JP4298325B2

JP4298325B2 - Cap unit for protecting the inkjet recording head

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Publication number: JP4298325B2
Application number: JP2003053525A
Authority: JP
Inventors: 裕基但馬; 昭弘山中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP2004262035A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吐出口から記録液体を吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドを保護するキャップユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なインクジェット記録ヘッドでは、記録に必要な量のインクが、インクを収容しているインクタンクからノズルへ安定して供給される。また、インクジェット記録ヘッドは、吐出口からインクが漏れてこないように、より詳しく言えば吐出口のインクのメニスカスが破れないように維持するために、インクタンクからノズルへのインク供給圧が負圧に調整されている。インク供給圧を負圧に調整する手段としては、インクを直接収容したインクタンクのインク導出口からインクジェット記録ヘッドの吐出口までの水頭差を利用する手段や、インクタンク内に負圧発生部材としてインク吸収体を収納する手段がある。
【０００３】
インクジェット記録ヘッドのノズルへインクを供給する方式としては、キャリッジ上にインクタンクをインクジェット記録ヘッドと一体もしくは分離可能に搭載することでノズルにインクを供給する方式や、インクジェット記録ヘッドをキャリッジ外のインクタンクとチューブを介して接続することでノズルにインクを供給する、いわゆるチューブ供給方式などがある。このうち、大量のインクを消費するインクジェット記録装置においては、インクタンクも大容量のものが必要となるが、キャリッジ上に大容量のインクタンクを備えるとインクジェット記録装置自体が大型化するため、このような記録装置では一般にチューブ供給方式が採られる。
【０００４】
このようなチューブ供給方式のインクジェット記録ヘッドでは、急激な圧力変化による吐出不良やインク漏れを発生させないように、インクタンクとの間にインクを二次的に溜めるインク溜まりやフィルタ等の緩衝部が設けられる。さらに、インク滴吐出部となるノズル、インク貯留空間、およびインク導入口をも備えている。
【０００５】
このようなインクジェット記録ヘッドでは、使用時にノズル内が乾燥した状態であると、記録ヘッドの内部にインクを供給した際にノズル内面のインクに対する濡れ性が変化することにより、濡れ性の不均一に起因する吐出不良が発生することがある。そこで、記録ヘッドの物流時にノズル内に色材を含まない透明なインク（物流インク）を収納させておくことで、記録ヘッド内（ノズル内）を湿潤状態にする方式がとられている。ここで、物流インクとして色材を含まないインクを用いるのは、インクの主成分である水分が蒸発した際に、水分中に溶解していた色材が析出してノズルを塞ぐことを防ぐためである。
【０００６】
ところで、前述のチューブ供給方式に用いられるキャリッジ上に搭載されるインクジェット記録ヘッドには、ノズルに供給するインクを貯留するインク貯留部に空気を収容する構成を採っている。しかしながら、このようにインク貯留部に空気を収容するタイプのインクジェット記録ヘッドを保管しようとする場合には、ヘッド製造後から製品出荷までの保管過程での環境変化や、記録ヘッドの出荷からユーザに渡るまでの物流過程の環境変化等でヘッド内圧が上昇すると、ノズルの吐出口あるいはインク導入口から物流インクが漏れ出るおそれがある。
【０００７】
また、このような物流インクの漏れは、物流時の姿勢によっては、さらに顕著に生じることが予想される。
【０００８】
ノズルからインクが漏れ出ないようにするために、記録ヘッドのフェイス面（インク吐出口形成面）にテープやゴム等を直接押し付けて密閉する方式も考えられる。しかしながら、前述のように空気を収容した場合には、空気の膨張による圧力増加が著しく、インクの漏れを防止する為には相当の強い圧力でフェイス面を押さえつける必要がある。しかしながら、このように強い圧力でフェイス面を押圧するとノズル部の変形等が生じるおそれがある。また、ごみ等をテープやゴム等の間に挟み込むことにより、ノズルを詰まらせたり、テープ面の接着剤がフェイス面に転写してインクの濡れ性を変化させたり、フェイス面に傷をつけたりするおそれもある。
【０００９】
これらの理由により、従来は、例えば特許文献１に開示されているように、少なくともノズル内に物流インクを収容させ、インクジェット記録ヘッドの吐出口形成面のノズルの周囲に密着してノズル領域を覆う弾性キャップと、弾性キャップの中に配置された平面形状の液体吸収部材とを備えたキャップユニットを記録ヘッドに取り付けることで、ノズル部分には非接触でありながらノズルを保護することができる物流形態が採用されていた。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−３２１３８７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記で説明した従来の物流形態では、弾性キャップ内に収納した液体吸収部材の形状が平面の板状のものであることから、キャップユニットを記録ヘッドのフェイス面に取り付けた時に、液体吸収部材の表面とインクジェット記録ヘッドの吐出口との間に大きな隙間ができてしまう。このような隙間が生じていると、例えばインクジェット記録ヘッドを落下させてしまった場合や、高温下に置かれて記録ヘッド内部の空気が膨張した場合などに、ノズルから漏れ出した物流インクがそのまま大きな液滴となってフェイス面に付着する。この状態でキャップユニットを取り外すと、インクジェット記録ヘッドから、フェイス面に付着した物流インクの液滴が垂れ落ち、ユーザの手や衣服、あるいは作業台等を汚してしまう可能性があった。
【００１２】
そこで本発明は、上記のような問題に鑑み、記録ヘッドのノズル内部を確実に保湿することができるとともに、環境変化によってインクが漏れたり、キャップユニットを取り外す際に物流インクが垂れ落ちたり、記録ヘッドのフェイス面やノズル部を傷つけるようなことのない、物流形態における記録ヘッドのインク漏れ等に関する信頼性を高めることができるインクジェット記録ヘッドのキャップユニットを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット記録ヘッドを保護するキャップユニットは、インクジェット記録ヘッドに対する装着に利用される係合手段を備えた保護キャップと、前記インクジェット記録ヘッドのインク吐出口形成面に当接して前記インクジェット記録ヘッドのインク吐出口が形成されている領域を密閉する縁を備えた弾性キャップと、該弾性キャップの縁で囲まれた領域内に配置された液体吸収部材とを有し、前記液体吸収部材の前記インク吐出口形成面に対向する面は、前記インク吐出口形成面の前記インク吐出口が形成されている領域に対面した第１の領域と、前記インク吐出口形成面の前記インク吐出口が形成されていない領域に対面した第２の領域および第３の領域とを備えており、前記第２の領域は、前記第１の領域を囲むように該第１の領域の周囲に位置しているとともに、前記第２の領域には、前記液体吸収部材を固定するために前記弾性キャップに設けられた複数の固定部材が当接しており、前記第１の領域は、前記第２の領域に対して凸状となるように、該第２の領域よりも高く形成されているとともに、前記弾性キャップの縁が前記インク吐出口形成面に当接した状態で前記インク吐出口形成面との間に間隙を有するように構成され、前記第３の領域は、前記第２の領域内に点在して配されるとともに、前記弾性キャップの縁が前記インク吐出口形成面に当接した状態で前記インク吐出口形成面との間に間隙を有するように構成され、かつ、前記インクジェット記録ヘッドに衝撃が加えられたときに、前記第１の領域よりも先に前記インク吐出口形成面に当接することによって前記第１の領域が前記インク吐出口形成面に当接することを回避するように、前記第１の領域よりも高く形成されていることを特徴とする。
【００１４】
上記本発明によるキャップユニットによれば、インクジェット記録ヘッドのインク吐出口形成面に当接してインクジェット記録ヘッドのインク吐出口が形成されている領域を密閉する縁を備えた弾性キャップの縁で囲まれた領域内に配置された液体吸収部材の、インクジェット記録ヘッドのインク吐出口に対面した第１の領域が、弾性キャップ内に液体吸収部材を固定するため弾性キャップに設けられた固定部材によって押えられた第２の領域に対して凸状に構成されているので、キャップユニットをインクジェット記録ヘッドに取り付けた時に記録ヘッドのインク吐出口形成面と液体吸収部材との間に生じる隙間が可能な限り小さくなる。
【００１５】
そのため、インクジェット記録ヘッドにこのキャップユニットが取り付けられた物流形態において、インクジェット記録ヘッドの落下や、周囲環境（温度や気圧）の変化によって、インクジェット記録ヘッドの吐出口からインクが漏れ出た場合であっても、そのインクは記録ヘッドのインク吐出口に間近に対向する液体吸収部材によって吸収される。また、記録ヘッドの吐出口は弾性キャップによって密閉されているので、記録ヘッドの吐出口からインクが漏れ出た場合であっても、記録ヘッドの吐出口およびノズル内部は液体吸収部材に吸収されたインクの飽和水蒸気によって保湿される。
【００１６】
このように、本発明によれば、記録ヘッドのノズル内部を確実に保湿することができるとともに、使用時にユーザが記録ヘッドからキャップユニットを外したときにインクが記録ヘッドから垂れることを未然に防止することができ、物流形態における記録ヘッドのインク漏れ等に関する信頼性を高めることが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
まず、本発明に係るキャップ部材が取り付けられるインクジェット記録ヘッドが用いられるインクジェット記録装置について説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係るキャップ部材が取り付けられるインクジェット記録ヘッドが用いられるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。図１に示すインクジェット記録装置は、インクジェットヘッド２０１の往復移動（主走査）と、一般記録紙、特殊紙、ＯＨＰフィルム等の記録用シートＳの所定ピッチごとの搬送（副走査）とを繰り返しつつ、これらの動きと同期させながらインクジェットヘッド２０１から選択的にインクを吐出させ、記録用シートＳに付着させることで、文字や記号、画像等を形成するシリアル型のインクジェット記録装置である。
【００２０】
図１に示すように、インクジェットヘッド２０１は、２本のガイドレールに摺動自在に支持され不図示のモータ等の駆動手段によりガイドレールに沿って往復移動されるキャリッジ２０２に着脱可能に搭載されている。記録用シートＳは、搬送ローラ２０３により、インクジェットヘッド２０１のインク吐出面に対面し、かつ、インク吐出面との距離を一定に維持するように、キャリッジ２０２の移動方向と交差する方向（例えば、直交する方向である矢印Ａ方向）に搬送される。
【００２１】
インクジェットヘッド２０１は、それぞれ異なる色のインクを吐出するための複数のノズル列を有している。インクジェットヘッド２０１から吐出されるインクの色に対応して、複数の独立したメインタンク２０４が、インク供給ユニット２０５に着脱可能に装着される。インク供給ユニット２０５とインクジェットヘッド２０１とは、それぞれインクの色に対応した複数のインク供給チューブ２０６によって接続され、メインタンク２０４をインク供給ユニット２０５に装着することで、メインタンク２０４内に収納された各色のインクを、インクジェットヘッド２０１の各ノズル列に独立して供給することが可能となる。
