刷ヘッド101とキャップ104が接触す
るため、その地点で確実にキャッピングが行なわれる。
ここで、キャップ104は前述しているが、ゴムなどの柔
らかい部品で構成されることによって印刷ヘッド101へ
より密着できることは容易に想像できる。

【００１７】また、図１では印刷ヘッド101に直接溝103
を構成したものとなっているが、印刷ヘッド101への直
接の加工が困難な場合、図５に示すような印刷ヘッド10
1の周囲を保持する保持部品109を存在させ、それに対し
て溝103を構成してその溝103にキャップ104が入り込む
ような構成としても本発明の効果は得ることができる。

【００１８】ここまで記載してきた本発明の構成によっ
てキャップ104と印刷ヘッド101が確実に密着して、ノズ
ル102の乾燥を防止することができるが、図4に示したよ
うな従来例に見られるように、印刷ヘッド101のノズル1
02のインク吐出口が存在する面は、ノズル102などを無
視すれば平面であるため、キャップ104の寸法に余裕を
持たせれば、キャップ104と印刷ヘッド101の接触位置に
ついてはさほど気にしなくても良いが、本発明では印刷
ヘッド101に溝103が存在するために、前述した接触位置
も気にする必要がある。特に、シリアル方式のインクジ
ェットプリンタであれば、キャリッジが用紙幅方向に動
作して、その位置決めはステッピングモータあるいはエ
ンコーダで行なっている。これは、ステッピングモータ
のステップ角の誤差、エンコーダの誤差、また、キャリ
ッジを動作させるベルトの劣化による位置ずれ、エンコ
ーダの取り付け部品劣化による位置ずれなどが存在する
可能性があるということである。そのため、本発明で
は、図６に示すように、キャップ104の先端の一部を各
辺毎に独立させてある。110はキャップ先端の各辺の独
立部である。なお、図は便宜的に点線を用いることで独
立した部分が明確になるようにしてある。各辺が独立す
ることによって、お互いが干渉しないため、各辺毎に位
置ずれを吸収すれば良い。よって前述した誤差を確実に
吸収できる。ここで、位置ずれの量はプリンタの仕様に
よっても変わってくるが、用紙幅方向を100dpiで印刷す
るマシンであれば、ドット間距離は0.254mmであり、実
際この量だけずれたとすると、それだけ形成される画像
が崩れてしまうことから。100dpiの解像度にする意味が
なく、また、一般的なインクジェットプリンタの用紙方
向の解像度は300dpi以上あることが普通であるため、位
置ずれ量としては、現在の高解像度のプリンタでは余裕
を持って考慮したとしても0.1mm以下と考えて良い。よ
って、各辺独立部110の寸法は、先に一例を示した位置
ずれ量と、キャップの大きさ。キャップを構成する材質
などで決定すれば良い。また、各辺110が独立すること
によって、よりキャップ104が印刷ヘッド101の溝103に
倣いやすくなり、キャップ104と印刷ヘッド101の密着性
も高めることができる利点もある。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、キャップと印刷ヘッド
のノズル面との密着性が高められるのでインクの乾燥が
防止でき、頻繁にプリンタを使用する状況でなくても、
パージによる吐出回復が容易に行なえ、吐出不良が起こ
らずに常に良好な印字ができるインクジェットプリンタ
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェットプリンタのキャップ装
置の模式図。

【図２】本発明のインクジェットプリンタのキャップを
開口面から見た模式図。

【図３】本発明のインクジェットプリンタの印刷ヘッド
の模式図。

【図４】従来のインクジェットプリンタのキャップ装置
の一例の模式図。

【図５】本発明のインクジェットプリンタのキャップ装
置の他の実施例の模式図。

【図６】本発明のインクジェットプリンタのキャップ装
置のキャップ先端部分の模式図。

【符号の説明】

101…印刷ヘッド、102…印刷ヘッドのノズル、103…
溝、104…キャップ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク滴を吐出するノズルを有する印刷
   ヘッドと、前記印刷ヘッドにインクを供給するインク供
   給装置と、前記印刷ヘッドの保全のためのキャップ及び
   パージ機構を有しているインクジェットプリンタにおい
   て、前記印刷ヘッドのノズルの乾燥防止のために行なう
   キャッピングの際に前記キャップがより密封できるよう
   に前記印刷ヘッドのノズルを有する面に溝を設けたこと
   を特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 【請求項２】 前記印刷ヘッドに存在する溝の前記キャ
   ップが接触する内側面は、前記ノズルのインク吐出口が
   存在する面側から前記溝の底へ向かって広がっているこ
   とを特徴とする請求項1記載のインクジェットプリン
   タ。
3. 【請求項３】 インク滴を吐出するノズルを有する印刷
   ヘッドと、前記印刷ヘッドへインクを供給するインク供
   給装置と、前記印刷ヘッドの保全のためのキャップ及び
   パージ機構を有しており、更に前記印刷ヘッドのノズル
   の乾燥防止のために行なうキャッピングの際に前記キャ
   ップがより密封できるように前記印刷ヘッドのノズルを
   有する面に溝を設けてあるインクジェットプリンタにお
   いて、前記キャップが前記溝に入り込んだ場合、前記キ
   ャップと前記溝との位置ずれを吸収できるように前記キ
   ャップ先端部は各辺毎に独立して動くキャップ構造とし
   たことを特徴とするインクジェットプリンタ。