JP2002052732A

JP2002052732A - 重力指向性を有するインクカートリッジ

Info

Publication number: JP2002052732A
Application number: JP2000241348A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kato; 真一加藤; Kiyohiko Takemoto; 清彦竹本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2002-02-19

Abstract

(57)【要約】【課題】長期間保存した場合でも、良好な濃度範囲の
インク液を安定供給可能にするインクカートリッジを提
供する。。【解決手段】インクカートリッジ１は、（１）少なく
とも底部外側表面１５が球状面である筐体部１１、
（２）前記筐体部の底部を重力方向の最下部に位置させ
る重力指向性を付与する重り部１４、及び（３）重力方
向の底部側に設けたインク取込口１３を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重力指向性を有す
るインクカートリッジに関する。本発明は、特に、顔料
インク含浸多孔質保持体充填型のインクカートリッジに
適用するのが好ましい。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置へのインク供給
には、従来からインクカートリッジが広範に使用されて
いる。例えば、カラー印刷用のインクカートリッジは、
各色のインク毎にインク収納室とインク供給手段とを備
えており、インクジェット記録装置の所定位置に取付け
ることによって、前記のインク供給手段と、インクジェ
ット記録装置側に設けたインク吸入口とが連結され、イ
ンクカートリッジからインクジェット記録装置へインク
が供給される。

【０００３】また、インクカートリッジにおいては、前
記のインク収納室にウレタンフォームなどの多孔質体を
充填したタイプも広範に利用されている。これは、液状
インクを多孔質体に含浸させた状態でインク収納室に充
填したタイプのインクカートリッジであり、インクの安
定供給を主な目的としている。

【０００４】一方、インクジェット記録方法において
は、染料インクに代わり、顔料インクの使用が拡がって
いる。顔料インクを用いる場合でも、インクカートリッ
ジを利用するのが便利であり、多孔質保持体充填型のイ
ンクカートリッジを利用するのが更に有利である。

【０００５】しかしながら、顔料インクは水性分散液で
あるため、顔料粒子の沈降という問題がある。例えば、
倉庫や販売店の棚上などにて、インクカートリッジの状
態で長期間放置されると、インクカートリッジのインク
収納室内部で顔料粒子が徐々に沈降する。その結果、イ
ンク収納室の内部で底部から上部の方向に顔料粒子の濃
度傾斜が発生し、底部には、顔料粒子濃度が高く、過度
に色の濃い層が生じ、上部には顔料粒子濃度が低く、過
度に色の薄い層が生じる。このままの状態で、インクカ
ートリッジをインクジェット記録装置に装着して印刷を
行うと、最初に、顔料粒子濃度の高い層からインクが供
給されるので、過度に色の濃い印刷物が生じる。従っ
て、均一な顔料濃度のインクを安定に供給する目的を達
成することができなくなる。

【０００６】インクカートリッジのインク収納室が液状
インクをそのまま収納するタイプである場合は、インク
ジェット記録装置への装着前にインクカートリッジを充
分に振ることにより内部のインク液を撹拌し、顔料粒子
の分散状態を均一化することも可能であるが、多孔質保
持体充填型のインクカートリッジの場合には、インク液
を多孔質保持体に含浸させた状態でインク収納室に充填
しているため、インクカートリッジを振っても、顔料粒
子を均一分散化することは極めて困難であるか、事実上
不可能な場合もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、多孔質保持体充填型の顔料インクカートリッジを長
期間にわたって放置した場合であっても、極端に顔料粒
子濃度が高く、過度に色の濃いインクをインクジェット
記録装置へ供給することを防止する手段を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、（１）少なくとも底部外側表面が球状面である筐
体部、（２）前記筐体部の底部を重力方向の最下部に位
置させる重力指向性を付与する重り部、及び（３）重力
方向の底部側に設けたインク取込口を含むことを特徴と
する、インクカートリッジによって解決することができ
る。

【０００９】本発明の好ましい態様のインクカートリッ
ジにおいては、インク収納室内に顔料インク含浸多孔質
保持体を充填して含む。

【００１０】本発明の更に好ましい態様のインクカート
リッジにおいては、前記インク取込口がインク収納室底
面からインク収納室内側へ突出している。

【００１１】本発明の好ましい態様のインクカートリッ
ジにおいては、球状面の底部外側表面を構成する筐体部
の一部と前記重り部とを含む重力指向性付与部が、前記
インク収納室を含むインクカートリッジ主要部と一体で
ある。

