JP3812809B2 - インクジェット式記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録ヘッドのノズル形成面を封止し、負圧発生手段からの負圧を受けてノズル開口からインクを吸引排出させることができるキャッピング手段を具備したインクジェット式記録装置に関し、特にキャッピング手段内に発生するインク溶媒による泡を効果的に除去し、印刷障害の発生を防止し得るようにしたインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、シリアルプリンティング方式のインクジェット式記録装置は、キャリッジに搭載されて主走査方向に移動するインクジェット式記録ヘッドと、前記主走査方向に直交する副走査方向に記録用紙を搬送させる紙送り手段が具備され、印刷データに基づいて記録ヘッドよりインク滴を吐出させることにより、記録用紙に対して印刷が実行される。
【０００３】
前記した記録装置に搭載されたインクジェット式記録ヘッドは、圧力発生室で加圧したインクをノズル開口からインク滴として記録用紙に吐出させて印刷を行う関係上、ノズル開口からのインク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、または塵埃の付着等により印刷不良を発生させるという問題を抱えている。
【０００４】
このために、この種のインクジェット式記録装置には、非印刷時（休止時）に記録ヘッドのノズル形成面を封止するためのキャッピング手段を備えている。このキャッピング手段は、記録ヘッドにおけるノズル開口のインクの乾燥を防止する蓋体として機能するだけでなく、ノズル開口に目詰まりが生じた場合には、ノズル形成面を封止し、負圧発生手段としての吸引ポンプからの負圧を作用させて、ノズル開口からインクを吸引排出させることでノズル開口の目詰まりを解消させる回復機能をも備えている。
【０００５】
記録ヘッドの目詰まり解消のために行う強制的なインクの吸引排出動作は、クリーニング操作と呼ばれており、記録装置の長時間の休止後に印刷を再開する場合や、ユーザが印刷不良を認識して、クリーニングスイッチを操作した場合等に実行される。そして、前記したとおり、吸引ポンプによる負圧をキャッピング手段内に加えて、記録ヘッドよりインクを吸引排出させた後に、例えばゴム素材を短冊状に形成したワイピング部材により、ノズル形成面を払拭する操作が伴われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の記録装置において用いられるインク溶媒には、例えばインク滴の適正な吐出動作を補償するために、界面活性剤が含まれている。しかしながら、この界面活性剤は一方において泡を生成させるという問題を抱えている。したがって、前記したクリーニング操作を実行し、キャッピング手段からインクを排出させた後においても、比較的大きな泡がキャッピング手段内に取り残される状態が発生する。
【０００７】
このように、キャッピング手段内に泡が残された状態で、再び記録ヘッドを封止した場合には、前記した泡が瞬間的に破壊され、その瞬間にノズル開口に形成されているインクのメニスカスを破壊するという問題が招来される。これにより、ノズル開口からインク滴が正常に吐出できない、いわゆるドット抜けと称する印刷障害が発生する。
【０００８】
前記した比較的大きな泡は、キャッピング手段を構成する有底状に形成されたホルダ部材内において、特にその開口周縁に形成された弾性素材からなるキャップ部材に沿って、すなわち隅角部に取り残される状態が多々発生する。この場合、前記した比較的大きな泡は、前記キャップ部材の頂端部からホルダ部材内に円弧を描くようにして形成される状況となる。
【０００９】
