JPH1158753A - インクジェット記録ヘッドのキャップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット記録ヘッドのノズル面に付
着したインク滴をキャップ装置のキャップ内に確実に取
り込むこと。 【解決手段】インクジェット記録ヘッド２０のノズル面
２１に付着しているインク滴にキャップ装置のキャップ
１内に設けられたインク滴保持部材２の端面を接触させ
ることによりインク滴をノズル面２１とインク滴保持部
材２の端面で形成される間隙に保持し、キャップをノズ
ル面２１より離間する時にインク滴をキャップ内に取り
込むようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ等に用い
られるインクジェット記録ヘッドのキャップ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェットプリンタには、イ
ンクジェット記録ヘッドのノズル面の目詰まり等を防止
するためにキャップ装置を備えたものがあり、特開昭54
-94322号公報、特開昭56-60236号公報等にインクジェッ
ト記録ヘッドのキャップ装置に関する技術が開示されて
いる。特開昭54-94322号公報には、前面にＯリングを設
けたキャップが、その背後に設けたプランジャの移動に
よってインクジェット記録ヘッドのノズル開口部に押し
つけられ、キャップとノズル開口部との間にＯリングに
よる気密室が形成されるという技術が開示されている。
また、特開昭56-60236号公報には、先端部が弾性体であ
るキャップの内部にインク吸収体が設けられ、更にキャ
ップにピストン等からなる負圧発生手段が接続され、レ
バーの操作でキャップがインクジェット記録ヘッドに押
圧されノズル開口部を覆うようにしている。さらに、イ
ンク吸収体がノズル開口部と対向し、インク吸収体に含
まれるインクから蒸発するインク蒸気が前記キャップ
内、しいてはノズル開口部に充満し、ノズル開口部のイ
ンクの乾燥による目詰まりを防止している。また、イン
ク吐出不良が発生した場合には、キャップがノズル開口
部を覆った状態で負圧手段を作動させ、ノズル開口部か
らインクを吸収し、負圧手段に設けたインク回収部にイ
ンクを回収するという技術が開示されている。

【０００３】上記キャップ装置では、記録を行わない場
合はインクジェット記録ヘッドのノズル開口部はキャッ
プで覆っておき、インクカートリッジ交換時にノズル内
に気泡が混入した場合や、長い間使用していなかったた
めインクの粘度が上昇してインクが吐出しなくなった場
合に、キャップ内の気密室を通じて負圧吸引を行いイン
ク吐出を回復させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のキャップ装置では、インクを吸引した場合、インクが
インクジェット記録ヘッドのノズル周辺に大きなインク
滴となって付着し、ワイパーによるワイピング時にイン
クが飛散したり、また多量にワイパーに付着したインク
がワイパーの先端に残り、それが乾燥して増粘し、次の
ワイピング時に逆にノズルを汚染するという問題が発生
する。

【０００５】また、キャップ内にインク吸収体を設ける
構造では、インク吸収体が常にインクを保持しており、
長期間使用しているとインク吸収体でのインク増粘が発
生し逆にインク吸引時の吸引抵抗になったり、増粘した
インクがノズルに付着しインクの吐出不良を生じさせる
等、二次的障害の原因ともなる。

【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、インクジェット記録ヘッドのノズル面
の乾燥を防ぐと共に記録時にはノズル面に付着したイン
ク滴をキャップ内に確実に取り込むことができ、インク
滴によるノズル汚染やインク吸収体による吸引抵抗の増
大、さらにインクの吐出不良を確実に防止することので
きるインクジェット記録ヘッドのキャップ装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下のような手段を講じた。

【０００８】請求項１に記載の発明は、インクジェット
記録ヘッドのノズル面に付着しているインク滴にインク
ジェット記録ヘッドのキャップ内に設けられたインク滴
保持部材の端面を接触させることによりインク滴をノズ
ル面とインク滴保持部材の端面で形成される間隙に保持
し、キャップをノズル面より離間する時にインク滴をキ
ャップ内に取り込む構成を採る。

