(57)【要約】  【課題】  本発明は、ノズルキャップ内の気密性を向上させ外気と完全に遮断して、インクの乾燥によるノズルの目詰まりを防止できるインクジェットヘッドの保湿機構を提供する。【解決手段】  吸引操作の後、吸引バルブ１９を開いた状態でノズルキャップユニット２５を押圧Ｐ２により上昇させ、シールリップ全面をノズルプレート１１に密着させてから、吸引バルブ１９を閉じる。インク排出連通管１７はインクで満たされた状態となりシールリップ１５とノズルプレート１１の隙間も無く、完全に外気と遮断することが可能とりノズルの乾燥を防止することができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドのノズル面に当接して外気との遮断空間を形成するインクジェットヘッドの保湿機構であって、
第１の位置において、前記インクジェットヘッドのノズル面を含むインクジェットヘッド先端のヘッドキャップに密着当接する外周部と、第２の位置において、前記ノズル面に密着する底面部とを備えたノズルキャップを有することを特徴とするインクジェットヘッドの保湿機構
【請求項２】
前記ノズルキャップが弾性変形可能であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの保湿機構
【請求項３】
被記録媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッド
を搬送するキャリッジと、前記被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送機構と、前記インクジェットヘッドのノズル面に当接して外気との遮断空間を形成するインクジェットの保湿機構を有するインクジェット記録装置であって、請求項１又は２記載のインクジェットヘッドの保湿機構を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記ヘッドキャップの外周縁部には、テーパー状に形成したテーパー部を有することを特徴とする請求項３記載のインクジェット記録装置
【請求項５】
前記テーパー部には撥水処理が施されていることを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録装置
【請求項６】
前記ノズルキャップの外部にはノズル面との密着力を補強支持する枠体バネが前記ノズルキャップに被さるように結合されていることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッドの保湿機構。
【請求項７】
前記枠体バネの裏面近傍には、剛体の押圧ベースが設けてあることを特徴とする請求項６記載のインクジェットヘッドの保湿機構。
【請求項８】
前記枠体バネは前記押圧ベースの上昇により弾性変形し、前記ノズルキャップを弾性変形させ、前記ノズル面と前記テーパー部に密着させることを特徴とする請求項７記載のインクジェットヘッドの保湿機構。
【請求項９】
前記押圧ベースの押し圧高さは２段階に制御できることを特徴とする請求項８記載のインクジェットヘッドの保湿機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出するノズルとノズルプレートを目詰まりやインクの乾燥などから保護するノズルキャップを具備したインクジェットヘッドのノズル保湿機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを用いて被記録媒体に文字や画像を記録するインクジェット式記録装置が知られている。かかるインクジェット式記録装置では、インクジェットヘッドのノズルが被記録媒体に対向するようにヘッドホルダに設けられ、このヘッドホルダはキャリッジに搭載され被記録媒体の搬送方向とは直交する方向に走査されるようになっている。
【０００３】
このようなインクジェット式記録装置では、装置が休止状態にあるときにインクジェットヘッドはホームポジションに格納されている。格納されたインクジェットヘッドのノズルとノズルプレートは時間経過と共に増粘や乾燥したインクや付着した異物などによりノズルが目詰まりを起こし、正常なインク滴が吐出できなくなってしまいという問題があり、ノズルの目詰まりなどによる吐出信頼性低下を防止するため、ヘッドノズル面を外側から覆って形成された気密空間により保湿し、インクの乾燥を防止する保護構造が採用されている。
【０００４】