この発明は、前記した状況に着目してなされたものであり、キャップ部材の内側に沿って取り残されるインク溶媒による泡を効果的に除去し、ドット抜け等の印字障害の発生を抑制し得るインクジェット式記録装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされた本発明にかかるインクジェット式記録装置は、印刷データに基づいてノズル開口からインク滴を吐出することで記録用紙に印刷を行うインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッドのノズル形成面を封止し、負圧発生手段からの負圧を受けてノズル開口からインクを吸引排出させることができるキャッピング手段とが具備され、前記キャッピング手段が記録ヘッドのノズル形成面に対して非平行状態で離脱する構成のインクジェット式記録装置であって、前記キャッピング手段は、一面が開口され有底状に形成されたホルダ部材と、前記ホルダ部材の少なくとも開口周縁に配置されて、前記記録ヘッドのノズル形成面に密着し得る弾性素材からなるキャップ部材から構成され、かつ前記ホルダ部材内には、複数の通孔を形成した有孔板が配置され、前記有孔板に形成された通孔の一部が、前記ホルダ部材の内面に接する有孔板の上面端部と、前記キャップ部材の頂端部を半径として描かれる円内に配置されており、さらに、前記有孔板の上面が、前記ホルダ部材の開口縁に対して非平行状態となるように形成され、前記キャッピング手段が記録ヘッドのノズル形成面に対して非平行状態で離脱するに際して、前記有孔板の上面がほぼ水平状態を保つように構成された点に特徴を有する。
【００１４】
この場合、１つの好ましい実施の形態においては、前記有孔板の上面が、前記ホルダ部材の長手方向の一端部から他端部に向かって、ホルダ部材の開口縁からの距離が変化する傾斜面により形成された構成とされる。
【００１５】
前記した構成によると、キャッピング手段が記録ヘッドのノズル形成面に対して非平行状態で離脱する構成とされる記録装置においては、その離脱時において、前記有孔板の上面をほぼ水平状態に保つことができる。これにより、キャッピング手段内に排出されたインクの排出動作時において、有孔板の上面に存在するインク廃液を、大多数の通孔を介して効率的に排出させることができる。また、同時にキャッピング手段内に残ろうとする前記泡も、通孔を介して吸引することができ、これを効果的に消滅させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるインクジェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１は本発明が適用された記録装置本体の基本構成を斜視図によって示したものである。図１において符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２により駆動されるタイミングベルト３を介し、ガイド部材４に案内されてプラテン５の軸方向に往復移動されるように構成されている。
【００２０】
キャリッジ１の記録用紙６に対向する下側面には、後述するインクジェット式記録ヘッドが搭載され、またその上部には記録ヘッドにインクを供給するブラックインクカートリッジ７、およびカラーインクカートリッジ８が着脱可能に装着されている。
【００２１】
図中符号９は、非印字領域（ホームポジション）に配置されたキャッピング手段であって、このキャッピング手段９は記録ヘッドが直上に移動した時に、上方に進出して記録ヘッドのノズル形成面を封止することができるように構成されている。そしてキャッピング手段９の下方には、キャッピング手段９の内部空間に負圧を与えるための負圧発生手段としての吸引ポンプ１０が配置されている。
【００２２】
前記キャッピング手段９は、記録装置の休止期間中において、記録ヘッドのノズル形成面を封止してノズル開口からのインク溶媒の蒸発を抑制させる蓋体として機能すると共に、前記吸引ポンプ１０からの負圧を記録ヘッドに作用させて、記録ヘッドからインクを吸引排出させるクリーニング操作も実行されるように構成されている。
【００２３】
そして、図１に示すようにキャッピング手段９に隣接した印刷領域側には、ゴムなどの弾性素材を短冊状に成形したワイピング部材１１が配置されていて、キャリッジ１がキャッピング手段９側に往復移動する際に、必要に応じて記録ヘッドの移動経路に水平方向に進退し、記録ヘッドのノズル形成面を払拭して清掃するワイピング動作がなされるように構成されている。
【００２４】
