JP4192550B2

JP4192550B2 - 液体噴射装置

Info

Publication number: JP4192550B2
Application number: JP2002302254A
Authority: JP
Inventors: 宣仁高橋
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2022-10-16
Also published as: JP2004136512A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体噴射ヘッドを封止するキャップ部材を備えた液体噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタは、非印刷時に液体噴射ヘッドとしての記録ヘッドのノズルの形成面を封止するためのキャッピング装置を備えている。キャッピング装置には、キャップ部材と、キャップ部材を移動させる昇降装置とが備えられている。キャップ部材には、エラストマー等の可撓性部材からなるシール部材が具備されており、このシール部材が記録ヘッドに当接し、記録ヘッドのノズル形成面を気密状態に保持することにより、ノズル開口部の乾燥を防ぐことができる。また、キャッピング装置は、キャップ部材に接続された吸引ポンプからの負圧により、記録ヘッドのノズル内のインクを吸引排出して、ノズルの目詰まりを防止する役割をも備えている。このようにシール部材が記録ヘッドを封止するとき、シール部材が軟質であるために、吸引ポンプから負圧が印加される際や記録ヘッドに当接される際に、キャップ部材の内側へ倒れることがあった。また、シール部材がキャップ部材と一体に形成される際に、シール部材の開口部側の端部の高さが不揃いとなることがあった。従って、シール部材の強度を増加させるために、キャップ部材の側壁部の上端部分にコーナー部を切り欠いた環状の補強リブを形成し、この補強リブを覆うようにしてシール部材を形成する場合があった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２２５４８４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、最近の高画質印刷の要求に伴い、記録ヘッドのノズル数が増加する傾向にある。このため、ノズル内のインクを吸引する吸引ポンプの吸引力も増大する傾向にある。従って、吸引ポンプの吸引力の増大により、シール部材がキャップ部材の内側に倒れやすくなり、記録ヘッドとの密着性を低下させる可能性があった。
【０００５】
本発明は、液体噴射ヘッドとの密着性を向上させることができるキャッピング装置を備えた液体噴射装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ノズルから液体を吐出する液体噴射ヘッドと、底部と該底部を囲む側壁部と開口部とを有するキャップ部材と、前記側壁部の前記開口部側の端部において、前記液体噴射ヘッドに当接するシール部材と、前記キャップ部材に接続され、前記液体噴射ヘッドから液体を吸引する吸引ポンプとを有する液体噴射装置において、前記キャップ部材は、前記シール部材に覆われる補強リブと、該補強リブの内側にて前記シール部材を支持する支持部材とを有し、前記支持部材は、前記キャップ部材の内部空間を複数に分割するように、対向する前記シール部材の複数の側面の間に配設されるとともに、その高さが前記シール部材の前記開口部側の端部よりも低くなるように形成され、前記シール部材が前記液体噴射ヘッドに当接する際に該液体噴射ヘッドに当接しないように構成されている。
【０００７】
これによれば、支持部材がシール部材を支持することにより、シール部材が液体噴射ヘッドに当接される際に、シール部材がキャップ部材の内側又は外側へ倒れることを極力防止することができる。このため、キャップ部材が液体噴射ヘッドを封止する際に、シール部材の倒れ込み等の変形により生じる空気の漏れを極力防止することができる。従って、液体噴射ヘッドのノズルが形成された面を気密状態に封止する際の信頼性を向上させることができる。
【０００８】
