JP4696820B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ノズルからインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置の構造に関するものである。
インクジェット記録装置は、プラテン上に配置された記録用紙にインクジェット記録ヘットからインク滴を吐出することによって、当該記録用紙に画像を記録する。インクジェット記録ヘッドは、多数のノズルを備えており、一般に、各ノズルからブラックインクのほか、イエローインク、マゼンタインク及びシアンインク等のカラーインクが吐出されるようになっている。この場合、各ノズルは、各色インクを吐出するものではなく、各色インクに対応するノズルが予め決定されている。
インクジェット記録装置は、常時使用されるとは限らず、例えば一般家庭用として使用されるときは、その使用頻度が低いことも予想される。インクジェット記録装置が使用されないときにインクジェット記録ヘッドのノズルが外気に曝されていると、ノズル内のインクが乾燥し、増粘化する虞れがある。また、たとえ頻繁に画像記録が行われるとしても、記録用紙に形成される画像が多色のインクによるカラー記録であるとは限らず、したがって、常時すべてのノズルからインク滴が吐出されるものではない。そのため、使用頻度の低いノズルにおいては、当該ノズル内でインクが乾燥し、増粘化する虞れがある。仮にインクがノズル内で乾燥して増粘化したとすると、インク滴がノズルから良好に吐出されなくなる。したがって、従来からインクジェット記録装置においては、非記録時にインクジェット記録ヘッドのノズルを密閉する待機用キャップ部材が備えられている。さらに、インクの増粘化によるノズルの詰まりの解消や防止のため、ノズルからインクを吸引するパージ装置も備えられている。このパージ装置は、ノズルを囲繞するようにインクジェット記録ヘッドを覆うパージ用キャップ部材と、このパージ用キャップ部材に接続された吸引機構とを備えている。この吸引機構が作動することによってパージ用キャップ部材内の気圧が低下し、これにより、ノズルからインクが吸引される。このように強制的にインクが吸引されることによって、各ノズル内でインクが増粘化することが避けられ、ノズルの詰まりが解消される。なお、待機用キャップ部材とパージ用キャップ部材とは、インクジェット記録装置によっては別部材の場合もあるし、同一部材として兼用されている場合もある。
上記吸引機構が良好にインクを吸引するためには、パージ用キャップ部材が確実に気密的にノズルを囲繞する必要がある。そのため、パージ用キャップ部材は、可撓性に富む材料から構成されるのが好ましい。その一方、ノズルからインクが確実に吸引されるためには、キャップ部材内の圧力が大きく低下される必要があり、そのため、パージ用キャップ部材は、内部が負圧となっても容易に変形しない剛性が求められる。なぜなら、パージ用キャップ部材が変形することによってパージ用キャップ部材が気密的にノズルを囲繞することができなくなるからである。さらに、変形したパージ用キャップ部材がノズルに接触することによって、各ノズルに形成されているインクのメニスカスが破壊され、インク滴が各ノズルから良好に吐出されなくなるおそれがあるからである。
従来のインクジェット記録装置では、上記キャップ部材がノズルを気密的に囲繞するための可撓性と吸引時に容易に変形しない剛性とを両立させるべく、種々の改良が加えられている(例えば、特許文献1〜特許文献4参照)。
特開2005−161803号公報 特開2003−1839号公報 特開2000−238276号公報 特開2000−52567号公報
ところで、近年におけるインクジェット記録装置では、画像をより精密に且つ高速で記録するためにインクジェット記録ヘッドが大型化され、ノズルの数が増やされている。そのため、キャップ部材が大型化されており、吸引機構もより大きな吸引力を発揮する必要がある。この吸引機構の吸引力が増大されると、上記キャップ部材の変形が一層生じやすくなるため、これを防止する新たな対策が必要となる。その一方、インクジェット記録装置には小型化及びコストダウンの要請があり、これが達成されなければならない。
本発明は、かかる背景のもとになされたものであり、その目的は、インクジェット記録ヘッドからインクを確実に吸引してインク滴の吐出不良を防ぐインクジェット記録装置を提供することである。
(1) 本発明に係るインクジェット記録装置は、被記録媒体に対して多数のノズルからインク滴を吐出することによって画像を記録するインクジェット記録ヘッドと、上記ノズルからインクを吸引するパージ機構とを有する。上記パージ機構は、平板状に形成された基部及び当該基部に立設され、先端が上記インクジェット記録ヘッドに当接することにより上記ノズルを気密的に囲繞し得る筒状のリップ部を有するキャップと、上記リップ部がインクジェット記録ヘッドに当接した状態で当該インクジェット記録ヘッドと上記キャップとの間に形成される空間の圧力を低下させる吸引ポンプと、上記キャップ内に配置され、当該キャップの内側から上記リップ部を支持し得る支持部材とを備える。上記基部及びリップ部は、ゴムにより一体的に形成されており、上記基部のうち少なくとも上記リップ部の内側に対応する部分は、上記空間の圧力が低下したときに上記リップ部よりも容易に変形して当該リップ部の内側へ突出するように当該リップ部よりも薄肉に形成されている。上記支持部材は、上記基部の変形に伴って上記リップ部の先端部の内側に当接する当接部を有している
このインクジェット記録装置では、定期的にパージ機構が作動する。これにより、インクジェット記録ヘッドのノズル内におけるインクの増粘化が防止される。具体的には、キャップがインクジェット記録ヘッドに当接され、当該キャップのリップ部がインクジェット記録ヘッドに設けられたノズルを取り囲んで覆う。この場合、単一のリップ部がすべてのノズルを覆うように構成されていてもよいし、例えば、ブラックインクに対応するノズルのみを覆うリップ部と、その他のカラーインクに対応するノズルを覆うリップ部とが別々に設けられてもよい。
