JP3228565B2 - インクジェットプリンタ用キャップシステム - Google Patents

インクジェットプリンタ用キャップシステム

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JP3228565B2
JP3228565B2 JP22207192A JP22207192A JP3228565B2 JP 3228565 B2 JP3228565 B2 JP 3228565B2 JP 22207192 A JP22207192 A JP 22207192A JP 22207192 A JP22207192 A JP 22207192A JP 3228565 B2 JP3228565 B2 JP 3228565B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/1652Cleaning of print head nozzles by driving a fluid through the nozzles to the outside thereof, e.g. by applying pressure to the inside or vacuum at the outside of the print head

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  • Ink Jet (AREA)

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・プリ
ンタに関し、特に毛管現象が作用して通気孔が詰まる可
能性を減少させる先丸通気孔を含む前記プリンタ内のキ
ャップ・システムに関する。
【0002】
【従来の技術】インク・ジェット・プリンタは、プリン
トヘッドが形成された交換可能な印書カートリッジをそ
の上に備えている。カートリッジにはプリントヘッド
ノズルを経て用紙のような印書媒体上に噴射されるイン
クのインク溜が設けられている。このような印書カート
リッジの構造と動作は専門家には公知である。
【0003】インク・ジェットプリントヘッドの非使用
時にこれを保持するには2つの主要な条件がある。その
第1は、ノズルが乾燥することを防ぐためにノズルを密
閉状態にしなければならない。第2に、密閉状態と大気
圧との圧力変化を最小限にしなければならない。密閉状
態での相対圧の低下によってノズルのプライミングが生
じ、3色カラーペン内でカラーの混合が発生することが
ある。圧力の上昇によってノズルがデプライムし、動作
不能になる場合がある。 従来のインク・ジェット・プ
リンタは印書カートリッジが実装されている印書カート
リッジの進行経路の一端にサービス・ステーションを備
えている。サービス・ステーションにはノズル開口部を
含むプサントヘッドの表面から汚染物や乾燥したインク
等を取り除くためにプリントヘッドを拭うワイパが備え
られている。更にノズル内のインクが乾燥することを防
止するためにプリントヘッドをカバーするキャップが設
けられている。プリントヘッドのノズル内のインクの乾
燥を軽減するために、インクをノズルからキャップ内に
噴射してキャップ内にインク蒸気を生成するようにプリ
ンタをプログラムすることができる。このような噴射に
よってノズルからの粘性インクの清掃も行われる。
【0004】インク・ジェット・プリンタ用の従来の
リントヘッド・キャップはノズルでの圧力差を防止する
ために通気孔を備えている。通気されないキャップでは
キャップが移動してプリントヘッドとの密封的な嵌合状
態から嵌脱すると圧力スパイクが生ずることがある。こ
のことによってスパイクの大きさは縮減するが、蒸気が
キャップから拡散して、ノズル内で乾燥するインクの量
が増す。
【0005】ノズル内で乾燥するインクはキャップから
の蒸気の拡散率と比例する。蒸気の拡散率は拡散が生じ
得る断面積を拡散経路で除算した値と比例する。従っ
て、蒸気の拡散を最小限にするには、通気孔の断面積を
最小限にし、一方その長さを最大限にすることが必要で
ある。
【0006】従来の通気孔は圧力を均等にすることに加
えて、キャップ内に集積するインクを排出する機能も果
たす。従来の通気孔はインクが詰まり、ノズルに不都合
な圧力差が生ずることがある。一方、通気孔を詰まりを
