JP3108969B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は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において良好な品質
を得るためには、複数種類のインクを用意し、記録媒体
の種類あるいは記録内容に対応してインクを選択するこ
とが好ましい。例えばに吸水性が低くにじみやすい記録
媒体に対しては浸透性が低く、粘度の高いインクが適し
ており、吸水性が高くインクドットが広がらない記録媒
体には浸透性が高く、乾燥しやすいインクが適してい
る。また、黒一色による記録内容には黒インクのみを、
カラー記録には複数色のインクを使用しなければならな
い。一方、これらのインクの吐出に関する物理的な特性
は一般的に異なるため、各々の特性に適した構造を持つ
印字ヘッドを使い分けなければならない。また、各色の
インクを吐出するノズルの配置はカラー記録に適したも
のでなければならず、黒一色の記録に適したノズル配列
とは異なる。

【０００３】特開平２−１８７３４３号公報では印字ヘ
ッドとインクカートリッジを一体化し（以下ヘッドカー
トリッジと呼ぶ）、ヘッドカートリッジごとの交換を可
能としてインク及びヘッドの選択に対応している。この
例によれば記録媒体及び記録内容に適したヘッドカート
リッジを選択し、キャリッジに装着することにより良好
な記録品質が得られる。このときキャリッジから抜脱さ
れたヘッドカートリッジはインクが空であるとは限ら
ず、インクが残っている場合には次に使用される場合に
備えて保存しておかなければならない。従来の交換可能
なヘッドカートリッジの印字ヘッド部分は、ヘッドカー
トリッジ端面に露出し外気に対して開放されているた
め、ヘッドカートリッジ保存時の保護のための収納箱や
気密性の高い袋を用意することもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように使用しない
ヘッドカートリッジの保存時にはノズル面からの水分蒸
発によるインクの増粘ひいてはノズルの目詰まりを防止
しなければならない。また、ヘッドカートリッジの落下
によるノズルの損傷やノズルへの塵埃の付着等の問題も
考慮されなければならない。ノズル面に付着した異物は
ノズルやヘッド内へ侵入して記録品質を大幅に低下させ
る。保存されていたヘッドカートリッジを再使用する際
には、これらの異物をを除去するために特別なインク吸
引動作を必要としていた。

【０００５】さらに衝撃によりノズルから漏出したイン
クは放置しておくとノズル面に固着し、正常なインク吐
出動作ができなくなることがある。特に複数色のインク
を内包するヘッドカートリッジの場合は、衝撃によりノ
ズルから漏出したインクがノズル面において混色し、ノ
ズルから浸透して内部インクに混入することにより正常
な色再現性が得られなくなる可能性がある。

【０００６】従来の交換可能なヘッドカートリッジにお
いては、ノズル面がヘッドカートリッジ端面に露出して
いるため、ヘッドカートリッジ交換操作中の不注意によ
る落下でおこるノズル面の損傷やインクの漏出を避ける
ことはできなかった。また、収納箱や袋による保存もノ
ズル面への異物の付着については十分とは言えない。

【０００７】本発明は上述の欠点に鑑みなされたもの
で、ヘッドキャップとノズル面の払拭を行うクリーニン
グ機構を印字ヘッド上に備えて、印字ヘッドの着脱操作
時に自動的にヘッドキャップの開閉動作を行うことによ
り保存時の保守性に優れた印字ヘッドを使用できるイン
クジェット記録装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】異なる複数のインクを吐
出するノズル列を各色毎に列設させた印字ヘッドと、前
記印字ヘッドと連通するインクカートリッジとからな
り、キャリッジから着脱可能なヘッドカートリッジを有
するインクジェット記録装置において、前記ヘッドカー
トリッジは、開閉可能なヘッドキャップと、前記ヘッド
キャップの開閉動作と連動して前記印字ヘッドのノズル
面の払拭を、前記ノズル列の列方向と同じ方向に行うこ
とを特徴とするクリーニング機構を具備し、前記キャリ
ッジは、前記ヘッドカートリッジ装着時に前記ヘッドキ
ャップを開らき、前記ヘッドカートリッジ抜脱時に前記
ヘッドキャップを閉じる動作を行うことを特徴とするヘ
ッドキャップ開閉機構を有し、前記ヘッドキャップは弾
性部材と吸水性を有する部材とからなる層構造を持つシ
ャッタであることを特徴とする。