【０００９】この構成により、インクジェット記録ヘッ
ドのノズル面に付着したインク滴にインク滴保持部材の
端面が接触して、インク滴がノズル面とインク滴保持部
材の端面との間に保持されるので、キャップ内にインク
吸収体を設けなくても非記録時におけるノズル面の乾燥
を防止できる。また、多くの場合、ノズル面はインク
（水性）をはじくために撥水処理が施されているので、
表面張力が大きくなっている。そのため、キャップがイ
ンクジェット記録ヘッドから離間するときには、ノズル
面とインク滴保持部材の端面との間に保持されていたイ
ンク滴は発表面張力の小さいインク滴保持部材の端面に
強く束縛されるのでノズル面にはインク滴は残らず、ノ
ズル面のインク滴を確実にキャップ内に取り込むことが
できる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、キャップ内部に
設けられたインク滴保持部材の端面に親水処理を施した
構成を採る。

【００１１】この構成により、親水処理を施されたイン
ク滴保持部材の端面は更に表面張力が小さくなり、キャ
ップをインクジェット記録ヘッドから離間するときに、
ノズル部とインク滴保持部材の端面との間に保持されて
いたインクは表面張力の小さいインク滴保持部材の端面
に強く捕捉されるので、ノズル面のインク滴は残らず吸
引されてキャップ内に確実に取り込むことができる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、キャップの内部
に設けられたインク滴保持部材の表面張力が、ノズル面
の表面張力より小さい構成を採る。

【００１３】この構成により、キャップをインクジェッ
ト記録ヘッドから離間するときに、ノズル部とインク滴
保持部材の端面との間に保持されていたインクは表面張
力の小さいインク滴保持部材の端面に強く捕捉されるの
で、ノズル部にインク滴は残らず吸引したインク滴をキ
ャップ内に確実に取り込むことができる。

【００１４】請求項４に記載の発明は、インク滴保持部
材は複数の板状ブロック材からなり、該板状ブロック材
と隣接する板状ブロック材の間の空隙層がポンプによる
負圧吸引時のインク通路となる構成にした。

【００１５】この構成により、ノズル部から吸引したイ
ンクをノズル部とインク滴保持部材の端面で形成する間
隙に保持し、キャップをノズル面より離間する時にイン
ク滴をキャップ内に取り込むことができる。

【００１６】請求項５に記載の発明は、キャップがノズ
ル面を押圧する押圧力を一定にするための制御機構を設
けた構成を採る。

【００１７】この構成により、ノズル面とインク滴保持
部材の端面が接触しない近距離に設定でき、インク滴の
大小にかかわらずノズル面に付着するインクを常にイン
ク滴保持部材に接触させることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図を参照して具体的に説明する。

【００１９】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１に係るインクジェット記録ヘッドのキャップ装置
の概略構成図を示している。図１において、側壁が弾性
材からなる箱形形状のキャップ１は内部にインク滴保持
部材２が設けられている。インク滴保持部材２は複数の
板状ブロック材からなり、板状ブロック材は空隙層を挟
んで交互に配列している。図２に示すように、キャップ
１をインクジェット記録ヘッド２０のノズル面２１に押
し当てた状態のときに、インク滴保持部材２の端面がノ
ズル面２１に付着したインク滴と接触する位置に来るよ
うにしている。そのためには、例えばキャップ１の深さ
が４ｍｍであり、ノズル面２１のインク滴の厚みが１〜
２ｍｍ程度であるとすれば、板状ブロック材の高さ位置
はキャップ１の深さの半分以上に延在させることが望ま
しい。一般にキャップ１はノズル面に対し出来る限り弱
い力でしかも確実に密着できるようにゴム等の弾性材を
用い、しかも肉厚は適度な弾力と吸引時においてもキャ
ップがつぶれない強度が要求される。そのためにキャッ
プ１は外枠の高さをある程度高くしこの部分で弾力と密
着を確保している。なお、インク滴保持部材２の材質は
キャップ１と同じものが望ましい。

【００２０】キャップ１にはノズル面２１との間に形成
する密閉空間を負圧吸引するポンプ３が接続されてい
る。キャップ１とポンプ３とを可撓性のパイプ４で連結
している。可撓性のパイプ４の一端はキャップ１の底面
に設けられたインク排出口に連結している。また、可撓
性のパイプ４の他端はポンプ３の外箱であるポンプ筐体
５とモータ６の駆動で回転するロータ７との間に形成さ
れるリング状のギャップ８に挿入されている。円形をし
たロータ７の外周には１８０°離れて対峙した状態で２
個の突起９が設けられており、リング状のギャップ８の
中を回転するようになっている。ポンプ３の外箱である
ポンプ筐体５からは排気パイプ１０が引き出されてい
る。

