JPH06191045A

JPH06191045A - インクジェットヘッドカートリッジ用キャップ装置及びインクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH06191045A
Application number: JP34675292A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tanno; 幸一丹野; Nobuyuki Kuwabara; 伸行桑原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-12-25
Filing date: 1992-12-25
Publication date: 1994-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】安定した記録が得られるようインクの乾燥、
蒸発、固着等を防止し安定確実なインク吐出を確保する
ことのできるキャップ装置、及び該装置を具備したイン
クジェット記録装置を提供する。【構成】記録ヘッドにおけるインクの乾燥を防止し、
インク漏れによるキャップの気密性の低下や周辺部の汚
れを防ぐよう、インクジェットヘッドカートリッジを用
いるインクジェット記録装置の、弾性を有する部材と選
択的に気密係合しインク吐出口を大気から遮断するよう
構成した特定のキャップ装置を具備することにより、イ
ンク吐出が安定確実に確保され高速高精細記録が可能な
インクジェット記録装置が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットヘッド
カートリッジ及びインクジェット記録装置に関し、特に
記録ヘッドにおけるインクの乾燥を防止し、インク漏れ
によるキャップ気密性の低下や周辺部の汚れを防ぐこと
のできる記録ヘッド用キャップ装置及びインクジェット
記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インクジェットヘッドは、非記
録時におけるノズル部インクの流出、乾燥、固着、目詰
まり防止等のためキャップ装置が設けられている。従
来、記録ヘッドとインクタンクから成るインクジェット
ヘッドカートリッジへの物流時のキャップの方法として
は、ノズル部の保護も含め粘着シールテープによるノズ
ルへの密着封止があり、インクジェットヘッドカートリ
ッジを用いたインクジェット記録装置においては、記録
ヘッドのキャップ手段としてのキャップ装置は、記録ヘ
ッドのノズル先端部同一面において気密係合し、ノズル
が大気から遮断されるよう、該キャップ装置は、単一材
質から成る弾性を有する一体部材（例えばゴム等）によ
って構成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
インクジェットヘッドカートリッジへの物流時のキャッ
プ手段としてのノズル部への粘着シールテープによる密
着封止は、シールテープの粘着層がノズルへ経時的に移
行するため、ノズルが目詰まりを起こすので、これを考
慮して、特殊で高価なシールテープとせざるを得なかっ
た。

【０００４】また、上記の従来型インクジェット記録装
置においては、キャップ装置は記録ヘッドのノズル先端
部同一面において気密係合されるよう構成されているの
で、ノズル面のクリーニングやポンプによる吸引を行っ
た後、ノズル面のキャップ装置との当接部に余分なイン
クが残ることがある。爾後にキャップした際、この残さ
れたインクがキャップに付着し、固化して、度重なると
キャップに固着されたインクによって、キャップによる
気密性が不完全となる。このためキャップとノズル面が
係合されていても、その境界面より空気がノズル内に入
り込んだり、ノズル部のインクが蒸発してノズル部のイ
ンクが増粘し、ひいては、固着が起こり満足な吐出がで
きなくなる。またインク漏れが起き、機器内周辺部が汚
染されたりすることがあった。

【０００５】さらにはキャップ装置が、単一材質から成
る弾性を有する部材によって構成されているので、一般
に弾性を有する部材は、水蒸気透過率が高いため、キャ
ップと記録ヘッドのノズル面が完全に気密係合されてい
ても、キャップを通して空気がノズル内に入り込んだ
り、ノズル部におけるインク蒸発が起こり、ノズル部の
インクが増粘し、ひいては、固着を生じて満足な吐出が
できず回復ポンプを必要とする等の不都合があった。

【０００６】本発明はこれらの不都合を除去し、インク
の乾燥、蒸発、固着等を防止して、安定確実なインク吐
出を確保することのできるインクジェット記録ヘッド用
キャップ装置、並びに該記録ヘッドを具備するインクジ
ェット記録装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、インクの飛翔
液滴を吐出する吐出口を有する記録ヘッドを具備したイ
ンクジェット記録装置の、特にインクジェットヘッドカ
ートリッジのキャップ装置であって、インク吐出方向に
配向し、前記記録ヘッドの前記吐出口端面より突出しな
い位置で、且つ前記吐出口と接触しない外周に位置する
ように弾性を有する部材が配設され、該インクジェット
ヘッドカートリッジ及び該インクジェットヘッドカート
リッジを具備して記録媒体に文字等の記録を行うインク
ジェット記録装置において、前記弾性を有する部材と選
択的に気密係合し前記吐出口を大気から遮断するキャッ
プ装置を具備して成るよう構成せしめることにより、上
記の課題を解決しようとするものである。

【０００８】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも、熱エネルギーを利用して飛翔液滴を形成し、記
録を行うインクジェット記録方式の記録ヘッド、記録装
置において、優れた効果をもたらすものである。

【０００９】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号及び同第４７４０７９
６号公報に開示されており、本発明はこれらの基本的な
原理を用いて行うものが好ましい。この記録方式は所謂
オンデマンド型、コンティニュアス型の何れにも適用可
能である。

【００１０】この記録方式を簡単に説明すると、液体
（インク）が保持されているシートや液路に対応して配
置されている電気熱変換体に、記録情報に対応して液体
（インク）に核沸騰現象を越え、膜沸騰現象を生じるよ
うな急速な温度上昇を与えるための少なくとも一つの駆
動信号を印加することによって、熱エネルギーを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせる。こ
のように液体（インク）から電気熱変換体に付与する駆
動信号に一対一で対応した気泡を形成できるため特にオ
ンデマンド型の記録法には有効である。この気泡の成
長、収縮により吐出孔を介して液体（インク）を吐出さ
せて、少なくとも一つの滴を形成する。

【００１１】この駆動信号をパルス形状とすると、即時
適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優
れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６
３３５９号及び同第４３４５２６２号公報に記載されて
いるようなものが適している。なお、上記熱作用面の温
度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号公
報に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記
録を行うことができる。

