JP4223732B2 - インクジェット式記録ヘッドのキャッピング機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、インク滴を吐出する複数のノズルを有するインクジェット式記録ヘッドのノズル面を封止するキャッピング機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェット式記録ヘッドを具備し、複数のノズルからインク滴を吐出して記録媒体に印刷データを記録するインクジェット式プリンタでは、印字幅方向に移動するキャリッジもしくは前記キャリッジに保持されているヘッドベースに記録ヘッドが搭載されており、一般的に、キャリッジの移動方向の端部であるプラテンの側方の非印字領域には、前記ヘッドのノズル面を封止してノズルの乾燥を防止し、また、前記記録ヘッドの回復処理を行うためのキャッピング機構が設けられている。
【０００３】
前記キャッピング機構は、例えば、キャップホルダをモータ駆動によるカムの回転動作により一定距離だけ昇降させることにより、前記記録ヘッドのノズル面にフローティング機能を具備してキャップホルダに保持されているキャップ本体に設けられたキャップ部を当接させているものがある。
【０００４】
キャップ本体とキャップホルダとの間には圧縮コイルバネが設置されており、圧縮コイルバネのバネ力によりキャップ本体はキャップホルダに記録ヘッドのノズル面の方向に押し付けられて保持されており、キャップ本体のキャップ部はキャップホルダの昇降動作によりノズル面にフローティング機能を有して当接され圧縮コイルバネのバネ力によりノズル面に押し付けられる。前記キャップ部はゴム等の弾性体で形成されており、キャップ部がノズル面に当接し圧縮コイルバネのバネ力で押し付けられ、キャップ部の先端が弾性変形することによりノズル面を封止するための気密性を有することができる。
【０００５】
ところで、インクジェット式プリンタには記録媒体の厚さに合わせた高品位な記録を行うために、記録媒体の厚さに合わせて記録ヘッドと記録媒体とのギャップが一定になるように調整を行うヘッドギャップ調整機構を備えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の記録ヘッドのキャッピング機構にあっては、記録ヘッドのノズル面を封止するためにキャップホルダが昇降する距離は一定であり、ヘッドギャップ調整機構によりヘッドギャップが変化してしまうと、記録ヘッドのノズル面とキャップホルダに保持されているキャップ本体のキャップ部とのギャップも変化してしまう。前記ノズル面とキャップ部とのギャップが大きければノズル面へのキャップ部の押し付け代が小さくなるため、キャップ部の変形量が不十分となりノズル面を封止するための安定した気密性を確保することができず、また、ギャップが小さければ、キャップ部の押し付け代は大きくなるためキャップ部にかかる荷重も大きくなり、長期間、封止状態を維持することによりキャップ部が塑性変形してしまうという問題がある。
【０００７】
またギャップが小さければキャップ部をノズル面から開放した状態において、キャップ部先端とノズル面の間にまたがってインクが表面張力の影響により付着し残ってしまう問題もある。また、キャップ部の内側に配置されているシートとノズル面のギャップは、キャッピング機構による安定した記録ヘッドの回復処理を行うためには一定の値に確保することが望ましく、前記ノズル面とキャップ部のギャップが大きすぎても小さすぎてもキャップ部の変形量が不適切になり、安定した回復処理を得ることができないという問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のインクジェット式記録ヘッドのキャッピング機構においては、キャップホルダにフローティング機能を具備してホルダブラケットに保持させ、キャップホルダとヘッドベース下面を当接させることにより、記録ヘッドのノズル面に当接させるキャップ部の押し付け代を一定に保持するようにした。
【０００９】
【発明の実施形態】