図７は、かかる目的のノズルキャップ４をインクジェットヘッドノズル部に押し付けた構造の従来例を示す断面図である。この場合、ノズルプレート２のノズル外周を外側からゴム等の弾性部材で成形したノズルキャップ４で覆ってシールリップ５を密着させ、内部に密閉空間７を形成し、外気を遮断して乾燥を防止している。
【０００５】
ノズルキャップ４はノズル部の乾燥防止用としてだけでなく、ノズル１から増粘インクや気泡を吸引し、正常なインクを供給するメンテナンス機能も有している。ノズルキャップ４からインクを排出する連通管６を設け、吸引によりインクジェットヘッド内の増粘した異常インク９や気泡を排出している。
【０００６】
更に、キャップ内の密閉空間７に残存した空気が吸引動作でノズルから吸い出されたインクと攪拌され、微細な気泡となってノズル内に逆流し停滞する。この気泡はダンパー効果を生じさせ正常なインク吐出を阻害してしまう。そのために、ノズルキャップ４の中には微細な気泡を吸着するように吸収体８を設けている。
【０００７】
吸引でノズルプレート２に付着したインクは吸引動作後に、ノズルキャップ４の近傍に設置したワイパーで拭き取られる。このときに、ノズルプレート２に付着した異物も同時に除去している。
【０００８】
ヘッドの吐出性能を維持して、高品位の文字や画像を印刷するためには、常にノズル先端のインク面に適切なメニスカスが形成されていることが必要であり、適切なメニスカスを形成するには、ノズル１とノズルプレート２に傷などのダメージや異物などが付着していないことは言うまでもないが、インクジェットヘッドが走査中にも画像データにより吐出の少ないノズル内のインクは増粘が進行してしまう。そのためにインクジェットヘッドは定期的にホームポジションに回帰し、スピッティングや吸引あるいは加圧をして異常インクを排出し、正常インクを供給して適切なメニスカスが形成されるように制御している。
【特許文献１】特開平６−２１０８６１号公報、特開平１０−１４６９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上に述べた従来のインクジェットヘッドのノズル保湿機構では、外気を遮断してもキャップ内に残存した空気により、インクの増粘、乾燥は進行してしまい、ノズルの目詰まりやインクの乾燥を完全に防止できないという問題がある。
【００１０】
特に近年、溶剤系のインクが数多く使用されるようになり、インクの乾燥速度が著しく速まっている。そのために、シールリップの外周に付着したインクと接触する部分のノズルプレートに、インクが乾燥して固着し、ワイピング時に剥がれ落ち、ワイパーと擦れてノズルプレートやノズルを傷付けてしまうという問題がある。
【００１１】
また、従来のノズルキャップの中には吸収体を設けているが、ノズルキャップから異常インクを排出する際に、吸収体が異物をトラップして、ノズルキャップ内に堆積させ、ノズル面に付着し、負圧状態のノズル内に侵入してしまう問題も生じている。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑み、気密性を高めると共にノズルおよびノズルプレートの保湿性を維持して、ノズルの目詰まりやインクの乾燥を容易に防止できるインクジェットヘッドの保湿機構を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を解決する本発明の第１の課題解決手段は、インクジェットヘッドのノズル面に当接して外気との遮断空間を形成するインクジェットヘッドの保湿機構であって、
第１の位置において、前記インクジェットヘッドのノズル面を含むインクジェットヘッド先端のヘッドキャップに密着当接する外周部と、第２の位置において、前記ノズル面に密着する底面部とを備えたノズルキャップを有することを特徴とするインクジェットヘッドの保湿機構を備えたものである。
【００１４】
また、本発明の第２の課題解決手段は、前記ノズルキャップが弾性変形可能であることを特徴とするインクジェットヘッドの保湿機構にある。
【００１５】
また、本発明の第３の課題解決手段は、被記録媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを搬送するキャリッジと、前記被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送機構と、前記インクジェットヘッドのノズル面に当接して外気との遮断空間を形成するインクジェットの保湿機構を有するインクジェット記録装置であって、第１又は２解決手段のインクジェットヘッドの保湿機構を有することを特徴とするインクジェット記録装置である。
