JPH05212872A - インクジェットプリントヘッドのノズルキャップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 プリントヘッドまたは用紙搬送機構を移動さ
せることを必要としない熱インクジェットプリントヘッ
ドのキャップをする装置。 【構成】 磁性体を含む弾性材料よりなり比較的薄く可
撓性をもったカバーまたはスリーブ３７によりプリント
ヘッド２２に取り付けられるガスケット３２を具備し、
また鋼鉄バー３６が用紙搬送ベルト１０の下側に滑り接
触するように配置され、ベルト１０はプリントヘッド２
２と間隔を保ち平行に隣接する。プリンタの動作時に
は、プリントヘッド上に設けられた電磁石４０が励起さ
れ、磁性ガスケット３２を引きつけ、プリントヘッドノ
ズル１５より上にガスケットを引きつけ印刷を可能にす
る。プリントヘッド２２を使用しない時には、電磁石４
０は励磁されず、鋼鉄バー３６が磁性ガスケット３２を
引きつけ、ベルト１０にガスケット３２を押しつけ、プ
リントヘッドノズル１５を覆う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は広くインクジェットプリ
ンターに使用するノズルキャップ装置に関する。更に詳
しくはインクジェットプリンターを使用しない時にプリ
ントヘッドまたは用紙搬送機構を移動することなくイン
クジェットプリントヘッドのノズルをキャップする装置
に関する。

【０００２】

【従来技術】ドロップ・オン・デマンド型のプリンター
においてはインクはプリントヘッドの複数のチャンネル
内に若干の負の圧力の下に保持されており、電力パルス
を用いて狭路に位置する熱変換器を瞬間的に過熱し、一
瞬にしてインク蒸気泡を発生させる。この泡により必要
に応じてチャンネルの先端のオリフィスからインク小滴
が記録部に向けて射出される。

【０００３】インクジェットプリンターの非動作時に
は、一つまたはそれ以上のオリフィスに噴出されずに残
っているインクが乾燥しオリフィスに詰まることがあ
り、機能を停止させたり、このオリフィスの中のインク
の流れを減少させ、この結果印刷品質を低下させること
になる。プリントヘッドをキャップすることにより、オ
リフィス内のインクの乾燥を防止できることは良く知ら
れており、従来より、インクジェットプリンターにおい
てインクジェットノズルをキャップする為のキャップス
テーションが設けられている。これらのキャップステー
ションにおいてはプリントヘッドをキャップステーショ
ンに移動する動作、または用紙搬送機構をキャップ装置
に到達できる様に動かす動作を必要とする。

【０００４】全幅のプリントヘッドを具備するインクジ
ェットプリンターにおいてはプリントヘッドの移動は望
ましくないことが見いだされている。プリントヘッドを
印刷面と平行に保つことは困難なことであり、プリント
ヘッドを動かすことは印刷品質に悪影響を与える。固定
全幅プリントヘッドを覆うにはキャップステーションの
移動経路の干渉上から用紙搬送機構を移動させ、キャッ
プステーションをプリントヘッドに係合することによっ
てなされる。しかしこの方法は複雑な動作機構が必要で
ありコストがかさみ、しかも、摩耗や故障が伴う。また
プリントヘッドやキャップステーションを動かし相互に
係合させたり、また用紙搬送機構をキャップ動作の障害
にならないように移動させる方法にでは電源故障の際に
キャップ保護ができない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明においては、プリ
ントヘッドまたは用紙搬送機構を動かさずに熱インクジ
ェットプリントヘッドをキャップする装置について記述
する。本キャップ装置は弾性ガスケットを有し、このガ
スケットは比較的薄く可撓性を有するブーツまたはスリ
ーブを介してプリントヘッドに取り付けられている。こ
のガスケットは磁性体や磁石を含んでおりスリーブの下
部を巻き込んだ折り返しでもよい。鋼板または鋼鉄バー
が用紙搬送ベルトの下部にベルト長手方向又は幅方向の
ベルトスパンすなわち張りと平行に配置されている。こ
のベルトスパンはプリントヘッドの近くで平行に配され
る。用紙搬送機構は穴のない平らで滑らかな可動ベルト
を有し、このベルトは少なくとも一つが駆動ローラであ
るローラに設置されている。プリンターの動作時にはプ
リントヘッドに設けられている電磁石が励磁され、ガス
ケットを引きつけ、ガスケットは格納される。ガスケッ
トが格納状態においてプリントヘッドは動作可能とな
る。プリントヘッドの非動作時には、電磁石はオフにな
り、ガスケットは鋼鉄バーに引きつけられベルトを押し
当てガスケットとベルトはシールされ、プリントヘッド
を覆う。このキャップ装置はプリントヘッドや用紙搬送
機構を移動させる必要がない。さらに電源故障の際にも
キャップ保護を供する。つまりこのような場合、磁性ガ
スケットは解除されガスケットは鋼板に引かれるので、
磁性ガスケットは中間にある又は挟まれたベルトスパン
に対してシールする。