【００２２】
インクジェットヘッド２０１の往復移動範囲内で、かつ、記録用シートＳの通過範囲外の領域である非記録領域には、回復ユニット２０７が、インクジェットヘッド２０１のインク吐出口形成面と対面するように配置されている。
【００２３】
次に、このインクジェット記録装置のインク供給系の詳細な構成について図２を参照して説明する。図２は、図１に示すインクジェット記録装置のインク供給経路を説明するための図であり、説明を簡単にするため、１色分のインク経路についてのみ示している。
【００２４】
最初に、インクジェットヘッド２０１について説明する。
【００２５】
インクジェットヘッド２０１へは、インク供給チューブ２０６の先端に設けられた液体コネクタが気密接続されるコネクタ挿入口２０１ａからインクが供給される。コネクタ挿入口２０１ａはインクジェットヘッド２０１の上部に形成されたサブタンク部２０１ｂと連通している。サブタンク部２０１ｂの重力方向下側には、並列に配列された複数のノズル２０１ｇを有するノズル部にインクを直接供給する液室２０１ｆが形成されている。サブタンク部２０１ｂと液室２０１ｆとはフィルタ２０１ｃによって区画されているが、サブタンク部２０１ｂと液室２０１ｆとの境界には開口部２０１ｄが形成された仕切部２０１ｅを有し、フィルタ２０１ｃはこの仕切部２０１ｅ上に設置されている。
【００２６】
上述の構成により、コネクタ挿入口２０１ａからインクジェットヘッド２０１に供給されたインクは、サブタンク部２０１ｂ、フィルタ２０１ｃ、液室２０１ｆを経てノズル２０１ｇに供給される。コネクタ挿入口２０１ａからノズル２０１ｇまでの間は大気に対して気密な状態に保たれている。
【００２７】
サブタンク部２０１ｂの上面には開口部が形成され、この開口部はドーム状の弾性部材２０１ｈで覆われている。この弾性部材２０１ｈで囲まれた空間（圧力調整室２０１ｉ）は、サブタンク部２０１ｂ内の圧力に応じて容積が変化し、後述するようにサブタンク部２０１ｂ内の圧力を調整する機能を有する。
【００２８】
ノズル２０１ｇは、断面幅が２０μｍ程度の筒状の構造を持ち、ノズル２０１ｇ内のインクに吐出エネルギーを与えることでインクをノズル２０１ｇから吐出させ、インクの吐出後、ノズル２０１ｇの毛管力によりノズル２０１ｇ内にインクが満たされる。ノズル２０１ｇ内のインクに吐出エネルギーを与えるために、インクジェットヘッド２０１は、ノズル２０１ｇごとにエネルギー発生手段を有する。本実施形態では、エネルギー発生手段として、ノズル２０１ｇ内のインクを加熱する発熱抵抗素子を用いており、インクジェットヘッド２０１の駆動を制御するヘッド制御部（不図示）からの指令により発熱抵抗素子を選択的に駆動し、所望のノズル２０１ｇ内のインクを膜沸騰させ、これにより生じる気泡の圧力を利用してノズル２０１ｇからインクを吐出させている。
【００２９】
ノズル２０１ｇは、インクを吐出する先端を下向きにして配列されているが、その先端を閉鎖する弁機構は設けられておらず、インクはメニスカスを形成した状態でノズル２０１ｇを満たしている。そのため、インクジェットヘッド２０１の内部、特にノズル２０１ｇ内は負圧の状態に保たれている。ただし、負圧が小さすぎると、ノズル２０１ｇの先端に異物やインクが付着した場合、インクのメニスカスが壊れてインクがノズル２０１ｇから漏れ出てしまうことがある。またこの逆に負圧が大きすぎると、吐出時にインクに与えられるエネルギーよりもノズル２０１ｇ内にインクを引き戻す力が強くなってしまい、吐出不良となってしまう。よって、ノズル２０１ｇ内における負圧は、大気圧よりも若干低い一定の範囲に保たれる。この負圧の範囲は、ノズル２０１ｇの数、断面積、発熱抵抗素子の性能等により異なる。
【００３０】
本実施形態では、インク供給ユニット２０５とインクジェットヘッド２０１とをインク供給チューブ２０６で接続しており、インク供給ユニット２０５に対するインクジェットヘッド２０１の位置を比較的に自由に設定できるので、インクジェットヘッド２０１内を負圧とするために、インクジェットヘッド２０１をインク供給ユニット２０５よりも高い位置に配置している。
【００３１】
フィルタ２０１ｃは、ノズル２０１ｇを詰まらせるような異物がサブタンク部２０１ｂから液室２０１ｆへ流出するのを防止するための、ノズル２０１ｇの断面幅よりも小さい１０μｍ以下の微細孔を有する金属メッシュで構成される。フィルタ２０１ｃは、フィルタ２０１ｃの一方の面のみにインクが接触すると各微細孔に毛管力によるインクのメニスカスが形成され、インクは容易に透過するが空気の流れは困難な性質を持っている。微細孔のサイズが小さいほどメニスカスの強度は強くなり、より空気を通しにくくなる。
【００３２】
本実施形態で用いたようなフィルタ２０１ｃでは、空気を透過させるのに必要な圧力は０．１ａｔｍ（１０．１３２５ｋＰａ）程度（実験値）である。そのため、インクジェットヘッド２０１内でのインクの移動方向に関してフィルタ２０１ｃの下流に位置する液室２０１ｆに空気が存在すると、空気は空気自身の浮力程度ではフィルタ２０１ｃを通過することができないので、液室２０１ｆ内の空気は液室２０１ｆ内に留まる。本実施形態においてはこの現象を利用しており、液室２０１ｆをインクで満たさず、液室２０１ｆ内のインクとフィルタ２０１ｃとの間に空気の層が存在し、この空気層によって液室２０１ｆ内のインクとフィルタ２０１ｃとが隔てられるように、所定の量のインクを液室２０１ｆ内に蓄えている。このように本実施形態では液室を大きくすることにより、フィルタ下に泡がたまりやすい構造にすることで、ノズルに泡が行きにくくかつ吐出により発生した泡等もフィルタ下に移動しやすい形となっている。これにより記録を不安定にする大きな要因である泡の影響を受けにくいヘッド構造となっている。
【００３３】
また、フィルタ２０１ｃ下の仕切部２０１ｅのインクはフィルタ２０１ｃと接触しており、環境温度の変化等でフィルタ２０１ｃ下の空気が膨張した場合は、このインクがフィルタ２０１ｃ上へ移動することで圧力を吸収する構造となっている。しかしながら、一定以上にフィルタ２０１ｃ下の空気が大きくなると温度変化を吸収できなくなるので、定期的に吸引を行いフィルタ２０１ｃ下の空気量を一定の範囲に保っている。
【００３４】
液室２０１ｆ内に蓄えられるインクの量は、最低限、ノズル２０１ｇをインクで満たすのに必要な量である。ノズル２０１ｇ内に液室２０１ｆからの空気が侵入すると、インク吐出後のノズル２０１ｇにインクが補充されず吐出不良を起こすため、ノズル２０１ｇ内は常にインクで満たされている必要がある。
【００３５】
フィルタ２０１ｃの上面にはサブタンク部２０１ｂ内のインクが接触しているが、このインクと接触している面積がフィルタ２０１ｃの有効面積となる。フィルタ２０１ｃによる圧力損失はフィルタ２０１ｃの有効面積に依存している。本実施形態では、フィルタ２０１ｃをインクジェットヘッド２０１の使用状態において水平となるように配置し、フィルタ２０１ｃの上面全体にインクを接触させることによりフィルタの有効面積を最大とし、圧力損失を低くしている。
【００３６】
圧力調整室２０１ｉは、内部の負圧が高まるにつれてその容積が縮小する部屋であり、圧力調整室２０１ｉが本実施形態のように弾性部材２０１ｈで構成される場合は、弾性部材２０１ｈとしてはゴム材等が好ましく用いられる。また、弾性部材２０１ｈの他に、プラスチックシートとばねとの組み合わせによって構成してもよい。このような圧力調整室２０１ｉを設けることにより、インクの吐出の安定化を図るとともに、メインタンク２０４からインクジェットヘッド２０１までのインクの供給経路での圧力損失の影響が抑えられる。そのため、キャリッジ２０２に従動させるインク供給チューブ２０６も直径の細いものを使用することができ、キャリッジ２０２の移動の負荷低減にも貢献する。
【００３７】
次に、インク供給ユニット２０５およびメインタンク２０４について説明する。
【００３８】
メインタンク２０４は、供給ユニット２０５に対して着脱可能な構成であり、その底部に、ゴム栓２０４ｂで密封されたインク供給口と、ゴム栓２０４ｃで密封された大気導入口とを有している。メインタンク２０４は、単体では気密な容器であり、インク２０９はメインタンク２０４内にそのまま収容される。
【００３９】
一方、インク供給ユニット２０５は、メインタンク２０４からインク２０９を取り出すためのインク供給針２０５ａと、メインタンク２０４内へ大気を導入させるための大気導入針２０５ｂとを有している。インク供給針２０５ａおよび大気導入針２０５ｂは共に中空の針であり、メインタンク２０４のインク供給口および大気導入口の位置に対応させて針先を上方に向けて配置されており、メインタンク２０４がインク供給ユニット２０５に装着されることで、インク供給針２０５ａおよび大気導入針２０５ｂがそれぞれゴム栓２０４ｂ，２０４ｃを貫通し、メインタンク２０４の内部に侵入する構成となっている。
【００４０】
インク供給針２０５ａは、液路２０５ｃを経て、インク供給チューブ２０６と接続される。大気導入針２０５ｂは、液路２０５ｅ、バッファ室２０５ｆ、大気連通口２０５ｇを経て大気と連通する。インク供給針２０５ａからインク供給チューブ２０６までのインク供給経路のうち最も高さの低い位置にある液路２０５ｃと、大気導入針２０５ｂから大気連通口２０５ｇまでの経路のうち最も高さの低い位置にある液路２０５ｅとは、ともに同じ高さである。
【００４１】
以上の構成により、インクジェットヘッド２０１内のインクが消費されると、その負圧により、インクが随時メインタンク２０４からインク供給ユニット２０５およびインク供給チューブ２０６を介してインクジェットヘッド２０１へ供給される。その際、メインタンク２０４から供給されたインクと同量の空気が、大気連通口２０５ｇからバッファ室２０５ｆ、大気導入針２０５ｂを経て、メインタンク２０４内に導入される。
【００４２】
また、上述したインク供給方式に用いるインクジェットヘッド２０１の外観は、例えば図３および図４に示すものとなる。図３はインクジェットヘッド２０１を斜め下側から見た外観図、図４はインクジェットヘッド２０１を斜め上側から見た外観図を示している。図３および図４は吐出口列が複数配設されたインクジェットヘッド２０１を示している。図３に示す吐出口２１０はノズル２０１ｇの開口であり、複数個の吐出口で構成した列がキャリッジ移動方向Ｂに対して平行に複数配設されている。
【００４３】
次に、インクジェットヘッドの「物流の形態」について説明する。ここでは上述したインクジェットヘッド２０１について述べるが、これに限らず、本発明は、吐出エネルギー発生素子が配されたノズルと該ノズルに繋がるインク貯留部とを有するインクジェット方式のヘッドであればどれにも適用できる。
【００４４】
図５（ａ）はインクジェットヘッド２０１の物流形態を示すヘッド縦断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態に対してＸ−Ｘ'線に沿って見たときの断面図である。
【００４５】
本実施形態のインクジェットヘッド２０１は、６個のノズル列からそれぞれインクを吐出するもので、各ノズル２０１ｇのそれぞれについて、図１に示したメインタンク２０４およびインク供給チューブ２０６、サブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆを介してインクが独立に供給されている。
【００４６】
図５に示すように、インクジェットヘッド２０１のサブタンク部２０１ｂと繋がっているコネクタ挿入口２０１ａ内部には、ジョイントゴム２１１が圧入によって挿入されている。インクジョイントゴム２１１は、インク供給チューブ２０６（図２参照）の先端に設けられた液体コネクタのジョイント針（針状の管）が挿入されるスリット２１１ａ（図９（ａ）参照）を有している。つまり、インクジェットヘッド２０１内へのインク導入部が弾性部材のスリットとなっている。これはヘッド２０１の出荷検査等の際にはヘッド２０１内にインクが入った状態でヘッド２０１を扱う必要があるからである。このとき、コネクタ挿入口２０１ａが大気に開放されているとヘッド２０１単体では負圧発生機構を持たないため、ノズル２０１ｇからインクが漏れ出すおそれがある。そのため、本実施形態のヘッド２０１では通常状態ではコネクタ挿入口２０１ａを密閉するスリットを有している。そして、ジョイント針用挿入スリットは、ジョイント針が挿入される時以外はコネクタ挿入口２０１ａを密閉している。