そして、この状態で吸引ポンプが作動し、キャップ内の圧力が低下される。これにより、インクジェット記録ヘッドとキャップとの間に形成される空間の圧力が負圧となり、上記ノズルからインクが吸い出される。このとき、キャップの基部は、リップ部の内側に突出するように変形し、この基部の変形は支持部材をリップ部の先端側へ移動させる。この支持部材の当接部は、リップ部の先端部の内側に当接し支持する。したがって、仮に、上記空間が負圧となったことに起因してリップ部が内側に座屈倒伏しようとした場合であっても、支持部材がこれを防止してリップ部とインクジェット記録ヘッドとの接触状態を確実に維持する。
このように、キャップの基部の変形が支持部材を移動させ、この支持部材がリップ部とインクジェット記録ヘッドとの接触状態を維持するので、仮にリップ部が可撓性に富む構造を有する場合であっても、また、吸引ポンプがキャップ内の圧力を大きく低下させた場合であっても、リップ部が座屈してインクジェット記録ヘッドとの間に隙間が形成されることがない。したがって、インクジェット記録ヘッドのノズルは、キャップによって確実に気密的に囲繞され、パージ機構によって確実にノズルからインクが吸引される。
上記基部及びリップ部は、ゴムにより一体的に形成されており、また、上記基部のうち少なくとも上記リップ部の内側に対応する部分は、上記空間の圧力が低下したときに上記リップ部よりも容易に変形するように当該リップ部よりも薄肉に形成されている。
上記基部及びリップ部がゴムにより一体的に形成されることにより、上記キャップが単一の部品として構成される。したがって、部品点数が削減され、インクジェット記録装置の製造コストの低減が図られる。また、上記リップ部をインクジェット記録ヘッドに押し付けるための上記支持部材の移動は、上記基部の薄肉化というきわめて簡単な手段により実現されている。したがって、上記支持部材を移動させるための構造がきわめて簡単であり、インクジェット記録装置の製造コストの上昇が抑制される。
(2) 上記リップ部の先端部は、上記インクジェット記録ヘッドに当接する接触面、当該接触面から上記リップ部の奥側内方に斜めに延びる第1傾斜面、及び当該第1傾斜面に対して鋭角をなして連続し、当該第1傾斜面からさらに上記リップ部の奥側外方に斜めに延びる第2傾斜面を有する断面V字状に形成されているのが好ましい。そして、上記支持部材の当接部は、上記第2傾斜面に当接して当該第2傾斜面を支持するショルダー面が形成されているのが好ましい。
この場合、リップ部の先端部は、断面形状がV字状に形成され、その頂部が当該リップ部の内側に突出している。このリップ部の接触面が上記インクジェット記録ヘッドに当接され、上記吸引ポンプが作動すれば、当該リップ部の先端部は、キャップ内が負圧になることから内側に倒伏する傾向にある。リップ部の先端部が内側に倒伏しようとした場合には、当該先端部の第2傾斜面に上記支持部材のショルダー面が当接し、リップ部の先端部が支持される。そして、この支持部材は、前述のように基部の変形によって移動されるから、上記リップ部の先端部は内側に座屈することなく、インクジェット記録ヘッドに確実に当接される。
(3) 上記先端部の先端と上記当接部が当接する部位との間の距離は、上記空間の圧力が低下して上記基部が変形した状態で上記支持部材と上記インクジェット記録ヘッドとの接触が回避されるように設定されているのが好ましい。
本発明によれば、キャップがインクジェット記録ヘッドのノズルを確実に気密的に囲繞することができるので、パージ機構が良好に機能し、インクジェット記録ヘッドからインクが確実に吸引される。したがって、インクジェット記録装置の使用頻度にかかわらずノズルの詰まりが確実に防止され、インク滴の良好な吐出が確保される。
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
図1は、本発明の一実施形態に係る複合機10(インクジェット記録装置)の外観構成を示す斜視図である。
この複合機10は、下部にプリンタ部11を、上部にスキャナ部12を一体的に備えた多機能装置(MFD:Multi Function Device)であり、プリンタ機能、スキャナ機能、コピー機能を有する。本実施形態では、複合機10のうちプリンタ部11が本発明に係るインクジェット記録装置に相当し、プリンタ機能以外の機能は任意のものである。したがって、本発明は、スキャナ部12が省略され、スキャナ機能やコピー機能を有しない単機能のプリンタとして実施されても良いし、さらに通信部を備えたファクシミリ機能等を有する複合機として実施されても良い。
本発明が複合機として実施される場合には、本実施形態に係る複合機10のような小型のものであっても、複数の給紙カセットや自動原稿搬送装置(ADF:Auto Document Feeder)を備えた大型のものであってもよい。また、複合機10は、主に図示されていないコンピュータと接続されて、このコンピュータから送信された画像データや文書データに基づいて被記録媒体(典型的には記録用紙や樹脂フィルム等の媒体。以下、記録用紙と称される。)に画像や文書を記録することができる。さらに、複合機10は、デジタルカメラ等と接続されて、このデジタルカメラから出力される画像データに基づいて記録用紙に画像を記録したり、各種記憶媒体が装填されることにより、この記憶媒体に記憶された画像データに基づいて記録用紙に画像を記録することもできる。
図1が示すように、複合機10の横幅寸法及び奥行き寸法が高さ寸法よりも大きく設定されており、複合機の外形は、幅広薄型の概ね直方体となっている。この複合機10の下部がプリンタ部11を構成している。このプリンタ部11は、正面に開口13が形成されており、この開口13に露出するようにして給紙トレイ20及び排紙トレイ21が設けられている。給紙トレイ20は、記録用紙を貯蔵するためのものである。給紙トレイ20は、A4サイズ以下の、B5サイズ、はがきサイズ等の各種サイズの記録用紙が収容可能である。給紙トレイ20はスライドトレイ14を有しており、必要に応じてスライドトレイ14が引き出され、トレイ面が拡大されるようになっている。給紙トレイ20に収容された記録用紙は、後述のようにプリンタ部11の内部へ給送され、所望の画像が記録された後に排紙トレイ21へ排出されるようになっている。
図2は、複合機10の断面図である。
