JPH10264404A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成により、印字ヘッドに形成された
供給路内に存在する気泡の成長を抑制して、長期に亘り
不吐出を起こすことのないインクジェット記録装置を提
供すること。 【解決手段】 印字ヘッド２３との間に閉鎖空間５９を
形成するヘッドカバー４６に、閉鎖空間５９を大気に連
通させる開口部６１を設けた。このため、印字ヘッド２
３の発する熱は、開口部６１を介して大気に放出される
ので、閉鎖空間５９の温度が上昇することがなく、該閉
鎖空間５９の圧力が高くなることもない。よって、差圧
により供給路５２内に空気が浸透することなく、供給路
５２内に滞留する気泡の成長を効果的に抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク液をノズル
から噴射して記録用紙などに所要の記録を行うインクジ
ェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、比較的構成が簡単で、高速印
字、高品質印字が容易な記録装置として、インクジェッ
ト方式の記録装置がよく知られている。この種のインク
ジェット記録装置は、たとえば、図５に示すように、イ
ンクカートリッジなどのインク供給源１と、該インク供
給源１にアダプタ２およびシール部材３を介して接続さ
れる印字ヘッド４とを備え、印字ヘッド４は、圧電セラ
ミックなどから形成され複数本のインク流路（図示せ
ず。）をもつアクチュエータ５と、インク供給源１から
のインク液が供給される供給路６が形成されたマニホー
ルド７とを備えている。インク供給源１から供給路６に
供給されたインク液は、アクチュエータ５のインク流路
内に導入され、アクチュエータ５の変形によりインク流
路の容積を変化させ、その容積減少時にインク流路内の
インク液をノズルプレート８に形成されたノズルから液
滴として噴射し、容積増大時にインク供給源１から供給
路６を介してインク流路内にインク液を導入するように
している。

【０００３】そして、通常、インクジェット記録装置に
は、印字ヘッド４をインク液の付着や損傷などから保護
したり、印字ヘッド４への給電回路にインク液が付着し
て短絡するなどの事故を防止するためにヘッドカバー９
を取付けており、たとえば、図５においては、ヘッドカ
バー９は、印字ヘッド４におけるノズルプレート８が取
り付けられた前面を除き、印字ヘッド４の側部全体を覆
うようにして、ヘッドユニット１１のケーシングに接着
する一方、印字ヘッド４の外周面とヘッドカバー９との
間の隙間を接着剤でシールするようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかして、上記のごと
く、ヘッドカバー９は隙間なくヘッドユニット１１のケ
ーシングに接着されており、また、ヘッドカバー９と印
字ヘッド４との間の隙間もシールされていることから、
ヘッドカバー９内には密閉された閉鎖空間１０が形成さ
れる。

【０００５】しかるに、密閉された閉鎖空間１０におい
て印字ヘッド４を作動させると、印字ヘッド４の発する
熱によって閉鎖空間１０の温度が上昇し、閉鎖空間１０
の圧力が高まる。一方、印字ヘッド４内に形成される供
給路６内は、ノズル先端部におけるインク液の表面張力
とインク供給源１からの引圧力とにより、負圧に保たれ
ているので、閉鎖空間１０の温度が上昇し圧力が高まる
につれて、閉鎖空間１０の圧力と供給路６内の圧力との
圧力差が大きくなる。このため、マニホールド７の材料
が、たとえば、空気透過性のある材料で形成されていた
り、また、マニホールド７とアクチュエータ８との接合
部の界面に僅かな隙間がある場合などには、閉鎖空間１
０に対して低圧となる供給路６内に僅かずつ空気が侵入
し、インク液の初期導入時やその後にインク液とともに
流入して供給路６内に滞留した気泡を、徐々に成長させ
る要因となる。

【０００６】さらに、密閉された閉鎖空間１０では、熱
はそのままこもるので、閉鎖空間１０において上昇した
温度はそのまま保たれ、閉鎖空間１０と供給路６内との
圧力差がそのまま維持されて、前記した供給路６内の気
泡を、ますます成長させることになる。このような要因
により、インク液の初期導入時に供給路６内に滞留した
気泡は、一定期間経過後にはどんどん成長を遂げ、この
成長した気泡がアクチュエータ５のインク流路内に入
り、インク液の不吐出を起こして印字ができなくなると
いう不具合、すなわち不吐出を招来する原因となる。