【００４７】
インクジェットヘッド２０１の物流時は、インクジェットヘッド２０１のノズル２０１ｇの吐出口が開口するフェイス面（図３に示した吐出口２１０の形成面）に、キャップユニット２１２が取り付けられている。
【００４８】
図６および図７は、上記のキャップユニット２１２を説明するための図であり、図６（Ａ）はインクジェットヘッド２０１のフェイス面に接合される側を示す平面図、図６（Ｂ）は同図（Ａ）中の矢印Ｂから見た側面図である。また、図７（Ｃ）は図６（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図、図７（Ｄ）は同図（Ｃ）のＣ部拡大図である。
【００４９】
キャップユニット２１２は、ユニットの外殻を成してインクジェットヘッド２０１のフェイス面を保護する保護部材である保護キャップ２１２ａ、保護キャップ２１２ａの凹部に固定されたキャップゴム（弾性キャップ）２１２ｂ、およびキャップゴム２１２ｂの凹部に固定された吸水樹脂（液体吸収部材）２１２ｃを有している。
【００５０】
ここで、吸水樹脂２１２ｃは、キャップゴム２１２ｂに設けられている庇状の吸水樹脂押さえ部２１２ｄよりも内側の領域のほぼ全域、すなわちインクジェットヘッド２０１の吐出口形成領域に対向する領域が高くなった凸形状の構成になっている。さらに詳しく言えば、吸水樹脂２１２ｃの、ヘッド２０１のインク吐出口形成面に対向する面は、そのインク吐出口形成面のインク吐出口が形成されている領域に対向する第１の面と、インク吐出口が形成されていない領域に対向する第２の面とを有しており、第１の面は第２の面よりも高く形成されている。
【００５１】
なお、当然のことであるが、キャップゴム２１２ｂに対する吸水樹脂２１２ｃの高さは、吸水樹脂２１２ｃの凸面（第１の面）がヘッド２０１のフェイス面の吐出口には接しないような関係になっている（図７（Ｃ）参照）。この高さ関係は、キャップユニット２１２をインクジェットヘッド２０１に取り付けたときにヘッド２０１の吐出口形成面と吸水樹脂２１２ｃの凸面（第１の面）との間に形成される隙間が、０．１ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下の範囲になるように設定されている。
【００５２】
また、吸水樹脂２１２ｃには、吸水樹脂２１２ｃの上記第２の面における、庇状の吸水樹脂押さえ２１２ｄ同士の間にちょうど位置する所に、複数の突起２１２ｅが設けられている。この突起２１２ｅの位置は、キャップユニット２１２をインクジェットヘッド２０１に取り付けたときに、ヘッド２０１のインク吐出口形成面のヒーターボード（不図示）が設けられている領域以外の領域に対向する位置でもある。この突起２１２ｅの高さは、少なくとも、前述で説明した吸水樹脂２１２ｃの中央部のほぼ全域の高くなっている凸面（第１の面）よりも高くなるように設定されている（図７（Ｄ）参照）。
【００５３】
突起２１２ｅは、例えばインクジェットヘッド２０１を落下させてしまうなどの、物流時等のヘッド２０１に起こり得る最悪の場合を想定し、そのような場合であっても、吸水樹脂２１２ｃがヘッド２０１の吐出口に当たって吐出口にダメージを与えることを未然に防ぐために設けられているものである。そのため、突起２１２ｅは、キャップユニット２１２をインクジェットヘッド２０１に取り付けたときにヘッド２０１の吐出口形成領域の周囲に対向配置されるようになっている。したがって、ヘッド２０１に衝撃が加えられた場合であっても、突起２１２ｅがヘッド２０１の吐出口に当たることはない。また、突起２１２ｅがヘッド２０１の吐出口形成面に当接した場合であっても、その当接する箇所はヒーターボード（不図示）が設けられていない領域であるので、突起２１２ｅが熱によって変性してしまうようなことはない。
【００５４】
また、突起２１２ｅの高さは、キャップユニット２１２がヘッド２０１に取り付けられているときに、通常では突起２１２ｅがヘッド２０１のフェイス面に接触しない高さになっている。具体的には、突起２１２ｅは吸水樹脂２１２ｃの凸面（第１の面）よりも０．２ｍｍ高くなっている。なお、このように突起２１２ｅを吸水樹脂２１２ｃの凸面よりも０．２ｍｍだけ高くすることで、インクジェットヘッド２０１が落下して衝撃が加えられた場合であっても吸水樹脂２１２ｃがヘッド２０１の吐出口に当たらないことが、実験等により明らかになっている。
【００５５】
キャップゴム２１２ｂの周囲には、インクジェットヘッド２０１のフェイス面の、複数の吐出口列が設けられた領域の外周部に密着させられるリブ２１２ｆが環状に形成されている。図７（Ｄ）に示されているように、リブ２１２ｆは、吸収樹脂２１２ｃの最上面を成す突起２１２ｅよりも高くなっている。そのため、キャップユニット２１２をインクジェットヘッド２０１に取り付けたとき、キャップゴム２１２ｂのリブ２１２ｆはその全周にわたってヘッド２０１のフェイス面に当接するが、キャップゴム２１２ｂの内側の吸水樹脂２１２ｃはそのフェイス面に当接しない。つまり、図５および図８に示すように、キャップ時のキャップゴム２１２ｂは、ノズル２０１ｇの吐出口には非接触の状態で、ノズル２０１ｇを密閉する密閉空間を形成する。
【００５６】
このような構成によれば、キャップゴム２１２ｂや吸水樹脂２１２ｃでノズル２０１ｇを損傷することなく、ノズル２０１ｇの保湿を行うことが可能となる。さらには、吐出口と吸水樹脂２１２ｃとの間に形成される隙間は僅かであるので、例えばヘッド２０１を落下させた場合や、ヘッド２０１を高温環境下におくことでヘッド２０１の内圧が上昇した場合に、吐出口から物流インクが漏れ出したとしても、吸水樹脂２１２ｃが漏れ出た物流インクを瞬時に吸収するため、キャップユニット２１２をヘッド２０１から取り外す際に物流インクが垂れ落ちることもない。なお、キャップユニット２１２をインクジェットヘッド２０１に取り付けたときにヘッド２０１の吐出口と吸水樹脂２１２ｃの第１の面との間に生じる隙間は、各種実験にて得られたデータを元に最適の値に決定されている。本実施形態では、その隙間は上記のように０．１ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下に設定されている。
【００５７】
また、図６（Ｂ）に示されているように、保護キャップ２１２ａには、インクジェットヘッド２０１側に設けられた位置決め用のボス２１３（図３，図４を参照）に対する位置決めガイド２１４が設けられている。さらに、保護キャップ２１２ａには、インクジェットヘッド２０１側に設けられた引っ掛け部２１５，２１６（図３，４を参照）に対して、一旦拡げてからはめ込むことが可能な爪部２１７，２１８を有するクリップ部２１９が設けられている。
【００５８】
このように構成されたキャップユニット２１２は、インクジェットヘッド２０１に設けられた位置決め部としてのボス２１３（図３，図４）に対する位置決めを位置決めガイド２１４によって行い、インクジェットヘッド２０１に設けられた引っ掛け部２１５，２１６（図３，４を参照）にクリップ部２１９の係合手段である爪部２１７，２１８を引っ掛けて係合させることで、インクジェットヘッド２０１に対して取り付けることができる（図８参照）。また、インクジェットヘッド２０１に取り付けられているキャップユニット２１２は、クリップ部２１９の爪部２１７，２１８を、両側のクリップ部２１９を押し拡げて引っ掛け部２１５，２１６から外すことで、インクジェットヘッド２０１から取り外すことができる。
【００５９】
次に、物流時にインクジェットヘッド２０１に充填される色材を含まないインク（物流インク）の充填量について説明する。
【００６０】
本実施形態のインクジェットヘッド２０１は、図２に示したように、通常の使用状態でもフィルタ２０１ｃの下に泡が残存する構成のものである。そのため、本実施形態のインクジェットヘッド２０１は、前述したようにヘッド２０１を記録装置に装着して使用した時に生じる温度変化による泡の膨張を吸収するようにフィルタ２０１ｃ下の仕切部２０１ｅのインクがフィルタ２０１ｃ上へ移動する構造としているが、物流時においてはヘッド２０１の使用時に比べて温度変化が大きく、またヘッド２０１の放置日数が長いので、その構造のみによってはフィルタ２０１ｃ下の泡の膨張をすべて吸収することは難しい。また、フィルタ２０１ｃ上のインクが漏れ出さないような対策も必要である。
【００６１】
そこで本実施形態では、物流時にヘッド２０１のノズル内のみに物流インクを充填している。この充填量は、物流時にインクジェットヘッド２０１のノズル内の水蒸気量を飽和状態に保つことが可能な最低限のインク量である。また、その物流インクが物流時にノズルから垂れた場合であっても、上述したように、その垂れた物流インクをキャップユニット２１２の吸水樹脂２１２ｃが吸収するようになっている。物流時のインクジェットヘッド２０１は、具体的には図５および図８に示す形態となっている。
【００６２】
図５および図８に示したように、キャップユニット２１２を装着した物流形態のヘッド２０１においては、ヘッド２０１内の少なくともノズル２０１ｇ内に物流インクが存在し、フィルタ２０１ｃを挟んだ上下の空間には物流インクは存在しない。物流形態時にヘッド２０１内に充填される物流インクの量は、ヘッド２０１のノズル内の容積と、ヘッド２０１とキャップユニット２１２との間に形成される密閉空間の容積とを合わせた容積に対する飽和水蒸気量よりもやや多い量であることが望ましい。本実施形態では、物流形態時にヘッド２０１内に充填される物流インクの量は全体で１〜２ｇであり、吸水樹脂２１２ｃはそのような量の物流インクを十分に吸水できる能力を持っている。
【００６３】
ヘッド２０１内への物流インクの充填は、以下のようにして行われる。図５を参照すると、まず、通常のインクを用いて記録動作を検査する出荷検査を行った後に、物流インクをコネクタ挿入口２０１ａからヘッド２０１内へ入れることで、それまでヘッド２０１内に充填されていた通常のインクを物流インクに置換する。その後、ヘッド２０１内の物流インクをノズル２０１ｇから一定時間吸引して、ヘッド２０１内の物流インクを排出する。本実施形態のように比較的大きな液室２０１ｆを持った構造のヘッド２０１では、物流インクを一定時間吸引しても液室２０１ｆの隅部等に物流インクが残る。そのため、物流インクを一定時間吸引した後にノズル２０１ｇを下方に向けた状態でヘッド２０１を放置してしばらく経つと、液室２０１ｆの角部等に残っていた物流インクがノズル２０１ｇ内に流入し、これによりノズル２０１ｇ内に物流インクが充填される。
【００６４】
次に、物流状態時に温度変化等によりヘッド２０１の内圧が上昇した場合の動作について説明する。
【００６５】
図５に示すように、ヘッド２０１内では、フィルタ２０１ｃの上側のサブタンク部２０１ｂは前述したジョイントゴム２１１のスリット２１１ａと連通している。スリット２１１ａは通常は閉じているが、ヘッド２０１の内圧が上昇するとスリット２１１ａが開いてその圧力を外部に開放する。フィルタ２０１ｃの下の液室部２０１ｆはフィルタ２０１ｃにインクが含浸されていない場合にはサブタンク部２０１ｂと連通した状態なので、液室部２０１ｆ内の上昇圧力もスリット２１１ａから同様に開放される。しかしながら、フィルタ２０１ｃはインクに濡れやすいため、フィルタ２０１ｃにインクが含浸された状態となることも考えられる。この場合には、液室部２０１ｆとサブタンク部２０１ｂとが連通していない状態となるため、液室部２０１ｆ内で上昇した圧力はフィルタ２０１ｃおよびサブタンク部２０１ｂを介してスリット２１１ａから開放されない。そのため、液室部２０１ｆ内で上昇した圧力は、ノズル２０１ｇに充填された物流インクを押しのけて大気中に開放される。このとき、ノズル２０１ｇに充填された物流インクがノズル２０１ｇから垂れる。
【００６６】
しかしながら、本実施形態のヘッド２０１では、内圧上昇でノズル２０１ｇ内の物流インクがフェイス面から垂れた場合でも、その垂れた物流インクは吸水樹脂２１２ｃに吸収されるので、ヘッド２０１の周囲にインク漏れが発生することはなく、ヘッド２０１の電気的接続部へ悪影響を及ぼすこともない。
【００６７】
