JP7047519B2 - キャップ部材およびそれを備えたインクジェット記録装置 - Google Patents

キャップ部材およびそれを備えたインクジェット記録装置 Download PDF

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Description

本発明は、用紙のような記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドのインク吐出面にキャップを行うキャップ部材およびそれを備えたインクジェット記録装置に関するものである。
ファクシミリ、複写機、プリンターのような記録装置として、インクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置が、高精細な画像を形成できることから広く用いられている。
従来、インクジェット記録装置では、通常、記録ヘッドのインク吐出口の乾燥や目詰まりを防止するために、長期間印字を行わない場合に記録ヘッドにキャップをしておく。このため、インクジェット記録装置には、記録媒体へインクを吐出する記録ヘッドと、記録ヘッドのインク吐出面にキャップを行うキャップ部を有するキャップユニットと、が設けられる。キャップ部は、インク吐出口の乾燥や目詰まりを防止するため非常に密閉性の高い構造になっている。
ところで、インクジェット記録装置では、インク吐出口においてインクの界面(表面)が表面張力により僅かに凹んでメニスカスが形成される。メニスカスは非常に小さい圧力で破壊されるが、メニスカスが破壊されると、インクの吐出が不安定になる。
キャップ部をインク吐出面に対して圧接(キャッピング)したり、インク吐出面から離間したりする際に、キャップ部の内部空間の気圧が変化することによって、メニスカスが破壊されるおそれがある。
そこで、キャップ部の内部空間をキャップ部の外部と連通させる大気連通路を備えたインクジェット記録装置が提案されている。このようなインクジェット記録装置としては、記録ヘッドのインク吐出面にキャップを行うゴム等からなるキャップ部と、キャップ部の内部空間をキャップ部の外部と連通させるチューブと、を備えたものが知られている。キャップ部には通気口が形成され、チューブの一端は通気口に接続される。
このインクジェット記録装置では、キャップ部の内部空間はキャップ部の外部と連通している。このため、キャップ部をインク吐出面に対して圧接(キャッピング)したり、インク吐出面から離間したりする際に、キャップ部の内部空間の気圧の変化を抑制することができるので、メニスカスが破壊されるのを抑制することができる。
なお、キャップ部の内部空間をキャップ部の外部と連通させる大気連通路を備えたインクジェット記録装置は、例えば特許文献1に開示されている。
特開2014-144585号公報
しかしながら、上記キャップ部と、キャップ部の内部空間をキャップ部の外部と連通させるチューブと、を備えた従来のインクジェット記録装置では、キャップ部の通気口とチューブとの接続部分から蒸気(気化したインク)が漏れたり、チューブ自体から蒸気が漏れ(蒸気がチューブを厚み方向に透過し)たりする。このため、キャップ部の内部空間が乾燥し、インク吐出口が目詰まりしてしまうという問題点がある。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、メニスカスの破壊を抑制しながら、インク吐出口の目詰まりを抑制することが可能なキャップ部材およびそれを備えたインクジェット記録装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の第1の局面のキャップ部材は、記録ヘッドのインク吐出口が開口するインク吐出面にキャップを行うキャップ部材であって、底面部と、底面部から立設されインク吐出面に接触する環状の側面部とを有する弾性体からなるキャップ部とを備える。キャップ部の底面部には、底面部の上面から突出する第1リブにより構成される溝部が設けられている。第1リブの上端には、溝部を覆う蓋部材が密着して設けられている。溝部と蓋部材とによって空気が通過する空気通路が構成されている。空気通路の一端部は、キャップ部の内部空間と連通し、空気通路の他端部は、キャップ部の外部と連通する。
本発明の第1の局面のキャップ部材によれば、空気通路の一端部は、キャップ部の内部空間と連通し、空気通路の他端部は、キャップ部の外部と連通する。これにより、キャップ部の内部空間は空気通路を介してキャップ部の外部と連通する。このため、キャップ部をインク吐出面に対して圧接(キャッピング)したり、インク吐出面から離間したりする際に、キャップ部の内部空間の気圧の変化を抑制することができるので、メニスカスが破壊されるのを抑制することができる。
また、キャップ部の底面部には、底面部の上面から突出する第1リブにより構成される溝部が設けられており、第1リブの上端には、溝部を覆う蓋部材が密着して設けられており、溝部と蓋部材とによって空気が通過する空気通路が構成されている。これにより、上記従来のインクジェット記録装置とは異なり、キャップ部とチューブとの接続部分が存在しないので、接続部分から蒸気(気化したインク)が漏れることがない。また、空気通路の側面(第1リブ)や上面(蓋部材)から蒸気が漏れた(蒸気が空気通路の側面や上面を厚み方向に透過した)としても、蒸気がキャップ部の内部空間に戻るだけなので、キャップ部の内部空間は乾燥しない。したがって、キャップ部の内部空間が乾燥するのを抑制することができるので、インク吐出口が目詰まりするのを抑制することができる