また、キャップ部材が液体噴射ヘッドを封止した際に、支持部材と液体噴射ヘッドとが当接することがない。このため、液体噴射ヘッドと支持部材との当接により、液体噴射ヘッドを損傷又は破損することがない。
【００１０】
また、キャップ部材の内部空間が、支持部材により複数個の区域に分けられる構成となる。このとき、各区域の体積は、キャップ部材の内部空間全体の体積よりも小さいため、各区域内の空気又は液体を吸引する吸引力を比較的小さくすることができる。
【００１１】
この液体噴射装置において、前記補強リブは前記側壁部の前記開口部側の端部に前記シール部材を補強可能に形成されると共に、前記シール部材は前記補強リブを覆うようにして形成される。
【００１２】
これによれば、シール部材は、内側から支持部材により支持されると共に、シール部材の内部において補強リブにより補強されるため、キャップ部材の内側又は外側への倒れ込みを、より効果的に防止させることができる。
【００１３】
この液体噴射装置において、前記補強リブは、前記側壁部の前記開口部側の端部の全周に設けられると共に、前記補強リブの一部の高さが異なる。
これによれば、シール部材を補強する補強リブの一部を低く形成し、シール部材が熱収縮して不均等な肉厚となったり、シール部材の端部の高低差が生じたりするのを極力防止することができる。
【００１４】
この液体噴射装置において、前記補強リブは、前記側壁部の前記開口部側の端部の全周に設けられると共に、前記側壁部は４つ設けられており、前記補強リブは、前記各側壁部どうしが隣接するコーナ部において、それぞれ高さが異なる。
【００１５】
これによれば、シール部材を補強する補強リブの、４つのコーナ部を低く形成し、シール部材が熱収縮して不均等な肉厚となったり、シール部材の端部の高低差が生じたりするのを極力防止することができる。
【００１６】
この液体噴射装置において、前記シール部材は、成形された前記キャップ部材の辺の中央部から、前記シール部材を構成する素材を流入させることにより、前記キャップ部材と一体に成形される。
【００１７】
これによれば、シール部材を構成する素材が、キャップ部材の側壁部に沿って均等に流入する。このため、シール部材において、肉厚の不均等、開口部側の端部の高低差が生じるのを極力防止することができる。従って、キャップ部材が液体噴射ヘッドを封止する際に、シール部材の肉厚の不均等、高低差により生じる空気の漏れを極力防止することができる。
【００１８】
この液体噴射装置において、前記シール部材は、可撓性部材により形成される。
これによれば、シール部材が液体噴射ヘッドに当接した際に、液体噴射ヘッドのノズルの形成面に密着することができるため、ノズルの形成面を封止する際のシール性を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００２０】
図１は、インクジェット式プリンタ本体（以下、プリンタ本体とする。）１１の要部斜視図である。プリンタ本体１１はフレーム１２を有し、フレーム１２内にはプラテン１３が備えられ、図示しない紙送り機構によりプラテン１３上に記録紙Ｐが送り出される。また、フレーム１２内には、ガイド部材１５が配設され、ガイド部材１５に沿ってキャリッジ１４が移動可能に支持されている。キャリッジ１４は、キャリッジモータ１６によりタイミングベルト１７を介して往復移動される。
【００２１】
キャリッジ１４の下部には、ブラックインク及び各種カラーインクを吐出するノズル列が形成された記録ヘッド２０（図２及び図３参照）が、記録紙Ｐに対向するように設けられている。記録ヘッド２０のノズル列は、キャリッジ１４に搭載された各インクカートリッジ２１からインクの供給を受け、記録紙Ｐに吐出して文字や画像を印刷するようになっている。
【００２２】
また、フレーム１２の右側の非印刷領域には、非印刷時に記録ヘッド２０のノズルの開口部を封止するためのキャッピング装置２２と、吸引ポンプ（図示せず）等を有するポンプユニット２６とが設けられている。キャッピング装置２２は、方形状のキャップ部材２３、キャップ部材２３を上下方向に移動させるための昇降装置２５（いずれも図２及び図３参照）からなる。
【００２３】
