JP2007038524A - ヘッドキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】 インクジェットヘッドとの係合部形成のための開口部をヘッド吐出面と対向する面に有するヘッドキャップにおいて、開口部からの保存液漏れを防止するヘッドキャップの提供。
【解決手段】 インクジェットヘッドの吐出面を保護するためのヘッドキャップであって、インクジェットヘッドの吐出口に対向して形成されるインク受容部を有するキャップ底面と、キャップ底面と直交するキャップ側面にインクジェットヘッドとの係合部と、係合部をキャップ底面に向かって投影した部分に開口部と、を有するインクジェットヘッド保護用のヘッドキャップにおいて、キャップ底面より上方へ開口部を囲う壁が形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明はインクジェットヘッドの保護部材の構造に係るヘッドキャップに関するものである。

インクジェットヘッドは、製造工程または物流の関係上、単体で扱われることが考慮され個別に包装される場合がある。その際、包装されるインクジェットヘッドにおけるインク吐出口面等々は、一般に損傷を防止するために保護される。また、収納状態においては、ノズル、インク吐出素子、流路、フィルタ等々インクが接する部分が大気に接することにより生じる汚染、酸化の防止が必要である。

従来技術として、特許文献１（図７参照）で提案されているように、インクジェットヘッド内に保存液を満たして、密閉容器内に収納保管する方法が知られている。

さらに、インクジェットヘッドへ着脱可能に係合されるヘッドキャップ部材としても、特許文献２（図８参照）で提案されているように、吐出面を保護するととも、インクジェットヘッド吐出口面と対向する面にインクジェットヘッドに満たされる保存液の受容部を形成し、溢れた保存液を毛管力で受容部内に保持する方法が知られている。
特開平７−５２４０１号公報 特開２００１−６３０８０号公報

しかしながら、市場での物流後に、ユーザーが包装袋を開梱してヘッドキャップつきのインクジェットヘッドを取り出した後に誤って落下した場合など、ヘッドキャップの開口部から保存液が漏れ、床を汚染してしまうおそれがあった。

図５に従来までのヘッドキャップ２００の模式図と保存液漏れの様子を示した。

ヘッドキャップは物流時の保護部材であるため使い捨てである場合が多く、安価で大量に生産できる射出成型で形成される。通常、インクジェットヘッドとの係合部などは金型構成が複雑になるスライドを使用せずに、キャップ底面に設けられる開口部Ｓからの型抜きによって形成される。

また、物流時の振動等によりインクジェットヘッド内からキャップ受容部に飛び散った保存液Ｉは、落下等々による強い衝撃力が作用する場合、近接して対向するヘッド吐出面へ飛び散る液滴としてキャップ底面に跳ね返る場合もある。よって、上述した開口部が液滴の跳ね返り面と同一平面にあると、落下後のヘッド及びヘッドキャップの姿勢によっては、液滴が開口部Ｓに達し、キャップ外側に流れる場合がある。

抜本的な解決方法としては、図６に示すように、係合部２をキャップ３００外側に配置することで、型抜きによる形成が不要となり、インク受容部の形成面であるキャップ底面に開口部Ｓを無くせるため、漏れは無くなる。しかし、係合部をキャップ外側へ配置すると、従来構造ではキャップ底面及び側面に分散されていた落下時の衝撃力が係合部根元に集中し、破壊され易くなること、インクジェットヘッドとの係合精度が低下するといった問題が考えられる。

さらに、一般的に広く使用されるＰＰなど結晶性の樹脂材料を使用する場合、特に低温での脆性のため、衝撃により、上述の開口部の稜部など、応力集中する部分からクラック・割れが発生し易いことは周知である。

以上から、本発明の課題は、ヘッドとの係合部形成のための開口部をヘッド吐出面と対向する面に有するヘッドキャップにおいて、開口部からの保存液漏れを防止する構造に係るヘッドキャップを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明のヘッドキャップは以下の構成を備える。

すなわち、
インクジェットヘッドの吐出面を保護するためのヘッドキャップであって、
インクジェットヘッドの吐出口に対向して形成されるインク受容部を有するキャップ底面と、
キャップ底面と直交するキャップ側面にインクジェットヘッドとの係合部と、
係合部をキャップ底面に向かって投影した部分に開口部と、
を有するインクジェットヘッド保護用のヘッドキャップにおいて、
キャップ底面より上方へ開口部を囲う壁が形成されていることを特徴とするヘッドキャップ。

・開口部を囲う壁面とキャップ側面との交差部には、コーナーＲが形成されているほうが好ましい。

・キャップ底面とキャップ側面との交差部には、リブが形成されているほうが好ましい。

本発明によれば、インクジェットヘッドとの係合部形成のための開口部を囲う壁をキャップ底面より形成することで保存液漏れを防止し、ノズル、インク吐出素子、流路、フィルタ等々インクが接する部分が大気に接することにより生じる汚染、酸化の防止が可能となり、安定した吐出状態を保ち、常に高品位な画像を得るインクジェットヘッドを供給することが可能になる。