以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の要部を示す斜視図、図２は正面図、図３は側面図を示している。図４には本発明のキャッピングユニット１を示す斜視図、図５にはキャッピングユニット１の断面図、図６にはキャッピングユニット１に設けられているキャップ本体の分解図が示されている。図７はインクジェット式プリンタの構成を示す正面図である。
【００１１】
ガイドシャフト１０に摺動自在に設けられたキャリッジ９には記録ヘッド７のノズル面７ａに垂直方向に可動可能で且つ任意の位置で固定可能なヘッドギャップ調整機構を具備したヘッドベース８が保持されている。ヘッドベース８には複数個の記録ヘッド７が搭載されており、記録ヘッド７のノズル面７ａはヘッドベース８下面より突出して記録媒体１７と対向している。キャリッジ９がガイドシャフト１０に沿って移動しながらプラテン１６上の印字媒体の上に記録ヘッド７のノズル穴からインク滴を吐出することにより印字を行う。プラテン１６の側方にある非印字領域にはキャッピングユニット１およびキャッピングユニット１に昇降運動をさせる駆動部およびワイピングユニット１８が配置されている。キャリッジ９はヘッドベース８に搭載された記録ヘッド７のノズル面７ａをキャップ部２ｃで封止するためには、各記録ヘッド７に一対一対応に設けられているキャッピングユニット１のキャップ部２ｃの上に移動する。
【００１２】
キャッピングユニット１に設けられたホルダブラケット４の下面はキャッピングユニット１を昇降させるためのカム１４と接触している。カム１４にはモータ１１から駆動をプーリ１２ａ、１２ｂおよびタイミングベルト１３、シャフト１５を介して伝達され、カム１４がホルダブラケット４と接触した状態で回転動作をすることにより、キャッピングユニット１が記録ヘッド７のノズル面７ａと垂直方向に昇降する。
【００１３】
キャップホルダ３はホルダブラケット４に設けられた長穴４ａに勘合する突起３ｂを有し、記録ヘッド７のノズル面７ａに垂直方向に移動自在にホルダブラケット４に設けられている。キャップホルダ３とホルダブラケット４の間には圧縮コイルバネ６が設けられており、圧縮コイルバネ６のバネ力によりキャップホルダ３を記録ヘッド７の方向に押し付けてホルダブラケット４に保持させている。この構造によりキャップホルダ３はフローティング機能を有することになる。ここで、前記圧縮コイルバネ６は板バネもしくはゴム等の弾性体であってもかまわない。
【００１４】
キャップフレーム２ａはキャップホルダ３に設けられた長穴３ｃ部に勘合する突起２ｂを有し、記録ヘッド７のノズル面７ａに垂直方向に移動自在にキャップホルダ３に設けられている。キャップフレーム２ａとキャップホルダ３の間には圧縮コイルバネ５が設けられており、圧縮コイルバネ５のバネ力によりキャップ本体２を記録ヘッド７の方向に押し付けてキャップホルダ３に保持している。この構造によりキャップ本体２はフローティング機能を有することになり、且つキャップ部２ｃの先端を圧縮コイルバネ５のバネ力で押し付けながら当接させている。ここで、前記圧縮コイルバネ５は板バネもしくはゴム等の弾性体であってもかまわない。
【００１５】
次に動作について図８〜１１で説明する。
図８は、キャッピングユニット１が昇降範囲の最も下側に位置された状態であり、キャッピングユニット１のキャップ部２ｃはノズル面７ａを封止しておらず、ノズル面７ａは大気に対して開放されている。キャップホルダ３の上部に設けられた当接部３ａとヘッドベース８の下部に設けられた当接部とは寸法Ａのギャップを有しており、キャッピングユニット１のキャップ部２ｃと記録ヘッド７のノズル面７ａとは寸法Ｂのギャップを有して開放されている。
【００１６】