複合機10の上部がスキャナ部12を構成している。このスキャナ部12は、所謂フラットベッドスキャナとして構成されている。図1及び図2が示すように、複合機10は、原稿カバー30を備えている。この原稿カバー30は、複合機10の天板として開閉自在に設けられている。この原稿カバー30の下側にプラテンガラス31及び画像読取キャリッジ32が設けられている。画像が読み取られる原稿は、プラテンガラス31上に載置される。画像読取キャリッジ32は、このプラテンガラス31の下方に配置されている。画像読取キャリッジ32の主走査方向は、複合機10の奥行き方向に一致されている。この画像読取キャリッジ32は、複合機10の幅方向にスライドすることによって上記原稿から画像を読み取るようになっている。
複合機10の正面上部に操作パネル15が設けられている。操作パネル15は、プリンタ部11やスキャナ部12を操作するためのものである。操作パネル15は各種操作ボタンや液晶表示部から構成されており、複合機10は、操作パネル15からの操作指示に基づいて動作する。もっとも、複合機10に上記コンピュータが接続される場合には、複合機10は、このコンピュータからプリンタドライバを介して送信される指示によっても動作する。複合機10の正面の左上部にスロット部16が設けられている。このスロット部16に記憶媒体である各種小型メモリカードが装填されるようになっており、各種小型メモリーカードに記憶された画像データが複合機10に読み込まれる。各種小型メモリーカードから読み出された画像データは、液晶表示部によって表示されるようになっている。そして、複合機10のユーザーは、操作パネル15を操作することによって、液晶表示部に表示されている任意の画像を選択し、これをプリンタ部11により記録用紙に記録させることができる。
図3は、プリンタ部11の断面図である。
図2及び図3が示すように、上記給紙トレイ20の奥側(図2、図3において右側)に分離傾斜板22が設けられている。この分離傾斜板22は、給紙トレイ20に積載された記録用紙を分離して上方へ案内するためのものである。この分離傾斜板22から上方へ向かって搬送路23が形成されている。図3が示すように、この搬送路23は、上方へ延びた後に正面側(同図にいて左側)へ湾曲し、さらに複合機10の背面側から正面側へと延びている。すなわち、この搬送路23は、複合機10の背面側から画像記録部24を通過して排紙トレイ21へ通じている。したがって、給紙トレイ20に収容された記録用紙は、搬送路23に沿って下方から上方へUターンするように搬送され、画像記録部24に案内される。この記録用紙は、画像記録部24によって画像が記録された後、排紙トレイ21に排出される。
図3が示すように、給紙トレイ20の上側に給紙ローラ25が設けられている。この給紙ローラ25は、給紙トレイ20に積載された記録用紙を1枚ずつ分離して搬送路23へ供給する。給紙ローラ25は給紙アーム26の先端に軸支されており、給紙アーム26は、給紙トレイ20に接離可能に上下動するようになっている。給紙ローラ25は、複数のギアが噛合されてなる駆動伝達機構27に連結されている。この駆動伝達機構27に図示されていないモータが連結されており、このモータの駆動力が給紙ローラ25に伝達されることにより、給紙ローラ25が回転するようになっている。
給紙アーム26は、基端軸17に支持されており、当該基端軸17の周りに回動可能となっている。これにより、給紙アーム26は、基端軸17を揺動中心として上下方向に揺動可能である。この給紙アーム26は、給紙トレイ20が装着された状態では、図示されていない給紙クラッチやバネ等により給紙トレイ20側に付勢されており、給紙トレイ20が取り外された状態で、上側へ跳ね上げられるようになっている。給紙アーム26が下側へ回動することにより、その先端に軸支された給紙ローラ25が給紙トレイ20上の記録用紙の表面に圧接する。この状態で給紙ローラ25が回転すると、当該給紙ローラ25のローラ面と記録用紙との間に発生する摩擦力が最上位置の記録用紙を上記分離傾斜板30へ送り出す。この送り出された記録用紙は、その先端が分離傾斜板22に当接して上方へ案内され、搬送路23へ送り込まれる。なお、給紙ローラ25によって最上位置の記録用紙が送り出される際に、その直下の記録用紙が摩擦や静電気の作用によって共に送り出される場合がある。しかし、この記録用紙は分離傾斜板22に当接することによって制止される。
搬送路23は、画像記録部24等が配設されている箇所以外では、所定間隔で対向する外側ガイド面と内側ガイド面とにより区画形成されている。この複合機10では、外側ガイド面は、プリンタ部11のフレームの内壁面により構成されており、内側ガイド面は、当該フレーム内に設けられたガイド部材の表面によって構成されている。また、特に搬送路23が曲がっている箇所には、図3が示すような搬送コロ29が設けられていてもよい。この搬送コロ29は、搬送路23の幅方向(同図において紙面に垂直な方向)を回転中心軸方向として回転自在に設けられている。搬送コロ29は、そのローラ面が上記外側ガイド面又は内側ガイド面に露出するように取り付けられる。この搬送コロ29が設けられることにより、記録用紙は、搬送路23が曲がっている箇所においてもガイド面に接触して円滑に搬送される。
図4は、プリンタ部11の平面図である。
上記画像記録部24は、搬送路23が下方から上方へUターンした後の下流側に設けられている(図3参照)。図3及び図4が示すように、この画像記録部24は、主走査方向(図3において紙面に垂直な方向、図4において左右方向)にスライドされるインクジェト記録ヘッド40を備えている。このインクジェット記録ヘッド40と対向してプラテン41が設けられている。搬送される記録用紙は、このプラテン41上に送られる。また、図示されていないインクカートリッジが複合機10内に設置されている。インクカートリッジは、シアン(C)・マゼンタ(M)・イエロー(Y)・ブラック(K)の各色インクを貯留しており、チューブ等の管路を通じてインクカートリッジから上記各色インクがインクジェット記録ヘッド40に供給される。