本発明の一実施形態のキャップ部材を備えたプリンターの概略構造を示した図である。 本発明の一実施形態のプリンターの第1搬送ユニットおよび記録部を上方から示した図である。 本発明の一実施形態のプリンターの記録部の構造を示した図である。 本発明の一実施形態のプリンターの記録部のラインヘッドを構成する記録ヘッドの構造を示した図である。 本発明の一実施形態のプリンターの記録ヘッドをインク吐出面側から示した図である。 本発明の一実施形態のプリンターの記録ヘッドのインク吐出口に形成されるメニスカスを示す図である。 本発明の一実施形態のプリンターのキャップユニットおよび第1搬送ユニット等の構造を示した図であり、第1搬送ユニットが上昇位置に配置された状態を示す図である。 本発明の一実施形態のプリンターのキャップユニットおよび第1搬送ユニット等の構造を示した図であり、第1搬送ユニットが下降位置に配置された状態を示す図である。 本発明の一実施形態のプリンターのキャップユニット等の構造を示した図であり、キャップユニットおよびワイプユニットが第1位置に配置された状態を示す図である。 図9の状態からキャップユニットおよびワイプユニットを上昇させた状態を示す図である。 本発明の一実施形態のプリンターのキャップユニットの構造を示した図である。 本発明の一実施形態のプリンターのキャップユニットおよびワイプユニット等の構造を示した図であり、キャップユニットが第2位置に配置され、ワイプユニットが第1位置に配置された状態を示す図である。 図12の状態からワイプユニットを上昇させた状態を示す図である。 図13の状態からワイパーキャリッジを矢印B方向に移動させた状態を示す図である。 本発明の一実施形態のプリンターのユニット昇降機構周辺の構造を示す図である。 本発明の一実施形態のプリンターの連結ピンおよび押し上げ片周辺の構造を示す図であり、ワイプユニットとキャップユニットとが連結していない状態を示す図である。 本発明の一実施形態のプリンターの連結ピンおよび押し上げ片周辺の構造を示す図であり、ワイプユニットとキャップユニットとが連結した状態を示す図である。 本発明の一実施形態のキャップ部材および記録ヘッドの構造を示す図である。 本発明の一実施形態のキャップ部材の構造を示す図である。 本発明の一実施形態のキャップ部材の構造を上方から示す図である。 本発明の一実施形態のキャップ部材の支持部材およびキャップ部の構造を上方から示す図である。 本発明の一実施形態のキャップ部材のキャップ部の構造を上方から示す図である。 図21の200-200線に沿った断面図である。 図20の300-300線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態のキャップ部材の支持部材の構造を上方から示す図である。 本発明の一実施形態のキャップ部材の構造を上方から示す図であり、第1連通口と記録ヘッドのインク吐出領域との位置関係を示す図である。 本発明の一実施形態のキャップ部材の蓋部材の第1連通口周辺の構造を示す図である。 本発明の一実施形態のキャップ部材の蓋部材の第1連通口周辺の構造を示す図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1~図28を参照して、本発明の一実施形態のキャップ部材を備えたインクジェット式のプリンター100(インクジェット記録装置)について説明する。図1に示すように、プリンター100は、プリンター本体1の内部下方に用紙収容部である給紙カセット2が配置されている。給紙カセット2の内部には、記録媒体の一例である用紙Pが収容されている。給紙カセット2の用紙搬送方向下流側、すなわち図1における給紙カセット2の右側の上方には給紙装置3が配置されている。この給紙装置3により、用紙Pは図1において給紙カセット2の右上方に向け、1枚ずつ分離されて送り出される。
また、プリンター100はその内部に第1用紙搬送路4aを備えている。第1用紙搬送路4aは、給紙カセット2に関して言えばその給紙方向である右上方に位置する。給紙カセット2から送り出された用紙Pは第1用紙搬送路4aによりプリンター本体1の側面に沿って垂直上方に搬送される。
用紙搬送方向に対し第1用紙搬送路4aの下流端にはレジストローラー対13が備えられている。さらにレジストローラー対13の用紙搬送方向下流側直近には第1搬送ユニット5及び記録部9が配置されている。給紙カセット2から送り出された用紙Pは第1用紙搬送路4aを通ってレジストローラー対13に到達する。レジストローラー対13は用紙Pの斜め送りを矯正しつつ記録部9が実行するインク吐出動作とのタイミングを計り、第1搬送ユニット5に向かって用紙Pを送り出す。
用紙搬送方向に対し第1搬送ユニット5の下流側(図1の左側)には第2搬送ユニット12が配置されている。記録部9にてインク画像が記録された用紙Pは第2搬送ユニット12へと送られ、第2搬送ユニット12を通過する間に用紙P表面に吐出されたインクが乾燥される。
用紙搬送方向に対し第2搬送ユニット12の下流側であってプリンター本体1の左側面近傍にはデカーラー部14が備えられている。第2搬送ユニット12にてインクが乾燥された用紙Pはデカーラー部14へと送られ、用紙Pに生じたカールが矯正される。
用紙搬送方向に対しデカーラー部14の下流側(図1の上方)には第2用紙搬送路4bが備えられている。デカーラー部14を通過した用紙Pは両面記録を行わない場合、第2用紙搬送路4bからプリンター100の左側面外部に設けられた用紙排出トレイ15に排出される。
プリンター本体1の上部であって記録部9及び第2搬送ユニット12の上方には両面記録を行うための反転搬送路16が備えられている。両面記録を行う場合には第一面への記録が終了して第2搬送ユニット12及びデカーラー部14を通過した用紙Pが第2用紙搬送路4bを通って反転搬送路16へと送られる。反転搬送路16へ送られた用紙Pは、続いて第二面の記録のために搬送方向が切り替えられ、プリンター本体1の上部を通過して右側に向かって送られ、第1用紙搬送路4a、及びレジストローラー対13を経て第二面を上向きにした状態で再度第1搬送ユニット5へと送られる。
また、第2搬送ユニット12の下方にはワイプユニット19及びキャップユニット50が配置されている。ワイプユニット19は、後述するパージを実行する際に記録部9の下方に水平移動し、記録ヘッドのインク吐出口から押出されたインクを拭き取り、拭き取られたインクを回収する。キャップユニット50は、記録ヘッドのインク吐出面をキャッピングする際に記録部9の下方に水平移動し、さらに上方に移動して記録ヘッドの下面に装着される。
記録部9は図2および図3に示すように、ヘッドハウジング10と、ヘッドハウジング10に保持されたラインヘッド11C、11M、11Y、及び11Kを備えている。これらのラインヘッド11C~11Kは、駆動ローラー6及び従動ローラー7を含む複数のローラーに張架された第1搬送ベルト8の搬送面に対して所定の間隔(例えば1mm)が形成されるような高さに支持され、用紙搬送方向(矢印A方向)と直交する用紙幅方向(矢印BB´方向)に沿って複数(ここでは3個)の記録ヘッド17a~17cが千鳥状に配列されている。