また、本実施形態ではノズル２０１ｇの周囲がキャップユニット２１２に密閉されているので、ノズル２０１ｇ内の物流インクが垂れ落ちて吸水樹脂２１２ｃに吸収されている場合でも、ノズル２０１ｇ内はそのインクの飽和水蒸気によって満たされる。勿論ではあるが、ノズル２０１ｇ内に物流インクが残っている場合には、ノズル２０１ｇ内はその物流インクによって満たされている。
【００６８】
なお、キャップユニット２１２はヘッド２０１のノズル２０１ｇの開口部（吐出口）の近傍に非接触な状態でヘッド２０１に取り付けられるので、ヘッド２０１に取り付けられたキャップユニット２１２がノズル２０１ｇを傷つけるようなこともない。
【００６９】
このように、本実施形態によれば、インクジェットヘッド２０１内に空気が存在する構造でも物流時にヘッド２０１の外へインクが漏れることのない信頼性の高いインクジェットヘッド２０１を提供することができる。
【００７０】
特に、フィルタ２０１ｃ下に空気が残りやすい構造である本実施形態のようなヘッド２０１においては、フィルタ２０１ｃとノズル２０１ｇとの間を物流インクで満たすことが難しいため、本実施形態のようなキャップユニット２１２を用いた物流形態が有効である。
【００７１】
物流時にフェイス面が密閉される形態のヘッド２０１では、通常は、ヘッド２０１のフェイス面とキャップ２１２ａの吸水樹脂２１２ｃとの間に所定の隙間を有する。それは、ヘッド２０１とキャップ２１２ａとの隙間は互いの嵌合部の公差によって定まるので、その許容公差の範囲内であればヘッド２０１のフェイス面に吸水樹脂２１２ｃが接触しないように両者の間にある程度の余裕を持たせる必要があるためである。キャップ２１２ａの設計にあたっては、この公差を考慮した上で、キャップ２１２ａとヘッド２０１のフェイス面との間のシール性を確保するキャップゴム２１２ｂの先端リブ２１２ｆの潰し量や、フェイス面と吸水樹脂２１２ｃとの隙間を決定する。
【００７２】
ヘッド２０１にキャップ２１２ａを取り付けたとき、通常はヘッド２０１のフェイス面と吸水樹脂２１２ｃは互いに触れないようにする。これは、ヘッド２０１のフェイス面は通常は撥水処理が施されているが、吸水樹脂２１２ｃがこのフェイス面に触れているとフェイス面に物流インクが常に浸された状態となり、フェイス面の撥水性の劣化を招くおそれがあるためである。また、吸水樹脂２１２ｃからの溶出物やゴミ等がフェイス面に付着することや、さらにはそれらの付着物によってフェイス面に傷が付くおそれがあるためでもある。
【００７３】
また、吸水樹脂２１２ｃをキャップゴム２１２ｂに固定するための突起２１２ｅ（図６、図７参照）がキャップゴム２１２ｂに設けられているが、この突起２１２ｅは、キャップゴム２１２ｂの先端リブ２１２ｆによるヘッドフェイス面とのシール性を阻害することがないように、先端リブ２１２ｆよりも所定の高さだけ低く設けられている必要がある。
【００７４】
また、キャップ２１２をヘッド２０１に着脱する時や、物流状態のヘッド２０１が落下した時には、キャップ２１２をヘッド２０１のフェイス面に押し付ける方向の力が加わることが考えられる。このような時には、キャップゴム２１２ｂの先端リブ２１２ｆが更に潰れ、吸水樹脂２１２ｃがヘッドフェイス面に一層近づくが、たとえそのように吸水樹脂２１２ｃがヘッドフェイス面に一層近づいた場合であっても、吸水樹脂２１２ｃがヘッドフェイス面に接触することがないようにする必要がある。
【００７５】
上記の理由により、キャップユニット２１２がヘッド２０１に取り付けられたときには、ヘッドフェイス面と吸水樹脂２１２ｃとの間に所定の隙間を常に有するようにすることが望ましい。
【００７６】
次に、ヘッド２０１に対するキャップユニット２１２の着脱動作等について説明する。
【００７７】
図９は、本実施形態におけるキャップユニット２１２とインクジェットヘッド２０１との嵌合状態を模式的に示した図である。この図においては、キャップユニット２１２とインクジェットヘッド２０１の位置関係がわかりやすいように、キャップユニット２１２の爪部２１７とインクジェットヘッド２０１の引っ掛け部２１５との係合部の断面と、キャップユニット２１２の位置決めガイド２１４とインクジェットヘッド２０１の位置決めボス２１３との係合部の断面とを一緒に示している。
【００７８】
図９（Ａ）は通常にキャップユニット２１２が装着された状態を示す図であり、キャップユニット２１２の爪部２１７とインクジェットヘッド２０１の引っ掛け部２１５が接触係合している状態を示す。キャップユニット２１２が装着された状態では、キャップゴム２１２ｂの先端リブ２１２ｆが潰れることによる反発力が働くので、通常はキャップユニット２１２の爪部２１７とインクジェットヘッド２０１の引っ掛け部２１５が接触係合する状態となる。この時、キャップユニット２１２の位置決めガイド２１４とインクジェットヘッド２０１の位置決めボス２１３との位置関係は、図に示すように微小な隙間が空いた状態となっている。
【００７９】
図９（Ｂ）はキャップユニット２１２をフェイス面に押し付ける方向の力が加わった状態を示す図であり、本実施形態ではキャップユニット２１２の位置決めガイド２１４とインクジェットヘッド２０１の位置決めボス２１３が接触係合している。これにより、キャップユニット２１２をヘッドフェイス面に押し付ける方向の力が加わった状態でも、ヘッドフェイス面とキャップユニット２１２の吸水樹脂２１２ｃが接触するのを防止している。つまり、ヘッドフェイス面に押し付ける方向の力が加わると、図に示すようにキャップ２１２の爪部２１７とインクジェットヘッド２０１の引っ掛け部２１５との接触が離れてキャップゴム先端リブ２１２ｆが更に潰れていくが、ヘッドフェイス面とキャップユニットの吸水樹脂２１２ｃが接触することなくキャップユニット２１２の位置決めガイド２１４とインクジェットヘッド２０１の位置決めボス２１３が接触する構造となっている。これにより、ヘッドフェイス面にキャップユニットの吸水樹脂２１２ｃが接触してヘッドフェイス面に傷等がつくことが防止されている。
【００８０】
さらに、図７を用いて説明した通り、キャップユニット２１２をインクジェットヘッド２０１のフェイス面に押し付ける方向の力がさらに加わった場合に、仮にヘッド２０１のフェイス面が吸水樹脂２１２ｃに接触したとしても、吸水樹脂２１２ｃにはヘッド２０１の吐出口形成領域の周囲に対向する位置に凸面よりも高い突起２１２ｅが設けられているため、突起２１２ｅがフェイス面の吐出口形成領域の周囲に当接することにより、吸水樹脂２１２ｃがヘッド２０１の吐出口に当たることはなく、吐出口にダメージを与えることは防止される。
【００８１】
図９（Ｃ）はキャップユニット２１２をインクジェットヘッド２０１に着脱している時の状態を示す図であり、前述したようにキャップユニットが一旦広げられた状態である。このとき、図示のように、クリップ部２１９によってキャップユニット２１２が拡げられキャップユニット２１２の爪部２１７とインクジェットヘッド２０１の引っ掛け部２１５の係合が外れる状態となっても、キャップユニット２１２の位置決めガイド２１４がインクジェットヘッド２０１の位置決めボス２１３に接触するように、爪部２１７の係合長さよりも位置決めガイド２１４の係合長さのほうがキャップユニットの拡がり方向に対して長くなっている。
【００８２】
上記のように本実施形態では、キャップユニット２１２の位置決めガイド２１４がヘッド２０１の位置決めボス２１３に接触することで、吸水樹脂２１２ｃがヘッドフェイス面に所定の距離よりも近づかないようになっており、キャップユニット２１２の位置決めガイド２１４がインクジェットヘッド２０１のフェイス面の保護を兼ねる構造となっている。そのため、落下等の衝撃やキャップユニット２１２の着脱時にキャップユニット２１２をヘッドフェイス面に押し付ける方向の力が加わっても、ヘッドフェイス面とキャップユニット２１２の吸水樹脂２１２ｃが接触することがない。これにより、ヘッドフェイス面とキャップユニット２１２の吸水樹脂２１２ｃは所定の隙間を常に有することが可能となり、フェイス面に傷等がつくおそれのない信頼性の高いキャップを提供することができる。
【００８３】
ところで、ヘッドフェイス面はキャップゴム２１２ｂで密閉されているのでインクジェットヘッド２０１の外へインクが漏れることはないが、環境変化や、落下等の衝撃により、ノズル２０１ｇから物流インクが染み出す可能性もある。しかしながら、本実施形態によるキャップユニット２１２は、ヘッド２０１のノズル２０１ｇの開口面（フェイス面）と吸水樹脂２１２ｃとの間に所定の隙間が形成されるように構成されており、かつ、吸水樹脂２１２ｃ内に複数の突起２１２ｅが設けられているので、ヘッドフェイス面から物流インクが染み出した場合に、最悪の場合でもその水滴が大きくなる前に突起２１２ｅを介して吸水樹脂２１２ｃに吸収されるので、キャップユニット２１２をヘッド２０１から取り外す際に物流インクが垂れることを未然に防止することが可能となる。
【００８４】
さらに、本実施形態では物流時にヘッド２０１内に充填されるインクの量が僅かであるので、物流時に物流インクでインク貯留空間が満たされた従来のインクジェットヘッドに比べて、ヘッド２０１の内圧上昇によって物流インクの漏れを起こすことがなくなり、また、物流時にヘッド２０１の姿勢が変化することで物流インクが漏れ出す心配も無くすことができる。つまり、本実施形態によれば、インクジェットヘッド２０１の物流時に環境が変化したときに生じうるインク漏れ等の問題に関して信頼性を高めることができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のキャップユニットによれば、記録ヘッドのノズル内部を確実に保湿することができるとともに、使用時にユーザが記録ヘッドからキャップユニットを外したときにインクが記録ヘッドから垂れることを未然に防止することができ、物流形態における記録ヘッドのインク漏れ等に関する信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るキャップ部材が取り付けられるインクジェット記録ヘッドが用いられるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェット記録装置のインク供給経路を説明するための図である。
【図３】図２等に示したインクジェットヘッドを斜め下側から見た外観図である。
【図４】図４は図２等に示したインクジェットヘッドを斜め上側から見た外観図である。
【図５】図２等に示したインクジェットヘッドの物流形態を示す図である。
【図６】物流時にインクジェットヘッドに取り付けられるキャップユニットを説明するための図である。
【図７】物流時にインクジェットヘッドに取り付けられるキャップユニットを説明するための図である。
【図８】図６および図７に示したキャップユニットを装着したインクジェットヘッドを側面から見た部分断面図である。
【図９】インクジェットヘッドに対するキャップユニットの着脱動作等について説明するための図である。
【符号の説明】
２０１インクジェットヘッド
２０１ａコネクタ挿入口
２０１ｂサブタンク部
２０１ｃフィルタ
２０１ｄ開口部
２０１ｅ仕切部
２０１ｆ液室
２０１ｇノズル
２０１ｈ弾性部材
２０１ｉ圧力調整室
２０２キャリッジ
２０３搬送ローラ
２０４メインタンク
２０４ｂ，２０４ｃゴム栓
２０５インク供給ユニット
２０５ａインク供給針
２０５ｂ大気導入針
２０５ｆバッファ室
２０５ｇ大気連通口
２０６インク供給チューブ
２０７回復ユニット
２１０吐出口
２１１ジョイントゴム
２１２キャップユニット
２１２ａ保護キャップ
２１２ｂキャップゴム
２１２ｃ吸水樹脂
２１２ｄ吸水樹脂押さえ部
２１２ｅ突起
２１２ｆリブ
２１３保護キャップ位置決め用ボス
２１４位置決めガイド
２１５，２１６引っ掛け部
２１７，２１８爪部
２１９クリップ部
Ａシート搬送方向
Ｂキャリッジ移動方向
Ｓ記録用シート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cap unit that protects an ink jet recording head that performs recording by discharging a recording liquid from an ejection port.