インクの供給を受けたインクジェット記録ヘッド40は、主走査方向にスライドされつつ供給されたインクをインク滴として吐出することにより、プラテン41上を搬送される記録用紙に画像を記録する。詳述すれば、図4が示すように、一対のガイド部材42、43が搬送路23の上側に設けられている。これらガイド部材42、43は、記録用紙の搬送方向に所定間隔をあけて配置され、且つ搬送路23の幅方向に延びている。インクジェット記録ヘッド40はキャリッジ44に保持されており、このキャリッジ44が上記ガイド部材42、43に支持され、上記搬送路23の幅方向にスライド自在となっている。下流側のガイド部材43にベルト駆動機構46が設けられている。このベルト駆動機構46は、タイミングベルト45を備えており、このタイミングベルト45が上記キャリッジ44に取り付けられている。このタイミングベルト45は、搬送路23の幅方向に無端環状に張設されており、図示されていないCRモータにより回転駆動される。タイミングベルト45が駆動されることにより、キャリッジ44は、ガイド部材42、43に支持されつつ上記主走査方向にスライドする。
図3が示すように、搬送路23の上流側(インクジェット記録ヘッド40よりも上流側)に駆動ローラ55及び押さえローラ56が設けられている。駆動ローラ55は、図示されていないLFモータにより回転駆動されるようになっている。これら駆動ローラ55及び押さえローラ56は、搬送路23を搬送される記録用紙を狭持する。駆動ローラ55が回転されることにより、記録用紙は、搬送路23の下流側へ送られ、プラテン41上に配置される。この記録用紙の搬送は、用紙搬送用エンコーダにより監視されている。具体的には、用紙搬送用エンコーダは、駆動ローラ55の回転軸に設けられたエンコーダディスク及び回転するエンコーダディスクからパルスを読み取るフォトセンサからなる。したがって、上記駆動ローラ55の回転数が用紙搬送用エンコーダによって検出されることにより、上記記録用紙の搬送距離が決定されるようになっている。
上記搬送路23の下流側(上記インクジェット記録ヘッド40よりも下流側)に排紙ローラ57及び押さえローラ58が設けられている。排紙ローラ57は、上記駆動ローラ55を駆動するLFモータにより回転駆動されるようになっている。すなわち、排紙ローラ57は、図示されていない連動機構を介して駆動ローラ55と同期駆動されるようになっている。これら排紙ローラ57及び押さえローラ58は、インク滴が吐出された記録用紙を狭持する。排紙ローラ57が回転されることにより、上記記録用紙は搬送路23の下流側へ送られる。この場合の記録用紙の搬送についても、上記用紙搬送用エンコーダが監視している。したがって、この用紙搬送用エンコーダが上記排紙ローラ57の回転数を上記駆動ローラ55を介して検出することにより、上記記録用紙の搬送距離が決定される。
上記押さえローラ56は、上記駆動ローラ55を所定の押圧力で押圧するように駆動ローラ55に対して弾性付勢されている。したがって、駆動ローラ55と押さえローラ56との間に記録用紙が進入した場合には、押さえローラ56は、記録用紙の厚み分だけ弾性的に退避しつつ駆動ローラ55と協働して記録用紙を狭持する。このように記録用紙が駆動ローラ55と押さえローラ56とによってニップされるので、駆動ローラ55の回転力は、確実に記録用紙へ伝達される。また、上記押さえローラ58も上記排紙ローラ57に対して同様に設けられている。ただし、本実施形態では、押さえローラ58は、記録済みの記録用紙に圧接されるので、記録用紙に記録された画像を劣化させないようにローラ面が拍車状に形成されている。
駆動ローラ55及び押さえローラ56に狭持された記録用紙は、所定の改行幅でプラテン41上を間欠的に搬送される。インクジェット記録ヘッド40は、記録用紙の改行ごとにスライドされ、記録用紙の先端側から画像記録を行う。画像記録が行われた記録用紙は、その先端側から排紙ローラ57及び押さえローラ58に狭持される。すなわち、記録用紙は、その先端側を排紙ローラ57及び押さえローラ58に、その後端側を駆動ローラ55及び押さえローラ56にそれぞれ狭持された状態で所定の改行幅で間欠して搬送され、このように搬送されつつインクジェット記録ヘッド40によって画像の記録が行われる。記録用紙の所定領域に画像が記録された後は、排紙ローラ57が連続的に回転駆動され、排紙ローラ57及び押さえローラ58により狭持された記録用紙は、排紙トレイ21へ排出される。
図4が示すように、画像記録部24の主走査方向の両側にパージ機構47及び廃インクトレイ48が配設されている。この「主走査方向の両側」とは、同図の左右両端側であって、インクジェット記録ヘッド40による画像記録範囲外の領域(記録用紙が通過しない領域)をいう。
上記パージ機構47は、インクジェット記録ヘッド40のノズル面を覆うキャップ49と、キャップ49内に配置された支持部材82、83(図10、図13参照)と、このキャップ49を介してインクジェット記録ヘッド40に接続される吸引ポンプと、上記キャップ49をインクジェット記録ヘッド40のノズル面に接離させるための移動機構とを有する。同図では、上記支持部材82、83、吸引ポンプ及び移動機構は図示されていない。上記移動機構が作動することにより、キャップ49がインクジェット記録ヘッド40のノズル面を密封する。さらに上記吸引ポンプが作動することにより、インクジェット記録ヘッド40からインクが吸引されるようになっている。このキャップ49の構造については、後に詳述される。なお、上記吸引ポンプは、例えば可撓性のチューブがローラ等で順次押し潰されることによりチューブ内の空気が流動される形式のものや、その他の公知のポンプ機構が採用され得る。
また、上記廃インクトレイ48は、インクジェット記録ヘッド40のノズル面に対応して上側が開口したトレイである。この廃インクトレイ48は、インクジェット記録ヘッド40からインクが空吐出される際に、この空吐出されたインクを溜め受けるためのものである。
図5は、インクジェット記録ヘッドの下面(ノズル面)の拡大図である。