【００１２】記録ヘッドの構成としては上記の各特許公
報に開示されているような吐出孔、液流路、電気熱変換
体を組み合わせた構成（直線状液流路又は直角液流路）
の他に、米国特許第４５５８３３３号及び米国特許第４
４５９６００号公報に開示されているように、熱作用部
が屈曲する領域に配置された構成をもつものも本発明に
含まれる。

【００１３】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出孔とする構成を開
示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
においても本発明は有効である。

【００１４】さらに本発明が有効に利用される記録ヘッ
ドとしては、記録装置が記録できる最大記録媒体の最大
幅に対応した長さのフルラインタイプの記録ヘッドがあ
る。このフルラインヘッドは、上記した公報に開示され
ているような記録ヘッドを複数組み合わせることによっ
てフルライン構成としたものや、一体的に形成された一
個のフルライン記録ヘッドであってもよい。

【００１５】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【００１６】また、本発明の記録装置に、記録ヘッドに
対する回復手段や、予備的な補助手段等を付加すること
は、本発明の記録装置を一層安定にすることができるの
で好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記
録ヘッドに対しての、キャッピング手段、クリーニング
手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこ
れとは別の加熱素子、あるいはこれらの組み合わせによ
る予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モー
ドを行う手段を付加することも安定した記録を行うため
に有効である。

【００１７】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみを記録するモードだけではなく、記録
ヘッドを一体的に構成したものか、複数個を組み合わせ
て構成したものかの何れでもよいが、異なる色の複色カ
ラー又は、混色によるフルカラーの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００１８】以上の諸例は、液体インクを用いた場合で
あるが、本発明では室温で固体状であるインクであって
も、室温で軟化状態となるインクであっても用いること
ができる。上記のインクジェット装置ではインク自体を
３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を行ってイン
クの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するもの
が一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液
状をなすものであればよい。

【００１９】加えて、熱エネルギーによるヘッドやイン
クの過剰な昇温をインクの固形状態から液体状態への状
態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に
防止するか又は、インクの蒸発防止を目的として放置状
態で固化するインクを用いることもできる。何れにして
も熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインク
が液化してインク液状として吐出するものや記録媒体に
到達する時点ではすでに固化し始めるもの等のような、
熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質をもつ
インクの使用も本発明には適用可能である。

【００２０】このようなインクは、特開昭５４−５６８
４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記
載されるような、多孔質シート凹部又は貫通孔に液状又
は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対し
て対向するような形態としてもよい。

【００２１】本発明においては、上記した各インクに対
して最も有効なものは、上記した膜沸騰方式を実行する
ものである。図１２は本発明により得られた記録ヘッド
をインクジェットヘッドカートリッジ（ＩＪＣ）として
装着したインクジェット記録装置（ＩＪＲＡ）の一例を
示す外観斜視図である。

【００２２】図１２において、１２０はプラテン１２４
上に送紙されてきた記録紙の記録面に対向してインク吐
出を行うノズル群を具えたインクジェットヘッドカート
リッジ（ＩＪＣ）である。１１６はＩＪＣ１２０を保持
するキャリッジＨＣであり、駆動モータ１１７の駆動力
を伝達する駆動ベルト１１８の一部と連結し、互いに平
行に配設された２本のガイドシャフト１１９Ａ及び１１
９Ｂと摺動可能とすることにより、ＩＪＣ１２０の記録
紙の全幅にわたる往復移動が可能となる。

【００２３】１２６はヘッド回復装置であり、ＩＪＣ１
２０の移動経路の一端、例えばホームポジションと対向
する位置に配設される。伝動機構１２３を介したモータ
１２２の駆動力によって、ヘッド回復装置１２６を動作
せしめ、ＩＪＣ１２０のキャッピングを行う。このヘッ
ド回復装置１２６のキャップ部１２６ＡによるＩＪＣ１
２０へのキャッピングに関連させて、ヘッド回復装置１
２６内に設けた適宜の吸引手段によるインク吸引もしく
ＩＪＣ１２０へのインク供給経路に設けた適宜の加圧手
段によるインク圧送を行い、インクを吐出口より強制的
に排出させることによりノズル内の増粘インクを除去す
る等の吐出回復処理を行う。また、記録終了時等にキャ
ッピングを施すことによりＩＪＣが保護される。

【００２４】１３０はヘッド回復装置１２６の側面に配
設され、シリコンゴムで形成されるワイピング部材とし
てのブレードである。ブレード１３１はブレード保持部
材１３１Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復
装置１２６と同様、モータ１２２および伝動機能１２３
によって動作し、ＩＪＣ１２０の吐出面との係合が可能
となる。これにより、ＩＪＣ１２０の記録動作における
適切なタイミングで、あるいはヘッド回復装置１２６を
用いた吐出回復処理後に、ブレード１３１をＩＪＣ１２
０の移動経路中に突出させ、ＩＪＣ１２０の移動動作に
伴ってＩＪＣ１２０の吐出面における結露、濡れあるい
は塵埃等をふきとるものである。

【００２５】

【実施例】以下に本発明の実施例を具体的に示すが、本
発明はこれらのみに限定されるものではない。

【００２６】図１乃至９は、本発明が実施もしくは適用
される好適なインクジェットユニットＩＪＵ、インクジ
ェットヘッドＩＪＨ、インクタンクＩＴ、インクジェッ
トヘッドカートリッジＩＪＨＣ、インクジェット記録装
置本体ＩＪＲＡ、キャリッジＨＣのそれぞれ及びぞれぞ
れの関係を説明するための説明図である。以下これらの
図面により各部構成を説明する。

【００２７】本例でのインクジェットヘッドカートリッ
ジＩＪＨＣは、図３の斜視図で判るようにインクの収納
割合が大きくなっているもので、インクタンクＩＴの前
方面よりもわずかにインクジェットユニットＩＪＵの先
端部が突出した形状である。このインクジェットヘッド
カートリッジＩＪＨＣは、インクジェット記録装置本体
ＩＪＲＡに載置されているキャリッジＨＣ（図７参照）
の後記する位置決め手段及び電気的接点とによって固定
支持されると共に、該キャリッジＨＣに対して着脱可能
なディスポーザブルタイプである。本例図１乃至９に
は、本発明の成立段階において成された数々の新規な技
術が適用された構成が示されているので、これらの構成
の簡単な説明を加えて、全体を説明する。