【０００６】

【作用】本発明の一つの態様によれば、強磁性体を含む
弾性シールまたはガスケットを具備するインクジェット
プリンターのプリントヘッドをキャップする装置を提供
する。このガスケットは薄い可撓性スリーブによりプリ
ントヘッドの回りに取り付けられている。ガスケットを
搬送ベルトに当接するためにプリントヘッドの回りに第
一の磁界を発生させる手段によりプリントヘッドをキャ
ップする。さらにガスケットをベルトから引き離す為
に、第一の磁界より強く反対方向の磁界をプリントヘッ
ドの回りに発生させる手段によりプリントヘッドのキャ
ップを解除する。

【０００７】本発明の別の態様によれば、インクジェッ
トノズルを清掃し、始動状態にするメンテナンスステー
ションが提供され、これはスリットを有する搬送ベルト
及び排出口の穴を有する溝を持つ鋼鉄バーを備えてい
る。この鋼鉄バーの溝は、プリントヘッドに平行に位置
合わせされている。搬送ベルトは鋼鉄バーの溝位置に合
うように移動され、プリントヘッドがベルトに対してキ
ャップされる時、キャップ装置は鋼鉄バーとプリントヘ
ッドの間にベルトを挟みプリントヘッドと鋼鉄バーの溝
の間を確実に封止し、これにより、溝の排出口からの減
圧を可能にし、プリントヘッドを始動状態にする。

【０００８】

【実施例】インクジェットプリンターの技術は公知であ
るので、図１の印刷装置に使用される個々の処理装置は
概略的に示してある。またこれらの動作は、図に基づき
簡単に記述する。

【０００９】図１は熱インクジェットプリンター１２の
概略側面図である。このインクジェットプリンター１２
はローラ１７及び１８にかけられているベルト１０を有
する搬送ベルト機構１４を具備する。ここでローラ１
７、１８のいずれか一方がモーター（図示せず）により
駆動される。通常のカセットまたは給紙装置（共に図示
せず）から用紙フィーダーにより用紙がベルト１０に供
給されるとベルト１０は矢印２０の方向に順次用紙１６
を搬送する。そして用紙１６は符号Ａにより示される印
刷位置を通常通過する。印刷位置Ａを通過する間、用紙
１６は一つまたはそれ以上のインク入口及びインク小滴
射出ノズル１５を有する全幅プリントヘッド２４により
印刷される（図２参照）。このプリントヘッド２４はプ
リント回路盤２９に固定されている。この回路盤２９は
載置基板２２に設置されている。尚、この載置基板２２
はグラファイト製が好ましいが鋼材、アルミニウム等の
いかなる金属であってもよい。載置基板はプリンター１
２のプリントヘッドを設置するための構造的堅牢性を有
し、かつ熱伝導及び熱発散が容易であるため熱処理手段
としても機能する。図２において、インクマニフォール
ド３０はインクを保持し、プリントヘッド２４の載置基
板に隣接する側の反対の側面部に設置されており、プリ
ントヘッド入口２５と密封性を保ちマニフォールドの開
口２１を介して連通しプリントヘッドにインクを供給す
る。主インク供給装置（図示せず）はプリンターのイン
クマニフォールドから離れたところに配置され、密封性
を保ちインクマニフォールド入口３１に取り付けられて
いるホース２７によりインクマニフォールドに連結され
る。プリントヘッド２４は複数の平行インクチャンネル
１９を有し、これらのチャンネル１９は各インク入口２
５を共通リザーバー２３を介して、プリントヘッド２４
の前面３３を貫いているそれぞれのインク射出口または
ノズル１５に連結する。本発明のキャップ装置３４を図
２を参照して以下に記述する。

【００１０】マイクロプロセッサー（図示せず）を具備
する制御部２６は、必要な情報を印刷する為に、通常、
抵抗（図示せず）により発生されるエネルギーパルスを
制御する。ここでの抵抗はそれぞれのチャンネルに配置
され、プリント回路板及びプリントヘッド上の配線３８
及び電気回路（図示せず）を介して電流パルスにより各
抵抗に個々にアドレスし、チャンネルのインクを熱し気
化させる。いずれかのチャンネルで蒸気泡が成長する
と、チャンネルの噴出口１５からインクが電流パルスが
止むまで突出し、その後、泡は収縮し始める。この段階
で、チャンネル内のインクは収縮する泡の方向に引っ込
み、突出したインクを分離し、この突出インクが噴出口
から用紙に向かう小滴となる。そしてチャンネルは毛細
管現象により再び充填され、更にこれによりインクマニ
フォールド３０からインクを引き込む。このプロセスは
必要な情報が印刷されるまで繰り返される。印刷後用紙
１６は印刷位置Ａを発し、ベルト１０により排紙トレイ
２８に搬送され、印刷済用紙はここで載置される。