防止するように充分大きくすると、通気孔は印書ノズル
内でのインクの乾燥を防止するための充分に有効な蒸気
障壁とはならない。
【0007】従来型のキャップ・通気孔は本出願の出願
人に譲渡された1989年9月1日出願の米国特許出願
第402,193号に開示されている。開示されている
この通気孔は正方形の断面を有し、通気孔の上面と各側
壁との間に空間を有している。この空間の明確な目的は
毛管作用によってインクを通気孔から排出することであ
る。この通気孔には幾つかの理由から欠点がある。イン
クがその中に排出される空間がない通気孔の下隅にイン
クは集積し易い。空間は通気孔の上部にあるので、イン
クが空間内に流入する前にインクを充満させる必要があ
る。これは通気孔がインクで詰まる原因になる。この
気孔は更に詰まりを防止するために極めて短いので、長
通気孔を使用した場合よりも蒸気障壁としての有効性
が少ない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】通気孔の詰まりがない
極めて有効な蒸気拡散障壁として機能するインク・ジェ
ット・プリンタ用のキャップを提供することが望まし
い。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明はプリントヘッド
・キャップを備えたインク・ジェットプリントヘッド
のキャップ・システムから成っている。ほぼ水平の、細
長い通気孔は前記キャップと連通する第1端と、キャッ
プ外部と連通する第2端を有している。毛管の空間が
気孔の下部から毛管の空間内へと横方向に延びている。
本発明の別の側面では通気孔はほぼ半円形の断面を有し
ている。
【0010】本発明は極めて有効な蒸気拡散障壁を設け
ることによってプリントヘッド・ノズル内のインクの乾
燥を防止し、更にプリントヘッド・キャップの通気孔
詰まりを防止する。本発明の前記の、及びその他の課
題、特徴及び利点は添付図面を参照した本発明の以下の
詳細な説明によってより明解になろう。
【0011】
【実施例】本発明に従って構成された黒色用カートリッ
ジとカラー用カートリッジの双方用のサービス・ステー
ションが図1及び図2に参照番号10で全体的に示され
ている。サービス・ステーション10はカラー又は黒色
印書用にカラー用カートリッジと黒色用カートリッジの
双方を装着できるインク・ジェット・プリンタ内に組み
込まれている。プリンタは黒色用カートリッジ14(一
部破断図として示してある)を実装したキャリッジ12
を備えている。カートリッジ14はカートリッジ内のイ
ンクを噴射するために形成されたノズル(図示せず)を
有するプリントヘッド15を備えている。キャリッジ1
2はプリンタの幅のほぼ全体に亘る案内棒16に沿って
双方向に移動可能である。
【0012】カートリッジ14をサービス・ステーショ
ン10へと配置するキャリッジは図1では右端に図示さ
れている。キャリッジ12はプリンタが印書していない
場合、又はプリントヘッドにサービスが必要な場合にサ
ービス・ステーションに移動する。別のプリンタではサ
ービス・ステーションはプリンタの左端に配置してもよ
い。
【0013】図面を明解にするために図示していない
が、プリンタにはキャリッジ12がサービス・ステーシ
ョンから左方向に移動すると、用紙の表面がプリントヘ
ッド15の真下に位置するように用紙をプリンタに沿っ
て案内する構造が含まれている。
【0014】サービス・ステーション10には18で全
体的に示したカラーカートリッジ用サービス・ステーシ
ョンと、20で全体的に示した黒色カートリッジ用サー
ビス・ステーションが備えられている。サービス・ステ
ーション18,20は軸24を中心に回転可能な回転式
キャリア22上に180°の間隔を隔てて実装さてい
る。このキャリアはキャリア22上のスプロケット26
と係合する被動ギャ(図示せず)に応答して回転する。
黒色用カートリッジではなくカラー用カートリッジをキ
ャリッジ12上に装着する場合は、キャリア22は18
0°回転してカラー・ステーション18が黒色ステーシ
ョン20の上方に向き、図1でカラー・ステーションが
図示されている位置にくる。一方、黒色カートリッジ1
4がキャリッジ12上に装着される場合は、キャリッジ
22は図1に示した位置にある。
【0015】黒色ステーション20には31で全体的に