【００１６】
また、本発明の第４の課題解決手段は、前記ヘッドキャップの外周縁部には、テーパー状に形成したテーパー部を有することを特徴とする第３の解決手段を有するインクジェット記録装置である。
【００１７】
また、本発明の第５の課題解決手段は前記テーパー部には撥水処理が施されていることを特徴とする第４の解決手段を有するインクジェット記録装置である。
【００１８】
また、本発明の第６の課題解決手段は前記ノズルキャップの外部にはノズル面との密着力を補強支持する枠体バネが前記ノズルキャップに被さるように結合されていることを特徴とする第２の解決手段を有するインクジェットヘッドの保湿機構である。
【００１９】
また、本発明の第７の課題解決手段は前記枠体バネの裏面近傍には、剛体の押圧ベースが設けてあることを特徴とする第６の解決手段を有するインクジェットヘッドの保湿機構である。
【００２０】
また、本発明の第８の課題解決手段は、前記枠体バネは前記押圧ベースの上昇により弾性変形し、前記ノズルキャップを弾性変形させ、前記ノズル面と前記テーパー部に密着させることを特徴とする第７の解決手段を有するインクジェットヘッドの保湿機構にある。
【００２１】
また、本発明の第９の課題解決手段は前記押圧ベースの押し圧高さは２段階に制御できることを特徴とする第８の解決手段を有するインクジェットヘッドの保湿機構である。
【００２２】
上記課題解決手段による作用は次の通りである。前記ノズル面を密閉して外部から侵入する異物を防止することができる。また、大気と遮断することにより、インクの乾燥を防止することができる。
【００２３】
また、前記テーパー部を前記シールリップ内面が包み込むように密着するため、高い位置制度を必要としない。また、前記シールリップの倒れ込みなど歪み変形によるリークを防止することができる。
【００２４】
また、撥水処理により前記ノズルキャップと前記シールリップとの抜き差しがスムーズにできる。更にテーパーとの相乗効果で異物やインクミストを付着しにくくすることができる。また、ノズルキャップを補強支持する枠体バネにより、前記シールリップ安定させ、密着性を高めることができる。
【００２５】
また、剛体の前記押圧ベースにより、前記枠体バネを均一に押し上げることができる
また、前記押圧ベースにより、前記ノズルキャップを押し付けることができるので、前記ノズルキャップが前記ノズル面に平坦に貼り付くように密着して空気層を除外し、外気を完全に遮断することができる。
【００２６】
また、吸引によるヘッド維持回復と、大気と遮断してインクの乾燥を防ぐノズル保護の二つ目的を一連の動作で実行することができる。
【発明の効果】
【００２７】
上述したように本発明のインクジェットヘッドの保湿機構は、ノズルプレートにノズルキャップのシールリップを押し付けることなく密着力を保持することができるので、ノズルプレートに乾燥したインクが固着しない。また、ヘッドキャップにテーパー部を設けシールリップとの接触面を増やしたことにより、気密性が向上して完全に外気と遮断でき、インクの乾燥によるノズルの目詰まりを容易に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。勿論、本発明はこれに限定されるものでないことは言うまでもない
【実施例】
【００２９】
図１はインクジェットヘッドのノズル保湿機構の分解斜視図であり、図２はノズル保湿機構の斜視図である。図１及び図２に示すように、シールリップ１５には枠体バネ１４が結合され、枠体バネ１４の裏面には押圧ベース１６が設けられている。枠体バネ１４の四隅には切り込みが入れられており、下方から力を加えられた際には平面状になるように形成されている。各パーツはインクを排出する連通管１７と、大気の開放、遮断をする連通管１８が接合され、ノズルキャップユニット２５を構成している。
【００３０】
ノズルキャップユニット２５には、インクジェットヘッドの走査中に行う定期的な増粘異常インクを排出することによるノズル１０の保湿と、休止時のノズルプレート１１全体を保護して保湿する機能を備えている。図３はインクジェットヘッド５１がホームポジションに回帰したときの断面図であり、図４はインクの吸引と排出動作時の状態を示す。ヘッドキャップ１２の外周淵部には、シールリップ１５の内面と嵌合密着する形状のテーパー部１３を設けている。更に、テーパー部１３には、シールリップ１５と着脱性を高めるために撥水処理が施してある。
