JP2004122462A

JP2004122462A - 記録ヘッド及びシール部材

Info

Publication number: JP2004122462A
Application number: JP2002287548A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kitahata; 北畠　健二; Tetsuya Ohashi; 大橋　哲也; Yasuo Kotaki; 小瀧　　靖夫; Koki Hayashi; 林　弘毅; Keisuke Matsuo; 松尾　圭介
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP4328507B2

Abstract

【課題】インクタンクを着脱自在で記録ヘッド自体を小型化するのに適し、かつ、インクタンクと記録ヘッドのジョイント部におけるシールゴムの外れを防止する。
【解決手段】ブラック用シールゴム２４は、ジョイント部の供給管２９と当接し、ヘッドホルダ３の水平方向に関して位置決めを行なう支持部３２と、ブラックインクタンク１２の装着時にブラックインクタンク１２と当接する第１のリップ３３と、ヘッドホルダ３に当接する第２のリップ３４および第３のリップ３５を有する。ヘッドホルダ３へブラックインクタンク１２が装着されると、ブラック用シールゴム２４はブラックインクタンク１２に押し下げられ変形する構成である。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に用いられる、インクタンクを着脱自在な記録ヘッドに係り、特に前記インクタンクと前記記録ヘッドとのジョイント部におけるインク供給管の周囲を密閉するシール部材およびこれを有する小型の記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ等として用いられるインクジェット記録装置では、インクタンクをカートリッジ形態としてこれを簡易に交換する方式のものが多い。これにより、インクの補充が容易となり、また、印刷のランニングコストを比較的小さくすることができる等の利点を得ることができる。
【０００３】
図５（ａ）および（ｂ）は、複数のインクタンクを記録ヘッドユニットに装着する構成の一例を示す斜視図であり、図６（ａ）および（ｂ）は、図５に示す複数のインクタンク１１１〜１１４のうちのインクタンク１１１を例にとって装着状態を示す縦断面図である。図５（ｂ）や図６（ｂ）に示すように、インクタンク１１１が記録ヘッドユニット３０１に装着された状態では、インクタンク１１１のインク供給口２１１は記録ヘッドユニット３０１のジョイント部２０４と接続され、これを介してインクが記録ヘッド１０２内に供給される。この構成において、インクタンク１１１の一側部に底部側に第１の爪１３２があり、その反対側の側部に第２の爪１３１を有する可撓性部材１３０がある。第１の爪１３２は記録ヘッドユニット３０１の第１の係合穴２４２に対応し、第２の爪１３１は記録ヘッドユニット３０１の第２の係合穴２４１に対応する。インクタンク１１１を記録ヘッドユニット３０１に装着したとき、第１の爪１３２が第１の係合穴２４２に係合し、第２の爪１３１が第２の係合穴２４１に係合して、インクタンク１１１が記録ヘッドユニット３０１内に保持される。ジョイント部２０４の周囲にはシールゴム２０７が配置されているため、インクタンク１１１が記録ヘッドユニット３０１に装着された状態で、インクタンク１１１のインク供給口２１１がシールゴム２０７を押圧しながら接触することができる。これにより、インクタンクが装着された状態で、この接続部を介したインクの漏れやインクの蒸発を防止することができる。
【０００４】
