JP2007050602A - ヘッドメンテナンス装置及びそれを備えたインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録ヘッドを覆うキャップのインク貯留部にインクが貯留した状態でインク貯留部のインクを吸引する空吸引処理が開始されても、外気導入流路の開閉口部まで達するようなインクの逆流を防いでインク漏れを防止することができるヘッドメンテナンス装置及びそれを備えたインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】 本発明のインクジェット記録装置１は、キャップ３３内を外部に連通させる開閉バルブ３７を閉じた状態で吸引ポンプ４１を作動させて印刷ヘッド３０からインクを吸引する本吸引処理と、開閉バルブ３７を開いた状態で吸引ポンプ４１を作動させることで、キャップ３３内に残留しているインクを吸引して排出する空吸引処理とを行うヘッドメンテナンス装置２９を備え、開閉口部３６ａの下端位置を、リップ部３３ｃの上端位置よりも上方に設定して、インクが開閉口部３６ａに流れることを防止する。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、記録ヘッドの待機位置の下方に配置されたキャップに貯留したインクを吸引ポンプで吸引して排出するヘッドメンテナンス装置及びそれを備えたインクジェット記録装置に関するものである。

インクジェット記録装置では、インク滴を吐出するインクノズルを備えたインクジェット式の記録ヘッドが、記録媒体に対して移動するキャリッジに搭載されている。そして、キャリッジの移動とともに記録ヘッドから用紙等の記録媒体へインク滴を吐出して、所望の記録（印刷）を行うことができ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では、印刷が行われない状態が長く続くと、記録ヘッドのノズルからインクの溶媒が蒸発することによりインク粘度が上昇してしまうことがあるため、記録ヘッドのノズル形成面を覆い、適時記録ヘッドからインクを吸引してクリーニング等を行うヘッドメンテナンス装置を備えた構成のものが各種提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ヘッドメンテナンス装置は、例えば、記録ヘッドの待機位置に設けられて上面を開放した形状のインク貯留部を有するキャップ、記録ヘッドの待機位置の下方でキャップを昇降可能に支持するキャップ昇降手段、インク貯留部を外気に連通させる外気導入流路を開閉する開閉バルブ、インク貯留部に連通させた廃液流路に接続された吸引ポンプ、等により構成されている。

また、ヘッドメンテナンス装置のキャップには、底壁とこの底壁の外周から立ち上がる周壁とで上面を開放したインク貯留部が形成されており、通常、周壁の上縁には記録ヘッドのノズル形成面の周縁部に密着接触させるリップ部が設けられている。

このようなヘッドメンテナンス装置は、記録ヘッドが待機位置に戻った時に、キャップ昇降手段によってキャップを上昇させて、キャップが記録ヘッドのノズル形成面を覆う状態にするが、キャップの位置、開閉バルブの動作状態、吸引ポンプの動作状態等の組合せを変えることで、多目的に利用される。

例えば、記録ヘッドに設けられているインクノズルの乾燥防止を目的とした場合には、キャップの位置はリップ部が記録ヘッドのノズル形成面の周縁に気密に接触する位置、開閉バルブは閉じた状態、かつ、吸引ポンプは非作動状態に設定すれば良い。これによって、記録ヘッドのインクノズルが気密に覆われて、インクノズルと外気との接触が断たれるため、インクノズルの乾燥が防止される。

一方、インクノズルの目詰まりの防止のためにインクノズルに残留するインクを吸引により強制的に排出させる吸引クリーニングや、インクカートリッジの交換によってインクノズルまでの流路の途中に混入した気泡の排除のためにインクノズルに残留するインクや気泡を吸引により強制的に新しいインクに入れ替えするインク充填などの本吸引処理を目的とする場合には、キャップの位置は、リップ部がノズル形成面の周縁に気密に接触する位置、開閉バルブは閉じた状態、かつ、吸引ポンプは作動状態に設定すれば良い。これによって、吸引ポンプの吸引力がインクノズルにまで作用し、インクノズル内のインク及び気泡がキャップ内のインク貯留部を経由して吸引ポンプに吸引され、吸引ポンプから所定の廃インク貯留部に排出される。