【００１２】本発明の別の好ましい態様のインクカート
リッジにおいては、球状面の底部外側表面を構成する筐
体部の一部と前記重り部とを含む重力指向性付与部片が
一体となって、前記インク収納室を含むインクカートリ
ッジ主要部に対して着脱自在である。

【００１３】本発明は、前記の着脱自在な重力指向性付
与部片にも関する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に沿って本発明の
特定の態様を説明する。

【００１５】図１は、本発明のインクカートリッジ１を
載置台２の上に置いた状態を模式的に示す断面図であ
る。本発明によるインクカートリッジ１は、その外壁を
構成する筐体部１１を含む。筐体部１１は、その内部
に、インク収納室１２、インク供給手段１３、及び重り
部１４を含む。インク収納室１２には多孔質保持体２２
が充填されており、多孔質保持体２２には、顔料インク
液が含浸されている。カラー印刷用のインクカートリッ
ジ１の場合には、複数個のインク収納室１２が存在し、
各インク収納室１２にそれぞれのインク液を含浸した多
孔質保持体２２が充填され、それぞれのインク収納室１
２にインク供給手段１３を設ける。

【００１６】重り部１４は、筐体部１１の内側底部に設
けた重り部格納室１４ａの内部に格納され、必要によ
り、重り部固定手段（図示せず）によって重り部格納室
１４ａの内側底部に固定する。

【００１７】筐体部１１において、底部外側表面１５は
球状面である。球状面としては、具体的には、球体表
面、楕球体（例えば、ラグビーボール様楕球体又は鶏卵
様楕球体）の表面、又は円柱体側面の表面などを挙げる
ことができる。少なくとも底部外側表面１５が球状面で
ある限り、外側の全体的形状は特に限定されない。ま
た、筐体部１１の内部構造も、所定のインクカートリッ
ジ１を構成するのに必要な部片を含むかぎり特に限定さ
れない。重り部１４は、筐体部１１を構成する材料とは
別異の材料からなることも、あるいは同一の材料からな
ることもでき、同一の材料からなる場合は、前記の重り
部格納室１４ａを設けずに、筐体部１１と一体成形する
こともできる。

【００１８】図１に示すように、本発明によるインクカ
ートリッジ１において、筐体部１１の底部外側表面１５
は球状面であり、内側底部に重り部１４を有しているの
で、本発明によるインクカートリッジ１を載置台２の上
に置くと、筐体部１１の底部外側表面１５の底部極１５
ａで載置台２の表面と接触する状態で安定的に静止す
る。例えば、インクカートリッジ１を、前記の底部極１
５ａから外れた位置で載置台２の表面と接触するように
置くと、「起き上がり小法師（こぼし）」のように、そ
のインクカートリッジ１は、載置台２の表面上で前記の
底部極１５ａを中心にした往復的転がり運動を繰り返す
が、往復運動の振幅が徐々に減少し、最終的には底部極
１５ａで載置台２の表面と接触する状態で安定に静止す
る。また、その静止状態で、仮に重り部１４が存在しな
ければインクカートリッジ１を倒すことができるような
力を横方向から与えても、前記と同様な往復的転がり運
動を繰り返した後で、前記と同様な安定的静止状態に戻
ることができる。

【００１９】前記のように、本発明によるインクカート
リッジには、重力方向に関して最終的に安定的に静止す
る特定の状態が存在する。このように、重力方向に関し
て最終的に安定的に静止する特定の状態をもたらす性質
を、本明細書において「重力指向性」と称する。

【００２０】前記の重力指向性は、筐体部の底部外側表
面の形状と、重り部の設置位置とによって規定すること
ができる。筐体部の底部外側表面の形状は、前記の重力
指向性を付与可能な球状面である限り特に限定されるも
のではなく、具体的には、球体の一部表面、楕球体の一
部表面、又は円柱体側面の一部表面などを挙げることが
できる。また、筐体部において、前記の底部外側表面以
外の部分の外側表面の形状は、前記の重力指向性に影響
を与えないかぎり特に限定されるものではない。すなわ
ち、載置台の表面上で底部極において接触する前記の安
定的静止状態以外の安定的静止状態を実現する形状を有
さない限り、特に限定されるものではない。更に、重り
部の設置位置も、前記の重力指向性を付与可能な設置位
置である限り特に限定されるものではない。例えば、重
り部を図１に示すように筐体部底部内部に設けることも
できるが、筐体部の外部に設けることもできる。また、
重り部を２以上に分けて設けることもできる。なお、重
り部は適当な重り部固定手段（例えば、機構的部材又は
接着剤）によって筐体部に取付けることができる。