詳述すると、図２及び図３に示すように、キャッピング装置２２のフレームＦに摺動可能に支持されたスライダ２５ａが設けられ、このスライダ２５ａにはキャップ部材２３が支持されている。スライダ２５ａには、上方に延びる係合部２５ｂが設けられており、その下方にはフレームＦとの間にバネ部材２５ｃ（図３参照）が張設されている。このため、スライダ２５ａは係合部２５ｂがキャリッジ１４の係合部１４ａに係合して図の右方に移動することにより、図３に示すように、バネ部材２５ｃの弾性力に抗してピン２５ｄを中心として右上方に移動する。また、スライダ２５ａの係合部２５ｂとキャリッジ１４の係合部１４ａとの係合が解かれると、図２に示すように、バネ部材２５ｃの復元力によりピン２５ｄを中心として左下方へ移動する。このような昇降装置２５の構成により、キャップ部材２３が上下動可能となる。
【００２４】
また、キャップ部材２３は、図２に示すように記録ヘッド２０に対し、所定距離をおいて対向させて備えられており、昇降装置２５により上昇し、図３に示すように記録ヘッド２０のノズル形成面を封止する。このキャップ部材２３は合成樹脂からなり、図４乃至図６に示すように、方形状の底面を囲むように４個の側壁部が形成され、その上面は開口している。なお、図４はキャップ部材２３の平面図、図５はシール部材２７を一体に形成したキャップ部材２３の平面図であり、図６は、図５における６−６線による断面図である。キャップ部材２３の各側壁部の開口部側の端部には、上方へ立設された補強リブ２３ａが各辺に沿って形成されている。各補強リブ２３ａは、方形状のキャップ部材２３の各コーナー部分である４箇所において高さが低くなった環状の形状に形成され、キャップ部材２３の側壁部の開口部側の端部全周に沿って配設されている。
【００２５】
また、キャップ部材２３の内底面であって、各側壁部付近に、内底面から突出した支持部材２３ｂが８個形成されている。本実施形態では、キャップ部材２３の長辺に沿って３個、短辺に沿って１個の支持部材２３ｂが、それぞれ形成されている。支持部材２３ｂは、その上方が先細りの形状に形成され、その高さが補強リブ２３ａの高さよりも高くなるように形成されている。また、支持部材２３ｂと、キャップ部材２３の各側壁部とは、その間にシール部材２７を形成するため、互いに当接しないように配設されている。
【００２６】
また、キャップ部材２３の底面には、排出口２３ｃが形成されており、キャップ部材２３の内部空間は、この排出口２３ｃを介して、昇降装置２５の下方に配設されたポンプユニット２６に接続されている。このポンプユニット２６は吸引管を介して、廃インクタンク（いずれも図示せず）に接続されている。このポンプユニット２６により、記録ヘッド２０のノズルの形成面がキャップ部材２３により封止された状態で、キャップ部材２３の内部空間に負圧が加えられる。この負圧により記録ヘッド２０から増粘したインクや気泡が吸引され、廃インクタンクに排出される。
【００２７】
さらに、キャップ部材２３の内底部には、上方に向かって立設された１０本のシート支持体２３ｄが一体に形成されている。このシート支持体２３ｄは、キャップ部材２３の内部空間に収容されたインク吸収シート（図示せず）を貫通して、インク吸収シートを固定するものである。
【００２８】
また、図５及び図６に示すように、キャップ部材２３にはエラストマー等の可撓性素材からなるシール部材２７が、補強リブ２３ａ及びキャップ部材２３の側壁部の内側を覆うように、一体に形成される。このシール部材２７は、記録ヘッド２０に押しつけられることにより記録ヘッド２０に密着し、キャップ部材２３の空気の漏れを防止するものである。記録ヘッド２０と当接する際、シール部材２７は、キャップ部材２３の内側又は外側へ倒れないように、支持部材２３ｂによって支持される。このとき、シール部材２７は支持部材２３ｂに押しつけられるが、支持部材２３ｂは先細りの形状であるため、シール部材２７を破損させるような大きさの力を与えることがない。また、図６に示すように、シール部材２７の開口部側の端部の高さは、支持部材２３ｂの高さよりも高くなるように形成されている。このため、シール部材２７が記録ヘッド２０に当接する際に、支持部材２３ｂが記録ヘッド２０に当接することがない。従って、記録ヘッド２０と支持部材２３ｂとの当接による、記録ヘッド２０の損傷、破損等を防止することができる。このようなキャップ部材２３とシール部材２７とは、２色成形法によって一体に成形され、互いに密着した状態となっている。
【００２９】