図２は、前記したキャリッジ上に装着されたインクカートリッジと、当該カートリッジからのインクの供給を受ける記録ヘッドの概略構成、および記録ヘッドのノズル形成面を封止した状態のキャッピング手段の構成を断面状態で示したものである。また、図３および図４は、図２に示した上半部を省略して示したものであり、それぞれ記録ヘッドのノズル形成面からキャッピング手段の封止が解かれていく状態を示している。
【００２５】
まず図２に示すように、記録ヘッド１２を構成するヘッドケース１２ｂの下側面には、記録ヘッドのノズル形成面を構成するノズルプレート１２ａが配置されており、このノズルプレート１２ａには、複数のノズル開口１２ｃが形成されている。また、各ノズル開口に対応して例えば圧電振動子によるアクチェータ１２ｄが、ヘッドケース１２ｂ内に配置されている。そして、ノズル開口１２ｃとアクチェータ１２ｄ部分から、上部に向かってインク連絡流路１２ｅがヘッドケース１２ｂ内に形成されている。
【００２６】
前記ヘッドケース１２ｂの上面には、４本の中空状に形成されたインク導入針１５が直立状態に配置されており、前記ヘッドケース１２ｂ内に形成された各インク連絡流路１２ｅは、それぞれ各インク導入針４１の中空路に連通されている。なお、各インク導入針１５の頂部付近には、図には示されていないがインク導入孔が形成されており、インクカートリッジからのインクは、この導入孔を介してインク導入針１５内に誘導され、前記したインク連絡流路１２ｅを介して記録ヘッドのアクチェータ１２ｄ部分に供給されるように構成されている。
【００２７】
図２に示された左端のインク導入針１５は、ブラックインクを受けるものであり、この左端のインク導入針１５に向かって、その上部からブラックインクカートリッジ７が装着されている。また、カラーインクカートリッジ８には、図２において左から順にシアン、マゼンタ、イエローの各カラーインクが個別に収容されており、このカラーインクカートリッジ８も、図２に示されたように残りの３本のインク導入針１５に向かって、その上部から装着される。
【００２８】
一方、キャッピング手段９は、合成樹脂により、一面が開口され有底状に形成されたホルダ部材２１と、このホルダ部材の開口周縁に配置され、エラストマー等の弾性素材により、その頂端面がほぼ方形状に成形されたキャップ部材２２とにより構成されている。そして、ホルダ部材２１内には、後で詳細に説明するように、複数の通孔を形成した有孔板２３が配置されている。なお、前記ホルダ部材２１の下底部におけるほぼ中央には、インク排出口が２１ａが形成されており、このインク排出口が２１ａには、図には示されていないが前記した吸引ポンプ１０の吸引側が接続されている。
【００２９】
一方、前記ホルダ部材２１は、レバー２５を介して円弧状軌跡をもって上下方向に移動できるスライダ２６に収納されている。前記スライダ２６の端部には、当接部材２６ａが配置されており、この当接部材２６ａは、記録ヘッドを搭載した前記キャリッジ１がホームポジション側（図中右側）へ移動することに伴って、ヘッドケース１２ｂの一部に当接するように構成されている。そして、前記レバー２５を介して上昇するキャップ部材２２によって、図２に示すように記録ヘッド１２のノズル形成面１２ａが封止されるように作用する。
【００３０】
図２に示したキャッピング手段９によるノズル形成面１２ａの封止状態から、図３に示すようにキャリッジが印字領域側（図中左側）に若干移動されることにより、前記レバー２５を介してキャッピング手段９が降下する。これにより、ノズル形成面１２ａに対するキャッピング手段９の封止が解かれる。そして、この実施の形態においては、図４に示されたように、なおもキャッピング手段９が降下した場合には、キャッピング手段９は印字領域側に若干傾斜されるように、すなわち記録ヘッドのノズル形成面１２ａに対して非平行状態でノズル形成面から離脱されるように構成されている。
【００３１】