同図が示すように、インクジェット記録ヘッド40は、複数のノズル50を備えている。各ノズル50は、インクジェット記録ヘッド40の下面に開口するインク吐出口を有する。これらノズル50は、CMYKの各カラーインクに対応するグループに分類されており、各カラーインクに対応するノズル50が記録用紙の搬送方向に列設されている。すなわち、同図において上下方向が記録用紙の搬送方向であり、最も左側にシアン(C)のカラーインクを吐出するための複数のノズル50が搬送方向に直列に設けられている。そして、当該ノズル50の列の隣に順次マゼンタ(M)及びイエロー(Y)のカラーインクを吐出するための複数のノズル50が搬送方向に直列に設けられており、さらに、その隣にブラック(K)インクを吐出するための複数のノズル50が搬送方向に直列に設けられている。これらノズル50の列は、所定の間隔で形成されており、同図が示すように、CMYKに対応した4列のノズル50が形成されている。なお、各ノズル50の搬送方向のピッチや数は、記録画像の解像度等に応じて適宜設定されるものであり、また、カラーインクの種類数に応じてノズル50の列数が増減され得る。
図6は、インクジェット記録ヘッドの内部構造を模式的に示す断面図である。
前述のように、CMYKの各カラーインクに対応する各ノズル50は、記録用紙の搬送方向に列設されている。同図が示すように、インクジェット記録ヘッド40の下部に上記複数のノズル50が形成されており、同図では、複数のノズル50は、シアン(C)インクに対応している。各ノズル50の上端側にマニホールド51が形成されている。このマニホール51も各カラーインクごとに形成されている。このマニホールド51は、供給管52及びマニホールド室53とを有し、供給管52から供給されたインクは、マニホールド室53を通じて各ノズル50に分配されるようになっている。
上記マニホールド室53の各ノズル50と対向する面は、インクが流れる下流側へ向かって下降するように傾斜されている。すなわち、マニホールド室53の断面積が下流側へ向かって小さくなるように構成されている。本実施形態では、例えばノズル50の側壁が圧電材料で構成されており、この圧電材料の変形によりノズル50がインク滴を噴出させることができる。したがって、上記マニホールド51により分配されたインクは、各ノズル50のインク吐出口50aからインク滴として吐出される。なお、ノズル50からインク滴を噴出させる機構は、その他の公知の機構を採用することができる。
さらに、上記マニホールド51の上流側にはバッファタンク54が配設されている。このバッファタンク54は、上記ノズル50及びマニホールド51と同様にCMYKの各カラーインクに対応して設けられている。バッファタンク54は、上記供給管52を通じて上記マニホールド室53と連通している。図示されていないインクタンクとインク供給口54aとがチューブ等の管路で連結され、既知の手段により上記インクタンクからバッファタンク54へインクが供給されるようになっている。このように、インクは、インクタンクから直接ノズル50へ供給されずに、バッファタンク54に一旦貯留されるので、チューブ等の管路でインク内に発生した気泡が捕捉され得る。これにより、ノズル50に気泡が進入することが防止される。また、バッファタンク54内で捕捉された気泡は、気泡排出口54bから図示されていないポンプ機構により吸引除去される。
図7は、パージ機構47の要部拡大分解斜視図であって、上記キャップ49の構造が図示されている。また、図8は、このキャップ49の断面図である。
キャップ49は、例えば、ブチルゴム、エチレンプロピレンジエン三元共重合体(EPDM)その他のエラストマからなり、図7が示すように、全体として矩形の板状を呈している。このキャップ49を構成するゴムの硬度は30(JIS6253デュロメータタイプA硬度)である。もっとも、キャップ49を構成するゴムの硬度は、30〜50(JIS6253デュロメータタイプA硬度)の範囲で適宜設定され得る。このキャップ49に後述される支持部材82、83が取り付けられている。なお、同図は、分解斜視図であるから、支持部材82、83は、キャップ49から離れた位置に図示されている。
図4及び図8が示すように、本実施形態では、キャップ49は、カラーキャップ部70と、ブラックキャップ部71とを備えており、これらが一体的に形成されている。カラーキャップ部70は、シアン(C)・マゼンタ(M)・イエロー(Y)の各カラーインクを吐出するノズル50(図5参照)を一体に密閉し、ブラックキャップ部71は、ブラック(K)インクを吐出するノズル50のみを密閉する。このようにカラーキャップ部70とブラックキャップ部71とが別に設けられているので、キャップ49がインクジェット記録ヘッド40からインクを吸引した際に、キャップ49内でCMYのカラーインクとKインクとが混合せず、ノズル50内でインクの混色が生じないようになっている。
図7及び図8が示すように、キャップ49は、平板状の基部72と、この基部72の上面(図4においてインクジェット記録ヘッド40と対向する面)に設けられたリップ部73、74とを備えている。リップ部73は、上記カラーキャップ部70に対応して設けられており、リップ部74は、上記ブラックキャップ部71に対応して設けられている。本実施形態では、基部72のうち、特にリップ部73に対応する部分が基部72aとされ、リップ部74に対応する部分が基部72bとされる。
図9は、キャップ49の拡大斜視図である。
リップ部73は、筒状に形成されており、基部72の上面75から突出するように設けられている。このようにリップ部73が筒状に形成されているので、このリップ部73の先端がインクジェット記録ヘッド40に当接されると、リップ部73によって上記カラーインクを吐出するノズル50が囲繞されるようになっている。
図8が示すように、このリップ部73の先端部は、断面形状がV字状に形成されている。具体的には、リップ部73は、インクジェット記録ヘッド40に当接する接触面76と、これに連続する第1傾斜面77と、さらにこの第1傾斜面77に連続する第2傾斜面78とを有する。上記第1傾斜面77は、上記接触面76の周縁からリップ部73の奥側内方へ延びている。また、上記第2傾斜面78は、上記第1傾斜面77の周縁からリップ部73のさらに奥側へ延びている。ただし、この第2傾斜面78は、上記第1傾斜面77と鋭角をなすように交差し、リップ部73の外側へ拡がるように延びている。