【００２８】（Ｉ）インクジェットユニットＩＪＵの構成インクジェットユニットＩＪＵは、電気信号に応じて膜
沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギー
を生成する電気熱変換体を用いて記録行うバブルジェエ
ト方式のユニットである。

【００２９】図２において、１００は、Ｓｉ基板上に複
数の列状に配設された電気熱変換体（吐出ヒータ）と、
これに電力を供給するＡｌ等の電気配線とが成膜技術に
より形成されて成るヒータボードである。２００は、ヒ
ータボード１００に対する配線基板であり、ヒータボー
ド１００の配線に対応する配線（例えばワイヤボンディ
ングにより接続される）と、この配線の端部に位置し本
体装置からの電気信号を受けるパッド２０１とを有して
いる。１３００は複数のインク流路をそれぞれ区分する
ための隔壁や各インク流路へインクを与えるためにイン
クを収納するための共通液室等を設けた溝付天板で、イ
ンクタンクＩＴから供給されるインクを受けて上記の共
通液室へ導入するインク受け口１５００と、各インク流
路に対応した吐出口を複数有するオリフィスプレート４
００を一体成型したものである。これらの一体成型材料
としてはポリサルフォンが好ましいが、他の成型用樹脂
材料でもよい。３００は、配線基板２００の裏面を平面
で支持する例えば金属製の支持体でインクジェットユニ
ットの底板となる。５００は、押えバネであり、Ｍ字形
状でそのＭ字の中央で共通液室を軽圧で押圧すると共に
前だれ部５０１で液路の一部、好ましくは吐出口近傍の
領域を線圧で集中押圧する。

【００３０】ヒータボード１００及び天板１３００を押
えバネの足部が支持体３００の穴３１２１を通って支持
体３００の裏面側に係合することで、これらを挟み込ん
だ状態で両者を係合させることにより押えバネ５００と
その前だれ部５０１の集中不勢力によってヒータボード
１００と天板１３００とを圧着固定する。また、支持体
３００はインクタンクＩＴの２つの位置決め突起１０１
２及び位置決め且つ熱溶着保持用突起１８００，１８０
１に係合する位置決め用穴３１２，１９００，２０００
を有する他、装置本体ＩＪＲＡのキャリッジＨＣに対す
る位置決め用の突起２５００，２６００を裏面側に有し
ている。加えて支持体３００はインクタンクからのイン
ク供給を可能とするインク供給管２２００（後記）を貫
通可能にする穴３２０をも有している。

【００３１】支持体３００に対する配線基板２００の取
付けは、接着剤等で貼着して行われる。なお支持体３０
０の凹部２４００，２４０１は、それぞれ位置決め用突
起２５００，２６００の近傍に設けられており、組み立
てられたインクジェットヘッドカートリッジＪＩＨＣ
（図３参照）において、その周囲の３辺を平行溝３００
０，３００１の複数で形成されたヘッド先端域の延長点
にあって、ゴミやインク等の不要物が突起２５００，２
６００に至ることがないように位置している。この平行
溝３０００が形成されている蓋部材８００は、図３で判
るようにインクジェットヘッドカートリッジＩＪＨＣの
外壁を形成すると共に、インクタンクとでインクジェッ
トユニットＩＪＵを収納する空間部を形成している。ま
た、この平行溝３００１が形成されているインク供給部
材６００は、前記したインク供給管２２００に接続する
インク導管１６００を供給管２２００側が固定の片持ち
ばりとして形成し、インク導管の固定側とインク供給管
２２００との毛管現象を確保するための封止ピン６０２
が挿入されている。なお、６０１は、インクタンクＩＴ
と供給管２２００との結合シールを行うパッキン、７０
０は、供給管のタンク側端部に設けられたフィルターで
ある。

【００３２】このインク供給部材６００は、モールド成
型されているので安価で位置精度が高く形成製造上の精
度低下をなくしているだけでなく、片持ちばりの導管１
６００によって大量生産時においても導管１６００の上
記インク受け口１５００に対する圧接状態が安定化でき
る。本例では、この圧接状態下で封止用接着剤をインク
供給部材側から流し込むだけで、より完全な連通状態を
確実に得ることができている。なお、インク供給部材６
００の支持体３００に対する固定は、支持体３００の穴
１９０１，１９０２に対するインク供給部材６００の裏
面側ピン（不図示）を支持体３００の穴１９０１，１９
０２を介して貫通突出せしめ、支持体３００の裏面側に
突出した部分を熱溶着することで簡単に行われる。な
お、この熱溶着された裏面部のわずかな突出領域は、イ
ンクタンクＩＴのインクジェットユニットＩＪＵ取付面
側壁面のくぼみ（不図示）内に収められるのでユニット
ＩＪＵの位置決め面は正確に得られる。

【００３３】そして図３において、後記するキャップ部
材５０２５と係合すべきゴム部材５０２２が、インク吐
出方向において、記録ヘッドのオリフィス面４００より
突出しない位置で、且つオリフィス面４００と接触しな
い外周に位置するように取付けられており、詳しくは後
記するが、ゴム部材５０２２は、キャップ部材５０２５
と気密係合し、オリフィス面４００を大気から遮断する
ため、ノズル部のインクの蒸発や大気から吐出口への空
気の流入を阻止する水蒸気透過率の低い材質が好まし
く、ブチルゴム等が使用できる。

