JP2016221783A - 記録装置及びキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】キャップに収容されたインク吸収体のインクを空吸引する時に、吸収体に生じる泡を低減する。
【解決手段】記録ヘッド３００の、インクを吐出する吐出口が形成された吐出口面３０１を覆うことが可能なキャップ４３１と、キャップ内を負圧にする負圧手段と、キャップ内に設けられ、吐出口から吐出されたインクを吸収する吸収体４３４と、キャップに形成され、キャップ内を大気開放可能な大気連通部４３７と、大気連通部と吸収体の間に配置され、大気連通部からキャップ内に流入する空気の流れを変える、固定部材４３３に形成された空気流路回避部（案内部）４３９とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、記録装置及びキャップに関する。

インクジェット装置（記録装置）には、インクジェット式の記録ヘッドの吐出ノズルを塞ぐキャップユニットを備えたものがある。インクジェット式の記録ヘッドはヒータによって過熱沸騰したインクをノズルからインク滴として記録用紙に吐出させて印刷を行うものである。それ故、ノズルからの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などによりノズルに目詰まりが生じると印刷不良を起こすことがある。このためインクジェット記録装置は通常、非印刷時に記録ヘッドのノズルを封止するキャップユニットを備えている。

キャップユニットは、ノズルのインクの乾燥を防止する蓋として機能する。キャップユニットは、ほかにもノズルに目詰まりが生じた際、キャップにより吐出口面を封止し、吸引ポンプからの負圧で吐出口面からインクを吸引し、目詰まりを解消する機能も備えている。

このような記録ヘッドの目詰まり解消のために行うインクの強制的な排出処理は、通常クリーニング操作と呼ばれ、長時間休止後の印刷再開時や、ユーザーがクリーニングを実行した際に行われる。

クリーニング時に記録ヘッドのノズルから吸引されたインクは廃インクタンクに回収されるが、その時にキャップに収容されたインク吸収体もインクで満たされる。そのためインク吸収後にキャップに接続された大気連通口を開放した状態での吸引ポンプ動作（空吸引動作と呼ばれる、以下、空吸引と略す。）により、キャップ内へ空気が流入すると共に、キャップ外へインクは排出される。この時、吸引ポンプの始動時はキャップ内にインクが充満している状態で空気がキャップ内のインク吸収体に流入するため、インク吸収体上に泡が生じることがある。

生じた泡が吐出口に侵入すると、吐出口のメニスカスを破損し、ドット抜けや混色が発生するなど、吐出状態の劣化という問題が懸念される。特に、吐出口面とキャップ内のインク吸収体との距離が近いと、前述した問題が発生し易いことが分かっている。一方で遠すぎると吐出口面のインク残りが多くなるので、できるだけ近づけるように構成される。そのためインク吸収体上に発生する泡を抑えることが課題となっている。

本問題の解決方法の一つが、特許文献１に開示されている。特許文献１では大気連通口上部のインク吸収体に空気流路を設けることで吸収体内部を通過する空気量を減らし泡の発生を低減する構成が提案されている。

特開２０１１−１４８２５７号公報

特許文献１に示されるようにインク吸収体の近傍に空気流路を配置すると、吸収体内の多孔構造（流路）を空気が通過するに連れて、吐出面近傍に気泡が発生しやすくなり、気泡によってメニスカスが破壊される恐れがある。

本発明は、空吸引時に吸収体に生じる泡を低減する技術を提供することにある。

本発明によれば、例えば、記録ヘッドの、インクを吐出する吐出口が形成された吐出口面を覆うことが可能なキャップと、前記キャップ内を負圧にする負圧手段と、前記キャップ内に設けられ、前記吐出口から吐出されたインクを吸収する吸収体と、前記キャップに形成され、前記キャップ内を大気開放可能な大気連通部と、前記大気連通部と前記吸収体の間に配置され、前記大気連通部から前記キャップ内に流入する空気の流れを変える案内部と、を備えることを特徴とする記録装置が提供される。

本発明によれば、空吸引時に吸収体に生じる泡を低減することができる。

本発明の一実施形態におけるインクジェット記録装置の斜視図。 図１に示す記録装置における回復機構部の斜視図。 図２に示す回復機構部におけるキャップユニットの拡大図。 図３に示すキャップユニットのＡ−Ａ断面図。 図４に示す固定部材の下面側から見た斜視図。 図５に示す固定部材の上面側から見た斜視図 図５に示す固定部材をキャップユニットに装着した斜視図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。各図において、同じ参照符号は、同じ要素を示している。各図において、紙面に対する上下左右方向を、本実施形態における装置の上下左右方向として、本文中の説明の際に用いることとする。