以上のように、インクジェット記録装置では、インクの供給等に関して形成されるジョイント部には、特にインクの蒸発を防止するためのシールゴムが用いられるのが一般的である。このような用途のシールゴムは、低コストでインクタンクと記録ヘッドとの接続部などの気密性を確保してインクの蒸発を防ぐことができる点で合理的なものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ジョイント部は構造的にインクが存在するため、確率的にシールゴムにインクが付着してインクタンクとシールゴムが貼り付いてしまい、インクタンク取り外し時にシールゴムがインクタンクと共にジョイント部から外れてしまう場合がある。そこで、図７（ｂ）のようにシールゴム２０８を一部拡大し、そこをカシメ部２９１により固定し、図７（ａ）から図７（ｂ）のインクタンク１１５の取り外し動作による、シールゴム２０８の外れを防止することができる。しかし、この構成ではシールゴム２０８のサイズが大きくなり、記録ヘッドを小型化する場合には適さない。また、カシメ工程が追加されるため、コスト的に不利である。
【０００６】
また、ジョイント部は一般的に筒状をしており、筒の長さを長くすることによりシールゴムの外れを防止することも可能であるが、この場合にもジョイント部のサイズが大きくなり、記録ヘッドを小型化する場合には適さない。
【０００７】
そこで本発明の目的は、上述した実状に鑑み、インクタンクを着脱自在で記録ヘッド自体を小型化するのに適し、かつ、インクタンクと記録ヘッドのジョイント部におけるシールゴムの外れを防止できるシール構造を持つ記録ヘッドを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、液体収納容器が分離可能で、前記液体収納容器から液体の供給を受けて前記液体の吐出を行う記録ヘッドであって、前記液体収納容器から前記液体を導入する筒状の供給管と、前記供給管の周囲に配置され、前記液体収納容器が前記記録ヘッドに装着された時に前記液体収納容器と前記記録ヘッドの間に挟まれて前記供給管の周囲を密閉するシール部材を有する前記記録ヘッドであって、前記シール部材は前記液体収納容器と周状に当接する第１のリップと前記記録ヘッドと周状に当接する第２のリップ及び第３のリップを有し、前記液体収納容器が前記記録ヘッドに装着された時に前記シール部材の前記第２のリップ及び前記第３のリップと前記記録ヘッドとで挟まれる空間の体積が液体収納容器装着前の体積に対して少なくなることを特徴とする。
【０００９】
上記の記録ヘッドにおいて、前記シール部材はゴムであることが好ましい。
【００１０】
また、前記液体収納容器が前記記録ヘッドに装着された時に前記第１のリップの前記液体収納容器との当接周長は、非装着時よりも長くなることが好ましい。
【００１１】
また、前記液体収納容器が前記記録ヘッドに装着された時に前記第２のリップの前記記録ヘッドとの当接周長は、非装着時よりも長くなることが好ましい。
【００１２】
また、前記液体収納容器は前記記録ヘッドに略回動動作にて装着され、前記シール部材と当接することが好ましい。
【００１３】
また、前記シール部材としてはエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴムまたはブチル系ゴムが適用できる。
【００１４】
また本発明には、上記のような記録ヘッドのシール部材が含まれる。
【００１５】
上記のように構成された発明では、前記液体収納容器が前記記録ヘッドに装着された時に前記シール部材の前記第２のリップ及び前記第３のリップと前記記録ヘッドとで挟まれる空間の体積が液体収納容器装着前の体積に対して少なくなる。このため、前記記録ヘッドから前記液体収納容器を取り外したときには、材質がゴムであるシール部材の反力により、前記空間が元の形状に復元して前記空間の内部は大気圧よりも減圧された空間となって、吸盤のように記録ヘッドに対して吸着力を発生する。したがって、構造的に液体収納容器に対してシール部材が貼り付くとしても、前記吸着力を強く設定することで、液体収納容器の取り外し操作時にシール部材が外れてしまうことを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
（実施形態１）
図１の（ａ）から（ｃ）は本発明の記録ヘッドの実施形態１を示す斜視図である。図１の（ａ）は記録ヘッド全体を示している。本形態の記録ヘッドは、インクを吐出させるインク吐出部２と、インクタンク（液体収納容器）を着脱自在に搭載するヘッドホルダ３とからなり、ヘッドホルダ３上に搭載されたインクタンクからインクを導出し、記録ヘッドへ導くインク流路（不図示）が内部に構成されている。
