JP2005161803A - Capping mechanism and ink-jet recording device using the same mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクを吐出する記録手段の吐出口を覆うために吐出口面に当接されるゴム状弾性材のキャップを有するキャッピング機構、並びに該キャッピング機構を用いるインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to a capping mechanism having a cap made of a rubber-like elastic material that comes into contact with an ejection port surface to cover an ejection port of a recording unit that ejects ink, and an ink jet recording apparatus using the capping mechanism.
従来、紙、布、プラスチックシート、OHP用シートなどの記録媒体(以下、単に「記録紙」ともいう)に対して記録を行う記録装置は、種々の記録方式(例えばワイヤドット方式、感熱方式、熱転写方式、インクジェット方式)による記録ヘッドを搭載可能な形態として提案されている。そのような記録装置の中で、吐出口(ノズル)からインクを吐出させて記録紙上に記録を行うインクジェット記録方式の記録装置(以下、インクジェット記録装置という)は低騒音なノンインパクト記録装置であり、高密度かく高速な記録動作が可能である。 2. Description of the Related Art Conventionally, recording apparatuses that perform recording on recording media such as paper, cloth, plastic sheets, OHP sheets (hereinafter also simply referred to as “recording paper”) have various recording methods (for example, wire dot method, thermal method, It has been proposed as a form capable of mounting a recording head by a thermal transfer method or an ink jet method. Among such recording apparatuses, an ink jet recording type recording apparatus (hereinafter referred to as an ink jet recording apparatus) that performs recording on recording paper by discharging ink from an ejection port (nozzle) is a low-noise non-impact recording apparatus. High-density and high-speed recording operation is possible.
インクジェット記録装置は簡単な構成から成るきわめて優れた記録方式であるが、一方では不都合な点も存在する。不都合な点の一つとして吐出不良(不吐出を含む)がある。吐出不良とは記録ヘッドに対して吐出信号を送ったにも関わらず実際にはインク滴が吐出されなくなったり、吐出状態が悪化する現象のことである。吐出不良の原因の中でインクジェット記録ヘッドの吐出口近傍に関するものとしては3つほど有り、1つは吐出口面からの溶媒の蒸発によって吐出口先端のインク粘度が高くなり所定の圧力では吐出しなくなる。もう1つは、インク液中の微細なゴミが吐出口内に入って吐出の邪魔をする場合、さらにもう1つは、インク液中に溶けていた空気がヘッド内で溶け出して気泡を形成し吐出のための圧力を吸収してしまう場合である。 The ink jet recording apparatus is an extremely excellent recording method having a simple configuration, but there are also disadvantages. One disadvantage is discharge failure (including non-discharge). The ejection failure is a phenomenon in which ink droplets are actually not ejected or the ejection state is deteriorated in spite of sending an ejection signal to the recording head. There are about three causes of the discharge failure in the vicinity of the discharge port of the ink jet recording head. One is that the viscosity of the ink at the discharge port becomes high due to evaporation of the solvent from the discharge port surface, and the discharge is performed at a predetermined pressure. Disappear. The other is when fine debris in the ink liquid enters the discharge port and obstructs the discharge, and the other is that the air dissolved in the ink liquid dissolves in the head and forms bubbles. This is a case where pressure for discharging is absorbed.
上述の技術的課題の解決方法として、ゴムなどの粘弾性材料(ゴム状弾性材)で形成したキャップを吐出口面に密着させて吐出口を覆うためのキャッピング機構を設け、吐出口からの溶媒の蒸発やごみの付着を防ぐことが行われている。さらに、吐出口面に密着させたキャップ内にポンプ手段により負圧を発生させることにより、吐出口よりヘッド流路内の増粘インク、微細なゴミ、気泡等をインクと共に吸い出す吸引回復手段を設けることも広く行われている。 キャッピング手段のキャップには、キャッピング時に吐出口面に密着して内部を密閉する密封性(シール性)性能が求められる。そのため、塵や埃が付着したり、記録ヘッド製造上の都合で段差が設けられる場合でも吐出口面に密着するように、キャップの先端当接部を軟らかいゴムもしくはエラストマーなどの粘弾性部材で形成することにより、吐出口面に直交する方向に弾性変形しやすい構造にすることも行われている。 As a solution to the above technical problem, a capping mechanism is provided to cover a discharge port by bringing a cap formed of a viscoelastic material (rubber-like elastic material) such as rubber into close contact with the discharge port surface, and a solvent from the discharge port. It is done to prevent evaporation and debris adhesion. Further, a suction recovery means is provided for sucking out the thickened ink, fine dust, bubbles, etc. in the head flow path from the discharge port together with the ink by generating a negative pressure in the cap in close contact with the discharge port surface. This is also widely done. The cap of the capping means is required to have a sealing performance that seals the inside by closely contacting the discharge port surface during capping. For this reason, the cap tip contact part is made of soft rubber or elastomer or other viscoelastic material so that it adheres to the discharge port surface even when dust or dirt adheres to it or when there is a level difference due to the manufacture of the recording head. By doing so, a structure that is easily elastically deformed in a direction orthogonal to the discharge port surface is also made.