リップ部74も上記リップ部73と同様に筒状に形成されており、基部70の上面75から突出するように設けられている。このようにリップ部74が筒状に形成されているので、このリップ部74の先端がインクジェット記録ヘッド40に当接されると、リップ部74によって上記ブラックインクを吐出するノズル50が囲繞されるようになっている。このため、リップ部74は、上記リップ部73よりも細長形状となっている。このリップ部74も断面形状が略V字状になるように形成されており、インクジェット記録ヘッド40に当接する接触面79と、これに連続する第1傾斜面80と、さらにこの第1傾斜面80に連続する第2傾斜面81とを有する。上記第1傾斜面80は、上記接触面79の周縁からリップ部74の奥側内方へ延びている。また、上記第2傾斜面81は、上記第1傾斜面80の周縁からリップ部74のさらに奥側へ延びている。ただし、この第2傾斜面81は、上記第1傾斜面80からリップ部74の外側へ拡がるように延びている。
リップ部74の側壁106a及びリップ部73の側壁106bの肉厚寸法d2は、上記基部72(72a、72b)の肉厚寸法d1よりも大きく設定されている。具体的には、寸法d1は、1.0〜2.5mmに設定され、寸法d2は、2.6〜4.0mmに設定されている。また、リップ部73とリップ部74とを区画する境界壁106cの肉厚寸法d3も、上記基部72(72a、72b)の肉厚寸法d1よりも大きく設定されている。具体的には、寸法d3は、2.6〜4.0mmに設定されている。すなわち、上記基部72a、72bは、それぞれ、リップ部73、74の側壁106a、106b及び境界壁106cよりも薄肉に形成され、十分な可撓性を有している。
そのため、リップ部73がインクジェット記録ヘッド40に当接し、上記吸引ポンプが作動されたときは、上記基部72aが容易に弾性変形し、また、リップ部74がインクジェット記録ヘッド40に当接し、上記吸引ポンプが作動されたときは、上記基部72bが容易に弾性変形するようになっている。なお、後述のように、パージ機構47は色切換機構110(図14参照)を備えているので、上記吸引ポンプは、上記リップ部73あるいは上記リップ部74に対して個別にに又は包括的に作動することができる。
ここで、上記寸法d1、d2、d3は、上記吸引ポンプが作動してインクジェット記録ヘッド40とキャップ49との間に区画される空間102b、102cの圧力が低下した場合であっても、リップ部73、74の側壁106a、106b及び境界壁106cが大きく変形せず且つ上記基部72a、72bのみが上記空間102b、102c側へ変形するように設定される。この場合、上記吸引ポンプが作動したときの空間102b、102c内の圧力、リップ部73、74の側壁106a、106b及び境界壁106cの内周面積、キャップ49を構成するゴムの硬度等に基づいて、上記寸法d1、d2、d3が設計される。なお、上記吸引ポンプが作動して基部72a、72bが弾性変形することによる作用効果については、後述される。
また、図9が示すように、上記基部72aに貫通孔104が設けられ、上記基部72bに貫通孔105が設けられている。すなわち、貫通孔104は、リップ部73の底部に対応する位置に設けられ、貫通孔105は、リップ部74の底部に対応する位置に設けられている。リップ部73、74は、それぞれ、これら貫通孔104、105を介して上記吸引ポンプと連通している。したがって、吸引ポンプが作動すると、リップ部73、74内の空気は、上記貫通孔104、105から吸い出される。
図10は、上記キャップ49内に配置された支持部材82の斜視図であり、図11及び図12は、それぞれ、この支持部材82の拡大断面図及び側面図である。図8が示すように、支持部材82は、カラーキャップ部70のリップ部73内に嵌め込まれている。
図12が示すように、支持部材82は、例えば樹脂、ゴム又は金属から構成され、細長棒状に形成されている。同図が示すように、本実施形態では、支持部材82の上面にスローなテーパが形成されている。図11が示すように、支持部材82は、底面部84を有し、この底面部84の両側から立ち上がる一対の側壁部85、86と、各側壁部85、86に連続する一対の当接部87、88と、この当接部87、88を連続させるクラウン部89とを備えている。上記当接部87、88の表面は、平面状のショルダー面97を構成している。このショルダー面97は、後述のようにリップ部73の上記第2傾斜面78に当接するようになっている。このショルダー面97が上記第2傾斜面78に当接し支持することによる作用効果については、後に詳述される。
なお、本実施形態では、底面部84が緩やかに凹むように湾曲しており、しかも、図10が示すように支持部材82の一端部にV字状の溝90が形成されている。これにより、支持部材82がリップ部73に嵌め込まれた状態で上記吸引ポンプが作動した場合に、リップ部73全体に負圧が均等に作用することになる。
図13は、上記キャップ49内に配置された支持部材82の斜視図である。図8が示すように、支持部材83は、ブラックキャップ部71のリップ部74内に嵌め込まれている。
支持部材83は、例えば樹脂、ゴム又は金属から構成され、細長棒状に形成されており、上記支持部材82と同様に、その上面にスローなテーパが形成されている。図8が示すように、支持部材83は、リップ部74の内部に嵌め込まれている。図13が示すように、支持部材83は、底面部91を有し、この底面部91の両側から立ち上がる一対の側壁部92、93と、各側壁部92、93に連続する一対の当接部94、95と、この当接部94、95を連続させるクラウン部96とを備えている。上記当接部94、95の表面は、平面状のショルダー面98を構成している。このショルダー面98は、後述のようにリップ部74の上記第2傾斜面81に当接するようになっている。このショルダー面98が上記第2傾斜面81に当接し支持することによる作用効果については、後に詳述される。
なお、本実施形態では、この支持部材83の底面部84も緩やかに凹むように湾曲しており、且つ支持部材83の一端部にV字状の溝99が形成されている。しかも、図8が示すように、この支持部材83の底面部84には、長手方向に延びる溝100が設けられている。これにより、支持部材83がリップ部74に嵌め込まれた状態で上記吸引ポンプが作動した場合に、リップ部74全体に負圧が均等に作用することになる。
図14は、インクタンク59からインクジェット記録ヘッド40へのインクの供給経路、及びインクジェット記録ヘッド40の動作位置を模式的に示す図である。