【０００７】本発明の目的は、上記した問題点を解決す
るためになされたものであり、簡易な構成により、印字
ヘッドに形成された供給路内に存在する気泡の成長を抑
制して、長期に亘り不吐出を起こすことのないインクジ
ェット記録装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、インク供給源からのインク
液が供給される供給路が形成され、インク液をノズルよ
り液滴として噴出させる印字ヘッドと、前記印字ヘッド
との間に閉鎖空間が形成されるように該印字ヘッドの側
部を覆うヘッドカバーとを備えるインクジェット記録装
置において、前記ヘッドカバーに、前記閉鎖空間を大気
に連通させる開口部を設けたことを特徴としている。

【０００９】この構成においては、ヘッドカバーにより
形成される閉鎖空間が、開口部を介して大気に連通す
る。このため、印字ヘッドの発する熱は、開口部を介し
て大気に放出されるので、閉鎖空間の温度が上昇するこ
とはなく、該閉鎖空間の圧力が高くなることもない。よ
って、供給路内の圧力と閉鎖空間の圧力との圧力差が増
大することがないため、閉鎖空間から供給路内に空気が
浸透することはなく、供給路内に滞留する気泡を成長さ
せることはない。さらに、印字ヘッドが発する熱は開口
部を介してすぐさま大気に放出されるので、閉鎖空間に
熱がこもることはなく、供給路内の気泡の成長をさらに
助長することもない。したがって、供給路内に存在する
気泡の成長を抑制できて、長期に亘り不吐出を起こすこ
とがない。

【００１０】また、請求項２記載の発明では、請求項１
記載の発明において、前記開口部が、印字ヘッドから離
れた位置に設けられる。このため、印字ヘッドのノズル
から噴射されるインクが、開口部に付着しにくく、イン
ク液で開口部が塞がれることはない。また、請求項３記
載の発明では、請求項１記載または請求項２記載の発明
において、前記開口部が、印字ヘッドの印字動作中にお
いて、印字ヘッドに対して上方の位置に設けられる。仮
に、開口部が、印字ヘッドの印字動作中において印字ヘ
ッドに対して下方の位置に設けられていると、印字ヘッ
ドから噴射されたインク液滴がヘッドカバーを伝って開
口部に流入し、開口部を塞ぐ虞があるが、開口部が、印
字ヘッドの印字動作中において印字ヘッドに対して上方
の位置にあると、ヘッドカバーを伝うインク液で開口部
が塞がれることはない。

【００１１】また、請求項４記載の発明では、請求項１
ないし請求項３のいずれかに記載の発明において、前記
ヘッドカバーが、印字ヘッドの側端部から外側方向に所
定間隔の隙間が形成されるような膨出部をもち、前記開
口部が、前記膨出部に設けられる。この構成によると、
開口部は、印字ヘッドから所定の間隔の隙間が形成され
た膨出部に設けられているので、印字ヘッドのノズルか
ら噴射されるインク液で開口部が塞がれることを、より
確実に防止できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のインクジェット
記録装置を具体化した一実施形態を示す斜視図である。
カラーインクジェットプリンタ２１は、シアン、マゼン
タ、イエロー、ブラックの４色のカラーインクを被印刷
体としての印刷用紙２２上に印刷して印字を行うインク
ジェット式の印字ヘッド２３を備え、この印字ヘッド２
３は、ヘッドユニット２４として一体に設けられてお
り、このヘッドユニット２４とともに、印字ヘッド２３
に４色のインク液を供給するインク供給源としてのイン
クカートリッジ２５が、キャリッジ２６に脱着自在に搭
載されている。