【０００９】

【実施例】以下図示の実施例について説明する。

【００１０】図１は本発明におけるインクジェット記録
装置で用いるヘッドカートリッジ１２の第１の実施例を
示す斜視図である。

【００１１】図２は本発明におけるインクジェット記録
装置のヘッドキャップ開閉機構の一実施例を示す斜視図
である。

【００１２】ヘッドカートリッジ１２はインクカートリ
ッジ３０と印字ヘッド１０を内蔵している。印字ヘッド
１０はインク通路３１によりインクカートリッジ３０と
連通してインクを供給される。印字ヘッド１０はシャッ
タガイド１３で被われており、ノズル１１に対応する部
分にノズル面を露出するための吐出窓３２が開いてい
る。シャッタユニット１５はシャッタガイド１３の内部
に設けられたシャッタガイドスリット１４に沿って移動
し、開閉動作を行う。シャッタユニット１５上の突起部
材１７は部材１８、部材１９と相対しており、互いに係
止してシャッタユニット１５の位置決めを行う。

【００１３】レバー１はレバー支持軸３を中心として回
転可能となっている。フック受け４はバネ２４により支
持されており、フック穴５に沿って上下動が可能であ
る。ヘッドカートリッジ１２がキャリッジ８に装着され
る際、ガイドピン２０はレバー１に設けられたカートリ
ッジガイド２に挿入される。シャッタフック１６はフッ
ク４に設けられた凹部と嵌合する。また、シャッタガイ
ド１３はヘッドガイド６に嵌合する。

【００１４】図３はヘッドカートリッジ１２の要部を示
す拡大図である。

【００１５】ヘッドキャップは本実施例においてはシャ
ッタユニット１５のように薄いシャッタ状となってお
り、シャッタカバー３３、吸収材２２及びヘッドシャッ
タ２３からなる層構造をなしており、シャッタカバー３
３は吸収材２２とヘッドシャッタ２３が互いにずれない
ように固定している。

【００１６】吸収材２２とヘッドシャッタ２３は印字ヘ
ッド１０のノズル１１に密に接触しながら可動となって
いる。

【００１７】ここではヘッドシャッタ２３としてゴム材
のような弾性部材を使用し、ノズル１１との密着性を高
めると共に摺接性を確保している。また、ヘッドカバー
３３には薄い金属板を使用し、摺接性と適度な剛性をも
たせている。

【００１８】吸収材２２は印字ヘッド１０のノズル面に
あるインク滴を吸収し、異物を排除する。印字ヘッド１
０の上方には吸収材２５があり、シャッタユニット１５
が完全に閉じたとき吸収材２２と密着し、搬送されてき
た異物を吸収する。 シャッタユニット１５には蒸発窓
３２があり、吸収材２２が露出している。シャッタユニ
ット１５が完全に開いた状態（キャリッジ８に装着され
た状態）においては、蒸発窓３２はシャッタガイド１３
から押し出され、外気に対して開放される。吸収材２２
により吸収されたインク滴の水分は蒸発窓３２から蒸発
する。また、シャッタユニット１５が完全に閉じた状態
（キャリッジ８から抜脱された状態）においては、蒸発
窓３２はシャッタガイド１３の内部に収納されるため水
分の蒸発は行われず、吸収材２２の水分はヘッドシャッ
タ２３に弾性を保つための湿度を与える。

【００１９】図４はヘッドカートリッジ１２をキャリッ
ジ８に装着するときの動作を説明する側面図で、図５は
ヘッドカートリッジ１２がキャリッジ８に装着された状
態を示す側面図である。

【００２０】図３〜図５を用いて本実施例の動作を説明
する。

【００２１】保存状態にあるヘッドカートリッジ１２に
おいては突起部材１７は突起１９に押圧されており、シ
ャッタユニット１５は完全に閉じた状態で固定されてい
る。印字ヘッド１０のノズル１１にはヘッドシャッタ２
３が密に接触し、ノズル面は外気と遮断されている。