前述のように、インクタンク59から管路を通じてインクジェット記録ヘッド40に供給されたインクは、一旦バッファタンク54(図6参照)に貯留され、インク中の気泡が捕捉される。さらに、インクは、供給管52からマニホールド室53を経てノズル50に分配され、各ノズル50のインク吐出口50aからインク滴として吐出される。このようにしてインクジェット記録ヘッド40が各カラーインクのインク滴を吐出しながら、画像記録範囲W1をスライドすることにより、このインクジェット記録ヘッド40の下方を搬送される記録用紙に画像記録が行われる。
図14が示すように、上記パージ機構47及び廃インクトレイ48は、それぞれ、インクジェット記録ヘッド40の画像記録範囲W1外であってスライド可能範囲W2の両端側に配置されている。前述のようにパージ機構47は、インクジェット記録ヘッド40のノズル50等から気泡や異物を吸引除去する。その際に、インクジェット記録ヘッド40がスライド可能範囲W2の右端に移動され、パージ機構47の移動機構によってキャップ49が上方へ移動される。これにより、図8が示すように、キャップ49は、インクジェット記録ヘッド40の下面101に密着し、ノズル50を囲繞する。
このとき、前述のように、キャップ49がカラーキャップ部70及びブラックキャップ部71を備えているから、ブラック(K)インクを吐出するノズル50がブラックキャップ部71により囲繞され、カラー(CMY)インクを吐出するノズル50がカラーキャップ部70により囲繞される。これにより、インクジェット記録ヘッド40とブラックキャップ部71との間に上記空間102bが区画され、インクジェット記録ヘッド40とカラーキャップ部70との間に上記空間102cが区画される。そして、上記吸引ポンプが作動することにより、インクジェット記録ヘッド40とキャップ49との間に形成される空間102b、102cの圧力が低下され、これにより、インクジェット記録ヘッド40のノズル50等からインクが吸引される。
本実施形態に係るパージ機構47は、色切換機構110を備えている。この色切換機構110は、上記吸引ポンプを上記空間102b又は上記空間102cに接続する。したがって、この色切換機構110が作動することにより、ブラック(K)インク又はカラー(CMY)インクが別々に吸引される。もっとも、上記色調整機構110は、上記吸引ポンプが作動することにより、ブラック(K)インク及びカラー(CMY)インクが同時に吸引されるように設定されていてもよい。なお、この色切換機構110は、省略されてもよいことは勿論である。
また、廃インクトレイ48(図15参照)は、フラッシングと呼ばれるインクジェット記録ヘッド40からのインクの空吐出を受けるためのものである。図15が示すように、フラッシングが行われる際には、インクジェット記録ヘッド40がスライド可能範囲W2の左端に移動され、その位置で各カラーインクが廃インクトレイ48へ向かって空吐出される。なお、パージ機構47及び廃インクトレイ48の左右の配置は特に限定されるものではなく、スライド可能範囲W2において、前述と左右反対に配置されても、あるいは左右のいずれか一方に両者が配置されてもよい。
本実施形態に係る複合機10では、使用開始時(電源が入れられたとき)やインクジェット記録ヘッド40のノズル50が詰まったとき、あるいは画像記録の際中に定期的にパージ機構47が作動する。パージ機構47が作動することによって前述のようにインクジェット記録ヘッド40からインクが吸引されるので、ノズル50内におけるインクの増粘化が防止される。
図15は、パージ機構47が作動したときのキャップ49とインクジェット記録ヘッドの40の下面101との相対的位置関係を模式的に示す図である。説明の簡略化のために、同図ではキャップ49のリップ部73のみが図示されているが、リップ部74とインクジェット記録ヘッド40との相対的位置関係も同様である。
パージ機構47が作動する前においては、支持部材82は、同図(a)が示すようにリップ部73内に嵌め込まれている。なお、同図では図示されていないが、支持部材83も同様にリップ部74に嵌め込まれている(図8参照)。パージ機構47が作動すると、キャップ49が移動し、図15(b)が示すように、リップ部73がインクジェット記録ヘッド40の下面101に当接する。これにより、リップ部73は、ノズル50を取り囲んで覆う。さらに、吸引ポンプが作動することによってインクジェット記録ヘッド40とキャップ49との間に形成される上記空間102cの圧力が負圧となる。このキャップ49の基部72aは、前述のように、上記空間102cが負圧となったときに容易に弾性変形するようになっているから、キャップ49の基部72aは、同図が示すように、リップ部73の内側に突出するように変形する。なお、リップ部74の基部72bについても、同様に変形し、上記空間102bも負圧となる。
吸引ポンプの作動に伴い上記空間102cの圧力は所定の負圧まで低下され、これにより、上記基部72aは、同図(c)が示すようにリップ部73の内側に突出する。このように変形した上記基部72aは、上記支持部材82をリップ部73の先端側(同図において上側)へ移動させる。この支持部材82の当接部87、88は、リップ部73の先端部の内側に当接する。これにより、このリップ部73は、支持部材82によって下方から支持されることになる。同様に、支持部材83の当接部94、95もリップ部74の先端部の内側に当接する(図8参照)。これにより、このリップ部74は、支持部材83によって下方から支持されることになる。したがって、上記空間102b、102cが負圧となったことに起因して、万一リップ部73、74が内側に座屈倒伏しようとした場合であっても、上記支持部材82、83がこれを防止し、リップ部73、74とインクジェット記録ヘッド40との接触状態が確実に維持される。
このように上記支持部材82、83がリップ部73、74を支持するから、リップ部73、74とインクジェット記録ヘッド40との接触状態が維持され、これにより、仮にリップ部73、74が可撓性に富む構造を有する場合であっても、また、上記吸引ポンプがキャップ49内の圧力を大きく低下させた場合であっても、リップ部73、74とインクジェット記録ヘッド40との間に隙間が形成されることがない。したがって、インクジェット記録ヘッド40のノズル50は、キャップ49によって確実に気密的に囲繞され、パージ機構47によってノズル50からインクが確実に吸引される。その結果、インクジェット記録ヘッド40が大型化されたとしてもパージ機構47が良好に機能し、インクジェット記録ヘッド40のインク滴の吐出不良が確実に防止される。