なお、この明細書において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみを表すものではない。これに加えて、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきものである。即ち、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

＜本体構成＞
以下、本発明のインクジェット記録装置の実施形態について説明する。本実施形態に係るインクジェット記録装置（以下「記録装置」と略称する場合もある。）を構成する各機構部は、その役割に応じて、給紙部、用紙搬送部、排紙部、キャリッジ部、回復機構部などに分類することができる。以下、各機構部についてそれぞれ説明する。

＜給紙部＞
図１示すように、給紙部は、不図示の記録媒体を積載する圧板１１０、記録媒体を１枚ずつ給紙する給紙ローラ１２０、記録媒体を分離する分離ローラ（不図示）と、これらが搭載されたベース１００とを有する。

＜用紙搬送部＞
用紙搬送部は、シャーシ２００、シャーシ２００に取り付けられた搬送ローラ２１０とを有する。さらに、搬送ローラ２１０には、従動する複数のピンチローラ２２０が当接して設けられている。ピンチローラ２２０は搬送ローラ２１０に対し所定圧で当接しており、記録媒体の搬送力を生み出している。

＜排紙部＞
排紙部は、排紙ローラ２３０と、排紙ローラ２３０に従動する複数の拍車（不図示）などを有する。拍車は排紙ローラ２３０に対して所定圧で当接されており、画像が形成された記録媒体は、排紙ローラ２３０と拍車によって挟持されることで搬送される。

＜キャリッジ部＞
キャリッジ部は記録ヘッド３００が搭載されるキャリッジ３１０を有しており、そのキャリッジ３１０は、ガイドシャフト３２０およびガイドレール３３０によって支持されている。ガイドシャフト３２０は、記録媒体の搬送方向（図１中右上から左下方向）に対して交差する方向（主走査方向）にキャリッジ３１０を往復走査させるように案内支持している。ガイドレール３３０は、キャリッジ３１０の後端を保持し、記録ヘッド３００の吐出口面（吐出部）３０１（図４参照）と記録媒体との間の隙間を維持する役割を果たしている。またキャリッジ３１０は、シャーシ２００に取り付けられたキャリッジモータ（不図示）によりタイミングベルト３４０を介して駆動される。

上記構成において記録媒体に画像形成する場合、搬送ローラ２１０およびピンチローラ２２０からなるローラ対によって、記録媒体が副走査方向（主走査方向と交差する方向）に搬送される。記録ヘッド３００は、電気基板からの信号に従って、副走査方向に搬送される記録媒体に対してインクを吐出する。本実施形態の記録装置は、記録ヘッド３００の主走査方向の移動と記録媒体の副走査方向の移動とを交互に繰り返すことにより、記録媒体上に画像を形成する。

＜回復機構部＞
回復機構部４００は、記録ヘッド３００のインク吐出性能を維持回復するためのものである。図２に回復機構部４００の詳細を示す。回復機構部４００は、記録ヘッド３００の吐出口からのインク吸収などを行うための吸引ポンプ（負圧部）４１０と、記録ヘッド３００の吐出口周辺の拭き取り清掃するためのワイパー４２０とを備えている。さらに、回復機構部４００は、記録ヘッドの吐出口近傍の乾燥を抑えるためのキャップユニット４３０も備えており、駆動源には駆動モータ（不図示）を備えている。

駆動モータの一方向への回転で吸引ポンプ４１０が作動し後述するキャップ４３１内を負圧にするとともに、反対側への回転でキャップユニット４３０の密着・離間動作が行われるように、ワンウェイクラッチ（不図示）が設けられている。

ゴム等の弾性部材で作られたワイパー４２０は、ワイパーホルダ４４０に固定されている。ワイパーホルダ４４０は、図２に示す＋Ｙおよび−Ｙで示す矢印方向（吐出口面３０１における吐出口の配列方向）にキャップユニット４３０とは別の駆動モータ（不図示）で移動可能である。そして、記録ヘッド３００がワイパー４２０の可動範囲に位置する際に、矢印＋Ｙ方向にワイパーホルダ４４０が可動することによって、ワイピングが実施される。ワイピングが終了すると、キャリッジ３１０（図１）をワイピング領域の外に退避させてから、ワイパー４２０をフェイス面等と干渉しない位置に戻す。その際、ワイパー４２０はワイパークリーナ４６０に当接し、ワイパー４２０に付着したインクを除去する。