また、記録ヘッドの吸引を必要としない軽微なクリーニングとして、微量のインク滴を各インクノズルから噴射させるフラッシングの実施を目的とした場合には、キャップの位置は、リップ部とノズル形成面の周縁との間に所定の隙間が残る位置または接触する位置、開閉バルブは閉じた状態、かつ、吸引ポンプは非作動状態に設定すれば良い。これによって、フラッシングで噴射されるインク滴は、キャップのインク貯留部に装着されたインク吸収体に当たり、インク吸収体に浸透して貯留される。

また、記録ヘッドの吸引はせずに、フラッシング等でキャップ内に溜まったインクのみを吸引により所定の廃インク貯留部に排出する、所謂空吸引処理を目的とした場合には、キャップの位置は、リップ部とノズル形成面の周縁との間に所定の隙間が残る位置または接触する位置、開閉バルブは開いた状態、かつ、吸引ポンプは作動状態に設定すれば良い。開閉バルブを開くことによって、キャップのインク貯留部は外気導入流路を通して外部からの通気が可能になり、インク貯留部への外気の導入とともにインク貯留部のインクがスムースに吸引ポンプに流入し、所定の廃インク貯留部に排出される。

特開２００５−９６４０４号公報

ところで、従来のヘッドメンテナンス装置は、開閉バルブにより開閉される外気導入流路の開閉口部の位置が、空吸引時のキャップのリップ部の上端（キャップ密着面）よりも下方の位置に設定されていた。そのため、記録ヘッドの吸引（本吸引処理）によりキャップのインク貯留部にインクが満たされている状態から空吸引処理が開始されると、インク貯留部と開閉バルブにより開かれた外気導入流路の開閉口部との間の水頭差のために、開閉バルブが開放されてから吸引ポンプによる吸引動作が開始されるまでの僅かな時間内に、外気導入流路の開閉口部までキャップ内のインクが逆流して、インクの漏れを生じる虞があった。

また、インク漏れが生じないまでも、インクが外気導入流路の開閉口部の周縁に付着して固化したり、あるいは、開閉口部の周縁に付着したインクに紙粉等の異物が付着したりすることで、再度開閉バルブが閉じた時のシール性能が低下する虞があった。開閉バルブのシール性能の低下は、例えば、キャップのリップ部を記録ヘッドに密着させた時の気密性を損なうため、インクノズルの乾燥防止や本吸引処理における性能を著しく損なってしまう。

そこで、本発明の目的は、記録ヘッドを覆うキャップのインク貯留部にインクが貯留した状態でインク貯留部のインクを吸引する空吸引処理が開始されても、外気導入流路の開閉口部まで達するようなインクの逆流を防いでインク漏れを防止することができ、また、開閉口部の周辺へのインクの付着に起因した開閉バルブのシール性能の低下といった不具合も防止することができるヘッドメンテナンス装置及びそれを備えたインクジェット記録装置を提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明に係るヘッドメンテナンス装置は、底壁と該底壁の外周から立ち上がる周壁とでインク貯留部を形成するとともに前記周壁の上縁にはインクを吐出する記録ヘッドの周縁部に接触させるリップ部が設けられたキャップと、前記記録ヘッドの待機位置の下方で前記キャップを昇降可能に支持するキャップ昇降手段と、前記インク貯留部を外気に連通させる外気導入流路を開閉する開閉バルブと、前記インク貯留部に連通させた廃液流路に接続された吸引ポンプとを備え、前記キャップ昇降手段により前記キャップを上昇させて前記リップ部を前記記録ヘッドに密着させた状態で、前記開閉バルブを閉じた状態で前記吸引ポンプを作動させることで、前記記録ヘッドからインクを吸引する本吸引処理と、前記開閉バルブを開いた状態で前記吸引ポンプを作動させることで、前記インク貯留部のインクを吸引して前記廃液流路へ排出する空吸引処理と、を行うヘッドメンテナンス装置であって、前記開閉バルブにより開閉される前記外気導入流路の開閉口部の下端位置が、前記空吸引処理時における前記リップ部の上端位置よりも上方に設定されていることを特徴とする。