基本的にはキャップを吐出口面に強く押し当てれば密閉することができるが、押し当てる力を強くすれば、密閉性以外の不具合が発生する。例えば、キャップやインクジェットヘッドやこれらを支持する部材の応力や変形量を抑えるために各部品を大きくする必要がある。また、駆動系の負荷増大に対処するために強力なモータを必要とし、消費電力も増大する。さらに軸受や歯車歯面などの摺動部の磨耗も増大する。つまり、好ましいキャップ構成は、単に密封性(密閉性)が高いというだけでなく、より小さなキャップ押し付け力で確実に密閉できることである。また、吸引時のキャップ内の負圧による変形量が少なく、変形によって密閉性が損なわれないことも必要である。 Basically, the cap can be sealed by pressing firmly against the surface of the discharge port, but if the pressing force is increased, problems other than sealing will occur. For example, it is necessary to enlarge each component in order to suppress the stress and deformation amount of the cap, the inkjet head, and the members that support them. Further, a powerful motor is required to cope with an increase in the load on the drive system, and the power consumption increases. Furthermore, wear of sliding parts such as bearings and gear tooth surfaces also increases. That is, the preferable cap configuration is not only high sealing performance (sealing performance) but also reliable sealing with a smaller cap pressing force. Further, it is necessary that the amount of deformation due to the negative pressure in the cap during suction is small, and the sealing performance is not impaired by the deformation.
そこで、キャップの先端当接部の吐出口面に直交する方向への変形を容易にすることが要請されており、そのために、吐出口面への追随性を良くして密封性(シール性)を高めるための種々なキャップ形状が提案されている。特開平5−318752号公報には、キャップの押し付け力を上げることなく吐出口面とキャップ先端当接部との密着性を確保するために、当接の状況に応じて側壁部分の高さを変えることが記載されている。特開平5−77433号公報には、キャップを先広がりのラッパ形状にして吐出口面への追随性を確保することが記載されている。また、キャップの側壁部分を細くすると当接部の当接圧が大きくなってシール性は向上することも事実であるが、他方では、逆に側壁部分を太く厚く)して当接面を広くすることにより、紙粉や埃などの微小な異物が当接面に付着した際に、これらを当接面によって覆ってしまうことにより密封性を確保できることもある。つまり、先端当接面の幅を広くすれば、加工誤差や変形等に対する耐ノイズ性が強化されるという事情がある。 Therefore, it is required to facilitate the deformation of the cap tip abutting portion in the direction perpendicular to the discharge port surface. For this reason, the followability to the discharge port surface is improved and the sealing performance (sealability) is required. Various cap shapes have been proposed for enhancing the above. In JP-A-5-318752, in order to ensure the adhesion between the discharge port surface and the cap tip contact portion without increasing the pressing force of the cap, the height of the side wall portion is set according to the contact state. It is described to change. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-77433 describes that a cap is made to have a widening trumpet shape to ensure followability to the discharge port surface. It is also true that when the side wall portion of the cap is narrowed, the contact pressure of the contact portion increases and the sealing performance is improved. On the other hand, on the other hand, the side wall portion is thicker and thicker) to widen the contact surface. By doing so, when fine foreign matters such as paper dust and dust adhere to the contact surface, they may be covered with the contact surface to ensure sealing performance. That is, if the width of the tip contact surface is widened, there is a situation in which noise resistance against processing errors and deformations is enhanced.
さらに、吸引時の負圧によりキャップが内側に変形して密閉性が損なわれるのを防ぐための提案もいくつかなされている。特開平5−131639号公報や特開平11−179927号公報には、キャップの側壁部に弾性材料により別体に成形した環状の柔らかいシール部材を装着することにより、キャップ全体の剛性確保と側壁部先端面の密封性とを両立させる構成が提案されている。また、特開2000−062201号公報には、吸引時のキャップの側壁部の内側への倒れを防ぐために、キャップを上下2段構造にするものが提案されている。つまり、内側への変形を防ぐために芯材を入れた下部と吐出口面への追随性を確保するために芯材の入っていない上部との2段構造にすることが提案されている。 Furthermore, some proposals have been made to prevent the cap from being deformed inward due to the negative pressure during suction to impair the sealing performance. In Japanese Patent Application Laid-Open Nos. H5-131639 and H11-179927, an annular soft seal member molded separately from an elastic material is attached to the side wall of the cap, thereby ensuring rigidity of the entire cap and the side wall. The structure which balances the sealing performance of a front end surface is proposed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-062201 proposes a structure in which the cap has an upper and lower two-stage structure in order to prevent the cap from falling inside the side wall portion during suction. That is, it has been proposed to have a two-stage structure of a lower part containing a core material to prevent inward deformation and an upper part not containing a core material in order to ensure followability to the discharge port surface.