図4及び図5に示すように、記録ヘッド17a~17cのインク吐出面Fにはインク吐出口18(図2参照)が多数配列されたインク吐出領域Rが設けられている。なお、記録ヘッド17a~17cは同一の形状及び構成であるため、図4及び図5では記録ヘッド17a~17cを一つの図で示している。
図6に示すように、記録ヘッド17a~17cのインク吐出口18において、インク(図6のハッチング領域)は、記録ヘッド17a~17cの内側に湾曲するメニスカスMを形成している。
各ラインヘッド11C~11Kを構成する記録ヘッド17a~17cには、それぞれインクタンク(図示せず)に貯留されている4色(シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック)のインクがラインヘッド11C~11Kの色毎に供給される。
各記録ヘッド17a~17cは、プリンター100全体を制御する制御部110(図1参照)からの制御信号により、外部コンピューター等から受信した画像データに応じて、第1搬送ベルト8の搬送面に吸着保持されて搬送される用紙Pに向かってインク吐出口18からインクを吐出する。これにより、第1搬送ベルト8上の用紙Pにはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のインクが重ね合わされたカラー画像が形成される。
このプリンター100では、記録ヘッド17a~17cのインク吐出面Fを清浄にするために、長期間停止後の印字開始時及び印字動作の合間には、全ての記録ヘッド17a~17cのインク吐出口18からインクを強制的に排出し、後述するワイパー35a~35cによりインク吐出面Fを拭き取り、次の印字動作に備える。
次に、キャップユニット50およびワイプユニット19および周辺の構造について詳細に説明する。
第1搬送ユニット5は図7および図8に示すように、収納フレーム70に収納されている。第1搬送ユニット5は、昇降駆動源およびギア列等からなる搬送昇降機構(図示せず)により上下方向に昇降可能に構成されている。第1搬送ユニット5は、印字動作時には上昇位置(図7の位置)に配置され、記録ヘッド17a~17cのインク吐出面Fに近接している。また、第1搬送ユニット5は、記録ヘッド17a~17cの後述する回復動作時およびキャッピング動作時には、下降位置(図8の位置)に配置される。
キャップユニット50は図8および図9に示すように、記録部9の真下の第1位置(図9の位置)と、第1位置から水平方向(矢印A方向)に退避した第2位置(図8の位置)と、の間を往復移動可能に構成されている。なお、キャップユニット50が第1位置に配置される場合、第1搬送ユニット5は下降位置に配置されている。また、キャップユニット50は図9および図10に示すように、第1位置において上下方向に昇降可能に構成されている。
キャップユニット50は、印字動作時および回復動作時には、第2位置(図7の位置)に配置される。キャップユニット50は、キャッピング動作時には、第1位置(図9および図10の位置)において上方に移動して記録ヘッド17a~17cにキャッピングを行うように構成されている。なお、キャップユニット50は後述するように、第2位置においてワイプユニット19と連結・連結解除可能に構成されており、キャップユニット50の水平方向および上下方向の移動は、ワイプユニット19がキャップユニット50に連結した状態で移動することによって行われる。
キャップユニット50は図11に示すように、板金製のキャップトレイ51と、キャップトレイ51の用紙幅方向(矢印BB´方向)両端に形成された一対のトレイ側板52と、キャップトレイ51の上面に配置される凹状の12個のキャップ部53と、4個の高さ方向位置決め突起54と、を含んでいる。なお、キャップ部53を有するキャップ部材140(図18参照)の詳細構造については後述する。
キャップ部53は、記録ヘッド17a~17cに対応する位置に配置されている。これにより、図10に示すように第1位置においてキャップユニット50が上方に移動することによって、各キャップ部53が各記録ヘッド17a~17cのインク吐出面Fのキャップを行う。高さ方向位置決め突起54は、記録ヘッド17a~17cのキャップを行うためにキャップユニット50を記録部9側に上昇させたとき、記録部9のハウジング10に当接することでキャップトレイ51の高さ方向の位置決めを行う。キャップ部53の長手方向(矢印BB´方向)両端の下部とキャップトレイ51との間には、圧縮バネからなるキャップバネ55が配置されている。キャップバネ55によって、キャップ部53とインク吐出面Fとの接触状態が一定に保持される。
ワイプユニット19は図8および図12に示すように、記録部9の真下の第1位置(図12の位置)と、第1位置から水平方向(矢印A方向)に退避した第2位置(図8の位置)と、の間を往復移動可能に構成されている。なお、ワイプユニット19が第1位置に配置される場合、第1搬送ユニット5は下降位置に配置されている。また、ワイプユニット19は図12および図13に示すように、第1位置において上下方向に昇降可能に構成されている。
ワイプユニット19は、印字動作時には、第2位置に配置される。ワイプユニット19は、回復動作時およびキャッピング動作時には、第1位置(図12の位置)において上方に移動するように構成されている。
ワイプユニット19は図13および図14に示すように、複数のワイパー35a~35cが固定された略矩形状のワイパーキャリッジ31と、ワイパーキャリッジ31を支持する支持フレーム40とで構成されている。
支持フレーム40の上面の矢印AA´方向に対向する端縁にはレール部41a、41bが形成されており、ワイパーキャリッジ31の四隅に設けられたコロ36がレール部41a、41bに当接することで、ワイパーキャリッジ31は支持フレーム40に対し矢印BB´方向に摺動可能に支持される。
