JPH07132606A

JPH07132606A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH07132606A
Application number: JP14617193A
Authority: JP
Inventors: Masaru Sato; 勝佐藤; Toshiyuki Onishi; 敏之大西; Yasuhiro Unosawa; 保弘宇野沢; Makoto Takemura; 誠竹村; Makoto Kashimura; 誠鹿志村; Tetsuhiro Nitta; 哲弘新田; Shinya Matsui; 真也松井; Satoshi Saikawa; 悟志才川; Hiroshi Yoshino; 浩史吉野; Shinji Kanemitsu; 伸二金光
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-06-17
Filing date: 1993-06-17
Publication date: 1995-05-23

Abstract

(57)【要約】【目的】インクジェット記録装置の記録ヘッドは、非
記録時にキャップで吐出口面を密閉することにより保護
される。記録ヘッド吐出口のインクが大気連通用孔から
蒸発するのを防ぐために多孔質部材をキャップ内に収め
る場合、従来例にあった密閉性が不良になる問題を、キ
ャップ支持部材に多孔質材を挿入することにより解決し
インク蒸発のないキャップ装置を提供する。【構成】非記録時に記録装置の吐出口面が弾性材から
成るキャップで密閉されるインクジェット記録装置にお
いて、キャップを支持するキャップ支持部材に多孔質材
を挿入する構成とする。

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記録装
置、特に記録ヘッド吐出口面のキャップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録装置におい
て、非記録時における記録ヘッドの吐出口のインク乾燥
やゴミ付着の防止及び、吐出口面の保護を目的として、
記録ヘッドの吐出口面を密閉するキャップを設けた構成
のものがある。前記キャップは、記録ヘッド吐出口面と
の密着性を高めるため、ゴム等の弾性材で作られてい
る。また、前記キャップで吐出口を密閉した状態（キャ
ッピング状態）において、キャッピング動作時における
記録ヘッド内のインクのメニスカス（meniscus）が崩れ
ることによるヘッドの不吐出を防ぐ目的でキャップ内に
大気連通用の穴を設けた構成ものがある。

【０００３】更に、記録ヘッド吐出口のインクが、大気
連通用の穴から蒸発することを防ぐ目的で、キャップ内
に多孔質材の部材を収めた構成のものがある。図５は上
記従来例によるキャップ装置の構成を示した断面図であ
る。図５において１０１はキャップ、１０２はキャップ
１０１の支持部材であるキャップホルダ、１１３はキャ
ップ１０１内部に収められた多孔質材である。１０６は
記録ヘッドの吐出口面であり、吐出口面１０６に、キャ
ップ１０１のリブ１０５が密着することによって、記録
ヘッドの吐出口１０４が密閉される。キャップ１０１
は、キャップホルダ１０２の引っ掛け部材１２０によっ
て、左右方向、上下方向は規制され、キャップホルダ１
０２上に固定されている。キャップ１０１及びキャップ
ホルダ１０２には大気連通用の穴１１１及び１１２が設
けられており、多孔質材１１３はキャップ１０１の内部
の、大気点通用の穴１１２上に収められる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来例にお
いては、以下に述べる欠点があった。多孔質材はキャッ
ピング時におけるインク吐出口からのインクの蒸発を防
ぐ目的で、キャップ内に収められている。そのため、キ
ャップ内壁と多孔質材の密着性が高い状態であることが
望ましい。例えば、多孔質材の体積を、キャップ内部の
多孔質材用スペースの体積よりも大きくして、多孔質材
を圧縮して、キャップ内部に挿入するような構成によ
り、キャップ内壁と多孔質材の密着性を高く保つことが
できる。しかしながら、キャップの材質はゴム等の弾性
材であるため、多孔質材を圧縮して挿入すると、キャッ
プ自体が変形するため記録ヘッド吐出口面との密閉性が
保たれない。そのため上記構成例においては、多孔質材
の体積を、キャップ内部の多孔質材用スペースの体積よ
り小さくし、多孔質材介在によるキャップ自体の変形を
防ぐ構成とせざるを得ず、多孔質材とキャップの密着性
を高く保つことができない。

【０００５】本発明の目的はキャッピング時に記録ヘッ
ド吐出口面のキャップによる密閉性を保ち、かつ、多孔
質材とその介在スペース内壁との密着性を高くすること
により、インク吐出口からのインクの蒸発を防いだキャ
ップ装置を有するインクジェット記録装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の記録ヘッドのキャップ装置は、記録ヘッドの
吐出口面を、非記録時に、弾性材から成るキャップによ
って密閉する機構において、前記キャップの大気連通用
穴からキャップを支持するキャップ支持部材の大気連通
用穴に至る経路中に、多孔質材を介在させた構造を有す
る。