【００２１】本発明は、図１に示すとおり、特には、顔
料インク含浸多孔質保持体充填型のインクカートリッジ
１に適用するのが好ましい。顔料インク含浸多孔質保持
体充填型インクカートリッジ１は、インク収納室１２に
充填された多孔質保持体２２、及びインク供給手段１３
を含む。多孔質保持体２２には、顔料インク液が含浸さ
れている。カラー印刷用のインクカートリッジ１の場合
には、複数個のインク収納室１２が存在し、各インク収
納室１２にそれぞれのインク液を含浸した多孔質保持体
２２が充填され、それぞれのインク収納室１２にインク
供給手段１３を設ける。

【００２２】インクカートリッジ１の底部側に設けられ
たインク供給手段１３は、多孔質保持体２２に含浸され
ているインクをインクジェット記録装置に供給する手段
であり、インクカートリッジ１をインクジェット記録装
置の所定位置に設置することにより、インクジェット記
録装置（図示せず）側に設けたインク吸入手段と連結し
て、インク供給が可能な状態になる。インク供給手段１
３は、一般的に、多孔質保持体２２とインク収納室１２
の底面１２ａの近辺で接するインク取込口３１、そのイ
ンク取込口３１に設けたフィルタ３２、インク取込口３
１とインク出口３４との間に設けたインク通路３３、及
びインク出口３４付近に設けた刺針貫通用膜３５を含
む。前記の刺針貫通用膜３５は、インクカートリッジ１
の使用前（すなわち、インクジェット記録装置の所定位
置に取付ける前）は、前記インク通路３３より内部側を
密封状態を保つことができる。しかし、インクカートリ
ッジ１をインクジェット記録装置の所定位置に取付ける
と、インクジェット記録装置側のインク吸入口の先端部
に設けたインク吸入用刺針によって破断され、インク通
路３３とインク吸入用刺針とを連絡させることができ
る。インクは、インク吸入用刺針からインクジェット記
録装置内のインク案内管を経て、プリンタヘッドまで輸
送される。

【００２３】前記のインク供給手段１３のインク出口３
４の外側には、必要により、シール手段３７を設けるこ
とができる。シール手段３７を設けることにより、イン
ク通路３３及びインク収納室１２の密封性を向上するこ
とができる。また、インク出口３４は、筐体部１１の底
部側表面に窪みを形成することになるので、例えば、図
１に示すとおり、筐体部１１の表面に対して粘着及び剥
離可能な粘着テープ型シール手段３７によりその窪みを
カバーして筐体部１１の表面部の一部を形成することが
でき、インクジェット記録装置に取付ける前に取り除く
ことによって、インク出口３４を露出させることができ
る。もっとも、インク出口３４による窪みが、重力指向
性や密封性に悪影響を与えない場合は、シール手段を設
けずに、インク出口３４による窪みを露出させることも
できる。

【００２４】更に、前記の刺針貫通用膜３５の内側（イ
ンク通路３３側）に、刺針シール固定手段３６を設け
て、刺針貫通用膜３５を破断した後の刺針を密封状態で
固定することができる。刺針シール固定手段は、例え
ば、ドーナツ状のゴムパッキンであることができる。

【００２５】本発明のインクカートリッジ１は、図１に
示すとおり、インク供給手段１３を備えた底部側を重力
方向の最下部とする状態で保存され、しかもインク収納
室１２の底面１２ａは前記の安定的静止状態に関して実
質的に水平に形成されている。インクカートリッジ１
は、前記のとおり重力指向性を有しているので、インク
カートリッジ１は、その保存期間中の実質的にほとんど
の時間に亘り、インク供給手段１３を備えた底部側を重
力方向の最下部とする状態で保存される。この保存期間
が長期間になると、図１に示すとおり、顔料粒子の沈降
が発生し、沈降層４がインク収納室１２の底面１２ａに
形成され、更に、フィルタ３２の上にも沈降層４ａが形
成される。