前述のように、本発明の背景技術を開示する文献として、次のような公知文献を挙げることができる。
しかしながら、上記従来例においてもまだいくつかの不都合な点があった。特開平5−318752号公報に記載されたキャッピング機構にあっては、キャップの先端当接部の当接状況に応じて側壁部の高さを変えることで圧接力を均一にしているが、このような構成では、キャップを吐出口面に押し付ける力を少しでも弱くすると、接触する面積が狭くなってしまい、紙粉などで密閉性が損なわれやすいという不都合な点があった。特開平5−77433号公報に記載されたキャッピング機構にあっては、キャップを先広がりのラッパ形状にして吐出口面への追随性の向上を図っているが、キャップが当接したときに立体的なラッパ形状の部分が縦横方向に互いに引っ張り合うことになり、キャッピング時の先端当接部の形状が不安定になり、密封性が損なわれることがあった。 However, the conventional example still has some disadvantages. In the capping mechanism described in JP-A-5-318752, the pressure contact force is made uniform by changing the height of the side wall portion according to the contact state of the tip contact portion of the cap. In such a configuration, if the force for pressing the cap against the discharge port surface is weakened as much as possible, the contact area becomes narrow, and there is an inconvenience that the airtightness is likely to be impaired by paper dust or the like. In the capping mechanism described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-77433, the cap is made to have a tapered shape to improve the followability to the discharge port surface. As a result, the trumpet-shaped portions are pulled together in the vertical and horizontal directions, the shape of the tip contact portion during capping becomes unstable, and the sealing performance may be impaired.
また、特開平5−131639号公報や特開平11−179927号公報に記載されたキャッピング機構にあっては、側壁部の先端当接部(リブ先端部)では微小な変形を吸収できても、キャップ全体の傾きや大きなうねりに対して十分に追随することができないという不都合があった。また、特開2000−062201号公報に記載されたキャッピング機構にあっては、吸引時の周壁部の内側への倒れを防ぐために上下2段構造にされているが、このような構成では、芯材が入っている下部は元々ゴム材料で形成する必要がなく、結局上部の密着性能と内倒れ防止性能との両立の問題が残されたままである。 Further, in the capping mechanism described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. H5-131639 and H11-179927, even if a minute deformation can be absorbed by the tip contact portion (rib tip portion) of the side wall portion, There was an inconvenience that it was not possible to sufficiently follow the inclination and large swell of the entire cap. Further, in the capping mechanism described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-062201, the upper and lower two-stage structure is used to prevent the peripheral wall portion from falling to the inside during suction. The lower part containing the material does not need to be originally made of a rubber material, and the problem of compatibility between the adhesion performance of the upper part and the fall-preventing performance remains.
本発明は以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、簡単な構成で、密封性を確保するとともに、接触面の段差やうねり等のノイズに対する耐ノズル性を高めることができ、さらにキャップ内負圧によるキャップの変形に起因する漏洩を防止できるキャッピング機構及び該キャッピング機構を用いるインクジェット記録装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the technical problems as described above, and an object of the present invention is to ensure a sealing property with a simple configuration and to have nozzle resistance against noise such as a step on the contact surface and waviness. It is possible to provide a capping mechanism that can increase the pressure and prevent leakage due to deformation of the cap due to negative pressure in the cap, and an ink jet recording apparatus using the capping mechanism.
本発明は、上記目的を達成するため、インクを吐出する記録手段の吐出口を覆うために吐出口面に当接される弾性材のキャップを有するキャッピング機構、あるいは該キャッピング機構を用いるインクジェット記録装置において、前記キャップの側壁部の先端に前記吐出口面に対して密封状態で当接可能な環状の当接部が形成され、前記当接部の当接面圧の分布は前記側壁部の延在方向と交差する方向に非均一であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a capping mechanism having an elastic material cap that abuts against the ejection port surface to cover the ejection port of the recording means for ejecting ink, or an ink jet recording apparatus using the capping mechanism. An annular contact portion capable of sealingly contacting the discharge port surface is formed at the tip of the side wall portion of the cap, and the distribution of the contact surface pressure of the contact portion is an extension of the side wall portion. It is characterized by non-uniformity in a direction crossing the current direction.
