JP4428258B2 - インクジェットヘッドのキャップ - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリンタに搭載されているインクジェットヘッドのキャップに関する。

インクジェットプリンタに搭載されているインクジェットヘッドは、インクを吐出するノズルを備えている。そのノズルは大気に露出しているため、長期間に亘ってノズルからインクを吐出しないと、ノズルに存在するインクが乾燥してノズルが詰まってしまう虞がある。通常のインクジェットヘッドでは、インク吐出面にノズルが形成されている。そこで、インクジェットプリンタには、インク吐出面に密着してインク吐出面を大気から遮断するためのキャップが設けられている。キャップでインク吐出面を覆うことによって、ノズルに存在するインクが乾燥するのを防止する。

インクジェットヘッド用のキャップの一例が、特許文献１に記載されている。同公報に記載の技術では、シート部材の表面にインク吐出面に密着可能なキャップ部を設けることによってキャップを構成する。このキャップは、インク吐出面に密着する位置と、インク吐出面から離れた位置との間で移動可能とされている。

特開２００１−２５３０８０号公報

従来のキャップは、シート部材からキャップ部が脱落する虞がある。特に、キャップが複数のプーリに架け渡されたベルトやワイヤ等によって、インク吐出面に密着する位置とインク吐出面から離れた位置との間を移動するように構成されている場合には、キャップの移動方向がプーリにより変更されることが多く、その際にキャップが屈曲するために、キャップ部がシート部材から剥がれ落ちやすい。

本発明の目的は、シート部材からキャップ部が脱落しづらいように改良されたインクジェットヘッド用のキャップを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のキャップは、シート部材と、キャップ部と、脱落防止部と、連結部を有する。キャップ部はシート部材の一方の面に設けられており、脱落防止部はシート部材の他方の面に設けられている。キャップ部と脱落防止部は、シート部材を貫通する連結部で連結されている。
キャップ部は、連結部と脱落防止部によって、シート部材の反対側の面から支持されており、シート部材から剥がれ落ち難くなっている。
さらに、インクジェットプリンタに複数のインクジェットヘッドが搭載されていることがある。この場合には、一枚のシート部材の一方の面に複数個のキャップ部を設ける。各々のキャップ部が、各々のインクジェットヘッドのインク吐出面に密着する。一枚のシート部材の他方の面には、各々のキャップ部に対応して、脱落防止部が形成される。この場合、各々のキャップ部に対応する脱落防止部同士が連続し、１個の共通の脱落防止部を形成していることが好ましい。
この場合、各々のキャップ部が大きな共通の脱落防止部に連結されるため、キャップ部がシート部材から一層に剥がれ落ちにくくなる。さらに、脱落防止部の表面を平坦に近づけることができるため、各々のキャップ部を対応するインク吐出面に密着させやすい。

キャップ部と脱落防止部と連結部は、一体成形されていることが好ましい。キャップ部を形成する部位に穴が分散配置されているシート部材を射出成形型にセットして射出成形すると、キャップ部と脱落防止部と連結部を一体成形することができる。キャップ部と脱落防止部と連結部が一体成形されていると、キャップ部はシート部材から脱落するのを防止することができる。

本発明のキャップは、シート部材が複数のプーリに架け渡されたベルト又はワイヤを利用して、インク吐出面を封止する封止位置とインク吐出面から離れた退避位置の間を移動させる機構に組込んで用いるときに特に有用である。
複数のプーリに掛け渡されたベルト又はワイヤを利用してキャップ移動させる場合は、プーリによってキャップが屈曲するときに、キャップ部がシート部材から脱落しやすい。本発明のキャップは、キャップ部がシート部材を挟んだ反対側から脱落防止部によって支持されているために、キャップ部がシート部材から脱落してしまうことを防止できる。
複数のプーリに掛け渡されたベルト又はワイヤを利用してキャップ移動させる場合は、各々のキャップ部に対応する脱落防止部同士が連続し、１個の共通の脱落防止部を形成していることが好ましい。脱落防止部の表面を平坦に近づけることができるため、キャップをスムーズに移動させることができる。
また、本発明のキャップは、キャップ部が封止位置に配置されたシート部材の一方の面に直交する方向から見て、退避位置及び封止位置の少なくとも一部が互いに重なっていることが好ましい。