吸引ポンプ４１０は、キャップユニット４３０が吐出口面３０１に装着（密着）して、その内部に密閉空間が形成された状態のときに、そのキャップユニット４３０内に負圧を発生させることが可能である。これにより、インクタンク（不図示）からヘッド内にインクを充填させたり、吐出口もしくはその内方のインク流路に存在する塵埃、固着物、気泡等を吸引除去したりすることができる。

吸引ポンプ４１０としては、例えば、チューブポンプ形態のものが用いられる。この形態のポンプは、例えば可撓性チューブ、該チューブの少なくとも一部を沿わせて保持する曲面を備えた部材と、該部材に向けてチューブを押圧可能なローラと、該ローラを支持して回転可能なローラ支持部とを有する。すなわち、ローラ支持部を所定方向に回転させることにより、ローラが曲面形成部材上において可撓性チューブを押し潰しながら回動する。これに伴い、キャップユニット４３０と吐出口面３０１とが形成する密閉空間に負圧が生じ、インクが吐出口より吸引され、そのインクはキャップユニット４３０からチューブないし吸引ポンプ４１０に引き込まれる。引き込まれたインクは、さらに下流側に設けられた廃インクタンク内に向けて移送される。以上が本発明におけるインクジェットプリンタの構成および機能である。次に本発明の特徴であるキャップユニット４３０について詳細に説明する。

＜キャップユニット＞
図３は本実施形態におけるキャップユニット４３０の概略図である。図４は吐出口面（吐出部）３０１をキャッピングした状態であって、図３中の破断線Ａ−Ａ部分での断面図を示す。キャップユニット４３０は、吐出口面３１０に装着可能に配置される。これらの図に示すようにキャップユニット４３０は、凹状のキャップ４３１と、該キャップを保持するキャップホルダ（キャップ保持部）４３２とを備える。また、キャップユニット４３０は、該キャップの凹部内に配置された固定部材（支持部材）４３３とインクを吸収するインク吸収体（吸収体）４３４と、を備える。

キャップ４３１は、吸収体４３４を抑える吸収体抑え部４３５と、記録ヘッド３００の吐出口面３０１に対して当接されるリップ面４３６とを有する。キャップホルダ４３２は、該ホルダの内側に配置されたキャップ４３１内へ空気を導入し、キャップ４３１に挿通されることで大気連通部を形成する大気連通口４３７を備える。大気連通口４３７は、キャップ４３１内に臨む端部に空気を流出する連通口４３７ａが形成され、キャップ内を大気開放可能としている。なお、大気連通口４３７には、大気連通口を開閉可能な開閉弁（図示しない）が設けられている。キャップ内を負圧にする際、当該開閉弁を閉じることができる。一方、キャップ内の負圧を解消する際、当該開閉弁を開くことができる。

また、キャップホルダ４３２は、該ホルダの内側に配置されたキャップ４３１内を減圧してキャップ４３１内からインクを吸引するためのインク吸引口（負圧連通部）４３８を備える。大気連通口４３７は不図示のチューブ等の部材により大気連通弁（不図示）へ接続されている。また、インク吸引口４３８は一端が吸引ポンプ４１０に接続され、他端が後述する固定部材４３３に接続されている。

キャップ４３１のリップ面４３６を吐出口面３０１に当接させることでインク吸収体４３４と記録ヘッド３００との間に密閉空間が形成される。キャップ４３１が記録ヘッド３００に密接すると、リップ面４３６が吐出口面３０１の周囲面に密着し、吐出口面３０１はキャップ４３１により覆われて密閉される。この状態で吸引ポンプ４１０を駆動させると、キャップ４３１の内部に負圧が作用し、吐出口面３０１内から外へインクが吸引される。吸引されたインクはインク吸収体４３４を介してインク吸引口４３８よりキャップ４３１の外へ排出される（図４中矢印Ｏ参照）。排出されたインクは不図示の廃インクタンクへと導かれる。

吸引動作が終わり、吸引ポンプ４１０の駆動を停止すると、キャップ４３１にはインクが残存する。キャップ４３１内に残存しているインクは、インク吸収体４３４に大部分が吸収された状態になっている。そのためキャップ４３１を、記録ヘッド３００の吐出口面３０１から離間させる前に、残存しているインクをキャップ４３１の外部へ排出する空吸引が実施される。この空吸引の実施のため大気連通口４３７に連通する大気連通弁が開放した状態で吸引ポンプ４１０を駆動することでインク吸収体４３４に残存したインクが吸い出され、キャップ４３１外部へと排出されていく。