支持フレーム40の外側には、ワイパーキャリッジ31を水平方向(矢印BB´方向)に移動させるためのワイパーキャリッジ移動モーター45と、ワイパーキャリッジ移動モーター45およびワイパーキャリッジ31のラック歯(図示せず)に係合するギア列(図示せず)と、が取り付けられている。ワイパーキャリッジ移動モーター45が正逆回転することにより、ギア列が正逆回転し、ワイパーキャリッジ31が水平方向(矢印BB´方向)に往復移動する。
ワイパー35a~35cは、各記録ヘッド17a~17cのインク吐出口18から押し出されたインクを拭き取るための弾性部材(例えばEPDMからなるゴム製の部材)である。ワイパー35a~35cは、インク吐出口18が開口するインク吐出領域R(図5参照)の外側の拭き取り開始位置に略垂直方向から圧接され、ワイパーキャリッジ31の移動によりインク吐出領域Rを含むインク吐出面Fを所定方向(図13の矢印B方向)に拭き取る。
4枚のワイパー35aは略等間隔で配置されており、同様に、4枚のワイパー35bおよび4枚のワイパー35cもそれぞれ略等間隔で配置されている。ワイパー35a、35cは、それぞれ各ラインヘッド11C~11Kを構成する記録ヘッド17a、17c(図3参照)に対応する位置に配置されている。また、ワイパー35bは、各ラインヘッド11C~11Kを構成する記録ヘッド17b(図3参照)に対応する位置に配置されており、ワイパー35a、35cに対しワイパーキャリッジ31の移動方向と直交する方向(矢印AA´方向)に所定距離だけずらして固定されている。
支持フレーム40の上面には、ワイパー35a~35cによってインク吐出面Fから拭き取られた廃インクを回収するための回収トレイ44が配置されている。インク回収トレイ44の略中央部には、インク排出孔(図示せず)が形成されており、インク排出孔を挟んで両側のトレイ面44a、44bは、インク排出孔に向かって下り勾配となっている。ワイパー35a~35cによってインク吐出面Fから拭き取られ、トレイ面44a、44bに落下した廃インクはインク排出孔(図示せず)に向かって流れる。その後、インク排出孔に連結されたインク回収路(図示せず)を通って廃インク回収タンク(図示せず)に回収される。
また、ワイプユニット19は図8に示すように、断面コの字状のキャリッジ80に収納されているとともに、第2位置においてキャップユニット50の下方に配置される。ワイプユニット19は、図8および図12に示すように水平方向(矢印AA´方向)に移動する場合にはキャリッジ80と一体で移動し、図12および図13に示すように上下方向に移動する場合にはキャリッジ80に対して上下方向に移動する。
キャリッジ80は、ワイプユニット19が載置される板金製のキャリッジ底板81(図15参照)と、キャリッジ底板81の用紙幅方向(矢印BB´方向)両端に立設された一対のキャリッジ側板82と、によって構成されている。キャリッジ側板82は、プリンター本体1のキャリッジ支持レール(図示せず)に対して摺動可能に構成されている。キャリッジ側板82の上面には図15に示すように、ラック歯を有するラック部82aが形成されている。ラック部82aにはギア85aが係合しており、ギア85aを含むギア列は、モーターからなるキャリッジ駆動源(図示せず)に繋がっている。キャリッジ駆動源が正逆回転することにより、ギア列が正逆回転し、キャリッジ80が第1位置と第2位置との間を往復移動する。なお、ギア85aを含むギア列およびキャリッジ駆動源によって、キャップユニット50およびワイプユニット19を水平方向に移動させるユニット水平移動機構85が構成されている。
キャリッジ80の内部には図15に示すように、ワイプユニット19を上下方向に昇降させるユニット昇降機構60が設けられている。ユニット昇降機構60は、ワイヤー61aおよび61bと、ワイヤー61aおよび61bを巻き取る巻き取りプーリー62と、ワイヤー61aおよび61bの方向を変換するプーリー63aおよび63bと、巻き取り駆動モーター(巻き取り駆動源)64と、を含んでいる。
ワイヤー61aは、巻き取りプーリー62からプーリー63aを介してワイプユニット19の矢印A´方向の下部に取り付けられている。ワイヤー61bは、巻き取りプーリー62からプーリー63aおよび63bを介してワイプユニット19の矢印A方向の下部に取り付けられている。ワイヤー61aおよび61b、巻き取りプーリー62、プーリー63aおよび63bのそれぞれは、矢印BB´方向の両側(図15の紙面に対して手前側および奥側)に1つずつ設けられている。一対の巻き取りプーリー62は、1つの回転軸65の両端に固定されている。回転軸65には、巻き取り駆動モーター64に繋がるギア列(図示せず)に係合する回転軸ギア(図示せず)が固定されている。巻き取り駆動モーター64が正逆回転することにより、巻き取りプーリー62が正逆回転する。
また、ワイプユニット19には図15および図16に示すように、上方に延びる複数の連結ピン42が設けられている。キャップユニット50のトレイ側板52の下面には、連結ピン42に対応する位置に連結穴52a(図16参照)が形成されている。連結ピン42および連結穴52aによって、キャップユニット50とワイプユニット19とを連結または連結解除する連結機構が構成されている。
ワイプユニット19が第2位置において下降した状態(図15の状態、第1の高さ位置に配置された状態)では、図16に示すように連結ピン42は連結穴52aに挿入されず、ワイプユニット19とキャップユニット50とは連結していない(連結が解除されている)。その一方、ワイプユニット19が第2位置において上昇する(第1の高さ位置よりも高い第2の高さ位置に配置される)と、図17に示すように連結ピン42が連結穴52aに挿入され、ワイプユニット19とキャップユニット50とが連結する。これにより、キャップユニット50は、ワイプユニット19と一体になり、水平方向および上下方向への移動が可能となる。
なお、第2位置には、ワイプユニット19とキャップユニット50とが連結していない状態(連結が解除された状態)でキャップユニット50を支持するキャップ支持部(図示せず)が設けられている。また、第2位置には、ワイプユニット19とキャップユニット50とが連結していない状態(キャッピング動作時以外(印字動作時および回復動作時)の状態)でキャップユニット50のキャップ部53に密着してキャップ部53を保護する保護プレート(図示せず)が設けられている。保護プレート(図示せず)は、キャップ部53に上方から密着することによって、キャップ部53の上面(インク吐出面Fに密着する面)に埃や紙粉等の異物が付着するのを防止するとともに、キャップ部53の内部の水分が蒸発して無くなるのを抑制する。