本発明によれば、キャップの先端当接部の当接面圧の分布をキャップの側壁部の延在方向と交差する方向に非均一である構成とするので、キャップの先端当接部の幅を確保したまま当接圧が高い部分と低い部分が環状になるように当接圧を分布させることができ、それによって、密封性を確保するとともに、接触面の段差やうねり等のノイズに対する耐ノズル性を高めることができ、さらにキャップ内負圧によるキャップの変形に起因する漏洩を防止することができる。 According to the present invention, since the distribution of the contact surface pressure of the tip contact portion of the cap is non-uniform in the direction intersecting the extending direction of the side wall portion of the cap, the width of the tip contact portion of the cap It is possible to distribute the contact pressure so that the high and low contact portions are ring-shaped while maintaining the resistance, thereby ensuring the sealing performance and resistance to noise such as steps on the contact surface and waviness. The nozzle property can be enhanced, and leakage due to the deformation of the cap due to the negative pressure in the cap can be prevented.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を具体的に説明する。なお、各図面を通して同一符号は同一又は対応部分を示すものである。図9は本発明を適用するのに好適なインクジェット記録装置の構成を示す模式的斜視図である。図9において、インクジェット記録装置100には、記録手段としての記録ヘッド19を両矢印X方向に往復移動させるヘッド移動機構14が設けられている。記録ヘッド19の往復移動を主走査、この往復移動する方向を主走査方向と呼ぶ。また、記録紙等のシート状の記録媒体Sを主走査方向と交差(例えば直交)する矢印Y方向に搬送(紙送り)するための記録媒体搬送機構11が設けられている。この主走査方向と交差する方向を副走査方向と呼ぶ。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. Note that the same reference numerals denote the same or corresponding parts throughout the drawings. FIG. 9 is a schematic perspective view showing the configuration of an ink jet recording apparatus suitable for applying the present invention. In FIG. 9, the ink
記録媒体搬送機構11は、主走査方向に配設される一対の搬送ローラ12と、該搬送ローラ12より搬送方向下流側に配設された一対の搬送ローラ(排紙ローラ)13と、搬送ローラ12を駆動する不図示の搬送モータM2と、を備えている。2対の搬送ローラ12、13は、搬送モータM2によって一方の搬送ローラ12を駆動することで同期回転駆動され、記録媒体としての記録シートSを矢印Y方向(副走査方向)へ搬送(紙送り)する。また、ヘッド移動機構14は、記録手段としての記録ヘッド19の主走査移動を案内するガイドシャフト15と、モータプーリ17a及び従動プーリ17bに掛け渡された無端ワイヤ(又は無端ベルト)18と、モータプーリ17aを回転させるキャリッジモータM1と、を備えている。そして、キャリッジモータM1を駆動することにより、無端ワイヤ(又は無端ベルト)18を介してキャリッジ16をガイドシャフト15に沿って往復移動させることができる。
The recording medium transport mechanism 11 includes a pair of
キャリッジ16には、記録手段としての記録ヘッド19が着脱可能に搭載されている。図示の記録ヘッド19は、カラー画像記録用であり、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のインクに対応する4個の記録ヘッド(黒記録ヘッド19A、シアン記録ヘッド19B、マゼンタ記録ヘッド19C、イエロー記録ヘッド19D)から構成されている。各記録ヘッド19の記録シートSと対向する面には、複数の吐出口を副走査方向に所定ピッチで配列して構成された吐出口列が設けられている。図示の記録ヘッド19は、各吐出口内に電気熱変換体を備え、この電気熱変換体を駆動して発熱させることにより吐出口内のインクを膜沸騰させ、この膜沸騰で発生するエネルギーを利用して吐出口からインクを吐出させるように構成されている。
A
図9において、キャリッジ16の移動範囲内であって記録領域(例えば記録シートSが通紙される領域)を外れた所定位置(例えばキャリッジのホームポジション)には、記録ヘッド19のインク吐出性能を維持回復するための回復処理を行う回復装置200が配設されている。図示の回復装置200は、4個の記録ヘッド19のそれぞれに対応する4個のキャップ20(20A、20B、20C、20D)と、キャップ20に接続された負圧発生源としての吸引ポンプ21と、各記録ヘッド19の吐出口面を拭き取り清掃(払拭)するためのワイパー22と、を備えている。
In FIG. 9, the ink ejection performance of the
つまり、回復装置200には、記録しないときに、記録ヘッド19の吐出口をキャップ20で覆うことにより吐出口からのインク蒸発を防止するとともに吐出口面の保護を図るためのキャッピング機構、吐出口をキャッピングした状態で吸引ポンプ21を作動させてキャップ内空間に負圧を発生させることで吐出口からインクを吸引するための吸引回復機構、ワイパー22で吐出口面をワイピング(払拭)することで付着インクやほこり等の異物を拭き取り清掃するためのワイピング機構などの回復処理機構が設けられている。前記ワイパー22は、板状のゴム等の弾性材で形成されており、前記キャップ20の近傍において記録ヘッド19の主走査移動経路内に選択的に出入り可能に設けられている。
That is, in the