示したキャップ・システムが備えられている。キャップ
・システムは溜め構造28と、黒色用そり部30と、黒
色用キャップ30とを備え、それらは全てキャリア22
内に形成されたトレー34内に収納されている。ばね3
6がそり部30とそり部上に実装されたキャップ32及
び溜め構造28を図1に示すように左方向にバイアス
せている。トレー34は一対の対向カム面38,40を
備え、その上にカム・フォロア42,44のようなカム
・フォロアが載置されている。ポスト46はキャリッジ
12が右に動く時にキャリッジ12上のアーム48と係
合する左向き表面を有している。図1に示すように、キ
ャリッジ12がサービス・ステーションから左に移動す
ると、ばね36がそり部30を左方向にバイアスさせ
る。フォロア42,44はカム面40を下方に押圧し、
ひいてはそり部を図1の位置から引き下げる。逆に、
り部がサービス・ステーションの方向に移動すると、ア
ーム48はポスト46と係合し、それによってそり部
0を右上方に移動させる。このような動作によってキャ
ップ32はプリントヘッド15の方向に押しやられる。
【0016】黒色用カートリッジがステーション内に移
動すると、プリントヘッド15がキャップ32によって
カバーされる前に、プリントヘッド15はワイパ50の
尖端を横切り、このワイパがインクと、その残滓をプリ
ントヘッドの表面から拭い取る。ワイパ50はフォロァ
・ブラケット52上に実装されている。フォロァ・ブラ
ケットはワイパ50内に形成された開口部56内に受け
られたポスト54を備えている。方形のフレーム58が
キャリア22上に設けられたカム60を囲んでいる。一
対の下方に延びるポスト62,64が図1のキャリア2
2の下のプリンタ構造(図示せず)に設けられた対応す
る一対の穴(図示せず)内に支承されている。キャリア
22が図1に示した位置にある場合にはブラケット52
はカム60によって上部の位置に保持されている。キャ
リアが180°回転すると、カム60がブラケットの下
から回転すると共にブラケットは下部の位置へと移動す
る。
【0017】カラー・ステーション18は65で全体的
に示されたカラー用キャップ・システムを備えている。
カラー用キャップ・システムはカラー用キャップ66と
カラー用そり部68(ここではベースとも呼ぶ)を備え
ている。ばね70がそり部を図1の左方向にバイアス
しめる。キャップ66はそり部68上に実装されてい
る。黒色用カートリッジではなくカラー用カートリッジ
(図示せず)がキャリッジ12上に装着されている場合
は、キャリア22は軸24を中心に180°回転し、そ
れによってキャップ66を上方向に向ける。キャリア2
2がこのように回転すると、カム60は反転し、ブラケ
ット52を下方の位置へと駆動する。そこでキャリア2
2上に実装されたカラー用ワイパ72も上向きになる。
【0018】カム面40と同様のカム面74(図1)が
キャリア22上に形成されている。カム・フォロア7
6,78はフォロァ42,44がカム面40に載置され
ていると同じ態様で表面74に載置されている。アーム
80はアーム46が黒色用そり部30から延びると同じ
態様でカラー用そり部68から延びている。
【0019】黒色用カートリッジ14ではなくカラー用
カートリッジ(図示せず)がキャリッジ12上に装着さ
れる場合は、キャリッジ12に対するカラー用そり部
8の運動は黒色用そり部30に着いて前述した運動と同
様である。キャリッジ12が右方向に図1の位置へと移
動すると、カラー用プリントヘッドはワイパ72によっ
て拭われる。このワイパの尖端はその下部位置にあるワ
イパ50の尖端の上に延びている。次にキャリッジ12
上のアーム48がポスト80に衝突することによって、
カラー用そり部68を上方、右方向に移動させる。
【0020】ここでキャップ・システム31の構造をよ
り詳細に説明するために図3−図6を参照する。キャッ
プ32はSANTOPRENの商標でモンサント社から
市販されているエチレン・プロピレン・ディエン単量体
(EPDM)である。キャップ32が成形されているE
PDMは約35ショア硬さAの硬度を有している。キャ
ップ32はキャップ内に形成された開口部84の境界を
なす密閉リップ82を設けている。キャップはそり部
0の隆起部86の上に嵌め込まれる。隆起部86を通っ
てアパーチャ88が形成されているので、図4に最もよ