次に、キャップ部53を有するキャップ部材140の構造について詳細に説明する。
図18および図19に示すように、キャップ部材140は、記録ヘッド17a~17cのインク吐出面F(図5参照)にキャップを行うものである。キャップ部材140は図19および図20に示すように、弾性体(例えばEPDMやブチルゴム等の低弾性で耐劣化性に優れた合成ゴム)からなるキャップ部53と、キャップ部53の後述する底面部151の下面を支持する板金製の支持部材141と、キャップ部53の内部に配置される板金製の蓋部材143と、によって構成されている。
キャップ部53は図19および図21に示すように、長円形状の底面部151と、底面部151の周縁から立設されインク吐出面Fに接触する環状の側面部152と、を有する。
ここで、本実施形態では図22および図23に示すように、キャップ部53の底面部151には、底面部151の上面から上方に突出する環状の第1リブ153により構成される溝部154が設けられている。溝部154は、第1リブ153と底面部151とによって構成されている。溝部154は図22に示すように、キャップ部53の中心に対して点対称の位置に2個設けられている。一方の溝部154(図22の下側の溝部)は、キャップ部53の矢印B方向の端部近傍から矢印B´方向に向かって延びるように形成されており、他方の溝部154(図22の上側の溝部)は、キャップ部53の矢印B´方向の端部近傍から矢印B方向に向かって延びるように形成されている。
蓋部材143は図20および図24に示すように、溝部154を覆うように第1リブ153の上端に密着して設けられている。そして、溝部154と蓋部材143とによって空気が通過する空気通路160が構成されている。本実施形態では、2個の溝部154と1個の蓋部材143とによって2個の空気通路160が構成されている。なお、一方の溝部154および空気通路160(図22の下側の溝部154および空気通路160)と他方の溝部154および空気通路160(図22の上側の溝部154および空気通路160)とは、キャップ部53の中心回りに同じ形状であるため、他方の溝部154および空気通路160については説明を省略する。
一方の空気通路160(図22の下側の空気通路160)の一端部(矢印B方向の端部)は、キャップ部53の内部空間S(図24参照)と連通するように構成されており、他端部(矢印B´方向の端部)は、キャップ部53の外部と連通するように構成されている。
具体的には、空気通路160の一端部には、空気通路160とキャップ部53の内部空間Sとを連通する第1連通口160aが設けられている。ここでは図20に示すように、第1連通口160aは、蓋部材143に設けられている。なお、溝部154の一端(図22の左端)は、他の部分の幅よりも大きい直径を有する円形部154aとなっている。円形部154aは、第1連通口160a(図20参照)の下方に配置されている。溝部154の第1連通口160aに対応する部分(円形部154a)を、溝部154の他の部分の幅よりも大きい直径を有するように形成することによって、蓋部材143がキャップ部53に対して位置ズレした状態で固定された場合であっても、第1リブ153により第1連通口160aが塞がれるのを防止することができる。
また、空気通路160の他端部において、溝部154の底面には、第2連通口160bが設けられている。支持部材141の第2連通口160bに対応する部分には図25に示すように、第2連通口160bを介して空気通路160とキャップ部53の外部とを連通する第3連通口160cが設けられている。
従って、キャップ部53を記録ヘッド17a~17cのインク吐出面F(図5参照)にキャッピングした状態で、キャップ部53の内部空間Sは空気通路160を介してキャップ部53の外部と連通する。
なお、第1連通口160aは図26に示すように、キャップ部53を記録ヘッド17a~17cにキャッピングした状態でインク吐出口18が開口するインク吐出領域Rの真下の位置から退避した退避位置に設けられている。
支持部材141は図19および図25に示すように、板金を折り曲げることにより形成されており、矢印BB´方向に延びる支持面部141aと、支持面部141aの矢印AA´方向の両端から下方に延びる一対の折り曲げ側面部141bと、を有する断面コの字状に形成されている。支持面部141aの矢印BB´方向の両端の下方には、上述したキャップバネ55が配置されている。支持面部141aには、キャップ部53の底面部151が接着固定されている。
支持面部141aには、ネジ山が形成されているとともにネジ148が取り付けられるネジ穴141cが矢印BB´方向に所定の間隔を隔てて複数(ここでは3個)設けられている。また、支持面部141aには、2本の位置決めボス149が固定されている。
図22に示すように、キャップ部53の底面部151には、ネジ148が挿通される3個の開口部151aと、位置決めボス149(図25参照)が挿入される2個の位置決め穴151bと、が形成されている。位置決めボス149が位置決め穴151bに挿入されることによって図21に示すように、キャップ部53が支持部材141の所定位置に位置決めされる。
また、底面部151には図22および図23に示すように、底面部151の上面から第1リブ153と同じ量だけ突出する複数(ここでは2個)の環状の第2リブ155が設けられている。第2リブ155は、第1リブ153と同様、キャップ部53の中心に対して点対称の位置に2個設けられている。第2リブ155の上端には図24に示すように、第1リブ153と同様、蓋部材143が密着して設けられる。なお、第2リブ155は第1リブ153と同様、溝部156を構成するが、溝部156および蓋部材143は空気通路を構成しない。
図22に示すように、第2リブ155は、第1リブ153を延長したような位置に配置されている。具体的には、第1リブ153は、蓋部材143の縁部に沿って設けられており、第2リブ155は、蓋部材143の縁部のうちの第1リブ153が設けられていない部分に沿って設けられている。これにより、第1リブ153と第2リブ155とによって、蓋部材143の縁部の略全周を支持する。