[0002]
[Prior art]
In a general ink jet recording head, an amount of ink necessary for recording is stably supplied from an ink tank containing ink to a nozzle. In addition, the ink jet recording head has a negative ink supply pressure from the ink tank to the nozzle so that the ink does not leak from the discharge port, more specifically, in order to maintain the ink meniscus of the discharge port. Has been adjusted. Means for adjusting the ink supply pressure to a negative pressure include a means for utilizing a water head difference from an ink outlet port of an ink tank directly containing ink to an ejection port of an ink jet recording head, or a negative pressure generating member in the ink tank. There are means for storing the ink absorber.
[0003]
As a method of supplying ink to the nozzles of the ink jet recording head, a method of supplying ink to the nozzles by mounting an ink tank on the carriage so as to be integrated or separable with the ink jet recording head, or a method of supplying ink to the ink jet recording head outside the carriage. There is a so-called tube supply method in which ink is supplied to the nozzles by connecting them via a tank and a tube. Among these, an ink jet recording apparatus that consumes a large amount of ink requires a large capacity ink tank. However, if a large capacity ink tank is provided on the carriage, the ink jet recording apparatus itself becomes large, and this In such a recording apparatus, a tube supply system is generally adopted.
[0004]
In such a tube supply type ink jet recording head, an ink reservoir or a buffer such as a filter that stores ink secondarily is provided between the ink tank and the ink tank so as not to cause ejection failure or ink leakage due to a sudden pressure change. Provided. Furthermore, a nozzle serving as an ink droplet discharge unit, an ink storage space, and an ink introduction port are also provided.
[0005]
In such an ink jet recording head, when the inside of the nozzle is in a dry state during use, the wettability with respect to the ink on the inner surface of the nozzle changes when ink is supplied to the inside of the recording head. Due to this, a discharge failure may occur. Therefore, a method has been adopted in which the recording head (inside the nozzle) is kept wet by storing transparent ink (distribution ink) that does not contain a color material in the nozzle during the distribution of the recording head. Here, the ink that does not contain the color material is used as the distribution ink in order to prevent the color material dissolved in the water from being deposited and blocking the nozzle when the water, which is the main component of the ink, is evaporated. It is.
[0006]
By the way, the ink jet recording head mounted on the carriage used in the above-described tube supply method adopts a configuration in which air is stored in an ink storage portion that stores ink supplied to the nozzles. However, when trying to store an ink jet recording head that stores air in the ink reservoir as described above, the environment changes during the storage process from the manufacture of the head to the product shipment, and the recording head shipment to the user. If the internal pressure of the head rises due to environmental changes in the physical distribution process until crossing, there is a risk that the physical distribution ink may leak from the nozzle ejection port or the ink introduction port.
[0007]
Further, it is expected that such distribution ink leakage will occur more significantly depending on the attitude during distribution.
[0008]
In order to prevent ink from leaking from the nozzles, a method of sealing the tape by pressing tape or rubber directly on the face surface (ink discharge port forming surface) of the recording head is also conceivable. However, when air is contained as described above, the pressure increase due to the expansion of air is significant, and it is necessary to press the face surface with a considerably strong pressure in order to prevent ink leakage. However, when the face surface is pressed with such a strong pressure, the nozzle portion may be deformed. In addition, by putting dust between tapes and rubber, the nozzles are clogged, the adhesive on the tape surface is transferred to the face surface, changing the wettability of the ink, and scratching the face surface. There is also a fear.
[0009]
For these reasons, conventionally, as disclosed in, for example, Patent Document 1, at least the distribution ink is accommodated in the nozzle, and the nozzle area is covered with the periphery of the nozzle on the discharge port forming surface of the ink jet recording head. A logistics form that can protect a nozzle while not contacting the nozzle portion by attaching a cap unit including an elastic cap and a planar liquid absorbing member disposed in the elastic cap to the recording head. Was adopted.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2002-321387 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional physical form described above, the liquid absorbing member housed in the elastic cap is a flat plate, so that when the cap unit is attached to the face surface of the recording head, the liquid absorbing member A large gap is formed between the surface of the member and the discharge port of the ink jet recording head. When such a gap occurs, for example, when the inkjet recording head is dropped, or when the air inside the recording head expands due to being placed at a high temperature, the distribution ink leaking from the nozzle remains as it is. Large droplets adhere to the face. If the cap unit is removed in this state, the droplets of the distribution ink adhering to the face surface may drip from the ink jet recording head, and the user's hand, clothes, or work table may be soiled.
[0012]
In view of the above-described problems, the present invention can reliably retain moisture inside the nozzles of the recording head, leak ink due to environmental changes, or drop the distribution ink when removing the cap unit, It is an object of the present invention to provide a cap unit for an ink jet recording head that can increase the reliability of ink leakage of the recording head in a physical distribution form without damaging the face surface or nozzle portion of the head.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a cap unit for protecting an ink jet recording head of the present invention includes a protective cap provided with an engaging means used for mounting on the ink jet recording head, and an ink discharge port forming surface of the ink jet recording head. An elastic cap having an edge that abuts and seals a region where the ink discharge port of the ink jet recording head is formed; and a liquid absorbing member disposed in the region surrounded by the edge of the elastic cap. And Of the liquid absorbing member The surface opposite to the ink discharge port formation surface is a region of the ink discharge port formation surface where the ink discharge port is formed. With the first area facing And a second region and a third region facing a region where the ink discharge port is not formed on the ink discharge port forming surface, and the second region surrounds the first region. As described above, the plurality of fixing members provided on the elastic cap are in contact with the second region to fix the liquid absorbing member. The first region is formed higher than the second region so as to be convex with respect to the second region, and the edge of the elastic cap is in contact with the ink discharge port formation surface. The third region is arranged to be interspersed in the second region, and the edge of the elastic cap. In contact with the ink discharge port forming surface By being in contact with the ink discharge port forming surface before the first region when an impact is applied to the ink jet recording head, a gap is formed between the outlet forming surface and the ink jet recording head. The first region is formed higher than the first region so as to avoid contact with the ink discharge port formation surface. It is characterized by being.
[0014]
According to the cap unit according to the present invention, A liquid absorbing member disposed in a region surrounded by an edge of an elastic cap having an edge that seals a region where the ink discharge port of the ink jet recording head is formed in contact with the ink discharge port forming surface of the ink jet recording head The first area facing the ink discharge port of the inkjet recording head is convex with respect to the second area pressed by the fixing member provided in the elastic cap to fix the liquid absorbing member in the elastic cap. Is configured to Therefore, when the cap unit is attached to the ink jet recording head, the gap generated between the ink discharge port forming surface of the recording head and the liquid absorbing member is as small as possible.
[0015]
For this reason, in the physical distribution form in which the cap unit is attached to the ink jet recording head, the ink leaks from the ejection port of the ink jet recording head due to the drop of the ink jet recording head or the change of the surrounding environment (temperature and pressure). However, the ink is absorbed by the liquid absorbing member facing the ink ejection port of the recording head. In addition, since the ejection port of the recording head is sealed with an elastic cap, even when ink leaks from the ejection port of the recording head, the ejection port of the recording head and the inside of the nozzle are absorbed by the liquid absorbing member. Moisturized by the saturated water vapor of the ink.
[0016]
As described above, according to the present invention, the inside of the nozzle of the recording head can be reliably moisturized, and ink can be prevented from dripping from the recording head when the user removes the cap unit from the recording head during use. Therefore, it is possible to increase the reliability of ink leakage of the recording head in the physical distribution form.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
First, an ink jet recording apparatus using an ink jet recording head to which a cap member according to the present invention is attached will be described.
[0019]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an ink jet recording apparatus using an ink jet recording head to which a cap member according to the present invention is attached. The ink jet recording apparatus shown in FIG. 1 repeats the reciprocating movement (main scanning) of the ink jet head 201 and the conveyance (sub scanning) of recording sheets S such as general recording paper, special paper, and OHP film at a predetermined pitch. The ink jet recording apparatus is a serial type ink jet recording apparatus that forms characters, symbols, images, and the like by selectively ejecting ink from the ink jet head 201 and attaching the ink to the recording sheet S while synchronizing with these movements.
[0020]
As shown in FIG. 1, an inkjet head 201 is detachably mounted on a carriage 202 that is slidably supported by two guide rails and reciprocated along the guide rails by a driving means such as a motor (not shown). ing. The recording sheet S is opposed to the ink ejection surface of the inkjet head 201 by the conveying roller 203 and crosses the moving direction of the carriage 202 so as to maintain a constant distance from the ink ejection surface (for example, It is conveyed in the direction of arrow A, which is a direction orthogonal to each other.