【００３４】(II)インクタンクＩＴの構成インクタンクＩＴは、カートリッジ本体１０００と、イ
ンク吸収体９００とインク吸収体９００をカートリッジ
本体１０００の上記ユニットＩＪＵ取付け面とは反対側
の側面から挿入した後、これを封止する蓋部材１１００
とで構成されている。９００は、インクを含浸させるた
めの吸収体であり、カートリッジ本体１０００内に配置
される。１２００は、上記各部１００〜６００から成る
ユニットＩＪＵに対してインクを供給するための供給口
であると共に、当該ユニットをカートリッジ本体１００
０の部分１０１０に配置する前の工程で供給口１２００
よりインクを注入することにより吸収体９００のインク
含浸を行うための注入口でもある。

【００３５】本例では、インクを供給可能な部分は、大
気連通口とこの供給口とになるが、インク吸収体からの
インク供給性を良好に行うための本体１０００内リブ２
３００と蓋部材１１００の部分リブ２９００，２８００
とによって形成されたインク内空気存在領域を大気連通
口１４０１側から連続させてインク供給口１２００から
最も遠い角部域にわたって形成している構成をとってい
るので、相対的に良好且つ均一な吸収体へのインク供給
は、この供給口１２００側から行われることが重要であ
る。この方法は、実用上極めて有効である。このリブ２
３００は、インクタンクの本体１０００の後方面におい
て、キャリッジ移動方向に平行なリブを４本有し、吸収
体が後方面に密着することを防止している。また、部分
リブ２８００，２９００は、同様にリブ２３００に対し
て対応する延長上にある蓋部材１１００の内面に設けら
れているが、リブ２３００とは異なり分割された状態と
なっていて空気の存在空間を前者より増加させている。

【００３６】なお、部分リブ２９００，２８００は、蓋
部材１１００の全面積の半分以下の面に分散された形と
なっている。これらのリブによってインク吸収体のイン
ク供給口１２００から最も遠い角部の領域のインクをよ
り安定させつつも確実に供給口１２００側へ、毛管力で
導くことができた。１４０１はカートリッジ内部を大気
に通過するために蓋部材に設けた大気連通口である。１
４００は、大気連通口１４０１の内方に配置される撥液
材であり、これにより大気連通口１４０１からのインク
漏洩が防止される。

【００３７】前記したインクタンクＩＴのインク収容空
間は長方体形状であり、その長辺を側面にもつ場合であ
るので上記したリブの配置構成は特に有効であるが、キ
ャリッジに移動方向に長辺をもつ場合、又は立方体の場
合は、蓋部材１１００の全体にリブを設けるようにする
ことでインク吸収体９００からのインク供給を安定化で
きる。限られた空間内にインクをできるだけ収納するた
めには、直方体形状が適しているが、この収納されたイ
ンクを無駄なく記録に使用するためには、上記したよう
に、角部の領域に対して近接する２画領域に上記作用を
行えるリブを設けることが好ましい構成である。

【００３８】さらに、本実施例におけるインクタンクＩ
Ｔの内面リブは、直方体形状のインク吸収体の厚み方向
に対してほぼ均一な分布で配置されている。この構成
は、吸収体全体のインク消費に対して、大気圧分布を均
一化しつつインク残量をほとんど無ならしめることがで
きるため重要な構成である。さらに、このリブの配置上
の技術思想は、直方体の４角形上面においてインクタン
クのインク供給口１２００を投影した位置を中心とし
て、長辺を半径とする円弧を描いたときに、その円弧よ
りも外側に位置する吸収体に対して、大気圧状態が、早
期に与えられるようにその円弧よりも外側の面に上記リ
ブを配設することが重要となる。この場合タンクの大気
連通口は、このリブ配設領域に大気を導入できる位置で
あれば、本例に限られることではない。

【００３９】加えて、本実施例では、インクジェットヘ
ッドカートリッジＩＪＨＣのヘッドに対する後方面を平
面化して、装置に組み込まれたときの必要スペースを最
小化ならしめると共に、インクの収容量を最大化してい
る構成をとっているために、装置の小型化を達成できる
だけではなく、カートリッジの交換頻度を減少できる優
れた構成をとっている。そして、インクジェットユニッ
トＩＪＵを一体化するための空間の後方部を利用して、
そこに、大気連通口１４０１用の突出部分を形成し、こ
の突出部分の内部を空洞化して、ここに前記した吸収体
９００の厚み全体に対する大気圧供給空間１４０２を形
成してある。

【００４０】このように構成することで、従来にはみら
れない優れたカートリッジを提供できた。なお、この大
気圧供給空間１４０２は、従来よりもはるかに大きい空
間であり、上記大気連通口１４０１が上方に位置してい
るので、何らかの異常でインクが吸収体から離脱しても
この大気圧供給空間１４０２は、そのインクを一時的に
保持でき、確実に吸収体に回収せしめることができるの
で無駄のない優れたカートリッジを提供できる。

【００４１】また、インクタンクＩＴの上記ユニットＩ
ＪＵの取付面の構成は図４によって示されている。オリ
フィスプレート４００の突出口のほぼ中心を通ってタン
クＩＴの底面もしくはキャリッジの表面の載置基準面に
平行な直線をＬ₁ とすると、支持体３００の穴３１２に
係合する２つの位置決め突起１０１２は、この直線Ｌ ₁
上にある。この突起１０１２の高さは、支持体３００の
厚みによりわずかに低く、支持体３００の位置決めを行
う。この図面上で直線Ｌ₁ の延長上には、キャリッジの
位置決め用フック４００１の９０°角の係合面４００２
が係合する爪２１００が位置しており、キャリッジに対
する位置決め作用力がこの直線Ｌ₁ を含む上記基準面に
平行な面領域で作用するように構成されている。図５及
び６で後記するが、これらの関係は、インクタンクのみ
の位置決め精度がヘッドの吐出口の位置決め精度と同等
となるので有効な構成となる。