【００１８】
このヘッドホルダ３は、図１の（ｃ）で示すようにカラー３色一体インクタンク１１およびブラックインクタンク１２を搭載することができる。カラー３色一体インクタンク１１は３色のインクを個別に区分けして収納している。ブラックインクタンク１２はヘッドホルダ３の凹部へ挿入しながら略回動動作させることでヘッドホルダ３に装着される。不図示であるが、カラー３色一体インクタンク１１の装着についてもブラックインクタンク１２と同様に略回動動作による。
【００１９】
図２は、図１に示した記録ヘッドの上面図である。ヘッドホルダ３にはブラックインクタンク１２およびカラー３色一体インクタンク１１をそれぞれ装着する凹部が設けられている。各々の凹部底面には、インクタンクの供給口とのジョイント部が設けられている。ジョイント部にはインクタンクの供給口に挿入する供給管（図３の符号２９）が設けられている。ブラックインクタンク１２とのジョイント部は１個、カラー３色一体インクタンク１１とのジョイント部は各色対応で３個設けられている。ブラック用ジョイント部の供給管上部にはブラック用フィルタ２２が、各カラー用ジョイント部の供給管上部にはカラー用フィルタ２１が配設されている。各々のインクタンク１１，１２は、インクタンクの供給口内の圧接体（不図示）とヘッドホルダ３の各供給管上部のカラー用フィルタ２１およびブラック用フィルタ２２とが接することで、インク吐出部のインク流路にインクを導くことができる。
【００２０】
これらのインクタンク１１，１２はそれぞれ、インクタンクの圧接体（不図示）と、ヘッドホルダ３のジョイント部の供給管上部に配されたカラー用フィルタ２１およびブラック用フィルタ２２と接することでヘッドホルダ３のインク流路にインクを導くことができる。ヘッドホルダ３のカラー用ジョイント部およびブラック用ジョイント部の周囲にはそれぞれカラー用シールゴム２３およびブラック用シールゴム２４がある。これらのシールゴム２３，２４はエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（以下、「ＥＰＤＭ」と略する。）からなる。
【００２１】
図３は図２中のＡ−Ａ線に沿った断面図、すなわちブラックインクタンク用のジョイント部を示す断面図である。この図ではブラックインクタンクを例示するが、カラー３色一体インクタンクの３つのジョイント部も同様の構成である。
【００２２】
図３の（ａ）は図２に示したヘッドホルダにインクタンクを装着していない状態を示し、図３の（ｂ）はインクタンクを装着した状態を示す。ブラック用シールゴム２４は、ジョイント部の供給管２９と当接し、ヘッドホルダ３の水平方向に関して位置決めを行なう支持部３２と、ブラックインクタンク１２の装着時にブラックインクタンク１２と当接する第１のリップ３３と、ヘッドホルダ３に当接する第２のリップ３４および第３のリップ３５を有する。
【００２３】
ヘッドホルダ３へブラックインクタンク１２が装着されると、ブラック用シールゴム２４はブラックインクタンク１２に押し下げられ変形する。それにより供給管２９の周囲がシールゴム２４により密閉される。尚、この密閉は実質的な密閉状態となっていれば良い。この場合、第１のリップ３３と第２のリップ３４は、図３の断面で見て、供給管２９に対して斜めに構成されるアーム部の先端に構成されており、シールゴムを上下方向に押し下げ変形させた際に、確実にアーム部が傾く方向、すなわち、リップの当接周長が長くなる方向に変移する。
【００２４】
このため、シール部に捻じれが発生せず確実なシールを確保することができる。ジョイント部の第１のリップ３３、第２のリップ３４および第３のリップ３５は、それぞれ、ゴムの変形による反力によりジョイント部のシールを確保して、ジョイント部からのインクの蒸発を抑制することができる。
【００２５】