[0021]
The inkjet head 201 has a plurality of nozzle rows for ejecting inks of different colors. A plurality of independent main tanks 204 are detachably attached to the ink supply unit 205 in accordance with the color of ink ejected from the inkjet head 201. The ink supply unit 205 and the inkjet head 201 are connected to each other by a plurality of ink supply tubes 206 corresponding to the colors of the ink, and the main tank 204 is mounted on the ink supply unit 205 so that the ink is stored in the main tank 204. Each color ink can be independently supplied to each nozzle row of the inkjet head 201.
[0022]
The recovery unit 207 is disposed so as to face the ink discharge port forming surface of the inkjet head 201 in the non-recording area that is within the reciprocating range of the inkjet head 201 and outside the passing range of the recording sheet S. Has been.
[0023]
Next, the detailed configuration of the ink supply system of the ink jet recording apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining the ink supply path of the ink jet recording apparatus shown in FIG. 1, and only the ink path for one color is shown for ease of explanation.
[0024]
First, the inkjet head 201 will be described.
[0025]
Ink is supplied to the inkjet head 201 from a connector insertion port 201a to which a liquid connector provided at the tip of the ink supply tube 206 is airtightly connected. The connector insertion port 201 a communicates with a sub tank portion 201 b formed on the upper part of the inkjet head 201. A liquid chamber 201f that directly supplies ink to a nozzle portion having a plurality of nozzles 201g arranged in parallel is formed below the sub tank portion 201b in the direction of gravity. The sub-tank portion 201b and the liquid chamber 201f are partitioned by the filter 201c, but the partition 201e has an opening 201d formed at the boundary between the sub-tank portion 201b and the liquid chamber 201f. It is installed on 201e.
[0026]
With the above-described configuration, the ink supplied from the connector insertion opening 201a to the inkjet head 201 is supplied to the nozzle 201g via the sub tank 201b, the filter 201c, and the liquid chamber 201f. The space from the connector insertion port 201a to the nozzle 201g is kept airtight with respect to the atmosphere.
[0027]
An opening is formed on the upper surface of the sub tank 201b, and this opening is covered with a dome-shaped elastic member 201h. The space (pressure adjusting chamber 201i) surrounded by the elastic member 201h has a function of adjusting the pressure in the sub tank 201b as described later, with the volume changing according to the pressure in the sub tank 201b.
[0028]
The nozzle 201g has a cylindrical structure with a cross-sectional width of about 20 μm, and discharges ink from the nozzle 201g by applying discharge energy to the ink in the nozzle 201g. After the ink is discharged, the nozzle 201g is driven by the capillary force of the nozzle 201g. The ink is filled inside. In order to give ejection energy to the ink in the nozzle 201g, the inkjet head 201 has an energy generating means for each nozzle 201g. In this embodiment, a heating resistor element that heats the ink in the nozzle 201g is used as the energy generating means, and the heating resistor element is selected by a command from a head control unit (not shown) that controls the driving of the inkjet head 201. The ink in the desired nozzle 201g is boiled, and ink is ejected from the nozzle 201g using the pressure of the bubbles generated thereby.
[0029]
The nozzle 201g is arranged with the tip for discharging ink facing downward, but no valve mechanism for closing the tip is provided, and the ink fills the nozzle 201g in a state where a meniscus is formed. Therefore, the inside of the inkjet head 201, particularly the inside of the nozzle 201g, is kept in a negative pressure state. However, if the negative pressure is too small, if foreign matter or ink adheres to the tip of the nozzle 201g, the ink meniscus may break and the ink may leak out of the nozzle 201g. On the other hand, if the negative pressure is too large, the force that pulls the ink back into the nozzle 201g becomes stronger than the energy given to the ink during ejection, resulting in ejection failure. Therefore, the negative pressure in the nozzle 201g is kept in a certain range slightly lower than the atmospheric pressure. The range of this negative pressure varies depending on the number of nozzles 201g, the cross-sectional area, the performance of the heating resistance element, and the like.
[0030]
In this embodiment, the ink supply unit 205 and the inkjet head 201 are connected by the ink supply tube 206, and the position of the inkjet head 201 with respect to the ink supply unit 205 can be set relatively freely. In order to obtain a negative pressure, the inkjet head 201 is arranged at a position higher than the ink supply unit 205.
[0031]
The filter 201c is made of a metal mesh having fine holes of 10 μm or less smaller than the cross-sectional width of the nozzle 201g for preventing foreign matter that clogs the nozzle 201g from flowing out from the sub tank 201b to the liquid chamber 201f. The When the ink contacts only one surface of the filter 201c, the filter 201c has an ink meniscus formed by capillary force in each minute hole, and the ink easily permeates but the air flow is difficult. The smaller the size of the micropores, the stronger the meniscus, and the more difficult it is to pass air.
[0032]
In the filter 201c as used in the present embodiment, the pressure required to transmit air is about 0.1 atm (10.1325 kPa) (experimental value). Therefore, if air exists in the liquid chamber 201f located downstream of the filter 201c with respect to the ink moving direction in the ink jet head 201, the air cannot pass through the filter 201c with the buoyancy of the air itself. The air inside remains in the liquid chamber 201f. In this embodiment, this phenomenon is utilized, the liquid chamber 201f is not filled with ink, and an air layer exists between the ink in the liquid chamber 201f and the filter 201c. A predetermined amount of ink is stored in the liquid chamber 201f so that the ink 201 and the filter 201c are separated from each other. As described above, in the present embodiment, the liquid chamber is enlarged so that bubbles are easily collected under the filter, so that bubbles do not easily go to the nozzle and bubbles generated by discharge easily move under the filter. It has become. This makes the head structure less susceptible to bubbles, which is a major factor that makes recording unstable.
[0033]
Further, the ink in the partition 201e under the filter 201c is in contact with the filter 201c, and when the air under the filter 201c expands due to a change in the environmental temperature or the like, the ink moves onto the filter 201c to increase the pressure. It has a structure to absorb. However, since the temperature change cannot be absorbed when the air under the filter 201c becomes larger than a certain level, suction is periodically performed to keep the air amount under the filter 201c within a certain range.
[0034]
The amount of ink stored in the liquid chamber 201f is at least the amount necessary to fill the nozzle 201g with ink. When air from the liquid chamber 201f enters the nozzle 201g, ink is not replenished to the nozzle 201g after ink discharge, causing a discharge failure. Therefore, the nozzle 201g needs to be always filled with ink.
[0035]
The ink in the sub tank 201b is in contact with the upper surface of the filter 201c. The area in contact with this ink is the effective area of the filter 201c. The pressure loss due to the filter 201c depends on the effective area of the filter 201c. In this embodiment, the filter 201c is arranged so as to be horizontal in the usage state of the inkjet head 201, and the ink is brought into contact with the entire upper surface of the filter 201c to maximize the effective area of the filter and reduce the pressure loss. .
[0036]
The pressure adjustment chamber 201i is a chamber whose volume decreases as the internal negative pressure increases. When the pressure adjustment chamber 201i is configured by the elastic member 201h as in the present embodiment, the elastic member 201h is a rubber material. Etc. are preferably used. Moreover, you may comprise by the combination of a plastic sheet | seat and a spring other than the elastic member 201h. Providing such a pressure adjustment chamber 201i stabilizes ink ejection and suppresses the influence of pressure loss in the ink supply path from the main tank 204 to the inkjet head 201. For this reason, the ink supply tube 206 driven by the carriage 202 can also have a small diameter, which contributes to a reduction in the load of movement of the carriage 202.
[0037]
Next, the ink supply unit 205 and the main tank 204 will be described.
[0038]
The main tank 204 is configured to be detachable from the supply unit 205, and has an ink supply port sealed by a rubber plug 204b and an air introduction port sealed by a rubber plug 204c at the bottom. . The main tank 204 is an airtight container by itself, and the ink 209 is stored in the main tank 204 as it is.
[0039]
On the other hand, the ink supply unit 205 includes an ink supply needle 205 a for taking out the ink 209 from the main tank 204 and an air introduction needle 205 b for introducing the atmosphere into the main tank 204. The ink supply needle 205a and the air introduction needle 205b are both hollow needles, and are arranged with the needle points upward corresponding to the positions of the ink supply port and the air introduction port of the main tank 204. By being mounted on the ink supply unit 205, the ink supply needle 205a and the air introduction needle 205b penetrate the rubber plugs 204b and 204c, respectively, and enter the main tank 204.
[0040]
The ink supply needle 205a is connected to the ink supply tube 206 through the liquid path 205c. The atmosphere introduction needle 205b communicates with the atmosphere via the liquid path 205e, the buffer chamber 205f, and the atmosphere communication port 205g. The liquid path 205c at the lowest position in the ink supply path from the ink supply needle 205a to the ink supply tube 206 and the lowest position in the path from the atmosphere introduction needle 205b to the atmosphere communication port 205g. Both of the liquid passages 205e have the same height.
[0041]
With the above configuration, when ink in the inkjet head 201 is consumed, the negative pressure causes ink to be supplied from the main tank 204 to the inkjet head 201 via the ink supply unit 205 and the ink supply tube 206 as needed. At that time, the same amount of air as the ink supplied from the main tank 204 is introduced into the main tank 204 from the atmosphere communication port 205g through the buffer chamber 205f and the atmosphere introduction needle 205b.
[0042]
The appearance of the inkjet head 201 used in the ink supply method described above is as shown in FIGS. 3 and 4, for example. FIG. 3 is an external view of the ink jet head 201 viewed from an oblique lower side, and FIG. 4 is an external view of the ink jet head 201 viewed from an oblique upper side. 3 and 4 show an inkjet head 201 in which a plurality of ejection port arrays are arranged. 3 is an opening of the nozzle 201g, and a plurality of rows formed of a plurality of discharge ports are arranged in parallel to the carriage movement direction B.
[0043]
Next, “distribution form” of the inkjet head will be described. Although the inkjet head 201 described above will be described here, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to any inkjet type head having a nozzle provided with an ejection energy generating element and an ink reservoir connected to the nozzle. Applicable.
[0044]
FIG. 5A is a head longitudinal sectional view showing a physical distribution form of the inkjet head 201. FIG.5 (b) is sectional drawing when it sees along the XX 'line | wire with respect to the state of Fig.5 (a).
[0045]
The ink jet head 201 according to the present embodiment ejects ink from six nozzle rows, and the main tank 204, the ink supply tube 206, the sub tank 201b, and the liquid chamber shown in FIG. Ink is independently supplied via 201f.
[0046]
As shown in FIG. 5, joint rubber 211 is inserted into the connector insertion opening 201 a connected to the sub tank portion 201 b of the inkjet head 201 by press fitting. The ink joint rubber 211 has a slit 211a (see FIG. 9A) into which a joint needle (needle-like tube) of a liquid connector provided at the tip of the ink supply tube 206 (see FIG. 2) is inserted. Yes. That is, the ink introduction part into the inkjet head 201 is a slit of the elastic member. This is because it is necessary to handle the head 201 with ink in the head 201 at the time of shipping inspection of the head 201 or the like. At this time, if the connector insertion opening 201a is open to the atmosphere, the head 201 alone does not have a negative pressure generation mechanism, and thus ink may leak out from the nozzle 201g. Therefore, the head 201 of the present embodiment has a slit for sealing the connector insertion port 201a in a normal state. The joint needle insertion slit seals the connector insertion port 201a except when the joint needle is inserted.
[0047]
During distribution of the inkjet head 201, the cap unit 212 is attached to the face surface (formation surface of the ejection port 210 shown in FIG. 3) where the ejection port of the nozzle 201g of the inkjet head 201 opens.