本発明は、以下に説明する実施例を図面を参照しながら読むことによってよりよく理解されよう。以下の実施例は、発明の具体例を例示するものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
本発明を実施する最適な実施例について説明する。本実施例は、ライン式のカラーインクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。本発明は、他の形式のインクジェットプリンタにも適用することができる。
図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、合計８本のライン式インクジェットヘッド２を備えている。２本のインクジェットヘッド２Ｋはブラック色のインクを吐出し、２本のインクジェットヘッド２Ｍはマゼンタ色のインクを吐出し、２本のインクジェットヘッド２Ｃはシアン色のインクを吐出し、２本のインクジェットヘッド２Ｙはイエロー色のインクを吐出する。インクジェットプリンタ１は、用紙を図１の左方向に搬送する搬送ユニット３をも備えている。８本のインクジェットヘッド２は、用紙の搬送方向である図１の左右方向に並べて配設されている。

各々のインクジェットヘッド２の下面には、インク吐出面２ａが形成されている。図５に示すように、インクジェットヘッド２のインク吐出面２ａには、多数の孔２ｂが形成されており、それぞれの孔２ｂがインクを吐出するノズルとなっている。ノズル２ｂ群は、それぞれが台形をなす４個のグループで構成されており、インク吐出面２ａの中心領域に形成されている。インク吐出面２ａの周辺領域には、ノズル２ｂが形成されていない。

図１において、インクジェットヘッド２の右側に給紙トレイ（図示省略）が存在し、左側に排紙トレイ（図示省略）が存在している。搬送ユニット３は、用紙を給紙トレイから取出し、インクジェットヘッド２の下方を通過させ、排紙トレイに送り出す。インクジェットヘッド２の下方を通過する用紙に、インクジェットヘッド２からインクが吐出されることによって、用紙にプリントが行われる。

同色のインクを吐出する２本のインクジェットヘッド２Ｋ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｙは、用紙の搬送方向に互いに隣接して配列されている。各々のインクジェットヘッド２は、図１の紙面垂直方向に長く、用紙巾の約半分の長さを備えている。同色のインクを吐出する２本のインクジェットヘッドは、図１の紙面垂直方向にずれた位置に配置されており、図３に示されているように、用紙の垂直方向から見ると、同色の２本のインクジェットヘッド２の端部同士が重なって配置されている。そのため、同色のインクを吐出する２本のインクジェットヘッド２の両方を用いて用紙に印刷を行うことによって、インクジェットヘッド２の下方を通過する用紙の全巾に亘って一度に印刷することができる。同色のインクを吐出する２本のインクジェットヘッド２の間に、印刷の空白を生じさせることがない。

図1に示すように、搬送ユニット３は、本体フレーム１０に回転可能に支持されている２つのローラ１１，１２と、ローラ１１，１２の間に架け渡されている無端状の搬送ベルト１３と、搬送ベルト１３を下方から受け止めるベルト受けユニット１４を備えている。ベルト受けユニット１４は、ローラ１１，１２の間で、搬送ベルト１３が下方に撓むのを防止する。搬送ベルト１３は、ベルト受けユニット１４によって、水平に移動する。搬送ユニット３は、用紙を搬送するだけでなく、インクジェットヘッド２のインク吐出面２ａを覆うキャップ１５と、それを移動させる機構も備えている。