図1は本発明を適用したインクジェット記録装置のキャッピング機構の実施例1を示す模式的縦断面図である。図1において、キャップユニット20は、キャップ23とキャップホルダ24とから成り、キャップ23はキャップホルダ24に取り付けられている。キャップ23は、ガスバリア性と粘弾性とを備えたゴム又は熱可塑性エラストマー、例えば塩素化ブチルゴム又はEPDMなどの弾性材の成形品で構成されている。キャップホルダ24はポリアセタールなどの耐溶剤性に優れた硬質の樹脂材料で形成されている。キャップホルダ24と不図示のホルダ支持部材との間には圧縮コイルばね(キャップばね)25が装着されており、キャップホルダ24はホルダ支持部材上に揺動自在に支持されている。キャップ23の内部空間には、キャップ内でのインクの流れを制御するためのキャップ吸収体26が装填されている。このキャップ吸収体26は、例えば、樹脂の多孔質体で形成されている。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing Embodiment 1 of a capping mechanism of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied. In FIG. 1, the
図1の(a)はキャップ23を記録ヘッド19の吐出口面28から離間させたキャップ開放状態を示し、図1の(b)はキャップ23を記録ヘッド19の吐出口面28に密着させたキャッピング状態を示す。吐出口面28には、複数の吐出口を所定ピッチで配列して構成された吐出口列が形成されている。図1において、キャップホルダ24にはキャップ23の内部に通じる2つの貫通孔27が設けられており、これらの貫通孔のそれぞれにチューブが接続され、一方のチューブは負圧発生源としての吸引ポンプ(不図示)に接続され、もう一方のチューブは不図示の開閉弁(大気連通弁)に接続されている。
FIG. 1A shows the cap open state in which the
そこで、キャップ23の側壁部(周壁部)31の先端当接部(当接面)32を記録ヘッド19の吐出口面28に当接(密着)させた状態で、上記不図示の開閉弁を閉じて上記吸引ポンプ21を作動させると、キャップ23の内部空間が負圧状態になることで記録ヘッド19の吐出口からインクが吸い出される。所定量のインクが吸い出されたところで上記開閉弁(不図示)を開けると、吐出口からインクを吸い出すときの抵抗より該開閉弁から空気を吸入するときの抵抗の方が小さいので、吐出口からのインク吸い出しが停止され、キャップ23内に空気が充填されることになる。これで、インクの吸い出し動作である吸引回復動作が終了する。
Therefore, in the state where the tip contact portion (contact surface) 32 of the side wall portion (peripheral wall portion) 31 of the
図1の(a)に示すように、キャップ23の側壁部31の先端面に沿って環状に形成された当接部32は、該当接部の幅方向に外側から内側に向けて低くなる方向に傾斜している。つまり、当接部32の当接面圧の分布が側壁部31の延在方向と交差する方向に非均一になるように、本実施例では、キャップ23の内部寄りにいくにしたがって吐出口面28から遠ざかるような斜面で形成されている。この場合の傾斜の程度は、図1の(b)の密着状態では当接部32の幅の最内側縁まで吐出口面28に当接する程度に選定されている。この傾斜により、キャップ23を記録ヘッド19の吐出口面28に押し付けたときに当接部32の幅方向の当接圧力分布(面圧分布)が非均一になる。つまり、当接圧力が外側では高く、内側では低い状態になる。本発明者らによる一実施例においては、図1の(a)における先端当接面32の幅方向の傾斜角度を約7度程度に設定することにより、良好な結果が得られた。ただし、この傾斜角度の適正値は、キャップ23の形状寸法、キャップ23の材質の硬さ、キャップ23の押し付け力などによって変わり、圧接時に先端当接面32の幅全域で密着する程度に選定することが好ましい。
As shown to (a) of FIG. 1, the
このように外側の当接圧力が高く、内側の当接圧力が低くなるように環状に当接圧力の分布が形成されている。このとき外側の当接圧力が高い部分は、吐出口面28の段差やうねり、もしくはキャップ23の側壁部の先端部分の成形精度に起因するうねり等のノイズに対して高い密封性(シール性)を発揮する。一方、内側の当接圧力が低い部分は紙粉やほこりなどの微小な異物が当接面に付着した際にこれらを覆うのに役立つ。つまり、当接圧力を高くするために当接面の幅を細く(狭く)すると紙粉やほこりが付着した際に密閉性が損なわれることがあるが、本実施例によれば、当接面積を十分な広さに設定しながら、付着物を覆って密封性を確保する機能を維持することができる。つまり、当接面を広くすることによって微小異物というノイズに対する密封性を高めることができる。
Thus, the distribution of the contact pressure is formed in an annular shape so that the outer contact pressure is high and the inner contact pressure is low. At this time, the portion where the outside contact pressure is high has a high sealing performance (sealing property) against noise such as a step or swell of the
また、先端当接部32の平坦部が全て記録ヘッド19の吐出口面28に密着する設定になっていても、該吐出口面28とキャップ23との間のわずかな傾きや、該吐出口面28及び当接面32の平面精度に起因するうねりなどにより、吐出口面28と当接部32がわずかに離れてしまった場合でも、当接部32の外側領域では環状に当接(密着)しており、十分に密封性を確保することができる。しかも、吸引回復処理などのためにキャップ23内を負圧にすると、大気圧との差分が実質的に押し付け力として働くので、わずかに浮いた部分があったとしても、その部分では密着するように作用する。また、側壁部(周壁部)31は先端に向かって細くなっていないので、該側壁部31及びその先端部の曲げ剛性が高く、吸引時にキャップ内が負圧になることによる側壁部31の内側への変形を抑えることができる。
Even if the flat portion of the
図2は本実施例に係るキャップ23の外観斜視図である。図2において、環状の先端当接部32の当接面を前述したように内側が低くなるように傾斜させることにより、該当接部32の当接面圧の分布が側壁部31の延在方向と交差する方向に非均一になるよう構成されている。この傾斜面は、先端当接部32を環状に一周していることから、キャップ23を上から見た場合の4隅の角部においても滑らかに連続した斜面で形成されている。
FIG. 2 is an external perspective view of the
図3は図2のキャップ23の先端当接部32の幅方向の断面形状を詳細に示す縦断面図であり、(a)は図1の(a)における当接部32の拡大縦断面図であり、(b)は当接部32の内側及び外側の角部(両肩部)をR形状(ラウンド形状)にした場合の拡大縦断面図である。図3の(a)では、当接部32の内外両端の角部が角形状になっている。しかし、実際には、金型を用いてキャップを成形する場合には、側壁部31の角部は金型の隅部となるため、一定以上の尖った角部を正確に成形することは難しい。そこで、実際には、図3の(b)に示すように、当接部32の両側の角部は小さな半径を持つR形状(ラウンド形状)となる。図3の(b)においては、例えば当接部32の幅が約1.5mmの場合、両肩部の円弧半径は約0.3mm程度に選定される。また、成形のための金型製作の観点からも、キャップ23の当接部32の角部はR形状にした方が金型の製作が容易であり、キャップ23の側壁部31の表面の平滑度も容易に確保することができる。