く示されているように、開口部84とアパーチャ88を
通して連通が可能である。
【0021】そり部30は一対の下方に延びた脚部9
0,92を備え、これらはキャリア22(図1)上の構
造と係合して、前述したようにそり部がトレー34内を
横方向に移動する際にそり部をキャリア上に保持する。
そり部30はキャップ32と比較して剛性であり、本発
明のこの実施例では鋳造ナイロンから成っている。そり
30が成形されているナイロンはここでは第1部材
呼ぶ。そり部30は突起部94を備え、この突起部の上
そり部を図1及び図2に示すように左側にバイアス
せるばね36の一端が架設されている。そり部はほぼ溜
め構造28の形状の、溜め構造の真上に配置されたほぼ
平坦なベース96を備えている。ベース96は溜め部
カバーと呼ぶ。ベース96の下側はほぼ平坦な表面97
である。ベースはベースの周辺に延びる、下方に延びる
壁98にとって境界付けられている。このようにして、
図5及び図6に最も明解に示すように、キャップ・シス
テム31を組み立てる際、溜め構造28の上面はベース
96の下側の表面97とほぼ同一平面になる。
【0022】下方に延びる突起部100(図5)は壁9
8と平行である。突起部100は壁の3つの側面に隣接
して形成されている。溜め構造28の上面が図5及び図
6に示すようにそり部の下側の表面97にほぼ同高に接
触すると、溜め構造28の上面に形成されたチャンネル
102が突起部100によって充填される。このように
して溜め構造は突起部100とチャンネル102との間
の、又、溜め構造29の側面と壁98の内側との締まり
ばめによってそり部の下側に固定される。
【0023】溝104が表面97に形成されている。第
2溝106が壁98の内面に形成され、溝104と連通
している。図5の断面図は溝104,106に沿った断
面である。
【0024】溜め構造28はEPDMから鋳造されてい
る。このEPDMはここでは第2部材と呼び、非アスベ
ストぬれ部材である。専門家には公知であるように、表
面が濡れているかどうかは表面に含まれる液体の毛管作
用に影響する。
【0025】溜め構造28はほぼ平坦な上面110を備
えており、この上面にチャンネル102と溜め部108
が形成されている。溜め構造28の側面112は溝10
6の近傍に受けられている。通気孔そり部内の溝
104,106と溜め構造の表面110,112との間
に形成されている。通気孔溜め部108と連通する第
1端と、キャップ・システム31の外部と連通する第2
端114とを有している。溝104,106はここでは
通気孔の第1の側面と呼ぶ面を形成し、一方表面11
0,112はその第2の側面を形成する。
【0026】図7の毛管空間116,118はそり部
の下側の表面97と、溜め構造28の上側の表面11
0との間に形成されている。毛管空間は更に溜め構造2
8の側面と、壁98の内側との間にも形成されている。
通気孔の下面はここでは溜めのカバーの下側とほぼ同
一面にあるものとしているが、表面97,110の間に
比較的小さい毛管空間、すなわち空間116,118が
形成されることが理解されよう。インク滴120,12
2(図7)は溝104と表面110の接合部の近傍の
気孔内で形成される。
【0027】さて、本発明のこの実施例の動作を説明す
る。黒色用カートリッジ14が図1及び図5に示すよう
に当該のサービス・ステーション内にある場合は、イン
クはカートリッジ14内のノズル(図示せず)から垂れ
流れることができる。このようなインクはキャップ32
内の開口部82及びそり部30内のアパーチャを通って
溜め部108内に滴下する。溜め部108にインクが満
たされると、インクは通気孔とインク排出パン(図示せ
ず)へと繋がる通気孔の出口端114内に流入する。
気孔内に残るインクは、毛管作用と重力により通気孔
隅で図7のインク滴120,122のようなインク滴を
形成する。このようなインク滴は毛管作用によって空間
116,118内に引き込まれ、そこから溜め構造28
そり部30との間の空間を経てキャップ・システムの
外部へと排出される。キャップ・システム31が前述し
たようにプリントヘッド14に着脱されると、通気孔
キャップ・システム内部とその外部との圧力を均等化
し、ひいてはカートリッジ・ノズル内のインクが圧力変
化に応じて流出することが軽減される。