また、上記課題を解決することのできる本発明に係るインクジェット記録装置は、本発明に係る上記ヘッドメンテナンス装置を備えていることを特徴とする。

上記構成のヘッドメンテナンス装置及びそれを備えたインクジェット記録装置によれば、記録ヘッドを覆うキャップのインク貯留部にインクが貯留した状態、例えばリップ部の上端まで満杯にインクが貯留した状態で空吸引処理が開始されても、外気導入のために開閉バルブにより開く外気導入流路の開閉口部の下端位置は、キャップのリップ部の上端（キャップ密着面）よりも上方に位置しているため、インク貯留部と外気導入流路の開閉口部との間の水頭差によってインク貯留部のインクが開閉口部まで逆流することがなく、インクの逆流によるインク漏れを防止することができる。
また、開閉口部周辺へのインクの付着も防止でき、開閉口部に付着したインクの固化やインクに紙粉等の異物が付着したりすることで開閉バルブのシール性能が低下することもなくなる。したがって、開閉バルブのシール性能の低下に起因したヘッドメンテナンス装置の動作不良を防止でき、ヘッドメンテナンス装置を長期に渡って安定的に動作させることができる。

本発明に係るヘッドメンテナンス装置及びそれを備えたインクジェット記録装置によれば、キャップのリップ部の上端よりも外気導入流路の開閉口部の方が高い位置にあるため、キャップのインク貯留部がインクで満たされた状態で空吸引処理が開始されても、インク貯留部のインクが開閉口部まで逆流することがなく、開閉口部からのインク漏れを防止することができる。また、開閉口部の周辺へのインクの付着等に起因した開閉バルブのシール性能の低下も防止でき、ヘッドメンテナンス装置を長期に渡って安定的に動作させることができる。

以下、本発明に係るヘッドメンテナンス装置及びそれを備えたインクジェット記録装置の実施の形態の例について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係るヘッドメンテナンス装置を備えたインクジェット記録装置の一実施の形態の外観斜視図、図２は図１に示したインクジェット記録装置のロール紙カバーと装着部開閉カバーとを開いた状態の斜視図、図３は図３に示したインクジェット記録装置からケースを取り外した状態の斜視図、図４は図１に示したインクジェット記録装置の前面上部パネル及びケースカバー等を取り外した状態の斜視図、図５は図３及び図４に示したヘッドメンテナンス装置の拡大斜視図、図６は図５のＡ矢視図、図７は図６のＢ矢視図、図８は図６に示した開閉バルブの開状態の説明図、図９は図５に示したヘッドメンテナンス装置の本吸引処理時の状態を示す要部断面図、図１０は図５に示したヘッドメンテナンス装置の空吸引処理時の状態を示す要部断面図、図１１は図５に示したヘッドメンテナンス装置のフラッシング処理時の状態を示す要部断面図である。

本実施の形態のプリンタ（インクジェット記録装置）は、一例として複数種のカラーインク液を使用してロール紙にカラー印刷するものであり、例えばスーパーマーケット等で商品の割引クーポンの印刷などに用いるのに好適なものである。

図１に示すように、本実施の形態のプリンタ１は、前面上部パネル２ａやケースカバー２ｂから構成されるプリンタケース２の前面には、左側から順に、電源スイッチ３、ロール紙カバー５、装着部開閉カバー７が配置されている。ロール紙カバー５及び装着部開閉カバー７は、いずれも前方に開閉可能に設けられている。