3 is a longitudinal sectional view showing in detail the cross-sectional shape in the width direction of the
図4は本発明の実施例1におけるキャップ23の環状の側壁部31の先端部分の別の構成例を示す拡大縦断面図である。図4のキャップ23においては、側壁部31の断面形状は先端部に向かって細くなるように構成されている。このような構成によれば、先端部分が細くなって側壁部31の倒れ強さが低下することから、キャップ内負圧に対する側壁部31の倒れ防止効果はある程度低下するものの、当接部32を斜面にすることで、キャップ内負圧発生時の密着効果の方は一層向上させることができる。
FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view showing another configuration example of the tip portion of the annular
すなわち、図1〜図4で説明したインクジェット記録装置のキャッピング機構によれば、キャップ23の先端当接部32の当接面圧の分布をキャップの側壁部31の延在方向と交差する方向に非均一である構成とすることで、キャップ23の先端当接部32の幅を確保したまま当接圧が高い部分と低い部分が環状になるように当接圧を分布させ、密封性を確保するとともに、接触面の段差やうねり等のノイズに対する耐ノズル性を高めることができ、さらにキャップ内負圧によるキャップの変形に起因する漏洩を防止できるという効果が得られる。
That is, according to the capping mechanism of the ink jet recording apparatus described with reference to FIGS. 1 to 4, the distribution of the contact surface pressure of the
図5は実施例2に係るキャップの先端部の幅方向の断面形状を示す部分拡大縦断面図である。本実施例においては、キャップ23の環状の先端当接部32を外側が低くなるように傾斜した斜面で形成することにより、該当接部32の当接面圧の分布が側壁部31の延在方向と交差する方向に非均一になるよう構成されている。このように外側が低くなる方向の傾斜をつけると、キャップ内負圧が作用したときの当接部32の密着効果は減少するものの、側壁部31の厚みによる該側壁部の倒れ防止効果と当接圧の非均一性による高面圧部(内側領域)の密封性(シール効果)とを確保することができる。図5の実施例2は以上の点で図1〜図4で説明した実施例1と相違するが、その他の点では実質上同じ構成を有しており、この実施例2によっても、前述の実施例1の場合と同様の効果を奏することができる。
FIG. 5 is a partially enlarged vertical cross-sectional view showing a cross-sectional shape in the width direction of the tip of the cap according to the second embodiment. In the present embodiment, the annular
図6は本発明を適用したインクジェット記録装置のキャッピング機構の実施例3を示す模式的縦断面図である。図6において、キャップ23の環状の先端当接部32の最外周側(幅方向外側)に突起条から成る環状のリブ(突起条)32aが形成されている。このリブ32aは、キャップ23の環状の先端当接面32の全周にわたって形成されており、従って、本実施例では、前記リブ32aを設けることにより、当接部32の当接面圧の分布が側壁部31の延在方向と交差する方向に非均一になるよう構成されている。図6の実施例3は、以上の点で図1〜図4で説明した実施例1と相違するが、その他の点では実質的に同じ構成を有しており、それぞれ対応する部分(同一機能を有する部分)を同じ符号で示し、それらの詳細説明は省略する。
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view showing Embodiment 3 of the capping mechanism of the ink jet recording apparatus to which the present invention is applied. In FIG. 6, an annular rib (projection strip) 32 a made of a projection strip is formed on the outermost peripheral side (width direction outer side) of the annular
本実施例では、キャップ23の先端当接面32は基本的には記録ヘッド19の吐出口面28と平行である。その先端当接面32の最外側に突起状断面を有するリブ32aが形成されており、このリブ32aは前述の実施例1の傾斜面から成る当接部32に相当している。そして、本実施例においては、突起条のリブ32aは当接部32の全周にわたって環状に設けられており、高い面圧による高シール性部分と低い面圧ながら広い面積となる部分とが明確に区分されている。そのため、本実施例によれば、リブ32aの断面形状の寸法や形状を各部の特性に応じて最適化のための値に容易に選定することができる。
In this embodiment, the
本実施例においては、環状の微小突起から成るリブ(突起条)32aだけを吐出口面28に接触させるように構成しても良く、かかる構成によっても、先端当接面32の幅を広くし、かつ当接圧を高くして密封性を確保することは可能である。しかし、通常の構成においては、当接部32の微小突起(リブ)32aが存在しない側縁領域(図示の例では内側の領域)でも当接していることから、当接部32の吐出口面28への接触幅を広くすることができる。そのため、キャップ23内の吸引負圧によって側壁部31が内側に倒れることも有効に防止することができる。従って、本実施例においても、前述の実施例1の場合と同様に、先端当接部32の幅を確保したまま当接圧が高い部分と低い部分が環状になるように当接圧を分布させることで、密封性を確保するとともに、接触面の段差やうねり等のノイズに対する耐ノズル性を高めることができ、さらにキャップ内負圧によるキャップの変形に起因する漏洩を防止することができる。
In the present embodiment, it may be configured such that only the rib (projection strip) 32a formed of an annular minute projection is brought into contact with the