【００２２】まず保存状態にあるヘッドカートリッジ１
２をキャリッジ８に装着する動作を説明する。

【００２３】最初にシャッタガイド１３をヘッドガイド
６に嵌合させ、ガイドピン２０をカートリッジガイド２
に挿入しながら矢印Ｂの方向に移動させる。シャッタフ
ック１６がフック受け４上に位置したところでヘッドカ
ートリッジ１２を下ろしてシャッタフック１６をフック
受け４の凹部に嵌合させる。この時点でヘッドカートリ
ッジ１２はヘッドガイド６と支持体７により支持され、
図４に示す状態となる。続いてレバー１を矢印Ａの方向
に回転させると、ガイドピン２０はカートリッジガイド
２に沿って摺動し、その結果ヘッドカートリッジ１２は
矢印Ｂの方向に移動する。

【００２４】シャッタフック１６はフック受け４により
固定されているため、ヘッドカートリッジ１２の移動に
したがってシャッタユニット１５はシャッタガイドスリ
ット１４に沿ってシャッタガイド１３から引き出され
る。突起部材１７は部材１９上を摺動し、フック受け４
を押し下げて部材１９をのりこえる。

【００２５】さらにレバー１を回転させるとヘッドカー
トリッジ１２は矢印Ｂ方向に移動を続け、ガイドピン２
０がカートリッジガイド２の端まで移動したところで停
止する。このとき突起部材１７は部材１８をのりこえ、
フック受け４を介してバネ２５により部材１８に押圧さ
れたところで停止する。

【００２６】シャッタユニット１５は完全に開けられた
状態で、印字ヘッド１０のノズル１１は吐出窓３２を通
して露出され、インク吐出動作が可能となる。また、蒸
発窓２１は完全にシャッタガイド１３から引き出され、
吸収材２２の余分な水分を蒸発させる。

【００２７】このシャッタユニット１５の開動作と連動
して、ヘッドシャッタ２３はノズル１１に密着しながら
シャッタ開方向を示す矢印方向に移動する。続いてノズ
ル１１のヘッドシャッタ２３から開放された部分を吸収
材２２が払拭する。シャッタユニット１５が完全に開け
られた時点では吸収材２２による払拭が全てのノズル１
１について終了しており、ノズル１１は清浄な状態とな
ってインク吐出に備える。

【００２８】以上のようにヘッドカートリッジ１２のキ
ャリッジ８への装着は終了し、図５に示す状態となる。
ヘッドカートリッジ１２はヘッドガイド６、支持体７、
及びガイドピン２０によりガタのないように固定され
る。また、装着と同時にシャッタユニット１５は開けら
れ、ノズル１１は露出して記録動作を待機する状態とな
る。

【００２９】ヘッドカートリッジ１２のキャリッジ８か
らの抜脱は、図５に示す状態からレバー１を矢印Ａ’の
方向に回転させてヘッドカートリッジ１２を矢印Ｂ’の
方向に移動させ、上述した装着動作と逆の手順を行なう
ことにより実現される。

【００３０】ヘッドカートリッジ１２が矢印Ｂ’の方向
に移動することによりシャッタユニット１５は閉動作を
行なう。しかしながらキャリッジ８に装着されたヘッド
カートリッジ１２の印字ヘッド１０のノズル面において
は、記録動作によるインクの吐出に伴うインク飛沫の残
留や、記録動作中のノズル１１の露出による異物の付着
が予想されるため、シャッタユニット１５の閉動作が終
了する前にこれらの残留インクや異物を除去しなければ
ならない。シャッタユニット１５の閉動作に連動したノ
ズル１１のクリーニング動作を説明する。

【００３１】シャッタユニット１５が閉動作を行なうの
に連動して、吸収材２２はノズル１１の下端に到達す
る。さらにシャッタユニット１５がシャッタ閉方向を示
す矢印方向に移動すると、吸収材２２はノズル１１を払
拭しながら移動し、ノズル１１上の残留インクや異物を
吸収、除去する。ノズル１１の吸収材２２に払拭された
部分においては吸収材２２の通過直後にヘッドシャッタ
２３が密着する。

【００３２】シャッタユニット１５の閉動作が終了した
とき、印字ヘッド１０のノズル１１は全て吸収材２２に
より払拭された清浄な状態でヘッドシャッタ２３と密着
し、完全に外気と遮断される。また、吐出窓３２はシャ
ッタカバー３３により閉じられ、密閉性を高めるととも
に外部の衝撃から印字ヘッド１０を保護する働きをす
る。一方、吸収材２２は吸収材２５と密着する位置に移
動している。吸収材２５は吸収材２２がノズル１１から
搬送してきた異物を吸収して吸収材２２から異物を取り
除く。