ブラック用シールゴム２４の支持部３２もヘッドホルダ３の構成部品の一部である供給管２９と当接しているが、管状の構造物に締め付け力を持たせたゴムを当接しても、管の形状が理想的に真円である場合を除いて全周を当接することができないため、実質的にシール性を確保することは期待できない。
【００２６】
このとき、ヘッドホルダ３とブラック用シールゴム２４の第２のリップ３４および第３のリップ３５とで囲まれる空間Ａ３１が存在する。ブラックインクタンク１２が装着されたとき、空間Ａ３１の体積は装着前の体積に対して少なくなり、内部の空気は押し出される。次に、ブラックインクタンク１２を取り外したときには、ゴムの反力により、ブラック用シールゴム２４は装着前の形状へ復元しようとする。空間Ａ３１が元の形状に復元しようとすると空間Ａ３１の内部は大気圧よりも減圧された空間となり、吸盤のようにヘッドホルダ３に対して吸着力を発生する。この吸着力は、シールゴムの形状を任意に設定してゴム変形時の空間Ａ３１の体積変化量を調整することで設定することができる。そのため、ブラックインクタンク１２に対してブラック用シールゴム２４が貼り付いたとしても、ブラック用シールゴム２４のヘッドホルダ３に対する吸着力を強く設定すれば、ブラックインクタンク１２の取り外し動作時にブラック用シールゴム２４が外れることがなく、信頼性の高いヘッドを構成することができる。
【００２７】
（実施形態２）
上述した実施形態１のシールゴム形状は図４に示すような形状でも良い。ここでは、実施形態１と異なる点についてのみ説明する。図４は本発明の実施形態２による、ブラックインクタンク用のジョイント部を示す断面図である。図４の（ａ）は図２に示したヘッドホルダにインクタンクを装着していない状態を示し、図４の（ｂ）はインクタンクを装着した状態を示す。
【００２８】
本形態のブラック用シールゴム４４は、ブラックインクタンク１２装着時にブラックインクタンク１２と当接する第１のリップ５３と、ヘッドホルダ３に当接する第２のリップ５４および第３のリップ５５を有する。ブラック用シールゴム４４はヘッドホルダ３へブラックインクタンク１２が装着されると、ブラックインクタンク１２に押し下げられ変形する。この場合、第１のリップ５３と第２のリップ５４は、図４の断面で見て、逆Ｖ字型に折り曲げたようなアーム部の先端に構成されており、ゴムを上下方向に押し下げ変形させた際に、確実にアーム部が傾く方向、すなわち、リップの当接周長が長くなる方向に変移する。このため、シール部に捻じれが発生せず確実なシールを確保することができる。ジョイント部の第１のリップ５３と第２のリップ５４および第３のリップ５５は、それぞれ、ゴムの変形による反力によりシールを確保して、ジョイント部からのインクの蒸発を抑制することができる。このとき、ヘッドホルダ３とブラック用シールゴム４４の第２のリップ５４および第３のリップ５５とで囲まれる空間Ａ５１が存在する。ブラックインクタンク１２が装着されたとき、空間Ａ５１の体積は装着前の体積に対して少なくなり、内部の空気は押し出される。次に、ブラックインクタンク１２を取り外したときには、ゴムの反力により、ブラック用シールゴム４４は装着前の形状へ復元しようとする。空間Ａ５１が元の形状に復元しようとすると、空間Ａ５１の内部は大気圧よりも減圧された空間となり、吸盤のようにヘッドホルダ３に対して吸着力を発生する。この吸着力は、シールゴムの形状を任意に設定することでゴム変形時の空間Ａ５１の体積変化量を調整することで設定することができる。そのため、ブラックインクタンク１２に対してブラック用シールゴム４４が貼り付いたとしても、ブラック用シールゴム４４のヘッド＃ホルダ３に対する吸着力を強く設定すれば、ブラックインクタンク１２の取り外し動作時にブラック用シールゴム２４が外れることがなく、信頼性の高いヘッドを構成することができる。
【００２９】
（実施形態３）