前記したように、キャッピング手段９が記録ヘッドのノズル形成面１２ａに対して非平行状態で上下動させるために、図２ないし図４には示されていないが、レバー２５以外に、スライダ２１における図中右端部を斜め上下方向にガイドして移動させることができる傾斜溝も備えられている。すなわち、前記レバー２５による円弧状の動きと、図示せぬ傾斜溝の形状の組み合わせにより、キャッピング手段９は記録ヘッドのノズル形成面１２ａに対して非平行状態で上下動するように構成されている。
【００３２】
図５ないし図７は、前記した構成の記録装置に好適に用いられるキャッピング手段の第１の実施の形態を示したものである。すなわち、図５はキャッピング手段９を上面から視た状態を示しており、また図６は図５におけるＡ−Ａ線から矢印方向に視た状態を、また図７は同じくＢ−Ｂ線から矢印方向に視た状態を示している。なお、図６および図７において、ホルダ部材２１の下底部に形成されたインク排出口が２１ａについては、これを中央部で切断した状態で示している。
【００３３】
前記したとおり、キャッピング手段９は、ホルダ部材２１とキャップ部材２２とにより構成されており、キャップ部材２２はホルダ部材２１の上端縁に沿って埋め込まれた状態でホルダ部材２１に取付けられている。また、ホルダ部材２１内の上部開口に近い位置には、複数の通孔２３ａを形成した有孔板２３が、ホルダ部材２１の内壁に取り付けられている。前記通孔２３ａは、図５に示されたようにその大多数が矩形状に形成された有孔板２３における周縁部に沿って形成されており、したがって、各通孔２３ａのほとんどはキャップ部材２２の内周に沿って配置された構成とされている。
【００３４】
ここで、有孔板２３における周縁部に沿って形成された前記各通孔２３ａは、ホルダ部材の内面に接する有孔板２３の上面端部２３ｇと、前記キャップ部材の頂端部２２ａを半径として描かれる円内に配置されている。すなわち、通孔２３ａの一部は図６および図７に鎖線で示した円内に配置されている。この構成によって、キャップ部材の頂端部２２ａを半径として形成されるインク溶媒による泡（仮想的には泡は表面張力により、鎖線で示すように形成される。）は、当該箇所に配置された通孔２３ａによって吸引され、即座に消滅する。
【００３５】
この場合、有孔板２３に形成される通孔２３ａの配置位置を、図５に示したように、特に有孔板２３の周縁部に沿って多数形成することにより、当該箇所からの吸引効果を高めることができる。したがって、キャッピング手段内からインクを排出させるに際し、キャップ部材の内面に沿った隅角部において生成されやすい泡を、インク廃液と共に効率的に吸引し消滅させることができる。
【００３６】
これにより、キャッピング手段内に泡が残された状態で、再び記録ヘッドを封止した場合に、前記した泡が瞬間的に破壊され、その瞬間に記録ヘッドのノズル開口に形成されているインクのメニスカスを破壊するという問題を回避することができ、ドット抜けと称する印刷障害の発生を効果的に阻止することができる。
【００３７】
次に図８は、前記した構成の記録装置に好適に用いられるキャッピング手段の第２の実施の形態を示したものである。この図８に示した構成は、例えば図５におけるＡ−Ａ線より矢印方向に視た状態で示している。この図８に示した構成においては、前記ホルダ部材内には、それぞれに複数の通孔を形成した複数枚の有孔板が、上下に間隔をおいて配置された構成とされている。
【００３８】
この実施の形態においては、３枚の有孔板２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃがほぼ等間隔をおいてホルダ部材２１内に収容されており、各有孔板２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃには、それぞれ複数の通孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃが形成されている。また、前記ホルダ部材の最も開口側に位置する有孔板２３Ａに形成された通孔２３ａの一部が、前記ホルダ部材の内面に接する最も開口側に位置する有孔板２３Ａの上面端部２３ｇと、前記キャップ部材の頂端部２２ａを半径として描かれる鎖線で示す円内に配置されている。
【００３９】