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、開口部Ｓが形成されるヘッドキャップ１０の第１の実施例を示す上面図（ａ）とインクジェットヘッド１００を含むＡＡ断面模式図（ｂ）である。

ヘッドキャップ１０が係合一体化されるインクジェットヘッド１００は、インク吐出部１０１を有するインク吐出素子基板１０７と素子基板ベース１０８からなる吐出ユニットと、プリンタ本体との電気接点部を有する基板１０５とインク吐出素子基板１０７との電気配線部材１０６とが、インクタンクホルダ部１０４に固定されることで、形成されている。

また、インクタンクホルダ部１０４には、ヘッドキャップとの係合のための溝部１０９・１１０、インクフィルタ１０２を含むインクタンクとのジョイント部１１１とが形成されている。なお、点線部１０３はインクジェットヘッド内のインク流路を表しており、物流時には、インクフィルタ１０２とヘッド吐出部１０１との間のインク流路１０３の中に保存液Ｉが保持されている。

ヘッドキャップ１０は、インク吐出部１０１と対向する面にインク受容部３と、インク受容部３の形成面であるキャップ底面１１、電気接点基板１０５の保護部５を備え、係合溝１１０との係合部２と、係合溝１０９との係合部４とによりインクジェットヘッド１００と一体となり、位置決め部７で位置決め、付勢されている。

また、インクジェットヘッドへの着脱は、キャップ底面１１から直交するキャップ側面９に形成されている係合部２を係合させてから係合部４を係合できるように、把手部６が係合部４近傍に設けられている。図中の一点鎖線８は、ヘッドキャップ係合部４形成面のインクジェットヘッド１００への取り付け前の位置を表している。取り付け前の基準線Ｌに対して取り付け時の基準線Ｌ’とのなす角度４°による反発力によって、インクジェットヘッド１００に付勢している。この際、本実施例では、係合部２としてキャップ側面９に２ヵ所設けているが、落下衝撃での外れ防止、着脱性が考慮されていれば、係合部の数はいくつでも良い。

本実施例では、ヘッドキャップの基本肉厚は１．５ｍｍ、開口部Ｓは幅５ｍｍ×奥行き３．１５ｍｍ、開口部を囲む壁面部１の厚みは０．８ｍｍ、インク受容部３形成面である根元部からの壁面部高さは２ｍｍ、前面係合部２の幅は３ｍｍであり、開口部Ｓは成型時の型抜き寸法を考慮した最小の寸法である。

また、インク受容部３の幅は２６．６ｍｍ×奥行き３１．５ｍｍとし、インク吐出部１０１を有するインク吐出素子基板１０７の投影領域を十分カバーしている。また、受容部３には、リブにより仕切ることでインクを毛管力でトラップするための小部屋として、サイズを幅４．５ｍｍ×長さ１ｍｍ×深さ２．５ｍｍとして８５ヶ設けた。受容部３の容積としては、インクジェットヘッド１００のインク流路１０３の容積より十分大きくとってあり、物流時の保存液が全て漏れたとしても受容できる容積を確保している。

本実施例では、インクジェットヘッド１００の物流想定環境の試験として、ピロー袋（不図示）形態で、液体が移動し易くなると想定される温度サイクルＨ／Ｃ試験（−３０℃⇔２５℃⇔６０℃／１０サイクル）を行った後、インク受容部３に保存液Ｉがインク流路１０３から移動していたインクジェットヘッド１００の落下試験を行ったところ、受容部３およびヘッド吐出面１０１で飛び散った保存液Ｉが、開口部Ｓを囲む壁面部１により、開口部Ｓに入り込まないことが確認された。なお、落下試験方法としては、ピロー袋形態で、７５ｃｍ上空からラワン材に２回落下させた。

したがって、本実施例において、係合部形成のための開口部を囲む壁をキャップ底面より上方へ形成することで、ヘッドキャップからの保存液漏れを防止することが可能となった。

図２は、開口部Ｓが形成されるヘッドキャップ１０の第２の実施例を示す上面図（ａ）とインクジェットヘッド１００を含むＡＡ断面模式図（ｂ）である。

係合部２の形成面であるキャップ側面９と開口部Ｓを囲う壁１との交差部にはコーナーＲ １５を設けており、本実施例においてはＲ２ｍｍとしている。また、本実施例でのインクジェットヘッドとコーナーＲ １５以外のヘッドキャップ形状は実施例１と同形状のものを使用した。

本実施例では、コーナーＲを有することで、落下衝撃時に、係合部２を有するキャップ側面９と囲い壁１との交差部への応力集中が抑制されるため、割れに対して強い構造となる。

したがって、本実施例においても、係合部形成のための開口部を囲む壁をキャップ底面より上方へ形成して、さらにキャップ側面との交差部にコーナーＲを形成することで、開口部の割れを防止し、ヘッドキャップからの保存液漏れを防止することが可能である。

図３は、開口部Ｓが形成されるヘッドキャップ１０の第３の実施例を示す上面図（ａ）とインクジェットヘッド１００を含むＡＡ断面模式図（ｂ）である。

本実施例では、係合部２の形成面であるキャップ側面９とインク受容部３の形成面であるキャップ底面１１が交差する部分に、コーナーＲを有するリブ２０が形成されている。コーナーＲを有するリブ２０は、２ヵ所の係合部２との間に等間隔で５ヵ所形成されている。