【００２１】また、本実施の形態では、図示していない
制御機構によりインクジェット記録ヘッド２０に対する
キャップ１の押圧力が一定になるように制御している。
制御機構は、２個のばねでキャップ１を図示されていな
いケースに対して２点で垂直方向移動可能に保持し、ケ
ースを所定距離上下させてノズル面２１に接触させる。
このとき、インクジェット記録ヘッド２０（ノズル面２
１）が若干上下するが、ノズル面２１が上下してもばね
がこの上下動を吸収しほぼ同じ押圧でキャップ１を密着
させることができる。

【００２２】次に、以上のように構成された本発明によ
るインクジェット記録ヘッドのキャップ装置の動作を図
３，４を参照して説明する。

【００２３】本実施の形態のキャップ装置は、キャップ
１を、インクジェット記録装置の非動作時にインクジェ
ット記録ヘッド２０のノズル部をキャッピングするだけ
でなく、パイプ４で繋がれたポンプ３を作動させること
により、キャップ１によって覆われたインクジェット記
録ヘッド２０のノズル部からインクを吸引することがで
きる。

【００２４】モータ６の駆動によりポンプ３のロータ７
が回転し、ロータ７の外周に１８０°離れて対峙して設
けられた２個の突起９でギャップ８に挿入されたパイプ
４をしごき、パイプ４内を排気する。このポンプ３によ
る排気により、インクジェット記録ヘッド２０のノズル
に残っているインク又はインク内の気泡を確実にキャッ
プ１内に吸引することができる。キャップ１に吸引され
たインク又は気泡は、パイプ４をロータ７の外周に設け
られた突起９とリング状のギャップ８の外側の壁との間
でしごくことで、排気とともに排気パイプ１１を通りポ
ンプ筐体５の外部に押し出される。キャップ装置による
インクジェット記録ヘッド２０のノズル部からのインク
の吸引は、インクジェット記録ヘッド２０が長時間使用
されなかったり、インクカートリッジの交換時に、ノズ
ル内に入り込む気泡を除去するために行われる。図３
（ａ）に上記したインク吸引時の状態を示し、同図
（ｂ）に上記したキャップ離間時の状態を示している。
図３（ｂ）に示すように板状ブロック材の端面にインク
滴が拘束されることになる。

【００２５】ポンプの連続動作により多量のインク３０
が吸引され、図３（a）に示すようにキャップ１内はイ
ンク３０で充満される。このとき、インク３０は、イン
クジェット記録ヘッド２０のノズル面２１にも接触して
いる。この状態でポンプ３を停止しキャップ１内が通常
の外気圧と同じになると、キャップ１は、図示されてい
ない昇降手段によって図３（b）に示すようにインクジ
ェット記録ヘッド２０から引き離される。このとき、撥
水処理されたノズル面２１の表面張力よりもキャップ内
のインク滴保持部材２の表面張力の方が弱いので、キャ
ップ１がノズル面２１から離間するとき、インクはイン
ク滴保持部材２に束縛される。その結果、インクジェッ
ト記録ヘッド２０のノズル面２１に付着するインク３０
の量は僅かとなり、その後に行われる図示していないワ
イパーによるワイピングをスムーズに行うことができ
る。

【００２６】図４に、インクジェット記録ヘッド２０が
長時間使用されなかった場合のポンプ３によるインクの
吸引の概略図を示す。この場合は、ポンプ３は極めて短
時間動作しインクの吸引量はごく僅かである。従って、
ノズルから吸引されたインクは図４（a）に示すように
キャップ１内に充満することはないが、インクジェット
記録ヘッド２０のノズル面２１とキャップ１内のインク
保持部材２の端面で形成される間隙に保持される。この
状態でポンプ３を停止し、キャップ１内が通常の外気圧
と同じになると、図示されていない昇降手段によって図
４（b）に示すようにキャップ１はインクジェット記録
ヘッド２０から引き離される。この時、ノズル面２１の
表面張力よりもキャップ内のインク滴保持部材２の表面
張力の方が弱いため、キャップ１がノズル面２１から離
間するとき、インクはインク滴保持部材２に束縛され
る。その結果、インクジェット記録ヘッド２０のノズル
面２１に付着するインクの量は僅かとなり、その後に行
われる図示していないワイパーによるワイピングをスム
ーズに行うことができる。