上述した実施形態１および２のシールゴム材質はブチル系ゴムでもよい。この場合、ゴム材質の特性からより良好な蒸発抑制効果が得られる。しかし、同時にインクタンクへの貼り付き性がより強くなるため、本発明における吸盤効果をゴム形状で最適化することで強化し、シールゴムの外れを防止することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、液体収納容器が分離可能で、前記液体収納容器から液体の供給を受けて前記液体の吐出を行う記録ヘッドにおいて、前記液体収納容器から前記液体を導入する筒状の供給管の周囲に配置され、前記液体収納容器が前記記録ヘッドに装着された時に前記液体収納容器と前記記録ヘッドの間に挟まれて前記供給管の周囲を密閉するシール部材を、前記液体収納容器と周状に当接する第１のリップと前記記録ヘッドと周状に当接する第２のリップ及び第３のリップを形成して、前記液体収納容器が前記記録ヘッドに装着された時に前記シール部材の前記第２のリップ及び前記第３のリップと前記記録ヘッドとで挟まれる空間の体積が液体収納容器装着前の体積に対して少なくなるように構成したことにより、液体収納容器の取り外し操作時に記録ヘッドへシール部材を吸着させ、シール部材が液体収納容器に貼り付いて外れてしまうことを防止することができる。これにより、信頼性の高いシール構成の記録ヘッドを小型かつローコストに提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１におけるヘッドホルダ及びそれに着脱自在なインクタンクを示す斜視図である。
【図２】図１に示した記録ヘッドの上面図である。
【図３】本発明の実施形態１のジョイント部におけるインクタンク着脱操作時のシールゴムの状態を、図２のＡ−Ａ線に沿って見た拡大断面図である。
【図４】本発明の実施形態２のジョイント部におけるインクタンク着脱操作時のシールゴムの状態を、図２のＡ−Ａ線に沿って見た拡大断面図である。
【図５】本発明の従来例における記録ヘッドおよびインクタンクを示す斜視図である。
【図６】本発明の従来例における記録ヘッドおよびインクタンクを示す断面図である。
【図７】本発明の従来例における記録ヘッドおよびインクタンクを示す断面図である。
【符号の説明】
２　　インク吐出部
３　　ヘッドホルダ
１１　　カラー３色一体インクタンク
１２　　ブラックインクタンク
２１　　カラー用フィルタ
２２　　ブラック用フィルタ
２３　　カラー用シールゴム
２４、４４　　ブラック用シールゴム
２９　　供給管
３１、５１　　空間Ａ
３２　　支持部
３３，３４，３５，５３，５４，５５　　リップ

Claims

液体収納容器が分離可能で、前記液体収納容器から液体の供給を受けて前記液体の吐出を行う記録ヘッドであって、前記液体収納容器から前記液体を導入する筒状の供給管と、前記供給管の周囲に配置され、前記液体収納容器が前記記録ヘッドに装着された時に前記液体収納容器と前記記録ヘッドの間に挟まれて前記供給管の周囲を密閉するシール部材を有する前記記録ヘッドであって、
前記シール部材は前記液体収納容器と周状に当接する第１のリップと前記記録ヘッドと周状に当接する第２のリップ及び第３のリップを有し、前記液体収納容器が前記記録ヘッドに装着された時に前記シール部材の前記第２のリップ及び前記第３のリップと前記記録ヘッドとで挟まれる空間の体積が液体収納容器装着前の体積に対して少なくなることを特徴とする記録ヘッド。
前記シール部材はゴムである、請求項１に記載の記録ヘッド。
前記液体収納容器が前記記録ヘッドに装着された時に前記第１のリップの前記液体収納容器との当接周長は、非装着時よりも長くなる、請求項１または２に記載の記録ヘッド。
前記液体収納容器が前記記録ヘッドに装着された時に前記第２のリップの前記記録ヘッドとの当接周長は、非装着時よりも長くなる、請求項１から３のいずれかに記載の記録ヘッド。
前記液体収納容器は前記記録ヘッドに略回動動作にて装着され、前記シール部材と当接する、請求項１から４のいずれかに記載の記録ヘッド。
前記シール部材はエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴムである、請求項１から５のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
前記シール部材はブチル系ゴムである、請求項１から５のいずれかに記載の記録ヘッド。
請求項１から７のいずれか１項に記載の記録ヘッドのシール部材。