図7は実施例4係るキャップ23の先端当接部32の幅方向断面を拡大して示す模式的縦断面図である。図7の実施例4では、キャップ23の先端当接部32に複数のリブ(突起条)32aが形成されている。複数のリブ32aのそれぞれは、実施例3(図6)におけるリブ32aと同様に同心環状(通常では、円ではなく角を丸めた長方形)の微小突状断面の突起条(リブ)として形成されている。こうして、同心環状の複数のリブ32aを有するマルチ突起条の先端当接面32が構成されている。つまり、本実施例では、同心環状の複数のリブ32aを設けることにより、当接部32の当接面圧の分布が側壁部31の延在方向と交差する方向に非均一になるよう構成されている。本実施例は、以上の点で図1〜図4で説明した実施例1と相違するが、その他の点では実質的に同じ構成を有している。
FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view showing an enlarged cross section in the width direction of the
図7において、複数のリブ32aの頂点を結ぶ平面は記録ヘッド19の吐出口面28と平行である。このように構成することにより、吸引時のキャップ内負圧による変形を抑えるために当接面32の幅を広くするとともに、当接部の当接圧力を高めに保つことができる。また、同心環状に複数の当接部位が構成されるので、紙粉やほこりが当接面に付着した際の密閉性も良好に保つことができる。さらに、本実施例では、当接部32に形成される複数本のリブ32aのうち、最外側及び最内側のリブは当接部32の外側及び内側の肩部を形成するように配置されている。かかる構成によれば、先端当接面32の全幅(全領域)で吐出口面28に密着しつつ当接面圧の幅方向分布に高低を持たせることができる。従って、本実施例によっても、前述の各実施例の場合と同様に、密封性を確保するとともに、接触面の段差やうねり等のノイズに対する耐ノズル性を高めることができ、さらにキャップ内負圧によるキャップの変形に起因する漏洩を防止することができる。
In FIG. 7, the plane connecting the vertices of the plurality of
図8は実施例5係るキャップ23の先端当接部の幅方向断面を拡大して示す模式的縦断面図である。図8の実施例5は、キャップ23の先端当接部32の部位を硬さの異なる2種類のゴム等の弾性材料から成る重層構造としたものである。図8において、キャップ23の当接部32にキャップ23の本体部分よりゴム硬度が低い弾性材から成る軟質材料部33が設けられている。キャップ23は一体成形品で構成されているが、軟質材料部33とキャップ23の本体部(又は側壁部31)との境界面は先端当接部32に該当接部が延在する方向に沿って環状に形成されている。つまり、本実施例では、当接部32を硬さが異なる複数の領域で形成することにより、当接部32の当接面圧の分布が側壁部31の延在方向と交差する方向に非均一になるよう構成されている。本実施例は、以上説明した点で図1〜図4で説明した実施例1と相違するが、その他の点では実質的に同じ構成を有している。
FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view showing an enlarged cross section in the width direction of the tip contact portion of the
図8の実施例5によれば、キャップ23を記録ヘッド19の吐出口面28に当接させたとき、当接圧が高い部分が当接部32の外側領域に環状に発生し、当接圧が低い部分が当接部32の内側領域に環状に発生する。このように構成することにより、先端当接部32の断面形状の対称性を保ったまま、前述の各実施例のように、該当接部32の当接面圧の分布を幅方向(すなわち、側壁部31の延在方向と交差する方向)に非均一である構成を実現することができる。従って、本実施例によっても、前述の各実施例の場合と同様の効果が得られる。特に、本実施例によれば、キャップ23を吐出口面28に押し付ける力が若干少ない場合でも、容易にキャップ23の先端当接部32の全幅で吐出口面28に密着させることができる。なお、図示の実施例では、先端当接部32を硬さの異なる2種類のゴム状弾性材料から成る重層構造としたが、これは、必要に応じて、硬さの異なる3種類以上のゴム状弾性材から成る重層構造にしても良い。
According to the fifth embodiment of FIG. 8, when the
以上説明した実施例によれば、キャップ23の当接部32の接触圧分布に高い部分と低い部分とが環状に発生するように構成するので、圧力の高い部分でキャップ内負圧等に対する密封性(シール性)を確保し、圧力の低い部分で加工精度や異物付着などに対する耐ノイズ性を高めることができる。また、当接部32を幅方向に斜面とすることで非対称の断面形状にすることにより、キャップ23の成形を容易にすることができる。また、当接部32の幅方向外側部分で当接圧が高くなる構成とすることにより、キャップ内に負圧が作用したときの密着性を向上させることができる。また、先端当接部32の幅方向の当接圧分布に高低を持たせるとともに全幅で密着する構成にすることにより、キャップ23の側壁部(又は周壁部)31のキャップ内負圧による内側への倒れを有効に防止することができる。
According to the embodiment described above, since the high pressure portion and the low pressure portion of the contact pressure distribution of the abutting
なお、以上の実施形態においては、記録ヘッドを被記録材に対して相対移動させながら記録するシリアル記録方式のインクジェット記録装置を例に挙げて説明したが、本発明は、被記録材の全幅又は一部をカバーする長さのラインタイプの記録ヘッドを用いて副走査のみで記録するライン記録方式のインクジェット記録装置に対しても同様に適用することができ、同様の効果を達成し得るものである。また、本発明は、1個の記録ヘッドを用いる記録装置、異なる色のインクで記録する複数の記録ヘッドを用いるカラー記録装置、あるいは同一色彩で異なる濃度で記録する複数の記録ヘッドを用いる階調記録装置、さらには、これらを組み合わせた記録装置の場合にも、同様に適用することができ、同様の効果を達成し得るものである。 In the above embodiment, the serial recording type inkjet recording apparatus that performs recording while moving the recording head relative to the recording material has been described as an example. The present invention can be similarly applied to a line recording type ink jet recording apparatus that records only by sub-scanning using a line type recording head of a length that covers a part, and can achieve the same effect. is there. The present invention also provides a gradation using a recording apparatus using one recording head, a color recording apparatus using a plurality of recording heads that record with different color inks, or a plurality of recording heads that record with the same color and different densities. The present invention can be similarly applied to a recording apparatus and further to a recording apparatus that combines these, and the same effect can be achieved.