【００２６】沈降層４及び沈降層４ａが形成されたイン
クカートリッジ１をインクジェット記録装置の所定位置
に取付けると、通常は、インクカートリッジ１における
上下関係（重力方向に対する）は変化しないので、沈降
層４及び沈降層４ａが形成されている底部は、インクジ
ェット記録装置内においてもそのまま底部に位置するこ
とになる。

【００２７】インクジェット記録装置では、一般的に、
インクカートリッジ交換時に、新しく取付けられたイン
クカートリッジに対して一連の処理からなる交換クリー
ニング操作を行う。これらの交換クリーニング操作に
は、インクカートリッジの各インク収納室１２からそれ
ぞれ一定量のインクを吸引して廃棄する処理が含まれ
る。沈降層４及び沈降層４ａが形成された前記インクカ
ートリッジ１に対して、この交換クリーニング操作にお
ける吸引処理が実施されると、フィルタ３２の上に形成
されていた沈降層４ａが吸引除去され、フィルタ３２
は、好適な顔料粒子濃度を有するインク液を含浸してい
る多孔質保持体と直接に接触することができる。従っ
て、その後の印刷工程においては、好適な顔料粒子濃度
を有するインク液を供給することができる。なお、イン
ク収納室１２の底面１２ａに形成されている沈降層４
は、一般的にはインク取込口３１から取り込まれること
はない。また、インク収納室１２の上部には、顔料粒子
濃度の低い層が形成されているが、その層からインクを
取り込むことになる前に、カートリッジ交換の表示を出
して、新しいインクカートリッジへの交換を促すことが
できる。

【００２８】図１に示すインクカートリッジ１は、底部
外側表面１５を含む筐体部１１の底部側と、重り部１４
を含む重り部格納室１４ａとを備えた重力指向性付与部
１６が、インクカートリッジ主要部（すなわち、インク
収納室１２とインク供給手段１３とを備えた部分）と一
体的に形成されている態様の代表例であるが、前記の重
力指向性付与部とインクカートリッジ主要部とを別々に
構成し、両者を着脱自在にすることもできる。こうした
態様を図２に示す。

【００２９】図２は、その態様の本発明のインクカート
リッジ１を載置台２の上に置いた状態を模式的に示す断
面図である。なお、図２において、図１に示す部分と同
じ部分は、同じ参照番号で示す。また、図１の態様に関
する説明は、それが適当である場合には図２の態様につ
いても当てはまる。

【００３０】図２に示すインクカートリッジ１は、イン
クカートリッジ主要部１０と、そのインクカートリッジ
主要部１０に対して着脱自在な重力指向性付与部片２０
とからなる。

【００３１】インクカートリッジ主要部１０は、その外
壁を構成する筐体部１１ａを含み、筐体部１１は、その
内部に、インク収納室１２、及びインク供給手段１３を
含む。インク収納室１２には多孔質保持体２２が充填さ
れており、多孔質保持体２２には、顔料インク液が含浸
されている。カラー印刷用のインクカートリッジ１の場
合には、複数個のインク収納室１２が存在し、各インク
収納室１２にそれぞれのインク液を含浸した多孔質保持
体２２が充填され、それぞれのインク収納室１２にイン
ク供給手段１３を設ける。

【００３２】重力指向性付与部片２０は、筐体部１１ｂ
の内側に設けた重り部格納室１４ａの内部に重り部１４
を格納して含み、必要により、重り部固定手段（図示せ
ず）によって重り部１４を重り部格納室１４ａの内側底
部に固定する。重力指向性付与部片２０の筐体部１１ｂ
において、底部外側表面１５は、前記と同様に球状面で
ある。重り部１４は、前記と同様に筐体部１１ｂを構成
する材料と同一又は別異の材料からなるができる。

【００３３】重力指向性付与部片２０は、その上面側
で、インクカートリッジ主要部１０の底面側と着脱自在
に取付ける。例えば、重力指向性付与部片２０を、その
上面２０ａが、インクカートリッジ主要部１０の底面１
０ａと接触するように、インクカートリッジ主要部１０
に着脱自在に取付けることができる。重力指向性付与部
片２０をインクカートリッジ主要部１０に装着した場合
には、複合体としてのインクカートリッジ１が全体とし
て重力指向性を有し、底部極１５ａで載置台２の表面と
接触する状態で安定に静止することができる。