【００１３】そして、印字ヘッド２３の前面に対向し
て、その往復移動方向に平行にプラテンローラ２７が回
転自在に設けられており、印字ヘッド２３とプラテンロ
ーラ２７とで印字部を構成している。キャリッジ２６
は、該キャリッジ２６の下部に設けられたキャリッジ軸
支持部２８を介して、印字ヘッド２３の往復移動方向に
延びるキャリッジ軸２９およびガイド板５４に支持さ
れ、印字時に直線的に往復運動可能となし、かつ、プー
リ３０および３１間に架けられたベルト３２に連結さ
れ、プーリ３０が図示しないモータにより回転駆動され
ることにより、直線往復移動されるようになっている。

【００１４】印刷用紙２２は、インクジェットプリンタ
２１の後部上方に設けられた図示しない給紙カセットか
ら給紙され、印字ヘッド２３と、矢印３３方向に回転駆
動されるプラテンローラ２７との間に導入され、印字後
の印刷用紙２２は、矢印３４方向に排出される。なお、
図１においては、これらの印刷用紙の給紙機構の図示を
省略している。

【００１５】また、プラテンローラ２７の側方で、印字
ヘッド２３のリセット状態位置の前方に対向させてパー
ジ装置３５が設けられている。インクジェット式の印字
ヘッド２３は、前述したようにインク液の初期導入時等
に滞留した気泡が成長したり、噴射面上にインクの液滴
が付着することにより、噴射不良を起こすことがあるの
で、これを解消し良好な噴射状態に回復させるためにパ
ージ装置３５がある。パージ装置３５は、印字ヘッド２
３のリセット状態位置における前方対向位置に設けられ
たキャップ３６で印字ヘッド２３を覆うことができるよ
うになっており、キャップ３６で印字ヘッド２３が覆わ
れている時に、印字ヘッド２３の内部に溜まる気泡など
を含んだ不良インクをカム３７により駆動されるポンプ
３８によって吸引し、印字ヘッド２３を回復させる。吸
引された不良インクは貯留部３９に送られる。

【００１６】図２はヘッドユニット２４の斜視図、図３
はヘッドユニット２４を一部切り欠いた上面図、図４は
図３におけるＡ−Ａ線の要部断面図である。図２および
図３において、ヘッドユニット２４のケーシングは、前
壁４０と、前壁４０の両端部から連続して対向状に設け
られる１対の側壁４１、４２と、１対の側壁４１、４２
間の上方を覆う上壁４３と、その下方を覆う下壁４４と
を備え、１対の側壁４１、４２、上壁４３および下壁４
４で囲まれる内部空間に、インクカートリッジ２５を脱
着自在に装着している。そして、印字ヘッド２３は、シ
アン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応した
個数（４個）を、それぞれ前壁４０に取り付けている。
また、前壁４０には、印字ヘッド２３をインク液の付着
や損傷などから保護するために、各印字ヘッド２３の前
部に備えられインク液を噴射させるノズルプレート４５
を除いて、４個の印字ヘッド２３の側部全体を覆うよう
なヘッドカバー４６を取り付けている。

【００１７】さらに詳述すると、図４に示すように、印
字ヘッド２３は、圧電セラミックなどから形成され、複
数本のインク流路（図示せず。）をもつアクチュエータ
４７と、インクカートリッジ２５からのインク液が供給
される供給路５２が形成されたマニホールド４８とを接
合したもので、マニホールド４８の供給路５２内に供給
されたインク液は、アクチュエータ４７のインク流路内
に導入され、アクチュエータ４７の変形によりインク流
路の容積を変化させ、その容積減少時にインク流路内の
インク液をノズルプレート４５に形成されたノズルから
液滴として噴射し、容積増大時にインクカートリッジ２
５から供給路５２を介してインク流路内にインク液が導
入されるように構成されている。なお、印字ヘッド２３
は、アクチュエータ４７を、圧電セラミック素子に代え
て発熱素子を用いたサーマルヘッドタイプおよびその他
公知のタイプにしてもよい。