２色成形法によりキャップ部材２３とシール部材とを一体成形するときは、キャップ部材２３を所定の金型で一次成形する。そして、一次成形品であるキャップ部材２３と２次成形用キャビティとにより形成される空間内に、キャップ部材２３を構成する軟質性素材を、キャップ部材２３の辺の中央部付近から充填する。このように、キャップ部材２３の辺の中央部から充填すると、シール部材２７を構成する素材が均等に流入し、肉厚の不均等や開口部側の端部における高低差が生じにくくなる。また、補強リブ２３ａは各コーナー部で高さが低くなっているために、シール部材２７の上端部の高低差や肉厚の不均等が生じにくい。この原因として、補強リブ２３ａの４箇所のコーナー部の高さが低いと、シール部材２７の熱収縮時における変形が少ないことが考えられる。
【００３０】
キャリッジ１４が印刷領域から非印刷領域に移動すると、キャリッジ１４の係合部１４ａが、スライダ２５ａの係合部２５ｂに当接して、キャップ部材２３が上方に移動し、記録ヘッド２０を封止する。記録ヘッド２０のノズルに目詰まりが生じた場合や、インクカートリッジ２１の交換等を行って記録ヘッド２０から強制的にインクを吐出させる場合は、記録ヘッド２０をキャッピング装置２２で封止した状態でポンプユニット２６を作動させる。そして、ポンプユニット２６からの負圧により、ノズルの開口部から記録ヘッド２０内のインクを吸引する。この吸引動作により、ノズル内の増粘したインクや、気泡の混入したインクがキャップ部材２３の中に排出される。
【００３１】
第１の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第１の実施形態では、支持部材２３ｂがシール部材２７を支持することにより、シール部材２７が記録ヘッド２０に当接する際に、キャップ部材２３の内側又は外側へ倒れるのを極力防止することができる。このため、シール部材２７と記録ヘッド２０とが当接する際における、シール部材２７の倒れ等による空気の漏れを防止することができる。従って、記録ヘッド２０のノズル開口部を気密状態に封止する動作における信頼性を向上させることができる。
【００３２】
（２）第１の実施形態では、支持部材２３ｂはシール部材２７の開口部の端部よりも低くなるように形成される。このため、キャップ部材２３が記録ヘッド２０を封止した際に、支持部材２３ｂと記録ヘッド２０とが当接することがない。従って、記録ヘッド２０と支持部材２３ｂとの当接により、記録ヘッド２０を損傷又は破損することがない。
【００３３】
（３）第１の実施形態では、支持部材２３ｂはシール部材２７の一側面のみを支持するように配設されるため、支持部材２３ｂを比較的小さくすることができる。従って、支持部材２３ｂをキャップ部材２３の長辺に沿って３個、短辺に沿って１個設けることにより、各辺のシール部材２７を効果的に支持できる。また、支持部材２３ｂによってキャップ部材２３の内部空間が仕切られることがないため、キャップ部材２３に比較的大きな負圧を蓄積する等、内部空間を有効に使用することができる。
【００３４】
（４）第１の実施形態では、キャップ部材２３の側壁部の開口部側端部には、シール部材２７を補強するための補強リブ２３ａが、４箇所のコーナー部においてそれぞれ低くなるように形成される。また、シール部材２７は、補強リブ２３ａを覆うようにして形成される。従って、シール部材２７は４箇所を低くした補強リブ２３ａに補強されるため、キャップ部材２３と一体に形成される際に、シール部材２７の開口部側の端部の高低差や、肉厚の不均等が生じるのを極力防止することができる。従って、シール部材２７が記録ヘッド２０と当接する際に、シール部材２７の高低差や肉厚の不均等により生じる空気の漏れを極力防止することができる。また、シール部材２７は、支持部材２３ｂによる支持に加え、補強リブ２３ａにより補強されるため、シール部材２７がキャップ部材２３の内側又は外側へ倒れることを極力防止することができる。
【００３５】