[0048]
6 and 7 are diagrams for explaining the cap unit 212. FIG. 6 (A) is a plan view showing the side bonded to the face surface of the inkjet head 201, and FIG. 6 (B) is the same. It is the side view seen from arrow B in figure (A). 7C is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 6A, and FIG. 7D is an enlarged view of a portion C in FIG.
[0049]
The cap unit 212 forms a shell of the unit and protects the face surface of the inkjet head 201, a protective cap 212a, a cap rubber (elastic cap) 212b fixed to the concave portion of the protective cap 212a, and a cap rubber. It has a water-absorbing resin (liquid absorbing member) 212c fixed to the recess of 212b.
[0050]
Here, the water-absorbing resin 212c has a higher area substantially in the inner region than the bowl-shaped water-absorbing resin pressing portion 212d provided on the cap rubber 212b, that is, a region facing the discharge port forming region of the inkjet head 201. It has a convex configuration. More specifically, the surface of the water-absorbing resin 212c that faces the ink discharge port forming surface of the head 201 is the first surface of the ink discharge port forming surface that faces the region where the ink discharge port is formed, and the ink. And a second surface facing the region where the discharge port is not formed, and the first surface is formed higher than the second surface.
[0051]
As a matter of course, the height of the water-absorbing resin 212c with respect to the cap rubber 212b is such that the convex surface (first surface) of the water-absorbing resin 212c does not contact the discharge port on the face surface of the head 201. (See FIG. 7C). This height relationship indicates that when the cap unit 212 is attached to the inkjet head 201, the gap formed between the discharge port forming surface of the head 201 and the convex surface (first surface) of the water absorbent resin 212c is 0.1 mm. As described above, it is set to be in a range of 0.8 mm or less.
[0052]
Further, the water absorbent resin 212c is provided with a plurality of protrusions 212e on the second surface of the water absorbent resin 212c just located between the bowl-shaped water absorbent resin pressers 212d. The position of the protrusion 212e is also a position facing a region other than the region where the heater board (not shown) is provided on the ink discharge port forming surface of the head 201 when the cap unit 212 is attached to the inkjet head 201. . The height of the protrusion 212e is set to be higher than at least the convex surface (first surface) that is high in almost the entire central portion of the water absorbent resin 212c described above (FIG. 7D). )reference).
[0053]
The protrusion 212e assumes the worst case that can occur in the head 201 during distribution, for example, when the inkjet head 201 is dropped, and even in such a case, the water absorbing resin 212c is discharged from the discharge port of the head 201. This is provided to prevent the discharge port from being damaged in the event of an accident. Therefore, the protrusion 212e is arranged so as to face the periphery of the discharge port forming region of the head 201 when the cap unit 212 is attached to the inkjet head 201. Therefore, even when an impact is applied to the head 201, the protrusion 212e does not hit the ejection port of the head 201. Even when the protrusion 212e is in contact with the ejection port forming surface of the head 201, the contact portion is an area where a heater board (not shown) is not provided, so the protrusion 212e is denatured by heat. There is no such thing.
[0054]
In addition, the height of the protrusion 212e is normally such that the protrusion 212e does not contact the face surface of the head 201 when the cap unit 212 is attached to the head 201. Specifically, the protrusion 212e is 0.2 mm higher than the convex surface (first surface) of the water absorbent resin 212c. In addition, by making the protrusion 212e higher than the convex surface of the water absorbent resin 212c by 0.2 mm in this way, even when the ink jet head 201 is dropped and an impact is applied, the water absorbent resin 212c is discharged from the discharge port of the head 201. It is clarified by experiment etc. that it is not hit.
[0055]
Around the cap rubber 212b, a rib 212f that is brought into close contact with the outer peripheral portion of the area of the face surface of the inkjet head 201 in which a plurality of ejection port arrays are provided is formed in an annular shape. As shown in FIG. 7D, the rib 212f is a protrusion 212 that forms the uppermost surface of the absorbent resin 212c. e Higher than. Therefore, when the cap unit 212 is attached to the inkjet head 201, the rib 212f of the cap rubber 212b abuts against the face surface of the head 201 over the entire circumference, but the water-absorbing resin 212c inside the cap rubber 212b contacts the face surface. Do not touch. That is, as shown in FIGS. 5 and 8, the cap rubber 212b at the time of capping forms a sealed space that seals the nozzle 201g in a non-contact state with the discharge port of the nozzle 201g.
[0056]
According to such a configuration, the nozzle 201g can be moisturized without damaging the nozzle 201g with the cap rubber 212b or the water-absorbing resin 212c. Furthermore, since the gap formed between the discharge port and the water absorbent resin 212c is small, for example, when the head 201 is dropped or the head 201 is placed in a high temperature environment, the internal pressure of the head 201 is increased. In this case, even if the distribution ink leaks from the ejection port, the water absorption resin 212c instantaneously absorbs the leaked distribution ink, so that the distribution ink does not drip when the cap unit 212 is removed from the head 201. The gap generated between the ejection port of the head 201 and the first surface of the water absorbent resin 212c when the cap unit 212 is attached to the inkjet head 201 is an optimum value based on data obtained in various experiments. Has been determined. In the present embodiment, the gap is set to 0.1 mm or more and 0.8 mm or less as described above.
[0057]
Further, as shown in FIG. 6B, the protective cap 212a is provided with a positioning guide 214 for the positioning boss 213 (see FIGS. 3 and 4) provided on the ink jet head 201 side. ing. Furthermore, the protective cap 212a has clips 217 and 218 that can be expanded once and then fitted to hooks 215 and 216 (see FIGS. 3 and 4) provided on the inkjet head 201 side. A portion 219 is provided.
[0058]
The cap unit 212 configured as described above performs positioning with respect to the boss 213 (FIGS. 3 and 4) serving as a positioning portion provided in the inkjet head 201 by the positioning guide 214, and the hook portion 215 provided in the inkjet head 201. , 216 (see FIGS. 3 and 4) can be attached to the inkjet head 201 by hooking and engaging the claw portions 217 and 218 which are engaging means of the clip portion 219 (see FIG. 8). Further, the cap unit 212 attached to the inkjet head 201 is removed from the inkjet head 201 by removing the claw portions 217 and 218 of the clip portion 219 from the hook portions 215 and 216 by expanding the clip portions 219 on both sides. be able to.
[0059]
Next, the filling amount of ink (distribution ink) that does not include a color material that is filled in the inkjet head 201 during distribution will be described.
[0060]
As shown in FIG. 2, the inkjet head 201 of the present embodiment has a configuration in which bubbles remain under the filter 201c even in a normal use state. Therefore, as described above, the ink jet head 201 of the present embodiment uses the ink in the partitioning part 201e below the filter 201c to absorb the expansion of bubbles caused by a temperature change that occurs when the head 201 is mounted on a recording apparatus and used. Although the structure moves to 201c, the temperature change during distribution is larger than when the head 201 is used, and the head 201 is left for a long period of time, so depending on the structure alone, all the bubbles under the filter 201c may expand. It is difficult to absorb. In addition, it is necessary to take measures to prevent the ink on the filter 201c from leaking out.
[0061]
Therefore, in this embodiment, the distribution ink is filled only in the nozzles of the head 201 during distribution. This filling amount is the minimum ink amount that can keep the water vapor amount in the nozzles of the inkjet head 201 in a saturated state during distribution. Further, even when the physical distribution ink drips from the nozzles during physical distribution, the water-absorbing resin 212c of the cap unit 212 absorbs the stagnation physical ink as described above. Specifically, the inkjet head 201 at the time of distribution has a form shown in FIGS.
[0062]
As shown in FIG. 5 and FIG. 8, in the head 201 of the physical distribution form with the cap unit 212 mounted, the physical distribution ink exists in at least the nozzle 201g in the head 201, and the upper and lower spaces sandwiching the filter 201c are in the upper and lower spaces. There is no logistics ink. The amount of the distribution ink filled in the head 201 in the distribution mode is the saturated water vapor with respect to the total volume of the volume in the nozzle of the head 201 and the volume of the sealed space formed between the head 201 and the cap unit 212. It is desirable that the amount is slightly larger than the amount. In the present embodiment, the amount of the distribution ink filled in the head 201 in the distribution mode is 1 to 2 g as a whole, and the water absorbing resin 212c has a capability of sufficiently absorbing such an amount of the distribution ink.
[0063]
The distribution ink is filled into the head 201 as follows. Referring to FIG. 5, first, after carrying out a shipping inspection in which a recording operation is inspected using normal ink, the distribution ink is put into the head 201 from the connector insertion port 201 a, so that the head 201 is filled up to that point. The normal ink that has been used is replaced with logistics ink. Thereafter, the distribution ink in the head 201 is sucked from the nozzle 201g for a certain period of time, and the distribution ink in the head 201 is discharged. In the head 201 having a structure having a relatively large liquid chamber 201f as in the present embodiment, the distribution ink remains in the corners of the liquid chamber 201f even if the distribution ink is sucked for a certain period of time. Therefore, after the logistics ink is sucked for a certain period of time, the head 201 is left with the nozzle 201g directed downward, and after a while, the logistics ink remaining in the corners of the liquid chamber 201f flows into the nozzle 201g, As a result, the distribution ink is filled into the nozzle 201g.
[0064]
Next, an operation when the internal pressure of the head 201 increases due to a temperature change or the like in the physical distribution state will be described.
[0065]
As shown in FIG. 5, in the head 201, the upper sub-tank portion 201b of the filter 201c communicates with the slit 211a of the joint rubber 211 described above. The slit 211a is normally closed, but when the internal pressure of the head 201 rises, the slit 211a is opened to release the pressure to the outside. Since the liquid chamber 201f below the filter 201c is in communication with the sub tank 201b when the filter 201c is not impregnated with ink, the rising pressure in the liquid chamber 201f is similarly released from the slit 211a. However, since the filter 201c is easily wetted with ink, the filter 201c may be impregnated with ink. In this case, since the liquid chamber part 201f and the sub tank part 201b are not in communication with each other, the pressure rising in the liquid chamber part 201f is not released from the slit 211a via the filter 201c and the sub tank part 201b. Therefore, the pressure that has risen in the liquid chamber portion 201f is released to the atmosphere by pushing away the distribution ink filled in the nozzle 201g. At this time, the distribution ink filled in the nozzle 201g drips from the nozzle 201g.
[0066]
However, in the head 201 of the present embodiment, even if the distribution ink in the nozzle 201g drips from the face surface due to an increase in internal pressure, the drooping distribution ink is absorbed by the water absorbing resin 212c, so that ink leaks around the head 201. Does not occur, and the electrical connection portion of the head 201 is not adversely affected.
[0067]
Further, in this embodiment, since the periphery of the nozzle 201g is sealed by the cap unit 212, even when the distribution ink in the nozzle 201g drips and is absorbed by the water absorbing resin 212c, the ink in the nozzle 201g is saturated. Filled with water vapor. Of course, when the distribution ink remains in the nozzle 201g, the nozzle 201g is filled with the distribution ink.
[0068]
Since the cap unit 212 is attached to the head 201 in a non-contact state in the vicinity of the opening (ejection port) of the nozzle 201g of the head 201, the cap unit 212 attached to the head 201 may damage the nozzle 201g. Nor.
[0069]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a highly reliable inkjet head 201 in which ink does not leak out of the head 201 during distribution even when air is present in the inkjet head 201.
[0070]
In particular, in the head 201 as in this embodiment having a structure in which air tends to remain under the filter 201c, it is difficult to fill the space between the filter 201c and the nozzle 201g with the distribution ink. The physical distribution form using 212 is effective.