蓋部材143は図19および図20に示すように、矢印BB´方向に延びるとともに第1リブ153および第2リブ155に密着される密着面部143aと、密着面部143aの周縁から立設される環状の側面部143bと、を有する。なお、側面部143bは、インク吐出面Fに接触しない高さに形成されている。
密着面部143aには、ネジ148が挿入される3個の挿入穴143cがネジ穴141cに対応する位置に形成されている。また、密着面部143aには、位置決めボス149が挿入される2個の位置決め穴143dおよび143eが形成されている。位置決め穴143dは真円形状に形成されており、位置決め穴143eは長円形状に形成されている。
また、密着面部143aには、上述した第1連通口160aが設けられている。第1連通口160aは図27および図28に示すように、バーリング加工によって形成されており、第1連通口160aの周縁部は、密着面部143aの上面から上方に突出している。なお、位置決め穴143dおよび143eも第1連通口160aと同様、バーリング加工によって形成されており、位置決め穴143dおよび143eの周縁部も、密着面部143aの上面から上方に突出している。
次に、キャップ部材140の組み立て方法について説明する。
図19および図21に示すように、キャップ部53の位置決め穴151b(図22参照)に下方から支持部材141の位置決めボス149を挿入し、キャップ部53の底面部151と支持部材141の支持面部141aとを接着固定する。なお、本実施形態では、ネジ148を用いて蓋部材143を支持部材141に押圧した状態で固定するため、キャップ部53を支持部材141に接着固定しなくてもよい。そして、蓋部材143の位置決め穴143dおよび143eに下方から位置決めボス149を挿入し、蓋部材143の密着面部143aをキャップ部53の第1リブ153および第2リブ155の上端に密着させる。
その後、ネジ148をネジ穴141cに取り付けることによって、図18および図20に示すように、蓋部材143を支持部材141に押圧した状態で固定する。これにより、図24に示すように、第1リブ153および第2リブ155の先端が、蓋部材143の下面に沿って変形するとともに蓋部材143の下面に密着する。このようにして、キャップ部材140が組み立てられる。
次に、本実施形態のプリンター100における記録ヘッド17a~17cにキャップユニット50を装着する動作(キャッピング動作)について説明する。なお、以下で説明するキャッピング動作および回復動作は、制御部110(図1参照)からの制御信号により記録ヘッド17a~17c、ワイプユニット19、ユニット昇降機構60、ユニット水平移動機構85、搬送昇降機構、各駆動源等の動作を制御することによって実行される。
キャップユニット50により記録ヘッド17a~17cにキャップを行う場合、図7の状態から、図8に示すように記録部9(図1参照)の下面に対向配置されている第1搬送ユニット5を下降させる。このとき、ワイプユニット19は第1の高さ位置に配置されており、ワイプユニット19とキャップユニット50とは連結されていない。
そして、ユニット昇降機構60(図15参照)により、ワイプユニット19を第1の高さ位置から第2の高さ位置に上昇させる。これにより、図17に示すように連結ピン42が連結穴52aに挿入され、ワイプユニット19とキャップユニット50とが連結する。
その後、図9に示すように、キャリッジ80を第2位置から第1位置に水平移動させることによって、キャップユニット50がワイプユニット19の上面に連結した状態で第2位置から第1位置に水平移動する。
そして、ユニット昇降機構60により、図10に示すようにワイプユニット19およびキャップユニット50を上昇させる。キャップユニット50のキャップ部53が記録ヘッド17a~17cのインク吐出面Fに密着した時点で巻き取り駆動モーター64(図15参照)の回転を停止させることによって、キャップユニット50の記録ヘッド17a~17cに対するキャップが完了する。
このとき、キャップ部53の側面部152の上端が記録ヘッド17a~17cに接触してから、キャップ部53が数mm程度上昇した位置で、すなわちキャップ部53の側面部152が上下方向に圧縮された状態で、キャップ部53の上昇が停止される。このため、キャップ部53の内部空間Sの気圧(内圧)が上昇するが、本実施形態では、キャップ部53の内部空間Sは空気通路160を介してキャップ部53の外部と連通しているため、キャップ部53の内部空間Sの空気は空気通路160を介してキャップ部53の外部に排出される。これにより、キャップ部53の内部空間Sの気圧の上昇が抑制されるので、インク吐出口18のメニスカスM(図6参照)の破壊が抑制される。
なお、記録ヘッド17a~17cからキャップ部53を離間させる場合(印字動作または回復動作に移行する場合)は、上記とは逆の動作を行うため、簡単に説明する。
第1位置においてユニット昇降機構60により、ワイプユニット19が第2の高さ位置になるまで、ワイプユニット19およびキャップユニット50を下降させる。これにより、キャップ部53がインク吐出面Fから離間する。
このとき、キャップ部53の側面部152が上下方向に圧縮された状態からキャップ部53が数mm程度下降した位置で、キャップ部53の側面部152の上端が記録ヘッド17a~17cから離間する。このため、キャップ部53の内部空間Sの気圧(内圧)が低下するが、本実施形態では、キャップ部53の内部空間Sは空気通路160を介してキャップ部53の外部と連通しているため、キャップ部53の外部の空気が空気通路160を介してキャップ部53の内部空間Sに流入する。これにより、キャップ部53の内部空間Sの気圧の低下が抑制されるので、インク吐出口18のメニスカスM(図6参照)の破壊が抑制される。
そして、キャリッジ80を第1位置から第2位置に水平移動させることによって、ワイプユニット19とキャップユニット50とが連結した状態で第2位置に配置される。
その後、第2位置においてユニット昇降機構60によりワイプユニット19を第2の高さ位置から第1の高さ位置に下降させる。これにより、連結ピン42が連結穴52aから抜け、ワイプユニット19とキャップユニット50との連結が解除する。このようにして、図8の状態に戻る。