キャップ４３１内には排出されたインクに応じた分の空気が大気連通口４３７から一気に流入する（図４中矢印Ｉ参照）。しかし、キャップ４３１内に流入した空気は、直上に配置している固定部材４３３に形成された空気流路回避部（案内部）４３９に当たってインク吸収体４３４に直接当たらないようにしている。つまり、空気流路回避部４３９は、キャップ４３１内に流入した空気の流れを変えることで、空気がインク吸収体４３４に直接当たらないようにしている。こうすることで、空気がインク吸収体４３４内を通過することを回避している。なお、空気流路回避部４３９は、インク吸収体４３４内を空気が通過することを回避するように空気の流れを変える構成であれば、インク吸収体４３４に空気が直接当たらないようする構成に限定されない。

固定部材４３３に設けた空気流路回避部４３９の詳細について説明する。図５は、固定部材４３３における大気連通口４３７と対向する下面側の斜視図であり、図６は図５で示した固定部材４３３を上面側から見た斜視図である。大気連通口４３７と対向する固定部材４３３の下面には、流入してきた空気の流路となるクロスハッチングで示した空気流路回避部４３９が設けてある。空気流路回避部４３９は、固定部材４３３の下面の一部を固定部材４３３の内方へ窪ませた凹部を形成している。この凹部には空気が流入可能である。空気流路回避部４３９の凹部に隣接して、固定部材４３３の下面には、大気連通口４３７の連通口４３７ａを収容する連通口収容部４３３ａが形成される。連通口４３７ａが連通口収容部４３３ａに収容されることで、連通口４３７ａは、空気流路回避部４３９を介してインク吸収体４３４から所定間隔をあけて配置される。

連通口収容部４３３ａと固定部材４３３の長手方向中央部に対して反対側の位置には、インク吸引口４３８の他端を収容して、固定部材４３３を貫通する収容部４３３ｂが形成される。固定部材４３３の上面には、インク吸収体４３４が載置可能な載置部４３３ｃが形成される。また固定部材４３３の下面の長手方向中央には、後述する金属板４４１とねじ４４２で固定される固着部４３３ｄが形成される。

図６を参照して、固定部材４３３の一方の端部（図６中右上側端部）には、上面から立設した立壁４４３が形成され、この立壁４４３に隣接して開口部４４０が形成されている。開口部４４０は、固定部材４３３に下面から上面へ貫通した開口となっている。図４を参照して、大気連通口４３７から流入してきた空気は、空気流路回避部４３９に沿って開口部４４０から吐出口面３０１とインク吸収体４３４で形成する空間に取り込まれる。つまり、空気流路回避部４３９の流路は、空気をインク吸収体４３４の下面側から上面側へと導いている。

そのため、空気が直接多孔質部材であるインク吸収体４３４内部を通過することを回避している。こうすることで、インク吸収体４３４内部を空気が通過することによる泡の多量に発生を低減することができ、結果、泡が吐出口面３０１に密着することで生じる吐出状態の劣化の問題を防ぐことができる。

なお、図４に示す通り、本実施形態においては、キャップ保持部としてのキャップホルダ４３２に加え、キャップ４３１の底部の外面に密着するような平面状の金属板（変形抑制板）４４１が設けられている。金属板４４１はキャップ４３１の変形を抑制して、平面性を向上させることで、キャップ４３１と吐出口面３０１（フェイス面）との密着性を良好に保つ役割を果たしている。

本実施形態においてはキャップホルダ４３２、金属板４４１、キャップ４３１、固定部材４３３、インク吸収体４３４がこの順で積層されている。そして、固定部材４３３が、固着部４３３ｄを介して金属板４４１に対してねじ４４２で固定されることで、キャップ４３１を挟持している。かかる構造により負圧発生時においてキャップ４３１の底部が変形作用を生じようとするが、金属板４４１及び固定部材４３３の結合によりその変形を抑制することができる。