また、本実施例においては、インク受容部３に結合させることで、受容部３とリブ２０とキャップ側面９とで仕切られる４つ部屋を形成している。リブ２０とキャップ側面９との曲率はＲ２ｍｍ、幅を０．８ｍｍとしている。また、キャップの材質としてはリサイクル可能なＰＰ（三井住友ポリオレフィン製）グレードＨ５０１を使用した。

なお、本実施例でのインクジェットヘッドとリブ２０以外のヘッドキャップ形状は実施例１および実施例２と同形状のものを使用した。

図４に本実施例形状にて行った低温５℃保存での落下衝撃試験の実施結果を示す。

落下試験方法としては、開口部Ｓが形成されるキャップ側面９とキャップ底面１１の交差部に応力が加わるよう、図中Ｆの方向に７５ｃｍ上空からラワン材に２回落下させた。なお、実施例１とは異なり、ピロー袋に入れず、直接ラワン材に激突させた。

従来形状（図５参照）と比較すると、明らかに、開口部Ｓを囲う壁１、コーナーＲ １５及びリブ２０による強度ＵＰが認められる良好な結果が得られた。

なお、本実施例形状においては、開口部Ｓを囲う壁１はリブ２０に仕切られるため、保存液Ｉが開口部Ｓに入り込む確率をさらに抑える効果も期待できる。

したがって、本実施例においても、係合部２の形成面であるキャップ側面９とインク受容部３の形成面であるキャップ底面１１の交差部に強度ＵＰのためのリブ２０を設けることで、キャップが破壊されること無く開口部からの保存液漏れを防止することが可能である。

（ａ）本発明実施例１の開口部Ｓを囲う壁１を有するヘッドキャップ上面図、（ｂ）ヘッドキャップ１０のインクジェットヘッド１００を含むＡＡ断面模式図 （ａ）本発明実施例２の開口部Ｓを囲う壁１を有するヘッドキャップ上面図、（ｂ）ヘッドキャップ１０のインクジェットヘッド１００を含むＡＡ断面模式図 （ａ）本発明実施例３の開口部Ｓを囲う壁１を有するヘッドキャップ上面図、（ｂ）ヘッドキャップ１０のインクジェットヘッド１００を含むＡＡ断面模式図 実施形３による落下試験結果を示す図 （ａ）従来のヘッドキャップ構造と保存液の分布状態を表す上面図、（ｂ）従来のヘッドキャップ構造を表すＡＡ断面模式図 係合部を形成するための開口部Ｓをなくしたのヘッドキャップ例を示す図 特許文献１の代表図 特許文献２の代表図

符号の説明

１ 開口部Ｓを囲う壁
２ インクジェットヘッドとの係合部
３ インク受容部
４ インクジェットヘッドとの係合部
５ 電気接点保護部
６ 把手部
７ インクジェットヘッド位置決め部
８ インクジェットヘッドへ着脱する前の係合部４形成面
９ 係合部を有するキャップ側面
１０ ヘッドキャップ
１１ キャップ底面
１５ 壁１と係合部を有するキャップ側面９との交差部に設けられるコーナーＲ
２０ キャップ底面１１と係合部を有するキャップ側面９との交差部に設けられるリブ
１００ インクジェットヘッド
１０１ インク吐出部
１０２ インクフィルタ
１０３ インクジェットヘッドのインク流路
１０４ インクタンクホルダ部
１０５ 電気接点部を有する基板
１０６ 電気配線部材
１０７ インク吐出素子基板
１０８ 素子基板ベース
１０９ ヘッド係合溝
１１０ ヘッド係合溝
１１１ インクタンクとのジョイント部
２００ 従来までのヘッドキャップ
３００ キャップ外側に係合部が設けられるヘッドキャップ
３０１ キャップ外側に設けられる係合部
Ｉ インクジェットヘッド物流時の保存液
Ｓ 係合部を形成するための開口部
Ｃ クラック
Ｆ 落下衝撃試験における落下衝撃方向
Ｌ 取り付け前のヘッドキャップ基準線
Ｌ’ 取り付け後のヘッドキャップ基準線

Claims (3)

1. インクジェットヘッドの吐出面を保護するためのヘッドキャップであって、
   インクジェットヘッドの吐出口に対向して形成されるインク受容部を有するキャップ底面と、
   キャップ底面と直交するキャップ側面にインクジェットヘッドとの係合部と、
   係合部をキャップ底面に向かって投影した部分に開口部と、
   を有するインクジェットヘッド保護用のヘッドキャップにおいて、
   キャップ底面より上方へ開口部を囲う壁が形成されていることを特徴とするヘッドキャップ。
2. 開口部を囲う壁面とキャップ側面との交差部には、コーナーＲが形成されていることを特徴とする請求項１記載のヘッドキャップ。
3. キャップ底面とキャップ側面との交差部には、リブが形成されていることを特徴とする請求項１記載のヘッドキャップ。

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