【００４２】また、支持体３００のインクタンク側面へ
の固定用穴１９００，２０００にそれぞれ対応するイン
クタンクの突起１８００，１８０１は前記の突起１０１
２よりも長く、支持体３００を貫通して突出した部分を
熱溶着して支持体３００をその側面に固定するためのも
のである。上記の線Ｌ₁ に垂直でこの突起１８００を通
る直線Ｌ₃ 、突起１８０１を通る直線Ｌ₂ としたとき、
直線Ｌ₃ 上には、上記供給口１２００のほぼ中心が位置
するので供給口１２００と供給管２２００との結合状態
を安定化する作用をし、落下や衝撃によってもこれらの
結合状態への負荷を軽減できるので好ましい構成であ
る。

【００４３】又、直線Ｌ₂ ，Ｌ₃ は、一致していず、ヘ
ッドＩＪＨの吐出口側の突起１０１２周辺に突起１８０
０，１８０１が存在しているので、さらにヘッドＩＪＨ
のタンクに対する位置決めの補強効果を生んでいる。な
お、Ｌ₄ で示される曲線は、インク供給部材６００の装
着時の外壁位置である。突起１８００，１８０１はその
曲線Ｌ₄ に沿っているのでヘッドＩＪＨの先端側構成の
重量に対しても充分な強度と位置精度を与えている。な
お、２７００は、インクタンクＩＴの先端ツバで、キャ
リッジの前板４０００の穴に、挿入されていてインクタ
ンクの変位が極端に悪くなるように異変時に対して設け
られている。２１０１は、キャリッジに対する抜け止め
で、キャリッジＨＣの不図示のバーに対して設けられカ
ートリッジＩＪＨＣが後記のように旋回装着された位置
でこのバーの下方に侵入して不要に位置決め位置から離
脱させる上方方向へ力が作用しても装着状態を維持する
ための保護用部材である。

【００４４】インクタンクＩＴは、ユニットＩＪＵを装
着された後に蓋８００で覆うことでユニットＩＪＵを下
方開口を除いて包囲する形状となるが、インクジェット
ヘッドカートリッジＩＪＨＣとしては、キャリッジＨＣ
に載置するための下方開口はキャリッジＨＣと近接する
ため、実質的な４方包囲空間を形成してしまう。したが
って、この包囲空間内にあるヘッドＩＪＨからの発熱
は、この空間内の保温空間として有効となるものの長期
連続使用としては、わずかな昇温となる。このため本例
では、支持体の自然放熱を助けるために、カートリッジ
ＩＪＨＣの上方面にこの空間よりは小さい幅のスリット
１７００を設けて昇温を防止しつつも、ユニットＩＪＵ
全体の温度分布の均一化を環境に左右されないようにす
ることができた。

【００４５】インクジェットヘッドカートリッジＩＪＨ
Ｃとして組み立てられると、インクは、カートリッジ内
部より供給口１２００、支持体３００に設けた穴３２０
及び供給タンク６００の中裏面側に設けた導入口を介し
て供給タンク６００内に供給され、その内部を通った後
導出口より適宜の供給管及び天板１３００のインク導入
口１５００を介して共通液室内へと流入する。以上にお
けるインク連通用の接続部には、例えば、シリコンゴム
やブチルゴム等のパッキンが配設され、これによって封
止が行われてインク供給路が確保される。

【００４６】なお、本実施例において天板１３００は耐
インク性に優れたポリサルフォン、ポリエーテルサルフ
ォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリプロピレン等の
樹脂を用いオリフィスプレート部４００と共に金型内で
一体に同時成型してある。

【００４７】上記のように一体成型部品は、インク供給
部材６００、天板・オリフィスプレート一体部材、及び
インクタンク本体１０００としたので、組み立て精度が
高水準になるばかりでなく、大量生産の品質向上に極め
て有効である。また、部品点数の個数は、従来に比較し
て減少できているので優れた所望特性を確実に発揮でき
る。

【００４８】また、本発明実施例では、上記組み立て後
の形状において、図２で示されるようにインク供給部材
６００は、その上面部６０３がインクタンクＩＴのスリ
ット１７００を備えた屋根部の端部４００８との間に図
３に示したようにスリットＳを形成し、下面部６０４が
インクタンクＩＴの下方の蓋８００が接着される薄板部
材のヘッド側端部４０１１との間に、上記スリットＳと
同様のスリット（不図示）を形成している。これらのイ
ンクタンクＩＴとインク供給部材６００との間のスリッ
トは、上記スリット１７００の放熱を一層促進させる作
用を実質的に行うと共に、タンクＩＴへ加わる不要な圧
力があってもこれを直接供給部材、ひいては、インクジ
ェットユニットＩＪＵへ及ぼすことを防止している。

【００４９】何れにしても、本実施例の上記構成は、従
来にはない構成であって、それぞれが単独で有効な効果
をもたらすのみならず、複合的にも各構成用件があるこ
とで有機的な構成効果をもたらしている。

【００５０】（III)キャリッジＨＣに対するインクジェ
ットヘッドカートリッジＩＪＨＣの装着図５及び６は、キャリッジＨＣがホームポジション側領
域にあるときを示す詳細図で、インクジェットヘッドカ
ートリッジＩＪＨＣのキャリッジＨＣへの着脱は、この
ホームポジションにて行われる。

【００５１】図５及び６において、５０００は、プラテ
ンローラで、記録媒体Ｐを紙面下方から上方へ案内す
る。キャリッジＨＣは、プラテンローラ５０００に沿っ
て移動するものでキャリッジの前方プラテン側にインク
ジェットヘッドカートリッジＩＪＨＣの前面側に位置す
る前板４０００（厚さ２ｍｍ）と、カートリッジＩＪＨ
Ｃの配線基板２００のパッド２０１に対応するパッド２
０１１を具備したフレキシブルシート４００５及びこれ
を裏面側から各パッド２０１１に対して押圧する弾性力
を発生するためのゴムパッドシート４００７を保持する
電気接続部用支持板４００３と、インクジェットヘッド
カートリッジＩＪＨＣを記録位置へ固定するための位置
決め用フック４００１とが設けられている。