図７に示すように、インク吸収体４３４が固定部材４３３上面の載置部４３３ｃに載置された際には、インク吸収体４３４の端部が立壁４４３と当接する。インク吸収体４３４の立壁４３３と対向する側部には、切欠部４４４が形成されている。切欠部４４４は、立壁４４３を略収容する凹部を形成している。また、立壁４３３のインク吸収体４３４と対向する側部には、開口部４４０と連通する壁側切欠部４４３ａが形成される。インク吸収体４３４と立壁４４３とが当接した際には、壁側切欠部４４３ａと切欠部４４４との間に開口部に連通する流路（第二流路）が形成される。この流路は、キャップ４３１が吐出口面３０１に装着された際に、吐出口面３０１に形成された吐出口と対向する位置を避けて、つまり対向しない位置に配置される。具体的には、この流路は、吐出口面３０１の吐出口が形成される箇所の外周から所定距離離れた外縁付近と対向して配置される（図４参照）。

また、立壁４３３を固定部材４３３の端部に設けることで、開口部４４０として空間になる部分を立壁４４３によって支えることができる。したがって、負圧によりキャップ４３１の側面が図７中矢印Ｆ方向への倒れ込むことを抑えることができる。

以上のように、本発明によれば空吸引時にキャップ内に大気連通口から空気が導入されるとき、インク吸収体と大気連通口の間に配置した固定部材に設けた空気流路回避部によって、インク吸収体自体に直接当たるのを回避することができる。そして、空気が空気流路回避部を介して導入されていくため、吐出面近傍での気泡の発生を抑制することができる。なお、本実施形態においてはキャップ４３２を三つ装着したキャップホルダ４３２を例示したが、これに限定されず、キャップ４３２の数は一つ、二つでも、三つ以上でもよい。また、空気流路回避部（案内部）４３９は、固定部材４３３に設けた構成を例示したが、大気連通口４３７に設ける構成や、固定部材４３３及び大気連通口４３７とは異なる部材として配置してもよい。

３００ 記録ヘッド、３０１ 吐出口面、３１０ キャリッジ、４００ 回復機構部、４３０ キャップユニット、４３１ キャップ、４３２ キャップホルダ、４３３ 固定部材、４３４ インク吸収体、４３９ 空気流路回避部

Claims (12)

1. 記録ヘッドの、インクを吐出する吐出口が形成された吐出口面を覆うことが可能なキャップと、
   前記キャップ内を負圧にする負圧手段と、
   前記キャップ内に設けられ、前記吐出口から吐出されたインクを吸収する吸収体と、
   前記キャップに形成され、前記キャップ内を大気開放可能な大気連通部と、
   前記大気連通部と前記吸収体の間に配置され、前記大気連通部から前記キャップ内に流入する空気の流れを変える案内部と、を備えることを特徴とする記録装置。
2. 前記大気連通部は、前記空気を前記キャップ内に導入する連通口を備え、
   前記案内部は、前記吸収体と前記連通口との間であって、前記連通口と対向する位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記キャップによって前記吐出口面が覆われているとき、前記吸収体の上面が前記吐出口面と対向し、前記吸収体の下面が前記キャップの底部と対向し、
   前記連通口は、前記底部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 前記案内部は、空気を前記吸収体の下面側から上面側へ導く流路を形成することを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
5. 前記流路は、前記吸収体の上面側において、前記吐出口と対向しない位置に開口部を備えることを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
6. 前記吸収体を支持する支持部材を備え、
   前記案内部は、前記支持部材に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
7. 前記吸収体は、前記支持部材の上面に支持され、
   前記案内部は、前記支持部材の下面に形成され空気が流入可能な凹部を備えることを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
8. 前記支持部材は、前記開口部に隣接して、前記支持部材の上面から立設した立壁を備え、
   前記支持部材の上面に支持された前記吸収体の側部と前記立壁との間に、前記開口部に連通する第二流路が形成されることを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
9. 前記立壁は、前記支持部材の端部に形成されることを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
10. 前記キャップを保持するキャップ保持手段をさらに備える請求項１から９のいずれか一項に記載の記録装置。
11. 前記キャップ保持手段は、前記キャップの底部に前記キャップの変形を抑制する変形抑制板を備えることを特徴とする請求項１０に記載の記録装置。
12. 記録ヘッドの、インクを吐出する吐出口が形成された吐出口面を覆うことが可能なキャップであって、
    内部に配置され、前記吐出口から吐出されたインクを吸収する吸収体と、
    内部を大気開放可能な大気連通部と、
    前記大気連通部と前記吸収体との間に配置され、前記大気連通部から内部に流入する空気の流れを変える案内部と、
    を備えることを特徴とするキャップ。

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