駆動ローラ１１はモータ（図示省略）に連結されており、モータの駆動力が駆動ローラ１１に伝達され、駆動ローラ１１が回転駆動される。すると、搬送ベルト１３が駆動ローラ１１と従動ローラ１２の間で移動し、搬送ベルト１３上に載置された用紙が図１の右から左へ搬送される。尚、図１，図２に示すように、従動ローラ１２の図１における右側には、搬送ベルト１３及び用紙が従動ローラ１２の回転に伴って搬送されるようにガイドする、正面視略半円形のガイド部材１６が設けられている。

図１、図６に示すように、ベルト受けユニット１４は、本体フレーム１０に固定的に設けられた基台１７と、複数の圧縮バネ１８を介して基台１７に支持されたベルト受け部材１９を有する。搬送ベルト１３は、ベルト受け部材１９の上面をスライドする。ベルト受けユニット１４は、搬送ベルト１３を下方から支持するとともに、詳しくは後記するように、キャップ１５をインクジェットヘッド２へ装着したときに、圧縮バネ１８の付勢力によって搬送ベルト１３を介してキャップ１５をインクジェットヘッド２のインク吐出面２ａに押し付ける。

キャップ１５は、インクジェットヘッド２のノズル２ｂに存在するインクの乾燥を防止したり、パージ処理の際にノズル２ｂから吐出されるインクを回収したりするために、インクジェットヘッド２のインク吐出面２ａに密着するように用いられる。図３〜図６に示すように、キャップ１５は、シート部材２０と、シート部材２０の一方の面に設けられており、８本のインクジェットヘッド２の夫々のインク吐出面２ａに密着可能な８つのキャップ部２１を有する。その他に、シート部材２０の他方の面に設けられている脱落防止部２３と、シート部材２０を貫通してキャップ部２１と脱落防止部２３を連結する連結部３２を備えている。

図１、図３、図４に示すように、シート部材２０は、ポリイミドやポリエステル等の柔軟性を有し且つ伸び率の小さい材料により、平面視略矩形のシート状に形成されている。シート部材２０の一方の面には、８つのキャップ部２１が、８つのインクジェットヘッド２に対応する位置に配置されている。

図３〜図６に示すように、キャップ部２１は、底部２１ａとリップ部２１ｂとを備えている。底部２１ａは、シート部材２０によって形成されており、インクジェットヘッド２のインク吐出面２ａのノズル２ｂ群の分布範囲よりもやや大きな矩形の平面形状を有している。リップ部２１ｂは、底部２１ａの周囲を枠状に取囲んでおり、シート部材２０から盛り上がっている。リップ部２１ｂは、ノズル２ｂ群が形成されていないインク吐出面２ａの周辺領域に対応する形状とサイズを有する。リップ部２１ｂは、容易に弾性変形するとともに密封性を有するゴムで成形された矩形の枠であり、シート部材２０に密着している。シート部材２０は、柔軟性を有し伸び率の小さい材料で形成されている。それに対して、リップ部２１ｂは、容易に弾性変形するゴムで成形されている。それぞれに好ましい異種の材料で形成されている。

インクジェットヘッド２のインク吐出面２ａにキャップ部２１が押付けられときに、底部２１ａとその周囲のリップ部２１ｂが弾性変形しながらインク吐出面２ａに密着するため、インク吐出面２ａは大気から確実に封止される。

図４と図６に示すように、シート部材２０の他方側の面に、脱落防止部２３が形成されている。脱落防止部２３は、矩形枠状のキャップ部２１にほぼ対応する形状と位置に設けられている。各々キャップ部２１に対応する脱落防止部同士が連続しており、一つの連続した共通脱落防止部２３とされている。即ち、合計８個分の脱落防止部が一体的に連結されている。

図６に示すように、シート部材２０の一方の面に形成されているリップ部２１ｂと、他方の面に形成されている脱落防止部２３は、シート部材２０を貫通する連結部３２によって連結されている。シート部材２０には、平面視したときにリップ部２１ｂと重なる領域に複数の穴２０ａ（図５、図６参照）が形成されており、連結部３２はその穴２０ａを貫通してキャップ部２１と脱落防止部２３を連結している。尚、図５において、穴２０ａは本来ならば点線で表されるところであるが、図示の明瞭化のために実線で描かれている。