【００５２】前板４０００は、位置決め用突出面４０１
０をカートリッジの支持体３００の前記した位置決め突
起２５００，２６００にそれぞれ対応して２個有し、カ
ートリッジの装着はこの突出面４０１０に向かう垂直な
力を受ける。このため、補強用のリブが前板のプラテン
ローラ側にその垂直な力の方向の向かっているリブ（不
図示）を複数有している。このリブは、カートリッジＩ
ＪＨＣ装着時の前面位置Ｌ₅ よりもわずかに（約０．１
ｍｍ程度）プラテンローラ側に突出しているヘッド保護
用突出部をも形成している。

【００５３】電気接続用支持板４００３は、補強用リブ
４００４を前記リブの方向ではなく垂直方向に複数有
し、プラテン側からフック４００１側に向かって側方へ
の突出割合が減じられている。これは、カートリッジ装
着時の位置を図５のように傾斜させるための機能も果た
している。また、支持板４００３は、電気的接触状態を
安定化するため、上記２つの位置決め用突出面４０１０
がカートリッジに及ぼす作用方向と逆方向にカートリッ
ジへの作用力を及ぼすためのフック側の位置決め面４０
０６を突出面４０１０に対応して２個有し、これらの間
にパッドコンタクト域を形成すると共にパッド２０１１
対応のボッチ付ゴムシート４００７のボッチの変形量を
一義的に規定する。

【００５４】これらの位置決め面は、カートリッジＩＪ
ＨＣが記録可能な位置に固定されると、配線基板２００
の表面に当接した状態となる。本例では、さらに配線基
板２００のパッド２０１を前記した線Ｌ₁ に関して対称
となるように分布させているので、ゴムシート４００７
の各ボッチの変形量を均一化してパッド２０１１，２０
１の当接圧をより安定化している。本例のパッド２０１
の分布は、上方、下方２列、縦２列である。

【００５５】フック４００１は、固定軸４００９に係合
する長穴を有し、この長穴の移動空間を利用して図５の
位置から反時計方向に回動した後、プラテンローラ５０
００に沿って左方向へ移動することでキャリッジＨＣに
対するインクジェットヘッドカートリッジＩＪＨＣの位
置決めを行う。このフック４００１の移動は、どのよう
なものでもよいがレバー等で行える構成が好ましい。何
れにしてもこのフック４００１の回動時にカートリッジ
ＩＪＨＣは、プラテンローラ側へ移動しつつ位置決め突
起２５００，２６００が前板の位置決め面４０１０に当
接可能な位置へ移動し、フック４００１の左方側移動に
よって９０°のフック面４００２がカートリッジＩＪＨ
Ｃの爪２１００の９０°面に密着しつつカートリッジＩ
ＪＨＣを位置決め面２５００，４０１０同志の接触域を
中心に水平面内で旋回して最終的にパッド２０１，２０
１１同志の接触がはじまる。そして、フック４００１が
所定位置、すなわち固定位置に保持されるとパッド２０
１，２０１１同志の完全接触状態と、位置決め面２５０
０，４０１０同志の完全面接触と、９０°面４００２と
爪の９０°面の２面接触と、配線基板２００と位置決め
面４００６との面接触とが同時に形成されてキャリッジ
に対するカートリッジＩＪＨＣの装着保持が完了する。

【００５６】（IV）装置本体の概要図７は、本例が適用されるインクジェット記録装置ＩＪ
ＲＡの外観図で、駆動モータ５０１３の正逆回転に連動
して駆動力伝達ギア５０１１，５００９を介して回転す
るリードスクリュー５００５の羅線溝５０４４に対して
係合するキャリッジＨＣは、ピン（不図示）を有し、矢
印ａ，ｂ方向に往復移動される。５００２は、紙押え板
であり、キャリッジ移動方向にわたって紙をプラテン５
０００に対して押圧する。５００７，５００８は、フォ
トカプラでキャリッジのレバー５００６のこの域での存
在を確認してモータ５０１３の回転方向切換等を行うた
めのホームポジション検知手段である。

【００５７】５０２５は、記録ヘッドの端部に取付けら
れたゴム部材５０２２と当接するキャップ部材であり、
移動部材５０１６に取付けられている。５０１５は、移
動部材５０１６と嵌合し、キャップ部材５０２５を保持
する保持部材である。なお、キャップ手段について詳し
くは、後記することとする。５０１７は、クリーニング
ブレードで、５０１９は、このブレードを前後方向に移
動可能にする部材であり、本体支持板５０１８にこれら
は支持されている。ブレードは、この形態でなく周知の
クリーニングブレードが本例に適用できることはいうま
でもない。

【００５８】これらのキャッピング、クリーニング操作
は、キャリッジが、ホームポジション側領域にきたとき
にリードスクリュー５００５の作用によってそれらの対
応位置所望の処理が行えるように構成されているが、周
知のタイミングで所望の作動を行うようにすれば、本例
には何れも適用できる。上記の各構成はそれぞれ単独に
見てもまた、複合的に見ても優れたものであり、本発明
にとって好ましい構成例を示している。

【００５９】（Ｖ）記録ヘッドへのキャップ装置の装着図８及び９は、本発明のインクジェットヘッドカートリ
ッジＩＪＨＣにおける記録ヘッドのキャップ手段による
キャップ状態の断面図であり、図８及び９において不図
示ではあるが、図３に示す移動部材５０１６の端部５０
２４とヘッド先端の平行溝３００１が、かみ合い嵌合さ
れた状態である。

【００６０】図８において、５０２２はゴム部材であ
り、一端はオリフィスプレート４００と密着圧接され、
他端は、プラスチック部材５０２５に隙間なく取付けら
れており、プラスチック部材５０２５は、移動部材５０
１６に取付けられている。つまり、記録ヘッドの前面を
キャップするキャップ部材としては、ゴム部材５０２２
とプラスチック部材５０２５とが一体で形成され、オリ
フィスプレート４００の吐出口を大気より遮断してい
る。