次に、本実施形態のプリンター100における記録ヘッド17a~17cの回復動作について説明する。
ワイプユニット19により記録ヘッド17a~17cの回復処理を行う場合、図7の状態から、図8に示すように記録部9(図1参照)の下面に対向配置されている第1搬送ユニット5を下降させる。このとき、ワイプユニット19は第1の高さ位置に配置されており、ワイプユニット19とキャップユニット50とは連結されていない。
そして、図12に示すように、キャップユニット50を第2位置に残した状態でキャリッジ80を第2位置から第1位置に水平移動させることによって、ワイプユニット19を第1の高さ位置で第2位置から第1位置に水平移動させる。
そして、ユニット昇降機構60により、図13に示すようにワイプユニット19を上昇させる。これにより、ワイプユニット19のワイパー35a~35cを、記録ヘッド17a~17cのインク吐出面Fの拭き取り開始位置に圧接する。
そして、ワイピング動作に先立って、インクを記録ヘッド17a~17cに供給する。供給されたインクはインク吐出口18(図2参照)から強制的に押出(パージ)される。このパージ動作により、インク吐出口18内の増粘インク、異物や気泡が排出される。このとき、パージインクはインク吐出口18の存在するインク吐出領域R(図5参照)の形状に沿ってインク吐出面Fに押出される。
その後、インク吐出面Fに押出されたインク(パージインク)を拭き取るワイピング動作を行う。具体的には、図13に示した状態からワイパーキャリッジ移動モーター45を正回転することにより、図14に示すようにワイパーキャリッジ31が矢印B方向に水平移動し、ワイパー35a~35cが記録ヘッド17a~17cのインク吐出面Fに押出されたインクを拭き取る。ワイパー35a~35cにより拭き取られた廃インクはワイプユニット19内に配置された回収トレイ44に回収される。
その後、ユニット昇降機構60(図15参照)により図12に示すようにワイプユニット19を第1の高さ位置まで下降させることによって、ワイパー35a~35cを記録ヘッド17a~17cのインク吐出面Fから下方に離間させる。その後、ワイパーキャリッジ31を拭き取り方向と逆方向(矢印B´方向)に移動し、ワイプユニット19を元の状態に戻す。
そして、第1位置に配置されたキャリッジ80およびワイプユニット19を第1位置から第2位置に水平移動させる。これにより、ワイプユニット19がキャップユニット50の下方に配置される。このようにして、記録ヘッド17a~17cの回復動作を終了する。
本実施形態では、上記のように、空気通路160の一端部は、キャップ部53の内部空間Sと連通し、空気通路160の他端部は、キャップ部53の外部と連通する。これにより、キャップ部53の内部空間Sは空気通路160を介してキャップ部53の外部と連通する。このため、キャップ部53をインク吐出面Fに対して圧接(キャッピング)したり、インク吐出面Fから離間したりする際に、キャップ部53の内部空間Sの気圧の変化を抑制することができるので、メニスカスMが破壊されるのを抑制することができる。
また、キャップ部53の底面部151には、底面部151の上面から突出する第1リブ153により構成される溝部154が設けられており、第1リブ153の上端には、溝部154を覆う蓋部材143が密着して設けられており、溝部154と蓋部材143とによって空気が通過する空気通路160が構成されている。これにより、上記従来のインクジェット記録装置とは異なり、キャップ部とチューブとの接続部分が存在しないので、接続部分から蒸気(気化したインク)が漏れることがない。また、空気通路160の側面(第1リブ153)から蒸気が漏れた(蒸気が空気通路160の側面(第1リブ153)を厚み方向に透過した)としても、蒸気がキャップ部53の内部空間Sに戻るだけなので、キャップ部53の内部空間Sは乾燥しない。したがって、キャップ部53の内部空間Sが乾燥するのを抑制することができるので、インク吐出口18が目詰まりするのを抑制することができる。なお、キャップ部53の底面部151の下面には板金製の支持部材141が設けられているため、空気通路160の底面(溝部154の底面)から蒸気が漏れることはない。
また、上記のように、空気通路160の一端部には、空気通路160とキャップ部53の内部空間Sとを連通する第1連通口160aが設けられており、空気通路160の他端部において、溝部154の底面には、第2連通口160bが設けられており、支持部材141の第2連通口160bに対応する部分には、第2連通口160bを介して空気通路160とキャップ部53の外部とを連通する第3連通口160cが設けられている。これにより、空気通路160の一端部を、キャップ部53の内部空間Sと容易に連通することができるとともに、空気通路160の他端部を、キャップ部53の外部と容易に連通することができる。
また、上記のように、第1連通口160aは、蓋部材143に設けられている。これにより、空気通路160とキャップ部53の内部空間Sとを容易に連通することができる。
また、上記のように、第1連通口160aの周縁部は、蓋部材143の上面から上方に突出している。これにより、インクがインク吐出口18から蓋部材143に落下した場合であっても、インクが第1連通口160aに流れ込むのを抑制することができる。このため、空気通路160がインクで詰まるのを抑制することができる。
また、上記のように、空気通路160は、複数(ここでは2個)設けられている。これにより、1つの空気通路160にインクが入って詰まりが生じた場合であっても、残りの空気通路160によってキャップ部53の内部空間Sとキャップ部53の外部との連通状態を維持することができる。
また、上記のように、複数(ここでは2個)の溝部154と1個の蓋部材143とによって、複数(ここでは2個)の空気通路160が構成されている。これにより、空気通路160を複数設けた場合であっても、部品点数は増加しない。
また、上記のように、キャップ部53の底面部151には、底面部151の上面から第1リブ153と同じ量だけ突出するとともに、上端に密着して蓋部材143が配置される第2リブ155が設けられている。これにより、第1リブ153と第2リブ155とにより蓋部材143を支持することができるので、蓋部材143が支持部材141に対して傾いた状態で固定されるのを抑制することができる。