【０００７】また好ましくは前記キャップ支持部材は、
前記多孔質材に比べて外力に対する変形量が小さい材料
から成る。

【０００８】更に、前記多孔質材の体積は、前記キャッ
プ支持部材における多孔質材を挿入する空間の体積と比
べて大きくし、前記多孔質材を圧縮して、前記キャップ
支持部材に挿入し固定する構成でもよい。

【０００９】

【作用】本発明によれば、上記手段により、キャップ支
持部材内部に多孔質材を入れた構成にすることにより、
キャップと多孔質材とキャップ支持部材の密閉姓を高く
保つことができ、その結果として記録ヘッドの吐出口の
インク蒸発によるヘッド不吐出を防ぐことができる。

【００１０】

【実施例】図５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。

【００１１】図５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および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。

【００１２】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
は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。

【００１３】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１３０はブレード保持部
材１３０Ａ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および伝動機構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１３０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。

【００１４】以下、図面を参照して、本発明の実施例を
説明する。図１は本発明を適用したインクジェット記録
装置における、記録ヘッドとキャップ部分について示し
た模式的斜視図である。図２は、図１のキャップ部分の
部品構成について示した模式的斜視図である。図３は、
図１のキャップ部分の構成について示した断面図であ
る。

【００１５】図１〜３において、キャップ１はゴム等の
弾性材により作られている。キャップホルダ２はキャッ
プ１を支持するための部材であって、その材質はキャッ
プ１に使われているゴム等の弾性材の材料に比較して外
力に対する変形が非常に小さいものであればどんな材料
でも使用可能である。例えば、ポリアセロール、変性ポ
リフェニレンオキサイド（変性ＰＰＯ）、アクリロニト
リル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネ
ート等のプラスチック材料や、アルミ、銅または鉄等の
金属材料を用いている。

【００１６】記録ヘッド３は吐出口４より、インクを吐
出することにより記録動作を行う。ここで、記録ヘッド
３が非記録状態にあるとき、キャップ１及びキャップホ
ルダ２は、垂直方向に押し上がり、キャップ１のリブ５
が記録ヘッド吐出口面６に密着し、記録ヘッドの吐出口
４周辺を密閉することにより、吐出口４のインク乾燥や
ゴミ付着の防止及び吐出口面６の保護を行う。

【００１７】次に、キャップ部分の構成について説明す
る。キャップ１はキャップホルダ２の突き出し部７によ
って支持されている。キャップ１の内側の面８はホルダ
突き出し部７の上面部９、及び側面部１０に密着して組
み込まれてなるためキャップ１は図３に示されているよ
うに上下方向及び左右方向の位置決めがなされ、キャッ
プ１とキャップホルダ２との密閉性も保たれる。キャッ
プ１及びキャップホルダ２には、キャッピング動作時に
おける、吐出口４周辺の密閉空間の急激な圧力上昇によ
る記録ヘッド内のインクのメニスカス（meniscus）崩れ
を防止するために大気連通用の穴１１，１２が設けられ
ている。

【００１８】キャップホルダ２の内部には、記録ヘッド
吐出口４の乾燥を防ぐ目的で多孔質材１３が挿入されて
いる。ここで多孔質材１３の大きさは、キャップホルダ
２内部の多孔質材挿入スペース１４よりも大きくなって
おり、多孔質材１３を圧縮してスペースに挿入する。多
孔質材１３が挿入されてもキャップホルダ２は変形せ
ず、挿入スペース１４の内壁が多孔質材１３とぴったり
と密着した状態となる。キャップ１は前述した多孔質材
１３の挿入後、キャップホルダ２に組み込まれる。ここ
でキャップ１の内側面８はホルダ突き出し部７の上面部
９及び側面部１０に密着している。そのためキャップ１
の大気連通用の穴１１の周辺部と多孔質材１３も密着し
ており、キャップ１の大気連通用の穴１１とキャップホ
ルダ２の大気連通用の穴１２の間の経路は多孔質材１３
によって完全に密閉された構造となっている。キャップ
ホルダ２内の多孔質材１３は、インク等の蒸気を内部に
保持して外に蒸発させない性質があるため、キャップ密
閉状態において、記録ヘッド吐出口４からインクはほと
んど蒸発しなくなる。

【００１９】また、多孔質材１３を水、インク等の液体
で湿らせることによってキャップ１とキャップホルダ２
との密着性を更に高く保ち、キャッピング状態での、記
録ヘッド吐出口４周辺の密封性を高くすることができ
る。

【００２０】図４は本発明を適用したインクジェット記
録装置におけるキャップ部分の第２の実施例の要部構成
を示した断面図である。図４において、キャップホルダ
２及び多孔質材押さえ１５以外の他の部材に関しては第
１の実施例の部材と機能的に同等のため説明は省略す
る。