【0028】さて図8を参照すると、プリントヘッド
キャップ用の従来型の通気孔が124で全体的に示され
ている。通気孔124は方形の断面を有する溝が形成さ
れたEPDMの溜め構造126を備えている。ポリカー
ボナイト製のそり部130は溜め構造126の上面13
4に対してほぼ同高に近接するほぼ平坦な下面132を
備えている。図5のキャップ・システム31と同様に、
溜め構造126の表面134上には溜め部(図8では図
示せず)が形成されている。そり部130の下面132
は構造126内に形成された溜め部をカバーする。毛管
空間135,137は表面132と134の間に形成さ
れている。
【0029】動作に際しては、図8の従来型の通気孔
24も連結された溜め部からインクを排出する。インク
滴136,138は通気孔124の下隅に溜まるが、毛
管空間135,137とは連通しない。通気孔124内
のインクは通気孔がインクで完全に満たされるまでは毛
管空間135,137には引き込まれない。通気孔12
4と連結された溜め部から通気孔へとインクがもはや流
れなくなると、インクは通気孔124内に残留する。
気孔124は通気孔の詰まりを防止するために、本発明
通気孔よりも大幅に短くしなければならない。本発明
通気孔は相対的に長いので、キャップ・システム31
内のインク蒸気は通気孔から拡散しにくく、ひいては
リントヘッドのノズル内が乾燥するインクが減少する。
【0030】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、プリントヘ
ッド・ノズル内のインクの乾燥、プリントヘッド・キャ
ップの通気孔の詰まりが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るキャップシステムの一実施例を示
す一部を破断した側面図である。
【図2】図1に示したキャップシステムの分解斜視図で
ある。
【図3】カラーカートリッジ用サービスステーションを
示す分解斜視図である。
【図4】図3の組み立て状態における平面図である。
【図5】カラーカートリッジ用サービスステーションの
側断面図である。
【図6】カラーカートリッジ用サービスステーションの
別の側から視た側断面図である。
【図7】本発明における毛管領域を示す断面図である。
【図8】従来技術における毛管領域を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
10:サービスステーション 12:キャリッジ 14:黒色用カートリッジ 15:プリントヘッド 18:カラーカートリッジ用サービスステーション 20:黒色カートリッジ用サービスステーション 22:キャリア 28:溜め構造 30:黒色用そり部 31:キャップシステム 32:キャップ 65:カラー用キャップシステム 66:カラー用キャップ 68:カラーそり部 96:ベース 98:壁 100:突起部 102、104:溝 106:第2溝 108:溜め部 116、118:毛管空間
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/165 B41J 2/18 B41J 2/185

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクノズルを有するプリントヘッドを支
    持する双方向駆動されるプリント・キャリッジを備えた
    インクジェットプリンタ用キャップシステムであって、
    前記プリント・キャリッジの移動経路上に固定され、 (a)前記プリント・キャリッジが前記キャップシステ
    ムに近接したときに、前記プリントヘッドに押圧される
    キャップと、 (b)前記キャップにより規定されるチャンバーと、 (c)前記チャンバーに連通するキャップ開口部であっ
    て、前記ノズルは、前記キャップが前記プリントヘッド
    に押圧されているときに前記開口部と連通し、 (d)前記チャンバーに連通する第1端部と、前記キャ
    ップの外部に連通する第2端とを備えたほぼ水平に延長
    しているほぼ半円の断面を有する通気孔と、 (e)前記通気孔から液体を吸引するために前記通気孔
    の低部から横方向に延長している毛管領域と、 を含むことを特徴とするキャップシステム。
  2. 【請求項2】前記毛管領域は、前記通気孔の最低部から