[0071]
In the head 201 in which the face surface is hermetically sealed during distribution, a predetermined gap is usually provided between the face surface of the head 201 and the water absorbent resin 212c of the cap 212a. This is because the gap between the head 201 and the cap 212a is determined by the tolerance of the fitting portion between them, so that the water absorption resin 212c does not come into contact with the face surface of the head 201 to some extent within the allowable tolerance range. This is because it is necessary to have a margin of. In designing the cap 212a, taking this tolerance into consideration, the amount of crushing of the tip rib 212f of the cap rubber 212b that secures the sealing performance between the cap 212a and the face surface of the head 201, and the face surface and the water absorbing resin 212c. And determine the gap.
[0072]
When the cap 212a is attached to the head 201, the face surface of the head 201 and the water absorbent resin 212c are normally kept from touching each other. This is because the face surface of the head 201 is normally subjected to water repellent treatment, but if the water absorbing resin 212c touches the face surface, the distribution surface is always immersed in the face surface, and the face surface is repelled. It is because there exists a possibility of causing deterioration of aqueous property. Moreover, it is because there exists a possibility that the elution thing, dust, etc. from the water absorption resin 212c may adhere to a face surface, and also a face surface may be damaged by those attachments.
[0073]
Further, a protrusion 212e (see FIGS. 6 and 7) for fixing the water-absorbing resin 212c to the cap rubber 212b is provided on the cap rubber 212b. The protrusion 212e is a head face formed by a tip rib 212f of the cap rubber 212b. In order not to impede the sealing performance with the surface, it is necessary to be provided lower than the tip rib 212f by a predetermined height.
[0074]
Further, when the cap 212 is attached to and detached from the head 201 or when the head 201 in a physical distribution state falls, it is conceivable that a force in a direction of pressing the cap 212 against the face surface of the head 201 is applied. In such a case, the tip rib 212f of the cap rubber 212b is further crushed, and the water absorbing resin 212c is closer to the head face surface. Even if the water absorbing resin 212c is closer to the head face surface, the water absorbing resin 212c is closer to the head face surface. It is necessary to prevent the resin 212c from coming into contact with the head face surface.
[0075]
For the above reason, when the cap unit 212 is attached to the head 201, it is desirable to always have a predetermined gap between the head face surface and the water absorbent resin 212c.
[0076]
Next, the attaching / detaching operation of the cap unit 212 with respect to the head 201 will be described.
[0077]
FIG. 9 is a diagram schematically showing a fitting state between the cap unit 212 and the inkjet head 201 in the present embodiment. In this figure, to facilitate understanding of the positional relationship between the cap unit 212 and the inkjet head 201, the cross section of the engaging portion between the claw portion 217 of the cap unit 212 and the hooking portion 215 of the inkjet head 201, and the positioning guide of the cap unit 212 are illustrated. The cross section of the engaging part of 214 and the positioning boss 213 of the inkjet head 201 is shown together.
[0078]
FIG. 9A is a diagram illustrating a state in which the cap unit 212 is normally mounted, and illustrates a state in which the claw portion 217 of the cap unit 212 and the hook portion 215 of the inkjet head 201 are in contact engagement. In a state where the cap unit 212 is mounted, a repulsive force is exerted by the crushing of the tip rib 212f of the cap rubber 212b, so that the claw portion 217 of the cap unit 212 and the hook portion 215 of the inkjet head 201 are normally in contact with each other It becomes. At this time, the positional relationship between the positioning guide 214 of the cap unit 212 and the positioning boss 213 of the inkjet head 201 is in a state where a minute gap is left as shown in the figure.
[0079]
FIG. 9B is a diagram showing a state in which a force in a direction of pressing the cap unit 212 against the face surface is applied. In this embodiment, the positioning guide 214 of the cap unit 212 and the positioning boss 213 of the inkjet head 201 are in contact engagement. is doing. This prevents the head face surface and the water-absorbing resin 212c of the cap unit 212 from coming into contact with each other even when a force in the direction of pressing the cap unit 212 against the head face surface is applied. That is, when a force in the direction of pressing against the head face surface is applied, as shown in the figure, the contact between the claw portion 217 of the cap 212 and the hook portion 215 of the inkjet head 201 is separated, and the cap rubber tip rib 212f is further crushed. Further, the positioning guide 214 of the cap unit 212 and the positioning boss 213 of the inkjet head 201 are in contact with each other without the head face surface and the water absorbing resin 212c of the cap unit contacting each other. This prevents the water absorption resin 212c of the cap unit from coming into contact with the head face surface and scratching the head face surface.
[0080]
Furthermore, as described with reference to FIG. 7, even when a force in the direction of pressing the cap unit 212 against the face surface of the inkjet head 201 is further applied, even if the face surface of the head 201 contacts the water absorbent resin 212 c, Since the resin 212c has a protrusion 212e higher than the convex surface at a position facing the periphery of the discharge port formation region of the head 201, the protrusion 212e abuts on the periphery of the discharge port formation region of the face surface, thereby absorbing water. The resin 212c does not hit the discharge port of the head 201, and damage to the discharge port is prevented.
[0081]
FIG. 9C is a diagram showing a state when the cap unit 212 is attached to and detached from the ink jet head 201, and is a state where the cap unit is once expanded as described above. At this time, as shown in the drawing, even if the cap unit 212 is expanded by the clip part 219 and the engagement between the claw part 217 of the cap unit 212 and the hook part 215 of the inkjet head 201 is released, the positioning guide of the cap unit 212 is reached. The engagement length of the positioning guide 214 is longer than the engagement length of the claw portion 217 with respect to the expanding direction of the cap unit so that the 214 contacts the positioning boss 213 of the inkjet head 201.
[0082]
As described above, in this embodiment, the positioning guide 214 of the cap unit 212 contacts the positioning boss 213 of the head 201, so that the water absorbing resin 212c does not approach the head face surface more than a predetermined distance. The positioning guide 214 of the cap unit 212 has a structure that also serves as protection of the face surface of the inkjet head 201. Therefore, even if an impact such as a drop or a force in a direction of pressing the cap unit 212 against the head face surface is applied when the cap unit 212 is attached or detached, the head face surface and the water absorbing resin 212c of the cap unit 212 do not contact each other. Thereby, the water absorption resin 212c of the head face surface and the cap unit 212 can always have a predetermined gap, and it is possible to provide a highly reliable cap with no fear of scratching the face surface.
[0083]
By the way, since the head face surface is sealed with the cap rubber 212b, the ink does not leak out of the ink jet head 201. However, there is a possibility that the distribution ink may ooze out from the nozzle 201g due to an environmental change or an impact such as dropping. is there. However, the cap unit 212 according to the present embodiment is configured such that a predetermined gap is formed between the opening surface (face surface) of the nozzle 201g of the head 201 and the water absorbent resin 212c, and the water absorbent resin 212c. Since the plurality of protrusions 212e are provided in the inside, when the distribution ink oozes out from the head face surface, even in the worst case, the water droplets are absorbed by the water absorbing resin 212c through the protrusions 212e before they become large. When the cap unit 212 is removed from the head 201, it is possible to prevent the distribution ink from dripping.
[0084]
Further, in the present embodiment, since the amount of ink filled in the head 201 at the time of physical distribution is small, the increase in the internal pressure of the head 201 compared to the conventional inkjet head in which the ink storage space is filled with the physical distribution ink at the time of physical distribution. The distribution ink does not leak, and the risk of the distribution ink leaking can be eliminated by changing the posture of the head 201 during distribution. That is, according to the present embodiment, it is possible to improve the reliability with respect to problems such as ink leakage that may occur when the environment changes during the distribution of the inkjet head 201.
[0085]
【The invention's effect】
As described above, the cap unit of the present invention According to The recording head in the distribution form can reliably moisturize the inside of the nozzle of the recording head and can prevent ink from dripping from the recording head when the user removes the cap unit from the recording head during use. The reliability with respect to ink leakage or the like can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an ink jet recording apparatus using an ink jet recording head to which a cap member according to the present invention is attached.
2 is a diagram for explaining an ink supply path of the ink jet recording apparatus shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is an external view of the inkjet head shown in FIG. 2 and the like when viewed obliquely from below.
FIG. 4 is an external view of the inkjet head shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a physical distribution form of the ink jet head shown in FIG. 2 and the like.
FIG. 6 is a diagram for explaining a cap unit attached to an inkjet head during distribution.
FIG. 7 is a diagram for explaining a cap unit attached to an inkjet head during distribution.
8 is a partial cross-sectional view of an ink jet head mounted with the cap unit shown in FIGS. 6 and 7, as viewed from the side. FIG.
FIG. 9 is a diagram for explaining an attaching / detaching operation and the like of the cap unit with respect to the inkjet head.
[Explanation of symbols]
201 Inkjet head
201a Connector insertion slot
201b Sub tank part
201c filter
201d opening
201e partition
201f Liquid chamber
201g nozzle
201h Elastic member
201i Pressure adjustment chamber
202 Carriage
203 Conveying roller
204 Main tank
204b, 204c Rubber stopper
205 ink supply unit
205a Ink supply needle
205b Air introduction needle
205f Buffer room
205g Air communication port
206 Ink supply tube
207 Recovery Unit
210 Discharge port
211 Joint rubber
212 Cap unit
212a protective cap
212b Cap rubber
212c Water-absorbing resin
212d Water absorption resin holding part
212e Protrusion
212f rib
213 boss for positioning protective cap
214 Positioning guide
215, 216 hook part
217, 218 nails
219 Clip part
A Sheet transport direction
B Carriage moving direction
S Recording sheet

Claims

A protective cap provided with an engaging means used for mounting on the ink jet recording head, and a region where the ink discharge port of the ink jet recording head is formed in contact with the ink discharge port forming surface of the ink jet recording head are sealed. an elastic cap having a rim, and a liquid absorbing member disposed in a region surrounded by the edge of the elastic cap possess,
The surface of the liquid absorbing member that faces the ink discharge port forming surface includes a first region of the ink discharge port forming surface that faces the region where the ink discharge port is formed, and the ink discharge port forming surface. A second region and a third region facing the region where the ink discharge port is not formed;
The second region is positioned around the first region so as to surround the first region, and the elastic cap is provided in the second region for fixing the liquid absorbing member. A plurality of fixing members provided in the contact,
The first region is formed higher than the second region so as to be convex with respect to the second region, and the edge of the elastic cap is in contact with the ink discharge port formation surface. It is configured to have a gap between the ink discharge port forming surface in a state of contact,
The third region is arranged in a scattered manner in the second region, and the edge of the elastic cap is in contact with the ink discharge port forming surface while being in contact with the ink discharge port forming surface. And the first region is brought into contact with the ink discharge port forming surface before the first region when an impact is applied to the ink jet recording head. A cap unit for protecting an ink jet recording head, wherein the cap unit is formed higher than the first region so as to avoid contact with the ink discharge port forming surface .

The protective cap is provided with a positioning guide corresponding to a positioning boss provided in the ink jet recording head, and a claw portion corresponding to a hooking portion provided in the ink jet recording head and for expanding the claw portion. A cap unit for protecting an ink jet recording head according to claim 1, further comprising: a clip portion that is operated by the head.

The gap formed between the ink discharge port forming surface and the first region in a state where the edge of the elastic cap is in contact with the ink discharge port forming surface is greater than 0.2 mm and less than 0.8 mm. The cap unit for protecting the ink jet recording head according to claim 1, wherein the cap unit is protected.