前記した構成によると、前記ホルダ部材２１の最も開口側に、すなわち最上部に配置された有孔板２３Ａに形成された通孔２３ａが、前記した泡を効果的に消滅させるように作用する。そして、キャッピング手段９の内部空間が複数枚の有孔板によって区画されるため、インク溶媒による保湿性を維持させることができる。したがって、記録ヘッドをキャッピングしている状態において、記録ヘッドのノズル開口部分におけるインク溶媒の揮散を効果的に抑制し、ノズル開口付近におけるインクの増粘を抑えることができる。
【００４０】
また、図８に示した構成によると、各有孔板が間隔をおいて階層状に配置されているので、吸引ポンプによる吸引動作時において、その吸引力の低下を抑制させることができる。
【００４１】
図９は、前記した構成の記録装置に好適に用いられるキャッピング手段の第３の実施の形態を示したものであり、例えば図５におけるＢ−Ｂ線より矢印方向に視た状態で示している。この図９に示した構成は、有孔板の上面が、前記ホルダ部材の開口縁２１ｂに対して非平行状態となるように形成され、前記ホルダ部材２１の長手方向の一端部から他端部に向かって、ホルダ部材の開口縁２１ｂからの距離が変化する傾斜面２３ｄにより形成されている。
【００４２】
この形態によると、キャッピング手段９が記録ヘッドのノズル形成面に対して非平行状態で離脱する構成とされる図２ないし図４に示した記録装置において、その離脱時において、有孔板２３の上面をほぼ水平状態に保つことができる。これにより、キャッピング手段内に貯留されたインク廃液の排出動作時において、有孔板２３の上面に存在するインク廃液を、大多数の通孔２３ａを介して効率的に排出させることができる。また、同時にキャッピング手段内に残ろうとする前記泡も、通孔２３ａを介して吸引することができ、これを効果的に消滅させることができる。
【００４３】
図１０は、前記した構成の記録装置に好適に用いられるキャッピング手段の第４の実施の形態を示したものであり、例えば図５におけるＢ−Ｂ線より矢印方向に視た状態で示している。この図１０に示した構成は、有孔板２３の上面が、ホルダ部材２１の長手方向において、中央部が低下する２つの傾斜面２３ｅ，２３ｆにより形成された構成とされている。
【００４４】
このように構成されたキャッピング手段においては、キャッピング手段が記録ヘッドのノズル形成面に対して平行状態で離脱する構成とされる記録装置に採用した場合、有孔板２３の上面に存在するインク廃液を、有孔板のほぼ中央部に集めて排出させることができる。また、キャッピング手段９内に残ろうとする前記泡を、有孔板の周縁付近に形成された通孔２３ａを介して吸引することができ、これを効果的に消滅させることができる。
【００４５】
図１１は、前記した構成の記録装置に好適に用いられるキャッピング手段の第５の実施の形態を示したものであり、例えば図５におけるＡ−Ａ線より矢印方向に視た状態で示している。この図１１に示した構成は、ホルダ部材２１の下底面が、ホルダ部材の長手方向において、中央部が低下する２つの傾斜面２１ｃ，２１ｄにより形成された構成とされている。そして、前記２つの傾斜面２１ｃ，２１ｄが交差する位置に、インク排出口２１ａが形成されている。
【００４６】
前記した形態を採用することにより、キャッピング手段９内のインク廃液を排出させるに際し、前記２つの傾斜面２１ｃ，２１ｄにより、インク廃液をインク排出口２１ａに積極的に誘導することができ、これによりインク廃液の排出効率を向上させることが可能である。したがって、クリーニング動作に要する時間を短縮させることに寄与できる。なお、図１１に示したようにホルダ部材２１の下底面に２つの傾斜面２１ｃ，２１ｄを備えた構成は、すでに説明した図８に示した実施の形態においても好適に採用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、この発明にかかるインクジェット式記録装置によると、キャッピング手段を構成するホルダ部材内には、複数の通孔を形成した有孔板が配置され、前記有孔板に形成された通孔の一部が、有孔板の上面端部とキャップ部材の頂端部を半径として描かれる円内に配置され、かつ前記有孔板の上面が、ホルダ部材の開口縁に対して非平行状態となるように構成されているので、キャッピング手段が記録ヘッドのノズル形成面に対して非平行状態で離脱する構成とされる記録装置においては、その離脱時において、前記有孔板の上面をほぼ水平状態に保つことができる。