    横方向に延長していることを特徴とする請求項1に記載
    のキャップシステム。
  3. 【請求項3】前記通気孔は、第一の弓形面と第二のほぼ
    平滑な面を含み、前記平滑面は前記通気孔の最低部を含
    むことを特徴とする請求項に記載のキャップシステ
    ム。
  4. 【請求項4】前記毛管領域は、前記第一の弓形面と前記
    第二の平滑面の継ぎ目で前記通気孔と結合することを特
    徴とする請求項に記載のキャップシステム。
  5. 【請求項5】前記弓形面は第一の部材から成形され、前
    記ほぼ平滑な面は第二の部材から成形されていることを
    特徴とする請求項に記載のキャップシステム。
  6. 【請求項6】前記毛管領域は、前記第一の部材と前記第
    二の部材の間の領域を含むことを特徴とする請求項
    記載のキャップシステム。
  7. 【請求項7】前記毛管領域は、ほぼ前記通気孔の長さに
    延長していることを特徴とする請求項2に記載のキャッ
    プシステム。
  8. 【請求項8】インクジェット・プリンタのキャップシス
    テムからインクを排出するための装置であって、 (a)前記プリンタのプリントヘッドから排出されるイ
    ンク集める液溜め部と、 (b)前記液溜め部上に設けられ、下面側にほぼ平滑な
    平面を有するカバーと、 (c)前記液溜め部に連通し、前記カバーの下面側とほ
    ぼ同一平面となる下面を有するほぼ半円の断面を有する
    通気孔と、 を有することを特徴とする装置。
  9. 【請求項9】前記通気孔は毛管領域を有し、前記毛管領
    域は前記通気孔から前記毛管領域へ液体を流すための、
    前記通気孔の低部から横方向に延長していることを特徴
    とする請求項に記載の装置。
  10. 【請求項10】前記液溜め部は、前記カバーの下側がほ
    ぼ平滑に収納されるようにほぼ平滑な上面を有する部材
    上に形成されていることを特徴とする請求項に記載の
    装置。
  11. 【請求項11】前記通気孔の前記上部は、前記カバーの
    下側に形成されている溝によって規定されていることを
    特徴とする請求項1に記載の装置。
  12. 【請求項12】前記カバーが前記液溜め部上に取付けら
    れた時、前記溝部は、前記液溜め部の端部を超えて前記
    液溜め部の上部に延長していることを特徴とする請求項
    に記載の装置。
  13. 【請求項13】前記毛管領域は、前記液溜め部が形成さ
    れる部材のほぼ平滑な上側面と前記カバーの下側との間
    の領域によって規定されていることを特徴とする請求項
    に記載の装置。
  14. 【請求項14】インクジェット・プリントヘッドに使用
    される液体排出キャップシステムであって、 (a)前記プリントヘッドの周りを囲み、キャビティを
    形成する部材と、 (b)前記キャビティ内に設けた液体・気体通気孔と、 (c)下側平滑面と上側曲面とを備えた前記通気孔から
    インクを排出するために前記キャビティに連係する毛管
    領域を規定する非吸収性の湿潤部材と、 を有することを特徴とするキャップシステム。
  15. 【請求項15】前記毛管領域は、前記上側面及び前記下
    側面間の結合部で、前記通気孔の両側から横方向に延長
    していることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  16. 【請求項16】前記上側曲面は第一の部材上に成形さ
    れ、前記下側平滑面は第二の部材上に成形されているこ
    とを特徴とする請求項1に記載のキャップシステム。
  17. 【請求項17】前記キャップシステムは、さらに前記第
    二の部材上に形成されているインク収集用の液溜め部を
    含み、前記第一の部材は前記液溜め部を覆うことを特徴
    とする請求項1に記載のキャップシステム。
  18. 【請求項18】前記上側曲面は、前記カバーの下側に形
    成された溝を含み、前記溝は前記液溜め部の上側に延長
    していることを特徴とする請求項1に記載のキャップ
    システム。
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