また、上記のように、第1リブ153は、蓋部材143の縁部に沿って、かつ、キャップ部53の中心に対して点対称の位置に設けられており、第2リブ155は、蓋部材143の縁部のうちの第1リブ153が設けられていない部分に沿って、かつ、キャップ部53の中心に対して点対称の位置に設けられている。これにより、第1リブ153と第2リブ155とによって、蓋部材143の縁部の略全周を支持することができるので、蓋部材143が支持部材141に対して傾いた状態で固定されるのをより抑制することができる。
また、上記のように、第1連通口160aは、キャップ部53を記録ヘッド17a~17cにキャッピングした状態で記録ヘッド17a~17cのインク吐出口18の真下の位置から退避した退避位置に設けられている。これにより、インクがインク吐出口18から落下した場合であっても、インクが第1連通口160aに入るのを抑制することができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上記実施形態では、インク(パージインク)のみを用いて記録ヘッド17a~17cの回復動作を行う例について示したが、インクとクリーニング液とを用いて記録ヘッド17a~17cの回復動作を行ってもよい。
また、上記実施形態では、ネジ148を用いて蓋部材143を支持部材141に押圧した状態で固定する例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、かしめピンを用いたり、支持部材141の挿入穴にピンを圧入したりすることによって、蓋部材143を支持部材141に固定してもよい。また、蓋部材143をキャップ部53の第1リブ153等に接着固定してもよい。
また、上記実施形態では、第1連通口160aを蓋部材143に設ける例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、キャップ部53の側面部152に開口穴や切り欠き等を設けることによって、空気通路160とキャップ部53の内部空間Sとを連通する第1連通口を設けてもよい。
17a~17c 記録ヘッド
18 インク吐出口
53 キャップ部
100 プリンター(インクジェット記録装置)
140 キャップ部材
141 支持部材
143 蓋部材
151 底面部
152 側面部
153 第1リブ
154 溝部
155 第2リブ
160 空気通路
160a 第1連通口
160b 第2連通口
160c 第3連通口
F インク吐出面
M メニスカス
P 用紙(記録媒体)
S 内部空間

Claims (10)

  1. 記録ヘッドのインク吐出口が開口するインク吐出面にキャップを行うキャップ部材であって、
    底面部と、前記底面部から立設され前記インク吐出面に接触する環状の側面部とを有する弾性体からなるキャップ部とを備え、
    前記キャップ部の前記底面部には、前記底面部の上面から突出する第1リブにより構成される溝部が設けられており、
    前記第1リブの上端には、前記溝部を覆う蓋部材が密着して設けられており、
    前記溝部と前記蓋部材とによって空気が通過する空気通路が構成されており、
    前記空気通路の一端部は、前記キャップ部の内部空間と連通し、
    前記空気通路の他端部は、前記キャップ部の外部と連通することを特徴とするキャップ部材。
  2. 前記キャップ部の前記底面部の下面を支持する支持部材をさらに備え、
    前記空気通路の一端部には、前記空気通路と前記キャップ部の内部空間とを連通する第1連通口が設けられており、
    前記空気通路の他端部において、前記溝部の底面には、第2連通口が設けられており、
    前記支持部材の前記第2連通口に対応する部分には、前記第2連通口を介して前記空気通路と前記キャップ部の外部とを連通する第3連通口が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のキャップ部材。
  3. 前記第1連通口は、前記蓋部材に設けられていることを特徴とする請求項2に記載のキャップ部材。
  4. 前記第1連通口の周縁部は、前記蓋部材の上面から上方に突出していることを特徴とする請求項3に記載のキャップ部材。
  5. 前記空気通路は、複数設けられていることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載のキャップ部材。
  6. 前記溝部は、複数設けられており、
    複数の前記溝部と1個の前記蓋部材とによって、複数の前記空気通路が構成されていることを特徴とする請求項5に記載のキャップ部材。
  7. 前記キャップ部の前記底面部には、前記底面部の上面から前記第1リブと同じ量だけ突出するとともに、上端に密着して前記蓋部材が配置される第2リブが設けられていることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載のキャップ部材。
  8. 前記第1リブおよび前記第2リブは、それぞれ複数設けられており、
    前記第1リブは、前記蓋部材の縁部に沿って、かつ、前記キャップ部の中心に対して点対称の位置に設けられており、
    前記第2リブは、前記蓋部材の縁部のうちの前記第1リブが設けられていない部分に沿って、かつ、前記キャップ部の中心に対して点対称の位置に設けられていることを特徴とする請求項7に記載のキャップ部材。
  9. 請求項1~8のいずれか1項に記載のキャップ部材と、
    記録媒体上にインクを吐出する前記記録ヘッドとを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
  10. 請求項3または4に記載のキャップ部材と、
    記録媒体上にインクを吐出する前記記録ヘッドとを備え、
    前記第1連通口は、前記キャップ部を前記記録ヘッドにキャッピングした状態で前記記録ヘッドの前記インク吐出口の真下の位置から退避した退避位置に設けられていることを特徴とするインクジェット記録装置。
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