リップ部２１ｂと脱落防止部２３と連結部３２は射出成形により一体成形されている。図９に示すように、複数の穴２０ａが形成されたシート部材２０を、リップ部２１ｂを形成するキャビティを持つ上型５２と、脱落防止部２３を形成するキャビティを持つ下型５４の間に挟みこんだ状態で射出成形することによって、リップ部２１ｂと脱落防止部２３と連結部３２が一体に射出成形されている。リップ部２１ｂは、シート部材２０を挟んで反対側に位置している脱落防止部２３に連結されているために、シート部材２０から容易なことでは脱落しない。

シート部材２０の裏面（脱落防止部２３側の面）では、８個のキャップ部２１のための脱落防止部２３が一体的に連結されているために、その表面が平坦化されている。後記する図８の封止位置と図１の退避位置との間でキャップ１５を移動させる際には、図２に示すように、脱落防止部２３がガイド部材１６に接触した状態でキャップ１５が屈曲しながら移動する。脱落防止部２３が一体化されてその表面が平坦化されているために、キャップ１５をガイド部材１６に沿ってスムーズに移動させることができる。

図３、図４に示すように、シート部材２０の図３の左右方向（用紙の搬送方向）両端部には、金属製の細い線状の１対のシート保持部材２２が設けられている。シート保持部材２２は、シート部材２０の左右方向両端部を支持している。図１に示すように、搬送装置３は、ベルト２５を備えている。ベルト２５は、用紙搬送ベルト１３の図１において紙面手前側と紙面奥側にそれぞれ設けられている。図３と図６に示すように、シート保持部材２２の一方の端部は、連結部材２４を介して、図１の紙面手前側のベルト２５に連結されており、シート保持部材２２の他方の端部は、連結部材２４を介して、図１の紙面奥側のベルト２５に連結されている。各々のベルト２５は、本体フレーム１０の左側部分に設けられた４つのプーリ２６，２７，２８，２９及び従動ローラ１２の右側に設けられた正面視半円形のガイド部材１６の外周部に架け渡されている。プーリ２６に連結されたモータ（図示省略）によってプーリ２６が回転駆動されたときに、両サイドのベルト２５が回転し、それに伴って、キャップ１５が移動する。キャップ１５は、搬送ベルト１３の外側を移動する。

キャップ１５は、キャップ部２１がインクジェットヘッド２のインク吐出面２ａに対向してインク吐出面２ａを封止可能な封止位置（図８参照）と、キャップ部２１が下方（インクジェットヘッド２と反対側）に向いておりインク吐出面２ａを封止不可能な退避位置（図１参照、キャップ１５はプーリ２８とガイド部材１６の間にある）との間を、ベルト２５によって移動する。キャップ１５が図１の退避位置にあるとき、用紙搬送ベルト１３はインクジェットヘッド２のインク吐出面２ａに直接に向かい合う。用紙搬送ベルト１３で送られる用紙にインクジェットヘッド２からインクを吐出することができる。尚、図８では、キャップ１５の位置をわかりやすくするために、インクジェットヘッド２を省略して搬送ユニット３のみを示している。

搬送ユニット３の本体フレーム１０は、図７に示すように、図示しない揺動機構によって、駆動ローラ１１の回転軸１１ａを中心に鉛直面内で揺動可能に構成されている。さらに、搬送ユニット３の本体フレーム１０は、図示しない昇降機構によって、インクジェットヘッド２に対して上下に昇降可能に構成されている。