（５）第１の実施形態では、キャップ部材２３とシール部材２７とを２色成型法により成形する際、シール部材２７は、１次成形されたキャップ部材２３の辺の中央部から、シール部材２７を構成する素材を流入させることにより成形される。このため、シール部材２７を構成する素材が、キャップ部材２３の側壁部に沿って均等に流入し、シール部材２７の肉厚の不均等、開口部側の端部の高低差が生じるのを極力防止することができる。従って、シール部材２７の肉厚の不均等、高低差による空気の漏れを極力防止することができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施形態を図７に従って説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態の支持部材の構成を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００３７】
キャップ部材３１の内底部には、図７に示すように、対向する辺の間に、１個の板形状の支持部材３１ｂがキャップ部材３１から突出するように形成されている。換言すると、支持部材３１ｂは、キャップ部材３１の内部空間を２区域に分けるように配設されており、支持部材３１ｂは、キャップ部材２３の長辺を構成する側壁部に形成されたシール部材２７を支持し、シール部材２７が内側又は外側へ倒れることを防止している。また、支持部材３１ｂは、シール部材２７の開口部側の端部よりも低くなるように形成されているため、キャップ部材２３が記録ヘッド２０を封止する際に、支持部材３１ｂが記録ヘッド２０に当接することがない。
【００３８】
各区域の内底部には、排出口３１ｃがそれぞれ形成されている。排出口３１ｃの下方には、複数のポンプユニット２６が備えられており、キャップ部材２３の各区域に収容されたインクを吸引する。本実施形態では、各区域に対して、それぞれ１個のポンプユニット２６が接続されており、合計２個のポンプユニット２６が設けられている。各ポンプユニット２６は、キャップ部材２３の内部空間全体を吸引する場合の吸引力よりも、小さな吸引力で各区域内の空気又はインクを吸引することができる。このため、各ポンプユニット２６は、キャップ部材２３の内部空間全体を吸引する場合のポンプユニット２６よりも小型化することができる。また、各区間の内底面には、シート支持体３１ｄが４個ずつ形成されており、各区間に収容されるインク吸収シートを固定する。
【００３９】
従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（１）、（２）、（４）及び（５）に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（６）第２の実施形態では、支持部材３１ｂは、対向するキャップ部材２３の側壁部に形成されたシール部材２７を支持し、キャップ部材２３の内部空間を２区域に分けるように配設される。各区域の体積は、キャップ部材２３の内部空間全体の体積よりも小さいため、各区域内の空気又はインクを吸引する吸引力を比較的小さくすることができる。このため、各区域に対して、空気又はインクを吸引する吸引ポンプを有するポンプユニット２６をそれぞれ設ける場合に、ポンプユニット２６を小型化することができる。
【００４０】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・第１の実施形態では、支持部材２３ｂの上方を先細り形状に形成するとしたが、板状の形状でもよい。また、キャップ部材２３と一体に形成される支持部材２３ｂは、いくつ設けてもよい。
【００４１】
・第２の実施形態では、支持部材３１ｂの開口部側端部の長手方向を、キャップ部材３１の側壁部の開口部側端部の長手方向に対し、垂直又は平行になるように配設したが、垂直又は平行でなくてもよい。また、キャップ部材３１と一体に形成される支持部材３１ｂは、いくつ設けてもよい。
【００４２】
・上記各実施形態では、支持部材２３ｂ，３１ｂは補強リブ２３ａの開口部側の端部より高くなるように形成されるとしたが、補強リブ２３ａより低く形成してもよい。
【００４３】
・上記各実施形態では、補強リブ２３ａは４箇所のコーナー部において低くなるように形成されたが、補強リブ２３ａの高さが低い箇所は、１個以上であればいくつ形成してもよく、また形成される箇所は補強リブ２３ａのどこでもよい。また、補強リブ２３ａは、４箇所のコーナー部において切り欠いて、無くしてもよい。
【００４４】