【００２１】図４において、多孔質材１３はキャップホ
ルダ２に押し込まれた後多孔質材押さえ１５によってキ
ャップホルダ開口部がふさがれることによって、キャッ
プホルダ２内に固定される。ここで多孔質材押さえ１５
は、キャップホルダ２の爪部１６によってキャップホル
ダ２に固定される。本実施例においては、多孔質材１３
はその周囲全域をキャップホルダ２及び多孔質材押さえ
１５に囲まれることによって、キャップホルダ２及び多
孔質材押さえ１５との密着性を高めた形で収められる。
更に多孔質材は加工上の精度を上げることが困難な材質
であるが、多少多孔質材を大きめに加工し、キャップホ
ルダ２及び多孔質材押さえ１５内部に圧縮して挿入する
ことによって、加工上の不利を打ち消すことができる。
キャップホルダ突き出し部７に大気連通用の穴１７を設
けることで、多孔質材１３は実施例１で述べた効果と同
様の効果を得ることができる。本実施例ではキャップホ
ルダ２と多孔質材押さえ１５が、キャップホルダ爪部１
６によって固定される場合について述べたが、キャップ
ホルダ２と多孔質材押さえ１５は、接着、溶着等の手段
で固定されても本実施例の効果については何ら問題はな
い。

【００２２】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的液滴を形成し、記
録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録装置に
おいて優れた効果をもたらすものである。

【００２３】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号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、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いて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（イン
ク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。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。

【００２４】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書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号明細書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。

【００２５】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を
開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許
第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含ま
れるものである。

【００２６】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部とする構成を開
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
としても本発明は有効である。

【００２７】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を
一層有効に発揮することができる。

【００２８】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インクタンクが設けら
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。

【００２９】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
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
を行うことも安定した記録を行うために有効である。

【００３０】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モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個を組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
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。

【００３１】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式で
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。

【００３２】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
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防止するか、またはイン
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
用いるかして、いず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、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載
されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状ま
た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。本発明において
は、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述
した膜沸騰方式を実行するものである。

【００３３】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
れるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さら
には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採る
ものであっても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、記録ヘッド吐出口
のキャッピング部材において、多孔質材よりはるかに変
形量の小さい材料からなるキャップ支持部材内部に多孔
質材を介在させる構成としたことにより、キャップと多
孔質材とキャップ支持部材の密閉性を高く保つことがで
きるため、記録ヘッドの吐出口のインク蒸発によるヘッ
ド不吐出を防止する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した記録装置の要部を示した模式
的斜視図である。

【図２】図１の記録装置におけるキャップ部分の部品構
成について示した模式的斜視図である。

【図３】図１の記録装置におけるキャップ部分の断面図
である。

【図４】本発明を実施した記録装置におけるキャップ部
分の第２の実施例の断面図である。

【図５】インクジェット記録装置の一例を示す外観斜視
図である。

【図６】従来の記録装置におけるキャップ部分の構成に
ついて示した断面図である。

【符号の説明】

１キャップ２キャップホルダ３記録ヘッド４記録ヘッド吐出口５キャップリブ６記録ヘッド吐出口面７キャップホルダ突き出し部８キャップ内側の面９キャップホルダ突き出し部上面部１０キャップホルダ突き出し部側面部１１キャップの大気連通用の穴１２キャップホルダの大気連通用の穴１３多孔質材１４キャップホルダ多孔質材挿入スペース１５多孔質材押さえ１６キャップホルダ爪部１７大気連通用穴１０１キャップ１０２キャップホルダ１０４記録ヘッド吐出口１０５キャップリブ１０６記録ヘッド吐出口面１１１キャップの大気連通用の穴１１２キャップホルダの大気連通用の穴１１３多孔質部材１１４キャップホルダのキャップ引っ掛け部材１１６キャリッジ１１７駆動モータ１１８駆動ベルト１１９Ａ，１１９Ｂ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ヘッド回復装置１２６Ａキャップ部１３０ブレード１３０Ａブレード保持部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹村誠東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者鹿志村誠東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者新田哲弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者松井真也東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者才川悟志東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者吉野浩史東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者金光伸二東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクジェット記録装置における、記録
ヘッドのインク吐出面を非記録時に、弾性材から成るキ
ャップによって密閉する機構において、前記キャップの
大気連通用穴からキャップを支持するキャップ支持部材
の大気連通用穴に至る経路中に、多孔質材を介在させた
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記キャップ支持部材は、前記多孔質材
に比べて外力に対する変形量が小さい材料から成る請求
項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】前記多孔質材は、前記キャップ支持部材
の多孔質材を挿入する空間の体積に比べて、大きい体積
を有する請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記記録手段は、インク吐出用の熱エネ
ルギーを発生するための電気熱変換体を備えていること
を特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装
置。
【請求項５】前記記録手段は、前記電気熱変換体によ
って印加される熱エネルギーにより、インクに生ずる膜
沸騰を利用して吐出口よりインクを吐出させることを特
徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。