【００６１】しかるに、移動部材５０１６を所定の力で
押し出すことにより、ゴム部材５０２２は、オリフィス
プレート４００と圧接されるが、ゴム部材５０２２の劣
化を考慮し、移動部材５０１６は、ゴム部材５０２２と
オリフィスプレート４００の圧接部からインク漏れや空
気の流入を起こさないための最小の圧接力が生じるよう
に押し出し力が設定されている。そして、そのためのゴ
ム部材５０２２のゴム硬度は、３０°〜８０°が好まし
く、中でも４０°〜６０°が最も好ましい。

【００６２】また、ゴム部材５０２２及びプラスチック
部材５０２５は、吐出口部のインクの蒸発、固着や大気
から吐出口への空気の流入を阻止する水蒸気透過率の低
い材質が好ましく、ゴムではブチルゴム、プラスチック
ではポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂が好ま
しい。

【００６３】図９において、５０２５はプラスチックに
より一体成型されたキャップ部材であり、移動部材５０
１６に取付けられており、キャップ部材５０２５の先端
は、記録ヘッドの端部に取付けられたゴム部材５０２２
と密着圧接され、オリフィスプレート４００の吐出口を
大気より遮断している。

【００６４】しかるに、移動部材５０１６を所定の力で
押し出すことにより、キャップ部材５０２５はゴム部材
５０２２と圧接されるが、ゴム部材５０２２の劣化を考
慮して移動部材５０１６は、キャップ部材５０２５とゴ
ム部材５０２２との圧接部からインク漏れや空気の流入
を起こさないための最小の圧接力が生じるように押し出
し力が設定されている。そして、そのためのゴム部材５
０２２のゴム硬度は、３０°〜８０°が好ましく、中で
も４０°〜６０°が最も好ましい。

【００６５】また、キャップ部材５０２５は、吐出口部
のインクの蒸発や大気から吐出口への空気の流入を阻止
する水蒸気透過率の低い材質が好ましく、プラスチック
ではポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂が好ま
しい。なお、単一の素材で満足させられない場合には、
複数種の素材を用いた複合構成の材質、例えば、サラン
樹脂をコーティングしたポリプロピレン、ポリエチレン
をラミネートしたポリプロピレン等を用いてもよい。ま
た、本例では、キャップ部材５０２５をプラスチックと
したが、ダイキャストや燒結品等を含めた金属材料でも
よく、ダイキャストや燒結品の場合は、特に密度の高い
材料である必要がある。

【００６６】次にインクジェットヘッドカートリッジＩ
ＪＨＣを用いたインクジェット記録装置ＩＪＲＡにおけ
る記録ヘッドのッキャップ装置について図５及び６を用
いてを説明する。重複するが、図５及び６はキャリッジ
ＨＣが待機領域にある図で、インクジェットヘッドカー
トリッジＩＪＨＣは、この待機領域においてインクジェ
ット記録装置ＩＪＲＡに対し着脱が行われるものであ
る。

【００６７】図５及び６において、保持部材５０１５に
は、長穴５０３１とその下方に突出軸５０３２が設けら
れている。５０３３は、突出軸５０３２に対し回動可能
に設けられた回動部材で、その外周の一端に長穴５０３
５を有する突出部５０３４が設けられている。上記のよ
うにキャップ部材５０２５は、移動部材５０１６に取付
けられており、移動部材５０１６には穴５０３６が設け
られている。そして、回動部材５０３３の突出部５０３
４の長穴５０３５と保持部材５０１５の長穴５０３１と
移動部材５０１６の穴５０３６を貫通して軸５０３０が
取付けられている。ここで、本実施例では上記のよう
に、キャップ部材５０２５は移動部材５０１６に取付け
て成るようにし、別体の構成としたが、同一の材質から
成る一体構造としてもよい。

【００６８】以上より成るキャップ装置の駆動方法は、
図７に示す駆動モータ５０１３によって行われるが、不
図示のクラッチによって、動力はキャリッジの往復移動
と切り換えられ、回動部材５０３３へと伝えられる。記
録ヘッドへのキャップの動作としては、伝達された動力
によって、回動部材５０３３は、図６において時計方向
に回転し、貫通軸５０３０によって回動部材５０３３と
保持部材５０１５と移動部材５０１６は連結されている
ため、回動部材５０３３が回転されると貫通軸５０３０
は、突出部５０３４の長穴５０３５と保持部材５０１５
の長穴５０３１と移動部材５０１６の穴５０３６のそれ
ぞれ内周端面を摺動し、移動部材５０１６は平行移動さ
れ、記録ヘッドへのキャップが行われる。

【００６９】

【発明の効果】本発明は、上記のような構成を有するの
で、下記のように優れた効果を奏する。すなわち、イン
クジェットヘッドカートリッジの物流時において、シー
ルテープの粘着層がノズルへ経時的に移行するために起
きるノズルへの目詰まりがなく、また、高価なシールテ
ープを使う必要もない。

【００７０】さらに、インクジェットヘッドカートリッ
ジを用いたインクジェット記録装置においては、ノズル
面のクリーニングやポンプによる吸引を行った後、ノズ
ル面に余分なインクが残ってキャップとの当接部である
弾性を有する部材が、インク吐出方向に配向してノズル
面より突出しない位置にあるため、インクがキャップに
付着することがなくキャップによる気密性の低下も起こ
さない、しかもインク漏れにより機器内周辺部が汚染さ
れることのない優れたインクジェット記録装置とするこ
とができる。

【００７１】さらに、インクジェットヘッドカートリッ
ジの物流時及びこのカートリッジを具備するインクジェ
ット記録装置において、キャップを通して空気のノズル
への流入や、ノズルにおけるインクの乾燥、蒸発、固着
等を防ぎ確実な吐出行うことができるので、安定した記
録を得ることができる。

【００７２】また、さらに前記弾性を有する部材をゴム
硬度Ｈ_S ３０°〜８０°のゴムより構成せしめると、該
ゴム部材と記録ヘッドの吐出口端面との係合において、
完全な気密状態を保持することが容易となり、ゴム部材
と記録ヘッドの吐出口端面との係合面からの空気のノズ
ルへの流入や、ノズルにおけるインクの乾燥、蒸発、固
着が防止され、確実な吐出を行うことができるので、安
定した記録を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェットヘッドカートリッジＩ
ＪＨＣの一実施例の断面図。