ロール紙カバー５を開くと、図２に示すように、印刷用紙であるロール紙１１を収容した用紙収容部１３が開放状態になって、ロール紙１１の交換が可能になる。
また、装着部開閉カバー７を開くと、図２に示すように、カートリッジ装着部１５が開放状態になり、該カートリッジ装着部１５へのインクカートリッジ１７の着脱が可能になる。

インクカートリッジ１７は、カートリッジケース１８内に複数個のカラーインクパックを収容したものである。本実施の形態のプリンタ１の場合は、装着部開閉カバー７の開閉動作に連動して、カートリッジ装着部１５内のインクカートリッジ１７が前方に引き出されるようになっている。

プリンタケース２内の用紙収容部１３の上方には、図３に示すように、印刷ヘッド（記録ヘッド）を搭載したキャリッジ２３が設けられている。キャリッジ２３は、ロール紙１１の幅方向に沿って延在するガイド部材２５によって用紙幅方向に移動自在に支持されるとともに、ロール紙１１の幅方向に延在する無端ベルト２６ａと該無端ベルト２６ａを駆動するキャリッジモータ２６ｂとによって、プラテン２８の上方をロール紙１１の幅方向に往復移動可能になっている。

図３に示すように、カートリッジ装着部１５の上方が、往復移動するキャリッジ２３の待機位置（ホームポジション）となっている。そして、この待機位置の下方には、キャリッジ２３の下面に露出する印刷ヘッドのインクノズルを覆うキャップや、該キャップを昇降するための昇降手段、印刷ヘッドからインクを吸引するインク吸引機構等を備えたヘッドメンテナンス装置が設けられている。

ヘッドメンテナンス装置２９は、図５〜図７に示すように、キャリッジ２３に搭載された印刷ヘッド３０の下面に配置されるとともに上面を開放したインク貯留部３１を有したキャップ３３と、印刷ヘッド３０の待機位置の下方でキャップ３３を昇降可能に支持するキャップ昇降手段３４と、インク貯留部３１を外気に連通させる外気導入流路３６を開閉する開閉バルブ３７と、インク貯留部３１に連通させた廃液流路３９に接続された吸引ポンプ４１とを備えている。なお、吸引ポンプ４１は、印刷ヘッド３０からインクを吸引するだけでなく、キャップ３３に排出された廃インクをインクカートリッジ１７に設けられた廃インク貯留空間に圧送する廃インク送給ポンプとしても機能する。

ここで図４及び図５を参照すると、符号５１はカートリッジ装着部１５を画成している筐体５２に固定された管継手、符号５３，５４は、吸引ポンプ４１が吐出した廃インクをインクカートリッジ１７に送るための廃インク送給チューブである。廃インク送給チューブ５３，５４は可撓性を有したチューブである。下流側の廃インク送給チューブ５４は、インクカートリッジ１７の交換時の移動動作を許容する余長を確保するために、図４に示すように、略Ｕ字状に撓みを付けて布設されている。

開閉バルブ３７は、図８に示すように、外気導入流路３６の開閉口部を塞ぐ遮板３７ａと、この遮板３７ａの基端を回動自在に支持する支持軸３７ｂと、ヘッドメンテナンス装置２９の筐体に形成された突部５５との接触によって開閉バルブ３７を支持軸３７ｂ回りに回動させる突起３７ｃ（図５参照）から構成されている。この開閉バルブ３７は、キャップホルダ４３が本吸引処理の位置から空吸引処理の位置に下降する際に突起３７ｃが突部５５と接触することで支持軸３７ｂに対して変位し、外気導入流路３６の開閉口部３６ａから遮板３７ａが離れる方向に回動する。すなわち、支持軸３７ｂを中心とした矢印Ｃ方向の回動により、外気導入流路３６の開閉口部３６ａを開放する。