【００３３】以上のようにキャリッジ８からのヘッドユ
ニット１２の抜脱と同時にシャッタユニット１５は完全
に閉じられる。また、印字ヘッド１０のノズル１１はシ
ャッタユニット１５の閉動作と連動して行なわれるクリ
ーニング動作により清浄な状態のままで外気と遮断さ
れ、衝撃から保護されるため、ヘッドカートリッジ１２
の再装着時における特別なインク吸引動作は必要ない。

【００３４】図６は本発明におけるインクジェット記録
装置のヘッドキャップ開閉機構の第２の実施例を示す側
面図である。

【００３５】図６はヘッドカートリッジ１２が装着され
た状態を示している。

【００３６】ヘッドシャッタ２３、吸収材２２及びシャ
ッタカバー３３からなるシャッタユニット１５の端部に
はシャッタガイドピン３５及び突起部材３４が設けられ
ている。シャッタガイドピン３５は部材３６のガイドピ
ンスリット３７と嵌合し、摺動可能である。ヘッドカー
トリッジ１２はヘッドガイド６に嵌合し、支持されてい
る。

【００３７】いまヘッドカートリッジ１２を抜脱するた
め、矢印Ｃの方向にヘッドカートリッジを移動するもの
とする。ヘッドカートリッジの移動により、シャッタガ
イドピン３５はガイドピンスリット３７に沿って摺動
し、シャッタユニット１５はシャッタ閉方向を示す矢印
の方向に移動する。この動きに連動して吸収材２２はノ
ズル１１のクリーニング動作を行ない、吸収材２２の通
過直後にヘッドシャッタ２３がノズル１１に密着する。
これによってヘッドカートリッジ１２が抜脱され、シャ
ッタユニットが完全に閉じたとき、ノズル１１は清浄に
保たれた状態で外気と完全に遮断される。

【００３８】シャッタユニット１５が完全に閉じたと
き、突起部材３４はヘッドカートリッジ１２の凹部３８
に嵌合し、シャッタユニット１５は固定される。

【００３９】図７は４色のインクを吐出するカラー記録
用のヘッドカートリッジの要部を示す図である。

【００４０】図７を用いて本発明をカラー記録用のヘッ
ドカートリッジに適用した実施例を説明する。

【００４１】印字ヘッド１０には各々イエロー、マゼン
タ、シアン、ブラック（以下Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂと呼ぶ）の
インクを吐出するＹノズル列２６、Ｍノズル列２７、Ｃ
ノズル列２８、Ｂノズル列２９が並んでいる。

【００４２】ヘッドカートリッジ１２がキャリッジ８か
ら抜脱されるとき、シャッタユニット１５はシャッタ閉
方向を示す矢印の方向に移動する。シャッタユニット１
５と連動する吸収材２２は印字ヘッド１０のノズル面を
払拭しながら移動する。Ｙノズル列２６、Ｍノズル列２
７、Ｃノズル列２８、Ｂノズル列２９各々の近傍に付着
したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂの残留インクや、塵埃などの異物は
吸収材２２によって吸収、排除される。

【００４３】このときの吸収材２２の移動方向はＹノズ
ル列２６、Ｍノズル列２７、Ｃノズル列２８、Ｂノズル
列２９の列方向と同じであるため、Ｍノズル列２７に着
目すれば、Ｍノズル列２７の近傍に付着したＭインクは
隣接するＹノズル列２６及びＣノズル列２８のノズルに
触れることなく吸収される。即ち、各ノズル列近傍に付
着した各色の残留インクは他色のノズル列と接触するこ
とによるノズル内での混色はおこらない。また、吸収材
２２によって吸収された残留インクや異物は吸収材２５
によって取り除かれるため、吸収材２２の払拭に起因す
る混色はおこらない。