これにより、キャッピング手段内に排出されたインクの排出動作時において、有孔板の上面に存在するインク廃液を、大多数の通孔を介して効率的に排出させることができる。また、同時にキャッピング手段内に残ろうとする前記泡も、通孔を介して吸引することができ、これを効果的に消滅させることができる。したがって、インクジェット式記録装置において、ドット抜け等の印刷障害等の発生する度合い低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された記録装置本体の基本構成を示した斜視図である。
【図２】図１に示す記録装置に搭載された記録ヘッドとインクカートリッジおよびキャッピング手段の構成を示した断面図である。
【図３】図２に示した構成においてキャッピング状態が解除された状態を示す断面図である。
【図４】同じくキャリッジが印刷領域側に移動した状態を示す断面図である。
【図５】図１に示す記録装置に好適に用いられるキャッピング手段の第１の実施の形態を示した上面図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ線から矢印方向に視た状態を示すキャッピング手段の断面図である。
【図７】図５におけるＢ−Ｂ線から矢印方向に視た状態を示すキャッピング手段の断面図である。
【図８】キャッピング手段の第２の実施の形態を示した断面図である。
【図９】キャッピング手段の第３の実施の形態を示した断面図である。
【図１０】キャッピング手段の第４の実施の形態を示した断面図である。
【図１１】キャッピング手段の第５の実施の形態を示した断面図である。
【符号の説明】
１ キャリッジ
６ 記録用紙
７ ブラックインクカートリッジ
８ カラーインクカートリッジ
９ キャッピング手段
１０ 吸引ポンプ（負圧発生手段）
１１ ワイピング部材
１２ 記録ヘッド
１２ａ ノズル形成面
１２ｂ ヘッドケース
１２ｃ ノズル開口
１５ インク導入針
２１ ホルダ部材
２１ａ インク排出口
２１ｂ 開口縁
２１ｃ，２１ｄ 傾斜面
２２ キャップ部材
２２ａ 頂端部
２３，２３Ａ〜２３Ｃ 有孔板
２３ａ〜２３ｃ 通孔
２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ 傾斜面
２３ｇ 上面端部
２６ スライダ

Claims (2)

1. 印刷データに基づいてノズル開口からインク滴を吐出することで記録用紙に印刷を行うインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッドのノズル形成面を封止し、負圧発生手段からの負圧を受けてノズル開口からインクを吸引排出させることができるキャッピング手段とが具備され、前記キャッピング手段が記録ヘッドのノズル形成面に対して非平行状態で離脱する構成のインクジェット式記録装置であって、
   前記キャッピング手段は、一面が開口され有底状に形成されたホルダ部材と、前記ホルダ部材の少なくとも開口周縁に配置されて、前記記録ヘッドのノズル形成面に密着し得る弾性素材からなるキャップ部材から構成され、かつ前記ホルダ部材内には、複数の通孔を形成した有孔板が配置され、前記有孔板に形成された通孔の一部が、前記ホルダ部材の内面に接する有孔板の上面端部と、前記キャップ部材の頂端部を半径として描かれる円内に配置されており、
   さらに、前記有孔板の上面が、前記ホルダ部材の開口縁に対して非平行状態となるように形成され、前記キャッピング手段が記録ヘッドのノズル形成面に対して非平行状態で離脱するに際して、前記有孔板の上面がほぼ水平状態を保つように構成されることを特徴とするインクジェット式記録装置。
2. 前記有孔板の上面が、前記ホルダ部材の長手方向の一端部から他端部に向かって、ホルダ部材の開口縁からの距離が変化する傾斜面により形成された請求項１に記載のインクジェット式記録装置。

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