キャップ１５によりインク吐出面２ａを封止する場合には、まず、揺動機構によって、本体フレーム１０を回転軸１１ａを中心に図１の時計回りの方向に回転させて、搬送ユニット３を図７の位置に揺動させる。この状態で、プーリ２６を回転させることにより、図７に示すように、ベルト２５を介してキャップ１５を搬送ベルト１３の外側で移動させ、搬送ベルト１３の上側に位置させる。図７は、キャップ１５が、図１の退避位置から図８の封止位置に向けて移動する途中の状態を示しており、キャップ１５が矢印ａ方向にさらに移動することによって、図８の封止位置に至る。キャップ１５は、図１の退避位置から図８の封止位置に向けて移動する間に、ガイド部材１６の外周部に沿って屈曲する。キャップ１５が、図８の封止位置に移動すると、揺動機構により、本体フレーム１０を回転軸１１ａを中心にして図１の反時計方向に回転させ、搬送ユニット３を図８の位置に移動させる。図８の位置では、キャップ部２１がインクジェットヘッド２に対向する。さらに、図示しない昇降機構により、本体フレーム１０をインクジェットヘッド２に対して上方へ移動させることにより、ベルト受けユニット１４の圧縮バネ１８の付勢力により、搬送ベルト１３の上側に位置するキャップ１５のキャップ部２１がインクジェットヘッド２に押し付けられ、インク吐出面２ａがキャップ部２１により封止される。図６に、インク吐出面２ａがキャップ１５のキャップ部２１によって封止される様子がよく示されている。

キャップ１５は、キャップ部２１が上側に向いた（インクジェットヘッド２に対向した）封止位置（図８参照）と、キャップ部２１がインクジェットヘッド２と反対側に向いた退避位置（図１参照）との間で移動する際に、ガイド部材１６の外周部に案内されながら従動ローラ１２の外側を通過する。このとき、キャップ１５の移動方向が水平方向から垂直方向に変更されるため、キャップ１５が必然的に屈曲する。このとき、例えば、キャップ部２１のリップ部２１ｂがシート部材２０に対して接着剤等により接着されているだけであると、キャップ１５が屈曲したときにリップ部２１ｂがシート部材２０から剥がれて脱落する虞が十分にある。また、キャップ部２１がインクジェットヘッド２のインク吐出面２ａに対して着脱される際にもリップ部２１ｂが脱落しやすい。

本実施形態のキャップ１５は、図４、図６に示すように、キャップ部２１（リップ部２１ｂ）がシート部材２０を挟んでキャップ部２１と反対側の面に位置する脱落防止部２３に連結されているために、キャップ部２１がシート部材２０から脱落するのを防止することができる。シート部材２０とキャップ部２１を別の部材で形成することができる。シート部材２０は、プーリ２６の回転によって移動するため、プーリ２６とガイド部材１６の間で張力がかかった状態を維持する必要があり、伸びにくい材質で形成する必要がある。それに対してリップ部２１ｂは容易に弾性変形する柔軟な部材で形成する必要がある。シート部材２０とキャップ部２１をそれぞれに適した異種の材料で形成することがきる。異種の材料で形成したシート部材２０とキャップ部２１が剥がれないように維持することができる。

次に、前記実施例に種々の変更を加えた変更例について説明する。但し、前記実施例と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
（１）キャップ部や脱落防止部の形状は前記実施例のものに限られるものではない。例えば、図１０に示すように、キャップ部３１が、シート部材２０に重ねられた底部３１ａと、底部３１ａの周囲を囲うリップ部３１ｂとを有し、底部３１ａとリップ部３１ｂが合成樹脂により一体成形されていてもよい。キャップ部３１をこのような構成とすると、キャップ部３１のインク吐出面２ａに対する密着性が向上する。また、この場合、前記実施例と同様に、リップ部３１ｂと脱落防止部２３が一体成形されていてもよいが、底部３１ａと脱落防止部２３が一体成形されていてもよい。この場合も、表面側のキャップ部３１と裏面側の脱落防止部２３は、シート部材２０を貫通する連結部３２で連結され、キャップ部３１の脱落が防止される。