【００１８】そして、マニホールド４８のインク流入口
５３側を、ヘッドユニット２４のケーシングに取り付け
るとともに、ヘッドユニット２４内に装着されたインク
カートリッジ２５のインク供給口５１と、マニホールド
４８のインク流入口５３とを、アダプタ４９およびシー
ル部材５０を介して連通するように接続し、インクカー
トリッジ２５内のインク液をマニホールド４８の供給路
５２内に導入するようにしている。

【００１９】また、ヘッドカバー４６は、図２に示すよ
うに、印字ヘッド２３の上側方および下側方を含む側部
全体を覆う側壁５６と前壁５７とから形成され、図４に
示すように、前壁５７には、各印字ヘッド２３のノズル
プレート４５が露出するような４箇所の開口部５８を形
成して、この開口部５８に印字ヘッド２３の前端部を挿
入して、ノズルプレート４５を露出させるとともに、ヘ
ッドカバー４６の開口部５８の内周縁と該開口部５８の
内周縁に対向する位置における印字ヘッド２３の外周面
とを接着剤などを用いてシールしている。そして、ヘッ
ドカバー４６における側壁５６の後端部を、ヘッドユニ
ット２４の前壁４０にポッティングなどにより接着して
いる。なお、側壁５６の下方側の後端部は、ヘッドユニ
ット２４の下壁４４から下方に起立状に形成された取付
リブ５５にポッティングなどにより接着している。この
ようにして、ヘッドユニット２４にヘッドカバー４６を
取付けることにより、ヘッドカバー４６は、その内部が
密閉され、印字ヘッド２３との間に閉鎖空間５９を形成
する。

【００２０】また、図２および図３において、ヘッドカ
バー４６には、４箇所の開口部５８の右側側方に、４つ
の印字ヘッド２３中の右端に位置する印字ヘッド２３の
側端部から、さらに右外側方向に所定間隔の隙間が形成
されるような膨出部６０を形成している。ブラックイン
クのインクカートリッジ２５が他のインクカートリッジ
よりも幅が広いため、この寸法にあわせて、ヘッドカバ
ー４６においてブラックインクのインクカートリッジ２
５と対応する部分を延長したのが膨出部６０である。な
お、６２、６３は、ヘッドユニット２４をキャリッジ２
６に係止させるための係止用突起である。

【００２１】そして、ヘッドカバー４６には、閉鎖空間
５９を大気に連通させる開口部６１を、印字ヘッド２３
から離れた膨出部６０における上方側の側壁５６に設け
ている。このような開口部６１を設けることによって、
ヘッドカバー４６により形成された閉鎖空間５９が開口
部６１を介して大気に連通するため、印字ヘッド２３が
印字動作によって熱を発し閉鎖空間５９の温度が上昇し
ようとしても、熱は開口部６１を通り大気に放出される
ので、閉鎖空間５９の温度上昇は抑制される。よって、
閉鎖空間５９の圧力が高くなることはなく、供給路５２
内の圧力と閉鎖空間５９の圧力との圧力差が増大するこ
とがないため、閉鎖空間５９から供給路５２内に空気が
浸透することはなく、供給路５２内に滞留する気泡を成
長させることを抑制できる。また、閉鎖空間５９に熱が
こもることはなく、熱のこもりにより、供給路５２内の
気泡のさらなる成長を促進させることもない。したがっ
て、開口部６１を設けることにより、供給路５２内に存
在する気泡の成長を効果的に抑制でき、長期に亘り不吐
出を起こすことがないため、不吐出による噴射不良を回
復させるためのパージ操作を行う間隔を長くとることが
できる。