【００１１】印刷が終了しプリンターをオフにした場
合、または電源故障が発生した場合プリントヘッド２４
に設置されるキャップ装置３４のガスケット３２はベル
ト１０の下方にプリントヘッド２４に平行に位置する鋼
鉄バー３６に引き付けられ、ベルト１０の平らな面また
は用紙面に押し付けられこの結果以下に述べるようにプ
リントヘッドがキャップされる。

【００１２】図２から４を参照する。キャップ装置３４
は詳細には、プリントヘッド及びインクマニフォールド
３０のプリントヘッド支持部材の回りに固定設置された
電磁石４０と、ゴムまたはその他の常温弾性を有する材
料により構成され、例えば磁鉄鉱等の磁石を含む弾性ガ
スケット３２と、比較的薄く可撓性または弾性を有する
スリーブ３７とを具備する。このスリーブ３７は両端を
有し、一端３７Ａは搬送ベルト１０に印刷位置Ａにおい
て対向するインクマニフォールド、プリントヘッド、回
路盤及び載置構造の端部の回りに接着されている。スリ
ーブの他端はガスケットに取り付けられている。独立し
たガスケットをスリーブに取り付ける代わりに、スリー
ブ３２の下側端部において磁性材料や磁石をスリーブに
巻き込んで形成したロール状の折り返しにより代用して
もよい。スリーブ３７の接着端部３７Ａはプリントヘッ
ド及びその他の構成部分の回りにおいて機密的に接着さ
れている。ベルト１０はプリントヘッドの下に離れて配
置されており、そのギャップは約２０／１０００から４
０／１０００インチ(mils)である。鋼鉄バー３６はベル
ト１０の真下に平行に位置し、鋼鉄バー表面の３９にベ
ルトが滑動する。プリントヘッドが用紙１６に印刷をす
る、動作モード中は制御部２６は通常、配線３５を介し
て電磁石４０を励起する。電磁石４０が磁励されると、
ガスケット３２を引き付け、図３に示す様にプリントヘ
ッドの前面３３及びベルト１０から離れた位置にガスケ
ットを保持する。インクジェットプリンター非使用時ま
たは電源に故障が生じた場合、図２に示す様に磁性体ガ
スケット３２と鋼鉄バー３６との間の引力によりベルト
及びプリントヘッド２４の間が気密的にキャップされ
る。

【００１３】図４はプリント回路盤２９上に取り付けら
れてたページ幅プリントヘッド２４と、載置基板２２
と、マニフォールド３０と電磁石４０がオフ状態のキャ
ップ装置３４とを搬送ベルト１０の方から見たアイソメ
トリック図である。つまり、図４は分かり易くする為に
搬送ベルト及び鋼鉄バーを除いた以外は図２に示される
キャップ装置をほかの角度から見たものである。尚、載
置基板２２はキャップ装置３４を収容する為にノッチ２
２Ａが切られている。

【００１４】このページ幅プリントヘッドの方向は重力
により下方に印刷するようになっているが、他の方向で
も同様に適用できる。図示された方向においては、キャ
ップ装置も鉛直方向に動作するので、ベルトにガスケッ
ト３２がしっかりと接触するよう重力が補助する。しか
し、ガスケットの磁性体及び電磁石４０の相対的な力を
調節することにより、キャップ装置は他の向きで重力の
補助がなくても同様に動作する。いずれの向きにおいて
も、磁性ガスケットと鋼鉄バーの間の力より電磁石の引
力が強い必要がある。

【００１５】別の態様においては、プリントヘッド２４
の長さを有し、少なくともノズル１５の幅を有するスリ
ット４２（破線にて示す。）をベルト１０に配置し、ベ
ルトスリット４２と同等かそれより大きい溝４４を鋼鉄
バーまたは鋼鉄板３６に構成することによりキャップス
テーションをメンテナンスステーションとして機能させ
ることができる。鋼鉄バーの溝は傾斜面４５、排出口４
６を有し、ホース４８により排出口から選択的に減圧す
る。このようにインクジェットプリンターのオフの時、
またはプリンター始動時には、プリントヘッドはメンテ
ナンスステーションでキャップできるので、インクジェ
ットノズルを清掃し、始動状態にすることができる。メ
ンテナンスステーションを機能させる為に、ベルトのス
リットが鋼鉄バー３６と対応する大きさの溝上に来るよ
う制御部により制御する。プリントヘッドは定期的に小
滴を溝に排出するか、またはプリントヘッドノズルから
インクを吸引し、これによりプリントヘッドを始動状態
にする。