キャップ３３は、図９に示すように、底壁３３ａとこの底壁３３ａの外周から立ち上がる周壁３３ｂとで上面を開放したインク貯留部３１を形成しており、このインク貯留部３１には、インク貯留部３１に吐出するインク液を浸透吸収するインク吸収体３８が装填されている。インク吸収体３８は、例えばスポンジ等の多孔質体で、吸収したインク液を吸引ポンプ４１からの吸引によって排出可能なものが採用されている。また、周壁３３ｂの上縁には、弾性変形により印刷ヘッド３０のノズル形成面の周縁部に密着接触させるリップ部３３ｃが設けられている。なお、リップ部３３ｃは弾性部材からなっており、印刷ヘッド３０に密着させることでノズル形成面をキャップ３３により密閉することができるようになっている。

キャップ昇降手段３４は、図９に示すように、キャップ３３を上下動可能に弾性支持するキャップホルダ４３と、このキャップホルダ４３を印刷ヘッド３０に向けて昇降させるカム機構（図示省略）とから構成されている。

キャップホルダ４３は、キャップ３３の底壁３３ａとの間に介在する圧縮コイルばね４４と、キャップ３３の周壁３３ｂから突出する突起３３ｄが上下方向に移動自在に嵌合するガイド溝４５とで、キャップ３３を上下方向に平行移動可能に弾性支持している。
このキャップホルダ４３によるキャップ３３の弾性支持は、図９に示したようにキャップ３３を印刷ヘッド３０に押圧接触する際の接触圧を略一定にする役割と、寸法誤差や組立誤差等によってキャップ３３と印刷ヘッド３０との接触が偏接触になることを防止する役割を果たす。

キャップ昇降手段３４において、キャップホルダ４３を昇降させるカム機構は、印刷ヘッド３０に対してヘッドメンテナンス装置２９の実施する処理に応じて、図９〜図１１に示すように、キャップ３３と印刷ヘッド３０とが適正な接触状態または離脱状態に保たれるように、キャップホルダ４３の高さ位置を適正位置に変える。

図９は、本吸引処理のために、キャップ３３のリップ部３３ｃを印刷ヘッド３０に強く密着させた状態を示している。本吸引処理では、このようなキャップ３３の高さ調整の他に、開閉バルブ３７は閉じた状態にし、吸引ポンプ４１を作動させて、印刷ヘッド３０のインクノズル内のインクを吸引してインク貯留部３１に排出させる。

図１０は、空吸引処理のために、上記の本吸引処理時よりもキャップ３３の位置を下げた状態を示している。なお、キャップ３３を下降させてもリップ部３３ｃは印刷ヘッド３０に対して接触した状態となっているが、リップ部３３ｃを印刷ヘッド３０から僅かに離した状態としても良い。空吸引処理では、このようなキャップ３３の高さ調整の他に、開閉バルブ３７を開いた状態にし、かつ、吸引ポンプ４１を作動させることで、キャップ３３内に残留しているインクを吸引して廃液流路３９に排出する。廃液流路３９に排出された廃インクは、さらに吸引ポンプ４１によってインクカートリッジ１７に設けられた廃インク貯留空間に圧送される。

空吸引処理を行う位置にキャップ３３を下降させる際に、開閉バルブ３７は上記の突部５５と突起３７ｃとの作用により自動的に開くようになっている。
本実施の形態の場合、図１０に示すように、開閉バルブ３７が開いて開口した開閉口部３６ａの下端位置ｈ１は、空吸引処理時の位置に位置決めされたキャップ３３のリップ部３３ｃの位置ｈ２よりも寸法ｌだけ上方の位置に設定されている。

なお、図１１は、軽微なヘッドクリーニング処理であるフラッシング処理のために、キャップ３３のリップ部３３ｃの位置を印刷ヘッド３０から明確に離した状態を示している。フラッシング処理では、以上のようなキャップ３３の高さ調整の他に、開閉バルブ３７は閉じた状態にし、かつ吸引ポンプ４１は非作動にして、フラッシングにより印刷ヘッド３０の各インクノズルから吐出されるインク滴をキャップ３３内のインク吸収体３８に吸収させる。