さらに、本発明は、記録ヘッドとインクタンクを一体化した交換可能なインクカートリッジを用いる構成、記録ヘッドとインクタンクを別体にし、その間をインク供給用チューブ等で接続する構成など、記録ヘッドとインクタンクの配置構成がどのような場合にも同様に適用することができ、同様の効果が得られるものである。なお、本発明は、インクジェット記録装置が、例えば、ピエゾ素子等の電気機械変換体等を用いる記録手段を使用するものである場合にも適用できるが、中でも、熱エネルギーを利用してインクを吐出する方式の記録手段を使用するインクジェット記録装置において優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば、記録の高密度化、高精細化が達成できるからである。 Furthermore, the present invention relates to a recording head including a configuration using a replaceable ink cartridge in which a recording head and an ink tank are integrated, a configuration in which the recording head and the ink tank are separated, and a connection between them using an ink supply tube or the like. The present invention can be similarly applied to any arrangement of the ink tank, and the same effect can be obtained. The present invention can also be applied to a case where the ink jet recording apparatus uses a recording means that uses an electromechanical transducer such as a piezo element. In particular, the ink is ejected using thermal energy. In the ink jet recording apparatus using the recording means of the above system, an excellent effect is brought about. This is because such a system can achieve higher recording density and higher definition.
11 記録媒体搬送機構
12 搬送ローラ
13 搬送ローラ(排紙ローラ)
14 ヘッド移動機構
15 ガイドシャフト
16 キャリッジ
17a モータプーリ
17b アイドラプーリ
18 無端ワイヤ
19 記録手段(記録ヘッド)
20 キャップユニット
21 負圧発生源(吸引ポンプ)
22 ワイパー
23 キャップ
24 キャップホルダ
25 キャップばね
26 キャップ吸収体
27 貫通孔
28 吐出口面
31 側壁部(キャップ)
32 先端当接部(先端当接面)
32a リブ(突起条)
33 軟質材料部
100 インクジェット記録装置
200 回復装置
S 記録媒体(記録シート、記録紙)
M1 キャリッジモータ
11 Recording
DESCRIPTION OF
20
22
32 Tip contact part (tip contact surface)
32a rib (protrusion)
33
M1 Carriage motor
Claims (13)
前記キャップの側壁部の先端に前記吐出口面に対して密封状態で当接可能な環状の当接部が形成され、前記当接部の当接面圧の分布は前記側壁部の延在方向と交差する方向に非均一であることを特徴とするキャッピング機構。 In a capping mechanism of an ink jet recording apparatus having a cap made of an elastic material in contact with an ejection port surface to cover an ejection port of a recording unit that ejects ink,
An annular contact portion that can contact the discharge port surface in a sealed state is formed at the tip of the side wall portion of the cap, and the distribution of the contact surface pressure of the contact portion is the direction in which the side wall portion extends. A capping mechanism characterized by being non-uniform in the direction intersecting with.
前記キャッピング機構が請求項1〜12のいずれかに記載のキャッピング機構であることを特徴とするインクジェット記録装置。 In an inkjet recording apparatus provided with a capping mechanism having a cap made of an elastic material that is in contact with an ejection port surface to cover an ejection port of a recording unit that ejects ink.
An ink jet recording apparatus, wherein the capping mechanism is the capping mechanism according to claim 1.
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