【００３４】図２に示す態様のインクカートリッジ１で
は、重力指向性付与部片２０をインクカートリッジ主要
部１０に装着した状態で保存し、重力指向性付与部片２
０をインクカートリッジ主要部１０から取り外してか
ら、インクカートリッジ主要部１０をインクジェット記
録装置の所定位置に設置する。

【００３５】インクカートリッジ主要部１０の底面１０
ａに露出しているインク出口３４は、重力指向性付与部
片２０の上面２０ａによってシールすることができるの
で、図１に示した態様におけるシール手段３７を設ける
必要はない。

【００３６】前記の重力指向性付与部片は、図２に示す
ように、単独の部片であることもできるが、２以上の複
数個の部片群であることもできる。重力指向性付与部片
が複数個の部片群からなる場合は、それら複数個の部片
群をインクカートリッジ主要部に装着することにより、
底部極で載置台の表面と接触する状態で安定に静止する
ことができる。なお、重力指向性付与部片群の表面上に
底部極が実際に存在しない場合もあるが、複数の接触点
で載置台の表面と接触して安定に静止することができ
る。

【００３７】図１及び図２に沿って説明したとおり、本
発明を多孔質保持体充填型インクカートリッジに適用し
た場合には、前記のとおり、好適な顔料粒子濃度を有す
るインク液を供給することができるが、インク収納室１
２が液状インクをそのまま収納するタイプのインクカー
トリッジに対して本発明を適用した場合でも、インクカ
ートリッジの使用前によく振ることが必要である旨の指
示をユーザーに示す必要がなくなる。

【００３８】更に、本発明のインクカートリッジにおい
ては、図１及び図２に示すとおり、インク取込口３１
が、インク収納室１２の底面に形成される沈降層４を取
り込むことのないように、インク収納室１２の底面１２
ａからインク収納室１２の内側へ突出していることが好
ましいが、インクジェット記録装置の交換クリーニング
操作における吸引処理によって、収納室１２の底面１２
ａに形成される沈降層４の全てを取り込むことが可能な
場合には、インク取込口を底面から突出させずに、イン
ク収納室１２の底面１２ａに形成することもできる。

【００３９】

【発明の効果】本発明のインクカートリッジによれば、
顔料インク含浸多孔質保持体充填型インクカートリッジ
を長期間にわたって保存した場合であっても、極端に顔
料粒子濃度が高く、過度に色の濃いインクをインクジェ
ット記録装置のプリンタヘッドへ供給することを防止
し、良好な濃度範囲のインク液のみを安定して供給する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクカートリッジを載置台の上に置
いた状態を模式的に示す断面図である。

【図２】本発明の別の態様のインクカートリッジを載置
台の上に置いた状態を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・インクカートリッジ２・・・載置台４，４ａ・・・沈降層１０・・・インクカートリッジ主要部１０ａ・・・インクカートリッジ主要部の底面１１，１１ａ，１１ｂ・・・筐体部１２・・・インク収納室１３・・・インク供給手段１４・・・重り部１４ａ・・・重り部格納室１５・・・底部外側表面１５ａ・・・底部極２０・・・重力指向性付与部片２０ａ・・・重力指向性付与部片の上面２２・・・多孔質保持体３１・・・インク取込口３２・・・フィルタ３３・・・インク通路３４・・・インク出口３５・・・刺針貫通用膜３６・・・刺針シール固定手段３７・・・シール手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）少なくとも底部外側表面が球状面
である筐体部、（２）前記筐体部の底部を重力方向の最
下部に位置させる重力指向性を付与する重り部、及び
（３）重力方向の底部側に設けたインク取込口を含むこ
とを特徴とする、インクカートリッジ。
【請求項２】インク収納室内に顔料インク含浸多孔質
保持体を充填した、請求項１に記載のインクカートリッ
ジ。
【請求項３】前記インク取込口がインク収納室底面か
らインク収納室内側へ突出している、請求項１又は２に
記載のインクカートリッジ。
【請求項４】球状面の底部外側表面を構成する筐体部
の一部と前記重り部とを含む重力指向性付与部が、前記
インク収納室を含むインクカートリッジ主要部と一体で
ある、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクカー
トリッジ。
【請求項５】球状面の底部外側表面を構成する筐体部
の一部と前記重り部とを含む重力指向性付与部片が一体
となって、前記インク収納室を含むインクカートリッジ
主要部に対して着脱自在である、請求項１〜３のいずれ
か一項に記載のインクカートリッジ。
【請求項６】請求項５に記載の重力指向性付与部片。