以上説明したヘッドメンテナンス装置２９及びそれを備えたインクジェット記録装置１では、本吸引処理を行って印刷ヘッド３０を覆うキャップ３３のインク貯留部３１にインク液が貯留した状態で図１０に示した空吸引処理が開始されても、開閉バルブ３７により開かれた外気導入流路３６の開閉口部３６ａの下端位置ｈ１は、キャップ３３のインク貯留部３１のインク液面よりも上方に位置しているため、インク貯留部３１と開閉口部３６ａとの間の水頭差のために、インク貯留部３１のインクが開閉口部３６ａまで逆流することがなく、開閉口部３６ａからのインク漏れを防止することができる。

また、開閉口部３６ａの周辺へのインクの付着も防止でき、開閉口部３６ａの周縁に付着したインクの固化やインクに紙粉等の異物が付着したりすることで開閉バルブ３７のシール性能が低下することもなくなる。したがって、開閉バルブ３７のシール性能の低下に起因したヘッドメンテナンス装置２９の動作不良を防止でき、ヘッドメンテナンス装置２９を長期に渡って安定的に動作させることが可能である。

本発明に係るヘッドメンテナンス装置を搭載したインクジェット記録装置の一実施の形態の外観斜視図である。 図１に示したインクジェット記録装置のロール紙カバーと装着部開閉カバーとを開いた状態の斜視図である。 図２に示したインクジェット記録装置からプリンタケースを取り外した状態の斜視図である。 図１に示したインクジェット記録装置の前面上部パネル及びケースカバー等を取り外した状態の斜視図である。 図３及び図４に示したヘッドメンテナンス装置の拡大斜視図である。 図５のＡ矢視図である。 図６のＢ矢視図である。 図６に示した開閉バルブの開状態の説明図である。 図５に示したヘッドメンテナンス装置の本吸引処理時の状態を示す要部断面図である。 図５に示したヘッドメンテナンス装置の空吸引処理時の状態を示す要部断面図である。 図５に示したヘッドメンテナンス装置のフラッシング処理時の状態を示す要部断面図である。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
７ 装着部開閉カバー
１５ カートリッジ装着部
１７ インクカートリッジ
２３ キャリッジ
２９ ヘッドメンテナンス装置
３０ 印刷ヘッド（記録ヘッド）
３１ インク貯留部
３３ キャップ
３４ キャップ昇降手段
３６ 外気導入流路
３６ａ 開閉口部
３７ 開閉バルブ
３８ インク吸収体
３９ 廃液流路
４１ 吸引ポンプ

Claims (2)

1. 底壁と該底壁の外周から立ち上がる周壁とでインク貯留部を形成するとともに前記周壁の上縁にはインクを吐出する記録ヘッドの周縁部に接触させるリップ部が設けられたキャップと、前記記録ヘッドの待機位置の下方で前記キャップを昇降可能に支持するキャップ昇降手段と、前記インク貯留部を外気に連通させる外気導入流路を開閉する開閉バルブと、前記インク貯留部に連通させた廃液流路に接続された吸引ポンプとを備え、
   前記キャップ昇降手段により前記キャップを上昇させて前記リップ部を前記記録ヘッドに密着させた状態で、前記開閉バルブを閉じた状態で前記吸引ポンプを作動させることで、前記記録ヘッドからインクを吸引する本吸引処理と、
   前記開閉バルブを開いた状態で前記吸引ポンプを作動させることで、前記インク貯留部のインクを吸引して前記廃液流路へ排出する空吸引処理と、を行うヘッドメンテナンス装置であって、
   前記開閉バルブにより開閉される前記外気導入流路の開閉口部の下端位置が、前記空吸引処理時における前記リップ部の上端位置よりも上方に設定されていることを特徴とするヘッドメンテナンス装置。
2. 請求項１に記載のヘッドメンテナンス装置を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。

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