脱落防止部は、リップ部２１ｂ、３１ｂの裏側に対応する流域外にはみ出ていてもよく、シート部材２０の裏面のほぼ全面に亘って形成されていてもよい。この場合には、キャップの裏面がさらに平坦になり、キャップがよりスムーズに移動できるようになる。

（２）キャップの移動手段は、実施例のベルト２５に限られない。例えば、複数のプーリに架け渡されたワイヤなどの線状体を介して、封止位置と退避位置との間を移動可能するものであってもよい。また、封止位置と退避位置とが同じ水平面内に位置しており、キャップがその水平面内において封止位置と退避位置の間を移動可能に構成されていてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

実施例のインクジェットプリンタの要部正面図を示しており、キャップが退避位置にある状態を示している。 従動ローラの近傍の拡大図である。 キャップの表面とキャップを移動させる機構の一部を示す図である。 キャップの裏面を示す図である。 図３のキャップの一つのキャップ部と一つのインクジェットヘッドのインク吐出面の拡大図である。 図５のVI-VI線断面に相当する図を示しており、インクジェットヘッドに向けてキャップを押し上げる機構の一部を示している。 実施例のインクジェットプリンタの要部正面図を示しており、キャップが退避位置から封止位置へ移動している状態を示している。 搬送ユニットの正面図を示しており、キャップが封止位置にある状態を示している。 キャップ部と脱落防止部と連結部を一体に射出成形する過程を示す図である。 別の実施例のキャップの断面図である。

２ インクジェットヘッド
２ａ インク吐出面
２ｂ ノズル
１５ キャップ
１６ ガイド部材
１７ 基台
１８ 圧縮バネ
１９ ベルト受け部材１９
２０ シート部材
２０ａ 孔
２１ キャップ部
２１ａ 底部
２１ｂ リップ部
２３ 脱落防止部
３２ 連結部
２６，２７，２８，２９ プーリ

Claims (5)

1. インクを吐出するインクジェットヘッドのノズルを封止するためのキャップであって、
   シート部材と、
   前記シート部材の一方の面に設けられ、前記ノズルが形成されているインク吐出面に密着可能なキャップ部と、
   前記シート部材の他方の面に設けられている脱落防止部と、
   前記シート部材を貫通し、前記キャップ部と前記脱落防止部を連結している連結部と、を有し、
   前記シート部材の一方の面に、複数個の前記キャップ部が設けられており、
   各々のキャップ部に対応する前記脱落防止部同士が連続していることを特徴とするインクジェットヘッドのキャップ。
2. インクを吐出するインクジェットヘッドのノズルを封止するためのキャップであって、
   シート部材と、
   前記シート部材の一方の面に設けられ、前記ノズルが形成されているインク吐出面に密着可能なキャップ部と、
   前記シート部材の他方の面に設けられている脱落防止部と、
   前記シート部材を貫通し、前記キャップ部と前記脱落防止部を連結している連結部と、を有し、
   前記シート部材の一方の面に、複数個の前記キャップ部が設けられており、
   前記シート部材の他方の面に、一つの共通の前記脱落防止部が形成されており、
   複数個の前記キャップ部が、一つの共通の前記脱落防止部に連結されていることを特徴とするインクジェットヘッドのキャップ。
3. 前記キャップ部と前記脱落防止部と前記連結部が一体成形されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドのキャップ。
4. 前記シート部材が複数のプーリに架け渡されたベルト又はワイヤに連結されており、
   前記ベルト又は前記ワイヤによって、前記キャップ部がインク吐出面を封止する封止位置と、インク吐出面から離れた退避位置との間を移動可能となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの１項に記載のインクジェットヘッドのキャップ。
5. 前記キャップ部が前記封止位置に配置された前記シート部材の前記一方の面に直交する方向から見て、前記退避位置及び前記封止位置の少なくとも一部が互いに重なっていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッドのキャップ。
   

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