【図２】本発明のインクジェットヘッドカートリッジＩ
ＪＨＣの一実施例の分解構成斜視図。

【図３】図２のＩＪＨＣにキャップ手段を含めた組立斜
視図。

【図４】インクジェットユニットＩＪＵの取付部の斜視
図。

【図５】インクジェットヘッドカートリッジＩＪＨＣの
インクジェット記録装置ＩＪＲＡへの取付詳細図。

【図６】同じくインクジェットヘッドカートリッジＩＪ
ＨＣのインクジェット記録装置ＩＪＲＡへの取付詳細
図。

【図７】本発明のインクジェット記録装置ＩＪＲＡの一
実施例の斜視図。

【図８】本発明のキャップ装置の一実施例の断面図。

【図９】同じく本発明のキャップ装置の一実施例の断面
図。

【図１０】従来のキャップ装置の断面図。

【図１１】同じく従来のキャップ装置の断面図。

【図１２】本発明のインクジェット記録ヘッドを具備し
た記録装置の一例を示す斜視図。

【符号の説明】

１００ヒータボード１１６キャリッジ１１７駆動モータ１１８駆動ベルト１１９Ａ，１９Ｂガイドシャフト１２０インクジェットヘッドカートリッジ１２２クリーニング用モータ１２３伝動機構１２４プラテン１２６キャップ部材１３０ブレード１３０Ａブレード保持部材２００配線基板２０１，２０１１パッド３００支持体３１２，１９００，２０００位置決め用穴３２０，１９０１、１９０２，５０３６穴４００オリフィスプレート部５００押えバネ５０１前だれ部６００インク供給部材６０１パッキン６０２封止ピン６０３上面部６０４下面部７００フィルター８００蓋部材９００インク吸収体１０００カートリッジ本体１０１２位置決め突起１１００蓋部材１２００インク供給口１３００天板１４００撥液材１４０１大気連通口１４０２大気圧供給空間１５００インク受け口１６００インク導管１７００スリット１８００，１８０１保持用突起１９００，２０００固定用穴２１００爪２１０１抜け止め２２００インク供給管２３００，２８００，２９００リブ２４００，２４０１凹部２５００，２６００位置決め用突起２７００ツバ３０００，３００１平行溝４０００前板４００１フック４００２フック面４００３支持版４００４補強用リブ４００５フレキシブルシート４００６位置決め面４００７ゴムシート４００８屋根端部４００９固定軸４０１０突出面４０１１側端部５０００プラテンローラ５００２押え板５００５リードスクリュー５００６レバー５００７，５００８フォトカプラー５００９，５０１１伝達ギヤー５０１３駆動モーター５０１５保持部材５０１６移動部材５０１７クリーニングブレード５０１８本体支持版５０１９ブレード移動用部材５０２２ゴム部材５０２３キャップ内開口室５０２４端部５０２５キャップ部材５０３０貫通軸５０３１，５０３５長穴５０３２突出軸５０３３回動部材５０３４突出部５０４４羅線溝ＨＣキャリッジＩＪＨインクジェットヘッドＩＪＨＣインクジェットヘッドカートリッジＩＪＲＡインクジェット記録装置本体ＩＪＵインクジェットユニットＩＴインクタンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクの飛翔液滴を吐出する吐出口を有
する記録ヘッドを具備したインクジェットヘッドカート
リッジのキャップ装置において、該記録ヘッドの該吐出
口と接触しない位置で記録ヘッドと気密係合し、吐出口
を大気から遮断するキャップ手段を有し、該キャップ手
段と記録ヘッドとが気密係合された状態において形成さ
れるキャップ内室が、記録ヘッドと当接する弾性を有す
る部材と、該弾性を有する部材を支持する金属又はプラ
スチック部材とより成ることを特徴とするインクジェッ
トヘッドカートリッジのキャップ装置。
【請求項２】インクの飛翔液滴を吐出する吐出口を有
する記録ヘッドを具備したインクジェットヘッドカート
リッジを用いて、記録媒体に文字等の記録を行うインク
ジェット記録装置のキャップ装置において、該インクジ
ェットヘッドカートリッジの該記録ヘッドの該吐出口と
接触しない位置で吐出口端面と選択的に気密係合し、吐
出口を大気から遮断するキャップ手段を有し、該キャッ
プ手段と記録ヘッドとが気密係合された状態において形
成されるキャップ内室が、記録ヘッドと当接する弾性を
有する部材と、該弾性を有する部材を支持する金属又は
プラスチック部材とより成ることを特徴とするインクジ
ェット記録装置のキャップ装置。
【請求項３】前記キャップ手段の弾性を有する部材と
金属又はプラスチック部材が、一体で形成されているこ
とを特徴とする請求項１又は２記載のキャップ装置。
【請求項４】前記キャップ手段の弾性を有する部材
が、ゴム硬度Ｈ_s ３０°〜８０°の範囲のゴムより成
ることを特徴とする請求項１又は２記載のキャップ装
置。
【請求項５】前記キャップ手段の金属又はプラスチッ
ク部材が、水蒸気透過率２００( ｃｍ³ )(ｃｍ) ／( ｓ
ｅｃ)(ｃｍ² )(ｃｍＨｇ) 以下であることを特徴とする
請求項１又は２記載のキャップ装置。
【請求項６】インクの飛翔液滴を吐出する吐出口を有
する記録ヘッドを具備し、インク吐出方向に配向し、該
記録ヘッドの該吐出口端面より突出しない位置で、且つ
吐出口と接触しない外周に位置するように弾性を有する
部材が配設されたインクジェットヘッドカートリッジを
用いて記録媒体に文字等の記録を行うインクジェット記
録装置において、該弾性を有する部材と選択的に気密係
合し吐出口を大気から遮断するよう構成して成る前記キ
ャップ装置が、請求項１乃至５記載の何れかであること
を特徴とするインクジェット記録装置。