・上記各実施形態では、液体噴射装置をインクジェット式プリンタに使用したが、インク以外の液体を噴射する液体噴射装置に応用してもよい。例えば、液晶ディスプレイやＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の製造などに用いられる電極材や色材などの液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとしての試料噴射装置であってもよい。
【００４５】
次に上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（１）請求項１又は２に記載の液体噴射装置において、前記支持部材は、前記キャップ部材の内部空間を複数に分割するように配設されることを特徴とする液体噴射装置。
【００４６】
これによれば、キャップ部材の内部空間が、支持部材により複数個の区域に分けられる。従って、各区域の体積は、キャップ部材の内部空間全体の体積よりも小さいため、各区域内の空気又は液体を吸引する吸引力を比較的小さくすることができる。
【００４７】
（２）請求項１〜９のいずれかに記載の液体噴射装置において、前記支持部材の先端は先細り形状に形成されることを特徴とする液体噴射装置。
これによれば、支持部材の先端部分においては、シール部材に加える力が比較的小さい。このため、支持部材によりシール部材に比較的大きな力を加えて、シール部材が破損されることを極力防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のプリンタ本体の要部斜視図。
【図２】第１の実施形態のキャッピング装置の正面図。
【図３】第１の実施形態のキャッピング装置の正面図。
【図４】第１の実施形態のキャップ部材の平面図。
【図５】第１の実施形態の２次成形されたキャップ部材の平面図。
【図６】第１の実施形態の２次成形されたキャップ部材の断面図。
【図７】第２の実施形態の２次成形されたキャップ部材の平面図。
【符号の説明】
１１…液体噴射装置としてのプリンタ本体、２０…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、２３，３１…キャップ部材、２３ａ…補強リブ、２３ｂ，３１ｂ…支持部材、２６…吸引ポンプとしてのポンプユニット、２７…シール部材。

Claims

ノズルから液体を吐出する液体噴射ヘッドと、
底部と該底部を囲む側壁部と開口部とを有するキャップ部材と、
前記側壁部の前記開口部側の端部において、前記液体噴射ヘッドに当接するシール部材と、
前記キャップ部材に接続され、前記液体噴射ヘッドから液体を吸引する吸引ポンプとを有する液体噴射装置において、
前記キャップ部材は、前記シール部材に覆われる補強リブと、該補強リブの内側にて前記シール部材を支持する支持部材とを有し、
前記支持部材は、前記キャップ部材の内部空間を複数に分割するように、対向する前記シール部材の複数の側面の間に配設されるとともに、その高さが前記シール部材の前記開口部側の端部よりも低くなるように形成され、前記シール部材が前記液体噴射ヘッドに当接する際に該液体噴射ヘッドに当接しないように構成されていることを特徴とする液体噴射装置。
請求項１に記載の液体噴射装置において、
前記補強リブは前記側壁部の前記開口部側の端部に前記シール部材を補強可能に形成されると共に、前記シール部材は前記補強リブを覆うようにして形成されることを特徴とする液体噴射装置。
請求項２に記載の液体噴射装置において、
前記補強リブは、前記側壁部の前記開口部側の端部の全周に設けられると共に、前記補強リブの一部の高さが異なることを特徴とする液体噴射装置。
請求項２に記載の液体噴射装置において、
前記補強リブは、前記側壁部の前記開口部側の端部の全周に設けられると共に、
前記側壁部は４つ設けられており、
前記補強リブは、前記各側壁部どうしが隣接するコーナ部において、それぞれ高さが異なることを特徴とする液体噴射装置。
請求項１〜４のいずれかに記載の液体噴射装置において、
前記シール部材は、成形された前記キャップ部材の辺の中央部から、前記シール部材を構成する素材を流入させることにより、前記キャップ部材と一体に成形されることを特徴とする液体噴射装置。
請求項１〜５のいずれかに記載の液体噴射装置において、
前記シール部材は、可撓性部材により形成されることを特徴とする液体噴射装置。