【００１６】インクジェットプリンターが印刷動作中、
プリントヘッド、インクマニフォールド及び載置基板の
回りに位置する電磁石４０は励磁され、ガスケット３２
の磁性体を引きつける磁界を発生させる。電磁石４０に
より供される磁力は鋼鉄バー３６とガスケット３２との
間の磁力より大きく、その結果、ガスケット３２はベル
ト１０から離れ、ガスケット３２はプリントヘッドの前
面より高い位置にもち上げられ、これにより用紙搬送経
路が確保され、プリンターの印刷動作が可能となる。

【００１７】電源の故障時にはキャップ装置は自動的に
プリントヘッドを覆う。これは電磁石がオフになるとす
ぐにガスケットの磁石がベルトの下の鋼鉄バーに引かる
ためであり、これによりガスケットをベルト１０または
その上の用紙に押し当て同時に紙があれば紙を、なけれ
ばベルトを鋼鉄バーに押し当てる。電源が回復すると、
制御部は電磁石を励磁しベルトからガスケットを引き離
す。この時、制御部はベルトを動かし用紙があれば用紙
を除去し、ベルトのスリットを鋼鉄バーの溝に一致する
ようベルトを移動させ、そこで電磁石をオフにしプリン
トヘッドを密封する。そして、今度は制御部により選択
的に減圧することにより、プリントヘッドから小滴を排
出しノズルを清掃し、またはプリントヘッドを始動状態
にする。ベルトに対しプリントヘッドをキャップすれ
ば、通常インクが残ったり、詰まったりすることはない
が、吸収材の層５２を具備するローラ５０等のインク除
去吸収手段を図１に示すようにベルト１０の清掃の為に
必要に応じてプリンタ１２に配備することも可能であ
る。

【００１８】本キャップ装置は全幅インクジェットアレ
イに組みつけられたものを示したが、必要に応じて他の
応用が可能であることは理解されよう。例えば、キャッ
プ装置は走査可動台（図示せず）上を動く部分幅アレイ
（図示せず）に取り付けることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明のキャップ装置を内蔵するインク
ジェットプリンターの概略側面図である。

【図２】図２は図１のキャップ装置の拡大概略側面図で
あり、プリントヘッドが覆われた状態を示す。

【図３】図３は図２と同様な図であり、プリントヘッド
が露出されるようキャップ装置が格納された状態を示
す。

【図４】図４は、図２のキャップ装置の概略アイソメト
リック図であり、プリンターの搬送ベルトを取り除いた
状態でプリントヘッドのノズルをみたものである。

【符号の説明】

１０ ベルト １２ インクジェットプリンター ２４ プリントヘッド ３２ ガスケット ３４ キャップ装置 ３６ 鋼鉄バー ３７ スリーブ ４０ 電磁石

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェットプリンタにおけるプリン
   トヘッド手段のキャップ装置において、プリントヘッド
   手段がノズル面に線形ノズルアレイを具備し、プリンタ
   が複数の記録媒体を順次プリントヘッド手段を通過させ
   る搬送ベルトを有し、この搬送ベルトの張りがプリント
   ヘッドノズル面から間隔を保ち対向しており、 所定の内のり寸法を有し、比較的薄く可撓性で対向した
   両端をもち、ノズル面を有するプリントヘッド手段を気
   密的に囲むようにその一端がプリントヘッド手段に取り
   つけられているスリーブと、 プリントヘッド手段に取りつけられる側の反対側の端部
   に取り付けられ、磁性体を含む弾性材料よりなる閉ルー
   プのガスケットと、 磁性体に磁力により引きつけられる材料により構成さ
   れ、搬送ベルトの張りのプリントヘッド手段のノズルア
   レイに対向する側の反対側に位置し搬送ベルトに滑り接
   触し、プリントヘッドノズル面に平行に位置合わせさ
   れ、プリントヘッド付近に第一の磁界を形成し、前記ガ
   スケットを搬送機構の張り方向に引きつけると共にガス
   ケットとこれとの間の搬送ベルトを引きつける固定バー
   と、 プリントヘッド付近に第一の磁界と反対方向に前記ガス
   ケットを引きつける第一の磁界より強い第二の磁界を選
   択的に発生させ、プリントヘッドに取り付けられている
   スリーブ端部近くに配置され、これにより、第二の磁界
   が発生されると、第一の磁界を凌駕しガスケットを搬送
   ベルトから引き離し、また第二の磁力が生じない時には
   搬送ベルトが停止し、第一の磁界がガスケットを緊密に
   搬送ベルトに押しつけ、前記ノズル面のプリントヘッド
   ノズルを覆う第二の磁界発生手段とを有することを特徴
   とするプリントヘッド手段のキャップ装置。