特に本実施形態に係る複合機10では、上記基部72及びリップ部73、74がゴムにより一体的に形成されるから、上記キャップ49が単一の部品として構成される。したがって、パージ機構47の部品点数が削減され、ひいては複合機10の製造コストの低減が図られる。しかも、本実施形態に係る複合機10では、上記支持部材82、83を移動させるために、上記基部72の薄肉化というきわめて簡単な手段により実現されている。したがって、上記支持部材82、83を移動させるための構造がきわめて簡単であり、その結果、複合機10の製造コストの上昇が抑制されるという利点がある。
加えて、上記リップ部73、74の先端部は、図8及び図15(b)が示すように断面形状がV字状に形成され、それらの頂部が各リップ部73、74の内側に突出している。したがって、上記空間102b、102c内の圧力が負圧となれば、このリップ部73、74の先端部は、内側に倒伏する傾向にある。ところが、リップ部73、74の先端部が内側に倒伏しようとすれば、このリップ部73の第2傾斜面78に上記支持部材82のショルダー面97が当接し、当該リップ部73の先端部が支持部材82によって支持される。リップ部74についても同様に、支持部材83によって支持される。そして、これら支持部材82、83は、前述のように上記基部72の変形によって移動され、上記リップ部73、74の先端部を支持する。つまり、本実施形態に係るパージ機構47は、キャップ49の変形及び支持部材82、83の移動を利用したきわめて簡単な手段によって、確実に上記リップ部73、74とインクジェット記録ヘッド40との当接状態を維持している。
本発明は、パージ機構を備えたインクジェット記録装置ないし複合機に適用され得る。
図1は、本発明の一実施形態に係る複合機の外観構成を示す斜視図である。 図2は、本発明の一実施形態に係る複合機の断面図である。 図3は、本発明の一実施形態に係る複合機のプリンタ部の断面図である。 図4は、本発明の一実施形態に係る複合機のプリンタ部の平面図である。 図5は、本発明の一実施形態に係る複合機のインクジェット記録ヘッドの下面(ノズル面)の拡大図である。 図6は、本発明の一実施形態に係る複合機のインクジェット記録ヘッドの内部構造を模式的に示す断面図である。 図7は、本発明の一実施形態に係る複合機のパージ機構の要部拡大分解斜視図である。 図8は、本発明の一実施形態に係る複合機のパージ機構のキャップの断面図である。 図9は、本発明の一実施形態に係る複合機のパージ機構のキャップの拡大斜視図である。 図10は、本発明の一実施形態に係る複合機のパージ機構のキャップ内に配置された支持部材の斜視図である。 図11は、本発明の一実施形態に係る複合機のパージ機構のキャップ内に配置された支持部材の拡大断面図である。 図12は、本発明の一実施形態に係る複合機のパージ機構のキャップ内に配置された支持部材の側面図である。 図13は、本発明の一実施形態に係る複合機のパージ機構のキャップ内に配置された支持部材の斜視図である。 図14は、本発明の一実施形態に係る複合機のインクの供給経路及びインクジェット記録ヘッドの動作位置を模式的に示す図である。 図15は、本発明の一実施形態に係る複合機のパージ機構が作動したときのキャップとインクジェット記録ヘッドとの相対的位置関係を模式的に示す図である。
10・・・複合機
40・・・記録ヘッド
47・・・パージ機構
49・・・キャップ
50・・・ノズル50
70・・・カラーキャップ部
71・・・ブラックキャップ部
72・・・基部
73・・・リップ部
74・・・リップ部
76・・・接触面
77・・・第1傾斜面
78・・・第2傾斜面
79・・・接触面
80・・・第1傾斜面
81・・・第2傾斜面
82・・・支持部材
83・・・支持部材
87・・・当接部
88・・・当接部
94・・・当接部
95・・・当接部
97・・・ショルダー部
98・・・ショルダー部
102・・・空間

Claims (3)

  1. 被記録媒体に対して多数のノズルからインク滴を吐出することによって画像を記録するインクジェット記録ヘッドと、上記ノズルからインクを吸引するパージ機構とを有するインクジェット記録装置であって、
    上記パージ機構は、
    平板状に形成された基部及び当該基部に立設され、先端が上記インクジェット記録ヘッドに当接することにより上記ノズルを気密的に囲繞し得る筒状のリップ部を有するキャップと、
    上記リップ部がインクジェット記録ヘッドに当接した状態で当該インクジェット記録ヘッドと上記キャップとの間に形成される空間の圧力を低下させる吸引ポンプと、
    上記キャップ内に配置され、当該キャップの内側から上記リップ部を支持し得る支持部材とを備え、
    上記基部及びリップ部は、ゴムにより一体的に形成されており、
    上記基部のうち少なくとも上記リップ部の内側に対応する部分は、上記空間の圧力が低下したときに上記リップ部よりも容易に変形して当該リップ部の内側へ突出するように当該リップ部よりも薄肉に形成されており、
    上記支持部材は、上記基部の変形に伴って上記リップ部の先端部の内側に当接する当接部を有しているインクジェット記録装置。
  2. 上記リップ部の先端部は、上記インクジェット記録ヘッドに当接する接触面、当該接触面から上記リップ部の奥側内方に斜めに延びる第1傾斜面、及び当該第1傾斜面に対して鋭角をなして連続し、当該第1傾斜面からさらに上記リップ部の奥側外方に斜めに延びる第2傾斜面を有する断面V字状に形成されており、
    上記支持部材の当接部は、上記第2傾斜面に当接して当該第2傾斜面を支持するショルダー面が形成されている請求項1に記載のインクジェット記録装置。
  3. 上記先端部の先端と上記当接部が当接する部位との間の距離は、
    上記空間の圧力が低下して上記基部が変形した状態で上記支持部材と上記インクジェット記録ヘッドとの接触が回避されるように設定されている請求項1又は2に記載のインクジェット記録装置。

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