図９は、カム１４の回転動作によりキャッピングユニット１がノズル面７ａ方向に移動し、キャップ部２ｃがノズル面７ａに当接して封止した状態である。図中の２点鎖線は、図８におけるホルダブラケット４の底面の位置、ノズル面が開放されている状態でのホルダブラケットの位置を示している。キャッピングユニット１のホルダブラケット４は前記カム１４により一定の距離、寸法Ｃだけノズル面７ａ方向に移動する。キャップホルダ３はホルダブラケット４と連れ動作で移動し、前記寸法Ａだけ移動した位置でキャップホルダ３の当接部３ａとヘッドベース８の当接部が当接して移動を停止する。
【００１７】
ホルダブラケット４は前記寸法Ａを越えて移動し、その距離は前記寸法Ｃと前記寸法Ａとの差分であり、ホルダブラケット４とキャップホルダ３の間に設けられた圧縮コイルバネ６はこの差分だけ圧縮されてバネ力を蓄え、このバネ力によりキャップホルダ３の当接部３ａはヘッドベース８の当接部に押し付けられる。
【００１８】
また、フローティング機能によりキャップホルダ３とヘッドベース８はそれぞれの当接部を介して平行に当接される。キャップ本体２はキャップホルダ３と連れ動作で移動し、キャップ本体２のキャップ部２ｃは記録ヘッド７のノズル面７ａに前記寸法Ａと前記寸法Ｂの差分の押し付け代を持って当接される。
【００１９】
図１０は、図９の状態から寸法Ｄだけヘッドギャップ調整を行ったノズル面７ａにキャップ部２ｃを当接して封止した状態図である。ヘッドギャップの調整はキャリッジ９に対してヘッドベース８をノズル面７ａに垂直方向に移動させることにより、ヘッドベース８に搭載された記録ヘッド７のノズル面７ａと記録媒体１７とのギャップを可変させている。ヘッドギャップ調整により前記寸法Ａおよび寸法Ｂは、両寸法共に調整されたギャップ分だけ加減されるため、ノズル面７ａとキャップ部２ｃの押し付け代である寸法Ａと寸法Ｂの差分はヘッドギャップ調整に関係なく常に一定となる。
【００２０】
図１１は、記録ヘッド７のノズル面７ａと、ノズル面７ａに押し付けられたキャップ本体２のキャップ部２ｃの詳細図である。キャップ部２ｃの先端はキャップ本体２とキャップホルダ３の間に配置された圧縮コイルバネ５のバネ力によりノズル面７ａへ押し付けられ弾性変形をする。キャップ部２ｃはヘッドギャップ調整に関係なく一定の押し付け代を持ってノズル面７ａに当接するため、キャップ部２ｃの先端の弾性変形量は一定となる。
【００２１】
キャップ部２ｃの内側には多孔材質からなるシート２ｄが設けられており、記録ヘッド７のノズル面７ａとシート２ｄとは寸法Ｅのギャップを持って対峙している。キャッピング機構として記録ヘッド７の安定した回復処理を得るためには、前記Ｅが大きすぎてはノズル面７ａにインク滴が多く残ってしまい、小さすぎては記録ヘッド７のメニスカスを破壊してしまうことがわかっており、寸法Ｅは適当な値を保つことが必要である。本実施例では前記キャップ部２ｃの弾性変形量が一定であるため、前記寸法Ｅはヘッドギャップ調整に関係なく一定となり、記録ヘッド７の安定した回復処理をえられることになる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、キャップホルダにフローティング機能を具備させてキャップホルダとヘッドベース下面を当接させ、記録ヘッドのノズル面に当接させるキャップ部の押し付け代を一定に保持することにより、記録ヘッドのノズル面と印字媒体とのヘッドギャップ調整を行ってもキャッピングユニットを前記ヘッドギャップ調整に合わせて調整することなく記録ヘッドのノズル面を確実に封止することができる。また、ヘッドギャップ調整に関係なくキャップ部の押し付け代が一定であることから、記録ヘッドのノズル面とキャップ部内に設けられたシートとのギャップを一定に保持することができるため、記録ヘッドの安定した回復処理を得られることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の要部を示す斜視図である。
【図２】本発明の要部を示す正面図である。
【図３】本発明の要部を示す側面図である。
【図４】実施形態によるキャッピングユニットの構成を示す斜視図である。
【図５】実施形態によるキャッピングユニットの構成を示す断面図である。
【図６】実施形態によるキャップ本体の分解図である。