【００４４】吸収材２２の通過直後にヘッドシャッタ２
３がノズル面に密着するため、シャッタユニット１５が
完全に閉じたとき、Ｙノズル列２６、Ｍノズル列２７、
Ｃノズル列２８、Ｂノズル列２９の各ノズルにおいては
ノズル内部での混色もなく清浄な状態で外気と遮断され
る。ヘッドシャッタ２３が各ノズル列全体と密着するた
め、ノズル面の乾燥と落下などの衝撃によるインクの漏
出を避けることができる。これによってヘッドカートリ
ッジ１２の保存時におけるノズルの目詰まりや、漏出イ
ンクによる内部インクの混色を防止することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればヘ
ッドカートリッジ１２の抜脱時において、ノズル面の払
拭と同時にヘッドシャッタ２３とノズル面が密着し、ノ
ズル面は常に清浄に保たれると共に外気と遮断される。
これによって保存時のヘッドカートリッジ１２において
は、異物の付着する機会はほとんど無く、残留インクの
固着や乾燥及び落下による損傷からノズルは保護され
る。さらに、カラー記録用のヘッドカートリッジ１２に
おいては、カラーノズル列の配列方向とクリーニング方
向とが同一であることにより、クリーニング時に、各色
ノズル列近傍に付着した残留インクが他色インクと接触
することによって起こる混色を防止でき、また、保存時
に、前記各色ノズルからインクが漏出することによって
起こる内部インクの混色を防止できるため、ヘッドカー
トリッジの保存信頼性を高めることができる。

【００４６】また、保存時のノズルを清浄な状態に保つ
ことにより、再装着時の特別な吸引モードは不必要とな
り印字ヘッド１０の動作保証に関わるインク消費を低減
できる。

【００４７】ヘッドカートリッジ１２の脱着時にシャッ
タユニット１５の開閉とノズル面のクリーニング動作が
自動的に行われるため、ユ−ザ−はヘッドカートリッジ
の載せ替えに伴う印字ヘッド１０の保守操作を意識する
必要はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるヘッドカートリッジ１２の一実
施例を示す斜視図。

【図２】本発明におけるヘッドキャップ開閉機構の一実
施例を示す斜視図。

【図３】本発明におけるヘッドカートリッジ１２の要部
拡大図。

【図４】本発明におけるヘッドカートリッジ１２をキャ
リッジ８に装着するときの動作を説明する側面図。

【図５】本発明におけるヘッドカートリッジ１２がキャ
リッジ８に装着された状態を示す側面図。

【図６】本発明におけるヘッドキャップ開閉機構の第二
の実施例を示す側面図。

【図７】本発明におけるカラー記録用のヘッドカートリ
ッジ１２の要部拡大図。

【符号の説明】

１…レバー ２…カートリッジガイド ３…レバー支持軸 ４…フック受け ５…フック穴 ６…ヘッドガイド ７…支持体 ８…キャリッジ ９…キャリッジ軸 １０…印字ヘッド １１…ノズル １２…ヘッドカートリッジ １３…シャッタガイド １４…シャッタガイドスリット １５…シャッタユニット １６…シャッタフック １７…突起部材 １８…部材 １９…部材 ２０…ガイドピン ２１…蒸発窓 ２２…吸収材 ２３…ヘッドシャッタ ２４…バネ ２５…吸収材 ２６…Ｙノズル群 ２７…Ｍノズル群 ２８…Ｃノズル群 ２９…Ｂノズル群 ３０…インクカートリッジ ３１…インク通路 ３２…吐出窓 ３３…シャッタカバー ３４…突起部材 ３５…シャッタガイドピン ３６…部材 ３７…ガイドピンスリット ３８…凹部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】異なる複数のインクを吐出するノズル列を
   各色毎に列設させた印字ヘッドと、前記印字ヘッドと連
   通するインクカートリッジとからなり、キャリッジから
   着脱可能なヘッドカートリッジを有するインクジェット
   記録装置において、前記ヘッドカートリッジは、開閉可
   能なヘッドキャップと、前記ヘッドキャップの開閉動作
   と連動して前記印字ヘッドのノズル面の払拭を、前記ノ
   ズル列の列方向と同じ方向に行うことを特徴とするクリ
   ーニング機構を具備し、前記キャリッジは、前記ヘッド
   カートリッジ装着時に前記ヘッドキャップを開らき、前
   記ヘッドカートリッジ抜脱時に前記ヘッドキャップを閉
   じる動作を行うことを特徴とするヘッドキャップ開閉機
   構を有するインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】前記ヘッドキャップは、前記ヘッドカート
   リッジ抜脱時に前記印字ヘッドのノズル面と密着するこ
   とを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装
   置。
3. 【請求項３】前記ヘッドキャップは弾性部材と吸水性を
   有する部材とからなる層構造を持つシャッタであること
   を特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。