【００３１】
吸引動作は、先ず、大気開放バルブ２１閉じて、ノズルキャップユニット２５を押圧Ｐ１により上昇させ、シールリップ１５をテーパー部１３に嵌合させる。更に、ノズルキャップユニット２５を上昇させ、シールリップ１５と密着する所定の隙間Ｌで停止させる。その後、吸引ポンプ２０を稼動してインク排出連通管１７より増粘した異常インク３０を排出する。なお、ノズルキャップユニット２５の上昇停止高さは、図示しない近接センサーで制御している。適量のインクを排出の後、吸引バルブ１９を閉じてから、図１及び図２に示す大気開放バルブ２１を開きリークさせることは公知の通りである。
【００３２】
図５は、休止時のノズル保湿機構の保湿状態を示す断面図である。前述した一連の吸引操作の後、吸引バルブ１９を開いた状態でノズルキャップユニット２５を押圧Ｐ２により上昇させ、シールリップ全面をノズルプレート１１に密着させてから、吸引バルブ１９を閉じる。インク排出連通管１７はインクで満たされた状態となりシールリップ１５とノズルプレート１１の隙間も無く、完全に外気と遮断することが可能となる。なお、インクジェット式記録装置を再稼動する際には、大気開放バルブ２１を開きリークさせてからノズルキャップユニット２５を降下させることは言うまでもない。
【００３３】
また、言い換えると、ノズルキャップユニットは図４のインクの吸引と排出動作を行なう第１の位置では、ノズルキャップの外周部15ａがヘッドキャップ12に密着当接し、図５の休止時のノズル保湿状態では第２の位置に停止しノズルキャップの底面部１５ｂがノズルプレート１１に密着する。
【００３４】
また、このように形成されたノズル保湿機構は、例えば、インクジェット式記録装置に装備されて使用される。この使用態様の一例の概略を図６に示す。
【００３５】
図６に示すように、インクジェットヘッド５１は、一対のガイドレール６２ａ，６２ｂ上に軸方向に移動自在に搭載されており、ガイドレール６２ａ，６２ｂの一端側に設けられてキャリッジ駆動モータ６３に連結されたプーリ６４ａと、他端側に設けられたプーリ６４ｂとに掛け渡されたタイミングベルト６５を介して搬送される。インクジェットヘッド５１の搬送方向と直交する方向の両側には、ガイドレール６２ａ，６２ｂに沿ってそれぞれ一対の搬送ローラ６６及び６７が設けられている。これらの搬送ローラ６６，６７は、インクジェットヘッド５１の下方に当該インクジェットヘッド５１の搬送方向とは直交する方向に被記録媒体Ｓを搬送するものである。
【００３６】
インクジェットヘッド５１下には、被記録媒体Ｓに接触しない場所に上述した本発明のノズルキャップユニット２５が、インクジェットヘッドのノズル保湿機構７０として装備され、インクジェットヘッド５１のノズルのクリーニングや休止時のノズルの保湿を行っている。
【００３７】
このようなインクジェット式記録装置により、被記録媒体Ｓを送りつつインクジェットヘッド５１をその送り方向とは直交方向に走査することにより、被記録媒体Ｓ上に文字及び画像を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るインクジェットヘッドのノズル保湿機構の分解斜視図である
【図２】本発明に係るインクジェットヘッドのノズル保湿機構の斜視図である
【図３】本発明に係るインクジェットヘッドのノズル保湿機構の断面図とインクジェットヘッドの断面図である
【図４】図３に示したインクジェットヘッドのノズル保湿機構のインク吸引状態の断面図である
【図５】図３に示したインクジェットヘッドのノズル保湿機構の保湿状態を示す断面図である
【図６】本発明に係るインクジェット式記録装置の概略斜視図である
【図７】従来の技術に係るインクジェットヘッドのノズル保湿機構の断面図である
【符号の説明】
【００３９】
１０  ノズル
１１  ノズルプレート
１２  ヘッドキャップ
１３  テーパー部
１４  枠体バネ
１５  シールリップ
１６  押圧ベース
１９  吸引バルブ
２１  大気開放バルブ
２５  ノズルキャップユニット
５１  インクジェットヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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