【図７】実施形態に係わるキャッピングユニットが搭載されるインクジェット式プリンタの一例を示す概略図である。
【図８】実施形態によるキャッピング動作時の動作説明図（１）である。
【図９】実施形態によるキャッピング動作時の動作説明図（２）である。
【図１０】実施形態によるキャッピング動作時の動作説明図（３）である。
【図１１】実施形態によるノズル面の封止状態の詳細断面図である。
【図１２】従来の技術を示す側面図である。
【符号の説明】
１ キャッピングユニット
２ キャップ本体
２ａ キャップフレーム
２ｂ 突起
２ｃ キャップ部
２ｄ シート
３ キャップホルダ
３ａ 当接部
３ｂ 突起
３ｃ 長穴
４ ホルダブラケット
４ａ 長穴
５ 圧縮コイルバネ
６ 圧縮コイルバネ
７ 記録ヘッド
７ａ ノズル面
８ ヘッドベース
８ａ 当接部
９ キャリッジ
１０ ガイドシャフト
１１ モータ
１２ａ プーリ
１２ｂ プーリ
１３ タイミングベルト
１４ カム
１５ シャフト
１６ プラテン
１７ 記録媒体
１８ ワイピングユニット

Claims (3)

1. インク滴を吐出させる複数のノズルを有するインクジェット式記録ヘッドのノズル面に対して、フローティング機能を具備してキャップホルダに保持されているキャップ本体のキャップ部が当接して、記録ヘッドのノズルを封止するキャッピング機構において、前記キャップホルダを保持するホルダブラケットを有し、前記キャップホルダと前記キャップ本体との間に弾性体が配置され、前記キャップ本体は長手方向の両端に第一の突起部を有し、前記キャップホルダは前記第一の突起部に対応する位置の両方の側壁に長手方向が同一方向の第一の長穴を有し、前記ホルダブラケットと前記キャップホルダとの間に弾性体が配置され、前記キャップホルダは前記キャップ本体の長手方向に対して垂直方向の前記キャップホルダの両端に第二の突起部を有し、前記ホルダブラケットは前記第二の突起部に対応する位置の両方の側壁に長手方向が同一方向である第二の長穴を有し、前記インクジェット式記録ヘッドは前記キャップホルダと対向する位置に凸状の第一の当接部を有するヘッドベースにより支持され、前記キャップホルダは前記第一の当接部に対向する位置に凸状の第二の当接部をさらに有し、前記キャップ本体は前記ノズル面に対向した側に前記キャップ部の先端が突出するように前記キャップ部が配置され、前記キャップ部は前記ホルダブラケットが移動して前記第二の当接部が前記第一の当接部に当接する前に前記キャップ部が前記ノズル面に当接するように配置され、前記ホルダブラケットを前記ノズル面方向に前記第一の当接部と前記第二の当接部とが当接するまで移動させたとき、前記キャップ本体は第一の長穴に沿って可動し、前記キャップホルダは前記第二の長穴に沿って可動し、前記ホルダブラケットと前記キャップホルダとの間の前記弾性体は前記キャップホルダを前記ノズル面方向に付勢して前記第二の当接部を前記第一の当接部に押しつけ、前記キャップホルダと前記キャップ本体との間の前記弾性体は前記キャップ本体を前記ノズル面方向に付勢して前記キャップ本体の前記キャップ部を前記ノズル面に押しつけ、前記キャップ部と前記ノズル面とが当接してから前記第一の当接部と前記第二の当接部が当接するまでの前記キャップホルダの移動距離に応じて前記キャップ部が所定の量変形し、前記キャップ部によって前記記録ヘッドのノズルを封止することを特徴とするキャッピング機構。
2. 前記インクジェット式記録ヘッドが複数ある場合に、各前記インクジェット式記録ヘッド１対１に対応して前記キャップホルダに複数の前記キャップ本体を配置することを特徴とする請求項１に記載のキャッピング機構。
3. 前記キャップ本体のキャップ部内にシートを設置し、前記記録ヘッドのノズルを前記キャップ部によって封止したとき、前記ノズルと前記シート間を所定の距離にすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット式記録ヘッドのキャッピング機構。

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