【００２７】（実施の形態２）本発明の実施の形態２に
係るインクジェット記録ヘッドのキャップ装置は、実施
の形態１におけるインク滴保持部材２の端面を親水処理
を施したものである。その他は実施の形態１と同様に構
成されている。

【００２８】一般的にインクジェット記録ヘッド２０の
ノズル面２１は、インク滴の付着によるインク滴吐出特
性のバラツキを防止するため撥水処理がなされている。
従って、キャップ１内及びインク滴保持部材２の端面を
親水処理することにより、更にインク１４はキャップ１
内に引きつけられやすくなり、ノズル面２１へのインク
滴の付着を更に少なくすることができる。

【００２９】なお、インク滴保持部材２は、図１に示す
板状のブロック材の配列からなる構造に限定されるもの
ではない。たとえば、図５に示すキャップ４１のように
一枚のブロック材からなるインク滴保持部材４２に多数
の空気柱４３による穴が開いたハニカム構造状になって
いても良い。穴の形状は特に限定されない。

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、インクジェット記録ヘッドのノズル表面に付着した
インクをノズル表面とキャップ内部のインク滴保持部材
との間での引っ張り合いにより、簡単な構造でしかも確
実にキャップ側に引き寄せられやすくなりノズル面のイ
ンク滴を除去できる。

【００３０】また、キャップ内にインク滴保持部材が配
置されることから、キャップ内の容量を小さくでき、イ
ンクカートリッジ交換時のポンプ吸引量を少なくするこ
とができ、インクの廃棄量を少なくすることができる。

【００３１】また、キャップの押圧が一定になるような
機構を設けることにより、インク滴保持部材とノズル端
面との間をお互いが接触しない近距離に設定でき、確実
にインク滴をキャップ内に取り込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる実施の形態１のインクジェット
記録ヘッドのキャップ装置の概略構成図。

【図２】実施の形態１に係るキャップ装置のキャッピン
グ状態を示す概略図。

【図３】実施の形態１におけるポンプ連続動作時のキャ
ップ密着状態及び離間状態の状態図。

【図４】実施の形態１におけるポンプ短時間動作時のキ
ャップ密着状態及び離間状態の状態図。

【図５】キャップ装置に備えるインク滴保持部材の変形
例の斜視図。

【符号の説明】

１ キャップ ２ インク滴保持部材 ３ ポンプ ５ ポンプ筐体 ４ パイプ ６ モータ ７ ロータ ８ ギャップ ９ 突起 １０ 排気パイプ ２０ インクジェット記録ヘッド ２１ ノズル面 ３０ インク

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェット記録ヘッドのノズル面に
   付着しているインク滴に前記インクジェット記録ヘッド
   のキャップ内に設けられたインク滴保持部材の端面を接
   触させることにより前記インク滴を前記ノズル面と前記
   インク滴保持部材の端面で形成される間隙に保持し、前
   記キャップを前記ノズル面より離間する時に前記インク
   滴を前記キャップ内に取り込む構成にしたことを特徴と
   するインクジェット記録ヘッドのキャップ装置。
2. 【請求項２】 インク滴保持部材の端面に親水処理を施
   したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット
   記録ヘッドのキャップ装置。
3. 【請求項３】 インク滴保持部材の表面張力がインクジ
   ェット記録ヘッドのノズル面の表面張力より小さいこと
   を特徴とする請求項１又は請求項２記載のインクジェッ
   ト記録ヘッドのキャップ装置。
4. 【請求項４】 インク滴保持部材は複数の板状ブロック
   材からなり、該板状ブロック材と隣接する板状ブロック
   材の間の空隙層がポンプによる負圧吸引時のインク通路
   となる構成にしたことを特徴とする請求項１乃至請求項
   ３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドのキャ
   ップ装置。
5. 【請求項５】 キャップがノズル面を押圧する押圧力を
   一定にするための制御機構を設けたことを特徴とする請
   求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェット
   記録ヘッドのキャップ装置。