【００２２】また、開口部６１は、印字ヘッド２３列の
側方に間隔をおいてかつノズルプレート４５から印刷用
紙２２とは反対側へ離れて膨出部６０に設けられている
ので、印字ヘッド２３のノズルから噴射されるインク液
が、開口部６１に付着しにくく、インク液で開口部６１
が塞がれることが確実に防止される。さらに、開口部６
１は、ヘッドカバー４６の上方側の側壁５６に設られて
おり、この上方側の側壁５６は、図１から明らかなよう
に、印字ヘッド２３が斜め下向きにインク液を噴射する
印字動作中において、印字ヘッド２３に対して上方に位
置している。このため、印字ヘッド２３から噴射された
インク液滴が、ヘッドカバー４６の表面を伝って開口部
６１に流入するということはなく、ヘッドカバー４６の
表面を伝うインク液の流入により開口部６１が塞がれる
ことはない。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明にか
かるインクジェット記録装置によれば、ヘッドカバーに
開口部を設けて、ヘッドカバーにより形成される閉鎖空
間を大気に連通させたので、印字ヘッドが印字動作によ
って熱を発し閉鎖空間の温度が上昇しようとしても、熱
は開口部を通り大気に放出されるので、閉鎖空間の温度
上昇は抑制され、よって、閉鎖空間の圧力が高くなるこ
とはない。このため、供給路内の圧力と閉鎖空間の圧力
との圧力差が増大することがないため、閉鎖空間から供
給路内に空気が浸透することはなく、供給路内に滞留す
る気泡を成長させることを抑制できる。また、閉鎖空間
に熱がこもることもなく、熱のこもりにより、供給路内
の気泡のさらなる成長を促進させることはない。よっ
て、開口部を設けることにより、供給路内に存在する気
泡の成長を効果的に抑制でき、長期に亘り不吐出を起こ
すことがないため、不吐出による噴射不良を回復させる
ためのパージ操作を行う間隔を長くとることができる。

【００２４】また、請求項２記載の発明にかかるインク
ジェット記録装置によれば、開口部が、印字ヘッドから
離れた位置に設けられるので、印字ヘッドのノズルから
噴射されるインク液が、開口部に付着しにくく、インク
液で開口部が塞がれることなく、印字ヘッドが発する熱
を良好に大気に放出して、供給路内に存在する気泡の成
長を効果的に抑制できる。

【００２５】また、請求項３記載の発明にかかるインク
ジェット記録装置によれば、開口部が、印字ヘッドの印
字動作中において、印字ヘッドに対して上方の位置に設
けられるので、印字ヘッドから噴射されたインク液滴
が、ヘッドカバーの表面を伝って開口部に流入し、開口
部を塞ぐということはなく、印字ヘッドが発する熱を良
好に大気に放出して、供給路内に存在する気泡の成長を
抑制できる。

【００２６】さらに、請求項４記載の発明にかかるイン
クジェット記録装置によれば、開口部は、印字ヘッドか
ら所定の間隔の隙間が形成された膨出部に設けられるの
で、印字ヘッドのノズルから噴射されるインク液で開口
部が塞がれることを、より確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施形態
を示す斜視図である。

【図２】図１のインクジェット記録装置のヘッドユニッ
トを示す斜視図である。

【図３】図２のヘッドユニットを一部切り欠いた上面図
である。

【図４】図３のＡ−Ａ線の要部断面図である。

【図５】図４に対応する従来例を示す図である。

【符号の説明】

２３ 印字ヘッド ２５ インク供給源（インクカートリッジ） ４６ ヘッドカバー ５２ 供給路 ５９ 閉鎖空間 ６１ 開口部 ６０ 膨出部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク供給源からのインク液が供給され
   る供給路が形成され、インク液をノズルより液滴として
   噴出させる印字ヘッドと、前記印字ヘッドとの間に閉鎖
   空間が形成されるように該印字ヘッドの側部を覆うヘッ
   ドカバーとを備えるインクジェット記録装置において、 前記ヘッドカバーに、前記閉鎖空間を大気に連通させる
   開口部を設けたことを特徴とする、インクジェット記録
   装置。
2. 【請求項２】 前記開口部が、印字ヘッドから離れた位
   置に設けられる、請求項１に記載のインクジェット記録
   装置。
3. 【請求項３】 前記開口部は、印字ヘッドの印字動作中
   において、印字ヘッドに対して上方の位置に設けられ
   る、請求項１または請求項２に記載のインクジェット記
   録装置。
4. 【請求項４】 前記ヘッドカバーは、印字ヘッドの側端
   部から外側方向に所定間隔の隙間が形成されるような膨
   出部をもち、前記開口部は、前記膨出部に設けられる、
   請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインクジェ
   ット記録装置。